一種td-lte-a中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法
【專利摘要】一種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法，本發(fā)明涉及提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法。本發(fā)明是為了解決目前TD-LTE-A系統(tǒng)中反饋模式固定帶來的周期反饋系統(tǒng)性能不佳、非周期反饋反饋開銷較大以及系統(tǒng)邊緣用戶吞吐量性能較差帶來的問題。步驟一、采用下行數(shù)據(jù)傳輸中的資源分配算法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，統(tǒng)計(jì)并記錄每個(gè)用戶下行吞吐量；步驟二、統(tǒng)計(jì)并記錄觀測(cè)時(shí)間長度內(nèi)每個(gè)用戶各自的下行吞吐量之和；步驟三、比較小區(qū)中各用戶的吞吐量之和與周期反饋Mode2-1切換吞吐量門限Tthreshold的大小。本發(fā)明應(yīng)用于通信領(lǐng)域。
【專利說明】-種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法。

【背景技術(shù)】
[0002] TD-LTE-A系統(tǒng)中，反饋的作用很是關(guān)鍵。基站就是通過用戶終端測(cè)量其所在的當(dāng) 前無線環(huán)境經(jīng)過上行信道上報(bào)來判斷和決定下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。用戶終端反饋性能的準(zhǔn)確性 決定著基站處理問題的及時(shí)性和有效性。為滿足不同傳輸模式、應(yīng)用場(chǎng)景等多方面的需求， TD-LTE-A的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了多種反饋模式，而且在不同的反饋模式下，反饋信息的內(nèi)容、粒度 和頻度等方面也均有不同。反饋模式主要分為兩大類，周期反饋和非周期反饋。周期反饋 既可以在TOSCH(物理上行共享信道）上進(jìn)行傳輸，也可以在PUCCH(物理上行控制信道） 上進(jìn)行傳輸，而非周期反饋只能通過PUSCH進(jìn)行傳輸。相比于周期反饋，非周期反饋的優(yōu)先 級(jí)較高，在相同子幀上，周期反饋和非周期反饋同時(shí)發(fā)生時(shí)，UE(用戶設(shè)備）僅僅在那個(gè)子 幀中傳輸非周期上報(bào)。
[0003] TD-LTE-A規(guī)定了三種類型的CSI (信道狀態(tài)信息）反饋信息：信道質(zhì)量信息CQI、 預(yù)編碼矩陣指示PMI和秩指示RI。CQI，PMI和RI的上報(bào)可以使用周期的也可以使用非周 期的。UE在沒有PUSCH傳輸?shù)淖訋卸ㄆ谑褂肞UCCH傳輸CQI，PMI以及RI上報(bào)。在具有 被調(diào)度的PUSCH的子幀中，UE使用PUSCH定期上報(bào)CQI，PMI以及RI，其中UE要使用與基于 PUCCH上報(bào)的CQI，PMI以及RI相同的格式。
[0004] 在TD-LTE-A中，由于采用了 MM0-0FDM技術(shù)，能夠使系統(tǒng)的傳輸速率大幅提升，小 區(qū)中心用戶的需求基本能夠得到很好地保證。因此，盡可能提高小區(qū)邊緣用戶的吞吐性能， 從而增強(qiáng)小區(qū)覆蓋，是現(xiàn)階段著重研究的問題，中繼、CoMP(多點(diǎn)協(xié)同）等技術(shù)的引入也正 是為了這個(gè)目的。不同的反饋模式適用的場(chǎng)景不同，得到的性能也有所差異。例如：周期反 饋Model-Ι和非周期反饋Mode2-l由于只提供了寬帶CQI，因此適用于小區(qū)負(fù)載不高、用戶 較少的場(chǎng)景；周期反饋Mode2-l由于反饋?zhàn)訋QI的時(shí)效性不強(qiáng)，因此不適用于快變衰落信 道下傳輸；非周期反饋Model-2由于提供了豐富的頻率選擇性預(yù)編碼信息，因此比較適用 與頻率選擇性衰落較強(qiáng)的場(chǎng)景。其中周期反饋各模式的優(yōu)點(diǎn)是配置簡(jiǎn)單，反饋開銷比較小， 缺點(diǎn)是系統(tǒng)性能不顯著；非周期反饋的各模式優(yōu)點(diǎn)是能夠顯著地提升系統(tǒng)邊緣用戶的吞吐 性能，缺點(diǎn)是反饋開銷較大。
[0005] 綜上所述，長期使用一種反饋模式進(jìn)行反饋是不合理的，系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)不同的場(chǎng) 景和需求，自適應(yīng)地切換反饋模式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是為了解決目前TD-LTE-A系統(tǒng)中反饋模式固定帶來的周期反饋系統(tǒng)性能 不佳、非周期反饋反饋開銷較大以及系統(tǒng)邊緣用戶吞吐量性能較差帶來的問題，而提出一 種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法。
[0007] -種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法具體是按照以下步 驟進(jìn)行的：
[0008] 步驟一、首先小區(qū)主反饋模式中配置為周期反饋Mode2-l，然后采用下行數(shù)據(jù)傳輸 中的資源分配算法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，統(tǒng)計(jì)并記錄每個(gè)用戶下行吞吐量；
[0009] 步驟二、在觀測(cè)時(shí)間長度K內(nèi)觀測(cè)小區(qū)中所有用戶，統(tǒng)計(jì)并記錄觀測(cè)時(shí)間長度內(nèi) 每個(gè)用戶各自的下行吞吐量之和；其中，所述觀測(cè)時(shí)間長度K即為下行傳輸時(shí)間間隔的數(shù) 目；
[0010] 步驟三、比較小區(qū)中各用戶的吞吐量之和與周期反饋Mode2-l切換吞吐量門限 TthMslTOld的大小，小于等于則切換為非周期反饋Mode3-l進(jìn)行傳輸統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中所有用戶的吞 吐量，否則繼續(xù)周期反饋Mode2-l傳輸并統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中所有用戶的吞吐量，同時(shí)統(tǒng)計(jì)小區(qū)中 邊緣用戶的吞吐量；即完成了一種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方 法。
[0011] 發(fā)明效果：
[0012] 本發(fā)明運(yùn)用的一定時(shí)間長度內(nèi)系統(tǒng)下行吞吐量統(tǒng)計(jì)與系統(tǒng)設(shè)置吞吐量門限比較 作為小區(qū)邊緣用戶反饋模式切換的切換條件不僅僅考慮了系統(tǒng)中單中反饋模式帶來的反 饋性能不佳或者反饋開銷比特較大問題，還考慮了小區(qū)邊緣用戶長時(shí)間未被服務(wù)所帶來 的系統(tǒng)性能下降的問題，在保證小區(qū)邊緣用戶能夠得到服務(wù)調(diào)度的同時(shí)，提高了反饋模式 應(yīng)用的靈活性。用戶1、2、3、4、6、7、12、17、18、19和20在本次仿真內(nèi)激活了非周期反饋 Mode3-l，反饋模式的切換增加了他們加入服務(wù)調(diào)度的可能性，同時(shí)增加了他們的下行吞吐 量，如圖圖1(a)?圖1(d)所示。用戶1、2、3、4、6、7、12、17、18、19和20的平均吞吐量均有 不同程度的提升，如圖2所示。在配置反饋模式切換和沒有配置反饋模式切換情況下的平 均吞吐量以及反饋開銷的對(duì)比中，激活了非周期反饋的用戶的反饋開銷增加了約2. 5bits/ 子幀，而平均吞吐量增加了 43%，如圖3第一行所示；小區(qū)邊緣用戶的反饋開銷增加了約 3. 6bits/子幀，而平均吞吐量增加了 137%，如圖3中第二行所示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1(a)是【具體實(shí)施方式】一提出的周期反饋開銷中的配置反饋模式切換用戶上行 子巾貞中反饋開銷圖；
[0014] 圖1(b)是【具體實(shí)施方式】一提出的周期反饋開銷中的不配置反饋模式切換用戶上 行子幀中反饋開銷圖；
[0015] 圖1(C)是【具體實(shí)施方式】一提出的非周期反饋開銷中的配置反饋模式切換用戶上 行子幀中反饋開銷圖；
[0016] 圖1(d)是【具體實(shí)施方式】一提出的非周期反饋開銷中的不配置反饋模式切換用戶 上行子幀中反饋開銷圖；
[0017] 圖2是【具體實(shí)施方式】一提出的配置了反饋模式切換和無反饋模式切換下，用戶平 均吞吐量的對(duì)比圖；
[0018] 圖3(a)是【具體實(shí)施方式】一提出的激活了非周期反饋Mode3-l的用戶在配置反饋 模式切換和沒有配置反饋模式切換情況下的平均吞吐量的對(duì)比圖；
[0019] 圖3(b)是【具體實(shí)施方式】一提出的激活了非周期反饋小區(qū)邊緣用戶在配置反饋模 式切換和沒有配置反饋模式切換情況下的平均吞吐量的對(duì)比圖；
[0020] 圖3(c)是【具體實(shí)施方式】一提出的激活了非周期反饋Mode3-l的用戶在配置反饋 模式切換和沒有配置反饋模式切換情況下的反饋開銷的對(duì)比圖；
[0021] 圖3(d)是【具體實(shí)施方式】一提出的激活了非周期反饋小區(qū)邊緣用戶在配置反饋模 式切換和沒有配置反饋模式切換情況下的反饋開銷的對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】

【具體實(shí)施方式】 [0022] 一：本實(shí)施方式的一種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋 模式切換方法具體是按照以下步驟進(jìn)行的：
[0023] 步驟一、首先小區(qū)主反饋模式中配置為周期反饋Mode2-l，然后采用下行數(shù)據(jù)傳輸 中的資源分配算法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，統(tǒng)計(jì)并記錄每個(gè)用戶下行吞吐量；
[0024] 步驟二、在觀測(cè)時(shí)間長度K內(nèi)觀測(cè)小區(qū)中所有用戶，統(tǒng)計(jì)并記錄觀測(cè)時(shí)間長度內(nèi) 每個(gè)用戶各自的下行吞吐量之和；其中，所述觀測(cè)時(shí)間長度K即為下行傳輸時(shí)間間隔的數(shù) 目；
[0025] 步驟三、比較小區(qū)中各用戶的吞吐量之和與周期反饋Mode2_l切換吞吐量門限 TthMslTOld的大小，小于等于則切換為非周期反饋Mode3-l進(jìn)行傳輸統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中所有用戶的吞 吐量，否則繼續(xù)周期反饋Mode2-l傳輸并統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中所有用戶的吞吐量，同時(shí)統(tǒng)計(jì)小區(qū)中 邊緣用戶的吞吐量；即完成了一種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方 法。
[0026] 所述步驟一中主反饋模式中配置為周期反饋Mode2_l具體為：
[0027] 所述步驟一中主反饋模式配置為周期反饋：根據(jù)反饋參數(shù)和反饋粒度的不同，周 期反饋有4種組合，如表1所示；其中，Mode X-1，即帶有PMI反饋的模式，適用于使用基于 碼本的預(yù)編碼的傳輸模式，即TM4/5/6和配置了 PMI反饋的TM8/9,此時(shí)還要為RI配置相應(yīng) 的上行子幀進(jìn)行反饋，并且要以差分方式反饋2個(gè)碼字的CQI ;
[0028] Mode X-0應(yīng)用于其他傳輸模式，除TM3需要反饋RI并根據(jù)RI選擇反饋單碼字還 是雙碼字的CQI外，其余傳輸模式均以RI = 1進(jìn)行反饋參數(shù)計(jì)算及反饋；
[0029] 表1周期反饋模式
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法，其特征在于：一種 TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法具體是按照以下步驟進(jìn)行的： 步驟一、首先小區(qū)主反饋模式中配置為周期反饋Mode2-l，然后采用下行數(shù)據(jù)傳輸中的 資源分配算法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，統(tǒng)計(jì)并記錄每個(gè)用戶下行吞吐量； 步驟二、在觀測(cè)時(shí)間長度K內(nèi)觀測(cè)小區(qū)中所有用戶，統(tǒng)計(jì)并記錄觀測(cè)時(shí)間長度內(nèi)每個(gè) 用戶各自的下行吞吐量之和；其中，所述觀測(cè)時(shí)間長度K即為下行傳輸時(shí)間間隔的數(shù)目； 步驟三、比較小區(qū)中各用戶的吞吐量之和與周期反饋Mode2-l切換吞吐量門限Tthresh()ld 的大小，小于等于則切換為非周期反饋Mode3-l進(jìn)行傳輸統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中所有用戶的吞吐量， 否則繼續(xù)周期反饋Mode2-l傳輸并統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)中所有用戶的吞吐量，同時(shí)統(tǒng)計(jì)小區(qū)中邊緣用 戶的吞吐量；即完成了一種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法， 其特征在于：所述步驟一中采用下行數(shù)據(jù)傳輸中的資源分配算法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，統(tǒng)計(jì)并記 錄每個(gè)用戶下行吞吐量具體如下所示： 資源分配算法即下行比例公平PF算法調(diào)度的用戶為ik(t) = argmaxO^kaVR^t))， ri，k(t)表示t時(shí)亥lj用戶i在子載波k上的實(shí)時(shí)傳輸速率，氏(t)表示截止到時(shí)亥lj t為止在 時(shí)間窗內(nèi)用戶i的平均傳輸速率； TD-LTE-A系統(tǒng)中的資源塊分配給用戶時(shí)，PF算法是根據(jù)用戶在每個(gè)資源塊上優(yōu)先級(jí) 的高低來選取最佳傳輸資源塊的位置和數(shù)目的，PF算法中優(yōu)先級(jí)的計(jì)算如下式所示：
其中，W為第q個(gè)RB的帶寬，(?)為用戶i在第q個(gè)RB上的信噪比，S/·,; (?)如下 式所示：
其中，N,是第q個(gè)RB所包含的子載波數(shù)，是窗吞吐量，如下式所示：
其中，RYn-l)為用戶i在時(shí)刻η-I的吞吐量，T為時(shí)間窗口大小，η為當(dāng)前傳輸?shù)膫鬏?時(shí)間間隔ΤΤΙ時(shí)刻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法， 其特征在于：步驟二中所述的具體操作為： 根據(jù)TD-LTE-A系統(tǒng)設(shè)置觀測(cè)時(shí)間長度K，在時(shí)間長度K內(nèi)根據(jù)步驟一中的下行比例 公平PF算法來進(jìn)行資源分配，統(tǒng)計(jì)下行用戶的吞吐量，K選取為10個(gè)傳輸時(shí)間間隔，即為 10ms〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種TD-LTE-A中提升邊緣用戶吞吐性能的反饋模式切換方法， 其特征在于：步驟三中的所述的反饋模式切換條件為： ^threshold 其中，τκ是觀測(cè)時(shí)間長度為K的時(shí)間窗內(nèi)吞吐量，TthMslTOld是系統(tǒng)設(shè)置的吞吐量門限，當(dāng) 用戶在K個(gè)傳輸時(shí)間間隔所傳輸?shù)耐掏铝啃∮诘扔谶@一門限值時(shí)，激活反饋模式的切換， 主反饋模式周期反饋切換為反饋模式非周期反饋，否則繼續(xù)主反饋模式周期反饋，吞吐量 門限T thresh()ld可由運(yùn)營商或設(shè)備商根據(jù)自己的需求設(shè)定。
【文檔編號(hào)】H04L1/16GK104092521SQ201410369652
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】吳宣利, 付楠楠, 孫陸寬, 趙婉君, 韓杏玲, 馬哲明 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)