專利名稱：一種路徑損耗估計方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及地理重疊、頻譜共享的雙層網(wǎng)絡(luò)中一種無線信號 傳播路徑損耗估計的方法及實現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
飛速發(fā)展的無線通信面臨兩個難題1)使用的頻段越來越高，信號隨傳播距離的 衰減也越來越大，從而導致室內(nèi)或小區(qū)邊緣的覆蓋不良，信號質(zhì)量不理想；2)各種高數(shù)據(jù) 率應(yīng)用的出現(xiàn)，導致對傳輸速率的要求不斷增加。因此，急需改善覆蓋、提供高數(shù)據(jù)率和高 系統(tǒng)容量的技術(shù)。地理重疊、頻譜共享的雙層網(wǎng)絡(luò)能改善覆蓋和/或提高系統(tǒng)容量，如普通蜂窩小 區(qū)(以下簡稱為Macrocell，即宏蜂窩)加上布放于室內(nèi)或Macrocell邊緣的若干毫微微 小區(qū)(以下簡稱為Femtocell，也稱毫微微蜂窩)、Macrocell加上覆蓋熱點地區(qū)的若干個
(Microcell) WiMAX(fforldwidelnteroperability for Microwave
Access，全球微波互聯(lián)接入，S卩IEEE 802. 16)加Wi_Fi (無線局域網(wǎng)，g卩IEEE 802. 11)、或原 有網(wǎng)絡(luò)加認知網(wǎng)絡(luò)等。這類雙層網(wǎng)絡(luò)在主層優(yōu)先使用信道的約定、相互干擾門限的約束下 進行頻譜共享，有可能獲得高的頻譜利用率，但頻譜共享會導致嚴重的層間干擾。如果次層 網(wǎng)絡(luò)用戶(Secondary User,SU)知道其與各主層網(wǎng)絡(luò)用戶(Primary User,PU)間的無線信 號傳播損耗，SU就可選擇接入較遠PU占用的信道，從而降低層間干擾。因此，SU估計其與 PU間的傳播損耗很有必要?，F(xiàn)有文獻中，兩個地點或兩個通信設(shè)備間無線信號傳播損耗(以下簡稱路徑損 耗)的估計方法可以分為兩大類基于模型的方法和基于測量的方法。在基于模型的估計 方法中，兩點間的距離是個已知量，將該距離代入傳播損耗模型，即可估計出兩點間的路徑 損耗。基于測量的估計方法則分為兩步，估計端(即無線信號的接收端)首先獲取另一端 (即無線信號的發(fā)送端)的發(fā)射功率，再用該發(fā)射功率除以自己測得的接收功率來得到路 徑損耗估值。這里，信號的發(fā)射功率是一個已知的固定值(如導頻信號的發(fā)射功率是固定 的，且為全網(wǎng)設(shè)備所知)，或者搭載在數(shù)據(jù)包中傳到估計端。對于上述雙層網(wǎng)絡(luò)，PU和SU都可能移動。SU與PU間的距離是變化的，且不為SU 所知，故而基于模型的路徑損耗估計方法不適用?；跍y量的估計方法要求估計端明確被 告知另一端信號的發(fā)射功率，但實際網(wǎng)絡(luò)中PU的發(fā)射功率通常與其位置、當前信道狀態(tài)和 應(yīng)滿足的信干噪比(SINR)有關(guān)，而兩層之間沒有信息交換，作為估計端的SU很難知道PU 的發(fā)射功率，所以基于測量的路徑損耗估計方法也不適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種應(yīng)用在雙層無線網(wǎng)絡(luò)中，次層網(wǎng)絡(luò)的SU獨立地估計其與主層網(wǎng) 絡(luò)的PU間路徑損耗的方法和裝置。所述雙層網(wǎng)絡(luò)包括主層網(wǎng)絡(luò)和次層網(wǎng)絡(luò)，這兩層網(wǎng)絡(luò)地 理重疊、頻譜共享。主層網(wǎng)絡(luò)包括用戶PU、控制中心或稱基站(BS)。次層網(wǎng)絡(luò)包括用戶SU，可以有控制中心或稱接入點(AP)，也可以沒有AP。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種路徑損耗估計方法，用于地理位置重疊、頻譜共享的雙層無線通信網(wǎng)絡(luò)中次 層網(wǎng)絡(luò)用戶SU與主層網(wǎng)絡(luò)用戶PU間路徑損耗的估計，包括如下步驟(1) SU從主層網(wǎng)絡(luò)的廣播信息中解調(diào)并記錄當前時刻PU與主層網(wǎng)絡(luò)基站BS在上 /下行鏈路通信所使用的AMC模式；(2) SU用過去T個時刻內(nèi)PU下行鏈路的AMC模式構(gòu)成下行鏈路AMC模式向量，再 得出BS與PU間路徑損耗的估值； (3) SU根據(jù)所述BS與PU間路徑損耗的估值，得出PU在過去T個時刻發(fā)射功率的 均值和均方值；(4) SU解調(diào)主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息，獲知PU所在上行鏈路所使用的信道，然后測量并 記錄當前時刻該信道的接收功率；(5) SU根據(jù)過去T個時刻在該信道上PU發(fā)射功率的均值和均方值、測得的接收功 率值，得出其與PU間路徑損耗的估值。進一步地，所述步驟(1)具體為SU從BS廣播的UL-MAP和DL-MAP信息中，解調(diào) 出PU在當前時刻i在上/下行采用的AMC模式mu, i和md, i，其中下標u和d分別表示上行 和下行。所述步驟(2)具體為SU將過去T個時刻PU下行鏈路采用的AMC模式構(gòu)建為T維 向量md = [mdji_T+1,mdji_T+2, -,mdji]T ；推導該AMC模式向量和BS與PU間路徑損耗Lbp的聯(lián)
合概率密度函數(shù)，并采用最大后驗概率的方法得到該路徑損耗的估值A(chǔ)^，其中下標bp表示
從BS到PU。所述步驟⑶具體為SU根據(jù)已得到的BS與PU間路徑損耗估值‘，得到PU
在當前時刻i的發(fā)射功率Pt,i的概率密度函數(shù)，再得到發(fā)射功率Pt,i的均值和均方值，其中 下標t表示發(fā)射。所述步驟(4)具體為SU從UL-MAP信息中解調(diào)出PU在上行鏈路所占用 的信道標號，測量當前時刻i該信道的接收功率已，”用過去T個時刻的接收功率構(gòu)成T維 向量已=[PnT+1，PnT+2，…，已，工，其中下標r表示接收。所述步驟(5)具體為SU采用 最小均方誤差法，即匪SE法，得到SU與PU間路徑損耗的倒數(shù)x的估值，進而得到路徑損耗
的估值主皿，其中下標ps表示PU到SU。一種路徑損耗估計的裝置，該裝置包括一主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊根據(jù)接收的主層網(wǎng)絡(luò)BS廣播的信息，解調(diào)得到PU 在當前時刻在上行采用的AMC模式和占用信道的編號、下行采用的AMC模式；一 BS與PU間路徑損耗估計模塊連接主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊，用解調(diào)出的過 去T個時刻內(nèi)PU下行AMC模式構(gòu)建下行AMC模式向量，再建立PU下行AMC模式向量和BS 與PU間路徑損耗的聯(lián)合概率密度函數(shù)，最后得到BS與PU間的路徑損耗估值；一 PU發(fā)射功率統(tǒng)計特性計算模塊連接主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊和BS與PU間 路徑損耗估計模塊，用解調(diào)得到的過去T個時刻內(nèi)PU上行AMC模式構(gòu)建上行AMC模式向量， 根據(jù)上行AMC模式向量和BS與PU間的路徑損耗估值來計算PU在過去T個時刻內(nèi)發(fā)射功 率的概率密度函數(shù)，最后算出PU發(fā)射功率的均值和均方值；一接收功率測量模塊連接主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊，根據(jù)解調(diào)得到的PU占用 的上行信道編號，在該信道上測量接收功率；和
一 SU與PU間路徑損耗估計模塊連接PU發(fā)射功率統(tǒng)計特性計算模塊和接收功率 測量模塊，根據(jù)PU占用的上行信道上測得的接收功率、PU在過去T個時刻內(nèi)發(fā)射功率的均 值和均方值，得到SU與PU間的路徑損耗估值。本發(fā)明的有益效果1、應(yīng)用本發(fā)明，SU可估計出BS與PU間的路徑損耗和SU與PU間的路徑損耗；2、SU可用本發(fā)明的方法估計其到主層的任一個PU間的路徑損耗，或估計其到主 層的所有PU間的路徑損耗；3、次層的每一個SU都可用本發(fā)明的方法獨立地進行路徑損耗估計，所以本發(fā)明 方是一種完全分布式的路徑損耗估計方法，具有工程實用性；4、SU用本發(fā)明的方法進行路徑損耗估計時不需要SU和PU間相互通信或為一對 通信發(fā)射端和接收端，不需要層間專門交互任何信息，也不會對主層網(wǎng)絡(luò)中BS與PU間的通 信造成任何影響。因此本發(fā)明的技術(shù)與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)完全兼容，其實施不需要對現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò) 標準做任何修改。


圖1是Macrocell和Femtocell構(gòu)成的雙層網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖2是主層為WiMAX系統(tǒng)時本發(fā)明方法的處理流程圖；圖3是本發(fā)明方法的實現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)圖；圖4是PU到BS間路徑損耗的估計性能曲線圖；圖5是SU、PU和BS的相對位置示意圖；圖6是SU與PU間路徑損耗的估計性能曲線圖。
具體實施例方式用本發(fā)明的方法可以分別估計得到BS到各個PU的路徑損耗，進而分別估計得到 SU到各個PU的路徑損耗。為敘述簡潔和符號簡單起見，以下僅敘述估計BS到任一個PU的 路徑損耗，進而估計SU到該PU的路徑損耗的方法。本發(fā)明方法利用了主層網(wǎng)絡(luò)的廣播信息和相關(guān)規(guī)定，原理如下1)現(xiàn)有的主流通信系統(tǒng)如WiMAX和LTE (Long Term Evaluation,即第三代移動通 信的長期演進)，為了充分利用無線信道的容量和提高通信的可靠性，會根據(jù)當前的信道條 件為BS發(fā)射信號(下行鏈路)和PU發(fā)射信號(上行鏈路)指定合適的自適應(yīng)調(diào)制編碼 (AMC)模式，并會將該AMC模式在特定的控制信道上進行全網(wǎng)廣播。PU可從該控制信道中 解調(diào)出其對應(yīng)的接收和發(fā)射信號采用的AMC模式，進而在數(shù)據(jù)信道上解調(diào)出接收到的數(shù)據(jù) 和調(diào)制等待發(fā)射的數(shù)據(jù)。這些全網(wǎng)廣播的AMC模式?jīng)]有加密，因而SU可接收、解調(diào)并記錄 當前時刻BS為PU指定的上/下行AMC模式。2)在現(xiàn)有主流的蜂窩網(wǎng)絡(luò)如WiMAX、LTE等中，為降低系統(tǒng)的復雜度，下行BS都采 用恒定的發(fā)射功率。PU離BS越近，則其接收信號質(zhì)量越好；PU離BS越遠，則其接收信號質(zhì) 量越差。為提高系統(tǒng)容量，BS會根據(jù)當前信道狀態(tài)的優(yōu)劣和PU的遠近指定合適的AMC模 式。距BS較近的PU被指定使用較高階的AMC模式的概率較大，距BS較遠的PU被指定使 用較低階的AMC模式的概率較大，也即BS為PU指定的下行AMC模式與BS到PU間的路徑
6損耗存在確定的對應(yīng)關(guān)系。因此，根據(jù)過去T個時刻中BS為PU指定的下行鏈路AMC模式 的統(tǒng)計分布特征，SU可以得出BS與PU間的路徑損耗估值。例如，可以推導出下行AMC模 式和路徑損耗間的聯(lián)合概率密度函數(shù)，然后采用最大似然(Maximum Likelihood, ML)或最 大后驗概率(Maximum a Posteriori, MAP)方法來估計該路徑損耗值。3)為降低功耗，PU會根據(jù)BS為其指定的上行AMC模式、當前信道狀態(tài)和與BS間 的路徑損耗來調(diào)制其發(fā)射功率，以使BS接收信號的信干噪比(SINR)剛好達到要求。因而， PU的發(fā)射功率是時刻變化的，SU很難準確地獲得PU在各時刻的發(fā)射功率值。若給定BS與 PU間路徑損耗和PU上行AMC模式，PU發(fā)射功率的統(tǒng)計特性取決于無線信道的統(tǒng)計特性。 因此，SU在估計出BS與PU間的路徑損耗和從主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息中解調(diào)得到PU的上行AMC 模式后，可以得到PU發(fā)射功率在過去T個時刻中的統(tǒng)計特性，如均值和均方值。4)在WiMAX和LTE等無線通信系統(tǒng)中，基站BS會根據(jù)一定的調(diào)度規(guī)則，為各PU分 配合適的信道，并將該信道分配信息向全網(wǎng)廣播。SU可解調(diào)該廣播信息，確定當前時刻PU 上行鏈路所使用的信道，測量和記錄該信道上的接收功率。這里的信道是在頻率上劃分的 一個頻道，也可以是在時間上劃分的時隙，也可以是頻率和時間同時劃分的無線資源塊。5)在得到過去T個時刻PU發(fā)射功率的統(tǒng)計特性、測量到過去T個時刻的接收功率 后，SU就可應(yīng)用發(fā)射功率、接收功率和路徑損耗三者間的關(guān)系，估計出其與PU間的路徑損 耗。例如，可以用PU發(fā)射功率的平均值除以接收功率的平均值，得到SU與PU間的路徑損
^^ O本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)，包括如下步驟(1) SU從主層網(wǎng)絡(luò)的廣播信息中解調(diào)并記錄當前時刻PU與主層網(wǎng)絡(luò)基站BS在上 /下行鏈路通信所使用的AMC模式； (2) SU用過去T個時刻內(nèi)PU下行鏈路的AMC模式構(gòu)成下行鏈路AMC模式向量，再 得出BS與PU間路徑損耗的估值；(3)根據(jù)所述BS與PU間路徑損耗的估值，SU得出PU在過去T個時刻發(fā)射功率的 均值和均方值；(4) SU解調(diào)主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息，獲知PU所在上行鏈路所使用的信道，然后測量并 記錄當前時刻該信道的接收功率；(5) SU根據(jù)過去T個時刻在該信道上PU發(fā)射功率的均值和均方值、測得的接收功 率值，得出其與PU間路徑損耗的估值。為了更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面以WiMAX系統(tǒng)為主層網(wǎng)絡(luò)，進行具體的 闡述。圖1是WiMAX系統(tǒng)的一個Macrocell和與其地理重疊、頻譜共享的若干Femtocell 構(gòu)成的雙層網(wǎng)絡(luò)示意圖。本發(fā)明方法的處理流程見圖2，具體步驟包括步驟201 :SU從BS廣播的UL-MAP和DL-MAP信息中，解調(diào)出PU在當前時刻i在上 /下行采用的AMC模式mu,,和md,,，其中下標u和d分別表示上行和下行。所述UL-MAP即 uplink map, DL-MAP即downlink map，分別是WiMAX系統(tǒng)的廣播信息的一部分。步驟202 :SU將PU在過去T個時刻下行鏈路采用的AMC模式構(gòu)建為T維向量md =[md, i_T+1，md, i_T+2，…，md, JT，推導該AMC模式向量和BS與PU間路徑損耗Lbp的聯(lián)合概率
密度函數(shù)<formula>formula see original document page 8</formula>
其中，下標bp表示“BS到PU”，R0為Macrocell的小區(qū)半徑，Rmin為BS與PU間的 最小距離，k為單位距離的路徑損耗，a為衰減因子，&為BS的發(fā)射功率，o 2為背景噪聲 的功率，Rc)、Rmin、！^、a、&和o 2的數(shù)值均由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定。Q(m)為映射函數(shù)，由AMC模式 序號m求所需的最低SINR，例如，第m階AMC模式所需的最小SINR為15dB，那么Q (m)= 15。步驟203 :SU根據(jù)已得到的BS與PU間路徑損耗估值，得到PU在當前時刻i發(fā)
射功率Pt, i (下標t表示發(fā)射)的概率密度函數(shù)、均值和均方值，<formula>formula see original document page 8</formula>忍飯(諷，其中，P-和P_分別為PU的最小和最大發(fā)射功率，S ( )為單位沖激函數(shù)。步驟204 :SU從UL-MAP信息中解調(diào)出PU在上行鏈路所占用的信道，測量當前時刻 i該信道的接收功率i (下標r表示接收)，用過去T個時刻的接收功率構(gòu)成T維向量
一 [Pr，i-T+l，Pr，i-T+2，，^r, 。步驟205 :SU根據(jù)發(fā)射功率、接收功率和路徑損耗這三者間的關(guān)系，估計出其與PU 間的路徑損耗Lps，下標ps表示“PU到SU”。例如，采用最小均方誤差(MMSE)法，SU與PU 間路徑損耗的倒數(shù)x的估值為<formula>formula see original document page 8</formula>步驟205中各參數(shù)及其計算方法描述如下。(6)式中的Ra是x和&的互相關(guān)向量，<formula>formula see original document page 9</formula>,(6)式中的Rjyv是Pr的自相關(guān)矩陣，
<formula>formula see original document page 9</formula> (8) (9)式中的路徑損耗倒數(shù)x的均值〒和均方值；？可以通過如下方法計算得 到，<formula>formula see original document page 9</formula>其中，SU與PU之間的距離D 二」r02 + r,2 - 2r0r, cos 9，為SU與BS間的距離，rQ為
BS與PU間的距離。以上所述本發(fā)明的路徑損耗估計方法是用圖3所示裝置實現(xiàn)的，具體包括1)主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊301 根據(jù)接收的主層網(wǎng)絡(luò)BS廣播的信息，解調(diào)得 到PU在當前時刻在上行采用的AMC模式和占用信道的編號、下行采用的AMC模式；2)BS與PU間路徑損耗估計模塊302 連接主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊301，用解 調(diào)出的過去T個時刻內(nèi)PU下行AMC模式構(gòu)建下行AMC模式向量，再建立PU下行AMC模式 向量和BS與PU間路徑損耗的聯(lián)合概率密度函數(shù)，最后得到BS與PU間的路徑損耗估值。3)PU發(fā)射功率統(tǒng)計特性計算模塊303 連接主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊301和BS 與PU間路徑損耗估計模塊302，用解調(diào)得到的過去T個時刻內(nèi)PU上行AMC模式構(gòu)建上行 AMC模式向量，根據(jù)上行AMC模式向量和BS與PU間的路徑損耗估值來計算PU在過去T個 時刻內(nèi)發(fā)射功率的概率密度函數(shù)，最后算出均值和均方值；4)接收功率測量模塊304 連接主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊301，根據(jù)解調(diào)得到的 PU占用的上行信道編號，在該信道上測量接收功率；5) SU與PU間路徑損耗估計模塊305 連接PU發(fā)射功率統(tǒng)計特性計算模塊303和 接收功率測量模塊304，根據(jù)PU占用的上行信道上測得的接收功率、PU在過去T個時刻內(nèi) 發(fā)射功率的均值和均方值，得到SU與PU間的路徑損耗估值。應(yīng)用本發(fā)明方法或裝置估計BS與PU間路徑損耗的可行性、性能和適用性通過以 下的仿真結(jié)果來體現(xiàn)仿真參數(shù)設(shè)置為Macrocell的半徑為LQ = 500m, BS位于Macrocell的中心，PU 距BS的最小距離為Lmin = 35m。在下行，BS的發(fā)射功率&恒定不變，其值為使Macrocell 小區(qū)邊緣的平均接收信干噪比為12dB的功率值。無線信號傳播損耗模型為L(d)= 15. 3+37. 61og1(1d，其中d表示兩點間的距離，單位為m。根據(jù)當前信道條件，BS為PU指定能 滿足誤碼率要求且數(shù)據(jù)率最高的AMC方式。AMC方式參照WiMAX系統(tǒng)IEEE 802. 16e標準的 規(guī)定。為仿真方便，在上行不考慮自適應(yīng)調(diào)制編碼的影響，每個PU調(diào)制其發(fā)射功率，使得BS接收到的信干噪比剛好為15dB。時間長度T = 200。定義估值與真值間的誤差為兩者間偏 差的絕對值的均值，即誤差=E{|真值-估值|}。BS與PU間路徑損耗估計方法的性能只與這兩點間距離有關(guān)，而與PU和SU的具體 位置無關(guān)。圖4給出了路徑損耗的MAP估值與真值之間的誤差和BS與PU間距離的關(guān)系。 由圖可見，當PU距離BS較遠(如大于150m)時，估計誤差較小，在ldB之內(nèi)，這是因為BS 為其發(fā)射信號指定的AMC模式的分布特性會隨著PU到BS的距離變化而明顯變化，基于AMC 模式的分布特性的BS與PU間路徑 損耗估計的精度較高。由圖可見，當PU距BS較近時，BS 與PU間的路徑損耗估計精度稍差，這是因為無論BS與PU間的距離如何變化，PU的接收信 號質(zhì)量會一直比較好，BS基本上都會為其發(fā)射信號分配最高階的AMC模式。以下通過仿真結(jié)果來證實本發(fā)明提出的SU與PU間路徑損耗估計的可行性、性能 和適用性。SU與PU間路徑損耗估計的性能與SU、PU和BS這三者間的相對位置有關(guān)。令這 三者間的相對位置關(guān)系如圖5所示。圖中，SU(圓圈)位于坐標(_100，0)或(_400，0)的 位置，表示距BS近和遠兩種情況。PU (方塊)位于半徑r(1 = 100m,250m和400m的三個圓 周上。對SU的每個位置，我們考察PU在不同圓周上移動時SU和PU間路徑損耗估計的性 能。圖6給出了 SU位于不同位置時，路徑損耗的估計誤差與PU位置之間的關(guān)系。圖中 橫軸變量是圖5中的夾角0。由圖6可見，無論SU和PU處于什么位置，估計誤差在2. 7dB 以下，說明本發(fā)明提供的方法是一種非常有效的路徑損耗估計方法。還可以觀察到，無論 SU處于何處，PU離BS較遠(rQ = 250m和400m)時的路徑損耗估計誤差總比PU離BS較近 (r0 = 100m)時的小。這是由兩個原因造成的。一是因為當PU距BS較遠時，BS和PU間路 徑損耗估計的誤差較小(見圖4)，后續(xù)的SU與PU間路徑損耗估計精度也就較高。二是PU 距BS較遠時PU的發(fā)射功率較大，則SU接收功率較大，接收信干噪比較高，使得估計誤差較本發(fā)明可應(yīng)用在地理重疊、頻譜共享的雙層網(wǎng)絡(luò)中，包括但不限于Macrocell加 上Femtocell、Macrocell加上Microcell、WiMAX加Wi_Fi、或原有網(wǎng)絡(luò)加認知網(wǎng)絡(luò)等。不 僅可應(yīng)用在現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡(luò)，也適用于未來無線通信網(wǎng)絡(luò)如LTE等。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種路徑損耗估計方法，用于地理位置重疊、頻譜共享的雙層無線通信網(wǎng)絡(luò)中次層網(wǎng)絡(luò)用戶SU與主層網(wǎng)絡(luò)用戶PU間路徑損耗的估計，其特征在于，包括如下步驟(1)SU從主層網(wǎng)絡(luò)的廣播信息中解調(diào)并記錄當前時刻PU與主層網(wǎng)絡(luò)基站BS在上/下行鏈路通信所使用的AMC模式。(2)SU用過去T個時刻內(nèi)PU下行鏈路的AMC模式構(gòu)成下行鏈路AMC模式向量，再得出BS與PU間路徑損耗的估值。(3)SU根據(jù)所述BS與PU間路徑損耗的估值，得出PU在過去T個時刻發(fā)射功率的均值和均方值。(4)SU解調(diào)主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息，獲知PU所在上行鏈路所使用的信道，然后測量并記錄當前時刻該信道的接收功率。(5)SU根據(jù)過去T個時刻在該信道上PU發(fā)射功率的均值和均方值、測得的接收功率值，得出其與PU間路徑損耗的估值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路徑損耗估計方法，其特征在于，所述步驟(1)具體為SU從 BS廣播的UL-MAP和DL-MAP信息中，解調(diào)出PU在當前時刻i在上/下行采用的AMC模式 mu, i和md, i，其中下標u和d分別表示上行和下行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路徑損耗估計方法，其特征在于，所述步驟(2)具體為SU將 過去T個時刻PU下行鏈路采用的AMC模式構(gòu)建為T維向量md = [mdji_T+1, mdji_T+2, -,mdji] T ；推導該AMC模式向量和BS與PU間路徑損耗Lbp的聯(lián)合概率密度函數(shù)，并采用最大后驗概率的方法得到該路徑損耗的估值&p，其中下標bp表示從BS到PU。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路徑損耗估計方法，其特征在于，所述步驟(3)具體為SU根 據(jù)已得到的BS與PU間路徑損耗估值，得到PU在當前時刻i的發(fā)射功率Pt, i的概率密度函數(shù)，再得到發(fā)射功率Pu的均值和均方值，其中下標t表示發(fā)射。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路徑損耗估計方法，其特征在于，所述步驟(4)具體為SU從 UL-MAP信息中解調(diào)出PU在上行鏈路所占用的信道標號，測量當前時刻i該信道的接收功率 Pu，用過去T個時刻的接收功率構(gòu)成T維向量已=[P^-T+1，P^-T+2，…，UT，其中下標r 表示接收。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路徑損耗估計方法，其特征在于，所述步驟(5)具體為SU采 用最小均方誤差法，即匪SE法，得到SU與PU間路徑損耗的倒數(shù)x的估值，進而得到路徑損耗的估值^ ，其中下標ps表示PU到SU。
7.—種路徑損耗估計的裝置，其特征在于，該裝置包括一主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊根據(jù)接收的主層網(wǎng)絡(luò)BS廣播的信息，解調(diào)得到PU在當 前時刻在上行采用的AMC模式和占用信道的編號、下行采用的AMC模式；一 BS與PU間路徑損耗估計模塊連接主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊，用解調(diào)出的過去T 個時刻內(nèi)PU下行AMC模式構(gòu)建下行AMC模式向量，再建立PU下行AMC模式向量和BS與PU 間路徑損耗的聯(lián)合概率密度函數(shù)，最后得到BS與PU間的路徑損耗估值；一 PU發(fā)射功率統(tǒng)計特性計算模塊連接主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊和BS與PU間路徑 損耗估計模塊，用解調(diào)得到的過去T個時刻內(nèi)PU上行AMC模式構(gòu)建上行AMC模式向量，根據(jù)上行AMC模式向量和BS與PU間的路徑損耗估值來計算PU在過去T個時刻內(nèi)發(fā)射功率 的概率密度函數(shù)，最后算出PU發(fā)射功率的均值和均方值；一接收功率測量模塊連接主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息解調(diào)模塊，根據(jù)解調(diào)得到的PU占用的上 行信道編號，在該信道上測量接收功率；和一 SU與PU間路徑損耗估計模塊連接PU發(fā)射功率統(tǒng)計特性計算模塊和接收功率測量 模塊，根據(jù)PU占用的上行信道上測得的接收功率、PU在過去T個時刻內(nèi)發(fā)射功率的均值和 均方值，得到SU與PU間的路徑損耗估值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種路徑損耗估計方法及裝置，該方法包括SU從主層網(wǎng)絡(luò)的廣播信息中解調(diào)出PU上/下行鏈路使用的自適應(yīng)調(diào)制編碼AMC模式；根據(jù)過去T個時刻內(nèi)PU下行鏈路的AMC模式，得到BS與PU間路徑損耗的估值；根據(jù)BS與PU間的路徑損耗估值和PU上行鏈路的AMC模式，得到PU發(fā)射功率的統(tǒng)計特性；根據(jù)解調(diào)出的主層網(wǎng)絡(luò)廣播信息，獲得PU上行占用信道的編號，并測量該信道的接收功率；根據(jù)發(fā)射功率、接收功率和路徑損耗間關(guān)系，得到SU與PU間路徑損耗的估值。本發(fā)明技術(shù)不需層間信息交換，不影響主層網(wǎng)絡(luò)的通信，兼容現(xiàn)有通信系統(tǒng)標準，也適用于未來通信系統(tǒng)。
文檔編號H04W52/24GK101835256SQ20101013724
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者蘇勤亮, 黃愛蘋 申請人:浙江大學