CN114900413B - 一种基站侧上行波形选择方法和基站 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基站侧上行波形选择方法和基站。所述方法应用于5G无线系统，包括：获取当前采样周期中基站侧接收的每个子载波的平均干扰电平值NI；根据预先存储的NI与修正因子β_NI的对应关系，确定当前采样周期中NI对应的修正因子β_NI的取值，得到修正值；计算当前采样周期的SNR和所述修正值之间的差值，得到当前采样周期的等效SNR；根据所述当前采样周期的等效SNR和当前上行波形对终端所使用的上行波形进行管理。

Description

一种基站侧上行波形选择方法和基站

技术领域

本申请实施例涉及信息处理领域，尤指一种基站侧上行波形选择方法和基站。

背景技术

第五代无线通信技术(5G，5th Generation Mobile Communication Technology)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。在5G相关协议中，上行共享物理信道(PUSCH，Physical Uplink SharedChannel)作为物理层主要的上行数据承载信道，用于上行数据的调度传输，主要采用两种波形：

(1)循环前缀-正交频分复用(CP-OFDM，Cyclic Prefix Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)波形，CP-OFDM技术利用多个平行窄带子载波来传输信息，而不使用单个宽带载波，其可以使用不连续的频域资源，资源分配灵活，可以实现空分复用，使用四个空间层；但是该波形峰均比(PAPR，Peak-to-average Power Ratio)较高；

(2)基于傅里叶变换扩展正交频分复用(DFT-S-OFDM，Discrete FourierTransformation Spread Orthogonal Frequency Division Multiplex)波形，DFT-S-OFDM技术结合了CP-OFDM和低PAPR的优点，但是该波形只能使用连续的频域资源，而且不支持空分复用，只支持单流传输。

在现有技术中，一般用户终端在5G基站附近，信号塔强覆盖近点时，上行波形采用CP-OFDM，当用户终端位于5G基站的边缘位置，信号塔弱覆盖远点时，上行波形采用DFT-S-OFDM。而两种上行波形的切换依据通常为：上行信噪比(SNR，Signal-to-Noise Ratio)，具体的，当SNR高于某个设定值时，认为在近点，否则认为在远点，此时的设定值根据经验确定。但是在实际的应用场景中，环境干扰因素经常不可预知且不平稳，而环境因素所导致的SNR变化也是无规律性，且由于SNR为有用信号与噪声的比值，在干扰的环境下并不能直接反映干扰的大小以及此时干扰对信号解调的影响，因此，干扰的存在会影响信号的解调，强干扰还会引起误码，影响小区的吞吐，这时仅仅以SNR为判据确定上行波形必然存在很大的局限性，影响用户体验。

发明内容

为了解决上述任一技术问题，本申请实施例提供了一种基站侧上行波形选择方法和基站。

为了达到本申请实施例目的，本申请实施例提供了一种基站侧上行波形选择方法，应用于5G无线系统，包括：

获取当前采样周期中基站侧接收的每个子载波的平均干扰电平值NI；

根据预先存储的NI与修正因子β_NI的对应关系，确定当前采样周期中NI对应的修正因子β_NI的取值，得到修正值；

计算当前采样周期的SNR和所述修正值之间的差值，得到当前采样周期的等效SNR；

根据所述当前采样周期的等效SNR和当前上行波形对终端所使用的上行波形进行管理。

一种基站，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上文所述的方法。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

以当前SNR为基础，引入基站侧接收的每个子载波的平均干扰电平值NI对于SNR的影响，由于NI能够表明当前应用场景的干扰水平，更有效地选择合理的上行波形形式，实现上行共享物理信道PUSCH的CP-OFDM波形和DFT-S-OFDM波形的自适应选择，提升用户体验。

本申请实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例的实施例一起用于解释本申请实施例的技术方案，并不构成对本申请实施例技术方案的限制。

图1为本申请实施例提供的基站侧上行波形选择方法的流程示意图；

图2为本申请实施例一提供的基站侧上行波形选择方法的流程示意图；

图3为本申请实施例二提供的基站侧上行波形选择方法的流程示意图；

图4为本申请实施例三提供的基站侧上行波形选择方法的流程示意图；

图5为本申请实施例四提供的基站侧上行波形选择方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请实施例的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图1为本申请实施例提供的基站侧上行波形选择方法的流程示意图。如图1所示，所述方法应用于5G无线系统，包括：

步骤10、获取当前采样周期中基站侧接收的每个子载波的平均干扰电平值NI；

典型的，当NI＞-110dB，则认为环境存在干扰；

步骤20、根据预先存储的NI与修正因子β_NI的对应关系，确定当前采样周期中NI对应的修正因子β_NI的取值，得到修正值；

步骤30、计算当前采样周期的SNR和所述修正值之间的差值，得到当前采样周期的等效SNR；

步骤40、根据所述当前采样周期的等效SNR和当前上行波形对终端所使用的上行波形进行管理。

本申请实施例提供的方法，以当前SNR为基础，引入基站侧接收的每个子载波的平均干扰电平值NI对于SNR的影响，由于NI能够表明当前应用场景的干扰水平，更有效地选择合理的上行波形形式，实现上行共享物理信道PUSCH的CP-OFDM波形和DFT-S-OFDM波形的自适应选择，提升用户体验。

实施例一：

参考图2所示，为本申请实施例所提出的一种5G无线系统中上行波形自适应选择方法，该方法应用于基站侧，所述基站在确定终端为初始接入时，指示所述终端使用DFT-S-OFDM波形，以确保所述终端在小区内的任何位置都可以顺利接入，所述基站在确定终端完成初始接入后，按照以下方法确定当前上行波形并指示终端以所确定的波形进行上行数据传输：

步骤100：启动波形切换检测周期。

该步骤中，波形切换检测周期的长度可以由本领域普通技术人员确定，但较优选的，所述波形切换检测周期与基站所覆盖区域已知的环境变化周期一致，由此，在该周期内所获取的信道质量参数可以反映当前的无线覆盖环境质量。示例性的，对于室内，无线覆盖环境为单一用户流动性较小的家庭或者办公场所，无线环境变化较慢，波形切换检测周期可以设置为1s；而对于环境较为复杂的覆盖交界带或者流动性强的场景，比如移动的汽车上、地铁公交站等，无线覆盖环境变化较快，波形切换检测周期可以设置为100ms。

步骤101：获取当前SNR和根据上行干扰电平NI确定的对SNR的修正因子β_NI，按照如下公式确定当前等效SNR；

波形切换检测周期包括一个或至少两个采样周期，按照采样周期获取当前SNR和修正因子β_NI；其中：

SNR_equ＝SNR–β_NI

其中：

SNR_equ，为当前等效SNR；

SNR，为当前上行共享物理信道的SNR，通过物理层解调上行数据获取；

β_NI，为上行干扰电平NI对SNR的修正因子，具体的，根据由物理层解调上行数据时所获取的当前NI，确定β_NI的典型值如下：

表1

其中，pi2BPSK、BPSK、64QAM和256QAM为第五代移动通信中已知的上行的调制方式。此处说明一点：由于NI大于0dB时，当前信道质量极差，已经无法实现数据传输，因此，本申请不考虑；而NI小于-110dB时，可以认为干扰影响很小，直接设为0。

更为进一步地，对于上述β_NI的取值可以预先通过基于5G无线系统的实验确定。在5G无线系统中，上行调制方式有pi2BPSK、BPSK、64QAM和256QAM四种，分别预先针对每一调制方式确定βNI，具体如下：

(1)首先，确定基站侧满业务容量时上行SNR和对应BLER的关系：

记录初始测试条件下SNR的初始值SNR₀和BLER的初始值BLER₀；

循环执行如下步骤，直到测试次数n的取值达到预设的次数阈值N，包括：

步骤A、增加上行信道的衰减，控制SNR_n-1的数值降低，记录SNR_n-1的取值变化的绝对值|ΔSNR_n-1|，并记录对应BLER_n-1的取值变化的绝对值|ΔBLER_n-1|；

步骤B、如果|ΔBLER_n-1|＝0，则确定第n次的测试值α_n为0；如果|ΔBLER_n-1|≠0，则第n次的测试值α_n为|ΔSNR_n-1|与|ΔBLER_n-1|之间的比值；

步骤C、更新测试次数n的取值为n+1，并执行步骤A；

计算N个测试值的平均值，得到所述惩罚系数α；

其中，n＝1,2,3,……,N，其中N为大于或等于2的整数。

此处的设定测试次数由本领域普通技术人员设定，测试次数越多高，α的测试结果必然越精确。以下为在大量的测试基础上所获得的算术平均值α。

调制方式	256QAM	64QAM	BPSK	pi2BPSK
					α	0.5	1	1.5	2

表2

(2)对于当前测试环境进行加扰以模拟干扰场景，所加干扰大小分别为：-100dB～-110dB、-90dB～-100dB、0～-90dB，分别获取各区间加扰时对应的误块率(BLER，BlockError Rate)，其中，加扰值在各区间中可以随机选择，也可以特殊选定几个点，此处均不限定，然后计算BLER–targetBLER，其中：

targetBLER，为预定的目标BLER，优选的为10％；因为在5G NR系统中，数据信道的目标BLER通常为10％，当然，在其他实施例中，对于targetBLER，也可以根据实际情况设置为其他值，例如，在要求容错率更低的场合，可设为8％；此处并不对targetBLER的其它选择方式做出进一步限定，可以由本领域普通技术人员按照实际场景选择即可；

(3)当(BLER-targetBLER)≤0时，认为当前已经达到目标误码率，不需要对SNR进行修正，此时，β_NI＝0；当(BLER-targetBLER)>0时，β_NI＝α*(BLER-targetBLER)，其中：α根据表2确定。

对于上述(2)，可以针对每个加扰区间多点进行多次测试后，对于多次结果取算术平均值作为最终的BLER，与targetBLER进行计算。

步骤102：判断该终端的当前上行波形形式，如果当前采用DFT-S-OFDM，执行步骤103-1，如果当前采用CP-OFDM，执行步骤103-2；

步骤103-1：判断SNR_equ是否大于预设的等效SNR上限值SNR_{equ_high}，如果是，执行步骤104，否则，执行步骤105；

典型的，对于5G无线系统而言，SNR通常为：-10dB～40dB，且本领域普通技术人员通常认为SNR>15dB时信道质量较好，不属于弱覆盖场景，SNR<5dB时信道质量较差，术语弱覆盖场景；因此，在本申请中，典型的可以将等效SNR上限值SNR_{equ_high}设置为15dB，等效SNR下限值SNR_{equ_low}设置为5dB，当然也可以由本领域普通技术人员根据实际使用场景对等效SNR上限值SNR_{equ_high}和等效SNR下限值SNR_{equ_low}进行设置。

步骤103-2：判断当前传输层数RI是否为1，如果是，执行步骤103-3；否则，执行步骤105；

由于DFT-S-OFDM只支持单层传输，而当前波形为CP-OFDM，如果此时为多层传输必然无法以DFT-S-OFDM波形进行承载，因此，在本步骤中需要对于当前传输层数做出判断，以避免切换失败。

步骤103-3：根据接收信号强度指示值(RSSI，Received Signal StrengthIndication)判断信号接收功率是否小于强度门限值RSSI_thr，如果是，执行步骤103-4，否则执行步骤105；

本步骤中，使用强度门限值RSSI_thr来判断终端当前位置是否处于弱覆盖，典型的，强度门限值RSSI_thr可以选择为-95dB，该典型值为现有技术中基本领域普通技术人员已知的基站侧存在多个业务时RSSI的平均值；

步骤103-4：判断SNR_equ是否小于SNR_{equ_low}，如果是，执行步骤104，否则，执行步骤105；

步骤104：判断当前波形切换检测周期是否结束，如果是，执行步骤106；否则执行步骤101；

步骤105：维持当前波形，不进行波形转换，并转到步骤100，重新启动波形切换检测周期；

步骤106：进行波形转换，并转到步骤100，重新启动波形切换检测周期。

在此步骤中，如果当前波形为CP-OFDM，将当前波形转换为DFT-S-OFDM；如果当前波形为DFT-S-OFDM，将当前波形转换为CP-OFDM。

本实施例一所提出的波形切换的方法具有如下显著优点：

(1)对切换的重要依据SNR，使用NI进行修正，相比仅仅使用SNR作为判据，可以更快速准确的反映当前信道质量信息，为波形切换提供可靠的依据。

(2)在CP-OFDM波形切换到DFT-S-OFDM的过程中，使用RSSI来确定当前的弱覆盖情况，可以更快速判断是否需要切换至DFT-S-OFDM，避免在非弱覆盖的区域进行无效的波形切换操作。

(3)启动波形切换检测周期机制，可以避免信道质量突变导致的波形频繁切换。在一个波形切换检测周期内，任意一次不满足当前切换的条件，都会重启切换检测周期，重新检测信道质量，避免信道质量的突变引起非必要的波形切换。

实施例二：

参考图3所示，本实施例二在实施例一的基础上进一步的进行优化，提出另一种5G无线系统中上行波形自适应选择方法，该方法应用于基站侧，所述基站在确定终端为初始接入时，指示所述终端使用DFT-S-OFDM波形，以确保所述终端在小区内的任何位置都可以顺利接入，所述基站在确定终端完成初始接入后，按照以下方法确定当前波形并指示终端以所确定的波形进行上行数据传输：

步骤200：启动波形切换检测周期。

该步骤中，波形切换检测周期的长度可以由本领域普通技术人员确定，但较优选的，所述波形切换检测周期与基站所覆盖区域已知的环境变化周期一致，由此，在该周期内所获取的信道质量参数可以反映当前的无线覆盖环境质量。示例性的，对于室内，无线覆盖环境为单一用户流动性较小的家庭或者办公场所，无线环境变化较慢，波形切换检测周期可以设置为1s；而对于环境较为复杂的覆盖交界带或者流动性强的场景，比如移动的汽车上、地铁公交站等，无线覆盖环境变化较快，波形切换检测周期可以设置为100ms；

步骤201：获取当前SNR和根据上行干扰电平NI确定的对SNR的修正因子β_NI，按照如下公式确定当前等效SNR；

其中波形切换检测周期包括一个或至少两个采样周期，按照采样周期获取当前SNR和修正因子β_NI；其中：

SNR_equ＝SNR–β_NI

其中：上述公式中，SNR_equ、SNR、β_NI的物理意义和取值与实施例一相同，此处不再赘述。

步骤202：判断该终端的当前上行波形形式，如果当前采用DFT-S-OFDM，执行步骤203-1，如果当前采用CP-OFDM，执行步骤203-2；

步骤203-1：判断SNR_equ是否大于预设的等效SNR上限值SNR_{equ_high}，如果是，执行步骤204，否则，执行步骤205；

典型的，对于5G无线系统而言，SNR通常为：-10dB～40dB，且本领域普通技术人员通常认为SNR>15dB时信道质量较好，不属于弱覆盖场景，SNR<5dB时信道质量较差，属于弱覆盖场景；因此，在本申请中，典型的可以将等效SNR上限值SNR_{equ_high}设置为15dB，等效SNR下限值SNR_{equ_low}设置为5dB，当然也可以由本领域普通技术人员根据实际使用场景对等效SNR上限值SNR_{equ_high}和等效SNR下限值SNR_{equ_low}进行设置。

步骤203-2：判断当前传输层数RI是否为1，如果是，执行步骤203-3；否则，执行步骤205；

由于DFT-S-OFDM只支持单层传输，而当前波形为CP-OFDM，如果此时为多层传输必然无法以DFT-S-OFDM波形进行承载，因此，在本步骤中需要对于当前传输层数做出判断，以避免切换失败。

步骤203-3：根据接收信号强度指示值(RSSI，Received Signal StrengthIndication)判断信号接收功率是否小于强度门限值RSSI_thr，如果是，执行步骤203-4，否则执行步骤205；

本步骤中，使用强度门限值RSSI_thr来判断终端当前位置是否处于弱覆盖，典型的，强度门限值RSSI_thr可以选择为-95dB，该典型值为现有技术中基本领域普通技术人员已知的基站侧存在多个业务时RSSI的平均值；

步骤203-4：判断SNR_equ是否小于SNR_{equ_low}，如果是，执行步骤204，否则，执行步骤205；

步骤204：判断当前波形切换检测周期是否结束，如果是，执行步骤206；否则执行步骤201；

步骤205：维持当前波形，不进行波形转换，并转到步骤200，重新启动波形切换检测周期；

步骤206：计算当前波形切换检测周期内的平均SNR_equ；

在本步骤中，将当前波形切换检测周期内记录的所有SNR_equ取算术平均值得到本周期内的平均等效SNR，SNR_{equ_pre}，暂存所得到的SNR_{equ_pre}；

步骤207：进行波形预切换，并启动切换尝试周期；

在本步骤中，所述波形预切换与波形切换的方式一致，但进行预切换后的波形并非一定为需要切换的上行波形，还需要等待切换尝试周期结束后再做判断；所述切换尝试周期，为用于判断当前波形切换是否可以得到更高性能效果的预设时长；其通常根据波形切换检测周期来设置，一般切换尝试周期不大于波形切换检测周期，这样如果预切换的波形不能带来更好的性能效果，可以避免较长时间的差体验。

步骤208：获取当前SNR和BLER，确定并记录当前等效SNR；其中，按照步骤201的相同方法确定当前尝试切换周期内的SNR_equ；

其中，尝试切换周期包括一个或至少两个采样周期，按照采样周期获取当前SNR和修正因子β_NI。

步骤209：判断当前尝试切换周期是否结束，如果是，执行步骤210；否则执行步骤208；

步骤210：计算当前尝试切换周期内的平均SNR_equ，记作SNR_{equ_post}；

在本步骤中，将当前尝试切换周期内获得的所有SNR_equ，取算术平均值得到本尝试切换周期内的平均SNR_{equ_post}；

步骤211：判断SNR_{equ_pre}是否小于SNR_{equ_post}，如果是，执行步骤212；否则，将当前上行波形形式进行回切；转到步骤200。

在本步骤中，如果SNR_{equ_pre}＞SNR_{equ_post}，则表明进行波形与切换其按的终端通道质量好于通道与切换之后，因此预切换未达到切换目的，此时通过快速回且将预切换之前的上行波形作为当前上行波形。

步骤212：将预切换所得到的波形作为当前上行波形，并转到步骤200。

与实施例一相比，本实施例二中，在波形切换检测周期结束且判断当前上行波形需要进行切换时，增加了尝试切换周期，通过比较尝试切换周期内的等效SNR(预切换阶段)和波形切换检测周期内(预切换之前)的等效SNR进一步判断进行波形切换是否可以获得更好的信道质量，可以带给用户更好的体验，如果是，则进行波形切换，否则，快速切回原来波形，这样可以避免无效切换给用户带来较差体验。

实施例三：

参考图4所示，本实施例三在实施例二的基础上进一步的进行优化，提出另一种5G无线系统中上行波形自适应选择方法，该方法应用于基站侧，所述基站在确定终端为初始接入时，指示所述终端使用DFT-S-OFDM波形，以确保所述终端在小区内的任何位置都可以顺利接入，所述基站在确定终端完成初始接入后，按照以下方法确定当前波形并指示终端以所确定的波形进行上行数据传输：

步骤300：启动波形切换检测周期。

该步骤中，波形切换检测周期的长度可以由本领域普通技术人员确定，但较优选的，所述波形切换检测周期与基站所覆盖区域已知的环境变化周期一致，由此，在该周期内所获取的信道质量参数可以反映当前的无线覆盖环境质量。示例性的，对于室内，无线覆盖环境为单一用户流动性较小的家庭或者办公场所，无线环境变化较慢，波形切换检测周期可以设置为1s；而对于环境较为复杂的覆盖交界带或者流动性强的场景，比如移动的汽车上、地铁公交站等，无线覆盖环境变化较快，波形切换检测周期可以设置为100ms。

步骤301：获取当前SNR和根据上行干扰电平NI确定的对SNR的修正因子β_NI，按照如下公式确定当前等效SNR，

波形切换检测周期包括一个或至少两个采样周期，按照采样周期获取当前SNR和修正因子β_NI；其中：

SNR_equ＝SNR–β_NI

其中：上述公式中，SNR_equ、SNR、β_NI的物理意义和取值与实施例一相同，此处不再赘述。

步骤302：判断该终端的当前上行波形形式，如果当前采用DFT-S-OFDM，执行步骤303-1，如果当前采用CP-OFDM，执行步骤303-2；

步骤303-1：判断SNR_equ是否大于预设的等效SNR上限值SNR_{equ_high}，如果是，执行步骤304，否则，执行步骤306；

典型的，对于5G无线系统而言，SNR通常为：-10dB～40dB，且本领域普通技术人员通常认为SNR>15dB时信道质量较好，不属于弱覆盖场景，SNR<5dB时信道质量较差，属于弱覆盖场景；因此，在本申请中，典型的可以将等效SNR上限值SNR_{equ_high}设置为15dB，等效SNR下限值SNR_{equ_low}设置为5dB，当然也可以由本领域普通技术人员根据实际使用场景对等效SNR上限值SNR_{equ_high}和等效SNR下限值SNR_{equ_low}进行设置。

步骤303-2：判断当前传输层数RI是否为1，如果是，执行步骤303-3；否则，执行步骤306；

由于DFT-S-OFDM只支持单层传输，而当前波形为CP-OFDM，如果此时为多层传输必然无法以DFT-S-OFDM波形进行承载，因此，在本步骤中需要对于当前传输层数做出判断，以避免切换失败。

步骤303-3：根据接收信号强度指示值(RSSI，Received Signal StrengthIndication)判断信号接收功率是否小于强度门限值RSSI_thr，如果是，执行步骤303-4，否则执行步骤306；

本步骤中，使用强度门限值RSSI_thr来判断终端当前位置是否处于弱覆盖，典型的，强度门限值RSSI_thr可以选择为-95dB，该典型值为现有技术中基本领域普通技术人员已知的基站侧存在多个业务时RSSI的平均值；

步骤303-4：判断SNR_equ是否小于SNR_{equ_low}，如果是，执行步骤304，否则，执行步骤306；

步骤304：判断当前波形切换检测周期是否结束，如果是，执行步骤305；否则执行步骤301；

步骤305：判断当前调度周期内调度次数与总调度机会次数的比值是否大于阈值，如果是，执行步骤307，否则执行步骤306；

在无线系统中，调度周期、和总调度机会次数为无线系统预设的参数，每传输时间间隔(Transmission time interval，TTI)内进行一次资源调度，总调度机会次数为一个调度周期内可用于调度的时隙总数，而当前调度周期内调度次数为该调度周期内实际用到的时隙数，所述阈值可以由本领域普通技术人员根据应用场景确定，典型的可以设置为50％。

在本步骤中，将调度周期内调度次数与总调度机会次数的比值和预设阈值进行比较的结果作为本次波形切换检测周期上行波形选择的判据基础，如果所述调度次数与总调度机会次数的比值小于设定阈值，表明当前终端的业务需求量较少，且资源和调度机会充足，当前波形可以满足用户的需求，切换波形对用户的体验提升不明显，而且在本次的波形切换检测中，由于调度次数少，获取到的信道质量参数较少(调度一次，可获得一次信道SNR)，不足以反映当前的信道质量，因此可执行步骤306，维持现有波形，不进行切换；而如果所述调度次数与总调度次数的比值大于设定阈值，表明当前用户有一定的业务需求，通过波形切换可能可以改善信道质量，提升用户体验，因此，执行步骤307。

步骤306：维持当前波形，不进行波形转换，并转到步骤300，重新启动波形切换检测周期；

步骤307：计算当前波形切换检测周期内的平均SNR_equ；

在本步骤中，将当前波形切换检测周期内记录的所有SNR_equ取算术平均值得到本周期内的平均等效SNR，SNR_{equ_pre}，暂存所得到的SNR_{equ_pre}；

步骤308：进行波形预切换，并启动切换尝试周期；

在本步骤中，所述波形预切换与波形切换的方式一致，但进行预切换后的波形并非一定为需要切换的上行波形，还需要等待切换尝试周期结束后再做判断；所述切换尝试周期，为用于判断当前波形切换是否可以得到更高性能效果的预设时长；其通常根据波形切换检测周期来设置，一般切换尝试周期不大于波形切换检测周期，这样如果预切换的波形不能带来更好的性能效果，可以避免较长时间的差体验。

步骤309：获取当前SNR和BLER，确定并记录当前等效SNR；其中，按照步骤301的相同方法确定当前尝试切换周期内的SNR_equ；

其中，尝试切换周期包括一个或至少两个采样周期，按照采样周期获取当前SNR和修正因子β_NI。

步骤310：判断当前尝试切换周期是否结束，如果是，执行步骤311；否则执行步骤309；

步骤311：计算当前尝试切换周期内的平均SNR_equ，记作SNR_{equ_post}；

在本步骤中，将当前尝试切换周期内获得的所有SNR_equ，取算术平均值得到本尝试切换周期内的平均SNR_{equ_post}；

步骤312：判断SNR_{equ_pre}是否小于SNR_{equ_post}，如果是，执行步骤313；否则，将当前上行波形形式进行回切；转到步骤300。

在本步骤中，如果SNR_{equ_pre}＞SNR_{equ_post}，则表明进行波形与切换其按的终端通道质量好于通道与切换之后，因此预切换未达到切换目的，此时通过快速回且将预切换之前的上行波形作为当前上行波形。

步骤313：将预切换所得到的波形作为当前上行波形，并转到步骤300。

实施例四：

参考图5所示，本实施例四在实施例一的基础上进一步的进行优化，提出另一种5G无线系统中上行波形自适应选择方法，该方法应用于基站侧，所述基站在确定终端为初始接入时，指示所述终端使用DFT-S-OFDM波形，以确保所述终端在小区内的任何位置都可以顺利接入，所述基站在确定终端完成初始接入后，按照以下方法确定当前波形并指示终端以所确定的波形进行上行数据传输：

步骤400：启动波形切换检测周期。

该步骤中，波形切换检测周期的长度可以由本领域普通技术人员确定，但较优选的，所述波形切换检测周期与基站所覆盖区域已知的环境变化周期一致，由此，在该周期内所获取的信道质量参数可以反映当前的无线覆盖环境质量。示例性的，对于室内，无线覆盖环境为单一用户流动性较小的家庭或者办公场所，无线环境变化较慢，波形切换检测周期可以设置为1s；而对于环境较为复杂的覆盖交界带或者流动性强的场景，比如移动的汽车上、地铁公交站等，无线覆盖环境变化较快，波形切换检测周期可以设置为100ms。

步骤401：获取当前SNR和根据上行干扰电平NI确定的对SNR的修正因子β_NI，按照如下公式确定当前等效SNR，

波形切换检测周期包括一个或至少两个采样周期，按照采样周期获取当前SNR和修正因子β_NI；其中：

SNR_equ＝SNR–β_NI

其中：上述公式中，SNR_equ、SNR、β_NI的物理意义和取值与实施例一相同，此处不再赘述。

步骤402：判断该终端的当前上行波形形式，如果当前采用DFT-S-OFDM，执行步骤403-1，如果当前采用CP-OFDM，执行步骤403-2；

步骤403-1：判断SNR_equ是否大于预设的等效SNR上限值SNR_{equ_high}，如果是，执行步骤404，否则，执行步骤406；

典型的，对于5G无线系统而言，SNR通常为：-10dB～40dB，且本领域普通技术人员通常认为SNR>15dB时信道质量较好，不属于弱覆盖场景，SNR<5dB时信道质量较差，属于弱覆盖场景；因此，在本申请中，典型的可以将等效SNR上限值SNR_{equ_high}设置为15dB，等效SNR下限值SNR_{equ_low}设置为5dB，当然也可以由本领域普通技术人员根据实际使用场景对等效SNR上限值SNR_{equ_high}和等效SNR下限值SNR_{equ_low}进行设置。

步骤403-2：判断当前传输层数RI是否为1，如果是，执行步骤403-3；否则，执行步骤406；

由于DFT-S-OFDM只支持单层传输，而当前波形为CP-OFDM，如果此时为多层传输必然无法以DFT-S-OFDM波形进行承载，因此，在本步骤中需要对于当前传输层数做出判断，以避免切换失败。

步骤403-3：根据接收信号强度指示值(RSSI，Received Signal StrengthIndication)判断信号接收功率是否小于强度门限值RSSI_thr，如果是，执行步骤403-4，否则执行步骤406；

本步骤中，使用强度门限值RSSI_thr来判断终端当前位置是否处于弱覆盖，典型的，强度门限值RSSI_thr可以选择为-95dB，该典型值为现有技术中基本领域普通技术人员已知的基站侧存在多个业务时RSSI的平均值；

步骤403-4：判断SNR_equ是否小于SNR_{equ_low}，如果是，执行步骤404，否则，执行步骤406；

步骤404：判断当前波形切换检测周期是否结束，如果是，执行步骤405；否则执行步骤401；

步骤405：判断当前调度周期内调度次数与总调度机会次数的比值是否大于阈值，如果是，执行步骤407，否则执行步骤406；

在无线系统中，调度周期、和总调度机会次数为无线系统预设的参数，每传输时间间隔(Transmission time interval，TTI)内进行一次资源调度，总调度机会次数为一个调度周期内可用于调度的时隙总数，而当前调度周期内调度次数为该调度周期内实际用到的时隙数，所述阈值可以由本领域普通技术人员根据应用场景确定，典型的可以设置为50％。

在本步骤中，将调度周期内调度次数与总调度机会次数的比值和预设阈值进行比较的结果作为本次波形切换检测周期上行波形选择的判据基础，如果所述调度次数与总调度机会次数的比值小于设定阈值，表明当前终端的业务需求量较少，且资源和调度机会充足，当前波形可以满足用户的需求，切换波形对用户的体验提升不明显，而且在本次的波形切换检测中，由于调度次数少，获取到的信道质量参数较少(调度一次，可获得一次信道SNR)，不足以反映当前的信道质量，因此可执行步骤406，维持现有波形，不进行切换；而如果所述调度次数与总调度次数的比值大于设定阈值，表明当前用户有一定的业务需求，通过波形切换可能可以改善信道质量，提升用户体验，因此，执行步骤407。

步骤406：维持当前波形，不进行波形转换，并转到步骤400，重新启动波形切换检测周期；

步骤407：进行波形转换，并转到步骤400，重新启动波形切换检测周期。

与实施例一与实施例二相比，本实施例三和四中，将调度周期内调度次数与总调度机会次数的比值和预设阈值进行比较的结果作为本次波形切换检测周期上行波形选择的判据基础，在提升用户体验的基础上，避免了频繁执行波形切换操作。

对于上述各实施例的补充说明如下：

基站判断某个终端是否开始进行初始接入、是否完成初始接入，以及基站指示终端所使用的上行接入波形的具体实现方式都可以通过本领域的常规技术手段来实现，在本申请中不做限定而只是直接引用。

本申请实施例提供的方法，在波形切换时，使用NI对SNR进行修正，为波形切换提供了可靠的依据，再进一步地实施例中增加波形切换尝试流程，避免无效切换。

本申请实施例提供一种基站，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上文任一项中所述的方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (12)

1.一种基站侧上行波形选择方法，应用于5G无线系统，包括：

获取当前采样周期中基站侧接收的每个子载波的平均干扰电平值NI；

根据预先存储的NI与修正因子

的对应关系，确定当前采样周期中NI对应的修正因子/>

的取值，得到修正值；

计算当前采样周期的SNR减去所述修正值后得到的差值，得到当前采样周期的等效SNR；

根据所述当前采样周期的等效SNR和当前上行波形对终端所使用的上行波形进行管理；

其中，所述根据所述当前采样周期的等效SNR和当前上行波形对终端所使用的上行波形进行管理，包括：

在当前上行波形为基于傅里叶变换扩展正交频分复用DFT-S-OFDM波形，如果等效SNR大于预设的SNR上限值，则确定执行波形切换操作；

在当前上行波形为循环前缀-正交频分复用CP-OFDM波形时，如果当前传输层数为1，且接收信号强度指示值RSSI小于预设的强度门限值，以及等效SNR小于预设的SNR下限值，则确定执行波形切换操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下方式预先确定NI与修正因子

的对应关系，包括：

从每个预设的NI取值区间中分别选择至少一个目标取值；

获取在NI取值为目标取值条件下误块率BLER的实际值，得到实际BLER；

计算每个实际BLER与预设的目标BLER的比较结果；

在实际BLER小于或等于目标BLER时，则所述实际BLER所在的NI取值区间对应的修正因子

为0；

在实际BLER大于目标BLER时，则计算实际BLER与目标BLER之间的差值，计算所述差值与预设的惩罚系数

之间的乘积，得到所述实际BLER所在的NI取值区间对应的修正因子

，其中/>

。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述NI与修正因子

的对应关系包括不同调制方式对应的子对应关系；

所述根据预先存储的NI与修正因子

的对应关系，确定当前采样周期的NI对应的修正值/>

，包括：

确定当前上行控制信道的调制方式；

从所述子对应关系中，获取所述调制方式的目标子对应关系；

从所述目标子对应关系中，确定当前采样周期的NI所在的NI取值区间对应的修正因子

，得到修正值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在每个调制方式下均执行如下操作，得到每个调制方式的惩罚系数

，包括：

获取SNR的初始值

和BLER的初始值/>

；

循环执行如下步骤，直到测试次数n的取值达到预设的次数阈值N，包括：

步骤A、控制

的数值降低，记录/>

的取值变化的绝对值/>

，并记录对应/>

的取值变化的绝对值/>

；

步骤B、如果

=0，则确定第n次的测试值/>

为0；如果||0/>

，则第n次的测试值/>

为/>

与/>

之间的比值；

步骤C、更新测试次数n的取值为n+1，并执行步骤A；

计算N个测试值的平均值，得到所述惩罚系数

;

其中，n=1,2,3, ……,N，其中N为大于或等于2的整数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

在调制方式为256正交幅相调制QAM时，所述惩罚系数的取值为0.5；

在调制方式为64QAM时，所述惩罚系数的取值为1;

在调制方式为二进制相移键控BPSK时，所述惩罚系数的取值为1.5;

在调制方式为pi2BPSK时，所述惩罚系数的取值为2。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

启动波形切换检测周期，其中所述波形切换检测周期包括一个或至少两个采样周期；

在当前波形切换检测周期内，如果在采样周期得到的等效SNR以及当前上行波形确定不执行波形切换操作，则重启当前波形切换检测周期；

在当前波形切换检测周期结束后，根据当前波形切换周期内最后一个采样周期得到的等效SNR以及当前上行波形，判断是否执行波形切换操作；

在确定执行波形切换操作后，执行波形切换操作。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

启动波形切换检测周期，其中所述波形切换检测周期包括至少两个采样周期；

在当前波形切换检测周期内，记录当前波形切换检测周期内每个采样周期的等效SNR；

在当前波形切换检测周期内，如果在采样周期得到的等效SNR以及当前上行波形确定不执行波形切换操作，则重启当前波形切换检测周期；

在当前波形切换检测周期结束后，根据当前波形切换周期内最后一个采样周期得到的等效SNR以及当前上行波形，判断是否执行波形切换操作；

在确定执行波形切换操作后，计算所述当前波形切换检测周期内全部等效SNR的平均值，得到第一平均值；以及，进行波形预切换，并启动切换尝试周期，其中所述切换尝试周期包括至少两个采样周期；

在当前波形尝试切换周期内，记录当前波形尝试切换周期内每个采样周期的等效SNR；

在当前尝试切换周期结束后，记录当前尝试切换周期内全部等效SNR的平均值，并计算所述当前尝试切换周期内全部等效SNR的平均值，得到第二平均值；

判断第一平均值是否小于第二平均值；

如果所述第一平均值小于所述第二平均值，则将预切换所得到的波形作为当前上行波形；

如果所述第一平均值大于或等于所述第二平均值，则将预切换之前的上行波形作为当前上行波形。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述切换尝试周期的时长小于或等于所述波形切换检测周期的时长。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

启动波形切换检测周期，其中所述波形切换检测周期包括至少两个采样周期；

在当前波形切换检测周期内，如果在采样周期得到的等效SNR以及当前上行波形确定不执行波形切换操作，则重启当前波形切换检测周期；

在当前波形切换检测周期结束后，根据当前波形切换周期内最后一个采样周期得到的等效SNR以及当前上行波形，判断是否执行波形切换操作；

在确定执行波形切换操作后，判断当前调度周期内调度次数与总调度机会次数的比值是否大于预设的比值阈值；

如果比值大于所述比值阈值，则执行波形切换操作。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定所述终端请求初始接入时，指示所述终端使用DFT-S-OFDM波形，并在确定终端完成初始接入后，获取当前基站侧接收的每个子载波的NI。

11.一种基站，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至10任一项中所述的方法。

12.一种基站，其特征在于，用于执行如权利要求1至10任一项所述的方法。

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