Lte系統上行發送功率控制的方法和裝置制造方法

Lte系統上行發送功率控制的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種LTE系統上行發送功率控制的方法和裝置，其中，通過將第一放大增益與第二放大增益的差值限定在功率放大器的最大變化量之內，即限定了前后子幀之間的功率差別，由此使得功率放大器的變化幅度較小，在前后子幀的間隔內（通常為CP）便完成功率的爬升或者降低，從而不影響前后上行子幀的發送質量，提高LTE系統上行發送的可靠性。
【專利說明】LTE系統上行發送功率控制的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，特別涉及一種LTE系統上行發送功率控制的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]在LTE (Long Term Evolution，長期演進)系統中，上行發送的功率因為信道目標功率的差別，及前后子幀上行調度資源的差別，其會導致實際發送功率有較大的差別。比如 PUCCH (Physical Uplink Control Channel,物理上行控制信道)和 PUSCH (PhysicalUplink Shared Channel，物理上行共享信道)在占用的資源帶寬上，PUCCH是固定一個RB(Resource Block，資源塊，所占頻譜帶寬為180KHz)，而PUSCH則是根據資源調度的多少最大會到100RB (所占頻譜帶寬為18MHz);此外，在基站側的期望接收功率方面，因為I3UCCH的調制方式最多采用的是QPSK，而PUSCH則會采用16QAM以及后續會使用64QAM，所以期望接收功率方面一般配置是PUSCH會比PUCCH高。鑒于以上兩點，PUSCH和PUCCH的發送功率的差別往往會非常大。
[0003]現有技術中，上行發送功率的實現方式是:基帶信號/基帶數據功率盡可能的達到最大(即基帶信號滿量程)，以減少功率放大器(簡稱功放，也稱自動功率控制器，APC)的放大增益，從而達到上行發送時候功耗較小的目的。但現有技術只是簡單的考慮功放的效率，沒有考慮因為子幀間發送功率的差別導致前后子幀功放放大增益變化過大，而射頻器件因為成本的緣故，并不是理想的器件，功放前后放大增益差別越大，需要穩定時間就越長。而LTE系統本身和之前的2/3G系統存在差別，即LTE系統前后子幀之間并未預留GP(Guard Space，保護間隔)來對子幀進行保護，雖然LTE系統前后子幀之間有CP (CyclicPrefix，循環前綴)的保護，但是CP本身是有效數據，而且CP的長度也較之前的系統中的GP要短(最短只有160Ts，即5.2 μ S)，且LTE系統因為帶寬可變，從而引入的功率差別會更加的大。
[0004]由此可見，現有的LTE系統上行發送功率控制的實現方法中，存在如下的問題:當上行連續發送時，沒有足夠的保護間隔來為前后子幀功率的爬升或降低進行保護，由此將導致在連續發送且前后子幀功率差別較大的時候，功放不穩定對發送質量造成負面影響。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種LTE系統上行發送功率控制的方法和裝置，以解決現有技術中當上行連續發送時，沒有足夠的保護間隔來為前后子幀功率的爬升或降低進行保護，由此將導致在連續發送且前后子幀功率差別較大的時候，功放不穩定對發送質量造成負面影響的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種LTE系統上行發送功率控制的方法，包括:
[0007]獲取一定時間內功率放大器的最大變化量；
[0008]獲取第一放大增益，該第一放大增益為當前幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益；
[0009]獲取第二放大增益，該第二放大增益為下一幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益；
[0010]獲取第一放大增益與第二放大增益的差值；
[0011]若該差值大于最大變化量，則調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率，使得差值小于或者等于最大變化量。
[0012]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的方法中，所述一定時間為3 μ s?5.2 μ S。
[0013]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的方法中，所述一定時間為12 μ s?16.67 μ S。
[0014]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的方法中，若該差值大于最大變化量，且第一放大增益大于第二放大增益，則減小下一幀基帶信號的功率。
[0015]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的方法中，還包括:
[0016]功率放大器根據當前幀基帶信號的功率及目標功率，對當前幀基帶信號的功率進行放大。
[0017]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的方法中，若該差值大于最大變化量，且第一放大增益小于第二放大增益，則減小當前幀基帶信號的功率。
[0018]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的方法中，還包括:
[0019]功率放大器根據減小后的當前幀基帶信號的功率及目標功率，對減小后的當前幀基帶信號的功率進行放大。
[0020]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的方法中，通過移位、乘法或者除法調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率。
[0021]本發明還提供一種LTE系統上行發送功率控制的裝置，包括:
[0022]范圍獲取模塊，用以獲取一定時間內功率放大器的最大變化量；
[0023]第一增益獲取模塊，用以獲取第一放大增益，該第一放大增益為當前幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益；
[0024]第二增益獲取模塊，用以獲取第二放大增益，該第二放大增益為下一幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益；
[0025]比較模塊，用以獲取第一放大增益與第二放大增益的差值；
[0026]處理模塊，用以當差值大于最大變化量時，調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率，使得差值小于或者等于最大變化量。
[0027]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置中，所述一定時間為3 μ s?5.2 μ S。
[0028]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置中，所述一定時間為12 μ s?16.67 μ S。
[0029]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置中，當差值大于最大變化量，且第一放大增益大于第二放大增益時，所述處理模塊減小下一幀基帶信號的功率。
[0030]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置中，還包括:
[0031]放大模塊，通過功率放大器根據當前幀基帶信號的功率及目標功率，對當前幀基帶信號的功率進行放大。
[0032]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置中，當差值大于最大變化量，且第一放大增益小于第二放大增益時，所述處理模塊減小當前幀基帶信號的功率。
[0033]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置中，還包括:
[0034]放大模塊，通過功率放大器根據減小后的當前幀基帶信號的功率及目標功率，對減小后的當前幀基帶信號的功率進行放大。
[0035]可選的，在所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置中，所述處理模塊通過移位、乘法或者除法調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率。
[0036]在本發明提供的LTE系統上行發送功率控制的方法和裝置中，通過將第一放大增益與第二放大增益的差值限定在功率放大器的最大變化量之內，即限定了前后子幀之間的功率差別，由此使得功率放大器的變化幅度較小，在前后子幀的間隔內(通常為CP)便完成功率的爬升或者降低，從而不影響前后上行子幀的發送質量，提高LTE系統上行發送的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1是LTE系統上行發送數據處理示意圖；
[0038]圖2是本發明實施例的LTE系統上行發送功率控制的方法的流程示意圖；
[0039]圖3是本發明實施例的LTE系統上行發送功率控制的裝置的框結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的LTE系統上行發送功率控制的方法和裝置作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
[0041]請參考圖1，其為LTE系統上行發送數據處理示意圖。對于LTE系統上行發送而言，發送數據的處理情況一般為:首先獲取數字信號；接著通過所述數字信號生成基帶信號，此處可以通過QPSK、QAM等調制方式實現；接著基帶信號通過數/模(D/A)轉換器形成模擬信號，模擬信號通過功率放大器(APC)生成功率放大的模擬信號，即生成滿足目標功率的模擬信號(以下簡稱目標模擬信號)。
[0042]如果基帶信號的信號強度大，那么對于滿足目標功率一定的模擬信號(目標模擬信號)，功放要放大的增益就會小，功放設置的APC值(功放系數，與功放要放大的增益相關，在本申請文件的使用中與放大增益等同)就相對小一些，這樣發送端的功耗會較少。但是如果前后兩幀(或者說前后兩子幀)的目標功率差別較大，而基帶信號差別不大的話，那么所有最后功率的差別就都會體現在功放上(即體現在功率放大器的放大增益上)，此時，就要求功放質量非常高(或者說為理想功放)，否則就對發送質量造成影響。
[0043]本發明的核心就在于，當上行發送的目標功率差別非常大時，或者說需要功放實現的爬升或者降低的變化量非常大時，利用基帶信號分擔功放需要的爬升或者降低的變化量，進而避免功放在放大增益的變化過程中對于上行發送的影響，以提高LTE系統上行發送的可靠性。[0044]請參考圖2，其為本發明實施例的LTE系統上行發送功率控制的方法的流程示意圖。如圖2所示，所述LTE系統上行發送功率控制的方法包括:
[0045]步驟S20:獲取一定時間內功率放大器的最大變化量；
[0046]步驟S21:獲取第一放大增益，該第一放大增益為當前幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益；
[0047]步驟S22:獲取第二放大增益，該第二放大增益為下一幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益；
[0048]步驟S23:獲取第一放大增益與第二放大增益的差值；
[0049]步驟S24:若該差值大于最大變化量，則調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率，使得差值小于或者等于最大變化量。
[0050]在此，對于步驟S20、步驟S21及步驟S22之間的先后順序并不做限定，也就是說可以先執行步驟S20，再執行步驟S21、步驟S22 ;也可以先執行步驟S21，再執行步驟S22、步驟S20 ;還可以同時執行步驟S20、步驟S21和步驟S22，當然，還可以采用其它執行順序。
[0051]相應的，本發明還提供一種LTE系統上行發送功率控制的裝置。請參考圖3，其為本發明實施例的LTE系統上行發送功率控制的裝置的框結構示意圖。如圖3所示，所述LTE系統上行發送功率控制的裝置包括:
[0052]范圍獲取模塊30，用以獲取一定時間內功率放大器的最大變化量；
[0053]第一增益獲取模塊31，用以獲取第一放大增益，該第一放大增益為當前幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益；
[0054]第二增益獲取模塊32，用以獲取第二放大增益，該第二放大增益為下一幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益；
[0055]比較模塊33，用以獲取第一放大增益與第二放大增益的差值；
[0056]處理模塊34，用以當差值大于最大變化量時，調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率，使得差值小于或者等于最大變化量。
[0057]具體的，首先通過范圍獲取模塊30獲取一定時間內功率放大器的最大變化量△Arc—AW。所述功率放大器即為基帶信號通過數/模轉換器變成模擬信號后，該模擬信號變成目標模擬信號(即滿足目標功率的模擬信號)所需經過的處理設備。
[0058]針對長度較短的CP類型(Normal CP)而言，所述一定時間優選為3 μs~5.2 μs，在此考慮到LTE系統前后子幀之間所具有的保護間隔(或者說類似于保護間隔)最短只有160Ts,即5.2 μs，為了能夠在該保護間隔內實現功率放大器的爬升/降低，避免對于待發送數據的影響，以在略小于保護間隔內，使用該功率放大器為優。在本實施例中，以此種情況為例。
[0059]針對長度較長的CP類型(Extend CP)而言，所述一定時間優選為12 μs 8~16.67 μs，在此考慮到LTE系統前后子幀之間所具有的保護間隔(或者說類似于保護間隔)為16.67 μs，為了能夠在該保護間隔內實現功率放大器的爬升/降低，避免對于待發送數據的影響，以在略小于保護間隔內，使用該功率放大器為優。
[0060]在此，可通過仿真設備對所述功率放大器進行多次仿真實驗/檢驗，以獲取一定時間內該功率放大器的最大變化量(或者說APC變化范圍)。具體的，設定一變化量，測量在該變化量下功率放大器穩定所需的時間(即達到爬升量/降低量的穩定時間);接著，改變變化量，繼續測量該改變后的變化量下功率放大器穩定所需的時間，反復執行多次，最終得出在一定時間內該功率放大器的最大變化量。優選的，變化量的改變按一定規律做出，例如，每次的變化量均為增大IdB ;或者每次的變化量均為減小IdB等等。
[0061]優選的，所述一定時間為5μ S，則經過多次仿真實驗便可得出，在5μ s中所述功率放大器的最大變化量ΛΑΡ。AW為IOdB放大增益，也就是說在5 μ s中所述功率放大器能夠在前一放大增益的基礎上實現IOdB的爬升量/降低量。
[0062]接著，所述第一增益獲取模塊31獲取第一放大增益Pmax Apc該第一放大增益為當前幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益。其中，所述當前幀指當前需要發送的一幀/子幀，或者說最近時刻需要發送的一幀/子幀數據。具體的，即為當基礎數據功率處于最大時，達到目標功率，所述功率放大器所需要執行的放大增益。優選的，根據如下情況計算所述第一放大增益PMX—Arc:根據PUSCH最大帶寬下的RB數，以及當前的路損，小區配置的PUSCH期望接收功率，計算出滿調度下基帶信號滿量程時候，功放可能要使用的最大放大增益。
[0063]同時，所述第二 增益獲取模塊32獲取第二放大增益Pnext AP。，該第二放大增益為下一幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益。其中，所述下一幀指緊接著當前幀之后的一幀/子幀數據。優選的，所述第二放大增益PNEXT—Arc可根據如下情況予以計算:根據PUSCH最大帶寬下的RB數，以及當前的路損，小區配置的PUSCH期望接收功率，計算出滿調度下基帶信號滿量程時候，功放可能要使用的最大放大增益。
[0064]接著,利用比較模塊33獲取第一放大增益PmaxAP。與第二放大增益Pnext Arc的差值。具體的，可通過如下公式一實現:
[0065]Aapg — I Pmax+APC；_PNEXT—Ape I (公式一)
[0066]在此，所得到的差值AArc即為在不對當前幀或者下一幀基帶信號的功率進行調整的情況下，功率放大器需要進行的變化量，即功率放大器放大增益的爬升量/降低量。
[0067]假設第一放大增益Pmax Arc為50dB，第二放大增益Pnext Arc為35dB，則所得到的差值Aapc即為15dB，并且是所功率放大器需要降低15dB ;假設第一放大增益Pmup。為50dB，第二放大增益PNEXT—AP。為65dB，則所得到的差值Λ APC也為15dB，但是是所功率放大器需要爬升15dB。
[0068]在得到了第一放大增益Pmax Arc與第二放大增益Pnext Arc的差值之后，所述處理模塊34即可進行處理。具體的，若該差值Aapc大于最大變化量Aapcaw，則調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率，使得差值小于或者等于最大變化量△_—
[0069]在此，先說明一下若差值Aapc在不經過處理的情況下已經小于或者等于最大變化量λ APCfflJ的處理情況，此時，也可以通過所述處理模塊34將處理流程帶入下一步，例如，進入利用功率放大器進行功率放大的步驟；也不經過處理模塊34的操作而直接進入后續步驟，本申請對此并不做限定。
[0070]在此，在差值Λ APC大于最大變化量Λ APC_ADJ的情況下，根據功率放大器需要進行爬升還是降低的不同情況，所述處理模塊34進行不同處理。
[0071]第一種情況:
[0072]當差值ΔΑΡ。大于最大變化量Aapcaw，且第一放大增益Pmax apc大于第二放大增益PNm—Arc時(即功率放大器需要降低)，所述處理模塊34減小下一幀基帶信號的功率。[0073]第二種情況:
[0074]當差值Aapc大于最大變化量AArc且第一放大增益Pmax Arc小于第二放大增益PNm—ΑΡ。時(即功率放大器需要爬升)，所述處理模塊34減小當前幀基帶信號的功率。
[0075]首先，針對第二種情況進一步說明所述處理模塊34的處理方法。若采用前述的兩個假設:假設功率放大器的最大變化量△_—_為IOdB放大增益；及假設第一放大增益PmaxArc為50dB，第二放大增益Pnext Arc為65dB，則所得到的差值Λ Apc為15dB，所功率放大器需要爬升15dB。
[0076]由于本申請所針對的情況是，基帶信號功率最大，所使用的功率放大器的放大增益最小，針對此種情況，主要就需要通過降低當前幀的基帶信號功率、增大第一放大增益Psm-APC予以實現。優選的，對第一放大增益Pm—Arc調高5dB，即使得所需要的第一放大增益Pmax—為55dB。對此，可通過多種方法予以實現，例如通過移位、乘法或者除法調整當前幀基帶信號，以降低當前幀基帶信號的功率。
[0077]為了清楚的說明通過移位、乘法或者除法調整基帶信號，便能夠改變(升高/降低)該基帶信號的功率，接下去首先對此予以說明一下。
[0078]基帶信號的表示方法以I路分量+Q路分量來表示，如下公式二所示:
[0079]S1 (t) = Re {sx (t)} X cos (2 π f0t) -1m {sx (t)} X sin (2 π f0t) (公式二)
[0080]其中，Re{Sl(t)}表示的就是Q路的幅度，Im{Sl(t)}表示的就是I路的幅度。
[0081]對應分路上的幅度用二進制數字表示，信號強度的大小是用幅度平方進行表示，一般認為信號強度的計算如下公式三所示:
[0082]RSSI = I2+Q2 (公式三)
[0083]所以如果幅度改變，則必然引起信號強度的變化，對于某一個基帶信號，如果同比例的改變了 I路Q路的幅度，那么對應的基帶信號也就發生了變化，如果將I路Q路幅度加大(未飽和的話)，那么對應的基帶信號變強，反之，如果將I路Q路幅度減小(未失真)，那么對應的基帶信號變弱；對于二進制表示的數據，移位操作一位表示信號變化2倍，轉成dB就相當于幅度變化3dB (101og1(l2 = 3)，對應的功率變化則是6dB (101og1022 = 6)。
[0084]因此，針對第二種情況，所述處理模塊34可通過右移基帶信號予以實現，其中，右移的位數根據如下公式四計算得到:
【權利要求】
1.一種LTE系統上行發送功率控制的方法，其特征在于，包括: 獲取一定時間內功率放大器的最大變化量； 獲取第一放大增益，該第一放大增益為當前幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益； 獲取第二放大增益，該第二放大增益為下一幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益； 獲取第一放大增益與第二放大增益的差值； 若該差值大于最大變化量，則調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率，使得差值小于或者等于最大變化量。
2.如權利要求1所述的LTE系統上行發送功率控制的方法，其特征在于，所述一定時間為 3 μ s~5.2 μ S。
3.如權利要求1所述的LTE系統上行發送功率控制的方法，其特征在于，所述一定時間為 12 μ s~16.67 μ S0
4.如權利要求1所述的LTE系統上行發送功率控制的方法，其特征在于，若該差值大于最大變化量，且第一放大增益大于第二放大增益，則減小下一幀基帶信號的功率。
5.如權利要求4所述的LTE系統上行發送功率控制的方法，其特征在于，還包括: 功率放大器根據當前幀基帶信號的功率及目標功率，對當前幀基帶信號的功率進行放`大。
6.如權利要求1所述的LTE系統上行發送功率控制的方法，其特征在于，若該差值大于最大變化量，且第一放大增益小于第二放大增益，則減小當前幀基帶信號的功率。
7.如權利要求6所述的LTE系統上行發送功率控制的方法，其特征在于，還包括: 功率放大器根據減小后的當前幀基帶信號的功率及目標功率，對減小后的當前幀基帶信號的功率進行放大。
8.如權利要求1至7中的任一項所述的LTE系統上行發送功率控制的方法，其特征在于，通過移位、乘法或者除法調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率。
9.一種LTE系統上行發送功率控制的裝置，其特征在于，包括: 范圍獲取模塊，用以獲取一定時間內功率放大器的最大變化量； 第一增益獲取模塊，用以獲取第一放大增益，該第一放大增益為當前幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益； 第二增益獲取模塊，用以獲取第二放大增益，該第二放大增益為下一幀在基帶信號功率最大時，所需要的功率放大器的放大增益； 比較模塊，用以獲取第一放大增益與第二放大增益的差值； 處理模塊，用以當差值大于最大變化量時，調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率，使得差值小于或者等于最大變化量。
10.如權利要求9所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置，其特征在于，所述一定時間為3 μ s~5.2 μ S0
11.如權利要求9所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置，其特征在于，所述一定時間為 12 μ s~16.67 μ S。
12.如權利要求8所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置，其特征在于，當差值大于最大變化量，且第一放大增益大于第二放大增益時，所述處理模塊減小下一幀基帶信號的功率。
13.如權利要求12所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置，其特征在于，還包括: 放大模塊，通過功率放大器根據當前幀基帶信號的功率及目標功率，對當前幀基帶信號的功率進行放大。
14.如權利要求8所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置，其特征在于，當差值大于最大變化量，且第一放大增益小于第二放大增益時，所述處理模塊減小當前幀基帶信號的功率。
15.如權利要求14所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置，其特征在于，還包括: 放大模塊，通過功率放大器根據減小后的當前幀基帶信號的功率及目標功率，對減小后的當前幀基帶信號的功率進行放大。
16.如權利要求9至15中的任一項所述的LTE系統上行發送功率控制的裝置，其特征在于，所述處理模塊通過移 位、乘法或者除法調整當前幀或者下一幀基帶信號的功率。
【文檔編號】H04W52/14GK103686971SQ201210350300
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月19日 優先權日:2012年9月19日
【發明者】袁曉 申請人:聯芯科技有限公司