用于d2d通信的發(fā)射功率控制方案的制作方法
【專利說明】用于D2D通信的發(fā)射功率控制方案
[0001]本申請要求于2013年I月17日提交的美國專利申請序列號13/743,652的優(yōu)先權(quán)的利益，其全部內(nèi)容通過引用被包含于此。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)備到設(shè)備(D2D)通信是提高LTE (長期演進(jìn))和其它蜂窩網(wǎng)絡(luò)的性能的一種手段。在D2D通信中，終端(在LTE中被稱為用戶設(shè)備或UE)相互直接地而不是通過基站(在LTE中被稱為演進(jìn)的節(jié)點(diǎn)B或eNB)被鏈接地通信。兩個或多個D2D設(shè)備之間的D2D通信使用非常低的發(fā)射功率，并且由于D2D設(shè)備之間的短距離而通常是非常局部性的。D2D通信還是用來提高蜂窩系統(tǒng)中的空間復(fù)用以得到更高的吞吐量的強(qiáng)有力的方式。
[0003]D2D通信作為LTE網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的底層的一種方法是帶外解決方案，其中D2D業(yè)務(wù)被卸載到應(yīng)用層上的未許可頻帶(例如，IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)所定義的W1-Fi)。另一種方法是帶內(nèi)解決方案，其中D2D傳輸發(fā)生在與LTE網(wǎng)絡(luò)所使用的相同的許可頻帶上。
【附圖說明】
[0004]圖1示出eNB和用于D2D通信的示例UE設(shè)備。
[0005]圖2示出家庭小區(qū)的示例，該家庭小區(qū)由eNB服務(wù)并具有至少兩個D2D UE。
[0006]圖3示出用于支持D2D通信的示例功率控制方案。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面的描述和附圖充分說明了具體的實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其它的實(shí)施例可以包含結(jié)構(gòu)、邏輯、電氣、過程和其它改變。一些實(shí)施例的部分和特征可以被包括在(或取代)其它實(shí)施例的部分和特征。權(quán)利要求中所闡述的實(shí)施例包括那些權(quán)利要求的所有可用的等效物。
[0008]D2D通信作為LTE網(wǎng)絡(luò)的底層可以被實(shí)現(xiàn)為集中式或分布式系統(tǒng)。在后一種情況下，作為D2D設(shè)備的UE直接進(jìn)行通信，而沒有任何eNB參與。這種分布式的架構(gòu)僅在D2D通信是帶外通信的情況下是合適的，這種帶外通信使用除了許可頻譜之外的資源。當(dāng)D2D通信發(fā)生在與LTE蜂窩通信相同的許可頻帶時，在eNB保持對無線電資源的控制的情況下，集中式系統(tǒng)是必要的。即，eNB負(fù)責(zé)允許UE之間發(fā)生D2D通信并負(fù)責(zé)分配D2D鏈路中所使用的時頻資源。在確定集中式D2D系統(tǒng)表現(xiàn)如何時，控制D2D UE的發(fā)射功率是一個重要因素。對于節(jié)省UE中的電池功率的目的以及干擾管理(用于減小家庭小區(qū)和相鄰小區(qū)之間的小區(qū)間干擾和減小D2D鏈路與蜂窩網(wǎng)絡(luò)共享資源的情況下的小區(qū)內(nèi)干擾)的目的來說，功率控制是重要的。本文描述了用于支持集中式控制下的小區(qū)內(nèi)D2D通信的功率控制架構(gòu)。
[0009]圖1示出UE 10和UE 20的示例，它們各自包含與射頻(RF)收發(fā)電路22相交接的處理器21，射頻收發(fā)電路22被連接到一個或多個天線23。所示出的基站或eNB 40具有與RF收發(fā)電路42相交接的處理器41，RF收發(fā)電路42被連接到多個天線43。所示出的組件旨在代表用于為LTE和D2D通信提供空中接口并執(zhí)行如本文所描述的處理功能的任何類型的硬件/軟件配置。在圖中示出的實(shí)施例中，UE 10和UE 20都經(jīng)由LTE鏈路與eNB 40通信并經(jīng)由D2D鏈路相互通信。LTE的物理層是基于用于下行鏈路的正交頻分復(fù)用(OFDM)和相關(guān)技術(shù)以及用于上行鏈路的單載波頻分復(fù)用(SC-FDM)。在0FDM/SC-FDM中，根據(jù)諸如QAM(正交幅度調(diào)制)的調(diào)制方案的復(fù)雜的調(diào)制符號各自被單獨(dú)地映射到0FDM/SC-FDM符號期間所發(fā)送的特定的0FDM/SC-FDM子載波(被稱為資源元素(RE))。RE是LTE中最小的時頻資源。時域中的LTE傳輸被組織成無線電幀，每個無線電幀具有1ms的持續(xù)時間。每個無線電幀包括10個子幀，并且每個子幀包括兩個連續(xù)的0.5ms的時隙。
[0010]圖2示出服務(wù)家庭小區(qū)45的eNB 40的示例，被標(biāo)為UEtl到UE N的多個UE位于該家庭小區(qū)中。所有的UE經(jīng)由UE到eNB鏈路與eNB進(jìn)行通信。UEtl和UE i作為經(jīng)由D2D鏈路相互通信的D2D UE被示出。在集中式小區(qū)內(nèi)D2D系統(tǒng)中，每個D2D UE需要維持到eNB以及它的D2D伙伴UE的通信鏈路。管理D2D UE的功率控制子系統(tǒng)因此需要:1)確保足夠的功率被提供以用于到eNB的通信鏈路(用于上行鏈路數(shù)據(jù)和控制信道)并用于維持D2D通信鏈路；以及2)均衡通信鏈路的功率需求，該通信鏈路可能對鄰居小區(qū)造成干擾，并在資源在小區(qū)內(nèi)被D2D和蜂窩通信共享的情況下對家庭小區(qū)中的其它UE造成干擾。
[0011]針對UE的功率控制可以以開環(huán)和/或閉環(huán)的方式被實(shí)現(xiàn)。開環(huán)功率控制涉及UE將它的發(fā)射功率從預(yù)先設(shè)定的、被認(rèn)為是維持通信鏈路所必需的水平調(diào)整到補(bǔ)償所發(fā)送的信號的路徑損耗所必必需的、但不超過預(yù)先設(shè)定的最大功率水平的水平。路徑損耗可以通過確定從UE的接收器接收到的參考信號的功率進(jìn)行估計，由于信道互易性，該參考信號將與被發(fā)送到該接收器的信號的路徑損耗一樣。路徑損耗補(bǔ)償可以被實(shí)現(xiàn)，以通過增加發(fā)射功率來完全地或部分地補(bǔ)償路徑損耗，后者被稱為部分功率控制(FPC)。閉環(huán)功率控制(其可以與開環(huán)功率控制相結(jié)合被應(yīng)用)涉及UE根據(jù)從UE的接收器發(fā)送的功率控制命令調(diào)整它的發(fā)射功率，該功率控制命令可以是接收器基于它的所接收到的SINR (信號與干擾加噪聲比)所得到的。功率控制命令可以是絕對的，指定特定的發(fā)射功率水平；或者可以是累加的，以將當(dāng)前的發(fā)射功率水平增加或減少某些指定的量。
[0012]在一個實(shí)施例中，由下面的等式代表用于D2D UE的功率控制方案，該等式定義UE如何在D2D通信期間調(diào)整它的發(fā)射功率水平。
[0013]Pd2D (?) — min (Pd2D, MAX，Pd2D, OLPC ⑴+Pd2D, CLPC ⑴)
[0014]其中，PD2D(i)是所決定的用于D2D通信的發(fā)射功率水平，PD2D,MX是D2D通信期間所允許的最大的發(fā)射功率，PD2D,■⑴是開環(huán)功率控制函數(shù)，PD2D,■⑴是閉環(huán)功率控制函數(shù)，i是LTE子幀索引。
[0015]在一個實(shí)施例中，開環(huán)功率控制函數(shù)PD2D, ■⑴可以被表示為由如下兩部分組成:
[0016]Pd2D, OLPC (i) — min (Pd2D, OLPC, Part—I ⑴ ，Ρ?2?，OLPC，part—2)
[0017]PD2D, 0LPC, Part l⑴代表開環(huán)控制函數(shù)的、維持D2D鏈路并同時使對其它方的干擾最小化的部分，它可以被表示為:
[0018]Pd2D, OLPC, Part—I ⑴—P(l, D2D+LD2D+SINRtarget
[0019]其中Ptl,■是D2D通信的基本功率設(shè)置，SINR toget是為D2D通信設(shè)置的目標(biāo)信號與干擾和噪聲比，Ld2d是對于設(shè)備和伙伴UE之間的通信路徑所測量的路徑損耗值。部分功率控制可能被應(yīng)用或不被應(yīng)用。PD?,part—2ω代表開環(huán)控制函數(shù)的、維持與eNB的、對其它小區(qū)的干擾最小的鏈路的部分，它可以被表不為:
[0020]Pd2D, OLPC, Part—2 ⑴—?0, eNB+ Q U
[0021]其中，Pc^nb是與eNB進(jìn)行通信的基本功率設(shè)置，α是在O和I之間的部分功率控制參數(shù)，Ldffi是對于設(shè)備和eNB之間的通信路徑所測量的路徑損耗值。在各種實(shí)施例中，開環(huán)功率控制函數(shù)可以以僅維持具有最小干擾的D2D鏈路的方式被應(yīng)用，即:
[0022]Pd2D, OLPC (?) — Pd2D, OLPC, Part—I，
[0023]開環(huán)功率控制函數(shù)可以被應(yīng)用以僅維持具有最小干擾的eNB鏈路，即:
[0024]Pd2D, QLPC (i) — Pd2D, QLPC, Part—2，
[0025]或者完全被禁用，如被表示為:
[0026]PD2D’0LPC(i) =0
[0027]在后者的情況下，僅下面所描述的閉環(huán)功率控制被應(yīng)用。
[0028]在一個實(shí)施例中，閉環(huán)功率控制函數(shù)可以被表示為:
[0029]PD2D, CLPC (i) = fD2D(i)
[0030]其中，fD2D(i)是伙伴UE所發(fā)送的值的函數(shù)。該函數(shù)fD2D(i)可以以絕對的方式進(jìn)行運(yùn)算，使得:
[0031]fD2D(i) = Ad2d (i)
[0032]其中，⑴是伙伴UE所發(fā)送的絕對發(fā)射功率值；或者，該函數(shù)fD2D⑴可以以累加的方式進(jìn)行運(yùn)算，使得:
[0033]fD2D(i) = fD2D(i_l) + AD2D ⑴
[0034]其中，AD2D(i)是第二 UE所發(fā)送的正的或負(fù)的增量功率控制命令，其中fD2D(i)被初始化為零。在另一實(shí)施例中，閉環(huán)功率控制函數(shù)PD2D,aPe(i)被定義為:
[0035]PD2D,CLPC(i) = fD2D ⑴+feNB ⑴
[0036]其中，fD2D⑴根據(jù)上面所描述的替代物所定義，feNB(i)是eNB所發(fā)送的值的函數(shù)。函數(shù)f_(i)可以以絕對的方式進(jìn)行運(yùn)算，使得:
[0037]feNB(i) = AeNB(i)
[0038]其中，AeNB(i)是eNB所發(fā)送的絕對發(fā)射功率值，或者函數(shù)f_(i)可以以累加的方式運(yùn)算，使得:
[0039]feNB(i) = feNB(i_l) + AeNB ⑴