CN113365361B - 5g终端业务性能与prb资源测算方法、系统、介质及设备 - Google Patents

5g终端业务性能与prb资源测算方法、系统、介质及设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种5G终端业务性能与PRB资源测算方法、系统、介质及设备,其包括:计算MCS;仿真获取瀑布曲线;根据MCS Index和瀑布曲线确定符合业务带宽要求的一条MCS曲线,固定该MCS曲线SINR值可唯一确定曲线BLER值;根据BLER值获取传输次数;根据传输次数和传输时延的影响因素计算传输时延。本发明在确定终端业务带宽、可靠性的基础上,仿真业务时延大小与PRB资源数的关系,根据业务时延要求最终确定无线空口切片所需PRB资源数。

Description

5G终端业务性能与PRB资源测算方法、系统、介质及设备
技术领域
本发明涉及一种无线通信技术领域,特别是关于一种5G终端业务性能(时延、可靠性及带宽)要求与PRB资源需求的测算方法、系统、介质及设备。
背景技术
目前,针对业务性能(时延、可靠性及带宽)要求与5G网络PRB资源需求的测算方法研究较少,当前的研究无法将业务性能要求与PRB资源需求相结合。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种5G终端业务性能要求与PRB资源需求的测算方法、系统、介质及设备,其能够在5G网络技术标准下,根据终端业务性能(时延、可靠性及带宽)要求测算出无线空口侧网络切片所需的PRB资源数,满足终端业务系统应用5G网络的目标。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种5G终端业务性能要求与PRB资源需求的测算方法,其包括:计算MCS;仿真获取瀑布曲线;根据MCS Index和瀑布曲线确定符合业务带宽要求的一条MCS曲线,固定该MCS曲线SINR值可唯一确定曲线BLER值;根据BLER值获取传输次数;根据传输次数和传输时延的影响因素计算传输时延。
进一步,所述MCS计算方法包括:
根据业务速率W计算传输块大小TBS;
根据TBS后倒推得到Ninf o;Ninf o为5G标准定义中间变量;
根据Ninf o计算MCS Index。
进一步,所述MCS Index计算公式如下:
Ninfo=NRE*R*Qm*v
NRE=PRB*12*ofdm-k
其中,R和Qm分别为MCS Index对应的目标码率和调制阶数,v为层数,NRE为传输数据的子载波数,PRB为可使用的资源块数量,of dm为分配给数据传输的符号数,k为用于开销的RE数。
进一步,所述传输次数计算公式为:
1-BLERN_trans>=reliability
式中,BLER为获取的BLER值,N_trans为传输次数,reliability为业务可靠性指标。
进一步,所述传输时延的影响因素包括如下空口参数:TDD帧结构/载波模式、时序参数K、FDD/TDD发射模式和调度模式。
进一步,所述传输时延的计算方法包括:
根据传输次数输入帧结构数组A[i]及时序参数K;
依次判断是FDD模式还是TDD模式、是上行模式还是下行模式,以及调度模式;
根据模式判断结果,计算时延。
进一步,所述各判断结果对应的时延计算方法为:
对于TDD上行SR调度模式,时延计算包括SR_slot数、K2_slot数及RE_TX_slot数的计算,时延=SR_slot+K2_slot+RE_TX_slot;
对于TDD上行免调度模式,SR_slot数为0,其余与TDD上行SR调度模式相同,时延=K2_slot+RE_TX_slot;
对于TDD下行模式,时延计算包括K0_slot数、K1_slot数及K3_slot数的计算,时延=K0_slot+K1_slot+K3_slot;
对于FDD下行模式,n为重传次数,时延=K0+K1+K3*n+1,n=N_trans-1;
对于FDD上行SR调度模式,时延=SR+K2+RE_TX*n+1,n=N_trans-1;
对于FDD上行免调度模式,时延=K2+RE_TX*n+1,n=N_trans-1。
一种5G终端业务性能要求与PRB资源需求的测算系统,其包括:第一计算模块、第二计算模块、BLER值获取模块、传输次数确定模块和时延计算模块;所述第一计算模块,用于计算MCS;所述第二计算模块,用于仿真获取瀑布曲线;所述BLER值获取模块,根据MCSIndex和瀑布曲线确定符合业务带宽要求的一条MCS曲线,固定该MCS曲线SINR值可唯一确定曲线BLER值;所述传输次数确定模块,根据BLER值获取传输次数;所述时延计算模块,根据传输次数和传输时延的影响因素计算传输时延。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行上述方法中的任一方法。
一种计算设备,其包括:一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行上述方法中的任一方法的指令。
本发明由于采取以上技术方案,其具有以下优点:
本发明提供完整的终端业务性能(时延、可靠性及带宽)要求与5G网络PRB资源需求的测算方法,可根据业务性能要求测算5G网络无线口空切片所需的PRB资源数量,有效解决了现有技术中存在的问题。
附图说明
图1是本发明一实施方式中的空口时延测算流程图;
图2是本发明一实施方式中的5G空口时延估算结构图;
图3是本发明一实施方式中SR调度/免调度TDD上下行时序;
图4是本发明一实施方式中SR调度/免调度FDD上下行时序图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种5G终端业务性能(时延、可靠性及带宽)要求与5G网络PRB资源需求的测算方法,包括:MCS计算、瀑布曲线仿真、BLER获取、传输次数计算及传输时延计算。本发明在确定终端业务带宽、可靠性的基础上,仿真业务时延大小与PRB资源数的关系,根据业务时延要求最终确定无线空口切片所需PRB资源数。
在本发明的第一实施方式中,如图1所示,提供一种5G终端业务性能要求与PRB资源需求的测算方法,其包括以下步骤:
步骤1、计算MCS;
具体包括以下步骤:
步骤1.1、根据业务速率W计算TBS;
其中,业务速率W为:
W=MIMO*2u*TBS*1000
式中,MIMO为天线流数,u为载波模式(15kHz,u=0;30kHz,u=1),TBS为传输块大小;
步骤1.2、根据TBS后倒推得到Ninf o;其中,Ninf o为5G标准定义中间变量,计算方法取自5G标准TS 38.214。
步骤1.3、根据Ninf o计算MCS Index;
计算公式如下:
Ninfo=NRE*R*Qm*v
NRE=PRB*12*ofdm-k
其中,R和Qm分别为MCS Index对应的目标码率和调制阶数,v为层数,NRE为传输数据的子载波数,PRB为可使用的资源块数量,of dm为分配给数据传输的符号数,k为用于开销的RE数。
步骤2、仿真获取瀑布曲线;
瀑布曲线指某种特定通信场景和系统参数配置下各种MCS所对应的信道信噪比SNR与BLER关系曲线;该曲线一般通过大量的Monte-Carlo链路级仿真获得,通过仿真得到5G MCS Index的瀑布曲线。
步骤3、根据MCS Index和瀑布曲线确定符合业务带宽要求的一条MCS曲线,固定该MCS曲线SINR值可唯一确定曲线BLER值;
其中,在固定SINR值的条件下不同传播模型会影响BLER值的大小,从而影响传输次数的计算。
步骤4、根据BLER值获取传输次数;
传输次数计算公式如下:
1-BLERN_trans>=reliability
式中,BLER为步骤3中获取的BLER值,N_trans为传输次数,reliability为业务可靠性指标。
步骤5、根据传输次数和传输时延的影响因素计算传输时延;
其中,传输时延的影响因素包括如下空口参数:
(1)TDD帧结构/载波模式:不同TDD帧结构影响上下行时隙配比,不同载波模式影响帧长。
(2)时序参数K:不同时序参数K的配置影响重传时隙间隔。
(3)FDD/TDD发射模式:不同发射模式影响时延时隙数计算,在FDD模式下重传不需要等待,因此平均时延时隙数要小于TDD模式下平均时延时隙数。
(4)调度模式:不同调度模式影响时延时隙数计算,免调度模式的平均时延时隙数应小于SR调度模式的平均时延时隙数。
故,如图2所示,根据传输时延的影响因素和传输次数计算传输时延的步骤如下:
步骤5.1、根据传输次数输入帧结构数组A[i]及时序参数K;其中,A[i]表示第i个数组的大小;
步骤5.2、依次判断是FDD模式还是TDD模式、是上行模式还是下行模式,以及调度模式;
步骤5.3、根据模式判断结果,计算时延;
(1)如图3所示,对于TDD上行SR调度模式,时延计算包括SR_slot数、K2_slot数及RE_TX_slot数的计算;
具体时延计算公式如下:
时延=SR_slot+K2_slot+RE_TX_slot;
(2)如图3所示,对于TDD上行免调度模式,SR_slot数为0,其余与TDD上行SR调度模式相同,时延计算具体公式如下:
时延=K2_slot+RE_TX_slot;
(3)如图3所示,对于TDD下行模式,时延计算包括K0_slot数、K1_slot数及K3_slot数的计算,具体时延计算公式如下:
时延=K0_slot+K1_slot+K3_slot;
(4)如图4所示,对于FDD下行模式,n为重传次数,时延计算具体公式如下:
时延=K0+K1+K3*n+1,n=N_trans-1;
(5)如图4所示,对于FDD上行SR调度模式,n为重传次数,时延计算具体公式如下:
时延=SR+K2+RE_TX*n+1,n=N_trans-1;
(6)如图4所示,对于FDD上行免调度模式,n为重传次数,时延计算具体公式如下:
时延=K2+RE_TX*n+1,n=N_trans-1。
在本发明的第二实施方式中,提供一种5G终端业务性能要求与PRB资源需求的测算系统,其包括:第一计算模块、第二计算模块、BLER值获取模块、传输次数确定模块和时延计算模块;
第一计算模块,用于计算MCS;
第二计算模块,用于仿真获取瀑布曲线;
BLER值获取模块,根据MCS Index和瀑布曲线确定符合业务带宽要求的一条MCS曲线,固定该MCS曲线SINR值可唯一确定曲线BLER值;
传输次数确定模块,根据BLER值获取传输次数;
时延计算模块,根据传输次数和传输时延的影响因素计算传输时延。
在本发明的第三实施方式中,提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,一个或多个程序包括指令,指令当由计算设备执行时,使得计算设备执行如第一实施方式中的任一方法。
在本发明的第四实施方式中,提供一种计算设备,其包括:一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为一个或多个处理器执行,一个或多个程序包括用于执行如第一实施方式的任一方法的指令。
实施例:
在本实施例中,根据现有电力系统差动保护业务的性能指标,在业务带宽要求2Mbit/s,可靠性要求99.99%的情况下,计算空口时延与PRB资源的关系。
具体地,业务空口时延与PRB资源数换算包括如下步骤:
步骤1、计算MCS。
在载波间隔为30kHz、收发天线数为2时,将带宽2Mbit/s代入公式
W=MIMO*2u*TBS*1000
计算得出TBS=500,根据TS 38.214表5.1.3.2-2的要求Ninfo=504。
在PRB=6、v=1、ofdm=14、k=0时,R*Qm=0.5,根据TS 38.214表5.1.3.1-3可选择频谱效率0.6016,MCS Index=10。
步骤2、瀑布曲线仿真。
仿真MCS Index=10,调制方式为16QAM,目标码率为308/1024的瀑布曲线。
步骤3、获取BLER及计算传输次数。
假设SINR值为x,确定BLER为0.9,代入公式
1-0.9N_trans>=0.9999
则传输次数为4次。
步骤4、时延计算。
确定TDD发射模式,帧结构为DDDSUDDSUU,调度模式为免调度,计算时延为19.2ms。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (10)

1.一种5G终端业务性能要求与PRB资源需求的测算方法,其特征在于,包括:
计算MCS;
仿真获取瀑布曲线;
根据MCS Index和瀑布曲线确定符合业务带宽要求的一条MCS曲线,固定该MCS曲线SINR值可唯一确定曲线BLER值;
根据BLER值获取传输次数;
根据传输次数和传输时延的影响因素计算传输时延。
2.如权利要求1所述测算方法,其特征在于,所述MCS计算方法包括:
根据业务速率W计算传输块大小TBS;
根据TBS后倒推得到Ninf o;Ninf o为5G标准定义中间变量;
根据Ninf o计算MCS Index。
3.如权利要求2所述测算方法,其特征在于,所述MCS Index计算公式如下:
Ninfo=NRE*R*Qm*v
NRE=PRB*12*ofdm-k
其中,R和Qm分别为MCS Index对应的目标码率和调制阶数,v为层数,NRE为传输数据的子载波数,PRB为可使用的资源块数量,of dm为分配给数据传输的符号数,k为用于开销的RE数。
4.如权利要求1所述测算方法,其特征在于,所述传输次数计算公式为:
1-BLERN_trans>=reliability
式中,BLER为获取的BLER值,N_trans为传输次数,reliability为业务可靠性指标。
5.如权利要求1所述测算方法,其特征在于,所述传输时延的影响因素包括如下空口参数:TDD帧结构/载波模式、时序参数K、FDD/TDD发射模式和调度模式。
6.如权利要求5所述测算方法,其特征在于,所述传输时延的计算方法包括:
根据传输次数输入帧结构数组A[i]及时序参数K;
依次判断是FDD模式还是TDD模式、是上行模式还是下行模式,以及调度模式;
根据模式判断结果,计算时延。
7.如权利要求6所述测算方法,其特征在于,所述各判断结果对应的时延计算方法为:
对于TDD上行SR调度模式,时延计算包括SR_slot数、K2_slot数及RE_TX_slot数的计算,时延=SR_slot+K2_slot+RE_TX_slot;
对于TDD上行免调度模式,SR_slot数为0,其余与TDD上行SR调度模式相同,时延=K2_slot+RE_TX_slot;
对于TDD下行模式,时延计算包括K0_slot数、K1_slot数及K3_slot数的计算,时延=K0_slot+K1_slot+K3_slot;
对于FDD下行模式,n为重传次数,时延=K0+K1+K3*n+1,n=N_trans-1;
对于FDD上行SR调度模式,时延=SR+K2+RE_TX*n+1,n=N_trans-1;
对于FDD上行免调度模式,时延=K2+RE_TX*n+1,n=N_trans-1。
8.一种5G终端业务性能要求与PRB资源需求的测算系统,其特征在于,包括:第一计算模块、第二计算模块、BLER值获取模块、传输次数确定模块和时延计算模块;
所述第一计算模块,用于计算MCS;
所述第二计算模块,用于仿真获取瀑布曲线;
所述BLER值获取模块,根据MCS Index和瀑布曲线确定符合业务带宽要求的一条MCS曲线,固定该MCS曲线SINR值可唯一确定曲线BLER值;
所述传输次数确定模块,根据BLER值获取传输次数;
所述时延计算模块,根据传输次数和传输时延的影响因素计算传输时延。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质,其特征在于,所述一个或多个程序包括指令,所述指令当由计算设备执行时,使得所述计算设备执行如权利要求1至7所述方法中的任一方法。
10.一种计算设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序,其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至7所述方法中的任一方法的指令。
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