CN1192647C - 一种移动通信传输信号的自适应调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于时分双工***的移动通信传输信号的自适应调整方法，该方法至少包括以下的步骤：a.移动台测量下行信道的信干比SIR下，并将SIR下值发给对应的基站，基站接收移动台发的SIR下值，同时测量上行信道的信干比SIR上；b.基站比较SIR下和SIR上，如果SIR下与SIR上的差值小于门限差值，则基站对SIR下与SIR上值进行加权运算，得到处理后的接收信号信干比SIRest；c.移动台对所接收的数据块进行循环冗余校验，如果传输正确，则移动台向基站返回成功应答ACK，否则，返回失败应答NACK；d.基站根据SIRest与基准信干比参考值的比较结果以及所收到的应答结果对调制编码级别或发射功率进行调整，返回步骤a。采用该方法可保证信号传输质量，提高***的容量和性能。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信传输信号调整技术，尤指一种结合自适应调制编码技术和功率控制技术共同对移动通信传输信号进行自适应调整的方法。
发明背景
在移动通信的信号传输过程中，由于存在用户间信号干扰、传输信道条件变化频繁、基站与移动台之间信号不断强弱变化等等因素，使得信号传输质量不稳定，因此，必须实时地对发送或接收信号的功率、编码方式等等参数进行相应的调整，才能保证信号质量的稳定可靠。
目前，最常用的信号调整方法有：对调制编码级数(MCS)的级别进行调整；或利用功率控制技术对发送功率进行调整。
在第三代移动通信***的增强技术中，提出了一种自适应改变调制编码方案(AMC)的方法，该方法是将调制编码的级别分为八级，如表一所示，当信道条件发生改变时，调制编码级数(MCS)的级别也将根据信道条件的好坏向上或向下自动进行调整，以保证信号的传输性能良好。表一给出了八级可供选择的调制编码方案：
| 编码级别 | 调制方案 | 编码方案(信息比特/总比特) |
| 1 | 四相移相键控(QPSK) | 1/4 |
| 2 | 四相移相键控(QPSK) | 1/2 |
| 3 | 四相移相键控(QPSK) | 3/4 |
| 4 | 8相移键控(8PSK) | 3/4 |
| 5 | 16阶正交振幅调制(16QAM) | 1/2 |
| 6 | 16阶正交振幅调制(16QAM) | 3/4 |
| 7 | 64阶正交振幅调制(64QAM) | 1/2 |
| 8 | 64阶正交振幅调制(64QAM) | 3/4 |
表一 调制编码方案
表一编码方案中的数字“1/4”是表示总共传输4比特，其中1比特为信息比特，其余3比特为冗余比特；同理，“1/2”表示总共传输2比特，1比特为信息比特，1比特为冗余比特；其它均以此类推。
另一种信号调整方法--发送功率控制(TPC)，是移动通信中的关键技术之一。在上行链路中，如果保持同一小区内所有移动台发射功率相同的话，由于基站与移动台之间距离的不同，移动台接收到信号的强弱也不同，会产生以强压弱现象，称为“远近效应”，该功率控制技术的主要目的就是为了克服信号的远近效应，在实际传输中，通过发射功率大小的调整来保证距离远近不同的移动台所收到的有用信号功率相等或信号的信干比相等。实际上，该技术也是对信道变化的一种自适应方案，它与AMC技术所实现的功能是一致的，只是采用的途径不同而已。但是，上述两种自适应方案单独使用时，只能单从信号功率或编码方式角度对传输信号加以调整，不能全面考虑影响信号传输的各种因素，使信号达不到最好的传输状态。
故此，现有技术中也有将自适应调制编码(AMC)和发送功率控制(TPC)技术结合使用的，其是以SIR作为AMC的调整依据，具体地说就是：根据信号传输时实际测量的SIR值来判定当前信道条件或通话质量的好坏，进而通过AMC自动调整编码的级别，但该方法对功率不进行调整。而且，采用该方法存在以下的问题：由于信道状况比较复杂，因此单纯以上行或下行信道的SIR测量值作为测量量的本身不够准确，比较容易造成AMC的错误调整，导致***性能下降。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动通信传输信号的自适应调整方法，使其能在精确估计信道当前状况后对编码进行调整，进而提高编码调整的准确性以及***的整体性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种移动通信传输信号的自适应调整方法，适用于时分双工(TDD)***，该方法至少包括以下的步骤：
a.移动台测量下行信道的信干比值SIR下，并通过消息信令将SIR下值发送给其对应的基站，基站接收移动台发来的SIR下值，同时测量上行信道的信干比值SIR上；
b.基站比较SIR下和SIR上，如果SIR下与SIR上的差值小于门限差值，则基站对SIR下与SIR上值进行加权运算，得到处理后的接收信号信干比值SIRest，其中，该门限差值是预先设定的，范围在3dB～5dB之间；
c.移动台对所接收到的数据块进行循环冗余校验(CRC)，如果传输正确，则移动台向基站返回成功应答消息ACK，否则，返回失败应答消息NACK；
d.基站根据SIRest与基准信干比参考值SIRtar的比较结果以及所收到的应答结果对调制编码级别或发射功率进行调整，返回步骤a。其中，所述对调制编码级别或发射功率进行调整包括：SIRest＞SIRtar且收到ACK、或SIRest＜SIRtar且收到NACK，则降低或提高发射功率；SIRest＞SIRtar且收到NACK、或SIRest＜SIRtar且收到ACK，则降低或升高调制编码级别。
该方法进一步包括：预先计算基准信干比参考值SIRtar，该值是由无线网络控制器(RNC)对其所管辖的各个基站计算所得到的CRC校验结果进行宏分集合并而得出的。
上述方案中，步骤d中所述对调制编码级别或发射功率进行调整具体为：
SIRest＞SIRtar且收到ACK，调制编码级别保持不变，降低发射功率；
SIRest＜SIRtar且收到NACK，调制编码级别保持不变，提高发射功率；
SIRest＞SIRtar且收到NACK，调制编码级别降低，发射功率不变；
SIRest＜SIRtar且收到ACK，调制编码级别升高，发射功率不变；
未收到ACK或NACK，调制编码级别和发射功率均保持不变。
该方法还进一步包括：如果SIR下与SIR上的差值大于等于门限差值，则采用快衰落信道处理方法调整编码级别或发射功率。该快衰落信道处理方法为发送功率控制(TPC)法，或者为自适应调制编码(AMC)与发送功率控制(TPC)结合法。所述的AMC与TPC结合法是指***根据信干比SIR的实际测量值确定当前信道条件后，按照自适应调制编码方案对编码级别进行调整。
步骤b中的加权运算是指接收信号信干比值SIRest等于SIR下与SIR上分别乘上加权因子α、β后的和，该加权因子α与β之和为1。
由上述方案可以看出，本发明的关键在于：利用上、下行信道测量所得两个信干比SIR的加权合并值与基准信干比参考值的比较结果，结合移动台对所接收数据块CRC校验的结果，共同来决定是否改变以及如何改变调制编码级别和发射功率。
虽然无线信道条件的变化情况复杂，难以保证信道测量的准确度，但在TDD***中，由于上、下行信道处于同一频段上，上、下行链路具有相关性，因此可通过同时考虑上、下行信道估计值来达到提高对信道状况估计的准确度。
本发明正是充分利用了TDD***上下行链路的相关性，对上行信道SIR上值和下行信道SIR下值分别进行测量，并根据测量结果判别信道状况，做出相应的调整。通过该方法可以在精确地估计信道状况后再进行调整，如此，能够更好地调整***内的功率分配，保证编码调整的可靠性，进而保证传输信号的质量，提高***的容量和性能。
附图说明
图1为本发明方法实现的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
假定该无线通信***采用多调制编码方案，且具有CRC校验及反馈结果信息的功能。同时预先设定以下的参数：
1)SIR下为移动台侧估计的下行信道的信干比；
2)SIR上为基站侧估计的上行信道的信干比；
3)SIRest为基站侧加权形成的接收信号的信干比；
4)SIRtar为基站NodeB端外环功控形成的目标信干比，该值由无线网络控制器(RNC)预先计算得到，即将RNC对其所管辖的各个基站计算所得到的CRC校验结果进行宏分集合并而得出的。由于该值变化很慢，可以作为基准信干比参考值。其中，外环是指基站与移动交换中心之间的环路；
5)ACK/NACK为用户设备(UE)端经CRC校验后反馈的数据包传输是否成功的标志，ACK表示成功，NACK表示失败。
参见图1所示，本发明方法的具体实现过程至少包括以下的步骤：
(1)移动台测量到下行信道的信干比值SIR下＝a，移动台通过消息信令将SIR下值a发送给基站。
(2)基站接收到移动台传送来的SIR下值a，同时测量到上行信道的信干比值SIR上＝b。
(3)基站对得到的两个值a和b进行比较，如果a与b的差值大于门限差值，则进入步骤(4)进行处理；否则进入步骤(5)进行处理，其中，上下行信干比的门限差值是预先设定的，该值范围在3～5dB左右。该门限差值大小的设定是相对当前传输信道信干比的实际情况而言，比如：信干比值在20dB左右时，则门限差值设为3dB。
(4)如果两个值相差大于等于门限值，即|SIR上-SIR下|≥门限差值，说明信道处于快衰落状态，可以采取两种方式对传输信号进行调整：单独采用TPC；或是结合使用AMC和TPC，即以实际测量的SIR值来判定当前信道条件或通话质量的好坏，进而通过AMC调整编码级别。
(5)如果两个值相差较小，说明信道的状况较好、衰落慢，则基站对接收到的SIR下和SIR上进行加权处理得到SIRest，如下式所示：
SIRest＝SIR下×α+SIR上×β其中，α和β为加权因子且α、β之和为1，在实际应用中，α和β的取值越接近越好，本实施例中，α和β的值均选定为0.5，则：
SIRest＝a×0.5+b×0.5SIRest计算得到后，基站按如下规则对调制编码进行调整：
a)SIRest＞SIRtar且收到ACK时，MCS级别保持不变，发射功率降低1dB；
b)SIRest＞SIRtar且收到NACK时，MCS级别降低一级，发射功率不变；
c)SIRest＜SIRtar且收到ACK时，MCS级别升高一级，发射功率不变；
d)SIRest＜SIRtar且收到NACK时，MCS级别保持不变，发射功率提高1dB；
e)当未收到ACK或NACK时，MCS级别和发射功率均保持不变。
在上述调整规则中，对于a情况来说，SIRest＞SIRtar且收到ACK说明发射功率较大，但是信道条件较好，此时可以适当降低发送功率；b情况收到NACK说明信道条件不是很好，此时不能降低发射功率；c情况说明信道条件较好，因此可将MCS级别升高一级同时保持发射功率不变；d情况则说明信道条件不好，提高发射功率即可。
(6)重新回到步骤(1)开始新的处理过程。
本发明是通过利用TDD***上、下行信道的相关性，分别采用移动台和基站测量得到的两个SIR值判断信道状况，并按照两个SIR测量值的加权值作为判别准则，同时结合CRC校验的结果来决定是否改变MCS和功率，从而能够更精确地反映信道状况，并做出更精确地调整决定，最终达到更有效控制***功率，提高***容量和性能的目的。
Claims (10)
1、一种移动通信传输信号的自适应调整方法，适用于时分双工(TDD)***，其特征在于该方法至少包括以下的步骤：
a.移动台测量下行信道的信干比值SIR下，并通过消息信令将SIR下值发送给其对应的基站，基站接收移动台发来的SIR下值，同时测量上行信道的信干比值SIR上；
b.基站比较SIR下和SIR上，如果SIR下与SIR上的差值小于门限差值，则基站对SIR下与SIR上值进行加权运算，得到处理后的接收信号信干比值SIRest；
c.移动台对所接收到的数据块进行循环冗余校验(CRC)，如果传输正确，则移动台向基站返回成功应答消息ACK，否则，返回失败应答消息NACK；
d.基站根据SIRest与基准信干比参考值SIRtar的比较结果以及所收到的应答结果对调制编码级别或发射功率进行调整，返回步骤a；
其中，所述对调制编码级别或发射功率进行调整包括：SIRest＞SIRtar且收到ACK、或SIRest＜SIRtar且收到NACK，则降低或提高发射功率；SIRest＞SIRtar且收到NACK、或SIRest＜SIRtar且收到ACK，则降低或升高调制编码级别。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：预先计算基准信干比参考值SIRtar，该值是由无线网络控制器(RNC)对其所管辖的各个基站计算所得到的CRC校验结果进行宏分集合并而得出的。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤d中所述对调制编码级别或发射功率进行调整具体为：
SIRest＞SIRtar且收到ACK，调制编码级别保持不变，降低发射功率；
SIRest＜SIRtar且收到NACK，调制编码级别保持不变，提高发射功率；
SIRest＞SIRtar且收到NACK，调制编码级别降低，发射功率不变；
SIRest＜SIRtar且收到ACK，调制编码级别升高，发射功率不变；
未收到ACK或NACK，调制编码级别和发射功率均保持不变。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：
如果SIR下与SIR上的差值大于或等于门限差值，则采用快衰落信道处理方法调整编码级别或发射功率。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的快衰落信道处理方法为发送功率控制(TPC)法，或者为自适应调制编码(AMC)与发送功率控制(TPC)结合法。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述自适应调制编码与发送功率控制结合法是指***根据信干比SIR的实际测量值确定当前信道条件后，按照自适应调制编码方案对编码级别进行调整。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：预先设定上下行信干比的门限差值。
8、根据权利要求1、4或7所述的方法，其特征在于：所述门限差值的范围为3dB～5dB。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b中所述的加权运算是指接收信号信干比值SIRest等于SIR下与SIR上分别乘上加权因子α、β后的和。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的加权因子α与β之和为1。
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