WO2012129880A1 - 一种异构网络融合性能优化方法 - Google Patents

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WO2012129880A1
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wireless local
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base station
evd0
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衡伟
张金宝
王汗青
王婉苓
张威
孟超
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东南大学
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    • 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
    • H04W16/02—Resource partitioning among network components, e.g. reuse partitioning
    • H04W16/04—Traffic adaptive resource partitioning

Definitions

  • the invention relates to an EVDO (Evolution Data Optimized) data base station and an 802.11N base station jointly improve the performance of the heterogeneous network performance of the mobile terminal.
  • EVDO Evolution Data Optimized
  • Wireless local area networks (802.11n) and mobile cellular networks are all wireless access networks that together form the network architecture for wireless access.
  • Wireless local area network and cellular mobile communication network convergence technology provide people with multiple choices for accessing the network.
  • each type of broadband wireless access technology has its technical advantages, and from a technical point of view, it can be selected according to different service conditions.
  • To optimize network resources From the user's point of view, users can choose a low-cost wireless access method to meet the required quality of service (QoS), and diversify the market from a commercial and market economy perspective to optimize resource allocation. Therefore, it is imperative to vigorously develop a converged wireless LAN and cellular mobile communication network.
  • QoS quality of service
  • the traditional EVD0 cellular network has a large coverage area, and the infrastructure construction has been perfected.
  • the voice call transmission quality is good, and a certain rate of data transmission can also be provided.
  • 802. l ln has a small coverage area, and generally has APs in small-scale hotspots such as airports, campuses, stadiums, and office buildings, which can provide higher-speed data transmission.
  • the two can be organically combined to form complementary advantages, which can solve the problem of relatively low data transmission rate of EVD0 cellular network, and can also solve 802. l ln coverage.
  • the problem of small range finally expands the coverage of the entire cell, improves signal reception performance, and increases throughput.
  • the object of the present invention is to provide a heterogeneous network convergence performance optimization method, which organically combines EVD0 and 802.ln, and utilizes AMC to expand coverage of a base station and enhance user signal reception performance.
  • an Evolution Data Optimized EVDO (Evolution Data Optimized) base station is set in the center of the heterogeneous network cell,
  • the EVDO base station is a circle of the center of the circle as a cell edge, and an 802.
  • the mobile station selects a modulation and coding mode of the link from the EVD0 base station to the wireless local area network AP and the wireless local area network AP to the mobile station according to the channel information by using the maximum data throughput criterion, and then feeds back the modulation and coding mode to the EVD0 base station.
  • wireless LAN AP wireless LAN AP;
  • the EVD0 base station sends data information to the two wireless local area networks AP according to the modulation and coding manner obtained by the mobile station feedback, and the two wireless local area networks
  • the AP transmits the data information received from the EVD0 base station to the mobile station in two slots before and after according to the modulation and coding manner obtained by the mobile station feedback;
  • the mobile station combines the data information sent by the two wireless local area network APs at the soft bit level by using the soft bit combining algorithm, and then performs Viterbi decoding.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a cell layout.
  • Figure 2 shows the schematic diagram of the dual relay coverage.
  • Figure 3 is a schematic diagram of the two-way merge.
  • Figure 4 shows the SNR-MI relationship.
  • the heterogeneous network cell structure is centered on the EVD0 base station, and the EVD0 cell coverage circle has a radius of 2 kilometers.
  • Four 802. l ln WLAN APs are set up, and the equal spacing is distributed on the circumference of the EVD0 base station with a radius of 2 km, with a spacing of 2828 meters.
  • the EVD0 base station and the wireless local area network AP can transmit the channel information to the terminal, and the mobile station can know the channel information from the EVD0 base station to the wireless local area network AP and from the wireless local area network AP to the mobile station link.
  • the mobile station calculates the equivalent signal to noise ratio SNR of each link by using the channel information of the above known links, and calculates the mutual information MI from the SNR-MI relationship.
  • FER SR and FER W are the frame error rates of the two links from the EV-DO base station to the wireless LAN AP, 3 ⁇ 4 radical and 3 ⁇ 4 addressedfrom the wireless LAN AP
  • the frame error rate of the two links of the mobile station, FER is A and the frame error rate.
  • the combined frame error rate can also be obtained by the above ERBIR algorithm. According to the formula FER Total ⁇ Datalength , ⁇
  • Th - calculates the predicted data throughput, where ) atoZ g is the ratio of the transmitted data frame
  • the modulation coding mode that maximizes the predicted data throughput is selected and fed back to the EVD0 base station and the two wireless local area network APs, respectively.
  • the EVD0 base station simultaneously transmits the same information to the two wireless local area network APs according to the modulation and coding mode fed back by the mobile station.
  • the two APs After receiving the information, the two APs forward the information to the mobile station in two time slots according to the modulation and coding mode fed back by the mobile station.
  • the mobile station uses the soft bit combining algorithm to directly combine the soft bits of the two signals before decoding and after soft demodulation, and then sends the combined soft bits to the decoder for decoding.
  • Table 1 shows the function parameters of the FER-RBIR correspondence of the EVD0 system.
  • the function parameters are ⁇ and ⁇
  • Table 2 shows the function parameters of the FER-RBIR correspondence of the 802.11n system obtained by simulation. Specific function Y- ⁇

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

一种异构网络融合性能优化方法是一种EVDO（EvolutionDataOptimized演进数据优化）蜂窝移动网络和无线局域网共同构成的异构网络的性能优化方法，以EVDO蜂窝基站为源节点，两个无线局域网基站作为中继节点，用户终端作为目的节点，EVDO蜂窝基站发送信号给两个无线局域网接入点AP，通过两个无线局域网AP再转发给用户终端。终端通过信道信息得出最大化吞吐量的调制编码方式，反馈给两个无线局域网AP，两个无线局域网AP以反馈得到的调制编码方式发送信息给用户终端，用户终端接收来自两个无线局域网AP的信号后进行合并，这样既实现了分集接收，提高了信号接收的可靠性，又实现了自适应调制编码，提高了信号接收的效率，从而提高了整个异构网络系统的吞吐量。

Description

一种异构网络融合性能优化方法
技术领域
本发明涉及一种 EVDO (Evolution Data Optimized演进数据优化） 蜂窝基站 和 802. 11N基站共同提高移动终端接收性能的异构网性能优化方法。 背景技术
无线局域网 （802. 11η)和移动蜂窝网都是无线接入网络， 它们共同组成无线 接入的网络架构。 无线局域网与蜂窝移动通信网络融合技术为人们接入网络提供 了多种选择， 同时由于每种宽带无线接入技术有其技术优势， 从技术角度来看可 根据不同业务情况而选择适合接入方式， 从而优化网络资源。 从用户角度而言， 在满足所要求服务质量 (QoS)情况下， 用户可选择低资费的无线接入方式， 从商 业、 市场经济角度使市场趋于多元化， 从而优化资源配置。 因而， 大力发展融合 的无线局域网与蜂窝移动通信网必将是大势所趋。
传统的 EVD0蜂窝网络覆盖范围大， 基础设施建设已十分完善， 语音通话传输 质量较好， 也可提供一定速率的数据传输。 802. l ln覆盖范围小， 一般在机场、 校 园、 体育馆、 办公楼等小范围热点地带设有 AP， 可以提供较高速率的数据传输。
根据 EVD0蜂窝网络和 802. l ln的优势和劣势， 可以把两者有机的结合起来， 形成优势互补， 既可解决 EVD0蜂窝网络数据传输速率相对较低的问题， 也能解决 802. l ln覆盖范围小的问题， 最终扩大整个小区的覆盖范围， 改善信号接收性能， 增大吞吐量。 发明内容
技术问题： 本发明的目的在于提供一种异构网络融合性能优化方法， 有机结 合 EVD0和 802. l ln, 利用 AMC， 扩大覆盖基站范围， 增强用户信号接收性能。
技术方案： 为了达到以上目的， 本发明的异构网络融合性能优化方法通过提 供以下技术方案来实现： 第一步， 在异构网小区中央设置一个演进数据优化 EVDO (Evolution Data Optimized) 基站， 以 EVDO基站为圆心的圆周作为小区边缘， 此 360度圆周上每 90度设置 1个 802. l ln无线局域网接入点 AP; 第二步， 移动台根据信道信息利用最大化数据吞吐量准则选出从 EVD0基站到 无线局域网 AP和从无线局域网 AP到移动台的链路的调制编码方式， 再将调制编 码方式反馈至 EVD0基站和无线局域网 AP;
第三步， 当移动台位于四个无线局域网 AP之中的两个 AP之间时， EVD0基站 根据移动台反馈得到的调制编码方式， 发送数据信息给这两个无线局域网 AP， 两 个无线局域网 AP根据移动台反馈得到的调制编码方式， 分别在前后两个时隙发送 从 EVD0基站接收到的数据信息给移动台；
第四步， 移动台利用软比特合并算法， 在软比特级别合并两个无线局域网 AP 发送过来的数据信息， 然后进行维特比解码。
有益效果： 本发明的技术效果主要体现在： 通过在原有的 EVD0 小区内增设
802. l lnAP, 使得整个小区覆盖范围增大。 通过自适应的调整调制编码方式， 使得 吞吐量增大。 附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图 1为小区布局示意图。
图 2为双中继覆盖原理图。
图 3为二路合并原理图。
图 4为 SNR-MI关系。
具体实施方式
1、 异构网小区结构以 EVD0基站为核心， EVD0小区覆盖圆的半径为 2公里。 设立 4个 802. l ln无线局域网 AP， 等间距的分布在以 EVD0基站为圆心， 半径为 2 公里的圆周上， 间距为 2828米。
2、 EVD0基站和无线局域网 AP可以将信道信息发送给终端， 移动台就可以已 知从 EVD0基站到无线局域网 AP、 从无线局域网 AP到移动台链路的信道信息。 根 据 ERBIR算法 （增强编码块接收信息率算法）， 移动台利用已知的以上各条链路的 信道信息计算各条链路的等效信噪比 SNR， 由 SNR-MI关系计算互信息量 MI， 根据 Ml算术平均求得 RBIR (编码块接收信息率）， 根据 FER-RBIR对应关系求得各条链 路的预测误帧率 FER， 然后由下式求得总的误帧率 FERTntn, FERTotal = FERSRi · FER +(l- FERSRi ) · FER
+ FERSRi
Figure imgf000005_0001
+ ^ -FERSR (l-FERSRi)-FER 其中 FERSR和 FERW为从 EV-DO基站到无线局域网 AP的两条链路的误帧率， ¾ „和 ¾ „为从无线局域网 AP到移动台的两条链路的误帧率， FER 为 A 并误帧率。 合并误帧率也可由上述 ERBIR 算法得到。 根据公式 FERTotal · Datalength ,Λ
Th -计算预测数据吞吐量， 其中 )atoZ g 为发送数据帧的比
FramePeriod
特数， FramiJ^n'i^发送数据帧的时间长度。选择使得预测数据吞吐量最大的调制 编码方式， 分别反馈给 EVD0基站和两个无线局域网 AP。
3、 EVD0基站根据移动台反馈的调制编码方式同时向两个无线局域网 AP发送 同样的信息。
4、 两个 AP 收到信息后， 根据移动台反馈的调制编码方式， 在先后两个时隙 向移动台转发信息。
5、 移动台利用软比特合并算法， 在解码之前、 软解调之后把两路信号的软比 特直接合并， 然后将合并后的软比特送到解码器解码。
表 1为仿真得出的 EVD0系统的 FER-RBIR对应关系的函数参数。 具体函数为 y(x) = -erfc 函数参数为 Λ和 Λ
Figure imgf000005_0002
表 1
表 2为仿真得出的 802. lln系统的 FER-RBIR对应关系的函数参数。 具体函数 y-一
Figure imgf000006_0001

Claims

权利要求书
1、 一种异构网络融合性能优化方法， 其特征在于该优化方法包括以下步骤： 第一步， 在异构网小区中央设置一个演进数据优化 EVD0基站， 以 EVD0基站为 圆心的圆周作为小区边缘， 此 360度圆周上每 90度设置 1个 802. l ln无线局域网接 入点 AP;
第二步， 移动台根据信道信息利用最大化数据吞吐量准则选出从 EVD0基站到无 线局域网 AP和从无线局域网 AP到移动台的链路的调制编码方式， 再将调制编码方 式反馈至 EVD0基站和无线局域网 AP;
第三步， 当移动台位于四个无线局域网 AP之中的两个 AP之间时， EVD0基站根 据移动台反馈得到的调制编码方式， 发送数据信息给这两个无线局域网 AP， 两个无 线局域网 AP根据移动台反馈得到的调制编码方式，分别在前后两个时隙发送从 EVD0 基站接收到的数据信息给移动台；
第四步， 移动台利用软比特合并算法， 在软比特级别合并两个无线局域网 AP发 送过来的数据信息， 然后进行维特比解码。
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