CN101202583B - 一种通信系统中前向数据速率的生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信系统中前向数据速率的生成方法，包括：步骤一，移动终端获取其所处信道环境，根据该信道环境的多普勒频移得出相干时间序列，并根据该相干时间序列得出不同预测长度下的权重序列，该移动终端接收基站在当前半时隙发来的导频信号，并得出该导频信号信噪比同时保存该信噪比；步骤二，该移动终端判断当前时刻是否需要生成新的前向速率控制信息，如果需要，则执行步骤三，如果不需要，则执行步骤四；步骤三，移动终端利用所述预测时间长度、权重序列及前向导频信道的信噪比更新上报的前向速率控制信息；步骤四，移动终端通过DRC信道上报前向速率控制信息给基站，系统运行到下一时刻，循环执行所述步骤一。

Description

一种通信系统中前向数据速率的生成方法

技术领域

本发明涉及一种移动通讯中数据传输的方法，特别涉及一种CDMA 2000EV-DO标准中前向数据速率的生成方法。

背景技术

CDMA2000 EV-DO是一种专为移动数据应用而进行了优化的无线传送技术，与主要是为了优化语音和中等速率数据传输的1x技术相比，EV-DO(Evolution of Data Optimized，数据优化的演进)技术针对容量、数据传输速率和无线互联接入等方面作了优化和改进，前向传输采用时分复用方式，反向传输采用码分复用方式。

CDMA2000 EV-DO系统实际运行过程中，移动终端根据接收到的前向导频的质量来确定前向应以何种速率等级向自己传输数据，并通过DRC(DataRate Control，数据值控制)信道将该信息实时上报给基站，基站通过某种调度算法决定何时向移动终端按照其申请的速率发送数据。上述过程中移动终端需要根据前向导频的质量变化通过一系列复杂的算法确定自己目前所处的信道环境是慢衰落还是快衰落，或是介于两者之间的某种衰落，然后确定最合适的前向传输速率等级，这种方法需要进行大量的计算，会消耗大量的移动终端的运算资源，相关文献可参考专利号为US6426971B1，名称为“System andMethod for Accurately Prediction Signal to Interference and Noise Ratio toImprove Communications System Performance”的美国专利文献。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种通信系统中前向数据速率的生成方法，使CDMA2000 EV-DO系统运行过程移动终端的运算负担被减小。

为达到上述目的，本发明提出一种通信系统中前向数据速率的生成方法，该方法包括：

步骤一，移动终端获取其所处信道环境，根据该信道环境的多普勒频移得出相干时间序列，并根据该相干时间序列得出不同预测长度下的权重序列，该移动终端接收基站在当前半时隙发来的导频信号，并得出该导频信号信噪比同时保存该信噪比；

步骤二，该移动终端判断当前时刻是否需要生成新的前向速率控制信息，如果需要，则执行步骤三，如果不需要，则执行步骤四；

步骤三，移动终端利用预测时间长度、前向导频信号的信噪比及所述权重序列更新上报的前向速率控制信息；

步骤四，移动终端通过DRC信道上报前向速率控制信息给基站，系统运行到下一时刻，循环执行所述步骤一。

上述通信系统中前向数据速率的生成控制信方法，其特征在于，所述步骤二是通过判断规定的DRC长度是否能被当前半时隙整除来判断是否需要生成新的前向速率控制信息的，能整除，则需要生成新的前向速率控制信息，不能整除，则不需生成新的前向速率控制信息。

上述通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述步骤三进一步包括：

步骤31，移动终端根据所述当前半时隙的导频信号的信噪比及该当前半时隙之前多个半时隙得到的导频信号的信噪比从所述权重序列中选择不同预测长度下该移动终端对应的权重，得出不同预测长度下的预测信噪比；

步骤32，根据所述不同预测长度下的预测信噪比与CDMA2000 EV-DO标准中规定的包格式中的时隙数对应得出不同时隙数下的预测信噪比；

步骤33，根据所述不同时隙数下的预测信噪比与移动终端自己维护的一信噪比阈值表比较得出不同时隙数下可获得的最大速率的包格式；

步骤34，所述移动终端选择最大速率的包格式作为最终的包格式，更新上报的前向速率控制信息，执行所述步骤四。

上述通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述步骤一中的相干时间序列通过公式T_c＝9*λ/(16*π*v)计算，其中T_c为相干时间序列，λ为载波波长，v为移动终端速度。

上述通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述步骤一中的权重序列通过公式w＝(m/600-T_c)/α*T_c计算，其中，w为权重序列，m为预测时间长度序列，α为一常数，T_c为所述相干时间序列；

上述通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述步骤31中的预测信噪比是通过公式 ${F\_\mathrm{SNR}}_n=w_{\mathrm{sn}}*(1/N)*\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{SNR}}_i\right)+(1-w_{\mathrm{sn}})*{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{cur}}$ 计算，其中，F_SNR_s为预测信噪比，SNR_cur为导频信号的当前信噪比，N为当前半时隙之前的半时隙数，SNR_i为移动终端存储的当前半时隙之前的N个半时隙中的第i个半时隙(1≤i≤N)得到的前向导频信号信噪比，w_sn为移动终端根据自己所处的信道环境从w中选择不同预测长度n下自己对应的权重，其中w为权重序列。

上述通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述预测长度序列m取值可为1，2，...，64。

上述通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述常数α取值为8。

上述通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述权重序列w大于等于0小于等于1。

上述通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述当前半时隙之前的半时隙个数N取值为128。

与现有技术相比，本发明通过假设已通过某种方式让移动终端获得自己所处的信道环境这一条件让移动终端采用更为简单快速的前向数据速率生成方法，从而减小移动终端的运算负担，增强移动终端的待机时间。

附图说明

图1是本发明在通信系统中前向数据速率的生成方法的流程图；

图2是本发明在通信系统中前向数据速率的生成方法一实施例的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。本发明提供的CDMA2000EV-DO系统运行过程中前向数据速率的生成方法，是通过假设已通过某种方式让移动终端获得自己所处的信道环境这一条件让移动终端采用更为简单快速的前向数据速率生成方法，包括以下步骤(如图1)：

步骤S101，移动终端获取其所处信道环境，根据该信道环境的多普勒频移得出相干时间序列，并根据该相干时间序列得出不同预测长度下的权重序列，该移动终端接收基站在当前半时隙发来的导频信号，并计算该导频信号信噪比同时保存该信噪比；

步骤S102，该移动终端判断当前时刻是否需要生成新的前向速率控制信息，如果需要，则执行步骤S103，如果不需要，则直接执行步骤S104；

步骤S103，移动终端利用所述预测时间长度、权重序列及前向导频信道的信噪比更新上报的前向速率控制信息；

步骤S104，移动终端通过DRC信道上报前向速率控制信息给基站，系统运行到下一时刻，循环执行步骤S101。

下面以具体实施例详细说明本发明的在通信系统中前向数据速率的生成方法。

根据3GPP2公开的标准文档《cdma2000 Evaluation Methodology Revision0》的描述，CDMA2000 EV-DO前向系统仿真通过建立19小区(3扇区/小区)的系统模型并在感兴趣的扇区中分布不同类型的移动终端来仿真系统的运行过程进而获得系统的前向性能指标。仿真过程中，移动终端所处信道环境是已知的，因此CDMA2000 EV-DO系统仿真中可以利用本发明提出的方法生成前向数据速率，提高系统仿真效率，如图2所示，具体步骤如下：

步骤S201，根据公式(1)计算仿真中不同信道环境下的相干时间序列T_c，式(1)中λ为载波波长，v为移动终端速度；

T_c＝9*λ/(16*π*v)                (1)

步骤S202，根据公式(2)计算在不同预测长度下的权重序列w(小于0的值映射为0，大于1的值映射为1)，式(2)中m为-预测长度序列，其取值通常为1，2...，64，α为一常数，通常取值为8；

w＝(m/600-T_c)/α*T_c，0≤w≤1        (2)

步骤S203，基站在当前半时隙i(假设系统从1开始计数)发送导频信号给移动终端(手机)，移动终端接收导频信号并计算其信噪比，将其存储于一个有限长的数据结构(先入先出)中；

步骤S204，判断当前半时隙i除以仿真规定的DRC长度(单位：半时隙)后得到的余数是否为0，如果不是，移动终端通过DRC信道发送原有的DRC信息，i＝i+1转入步骤S203，如果是，转入步骤S205；

步骤S205，移动终端接收基站发来的导频信号并计算其信噪比SNR_cur，假设移动终端存储的当前半时隙之前的N个半时隙中得到的前向导频信号信噪比为SNR₁，...，SNR_N，N通常取值为128，移动终端根据自己所处的信道环境从w中选择不同预测长度n下自己对应的权重w_sn，并按照公式(3)计算不同预测长度下的预测信噪比F_SNR_n，

${F\_\mathrm{SNR}}_n=w_{\mathrm{sn}}*(1/N)*\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{SNR}}_i\right)+(1-w_{\mathrm{sn}})*{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{cur}}---\left(3\right)$

步骤S206，移动终端将得到的不同预测长度n下的预测信噪比F_SNR_n与CDMA2000 EV-DO标准中规定的包格式中的时隙数s对应起来，获得不同时隙数下的预测信噪比F_SNR_s，并与移动终端自己维护的一信噪比阈值表比较，获得不同时隙数s下可获得的最大速率的包格式，即F_SNR_s大于的信噪比阈值表中包格式中的时隙数为s的包格式的阈值中最大的阈值对应的包格式PacketType_s，移动终端选择最大速率的PacketType_s作为最终的包格式，更新DRC信息，并将该信息通过DRC信道上报给基站，i＝i+1转入步骤S203。前述的移动终端维护的信噪比阈值表的初值是移动终端自有的，当终端接入系统后，不断自行根据接收到前向好包还是坏包来调整这些初值，如果是好包，所有初值下降一定的幅度a，如果是坏包，所有初值上升一定的幅度b，通常前向传输所要求的误包率等于a/(a+b)。

下面举一个具体的例子描述上述过程：系统仿真开始时先计算不同信道环境下的相干时间序列T_c，假设现在有两种信道环境A(3km/h，1径)、B(120km/h，1径)，则T_c＝{32.229，0.80572}，然后计算不同预测长度下的权重序列w，假设预测长度为(1，2)，则w＝{0，0；1，1}，w中第一行{0，0}对应环境A，第二行{1，1}对应环境B，接下来基站每半时隙会向移动终端发送导频信号，移动终端计算收到的导频的信噪比并存储。如果当前半时隙是仿真规定的DRC长度的整数倍，则计算F_SNR_n，假设共有4种包格式PA、PB、PC、PD，包格式中包含两种时隙长度，分别是1(对应PA，PB)和2(对应PC，PD)，移动终端处于信道环境A中，移动终端之前存储的导频信噪比SNR_N都是1，当前导频信噪比SNR_cur是5，则w_sn＝{0，0}，F_SNR＝{5，5}，其中第一个5对应包格式时隙长度为1时移动终端估计的未来导频强度，第二个5对应包格式时隙长度为2时移动终端估计的未来导频强度，假设包格式PA、PB、PC、PD对应的阈值分别为(1，6，2，7)，则移动终端从PA、PB包格式中选择PA，从PC、PD包格式中选择PC，如果包格式PC对应的速率大于PA，则移动终端最终选择包格式PC作为DRC信道传输的信息内容上报给基站；如果当前半时隙不是仿真规定的DRC长度的整数倍，则移动终端继续接收基站发送的导频信息，并通过DRC信道上报原有的DRC信息，依此类推。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，包括：

步骤一，移动终端获取其所处信道环境，根据该信道环境的多普勒频移得出相干时间序列，并根据该相干时间序列得出不同预测长度下的权重序列，该移动终端接收基站在当前半时隙发来的导频信号，并得出该导频信号信噪比同时保存该信噪比；

步骤二，该移动终端判断当前时刻是否需要生成新的前向速率控制信息，如果需要，则执行步骤三，如果不需要，则执行步骤四；

步骤三，移动终端利用预测时间长度、前向导频信号的信噪比及所述权重序列更新上报的前向速率控制信息；

步骤四，移动终端通过DRC信道上报前向速率控制信息给基站，系统运行到下一时刻，循环执行所述步骤一。

2.根据权利要求1所述的通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述步骤二是通过判断规定的DRC长度是否能被当前半时隙整除来判断是否需要生成新的前向速率控制信息的，能整除，则需要生成新的前向速率控制信息，不能整除，则不需生成新的前向速率控制信息。

3.根据权利要求1或2所述的通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述步骤三进一步包括：

步骤31，移动终端根据所述当前半时隙的导频信号的信噪比及该当前半时隙之前多个半时隙得到的导频信号的信噪比从所述权重序列中选择不同预测长度下该移动终端对应的权重，得出不同预测长度下的预测信噪比；

步骤32，根据所述不同预测长度下的预测信噪比与CDMA2000 EV-DO标准中规定的包格式中的时隙数对应得出不同时隙数下的预测信噪比；

步骤33，根据所述不同时隙数下的预测信噪比与移动终端自己维护的一信噪比阈值表比较得出不同时隙数下可获得的最大速率的包格式；

步骤34，所述移动终端选择最大速率的包格式作为最终的包格式，更新上报的前向速率控制信息，执行所述步骤四。

4.根据权利要求1所述的通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述步骤一中的相干时间序列通过公式T_c＝9*λ/(16*π*v)计算，其中T_c为相干时间序列，λ为载波波长，v为移动终端速度。

5.根据权利要求1所述的通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述步骤一中的权重序列通过公式w＝(m/600-T_c)/α*T_c计算，其中，w为权重序列，m为预测时间长度序列，α为一常数，T_c为所述相干时间序列。

6.根据权利要求3所述的通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述步骤31中的预测信噪比是通过公式 $F\_{\mathrm{SNR}}_n=w_{\mathrm{sn}}*(1/N)*\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{SNR}}_i\right)+(1-w_{\mathrm{sn}})*{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{cur}}$ 计算，其中，F_SNR_n为预测信噪比，SNR_cur为导频信号的当前信噪比，N为当前半时隙之前的半时隙数，SNR_i为移动终端存储的当前半时隙之前的N个半时隙中的第i个半时隙(1≤i≤N)得到的前向导频信号信噪比，w_sn为移动终端根据自己所处的信道环境从w中选择不同预测长度n下自己对应的权重，其中w为权重序列。

7.根据权利要求5所述的通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述预测长度序列m取值可为1，2，...，64。

8.根据权利要求5所述的通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述常数α取值为8。

9.根据权利要求5所述的通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述权重序列w大于等于0小于等于1。

10.根据权利要求6所述的通信系统中前向数据速率的生成方法，其特征在于，所述当前半时隙之前的半时隙个数N取值为128。

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