專利名稱：一種無線信道質(zhì)量指示選擇的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線電通信系統(tǒng)中對無線信道質(zhì)量評估，尤其涉及一種無線信道質(zhì)量指示選擇的方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前隨著無線電通信網(wǎng)絡的普及和無線電通信能力的增強，數(shù)據(jù)通信業(yè)務開始進入無線電通信領(lǐng)域。一種稱為高速下行鏈路分組接入(HSDPA，High Speed DownlinkPackage Access)的技術(shù)開始服務于無線網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)通信業(yè)務。
從系統(tǒng)設(shè)計的角度，語音通信和數(shù)據(jù)通信有較大差異。例如，在無線網(wǎng)絡中語音通信被視為在一個信道上的單一的信息流傳輸，但是數(shù)據(jù)通信可以有多個數(shù)據(jù)通信鏈路映射在同一個物理信道上以不連續(xù)方式傳輸信息。
為了使系統(tǒng)達到最大的數(shù)據(jù)吞吐量，高速數(shù)據(jù)通信在下行鏈路(即從網(wǎng)絡端發(fā)送到用戶端)采用自適應調(diào)制和編碼技術(shù)，每個數(shù)據(jù)塊使用的傳輸格式(信道編碼，調(diào)制方式等)單獨選擇。傳輸格式是由網(wǎng)路端依據(jù)信道質(zhì)量指示(CQI，Channel QualityIndication)決定，而CQI由用戶依據(jù)其測量的信道質(zhì)量選擇和匯報到網(wǎng)絡端。依據(jù)第三代無線通信協(xié)議規(guī)定，在加性高斯白噪聲(AWGN，Additional White Gauss Noise)的無線信道環(huán)境，網(wǎng)絡端依據(jù)用戶匯報的CQI選擇傳輸格式傳輸數(shù)據(jù)時，誤塊率應接近10％，且要求CQI匯報準確率高于90％。保持誤塊率10％能夠使系統(tǒng)資源得到最大的使用，即整個小區(qū)中若干用戶的HSDPA數(shù)據(jù)吞吐量總和達到最大值。那么在此狀態(tài)下，當某用戶匯報的CQI比理想值小時，即用戶估計的信道質(zhì)量比實際情況差，網(wǎng)絡端將以較低數(shù)據(jù)速率發(fā)送該用戶數(shù)據(jù)，而其他用戶的數(shù)據(jù)速率不變，即該用戶的數(shù)據(jù)速率降低。當某用戶匯報的CQI比理想值大時，即用戶估計的信道質(zhì)量比實際情況好，網(wǎng)絡將提高該用戶的數(shù)據(jù)速率，這樣不僅會使該用戶數(shù)據(jù)誤塊率增加，而且當CQI值偏離較大時，該用戶將搶占較多資源，因而影響了其他用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送，即小區(qū)整體的數(shù)據(jù)吞吐量降低。
接收數(shù)據(jù)的誤塊率不僅取決于信道質(zhì)量，而且取決于接收機性能，但是在本發(fā)明中不涉及接收機性能的改進，而只涉及接收機對信道質(zhì)量估計和CQI選擇的裝置和方法。在對信道質(zhì)量估計的算法中，信號的信干比(SIR，Signal Interference Ratio)是最重要的一個分量，CQI選擇的簡單做法就是如表一所示，將該信道接收信號的SIR與CQI建立一對一的映射關(guān)系。

表一但是由于無線信道的復雜性，例如受多徑傳播，移動臺速度導致的多普勒頻率偏移等因素影響，即使接收信號SIR相同且發(fā)送數(shù)據(jù)格式也相同情況下，接收機的誤塊率依然可能有差異。所以為了提高CQI匯報的準確率，在美國專利US 2005/0003782 A1“Methods and apparatus for channel quantity indicator determination”，即測定信道質(zhì)量指示的方法和裝置采用以SIR為第一決定分量，以HARQ(hybrid ARQ，即混合自動重傳請求技術(shù))信息和Turbo(一種糾錯碼技術(shù))解碼信息為第二決定分量進行CQI的選擇。以上的專利由于采用的第二決定分量在數(shù)據(jù)塊解碼后才能得到，所以CQI匯報的延時較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無線信道質(zhì)量指示選擇的方法和裝置，以解決因信道環(huán)境不同而引起的CQI估計不準的問題，在CQI選擇中考慮傳輸環(huán)境的影響，從而提高用戶端CQI匯報的準確率，進一步提高用戶數(shù)據(jù)的流量。同時采用本發(fā)明中的方法和裝置可以有效地減少CQI匯報的延時。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種無線信道質(zhì)量指示的選擇裝置，它由第一決定分量信干比估計模塊、第二決定分量估計模塊和無線信道質(zhì)量指示選擇模塊組成，其中第一決定分量信干比估計模塊用于測量和計算接收信號信干比；第二決定分量估計模塊用于估計第二決定分量；無線信道質(zhì)量指示選擇模塊依據(jù)接收信號信干比和第二決定分量確定無線信道質(zhì)量指示值。第二決定分量估計模塊可以只包括路徑數(shù)量估計模塊，還可以是包括路徑數(shù)量估計模塊與移動臺速度估計模塊、多徑功率分配統(tǒng)計模塊的任意組合。
本發(fā)明還提出了一種無線信道質(zhì)量指示選擇方法，在前述發(fā)明裝置上循環(huán)執(zhí)行如下步驟步驟一，測量模塊周期性的測量和估計接收信號的信干比、接收路徑數(shù)量等變量；步驟二、在要求匯報無線信道質(zhì)量指示值時，從測量模塊中讀取步驟一所得的接收信號的信干比、接收路徑數(shù)量等變量；步驟三、以所得變量為依據(jù)，按固定映射關(guān)系選擇無線信道質(zhì)量指示值；步驟四，將步驟三所得的無線信道質(zhì)量指示結(jié)果匯報給網(wǎng)絡端。
由于采用了本發(fā)明的裝置和方法，依據(jù)可靠的路徑數(shù)量和移動臺速度以及多徑能量的估計，用戶匯報給網(wǎng)絡的CQI值更正確，從而網(wǎng)絡能達到最大的數(shù)據(jù)流量。


圖1是本發(fā)明一種裝置結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明一個具體實施例的執(zhí)行流程圖，可應用于圖1裝置上；圖3本發(fā)明另一種裝置結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明另一個具體實施例的執(zhí)行流程圖，可應用于圖3裝置上。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
具體實施例一如圖1所示，是本發(fā)明具體實施例一的裝置結(jié)構(gòu)圖，該具體實施例裝置由SIR估計模塊(101)，路徑數(shù)量估計模塊(102)，移動臺速度估計模塊(103)，多徑功率分配統(tǒng)計模塊(104)和CQI選擇模塊(105)組成。其中SIR估計模塊(101)用于計算第一決定分量，而路徑數(shù)量估計模塊(102)、移動臺速度估計模塊(103)和多徑功率分配統(tǒng)計模塊(104)用于計算第二決定分量(path num，Velocity，D)。CQI選擇模塊(105)采用的如表二所示表格的映射方式，以其他4個模塊的輸出為依據(jù)選擇CQI值。表格中SIR表示接收信號的信干比，路徑數(shù)量是接收機測量得到的可靠路徑數(shù)量，取值為m＝{1，2，3，4，5，6}(6條可靠路徑是經(jīng)驗數(shù)值，視實際需要可做調(diào)整)，移動臺速度是接收機估計值，估計速度V＝{V1，V2，V3，…，Vn}，Vi可以表示某一具體速度值例如3km/h，也可以表示速度快慢，例如{慢速，中速，快速}，至于如何區(qū)分速度快慢，視真實情況需要而定。D值表示多徑功率分配的屬性，在此推薦使用最強徑和最弱徑的功率比值。
本具體實施例的執(zhí)行流程如圖2所示A(201)以接收信號為處理對象，周期性的測量和估計SIR、接收路徑數(shù)量、移動臺速度和多徑功率分配屬性等變量；
B(202)當要求匯報該用戶CQI值時，從測量模塊中獲得以上4個變量，即SIR、m、V、D；C(203)以(SIR，m，V，D)為依據(jù)，通過如下表二所示映射關(guān)系獲得CQI值；D(204)將CQI選擇結(jié)果匯報給網(wǎng)絡端。
因此，本發(fā)明具體實施例一的技術(shù)特征在于以SIR為第一決定分量，以無線信道的路徑數(shù)量(path num)，移動臺速度(Velocity)以及多徑的功率分配(D)為第二決定分量進行CQI的測定和匯報。其所采用的技術(shù)方案為通過SIR測量，路徑搜索和管理，移動臺速度估計等方法獲得(SIR，path num，Velocity，D)等分量，并以此信息執(zhí)行CQI選擇和匯報給網(wǎng)絡。CQI的選擇可以參照下面表二所示查找得到CQI的值，也可以以函數(shù)CQI＝f(SIR，path num，Velocity，D)計算得到，該函數(shù)是表格另一種表現(xiàn)形式。


表二表二所示表格中，在相同的傳輸環(huán)境中(SIR，path num，Velocity，D)，不同的接收機性能會對CQI有影響，例如性能較好的接收機其CQI值將較大，性能較差的接收機其CQI值較小。因而表格的產(chǎn)生將采用建立數(shù)學模型和仿真的方法得到。在仿真模型中適當調(diào)節(jié)發(fā)送功率和無線信道配置，以使傳輸環(huán)境和表格中預設(shè)值相同，例如(SIR0，m＝2，V1，D1)，在此設(shè)置的基礎(chǔ)上，發(fā)送端分別以CQI＝1，2，3，…，等所對應的傳輸格式發(fā)送數(shù)據(jù)，接收端記錄和統(tǒng)計誤塊率，從中選擇最接近10％的CQI值作為CQINH+1，因此表格中CQI值是可以重疊的，即可能出現(xiàn)CQIi＝CQIj其中i≠j。
以上只是產(chǎn)生表格的方法中的一種，假如在實際環(huán)境中測試將得到更可靠的結(jié)果。
得到以上表格后，該表格以常數(shù)的形式保存在接收機側(cè)，以備每個CQI匯報周期查找當前匯報的CQI值?；蛘邔⒁陨媳砀袼磉_內(nèi)容以函數(shù)映射的方式保存，該函數(shù)形式是CQI＝f(SIR，path num，Velocity，D)。
具體實施例二本實施例的裝置結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，是由第一決定分量SIR估計模塊(101)、第二決定分量的估計模塊(110)和CQI選擇模塊(105)組成。其中第一決定分量SIR估計模塊(101)用于計算接收信號的信干比，第二決定分量估計模塊(110)用于估計路徑數(shù)量和移動臺速度，他可以是模塊102和103的組合。CQI選擇模塊(105)使用如表三表格所示的映射關(guān)系，依據(jù)以上第一決定分量SIR和第二決定分量(m，V)選擇合適的CQI。
本實施例的執(zhí)行流程如圖4所示A(301)以接收信號為處理對象，周期性的測量和估計SIR，接收路徑數(shù)量和移動臺速度等變量；B(302)當要求匯報該用戶CQI值時，從測量模塊中獲得以上第一決定分量SIR和第二決定分量(m，V)；C(303)以(SIR，m，V)為依據(jù)，通過其和CQI的映射關(guān)系(如下表三)獲得CQI值；D(304)將CQI選擇結(jié)果匯報給網(wǎng)絡端。


表三具體實施例三本實施例的裝置結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，是由第一決定分量SIR估計模塊(101)、第二決定分量的估計模塊(110)和CQI選擇模塊(105)組成。其中第一決定分量SIR估計模塊(101)用于計算接收信號的信干比，第二決定分量估計模塊(110)用于估計路徑數(shù)量，他可以是模塊102。CQI選擇模塊(105)使用如表四表格所示的映射關(guān)系，依據(jù)以上第一決定分量SIR和第二決定分量m選擇合適的CQI。
本實施例的執(zhí)行流程如圖4所示A(301)以接收信號為處理對象，周期性的測量和估計SIR，接收路徑數(shù)量等變量；B(302)當要求匯報該用戶CQI值時，從測量模塊中獲得以上第一決定分量SIR和第二決定分量m；C(303)以(SIR，m)為依據(jù)，通過其和CQI的映射關(guān)系(如表四)獲得CQI值；D(304)將CQI選擇結(jié)果匯報給網(wǎng)絡端。

表四具體實施例四本實施實例的裝置結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，是由第一決定分量SIR估計模塊(101)、第二決定分量的估計模塊(110)和CQI選擇模塊(105)組成。其中第一決定分量SIR估計模塊(101)用于計算接收信號的SIR，第二決定分量估計模塊(110)用于估計第二決定分量。第二決定分量可以是如實施例一中路徑數(shù)量m、移動臺速度V、多徑功率分配屬性D的組合，也可以是如實施例二中路徑數(shù)量m、移動臺速度V的組合，也可以是如實施例三中路徑數(shù)量m。與以上實施實例有區(qū)別的是CQI選擇模塊(105)按如下方式執(zhí)行1、以第二決定分量計算SIR的修正值SIR_offset；2、以SIR_offset修正第一決定分量SIR，即SIR＝SIR+SIR_offset3、以修正后的SIR值按表一所示映射關(guān)系即SIR-CQI的直接映射，計算得到CQI


表五在本實施實例中SIR_offset與第二決定分量的關(guān)系如表五所示，表中給出的第二決定分量的定義為路徑數(shù)量m、移動臺速度V、多徑功率分配屬性D的組合，至于其他組合形式可以參考該表給出。表中全面考慮了第二決定分量中3個變量對SIR_offset的影響。SIR_offset的具體數(shù)值應當由仿真或?qū)嶋H測試得到。
以下再以數(shù)學建模和仿真結(jié)果的形式說明采用本發(fā)明的方法和裝置的必要性。

表六A

表六B

表六C如上表六所示，仿真提供3組共6個案例的仿真結(jié)果，在此6個案例中，發(fā)送端的發(fā)送功率和環(huán)境噪聲都相同即信噪比相同，因而對于一個可靠的SIR測量算法應得出相同的SIR的測量值。
在傳輸環(huán)境設(shè)置中，第一組移動臺速度相同，而案例一設(shè)置2條傳輸路徑，案例二設(shè)置3條傳輸路徑，通過仿真后得到的滿足誤塊率接近10％的CQI如表六A所示。從圖中可以看出在其他條件相同的情況下，路徑數(shù)量對CQI值的影響是不能忽略的。
在第二組仿真中，他們的傳輸路徑都是4條路徑，但是案例三移動臺速度為120km/h，案例四為250km/h。仿真結(jié)果見表六B。從圖中可以看出在其他條件相同的情況下，移動臺速度對CQI值的影響是不能忽略的。
在第三組仿真中，兩個案例設(shè)置相同的路徑數(shù)量為2條徑和移動臺速度為3km/h，但是案例五兩條路徑的功率比值為10dB，而案例六兩條路徑的功率比值為0dB。該組仿真結(jié)果見表六C。從仿真結(jié)果中可以看出，在其他條件都相同的情況下，路徑的功率分配對CQI的影響是不能忽略的。
假如在CQI選擇過程中未采用本發(fā)明的方法和裝置，那么依據(jù)接收機測量的SIR相同的情況下匯報給網(wǎng)絡端的必然是相同的CQI值，那必然會降低某些案例下網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流量。采用了本發(fā)明的方法和裝置后，依據(jù)可靠的路徑數(shù)量和移動臺速度的估計，可以正確分辨以上6個案例，那么用戶匯報給網(wǎng)絡的CQI值也更正確，從而在每個案例中網(wǎng)絡都能達到最大的數(shù)據(jù)流量。
綜上所述，采用了本發(fā)明的裝置和方法，依據(jù)可靠的相關(guān)變量估計，用戶端實際匯報給網(wǎng)絡端的CQI值更正確，網(wǎng)絡功能得到進一步優(yōu)化，因此用戶能夠享受到網(wǎng)絡所能達到最大的數(shù)據(jù)流量。
權(quán)利要求
1.一種無線信道質(zhì)量指示選擇裝置，其特征在于，由第一決定分量信干比估計模塊、第二決定分量估計模塊和無線信道質(zhì)量指示選擇模塊組成，其中所述第一決定分量信干比估計模塊用于接收信號并測量和計算接收信號信干比，然后將該接收信號信干比傳至所述無線信道質(zhì)量指示選擇模塊；所述第二決定分量估計模塊用于接收信號并估計第二決定分量，然后將該第二決定分量傳至所述無線信道質(zhì)量指示選擇模塊；所述無線信道質(zhì)量指示選擇模塊依據(jù)該接收信號信干比和第二決定分量確定無線信道質(zhì)量指示值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線信道質(zhì)量指示選擇裝置，其特征在于，所述第二決定分量估計模塊包括路徑數(shù)量估計模塊，用于接收信號并計算無線信道路徑個數(shù)，將該無線信道路徑個數(shù)傳至所述無線信道質(zhì)量指示選擇模塊；所述第二決定分量為無線信道路徑數(shù)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線信道質(zhì)量指示選擇裝置，其特征在于，所述第二決定分量估計模塊采用路徑搜索的算法得到第二決定分量即無線信道路徑數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線信道質(zhì)量指示選擇裝置，其特征在于，所述第二決定分量估計模塊還包括移動臺速度估計模塊，用于接收信號并估計移動臺的移動速度，將該移動臺的移動速度傳至所述無線信道質(zhì)量指示選擇模塊；所述第二決定分量還可以包括移動臺的移動速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線信道質(zhì)量指示選擇裝置，其特征在于，所述移動臺速度估計模塊采用統(tǒng)計電平通過率的方法、自相關(guān)方法或小波變換方法估計移動臺的移動速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線信道質(zhì)量指示選擇裝置，其特征在于，所述第二決定分量估計模塊還包括多徑功率分配統(tǒng)計模塊，用于接收信號并統(tǒng)計多徑功率分配屬性，將該多徑功率分配屬性傳至所述無線信道質(zhì)量指示選擇模塊；所述第二決定分量還可以包括多徑功率分配屬性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線信道質(zhì)量指示選擇裝置，其特征在于，所述多徑功率分配統(tǒng)計模塊采用多徑搜索算法中每條路徑的功率計算值，統(tǒng)計多徑功率分配屬性的特性。
8.應用在權(quán)利要求6或7所述的無線信道質(zhì)量指示選擇裝置上的一種無線信道質(zhì)量指示選擇方法，其特征在于，循環(huán)執(zhí)行如下步驟步驟一，測量模塊周期性的測量和估計接收信號的信干比、接收路徑數(shù)量、移動臺速度和多徑功率分配屬性四個變量；步驟二、在要求匯報無線信道質(zhì)量指示值時，從測量模塊中讀取步驟一所得的接收信號的信干比、接收路徑數(shù)量、移動臺速度和多徑功率分配屬性變量四個變量；步驟三、以所述四個變量為依據(jù)，通過如下表所示映射關(guān)系選擇無線信道質(zhì)量指示值；
步驟四，將步驟三所得的無線信道質(zhì)量指示結(jié)果匯報給網(wǎng)絡端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線信道質(zhì)量指示選擇方法，其特征在于，所述無線信道質(zhì)量指示選擇裝置上的無線信道質(zhì)量指示選擇模塊執(zhí)行如下步驟步驟一，以第二決定分量計算接收信號信干比的修正值，即SIR_offset；步驟二、以SIR_offset修正第一決定分量接收信號信干比，即接收信號信干比＝接收信號信干比+SIR_offset；
步驟三、以修正后的接收信號信干比值按上表所示映射關(guān)系計算無線信道質(zhì)量指示值。
10.應用在權(quán)利要求4或5所述的無線信道質(zhì)量指示選擇裝置上的一種無線信道質(zhì)量指示選擇方法，其特征在于，循環(huán)執(zhí)行如下步驟步驟一，測量模塊周期性的測量和估計接收信號的信干比、接收路徑數(shù)量和移動臺速度三個變量；步驟二、在要求匯報無線信道質(zhì)量指示值時，從測量模塊中讀取步驟一所得的接收信號的信干比、接收路徑數(shù)量和移動臺速度三個變量；步驟三、以所述三個變量為依據(jù)，通過如下表所示映射關(guān)系選擇無線信道質(zhì)量指示值；
步驟四，將步驟三所得的無線信道質(zhì)量指示結(jié)果匯報給網(wǎng)絡端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線信道質(zhì)量指示選擇方法，其特征在于，所述無線信道質(zhì)量指示選擇裝置上的無線信道質(zhì)量指示選擇模塊執(zhí)行如下步驟步驟一，以第二決定分量計算接收信號信干比的修正值，即SIR_offset；步驟二、以SIR_offset修正第一決定分量接收信號信干比，即接收信號信干比＝接收信號信干比+SIR_offset；
步驟三、以修正后的接收信號信干比值按上表所示映射關(guān)系計算無線信道質(zhì)量指示值。
12.應用在權(quán)利要求2所述的無線信道質(zhì)量指示選擇裝置上的一種無線信道質(zhì)量指示選擇方法，其特征在于，循環(huán)執(zhí)行如下步驟步驟一，測量模塊周期性的測量和估計接收信號的信干比和接收路徑數(shù)量兩個變量；步驟二、在要求匯報無線信道質(zhì)量指示值時，從測量模塊中讀取步驟一所得的接收信號的信干比和接收路徑數(shù)量兩個變量；步驟三、以所述三個變量為依據(jù)，通過如下表所示映射關(guān)系選擇無線信道質(zhì)量指示值；
步驟四，將步驟三所得的無線信道質(zhì)量指示信道質(zhì)量值指示結(jié)果匯報給網(wǎng)絡端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線信道質(zhì)量指示選擇方法，其特征在于，所述無線信道質(zhì)量指示選擇裝置上的無線信道質(zhì)量指示選擇模塊執(zhí)行如下步驟步驟一，以第二決定分量計算接收信號信干比的修正值，即SIR_offset；步驟二、以SIR_offset修正第一決定分量接收信號信干比，即接收信號信干比＝接收信號信干比+SIR_offset；
步驟三、以修正后的接收信號信干比值按上表所示映射關(guān)系計算無線信道質(zhì)量指示值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線信道質(zhì)量指示的選擇裝置，它由第一決定分量信干比估計模塊、第二決定分量估計模塊和無線信道質(zhì)量指示選擇模塊組成，本發(fā)明還公開了一種無線信道質(zhì)量指示選擇方法，在前述發(fā)明裝置上循環(huán)執(zhí)行步驟一，測量模塊周期性的測量和估計接收信號的信干比、接收路徑數(shù)量等變量；步驟二、讀取步驟一所得的接收信號的信干比、接收路徑數(shù)量等變量；步驟三、按固定映射關(guān)系選擇無線信道質(zhì)量指示值；步驟四，將無線信道質(zhì)量指示結(jié)果匯報給網(wǎng)絡端。由于采用了本發(fā)明的裝置和方法，依據(jù)可靠的路徑數(shù)量和移動臺速度以及多徑能量的估計，用戶匯報給網(wǎng)絡的CQI值更正確，網(wǎng)絡能達到最大的數(shù)據(jù)流量。
文檔編號H04B17/00GK1972164SQ200510110699
公開日2007年5月30日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者曹振國, 劉鐵, 陳小元 申請人:上海明波通信技術(shù)有限公司