一种两流功率注水方法、装置及基站与流程

本发明涉及LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统技术领域，尤其涉及一种两流功率注水方法、装置及基站。

背景技术：

多输入多输出(Multi-input Multi-output，简称MIMO)技术是使用多个(N_T)发射天线和多个(N_R)接收天线的无线传输技术，它可以有效地提高无线网络的容量和链路传输性能。

在LTE系统中，基站向用户设备发射信号为下行方向，用户设备向基站发射信号为上行方向。对于LTE系统TM8(TransmissionMode 8，传输模式8)，采用发射分集和波束赋形两种MIMO技术进行传输。发射分集相对于波束赋形性能更鲁棒，而波束赋形相对于发射分集可以达到更低的误码率。在实际中，基站对下行的两个发射信号流(简称两流)做波束赋形时，两流的功率是相等的。但在信道存在一定相关性时，两流的性能有所差异，会导致其中一流的吞吐量提升缓慢。尤其是信道相关性较高时，此时如果再强制使用双流波束赋形，会导致总体吞吐量性能损失。

现有技术提供的功率注水算法基本原理为：根据反馈信息来对多流进行功率注水。该算法存在的主要问题是其依赖于反馈周期及UE(User Equipment，用户设备)测量算法精度。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种两流功率注水方法、装置及基站，在不依赖反馈周期及UE测量算法精度的情况下进行两流功率注水，使得基站整体下行发射信号流量有一定的提升。

本发明采用的技术方案是，所述两流功率注水方法，在基站侧执行的流程包括：

根据两流的SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)以及为两流设定的一组功率注水系数，确定出使两流的频谱效率最大的功率注水系数；

根据确定出的所述功率注水系数，为两流分配发射功率。

进一步的，两流的SINR的获取过程，包括：

获取两流分别调度的MCS(Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略)；

基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)系统中的EESM(Exponential Effective SINR Mapping，指数有效SINR映射)准则所包含的SINR与MCS的映射关系，查找到所述两流分别调度的MCS所对应的SINR。

进一步的，获取两流分别调度的MCS，包括：

在用户设备上报的CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)的基础上，根据码率接近原则确定出两流中一个信号流调度的MCS；

在所述一个信号流调度的MCS的基础上，根据两流之间信道条件数确定出两流中另一个信号流调度的MCS。

进一步的，根据两流的SINR以及为两流设定的一组功率注水系数，确定出使两流的频谱效率最大的功率注水系数，包括：

A1：为两流设定一组功率注水系数，基于两流的SINR确定出在所述设定的一组功率注水系数下的两流的新SINR组；

A2：基于OFDM系统中的EESM准则所包含的SINR与MCS的映射关系，查找到两流的新SINR组对应的内环MCS组；

A3：在查找到的内环MCS组以及当前下行调度的资源块数目的基础上，根据码率接近原则获取两流分别对应的CQI组；或者，先在查找到的内环MCS组上加上外环MCS得到新的内环MCS组，再在所述新的内环MCS组以及当前下行调度的资源块数目的基础上，根据码率接近原则获取两流分别对应的CQI组；

A4：基于两流分别对应的CQI组确定出两流的频谱效率组，将两流的频谱效率组中的频谱效率对应相加得到一组综合频谱效率，则所述的一组综合频谱效率中的频谱效率最大值对应的功率注水系数即为使两流的频谱效率最大的功率注水系数。

进一步的，所述步骤A1，包括：设定的一组功率注水系数为[A；B]，其中A＝[A₁,…,A_n]，n是为每个信号流设置的功率注水系数的个数，B＝1-A，则该组功率注水系数的dB值为[a；b]，其中，a＝[a₁，…，a_n]，b＝[b₁，…，b_n]；

设两流的SINR分别为SINR₁和SINR₂，将两流的SINR代入下面的公式确定出所述设定的一组功率注水系数下的两流的新SINR组：

SINR₁＝SINR₁+3-a_i，SINR₂＝SINR₂+3-b_i，其中i是从1到n的整数变量。

进一步的，根据确定出的所述功率注水系数，为两流分配发射功率，包括：

设确定出的两流的功率注水系数为[A_j；B_j]，1≤j≤n，则在两流中，为一个信号流分配的功率为为另一个信号流分配的功率为

本发明还提供一种两流功率注水装置，设置于基站侧，所述装置包括：

计算模块，用于根据为两流设定的一组功率注水系数与两流的SINR，确定出使两流的频谱效率最大的功率注水系数；

分配模块，用于根据确定出的所述功率注水系数，为两流分配发射功率。

进一步的，所述计算模块，还用于

获取两流分别调度的MCS；基于OFDM系统中的EESM准则所包含的SINR与MCS的映射关系，查找到所述两流分别调度的MCS所对应的SINR。

进一步的，所述计算模块，用于：

为两流设定一组功率注水系数，基于两流的SINR确定出在所述设定的一组功率注水系数下的两流的新SINR组；

基于OFDM系统中的EESM准则所包含的SINR与MCS的映射关系，查找到两流的新SINR组对应的内环MCS组；

在查找到的内环MCS组以及当前下行调度的资源块数目的基础上，根据码率接近原则获取两流分别对应的CQI组；或者，先在查找到的内环MCS组上加上外环MCS得到新的内环MCS组，再在所述新的内环MCS组以及当前下行调度的资源块数目的基础上，根据码率接近原则获取两流分别对应的CQI组；

基于两流分别对应的CQI组确定出两流的频谱效率组，将两流的频谱效率组中的频谱效率对应相加得到一组综合频谱效率，则所述的一组综合频谱效率中的频谱效率最大值对应的功率注水系数即为使两流的频谱效率最大的功率注水系数。

本发明还提供一种基站，包括上述的两流功率注水装置。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述的两流功率注水方法、装置及基站，根据频谱效率最大化原则，根据预设的一组两流功率注水系数，进行遍历搜索，查找到使得频谱效率最大时对应的功率注水系数。本发明虽利用了部分上报信息，但并不依赖于反馈周期和测量精度，最终使得整体流量相对于两流功率均分会有一定提升。

附图说明

图1为本发明第一实施例的两流功率注水方法流程图；

图2为本发明第二实施例的两流功率注水装置组成结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明第一实施例，以TM8模式为例介绍一种两流功率注水方法，如图1所示，在基站侧执行的流程包括以下具体步骤：

步骤S101，根据两流的SINR以及为两流设定的一组功率注水系数，确定出使两流的频谱效率最大的功率注水系数；

具体的，两流的SINR的获取过程，包括：

C1：获取TM8模式下两流分别调度的MCS；

进一步的，步骤C1包括：

在用户设备上报的CQI的基础上，根据码率接近原则确定出两流中一个信号流调度的MCS；

在所述一个信号流调度的MCS的基础上，根据两流之间信道条件数确定出两流中另一个信号流调度的MCS。两流之间信道条件数也即通过上行信道估计值确定的两流之间的相关性值，这一确定的过程是本领域的公知技术，故此处不详述。

C2：基于OFDM系统中的EESM准则所包含的SINR与MCS的映射关系，查找到所述两流分别调度的MCS所对应的SINR。

在步骤S101中，根据两流的SINR以及为两流设定的一组功率注水系数，确定出使两流的频谱效率最大的功率注水系数，包括：

D1：为两流设定一组功率注水系数，基于两流的SINR确定出在所述设定的一组功率注水系数下的两流的新SINR组；其中，设定的该组功率注水系统中的功率注水系数的个数为大于1的整数，即下文中的n，具体个数的大小受设备的计算能力限制。

进一步的，所述步骤D1，包括：设定的一组功率注水系数为[A；B]，其中A＝[A₁,…,A_n]，n是为每个信号流设置的功率注水系数的个数，B＝1-A，则该组功率注水系数的dB值为[a；b]，其中，a＝[a₁，…，a_n]，b＝[b₁，…，b_n]；

设两流的SINR分别为SINR₁和SINR₂，将两流的SINR代入下面的公式确定出所述设定的一组功率注水系数下的两流的新SINR组：

SINR₁＝SINR₁+3-a_i，SINR₂＝SINR₂+3-b_i，其中i是从1到n的整数变量。

D2：基于OFDM系统中的EESM准则所包含的SINR与MCS的映射关系，查找到两流的新SINR组对应的内环MCS组；

D3：在查找到的内环MCS组以及当前下行调度的资源块数目的基础上，根据码率接近原则获取两流分别对应的CQI组；或者，先在查找到的内环MCS组上加上外环MCS得到新的内环MCS组，再在所述新的内环MCS组以及当前下行调度的资源块数目的基础上，根据码率接近原则获取两流分别对应的CQI组；进一步的，在基站中已知两流中每个信号流对应的外环MCS，在查找到的内环MCS组上加上外环MCS时，是使用对应的每个信号流的外环MCS进行相加的。

进一步的，在步骤D3中，由于可以根据内环MCS以及下行调度的资源块数目计算出码率，在运用码率接近原则，查表3GPP TS 36.213协议中表7.2.3-1，得该码率对应的CQI，那么根据两流对应的内环MCS组当及前下行调度的资源块数目即可得到两流对应的CQI组。

D4：基于两流分别对应的CQI组确定出两流的频谱效率组，将两流的频谱效率组中的频谱效率对应相加得到一组综合频谱效率，则所述的一组综合频谱效率中的频谱效率最大值对应的功率注水系数即为使两流的频谱效率最大的功率注水系数。

步骤S102，根据确定出的所述功率注水系数，为两流分配发射功率。

具体的，步骤S102包括：

设确定出的两流的功率注水系数为[A_j；B_j]，1≤j≤n，则在两流中，为一个信号流分配的功率为为另一个信号流分配的功率为

本发明第二实施例，与第一实施例对应，本实施例介绍一种TM8模式下的两流功率注水装置，设置于基站侧，如图2所示，所述装置包括以下组成部分：

1)计算模块201，用于根据为两流设定的一组功率注水系数与两流的SINR，确定出使两流的频谱效率最大的功率注水系数；

具体的，计算模块201，还用于：

获取TM8模式下两流分别调度的MCS；进一步的，在用户设备上报的CQI的基础上，根据码率接近原则确定出两流中一个信号流调度的MCS；在所述一个信号流调度的MCS的基础上，根据两流之间信道条件数确定出两流中另一个信号流调度的MCS。两流之间信道条件数也即通过上行信道估计值确定的两流之间的相关性值，这一确定的过程是本领域的公知技术，故此处不详述。

基于OFDM系统中的EESM准则所包含的SINR与MCS的映射关系，查找到所述两流分别调度的MCS所对应的SINR。

进一步的，计算模块201，用于：

为两流设定一组功率注水系数，基于两流的SINR确定出在所述设定的一组功率注水系数下的两流的新SINR组；其中，设定的该组功率注水系统中的功率注水系数的个数为大于1的整数，具体个数的大小受设备的计算能力限制。进一步的设定的一组功率注水系数为[A；B]，其中A＝[A₁,…,A_n]，n是为每个信号流设置的功率注水系数的个数，B＝1-A，则该组功率注水系数的dB值为[a；b]，其中，a＝[a₁ … a_n]，b＝[b₁ … b_n]；设两流的SINR分别为SINR₁和SINR₂，将两流的SINR代入下面的公式确定出所述设定的一组功率注水系数下的两流的新SINR组：SINR₁＝SINR₁+3-a_i，SINR₂＝SINR₂+3-b_i，其中i是从1到n的整数变量。

基于OFDM系统中的EESM准则所包含的SINR与MCS的映射关系，查找到两流的新SINR组对应的内环MCS组；

在查找到的内环MCS组以及当前下行调度的资源块数目的基础上，根据码率接近原则获取两流分别对应的CQI组；或者，先在查找到的内环MCS组上加上外环MCS得到新的内环MCS组，再在所述新的内环MCS组以及当前下行调度的资源块数目的基础上，根据码率接近原则获取两流分别对应的CQI组；

基于两流分别对应的CQI组确定出两流的频谱效率组，将两流的频谱效率组中的频谱效率对应相加得到一组综合频谱效率，则所述的一组综合频谱效率中的频谱效率最大值对应的功率注水系数即为使两流的频谱效率最大的功率注水系数。

2)分配模块202，用于根据确定出的所述功率注水系数，为两流分配发射功率。

具体的，设确定出的两流的功率注水系数为[A_j；B_j]，1≤j≤n，则分配模块202用于：在两流中，为一个信号流分配的功率为为另一个信号流分配的功率为

本发明第三实施例，一种基站，可以作为实体装置来理解，该基站包括第二实施例所述的TM8模式下的两流功率注水装置。

本发明第四实施例，本实施例是在上述实施例的基础上，介绍三个本发明的应用实例。

应用实例1：

LTE系统下行传输模式TM8内两流功率注水流程，如下：

第一步：利用用户设备上报的CQI，并根据码率接近原则及上行获得的两流之间相关性值，获得TM8双流分别调度的MCS，记为MCS₁和MCS₂；

其中码率接近原则，可如下操作：查表3GPP TS 36.213协议中表7.2.3-1，得该上报CQI对应码率，称之为目标码率；再根据目前调度RB(Resource Block，资源块)数目和TM8双流分别调度的MCS计算出两个码率，再从计算出的这两个码率中找到与目标码率最接近的，则与目标码率最接近的码率对应的MCS即为上报CQI对应的MCS；

第二步：可依据OFDM系统中的EESM准则，得到SINR到MCS映射关系。根据此映射关系，可反查得到两流的MCS₁和MCS₂分别对应的SINR₁与SINR₂；

第三步：设待选的一组功率注水系数为：[A；B]，其中向量组A为：A＝[A₁,…,A_n]，向量组B为：B＝1-A；把该向量转化成dB值为：Vec＝[a；b]dB，其中a＝[a₁，…，a_n]，b＝[b₁，…，b_n]；其中，n是为每个信号流设置的功率注水系数的个数，n的大小受设备的计算能力限制。

第四步：确定出上述待选的一组功率注水系数下，两流的SINR分别为：SINR₁＝SINR₁+3-a_i，SINR₂＝SINR₂+3-b_i，其中i是从1到n的整数变量；

第五步：根据OFDM系统中的EESM准则，得到两流对应的内环MCS，分别记为：MCS₁和MCS₂。其中，这两个向量中的每个元素一一对应；

第六步：利用下行调度资源块RB的数目，及上一步计算得到的内环MCS，根据码率接近原则可获得两流分别对应的CQI，分别记为：和本步骤中，可在内环MCS基础上加上外环MCS值，再进行映射两流分别对应的CQI值，这样保证了不完全依赖上报值，且能更精确跟踪信道变化；在内环MCS基础上加上外环MCS值的具体操作是，在CQI₁中的每个元素上均加上对应流的外环MCS值，在CQI₂中的每个元素上均加上对应流的外环MCS值，两流分别对应的外环MCS值均为一固定的数值。

其中，该码率接近原则为第一步中码率接近原则的反过程，即通过MCS和调度的RB数，计算得到其码率；同时查找3GPP TS 36.213协议中表7.2.3-1，查找到一CQI值对应码率与其接近，该值即为MCS映射的CQI。

第七步：查表3GPP TS 36.213中表7.2.3-1，得两组频谱效率，记为：和

第八步：把上一步中得到的频谱效率对应相加，比如：依此类推，得：FSE＝[FSE¹，…，FSEⁿ]。在n个频谱效率中查找最大值，取该最大值对应的功率注水系数，即max(FSE)＝FSE^j，则取j对应的功率注水系数[A_j；B_j]；

第九步：分配第1流的功率为第2流的功率为

应用实例2：

设置待选的一组功率注水系数向量为：A＝[0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9]和B＝[0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1]。

这两个向量值代表每流的发射功率。如第一发射信号流的功率A(1)＝0.1，则第二发射信号流的功率B(1)＝0.9，两者一一对应，保证总功率为1。

上报得到的CQI为SFBC(Space Frequency Block Code，空频块码)下测得的CQI，转化为单流BF(BeamForming，波束赋形)的CQI时，应把上报的CQI折算成SFBC下SINR，在此基础加上一固定值Δ，得到单流BF的CINR，即：

SINR_{BF_S}＝SINR_SFBC+Δ

如果双流等发功率，则双流BF的第一流的CINR为：

SINR_{BF_D1}＝SINR_{BF_S}-3＝SINR_SFBC+Δ-3

上式减3dB是因为双流中其中一流发功率减半，转化成dB值为3dB。

按此方法，把述两组向量转化为功率dB值，如下：

Vec1_Pow＝[10.0000 6.9897 5.2288 3.9794 3.0103 2.2185 1.5490 0.9691 0.4576]

Vec2_Pow＝[0.4576 0.9691 1.5490 2.2185 3.0103 3.9794 5.2288 6.9897 10.0000]

若设第一流发功率为0.1，则第二流发功率为0.9，则双流BF的两流SINR为：

SINR_{BF_D1}＝SINR_{BF_S}-Vec1_Pow(1)＝SINR_SFBC+Δ-10

SINR_{BF_D2}＝SINR_{BF_S}-Vec2_Pow(1)＝SINR_SFBC+Δ-0.4576

根据分别得到的两流的SINR值进行折算，得到两流的频谱效率进行比较，选择合适的发射功率方案。用代码表述如下：

for i＝1:length(A)

SINR_{BF_D1}＝SINR_SFBC+Δ-Vec1_Pow(i)；

SINR_{BF_D2}＝SINR_SFBC+Δ-Vec2_Pow(i)；

SINR_{BF_D1}映射至FSE_D1；

SINR_{BF_D2}映射至FSE_D2；

FSD_D(i)＝FSE_D1+FSE_D2；

end

其中，FSE代表频谱效率。此时得到10个频谱效率值，选择最大的一组对应的功率分配比进行发射功率分配。

应用实例3：

上述应用实例1是根据折算内环MCS值查找映射的频谱效率，并以频谱效率最大化准则找出最优功率注水系数。为了更匹配信道变化，可加上外环MCS值进行处理，反应真实信道情况。流程基本和实施例1一致，代码改动表示如下：

for i＝1:length(A)

SINR_{BF_D1}＝SINR_SFBC+Δ-Vec1_Pow(i)；

SINR_{BF_D2}＝SINR_SFBC+Δ-Vec2_Pow(i)；

SINR_{BF_D1}映射至MCS_initD1(可根据EESM准则映射)；

SINR_{BF_D2}映射至MCS_initD2；

MCS_D1＝MCS_initD1+ΔMCS_D1；

MCS_D2＝MCS_initD2+ΔMCS_D2；

MCS_D1映射至FSE_D1；

MCS_D2映射至FSE_D2；

FSD_D(i)＝FSE_D1+FSE_D2；

end

其中，ΔMCS_D1和ΔMCS_D2是两流分别的外环参数。此时加上外环参数，能够更加精确的反映实际信道。

本发明实施例所述的两流功率注水方法、装置及基站，根据频谱效率最大化原则，根据预设的一组两流功率注水系数，进行遍历搜索，查找到使得频谱效率最大时对应的功率注水系数。本发明虽利用了部分上报信息，但并不依赖于反馈周期和测量精度，最终使得整体流量相对于两流功率均分会有一定提升。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。