CN111386658B - 无人飞行器及其功率控制的方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种无人飞行器及其功率控制的方法。该方法包括确定无人飞行器的第一发射功率和无人飞行器到服务基站的发射波束赋形增益。该方法还包括基于发射波束赋形增益来降低第一发射功率以获得第二发射功率。该方法进一步包括利用与发射波束赋形增益相关联的波束以第二发射功率向服务基站发射信号。本公开的实施例可以在不降低无人飞行器性能和陆地终端设备性能的情况下减小无人飞行器造成的干扰。

Description

无人飞行器及其功率控制的方法

技术领域

本公开的实施例一般地涉及包括无人飞行器的无线通信系统，并且更特别地，涉及用于无人飞行器及其功率控制的方法。

背景技术

在当前的3GPP协议中，已经批准了关于对无人飞行器的增强支持的新研究项目。该研究项目的目的是研究使用陆地LTE网络的无人飞行器的能力。归因于传播信道的性质，只要无人飞行器相对于网络设备天线的高度飞行在低高度，它就表现得像常规的陆地终端设备。然而，一旦无人飞行器飞行在高于网络设备天线的高度，它将由于视距传播而变得对于多个网络设备是更加可见的，因此它更加易于遭受下行链路中的干扰且同时在上行链路中产生更大的干扰。这种强干扰的无人飞行器通常被称为“极端干扰无人飞行器”。然而，由于无线通信网络对无人飞行器的支持尚处于研究阶段，目前还不存在解决与无人飞行器有关的干扰问题的有效方案。

发明内容

本公开的实施例提供了一种无人飞行器及其功率控制方法和一种计算机程序。

在本公开的第一方面，提供了一种用于无人飞行器的功率控制的方法。该方法包括：确定无人飞行器的第一发射功率和无人飞行器到服务基站的发射波束赋形增益；基于发射波束赋形增益来降低第一发射功率以获得第二发射功率；以及利用与发射波束赋形增益相关联的波束以第二发射功率向服务基站发射信号。

在一些实施例中，该方法可以进一步包括：从服务基站接收消息，该消息指示服务基站针对无人飞行器的期望接收功率；以及基于期望接收功率来调整第二发射功率。

在一些实施例中，利用与发射波束赋形增益相关联的波束以第二发射功率向服务基站发射信号可以包括：确定无人飞行器为在上行链路中将产生大于预定干扰阈值的干扰的极端干扰无人飞行器；以及响应于确定无人飞行器为极端干扰无人飞行器，利用与发射波束赋形增益相关联的波束以第二发射功率向服务基站发射信号。

在一些实施例中，确定无人飞行器为极端干扰无人飞行器可以包括：通过检测服务基站与无人飞行器的下行链路中的干扰，来确定无人飞行器处于下行链路的过度干扰状态；以及基于确定无人飞行器处于下行链路的过度干扰状态，来确定无人飞行器为极端干扰无人飞行器。

在一些实施例中，确定无人飞行器的第一发射功率可以包括：基于无人飞行器的标称发射功率和无人飞行器到服务基站的路径损耗来确定第一发射功率。

在一些实施例中，确定无人飞行器到服务基站的发射波束赋形增益可以包括：基于针对服务基站的接收波束赋形增益来确定发射波束赋形增益。

在一些实施例中，该方法可以进一步包括：确定使用针对服务基站的接收波束赋形从服务基站进行接收的第一信干噪比；确定不使用接收波束赋形从服务基站进行接收的第二信干噪比；以及基于第一信干噪比和第二信干噪比确定接收波束赋形增益。

在一些实施例中，获得第二发射功率可以包括：确定第二发射功率，以使得：在服务基站处，在无人飞行器使用第二发射功率和该波束的情况下的接收功率与在无人飞行器使用第一发射功率的情况下的接收功率之间的改变低于预定阈值，并且在非服务基站处，在无人飞行器使用第二发射功率和该波束的情况下的干扰功率小于在无人飞行器使用第一发射功率的情况下的干扰功率。

在一些实施例中，获得第二发射功率可以包括：从服务基站接收缩放因子；利用缩放因子来缩放发射波束赋形增益；以及利用第一发射功率减去经缩放的发射波束赋形增益来得出第二发射功率。

在一些实施例中，缩放因子可以由较高层基于对发射波束赋形增益的调节以及上行链路发射波束与下行链路接收波束之间的差异来确定。

在本公开的第二方面，提供了一种无人飞行器。该无人飞行器包括至少一个处理器、以及包括计算机程序指令的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序指令被配置为，与至少一个处理器一起，使得无人飞行器：确定无人飞行器的第一发射功率和无人飞行器到服务基站的发射波束赋形增益；基于发射波束赋形增益来降低第一发射功率以获得第二发射功率；以及利用与发射波束赋形增益相关联的波束以第二发射功率向服务基站发射信号。

在一些实施例中，至少一个存储器和计算机程序指令可以进一步被配置为，与至少一个处理器一起，使得无人飞行器：从服务基站接收消息，该消息指示服务基站针对无人飞行器的期望接收功率；以及基于期望接收功率来调整第二发射功率。

在一些实施例中，至少一个存储器和计算机程序指令可以进一步被配置为，与至少一个处理器一起，使得无人飞行器：确定无人飞行器为在上行链路中将产生大于预定干扰阈值的干扰的极端干扰无人飞行器；以及响应于确定无人飞行器为极端干扰无人飞行器，利用与发射波束赋形增益相关联的波束以第二发射功率向服务基站发射信号。

在一些实施例中，至少一个存储器和计算机程序指令可以进一步被配置为，与至少一个处理器一起，使得无人飞行器：通过检测服务基站与无人飞行器的下行链路中的干扰，来确定无人飞行器处于下行链路的过度干扰状态；以及基于确定无人飞行器处于下行链路的过度干扰状态，来确定无人飞行器为极端干扰无人飞行器。

在一些实施例中，至少一个存储器和计算机程序指令可以进一步被配置为，与至少一个处理器一起，使得无人飞行器：基于无人飞行器的标称发射功率和无人飞行器到服务基站的路径损耗来确定第一发射功率。

在一些实施例中，至少一个存储器和计算机程序指令可以进一步被配置为，与至少一个处理器一起，使得无人飞行器：基于针对服务基站的接收波束赋形增益来确定发射波束赋形增益。

在一些实施例中，至少一个存储器和计算机程序指令可以进一步被配置为，与至少一个处理器一起，使得无人飞行器：确定使用针对服务基站的接收波束赋形从服务基站进行接收的第一信干噪比；确定不使用接收波束赋形从服务基站进行接收的第二信干噪比；以及基于第一信干噪比和第二信干噪比确定接收波束赋形增益。

在一些实施例中，至少一个存储器和计算机程序指令可以进一步被配置为，与至少一个处理器一起，使得无人飞行器：确定第二发射功率，以使得：在服务基站处，在无人飞行器使用第二发射功率和该波束的情况下的接收功率与在无人飞行器使用第一发射功率的情况下的接收功率之间的改变低于预定阈值，并且在非服务基站处，在无人飞行器使用第二发射功率和该波束的情况下的干扰功率小于在无人飞行器使用第一发射功率的情况下的干扰功率。

在一些实施例中，至少一个存储器和计算机程序指令可以进一步被配置为，与至少一个处理器一起，使得无人飞行器：从服务基站接收缩放因子；利用缩放因子来缩放发射波束赋形增益；以及利用第一发射功率减去经缩放的发射波束赋形增益来得出第二发射功率。

在一些实施例中，缩放因子可以由较高层基于对发射波束赋形增益的调节以及上行链路发射波束与下行链路接收波束之间的差异来确定。

在本公开的第三方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品被有形地存储在非易失性计算机可读介质上并且包括机器可执行指令。机器可执行指令在被执行时使机器执行根据第一方面的方法的步骤。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得容易理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的包括无人飞行器的无线通信系统，其中无人飞行器未使用波束赋形发射信号。

图2示出了根据本公开的实施例的包括无人飞行器的无线通信系统，其中无人飞行器使用波束赋形发射信号。

图3示出了根据本公开的实施例的包括无人飞行器的无线通信系统，其中无人飞行器在考虑发射波束赋形增益的基础上降低发射功率。

图4示出了根据本公开的实施例的用于无人飞行器的功率控制的方法。

图5示出了用于验证本公开的实施例的有效性的系统仿真图。

图6示出了一种适合实现本公开的实施例的设备的框图

贯穿所有附图，相同或者相似的参考标号被用来表示相同或者相似的组件。

具体实施方式

下面将参考附图中所示出的若干示例性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些具体的实施例仅是为了使本领域的技术人员能够更好地理解并实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。

如本文所使用的，术语“终端设备”或“终端”指代具有无线通信能力的任何设备，包括但不限于，移动电话、蜂窝电话、智能电话、无人飞行器、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、诸如数字相机的图像捕获设备、游戏设备、音乐存储和播放设备、具有无线通信能力的任何便携式单元或终端，或者启用无线互联网接入和浏览的互联网设备等。

此外，在本公开的上下文中为了讨论的简便，术语“终端设备”和“用户设备”能够可互换地被使用。通信系统中的终端设备的示例包括但不限于，移动终端(MT)、订户站(SS)、便携式订户站(PSS)、移动站(MS)、无人飞行器、或接入终端(AT)。

如本文所使用的，术语“基站(BS)”、“网络设备”和“网络节点”能够可互换地被使用，它们指代能够提供或主控小区的设备，一个或多个终端可以接入该小区。BS的示例包括，但不限于，节点B(NodeB或NB)、演进型节点B(eNodeB或eNB)、远程无线电单元(RRU)、无线电头端(RH)、远程无线电头端(RRH)、中继、低功率节点，诸如微基站、微微基站和毫微微基站，等等。

如上文提到的，由于无线通信网络对无人飞行器的支持尚处于研究阶段，目前还不存在解决与无人飞行器有关的干扰问题的有效方案。已有的一种可能方法是限制无人飞行器的最大发射功率，这可以基于参考信号接收功率和路径损耗阈值等参数来进行。另一种可能的方法是以特定于小区的功率偏移强制无人飞行器降低其发射功率。但是，这些方法存在各自的缺陷和不足，在很多场景下无法满足无线通信系统的性能要求。

鉴于关于无人飞行器的功率控制的已有方法的上述或其他问题，本公开的实施例提供了一种用于无人飞行器的功率控制方法和装置，其充分利用了无线通信技术领域中的功率控制机制和波束赋形机制，从而缓解了在无线通信系统中引入无人飞行器所带来的干扰问题。下文首先结合图1-图3来介绍本公开的实施例的功率控制方法的基本原理和思想。

图1示出了根据本公开的实施例的包括无人飞行器130的无线通信系统100，其中无人飞行器130未使用波束赋形发射信号。如图1所示，无线通信系统100包括网络设备110和120(例如，eNB)、无人飞行器130、终端设备(例如，用户设备UE)140。在图1示出的场景中，网络110是无人飞行器130的服务基站，网络设备120对于无人飞行器130是非服务基站。网络设备120是终端设备140的服务基站，网络设备110对于终端设备140是非服务基站。

如图1所描绘的，网络设备110具有服务范围111并且网络设备120具有服务范围121。无人飞行器130具有经期望接收功率换算后的期望信号发射强度131(简称：发射范围131)。此外，终端设备140具有信号发射强度141。应当理解，图1未按比例绘制，但是对于无人飞行器130和终端设备140，为了帮助理解，其发射功率可以示意性地使用发射范围来描述。

另外，图1中还描绘了网络设备110与无人飞行器130之间的传输路径150，传输路径150与无人飞行器130的发射范围131的交点170可以示意性地表示无人飞行器130对服务基站110的发射功率170。类似地，图1中描绘了网络设备120与无人飞行器130之间的干扰路径151，干扰路径151与无人飞行器130的发射范围131的交点180可以示意性地表示无人飞行器130对非服务基站120的干扰功率180。如前文所述，随着无人飞行器130的飞行高度升高，无人飞行器130与非服务基站120的干扰路径151很可能不受任何遮挡，从而造成较大的干扰功率180。

应当理解，图1中各种设备和范围的大小仅是示意性的，无意以任何方式限制本公开的范围。此外，尽管图1中示意性地示出了无线通信系统100包括仅两个网络设备110和120、一个无人飞行器130、以及一个终端设备140，但是在具体实践中，无线通信系统100可以包括任何数目的网络设备、终端设备和无人飞行器。

图2示出了根据本公开的实施例的包括无人飞行器130的无线通信系统200，其中无人飞行器130使用波束赋形发射信号。图2中以相同的附图标记描绘了已经参考图1描述过的设备和范围，此处不再赘述。

如图2所示，在使用了波束赋形的情况下，无人飞行器130不再具有全向的发射范围131，而是具有针对服务基站110的定向发射波束210。定向发射波束210与传输路径150的交点270可以示意性地表示无人飞行器130在使用波束赋形的情况下对服务基站110的发射功率270。类似地，无人飞行器130通常还具有泄漏波束220，其与定向发射波束210一般具有相反的方向。泄漏波束220与干扰路径151的交点280可以示意性地表示无人飞行器130在使用波束赋形的情况下对非服务基站120的干扰功率280。

从图2可以看出，在使用了发射波束赋形的情况下，由于存在发射波束赋形增益，无人飞行器130针对服务基站110的发射功率170可以被增大为发射功率270。此外，由于泄漏波束220也是定向波束，作为旁瓣波束220，其通常并不指向非服务基站120，所以无人飞行器130对非服务基站120的干扰功率180可以被减小为干扰功率280。即使旁瓣波束220意外指向服务基站120，它也不会超出作为主瓣波束270。

应当理解，图2中各种设备和范围的大小仅是示意性的，无意以任何方式限制本公开的范围。此外，尽管图2中示意性地示出了无线通信系统200包括仅两个网络设备110和120、一个无人飞行器130、以及一个终端设备140，但是在具体实践中，无线通信系统200可以包括任何数目的网络设备、终端设备和无人飞行器。

此外，本公开的实施例注意到，在无人飞行器130使用波束赋形的基础上在一定程度上降低无人飞行器130的发射功率将会是有利的。在这种情况下，尽管无人飞行器130使用了降低的发射功率，但是由于无人飞行器130具有波束赋形带来的增益，无人飞行器130针对服务基站110的发射功率可以基本上保持在原有未使用波束赋形的水平，即发射功率170。另一方面，在这种情况下，无人飞行器130对非服务基站120的干扰功率280可以进一步被减小，这将会是有利的。下面结合图3来详细描述这种情况。

图3示出了根据本公开的实施例的包括无人飞行器130的无线通信系统300，其中无人飞行器130在考虑发射波束赋形增益的基础上降低发射功率。图3中以相同的附图标记描绘了已经参考图1和图2描述过的设备和范围，此处不再赘述。

如图3所示，在使用了波束赋形并且降低发射功率(例如，从发射功率131降低至发射功率330)的情况下，无人飞行器130具有针对服务基站110的定向发射波束310。定向发射波束310与传输路径150的交点370可以示意性地表示无人飞行器130在使用波束赋形并且降低发射功率的情况下对服务基站110的发射功率370。类似地，无人飞行器130具有泄漏波束320，其与定向发射波束310一般具有相反的方向。泄漏波束320与干扰路径151的交点380可以示意性地表示无人飞行器130在使用波束赋形并且降低发射功率的情况下对非服务基站120的干扰功率380。

从图3可以看出，在使用了发射波束赋形并且降低发射功率的情况下，由于存在发射波束赋形增益，无人飞行器130针对服务基站110的发射功率370虽然小于发射功率270，但是可以与未使用波束赋形的情况下的发射功率170基本相同。此外，由于无人飞行器130的发射功率降低，泄漏波束320相比于泄漏波束220变小，并且其不指向非服务基站120，所以无人飞行器130对非服务基站120的干扰功率380可以在干扰功率280的基础上进一步被减小。

此外，从图3可以看出，本公开的实施例可以确保无人飞行器130对非服务基站120的最大干扰不大于使用常规LTE上行链路功率控制方法的。也就是说，图3中的波束320被范围131所覆盖。即使无人飞行器130仅配置有较少数目的天线，本公开的实施例相比于常规的方法也可以极大地减小干扰比或干扰区域。

应当理解，图3中各种设备和范围的大小仅是示意性的，无意以任何方式限制本公开的范围。此外，尽管图3中示意性地示出了无线通信系统200包括仅两个网络设备110和120、一个无人飞行器130、以及一个终端设备140，但是在具体实践中，无线通信系统300可以包括任何数目的网络设备、终端设备和无人飞行器。

上文已经结合图1-图3描述了本公开的实施例的基本原理和思想。在此基础上，本公开的实施例提出了一种用于无人飞行器130的功率控制的方法。下文结合图4来详细描述该方法。

图4示出了根据本公开的实施例的用于无人飞行器130的功率控制的方法400。在一些实施例中，方法400可以由图1-图3中描绘的无人飞行器130来执行。

如图4所示，在405处，无人飞行器130确定它的第一发射功率131和无人飞行器130到服务基站110的发射波束赋形增益。在一些实施例中，无人飞行器130可以基于类似于LTE系统中的上行链路功率控制方法来确定第一发射功率131。例如，无人飞行器130可以基于它的标称发射功率P_0和它到服务基站110的路径损耗PL_s来确定第一发射功率131。

更具体地，在LTE上行链路功率控制中，在给定子帧中用于上行链路传输的终端设备发射功率P_tx的设置可以通过以下公式[1]来定义：

P_tx(i)＝min(P_max，P_0+10log10(M(i))+a*PL_s+Delta(i)+f(i)，[1]

其中PL_s表示终端设备到服务基站的上行链路路径损耗，可以通过参考信号功率减去高层过滤的参考信号接收功率来计算；a表示可调整的缩放因子。

另外，在公式[1]中，项Delta(i)、项f(i)与终端设备的闭环功率控制有关，而本公开的实施例主要关注于LTE标准化功率控制方案中的开环功率控制，因此上述各项不属于本公开的实施例考虑的范围。在忽略了上述闭环项之后，同时忽略项10log10(M(i))所表示的多个物理资源块分配，终端设备使用的向每个物理资源块PRB分配功率的表达式可以简化为以下公式[2]：

PSD_tx＝P_0+a*PL_s，[2]

也就是说，无人飞行器130的第一发射功率131(PSD_tx)可以等于标称发射功率P_0加上无人飞行器130到服务基站110的路径损耗PL_s乘以缩放因子a。

在这种情况下，对于网络设备i，它所接收到的功率密度可以表达为以下的公式[3]：

PSD_rx_i＝PSD_tx-PL_i＝P_0+a*PL_s-PL_i，[3]

其中PL_i表示从无人飞行器130到网络设备i的路径损耗。如果网络设备i是非服务基站120，则PSD_rx_i实际上是对非服务基站120的干扰功率。此外，由于在LTE中，终端设备通常使用全向的天线，所以此时无人飞行器130的波束在图1至图3中被描绘为圆形131。

此外，在一些实施例中，无人飞行器130可以基于针对服务基站110的接收波束赋形增益来确定发射波束赋形增益。具体地，无人飞行器130可以通过接收下行链路参考信号(例如，小区参考信号CRS)而采用下行链路的非波束赋形/波束赋形解码器来计算下行链路信干噪比(DL SINR)。因此，无人飞行器130可以获得不利用波束赋形接收器的SINR(即，SINR_NBF)和利用波束赋形接收器的SINR(即，SINR_BF)。

归因于无人飞行器130作为极端干扰无人飞行器时具有的视距传播特征，它的上行链路发射波束方向通常类似于它的下行链路接收波束方向。因此，无人飞行器130的上行链路发射波束赋形增益可以从它的下行链路接收波束赋形增益(即，SINR_BF与SINR_NBF之间的差异)来得到。

继续参考图4，在410处，无人飞行器130基于发射波束赋形增益来降低第一发射功率131以获得第二发射功率330。如上文所讨论的，由于存在使用波束310带来的发射波束赋形增益和定向性，无人飞行器130有可能在保持对服务基站110的发射功率基本不变的情况下，同时降低对非服务基站120的干扰功率。

因此，无人飞行器130可以确定第二发射功率330以使得：在服务基站110处，在无人飞行器130使用第二发射功率330和波束310的情况下的接收功率370与在无人飞行器130使用第一发射功率131的情况下的接收功率170之间的改变低于预定阈值。在一些实施例中，该预定阈值可以基于具体的系统要求和技术场景来预先设置。在一些实施例中，可以使得接收功率370与接收功率170基本相同。

此外，无人飞行器130可以确定第二发射功率330以使得：在非服务基站120处，在无人飞行器130使用第二发射功率330和波束310的情况下的干扰功率380小于在无人飞行器130使用第一发射功率131的情况下的干扰功率180。

换句话说，在结合波束赋形技术的情况下可以增强LTE上行链路功率控制。鉴于FD-MIMO技术已经广泛使用，网络设备侧和终端设备侧都可以使用精确的波束赋形。在考虑了从无人飞行器130到服务基站110的发射波束赋形增益的情况下，上文的公式[2]可以写为：

PSD_tx_new＝P_0+a*PL_s-b*BF_gain_s，[4]

其中BF_gain_s表示使用波束赋形带来的发射波束赋形增益，b为可调整的缩放因子。如上文指出的，公式[4]实际上表示基于从无人飞行器130到服务基站110的发射波束赋形增益的补偿，可以将减小无人飞行器130的第一发射功率131(PSD_tx)降低到第二发射功率330(PSD_tx_new)。

在一些实施例中，无人飞行器130可以从服务基站110接收缩放因子b，利用缩放因子b来缩放发射波束赋形增益BF_gain_s，以及利用第一发射功率131(PSD_tx)减去经缩放的发射波束赋形增益b*BF_gain_s来得出第二发射功率330(PSD_tx_new)。在一些实施例中，缩放因子b可以由较高层基于对发射波束赋形增益的调节以及上行链路发射波束与下行链路接收波束之间的差异来确定。

在这种情况下，对于网络设备i，它所接收到的功率密度可以表达为以下的公式[5]：

PSD_rx_i_new＝PSD_tx_new+BF_gain(azimuth_angle_i)-PL_i；

＝P_0+a*PL_s-b*BF_gain_s+BF_gain(azimuth_angle_i)-PL_i；

＝P_0+a*PL_s-PL_i-b*BF_gain_s+BF_gain(azimuth_angle_i)；

＝PSD_rx_i+(BF_gain(azimuth_angle_i)-b*BF_gain_s)，[5]

其中BF_gain表示在指向服务小区110的当前波束310下在不同方向上的发射波束赋形增益。

从公式[5]可以看出，如果i等于s，则有BF_gain(azimuth_angle_s)＝BF_gain_s，否则BF_gain(azimuth_angle_i)＜＝BF_gain_s。这意味着，使用缩放因子b和基于波束方向的发射波束赋形增益，可以确保非服务小区120的干扰功率大为减小，而服务基站110的接收功率基本上不变。即，如果i不等于s，则PSD_rx_i_new＜＜PSD_rx_i，如果i等于s，则PSD_rx_i_new接近于PSD_rx_i。

继续参考图4，在415处，无人飞行器130利用与发射波束赋形增益相关联的波束310以第二发射功率330向服务基站110发射信号。通过这样的方式，无人飞行器130可以在将对服务基站110的发射功率170基本保持在大致相同的发射功率370的情况下，将对非服务基站120的干扰功率180降低到干扰功率380。

在一些实施例中，无人飞行器130可以在确定自己是在上行链路中将产生大于预定干扰阈值的干扰的“极端干扰无人飞行器”的情况下使用波束310以第二发射功率330发射信号，否则可以使用第一发射功率131进行发射。应当理解，此处的预定干扰阈值可以根据具体的设计要求和技术场景来预先设置。在其他实施例中，无人飞行器130也可以在确定自己是“极端干扰无人飞行器”之后依次执行方法400中的框450、框410和框415。

在一些实施例中，考虑到无人飞行器130通常具有上行链路与下行链路极端干扰共存的特性，无人飞行器130可以通过下行链路中的干扰检测来确定自己处于过度干扰的状态，例如确定下行链路接收信噪比低于预先设定的阈值。一旦无人飞行器130处于过度干扰的状态，它就可以主动使用本公开的实施例提供的上行链路的干扰减缓方法。

因此，在这些实施例中，无人飞行器130可以通过检测服务基站110与无人飞行器130的下行链路中的干扰来确定无人飞行器130处于下行链路的过度干扰状态，并且基于确定无人飞行器130处于下行链路的过度干扰状态，来确定无人飞行器130为极端干扰无人飞行器。应当理解，本公开的实施例也可以采用其他任何方法来确定无人飞行器130为“极端干扰无人飞行器”。

此外，在一些实施例中，无人飞行器130还可以从服务基站110接收消息，该消息指示服务基站110针对无人飞行器130的期望接收功率，并且无人飞行器130可以基于该期望接收功率来调整第二发射功率330。

在这样的实施例中，通过考虑在服务基站110侧的期望接收功率来增强无人飞行器130的上行链路开环功率控制。如上文提到的，在已有的方法中，通常关注于对无人飞行器130设置特定于小区的阈值，或者对小区内所有的无人飞行器施加相同的功率偏移，即对所有的无人飞行器降低相同的发射功率。这些方式没有考虑到每个无人飞行器的不同干扰强度。

为了进一步控制无人飞行器130对相邻小区的干扰，在本公开的实施例中，服务基站110可以为无人飞行器130配置期望接收功率以替代对所有无人飞行器施加相同的功率偏移。因此，在本公开的实施例中，无人飞行器130可以在计算自己的上行链路第二发射功率330时，除了考虑到波束310带来的发射波束赋形增益、标称发射功率P_0和路径损耗PL_s之外，还考虑到服务基站110的期望接收功率，从而进一步改进了无线通信系统300的干扰性能。

图5示出了用于验证本公开的实施例的有效性的系统仿真图。在该仿真中，考虑到在无人飞行器处部署天线的复杂性，假定在无人飞行器处具有四个均匀分布的双极化的线性发射天线，并且在网络设备侧具有两个双极化的接收天线。此外，考虑以下两种场景。第一种场景仅包括陆地终端设备(例如，每个小区平均15个陆地终端设备)，此处称为C1配置。第二种场景包括陆地终端设备(例如，每个小区平均10个陆地终端设备)和无人飞行器(例如，每个小区平均5个无人飞行器)，此处称为C5配置。以第一种场景作为基线场景，第二场景被用来估计无人飞行器上行链路干扰和干扰减缓的效果。

参考图5，其示出了根据本公开的实施例的利用发射波束赋形增益来补偿减小的发射功率的上行链路功率控制方法的性能。线510(即，利用常规ULPC的陆地终端设备C1)是在C1配置中基于常规ULPC的陆地终端设备的UL SINR累积分布函数(CDF)分布。线550(即，利用常规ULPC的陆地终端设备C5)是在C5配置中基于常规ULPC的陆地终端设备的UL SINRCDF分布。线530(即，利用常规ULPC的极端干扰无人飞行器C5)是在C5配置中基于常规ULPC的无人飞行器的UL SINR CDF分布。

从图5可以看出，由于无人飞行器的介入(即，线530)，陆地终端设备的性能从线510快速地降低到线550。在采用了本公开的实施例(即，无人飞行器采用增强的ULPC)之后，由于极端干扰无人飞行器UL干扰减缓，陆地终端设备的性能从线550改进到线520。因此，归因于极端干扰无人飞行器UL干扰减缓，陆地终端设备性能和无人飞行器性能两者的损失变为可接受，即陆地终端设备从510线改变到线520，无人飞行器从线530改变到线540。

图6示出了一种适合实现本公开的实施例的设备600的框图。设备600可以用来例如实现无人飞行器130中的组件或者无人飞行器130本身。

如图6中所示出的，设备600包括控制器610。控制器610控制设备600的操作和功能。例如，在某些实施例中，控制器610可以借助于与其耦合的存储器620中所存储的指令630来执行各种操作。存储器620可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。尽管图6中仅示出了一个存储器单元，但是在设备600中可以存在多个物理不同的存储器单元。

控制器610可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(DSP)以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个多个。设备600也可以包括多个控制器610。控制器610与收发器640耦合，收发器640可以借助于一个或多个天线650和/或其他部件来实现信息的接收和发送。

在一些实施例中，当设备600作为无人飞行器130或其中的组件时，控制器610和收发器640可以配合操作，以实现上文参考图4所描述的方法400。上文参考图1-图4所描述的所有特征均适用于设备600，此处不再赘述。

如本文所使用的，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。如本文所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可以包括运算、计算、处理、导出、调查、查找(例如，在表格、数据库或另一数据结构中查找)、查明等。此外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解析、选择、选取、建立等。

应当注意，本公开的实施例可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开的方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤组合为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。还应当注意，根据本公开的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的具体实施例。本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。

Claims (19)

1.一种用于无人飞行器的功率控制的方法，包括：

确定所述无人飞行器的第一发射功率和所述无人飞行器到服务基站的发射波束赋形增益；

基于所述发射波束赋形增益来降低所述第一发射功率以获得第二发射功率；

确定所述无人飞行器为在上行链路中将产生大于预定干扰阈值的干扰的极端干扰无人飞行器；以及

响应于确定所述无人飞行器为极端干扰无人飞行器，利用与所述发射波束赋形增益相关联的波束以所述第二发射功率向所述服务基站发射信号。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

从所述服务基站接收消息，所述消息指示所述服务基站针对所述无人飞行器的期望接收功率；以及

基于所述期望接收功率来调整所述第二发射功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述无人飞行器为极端干扰无人飞行器包括：

通过检测所述服务基站与所述无人飞行器的下行链路中的干扰，来确定所述无人飞行器处于下行链路的过度干扰状态；以及

基于确定所述无人飞行器处于下行链路的过度干扰状态，来确定所述无人飞行器为极端干扰无人飞行器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述无人飞行器的第一发射功率包括：

基于所述无人飞行器的标称发射功率和所述无人飞行器到所述服务基站的路径损耗来确定所述第一发射功率。

5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述无人飞行器到所述服务基站的发射波束赋形增益包括：

基于针对所述服务基站的接收波束赋形增益来确定所述发射波束赋形增益。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：

确定使用针对所述服务基站的接收波束赋形从所述服务基站进行接收的第一信干噪比；

确定不使用所述接收波束赋形从所述服务基站进行接收的第二信干噪比；以及

基于所述第一信干噪比和所述第二信干噪比确定所述接收波束赋形增益。

7.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述第二发射功率包括：

确定所述第二发射功率，以使得：

在所述服务基站处，在所述无人飞行器使用所述第二发射功率和所述波束的情况下的接收功率与在所述无人飞行器使用第一发射功率的情况下的接收功率之间的改变低于预定阈值，并且

在非服务基站处，在所述无人飞行器使用所述第二发射功率和所述波束的情况下的干扰功率小于在所述无人飞行器使用第一发射功率的情况下的干扰功率。

8.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述第二发射功率包括：

从所述服务基站接收缩放因子；

利用所述缩放因子来缩放所述发射波束赋形增益；以及

利用所述第一发射功率减去经缩放的所述发射波束赋形增益来得出所述第二发射功率。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述缩放因子由较高层基于对所述波束赋形增益的调节以及上行链路发射波束与下行链路接收波束之间的差异来确定。

10.一种无人飞行器，包括：

至少一个处理器；以及

包括计算机程序指令的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序指令被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述无人飞行器：

确定所述无人飞行器的第一发射功率和所述无人飞行器到服务基站的发射波束赋形增益；

基于所述波束赋形增益来降低所述第一发射功率以获得第二发射功率；

确定所述无人飞行器为在上行链路中将产生大于预定干扰阈值的干扰的极端干扰无人飞行器；以及

响应于确定所述无人飞行器为极端干扰无人飞行器，利用与所述发射波束赋形增益相关联的波束以所述第二发射功率向所述服务基站发射信号。

11.根据权利要求10所述的无人飞行器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述无人飞行器：

从所述服务基站接收消息，所述消息指示所述服务基站针对所述无人飞行器的期望接收功率；以及

基于所述期望接收功率来调整所述第二发射功率。

12.根据权利要求10所述的无人飞行器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述无人飞行器：

通过检测所述服务基站与所述无人飞行器的下行链路中的干扰，来确定所述无人飞行器处于下行链路的过度干扰状态；以及

基于确定所述无人飞行器处于下行链路的过度干扰状态，来确定所述无人飞行器为极端干扰无人飞行器。

13.根据权利要求10所述的无人飞行器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述无人飞行器：

基于所述无人飞行器的标称发射功率和所述无人飞行器到所述服务基站的路径损耗来确定所述第一发射功率。

14.根据权利要求10所述的无人飞行器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述无人飞行器：

基于针对所述服务基站的接收波束赋形增益来确定所述发射波束赋形增益。

15.根据权利要求14所述的无人飞行器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述无人飞行器：

确定使用针对所述服务基站的接收波束赋形从所述服务基站进行接收的第一信干噪比；

确定不使用所述接收波束赋形从所述服务基站进行接收的第二信干噪比；以及

基于所述第一信干噪比和所述第二信干噪比确定所述接收波束赋形增益。

16.根据权利要求10所述的无人飞行器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述无人飞行器：

确定所述第二发射功率，以使得：

在所述服务基站处，在所述无人飞行器使用所述第二发射功率和所述波束的情况下的接收功率与在所述无人飞行器使用第一发射功率的情况下的接收功率之间的改变低于预定阈值，并且

在非服务基站处，在所述无人飞行器使用所述第二发射功率和所述波束的情况下的干扰功率小于在所述无人飞行器使用第一发射功率的情况下的干扰功率。

17.根据权利要求10所述的无人飞行器，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述无人飞行器：

从所述服务基站接收缩放因子；

利用所述缩放因子来缩放所述发射波束赋形增益；以及

利用所述第一发射功率减去经缩放的所述发射波束赋形增益来得出所述第二发射功率。

18.根据权利要求17所述的无人飞行器，其中所述缩放因子由较高层基于对所述发射波束赋形增益的调节以及上行链路发射波束与下行链路接收波束之间的差异来确定。

19.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序代码，所述程序代码在执行时使装置执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法的步骤。

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