CN103427936B - 一种选择传输格式的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选择传输格式的方法及装置，所述方法包括：UE根据网侧下发的增强上行物理信道E‑PUCH的RRC消息，计算四相相移键控QPSK与正交幅度调制16QAM的切换点码率λ_ex和切换点归一化增益因子β_0,e,ex，并根据网侧下发的授权信息，计算所述E‑PUCH的归一化增益因子β_0,e,max；通过比较所述β_0,e,max和所述β_0,e,ex，预选QPSK或16QAM，并利用预选的QPSK或16QAM，计算所述β_0,e,max的对应码率λ_e,max；利用所述RRC消息、所述λ_e,max和所述λ_ex，确定E‑PUCH的传输块大小和调制方式。本发明不仅实现更简单，考虑更全面，而且也减小了时间的损耗。

Description

一种选择传输格式的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统中的选择传输格式的方法及装置，尤其涉及时分同步码分多址TD_SCDMA通信系统的高速上行分组接入HSUPA链路中用户终端UE侧选择增强专用信道E-DCH传输格式组合E-TFC的方法及装置。

背景技术

为了更好地满足互动多媒体等高速上行数据业务的需求，TD-SCDMA系统在Release 6标准中引入了HSUPA技术。所述HSUPA是一些无线链路增强技术的集合，其目标在于通过提高小区的吞吐量和高数据速率的覆盖来提高上行链路空中接口容量利用率以及终端用户的体验。

在HSUPA业务中，UE向网侧上报调度信息SI，网侧根据调度信息下发授权，该授权包括授权功率，可利用的时隙，码道，采用的扩频因子，使用的E-HICH资源，一个传输时间间隔TTI中上行增强控制信道E-UCCH的数目等。收到网侧的授权后，UE需要尽可能充分，有效地利用这些资源（功率，时隙，码道等）并保证很高的传输速率。这就涉及到E-TFC如何选取的问题。

3GPP协议25.321中介绍了如何选取E-TFC的方法和步骤，具体过程如下：

1)确定逻辑信道集合。

2)根据最小最大码率，分别确定四相相移键控QPSK和正交幅度调制16QAM可以发送的E-TFC集合C₁和C₂。该最小最大码率是网侧通过RRC消息发送的。RRC指定的最大码率λ_max和最小码率λ_min包含在RB_SETUP消息的E-PUCH Info中。

3)根据网侧授权的最大功率和UE允许的最大功率的较小值得到最大的E-PUCH的归一化增益因子β_0,e,max。分别计算在所述最大β_0,e,max限制下，采用QPSK和16QAM调制方式可发送的E-TFC集合D₁和D₂。显然D₁和D₂分别是C₁和C₂的子集。网侧会通过RRC消息，下发QPSK和16QAM的8个参考点信息，该步骤需要先找到β_0,e,max所在的参考折线，然后利用线性插值得到最大功率（授权的最大功率和UE允许的最大功率的较小值）确定的码率，进而确定D₁和D₂。

4)从D₁和D₂中找到最大的传输块K，如果K只属于D₁，那么选择QPSK调制方式；如果K只属于D₂，那么选择16QAM调制方式；如果K既属于D₁，又属于D₂，则看采用哪种调制方式计算的归一化增益因子β_0,e较小，采用较小β_0,e对应的调制方式。

5)按照传输块K组包。

上述方法的实质是在最大最小码率限制的情况下，将授权功率的使用效率最大化，即在授权的功率和码道资源下，发送尽可能大的传输块。但整个过程有些复杂，而且该方法还不够全面，没有覆盖所有可能的情况。主要体现在下面几个方面：

1、步骤3）中需要针对不同调制方式求得D₁和D₂，涉及到两次β_0,e反求码率的过程，过于复杂。

2、步骤4）中判断调制方式的过程，需要比较相同传输块下不同调制方式的发送功率来确定最终的调制方式，需要通过插值计算两次β_0,e。

3、当通过β_0,e,max求得的码率小于最小码率λ_min或大于最大码率λ_max时，协议没有给出明确的处理方法。

HSUPA对调度时间的要求比较紧张，完成了传输块大小和调制方式的确定后，MAC层组包也会比较耗时，因此上述方法并不是最优的，存在优化的可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种选择传输格式的方法及装置，能更好地解决协议25.321中E-TFC选择实现复杂，考虑不全面的缺点。

根据本发明的一个方面，提供了一种选择传输格式的方法，包括：

UE根据网侧下发的增强上行物理信道E-PUCH的RRC消息，计算QPSK与16QAM的切换点码率λ_ex和切换点归一化增益因子β_0,e,ex，并根据网侧下发的授权信息，计算所述E-PUCH的归一化增益因子β_0,e,max；

通过比较所述β_0,e,max和所述β_0,e,ex，预选QPSK或16QAM，并利用预选的QPSK或16QAM，计算所述β_0,e,max的对应码率λ_e,max；

利用所述RRC消息、所述λ_e,max和所述λ_ex，确定E-PUCH的传输块大小和调制方式。

优选地，计算λ_ex和β_0,e,ex的步骤包括：

UE根据所述RRC消息，获取其中的QPSK的八个参考点信息和16QAM的八个参考点信息；

根据所述QPSK的八个参考点信息和16QAM的八个参考点信息，计算QPSK和16QAM的λ_ex和β_0,e,ex。

优选地，所述授权信息包括授权功率，所述计算β_0,e,max的步骤包括：

利用所述授权功率，计算授权归一化增益因子β_0,e,g；

根据UE的最大允许功率，计算UE归一化增益因子β_0,e,ue；

比较所述β_0,e,g和所述β_0,e,ue，并将其中的较小值确定为β_0,e,max。

优选地，预选QPSK或16QAM的步骤包括：

当β_0,e,max≥β_0,e,ex时，将预选的调制方式确定为16QAM，否则确定为QPSK。

优选地，计算λ_e,max的步骤包括：

利用预选的调制方式及其八个参考点信息，得到所述八个参考点的参考归一化增益因子，并通过比较所述β_0,e,max和所述八个参考点的参考归一化增益因子，确定不小于所述β_0,e,max的第一个参考点及其前一个参考点；

利用所述第一个参考点及其前一个参考点，进行插值计算，确定所述β_0,e,max的对应λ_e,max。

优选地，当所述β_0,e,max大于八个参考归一化增益因子中的最大值时，利用所述最大的参考归一化增益因子对应的参考点及其前一个参考点，进行插值计算，确定所述β_0,e,max的对应λ_e,max。

优选地，当所述β_0,e,max小于八个参考归一化增益因子中的最小值时，利用所述最小的参考归一化增益因子对应的参考点及其后一个参考点，进行插值计算，确定所述β_0,e,max的对应λ_e,max。

优选地，确定E-PUCH的传输块大小和调制方式的步骤包括：

根据所述RRC消息，获取网侧下发的最大码率和最小码率；

当所述λ_e,max<最小码率时，将E-PUCH的传输块大小确定为最小传输块，并将调制方式确定为QPSK；

当最小码率≤λ_e,max≤最大码率时，利用所述λ_e,max计算E-PUCH的最大传输块TB_max；

当最大码率<λ_e,max时，利用所述最大码率计算E-PUCH的最大传输块TB_max。

优选地，当预选的调制方式是16QAM时，利用所述TB_max计算其对应码率λ_TBmax，并在所述λ_TBmax<λ_ex时，将调制方式重新确定为QPSK，否则，保持16QAM。

根据本发明的另一方面，提供了一种选择传输格式的装置，包括：

切换点计算单元，用于根据网侧下发的增强上行物理信道E-PUCH的RRC消息，计算四相相移键控QPSK与正交幅度调制16QAM的切换点码率λ_ex和切换点归一化增益因子β_0,e,ex；

E-PUCH归一化增益因子计算单元，用于根据网侧下发的授权信息，计算所述E-PUCH的归一化增益因子较小值β_0,e,max；

E-PUCH码率计算单元，用于通过比较所述β_0,e,max和所述β_0,e,ex，预选QPSK或16QAM，并利用预选的QPSK或16QAM，计算所述β_0,e,max的对应码率λ_e，max；

传输格式确定单元，用于根据所述RRC消息、所述λ_e,max和所述λ_ex，确定E-PUCH的传输块大小和调制方式。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

1、本发明所述方法和装置不仅设计简单，便于实现，而且考虑更全面；

2、本发明只需要确定好调制方式切换点的β_0,e,ex，比较β_0,e,max和β_0,e,ex的大小就可预选调制方式，而且只要网侧下发给UE的两种调制方式的各自的8个参考点信息不变，下一次E-DCH的发送就不需要再次计算β_0,e,ex，大大节省了计算量和时间消耗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的选择传输格式的方法框图；

图2是本发明实施例提供的选择传输格式的方法流程图；

图3是本发明实施例提供的QPSK和16QAM两种调制方式相对QPSK的参考点码率的示意图；

图4是本发明实施例提供的选择传输格式的装置框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明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。

图1是本发明实施例提供的选择传输格式的方法框图，如图1所示，包括：

步骤1、确定逻辑信道组合。

确定逻辑信道集合的具体确定步骤可参考3gpp协议25.321。

步骤2、根据网侧RRC消息中给出的QPSK的8个参考点信息和16QAM的8个参考点信息，求出两种调制方式的切换点码率和切换点归一化增益因子，即<λ_ex,β_0,e,ex>。进一步说，利用网侧RRC消息下发的两种调制方式的参考点信息以及相同物理资源下QPSK和16QAM码率关系λ_QPSK=2*λ_16QAM，求得两种调制方式切换点<λ_ex,β_0,e,ex>。

步骤3、根据授权功率和UE的最大允许功率求得β_0,e,max，并将所述β_0,e,max和所述β_0,e,ex进行比较，如果β_0,e,max≥β_0,e,ex，则预选16QAM调制，否则预选QPSK调制。

步骤4、利用步骤3中确定的预选调制方式对应的8个参考点信息，搜索β_0,e,max所在的折线，进而通过线性插值求出采用β_0,e,max可发送的最大码率λ_e,max。这里需要比较λ_e,max和网侧下发的最小码率和最大码率，如果λ_e，max小于最小码率，则发送最小传输块，即E-TFCI=0，TB size=23，调制方式为QPSK；如果λ_e,max大于最大码率，则按最大码率发送，即强制让λ_e,max等于最大码率。再由授权的物理资源和当前UE能力级别能够支持的传输块列表，求得最终的传输块大小TB_max。

若步骤3中确定的调制方式为16QAM，则按TB_max计算出码率λ_TBmax，并将所述λ_TBmax和切换点码率λ_ex进行比较，当所述λ_TBmax小于λ_ex时，将调制方式变为QPSK，否则仍为16QAM。

步骤5、按TB_max进行Mac组包。

进行mac组包时，从步骤1中确定的逻辑信道集合中按优先级顺序选择MAC-d PDUs组成MAC–e PDU，使得MAC-e PDU的大小等于所确定的传输块大小。

当网侧下发的QPSK的8个参考点和16QAM的8个参考点不变时，那么可以保存调制方式的切换点<λ_ex,β_0,e,ex>，下次进行E-TFC选择的时候就不用计算切换点了，减少了时间损耗。

图2是本发明实施例提供的选择传输格式的方法流程图，如图2所示，包括如下步骤：

步骤1、确定逻辑信道组合。

步骤2、根据网侧RRC消息中带的不同调制方式的8个参考点信息，计算调制方式切换点<λ_ex,β_0,e,ex>。可以将网侧下发的分别针对QPSK和16QAM的8个参考点画在一张图上。假设网侧针对QPSK的八个参考点为<λ₀,β₀>,<λ₁,β₁>,...,<λ₇,β₇>，16QAM的八个参考点为<λ₀,β′₀>,<λ₁,β′₁>,...,<λ₇,β′₇>。一般情况QPSK和16QAM参考点的码率λ_k是相同的。将QPSK和16QAM各自对应的7段折线画在一个图上，考虑到同样的传输块，同样物理资源（时隙数，码道），16QAM的码率为QPSK的1/2，为了比较的方便性，将统一按QPSK调制下的码率来绘图，这样16QAM对应的八个参考点就变为<2λ₀,β′₀>,<2λ₁,β′₁>,...,<2λ₇,β′₇>，如图3所示。图中的<0,β0>，<1,β1>，<0,β0′>是通过线性插值得到结果，这里多加入的点是为了覆盖两组折线交点在图3中长短点划线区间的可能。β_0,e,ex表示两组折线的交点对应的β_0,e，本步骤就是为了找到β_0,e,ex，因此可以先确定相交的两条折线，然后求折线的交点即可。

步骤3、计算本次TTI发送E-DCH的最大β_0,e，即β_0,e,max。

β_0,e,max=min(β_0,e,g,β_0,e,ue) （1）

式中，β_0,e,g表示授权β_0,e，调度方式下，等于绝对授权功率减去HARQ功率偏置；非调度方式下等于PRRI（功率资源相关指示，在RRC消息中下发）减去HARQ功率偏置。β_0,e,ue表示UE允许的最大功率对应的β_0,e，通过公式（2）得到

β_0,e,ue=UPH-α_e-Δ_harq(dB) （2）

式中，UPH表示发送功率余量，具体计算方法可参考3GPP协议25.225。α_e反映了E-DCH的扩频因子SF对功率的影响，具体参考3GPP协议25.224。

步骤4、比较β_0,e,max和β_0,e,ex。如果β_0,e,max≥β_0,e,ex，预选16QAM，否则预选QPSK。

步骤5、在步骤4中确定的调制方式折线组（8个参考点，7段折线）中搜索β_0,e,max所在的折线，然后利用线性插值得到β_0,e,max的对应码率λ_e,max。按如下方法搜索：

找到不小于β_0,e,max的第一个参考点，记为<λ_s1,β_s1>，使得β_0,e,max≤β_s1。<λ_s1,β_s1>的前一个参考点记为<λ_s0,β_s0>，显然有β_s0<β_0,e,max。如果β_0,e,max大于最大的参考β_0,e，那么选择最大参考β_0,e和次大参考β_0,e对应的参考点作为插值的参考点。如果β_0,e,max小于最小的参考β_0,e，那么选择最小参考β_0,e和次小参考β_0,e对应的参考点作为插值的参考点。按如下方式插值：

步骤6、根据授权的物理资源计算发送的最大传输块。需要注意网侧下发的最小最大码率的限制，如果λ_e，max小于最小码率，则发送最小传输块，即E-TFCI=0，TB size=23，调制方式为QPSK；如果λ_e,max大于最大码率，则按最大码率发送，即强制让λ_e,max等于最大码率。这里的物理资源指一个TTI中E-DCH所占时隙数，E-DCH的扩频因子，E-UCCH个数。一个TTI中可发送的E-DCH信道比特数可表示为R_e，按式（4）计算得到。

R_e=(704*ts_num-34*(ENI+1)*SF/2)/16*md （4）

其中，md表示调制方式对应的比特数，md=2表示QPSK，md=4表示16QAM；SF表示E-DCH使用的扩频因子；ts_num表示一个TTI的E-DCH所在的时隙数；ENI可以用来计算一个TTI的E-UCCH的个数，E-UCCH个数等于ENI+1。这样可传输的最大传输块大小为

S_max=floor(R_e*λ_e,max) （5）

其中，floor(□)表示向下取整函数。

针对不同的UE Category，E-DCH所占的时隙数，3GPP 25.321协议给出了可使用的传输块大小列表。从对应的列表中找到最终可传输发送的最大传输块TB_max，满足TB_max≤S_max。

如果步骤4中确定的调制方式是16QAM，这里需要用TB_max计算码率λ_TBmax，并和切换点码率λ_ex比较，如果计算的λ_TBmax小于λ_ex，调制方式将变成QPSK，否则仍为16QAM。

步骤7、按照步骤6选择的最终传输块进行组包。

组包时，主要考虑传输块大小，调制方式将作为物理层调制时的输入。MAC-ePDU组包需要从步骤1中确定的逻辑信道集合中选择MAC-D PDUs。

上述步骤2并不是每个TTI都必须进行的，如果网侧下发的针对不同调制方式的8个参考点一直不变，那么调制方式切换点就不变，可以保存β_0,e,ex，直接使用，只有当参考点发生变化时才需要重新计算β_0,e,ex。

图4是本发明实施例提供的选择传输格式的装置框图，如图4所示，包括：

切换点计算单元，用于根据网侧下发的增强上行物理信道E-PUCH的RRC消息，计算四相相移键控QPSK与正交幅度调制16QAM的切换点码率λ_ex和切换点归一化增益因子β_0,e,ex；

E-PUCH归一化增益因子计算单元，用于根据网侧下发的授权信息，计算所述E-PUCH的归一化增益因子较小值β_0,e,max；

E-PUCH码率计算单元，用于通过比较所述β_0,e,max和所述β_0,e,ex，预选QPSK或16QAM，并利用预选的QPSK或16QAM，计算所述β_0,e,max的对应码率λ_e,max；

传输格式确定单元，用于根据所述RRC消息、所述λ_e,max和所述λ_ex，确定E-PUCH的传输块大小和调制方式。

所述切换点计算单元根据所述RRC消息，获取其中的QPSK的八个参考点信息和16QAM的八个参考点信息，并根据所述QPSK的八个参考点信息和16QAM的八个参考点信息，计算QPSK和16QAM的λ_ex和β_0,e,ex。所述E-PUCH归一化增益因子计算单元利用所述授权信息中的授权功率，计算授权归一化增益因子β_0,e,g，根据UE的最大允许功率，计算UE归一化增益因子β_0,e,ue，并通过比较所述β_0,e,g和所述β_0,e,ue，将其中的较小值确定为β_0,e,max。所述E-PUCH码率计算单元比较所述切换点计算单元计算的β_0,e,ex和所述E-PUCH归一化增益因子计算单元计算的β_0,e,max，当β_0,e,max≥β_0,e,ex时，将预选的调制方式确定为16QAM，否则确定为QPSK；利用预选的调制方式及其八个参考点信息，得到所述八个参考点的参考归一化增益因子，并通过比较所述β_0,e,max和所述八个参考点的参考归一化增益因子，确定不小于所述β_0,e,max的第一个参考点及其前一个参考点；利用所述第一个参考点及其前一个参考点，进行插值计算，确定所述β_0,e,max的对应λ_e,max。当所述E-PUCH码率计算单元确定所述β_0,e,max大于八个参考归一化增益因子中的最大值时，利用所述最大的参考归一化增益因子对应的参考点及其前一个参考点，进行插值计算，确定所述β_0,e,max的对应λ_e,max。当所述E-PUCH码率计算单元确定所述β_0,e,max小于八个参考归一化增益因子中的最小值时，利用所述最小的参考归一化增益因子对应的参考点及其后一个参考点，进行插值计算，确定所述β_0,e,max的对应λ_e,max。所述传输格式确定单元根据所述RRC消息，获取网侧下发的最大码率和最小码率，当所述λ_e,max<最小码率时，将E-PUCH的传输块大小确定为最小传输块，并将调制方式确定为QPSK；当最小码率≤λ_e,max≤最大码率时，利用所述λ_e,max计算E-PUCH的最大传输块TB_max；当最大码率<λ_e,max时，利用所述最大码率计算E-PUCH的最大传输块TB_max，并当预选的调制方式是16QAM时，利用所述TB_max计算其对应码率λ_TBmax，并在所述λ_TBmax<λ_ex时，将调制方式重新确定为QPSK，否则，保持16QAM。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

1、通过计算调制方式切换点来判断调制方式，更直观简洁；

2、网侧下发的参考点不变时可以沿用之前的切换点，大大节省计算量和时耗；

3、考虑了计算的发送码率小于最小码率和大于最大码率的情况，更全面。

4、设计简单，便于实现。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种选择传输格式的方法，其特征在于，包括：

UE根据网侧下发的增强上行物理信道E-PUCH的RRC消息，计算四相相移键控QPSK与正交幅度调制16QAM的切换点码率λ_ex和切换点归一化增益因子β_0,e,ex，并根据网侧下发的授权信息，计算所述E-PUCH的归一化增益因子β_0,e,max；所述切换点为四相相移键控QPSK与正交幅度调制16QAM进行调制方式切换时的参考点；

通过比较所述β_0,e,max和所述β_0,e,ex，预选QPSK或16QAM，并利用预选的QPSK或16QAM，计算所述β_0,e,max的对应码率λ_e,max；

利用所述RRC消息、所述λ_e,max和所述λ_ex，确定E-PUCH的传输块大小和调制方式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算λ_ex和β_0,e,ex的步骤包括：

UE根据所述RRC消息，获取其中的QPSK的八个参考点信息和16QAM的八个参考点信息；

根据所述QPSK的八个参考点信息和16QAM的八个参考点信息，计算QPSK和16QAM的λ_ex和β_0,e,ex，其中，所述参考点信息包括参考点功率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述授权信息包括授权功率，所述计算β_0,e,max的步骤包括：

利用所述授权功率，计算授权归一化增益因子β_0,e,g；

根据UE的最大允许功率，计算UE归一化增益因子β_0,e,ue；

比较所述β_0,e,g和所述β_0,e,ue，并将其中的较小值确定为β_0,e,max。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，预选QPSK或16QAM的步骤包括：

当β_0,e,max≥β_0,e,ex时，将预选的调制方式确定为16QAM，否则确定为QPSK。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算λ_e,max的步骤包括：

利用预选的调制方式及其八个参考点信息，得到所述八个参考点的参考归一化增益因子，并通过比较所述β_0,e,max和所述八个参考点的参考归一化增益因子，确定不小于所述β_0,e,max的第一个参考点及其前一个参考点；

利用所述第一个参考点及其前一个参考点，进行插值计算，确定所述β_0,e,max的对应λ_e,max。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述β_0,e,max大于八个参考归一化增益因子中的最大值时，利用所述最大的参考归一化增益因子对应的参考点及其前一个参考点，进行插值计算，确定所述β_0,e,max的对应λ_e,max。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述β_0,e,max小于八个参考归一化增益因子中的最小值时，利用所述最小的参考归一化增益因子对应的参考点及其后一个参考点，进行插值计算，确定所述β_0,e,max的对应λ_e,max。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，确定E-PUCH的传输块大小和调制方式的步骤包括：

根据所述RRC消息，获取网侧下发的最大码率和最小码率；

当所述λ_e,max<最小码率时，将E-PUCH的传输块大小确定为最小传输块，并将调制方式确定为QPSK；

当最小码率≤λ_e,max≤最大码率时，利用所述λ_e,max计算E-PUCH的最大传输块TB_max；

当最大码率<λ_e,max时，利用所述最大码率计算E-PUCH的最大传输块TB_max。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当预选的调制方式是16QAM时，利用所述TB_max计算其对应码率λ_TBmax，并在所述λ_TBmax<λ_ex时，将调制方式重新确定为QPSK，否则，保持16QAM。

10.一种选择传输格式的装置，其特征在于，包括：

切换点计算单元，用于根据网侧下发的增强上行物理信道E-PUCH的RRC消息，计算四相相移键控QPSK与正交幅度调制16QAM的切换点码率λ_ex和切换点归一化增益因子β_0,e,ex；所述切换点为四相相移键控QPSK与正交幅度调制16QAM进行调制方式切换时的参考点；

E-PUCH归一化增益因子计算单元，用于根据网侧下发的授权信息，计算所述E-PUCH的归一化增益因子较小值β_0,e,max；

E-PUCH码率计算单元，用于通过比较所述β_0,e,max和所述β_0,e,ex，预选QPSK或16QAM，并利用预选的QPSK或16QAM，计算所述β_0,e,max的对应码率λ_e,max；

传输格式确定单元，用于根据所述RRC消息、所述λ_e,max和所述λ_ex，确定E-PUCH的传输块大小和调制方式。