專利名稱：一種用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)，尤其涉及該系統(tǒng)的下行鏈路在不同信道狀態(tài)下的高能效自適應(yīng)傳輸方法。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)更高傳輸速率以及更廣區(qū)域覆蓋的需求呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)演變?yōu)楦吣芎漠a(chǎn)業(yè)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2009年我國(guó)三大電信運(yùn)營(yíng)商共耗電289億度，相比2008年增長(zhǎng)超過25%，折合標(biāo)煤近1000萬噸，這不僅意味著巨大的運(yùn)行成本，也帶來了大量的碳排放，這對(duì)于中國(guó)這樣資源嚴(yán)重短缺和環(huán)境污染嚴(yán)重的發(fā)展中國(guó)家來說顯然是難以持續(xù)發(fā)展的，所以如何降低移動(dòng)通信系統(tǒng)的能耗問題將亟待解決?？v觀移動(dòng)通信系統(tǒng)的能耗分布，基站部分占總網(wǎng)絡(luò)能耗的70%左右，可見如何大幅度提聞基站部分的能效將至關(guān)重要。LTE改進(jìn)并增強(qiáng)了 3G的空中接口技術(shù)，采用了 OFDM技術(shù)并引入MMO等技術(shù)，極大地提高了系統(tǒng)的頻譜效率。移動(dòng)終端在移動(dòng)的過程中，傳輸鏈路信道可能發(fā)生變化，下行鏈路信號(hào)傳輸技術(shù)必須能夠適應(yīng)于信道的變化，以提升系統(tǒng)的空分復(fù)用增益。在3GPP LTE閉環(huán)空分復(fù)用模式下，傳統(tǒng)的下行鏈路傳輸是基站采用固定發(fā)送功率、移動(dòng)終端(UE)通過反饋三個(gè)參數(shù)自適應(yīng)信道的變化:秩指示(RI )、預(yù)編碼指示(PMI)及信道質(zhì)量指示(CQI),且UE通常是基于和容量最大的準(zhǔn)則選擇這三個(gè)反饋參數(shù)，這樣的傳輸方式可以提高系統(tǒng)的容量，但是從基站能效的角度來看有待改進(jìn)。本發(fā)明針對(duì)從LTE下行鏈路傳輸技術(shù)來提高基站能效這一目的，提出了一種適合于LTE下行鏈路特性的高能效自適應(yīng)傳輸方法。該方法增加了 UE的一項(xiàng)反饋參數(shù):基站端發(fā)送功率(Pt)，其中UE將基站的發(fā)送功率分級(jí)，每一級(jí)相差2dBm。UE針對(duì)每一級(jí)發(fā)送功率，首先按照能效最大的準(zhǔn)則聯(lián)合選擇RI和PMI，然后評(píng)估CQI，選擇既滿足系統(tǒng)誤碼塊率(BLER)要求又使基站能效最高的CQI值并記錄當(dāng)前發(fā)送功率下基站的最大能效值；UE遍歷所有等級(jí)的發(fā)送功率，選擇使基站能效最大的發(fā)送功率及該發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)能效最大的RI>PMI和CQI。因此，用于LTE下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法能夠在滿足系統(tǒng)的BLER限制條件下，有效地提升基站的能效。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法，能夠應(yīng)用于LTE系統(tǒng)下行鏈路中，在確保系統(tǒng)誤碼塊率的前提下，有效地提高了基站的能效。技術(shù)方案:本發(fā)明提出用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法，UE根據(jù)
當(dāng)前的信道質(zhì)量，除了向基站反饋?zhàn)赃m應(yīng)參數(shù)-RI> PMI和CQI以外,還需增加一項(xiàng)反饋
參數(shù):基站端發(fā)送功率(Pt)，其中UE將基站的發(fā)送功率分級(jí)，每一級(jí)相差2dBm，UE在保證系統(tǒng)BLER的前提下，按照基站能效最大的準(zhǔn)則進(jìn)行反饋參數(shù)(R1、PM1、CQ1、Pt)的選擇，并將反饋參數(shù)發(fā)送到反饋信道，基站利用從反饋信道獲得的反饋參數(shù)調(diào)整傳輸模式，其具體步驟為:步驟一、UE將基站的發(fā)送功率從-1dBm到43dBm劃分為22個(gè)不同等級(jí)，其中每個(gè)等相差2dBm，然后對(duì)每一級(jí)發(fā)送功率，UE根據(jù)信道估計(jì)獲得的鏈路信道參數(shù)，計(jì)算每一級(jí)發(fā)送功率下所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI及最大的基站能效值。步驟二、UE遍歷所有的發(fā)送功率，然后對(duì)比所有發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)的最大基站能效值，將其中最大的基站能效值所對(duì)應(yīng)的發(fā)送功率以及該發(fā)送功率下所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI發(fā)送到反饋信道。步驟三、基站利用從反饋信道獲得的反饋參數(shù)調(diào)整傳輸模式。優(yōu)選的,步驟一中，每一級(jí)發(fā)送功率下所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI及最大的基站能效值通過如下步驟獲得:步驟11、UE將基站的發(fā)送功率從-1dBm到43dBm劃分為22個(gè)不同等級(jí)，其中每個(gè)等相差2dBm，UE根據(jù)信道估計(jì)獲得的鏈路信道參數(shù)，對(duì)每一級(jí)發(fā)送功率，首先根據(jù)基站能效最大的準(zhǔn)則聯(lián)合選擇RI及PMI。步驟12、在確定了 RI和PMI之后，可利用RI和傳輸碼字?jǐn)?shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定傳輸碼字?jǐn)?shù)，根據(jù)PMI與RI從LTE預(yù)先定義的碼本集中取出對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，則可得到每個(gè)子載波每個(gè)傳輸層符號(hào)的信干噪比，由于LTE針對(duì)碼字的處理是獨(dú)立的，因此UE針對(duì)每一個(gè)傳輸碼字，利用互信息有效信噪比映射(MIESM)的方法可得到每個(gè)碼字在所有CQI值下，系統(tǒng)的有效信干噪比，根據(jù)這些有效信噪比值查找AWGN信道的BLER-SNR曲線可以預(yù)測(cè)當(dāng)前碼字下，所有CQI值對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)BLER，選擇其中滿足系統(tǒng)BLER要求的CQI，然后根據(jù)基站能效的定義，選擇這些CQI值中能效最大的CQI值，最后記錄當(dāng)前發(fā)送功率下，能效最大的PM1、RI以及每個(gè)碼字的CQI，此外，還需記錄所有碼字的最大能效和作為系統(tǒng)在此發(fā)送功率下的最大基站能效。優(yōu)選的，步驟二中，、UE將遍歷所有的發(fā)送功率，然后對(duì)比所有發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)的最大基站能效值，最后將其中最大的基站能效值所對(duì)應(yīng)的發(fā)送功率以及該發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI發(fā)送到反饋信道。優(yōu)選的，步驟三中，基站從反饋信道中獲得的反饋參數(shù)R1、PM1、CQI和Pt，根據(jù)反饋的參數(shù)調(diào)整基站的傳輸模式:1)根據(jù)RI確定傳輸層的個(gè)數(shù)；2)根據(jù)CQI確定每個(gè)碼字的調(diào)制編碼方式(MCS)以及確定每個(gè)碼字的信息比特?cái)?shù)目；3)根據(jù)PMI尋找碼本中所對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣；4)根據(jù)Pt確定基站的發(fā)送功率。有益效果:本發(fā)明實(shí)施例提供的用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法，具有如下優(yōu)點(diǎn):1、本方法簡(jiǎn)單可行，適用于LTE下行鏈路中的自適應(yīng)傳輸；2、本方法能夠充分利用信道狀態(tài)信息，自適應(yīng)地進(jìn)行功率控制和傳輸模式選擇，保證系統(tǒng)的BLER條件下，提高基站的能效以及信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?br>

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)下行鏈路自適應(yīng)傳輸示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法中移動(dòng)終端選擇反饋參數(shù)的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法，UE根據(jù)當(dāng)前的信道質(zhì)量，除了向基站反饋?zhàn)赃m應(yīng)參數(shù)——RI> PMI和CQI以外，還需增加一項(xiàng)反饋參數(shù):基站端發(fā)送功率Pt，其中UE將基站的發(fā)送功率分級(jí)，每一級(jí)相差2dBm，UE在保證系統(tǒng)BLER的前提下，按照基站能效最大的準(zhǔn)則進(jìn)行反饋參數(shù)(R1、PM1、CQ1、Pt)的選擇，并將反饋參數(shù)發(fā)送到反饋信道，基站利用從反饋信道獲得的反饋參數(shù)調(diào)整傳輸模式，其具體步驟為:步驟一、UE將基站的發(fā)送功率從-1dBm到43dBm劃分為22個(gè)不同等級(jí)，其中每個(gè)等相差2dBm，然后對(duì)每一級(jí)發(fā)送功率，UE根據(jù)信道估計(jì)獲得的鏈路信道參數(shù)，計(jì)算每一級(jí)發(fā)送功率下所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI及最大的基站能效值。步驟二、UE遍歷所有的發(fā)送功率，然后對(duì)比所有發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)的最大基站能效值，將其中最大的基站能效值所對(duì)應(yīng)的發(fā)送功率以及該發(fā)送功率下所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI發(fā)送到反饋信道。步驟三、基站利用從反饋信道獲得的反饋參數(shù)調(diào)整傳輸模式及后續(xù)一系列的信號(hào)處理。步驟一中，所述的每一級(jí)發(fā)送功率下所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI及最大的基站能效值通過如下步驟獲得:步驟11、UE將基站的發(fā)送功率從-1dBm到43dBm劃分為22個(gè)不同等級(jí)，其中每個(gè)等相差2dBm，UE根據(jù)信道估計(jì)獲得的鏈路信道參數(shù)，對(duì)每一級(jí)發(fā)送功率，首先根據(jù)基站能效最大的準(zhǔn)則聯(lián)合選擇RI及PMI。步驟12、在確定了 RI和PMI之后，可利用RI和傳輸碼字?jǐn)?shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定傳輸碼字?jǐn)?shù)，根據(jù)PMI與RI從LTE預(yù)先定義的碼本集中取出對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，則可得到每個(gè)子載波每個(gè)傳輸層符號(hào)的信干噪比，由于LTE針對(duì)碼字的處理是獨(dú)立的，因此UE針對(duì)每一個(gè)傳輸碼字，利用MIESM的方法可得到每個(gè)碼字在所有CQI值下，系統(tǒng)的有效信干噪比，根據(jù)這些有效信噪比值查找AWGN信道的BLER-SNR曲線可以預(yù)測(cè)當(dāng)前碼字下，所有CQI值對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)BLER，選擇其中滿足系統(tǒng)BLER要求的CQI，然后根據(jù)基站能效公式，選擇這些CQI值中能效最大的CQI值，最后記錄當(dāng)前發(fā)送功率下，能效最大的PM1、RI以及每個(gè)碼字的CQI，此外，還需記錄所有碼字的最大能效和作為系統(tǒng)在此發(fā)送功率下的最大基站能效。步驟二中，UE將遍歷所有的發(fā)送功率，然后對(duì)比所有發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)的最大基站能效值，最后將其中最大的基站能效值所對(duì)應(yīng)的發(fā)送功率以及該發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI發(fā)送到反饋信道。步驟三中，基站從反饋信道中獲得的反饋參數(shù)R1、PM1、CQI和Pt，根據(jù)反饋的參數(shù)調(diào)整基站的傳輸模式:1)根據(jù)RI確定傳輸層的個(gè)數(shù)；2)根據(jù)CQI確定每個(gè)碼字的調(diào)制編碼方式(MCS)以及確定每個(gè)碼字的信息比特?cái)?shù)目；3)根據(jù)PMI尋找碼本中所對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣；4)根據(jù)Pt確定基站的發(fā)送功率?；菊{(diào)整好傳輸模式之后，然后根據(jù)這些反饋參數(shù)對(duì)信息比特進(jìn)行Turbo編碼、QAM調(diào)制、層映射、預(yù)編碼、資源映射等最后生成OFDM調(diào)制符號(hào)發(fā)送到MMO信道。
本發(fā)明實(shí)施例提供的用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)下行高能效鏈路自適應(yīng)方法，能夠充分利用信道狀態(tài)信息，自適應(yīng)地進(jìn)行功率控制和傳輸模式選擇，保證系統(tǒng)的BLER要求下，提高基站的能效以及信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?。本例的LTE下行高能效自適應(yīng)傳輸結(jié)構(gòu)如圖1所示，假設(shè)基站有Nt個(gè)發(fā)送天線，UE有Nk個(gè)接收天線。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)下行高能效鏈路自適應(yīng)方法中UE端計(jì)算反饋參數(shù)的流程圖，該方法包括以下步驟:步驟201:UE利用導(dǎo)頻符號(hào)處的接收信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，獲得鏈路信道參數(shù)，將基站發(fā)送功率從-1dBm到最大發(fā)送功率(通常為43dBm)分為22級(jí)，其中每一級(jí)相差2dBm，接下來UE對(duì)于它所定義的每一級(jí)發(fā)送功率將執(zhí)行后續(xù)的步驟。步驟202:對(duì)于當(dāng)前這一級(jí)發(fā)送功率，UE基于基站能效最大的原則聯(lián)合選擇PMI和RL.這里的基站能效的定義 為單位基站能耗下系統(tǒng)正確傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，它的單位為bits/Joule，根據(jù)定義可將基站能效表示為下面的式子:
權(quán)利要求
1.一種用于LTE下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法，其特征在于，移動(dòng)終端(UE)根據(jù)當(dāng)前的信道質(zhì)量，除了向基站反饋?zhàn)赃m應(yīng)參數(shù)——秩指示(RI )、預(yù)編碼指示(PMI)和信道質(zhì)量指示(CQI)以外，還需增加一項(xiàng)反饋參數(shù):基站端發(fā)送功率(Pt)，其中UE將基站的發(fā)送功率分級(jí)，每一級(jí)相差2dBm，UE在保證系統(tǒng)誤碼塊率(BLER)的前提下，按照基站能效最大的準(zhǔn)則進(jìn)行反饋參數(shù)(R1、PM1、CQ1、PT)的選擇，并將反饋參數(shù)發(fā)送到反饋信道，基站利用從反饋信道獲得的反饋參數(shù)調(diào)整傳輸模式，其具體步驟為: 步驟一、UE將基站的發(fā)送功率從-1dBm到43dBm劃分為22個(gè)不同等級(jí)，其中每個(gè)等級(jí)相差2dBm，然后對(duì)每一級(jí)發(fā)送功率，UE根據(jù)信道估計(jì)獲得的鏈路信道參數(shù)，計(jì)算每一級(jí)發(fā)送功率下所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI及最大的基站能效值； 步驟二、UE遍歷所有的發(fā)送功率，然后對(duì)比所有發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)的最大基站能效值，將其中最大的基站能效值所對(duì)應(yīng)的發(fā)送功率以及該發(fā)送功率下所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI發(fā)送到反饋信道； 步驟三、基站利用從反饋信道獲得的反饋參數(shù)調(diào)整傳輸模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LTE下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法，其特征在于:步驟一中，每一級(jí)發(fā)送功率下所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI及最大的基站能效值通過如下步驟獲得: 步驟11、UE將基站的發(fā)送功率從-1dBm到43dBm劃分為22個(gè)不同等級(jí)，其中每個(gè)等相差2dBm，UE根據(jù)信道估計(jì)獲得的鏈路信道參數(shù)，對(duì)每一級(jí)發(fā)送功率，首先根據(jù)基站能效最大的準(zhǔn)則聯(lián)合選擇RI及PMI ； 步驟12、在確定了 RI和PMI之后，可利用RI和傳輸碼字?jǐn)?shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定傳輸碼字?jǐn)?shù)，根據(jù)PMI與RI從LTE預(yù)先定義的碼本集中取出對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，則可得到每個(gè)子載波每個(gè)傳輸層符號(hào)的信干噪比，由于LTE針對(duì)碼字的處理是獨(dú)立的，因此UE針對(duì)每一個(gè)傳輸碼字，利用互信息有效信噪比映射(MIESM)的方法可得到每個(gè)碼字在所有CQI值下，系統(tǒng)的有效信干噪比，根據(jù)這些有效信噪比值查找AWGN信道的BLER-SNR曲線可以預(yù)測(cè)當(dāng)前碼字下，所有CQI值對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)BLER，選擇其中滿足系統(tǒng)BLER要求的CQI，然后根據(jù)基站能效公式，選擇這些CQI值中能效最大的CQI值，最后記錄當(dāng)前發(fā)送功率下，能效最大的PM1、RI以及每個(gè)碼字的CQI，此外，還需記錄所有碼字的最大能效和作為系統(tǒng)在此發(fā)送功率下的最大基站能效。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LTE下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法，其特征在于:步驟二中，UE將遍歷所有的發(fā)送功率，然后對(duì)比所有發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)的最大基站能效值，最后將其中最大的基站能效值所對(duì)應(yīng)的發(fā)送功率以及該發(fā)送功率所對(duì)應(yīng)的能效最大的R1、PMI及CQI發(fā)送到反饋信道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LTE下行的高能效鏈路自適應(yīng)方法，其特征在于:步驟三中，基站從反饋信道中獲得的反饋參數(shù)R1、PM1、CQI和Ρτ，根據(jù)反饋的參數(shù)調(diào)整基站的傳輸模式:1)根據(jù)RI確定傳輸層的個(gè)數(shù)；2)根據(jù)CQI確定每個(gè)碼字的調(diào)制編碼方式(MCS)以及確定每個(gè)碼字的信息比特?cái)?shù)目；3)根據(jù)PMI尋找碼本中所對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣；4)根據(jù)Pt確定基站的發(fā)送功率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)LTE下行鏈路的高能效自適應(yīng)傳輸方法，移動(dòng)終端根據(jù)當(dāng)前的信道質(zhì)量，向基站反饋包括秩指示、預(yù)編碼指示、信道質(zhì)量指示和基站端發(fā)送功率PT的自適應(yīng)參數(shù)，將基站的發(fā)送功率分級(jí)，每一級(jí)相差2dBm，在保證系統(tǒng)誤碼塊率的前提下，按照基站能效最大的準(zhǔn)則進(jìn)行反饋參數(shù)的選擇，并將所述反饋參數(shù)發(fā)送到反饋信道，基站利用從反饋信道獲得的反饋參數(shù)調(diào)整傳輸模式。本發(fā)明能夠應(yīng)用于LTE下行鏈路中，在確保系統(tǒng)BLER的前提下，有效地提高基站的能效。
文檔編號(hào)H04W28/18GK103166746SQ201310097250
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者鄭福春, 李過, 高西奇, 金石, 王曉鈺, 余小龍 申請(qǐng)人:東南大學(xué)