一种分配下行功率的方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种分配下行功率的方法、装置和系统，方法包括：根据用户在小区内的位置，确定需要配对的用户；确定PDMA图样矩阵，为每个用户分配不同的PDMA图样矢量组，根据所述PDMA图样矢量组形成功率分配图样矩阵；根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子，根据所述功率分配因子确定每个用户的下行发射功率。考虑用户公平性的条件下，PDMA技术可以根据用户的位置为用户分配不同的PDMA图样矢量组和功率，充分利用编码域和功率域的差异进行接收，达到提升小区平均和边缘用户频谱效率，提高小区接入用户数的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种分配下行功率的方法、装置和系统
本专利技术涉及长期演进系统的技术，特别是指一种分配下行功率的方法、装置和系统。
技术介绍
与传统的时分多址(TDMA，TimeDivisionMultipleAccess)、频分多址(FDMA，FrequencyDivisionMultipleAccess)、码分多址(CDMA，CodeDivisionMultipleAccess)接入技术类似，图样分割多址接入(PDMA，PattenDivisionMultipleAccess)技术作为5G的关键技术，可以使得多用户在相同的时频域、空域资源上传输，并通过编码域和功率进行用户之间的区分，提高小区平均和边缘用户频谱效率，以及提升小区接入用户数。长期演进(LTE，LongTermEvolution)系统下行链路采用功率分配技术，为保证LTE具有良好的前向兼容性，预期未来5G系统下行链路仍将沿用该技术。由于PDMA可以使多用户在编码域和功率域上叠加传输，因此，存在如何为多用户在相同的时频域和空域资源上进行功率分配的问题。传统的LTE下行链路采用功率分配，功率分配决定下行发送每个资源要素(RE，ResourceElement)的能量。首先，下行功率分配需要考虑系统覆盖的需求，为下行业务信道、广播信道、控制信道和参考信号分配合适的功率，以满足边缘用户的接收信号质量；其次，下行功率分配应尽量降低下行发射功率，以减轻系统干扰。对于下行链路设计而言，为保证功率放大器的效率，需要尽量保证不同正交频分复用技术(OFDM，OrthogonalFrequecyDevisionMultiplexing)符号上的总功率一致。LTE下行链路资源分配的最小单位为物理资源块(PRB，PhysicalResourceBlock)，按照每个资源承载用户和流数的不同，下行传输模式可分为单用户单流、单用户多流、多用户三类。对于单用户单流传输而言，每个PRB上的总下行发射功率即是该用户在该PRB上的下行发射功率，而对于单用户多流或多用户传输，每个PRB上的总下行发射功率将会平均分给每个流或用户，以提升系统吞吐量性能。现有技术存在如下问题：传统LTE系统下行链路功率分配虽然考虑了用户的位置特性，为不同用户配置不同的功率分配参数，以提升边缘用户的通信性能，也考虑了将功率平均分配给多流或多用户传输，但是LTE下行功率分配仍然没有充分利用编码域和功率域的特性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种分配下行功率的方法、装置和系统，解决现有技术中LTE下行功率分配仍然没有充分利用编码域和功率域的特性的缺陷。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供一种分配下行功率的方法，应用于基站，方法包括：根据用户在小区内的位置，确定需要配对的用户；确定PDMA图样矩阵，为每个用户分配不同的PDMA图样矢量组，根据所述PDMA图样矢量组形成功率分配图样矩阵；根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子，根据所述功率分配因子确定每个用户的下行发射功率。所述的方法，确定PDMA图样矩阵，为每个用户分配不同的PDMA图样矢量组，根据所述PDMA图样矢量组形成功率分配图样矩阵具体包括：根据小区总的用户数和系统总的资源，选定PDMA下行的PDMA图样矩阵HPDMA(M*N)，M是PDMA图样矩阵的行数，N是PDMA图样矩阵的列数；采用PDMA图样矩阵与功率分配因子矩阵计算出每个用户的PDMA图样矢量组，形成功率分配图样矩阵K表示下行配对的用户数，N1,N2,…,NK分别表示配对的用户1,2,…,K占用PDMA图样矩阵的列数，且N＝N1+N2+…+NK，A1,A2,…,AK分别表示用户1,2,…,K的功率分配图样矢量组，□表示矩阵之间的点乘。所述的方法，根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子具体包括：选定下行功率分配优化方案；对于每一个用户当前的PDMA图样矢量组和功率分配因子组合，根据PF加权和吞吐量最大的准则是且满足||A||1＝1进行调整，使多用户配对之后的PF加权和吞吐量最大，其中，Tk(SINRk,A)表示用户k在功率分配图样矩阵为A时的传输速率，由用户k的SINR和占用资源映射得到的传输比特数计算而来，用户k的SINR取值与PDMA图样矩阵中的功率分配因子相关，BLERk(SINRk,A)表示用户k在功率分配图样矩阵为A时预估的误块率，由SINR和BLER映射关系得到，表示用户k在t时刻的历史平均速率，||A||1＝1表示下行发射功率恒定，||·||1表示对功率分配图样矩阵的元素求和；对于任意用户k，历史平均速率计算公式是表示用户k的当前时刻的统计得到的历史平均速率，表示用户k上一次统计得到的历史平均速率，Rk(t)表示用户k的当前速率，α表示遗忘因子，当取值为1时，表示PF加权和吞吐量仅与用户当前速率相关。所述的方法，根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子还包括：选定下行功率分配简化模式；通过参考信号接收功率或参考信号SINR区分出远端用户和近端用户；为远端用户分配第一功率，为近端用户分配第二功率，所述第一功率和第二功率均对应着功率分配因子，且第一功率大于第二功率。所述的方法，根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子包括：确定每个用户在PDMA图样矩阵内各PDMA图样矢量上的功率分配因子相等；以及，确定每个用户在PDMA图样矩阵内各PDMA图样矢量中各行的功率分配因子。一种分配下行功率的装置，包括：配对单元，用于根据用户在小区内的位置，确定需要配对的用户；功率分配图样矩阵单元，用于确定PDMA图样矩阵，为每个用户分配不同的PDMA图样矢量组，根据PDMA图样矢量组形成功率分配图样矩阵；下行发射功率单元，用于根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子，根据所述功率分配因子确定每个用户的下行发射功率。所述的装置，功率分配图样矩阵单元包括：PDMA图样矩阵模块，用于选定PDMA下行的PDMA图样矩阵HPDMA(M*N)，M是PDMA图样矩阵的行数，N是PDMA图样矩阵的列数；功率分配图样矩阵选定模块，用于采用PDMA图样矩阵与功率分配因子矩阵计算出每个用户的PDMA图样矢量组，形成功率分配图样矩阵K表示下行配对的用户数，N1,N2,…,NK分别表示配对的用户1,2,…,K占用PDMA图样矩阵的列数，且N＝N1+N2+…+NK，A1,A2,…,AK分别表示用户1,2,…,K的功率分配图样矢量组，□表示矩阵之间的点乘。所述的装置，下行发射功率单元包括：下行模式选定模块，用于选定下行功率分配优化模式；优化模式模块，用于对于每一个用户当前的PDMA图样矢量组和功率分配因子组合，根据PF加权和吞吐量最大的准则是且满足||A||1＝1进行调整，使多用户配对之后的PF加权和吞吐量最大，其中，Tk(SINRk,A)表示用户k在功率分配图样矩阵为A时的传输速率，由用户k的SINR和占用资源映射得到的传输比特数计算而来，用户k的SINR取值与PDMA图样矩阵中的功率分配因子相关，BLERk(SINRk,A)表示用户k在功率分配图样矩阵为A时预估的误块率，由SINR和BL本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分配下行功率的方法，应用于基站，其特征在于，方法包括：根据用户在小区内的位置，确定需要配对的用户；确定PDMA图样矩阵，为每个用户分配不同的PDMA图样矢量组，根据所述PDMA图样矢量组形成功率分配图样矩阵；根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子，根据所述功率分配因子确定每个用户的下行发射功率。

【技术特征摘要】
1.一种分配下行功率的方法，应用于基站，其特征在于，方法包括：根据用户在小区内的位置，确定需要配对的用户；确定PDMA图样矩阵，为每个用户分配不同的PDMA图样矢量组，根据所述PDMA图样矢量组形成功率分配图样矩阵；根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子，根据所述功率分配因子确定每个用户的下行发射功率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定PDMA图样矩阵，为每个用户分配不同的PDMA图样矢量组，根据所述PDMA图样矢量组形成功率分配图样矩阵具体包括：根据小区总的用户数和系统总的资源，选定PDMA下行的PDMA图样矩阵HPDMA(M*N)，M是PDMA图样矩阵的行数，N是PDMA图样矩阵的列数；采用PDMA图样矩阵与功率分配因子矩阵计算出每个用户的PDMA图样矢量组，形成功率分配图样矩阵K表示下行配对的用户数，N1,N2,…,NK分别表示配对的用户1,2,…,K占用PDMA图样矩阵的列数，且N＝N1+N2+…+NK，A1,A2,…,AK分别表示用户1,2,…,K的功率分配图样矢量组，□表示矩阵之间的点乘。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子具体包括：选定下行功率分配优化方案；对于每一个用户当前的PDMA图样矢量组和功率分配因子组合，根据PF加权和吞吐量最大的准则是且满足||A||1＝1进行调整，使多用户配对之后的PF加权和吞吐量最大，其中，Tk(SINRk,A)表示用户k在功率分配图样矩阵为A时的传输速率，由用户k的SINR和占用资源映射得到的传输比特数计算而来，用户k的SINR取值与PDMA图样矩阵中的功率分配因子相关，BLERk(SINRk,A)表示用户k在功率分配图样矩阵为A时预估的误块率，由SINR和BLER映射关系得到，表示用户k在t时刻的历史平均速率，||A||1＝1表示下行发射功率恒定，||·||1表示对功率分配图样矩阵的元素求和；对于任意用户k，历史平均速率计算公式是表示用户k的当前时刻的统计得到的历史平均速率，表示用户k上一次统计得到的历史平均速率，Rk(t)表示用户k的当前速率，α表示遗忘因子，当取值为1时，表示PF加权和吞吐量仅与用户当前速率相关。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子还包括：选定下行功率分配简化模式；通过参考信号接收功率或参考信号SINR区分出远端用户和近端用户；为远端用户分配第一功率，为近端用户分配第二功率，所述第一功率和第二功率均对应着功率分配因子，且第一功率大于第二功率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述功率分配图样矩阵确定一个配对中每个用户的功率分配因子包括：确定每个用户在PDMA图样矩阵内各PDMA图样矢量上的功率分配因子相等；以及，确定每个用户在PDMA图样矩阵内各PDMA图样矢量中各行的功率分配因子。6.一种分配下行功率的装置，其特征在于，包括：配对单元，用于根据用户在小区内的位置，确定需要配对的用户；功率分配图样矩阵单元，用于确定PDMA图样矩阵，为每个用户分配不同的PDMA图样矢量组，根据PDMA图样矢量组形成功率分配图样矩阵；...

【专利技术属性】
技术研发人员：康绍莉，孙晓东，刘昊，任斌，毕海，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11