CN101442782B - 码道调度方法、装置及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码道调度方法，包括步骤：利用UE发送来的信道质量指示，计算出编码率；利用用户设备UE发送来的信道质量指示CQI，计算出编码率；当所述编码率小于预置的最小编码率阈值时，减小为所述UE分配的码道数目；当所述编码率大于预置的最大编码率阈值时，增加为所述UE分配的码道数目。采用本发明，能够使受强干扰而低信噪比的边缘UE得到更高的传输效率，从而改善整个系统的传输效率和质量。与上述方法相对应，本发明还提供一种码道调度装置及Node B。

Description

码道调度方法、装置及基站

技术领域

本发明涉及第三代移动通信(3GPP)的高速下行分组接入(High SpeedDownlink Packet Access，HSDPA)技术领域，尤其涉及一种HSDPA通信系统码道调度方法及装置。

背景技术

在HSDPA通信系统中，引入了自适应调制编码(Adapt ModulationCoding，AMC)技术，AMC主要有两个优点，一是处于有利位置的用户设备(User Equipment，UE)可以得到更多的数据速率，提高小区平均吞吐量；二是链路自适应基于改变调制编码方案代替改变发射功率，以减小冲突。AMC的引入和实现需要对原有系统进行很多补充，比如在UE端进行信道测量、反馈信道指示、在基站(Node B)端的分组发送中改变编码调制。

关于AMC这种自适应操作的简单过程可以描述为以下步骤。

1、UE接收下行控制信道(HS-SCCH)消息，指示下一个高速共享下行信道(HS-DSCH)传输的资源分配情况；

2、UE进行相应的信道测量，这个测量可以通过导频信道获得；

3、根据HS-DSCH资源分配情况和测量结果，UE产生一个信道质量指示(Channel Quality Identifier，CQI)，并在相应上行控制信道(HS-SICH)报告给Node B；这个CQI包括UE建议的传输块大小(Recommended Transport-block Size，RTBS)和调制格式(Recommended Modulation Format，RMF)；

Node B根据RTBS和RMF，推算对应的编码率，编码率以RC表示，计算公式如下：

$\mathrm{Rc}=\frac{\mathrm{RTBS}}{2\×44\×\mathrm{Slot}\×N_{\mathrm{ch}}}$ ，调制方式为QPSK(四相移键控)

$\mathrm{Rc}=\frac{\mathrm{RTBS}}{4\×44\×\mathrm{Slot}\×N_{\mathrm{ch}}}$ ，调制方式为16QAM(正交幅度调制)

其中，Slot为时隙数目，根据UE能力级别，取值通常为{2，3，4，5}中的一个值；N_ch为终端计算RTBS所归一化的码道数目，通常为16。    

4、Node B在HS-SCCH上携带UE的控制信息，并在分配的HS-DSCH TTI上采用相应的传输格式发送给UE。

从上面AMC实现不难看出，现有HSDPA系统一般给UE分配最大的码道数目，而且，由于HSDPA采用了短码扩频，所以当UE位于小区边缘时，邻区同频干扰比较明显，这样，边缘UE通常只能得到较低的信噪比，通过AMC，最后采用很低的编码率进行传输，这会降低整个HSDPA系统的传输效率。

另外，HSDPA系统可采用联合检测技术有效降低系统干扰，为了降低小区边缘UE的同频干扰，优化的联合检测技术能够自动检测出邻小区和本小区中最强的那部分干扰，通过联合检测进行干扰消除。然而，由于UE处理能力和扩频系数的限制，通常情况下，UE进行联合检测总的码道数目为16个码道，这样，UE就没有码道资源再进行邻区强干扰的联合检测。

可见，现有Node B对UE码道资源调度方案中，由于一般分配较大码道数目，而导致通信系统传输效率的降低，并且不利于边缘用户的联合检测，降低传输质量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种HSDPA通信系统码道调度方法及装置，以解决现有方案传输效率及质量下降的问题。

为此，本发明实施例采用如下技术方案：

一种码道调度方法，包括：利用用户设备UE发送来的信道质量指示CQI，计算出编码率；当所述编码率小于预置的最小编码率阈值时，减小为所述UE分配的码道数目；当所述编码率大于预置的最大编码率阈值时，增加为所述UE分配的码道数目。

在计算出编码率之后、判断所述编码率是否在阈值的编码率范围内之前，还包括：对所述编码率进行平滑滤波，采用平滑滤波后的编码率执行后续步骤。

对所述编码率进行平滑滤波的公式为：

R_cf(1)＝R_c(1)，R_cf(n+1)＝k*R_cf(n)+(1-k)*R_c(n+1)n≥1，

其中，R_c为平滑滤波前的编码率，R_cf为经平滑滤波处理后的编码率，k为大于0小于1的常数。

一次性减小或增加为所述UE分配的码道数目。

减小为UE分配码道数目的公式为：

N_max(n+1)＝max{|N_total*R_c/R_d|，1}；

增加为UE分配码道数目的公式为：

N_max(n+1)＝min{|N_total*R_c/R_u|，N_total}

其中，R_c为编码率，R_d为最小编码率阈值，R_u为最大编码率阈值，N_total为最大码道数目为，N_max(n+1)表示第n+1次为UE分配的最大码道数目，||表示取整运算。

逐步减小或增加为所述UE分配的码道数目，直到编码率落在预置的编码率范围内。

减小为UE分配码道数目的公式为：

N_max(n+1)＝max{N_max(n)-N_step，1}；

增加为UE分配码道数目的公式为：

N_max(n+1)＝min{N_max(n)+N_step，N_total}

其中，N_total为最大码道数目，N_max(n+1)表示第n+1次为UE分配的最大码道数目，N_step为预置的每次码道调整步长。

一种码道调度装置，包括用于接收UE发来的CQI的CQI接收单元、用于利用CQI信息计算出编码率的计算单元，还包括：范围预置单元，用于设置大于最小编码率阈值、小于最大编码率阈值的编码率范围；判断单元，用于判断所述计算单元计算出的编码率是否在所述范围预置单元预置的编码率范围内：如果编码率小于最小编码率阈值，发出减小指示，如果编码率大于最大编码率阈值，发出增加指示；减小执行单元，在所述判断单元发出减小指示时，用于减小为所述UE分配的码道数目；增加执行单元，在所述判断单元发出增加指示时，用于增加为所述UE分配的码道数目。

所述装置还包括：编码率优化单元，用于对所述计算单元计算出的编码率进行平滑滤波处理，得到优化编码率；所述判断单元，是采用所述优化编码率与预置的编码率范围进行比较的。

一种用于码道调度的基站，包括用于接收UE发来的信道质量指示CQI的CQI接收单元、用于利用CQI信息计算出编码率的计算单元，还包括：范围预置单元，用于设置大于最小编码率阈值、小于最大编码率阈值的编码率范围；判断单元，用于判断所述计算单元计算出的编码率是否在所述范围预置单元预置的编码率范围内，若是，退出，否则，如果编码率小于最小编码率阈值，发出减小指示，如果编码率大于最大编码率阈值，发出增加指示；减小执行单元，在所述判断单元发出减小指示时，用于减小为所述UE分配的码道数目；增加执行单元，在所述判断单元发出增加指示时，用于增加为所述UE分配的码道数目。

所述基站还包括：编码率优化单元，用于对所述计算单元计算出的编码率进行平滑滤波处理，得到优化编码率；所述判断单元是采用所述优化编码率与预置的编码率范围进行比较的。

采用本发明，能够使受强干扰而低信噪比的边缘UE得到更高的传输效率，从而改善整个系统的传输效率，尤其是对于采用了多小区联合检测的时分同步-码分多址接入(TD-SCDMA)系统，保证为联合检测预留码道，该方法能够进一步降低邻区干扰，提高边缘UE的传输效率和质量。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明方法实施例一流程图；

图3为本发明方法实施例二流程图；

图4为本发明装置结构示意图之一；

图5为本发明装置结构示意图之二。

具体实施方式

本发明核心在于，利用编码率调整码道数目，从而保证系统的传输效率和质量。

如前所述，当位于小区边缘时，UE通常只能够得到较低的信噪比，采用很低的编码率。而根据编码理论可知，编码率在一定范围内时，系统能够获得更低的纠错效率。在同样的总功率下，为一个UE分配过多的码道时，会得到较低的信噪比及极低的编码率，其传输效率不如将同样功率分配给UE较少的码道，这样每个码道上会得到一个较高的信噪比，同时使用较高的编码率，这有利于整个系统的传输效率的提高。

另一方面，如前也提到，如果总给UE分配所有的码道，UE自身信道用满了联合检测能力的所有码道，则没有能力进行其他干扰的联合检测，这对于UE的传输质量是一种牺牲，特别是对于边缘UE，传输质量难以保证。

本发明从上述分析入手，提出一种码道调度方法及装置，关键在于根据AMC计算得到的编码率RC，自适应调节分配给UE的每时隙的码道数目，从而改善系统的传输质量和效率。

参见图1，为本发明方法流程图，包括以下步骤：

步骤101：Node B利用UE发送来的CQI，计算出编码率；

步骤102：判断所述编码率是否在预置的编码率范围内，若是，执行步骤103，否则，执行步骤104或105；

步骤103：退出；

步骤104：当所述编码率小于最小编码率阈值时，减小分配给所述UE的码道数目；

步骤105：当所述编码率大于最大编码率阈值时，增加分配给所述UE的码道数目。

根据编码理论，通常情况下编码率在某个最优范围时，具有较高的编码效率，例如最优编码率范围为1/3～4/5，而当编码率低于1/3时，不能得到较好的效率。所以，本发明在Node B根据UE反馈的CQI指示计算出编码率RC后，判断编码率RC是否在上述最优的编码率范围内，如果不是，则需要对码道数目进行调整。调整的具体方式是，如果编码率小于最小编码率阈值时，减小为UE分配的码道数目，反之，当UE信道质量变好之后，如果编码率超过最大编码率阈值时，则可以自动的提高给UE分配的码道数目。

下面结合附图对本发明提供的实施例进行详细阐述。

首先介绍方法实施例一。

参见图2，为实施例一流程图，其中，重点改进在于步骤205～207，为了描述清楚完整，该流程图包括一些现有方案中的步骤。

步骤201：UE接收HS-SCCH消息，指示下一个HS-DSCH传输的资源分配情况；

步骤202：UE进行相应的信道测量，这个测量可以通过导频信道获得；

步骤203：根据HS-DSCH资源分配情况和测量结果，UE产生CQI，并在相应HS-SICH报告给Node B；

步骤204：Node B根据CQI中的RTBS和RMF，计算出编码率R_c；

当调制方式为QPSK时：

$\mathrm{Rc}=\frac{\mathrm{RTBS}}{2\×44\×\mathrm{Slot}\×N_{\mathrm{ch}}}$ .................................公式1

当调制方式为16QAM时：

$\mathrm{Rc}=\frac{\mathrm{RTBS}}{4\×44\×\mathrm{Slot}\×N_{\mathrm{ch}}}$ .................................公式2

步骤205：Node B判断计算出的编码率R_c是否在预置的[R_d，R_u]内，如果R_c不在预置的[R_d，R_u]内，则执行步骤206或步骤207，如果R_c在预置的[R_d，R_u]内，则直接执行步骤208；

其中，R_d为最小编码率阈值，R_u为最大编码率阈值，二者都可以通过仿真或者经验值获得。

步骤206：当R_c＜R_d时，减少为UE分配的码道数目；

具体地，假设系统最大码道数目为N_total，则第n+1次调度UE时，为UE分配的最大码道数目N_max(n+1)的调整方式为：

N_max(n+1)＝max{|N_total*R_c/R_d|，1}........................公式3

其中，||表示取整运算。

步骤207：当R_c＞R_u，且N_max＜N_total时，增加为UE分配的码道数目；

此时，为UE分配的最大码道数目N_max(n+1)的调整方式为：

N_max(n+1)＝min{|N_total*R_c/R_u|，N_total}..................公式4

步骤208：Node B在HS-SCCH上携带UE的控制信息，并在分配的HS-DSCH TTI上采用相应的传输格式发送给UE。

下面以TD-SCDMA的HSDPA为例来进一步说明。假设预置的最小编码率阈值R_d＝1/3，最大编码率阈值R_u＝2/3，为UE可分配的最大码道数N_total＝16，假设Node B通过UE发送的CQI，获知调制方式采用QPSK，并且通过公式2计算出R_c＝1/4，小于R_d，采用公式3进行调整，调整后，为该UE可分配的最大码道数目为12。

采用本发明的方法，能够使受强干扰而低信噪比的边缘UE得到更高的传输效率，从而改善整个系统的传输效率，尤其是对于采用了多小区联合检测的TD-SCDMA系统，保证为联合检测预留码道，该方法能够进一步降低邻区干扰，提高边缘UE的传输效率和质量。

下面介绍方法实施例二。

在上面介绍的实施例一中，可以通过公式3或公式4而一次性将码道调整到一定数目，而在本实施例中，是通过“逐步”调整的方式，简言之，当编码率在最优编码率范围之外时，通过每次对码道进行增加或减少“步长”的调整方式，直到调整后的编码率落在最优编码率范围之内为止。

实施例二与实施例一不同在于对步骤206、207的处理，参见图3，为代替实施例一步骤206、207的处理流程图，包括：

步骤301：设置码道调整步长N_step；

步骤302：当R_c＜R_d时，逐步减少为UE分配的码道数目；

具体地，为UE分配的最大码道数目N_max(n+1)的调整方式为：

N_max(n+1)＝max{N_max(n)-N_step，1}........................公式5

步骤303：判断码道调整后计算得到的编码率是否在[R_c，R_u]之内，若是，执行步骤208，否则，返回执行步骤302，继续调整分配的码道数目；

其中，码道调整后，可按照公式1或公式2重新计算出编码率。

步骤304：当R_c＞R_u时，逐步增加为UE分配的码道数目；

具体地，为UE分配的最大码道数目N_max(n+1)的调整方式为：

N_max(n+1)＝min{N_max(n)+N_step，N_total}..................公式6

步骤305：判断码道调整后计算得到的编码率是否在[R_c，R_u]之内，若是，执行步骤208，否则，返回执行步骤304，继续调整分配的码道数目。

实施例二的方式，每次调整比较平稳，尤其适合各种基于码分多址的HSDPA系统，对于采用了同频优化算法的TD-SCDMA系统，该方法能够使边缘UE的传输性能得到改善。

下面介绍本发明方法实施例三。

实际的通信系统中，由于信道衰落、测量误差等原因，为了提高稳定性，可以对采用公式1、2计算得到的编码率进行平滑。

本实施例是在上述介绍的基础上，对实施例一和实施例二的优化方案。具体地，是对步骤204计算得到的编码率R_c进行滤波处理，从而提高所获得的编码率R_c的准确性，最终保证调整码道的准确性。

在具体实施时，是在实施例一或实施例二的步骤204与步骤205之间，对编码率进行以下处理：

设第n+1次测量的编码率瞬时值R_c(n+1)，平滑后的编码率为R_cf(n+1)，则：

R_cf(1)＝R_c(1)

R_cf(n+1)＝k*R_cf(n)+(1-k)*R_c(n+1)n≥1…………………公式7

其中，k为常数，取值范围为0～1。

由此，可以对编码率进行平滑，提高精确度。

此后，在执行步骤205时，是采用平滑后的R_cf进行处理的。

与上述方法相对应，本发明还提供一种码道调度装置，该装置一般是NodeB的一个功能实体，当然也可以是独立存在的，在具体实现上，可以采用硬件实现，也可以采用软件实现，当然也可以采用硬件和软件结合的方式来实现。

参见图4，为该装置结构示意图。

其中，包括用于接收UE发来的CQI的CQI接收单元401，以及用于利用CQI信息计算出编码率的计算单元402，更关键在于，还包括范围预置单元403、判断单元404、减小执行单元405以及增加执行单元406。

其中，

范围预置单元403，用于设置大于最小编码率阈值、小于最大编码率阈值的编码率范围；

判断单元404，用于判断所述计算单元405计算出的编码率是否在所述范围预置单元403预置的编码率范围内：如果编码率小于最小编码率阈值，发出减小指示，如果编码率大于最大编码率阈值，发出增加指示；

减小执行单元405，在所述判断单元404发出减小指示时，用于减小为所述UE分配的码道数目；

增加执行单元406，在所述判断单元404发出增加指示时，用于增加为所述UE分配的码道数目。

另外，为了增加系统稳定性，参见图5，该装置还可以包括编码率优化单元501。该编码率优化单元501主要负责对计算单元402计算出的编码率进行优化，例如采用平滑滤波处理的方式进行优化，得到优化编码率。此时，判断单元404是采用所述优化编码率与预置的编码率范围进行比较的。

与上述方法和装置相对应，本发明还包括用于码道调度的Node B。该Node B功能改进在于上述介绍的装置，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种码道调度方法，其特征在于，包括：

利用用户设备UE发送来的信道质量指示CQI，计算出编码率；

当所述编码率小于预置的最小编码率阈值时，减小为所述UE分配的码道数目；

当所述编码率大于预置的最大编码率阈值时，增加为所述UE分配的码道数目。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在计算出编码率之后、判断所述编码率是否在阈值的编码率范围内之前，还包括：

对所述编码率进行平滑滤波，采用平滑滤波后的编码率执行后续步骤。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，对所述编码率进行平滑滤波的公式为：

R_cf(1)＝R_c(1)，R_cf(n+1)＝k*R_cf(n)+(1-k)*R_c(n+1)，n≥1，

其中，R_c为平滑滤波前的编码率，R_cf为经平滑滤波处理后的编码率，k为大于0小于1的常数。

4.根据权利要求1、2或3所述方法，其特征在于，一次性减小或增加为所述UE分配的码道数目。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，

减小为UE分配码道数目的公式为：

N_max(n+1)＝max{|N_total*R_c/R_d|，1}；

增加为UE分配码道数目的公式为：

N_max(n+1)＝min{|N_total*R_c/R_u|，N_total}

其中，R_c为编码率，R_d为最小编码率阈值，R_u为最大编码率阈值，N_total为最大码道数目，N_max(n+1)表示第n+1次为UE分配的最大码道数目，||表示取整运算。

6.根据权利要求1、2或3所述方法，其特征在于，逐步减小或增加为所述UE分配的码道数目，直到编码率落在预置的编码率范围内。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，

减小为UE分配码道数目的公式为：

N_max(n+1)＝max{N_max(n)-N_step，1}；

增加为UE分配码道数目的公式为：

N_max(n+1)＝min{N_max(n)+N_step，N_total}

其中，N_total为最大码道数目，N_max(n+1)表示第n+1次为UE分配的最大码道数目，N_step为预置的每次码道调整步长。

8.一种码道调度装置，包括用于接收UE发来的CQI的CQI接收单元、用于利用CQI信息计算出编码率的计算单元，其特征在于，还包括：

范围预置单元，用于设置大于最小编码率阈值、小于最大编码率阈值的编码率范围；

判断单元，用于判断所述计算单元计算出的编码率是否在所述范围预置单元预置的编码率范围内：如果编码率小于最小编码率阈值，发出减小指示，如果编码率大于最大编码率阈值，发出增加指示；

减小执行单元，在所述判断单元发出减小指示时，用于减小为所述UE分配的码道数目；

增加执行单元，在所述判断单元发出增加指示时，用于增加为所述UE分配的码道数目。

9.根据权利要求8所述装置，其特征在于，还包括：

编码率优化单元，用于对所述计算单元计算出的编码率进行平滑滤波处理，得到优化编码率；所述判断单元，是采用所述优化编码率与预置的编码率范围进行比较的。

10.一种用于码道调度的基站，包括用于接收UE发来的信道质量指示CQI的CQI接收单元、用于利用CQI信息计算出编码率的计算单元，其特征在于，还包括：

范围预置单元，用于设置大于最小编码率阈值、小于最大编码率阈值的编码率范围；

判断单元，用于判断所述计算单元计算出的编码率是否在所述范围预置单元预置的编码率范围内，若是，退出，否则，如果编码率小于最小编码率阈值，发出减小指示，如果编码率大于最大编码率阈值，发出增加指示；

减小执行单元，在所述判断单元发出减小指示时，用于减小为所述UE分配的码道数目；

增加执行单元，在所述判断单元发出增加指示时，用于增加为所述UE分配的码道数目。

11.根据权利要求10所述基站，其特征在于，还包括：

编码率优化单元，用于对所述计算单元计算出的编码率进行平滑滤波处理，得到优化编码率；所述判断单元是采用所述优化编码率与预置的编码率范围进行比较的。

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