CN1175600C - 一种按区域调整调制编码方案的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种按区域调整调制编码方案的方法，其至少包括以下的步骤：a.基站将当前采用的所有调制编码方案(MCS)划分为一个以上的MCS组；b.用户(UE)端测量小区内信道的信道质量以及路径损耗，并将该信息传送给基站；c.基站根据所收到的信息更新维护信道信息表，同时根据路径损耗值计算该用户与基站的距离，并根据用户与基站的距离确定该用户所属的MCS组；d.根据该用户的信道信息表和该用户对应的MCS组选取适合的信道与MCS组合进行数据传输；e.如果该用户的位置发生变化，则返回步骤b。采用该方法可使用户根据所处位置的不同来决定所采用的调制编码级别和传输信道，以保证其具有最佳的传输质量，从而提高系统整体性能。
Description
技术领域
本发明涉及编码方案调整技术，特别是指一种根据用户在小区内所处位置的不同分配相应编码方案的按区域调整调制编码方案的方法。
发明背景
目前，在第三代移动通信系统的增强技术中，提出了一种自适应改变调制编码方案(AMC)的方法，该方法是将调制编码的级别分为八级，如表一所示，当信道条件发生改变时，调制编码级数(MCS)的级别也将根据信道条件的好坏向上或向下自动进行调整，以保证信号的传输性能良好。该方法具体的工作原理就是：基站按照用户反馈的信道信息，对用户的调制编码方案进行选择，即在信道条件好的地方选择较高阶的调制编码方案和较高的编码速率，在信道条件不好的地方则选择低阶的调制编码方案和的较低的编码速率。表一给出了八级可供选择的调制编码方案：
| 编码级别 | 调制方案 | 编码方案(信息比特/总比特) |
| 1 | 四相移相键控(QPSK) | 1/4 |
| 2 | 四相移相键控(QPSK) | 1/2 |
| 3 | 四相移相键控(QPSK) | 3/4 |
| 4 | 8相移键控(8PSK) | 3/4 |
| 5 | 16阶正交振幅调制(16QAM) | 1/2 |
| 6 | 16阶正交振幅调制(16QAM) | 3/4 |
| 7 | 64阶正交振幅调制(64QAM) | 1/2 |
| 8 | 64阶正交振幅调制(64QAM) | 3/4 |
表一 调制编码方案
表一编码方案中的数字“1/4”表示总共传输4比特，其中1比特为信息比特，其余3比特为冗余比特；同理，“1/2”表示共传2比特，1比特为信息比特，1比特为冗余比特；其它均以此类推。
无论所采用的MCS分为几级，都存在一个调整的问题，但是在实际应用中，用户与基站间有若干的影响因素：距离、干扰、信道状况等等，具体应该根据什么标准以及如何进行编码方案的调整，也就是说，在什么情况下使用何种编码方案更佳，更能保证用户信号的传输质量，至今还没有确定的实现方式。而且，很可能由于测量的不准确造成编码方案频繁调整，使传输质量变差；或在不合适的地点由于信道测量的误差采用过高的调制编码级别，在用户间造成干扰，进而使系统容量下降。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种按区域调整调制编码方案的方法，使用户能够根据所处位置的不同来决定所采用的调制编码级别和传输信道，以保证其具有最佳的传输质量，从而提高系统整体性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种按区域调整调制编码方案的方法，基站为每个用户设立一个包含本小区当前用户所有可用信道信息的信道信息表，该方法还包括以下的步骤：
a.基站将当前采用的所有调制编码方案(MCS)划分为一个以上的MCS组；
b.用户(UE)端测量小区内信道的信道质量以及路径损耗，并将该信息传送给基站；
c.基站根据所收到的信息更新维护信道信息表，同时根据路径损耗值计算该用户与基站的距离，并根据用户与基站的距离确定该用户所属的MCS组；
d.根据该用户的信道信息表和该用户对应的MCS组选取适合的信道与MCS组合进行数据传输；
e.如果该用户的位置发生变化，则返回步骤b。
该方法还包括：基站通过从无线网络控制器(RNC)获得相关的空闲可用信道，以及从用户(UE)端得到在其空闲时隙内获得的相关信道质量信息，对信道信息表进行更新与维护。所述可用信道的数目最大为无线网络控制器(RNC)所管辖的一簇小区内可以使用的所有信道数。
其中，步骤d进一步包括：基站首先选取该用户空闲可用信道中的最好信道，与该MCS组的所有MCS建立一一对应关系，当通信质量变差时，则顺序从该用户的信道信息表中选取当前优先级别最高的信道及其相应的MCS组合进行数据传输。
该方法进一步包括：当没有足够的信道分配给所有区域的用户时，则优先将信道分配给与基站距离更近的用户。
基站在计算出当前用户位置后，首先要根据该用户的信道信息表判断其是否有空闲信道，如果没有，则该用户保持原有MCS及所用信道。
当一个以上用户所选用的信道发生冲突时，优先将信道分配给与基站距离更近的用户。
UE端实时检测数据块传输的正误并将该信息上报给基站，由基站对错误传输的次数进行计数；当该用户的同一数据块连续两次发生传输错误时，基站重新顺序选用当前信道与下一个MCS的组合；如果当前信道与每个MCS的组合均不适用，则顺序选取该用户信道信息表中下一个优先级最高的信道。
所述MCS组的划分由路径损耗原则和发射功率原则共同确定。位于小区边缘的用户只能采用最高到QPSK 3/4的调制编码方案。
由上述方案可以看出，本发明的关键在于：基站通过测量其本身与用户端(UE)之间的路径损耗，计算出它们之间的距离；然后，通过用户在小区中不同的地理位置以及基站按区域预先划分好的调制编码组，来确定该用户可以使用的调制编码级别和相应的信道。
在此处理过程中，基站为每个用户都存储了一个信道信息表，基站通过从无线网络控制器(RNC)获得相关的空闲可用信道，以及从UE端得到在其空闲时隙内获得的其它信道质量信息，对该表进行更新与维护。如此，能够保证UE在一定的位置得到可用的目前信道质量最好的信道和最合适的调制编码方案，不仅简化了调制编码级别调整的复杂性，减小了系统中用户间的干扰，而且提高了系统性能。
由于时分双工(TDD)系统的特点是：用户分时隙传输数据，那么，用户在其不传输的时隙内，就可以测量小区内其它信道的质量，因此，本发明更适合用于TDD系统。
可见，本发明所提供的按区域调整调制编码方案的方法，其将所有调制编码方案在小区内按照与基站的距离进行分组，并根据用户距离基站的远近对用户可以使用的信道和调制编码级别进行一一对应，建立信道信息表，使用户能同时获得有关信道和调制编码级别的信息。采用分区域调整调制编码方案，不仅能保证用户以最好的传输路径进行传输，同时可简化调制编码级别的调整过程，降低小区内各个用户之间的干扰，进而提高系统的性能和信号的传输质量，减少错误调整的发生。
附图说明
图1为本发明方法实现的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
假定移动通信系统采用八级调整调制编码方案；并设定信道的信道号为a～h，在实际应用中上该信道数目可随机取，最多不超过RNC所管辖的一簇小区内可以使用的所有信道数；设用户与基站间的距离为D，小区的半径为R。
在本实施例中，基站将调制编码方案分为三组：A组使用所有的调制编码方案，即设M＝8；B组使用最高到16QAM 3/4调制编码方案，即设N＝6；C组使用最高到QPSK 3/4调制编码方案，即设L＝3。在实际应用中，MCS组的划分是根据用户在实际环境中的通信质量来考虑的。由于存在路径损耗问题和发射功率问题，一般处于小区边界的用户是无法使用64QAM和16QAM这样高阶调制的，路径损耗和发射功率这两个原则将确定MCS的分组情况。
基站预先为每个用户都设立了一个信道信息表，该表中包含本小区内该用户当前可使用的所有信道的信息，并按信道传输性能，即信道好坏排序。至于信道好坏的判别，是由用户在它不传数据的时刻测量信道质量并上报给基站，然后由基站根据该信息对可用信道进行排序。
那么，参见图1所示，本发明方法的实现具体包括以下步骤：
1)UE在它不传输数据的时隙里测量小区内信道的质量，同时UE还需要测量路径损耗，该路径损耗是通过公共控制物理信道(P-CCPCH)和下行导频信道(DwPTS)来获得的，并将信道质量以及路径损耗测量信息传送回基站。该步骤要在整个通信过程中不断进行，实时检测。
2)基站根据所接收到的数据对该用户的信道信息表进行维护，即对小区内可使用的信道进行排序；然后，基站根据UE提供的路径损耗值，计算出UE与基站NodeB之间的距离；并根据用户距离基站的远近做如下的判断：
①当用户处于接近基站处，即D＜1/3R时，基站从该用户的信道信息表中选出质量最好的一个空闲信道a分别与A组的MCS相对应，即用质量最好的信道与八个MCS级一一对应，如表二所示：
| 优先级别 | 信道号 | 调制编码方案 |
| 1 | A | 8 |
| 2 | A | 7 |
| 3 | A | 6 |
| 4 | A | 5 |
| 5 | A | 4 |
| 6 | A | 3 |
| 7 | A | 2 |
| 8 | A | 1 |
表二 用户处于D＜1/3R时信道a与MCS的对应表
其中，对应的MCS编码方案的编号按照表一的编号。
如果a信道的各个组合都不能使用，即a信道的各个MCS级别都不适合，则中断该用户的服务，或取出另外一个信道，如次好的b信道重复执行上述操作，如表三所示：
| 优先级别 | 信道号 | 调制编码方案 |
| 1 | b | 8 |
| 2 | b | 7 |
| 3 | b | 6 |
| 4 | b | 5 |
| 5 | b | 4 |
| 6 | b | 3 |
| 7 | b | 2 |
| 8 | b | 1 |
表三 用户处于D＜1/3R时信道b与MCS的对应表
其中，对应的MCS编码方案的编号按照表一的编号。
如果b信道的各个MCS级别也不适用于该用户的信道，则中断服务或再顺序选出该用户信道信息表中下一个优先级最高的信道进行数据传输，并依此类推。其中，所谓信道和MCS不适用是指采用某种信道与MCS的组合传输数据时，发生多次传输错误。基站一般按优先级的级别顺序从高到低选取信道与MCS组合，如果不适合，再选取下一个。
②当用户处于离基站的中间处，即1/3R≤D＜2/3R时，基站从该用户的信道信息表中选出最好的一个空闲信道分别与B组的每一个MCS相对应，对应方法与①中相同，如表四所示：
| 优先级别 | 信道号 | 调制编码方案 |
| 1 | c | 6 |
| 2 | c | 5 |
| 3 | c | 4 |
| 4 | c | 3 |
| 5 | c | 2 |
| 6 | c | 1 |
表四 用户处于1/3R≤D＜2/3R时信道c与MCS的对应表
其中，对应的MCS编码方案的编号按照表一的编号。
如果当前信道a为最好信道，信道c为次好信道；而此时处于D＜1/3处的用户和处于1/3≤D＜2/3处的用户都认为a是最佳信道的话，则按照优先考虑距离基站近的用户为原则，将信道a优先分配给距离基站更近的用户，而将次好的信道c分配给距离基站相对远的用户。
③当用户处于远离基站处，即D≥2/3R时，基站从该用户的信道信息表中选出最好的一个空闲信道分别与C组的三个MCS相对应，对应方法与①中相同。
| 优先级别 | 信道号 | 调制编码方案 |
| 1 | d | 3 |
| 2 | d | 2 |
| 3 | d | 1 |
表五 用户处于D≥2/3R时信道d与MCS的对应表
其中，对应的MCS编码方案的编号按照表一的编号。
同样，如果两个用户同时认为同一个信道最佳，则将该信道优先分配给距离基站更近的用户，而另一用户择其次。
上述三种情况，均是假设有空闲信道存在，实际上，当基站计算出用户位置后，首先要根据该用户的信道信息表来判断其是否有空闲信道？如果没有，则该用户维持原通信信道和MCS方案。如果整个小区内没有足够的信道分配给三个区域的用户，则按照最大容量和最小发射功率的原则，优先考虑离基站距离更近的用户，即基站将当前空闲可用信道优先分给距离近的用户。
3)基站根据用户上传的路径损耗，实时监测用户的位置是否发生变化，如果该用户在小区的三个区域，即D＜1/3、1/3R≤D＜2/3R、D≥2/3R之间移动，也就是说位置发生变化的话，则返回步骤1)重新执行相应的操作，否则该用户保持现有的使用信道及相应的MCS级别。
上述执行过程是在用户数据传输没有错误的情况下进行的，实际上，在步骤1)中，UE侧同时还监测数据传输的正误并将监测结果上报基站，当基站收到UE上传的信息后，其对错误传输次数进行统计，然后根据统计信息判断是否同一数据连续两次传输错误，如果不是，则该用户保持当前使用的信道和MCS；否则，基站从信道信息表中重新选取更适合的信道及MCS来传输该数据块，也就是说，顺序从该用户的信道信息表中选出下一个优先级别最高的可用信道及其相应的MCS进行数据传输。如果用户所处区域变化且数据传输连续出错，则先根据用户位置的变化按步骤2)从新的用户信道信息表中重新选取新的信道及相应的调制编码方案进行传输。
由上述过程分析可见，对于信道的分配主要遵循三种原则：
a.当信道数目不足时，优先考虑距离基站更近的用户；
b.当多个用户使用的信道发生冲突时，优先考虑距离基站更近的用户；
c.当某用户的同一数据块连续发生传输错误时，根据该用户的信道信息表重新选择相应可用的信道和MCS。
总之，以上所述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。
Claims (10)
1、一种按区域调整调制编码方案的方法，其特征在于，基站为每个用户设立一个包含本小区当前用户所有可用信道信息的信道信息表，该方法还包括以下的步骤：
a.基站将当前采用的所有调制编码方案MCS划分为一个以上的MCS组；
b.用户端测量小区内信道的信道质量以及路径损耗，并将该信息传送给基站；
c.基站根据所收到的信息更新维护信道信息表，同时根据路径损耗值计算该用户与基站的距离，并根据用户与基站的距离确定该用户所属的MCS组；
d.根据该用户的信道信息表和该用户对应的MCS组选取适合的信道与MCS组合进行数据传输；
e.如果该用户的位置发生变化，则返回步骤b。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括：基站通过从无线网络控制器获得相关的空闲可用信道，以及从用户端得到在其空闲时隙内获得的相关信道质量信息，对信道信息表进行更新与维护。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述可用信道的数目最大为无线网络控制器所管辖的一簇小区内可以使用的所有信道数。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤d进一步包括：基站首先选取该用户空闲可用信道中的最好信道，与该MCS组的所有MCS建立一一对应关系，当通信质量变差时，则顺序从该用户的信道信息表中选取当前优先级别最高的信道及其相应的MCS组合进行数据传输。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：当没有足够的信道分配给所有区域的用户时，则优先将信道分配给与基站距离更近的用户。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：基站在计算出当前用户位置后，首先要根据该用户的信道信息表判断其是否有空闲信道，如果没有，则该用户保持原有MCS及所用信道。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：当一个以上用户所选用的信道发生冲突时，优先将信道分配给与基站距离更近的用户。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：用户端实时检测数据块传输的正误并将该信息上报给基站，由基站对错误传输的次数进行计数；当该用户的同一数据块连续两次发生传输错误时，基站重新顺序选用当前信道与下一个MCS的组合；如果当前信道与每个MCS的组合均不适用，则顺序选取该用户信道信息表中下一个优先级最高的信道。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述调制编码方案组的划分由路径损耗原则和发射功率原则共同确定。
10、根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于：位于小区边缘的用户只采用最高到QPSK 3/4的调制编码方案。
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