WO2016188148A1 - Lte/lte-a链路级仿真中snr有效区间的搜索方法 - Google Patents

Lte/lte-a链路级仿真中snr有效区间的搜索方法 Download PDF

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张清华
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Definitions

  • the invention belongs to the field of wireless communications, and relates to a link simulation technology of an LTE/LTE-A communication system, and in particular to a search method for an SNR effective interval in an LTE/LTE-A link level simulation.
  • the selection of signal-to-noise ratio (SNR) during simulation has a crucial impact on the efficiency of the simulation.
  • the SNR is chosen as an interval that should cause the corresponding simulation result to change from the maximum threshold of interest to the minimum threshold, thus demonstrating the effectiveness of the simulation—that is, the simulation allows the person to obtain the portion of interest. All information.
  • the selected SNR interval should be the minimum interval that causes the corresponding simulation result to change from its threshold 1 to threshold 2. Otherwise, excessive simulation of the uninterested portion is a waste of time, labor, and computer resources. Therefore, the SNR interval in the link-level simulation of an effective LTE/LTE-A communication system must be accurately selected.
  • the SNR effective interval is adjusted by manually setting its endpoint value and adjusting it according to the corresponding BER, so that multiple trials are used to search, or according to the previous simulation. Data, empirically set the SNR interval.
  • the present invention provides an adaptive search method for a signal-to-noise ratio SNR effective interval in link simulation of an LTE/LTE-A communication system.
  • a search method for an SNR effective interval (a minimum interval that allows a simulated BLER to change from its maximum value to a minimum value) in an LTE/LTE-A link-level simulation includes the following steps:
  • Step 1 Determine the search starting point interval and the end point interval of the SNR for the performance of the LTE/LTE-A communication system at the link level, that is, determine four flag points of the SNR search interval: the starting point S1, the starting point S2, the ending point F1, and the ending point.
  • the end point F1 constraint corresponds to the SNR point of BLER1, and the starting point S2 and the end point F2 constrain the SNR point corresponding to BLER2.
  • Step 2 According to the determined four landmark points, by calculating the block error rate BLER of the link level simulation of the LTE/LTE-A communication system, the improved binary method iterative method is used to search for the minimum interval that satisfies the following conditions: BLER can be BLER1 changes to the minimum interval of BLER2, and the starting point S1 of the searched minimum interval is taken as the SNR point corresponding to BLER1;
  • Step 3 According to the determined four landmark points, by calculating the block error rate BLER of the link level simulation of the LTE/LTE-A communication system, the traditional binary method iterative method is used to search for the minimum interval that satisfies the following conditions: the BLER can be BLER1 changes to the minimum interval of BLER2, and the end point F2 of the searched minimum interval is taken as the SNR point corresponding to BLER2;
  • Step 4 According to the LTE/LTE-A communication system link-level simulation, the block error rate BLER shows the change characteristics of the SNR change, and corrects the starting point S1 and the end point F2 obtained in the second step and the third step to calculate the final SNR effective interval. The starting point S and the ending point F.
  • the starting point S1 and the ending point F1 determine the starting point of the SNR effective interval
  • the starting point S2 and the ending point F2 determine the end point of the SNR effective interval, that is, the SNR point corresponding to the BLER1 is at the starting point S1, the ending point F1 In the interval, the SNR point corresponding to BLER2 is in the interval [starting point S2, end point F2]; since the set d is small enough, the two intervals of the constraint BLER1 and BLER2 are small, so the interval endpoint can be used as the corresponding BLER1 and BLER2.
  • the present invention initially uses the starting point S1 as the SNR point corresponding to BLER1 and the ending point F2 as the SNR point corresponding to BLER2.
  • the search of the final starting point S1 uses an improved binary method iterative method
  • the final destination F2 search uses a traditional binary method iterative method, and calculates the LTE/LTE-A corresponding to the SNR point.
  • the block error rate BLER of the communication system link level simulation determines whether the position of the four flag points is reasonable according to the value of the BLER, and if it is unreasonable, the specific steps are:
  • End point F end point F2+ (end point F2-starting point S1) / 4
  • the starting point S and the ending point F of the final SNR effective interval are calculated.
  • the improved dichotomy method is embodied by reducing the search complexity by increasing the two endpoints, namely the starting point S2 and the ending point F2, by reducing the search range of the endpoint by the calculated block error rate.
  • the SNR effective interval search method in the LTE/LTE-A link level simulation provided by the present invention continuously narrows the interval length according to the BLER of the current SNR interval endpoint value and updates the endpoint value to obtain a new SNR interval until it is satisfied.
  • Conditional SNR effective interval the invention can simplify the search of the SNR effective interval in the link-level simulation of the LTE/LTE-A communication system, and adaptively determine the endpoint of the simulated SNR interval easily, quickly and accurately, so that the simulation time There is no need to manually perform multiple trials.
  • FIG. 1 is a flowchart of an implementation of the present invention.
  • Figure 1 shows a SNR effective interval search method in LTE/LTE-A link-level simulation.
  • BLER3 is used to narrow the search range of the end point by using the obtained BLER information.
  • the value of BLER3 is between BLER1 and BLER2 (this case is set to 30%): If yes, perform step (7); otherwise, return to step (1);
  • End point F end point F2+ (end point F2-starting point S1) / 4
  • the starting point S and the ending point F of the final SNR effective interval are calculated.

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Abstract

本发明公开了一种LTE/LTE-A链路级仿真中SNR有效区间的搜索方法，基于二分法搜索算法而设计，利用LTE/LTE-A通信系统链路级的性能随着SNR改变所呈现出的特点，自适应的确定LTE/LTE-A通信系统链路级仿真中仿真的SNR有效区间；根据当前SNR区间端点值的BER不断缩小区间长度并更新端点值，得到新的SNR区间，直到得到满足条件的SNR有效区间。本发明可以简化LTE/LTE-A通信系统链路级仿真中SNR有效区间的搜索，自适应的对仿真的SNR区间的端点进行简易、快速、准确的确定，使得仿真时无需手动进行多次试探。

Description

LTE/LTE-A链路级仿真中SNR有效区间的搜索方法 技术领域
本发明属于无线通信领域，涉及LTE/LTE-A通信系统链路仿真技术，尤其涉及一种LTE/LTE-A链路级仿真中SNR有效区间的搜索方法。
背景技术
在LTE/LTE-A通信系统链路级仿真中，仿真时的信号噪声比(SNR)的选取对仿真的效率有着至关重要的影响。一般来说，SNR会选取为一个区间，这个区间应该使得对应的仿真结果从感兴趣的最大阈值变化到最小阈值，从而显示出仿真的有效性—即仿真使得人们可以获得感兴趣的那部分的所有信息。但是，所选取的SNR区间应当是使得对应的仿真结果从其阈值1变化到阈值2的最小区间，否则，不感兴趣部分的过多仿真是对时间、人力、计算机资源的一种浪费。所以，必须准确的选取有效的LTE/LTE-A通信系统链路级仿真中SNR区间。
在以往的LTE/LTE-A通信系统链路级仿真中，SNR有效区间都是通过手动设置其端点值并根据相应的BER对其进行来调整，如此多次试探来搜索，或者根据以往的仿真数据，经验地设置SNR区间。
发明内容
发明目的：为了克服了现有LTE/LTE-A通信系统链路级仿真中的手动设置SNR仿真区间过程烦琐耗时大准确度低的缺点，解决现有技术中存在的SNR有效区间的搜索问题，本发明提供一种LTE/LTE-A通信系统链路仿真中信噪比SNR有效区间的自适应搜索方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种LTE/LTE-A链路级仿真中SNR有效区间(使得仿真所得的BLER可以从其最大值变化到最小值的最小区间)的搜索方法，包括如下步骤：
步骤一：针对LTE/LTE-A通信系统在链路级的性能，确定SNR的搜索起点区间以及终点区间，也即确定SNR搜索区间的四个标志点：起点S1、起点S2、终点F1和终点F2，初始时起点S2＝起点S1，终点F2＝终点F1，终点F1>起点S1；同时设定区间宽度阈值d，误块率阈值BLER1和误块率阈值BLER2，BLER1>BLER2，以起点S1和终点F1约束对应BLER1的SNR点，以起点S2和终点F2约束对应BLER2的SNR点，当起点S1和终点F1之间的区间宽度小于d则认为不需要继续迭代，当起点S2和终点F2之间的区 间宽度小于d则认为不需要继续迭代；
步骤二：根据所确定的四个标志点，通过计算LTE/LTE-A通信系统链路级仿真的误块率BLER，使用改进的二分法迭代法搜索满足下述条件的最小区间：BLER可以从BLER1变化到BLER2的最小区间，将搜索到的最小区间的起点S1作为对应BLER1的SNR点；
步骤三：根据所确定的四个标志点，通过计算LTE/LTE-A通信系统链路级仿真的误块率BLER，使用传统的二分法迭代法搜索满足下述条件的最小区间：BLER可以从BLER1变化到BLER2的最小区间，将搜索到的最小区间的终点F2作为对应BLER2的SNR点；
步骤四：根据LTE/LTE-A通信系统链路级仿真的误块率BLER对SNR变化呈现出的变化特点，修正步骤二和步骤三得到的起点S1和终点F2，计算出最终的SNR有效区间的起点S和终点F。
所述步骤一所确定的四个标志点中，起点S1和终点F1确定SNR有效区间的起点，起点S2和终点F2确定SNR有效区间的终点，即对应BLER1的SNR点在[起点S1，终点F1]区间内，对应BLER2的SNR点在[起点S2，终点F2]区间内；由于设置的d足够小，使得约束BLER1和BLER2的两个区间很小，因此可以用区间端点作为BLER1和BLER2对应的SNR点，本发明在初始时使用起点S1作为对应BLER1的SNR点，使用终点F2作为对应BLER2的SNR点。
所述步骤二和步骤三中，最终起点S1的搜索使用的是改进的二分法迭代法，最终终点F2的搜索使用的是传统的二分法迭代法，通过计算对应SNR点的LTE/LTE-A通信系统链路级仿真的误块率BLER，根据BLER的值判断四个标志点的位置是否合理，若不合理则更新，具体步骤为：
(1)计算SNR搜索区间的宽度D1＝终点F1-起点S1：若D1>d，则进行仿真，计算中点M1对应的BLERM1，中点M1＝(起点S1+终点F1)/2，执行步骤(2)；否则，执行步骤(8)，并进入步骤(10)；
(2)判断BLERM1中元素(多码字情形下，BLERM1为多个元素形成的向量)的最小值是否大于BLER1：若是，则将起点S1更新为中点M1，即起点S1＝中点M1，执行步骤(3)；否则，将终点F1更新为中点M1，即终点F1＝中点M1，执行步骤(4)；
(3)判断起点S2<中点M1是否成立：若是，则将起点S2更新为中点M1，即起点S2＝ 中点M1，返回步骤(1)；否则，返回步骤(1)；
(4)判断BLERM1中元素的最大值是否小于BLER2：若是，执行步骤(5)；否则，执行步骤(6)；
(5)判断终点F2>中点M1是否成立：若是，则将终点F2更新为中点M1，即终点F2＝中点M1，返回步骤(1)；否则，返回步骤(1)；
(6)判断BLERM1中元素的最小值是否大于等于误块率阈值BLER3，BLER3是为了利用已经得到的BLER信息来缩小终点的搜索范围，BLER3的取值在BLER1和BLER2之间：若是，执行步骤(7)；否则，返回步骤(1)；
(7)判断起点S2<中点M1是否成立：若是，则将起点S2更新为中点M1，即起点S2＝中点M1，返回步骤(1)；否则，返回步骤(1)；
(8)计算SNR搜索区间的宽度D2＝终点F2-起点S2：若D2>d，则进行仿真，计算中点M2对应的BLERM2，中点M2＝(起点S2+终点F2)/2，执行步骤(9)；否则，执行步骤(10)；
(9)判断BLERM2中元素的最大值是否大于BLER2：若是，则将起点S2更新为中点M2，即起点S2＝中点M2，返回步骤(8)；否则，将终点F2更新为中点M2，即终点F2＝中点M2，返回步骤(8)；
(10)在D1>d不成立且D2>d不成立的情况下，根据最新的起点S1和终点F2，计算出最终的SNR有效区间的起点S和终点F如下：
起点S＝起点S1-(终点F2-起点S1)/4
终点F＝终点F2+(终点F2-起点S1)/4
计算出最终的SNR有效区间的起点S和终点F。
改进的二分法迭代法体现在，通过多增加两个端点，即起点S2和终点F2，通过已经计算出来的误块率缩减终点的搜索范围，降低搜索的复杂度。
有益效果：本发明提供的LTE/LTE-A链路级仿真中SNR有效区间的搜索方法，根据当前SNR区间端点值的BLER不断缩小区间长度并更新端点值，得到新的SNR区间，直到得到满足条件的SNR有效区间；本发明可以简化LTE/LTE-A通信系统链路级仿真中SNR有效区间的搜索，自适应的对仿真的SNR区间的端点进行简易、快速、准确的确定，使得仿真时无需手动进行多次试探。
附图说明
图1为本发明的实现流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种LTE/LTE-A链路级仿真中SNR有效区间的搜索方法，首先针对LTE/LTE-A通信系统在链路级的性能，确定SNR的搜索起点区间以及终点区间，也即确定SNR搜索区间的四个标志点：起点S1、起点S2、终点F1和终点F2，初始时起点S2＝起点S1(本案设为-25)，终点F2＝终点F1(本案设为50)，终点F1>起点S1；同时设定区间宽度阈值d(本案设为0.3)，误块率阈值BLER1(本案设为95％)和误块率阈值BLER2(本案设为5％)，BLER1>BLER2，以起点S1和终点F1约束对应BLER1的SNR点，以起点S2和终点F2约束对应BLER2的SNR点，当起点S1和终点F1之间的区间宽度小于d则认为不需要继续迭代，当起点S2和终点F2之间的区间宽度小于d则认为不需要继续迭代；基于所确定的四个标志点，具体实施步骤如下：
(1)计算SNR搜索区间的宽度D1＝终点F1-起点S1：若D1>d，则进行仿真，计算中点M1对应的BLERM1，中点M1＝(起点S1+终点F1)/2，执行步骤(2)；否则，执行步骤(8)，并进入步骤(10)；
(2)判断BLERM1中元素的最小值是否大于BLER1：若是，则将起点S1更新为中点M1，即起点S1＝中点M1，执行步骤(3)；否则，将终点F1更新为中点M1，即终点F1＝中点M1，执行步骤(4)；
(3)判断起点S2<中点M1是否成立：若是，则将起点S2更新为中点M1，即起点S2＝中点M1，返回步骤(1)；否则，返回步骤(1)；
(4)判断BLERM1中元素的最大值是否小于BLER2：若是，执行步骤(5)；否则，执行步骤(6)；
(5)判断终点F2>中点M1是否成立：若是，则将终点F2更新为中点M1，即终点F2＝中点M1，返回步骤(1)；否则，返回步骤(1)；
(6)判断BLERM1中元素的最小值是否大于等于误块率阈值BLER3，BLER3是为了利用已经得到的BLER信息来缩小终点的搜索范围，BLER3的取值在BLER1和BLER2之间(本案设为30％)：若是，执行步骤(7)；否则，返回步骤(1)；
(7)判断起点S2<中点M1是否成立：若是，则将起点S2更新为中点M1，即起点S2＝中点M1，返回步骤(1)；否则，返回步骤(1)；
(8)计算SNR搜索区间的宽度D2＝终点F2-起点S2：若D2>d，则进行仿真，计算中点M2对应的BLERM2，中点M2＝(起点S2+终点F2)/2，执行步骤(9)；否则，执行步骤(10)；
(9)判断BLERM2中元素的最大值是否大于BLER2：若是，则将起点S2更新为中点M2，即起点S2＝中点M2，返回步骤(8)；否则，将终点F2更新为中点M2，即终点F2＝中点M2，返回步骤(8)；
(10)在D1>d不成立且D2>d不成立的情况下，根据最新的起点S1和终点F2，计算出最终的SNR有效区间的起点S(对应BLER为100％)和终点F(对应BLER为0％)如下：
起点S＝起点S1-(终点F2-起点S1)/4
终点F＝终点F2+(终点F2-起点S1)/4
计算出最终的SNR有效区间的起点S和终点F。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

  1. 一种LTE/LTE-A链路级仿真中SNR有效区间的搜索方法，其特征在于：包括如下步骤：
    步骤一：针对LTE/LTE-A通信系统在链路级的性能，确定SNR的搜索起点区间以及终点区间，也即确定SNR搜索区间的四个标志点：起点S1、起点S2、终点F1和终点F2，初始时起点S2＝起点S1，终点F2＝终点F1，终点F1>起点S1；同时设定区间宽度阈值d，误块率阈值BLER1和误块率阈值BLER2，BLER1>BLER2，以起点S1和终点F1约束对应BLER1的SNR点，以起点S2和终点F2约束对应BLER2的SNR点，当起点S1和终点F1之间的区间宽度小于d则认为不需要继续迭代，当起点S2和终点F2之间的区间宽度小于d则认为不需要继续迭代；
    步骤二：根据所确定的四个标志点，通过计算LTE/LTE-A通信系统链路级仿真的误块率BLER，使用改进的二分法迭代法搜索满足下述条件的最小区间：BLER可以从BLER1变化到BLER2的最小区间，将搜索到的最小区间的起点S1作为对应BLER1的SNR点；
    步骤三：根据所确定的四个标志点，通过计算LTE/LTE-A通信系统链路级仿真的误块率BLER，使用传统的二分法迭代法搜索满足下述条件的最小区间：BLER可以从BLER1变化到BLER2的最小区间，将搜索到的最小区间的终点F2作为对应BLER2的SNR点；
    步骤四：根据LTE/LTE-A通信系统链路级仿真的误块率BLER对SNR变化呈现出的变化特点，修正步骤二和步骤三得到的起点S1和终点F2，计算出最终的SNR有效区间的起点S和终点F。
  2. 根据权利要求1所述的LTE/LTE-A链路级仿真中SNR有效区间的搜索方法，其特征在于：所述步骤二和步骤三中，最终起点S1的搜索使用的是改进的二分法迭代法，最终终点F2的搜索使用的是传统的二分法迭代法，通过计算对应SNR点的LTE/LTE-A通信系统链路级仿真的误块率BLER，根据BLER的值判断四个标志点的位置是否合理，若不合理则更新，具体步骤为：
    (1)计算SNR搜索区间的宽度D1＝终点F1-起点S1：若D1>d，则进行仿真，计算中点M1对应的BLERM1，中点M1＝(起点S1+终点F1)/2，执行步骤(2)；否则，执行步骤(8)，并进入步骤(10)；
    (2)判断BLERM1中元素的最小值是否大于BLER1：若是，则将起点S1更新为中点 M1，即起点S1＝中点M1，执行步骤(3)；否则，将终点F1更新为中点M1，即终点F1＝中点M1，执行步骤(4)；
    (3)判断起点S2<中点M1是否成立：若是，则将起点S2更新为中点M1，即起点S2＝中点M1，返回步骤(1)；否则，返回步骤(1)；
    (4)判断BLERM1中元素的最大值是否小于BLER2：若是，执行步骤(5)；否则，执行步骤(6)；
    (5)判断终点F2>中点M1是否成立：若是，则将终点F2更新为中点M1，即终点F2＝中点M1，返回步骤(1)；否则，返回步骤(1)；
    (6)判断BLERM1中元素的最小值是否大于等于误块率阈值BLER3，BLER3是为了利用已经得到的BLER信息来缩小终点的搜索范围，BLER3的取值在BLER1和BLER2之间：若是，执行步骤(7)；否则，返回步骤(1)；
    (7)判断起点S2<中点M1是否成立：若是，则将起点S2更新为中点M1，即起点S2＝中点M1，返回步骤(1)；否则，返回步骤(1)；
    (8)计算SNR搜索区间的宽度D2＝终点F2-起点S2：若D2>d，则进行仿真，计算中点M2对应的BLERM2，中点M2＝(起点S2+终点F2)/2，执行步骤(9)；否则，执行步骤(10)；
    (9)判断BLERM2中元素的最大值是否大于BLER2：若是，则将起点S2更新为中点M2，即起点S2＝中点M2，返回步骤(8)；否则，将终点F2更新为中点M2，即终点F2＝中点M2，返回步骤(8)；
    (10)在D1>d不成立且D2>d不成立的情况下，根据最新的起点S1和终点F2，计算出最终的SNR有效区间的起点S和终点F如下：
    起点S＝起点S1-(终点F2-起点S1)/4
    终点F＝终点F2+(终点F2-起点S1)/4
    计算出最终的SNR有效区间的起点S和终点F。
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