CN102210120B - 在无线通信终端中的无线电链路性能预测 - Google Patents
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Abstract
一种用于在无线通信终端中预测无线电链路的性能的方法,包括:假设包括与已假设的第一码字相关联的信息的第二码字;从接收到的信号来获得信道状态信息;以及在第二码字可能未被正确解码的条件下,估计第一码字的解码器错误率,其中使用信道状态信息来估计解码器错误率。
Description
相关申请的交叉引用
本申请涉及在2008年11月7日提交的共同待决美国申请No.61/112,515,通过引用的方式将其内容并入本文,并且在35U.S.C.119之下要求其权益。
技术领域
本发明涉及无线通信,并且更具体地涉及在无线通信终端中基于已预测的解码器错误率来预测无线电链路性能。
背景技术
在一些无线通信系统中,对承载信息的码字(CW2)的解码要求对另一承载信息的码字(CW1)进行正确解码。由于对CW1进行解码是对CW2进行正确解码所必需的,因此可以通过术语“复合码字”来表示CW2。例如,CW1可以包含关于在发射CW2中使用的传输参数的信息,该信息是对CW2进行解码所必需的。传输参数可以包括:发射CW2的OFDM(正交频分复用)符号的数目;或者用于携带CW2的时间-频率子载波映射(例如,资源单元在映射码字的时间频率网格中的开始和范围);或者编码方案(例如,块码、卷积码、涡轮码(turbo-code)等)、或码率、或块尺寸、或编码信息比特长度、或调制类型、或在使用增量冗余的混合ARQ(自动重复请求)传输中的码字的冗余版本号;或发射天线类型(例如,SIMO(单输入多输出)、发射分集、空分复用等)、或者使用的预编码、或者传输等级等。
CW1和CW2可以对应于块码(线性或其他)或卷积码或涡轮码或未编码传输。通常,接收机首先对CW1进行解码,并且然后尝试对CW2进行解码。假定接收机想要预测CW2的实际解码器性能,则其必须将此与对CW1的解码可能错误这一事实结合考虑。在E-UTRA标准中,以上方法的一种应用是用于获得对PDCCH(物理下行链路控制信道)的总体错误概率的估计。在该示例中,CW1对应于物理控制格式化指示符信道(PCFICH),其包含关于PDCCH码字传输参数的信息,例如,如以下再现的36.211的表格6.7-1和36.212的表格5.3.4-1所规定的包含不同部署配置下的子帧中的控制信息的OFDM符号的数目。
[表6.7-1]用于PDCCH的OFDM符号的数目
[表5.3.4-1]:CFI码字
CW2对应于物理下行链路控制CH(PDCCH)码字。对PCFICH的正确解码是对PDCCH码字的正确解码所必需的。与PCFICH传输相对应的信道状态信息可以用于使用映射函数来估计块错误率,其中映射函数使用子载波级SINR信息。在假定已经对PCFICH进行正确解码的情况下,使用子载波级SINR信息的另一映射函数可以用于获得在解码PDCCH中的错误的条件概率。
在另一示例中,在E-UTRA链路中,假定通过嵌入在PDCCH码字中的DCI信息来调度物理下行链路共享信道(PDSCH)码字。然后,对PDSCH码字进行正确解码取决于对包含调度信息的PDCCH和PCFICH码字两者进行正确解码。
通常已知用于从在OFDM系统中的子载波SINR信息来估计与编码分组传输相对应的BLER的方法。两种公知的方法,有效指数和SINR映射(effective exponential-sum-of-SINR mapping)(EESM)和每比特平均互信息(mean mutual information per bit)(MMIB)映射使用以下原理,即与具有诸如编码类型、码字长度、信息尺寸(或替代地码率)、调制类型等的固定参数集的分组传输相对应的平均BLER函数可以用合适类型的基本函数来表示。第三方法是代替地将采样子载波SINR分布的第一很少矩(moment)映射到BLER。以下列出作为应用到OFDM系统的EESM、MMIB和第三方法。
假定发射了两个码字CW1和CW2。由于与CW2相关联的传输参数嵌入在CW1中,因此对CW1的正确解码是对CW2进行正确解码所必需的。现在,假定接收机想要估计对CW2解码的块错误率。基于对CW1进行正确解码来对CW2正确解码的概率可能不同于对CW2正确解码的概率。这可能由于一个和多个以下限制条件(side conditions)而发生:1.不同码字的码率、块尺寸的差异;2.用于对嵌入在两个码字中的信息进行编码的编码方案;以及3.操作SINR点、干扰统计等。在现有技术中,还未解决当这样的相关性存在时预测码字的块错误率的问题。
一旦仔细考虑以下详细描述和下述附图,则对本领域的普通技术人员来说本公开的各个方面、特征和优点将变得更显而易见。为了清楚附图可能已经被简化且未必按比例绘制。
附图说明
图1图示了通信系统。
图2图示了充当基站的计算系统的可能配置。
图3图示了UE框图。
图4是处理流程图。
具体实施方式
在本公开中,可以从码字1(CW1)的BLER以及在对CW1正确解码时对CW2解码的条件错误概率来估计码字2(CW2)的块错误率(BLER)。相比于使用估计器可实现的结果,这可以提供对CW2的错误率的更好估计,其中估计器使用在对CW1正确解码时对CW2解码的条件错误概率。
图1图示了包括通信网络102的通信系统100,通信网络102包括基站104和用户设备(UE)106。各种通信设备可以通过网络来交换数据或信息。网络可以是演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)或其他类型的电信网络。在一个实施例中,基站可以是网络中的服务器分布集。UE106可以是数种类型的手持或移动设备中的一种,诸如,移动电话、膝上型电脑、或者个人数字助理(PDA)。在一个实施例中,UE160还可以是有WIFI能力的设备、有WIMAX能力的设备、或其他无线设备。
图2图示了用来充当基站的计算系统的可能配置,包括:通过总线270连接的控制器/处理器210、存储器220、数据库接口230、收发器240、输入/输出(I/O)设备接口250、以及网络接口260。例如,基站可以实现任何操作系统,诸如MicrosoftUNIX、或LINUX。例如,可以用诸如C、C++、Java或Visual Basic的任何编程语言来编写客户端或服务器软件。服务器软件可以运行在应用框架上、诸如服务器或框架。
在图2中,控制器/处理器210可以是任何可编程处理器。还可以在通用或专用计算机、可编程微处理器或微控制器、外围集成电路元件、专用集成电路或其他集成电路、诸如分离元件电路的硬件/电子逻辑电路、或诸如可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列的可编程逻辑器件等上实现本公开的主题。一般而言,本文所述的能够实现判定支持方法的任何一个和多个设备可以用于实现本发明的判定支持系统功能。
在图2中,存储器220可以包括:易失性或非易失性数据储存器,包括一个和多个电、磁或光存储器,诸如随机存取存储器(RAM)、高速缓冲存储器、硬驱动器、或其他存储设备。存储器可以具有快速访问特定数据的高速缓冲存储器。存储器220还可以连接到光盘只读存储器(CD-ROM)、数字视频盘只读存储器(DVD-ROM)、DVD读写输入、磁带驱动器、或允许将媒体内容直接上传到系统中的其他可拆卸存储设备。
可以将数据存储在存储器中或单独的数据库中。在图2中,控制器/处理器210可以使用数据库接口230来访问数据库。数据库可以包含用于将UE连接到网络的任何格式化数据。收发器240可以创建与UE的数据连接。I/O设备接口250可以连接到一个和多个输入设备,其可以包括:键盘、鼠标、笔操作触摸屏或监视器、语音识别设备、或接受输入的任何其他设备。I/O设备接口250还可以连接到一个和多个输出设备,诸如监视器、打印机、磁盘驱动器、扬声器、或被设置用来输出数据的任何其他设备。I/O设备接口250可以从网络管理员接收数据任务或连接准则。
网络连接接口260可以连接到通信设备、调制解调器、网络接口卡、收发器、或能够对网络发射和接收信号的任何其他设备。网络连接接口260可以用于将客户端设备连接到网络。网络连接接口260可以用于将电话会议设备连接到用于将用户连接到电话会议中的其他用户的网络。可以经由例如电总线270连接或者无线地链接基站的组件。
客户端软件或数据库可以由控制器/处理器210从存储器220访问,且可以包括例如:数据库应用、文字处理应用,以及体现本发明的判定支持功能的组件。例如,基站可以实施任何操作系统,诸如MicrosoftLINUX、或UNIX。例如,可以用诸如C、C++、Java或VisualBasic的任何编程语言来编写客户端或服务器软件。尽管并未要求,但是至少部分在可由诸如通用计算机的电子设备执行的诸如程序模块的计算机可执行指令的一般背景中,描述了本发明。通常,程序模块包括:执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程程序、对象、组件、数据结构等。此外,本领域的技术人员将理解,可以在具有很多类型的计算机系统配置的网络计算环境中实施本发明的其他实施例,包括:个人计算机、手持设备、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费电子产品、网络PC、小型计算机和大型计算机等。
图3以框图形式图示了配置为UE的电信装置或电子设备的一个实施例。UE包括收发器302,收发器302能够通过网络102发送和接收数据。UE包括执行存储的程序的处理器304。UE还可以包括:处理器304使用的易失性存储器306和非易失性存储器308。UE可以包括用户输入接口310,用户输入接口310可以包括:诸如键盘、显示器和触摸屏等的元件。UE通常还包括:可以包括显示屏的用户输出设备;可以包括诸如麦克风、耳机和扬声器的元件的音频接口312。UE还可以包括可以附接附加元件的组件接口314,例如,通用串行总线(USB)接口、以及电源316。
考虑使得至少两个码字是传输的一部分的无线系统中的传输,其中只有当对已发送的一个或多个码字正确解码,才能对剩余的一个码字(表示为“主要码字”)正确解码。这些其他码字包含关于用于主要码字的传输参数的一些基本信息。
接收机需要估计与主要码字的解码相关联的块错误率(BLER)。这可以通过使用以下列出的等式来完成。基于与其正确解码是对主要码字进行正确解码所必需的码字的解码相关联的一些错误概率,接收机可以使用信道状态信息来估计主要码字的BLER。替代地,基于与其正确解码是对主要码字进行正确解码所必需的码字的解码相关联的一些错误概率,接收机可以使用从基准信号或导频传输中获得的对信道状态信息的估计以及对干扰/噪声统计的估计来估计主要码字的BLER。信道状态信息包括例如:SINR简档、或干扰统计(方差)、信道系数的估计以及其他信道信息。
图4图示了用于在无线通信终端中的处理的流程图,用于预测无线电链路的性能。在410,终端假设第一码字。在430,终端假设包括与第一码字相关联的信息的第二码字。在一个实施例中,第一码字对应于控制信道,并且第二码字对应于控制格式指示符信道,其携带与控制信道的传输参数相关的信息。在另一实施例中,第一码字对应于数据净荷,并且第二码字对应于确定数据净荷的传输参数和调度信息所必需的控制信道。
在一个实现中,在第二码字中与第一码字相关联的信息是与以下中的任何一个相对应的传输参数:第一码字被映射到的符号的数目、或者第一码字被映射到的时间频率资源、或者用于生成第一码字的编码方法、或者第一码字的净荷的信息尺寸、或者第一码字的块长度、或者第一码字的速率、或者第一码字的冗余版本号、或者用于第一码字的发射天线配置、或者用于第一码字的预编码。
在图4中,在430,终端从接收到的信号获得信道状态信息。在440,在第二码字可能未被正确解码的条件下,终端估计第一码字的解码器错误率,其中使用信道状态信息来估计解码器错误率。在一些实施例中,终端基于已估计的第一码字的解码器错误率来确定无线电链路的同步状态。
在另一实施例中,终端假设包括与第二码字相关联的信息的第三码字。在第二和第三码字可能未被正确解码的条件下,估计第一码字的解码器错误率,其中使用包括信道状态信息的映射函数来估计解码器错误率。在特定实现中,第一码字对应于数据净荷,并且第二码字对应于控制信道,其中第二码字的信息包括数据净荷的传输参数和调度信息,并且第三码字对应于控制格式指示符信道,其中第三码字的信息包括与控制信道的传输参数相关的信息。此处同样可以基于已估计的用于第一码字的解码器错误率来生成信道质量指示报告。第三码字中的信息是与以下中的任何一个相对应的传输参数:第二码字被映射到的符号的数目、或者第二码字被映射到的时间频率资源、或者用于生成第二码字的编码方法、或者第二码字的净荷的信息尺寸、或者第二码字的块长度、或者第二码字的速率、或者第一码字的冗余版本号、或者用于第二码字的发射天线配置、或者用于第二码字的预编码。
在一个实施例中,假定接收机尝试对CW1进行解码(并且使用嵌入的信息),并且然后尝试对CW2进行解码。对CW2解码的错误概率可以表示如下,
pe(CW2)=1-(1-pe(CW1))(1-pe(CW2|CW1被正确解码))
其中,pe(CW1)是与CW1相关联的解码错误的概率,并且pe(CW2|CW1被正确解码)是当CW1已被正确解码时,对CW2解码错误的条件概率。
假定接收机基于信道状态信息来估计pe(CW2)。然后,使用信道状态信息,其可以估计pe(CW1)和pe(CW2|CW1被正确解码),并且然后使用以上等式来估计pe(CW2)。
可以归纳该概念,以估计码字CWn的BLER,CWn的解码以对数个其他码字CW1,CW2,…,CW(n-1)的正确解码为条件。可以将CWn的解码错误的概率表示为:
pe(CWn)=1-(1-pe(CW1|...|CWn-1))(1-pe(CWn|CW1,...,CWn-1被正确解码)),
其中pe(CW1|...|CWn-1)是码字CW1,CW2,…,CW(n-1)中任何一个未被正确解码的概率,并且pe(CWn|CW1,...,CWn-1被正确解码)是给出CW1,…,CW(n-1)已被正确解码时,对CWn正确解码的概率。码字CW1,…,CWn之间的相互关系可以用于进一步简化以上等式。
在第二实施例中,呈现了一种方法,用于从与两个码字被映射到的时间频率资源相对应的信道状态信息直接估计复合码字的BLER。首先,我们列出用于两个码字情况的一些方法(即,对一个码字的解码取决于对另一码字的正确解码),并且然后列出用于多个码字情况的方法(即,对一个码字的解码以对两个或两个以上其他码字的正确解码为条件)。
两个码字情况:假定接收机尝试对CW1进行解码(并且使用嵌入信息),并且然后尝试对CW2进行解码。替代地,两个子载波信息集和可以用于获得相关度量。通过修改以下三种方法之一:有效指数和SINR映射(EESM)方法、每比特平均互信息(MMIB)方法或SINR矩方法,我们可以如下结合地获得整体PDCCH BLER。
EESM方法。假定CW是已发射的码字,并且pe(CW)表示CW被错误解码的概率。然后,在EESM方法中,函数feesm(·)映射定义为的有效SNR,其中N是码字长度,β是使用适当的曲线拟合准则(例如,最小-最大、最小二乘等)推导出的参数,并且是从用于已编码比特的子载波SINR信息获得的逐比特SINR。使用仿真来校准映射feesm(·),随后,近似值pe(CW)≈feesm(γeff)可以用于使用子载波SINR信息来估计BLER。一种修改后的EESM方法如下: 和 可以在映射pe(CW2)≈geesm(γeff,ηeff)中结合使用,其中geesm(·)是在仿真中校准的结合映射。
MMIB方法。在MMIB方法中,通常,每比特互信息函数被表示为作为基本函数集的J函数。J函数是调制(例如,QPSK、16QAM等)相关的,并且将逐比特SINR映射到每比特互信息度量。然后,将平均互信息度量映射到BLER,并且使用仿真来校准映射函数fmmib(·)。随后,近似值pe(CW)≈fmmib(Imean),其中Imean是逐比特互信息度量的平均值,可以用于估计BLER。一种已修改的MMIB方法如下:和分别对应于用于CW1和CW2的MMIB度量,比如,从和推导出的度量。可以对结合映射gmmib(·)进行校准,以使用近似值 来估计整体CW2BLER。
SINR矩方法:替代地,可以通过将子载波SINR简档的第一很少矩用作为输入来估计BLER。假定等表示SINR序列的第一、第二、第三和更高的中心矩,定义为然后,可以校准映射函数fsinr(·),使得使用表达式来估计BLER。修改后的SINR矩方法如下:与CW1和CW2,从和推导出的和相对应的第一很少SINR矩可以用于校准结合映射gsinr(·),以使用近似值 来估计整体CW2BLER。
多个码字情况:可以将以上映射方法归纳为以下情况,当需要对码字CWn估计BLER时,CWn的解码取决于对数个其他码字CW1,CW2,…,CW(n-1)的正确解码。可以如下对三种方法构造结合映射函数。
EESM方法:
MMIB方法:
SINR矩方法:
尽管已经用确立发明人拥有并使得普通技术人员能够制造和使用本公开的方式,对本公开及其最佳模式进行了描述,但是将理解,本文公开的示例性实施例存在等同物,并且在不偏离本发明的范围和精神的情况下,可以作出修改和变化,本发明的范围和精神受限于所附权利要求而不是示例性实施例。
Claims (21)
1.一种用于在无线通信终端中预测无线电链路的性能的方法,所述方法包括:
假设第一码字;
假设包括与所述第一码字相关联的信息的第二码字;
接收基准信号;
在所述第二码字可能未被正确解码的条件下,估计所述第一码字的解码器错误率,所述解码器错误率使用从所述基准信号获得的信道状态信息来估计。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所接收到的基准信号对应于小区特定的基准信号。
3.如权利要求1所述的方法,进一步包括:基于所估计的所述第一码字的解码器错误率,确定所述无线电链路的同步状态。
4.如权利要求1所述的方法,所述第一码字对应于控制信道,并且所述第二码字对应于携带与所述控制信道的传输参数相关的信息的控制格式指示符信道。
5.如权利要求1所述的方法,所述第一码字对应于数据净荷,并且所述第二码字对应于确定数据净荷的传输参数和调度信息所必需的控制信道。
6.如权利要求1所述的方法,进一步包括:基于所估计的所述第一码字的解码器错误率,生成信道质量指示报告。
7.如权利要求1所述的方法,所述第二码字中所包括的信息是与以下中的任何一个相对应的传输参数:
所述第一码字被映射到的符号的数目;
所述第一码字被映射到的时间频率资源;或者
用于生成所述第一码字的编码方法,或者
所述第一码字的净荷的信息尺寸,或者
所述第一码字的块长度,或者
所述第一码字的速率,或者
所述第一码字的冗余版本号,或者
用于所述第一码字的发射天线配置,或者
用于所述第一码字的预编码。
8.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
假设包括与所述第二码字相关联的信息的第三码字;
在所述第二码字和所述第三码字可能未被正确解码的条件下,估计所述第一码字的所述解码器错误率,所述解码器错误率使用包括信道状态信息的映射函数来估计。
9.如权利要求8所述的方法,其中:
所述第一码字对应于数据净荷,并且所述第二码字对应于控制信道,其中所述第二码字的信息包括所述数据净荷的传输参数和调度信息;并且
所述第三码字对应于控制格式指示符信道,其中所述第三码字的信息包括与所述控制信道的传输参数相关的信息。
10.如权利要求8所述的方法,进一步包括:基于所估计的所述第一码字的解码器错误率,生成信道质量指示报告。
11.如权利要求8所述的方法,其中,所述第三码字中所包括的信息是与以下中的任何一个相对应的传输参数:
所述第二码字被映射到的符号的数目,
所述第二码字被映射到的时间频率资源,或者
用于生成所述第二码字的编码方法,或者
所述第二码字的净荷的信息尺寸,或者
所述第二码字的块长度,或者
所述第二码字的速率,或者
所述第一码字的冗余版本号,或者用于所述第二码字的发射天线配置,或者
用于所述第二码字的预编码。
12.一种无线通信终端,包括:
收发器,所述收发器被配置为接收基准信号;
耦合到所述收发器的控制器,
所述控制器被配置成:假设第一码字以及假设包括与所述第一码字相关联的信息的第二码字,
所述控制器被配置成:从所述基准信号来获得信道状态信息,
所述控制器被配置成:在所述第二码字未被正确解码的条件下,估计所述第一码字的解码器错误率,所述解码器错误率使用包括所述信道状态信息的映射函数来估计。
13.如权利要求12所述的终端,所述控制器被配置成:基于所估计的所述第一码字的解码器错误率,确定所述无线电链路的同步状态。
14.如权利要求12所述的终端,其中,所述第一码字对应于控制信道,并且所述第二码字对应于携带与所述控制信道的传输参数相关的信息的控制格式指示符信道。
15.如权利要求12所述的终端,其中,所述第一码字对应于数据净荷,并且所述第二码字对应于确定数据净荷的传输参数和调度信息所必需的控制信道。
16.如权利要求12所述的终端,所述控制器被配置成:基于所估计的所述第一码字的解码器错误率,生成信道质量指示报告。
17.如权利要求12所述的终端,其中,所述第二码字中所包括的信息是与以下中的任何一个相对应的传输参数:
所述第一码字被映射到的符号的数目;
所述第一码字被映射到的时间频率资源;
用于生成所述第一码字的编码方法,或者
所述第一码字的净荷的信息尺寸,或者
所述第一码字的块长度,或者
所述第一码字的速率,或者
所述第一码字的冗余版本号,或者
用于所述第一码字的发射天线配置,或者
用于所述第一码字的预编码。
18.如权利要求12所述的终端,其中,所述控制器被配置成:假设包括与所述第二码字相关联的信息的第三码字,以及在所述第二码字和所述第三码字未被正确解码的条件下,估计所述第一码字的所述解码器错误率。
19.如权利要求18所述的终端,其中,所述第一码字对应于数据净荷,并且所述第二码字对应于控制信道,其中所述第二码字的信息包括所述数据净荷的传输参数和调度信息,并且所述第三码字对应于控制格式指示符信道,其中所述第三码字的信息包括与所述控制信道的传输参数相关的信息。
20.如权利要求18所述的终端,所述控制器被配置成:基于所估计的所述第一码字的解码器错误率,生成信道质量指示报告。
21.如权利要求18所述的终端,所述第三码字中所包括的信息是与以下中的任何一个相对应的传输参数:
所述第二码字被映射到的符号的数目;
所述第二码字被映射到的时间频率资源,或者
用于生成所述第二码字的编码方法,或者
所述第二码字的净荷的信息尺寸,或者
所述第二码字的块长度,或者
所述第二码字的速率,或者
所述第一码字的冗余版本号,或者
用于所述第二码字的发射天线配置,或者
用于所述第二码字的预编码。
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