CN100353722C

CN100353722C - 一种链路自适应的实现方法

Info

Publication number: CN100353722C
Application number: CNB2004100912530A
Authority: CN
Inventors: 吴建军
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2024-11-17
Also published as: CN1780242A

Abstract

一种链路自适应的实现方法，应用于非资源预留的通信方式，包括：终端接收基站发送的系统帧，读取该系统帧中记载的该帧中的各个突发段burst的编码调制方式；根据读取的各个burst编码调制方式对该系统帧中各个burst进行解调译码；对解调译码后的得到的各个数据单元分别进行传输差错率统计以及信号质量的测量，根据差错率统计以及测量结果得出对应的其他各个信道质量信息；根据测量的自己占用的信道质量信息以及其他信道质量信息进行链路自适应的调整。使用本发明，使链路自适应过程根据同数据帧内其他物理信道的实际状况作为参考进行自适应调整，使链路自适应更为精确。

Description

一种链路自适应的实现方法

技术领域

本发明涉及无线接入系统技术领域，特别是指一种链路自适应的实现方法。

背景技术

IEEE 802.16定义了宽带无线接入(BWA)的无线城域网标准。该标准针对不同频段定义了不同的物理层技术。该标准的应用范围主要面向住宅、小办公室/家庭办公室(SOHO)、远程工作者以及小企业用户(SME)。

IEEE 802.16媒体接入控制层(MAC)支持很不利的用户环境，可应用于每个信道上分配有成百上千个用户的应用环境，支持连续式和突发式的业务。IEEE 802.16协议MAC层提供了链路自适应技术的支持，对应的术语是burst profile的更新。Burst profile的更新指的是系统会根据链路的信道变化情况，而采用相适应的不同的编码和调制方式，经过这种根据信道变化更改编码调制方式的调度处理，使得系统链路在满足一定性能的情况下，更加合理的对系统的资源进行分配。例如可以对处于有利位置的用户调整为使之具有更高的数据速率，以此提高无线接入的吞吐量。

目前链路自适应技术的一般实现方案是：终端对分配给自己的当前的业务信道进行测量，测量出自己信道状况----包括接收信噪比等参数，再与所保存的、仿真给出的、对应参数的某特定门限进行比较，低于或者高于某特定门限的时候，则发起burst profile的更新过程，来更改该信道的编码调制方式。

对于仿真来说，其本身是在一定的信道模型下、在特定的场景下，而且是在假设条件的前提下进行的。不难理解，无论怎样仿真所得出的门限值，也必然会与多变的实际情况存在差异。因此，用户终端(SS，Subscribe Station)测量自己的信道并采用特定门限的方式来实现链路自适应的方案应用到实际的场景中时，由于所述特定门限值不能随实际情景实时的改变，因此，难以精确的根据当时实际的信道情况进行链路自适应调整，可能会导致信道估测错误。对信道估测的错误又可能会使系统选择错误的数据传输数据率和发送功率，而浪费系统容量，或者因功率太低而增加系统的误帧率，出现误码率升高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种链路自适应的实现方法，使链路自适应过程根据同数据帧内其他物理信道的实际状况作为参考进行自适应调整，使链路自适应更为精确。

本发明所述的链路自适应的实现方法，该方法包括以下步骤：

A、终端接收由基站下发的系统帧，从系统帧获得自身的突发段burst和其它各burst的编码调制方式，根据自身burst的编码调制方式测量到自身的信道质量信息，根据其它各burst的编码调制方式对其他各burst进行解调译码，并测量其他信道的质量信息；

B、根据测量的自己占用的信道质量信息以及其他信道质量信息进行链路自适应的调整。

其中，步骤A所述终端测量其他信道的质量信息的步骤包括：对解调译码后的得到的各个数据单元分别进行传输差错率统计以及信号质量的测量，根据差错率统计以及测量结果得出对应的其他各个信道质量信息。

其中，所述进行传输差错率统计的步骤包括：对数据单元里的循环冗余码校验CRC的值进行CRC校验；根据校验CRC结果记录传输本次数据单元的正误信息；重复以上步骤，得到一次以上的传输数据单元的正误信息，并对差错率进行统计。

其中，所述差错率包括：误比特率BER、误块率BLER、误帧率FER。所述信道质量的测量包括：信干比SIR、载干噪比CINR或接收信号强度RSSI。

其中，该方法进一步包括：基站所发送的系统帧中，按照编码调制方式所需信噪比从低到高顺序依次安排burst顺序；终端在对系统帧中各个burst进行解调译码时，判断对某burst测量的传输差错率高于某设定值时，忽略对系统帧该burst后面的burst的传输差错率的统计以及信号质量的测量。

其中，步骤B所述进行链路自适应的调整的步骤包括：终端将自己占用的信道质量信息与其他信道质量信息进行比较，来判断终端当前所处的无线链路信道环境下是否合适使用其他信道的编码调制方式及所对应的无线资源，若是，则请求基站对该终端进行链路自适应的调整。

其中，步骤B进一步包括：终端将自己占用的信道质量信息以及其他信道质量信息反馈给基站；基站根据整体所有用户的信道质量信息及资源情况对分配给各个终端的无线资源进行调整。

其中，信道指TDMA下的时隙资源、FDMA下的频率资源、或OFDMA下的时隙频率二维资源。

由上述方法可以看出，本发明在链路自适应调整时，不仅仅接收自己的数据进行信道测量，而且接收其他物理信道信息进行测量作为参考进行自适应调整，使自适应更符合当时信道的实际情况，可更精确的实现链路自适应，从而使得系统性能和系统状态更具鲁棒性。

并且，由于可以测量其他物理信道信息以进行比较，因此终端可以根据各信道情况进行比较，进而得知可适应自己的更佳的编码调制方式，而避免了背景技术所述的只能依靠与仿真门限值比较自己信道的方式。

终端可以测量自己当前所占用的信道、及其同一帧中其他信道资源在当前无线信道环境下的质量情况，以及涉及无线链路的各种信息，并将这些信息反馈给基站，基站根据这些信息进行无线资源管理的调度依据。使得无线资源管理更为精确。

附图说明

图1为IEEE 802.16系统帧结构示意图。

图2为IEEE 802.16系统TDD帧结构示意图。

图3为本发明链路自适应的流程图。

图4为测量各个burst的流程图。

具体实施方式

图1示出了IEEE 802.16系统帧结构示意图。图中前导字段(Preamble)是用来实现下行帧同步的；帧控制头字段(FCH，Frame Control Header)是用来指明后面的广播消息部分(Broadcast Msgs)的编码调制方式以及消息长度，用于终端对广播消息解调译码；广播消息(Broadcast Msgs)中的下行链路MAP消息(DL_MAP)和上行链路MAP消息(UL_MAP)分别定义了广播消息(Broadcast Msgs)后的下行帧和上行帧中的各个用户所分配的各个突发段(burst)的编码调制方式以及所占用的无线资源，如时隙数、子信道数等。突发段(burst)即系统帧中分配给用户的物理资源，在一个系统帧中，一个用户对应一个burst，如TDMA中，burst即相当于分配给用户的时隙资源，由于通过burst传输数据，故burst也相当于信道。

某个SS在接收该系统帧时，先解调译码出Broadcast Msgs消息中的DL_MAP消息，从而可以得知其后的下行帧中哪个burst是自己的；还可以根据UL_MAP消息确认自己上传数据所使用的上行帧中的burst。由于在每个系统帧中，通过DL_MAP对用户所使用的burst进行指示，因此，在传输过程中可以通过修改DL_MAP中的指示消息方便的改变传输该用户数据所使用的burst。可以看出，这种方式不需要基站为与用户的通信而预先建立某信道(如时隙资源)，也不必在一个通信流程中一直使用该信道(如时隙资源)来进行通信，故称为非资源预留的通信方式。

在IEEE 802.16中，Broadcast Msgs中通过DL_MAP和UL_MAP消息指示当前无线帧中的资源分配情况以及各个burst的编码调制方式，这为本发明方案的实现提供了基础。本发明中，由SS通过DL_MAP消息去得知下行帧各个burst的资源占用情况以及该burst所使用的编码调制方式，然后终端针对不同的burst进行测量和解码，并将对其他用户的burst的测量结果和解码结果情况作为参考用于链路自适应中，而区别于背景技术中以仿真门限值作为参考进行链路的自适应。同时SS还可将测量信息反馈给基站，作为基站统一进行无线资源管理和分配的参考依据。

在IEEE 802.16的空中接口中，提供了TDMA/FDMA/OFDMA几种多址接入方式。下面以TDMA方式为例来说明本发明链路自适应的实现方法，参见图3，包括以下步骤：

步骤301：基站将TDD系统帧进行下发，其中该帧如图2所示，不同的终端分配有不同的burst，这里即体现为不同的时隙，并且资源的分配情况在该帧广播信息(Broadcast Msgs)中的DL_MAP消息进行记载并广播，包括哪个特定的burst(时隙)分配给了哪个用户，以及各个burst所采用的链路编码调制方式等。

步骤302：终端接收该系统帧，通过广播消息(Broadcast Msgs)中的DL_MAP消息得知各个burst里的编码调制方式。

并且，无线帧下发的时候，为了便于实现根据信噪比需求由低到高的顺序进行资源调度，可以预先设定为：空中接口无线帧(TDD系统帧)中，按照编码调制方式所需信噪比从低到高的顺序来安排burst顺序。这样终端在测量和解码的时候如果遇到测量结果很差时，就可以忽略对后面burst的测量，因为按照前面所说的排列顺序，后面的burst所需要的解调信噪比更高。

步骤303：终端从该系统帧中接收自己的burst，测量得到自身的无线信道的质量信息，如FER、BER、BLER、SIR、CINR、RSSI等；同时，根据得到的其他burst的编码调制方式对其他的burst进行解调译码，测量得到相应信道的FER、BER、BLER、SIR、CINR、RSSI等信道质量信息。

SS对其他burst的测量过程和对自身所占用burst的测量过程是一样的，本发明之所以可以这样作，是因为终端完全可以对别的burst进行解调译码或测量其信息。唯一不同的是由于别的burst被别的用户占用，其上层数据进行了加密，终端不可能知道别的用户的私钥，不能对更上层的数据包进行解析。但对于无线链路管理和链路自适应过程所需要的测量信息与上层数据无关，因此终端经过物理层的处理，即经过信道编解码的处理过程便可以得到所需参数信息进行测量。

下面以对BLER的测量过程为例，对测量各个burst的步骤进一步详细说明，以IEEE 802.16的OFDM物理层为例，参见图4，包括以下步骤：

步骤3031：首先，终端根据DL_MAP消息里对当前无线帧的各个burst的界定以及对所使用编码调制方式的指定，在对应资源区去接收下行数据；

步骤3032：然后，在基带经过快速傅氏变换算法(FFT)运算，进行OFDM解调，去掉循环前缀；然后，根据前述获得的编码调制方式进行解调并译码，得到各个MAC PDU；

步骤3033：译码以后，根据MAC PDU里的CRC进行CRC校验，从而判断当前MAC PDU的对与错，即MAC PDU的正误信息用于统计。

根据以上步骤，通过对该burst，即信道的CRC错误率进行统计便可得出BLER等相关信道质量信息。

步骤304：SS根据这些译码结果以及信道质量测量信息，判断出自己是否能够使用所述其他的burst的编码调制方式，用于进行链路自适应的调整；或者，SS将测量信息反馈给基站，应用于基站的无线资源管理，包括由基站对burst的质量判断进行链路自适应的调整。

下面举例对步骤304所述链路自适应调整过程进一步详细说明，假设在步骤303中测量得到某个burst A的BLER信息，链路自适应过程包括：

首先，终端根据步骤303对自己和其他的信道的测量结果进行比较，若判断当前自己所处的无线信道环境下，所使用的编码调制方式与接收burst A的业务数据时相比BLER要高，则说明目前终端所处的信道环境下，更合适使用burst A目前所使用的编码调制方式。

这里仅以BLER为例来说明，实际情况下，可以根据测量到的多种信息来灵活利用，以确定进行如何的链路自适应。例如，在作出所述判断之前，终端还可测量对应burst的信噪比，因为可能由于burst A的发射功率比自己当前burst的高，而导致burst A在自己所处位置接收的时候传输质量好。

然后，进行链路的自适应调整。也就是说，终端根据判断的结果，作出要求更换编码调制方式的结论，以维护链路的鲁棒性，作出判断以后，通过DBPC-REQ空中接口消息发送给基站，该消息中指明自己需要更换的新编码调制方式。

然后，基站接收到DBPC-REQ空中接口消息以后，使用所述新的编码调制方式传输后续的该SS的数据，并回DBPC-RSP响应消息，完成链路自适应过程。

通过上述链路自适应过程，可以将对各个信道的测量信息(包括BLER/BER/FER/SIR/CINR/RSSI等)、译码结果用作系统实现链路自适应的精确判断依据，来对它所占用的无线资源进行变更，避免仿真提供的参数不能确切反映真实的无线链路状况。

下面再对步骤304所述应用于无线资源管理进行举例说明。目前无线资源管理主要是针对OFDMA多址方式，这种方式涉及到时频二维资源的分配。由于无线传输会经历无线信道的衰落，当终端分配在不同的时频二维资源上，其衰落情况是不同的，因此基站在进行无线资源管理和调度的时候，最好需要终端在不同时频二维资源上的信道反馈情况(如BER/BLER/FER/SIR/CINR等)。

下例中，假设在上面步骤303中，终端已经测量到了各个信道的BLER/SIR等相关信息，无线资源管理过程包括：

首先，终端根据步骤303对自己和其他的信道的测量结果进行比较，若当前自己所处的无线信道环境下所占用的无线资源burst，在使用当前的编码调制方式下与接收burst B的业务数据时相比BLER要高或者SIR要低，则说明目前终端所处的信道环境下，所占用的物理资源和所使用的编码调制方式并不是特别合适，相对来说更合适使用burst B目前所占用的物理信道资源或者所使用的编码调制方式。

然后终端将这些信息通过无线空中接口反馈给基站。在上面过程中，终端可能测量了很多个物理资源上同样的信息反馈给基站，同时可能也有很多终端反馈了类似信息给基站。

然后，进行无线资源管理。即，基站为了维护链路的鲁棒性及尽可能的提高系统性能，针对各个终端反馈的结果，以及根据无线资源管理算法，动态调整和分配各终端所占用的无线资源以及所使用的编码调制方式，并和发射功率协调起来，进行统一规划，来实现进行无线资源管理和分配以及链路自适应过程。

对于基站根据终端的反馈结果进行无线资源管理的策略可包括：

A)可能只是通过提高终端burst的发射功率以使当前链路更具鲁棒性，而不去改变编码调制方式，保持同样大小的空中接口数据率，也不去改变所占用的物理信道资源(本发明中提到的改变所占用的物理信道资源特指OFDMA多址方式下的时频二维空中接口资源)。

B)在不会破坏当前链路的鲁棒性的前提下，也可能通过降低终端burst发射的发射功率以节省基站功耗，或者保证功率的进一步合理分配，而不去改变编码调制方式，保持同样大小的空中接口数据率，也不去改变所占用的物理信道资源(本发明中提到的改变所占用的物理信道资源特指OFDMA多址方式下的时频二维空中接口资源)。

总之，基站在无线资源管理和调度以及链路自适应的过程中，可以在编码调制方式的调整、发射功率的调整、在OFDMA多址方式下所占用的时频二维资源的调整这三方面灵活决策。不同的制造商可以有不同的策略。

根据上述步骤，测量信息(包括BLER/BER/FER/SIR/CINR/RSSI等)、译码结果可以用作无线资源管理的依据。基站可以根据这些信息，在基站范围内或者通过后端网络在更大网络范围内进行统一的无线资源管理和调度。

以上实施例以IEEE 802.16系统为例进行说明。不难理解，对于非资源预留方式的无线接入系统，都可以使用本发明。

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。

Claims

1、一种链路自适应的实现方法，应用于非资源预留的通信方式，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述终端测量其他信道的质量信息的步骤包括：

对解调译码后的得到的各个数据单元分别进行传输差错率统计以及信号质量的测量，根据差错率统计以及测量结果得出对应的其他各个信道质量信息。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行传输差错率统计的步骤包括：

对数据单元里的循环冗余码校验CRC的值进行CRC校验；

根据校验CRC结果记录传输本次数据单元的正误信息；

重复以上步骤，得到一次以上的传输数据单元的正误信息，并对差错率进行统计。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述差错率包括：误比特率BER、误块率BLER、误帧率FER。

5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：基站所发送的系统帧中，按照编码调制方式所需信噪比从低到高顺序依次安排burst顺序；

终端在对系统帧中各个burst进行解调译码时，判断对某burst测量的传输差错率高于某设定值时，忽略对系统帧该burst后面的burst的传输差错率的统计以及信号质量的测量。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道质量的测量包括：信干比SIR、载干噪比CINR或接收信号强度RSSI。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述进行链路自适应的调整的步骤包括：

终端将自己占用的信道质量信息与其他信道质量信息进行比较，来判断终端当前所处的无线链路信道环境下是否合适使用其他信道的编码调制方式及所对应的无线资源，若是，则请求基站对该终端进行链路自适应的调整。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B进一步包括：

终端将自己占用的信道质量信息以及其他信道质量信息反馈给基站；

基站根据整体所有用户的信道质量信息及资源情况对分配给各个终端的无线资源进行调整。

9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道为TDMA下的时隙资源、FDMA下的频率资源、或OFDMA下的时隙频率二维资源。