CN1921686A - 一种信道质量指示处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种信道质量指示处理方法和系统，预先在网络侧设置信道质量指示误码率第一门限，通过统计接收到的信道质量指示码的误码率，当信道质量指示误码率大于所述的信道质量指示误码率第一门限时，则提高信道质量指示的功率偏置，从而提高信道质量指示的检测性能，使信道质量指示值更加的准确，系统的下发速率可以恢复真实环境下的速率。

Description

一种信道质量指示处理方法和系统

技术领域

本发明属于通信领域，特别涉及一种信道质量指示处理方法和系统。

背景技术

HSDPA的全称是高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access)，是WCDMA技术第5版本的重要特性，通过自适应调制和编码(AMC)、混合重传(HARQ)，以及基站的快速调度等一系列关键技术，实现了下行的高速数据传输。

在WCDMA系统中，HSDPA的引入增加了三种信道，分别是在下行链路传输数据信息的HS-PDSCH信道、传输下行控制信息的HS-SCCH信道，以及传输上行反馈信息的HS-DPCCH信道。

和专用信道DPCH相比，HSDPA具有很大的优势，主要在于：

1)小区内的多个用户共享HSDPA的所有资源。一个小区可以使用的HS-PDSCH信道最多可达15个，每个信道使用的信道码的扩频因子固定为16。这些承载数据的信道可以根据用户的数据传输需求和所处的信道环境，合理的动态的分配给各个用户，同一时刻也可以把资源按照一定的比率分配给多个用户(如图1所示)。通过使用一定的调度算法，系统还可以为信道环境好的用户分配更多的HS-PDSCH信道，这样就能进一步提高系统的容量。而对于专用信道，系统必须为每个用户分配固定的资源，当某个用户没有数据传输时，分配给该用户的资源也不能被其它用户使用，从而造成资源的浪费。因此，HSDPA技术非常适合那些数据传输需求具有突发性，数据传输时延要求没有语音电话等会话类业务高的非实时业务。

2)HSDPA的自适应调制和编码功能，使得在用户所处的信道环境比较好的时候能够采用16QAM的调制方式，并使用高的编码率，从而在使用同样的信码和功率资源的情况下，获得高速的数据传输，信道码和功率的资源利用率相对DCH信道来说提高了100％甚至更多。如果一个小区配置了15条HS-PDSCH信道，理论上用户所处的信道环境允许时每个用户的最大数据传输速率可以达到13.976Mbps。因此，HSDPA是WCDMA下行高速数据接入的解决方案，能够有效解决下行容量受限问题。

3)另外，HSDPA采用混合重传(HARQ)技术，在物理层直接对传输失败的数据进行重传，和DCH信道的RLC层重传来说，大大降低了数据重传带来的时延，从而为用户提供了更高的服务质量。

图2所示为在WCDMA系统中一个用户利用HSDPA进行数据传输的示意图。对于每一个使用HSDPA进行数据传输的用户来说，必须同时建立一个双向的DCH信令信道，一个上行的HS-DPCCH信道，一个下行的HS-PDSCH信道，以及一个上行DCH业务信道。

其中，双向的DPCH信令信道用于传输用户和网络之间交互的信令消息例如切换命令、业务建立消息，和测量控制等，下行的HS-PDSCH信道用来传输下行的业务数据，上行的DCH业务信道用来传输上行的业务数据或和下行业务数据对应的状态报告。

特别的，上行的HS-DPCCH信道被用户用来向基站反馈数据接收的确认信息(数据正确接收则反馈ACK，数据接收失败则反馈NACK)和信道质量指示(CQI)。如果用户反馈NACK，则说明前面一个时刻从HS-PDSCH信道上发送的数据块没有被用户正确接收，于是基站会在下个发送时刻再一次发送该块没有被用户正确接收的数据，直到用户正确接收而反馈ACK。在HSDPA算法实现中，UE在上行链路HS-DPCCH中反馈下行HS-DSCH信道的信道质量指示CQI，通过所有UE上报的CQI的分析，NodeB可以得到各个UE的信道质量情况，从而决定共享资源在各个UE中的分配。

UE反馈的CQI与其测量的HS-DSCH信道参考接收信噪比有关，CQI的测量过程是：系统通知UE测量CQI的HS-DSCH信道，UE通过测量连续发送的CPICH信道当前的接收信噪比，加上功率偏置Γ，就是HS-DSCH信道的参考接收信噪比。该信噪比反映当前无线信道下UE的接收质量，包括路径损耗、阴影衰落、快衰落的瞬时变化、本小区和邻区干扰情况。协议为不同能力UE定义了30个等级的CQI取值，分别对应HS-DSCH信道30种传输格式组合，包括调制方式，HS-PDSCH码道个数，传输块长和功率调整比例，表1为能力等级为11或12的CQI映射表格。

CQI取值	传输块长(比特)	HS-PDSCH码道数	调制方式	参考功率调整因子A
					1	137	1	QPSK	0
2	173	1	QPSK	0
					3	233	1	QPSK	0
4	317	1	QPSK	0
					5	377	1	QPSK	0
6	461	1	QPSK	0
					7	650	2	QPSK	0
8	792	2	QPSK	0
					9	931	2	QPSK	0
10	1262	3	QPSK	0
					11	1483	3	QPSK	0
12	1742	3	QPSK	0
					13	2279	4	QPSK	0
14	2583	4	QPSK	0
					15	3319	5	QPSK	0
16	3565	5	QPSK	-1
					17	3565	5	QPSK	-2
18	3565	5	QPSK	-3
					19	3565	5	QPSK	-4
20	3565	5	QPSK	-5
					21	3565	5	QPSK	-6
22	3565	5	QPSK	-7
					23	3565	5	QPSK	-8
24	3565	5	QPSK	-9
					25	3565	5	QPSK	-10
26	3565	5	QPSK	-11
					27	3565	5	QPSK	-12
28	3565	5	QPSK	-13
					29	3565	5	QPSK	-14
30	3565	5	QPSK	-15

                                        表1

UE根据其测量的参考接收信噪比，根据自身解调能力，即HS-DSCH信道接收信噪比和不同传输格式时误块率的对应关系，确定该信噪比时，传输格式的BLER满足10％的CQI的值。UE通过上行HS-DPCCH信道传送UE测量的信道质量信息CQI，系统通过反馈的CQI和各用户的数据传送需求，每个子帧为调度用户选择传送HS-DSCH信道的传输格式：传输块长、HS-PDSCH信道的个数、调制方式和发送功率比例，保证该信道条件下单次传送的接收质量，充分利用AMC和HARQ增益，相关传输格式信息提前通过下行信道HS-SCCH发送给UE。

受UE实现性能差异和不同上报策略的影响，也由于信道衰落的变化和CQI测量到调度的时延，UE在不同信道条件下，即使有相同的接收信噪比，也可能表现出解调性能差异，因此，UE测量反馈的CQI不能完全真实反映实时的信道质量。

现有技术中，UE固定按照RNC在专用链路建立或重配置信令中的CQIPower Offset指示进行CQI帧的发送。但是，在HSDPA业务运行中，无法根据信道状态实时进行UE发送CQI功率偏置的调整。这样在上行信道质量变差时，容易导致NodeB侧对CQI进行解码时易出现不正确的CQI值，从而无法正确评估UE的信道质量情况，可能导致HSDPA性能恶化。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题，提出一种信道质量指示处理方法和系统。

一种信道质量指示处理方法，预先在基站中设置信道质量指示误码率第一门限，包括：

基站对用户终端上报的信道质量指示码进行译码，得到译码后的信道质量指示值；

对译码后的信道质量指示值进行编码，得到新的信道质量指示码；

计算信道质量指示误码率，当信道质量指示误码率大于信道质量指示误码率第一门限时，调整信道质量指示功率偏置。

所述方法之前，进一步包括，

用户终端测量下行信道的接收信噪比；

将接收信噪比和信道质量指示功率偏置相加，得到参考接收信噪比；

根据所述的参考接收信噪比，通过查表获得信道质量指示值；

对所述的信道质量指示值进行编码得到信道质量指示码，将信道质量指示码发送给基站。

上述方案中，在时间T内，基站通过比较接收到的信道指示码和新的信道质量指示码，得到接收误码总数，将接收误码总数除以接收到的信道指示码总数，得到信道质量指示误码率；

所述时间T为预先在系统中设定的测试时间段，T＞0。

上述方案中，所述调整信道质量指示功率偏置，包括：

当信道质量指示误码率大于信道质量指示误码率第一门限时，基站通知无线网络控制器提高信道质量指示功率偏置。

上述方案中，进一步包括，预先在基站设置信道质量指示误码率第二门限，当所述的信道质量指示误码率小于信道质量指示误码率第二门限时，调整信道质量指示功率偏置；

所述信道质量指示误码率第二门限小于所述信道质量指示误码率第一门限。

上述方案中，所述调整信道质量指示功率偏置，包括：

当信道质量指示误码率小于信道质量指示误码率第二门限时，基站通知无线网络控制器减小信道质量指示功率偏置。

上述方案中，所述对信道质量指示值进行编码，得到信道质量指示码，包括对信道质量指示值的二进制表示进行如下处理：

$b_i=\underset{n=0}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}\left(a_n{\×M}_{i,n}\right)\mathrm{mod}2$

其中，a_n为信道质量指示的二进制表示的其中一个二进制位，0＝＜n＜＝4，(a₄ a₃ a₂ a₁ a₀)取值范围(0 0 0 0 1)到(1 1 1 1 1)，M_i，n为信道质量指示编码向量，b_i为信道质量指示编码后的信道质量指示码，0＝＜i＜＝4；

所述对信道质量指示码进行译码，包括：接收端对接收到的信道质量指示码进行上述方法的逆变换。

一种信道质量指示处理系统，包括用户终端、基站和无线网络控制器，所述用户终端获取信道质量指示值，并对所述信道质量指示值进行编码，生成信道质量指示码，并将所述信道质量指示码发送给基站；

所述基站设置信道质量指示误码率第一门限，并对用户终端上报的信道质量指示码进行译码，得到译码后的信道质量指示值；对所述译码后的信道质量指示值进行编码，得到新的信道质量指示码；计算信道质量指示误码率，并判断信道质量指示误码率大于所述信道质量指示误码率第一门限时，通知无线网络控制器提高信道质量指示功率偏置；

所述无线网络控制器根据基站发送的提高信道质量指示功率偏置通知，提高信道质量指示功率偏置，并通知用户终端进行信道质量指示功率偏置的调整。

上述系统中，进一步包括：

所述基站设置信道质量指示误码率第二门限，当所述信道质量指示误码率小于所述信道质量指示误码率第二门限时，基站通知无线网络控制器减小信道质量指示功率偏置；

所述无线网络控制器根据基站发送的减小提高信道质量指示功率偏置通知，减小信道质量指示功率偏置，并通知用户终端进行信道质量指示功率偏置的调整。

本发明提出的一种信道质量指示处理方法和系统，预先在网络侧设置信道质量指示误码率第一门限，通过统计接收到的信道质量指示码的误码率，当信道质量指示误码率大于所述的信道质量指示误码率第一门限时，则提高信道质量指示的功率偏置，从而提高信道质量指示的检测性能，使信道质量指示值更加的准确，系统的下发速率可以恢复真实环境下的速率。

同时，本发明还进一步提出了在网络侧设置信道质量指示误码率第二门限，当信道质量指示误码率小于信道质量指示误码率第二门限时，说明信道质量较好，而这时我们不需要下行速率过大，就可以通过使信道质量指示功率偏置减小的方式，来调整信道质量指示值，提高系统的整体性能。

具体实施方式

下面我们结合具体的实施方式，对本发明提出的信道质量指示处理方法和系统进行详细的说明。

本发明提出的一种信道质量指示处理方法，通过对UE上报的信道质量指示CQI码进行译码，然后进行编码，得到UE发送的原始的CQI码，将接收到的CQI码和经过重新编码得到的原始CQI码进行比较，得出CQI码的误码率，当该误码率高于预先设定的CQI误码率第一门限时，则说明信道质量比较差，CQI译码值不真实，这时，网络侧就主动对CQI功率偏置进行调整，从而使CQI值能正确的反映当前信道的状况。

图3示出了本发明的具体实施方式，包括如下步骤：

步骤301，用户终端UE获取CQI值，并对获取的CQI值进行编码；

UE根据系统的指示，周期性上报CQI值。UE通过测量下行信道的接收信噪比，同时将无线网络控制器发送的CQI功率偏置和测量得到的接收信噪比相加，得到参考接收信噪比，通过查找CQI映射表得到CQI值，这一点与现有技术中UE获得CQI值的方法相同，在这里不在重复。

UE获得CQI值后，对CQI值进行编码，CQI用(20，5)的编码方式来完成编码，具体的如表2所示的CQI编码表。CQI值的范围从0～30，转换为二进制的形式，(a₄ a₃ a₂ a₁ a₀)取值范围(0 0 0 0 1)到(1 1 1 1 1)，其中a₀表示低比特位，a₄表示高比特位。

1	M1，0	M1，1	M1，2	M1，3	M1，4
						0	1	0	0	0	1
1	0	1	0	0	1
						2	1	1	0	0	1
3	0	0	1	0	1
						4	1	0	1	0	1
5	0	1	1	0	1
						6	1	1	1	0	1
7	0	0	0	1	1
						8	1	0	0	1	1
9	0	1	0	1	1
						10	1	1	0	1	1
11	0	0	1	1	1
						12	1	0	1	1	1
13	0	1	1	1	1
						14	1	1	1	1	1
15	0	0	0	0	1
						16	0	0	0	0	1
17	0	0	0	0	1
						18	0	0	0	0	1
19	0	0	0	0	1

                          表2

将5位二进制的CQI值，利用表2所示的编码表，经过如下公式：

$b_i=\underset{n=0}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}\left(a_n{\×M}_{i,n}\right)\mathrm{mod}2$

可以得到20位的CQI码，上述公式中，其中i＝0，...，19，a_n为CQI的二进制表示的其中一个二进制位，其中n为0～4，CQI值为0～30，对应二进制bit信息a₄ a₃ a₂ a₁ a₀；M_i，n表示编码表序列，如表2，其中i为0～19，n为0～4，通过上述公式就得到编码后20bit的CQI编码信息b_i。

步骤302，UE将CQI码发送给基站；

UE通过HS-DPCCH信道将CQI码发送给基站。

步骤303，基站接收CQI码，并对其进行译码，然后重新对译码后的CQI值进行编码；

基站将接收到的CQI码进行译码后得到CQI值，将该CQI值发送给基站下行MAC-HS处理模块，并根据该CQI值和各用户的数据传送需求，为调度用户选择传送HS-DSCH信道的传输格式；同时，基站将译码后的CQI值重新进行编码，得到新的CQI码；这里所说的译码为步骤301中编码过程的逆变换，具体的实现方法在这里不在重复，这里所说的编码和步骤301中所述的方法完全相同。重新编码后的CQI码和UE发送的原始CQI码相同。

步骤304，基站计算CQI码的误码率；

基站根据上述步骤中所述的接收到的CQI码和经过重新编码的新的CQI码，在一段时间内，比如时间T内(T＞0)，对两者进行比较，得出时间T内的接收到的CQI码的误码的总数，将误码的总数除以在时间T内接收到的CQI码的总数，得到CQI误码率。

译码前的CQI码和重新编码后的CQI码不一样，说明由于空口衰落，编码20bit信息有些无法正确解调出，导致译码得出的CQI值与UE发送CQI值不一致，通过反编码与实际接收到信息进行比较，从而反映出了空口的衰落环境。

步骤305，基站判断CQI误码率大于预先设定的CQI误码第一门限；

需要说明的是，在实施本发明时，首先在基站中设置CQI误码率第一门限。当基站检测到CQI误码率超过该门限时，基站通过“Radio Link ParameterUpdate”信令向RNC发起参数更新请求，调整“Radio Link Parameter Update”信令中CQI Power Offset的值，直到统计到的CQI误码率下降到设定的CQI误码率第一门限以下。

具体的门限设定，可以根据仿真的结果得到一个值，如10％以下，CQI译码值可以正确反映真实的空口环境，超过10％则认为CQI译码值可能不真实，这时就需要调整CQI Power Offset值，来提高CQI的译码性能。

步骤306，基站通知RNC增加CQI功率偏置；

基站通过“Radio Link Parameter Update”信令向RNC发起参数更新请求，增加“Radio Link Parameter Update”信令中CQI Power Offset的值，这一点在现有技术中已有描述，在这里不再重复。

步骤307，RNC将调整后的CQI功率偏置发送给UE；

RNC向UE发送消息，其中携带CQI功率偏置值，通知UE更新CQI功率偏置。

通过上述方法，在CQI误码率较高时，基站可以通知RNC增加CQI功率偏置，从而有效的提高了在信道环境比较恶劣的时候，CQI值的准确性。

利用上述方法，我们还可以在基站中设置CQI误码率第二门限，用来在信道质量比较好的时候，对CQI的值进行控制。

具体的如图4所示，在该实施例中，步骤401～步骤407，与图3中所示的步骤301～步骤307完全相同，在这里不再重复。在步骤408中，预先在基站中设置CQI误码率第二门限，当基站检测到CQI误码率小于该门限时，基站通过“RadioLink Parameter Update”信令向RNC发起参数更新请求，调整“Radio LinkParameter Update”信令中CQI Power Offset的值，直到统计到的CQI误码率升高到设定的CQI误码率第二门限以上，所述的CQI误码率第二门限小于CQI误码率第一门限，这样做主要是因为在信道质量比较好的时候，可能会导致CQI值过高，从而对其他信道造成影响。该门限的设定也可以通过仿真的方式得到，来提高系统的整体性能。

在步骤409中，基站通过“Radio Link Parameter Update”信令向RNC发起参数更新请求，减小“Radio Link Parameter Update”信令中CQI Power Offset的值，这一点在现有技术中已有描述，在这里不再重复。

在步骤410中，RNC向UE发送消息，其中携带CQI功率偏置值，通知UE更新CQI功率偏置。

通过图4所示的方法，更进一步的完善了本发明，使CQI的值更好的符合系统的要求，更好的发挥系统的整体性能。

本发明还提出了一种信道质量指示处理系统，包括用户终端、基站和无线网络控制器，所述用户终端获取信道质量指示值，并对所述信道质量指示值进行编码，生成信道质量指示码，并将所述信道质量指示码发送给基站；

所述基站设置信道质量指示误码率第一门限，并对用户终端上报的信道质量指示码进行译码，得到译码后的信道质量指示值；对所述译码后的信道质量指示值进行编码，得到新的信道质量指示码；计算信道质量指示误码率，并判断信道质量指示误码率大于所述信道质量指示误码率第一门限时，通知无线网络控制器提高信道质量指示功率偏置；

所述无线网络控制器根据基站发送的提高信道质量指示功率偏置通知，提高信道质量指示功率偏置，并通知用户终端进行信道质量指示功率偏置的调整。

同时，在所述系统中，还可以在所述基站设置信道质量指示误码率第二门限，当所述信道质量指示误码率小于所述信道质量指示误码率第二门限时，基站通知无线网络控制器减小信道质量指示功率偏置；这时，所述无线网络控制器根据基站发送的减小提高信道质量指示功率偏置通知，减小信道质量指示功率偏置，并通知用户终端进行信道质量指示功率偏置的调整。

通过上述描述，本发明提出的一种信道质量指示处理方法和系统，通过统计CQI误码率的方式，主动的、实时的对系统的CQI值进行调整，从而提高信道质量指示的检测性能，使信道质量指示值更加的准确，提高了系统的性能。

需要指出的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种信道质量指示处理方法，其特征在于，预先在基站中设置信道质量指示误码率第一门限，包括：

基站对用户终端上报的信道质量指示码进行译码，得到译码后的信道质量指示值；

对译码后的信道质量指示值进行编码，得到新的信道质量指示码；

计算信道质量指示误码率，当信道质量指示误码率大于信道质量指示误码率第一门限时，调整信道质量指示功率偏置。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法之前，进一步包括，

用户终端测量下行信道的接收信噪比；

将接收信噪比和信道质量指示功率偏置相加，得到参考接收信噪比；

根据所述的参考接收信噪比，通过查表获得信道质量指示值；

对所述的信道质量指示值进行编码得到信道质量指示码，将信道质量指示码发送给基站。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在时间T内，基站通过比较接收到的信道指示码和新的信道质量指示码，得到接收误码总数，将接收误码总数除以接收到的信道指示码总数，得到信道质量指示误码率；

所述时间T为预先在系统中设定的测试时间段，T＞0。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调整信道质量指示功率偏置，包括：

当信道质量指示误码率大于信道质量指示误码率第一门限时，基站通知无线网络控制器提高信道质量指示功率偏置。

5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括，预先在基站设置信道质量指示误码率第二门限，当所述的信道质量指示误码率小于信道质量指示误码率第二门限时，调整信道质量指示功率偏置；

所述信道质量指示误码率第二门限小于所述信道质量指示误码率第一门限。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调整信道质量指示功率偏置，包括：

当信道质量指示误码率小于信道质量指示误码率第二门限时，基站通知无线网络控制器减小信道质量指示功率偏置。

7、如权利要求1～6中的任意一项，其特征在于，所述对信道质量指示值进行编码，得到信道质量指示码，包括对信道质量指示值的二进制表示进行如下处理：

$b_i=\underset{n=0}{\overset{4}{\mathrm{\Σ}}}(a_n\×M_{i,n})\mathrm{mod}2$

其中，a_n为信道质量指示的二进制表示的其中一个二进制位，0＝＜n＜＝4，(a₄ a₃ a₂ a₁ a₀)取值范围(00001)到(11111)，M_i，n为信道质量指示编码向量，b_i为信道质量指示编码后的信道质量指示码，0＝＜i＜＝4；

所述对信道质量指示码进行译码，包括：接收端对接收到的信道质量指示码进行上述方法的逆变换。

8、一种信道质量指示处理系统，其特征在于，包括用户终端、基站和无线网络控制器，所述用户终端获取信道质量指示值，并对所述信道质量指示值进行编码，生成信道质量指示码，并将所述信道质量指示码发送给基站；

所述基站设置信道质量指示误码率第一门限，并对用户终端上报的信道质量指示码进行译码，得到译码后的信道质量指示值；对所述译码后的信道质量指示值进行编码，得到新的信道质量指示码；计算信道质量指示误码率，并判断信道质量指示误码率大于所述信道质量指示误码率第一门限时，通知无线网络控制器提高信道质量指示功率偏置；

所述无线网络控制器根据基站发送的提高信道质量指示功率偏置通知，提高信道质量指示功率偏置，并通知用户终端进行信道质量指示功率偏置的调整。

9、如权利要求8所述的系统，其特征在于，进一步包括：

所述基站设置信道质量指示误码率第二门限，当所述信道质量指示误码率小于所述信道质量指示误码率第二门限时，基站通知无线网络控制器减小信道质量指示功率偏置；

所述无线网络控制器根据基站发送的减小提高信道质量指示功率偏置通知，减小信道质量指示功率偏置，并通知用户终端进行信道质量指示功率偏置的调整。

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