专利名称：通用分组无线业务编码方式改变业务模型适应的方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统，尤其涉及通用分组无线业务(GPRS)系统中对无线信道干扰估计和编码方式的选择。
编码方式从CS-1、CS-2、CS-3到CS-4，传送速率依次提高，但对无线的抗干扰能力依次下降。无线干扰一般用载干比表示，编码方式的性能可以无线块的重传率表示，在GSM05.50协议(“Digital cellular telecommunications system(Phase 2+)，Background for Radio Frequency(RF)requirements”)的附图中公开了在TU50理想跳频模型下，块重传率为10％时，不同信道编码方式在不同载干比下的数据传输速率曲线。
从提高无线资源的利用率出发，GPRS系统需要根据无线传输的干扰情况，选择最佳的编码方式。在GSM0550协议附图中公开了最高吞吐量曲线，表示了在不同载干比下的最佳编码方式选择。
无线空中接口采用的编码方式，是由GPRS系统决定的。在每次需要在GPRS系统和手机之间，进行上行或者下行数据传输时，都需要在GPRS系统和手机之间建立一个连接，我们称之为临时块流(TBF)。GPRS网络在建立TBF的时侯，指定手机采用的编码方式初值；GPRS网络也可以在TBF的生命周期中改变采用的编码方式，在下行方向上，由GPRS系统主动改变下行数据块的编码方式，在上行方向上，由GPRS系统通过控制消息通知手机改变上行数据块的编码方式。
GPRS系统主要依据无线干扰的情况来确定应该采用的编码方式。由于GPRS系统本身无法直接测量表征无线干扰的载干比值，所以一般通过TBF传输过程中的块重传率、上行方向接收到手机信号的功率测量和上行方向接收到手机信号的误码率等参数来间接估计。在下文中，我们将每一次这样的估计操作称为一个“干扰估计点”。目前一种可能的做法是1)在建立TBF时，采用一固定的编码方式，一般为CS-1或者CS-2，该编码方式由数据配置决定；
2)在数据传输过程，利用“干扰估计点”的测量结果，调用“编码方式估计算法”。在编码方式估计算法中如果判断无线干扰大于某一上限值，编码方式向速率低的方向调整一级；如果判断无线干扰小于某一下限值，编码方式向速率高的方向调整一级。门限值由数据配置决定，且可以针对不同的编码方式而不同。然后根据编码方式估计的结果，转换编码方式。
上述算法，存在以下问题一、在建立TBF时，采用一固定的编码方式存在较大的盲目性。手机和GPRS系统之间的无线干扰，很大程度上决定于手机的相对位置。例如，手机始终在某个网络覆盖比较差的地方，无线干扰就会始终很大，反之亦然。如果GPRS系统和某手机之间的无线干扰，和GPRS系统采用的编码方式初值不一致，就会产生最初传输带宽偏低、编码方式频繁转换的现象，导致无线服务质量下降。而手机的相对位置具有随机性，对GPRS系统来说无法事先预测，因此总有一定比例的手机会出现上述问题。
二、对无线干扰的估计精度较差，容易误判。从GPRS业务的特点看，频繁但数据量较小的业务是主流。就此类业务而言，每个TBF的生命周期都比较短，这给无线干扰估计带来困难。如果用TBF传输过程中的块重传率做为无线干扰估计的输入，假设一个TBF过程中的数据块数量为N，块重传率计算的精度不会超过1/N，在每TBF数据量较小的情况，精度很差的；如果以上行方向接收到手机信号的功率测量和上行方向接收到手机信号的误码率做为无线干扰估计的输入，由于这两个参数本身波动的范围是很大的，需要对其进行平均，而GPRS系统每收到一个数据块只能产生一个当前测量值，因此在每TBF数据量较小的情况下，难以得到比较准确的结果。
三、由于上述两点问题，GPRS系统在判断应该采用什么编码方式时，错误机率较大。结果是导致网络发起编码方式改变频度较高；无线传输性能下降；无线资源浪费；用户服务质量下降。
本发明的一种GPRS编码方式改变业务模型适应的方法，包括以下步骤，在每次需要在GPRS系统和手机之间，进行上行或者下行数据传输时，都需要在GPRS系统和手机之间建立一个连接，该连接称之为临时块流(TBF)，GPRS网络在建立TBF的时侯，指定手机采用的编码方式初值，GPRS网终也可以在TBF的生命周期中改变采用的编码方式，在下行方向上，由GPRS系统主动改变下行数据块的编码方式，在上行方向上，由GPRS系统通过控制消息通知手机改变上行数据块的编码方式，其特征在于为当前正在进行数据通信业务的手机建立一个数据库，用于记录最近若干个TBF的每个“干扰估计点”的测量结果；在GPRS系统和手机之间建立新TBF时，根据“干扰估计点”数据库中的记录，调用“编码方式估计算法”，并且根据结果确定应采用的编码方式；在每个TBF的数据传输过程中，定义若干个“干扰估计点”，在每个“干扰估计点”将测量结果记入数“干扰估计点”数据库；在每个TBF的数据传输过程中，每隔若干个“干扰估计点”调用一次“编码方式估计算法”，根据结果，确定是否进行编码方式转换在“编码方式估计算法”中，对于发生在较早时间的“干扰估计点”的测量结果，按一权重记入估计算法的输入，其权重按某一时间曲线递减，最简单的一种可参考的递减法，是线性减少、到0为止。
所述的“干扰估计点”的处理算法进一步包括如下步骤计算当前的块重传率；将块重传率、当前采用的编码方式和当前时刻的绝对时间存入“干扰估计点”数据库中；调用“编码方式估计算法”；如果“编码方式估计算法”返回的编码方式和当前不一样，启动编码方式转换；否则返回。
本发明利用无线干扰测量的历史值，确定编码方式的初值，提高对当前无线干扰的估计能力，其权重按一时间曲线递减。
从GPRS业务的规律看，以频繁但数据量不大的业务为主，而且业务发生期间手机和GPRS系统相对位置改变不大，在这种的情况下，本发明具有以下效果一、在建立TBF时，GPRS系统选择的编码方式和无线干扰情况一致的可能性增加。因为，一般而言，手机在二次时间相距不远数据传输之间，无线干扰改变的幅度都是比较小的。
二、增加了对无线干扰估计的精度。由于有更多的“干扰估计点”的结果做为估计算法的输入，所以估计精度也会增加。以每个TBF平均只有10个块情况举例如下。如果采用块重传率做为估计的依据，原测量精度只有1/10＝10％，而现在如果考虑最近N个TBF的块重传率，测量精度就会是1/(N*10)，提高了N倍；如果采用上行方向收到的手机信号的功率和上行方向收到的手机信号的误码率做为估计的依据，原来最多只有10个测量值参加平均，而现在如果考虑最近N个TBF，参加平均的测量值为N*10个。
三、减少了编码方式转换的频度。由于初值预测能力的提高，和传输过程中估计精度的提高，编码方式转变的机会显然减少。GPRS系统在TBF开始就能选择合适的编码方式，在传输过程中也能够就是否要转换编码方式，做出比较正确的判断。
四、由于采用权重按某一时间曲线递减的方法，在手机相对位置发生变化，无线干扰改变时，GPRS系统也能适应这种情况。
图1是本发明的方法的现有技术的数据传输速率曲线图；图2是本发明的方法的现有技术的最佳编码方式选择图；图3是本发明的方法步骤的示意图；图4是本发明的方法的返回编码方式条件的列表示意图。
图2是本发明的方法的现有技术的最佳编码方式选择图。图中英文说明Highestthroughput＝最高吞吐量；BLER＝块错误率；C/I载干比(载波强度和干扰强度的比值)。该图表示了在不同载干比下的最佳编码方式选择。从理论上说，合理的编码方式改变算法，其结果应该落在图中所示的曲线上。本方明就是提出一种合理的方法，能够较大程度保证编码方式改变的结果，是符合上述曲线的。
图3是本发明的方法步骤的示意图。如图3所示，在一个TBF过程中，每次GPRS系统从手机收到数据块的时刻定义为一个“干扰估计点”。在“干扰估计点”计算块重传率，做为干扰估计的依据。在本实施例中，在每个“干扰估计点”都偿试进行编码方式转换，在实际情况下也可以考虑若干个“干扰估计点”才进行一次判断。每个“干扰估计点”的处理算法步骤如下1)计算当前的块重传率。
2)将块重传率、当前采用的编码方式和当前时刻的绝对时间存入“干扰估计点”数据库中。
3)调用“编码方式估计算法”。
4)如果“编码方式估计算法”返回的编码方式和当前不一样，启动编码方式转换；否则返回。
如图3所示，在TBF的启动时刻，即图3中标记为“判断编码方式初值”的时刻，调用“编码方式估计算法”，确定当前TBF应采用的编码方式。算法步骤如下1)调用“编码方式估计算法”。
2)启动TBF建立，根据返回值指定手机应采用的编码方式和GPRS系统应采用的编码方式。
二、“编码方式估计算法”1)计算当前干扰估计I设定“干扰估计点”历史测量值M的生命周期是T，其对当前判决的贡献按时间一次方衰减，且去除编码方式和当前编码方式不一致的测量值。当“编码方式估计算法”用于判断TBF编码方式初值时，需要先假定当前的编码方式，此编码方式可以通过数据配置确定。
权重C计算公式应该为C＝(1-t/T)，当t＜生命周期T，且编码方式和当前编码方式一致0，当t＞＝生命周期T，或者编码方式和当前编码方式不一致其中t为“干扰估计点”距离到当前时刻的时间。
在“干扰估计点”数据库中，只保留近期的N个块重传率测量值M当前干扰估计值I＝SUM(Mi*Ci，...)/SUM(Ci，...)其中M为测量值的标记，下C为权重的标记，其下标i表示第i次“干扰估计点”的计算，SUM()表示对括号中的数值进行求和。
2)返回编码方式通过数据配置设定以下参数T12编码方式从CS-1到CS-2转换门限T23编码方式从CS-2到CS-3转换门限T34编码方式从CS-3到CS-4转换门限T43编码方式从CS-4到CS-3转换门限T32编码方式从CS-3到CS-2转换门限T21编码方式从CS-2到CS-1转换门限然后根据当前的编码方式，将当前干扰估计值I和相应门限做比较，即可确定返回的编码方式。图4是本发明的方法的返回编码方式条件的列表示意图。在求出具体的编码方式后，GPRS系统实施该编码方式有两种可能性。在下行方向，由于采用何种编码方式是GPRS系统控制的，只需要直接实施。在上行方向，采用何种编码方式是手机操作的，GPRS系统可以通过控制命令通知手机。
三、“干扰估计点”数据库管理由于手机是移动，而GPRS系统本身的内存是有限的，所以在管理“干扰估计点”数据库时要考虑以下两点一、在手机初次有业务发生，为其分配内存，建立“干扰估计点”数据库；二、检测到较长一段时间内，没有该手机的业务发生过时，清除“干扰估计点”数据库，并且释放内存。
权利要求
1.一种通用分组无线业务编码方式改变业务模型适应的方法，包括以下步骤，在每次需要在GPRS系统和手机之间，进行上行或者下行数据传输时，都需要在GPRS系统和手机之间建立一个连接，该连接称之为临时块流(TBF)，GPRS网络在建立TBF的时侯，指定手机采用的编码方式初值，GPRS网络也可以在TBF的生命周期中改变采用的编码方式，在下行方向上，由GPRS系统主动改变下行数据块的编码方式，在上行方向上，由GPRS系统通过控制消息通知手机改变上行数据块的编码方式，其特征在于为当前正在进行数据通信业务的手机建立一个数据库，用于记录最近若干个TBF的每个“干扰估计点”的测量结果；在GPRS系统和手机之间建立新个BF时，根据“干扰估计点”数据库中的记录，调用“编码方式估计算法”，并且根据结果确定应采用的编码方式；在每个TBF的数据传输过程中，定义若干个“干扰估计点”，在每个“干扰估计点”将测量结果记入数“干扰估计点”数据库；在每个TBF的数据传输过程中，每隔若干个“干扰估计点”调用一次“编码方式估计算法”，根据结果，确定是否进行编码方式转换；
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的“编码方式估计算法”中，对于发生在较早时间的“干扰估计点”的测量结果，按一权重记入估计算法的输入，其权重按某一时间曲线递减，最简单的一种可参考的递减法，是线性减少、到0为止。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的“干扰估计点”的处理算法进一步包括如下步骤计算当前的块重传率；将块重传率、当前采用的编码方式和当前时刻的绝对时间存入“干扰估计点”数据库中；调用“编码方式估计算法”；如果“编码方式估计算法”返回的编码方式和当前不一样，启动编码方式转换；否则返回。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的“编码方式估计算法”包括步骤1)计算当前干扰估计I，设定“干扰估计点”历史测量值M的生命周期是T，其对当前判决的贡献按时间一次方衰减，且去除编码方式和当前编码方式不一致的测量值，当“编码方式估计算法”用于判断TBF编码方式初值时，需要先假定当前的编码方式，此编码方式可以通过数据配置确定，权重C计算公式应该为C＝(1-t/T)，当t＜生命周期T，且编码方式和当前编码方式一致0，当t＞＝生命周期T，或者编码方式和当前编码方式不一致其中t为“干扰估计点”距离到当前时刻的时间，在“干扰估计点”数据库中，只保留近期的N个块重传率测量值M当前干扰估计值I＝SUM(Mi*Ci，...)/SUM(Ci，...)2)返回编码方式通过数据配置设定参数，然后根据当前的编码方式，将当前干扰估计值I和相应门限做比较，即可确定返回的编码方式。
全文摘要
本发明公开了一种通用分组无线业务编码方式改变业务模型适应的方法，包括为当前正在进行数据通信业务的手机建立一个数据库，用于记录最近若干个TBF的每个“干扰估计点”的测量结果，在GPRS系统和手机之间建立新TBF时，和在每个TBF的数据传输过程中，根据“干扰估计点”数据库中的记录，每隔若干个“干扰估计点”调用一次“编码方式估计算法”，确定是否进行编码方式转换；该方法增加了对无线干扰估计的精度，减少了编码方式转换的频度，能够提高手机相对位置发生变化的适应能力。
文档编号H04L1/00GK1396747SQ01122738
公开日2003年2月12日 申请日期2001年7月14日 优先权日2001年7月14日
发明者许亮 申请人:华为技术有限公司