CN103457691A - 下行自适应调制编码方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种下行自适应调制编码方法，该方法包括：a、当基站收到用户终端UE反馈的ACK或NACK信息时，根据所述ACK或NACK信息和预设的调整步长d，对该UE的信道质量累积变量V进行调整；b、当所述UE的每个预设的调整周期T到达时，所述基站根据当前的所述V和预设的调制编码方式MCS调整门限，确定是否需要对所述UE当前的下行MCS进行调整，并在需要时进行相应的调整。本发明适用于下行业务需求量比较大且上行资源又比较紧缺的系统中。

Description

下行自适应调制编码方法

技术领域

本申请涉及无线通信技术，尤其涉及一种下行自适应调制编码方法。

背景技术

目前，随着高速率数据业务需求的不断增长，在现有和未来移动通信系统中，基站（NodeB或eNB）为了确定下行调制编码方式（MCS）用于更好地传输下行数据，往往需要用户终端（UE）对下行信道质量（CQI）进行测量，并通过一定的上行资源将CQI上报至基站侧，然后基站根据接收到的CQI来确定下行传输使用的MCS，这称为CQI反馈机制。

在其他一些系统中，由于硬件设备或系统设计的限制，终端不支持下行信道质量的测量与反馈，比如一些专用系统，这种情况下基站无法获知下行信道质量，只能选择一种默认的比较保守的调制编码方式。这种不需要终端进行反馈的方法，实现简单，复杂度低，同时节省上行控制信息，但调制编码方式固定，当信道条件较好时，不能有效地利用资源，提高资源传输效率，导致频谱效率偏低。

虽然这种不基于反馈、采用固定MCS的方法，在可支持CQI测量与反馈的系统中也有一定的适用场景，主要是对数据传输速率要求很低的业务，比如LTE系统中采用半静态调度（SPS）的语音业务，但对于传输速率要求很高的业务，如FTP业务，采用比较保守的固定MCS的方法，显然是不合适的。

上述需要基于UE反馈的CQI实现的下行自适应调制编码方案中，由于需要UE进行下行信道的测量与反馈，而反馈信道质量信息需要占用一定的上行资源，因此，会导致上行可提供的业务资源减小，同时对上行资源的划分带来一定的复杂度。另外，基于CQI反馈的调制编码方案选择在某些情况下也并不十分可靠，由于CQI的测量与反馈存在一定的时延和测量误差，使得反馈的信息并不能实时地反映当前的信道状况，这种情况下采用终端反馈的CQI进行MCS选择就会出现较大的性能下降。再者，需要终端进行CQI的测量与反馈，对终端的硬件能力有较高的要求，而且终端的耗电量也会增大。可见，由于上述基于CQI反馈的调制编码方案存在的上述问题，使得该方案在某些情况下不适用于下行业务需求量比较大，而上行资源又比较紧缺的系统。

针对这种下行业务需求量比较大且上行资源又比较紧缺的系统，目前尚未提出一种占用上行资源较少且复杂度较低的的下行自适应调制编码方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种下行自适应调制编码方法，该方法能适用于下行业务需求量比较大且上行资源又比较紧缺的系统中。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

下行自适应调制编码方法，该方法包括：

a、当基站收到用户终端UE反馈的确认ACK或非确认NACK信息时，根据所述ACK或NACK信息和预设的调整步长d，对该UE的信道质量累积变量V进行调整；

b、当所述UE的每个预设的调整周期T到达时，所述基站根据当前的所述V和预设的调制编码方式MCS调整门限，确定是否需要对所述UE当前的下行MCS进行调整，并在需要时进行相应的调整。

综上所述，本发明提出的一种下行自适应调制编码方法，在基站侧为UE维护一个累积变量V，通过UE反馈的ACK/NACK对V进行调整，并周期性地判断V的大小，根据判断结果对MCS进行相应的调整，从而使传输使用的MCS既可以跟踪信道环境的变化。上述方法中基站不需要用户终端特意上报的某种信息，如下行信道质量（CQI）的测量和上报，来进行MCS的调整，因此，可以大大减小了上行控制信道的开销。可见，本发明占用上行资源较少且复杂度较低，适用于不支持下行CQI反馈或CQI反馈不准的系统，以及下行业务需求量大且上行资源紧缺的系统。

附图说明

图1为本发明实施例一的流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：基站侧根据UE反馈的ACK/NACK，来触发对进行MCS调整。这样，由于不需要用户终端进行下行信道质量（CQI）的测量和上报，因此可以大大减小上行控制信道的开销。同时，也能够在保证一定的误码率目标下最大化下行传输的频谱效率，提升系统下行吞吐量。

图1为本发明实施例一的方法流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101、当基站收到UE反馈的ACK或NACK信息时，根据所述ACK或NACK信息和预设的调整步长d，对该UE的信道质量累积变量V进行调整。

本步骤用于根据UE反馈的ACK或NACK信息，来得到该UE当前的信道质量累积变量V，该变量V的取值将与当前周期内的信道质量和目标误码率有密切关系。具体的，可以根据预设的调整原则进行所述V的调整，该调整原则具体为：当收到NACK信息时（说明传输质量差），减小该变量V，当收到ACK信息时（说明传输质量好），增加该变量V。具体的增加或减小的幅度，可以根据目标误码率BER和预设的调整步长d，来设置。这样，如果变量V过大则说明当前的信道质量很好，可以提高MCS的等级，如果变量V过小，则说明当前的信道质量很差，需要降低MCS的等级。因此，可以在后续步骤中，通过判断变量V是否在一定的范围内，来确定是否进行MCS的调整，如果超出一定范围，则可进行相应的MCS级别的调整。

较佳地，可以按照下述方法对UE的信道质量累积变量V进行调整：

当基站收到所述UE反馈的一个ACK信息时，将所述UE的所述V上调一倍的预设步长d。

当基站收到所述UE反馈的一个NACK信息时，将所述UE的所述V下调n倍的所述步长d；其中，所述n为正整数。

这里，每次下调的步长为n·d，比上调的步长d大n倍，这样，可以在信道质量差的时候快速地下调至下一级MCS，以确保UE的传输质量。

在实际应用中，所述n为一可配置参数，较佳地，可以根据目标误码率（BER），对所述n与进行设置，这样，能够保证传输误码率处于预设的目标范围内。例如，n可以取值为(1-BER)/BER，其中，所述BER为所述目标误码率。现有系统中BER的定义为NACK数目/(ACK数目+NACK数目)。例如BER=10％，则n=(1-0.1)/0.1＝9。在实际应用中，如果需要降低目标BER，则可以增大n的取值。

在具体实现时，所述变量V的初始值为0；所述d为一常量即可，d的具体取值对本发明没有任何影响。为方便起见，可以取d=1。所述UE的初始调制编码方式的具体设置同现有系统，在此不再赘述。

步骤102、当所述UE的每个预设的调整周期T到达时，所述基站根据当前的所述V和预设的调制编码方式MCS调整门限，确定是否需要对所述UE当前的MCS进行调整，并在需要时进行相应的调整。

较佳地，所述需要进行相应的调整的时机可以为：下一个调整周期的开始时刻。基于此，具体地本步骤中确定是否需要对所述UE当前的MCS进行调整，并在需要时进行相应的调整的具体方法可以为：

所述基站判断当前统计到的所述V是否满足：-Vth≤V≤Vth，如果是，则确定不对所述UE当前的MCS进行调整，否则，

如果所述V满足：V＞Vth，则当所述UE的当前MCS未达到最高等级时，所述基站在下一个调整周期的开始时刻，将所述UE的MCS上调一个等级；

如果所述V满足：V<-Vth，则当所述UE的当前MCS未达到最低等级时，所述基站在下一个调整周期的开始时刻，将所述UE的MCS下调一个等级。

其中，所述Vth为所述MCS调整门限。

采用上述方法，可以使传输使用的MCS可以跟踪信道环境的变化而变化。

进一步地，在实际应用中，在每个所述周期T，基站进行所述判断后，还可以将所述UE的所述V清零。这样，采用清零操作，每次判断时都只跟当前周期T内所统计的BER有关，与之前时刻的BER无关。这种清零方案，对信道变化的适应性相对较强，有信道有起伏变化时，也能够较快地调整MCS，滞后性较小。

所述Vth，可以由本领域技术人员根据超出预设目标BER后可容忍的最大传输错误次数确定，例如，如果超出目标BER后可容忍4次传输错误不调，那就可以取Vth=4n·d。Vth值越小，MCS调整的频率越高，实际BER与目标BER越接近；Vth值越大，MCS调整的频率越低，实际BER与目标BER的偏离可能会越大。较佳地，所述Vth的取值范围可以为n*d~20*n*d。

所述周期T，是预设的用于确定是否进行MCS调整的周期。基站侧设定的该周期越小，MCS调整的频率越高；周期越大，MCS调整的频率越低。因此该周期T需要合理设置，不能太大也不能太小，太小了，瞬时的信道变化都会引起MCS调整，太大了，MCS调整的速度跟不上信道的变化。

例如，当周期T设置较短时，存在实际BER精度不高的问题。例如周期设置为40ms，传输次数为20次，目标BER=10％，取Vth=n*d=9，则20次传输中，传输错误1、2、3次不调整MCS，传输错误0次则上调一阶MCS，传输错误达到4次或4次以上则下调一阶MCS。即BER在5%~15%之间不会进行MCS调整。

通常，周期T的取值范围可以在10毫秒~1000毫秒。周期T可以配置成各个UE都相同，也可以根据UE特点，给UE配置不同的周期，比如：移动速度较高的UE配置较小的周期，下行业务量大的UE配置较小的周期。以移动速度为例，将UE按移动速度状态分为三类，分别为高速、中速、低速，高速移动UE周期大约为10~100毫秒，中速移动UE周期大约为40~400毫秒，低速移动UE周期大约为100~1000毫秒。

较佳地，当所述UE的移动速度在0~15km/h范围内时，所述调整周期T的取值范围为100~1000毫秒。

较佳地，当所述UE的移动速度在15~60km/h范围内时，所述调整周期T的取值范围为40~400毫秒。

较佳地，当所述UE的移动速度在60km/h以上时，所述调整周期T的取值范围为10~100毫秒。

较佳地，所述调整周期T的取值范围为10~1000毫秒。

通过上述技术方案可以看出，本发明在基站侧为UE维护一个累积变量V，通过UE反馈的ACK/NACK对累积变量进行调整，并周期性地判断累积变量的大小，并根据判断结果对MCS进行相应的调整，从而使传输使用的MCS既可以跟踪信道环境的变化，又能够保证传输误码率处于预设的目标范围内。上述方法中不需要用户终端进行下行信道质量（CQI）的测量和上报，因此，可以大大减小上行控制信道的开销。进一步地，本方法还能够在保证一定的误码率（BER）目标下最大化下行传输的频谱效率，提升系统下行吞吐量。因此，本发明适用于不支持下行CQI反馈或CQI反馈不准的系统，以及下行业务需求量大且上行资源紧缺的系统。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)

1.下行自适应调制编码方法，其特征在于，该方法包括：

a、当基站收到用户终端UE反馈的确认ACK或非确认NACK信息时，根据所述ACK或NACK信息和预设的调整步长d，对该UE的信道质量累积变量V进行调整；

b、当所述UE的每个预设的调整周期T到达时，所述基站根据当前的所述V和预设的调制编码方式MCS调整门限，确定是否需要对所述UE当前的下行MCS进行调整，并在需要时进行相应的调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中所述调整包括：

当基站收到所述UE反馈的一个ACK信息时，将所述UE的所述V上调一倍的预设步长d；

当基站收到所述UE反馈的一个NACK信息时，将所述UE的所述V下调n倍的所述步长d；其中，所述n的取值为正整数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中所述确定是否需要对所述UE当前的MCS进行调整，并在需要时进行相应的调整包括：

所述基站判断当前统计到的所述V是否满足：-Vth≤V≤Vth，如果是，则确定不对所述UE当前的MCS进行调整，否则，

如果所述V满足：V＞Vth，则当所述UE的当前MCS未达到最高等级时，所述基站在下一个调整周期的开始时刻，将所述UE的MCS上调一个等级；

如果所述V满足：V<-Vth，则当所述UE的当前MCS未达到最低等级时，所述基站在下一个调整周期的开始时刻，将所述UE的MCS下调一个等级；

其中，所述Vth为所述MCS调整门限。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中所述基站在每个所述周期进行所述判断后进一步包括：所述基站将所述UE的所述V清零。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述Vth的取值范围为n*d~20*n*d。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述UE的移动速度在0~15km/h范围内时，所述调整周期T的取值范围为100~1000毫秒。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述UE的移动速度在15~60km/h范围内时，所述调整周期T的取值范围为40~400毫秒。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述UE的移动速度在60km/h以上时，所述调整周期T的取值范围为10~100毫秒。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整周期T的取值范围为10~1000毫秒。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述n的取值为(1-BER)/BER，所述BER为所述UE的目标误码率。