CN101232432B - 信号干扰比的预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在高速上行分组接入技术的调度器中进行上行链路负载预测时对信号干扰比进行预测的方法，该包括以下步骤：步骤S102，通过公式(1)计算移动台在当前上报数据的第i帧的平均信号干扰比的估计值；步骤S104，通过获得从高层配置的第i帧的目标信号干扰比值，利用公式(2)计算信号干扰比误差；步骤S106，利用公式(3)对信号干扰比误差值进行IIR滤波；以及步骤S108，利用公式(4)预测调度生效时刻m的信号干扰比值。通过使用本发明，可以提高在HSUPA调度器中进行UE负载估计时预测SIR的精确度。

Description

信号干扰比的预测方法

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种用于在高速上行分组接入技术的调度器中进行上行链路负载预测时对信号干扰比进行预测的方法。

背景技术

在宽带码分多址(WCDMA)无线通信系统中，高速上行分组接入技术(HSUPA)的关键技术中节点B(Node B)的快速调度需要对移动台(UE)的上行链路负载进行预测。如图1所示，根据3GPP协议对调度时延的规定，调度器根据UE在T1时刻上报的混合自动重传请求(Hybrid Automatic Retransmission Request，HARQ)中进程n的数据进行调度决策，并且在T2时刻HARQ进程n生效时将调度决策发送给UE的绝对授权(AG)或者相对授权(RG)，其中，T2与T1时间间隔为一个HARQ进程周期，当上行增强系统(E-DCH)信道的传输时间间隔(TTI)为10毫秒时，时间间隔为40毫秒，当E-DCH信道的传输时间间隔为2毫秒时，时间间隔为16毫秒。

HSUPA调度算法主要思想是对调度生效时刻的负载估计，在对UE进行上行链路负载估计的公式中，影响负载估计性能的一个重要参数是调度生效时刻UE的专用物理控制信道(DPCCH)信道的信号干扰比(SIR)估计值。在目前的技术中，将调度器获得的在Node B最新测量到的UE的SIR估计值作为调度生效时刻的SIR预测值。对于E-DCH TTI为10ms情况，用最新获得的10ms的SIR平均值作为调度生效时刻的10ms TTI的SIR预测值，对于E-DCHTTI为2ms情况，用最新获得的2ms的SIR平均值作为调度生效时刻的2ms TTI的SIR预测值。但是，如图2所示，在实际的外场无线环境的测试结果表明，即便是在室外步行的无线环境中，在UE每个时隙(slot)测量得到的SIR值波动范围非常大。如图3所示，在高速运动的无线环境(车速超过50km/h)中，UE的每2ms时间段的SIR平均值的波动范围仍然是很大的。在内环功率控制技术的作用下，UE的上行SIR在目标SIR附近波动，SIR error＝|SIR-SIR_target|，通过图3可以看出SIR error的波动范围有较大概率超过2dB。

基于以上阐述，UE在移动环境，特别是在高速移动环境中，受多径衰落和多普勒频偏的很大影响，UE在内环功率控制下SIR波动幅度大，在HSUPA调度器中如果用调度器最新获得的UE的SIR估计值作为未来时刻的UE的SIR预测值来进行UE的上行链路负载估计，那么对UE在调度生效时刻的SIR的估计会有较大的误差，将导致对UE的上行链路负载估计存在较大误差，这将大大降低调度器的性能，并且其性能会随着UE的移动速度的提高而恶化。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种在HSUPA调度器进行上行链路负载估计算法中对UE调度生效时刻SIR的预测方法。

为了实现上述目的，根据本发明的一个实施例，提供了一种预测方法，用于在高速上行分组接入技术的调度器中进行上行链路负载预测时对信号干扰比的预测。

该方法包括以下步骤：步骤S102，计算移动台在当前上报数据的第i帧的平均信号干扰比的估计值：

${\mathrm{SIR}}_i=\frac{\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{RSC}{P}_{i,j}}{\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{ISC}{P}_{i,j}}---\left(1\right)$

其中，RSCP_i，j是第i帧第j时隙估计的专用物理控制信道的接收信号码功率，ISCP_i，j是第i帧第j时隙估计的专用物理控制信道的干扰信号功率；

步骤S104，通过获得从高层配置的第i帧的目标信号干扰比值，计算信号干扰比误差：

SIR_Error_i＝|SIR_i-SIR_Target_i|    (2)

步骤S106，对信号干扰比误差值进行IIR滤波：

SIR_Error_filtered＝SIR_Error_filtered*α+SIR_Error_i*(1-α)(3)

其中，α为IIR滤波系数；以及

步骤S108，预测调度生效时刻m的信号干扰比值：

SIR_m＝SIR_Target_m+β*SIR_Error_filtered    (4)

其中，β是SIR_margin补偿因子。

其中，在步骤S106中，α的取值范围为0＜α＜1。而在步骤S108中，β的取值范围为-1＜β＜1。并且，在小区噪声抬升量超过门限的概率尽可能小的情况下，β＞0，以及在获得最大小区上行容量的情况下，β＜0。

另外，在增强专用传输信道传输时间间隔为10ms的情况下，n＝14，m＝i+4。并且，在增强专用传输信道传输时间间隔为2ms的情况下，n＝2，m＝i+8。

另外，在步骤S104中，根据3GPP TS 25.214计算出的压缩模式下目标信号干扰比，使SIR_Target对于移动台处于压缩模式下压缩帧取值为SIR_{cm_target}。其中，在移动台处于压缩模式下的压缩帧时的β大于非压缩帧的β。

通过使用本发明，可以提高在HSUPA调度器中进行UE负载估计时预测SIR的精确度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是调度时间周期的示意图；

图2是室外步行移动环境移动平台上行时隙间波动实测值；

图3是室外高速移动环境移动台上行SIR 2ms时间平均波动实测值；

图4是根据本发明实施例的在高速上行分组接入技术的调度器中进行上行链路负载预测时对信号干扰比进行预测的方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的信号干扰比的预测方法的简要流程图；

图6是采用本发明方法和采用10ms内SIR平均值作为SIR预测值与实际SIR值的预测误差的概率分布的进行比较的波形图；以及

图7是采用本发明方法和采用2ms内SIR平均值作为SIR预测值与实际SIR值的预测误差的概率分布的进行比较的波形图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将以E-DCH TTI为2ms的UE的SIR预测为例描述本发明的实施例。再回到图1，如图1所示，在E-DCH TTI为2ms的情况下，HARQ进程个数为8个，假设T1时刻的HARQ进程#1的UE上行数据(包括估计出的UE的SIR值)通过基带处理后送到HSUPA调度器后，HSUPA调度器对小区内当前所有UE估计下一个HARQ进程周期的进程#1(T2时刻)负载并进行UE的上行速率调度分配，调度器产生调度授权(AG或者RG)发送给UE，UE在T2时刻根据接收到的调度授权改变上行速率，其中T2-T1时间差为一个HARQ进程周期16ms。

如图4所示，根据本发明实施例的在高速上行分组接入技术的调度器中进行上行链路负载预测时对信号干扰比进行预测的方法包括以下步骤：步骤S102，计算移动台在当前上报数据的第i帧的平均信号干扰比的估计值：

${\mathrm{SIR}}_i=\frac{\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{RSC}{P}_{i,j}}{\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{ISC}{P}_{i,j}}---\left(1\right)$

其中，RSCP_i，j是第i帧第j时隙估计的专用物理控制信道的接收信号码功率，ISCP_i，j是第i帧第j时隙估计的专用物理控制信道的干扰信号功率；

步骤S104，通过获得从高层配置的第i帧的目标信号干扰比值，计算信号干扰比误差：

SIR_Error_i＝|SIR_i-SIR_Target_i|    (2)

步骤S106，对信号干扰比误差值进行IIR滤波：

SIR_Error_filtered＝SIR_Error_filtered*α+SIR_Error_i*(1-α)(3)

其中，α为IIR滤波系数；以及

步骤S108，预测调度生效时刻m的信号干扰比值：

SIR_m＝SIR_Target_m+β*SIR_Error_filtered    (4)

其中，β是SIR_margin补偿因子。

其中，在步骤S106中，α的取值范围为0＜α＜1。而在步骤S108中，β的取值范围为-1＜β＜1。并且，在小区噪声抬升量超过门限的概率尽可能小的情况下，β＞0，以及在获得最大小区上行容量的情况下，β＜0。

另外，在增强专用传输信道传输时间间隔为10ms的情况下，n＝14，m＝i+4。并且，在增强专用传输信道传输时间间隔为2ms的情况下，n＝2，m＝i+8。

另外，在步骤S104中，根据3GPP TS 25.214计算出的压缩模式下目标信号干扰比，使SIR_Target对于移动台处于压缩模式下压缩帧取值为SIR_{cm_target}。其中，在移动台处于压缩模式下的压缩帧时的β大于非压缩帧的β。

因此，如图5所示，可以将本发明实施例的在HSUPA调度器中进行UE负载估计时预测SIR的方法归纳如下：

第一步：根据每个时隙估计出的UE的RSCP值和ISCP值，根据式(1)求一个2ms TTI内的平均SIR值；

第二步：计算当前子帧的目标SIR与当前子帧的SIR平均值的差值的绝对值，得到SIR error；

第三步：根据保存的SIR error的历史值和当前子帧的SIR error值对SIR error做IIR滤波处理，如式(3)，其中α取值为0.9；以及

第四步：按照式(4)计算预测的SIR值，当预测时刻UE是处于压缩帧，式(4)中β取值0.8。当预测时刻UE处于非压缩帧，式(4)中β取值0.5。

对于E-DCH TTI为10ms的UE，其方法处理过程与上述E-DCHTTI为2ms的UE的处理方法完全类似。

并且，根据本发明实施例的在HSUPA调度器中进行UE负载估计时预测SIR的方法，通过如图6和图7所示的仿真结果可以得出：当SIR_margin补偿因子β取值为0时，采用目标SIR作为SIR预测值的方法比采用求10ms或者2ms时间内SIR平均值作为SIR预测值的方法在性能上有较明显的提高，新的方法预测误差的方差降低，另外，根据本发明实施例的方法应用在E-DCH TTI为2ms情况下性能提高更为明显。通过调整SIR_margin补偿因子β可以补偿实际的SIR波动，并根据调度算法不同选择不同β值以达到最佳的算法性能。并且，本发明还可以应用到各种码分多址通信系统的基站或移动台中。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种预测方法，用于在高速上行分组接入技术的调度器中进行上行链路负载预测时对信号干扰比的预测，其特征在于，包括：

步骤S102，计算移动台在当前上报数据的第i帧的平均信号干扰比的估计值：

${\mathrm{SIR}}_i=\frac{\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{RSCP}}_{i,j}}{\underset{j=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{ISCP}}_{i,j}}---\left(1\right)$

其中，RSCP_i，j是第i帧第j时隙估计的专用物理控制信道的接收信号码功率，ISCP_i，j是第i帧第j时隙估计的专用物理控制信道的干扰信号功率；

步骤S104，通过获得从高层配置的第i帧的目标信号干扰比值，计算信号干扰比误差：

SIR_Error_i＝|SIR_i-SIR_Target_i|                            (2)

步骤S106，对所述信号干扰比误差值进行IIR滤波：

SIR_Error_filtered＝SIR_Error_filtered*α+SIR_Error_i*(1-α) (3)

其中，α为IIR滤波系数；以及

步骤S108，预测调度生效时刻m的信号干扰比值：

SIR_m＝SIR_Target_m+β*SIR_Error_filtered                    (4)

其中，β是SIR_margin补偿因子。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，在所述步骤S106中，所述α的取值范围为0＜α＜1。

3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，在所述步骤S108中，所述β的取值范围为-1＜β＜1。

4.根据权利要求3所述的预测方法，其特征在于，在小区噪声抬升量超过门限的概率尽可能小的情况下，所述β＞0，以及在获得最大小区上行容量的情况下，所述β＜0。

5.根据权利要求4所述的预测方法，其特征在于，在增强专用传输信道传输时间间隔为10ms的情况下，n＝14，m＝i+4。

6.根据权利要求4所述的预测方法，其特征在于，在增强专用传输信道传输时间间隔为2ms的情况下，n＝2，m＝i+8。

7.根据权利要求6所述的预测方法，其特征在于，在所述步骤S104中，根据3GPP TS 25.214计算出的压缩模式下目标信号干扰比，使SIR_Target对于所述移动台处于压缩模式下压缩帧取值为SIR_{cm_target}。

8.根据权利要求7所述的预测方法，其特征在于，在所述移动台处于所述压缩模式下的所述压缩帧时的所述β大于非压缩帧的所述β。

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