CN100394826C - 信道质量内插方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通信系统中信道质量内插的方法，该无线通信系统包括节点B和用户设备，用户设备周期性地向节点B报告信道质量，该方法包括如下步骤：根据前一周期用户设备上报的信道质量，节点B估计本周期的信道质量；得到本周期用户设备上报的信道质量后，节点B计算估计的本周期的信道质量和由用户设备上报的本周期的信道质量之间的差值；节点B根据所述差值，得到置信参数，并根据此置信参数对用户设备上报的信道质量进行内插。根据本发明，能够使节点B实时获得可靠的下行信道质量信息，对小区内的用户进行更合理的调度，更精确的数据传输格式选择和功率控制，从而提高用户的服务质量和系统资源的利用效率。

Description

信道质量内插方法

技术领域

本发明涉及无线移动通信系统，尤其涉及一种无线移动通信系统中的信道质量内插方法。

背景技术

在高速下行分组数据接入(HSDPA)中，用户设备(UE)将测量的高速下行共享信道(HS-PDSCH)的信道质量值上报给节点B的高速信道媒介接入控制层(MAC-hs)功能实体。MAC-hs功能实体根据上报的信道质量值选择下一次的数据传输格式(例如数据块的大小，调制方式，HS-PDSCH信道码数目等)，并进行下行信道功率控制。

UE报告信道质量值的周期由无线网络控制器(RNC)决定，一般情况下为1～80个HSDPA传输时间间隔(TTI)，一个HSDPA传输时间间隔为2ms。由于传输和处理时延，MAC-hs收到的信道质量值并不是当前的下行信道质量的真实反映，因为在此期间下行信道通常会遭遇衰落、遮挡和干扰等而发生变化。尤其是当信道质量值的上报周期较长时，如果MAC-hs直接利用UE报告的信道质量值进行用户调度，数据传输格式选择和功率控制时，就不能充分有效的利用系统资源。

为了让MAC-hs能实时的跟踪信道变化以便能更好的实现链路自适应，可以考虑利用快速功率控制信息(TPC)对信道质量值进行内插，因为上行专用控制信道(DPCCH)每个时隙都上传一次TPC信息，一般地，时隙之间的间隔为2/3ms，而通常TPC信息也反映了下行信道相邻时隙的变化趋势。

但是，在某些情况下(例如，上行专用信道质量不佳导致TPC解码错误；UE高速移动，内环功率控制跟踪不上导致TPC出错；以及UE处于软切换状态等)，TPC信息与下行信道HS-PDSCH的变化趋势不相关。这时如果仍使用TPC内插得到信道质量值，不仅不能带来好处，反而有可能引入负面影响。

在“TSG-RAN Working Group 1 meeting#17，Stockholm，Sweden，November 21-24，2000”的会议上公开的文献“TSG R1#17(00)1378”中提出了利用UE上报的下行信道信噪比SNR和快速功率控制信息TPC插值获取实时信道质量的方法，通过引用将该文献并入本发明。

但是，在“TSG-RAN Working Group 1meeting#19，Las Vegas，NVUSA，February 27-March 2，2001”的会议上公开的文献“TSGR1#19(01)0231”中指出，上述利用UE上报的下行信道信噪比SNR和快速功率控制信息TPC插值获取实时信道质量的方法在软切换的时候效果不佳，并建议此时应停止插值。但是，只有RNC才知道该UE是否处于软切换状态，因此信道质量值插值与否，必须得到RNC的通知。这样，就增加了节点B和RNC之间的信令开销，而且需要对现行协议进行修改。通过引用将该文献并入本发明。

因此，需要一种方法，能可靠地进行的信道质量值内插。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种无线通信系统中信道质量内插的方法，该无线通信系统包括节点B和用户设备，用户设备周期性地向节点B报告信道质量，该方法包括如下步骤：根据前一周期用户设备上报的信道质量，节点B估计本周期的信道质量；得到本周期用户设备上报的信道质量后，节点B计算估计的本周期的信道质量和由用户设备上报的本周期的信道质量之间的差值；节点B根据该差值，得到置信参数，并根据此置信参数对用户设备上报的信道质量进行内插。

优选地，节点B使用在上行专用控制信道中上传的快速功率控制信息估计本周期的信道质量和对用户设备上报的信道质量进行内插。

优选地，该方法还包括对差值进行加权处理的步骤。

优选地，该无线通信系统还包括无线网络控制器，由该无线网络控制器确定报告信道质量的周期，并通知给节点B和用户设备。

优选地，无线网络控制器还通知节点B功率控制步长。

优选地，报告信道质量的周期包括多个传输时间间隔。

根据本发明，能够使节点B实时获得可靠的下行信道质量信息，对小区内的用户进行更合理的调度，更精确的数据传输格式选择和功率控制，从而提高用户的服务质量和系统资源的利用效率。

附图说明

图1显示了根据本发明的无线通信网络示意图；

图2显示了根据本发明的节点B的示意图；

图3显示了根据本发明的实施方式的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

下文中，为了说明的方便，这里以HSDPA为例进行说明，但本发明并不仅仅局限在HSDPA中，类似采用信道质量值报告和快速功率控制的系统都可以使用本发明。

图1显示了根据本发明的无线通信网络示意图。它包括用户设备111，112，...，11N，节点B12和无线网络控制器13。用户设备111，112，...11N通过空中接口14和节点B12通信。节点B12通过线路15和无线网络控制器13通信。

图2显示了根据本发明的节点B的示意图。如图所示，节点B包括接收装置21，用于从用户设备111，112，...11N接收相关信息；处理装置22，用于实现对信道质量值进行内插；存储装置23，用于存储对信道质量值进行内插过程中用到的相关信息；以及累加计数器241，242，...，24N，其中累加计数器241对应于第一个用户设备111，累加计数器242对应于第二个用户设备112，...，累加计数器24N对应于第N个用户设备11N。

如前所述，用户设备111，112，...11N报告信道质量值的周期由无线网络控制器13决定，并通知给用户设备111，112，...11N和节点B12，一般情况下为1～80个HSDPA传输时间间隔，一个HSDPA传输时间间隔为2ms。以下，为了描述的方便，用CQI表示信道质量值。在每个CQI的报告周期，节点B12的接收装置21都会从用户设备111，112，...11N接收到一个新的CQI，为了说明的方便，新的CQI表示为CQI_report。在一个CQI报告周期内，该值可以重复上报1～4次。当节点B12的接收装置21收到CQI后，通过处理装置22，把该CQI存储在存储装置23中。

在本发明的一个实施方式中，在相应的CQI周期内，当用户设备向节点B上报第一个CQI后，节点B的接收装置21就把接收到的相应的TPC发送到与用户设备相对应的累加计数器，用于记录所有的TPC。为了说明的方便，用TPC_Count表示所有的TPC信息。然后，处理装置22把该TPC_Count存储在存储装置23中。

在本发明的一个实施方式中，TPC每个时隙记录一次。当一个新的CQI周期开始时，处理装置22重新设置累加计数器。该累加计数器可以实现加减计数，当TPC＝1时，累加计数器加1，当TPC＝0时，累加计数器减1。

图3显示了根据本发明的实施方式的流程图。

首先，在步骤31，处理装置22根据存储装置23中的CQI_report和TPC_Count计算出一个估计的CQI，即CQI’：

CQI’(n)＝CQI_report(n-1)+power_control_stepsize×TPC_Count(n-1)

这里，n表示是CQI的第n个周期；CQI_report(n-1)表示第n-1个周期用户设备报告的CQI；power_control_stepsize表示功率控制步长，即每次功率调整的最大范围，该值由无线网络控制器决定，并通知给节点B；TPC_Count(n-1)表示第n-1个CQI周期内的所有TPC值的累加。

当收到用户设备报告的新的CQI后，进入步骤32。

在步骤32，处理装置22计算出报告的CQI和用上式估计的CQI的差值Δ(n)：

Δ(n)＝CQI_report(n)-CQI’(n)

其中，

Δ(n)表示报告的CQI和估计的CQI的差值，CQI_report(n)表示第n个周期用户设备报告的CQI。

并且，处理装置22把该差值存储在存储装置23中。

然后，进入步骤33。在该步骤，处理装置22利用存储装置23中存储的第n-1，n-2，n-3...个周期的报告的CQI和估计的CQI的差值Δ(n-1)，Δ(n-2)，Δ(n-3)，...，对Δ(n)进行加权处理，从而得到加权后Δ(n)，即Δ’(n)。其中，Δ(n-1)＝CQI_report(n-1)-CQI’(n-1)，Δ(n-2)＝CQI_report(n-2)-CQI’(n-2)，其他的一一类推。

对Δ(n)进行加权处理的目的是通过处理多个CQI周期内CQI_report和估计的CQI之间的差值，尽量减小某些周期内插值效果不佳对后续周期插值效果的影响。

在本发明的一种实施方式中，

Δ’(n)＝sqrt{(1-b)[Δ²(n)+b²Δ²(n-1)+b³Δ²(n-2)+...]}

其中sqrt的含义是对式子{(1-b)[Δ²(n)+b²Δ²(n-1)+b³Δ²(n-2)+...]}开平方，b可以是0～1之间的任意值。

当然，本领域的技术人员应当理解，上述对Δ(n)进行加权处理是示例性的，还可以采用其他的具体实现方式对Δ(n)进行加权处理。

对Δ(n)进行加权处理后，进入步骤34，在该步骤，处理装置22对Δ’(n)进行映射，从而得到置信参数a(n)。

理论上讲，在衰落环境下，要让内环功率控制能跟踪信道功率的变化，假定一帧的持续时间为10ms，每帧有15个时隙，每个时隙都包含有TPC信息，可进行一次功率控制，则一帧内信道功率变化的最大范围不能超过：

Max_Power_Change＝±Power_Control_stepsize×1500×10×10^-3

其中Power_Control_stepsize表示由RNC决定的功率控制步长。当Power_Control_stepsize＝0.5dB，那么根据上式，内环功率控制能够跟踪功率变化的最大幅度将是7.5dB。

如果TPC信息由于干扰、用户高速移动和软切换等因素与信道变化不再具有相关性，那么内环功控过程就不能正确跟踪信道功率的变化，两者之间的误差可能会达到7.5dB(当功率控制要求调整的方向与信道的实际变化方向完全相反，理论上最大可以达到15dB)。

在发明的一个实施方式中，CQI的周期为5个HSDPA传输时间间隔，即10ms，内环功率控制的调整范围B＝7.5dB，对Δ’(n)的映射为：

当|Δ’(n)|＜7.5时，λ(n)＝|Δ’(n)|/7.5；

当|Δ’(n)|＝＞7.5时，λ(n)＝1.0。

而λ(n)与置信参数a(n)的关系为：a(n)＝1-λ(n)。

当然，本领域的技术人员应当理解，上述对Δ’(n)的映射的实施方式只是示例性的。CQI的周期可以小于或大于10ms，内环功率控制的调整范围B应根据链路建立时RNC通知的CQI周期和功率控制步长Power_Control_stepsize确定。Δ’(n)与λ(n)之间的映射也可以是采用其他的具体实现方式。

完成映射后，进入步骤35。在该步骤，对CQI进行内插。

在本发明的一种实施方式中，按如下方式内插CQI：

CQI_interpolated(n，m)＝CQI_report(n)+a(n)×Power_control_stepsize×TPC_Count(n，m)。

其中，CQI_interpolated(n，m)是第n个周期内第m个传输时间间隔插值后得到的信道质量，CQI_report(n)是第n个周期用户设备报告的信道质量，a(n)是第n个周期的置信参数，Power_control_stepsize是由无线网络控制器通知给节点B的功率控制步长，TPC_Count(n，m)是第n个信道质量报告周期内，从第1个传输时间间隔开始到第m个传输时间间隔这段时间内所有的快速功率控制信息累加。

a(n)＝1意味着TPC信息能可靠的跟踪CQI的变化，此时可以直接利用下行专用信道的功率变化值对CQI进行修正；而a(n)＝0则说明TPC和CQI的变化完全不相关，此时应该停止插值，直接使用上报的CQI；当a(n)介于0和1之间时，则隐含了CQI变化和TPC之间某种程度的相关。

在该实施方式中，Δ(n)的计算是每个CQI周期进行一次，n代表是CQI的第n个周期；插值是每个传输时间间隔进行一次，m是一个CQI周期内传输时间间隔的数目；TPC的累加是一个时隙进行一次。

当然，本领域的技术人员应当理解，上述内插的实施方式只是示例性的，可以采用其他的实施方式来实现对CQI进行内插。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其它改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (7)

1.一种无线通信系统中信道质量内插的方法，所达无线通信系统包括节点B和用户设备，所述用户设备周期性地向所述节点B报告信道质量，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

根据前一周期所述用户设备上报的信道质量，所述节点B估计本周期的信道质量；

得到本周期所述用户设备上报的信道质量后，所述节点B计算估计的本周期的信道质量和由所述用户设备上报的本周期的信道质量之间的差值；

对所述差值进行加权处理，以及

所述节点B根据所述加权处理后的差值，得到置信参数，并根据所述置信参数对所述用户设备上报的信道质量进行内插。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点B使用在上行专用控制信道中上传的快速功率控制信息估计本周期的信道质量和对所述用户设备上报的信道质量进行内插。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无线通信系统还包括无线网络控制器，由所述无线网络控制器确定报告信道质量的周期，并通知给所述节点B和所述用户设备。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无线网络控制器将功率控制步长通知给所述节点B。

5.一种无线通信系统中信道质量内插的方法，所述无线通信系统包括节点B和用户设备，所述用户设备周期性地向所述节点B报告信道质量，所述方法包括如下步骤：

根据前一周期所述用户设备上报的信道质量，所述节点B估计本周期的信道质量；

得到本周期所述用户设备上报的信道质量后，所述节点B计算估计的本周期的信道质量和由所述用户设备上报的本周期的信道质量之间的差值；

所述节点B根据所述差值，得到置信参数，并根据所述置信参数对所述用户设备上报的信道质量进行内插，

其中，所述节点B使用在上行专用控制信道中上传的快速功率控制信息估计本周期的信道质量和对所述用户设备上报的信道质量进行内插，

所述无线通信系统还包括无线网络控制器，由所述无线网络控制器确定报告信道质量的周期，并将所述周期通知给所述节点B和所述用户设备，

所述无线网络控制器还将功率控制步长通知给所述节点B，以及

所述节点B按照如下公式估计本周期的信道质量：

CQI’(n)＝CQI_report(n-1)+power_control_stepsize×TPC_Count(n-1)

其中，CQI’(n)是估计的第n个周期的信道质量，CQI_report(n-1)是第n-1个周期用户设备报告的信道质量，power_control_stepsize是由无线网络控制器通知给节点B的功率控制步长，TPC_Count(n-1)是第n-1个信道质量上报周期内用户设备上报的所有快速功率控制信息的累加。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述报告信道质量的周期包括多个传输时间间隔。

7.一种无线通信系统中信道质量内插的方法，所述无线通信系统包括节点B和用户设备，所述用户设备周期性地向所述节点B报告信道质量，所述方法包括如下步骤：

根据前一周期所述用户设备上报的信道质量，所述节点B估计本周期的信道质量；

得到本周期所述用户设备上报的信道质量后，所述节点B计算估计的本周期的信道质量和由所述用户设备上报的本周期的信道质量之间的差值；

所述节点B根据所述差值，得到置信参数，并根据所述置信参数对所述用户设备上报的信道质量进行内插，

其中，所述节点B使用在上行专用控制信道中上传的快速功率控制信息估计本周期的信道质量和对所述用户设备上报的信道质量进行内插，

所述无线通信系统还包括无线网络控制器，由所述无线网络控制器确定报告信道质量的周期，并将所述周期通知给所述节点B和所述用户设备，所述报告信道质量的周期包括多个传输时间间隔，

所述无线网络控制器还将功率控制步长通知给所述节点B，以及节点B按照如下公式内插信道质量：

CQI_interpolated(n，m)＝CQI_report(n)+a(n)×power_control_stepsize×TPC_Count(n，m)，

其中，CQI_interpolated(n，m)是第n个周期内第m个传输时间间隔插值后得到的信道质量，CQI_report(n)是第n个周期用户设备报告的信道质量，a(n)是第n个周期的置信参数，power_control_stepsize是由无线网络控制器通知给节点B的功率控制步长，TPC_Count(n，m)是第n个信道质量报告周期内，从第1个传输时间间隔开始到第m个传输时间间隔这段时间内所有的快速功率控制信息累加。

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