专利名称：认知无线系统的功率控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种认知无线系统的功率控制方法及装置。
背景技术：
目前，频谱资源是以某种方式划分给各无线运营商使用，其规定了相应的频段，使用带宽和无线通信技术(Radio Access Technology，简称为RAT)。随着对无线网络使用频次，人数，和业务量的不断增加，用于无线通信的频谱资源越来越紧张。同时，相关观测表明，在一些时间段上，可用频谱资源却大量空闲。因此，就存在这样的可能，即在一些地区、 在某些时间段上，借用空闲频谱资源进行无线通信。这能够有效地提高频谱资源的利用率， 缓解频谱资源的紧张。相关技术中，认知无线系统(Cognitive Radio System，简称为CRS)在借用空闲频谱资源时，可能会对邻近(相邻信道或频道)的主用户系统或其它CRS造成干扰，其原因是，发射机在辐射能量时一般会有带外泄露。图1是根据本发明实施例的频谱掩模的示意图，如图1所示，相关技术中， TV(TeleVision)系统和无线通信系统一般均存在频谱泄露。其中，TV系统可以包括数字视频广播(Digital Video Broadcast，简称为DVB)，无线通信系统可以包括全球移动通信 (Global system for Mobile Communication，简称为 GSM)、通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System,简称为 UMTS)、以及长期演进(Long-Term Evolution，简称为 LTE)。泄露到邻道的能量对邻道正在工作的无线通信系统造成干扰，使其底噪抬高，影响接收机灵敏度。
发明内容
针对认知无线系统中的发射机在辐射能量时一般会有带外泄露，从而对邻道正在工作的系统造成干扰的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种认知无线系统的功率控制方法及装置，以解决上述问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种认知无线系统的功率控制方法。根据本发明的认知无线系统的功率控制方法包括测量认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数；根据认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数，确定认知无线系统的最大发射功率；控制认知无线系统的实际发射功率小于最大发射功率。进一步地，根据认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数，通过以下公式确定认知无线系统的最大发射功率Ptx =Ptx = PKXTV-RD/u-G+ACIR+max{MCL，PL(d)}_A，其中，Ρκχ—τν为电视系统的接收机所在地的接收功率、R_为电视系统的接收机期望的有用信号和干扰信号的功率比、G为认知无线系统的发射天线增益与电视系统的接收天线增益之和、 ACIR为认知无线系统与电视系统组成的共存系统的邻道干扰比、MCL为共存系统的最小耦合损耗、d为电视系统的接收机和与认知无线系统的发射机之间的距离、PL(d)为认知无线系统与电视系统之间的路损、A为认知无线系统的发射天线的有效输出功率活动因子。进一步地，通过以下公式确定电视系统的接收机所在地的接收功率Pkx tv =Pex tv = min{PEX TV L, Pkx TV J，其中，Pex tv l为认知无线系统的占用的电视空白频道的左邻道的电视接收功率，PEX_TV_E为认知无线系统的占用的电视空白频道的右邻道的电视接收功率。进一步地，当右邻道不存在电视系统的信号时，Pex tv = Pex tv l ；当左邻道不存在电视系统的信号时，ΡΕχ_Τν = PKX—TV—Κ。进一步地，认知无线系统的系统参数包括以下至少之一认知无线系统的发射天线增益、认知无线系统与电视系统组成的共存系统的邻道干扰比、共存系统的最小耦合损耗、认知无线系统的发射天线的有效输出功率活动因子；电视系统的系统参数包括以下至少之一电视系统的接收天线增益、电视系统的接收机所在地的接收功率、电视系统的接收机期望的有用信号和干扰信号的功率比、电视系统的接收机和与认知无线系统的发射机之间的距离、认知无线系统与电视系统之间的路损。进一步地，通过以下至少之一的方式控制认知无线系统的实际发射功率小于最大发射功率增加滤波器、增加频谱隔离带、增加收发机间的空间间隔。进一步地，在控制认知无线系统的实际发射功率小于最大发射功率之后，上述方法还包括确定认知无线系统接收到的干扰功率的最大值；判断最大值是否小于认知无线系统允许的最大干扰功率；如果判断结果为是，则确定认知无线系统与电视系统共存。进一步地，通过以下公式确定认知无线系统接收到的干扰功率的最大值I :I = PTX TV+G+ATV-ACIRTV-PL(d)，其中，Ptx τν为电视系统的发射机的发射功率、G为电视系统的发射天线增益与认知无线系统的接收天线增益之和、Atv为活动因子，ACIRtv为邻道泄露比，d 为电视系统的发射机和与认知无线系统的接收机之间的距离、PL(d)为认知无线系统与电视系统之间的路损。进一步地，如果判断结果为否，则通过以下至少之一的方式降低电视系统的带外泄露增加滤波器、增加频谱隔离带、增加收发机间的空间间隔、预扭曲。为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种认知无线系统的功率控制装置。根据本发明的认知无线系统的功率控制装置包括测量模块，用于测量认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数；确定模块，用于根据认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数，确定认知无线系统的最大发射功率；控制模块，用于控制认知无线系统的实际发射功率小于最大发射功率。进一步地，确定模块还用于通过以下公式确定认知无线系统的最大发射功率Ptx: Ptx = Pkx TV-RD/u-G+ACIR+maX {MCL，PL (d)} _A，其中，Pex tv为电视系统的接收机所在地的接收功率、RD/U为电视系统的接收机期望的有用信号和干扰信号的功率比、G为认知无线系统的发射天线增益与电视系统的接收天线增益之和、ACIR为认知无线系统与电视系统组成的共存系统的邻道干扰比、MCL为共存系统的最小耦合损耗、d为电视系统的接收机和与认知无线系统的发射机之间的距离、PL(d)为认知无线系统与电视系统之间的路损、A为认知无线系统的发射天线的有效输出功率活动因子。通过本发明，根据邻道正在工作的电视系统的实际情况而确定了认知无线系统的最大发射功率，并通过控制认知无线系统的实际发射功率小于该最大发射功率，解决了认知无线系统中的发射机在辐射能量时一般会有带外泄露，从而对邻道正在工作的系统造成干扰的问题，从而可以最大限度的减少对该电视系统的干扰，从而保证了该电视系统内接收机的灵敏度。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据本发明实施例的频谱掩模的示意图；图2是根据本发明实施例的认知无线系统的功率控制方法的流程图；图3是根据本发明实施例的测量及控制的流程图；图4是根据本发明实施例的共存场景的示意图；图5是根据本发明实施例的BS发射工作的流程图；图6是根据本发明实施例的认知无线系统的功率控制装置的结构框图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。对于TV (television)系统(例如，DVB (digital video broadcast))和无线通信系统(例如，GSM(Global System for Mobile communications)/UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)/LTE(Long Term Evolution))而言，一般的发射频谱掩模见图1。由该掩模可知，一般均存在频谱泄露，该泄露一般会对邻道工作的无线通信系统造成影响。本发明提供了一种认知无线系统的功率控制方法。图2是根据本发明实施例的认知无线系统的功率控制方法的流程图，包括如下的步骤S202至步骤S206。步骤S202，测量认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数。步骤S204，根据认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数，确定认知无线系统的最大发射功率。步骤S206，控制认知无线系统的实际发射功率小于最大发射功率。相关技术中，认知无线系统中的发射机在辐射能量时一般会有带外泄露，从而对邻道正在工作的系统造成干扰。本发明实施例中，考虑到邻道正在工作的电视系统的实际情况而确定了认知无线系统的最大发射功率，因此，通过控制认知无线系统的实际发射功率小于该最大发射功率，可以最大限度的减少对该电视系统的干扰，从而保证了该电视系统内接收机的灵敏度。需要说明的是，上述认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数包括但不限于工作频带外的能量泄露。优选地，根据认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数，通过以下公式确定认知无线系统的最大发射功率Ptx Ptx = Pex TV-RD/u-G+ACIR+max {MCL, PL (d)} -A,
其中，Pkx tv为电视系统的接收机所在地的接收功率、R_为电视系统的接收机期望的有用信号和干扰信号的功率比、G为认知无线系统的发射天线增益与电视系统的接收天线增益之和、ACIR为认知无线系统与电视系统组成的共存系统的邻道干扰比(定义为干扰系统(这里为认知无线电系统)的发射功率与被干扰系统(这里为电视系统)的接收机接收到的干扰功率之比)、MCL为共存系统的最小耦合损耗、d为电视系统的接收机和与认知无线系统的发射机之间的距离、PL(d)为认知无线系统与电视系统之间的路损、A为认知无线系统的发射天线的有效输出功率活动因子。下面详细描述上述公式的含义及推导过程。对于电视接收机而言，最大允许干扰功率为Imax ；Imax = Prxtv-Rdaj (1)其中，Rdai为电视接收机期望的有用信号和干扰信号的功率比，Pkx τν为电视接收机所在地的接收功率。另外，设CRS发射机带内发射功率为Ptx，则邻道泄露功率为I :I = PTX+G-ACIR_max{MCL，PL(d)}(2)这里，G为CRS发射天线增益和TV接收天线增益的和，ACIR(Adjacent Channel Interference Ratio)为邻道干扰比，MCL(Minimum Coupling Loss)为最小耦合损耗， PL (Path Loss)为路损，它是距离d的函数，d表示TV接收机和CRS发射机间的距离，max{ ·} 表示取最大值。在TV接收机和CRS发射机共站时，取MCL ；TV接收机和CRS发射机不共站时，取PL⑷。其中，ACIR又可表示为~-~ = ~-~ + —^―(3) ACIR ACLR ACS其中，ACLR(AdjacentChannel Leakage Ratio)为 CRS 发射机的邻道泄露比， ACS (Adjacent Channel Selectivity)为 TV 接收机的邻道选择。考虑到上述邻道泄露功率I应当小于上述最大允许干扰功率为IMX，因此，结合上式(1)和上式O)，可以得到CRS的最大允许发射功率Ptx为Ptx = Pex TV-RD/u-G+ACIR+max {MCL, PL (d)}实际中，发射天线的有效输出功率还应考虑活动因子A，因此可以得到本发明实施例中的计算公式Ptx = Pex TV-RD/u-G+ACIR+max {MCL, PL (d)} —A (4)上式(4)即为CRS不对邻道的电视信号接收机产生干扰的最大允许发射功率。需要说明的是，这里并没有区分CRS的发射机是基站(BS，base station)的还是用户终端 (UE,user Equipment)的。在CRS的下行，需要考虑CRS的BS发射机对邻道电视接收机的影响，此时，ACLR为BS发射机的邻道泄露比，ACS为TV接收机的邻道选择，天线增益考虑 CRS的BS和TV接收系统的天线增益。在CRS的上行，需要考虑CRS的UE发射机对邻道电视接收机的影响，此时，ACLR为UE发射机的邻道泄露比，ACS为TV接收机的邻道选择，天线增益考虑CRS的UE和TV接收系统的天线增益。需要说明的是，上面考虑的是CRS对邻道电视接收机的干扰情况。保证CRS的发射功率不大于Ptx，CRS就可以和TV系统共存。
优选地，通过以下公式确定电视系统的接收机所在地的接收功率？^，=Pextv = min{PEX TV L, Pkx TV J，其中，Pex tv l为认知无线系统的占用的电视空白频道的左邻道的电视接收功率，Ρκχ—τν—κ为认知无线系统的占用的电视空白频道的右邻道的电视接收功率。优选地，当右邻道不存在电视系统的信号时，Pexjv = Ρκχ—τν—υ当左邻道不存在电视系统的信号
时，PRX_TV — PRX—TV—R。本优选实施例中的Prx τν可以通过下式(5)计算得到
权利要求
1.一种认知无线系统的功率控制方法，其特征在于，包括 测量认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数；根据所述认知无线系统的系统参数以及所述电视系统的系统参数，确定所述认知无线系统的最大发射功率；控制所述认知无线系统的实际发射功率小于所述最大发射功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述认知无线系统的系统参数以及所述电视系统的系统参数，通过以下公式确定所述认知无线系统的最大发射功率Ptx:Ptx = Pex TV-RD/u-G+ACIR+max {MCL, PL (d)} -A,其中，Ρκχ—τν为所述电视系统的接收机所在地的接收功率、为所述电视系统的接收机期望的有用信号和干扰信号的功率比、G为所述认知无线系统的发射天线增益与所述电视系统的接收天线增益之和、ACIR为所述认知无线系统与所述电视系统组成的共存系统的邻道干扰比、MCL为所述共存系统的最小耦合损耗、d为所述电视系统的接收机和与所述认知无线系统的发射机之间的距离、PL(d)为所述认知无线系统与所述电视系统之间的路损、A 为所述认知无线系统的发射天线的有效输出功率活动因子。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定所述电视系统的接收机所在地的接收功率Ρκχ—τν:PRX_TV — min {PRX—XV—L，PRX—TVjJ，其中，PRX_TV_L为所述认知无线系统的占用的电视空白频道的左邻道的电视接收功率， Ρκχ—τν—κ为所述认知无线系统的占用的所述电视空白频道的右邻道的电视接收功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述右邻道不存在所述电视系统的信号时，PRX_TV = PRX_TV_L ；当所述左邻道不存在所述电视系统的信号时，ΡΕχ_τν = Ρκχ—τν—κ。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于， 所述认知无线系统的系统参数包括以下至少之一 所述认知无线系统的发射天线增益、所述认知无线系统与所述电视系统组成的共存系统的邻道干扰比、所述共存系统的最小耦合损耗、所述认知无线系统的发射天线的有效输出功率活动因子； 所述电视系统的系统参数包括以下至少之一所述电视系统的接收天线增益、所述电视系统的接收机所在地的接收功率、所述电视系统的接收机期望的有用信号和干扰信号的功率比、所述电视系统的接收机和与所述认知无线系统的发射机之间的距离、所述认知无线系统与所述电视系统之间的路损。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过以下至少之一的方式控制所述认知无线系统的实际发射功率小于所述最大发射功率增加滤波器、增加频谱隔离带、增加收发机间的空间间隔。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在控制所述认知无线系统的实际发射功率小于所述最大发射功率之后，所述方法还包括确定所述认知无线系统接收到的干扰功率的最大值；判断所述最大值是否小于所述认知无线系统允许的最大干扰功率；如果判断结果为是，则确定所述认知无线系统与所述电视系统共存。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定所述认知无线系统接收到的干扰功率的最大值I I = Ptx tv+G+Atv-ACIRtv-PL (d)，其中，Ρτχ—τν为所述电视系统的发射机的发射功率、G为所述电视系统的发射天线增益与所述认知无线系统的接收天线增益之和、Atv为活动因子，ACIRtv为邻道泄露比，d为所述电视系统的发射机和与所述认知无线系统的接收机之间的距离、PL(d)为所述认知无线系统与所述电视系统之间的路损。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果判断结果为否，则通过以下至少之一的方式降低所述电视系统的带外泄露增加滤波器、增加频谱隔离带、增加收发机间的空间间隔、预扭曲。
10.一种认知无线系统的功率控制装置，其特征在于，包括测量模块，用于测量认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数；确定模块，用于根据所述认知无线系统的系统参数以及所述电视系统的系统参数，确定所述认知无线系统的最大发射功率；控制模块，用于控制所述认知无线系统的实际发射功率小于所述最大发射功率。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块还用于通过以下公式确定所述认知无线系统的最大发射功率Ptx Ptx = Pex TV-RD/u-G+ACIR+max {MCL, PL (d)} -A,其中，Ρκχ—τν为所述电视系统的接收机所在地的接收功率、为所述电视系统的接收机期望的有用信号和干扰信号的功率比、G为所述认知无线系统的发射天线增益与所述电视系统的接收天线增益之和、ACIR为所述认知无线系统与所述电视系统组成的共存系统的邻道干扰比、MCL为所述共存系统的最小耦合损耗、d为所述电视系统的接收机和与所述认知无线系统的发射机之间的距离、PL(d)为所述认知无线系统与所述电视系统之间的路损、A 为所述认知无线系统的发射天线的有效输出功率活动因子。
全文摘要
本发明公开了一种认知无线系统的功率控制方法及装置，该方法包括测量认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数；根据认知无线系统的系统参数以及电视系统的系统参数，确定认知无线系统的最大发射功率；控制认知无线系统的实际发射功率小于最大发射功率。本发明可以最大限度的减少对该电视系统的干扰，从而保证该电视系统内接收机的灵敏度。
文档编号H04W52/24GK102387579SQ201010276560
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者李岩, 李峰, 田开波, 赵楠, 魏民 申请人:中兴通讯股份有限公司