CN101568145B - 一种lte系统cqi上报实现方法 - Google Patents

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CN101568145B CN2009101038664A CN200910103866A CN101568145B CN 101568145 B CN101568145 B CN 101568145B CN 2009101038664 A CN2009101038664 A CN 2009101038664A CN 200910103866 A CN200910103866 A CN 200910103866A CN 101568145 B CN101568145 B CN 101568145B
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Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种LTE系统CQI上报实现方法，本发明提供一种LTE系统CQI上报实现方法，确定CQI序号与ITBS的对应关系，仿真建立SINR与CQI序号之间映射关系；本发明提供一种LTE系统多模式间CQI上报实现方法，用于多模式间CQI上报，以其中一种模式下的SINR与CQI序号之间映射关系为基础，根据各种传输模式之间斜率、截距关系，其他传输模式下的CQI序号以此SINR与CQI序号之间映射关系为基础通过拟合等式获取，本发明有效解决了不同的编码速率和调制方式形成的CQI组合情况较多，大量的仿真给出每一种映射关系，不利于实现的问题并且实现简单，极大节省了存储空间。

Description

一种LTE系统CQI上报实现方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种长期演进LTE(Long TermEvolution)系统信道质量指示CQI上报实现方法。
背景技术
为了满足人们日益增加对数据业务的需求，第三代合作伙伴计划(The 3rdgeneration Partnership Project，简称3GPP)启动了3GPP“长期演进项目”，简称3GPP LTE项目，该项目旨在通过不断演进的3G系统，提供更强大的数据业务支持，为用户提供更好的服务。
TD-HSDPA(支持高速下行分组接入(HSDPA)的TD-SCDMA系统)和LTE系统的关键技术包括调度和自适应调制编码技术。调度就是系统根据当前信道质量的反馈、有待调度的数据量、用户设备(User Equipment，简称UE)能力等资源，动态地将最合适的时频资源分配给某个用户，最大限度地提高系统吞吐量。自适应调制编码就是自适应的调整传输数据的调制方式和编码速率，以补偿由于信道变化对接收信号造成的衰落影响，进而提高信号的信噪比性能，最终获得较高的系统吞吐量。
在TD-HSDPA系统中，为了实现调度和自适应调制编码技术，需要UE根据当前的接收信号获得信干噪比(信号与干扰和噪声之和的比，简称SINR，单位为分贝dB)，然后将SINR映射到信道质量指示(Channel QualityInformation，简称CQI，通常包括编码速率和调制方式信息)，并将CQI序号反馈给NodeB，NodeB根据CQI序号和其它信息(例如数据量、UE能力等)确定发送数据的数据块长度和调制方式。为了实现SINR到CQI序号的映射，在UE内需要建立SINR到CQI序号的映射关系。在TD-HSDPA系统中，SINR映射到CQI序号的方法如下，对一种TBsize(UE的传输块大小)和调制方式的组合仿真出一条SINR与误块率(Block Error Rate，简称BLER)的关系曲线。在每一SINR-BLER曲线中找到BLER等于最大误块率(根据3GPP技术规范的要求，最大误块率需小于等于0.1)的SINR值，该SINR值定义为映射到该TBsize和调制方式组合下的SINR值，然后类似地仿真出各种TBsize和调制方式组合下的SINR值，从而建立起SINR与CQI序号的映射关系。
LTE系统是以物理资源块PRB(Physical Resource Block)为最小物理资源单元进行调度和分配，LTE系统的传输块大小TBsize与物理资源块PRB个数NPRB密切相关，3GPP协议36.213定义了27种传输块序号ITBS，每一个传输块序号ITBS对应110个NPRB，传输块大小TBsize与PRB个数NPRB对应关系如3GPP协议36.213表7.1.7.2.1-1，截取其中一部分如下：
表1
Figure GSB00000411609500031
LTE系统的UE可以根据自身能力支持不同的物理资源块数量和调制方式，3GPP协议定义了32种调制阶数(由调制方式确定)和传输块序号的对应关系，用IMCS序号表示，见3GPP协议36.213表7.1.7.1-1，如下表所示：
表2
Figure GSB00000411609500032
LTE系统定义了16种CQI组合方式，由CQI序号表示，各个CQI序号所代表的调制方式和编码速率等信息见3GPP协议36.213表7.2.3-1，如下表所示：
表3
Figure GSB00000411609500041
LTE系统是以物理资源块PRB(Physical Resource Block)为最小物理资源单元进行调度和分配，UE可以根据自身能力支持不同的物理资源块个数，这样不同的编码速率和调制方式形成的CQI组合情况较多，采用现有技术的方法，需要大量的仿真给出每一种映射关系，不利于实现。并且，LTE系统下行支持单天线、发射分集和空间复用等多种传输模式，如果采用现有的技术，需要根据每种传输模式定义各自的CQI表，终端根据传输模式，选择对应的CQI表上报，不仅增加了UE计算复杂度，还会因存储这些映射关系占用了较多的存储空间。
发明内容
为解决不同的编码速率和调制方式形成的CQI组合情况较多，大量的仿真给出每一种映射关系，不利于实现的问题，本发明提供了一种LTE系统CQI上报实现方法。
本发明的一种长期演进LTE系统信道质量指示CQI上报实现方法，其特征在于确定CQI序号与传输块序号ITBS的对应关系，仿真建立信干噪比SINR与CQI序号之间映射关系；
所述确定CQI序号与ITBS的对应关系包括以下步骤：
A1.计算每一个ITBS对应的物理资源块PRB个数NPRB的编码速率coderate；
编码速率code rate定义为：
Figure GSB00000411609500051
其中，CRC为循环冗余校验码的大小，对于下行数据共享信道PDSCH固定为24比特，TBsize为传输块大小；
A2.计算每一个ITBS所对应的所有NPRB的平均编码速率Code Rate；
A3.根据计算的平均编码速率Code Rate和协议3GPP 36.213中(如表3)定义的code rate之间的关系，确定CQI序号与ITBS的对应关系；
所述平均编码速率Code Rate和表3定义的code rate之间的关系为寻找与code rate×1024最接近的Code Rate×1024；
所述CQI序号与ITBS的对应关系为每一个CQI序号找到与其对应的某个ITBS。
所述仿真建立SINR与CQI序号之间映射关系包括以下步骤：
B1.在三种传输模式、单径下，仿真得到各个NPRB在不同调制方式及不同传输块大小时，使误块率BLER＜M的最小SINR；
其中，调制方式通过表2获取，传输块大小通过表1获取，M为满足技术规范3GPP 36.213要求的误块率；
B2.以ITBS为横轴，SINR值为纵轴，得到各个NPRB对应的SINR曲线。
B3.对不同下行带宽配置NRB的SINR曲线进行拟合，并对边界状态进行修正，得到本传输模式下的ITBS-SINR曲线，进而建立SINR与CQI序号之间映射关系；所述ITBS-SINR曲线为传输块序号-信干噪比曲线，是指对不同NRB的SINR曲线进行拟合，并对边界状态进行修正后的，以ITBS为横轴，SINR值为纵轴的曲线；
所述拟合方法可以采用近似直线，也可以采用高阶曲线完成拟合；
所述边界修正的方法为：在上边界和下边界时，取5种NRB的SINR较大值。
本发明利用每个ITBS对应的不同NPRB平均编码速率与code rate相似的特点，确定CQI序号与ITBS的对应关系，进而仿真建立SINR与CQI序号之间映射关系，有效解决了不同的编码速率和调制方式形成的CQI组合情况较多，大量的仿真给出每一种映射关系，不利于实现的问题。
为解决下行支持多种传输模式，需要根据各种传输模式定义各自的CQI表，终端根据传输模式，选择对应的CQI表上报，不仅增加了UE计算复杂度，而且存储这些映射关系会占用较大存储空间的问题，本发明提供一种LTE系统多模式间CQI上报实现方法，用于多模式间CQI上报。
本发明所提供的一种LTE系统多模式间CQI上报实现方法，其特征在于以其中一种传输模式下的SINR与CQI序号之间映射关系为基础，根据各种传输模式之间斜率、截距关系，其他传输模式下的CQI序号以此SINR与CQI序号之间映射关系为基础通过拟合等式获取；所述多模式为单天线模式、发射分集模式和空间复用模式三种传输模式；
所述各种传输模式之间斜率、截距关系为各种传输模式之间的ITBS-SINR曲线斜率相等、截距之间存在线性关系；
所述拟合等式为空间复用的截距＝单天线截距+4dB，发射分集截距＝单天线截距-3dB；
本发明用一个SINR与CQI序号对照表实现各种传输模式CQI上报，实现简单且极大节省了存储空间。
附图说明
图1是本发明一种LTE系统CQI上报实现方法的流程图；
图2是本发明确定CQI序号与ITBS的对应关系的流程图；
图3是本发明仿真建立SINR与CQI序号之间映射关系的流程图；
图4是本发明一种LTE系统多模式间CQI上报实现方法的流程图
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的一种LTE系统CQI上报实现方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由于篇幅有限，不可能对3GPP协议36.213中的有情况都罗列出来，以下实施例以信道带宽与物理资源块数量NPRB配置关系如下为例：
表4
 信道带宽(Mhz)   1.4   3   5   10   15   20
  NPRB   6   15   25   50   75   100
以上NPRB与ITBS对应关系见下表：
表5
  ITBS   NPRB＝6   NPRB＝15   NPRB＝25   NPRB＝50   NPRB＝100
  0   152   392   680   1384   2792
  1   200   520   904   1800   3624
  2   248   648   1096   2216   4584
  3   320   872   1416   2856   5736
  4   408   1064   1800   3624   7224
  5   504   1320   2216   4392   8760
  6   600   1544   2600   5160   10296
  7   712   1800   3112   6200   12216
  8   808   2088   3496   6968   14112
  9   936   2344   4008   7992   15840
  10   1032   2664   4392   8760   17568
  11   1192   2984   4968   9912   19848
  12   1352   3368   5736   11448   22920
  13   1544   3880   6456   12960   25456
  14   1736   4264   7224   14112   28336
  15   1800   4584   7736   15264   30576
  16   1928   4968   7992   16416   32856
  17   2152   5352   9144   18336   36696
  18   2344   5992   9912   19848   39232
  19   2600   6456   10680   21384   43816
  20   2792   6968   11448   22920   46888
  21   2984   7480   12576   25456   51024
  22   3240   7992   13536   27376   55056
  23   3496   8504   14112   28336   57336
  24   3624   9144   15264   30576   61664
  25   3752   9528   15840   31704   63776
  26   4008   9912   16416   32856   75376
本发明的一种LTE系统CQI上报实现方法，如图1所示，包括确定CQI序号与ITBS的对应关系，仿真建立SINR与CQI序号之间映射关系；
所述确定CQI序号与ITBS的对应关系包括以下步骤：
A1.计算每一个ITBS对应的NPRB的编码速率code rate；
编码速率code rate定义为：
CRC为循环冗余校验码的大小，对于下行数据共享信道(简称PDSCH)固定为24比特。
表6
  ITBS   NPRB＝6   NPRB＝15   NPRB＝25   NPRB＝50   NPRB＝100
  0   0.12222   0.11556   0.11733   0.11733   0.11733
  1   0.15556   0.15111   0.15467   0.152   0.152
  2   0.18889   0.18667   0.18667   0.18667   0.192
  3   0.23889   0.24889   0.24   0.24   0.24
  4   0.3   0.30222   0.304   0.304   0.30667
  5   0.36667   0.37333   0.37333   0.368   0.37067
  6   0.43333   0.43556   0.43733   0.432   0.43467
  7   0.51111   0.50667   0.52267   0.528   0.51467
  8   0.57778   0.58667   0.58667   0.592   0.59467
  9   0.66667   0.65778   0.672   0.67733   0.66667
  10   0.36667   0.37333   0.368   0.37067   0.36933
  11   0.42222   0.41778   0.416   0.41867   0.41733
  12   0.47778   0.47111   0.48   0.48267   0.48133
  13   0.54444   0.54222   0.54933   0.54667   0.53467
  14   0.61111   0.59556   0.61333   0.59467   0.59467
  15   0.63333   0.64   0.656   0.64267   0.64133
  16   0.67778   0.69333   0.67733   0.69067   0.68933
  17   0.5037   0.49778   0.51556   0.51378   0.51289
  18   0.54815   0.55704   0.55822   0.55644   0.54844
  19   0.60741   0.61037   0.60089   0.59911   0.61244
  20   0.65185   0.65778   0.64356   0.64178   0.65511
  21   0.6963   0.70519   0.70756   0.71289   0.71289
  22   0.75556   0.75259   0.76089   0.76622   0.76889
  23   0.81481   0.8   0.79289   0.79289   0.80089
  24   0.84444   0.85926   0.85689   0.85511   0.86133
  25   0.87407   0.89481   0.88889   0.88711   0.89067
  26   0.93333   0.93037   0.92089   0.91911   1.0524
A2.计算每一个ITBS所对应的所有NPRB的平均编码速率Code Rate。
从表6可以看出同一个ITBS对应的各NPRB的编码速率code rate相差不大，因此，可以将同一个ITBS所对应的所有NPRB的编码速率code rate做近似处理，计算每一个ITBS所对应的所有NPRB的平均编码速率CodeRate，用平均编码速率Code Rate来近似代替所有NPRB的code rate。
A3.根据计算的平均编码速率Code Rate和表3定义的code rate之间的关系，确定CQI序号与ITBS的对应关系。
所述平均编码速率Code Rate和表3定义的code rate之间的关系为寻找与code rate×1024最接近的Code Rate×1024。
所述CQI序号与ITBS的对应关系为每一个CQI序号找到与其对应的某个ITBS。本实施例的对应关系见下表所示。
表7
Figure GSB00000411609500101
Figure GSB00000411609500111
所述仿真建立SINR与CQI序号之间映射关系包括以下步骤：
B1.仿真得到各个CQI序号对应的ITBS下各个NPRB在不同调制方式及不同传输块大小时，使误块率BLER＜M的最小SINR。
其中，本实施例调制方式通过表2获取，传输块大小通过表5获取，M为满足技术规范要求的误块率，本实施例取值0.1。
B2.以ITBS为横轴，SINR值为纵轴，得到各个NPRB对应的SINR曲线。
B3.对不同NRB的SINR曲线进行拟合，并对边界状态进行修正，得到本传输模式下的ITBS-SINR曲线，进而根据表7建立SINR与CQI序号之间映射关系，如表8所示SINR与CQI序号对照表。
所述拟合方法为：可以采用近似直线，也可以采用高阶曲线完成拟合。
本实施例采用直线拟合，首先求得各个NRB的SINR曲线对应的近似直线(斜率和截距)，然后计算斜率和截距的平均值，最后根据计算得到的斜率和截距得到拟合曲线。
仿真发现，在ITBS较小值时SINR基本不随ITBS的变化而变化，在ITBS较大时，SINR增大的趋势和中间相比明显变大，为了避免上报时选择不能负荷的ITBS，导致吞吐量下降，所以进行上边界和下边界修正。所述边界修正的方法为：在上边界和下边界时，取5种NRB的SINR较大值。
表8
  CQI index   Coding rate×1024   SINR
  1   78
  2   120   8dB
  3   193   8dB
  4   308   8dB
  5   449   9.2951dB
  6   602   11.122dB
  7   378   13.8624dB
  8   490   15.6893dB
  9   616   17.5162dB
  10   466   20.2566dB
  11   567   22.0835dB
  12   666   23.9104dB
  13   772   25.7373dB
  14   873   25.7373dB
  15   948   25.7373dB
在数据传输过程中，UE根据当前的接收信号获得SINR，然后将SINR映射到CQI序号，并将该CQI序号反馈给网络端，网络端根据表3通过CQI序号和其它信息确定发送数据的调制方式和编码速率。
作为另一优选实施方式，以其中一种模式下的SINR与CQI序号之间映射关系为基础，在模式转变时，根据各种传输模式之间斜率、截距关系，其他传输模式下的CQI序号以此SINR与CQI序号之间映射关系为基础通过拟合等式获取。
所述各种传输模式之间斜率、截距关系为各种传输模式之间的ITBS-SINR曲线斜率相等、截距不同的关系；
本实施例选择单天线模式为基础，在模式转变时，其他传输模式下的CQI序号以单天线模式下SINR与CQI序号之间映射关系为基础通过拟合等式获取。
根据实验仿真可知，由单天线模式转变为发射分集模式时，将单天线模式下估计的SINR值+3dB再从SINR与CQI序号对照表中找到最接近的CQI序号；或者，由单天线模式转变为为空间复用模式时，将单天线模式下估计的SINR值-4dB再从SINR与CQI序号对照表中找到最接近的CQI序号。
这样只有存储一个SINR与CQI序号对照表，即可完成三种传输模式CQI上报，大大简化了实现的复杂度和存储空间。
本领域技术人员显然清楚并且理解，本发明系统和方法所举的以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明。虽然通过实施例有效描述了本发明，本领域技术人员知道，本发明存在许多变化而不脱离本发明的精神。在不背离本发明的精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明方法做出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种长期演进LTE系统信道质量指示CQI上报实现方法，其特征在于，确定CQI序号与传输块序号ITBS的对应关系，仿真建立信干噪比SINR与CQI序号之间映射关系；
所述确定CQI序号与ITBS的对应关系包括以下步骤：
A1.计算每一个ITBS对应的物理资源块PRB个数NPRB的编码速率coderate；
其中，编码速率code rate定义为： 
Figure FSB00000411609400011
CRC为循环冗余校验码的大小，对于下行数据共享信道PDSCH固定为24比特，TBsize为传输块大小；
A2.计算每一个ITBS所对应的所有NPRB的平均编码速率Code Rate；
A3.根据计算的平均编码速率Code Rate和协议3GPP 36.213中定义的code rate之间的关系，确定CQI序号与ITBS的对应关系；
所述平均编码速率Code Rate和表3定义的code rate之间的关系为寻找与code rate×1024最接近的Code Rate×1024；
所述CQI序号与ITBS的对应关系为每一个CQI序号找到与其对应的某个ITBS；
表3
Figure FSB00000411609400012
Figure FSB00000411609400021
所述仿真建立SINR与CQI序号之间映射关系包括以下步骤：
B1.在三种传输模式、单径下，仿真得到各个NPRB在不同调制方式及不同传输块大小时，使误块率BLER＜M的最小SINR；
其中，调制方式通过表2获取，传输块大小通过表1获取，M为满足技术规范3GPP 36.213要求的误块率；
表1
Figure FSB00000411609400022
表2
Figure FSB00000411609400032
B2.以ITBS为横轴，SINR值为纵轴，得到各个NPRB对应的SINR曲线；
B3.对不同下行带宽配置NRB的SINR曲线进行拟合，并对边界状态进 行修正，得到本传输模式下的ITBS-SINR曲线，进而建立SINR与CQI序号之间映射关系；所述ITBS-SINR曲线为传输块序号-信干噪比曲线，是指对不同NRB的SINR曲线进行拟合，并对边界状态进行修正后的，以ITBS为横轴，SINR值为纵轴的曲线；
所述拟合方法可以采用近似直线，也可以采用高阶曲线完成拟合。
2.如权利要求1所述的一种LTE系统CQI上报实现方法，其特征在于，所述边界修正的方法为在上边界和下边界时，取5种NRB的SINR较大值。
3.一种LTE系统多模式间CQI上报实现方法，用于多模式间CQI上报，其特征在于以其中一种传输模式下的SINR与CQI序号之间映射关系为基础，根据各种传输模式之间斜率、截距关系，其他传输模式下的CQI序号以此SINR与CQI序号之间映射关系为基础通过拟合等式获取；所述多模式为单天线模式、发射分集模式和空间复用模式三种传输模式；
所述各种传输模式之间斜率、截距关系为各种传输模式之间的ITBS-SINR曲线斜率相等、截距之间存在线性关系；所述ITBS-SINR曲线为传输块序号-信干噪比曲线，是指对不同NRB的SINR曲线进行拟合，并对边界状态进行修正后的，以ITBS为横轴，SINR值为纵轴的曲线；
所述截距之间存在线性关系为空间复用的截距＝单天线截距+4dB，发射分集截距＝单天线截距-3dB。 
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