调整基站天线发射功率的方法、装置及基站的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种调整基站天线发射功率的方法、装置及基站，方法包括：接收输入的发射功率受限天线集的预编码矩阵；所述预编码矩阵根据系统中每个子带的每个层上的与所述基站通信的用户终端的调度结果确定;根据所述发射功率受限天线集的发射功率限制要求或改善系统容量要求或改善覆盖性能要求，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用所述调整后的预编码矩阵调整所述发射功率受限天线集的流发射功率；所述发射功率受限天线集的流发射功率为所述发射功率受限天线集的一个流在所述发射功率受限天线集的所有天线上发送的功率之和；所述一个流为所述系统中的一个子带的一个层上向用户终端发送的数据。
【专利说明】调整基站天线发射功率的方法、装置及基站
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种调整基站天线发射功率的方法、装置及基站。
【背景技术】
[0002]在无线通信系统中，对无线信号的发射功率有一定的限制条件，很多RRU (Radio Remote Unit，远端机即射频拉远)产品的每根天线分别配备了独立的功率放大器。由于功率放大器的输出功率受限，因此每根天线的发射功率不能超过规定的天线最大发射功率。 也有很多RRU产品实现了天线之间的功率共享，因此每个RRU的发射功率不能超过规定的 RRU最大发射功率。当一个小区内采用的发射天线数量很多时，出于成本等方面的考虑，有可能将多个RRU拼接使用，要求每个小区的发射功率不能超过规定的小区最大发射功率。 由于一个基站的多个小区统一供电，所以另一种可能的限制条件是，每个基站的发射功率不能超过规定的基站最大发射功率。
[0003]这些发射功率限制条件，可以用功率受限天线集来统一表示。对于天线功率限制、 RRU功率限制、小区功率限制、基站功率限制，一个功率受限天线集分别对应于一根发射天线、一个RRU的所有发射天线、一个小区的所有发射天线、一个基站的所有发射天线。不同功率受限天线集，可以有不同的最大发射功率限制。每个功率受限天线集内的所有天线的总发射功率，不能超过相应的最大发射功率。
[0004] 实际系统中，可以采用多种不同规格的基站设备实现不同的功率限制。比如在异构网络中，宏小区天线的最大发射功率，与微小区天线的最大发射功率不同。所以无线通信系统中的发射功率限制条件，可以用各种功率受限天线集的组合来完整表示。
[0005]为了进一步提升无线通信系统容量，多点协作(CoMP)技术在3GPP LTE等标准研究中日益受到重视和广泛研究。在基站间采用CoMP技术时，由于每个用户到各基站的路损差异很大，经预编码分配到各功率受限天线集的功率差别很大，所以按照通常的方法计算得到的各功率受限天线集的发射功率，很容易超过其最大发射功率限制。
[0006]为了解决该问题，工程上比较实用的技术方案通常是采用均匀降低各基站天线功率的方法，来满足无线通信系统中的发射功率限制条件。
[0007]在得到基本的预编码矩阵W (该预编码矩阵包括了 M个子带的预编码矩阵 Wffl(m=l, 2，…，M))之后，将该预编码矩阵乘以某一个小于I的降功率系数a，即把所有基站天线的发射功率均匀地降低一定程度:
[0008]ffm=a * Wm
[0009]该降功率系数的选取，最简单的方法是直接把功率降低3dB:
[0010]Wbi = —j= * Wjll
*s/2
[0011]更好的方法是先根据预编码矩阵估计各天线的发射功率Pn，再按照把其最大值降低到满足最大发射功率限制Pmax的要求，设定降功率系数:
【权利要求】
1.一种调整基站天线发射功率的方法，其特征在于，包括:接收输入的发射功率受限天线集的预编码矩阵；所述预编码矩阵根据系统中每个子带的每个层上的与所述基站通信的用户终端的调度结果确定；根据所述发射功率受限天线集的发射功率限制要求或改善系统容量要求或改善覆盖性能要求，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用所述调整后的预编码矩阵调整所述发射功率受限天线集的流发射功率；所述发射功率受限天线集的流发射功率为所述发射功率受限天线集的一个流在所述发射功率受限天线集的所有天线上发送的功率之和；所述一个流为所述系统中的一个子带的一个层上向用户终端发送的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述发射功率受限天线集的发射功率限制要求，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用所述调整后的预编码矩阵调整所述发射功率受限天线集的流发射功率，包括:根据所述预编码矩阵得到功率矩阵，所 述功率矩阵的一行功率之和为一个天线的天线发射功率，一列功率之和为一个流的流发射功率；根据所述功率矩阵得到最大的天线发射功率，利用所述最大的天线发射功率及预设的天线功率门限值，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用所述调整后的预编码矩阵调整至少一个流的流发射功率，所述至少一个流中的每个流的流发射功率与所述功率矩阵的至少一列中的每列对应，所述至少一列为所述功率矩阵中，各列按照所述最大的天线发射功率所在行中的功率从大到小的顺序排列后的前至少一列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用所述最大的天线发射功率及预设的天线功率门限值，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵调整至少一个流的流发射功率，包括:将所述最大的天线发射功率减去所述天线功率门限值，得到第一剩余功率；将第一特定行中待调整的功率之和减去所述第一剩余功率后，除以所述待调整的功率的数量，得到第二剩余功率；其中，所述第一特定行为所述功率矩阵中，功率之和为所述最大的天线发射功率的行，所述待调整的功率为所述第一特定行中，所有功率按从大到小的顺序排列后的第一个功率，所述待调整的功率的数量为I ;若所述第二剩余功率大于第一功率，则将所述第二剩余功率分别除以所述待调整的功率中每一个功率，得到所述待调整的功率中各功率的第一调整因子，所述功率矩阵中属于同一列的功率的调整因子相同；其中，所述第一功率为所述第一特定行中除待调整的功率之外的最大功率；将所述第一调整因子乘以第二调整因子，得到累积调整因子，其中，所述第二调整因子为所述待调整的功率中各功率的原累积调整因子；根据得到的累积调整因子调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵调整与所述待调整的功率所属的列对应的流发射功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述最大的天线发射功率及预设的天线功率门限值，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵调整至少一个流的流发射功率，还包括:若所述第二剩余功率不大于第一功率，则在所述待调整的功率中增加所述第一功率,所述待调整的功率的数量加I后,执行所述将第一特定行中待调整的功率之和减去所述第一剩余功率后，除以待调整的功率的数量，直至所述第二剩余功率大于第一功率。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在将所述第二剩余功率分别除以所述待调整的功率中每一个功率之后，所述将所述第一调整因子乘以第二调整因子之前，还包括；利用所述第一调整因子调整所述待调整的功率所属的列上的所有功率，得到新的功率矩阵；根据所述新的功率矩阵得到最大的天线发射功率，若最大的天线发射功率不大于天线功率门限值，则执行所述将所述第一调整因子乘以第二调整因子，得到累积调整因子，根据得到的累积调整因子调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵调整与所述待调整的功率所属的列对应的流发射功率；若最大的天线发射功率大于天线功率门限值，则执行所述利用所述最大的天线发射功率及预设的天线功率门限值，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用所述调整后的预编码矩阵调整至少一个流的流发射功率。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，根据得到的累积调整因子调整所述预编码矩阵，包括:将所述待调整的功率所属列对应的流的序号映射到子带序号和层序号，根据得到的累积调整因子，调整被映射到所述待调整的功率所属列对应的流的序号的子带上的预编码矩阵。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据改善系统容量要求或改善覆盖性能要求，调整预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵调整流发射功率，包括:根据参考信号接收质量RSRQ，得到各用户设备的接收信噪比估计值；根据总功率门限值及所述各用户设备的接收信噪比估计值，得到每个流的功率分配因子;利用每个流的功率分配因子，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整每个流的流发射功率，以使天线发射功率满足所述改善系统容量要求或改善覆盖性能要求。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据总功率门限值及所述各用户设备的接收信噪比估计值，得到每个流的功率分配因子，包括:利用所述各用户设备的接收信噪比估计值，得到每个流的流发射功率；将得到的所有流的流发射功率相加，得到总的天线发射功率；将所述总功率门限值除以所述总的天线发射功率，得到功率分配调整系数；将所述功率分配调整系数分别乘以所述每个流的流发射功率后，开平方，得到每个流的功率分配因子。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据参考信号接收质量RSRQ，得到各用户设备的接收信噪比估计值之前，还包括:将所有子带分成Q个第一子带组，Q为大于I的整数；所述根据总功率门限值及所述各用户设备的接收信噪比估计值，得到每个流的功率分配因子，包括:根据总功率门限值及所述各用户设备的接收信噪比估计值，分别得到各第一子带组中的每个流的功率分配因子；所述利用所述功率分配因子，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整每个流的流发射功率，包括:利用所述功率分配因子，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整各第一子带组中的每个流的流发射功率。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，利用所述功率分配因子，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整各第一子带组中的每个流的流发射功率之后， 所述方法还包括:将所有子带分成R个第二子带组，R为大于I的整数；根据所述预编码矩阵得到与各第二子带组对应的子带组功率矩阵，所述子带组功率矩阵的一行功率之和为一个天线上的第二子带组部分天线发射功率，一列功率之和为一个流的流发射功率，所述一个流为所述发射功率受限天线集中一个子带上的一个层；根据所述子带组功率矩阵分别得到各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率，利用预设的天线功率门限值及所述各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整R个流组的流发射功率，一个流组为一个第二子带组中的至少一个流，一个流组的流发射功率为与相应的子带组功率矩阵的部分列对应的流发射功率，所述相应的子带组功率矩阵的部分列，为与所述一个流组所属的第二子带组对应的子带组功率矩阵中，各列按照最大的第二子带组部分天线发射功率所在行中的功率从大到小的顺序，排列后的前至少一个列。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，利用预设的天线功率门限值及所述各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整R个流组的流发射功率，包括:将所述各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率减去平均天线功率门限值，得到第一剩余功率，其中，所述平均天线功率门限值为所述预设的天线功率门限值除以R后得到的值；将各子带组功率矩阵的第一特定行中待调整的功率之和减去所述第一剩余功率后，除以所述待调整的功率的数量，得到第二剩余功率;其中，所述第一特定行为各子带组功率矩阵中，功率之和为最大的第二子带组部分天线发射功率的行，所述待调整的功率为所述第一特定行上的功率按从大到小的顺序排列后的前至少一个功率；若所述第二剩余功率大于第一功率，将所述第`二剩余功率分别除以所述待调整的功率中每一个功率，得到所述待调整的功率中各功率的第一调整因子，子带组功率矩阵中属于同一列的功率的调整因子相同；其中，所述第一功率为所述第一特定行中除所述待调整的功率之外的最大功率；将所述第一调整因子乘以第二调整因子，得到累积调整因子，其中，所述第二调整因子为所述待调整的功率中各功率的原累积调整因子；根据得到的累积调整因子调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵调整与所述各第二子带组中待调整的功率所属的列对应的流发射功率。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述利用预设的天线功率门限值及所述各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整R个流组的流发射功率，还包括:若所述第二剩余功率不大于第一功率，则在所述待调整的功率中增加所述第一功率，执行所述将各子带组功率矩阵的第一特定行中待调整的功率之和减去所述第一剩余功率后，除以所述待调整的功率的数量。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述将所述第二剩余功率分别除以所述待调整的功率中每一个功率之后，所述将所述第一调整因子乘以第二调整因子之前， 所述方法还包括:利用所述第一调整因子调整所述待调整的功率所属的列上的所有功率，执行所述根据所述子带组功率矩阵分别得到各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率，利用所述各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率及预设的天线功率门限值， 调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用所述调整后的预编码矩阵分别调整R 个流组的流发射功率。
14.根据权利要求11-13任一项所述的方法，其特征在于，根据得到的累积调整因子调整所述预编码矩阵，所述方法包括:将所述各第二子带组中，待调整的功率所属列对应的流的序号映射到子带序号和层序号，根据得到的累积调整因子，调整被映射到所述待调整的功率所属列对应的流的序号的子带上的预编码矩阵。
15.一种调整基站天线发射功率的装置，其特征在于，包括:预编码矩阵接收模块，用于接收输入的发射功率受限天线集的预编码矩阵；所述预编码矩阵根据系统中每个子带的每个层上的与所述基站通信的用户终端的调度结果确定；功率调整模块，用于根据所述发射功率受限天线集的发射功率限制要求或改善系统容量要求或改善覆盖性能要求，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用所述调整后的预编码矩阵调整所述发射功率受限天线集的流发射功率；所述发射功率受限天线集的流发射功率为所述发射功率受限天线集的一个流在所述发射功率受限天线集的所有天线上发送的功率之和；所述一个流为所述系统中的一个子带的一个层上向用户终端发送的数据。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述功率调整模块包括:功率矩阵获得子模块，用于根据所述预编码矩阵得到功率矩阵，所述功率矩阵的一行功率之和为一个天线的天线发射功率,一列功率之和为一个流的流发射功率,所述一个流为所述发射功率受限天线集中一个子带上的一个层；最大天线功率子模块，用于根据 所述功率矩阵得到最大的天线发射功率；流功率调整子模块，用于利用所述最大的天线发射功率及预设的天线功率门限值，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用所述调整后的预编码矩阵调整至少一个流的流发射功率，所述至少一个流中的每个流的流发射功率为与所述功率矩阵的至少一列中的每列对应率，所述至少一列为所述功率矩阵中，各列按照所述最大的天线发射功率所在行中的功率从大到小的顺序排列后的前至少一列。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述流功率调整子模块具体用于:将所述最大的天线发射功率减去所述天线功率门限值，得到第一剩余功率；将第一特定行中待调整的功率之和减去所述第一剩余功率后，除以所述待调整的功率的数量，得到第二剩余功率；其中，所述第一特定行为所述功率矩阵中，功率之和为所述最大的天线发射功率的行，所述待调整的功率为所述第一特定行中，所有功率按从大到小的顺序排列后的第一个功率，所述待调整的功率的数量为1 ;若所述第二剩余功率大于第一功率，则将所述第二剩余功率分别除以所述待调整的功率中每一个功率，得到所述待调整的功率中各功率的第一调整因子，所述功率矩阵中属于同一列的功率的调整因子相同；其中，所述第一功率为所述第一特定行中除待调整的功率之外的最大功率；将所述第二剩余功率分别除以所述待调整的功率中每一个功率，得到所述待调整的功率中各功率的第一调整因子，所述功率矩阵中属于同一列的功率的调整因子相同；将所述第一调整因子乘以第二调整因子，得到累积调整因子，其中，所述第二调整因子为所述待调整的功率中各功率的原累积调整因子；根据得到的累积调整因子调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵调整与所述待调整的功率所属的列对应的流发射功率。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述流功率调整子模块还用于若所述第二剩余功率不大于第一功率，则在所述待调整的功率中增加所述第一功率，所述待调整的功率的数量加I后，执行所述将第一特定行中待调整的功率之和减去所述第一剩余功率后，除以所述待调整的功率的数量，直至所述第二剩余功率大于第一功率。
19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，在将所述第二剩余功率分别除以所述待调整的功率中每一个功率之后，所述将所述第一调整因子乘以第二调整因子之前，还包括；利用所述第一调整因子调整所述待调整的功率所属的列上的所有功率，得到新的功率矩阵；根据所述新的功率矩阵得到最大的天线发射功率，若最大的天线发射功率不大于天线功率门限值，则将所述第一调 整因子乘以第二调整因子，得到累积调整因子，根据得到的累积调整因子调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵调整与所述待调整的功率所属的列对应的流发射功率；若最大的天线发射功率大于天线功率门限值,则所述流功率调整子模块利用所述最大的天线发射功率及预设的天线功率门限值，调整所述预编码矩阵得到调整后的预编码矩阵，利用所述调整后的预编码矩阵调整至少一个流的流发射功率。
20.根据权利要求17-19任一项所述的装置，其特征在于，所述流功率调整子模块具体用于:将所述待调整的功率所属列对应的流的序号映射到子带序号和层序号，根据得到的累积调整因子，调整被映射到所述待调整的功率所属列对应的流的序号的子带上的预编码矩阵。
21.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述功率调整模块包括:信噪比估计子模块，用于根据参考信号接收质量RSRQ，得到各用户设备的接收信噪比估计值；分配因子获取子模块，用于根据总功率门限值及所述各用户设备的接收信噪比估计值，得到每个流的功率分配因子；第一流功率调整子模块，用于利用所述功率分配因子，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整每个流的流发射功率，以使天线发射功率满足所述改善系统容量要求或改善覆盖性能要求。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述分配因子获取子模块具体用于:利用所述各用户设备的接收信噪比估计值，得到每个流的流发射功率；将得到的所有流的流发射功率相加，得到总的天线发射功率；将所述总功率门限值除以所述总的天线发射功率，得到功率分配调整系数；将所述功率分配调整系数分别乘以所述每个流的流发射功率后，开平方，得到每个流的功率分配因子。
23.根据权利要求21或22所述的装置，其特征在于，还包括:第一分组子模块，用于在所述信噪比估计子模块根据参考信号接收质量RSRQ，得到各用户设备的接收信噪比估计值之前，将所有子带分成Q个第一子带组，Q为大于I的整数； 所述分配因子获取子模块，还用于根据总功率门限值及所述各用户设备的接收信噪比估计值，分别得到各第一子带组中的每个流的功率分配因子；所述第一流功率调整子模块，还用于利用所述功率分配因子，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整各第一子带组中的每个流的流发射功率。
24.根据权利要求23所述的装置，其特征在于，还包括:第二分组子模块，用于在所述第一流功率调整子模块利用所述功率分配因子，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整各第一子带组中的每个流的流发射功率之后，将所有子带分成R个第二子带组，R为大于I的整数；分组功率矩阵获得子模块，用于根据所述预编码矩阵得到与各第二子带组对应的子带组功率矩阵，所述子带组功率矩阵的一行功率之和为一个天线上的第二子带组部分天线发射功率，一列功率之和为一个流的流发射功率，所述一个流为所述发射功率受限天线集中一个子带上的一个层；分组天线功率获得子模块，根据所述子带组功率矩阵分别得到各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率；第二流功率调整子模块，利用预设的天线功率门限值及所述各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整R 个流组的流发射功率，一个流组为一个第二子带组中的至少一个流，一个流组的流发射功率为与相应的子带组功率矩阵的部分列对应的流发射功率，所述相应的子带组功率矩阵的部分列，为与所述一个流组所属的第二子带组对应的子带组功率矩阵中，各列按照最大的第二子带组部分天线发射功率所在行中的功率从大到小的顺序，排列后的前至少一个列。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述第二流功率调整子模块具体用于: 将所述各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发 射功率减去平均天线功率门限值，得到第一剩余功率，其中，所述平均天线功率门限值为所述预设的天线功率门限值除以R后得到的值；将各子带组功率矩阵的第一特定行中待调整的功率之和减去所述第一剩余功率后，除以所述待调整的功率的数量，得到第二剩余功率；其中，所述第一特定行为各子带组功率矩阵中，功率之和为最大的第二子带组部分天线发射功率的行，所述待调整的功率为所述第一特定行上的功率按从大到小的顺序排列后的前至少一个功率；若所述第二剩余功率大于第一功率，将所述第二剩余功率分别除以所述待调整的功率中每一个功率，得到所述待调整的功率中各功率的第一调整因子，子带组功率矩阵中属于同一列的功率的调整因子相同；其中，所述第一功率为所述第一特定行中除所述待调整的功率之外的最大功率；将所述第一调整因子乘以第二调整因子，得到累积调整因子，其中，所述第二调整因子为所述待调整的功率中各功率的原累积调整因子；根据得到的累积调整因子调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵调整与所述各第二子带组中待调整的功率所属的列对应的流发射功率。
26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述第二流功率调整子模块还用于若所述第二剩余功率不大于第一功率，则在所述待调整的功率中增加所述第一功率，执行所述将各子带组功率矩阵的第一特定行中待调整的功率之和减去所述第一剩余功率后，除以所述待调整的功率的数量。
27.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，在所述将所述第二剩余功率分别除以所述待调整的功率中每一个功率之后，所述将所述第一调整因子乘以第二调整因子之前， 还包括:利用所述第一调整因子调整所述待调整的功率所属的列上的所有功率，执行所述根据所述子带组功率矩阵分别得到各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率，所述第二流功率调整子模块利用预设的天线功率门限值及所述各第二子带组中的最大的第二子带组部分天线发射功率，调整所述预编码矩阵，利用调整后的预编码矩阵分别调整R 个流组的流发射功率。
28.根据权利要求25或26所述 的装置，其特征在于，所述第二流功率调整子模块具体用于:将所述各第二子带组中，待调整的功率所属列对应的流的序号映射到子带序号和层序号，根据得到的累积调整因子，调整被映射到所述待调整的功率所属列对应的流的序号的子带上的预编码矩阵。
29.—种基站，其特征在于，包括天线及上述权利要求15-28任一项所述的调整基站天线发射功率的装置，所述调整基站天线发射功率的装置用来调整所述天线的发射功率。
【文档编号】H04W88/08GK103582101SQ201210270184
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月31日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】戎璐, 陈大庚 申请人:华为技术有限公司