CN101420733A - 一种hsdpa***小区边缘用户的空分多址保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种HSDPA***小区边缘用户的空分多址保护方法，其包括以下步骤：A1.获得小区的SDMA用户信息，记录各用户的上报信息；A2.根据各用户的上报信息，判断任一用户是否处于小区边缘，是则执行步骤A3；A3.在SDMA用户集合删除该用户，并采用CDMA方式为该用户传输数据。这样，当空分多址用户处于小区边缘，并且信号比较弱时，则不再采用SDMA方式传输数据，这样可以保证信号质量，避免误块的发生；当非空分多址用户符合SDMA方式传输数据的条件时，则将其加入空分多址用户的集合，为该用户采用SDMA方式传输数据。本发明方法应用灵活，实现方便，有效地保护了边缘用户的信号质量。

Description

一种HSDPA***小区边缘用户的空分多址保护方法

技术领域

本发明涉及一种TDD(Time Division Duplexing，时分双工)通信***的SDMA(Spatial Division Mutiple Access，空分多址)方法，尤其涉及的是，一种第三代移动通讯领域HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access，高速下行链路分组接入)***小区边缘用户的SDMA保护方法。

背景技术

由于现有技术的TD-SCDMA(时分同步码分多址)HSDPA***中，采用了阵列天线，使得用户可以通过空分的方式进行码复用，但是存在随机调度的问题，导致用户收到的干扰变化较大，尤其是处于小区边缘的用户，因为邻小区干扰相对已经较大，位于不同方向上的调度用户带来的干扰变化也较大，所以更易于出现两次调度时干扰环境变化幅度较大的情况，这对CQI的稳定跟踪不利，尤其是当用户在采用SDMA模式时，本身已经将功率进行了平分，如果此时邻小区干扰剧增的话，很可能会导致传输块接收失败。

从另外的角度来考虑，当用户处于小区边缘时本身信号比较弱，如果再采用SDMA方式的话，很可能导致信号质量难以保证，致使误块的发生。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种HSDPA***小区边缘用户的空分多址保护方法，当用户处于小区边缘信号比较弱时，不再采用SDMA方式，而采用该用户原本使用的CDMA方式进行数据传输。

本发明的技术方案如下：

一种HSDPA***小区边缘用户的空分多址保护方法，其中，包括以下步骤：A1、获得小区的SDMA用户信息，记录各用户的上报信息；A2、根据各用户的上报信息，判断任一用户是否处于小区边缘，是则执行步骤A3；A3、在SDMA用户集合删除该用户，并采用CDMA方式为该用户传输数据。

所述的保护方法，其中，步骤A1还包括获得小区的非SDMA用户信息；并且，步骤A2具体包括步骤：根据各用户的上报信息，判断任一用户是否处于小区边缘，是则执行步骤A30，否则执行步骤A4；A30、判断该用户是否SDMA用户，是则执行步骤A3，否则不再执行后续步骤；A4、判断该用户是否SDMA用户，否则对该用户采用SDMA方式传输数据。

所述的保护方法，其中，步骤A1中所述记录各用户的上报信息，具体包括以下步骤：A111、定期记录各用户的接收信号码功率和干扰信号码功率；A112、记录各用户当前信干比；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比是否小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率是否小于预设置的第二门限。

所述的保护方法，其中，步骤A111还包括以下步骤：对当前获得的接收信号码功率和干扰信号码功率，分别采用遗忘因子进行时间平滑处理，作为当前的接收信号码功率和干扰信号码功率。

所述的保护方法，其中，分别通过链路仿真得到所述第一门限、所述第二门限的取值范围，然后在外场进行测试优化得到所述第一门限和所述第二门限。

所述的保护方法，其中，步骤A112中，还记录各用户当前信干比的前1期的第1信干比；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比与其前一期的第1信干比是否均小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率与其前一期的接收信号码功率是否均小于预设置的第二门限。

所述的保护方法，其中，步骤A112中，还记录各用户当前信干比的前X期的第1信干比、第2信干比至第X信干比，X为大于1的整数；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比与其第1信干比、第2信干比至第X信干比是否均小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率与其前1期至前X期的第1接收信号码功率、第2接收信号码功率至第X接收信号码功率是否均小于预设置的第二门限。

所述的保护方法，其中，步骤A1中所述记录各用户的上报信息，具体包括以下步骤：A121、定期记录各用户当前的信道质量指示，以及前Y期的第1信道质量指示、第2信道质量指示至第Y信道质量指示，Y为大于等于1的整数；A122、计算得到各用户的信道质量指示的Y+1期平均值，作为各用户当前的信道质量指示；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前的信道质量指示是否小于预设置的第三门限。

所述的保护方法，其中，通过链路仿真得到所述第三门限的取值范围，然后在外场进行测试优化得到所述第三门限。

所述的保护方法，步骤A121之前还执行以下步骤：A120、根据历史信息，预设置Y的数值。

采用上述方案，本发明提供了一种HSDPA***小区边缘用户的空分多址保护方法，当空分多址用户处于小区边缘，并且信号比较弱时，则不再采用SDMA方式传输数据，这样可以保证信号质量，避免误块的发生；当非空分多址用户符合SDMA方式传输数据的条件时，则将其加入空分多址用户的集合，为该用户采用SDMA方式传输数据。本发明方法应用灵活，实现方便，有效地保护了边缘用户的信号质量。

附图说明

图1为本发明方法的一种实施方式的流程图；

图2为本发明方法另一种实施方式的处理执行流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

由于TD-SCDMA HSDPA SDMA***需要对小区边缘的用户进行一定的保护处理，也就是尽量不对其进行SDMA传输，以排除边缘用户的SDMA传输风险，以提高边缘用户的传输质量；因此，本发明提出一种对TD-SCDMA SDMA HSDPA室外环境中处于小区边缘的用户的保护方法，该方法可以有效的将边缘用户排除在SDMA的***之外，对边缘用户可以采用CDMA单独传输该用户数据，从而在一定程度上降低了边缘用户的传输质量恶化。例如，由于室外SDMA首先会导致至少3dB的功率损失，其次处于边缘的用户收到的邻区干扰比较强，NodeB无法进行控制，使得信道质量波动较大，不适宜CQI的跟踪，就算不采用SDMA，边缘用户的通信保证也是个问题，所以尽可能的不进行SDMA传输边缘用户的数据，从而提高用户满意度。

具体地说，本发明提供了一种HSDPA***小区边缘用户的空分多址保护方法，其包括以下步骤：A1、获得小区的SDMA用户信息，记录各用户的上报信息；A2、根据各用户的上报信息，判断任一用户是否处于小区边缘，是则执行步骤A3，即，根据用户的上报来判断用户是否处于小区边缘或者用户信道较差；A3、在SDMA用户集合删除该用户，并采用CDMA方式为该用户传输数据，即对该用户不再采用SDMA方式传输数据。

如图1所示，一个较好的实施例是，步骤A1中还包括获得小区的非SDMA用户信息；具体地说，包括以下步骤。

A1、获得小区的全部用户信息，然后记录各用户的上报信息；

A2、根据各用户的上报信息，判断任一用户是否处于小区边缘，是则执行步骤A30，否则执行步骤A4；

A30、判断该处于小区边缘的用户是否SDMA用户，是则执行步骤A3，否则不再执行后续步骤；

A3、对该用户不再采用SDMA方式传输数据，在SDMA用户集合删除该用户，并采用CDMA方式为该用户传输数据；不再执行后续步骤；

A4、判断该并非处于小区边缘的用户是否SDMA用户，如果是SDMA用户，则不作任何处理；如果不是SDMA用户，则对该用户采用SDMA方式传输数据。

例如，根据UE的专用测量上报实现本发明，NodeB定期，即按预设置时间，跟踪用户的PCCPCH(Primary Common Control Physical Channel，主公共控制物理信道)的接收质量，接收信干比SIR，即RSCP/ISCP(receivedsignal code power/interference signal power，接收信号码功率/干扰信号码功率)，通过一定的门限来判断用户是否处于小区边缘，当这些参数达到既定门限时，便将该用户剔除在SDMA***之外；其中，定期可以由用户根据需要设定。具体地说，采用该方法，在步骤A1中所述记录各用户的上报信息，具体可以包括以下步骤。

A111、定期记录各用户的接收信号码功率RSCP和干扰信号码功率ISCP；

A112、记录各用户当前信干比RSCP/ISCP；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比是否小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率是否小于预设置的第二门限。

其中，可以分别通过链路仿真得到所述第一门限、所述第二门限的取值范围，然后在外场进行测试优化得到所述第一门限和所述第二门限。

更好的是，在步骤A111中，还包括以下步骤：对当前获得的接收信号码功率和干扰信号码功率，分别采用遗忘因子进行时间平滑处理，作为当前的接收信号码功率和干扰信号码功率。分别采用遗忘因子对RSCP、ISCP进行平滑处理，用于防止瞬时的数据抖动导致变化剧烈而使得本发明方法不稳定；从而大大降低算法对误差的敏感性。可以通过工程测试或仿真来优化该遗忘因子，本发明在此不作赘述。

一个较佳的实施例是，在步骤A112中，还记录各用户当前信干比的前1期的第1信干比；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比与其前一期的第1信干比是否均小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率与其前一期的接收信号码功率是否均小于预设置的第二门限。

又如，在步骤A112中，还记录各用户当前信干比的前1期、前2期至前X期的第1信干比、第2信干比至第X信干比，X为大于1的整数；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比与其第1信干比至第X信干比是否均小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率与其前1期、前2期至前X期的第1接收信号码功率至第X接收信号码功率是否均小于预设置的第二门限。

总的来说，在步骤A112中，可以记录各用户当前信干比及其前X期的第1信干比、第2信干比......第X信干比，X为大于等于0的整数；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比与其第1信干比、第2信干比......第X信干比是否均小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率与其前X期的第1接收信号码功率、第2接收信号码功率......第X接收信号码功率是否均小于预设置的第二门限。

这里，X可以为0，即步骤A112中，只记录各用户当前信干比；则步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比是否小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率是否小于预设置的第二门限。

又如，X可以为1，即步骤A112中，只记录各用户当前信干比及其前一期的第1信干比；则步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比与其前一期的第1信干比是否均小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率与其前一期的接收信号码功率是否均小于预设置的第二门限。

又如，X可以为2，即步骤A112中，只记录各用户当前信干比，及其前一期的第1信干比，以及前两期的第2信干比；则步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比与其第1信干比、第2信干比是否均小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率与其前X期的第1接收信号码功率、第2接收信号码功率是否均小于预设置的第二门限。

如图2所示，对采用RSCP和ISCP的SIR方法进行具体说明如下。

步骤1：初始HSDPA的SDMA用户集合为S＝{1，2，...N}；

步骤2：NodeB周期性的获取每个HSDPA激活用户的PCCPCH信道的RSCP、ISCP参数，并进行时间平滑处理以消除其瞬时波动剧烈的情况，时间平滑处理是比较通用的方法，也就是将历史平滑值和当前瞬时值进行滤波，遗忘因子p决定两者对最后平滑值的贡献大小。

步骤3：对于每个用户i，如果满足以下条件：

1.Ec/No＝RSCP/ISCP持续一段时间低于某个门限Γ，该门限Γ表征了信号码片级的信号质量，Γ值越大表示信号的质量越好，越容易解调出原始信号信息，此门限一般由仿真或实测定标；并且，

2.RSCP持续一段时间低于某个门限γ；γ和Γ类似。

则将用户排除在SDMA算法之外，在用户集合S中将其剔除，即S＝S-{i}，执行步骤4；

对于用户 $i\∉S,$ 如果满足以下条件：

1.Ec/No＝RSCP/ISCP持续一段时间高于某个门限Γ；并且，

2.RSCP持续一段时间高于某个门限γ；

则将用户纳入在SDMA算法之内，在用户i添加到用户集合中，即S＝S+{i}，执行步骤4，其中Γ和γ的取值由***优化。

步骤4：对步骤3得到的用户集合S进行SDMA判决处理，即SDMA用户选择部分，具体地说，可以采用现有技术的各种SDMA用户分配方法来实现，在此不作赘述。

以下假设一更具体的实施环境，说明上述方法。

假设1：假设小区内有4个用户，分别为ue1、ue2、ue3、ue4；

假设2：获得用户i在当前TTI n的PCCPCH的瞬时RSCP和ISCP分别记为：RSCP_i，ISCP_i，历史RSCP ISCP值记为RSCP_i(n-1)、ISCP_i(n-1)；

假设3：测量参数的平滑因子为p，0<p<1；

假设4：RSCP的门限记为γ，Ec/No的门限记为Γ：

步骤1：获得初始用户集合S＝{1，2，3，4}；

步骤2：用户i的当前平滑值为：

RSCP_i(n)＝P*RSCP_i(n-1)+(1-P)RSCP_i，该公式用于对用户i的RSCP进行时间平滑处理，p表示遗忘因子，也就是平滑因子，RSCP_i(n-1)表示用户i以前的历史平滑值，RSCP_i表示在当前TTI收到的瞬时RSCP测量值，最后通过该公式得到的RSCP_i(n)是当前的平滑值。

ISCP_i(n)＝p*ISCP_i(n-1)+(1-p)ISCP_i

步骤3：对于每个用户，如果用户i属于集合S，当下面两个条件同时满足时：

1.RSCP_i(n)<γ

2. $\frac{\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{RSCP}}_i}\left(n\right)}{\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{ISCP}}_i}\left(n\right)}<\mathrm{\&Gamma;}$

将用户i从集合S中删除，也就是S＝S-{i}；

如果用户i不属于集合S，当下面两个条件同时满足时：

1.RSCP_i(n)>γ

2. $\frac{\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{RSCP}}_i}\left(n\right)}{\stackrel{\&OverBar;}{{\mathrm{ISCP}}_i}\left(n\right)}>\mathrm{\&Gamma;}$

将用户i在集合S中添加，也就是S＝S+{i}；

步骤4：将集合S中的用户进行SDMA的后续处理。

例如，根据UE的CQI上报实现本发明，NodeB通过对CQI进行周期性的滤波判断来判断用户是否处于小区边缘，如果CQI值长期较低，说明用户的接收质量较差，信道环境较恶劣，便将该用户剔除在SDMA***之外。其中，步骤A1中所述记录各用户的上报信息，具体包括以下步骤：

A121、定期记录各用户当前的信道质量指示，即各用户当前上报的CQI；以及前1期、前2期至前Y期的第1信道质量指示、第2信道质量指示至第Y信道质量指示，Y为大于等于1的自然数；

更好的是，在步骤A121之前还可以执行以下步骤：A120、根据历史信息，预设置Y的数值；即根据实际情况，或者历史记录及其相关信息，选取并设置一个较合适的Y值，例如40、50、70、100、200等等。

A122、计算得到各用户的信道质量指示的Y+1期平均值，即当前CQI值与前1期CQI值、前2期CQI值至前Y期CQI值的平均值，作为各用户当前的信道质量指示CQI；

并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前的信道质量指示是否小于预设置的第三门限。其中，可以通过链路仿真得到所述第三门限的取值范围，然后在外场进行测试优化得到所述第三门限。

例如，一个较好的例子是，所述Y值设置为99，分别计算得到各用户的信道质量指示的100期平均值，作为各用户当前的信道质量指示，然后对任一用户，判断其当前的信道质量指示是否小于预设置的第三门限。

又如，所述Y值设置为50，分别计算得到各用户的信道质量指示的51期平均值，作为各用户当前的信道质量指示，然后对任一用户，判断其当前的信道质量指示是否小于预设置的第三门限。

下面，对本发明采用CQI的方法进行具体说明如下。

步骤1：初始HSDPA的SDMA用户集合为S＝{1，2，...N}；

步骤2：在某既定时间周期内对某用户i的上报CQI进行统计计算，表示为CQI_i，T(n)，其中，CQI_i，T(n)可以在统计周期M×TTI_times内计算出用户上报的CQI的均值来获得；具体地说，CQI_i，T(n)表示用户i，在T(n)个CQI计算周期上的平均CQI值，其中T(n)表示第n个CQI计算周期；

步骤3：对于每个用户，

如果满足条件：CQI_i，T(n)<CQI_{sdma_threshold}

则将用户排除在SDMA算法之外，在用户集合S中将其剔除，即S＝S-{i}，执行步骤4；

如果满足条件：CQI_i，T(n)≥CQI_{sdma_threshold}

则将用户纳入在SDMA算法之内，在用户i添加到用户集合中，即S＝S+{i}，执行步骤4。

其中CQI_{sdma_threshold}的取值由***优化，该值的获得可以由***仿真获得，比如，通过设置不同的CQI_{sdma_threshold}判断在相同仿真条件下边缘用户的传输速率的差别，选择较优的作为此门限，然后通过外场测试验证并进一步优化得到。

步骤4：对步骤3得到的用户集合S进行SDMA判决处理，具体同上所述。

以下假设一更具体的实施环境，说明上述方法。

假设1：假设小区内有4个用户，分别为ue1、ue2、ue3、ue4；

假设2：用户的CQI平滑周期为100个TTI；

假设3：CQI_{sdma_threshold}设置为25；

步骤1：获得初始用户集合S＝{1，2，3，4}；

步骤2：用户i的CQI平滑值在第n个计算周期的计算方法：

在100个TTI的测量周期内，假设有M_i，n次CQI上报，累加用户i在此周期内上报的CQI值，得到CQI_{sum，i，T(n)}，然后对上报次数求平均即可：

${\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{CQI}}}_{i,T\left(n\right)}=\frac{{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{sum},i,T\left(n\right)}}{M_{i,n}}$

步骤3：对于每个用户，如果用户i属于集合S，当下面两个条件同时满足时：

CQI_i，T(n)<CQI_{sdma_threshold}

将用户i从集合S中删除，也就是S＝S-{i}；

如果用户i不属于集合S，当下面两个条件同时满足时：

CQI_i，T(n)>CQI_{sdma_threshold}

将用户i在集合S中添加，也就是S＝S+{i}；

步骤4：将集合S中的用户进行SDMA的后续处理。

通过本发明方法可以有效的消除边缘用户在SDMA***中的性能恶化的风险，从而提高支持SDMA的TD-SCDMA HSDPA***对边缘用户的服务满意度。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种HSDPA***小区边缘用户的空分多址保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、获得小区的SDMA用户信息，记录各用户的上报信息；

A2、根据各用户的上报信息，判断任一用户是否处于小区边缘，是则执行步骤A3；

A3、在SDMA用户集合删除该用户，并采用CDMA方式为该用户传输数据。

2、根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，步骤A1还包括获得小区的非SDMA用户信息；并且，步骤A2具体包括步骤：根据各用户的上报信息，判断任一用户是否处于小区边缘，是则执行步骤A30，否则执行步骤A4；

A30、判断该用户是否SDMA用户，是则执行步骤A3，否则不再执行后续步骤；

A4、判断该用户是否SDMA用户，否则对该用户采用SDMA方式传输数据。

3、根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，步骤A1中所述记录各用户的上报信息，具体包括以下步骤：

A111、定期记录各用户的接收信号码功率和干扰信号码功率；

A112、记录各用户当前信干比；

并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比是否小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率是否小于预设置的第二门限。

4、根据权利要求3所述的保护方法，其特征在于，步骤A111还包括以下步骤：对当前获得的接收信号码功率和干扰信号码功率，分别采用遗忘因子进行时间平滑处理，作为当前的接收信号码功率和干扰信号码功率。

5、根据权利要求3所述的保护方法，其特征在于，分别通过链路仿真得到所述第一门限、所述第二门限的取值范围，然后在外场进行测试优化得到所述第一门限和所述第二门限。

6、根据权利要求3所述的保护方法，其特征在于，步骤A112中，还记录各用户当前信干比的前1期的第1信干比；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比与其前一期的第1信干比是否均小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率与其前一期的接收信号码功率是否均小于预设置的第二门限。

7、根据权利要求3所述的保护方法，其特征在于，步骤A112中，还记录各用户当前信干比的前X期的第1信干比、第2信干比至第X信干比，X为大于1的整数；并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前信干比与其第1信干比至第X信干比是否均小于预设置的第一门限，并且判断其当前的接收信号码功率与其前1期至前X期的第1接收信号码功率至第X接收信号码功率是否均小于预设置的第二门限。

8、根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，步骤A1中所述记录各用户的上报信息，具体包括以下步骤：

A121、定期记录各用户当前的信道质量指示，以及前Y期的第1信道质量指示、第2信道质量指示至第Y信道质量指示，Y为大于等于1的整数；

A122、计算得到各用户的信道质量指示的Y+1期平均值，作为各用户当前的信道质量指示；

并且，步骤A2中所述判断任一用户是否处于小区边缘，具体包括以下步骤：对任一用户，判断其当前的信道质量指示是否小于预设置的第三门限。

9、根据权利要求8所述的保护方法，其特征在于，通过链路仿真得到所述第三门限的取值范围，然后在外场进行测试优化得到所述第三门限。

10、根据权利要求8所述的保护方法，其特征在于，步骤A121之前还执行以下步骤：A120、根据历史信息，预设置Y的数值。

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