一种提高多载波系统功率利用率的方法.pdf

本发明公开了一种提高多载波系统功率利用率的方法，具体包括为系统内各载波分配一独享功率区间，并为多载波分配共享功率区间，根据所述独享功率区间和共享功率区间对各载波发射功率进行动态分配：各载波首先在其独享功率区间内按所需发射功率进行发射，当所需发射功率超出独享功率范围时，超出部分利用系统当前的共享功率进行发射。利用本发明，可以增加系统容量，降低功耗，提高多载波系统功率利用率。

1、  一种提高多载波系统功率利用率的方法，其特征在于，为系统内各载波分配一独享功率区间，并为多载波分配共享功率区间，根据所述独享功率区间和共享功率区间对各载波发射功率进行动态分配。

2、  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共享功率区间为系统内各载波共享一个总的功率区间。

3，  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共享功率区间与所述独享功率区间总和小于等于系统功放总功率。

4、  如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述的动态分配具体包括：各载波首先在其独享功率区间内按所需发射功率进行发射，当所需发射功率超出独享功率范围时，超出部分利用共享功率进行发射。

5、  如权利要求1至4所述的方法，其特征在于，所述动态分配进一步包括：每个载波最大输出功率控制在其独享功率区间与共享功率区间之和的范围内。

6、  如权利要求1至4所述的方法，其特征在于，所述动态分配进一步包括：将各载波最大输出功率之和控制在系统功放的总功率范围内。

7、  如权利要求5中所述的方法，其特征在于，在基带部分对每个载波的功率进行测量，通过NodeB的快速拥塞算法将每个载波最大输出功率控制在其独享功率区间与系统共享功率区间之和的范围内。

8、  如权利要求5中所述的方法，其特征在于，通过自动功率控制ALC将每个载波最大输出功率控制在其独享功率区间与系统共享功率区间之和的范围内。

9、  如权利要求6中所述的方法，其特征在于，通过降低射频通道增益或自动功率控制ALC或业务删除的方法将各载波最大输出功率之和控制在系统功放的总功率范围内。

一种提高多载波系统功率利用率的方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其是涉及一种提高多载波系统功率利用率的技术。
背景技术
在移动通信系统中，下行发射功率关系到系统的覆盖质量和系统的容量，如果业务所需的发射功率就不能被满足，业务质量就会下降，甚至掉话。而采用较大的下行发射功率可以改善覆盖质量，也有利于增加系统容量。为了满足一定的发射功率，目前所采用的方法一般是增加功率放大器PA的发射功率，但是这样带来的主要问题是系统功耗的增加，对散热和降低运营成本都不利。
此外，如果采用一般的高功放，则由于交调失真的影响而产生频谱再生效应，干扰相邻信道。为此，在高功放的基础上必须对其进行线性化处理，它可以较好的解决信号的频谱再生问题。随着功放线性化技术的发展，通信系统中的功放逐步从单载波功放向多载波功放演变，多载波线性功放是国际上90年代发展起来的一项高性能功放技术，在包括GSM、WCDMA在内的2、3代移动通讯系统基站中采用这项技术可以省掉昂贵的大功率合路器，从而达到节省基站成本之目的。
以两个载波为例，图1给出了目前多载波线性功放的系统中每个载波在功放中可利用的最大功率的分配方式，图中，多载波功率放大器MCPA(Multi-Carrier Power Amplifier)的最大输出功率为Pmax，载波1、载波2的最大允许输出功率分别为Pmax1、Pmax2，因为通信系统一般都存在功率控制，因此实际的发射功率不是一个固定值，而是根据系统实际需要，通过功率控制过程而形成的值，不同时刻这个值一般是不同的，设在某时刻ta，载波1、2的实际输出功率为P1a、P2a，某时刻tb，载波1、2的实际输出功率为P1b、P2b。传统的设计中，P1max和P2max是固定值，且P1max+P2max≤Pmax，功率控制过程总是保证P1≤P1max，P2≤P2max，以避免功放过载，图1中，在ta时刻，P1和P2都小于他们的上限，从而，整个功放还有一定的功率余量，余量的值为Pmax-P1-P2，而tb时刻，P1已经达到其上限Pmax1，而P2小于其上限，整个功放还是有一定的功率余量，为Pmax-P1max-P2，此时出现这样的情况：载波1已经按照其最大功率P1max发射了，但是还是不能满足功率需要，虽然此时功放功率还有余量，但是这个余量无法为载波1所利用。
综上所述，现有技术的主要缺陷在于，多载波线性系统功放的功率控制策略对于每个载波在功放中可利用的最大功率设置固定的上限，使得功放系统总功率无法得到充分利用，不利于降低系统功耗，也不利于提高系统下行的容量。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种提高多载波系统功率利用率的方法，进一步提高系统容量。
为达到上述目的，本发明提供的提高多载波系统功率利用率的方法包括：为系统内各载波分配一独享功率区间，并为多载波分配共享功率区间，根据所述独享功率区间和共享功率区间对各载波发射功率进行动态分配。
优选的，所述共享功率区间为系统内各载波共享一个总的功率区间。
优选的，各载波首先在其独享功率区间内按所需发射功率进行发射，当所需发射功率超出独享功率范围时，超出部分利用共享功率进行发射。
优选的，每个载波最大输出功率控制在其独享功率区间与共享功率区间之和的范围内。
优选的，所述共享功率区间与所述独享功率区间总和小于等于系统功放总功率。
优选的，将各载波最大输出功率之和控制在系统功放的总功率范围内。
本发明利用了多载波系统功率分布的特点，在系统功放的功率还有富余时，通过将载波间功率共享的方式将富余的功率分配给需要功率的载波，有效的利用了系统功放的功率资源，有利于提高覆盖质量，增加系统容量，降低功耗，提高多载波系统功率利用率。
附图说明
图1为现有技术各载波的最大功率分配方式示意图；
图2为本发明其中一个实施例的示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是，在多载波系统中，各载波的功率值往往是独立分布的，很少出现各载波同时到达满功率的情况，因而可以利用载波功率分布的这个特点，在系统功放功率还有富余的时候，将富余的功率分配给系统中独享功率无法满足需要的载波。
为对本发明有进一步的了解，下面将结合附图并举实施例，对本发明所述的方法进行详细的说明。
以两载波为例，本发明的具体实施方式主要包括：
在多载波功率放大器MCPA的总功率Pmax的范围内，分配区间Pa为载波1的独享功率区间，分配区间Pb为载波2的独享功率区间，分配区间Ps为载波1和载波2共享的功率区间，在上述区间范围内对每个载波进行功率分配：各载波首先在其独享功率区间内按所需发射功率进行发射，当所需发射功率超出独享功率范围时，超出部分利用系统当前的共享功率进行发射。
值得注意的是，本发明提供的技术方案中，所述的共享功率区间根据实际需要，既可以是部分载波之间的共享一个功率区间，如在5载波系统中，载波1和载波2除了各自的独享功率区间外，还在两者之间分配共享一个功率区间，载波3、载波4和载波5只分配独享功率区间；
也可以是部分载波共享多个功率区间，部分载波独享功率区间，如上述5载波系统中，载波1和2除了各自的独享功率区间外，分配一个共享功率区间，载波3和4除了各自的独享功率区间外也分配一个共享功率区间，载波5分配一个独享功率区间；
上述结合方式中，也不限定为两载波之间的结合，还可以是两者以上的多载波结合分配共享功率区间，如上述5载波系统中，载波1、2、3除了各自的独享功率区间外，分配一个共享功率区间，载波4和载波5分配独享功率区间；
还可以是系统中所有载波共享一个总的功率区间，如上述5载波系统中，载波1、2、3、4、5均共享一个功率区间。
此外，为了避免系统功放出现过载，在分配所述独享功率区间与共享功率区间时，还可以将各独享功率区间与共享功率区间之和限制在系统功放总功率的范围内。
本实施例针对的是两载波分配一个共享功率区间的情况，下面结合附图进一步详细说明：
参考图2，在ta时刻，载波2的实际功率需求比较小，其独享功率即可满足发射功率的需要，无须借用系统共享功率，而载波1需要较大的发射功率，其自身的独享功率Pa已经无法满足需要，需要借用系统共享功率Ps来满足超出部分发射功率的需要，而此时尚未分配的系统共享功率已经很小，也即意味着总的功率浪费很小；
相反，在tb时刻，载波1的实际功率需求比较小，其独享功率Pa即可满足发射功率的需要，而载波2自身的独享功率Pb已经无法满足实际的发射需要，需要借用系统共享功率Ps来满足其超出部分的发射功率需要，此时尚未分配的系统共享功率很小，总的功率浪费也很小；
在tc时刻，载波1和载波2实际需要的发射功率超出了其各自的独享功率区间，均需要借用系统功率Ps来满足其超出部分的发射功率的需要，此时系统剩余共享功率区间Ps＝0，实际发射功率达到最大，系统功率资源利用率也达到最高。
在具体实施时，可以将系统中各载波最大输出功率之和控制在系统功放的总功率范围内，使得任一时刻各载波的总功率之和不超出系统功放所能提供的最大功率范围，即满足Pa+Pb+Ps≤Pmax。
此外，还可以控制载波1的最大允许输出功率使之满足P1max＝Pa+Ps，载波2的最大允许输出功率使之满足P2max＝Pb+Ps从而使得任一时刻各载波的实时输出功率不超过其独享功率与系统共享功率之和。
其中，在控制各载波最大允许输出功率时，可以在基带部分对每个载波的功率进行测量，通过NodeB的快速拥塞算法将每个载波实时输出功率控制在其独享功率与系统共享功率之和的范围内，也可以通过自动功率控制(ALC，Automatic Level Control)等技术进行控制；在控制系统中各载波输出功率之和时，可以采取的技术也有很多，如通过降低射频通道增益的方法，或者通过业务删除的方法或者通过自动功率控制ALC等，均不影响本发明的实现。
值得说明的是，本发明应用范围也不限于两个载波，对于有两个以上载波的多载波系统也同样适用，具体实现过程可以参照两载波系统，这里不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。