CN108112017A - 一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法、存储介质 - Google Patents

一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法、存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN108112017A
CN108112017A CN201711111289.4A CN201711111289A CN108112017A CN 108112017 A CN108112017 A CN 108112017A CN 201711111289 A CN201711111289 A CN 201711111289A CN 108112017 A CN108112017 A CN 108112017A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmission
setting
bler
mcs
event
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711111289.4A
Other languages
English (en)
Inventor
杨建龙
秦楠
武宏波
侯壮志
孙书斌
王建安
史辛琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
Priority to CN201711111289.4A priority Critical patent/CN108112017A/zh
Publication of CN108112017A publication Critical patent/CN108112017A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18—Network planning tools
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/12—Wireless traffic scheduling
    • H04W72/1263—Mapping of traffic onto schedule, e.g. scheduled allocation or multiplexing of flows
    • H04W72/1268—Mapping of traffic onto schedule, e.g. scheduled allocation or multiplexing of flows of uplink data flows

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

本发明提供一种增强NB‑IoT覆盖范围的上行链路算法，包括针对内环的链路适配和针对外环的链路适配；内环链路适配包括：在传输周期T内，将所有传输的ACK和NACK均作为差错块计算BLER，如果BLER大于设定的低阈值，则在该传输周期T结束时，对信息重传次数增加设定增加量；如果BLER小于设定的高阈值，则在该传输周期T结束时，对信息重传次数减少设定减少量；外环链路适配包括：设定传输过程中的快速升级事件和紧急降级事件，传输过程中，当快速升级事件被触发时，当前MCS的级别增加设定的MCS增加量；当紧急降级事件被触发时，当前MCS的级别减少设定的MCS减少量。与现有重传的方法相比，平均可节省14.29％的活跃时间和14.01％的资源消耗。

Description

一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法、存储介质
技术领域
本发明属于窄带物联网领域，尤其涉及一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法。
背景技术
物联网的基本概念是各种各样的事物和物体的广泛存在，如射频识别(RFID) 标签，传感器，移动电话等。这些物体或对象能够相互交流，并与邻居合作，通过独特的寻址方案来实现共同目标。窄带物联网(NB-IoT)是为物联网专门设计的新型窄带无线电技术，可以直接部署在GSM或LTE网络中，以减少部署成本。 NB-IoT预计将提供更好的覆盖，并支持大量低吞吐量设备，低设备成本和低设备功耗。如何实现这些好处，特别是增强覆盖，存在着巨大的挑战。
在3GPP标准化中，重复传输数据被作为实现NB-IoT覆盖增强的方案之一，以实现低复杂度的增强覆盖。考虑到重传的新特征，需要在二维中执行NB-IoT 系统的链路适配，即传统LTE系统中的MCS级别选择以及重复次数确定。原因如下：首先，不同的MCS级别直接影响系统的吞吐量，低MCS级别和高功率将提高传输可靠性并增强覆盖，但降低系统吞吐量；其次，更多的重传次数将增强传输可靠性，但会导致频谱效率降低，上行链路适配方案需要通过选择合适的MCS 级别和重传次数来在系统的传输可靠性和吞吐量之间取得平衡。因此，不考虑重传次数的现有上行链路适配方案不再适用。NB-IoT的上行链路重传次数只能在1， 2，4，8，16，32，64，128之间选择。
NB-IoT系统对于上行链路传输需要至少180kHz的带宽。NB-IoT载波在频域中使用一个LTE物理资源块(PRB)，其对应于每个15kHZ的12个子载波。对于上行链路传输，支持单音和多音调传输，单音调支持15kHz和3.75kHz。一个资源单元(RU)是用于NPUSCH数据传输中的可调度单元，包括15kHz，其原理与LTE相同，从而实现在上行链路中与LTE的最佳共存性能。多音调传输基于单载波频分多址(SCFDMA)，具有与LTE相同的15kHz子载波间隔，0.5ms时隙和1ms子帧。
上行调度技术主要包括窄带物理随机接入信道(NPRACH)调度和NPUSCH 调度。现有一种简单的单音调度方案，其中可以调度11个音调用于NPUSCH格式 1的数据传输，另一个单音调度为具有NPUSCH格式2的下行链路传输的ACK/ NACK反馈，不同的UE调度不同的音调频率维度，并根据时间维度调度不同的RU。为了实现更好的上行吞吐量性能并避免无线电链路故障，应考虑上行链路功率控制和传输差距。
发明内容
本发明提供一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法，以解决现有技术存在的问题。
本发明采用以下技术方案：
一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法，包括针对内环的链路适配和针对外环的链路适配；
所述内环链路适配包括：在传输周期T内，将所有传输的ACK和NACK均作为差错块计算BLER，如果BLER大于设定的低阈值，则在该传输周期T结束时，对信息重传次数增加设定增加量；如果BLER小于设定的高阈值，则在该传输周期T结束时，对信息重传次数减少设定减少量；
所述外环链路适配包括：设定传输过程中的快速升级事件和紧急降级事件，传输过程中，当快速升级事件被触发时，当前MCS的级别增加设定的MCS增加量；当紧急降级事件被触发时，当前MCS的级别减少设定的MCS减少量。
所述快速升级事件和紧急降级事件发生时，BLER的值重置，然后继续通过内环链路适配确定重传次数。
设定补偿因子ΔC(t)，且设定该补偿因子的上限ΔCmax和下限ΔCmin，当ΔC(t) 达到上限ΔCmax时，快速升级事件被触发，当ΔC(t)达到下限ΔCmin时，紧急降级事件被触发；
所述ΔC(t)的计算如下：
其中，Cstepup和Cstepdown是增量补偿步长，
其中
N/A表示不连续发送；HARQ表示混合自动重传请求；BLERtarget表示BLER的目标值。
一种存储介质，其所述存储介质上存储有能够被处理器执行的计算机指令，且所述计算机指令被处理器执行时实施上述算法。
本发明的有益效果：与现有重传的方法相比，平均可节省14.29％的活跃时间和14.01％的资源消耗。
附图说明
图1为FUG和EDG时间变化图。
图2为MCS级别和重传次数分布。
图3为MCS级别、RU和传输块大小(TBS)之间的关系。
图4为仿真参数设置表。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
首先，对本发明的缩写词进行解释说明：
BLER：误块率；
MCS：调制与编码策略。
ACK：接收端对接收的数据进行确认，若接收正确，返回的接收正确的确认 (ACK)信号，错误则返回不确认(NACK)信号。
NACK：接收端对接收的数据进行确认，返回的接收错误的不确认(NACK) 信号。
FUG:快速升级事件。
EDG：紧急降级事件。
HARQ：混合自动重传请求。
DTX：不连续传输。
本发明提供一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法，包括针对内环的链路适配和针对外环的链路适配；内环链路适配通过调整重传次数改变BLER，应对由于信道复杂导致的BLER快速变化的现象；外环链路适配则对MCS级别进行选择设定和对重传次数进行设定。本发明在覆盖范围增强，整个数据包成功发送的情况下，较现有技术平均可节省14.29％的活跃时间和14.01％的资源消耗，为窄带物联网系统覆盖范围增强提供了一种较优的方法。
本发明的内环链路适配方法包括：在一个传输周期T内，将所有传输的ACK 和NACK均作为差错块计算BLER，如果BLER大于设定的低阈值(例如7％)，则在该传输周期T结束时，对信息重传次数增加设定的增加量；如果BLER小于设定的高阈值(例如10％)，则在该传输周期T结束时，对信息重传次数减少设定的减少量。在LTE系统中，BLER的估计周期(即T)大约为几十毫秒，而 NB-IoT系统中的估计周期大约为几百毫秒(约300ms)。
外环链路适配方法包括：首先需要定义传输过程中的快速升级事件(FUG) 和紧急降级事件(EDG)，该两个时间是非周期性的事件，传输过程中，当快速升级事件(FUG)被触发时，当前MCS的级别增加设定的MCS增加量；当紧急降级事件被触发(EDG)时，当前MCS的级别减少设定的MCS减少量。并且一旦快速升级事件或紧急降级事件被触发，BLER的值均备重置为初始值。重置初始值以后，继续通过上述过程确定重传次数以保证传输的可靠性(即BLER小于设定的高阈值，例如10％)。重传次数同时受到信道状态和先前确定的MCS 级别的影响；当信道条件较差且选定的MCS不能支持目标BLER时，需要增加重复次数，当信道条件相对较好且选择的MCS产生低于高阈值(例如10％)的 BLER时，减少重复次数。
为了精确量化FUG和EDG动作，本发明引入补偿因子ΔC(t)，补偿因子的上下限分别为ΔCmax和ΔCmin。如图1所示，提供了触发事件FUG和EDG的图示。每当补偿因子ΔC值达到ΔCmax时，FUG被触发，每当补偿因子ΔC值达到ΔCmin时，EDG被触发。
在每个上行链路传输期间，根据上行传输HARQ的反馈(ACK或NACK)，对ΔC(t)进行以下计算：
其中Cstepup和Cstepdown是增量补偿步长，遵循以下公式：
N/A表示不连续传输(DTX)，即NB-IoT的eNB没检测到NPUSCH信号。根据补偿因子ΔC(t)不断更新MCS的级别。对于每个更新的MCS级别，可以通过查找图3的表来确定资源单元PU；BLERtarget表示BLER的目标值。
然后继续确定重复次数以保证传输的可靠性(例如BLER小于10％)。信道的重传次数受到信道状态和先前确定的MCS级别的影响。当信道条件较差且选定的MCS不能支持目标BLER时，需要增加重复次数，当信道条件相对较好且选择的MCS产生低于10％的BLER时，需要减少重复次数。
作为本发明的一种实施方式，首先规定MCS的级别为L，而MCS可选定的最高级别为Lmax，最低级别为Lmin。重传次数为N，其中最大能够增加到的重传次数为Nmax，而最小能够达到的重传次数为Nmin。
(1)MCS级别的确定：
如果Lmin＜L＜Lmax，基于HARQ的反馈信号，首先更新补偿因子ΔC。即：如果反馈信号为ACK，则ΔC＝min{ΔC+Cstepup,ΔCmax}。如果反馈信号为NACK，则ΔC＝max{ΔC-Cstepdown,ΔCmin}。
然后根据检查FUG和EDG动作，并根据他们的动作更新MCS的级别：当ΔC＝ΔCmax,L＝L+1。当ΔC＝ΔCmin，L＝L-1。
(2)重传次数的确定：
如果L＝Lmin且HARQ反馈信号为ACK，同时当前重复次数N＝Nmin，则将重点调整MCS级别；即若ΔC＝ΔCmax，L＝L+1。若N＞Nmin，则将重复次数 N减少一半为N/2。反馈信号为NACK时，若N＜Nmax，重复次数N加倍为2N。若N＝Nmax，意味着信道条件很差。
如果L＝Lmax且HARQ反馈信号为ACK，则将重复次数N减少一半，若 N＝Nmin,意味着信道条件很好。反馈信号为NACK时，重点调整MCS级别，即若ΔC＝ΔCmin，L＝L-1。
下面为上述过程的代码描述：
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有能够被处理器执行的计算机指令，且所述计算机指令被处理器执行时实施上述的算法。该存储介质可以是现有的任何存储介质。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法，其特征在于，包括针对内环的链路适配和针对外环的链路适配；
所述内环链路适配包括：在传输周期T内，将所有传输的ACK和NACK均作为差错块计算BLER，如果BLER大于设定的低阈值，则在该传输周期T结束时，对信息重传次数增加设定增加量；如果BLER小于设定的高阈值，则在该传输周期T结束时，对信息重传次数减少设定减少量；
所述外环链路适配包括：设定传输过程中的快速升级事件和紧急降级事件，传输过程中，当快速升级事件被触发时，当前MCS的级别增加设定的MCS增加量；当紧急降级事件被触发时，当前MCS的级别减少设定的MCS减少量。
2.根据权利要求1所述的一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法，其特征在于：
所述快速升级事件和紧急降级事件发生时，BLER的值重置，然后继续通过内环链路适配确定重传次数。
3.根据权利要求1所述的一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法，其特征在于：
设定补偿因子，且设定该补偿因子的上限和下限，当达到上限时，快速升级事件被触发，当达到下限时，紧急降级事件被触发；
所述的计算如下：
其中，和是增量补偿步长，
其中；
表示不连续发送；HARQ表示混合自动重传请求；BLERtarget表示BLER的目标值。
4.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质上存储有能够被处理器执行的计算机指令，且所述计算机指令被处理器执行时实施如权利要求1~3所述的任一算法。
CN201711111289.4A 2017-11-12 2017-11-12 一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法、存储介质 Pending CN108112017A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711111289.4A CN108112017A (zh) 2017-11-12 2017-11-12 一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法、存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711111289.4A CN108112017A (zh) 2017-11-12 2017-11-12 一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法、存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108112017A true CN108112017A (zh) 2018-06-01

Family

ID=62206679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711111289.4A Pending CN108112017A (zh) 2017-11-12 2017-11-12 一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法、存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108112017A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109041100A (zh) * 2018-07-27 2018-12-18 润建通信股份有限公司 一种大数据评估NB-IoT网络覆盖与结构的方法
CN110601800A (zh) * 2018-06-12 2019-12-20 中国移动通信集团山东有限公司 一种窄带物联网上行数据传输方法及基站

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030084384A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-01 Schneider Automation Inc. Residual error handling in a can network
KR20110092966A (ko) * 2010-02-11 2011-08-18 삼성전자주식회사 네트워크에서 세션 설정 지연시간을 최소화하기 위한 방법 및 장치
CN102523074A (zh) * 2011-12-22 2012-06-27 北京北方烽火科技有限公司 一种无线通信系统自适应编码调制方法与装置
CN102801491A (zh) * 2011-05-27 2012-11-28 中兴通讯股份有限公司 链路自适应外环控制方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030084384A1 (en) * 2001-10-26 2003-05-01 Schneider Automation Inc. Residual error handling in a can network
KR20110092966A (ko) * 2010-02-11 2011-08-18 삼성전자주식회사 네트워크에서 세션 설정 지연시간을 최소화하기 위한 방법 및 장치
CN102801491A (zh) * 2011-05-27 2012-11-28 中兴通讯股份有限公司 链路自适应外环控制方法及系统
CN102523074A (zh) * 2011-12-22 2012-06-27 北京北方烽火科技有限公司 一种无线通信系统自适应编码调制方法与装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐东明，徐磊: "一种窄带物联网系统的上行链路适配方案设计", 《CNKI 西安邮电大学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110601800A (zh) * 2018-06-12 2019-12-20 中国移动通信集团山东有限公司 一种窄带物联网上行数据传输方法及基站
CN109041100A (zh) * 2018-07-27 2018-12-18 润建通信股份有限公司 一种大数据评估NB-IoT网络覆盖与结构的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220255707A1 (en) Link adaptation for coverage enhancements and support of different service types
JP7073378B2 (ja) 物理アップリンクデータチャンネルで制御情報多重化
CN105191188B (zh) 用于减轻自干扰的系统和方法
CN105939538B (zh) 用于允许在电信系统中的phr中功率回退指示的方法和设备
CN104106231B (zh) 用户设备、网络节点以及其中用于确定电信系统中的下行链路传输中的传输块大小的方法
CN107683576B (zh) 对于上行链路控制信息的自适应传送方法
US11283565B2 (en) Base station apparatus, terminal apparatus, and communication method
CN110249569A (zh) 针对无线通信的反馈重传重复编码
US10805955B2 (en) Terminal apparatus, base station apparatus, communication method, and integrated circuit
KR20190138884A (ko) 무선 통신 시스템에서 다운링크 제어 채널 수신을 위한 방법 및 장치
CN111901787A (zh) 为增强覆盖模式ue处理上行链路传输冲突的系统和方法
CN106465275A (zh) 用于管理移动设备功耗的技术
KR20150013757A (ko) 업링크 제어 전송의 콘텐츠에 기반한 업링크 제어 전송 포맷 파라미터의 선택
CN106465475B (zh) 基站装置、终端装置以及通信方法
CN109120375A (zh) 使用调制、编码方案和传输块大小的无线通信方法和设备
CN106664579B (zh) 基站装置、终端装置以及方法
CN107005945A (zh) 上行链路发送功率控制方法和设备
EP2465222A1 (en) System and method for association and uplink adaptation in a relay network
CN107889247A (zh) 上行控制信息传输/配置指示方法、装置、终端及基站
WO2017195655A1 (ja) 端末装置、基地局装置および通信方法
CN111345055A (zh) 用于重复传输的方法和装置
US11330536B2 (en) Apparatus and method for controlling gain of received signal in wireless communication system
CN106664578B (zh) 基站装置、终端装置以及方法
WO2017094321A1 (ja) 通信装置および通信方法
CN108112017A (zh) 一种增强NB-IoT覆盖范围的上行链路算法、存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180601