本申請(qǐng)涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)高速率無線業(yè)務(wù)的需求日益增加。根據(jù)調(diào)查，蜂窩網(wǎng)絡(luò)中大多數(shù)電話業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都發(fā)生在室內(nèi)，在室內(nèi)構(gòu)建家庭基站可以有效解決高速率無線業(yè)務(wù)的傳輸壓力。部署在室內(nèi)的家庭基站和較低移動(dòng)性的家庭用戶共同組成的家庭小區(qū)與宏小區(qū)處在一個(gè)宏蜂窩小區(qū)內(nèi)，這樣就形成了一個(gè)宏小區(qū)和家庭小區(qū)共信道的雙層網(wǎng)絡(luò)。由于宏小區(qū)和家庭小區(qū)運(yùn)行在相同的頻譜范圍內(nèi)，因此，當(dāng)家庭用戶端的上行鏈路功率過大會(huì)影響宏基站接收宏用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)，即形成跨層干擾，如圖1所示。

現(xiàn)有技術(shù)中，宏基站接收宏用戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的強(qiáng)度值進(jìn)行信道估計(jì)，獲得數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸過程中的損耗，進(jìn)而確定參考功率，再將上述參考功率進(jìn)行微調(diào)，以確定上行鏈路功率。通常情況下應(yīng)用上述方式能夠防止上行鏈路功率過大，同時(shí)能夠保證上行鏈路功率足以支持?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)到達(dá)基站。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，宏基站在每次確定上行鏈路功率前，需要與外部進(jìn)行通信來接收數(shù)據(jù)信號(hào)以獲得參數(shù)，即需要宏基站頻繁地進(jìn)行信道估計(jì)，而頻繁地進(jìn)行信道估計(jì)加大了宏基站數(shù)據(jù)處理的壓力，導(dǎo)致需要更多的處理能力和處理資源，間接地降低了數(shù)據(jù)處理速度及可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法及裝置，以解決宏基站在控制上行鏈路功率過程中處理數(shù)據(jù)量繁重的問題，進(jìn)而提高宏基站的處理速度及可靠性。

為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法，應(yīng)用于宏基站，所述方法包括：

獲得宏用戶端與宏基站之間的宏陰影衰落均值，以及家庭戶端與宏基站之間的宏陰影衰落均值；

計(jì)算上行鏈路功率分配參考值；

根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，分別計(jì)算所述宏用戶端和家庭用戶端的第一次功率分配值；

利用卡爾曼濾波模型分別獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值和所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值；

根據(jù)所述濾波估計(jì)值，分別獲得所述宏用戶端的上行鏈路功率和所述家庭用戶端的上行鏈路功率。

較佳的，所述利用卡爾曼濾波模型獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值的步驟包括：

當(dāng)首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)：

根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，獲得所述宏用戶端的第一初值；

將所述第一初值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值；

當(dāng)非首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)：

將前一次計(jì)算出的所述宏用戶端的濾波估計(jì)值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值；

所述利用卡爾曼濾波模型獲得所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值的步驟包括：

當(dāng)首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)：

根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，獲得所述宏用戶端所允許的干擾總量；

根據(jù)所述干擾總量，獲得所述家庭用戶端的第二初值；

將所述第二初值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值；

當(dāng)非首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)：

將前一次計(jì)算出的所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述家庭用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值。

較佳的，計(jì)算所述宏用戶端的第一次功率分配值的公式為：

其中，P₀為所述宏用戶端的第一次功率分配值，P_max,m是所述宏用戶端的最大發(fā)射功率，為所述宏用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，為所述宏陰影衰落樣本值中的一個(gè)，L₀為所述功率分配參考值；

計(jì)算所述家庭用戶的第一次功率分配值的公式為：

其中，P_j為家庭用戶的第一次功率分配值，K為所述活躍家庭小區(qū)數(shù)量，為所述家庭用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，為所述家庭陰影衰落，P_max,f為所述家庭用戶端的最大發(fā)射功率，P_AGGI為所述干擾總量。

較佳的，計(jì)算所述第一初值的公式為：其中，P_L(t₁)為所述第一初值，L₀為所述上行鏈路功率分配參考值；

計(jì)算所述第二初值的公式為：其中，P_f(t₁)為所述第二初值，K為活躍的家庭小區(qū)數(shù)量，P_AGGI為所述干擾總量。

較佳的，計(jì)算所述宏用戶端的上行鏈路功率的公式為：

其中，P′₀為所述宏用戶端的上行鏈路功率，P_max,m是所述宏用戶端的最大發(fā)射功率，exp()為求指數(shù)函數(shù)，P_L為所述宏用戶端的濾波估計(jì)值，為所述宏用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，N為所述宏陰影衰落樣本值個(gè)數(shù)，x_i,m為第i個(gè)所述陰影衰落樣本值；

計(jì)算所述家庭用戶端的上行鏈路功率的公式為：其中，P′_j為所述家庭用戶端的上行鏈路功率，P_max,f是所述家庭用戶端的最大發(fā)射功率，exp()為求指數(shù)函數(shù)，P_f為所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值，為所述家庭用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，N為所述家庭陰影衰落樣本值個(gè)數(shù)，x_s為第s個(gè)所述家庭陰影衰落樣本值。

相應(yīng)于上述方法實(shí)施例，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制裝置，應(yīng)用于宏基站，所述裝置包括：

第一獲得模塊，用于獲得宏用戶端與宏基站之間的宏陰影衰落均值，以及家庭戶端與宏基站之間的宏陰影衰落均值；

第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算上行鏈路功率分配參考值；

第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，分別計(jì)算所述宏用戶端和家庭用戶端的第一次功率分配值；

估計(jì)模塊，用于利用卡爾曼濾波模型分別獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值和所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值；

第二獲得模塊，用于根據(jù)所述濾波估計(jì)值，分別獲得所述宏用戶端的上行鏈路功率和所述家庭用戶端的上行鏈路功率。

較佳的，當(dāng)首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)，所述估計(jì)模塊包括：

第一初值獲得子模塊，用于根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，獲得所述宏用戶端的第一初值；

第一濾波子模塊，用于將所述第一初值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值；

當(dāng)非首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)，所述估計(jì)模塊，具體用于：

將前一次計(jì)算出的所述宏用戶端的濾波估計(jì)值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值；

當(dāng)首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)，所述估計(jì)模塊還包括：

獲得子模塊，用于根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，獲得所述宏用戶所允許的干擾總量；

第二初值獲得子模塊，用于根據(jù)所述干擾總量，獲得所述家庭用戶端的第二初值；

第二濾波子模塊，用于將所述第二初值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值；

當(dāng)非首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)，所述估計(jì)模塊，具體用于：

將前一次計(jì)算出的所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述家庭用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值。

較佳的，計(jì)算所述宏用戶端的第一次功率分配值的公式為：

其中，P₀為所述宏用戶端的第一次功率分配值，P_max,m是所述宏用戶端的最大發(fā)射功率，為所述宏用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，為所述宏陰影衰落樣本值中的一個(gè)，L₀為所述功率分配參考值；

計(jì)算所述家庭用戶的第一次功率分配值的公式為：

其中，P_j為家庭用戶的第一次功率分配值，K為所述活躍家庭小區(qū)數(shù)量，為所述家庭用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，為所述家庭陰影衰落，P_max,f為所述家庭用戶端的最大發(fā)射功率，P_AGGI為所述干擾總量。

較佳的，計(jì)算所述第一初值的公式為：其中，為所述第一初值，L₀為所述上行鏈路功率分配參考值；

計(jì)算所述第二初值的公式為：其中，P_f(t₁)為所述第二初值，P_f(t₁)為活躍的家庭小區(qū)數(shù)量，P_AGGI為所述干擾總量。

較佳的，計(jì)算所述宏用戶端的上行鏈路功率的公式為：

其中，P′₀為所述宏用戶端的上行鏈路功率，P_max,m是所述宏用戶端的最大發(fā)射功率，exp()為求指數(shù)函數(shù)，P_L為所述宏用戶端的濾波估計(jì)值，為所述宏用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，N為所述宏陰影衰落樣本值個(gè)數(shù)，x_i,m為第i個(gè)所述陰影衰落樣本值；

計(jì)算所述家庭用戶端的上行鏈路功率的公式為：

其中，P′_j為所述家庭用戶端的上行鏈路功率，exp()為求指數(shù)函數(shù)，P_f為所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值，為所述家庭用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，N為所述家庭陰影衰落樣本值個(gè)數(shù)，x_s,f為第s個(gè)所述家庭影衰落樣本值。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法及裝置，根據(jù)上行鏈路功率分配參考值，獲得上述第一初值、第二初值，并分別將其輸入至卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值和所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值，進(jìn)而獲得所述宏用戶端的上行鏈路功率和所述家庭用戶端的上行鏈路功率。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，宏基站并不需要頻繁地進(jìn)行信道估計(jì)以獲得參數(shù)，進(jìn)而減小宏基站處理數(shù)據(jù)的壓力，降低了對(duì)數(shù)據(jù)處理能力和處理資源要求，提高了其數(shù)據(jù)處理速度和可靠性。同時(shí)，通過經(jīng)卡爾曼濾波模型輸出的濾波估計(jì)值所獲得的上行鏈路功率更為準(zhǔn)確。另外，需要強(qiáng)調(diào)的是，應(yīng)用本申請(qǐng)實(shí)施例的方案必不一定具有上述所有優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法的雙層網(wǎng)絡(luò)示意圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法的步驟流程圖；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制裝置的結(jié)構(gòu)示意框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法及裝置，以解決宏基站在控制上行鏈路功率過程中處理數(shù)據(jù)量繁重的問題，進(jìn)而提高宏基站的處理速度及可靠性。

下面首先對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法進(jìn)行介紹。

需要說明的是，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法的執(zhí)行主體可以為宏基站，宏基站可以是帶有上行鏈路功率控制能力的高/低頻率基站、帶有上行鏈路功率控制能力的處理器或帶有上行鏈路功率控制能力的服務(wù)器等，這都是合理的。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法，可以包括如下步驟：

S201：獲得宏用戶端與宏基站之間的宏陰影衰落均值，以及家庭戶端與宏基站之間的宏陰影衰落均值；

其中，所述宏陰影衰落均值由所述宏基站根據(jù)最大似然估計(jì)法，從N個(gè)宏陰影衰落樣本值中確定，家庭陰影衰落均值由所述宏基站根據(jù)最大似然估計(jì)法，從N個(gè)家庭陰影衰落樣本值中確定。

較佳的，所述宏陰影衰落值和所述家庭陰影衰落值的獲得步驟包括：宏基站根據(jù)導(dǎo)頻信息，利用信道估計(jì)的方法對(duì)宏用戶到宏基站的陰影衰落以及每個(gè)家庭用戶到宏基站的陰影衰落進(jìn)行測量，分別獲得宏用戶以及每個(gè)家庭用戶的陰影衰落的N個(gè)樣本值，X₀＝{x_1,m,x_2,m…x_N,m}，X_s＝{x_1,f,x_2,f…x_N,f}，其中，X₀是宏用戶的陰影衰落樣本集合，X_s是每個(gè)家庭用戶陰影衰落的樣本集合，ln X₀及l(fā)n X_s中的樣本滿足正態(tài)分布，x₀及x_s中的樣本滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布；對(duì)上述宏用戶的陰影衰落的樣本集合X₀求其均值的最大似然估計(jì)，得到宏用戶的宏陰影衰落均值，即其中對(duì)上述家庭用戶的陰影衰落的樣本集合X_s求其均值的最大似然估計(jì)，得到家庭用戶的家庭陰影衰落均值，即其中，

另外，S201中的宏用戶端可以為任意帶有通信功能的設(shè)備，例如固定電話、傳真機(jī)、手機(jī)、平板電腦、帶有通信功能的智能手表、帶有通信功能的智能耳機(jī)等，這都是合理的。

S202：計(jì)算上行鏈路功率分配參考值；

其中，計(jì)算所述上行鏈路功率分配參考值的步驟包括：已知宏用戶端的的最大發(fā)射功率、宏基站的覆蓋半徑；使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測所述宏用戶端與所述宏基站之間的最大路徑損耗，即其中α_m是路徑損耗指數(shù)；根據(jù)以上信息求得上行鏈路功率分配參考其中，P_max,m為宏用戶端的的最大發(fā)射功率，為所述宏用戶端與所述宏基站之間的最大路徑損耗的倒數(shù)，為所述宏陰影衰落均值。

可以理解的是，步驟S202使用步驟S201所獲得的結(jié)果，步驟S201、步驟S202是執(zhí)行主體的兩個(gè)動(dòng)作：動(dòng)作1，獲得的動(dòng)作；動(dòng)作2，根據(jù)所獲得的陰影衰落均值計(jì)算的動(dòng)作。需要說明的是，動(dòng)作2可以在動(dòng)作1執(zhí)行之后馬上執(zhí)行，即動(dòng)作2的觸發(fā)條件是“動(dòng)作1執(zhí)行完畢”。同時(shí)，動(dòng)作2也可以在下一個(gè)執(zhí)行周期執(zhí)行，也就是說，假設(shè)執(zhí)行主體的系統(tǒng)執(zhí)行周期為1ms，則當(dāng)?shù)?ms時(shí)(即t₀時(shí)刻)執(zhí)行動(dòng)作1，動(dòng)作1執(zhí)行完畢時(shí)不立即執(zhí)行動(dòng)作2，而是當(dāng)?shù)?ms到來時(shí)，執(zhí)行動(dòng)作2，即動(dòng)作2的觸發(fā)條件是“系統(tǒng)執(zhí)行周期的開始”。

S203：分別計(jì)算所述宏用戶端和家庭用戶端的第一次功率分配值；

其中，計(jì)算所述宏用戶端的第一次功率分配值的具體步驟包括：宏基站獲取宏基站與宏用戶的距離位置信息r₀，使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測路徑損耗，即對(duì)宏用戶的發(fā)射功率進(jìn)行第一次分配，即其中，P₀為所述宏用戶端的第一次功率分配值，P_max,m是所述宏用戶端的最大發(fā)射功率，為所述宏用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，E′_0,0為所述宏陰影衰落樣本值中的一個(gè)，L₀為所述上行鏈路功率分配參考值。

計(jì)算所述家庭用戶的第一次功率分配值的公式為：

$P_j=min\{P_{max,f},\frac{P_{AGGI}}{K\·r_j^{-{\mathrm{\α}}_1}\·{\hat{E}}_{0,j}},j=0,1,...K\},$

其中，P_j為家庭用戶的第一次功率分配值，K為所述活躍家庭小區(qū)數(shù)量，為所述家庭用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，為所述家庭陰影衰落，P_max,f為所述家庭用戶端的最大發(fā)射功率，P_AGGI為宏用戶所允許的干擾總量。

需要說明的是，所述宏用戶所允許的干擾總量的獲得步驟包括：已知計(jì)算得到宏用戶所允許的干擾總量其中δ∈(0,1)，其為保護(hù)余量，為高斯白噪聲，Γ₀是宏用戶的目標(biāo)信干比。

S204：利用卡爾曼濾波模型分別獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值和所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值；

其中，卡爾曼濾波模型一種高效率的遞歸濾波模型，即自回歸濾波器，它能夠從一系列的不完全及包含噪聲的測量中，估計(jì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)。

較佳的，當(dāng)首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)：根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，獲得所述宏用戶端的第一初值；將所述第一初值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值；當(dāng)非首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)：將前一次計(jì)算出的所述宏用戶端的濾波估計(jì)值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值。其中，計(jì)算所述第一初值的公式為：其中，為所述第一初值，L₀為所述上行鏈路功率分配參考值。

在一種具體實(shí)施例中，宏基站通過卡爾曼濾波模型獲得宏用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值的具體步驟如下：

根據(jù)功率傳輸中損耗情況可獲得其中，表示陰影衰落的隨機(jī)變量，滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布。兩邊取對(duì)數(shù)得到：其中，是均值為方差為的高斯隨機(jī)變量，k是常數(shù)，其值為

進(jìn)一步得到其中τ為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)變量。

設(shè)狀態(tài)方程為：P_L(t)＝P_L(t-1)-W(t-1)，P_L(t)為當(dāng)前宏用戶端的濾波估計(jì)值，P_L(t-1)為上一次宏用戶端的濾波估計(jì)值，W(t-1)是上一次宏用戶端的濾波估計(jì)值的狀態(tài)噪聲，服從正態(tài)分布，均值為0，方差為由執(zhí)行主體屬性所決定。

再進(jìn)一步得到宏用戶端的濾波估計(jì)值的觀測方程：Z(t)＝P_L(t)-V(t)，V(t)是宏用戶端的濾波估計(jì)值的觀測噪聲，V(t)的均值為0、方差為R，V(t)的方差由執(zhí)行主體屬性所決定，其中，P_L(t)是一維變量，將上述第一初值帶入P_L(t)，進(jìn)而獲得P_L(t₁)。

可以理解的是，由于無線傳輸鏈路的開放性使得無線傳輸鏈路穩(wěn)定性較低，因此在鏈路中傳輸?shù)臒o線信號(hào)也會(huì)隨之增強(qiáng)/減弱，為了保證上行鏈路功率能夠支持無線信號(hào)到達(dá)基站，本申請(qǐng)實(shí)施例還利用卡爾曼濾波模型對(duì)宏用戶的濾波估計(jì)值作進(jìn)一步預(yù)測：

首先進(jìn)一步預(yù)測狀態(tài)，預(yù)測結(jié)果為其中，為下一次宏用戶的濾波預(yù)測值，為當(dāng)前宏用戶的濾波估計(jì)值；(以下公式中參數(shù)帶有“～”的為預(yù)測值，帶有“^”的為估計(jì)值；小括號(hào)中為t的為當(dāng)前值，小括號(hào)中為t+1的為下一次數(shù)值)。

其次，獲得新息為：ε(t+1)是下一次宏用戶的濾波觀測值減去下一次宏用戶的濾波預(yù)測值，Z(t+1)為下一次的宏用戶的濾波觀測值，為下一次宏用戶的濾波預(yù)測值；獲得濾波增益為其中，R為觀測噪聲的方差由執(zhí)行主體本身所決定；進(jìn)而可將狀態(tài)更新為：K(t+1)是卡爾曼增益；進(jìn)而獲得下一次宏小區(qū)濾波估計(jì)值。

則進(jìn)一步預(yù)測協(xié)方差：其中，Q為宏用戶端的濾波估計(jì)值的狀態(tài)噪聲方差；接著進(jìn)行協(xié)方差更新：以使得卡爾曼濾波模型進(jìn)行下一次濾波。

需要說明的是，在獲得宏用戶端的濾波估計(jì)值過程中，獲得宏用戶端的濾波估計(jì)值后，執(zhí)行主體立即將宏用戶端的濾波估計(jì)值作為輸入，無需等待下一執(zhí)行周期的到來。當(dāng)出現(xiàn)在同一執(zhí)行周期內(nèi)獲得多個(gè)宏用戶端的濾波估計(jì)值的情況時(shí)，使用最近一次獲得的濾波估計(jì)值。同理，獲得家庭用戶端的濾波估計(jì)值的過程與獲得宏用戶端的濾波估計(jì)值的過程類似。

較佳的，當(dāng)首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)：根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，獲得所述宏用戶端所允許的干擾總量；根據(jù)所述干擾總量，獲得所述家庭用戶端的第二初值；將所述第二初值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值；當(dāng)非首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)：將前一次計(jì)算出的所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述家庭用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值。需要說明的是，計(jì)算所述第二初值的公式為：其中，P_f(t₁)為所述第二初值，K為活躍的家庭小區(qū)數(shù)量，P_AGGI為所述干擾總量。

進(jìn)一步需要說明的是，上述家庭小區(qū)數(shù)量為有數(shù)據(jù)傳輸?shù)募彝バ^(qū)。在本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的方法的一種應(yīng)用場景中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以為以任意現(xiàn)有技術(shù)編碼而得的數(shù)據(jù)，也可以是未經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)。同時(shí)，上述數(shù)據(jù)所描述的內(nèi)容可以是語音、視頻、文字等，這都是合理的。

在一種具體實(shí)施例中，宏基站通過卡爾曼濾波模型獲得家庭用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值的具體步驟如下：

令其中，P_AGGI是家庭用戶端所允許的干擾總量，為所述家庭用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，是均值為方差為的高斯隨機(jī)變量，K為活躍家庭小區(qū)數(shù)量，k是常數(shù)，其值為

家庭用戶發(fā)射信號(hào)的功率受到路徑損耗和陰影衰落的影響，則將兩邊取對(duì)數(shù)設(shè)

已知狀態(tài)方程為P_f(t)＝P_f(t-1)-W_f(t-1)，其中W_f是上一次家庭用戶端的濾波估計(jì)值的狀態(tài)噪聲，服從正態(tài)分布，均值為方差為

進(jìn)一步獲得家庭用戶端的濾波估計(jì)值的觀測方程：Z_f(t)＝P_f(t)-V_f(t)，V_f是家庭用戶端的濾波估計(jì)值的觀測噪聲，均值為0，方差為R_f由執(zhí)行主體屬性所決定，P_f(t)是一維變量，將第二初值帶入P_f(t)則可求出P_f(t₁)，即P_f。

S205：根據(jù)所述濾波估計(jì)值，分別獲得所述宏用戶端的上行鏈路功率和所述家庭用戶端的上行鏈路功率。

較佳的，計(jì)算所述宏用戶端的上行鏈路功率的公式為：

其中，P′₀為所述宏用戶端的上行鏈路功率，P_max,m exp()為求指數(shù)函數(shù)，P_L為所述宏用戶端的濾波估計(jì)值，為所述宏用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，N為所述宏陰影衰落樣本值個(gè)數(shù)，x_i為第i個(gè)所述陰影衰落樣本值。，為所述宏用戶優(yōu)選的，計(jì)算所述家庭用戶端的上行鏈路功率的公式為：其中，P′_j為所述家庭用戶端的上行鏈路功率，exp()為求指數(shù)函數(shù)，P_f為所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值，為所述家庭用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，N為所述家庭陰影衰落樣本值個(gè)數(shù)，x_s,f為第s個(gè)所述家庭影衰落樣本值。

可以理解的是，S205中根據(jù)宏用戶端的濾波估計(jì)值和所述宏用戶端的第一次功率分配值，獲得宏用戶端的上行鏈路功率；根據(jù)家庭用戶端的濾波估計(jì)值和家庭用戶端的第一次功率分配值，獲得家庭用戶端的上行鏈路功率。此處對(duì)兩個(gè)上行鏈路功率的獲得順序不做限定。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制方法，根據(jù)上行鏈路功率分配參考值，利用卡爾曼濾波模型獲得上述第一初值、第二初值，并分別將其輸入至卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值和所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值，進(jìn)而獲得所述宏用戶端的上行鏈路功率和所述家庭用戶端的上行鏈路功率。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，宏基站并不需要頻繁地進(jìn)行信道估計(jì)以獲得參數(shù)，進(jìn)而減小宏基站處理數(shù)據(jù)的壓力，降低了對(duì)數(shù)據(jù)處理能力和處理資源要求，提高了其數(shù)據(jù)處理速度和可靠性。同時(shí)，通過經(jīng)卡爾曼濾波模型輸出的濾波估計(jì)值所獲得的上行鏈路功率更為準(zhǔn)確。另外，需要強(qiáng)調(diào)的是，應(yīng)用本申請(qǐng)實(shí)施例的方案必不一定具有上述所有優(yōu)點(diǎn)。

為了詳細(xì)說明本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的方法，以下舉一個(gè)例子進(jìn)行詳細(xì)說明。

本申請(qǐng)實(shí)施例的應(yīng)用場景可以為雙層網(wǎng)絡(luò)，上述雙層網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)宏小區(qū)，和家庭小區(qū)。所述宏小區(qū)個(gè)數(shù)為1，家庭小區(qū)個(gè)數(shù)為64。一個(gè)宏小區(qū)包括宏用戶，所述個(gè)數(shù)為1，但不局限于個(gè)數(shù)為1。一個(gè)家庭小區(qū)包括基站和家庭用戶，所述每個(gè)家庭小區(qū)個(gè)數(shù)為1，家庭用戶個(gè)數(shù)為1，家庭用戶的總數(shù)為64。

宏基站根據(jù)導(dǎo)頻信息，利用信道估計(jì)的方法對(duì)宏用戶到宏基站的陰影衰落以及每個(gè)家庭用戶到宏基站的陰影衰落進(jìn)行測量，每個(gè)用戶分別獲得N個(gè)樣本：宏用戶樣本為X₀＝{x_1,m,x_2,m…x_N,m}，家庭用戶樣本為，X_s＝{x_1,f,x_2,f…x_N,f}，同時(shí)，ln X₀及l(fā)n X_s中的樣本滿足正態(tài)分布，X₀及X_s中的樣本滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布并使用最大似然估計(jì)方法估計(jì)陰影衰落的均值。并對(duì)上述宏用戶的陰影衰落的樣本集合X₀求其均值的最大似然估計(jì)，得到宏用戶的陰影衰落均值的估計(jì)值，即其中接著對(duì)上述家庭用戶的陰影衰落的樣本集合X_s求其均值的最大似然估計(jì)，得到家庭用戶的陰影衰落均值的估計(jì)值，即其中

宏基站計(jì)算上行鏈路功率分配參考。已知手機(jī)的最大發(fā)射功率為P_max,m，同時(shí)，已知宏基站的覆蓋半徑是，使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測最大路徑損耗，進(jìn)而得

到最大路徑損耗的倒數(shù)，即其中α_m是路徑損耗指數(shù)。利用以上信息求得上行鏈路功率分配參考

t₀時(shí)刻，宏基站獲取宏用戶的距離位置信息使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測路徑損耗，即t₁時(shí)刻，對(duì)宏用戶的發(fā)射功率進(jìn)行第一次分配，即t₂時(shí)刻至t_m-1時(shí)刻，宏基站使用卡爾曼濾波方法測量宏基站對(duì)宏用戶的濾波估計(jì)值，進(jìn)而對(duì)宏用戶的功率進(jìn)行分配。

t₀時(shí)刻，宏基站獲取家庭基站到宏基站的距離位置信息r_j，使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測路徑損耗，進(jìn)而得到家庭基站到宏基站的路徑損耗的倒數(shù)，即其中α₁是路徑損耗指數(shù)。同時(shí)，宏基站獲取此時(shí)活躍的家庭小區(qū)數(shù)量K。t₁時(shí)刻，根據(jù)宏基站計(jì)算得到宏用戶所允許的干擾總量其中δ∈(0,1)，其為保護(hù)余量，為高斯白噪聲，Γ₀是宏用戶的目標(biāo)信干比。同時(shí)，宏基站對(duì)家庭用戶進(jìn)行第一次功率分配t₂時(shí)刻至t_m-1時(shí)刻，宏基站使用卡爾曼濾波方法測量宏基站對(duì)家庭用戶的濾波估計(jì)值，進(jìn)而對(duì)家庭用戶的功率進(jìn)行分配。

t_m時(shí)刻重新計(jì)算上行鏈路功率分配參考。

相應(yīng)于上述方法實(shí)施例，如圖3所示，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制裝置，所述裝置包括：

第一獲得模塊310，用于獲得宏用戶端與宏基站之間的宏陰影衰落均值，以及家庭戶端與宏基站之間的宏陰影衰落均值，其中，所述宏陰影衰落均值由所述宏基站根據(jù)最大似然估計(jì)法，從N個(gè)宏陰影衰落樣本值中確定，家庭陰影衰落均值由所述宏基站根據(jù)最大似然估計(jì)法，從N個(gè)家庭陰影衰落樣本值中確定；

第一計(jì)算模塊320，用于計(jì)算上行鏈路功率分配參考值；

第二計(jì)算模塊330，用于根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，分別計(jì)算所述宏用戶端和家庭用戶端的第一次功率分配值；

估計(jì)模塊340，用于利用卡爾曼濾波模型分別獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值和所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值；

第二獲得模塊350，用于根據(jù)所述濾波估計(jì)值，分別獲得所述宏用戶端的上行鏈路功率和所述家庭用戶端的上行鏈路功率。

較佳的，當(dāng)首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)，所述估計(jì)模塊包括：

第一初值獲得子模塊，用于根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，獲得所述宏用戶端的第一初值；

第一濾波子模塊，用于將所述第一初值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值；

當(dāng)非首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)，所述估計(jì)模塊，具體用于：

將前一次計(jì)算出的所述宏用戶端的濾波估計(jì)值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值；

當(dāng)首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)，所述估計(jì)模塊還包括：

獲得子模塊，用于根據(jù)所述上行鏈路功率分配參考值，獲得所述宏用戶所允許的干擾總量；

第二初值獲得子模塊，用于根據(jù)所述干擾總量，獲得所述家庭用戶端的第二初值；

第二濾波子模塊，用于將所述第二初值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值；

當(dāng)非首次使用卡爾曼濾波模型時(shí)，所述估計(jì)模塊，具體用于：

將前一次計(jì)算出的所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值輸入所述卡爾曼濾波模型，獲得所述家庭用戶端的當(dāng)前濾波估計(jì)值。

較佳的，計(jì)算所述宏用戶端的第一次功率分配值的公式為：

其中，P₀為所述宏用戶端的第一次功率分配值，P_max,m是所述宏用戶端的最大發(fā)射功率，為所述宏用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，E′_0,0為所述宏陰影衰落樣本值中的一個(gè)，L₀為所述上行鏈路功率分配參考值。

計(jì)算所述家庭用戶的第一次功率分配值的公式為：

$P_j=min\{P_{max,f},\frac{P_{AGGI}}{K\·r_j^{-{\mathrm{\α}}_1}\·{\hat{E}}_{0,j}},j=0,1,...K\},$

其中，P_j為家庭用戶的第一次功率分配值，K為所述活躍家庭小區(qū)數(shù)量，為所述家庭用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，為所述家庭陰影衰落，P_max,f為所述家庭用戶端的最大發(fā)射功率，P_AGGI為宏用戶所允許的干擾總量。

較佳的，計(jì)算所述第一初值的公式為：其中，為所述第一初值，L₀為所述上行鏈路功率分配參考值；

計(jì)算所述第二初值的公式為：其中，P_f(t₁)為所述第二初值，K為活躍的家庭小區(qū)數(shù)量，P_f(t₁)為所述干擾總量。

較佳的，計(jì)算所述宏用戶端的上行鏈路功率的公式為：

其中，P′₀為所述宏用戶端的上行鏈路功率，P_max,m exp()為求指數(shù)函數(shù)，P_L為所述宏用戶端的濾波估計(jì)值，為所述宏用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，N為所述宏陰影衰落樣本值個(gè)數(shù)，x_i為第i個(gè)所述陰影衰落樣本值。計(jì)算所述家庭用戶端的上行鏈路功率的公式為：

其中，P′_j為所述家庭用戶端的上行鏈路功率，exp()為求指數(shù)函數(shù)，P_f為所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值，為所述家庭用戶端與所述宏基站之間的路徑損耗值的倒數(shù)，N為所述家庭陰影衰落樣本值個(gè)數(shù)，x_s,f為第s個(gè)所述家庭影衰落樣本值。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種無線網(wǎng)絡(luò)上行鏈路功率控制裝置，根據(jù)上行鏈路功率分配參考值，利用卡爾曼濾波模型獲得上述第一初值、第二初值，并分別將其輸入至卡爾曼濾波模型，獲得所述宏用戶端的濾波估計(jì)值和所述家庭用戶端的濾波估計(jì)值，進(jìn)而獲得所述宏用戶端的上行鏈路功率和所述家庭用戶端的上行鏈路功率。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，宏基站并不需要頻繁地進(jìn)行信道估計(jì)以獲得參數(shù)，進(jìn)而減小宏基站處理數(shù)據(jù)的壓力，降低了對(duì)數(shù)據(jù)處理能力和處理資源要求，提高了其數(shù)據(jù)處理速度和可靠性。同時(shí)，通過經(jīng)卡爾曼濾波模型輸出的濾波估計(jì)值所獲得的上行鏈路功率更為準(zhǔn)確。另外，需要強(qiáng)調(diào)的是，應(yīng)用本申請(qǐng)實(shí)施例的方案必不一定具有上述所有優(yōu)點(diǎn)。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施方式中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，這里所稱得的存儲(chǔ)介質(zhì)，如：ROM/RAM、磁碟、光盤等。

以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。