一种信道传输质量监测方法
【专利摘要】本申请公开了一种信道传输质量监测方法，包括：A、接收当前帧，检测当前帧传输的正确性，对于反馈为NACK的数目进行计数；B、在长度为W的窗口运行过程中判断反馈为NACK的计数值是否大于预先设置的最高NACK门限，若是，结束当前窗口并执行步骤C；否则执行步骤D；C、判断是否满足预先设置的传输质量差事件上报条件，若是，上报传输质量差事件，并结束本流程，否则执行步骤E；D、判断长度为W的窗口内反馈为NACK的计数值是否小于最低NACK门限且满足预先设置的传输质量优事件上报条件，若是，当长度为W窗口运行完成时上报传输质量优事件，否则执行步骤E；E、窗口向前移动deltaW长度，并更新相关窗口维护参数和统计参数，返回步骤A；deltaW小于W值。
【专利说明】一种信道传输质量监测方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及无线通信【技术领域】，尤其涉及一种信道传输质量监测方法。
【背景技术】
[0002]在移动通信系统中，要求在各种应用环境下都能正确的传输。除了提高传输可靠性以外，且高速率数据业务的需求也在不断增长，基站和终端之间为了更快更准确地传输上下行数据，就需要自适应地选择调制编码方式(MCS)。
[0003]MCS选择的正确与否，很大程度上取决于MCS选择门限是否和实际信道环境匹配，如果不匹配则需要实时进行校正，这就需要根据数据传输的状态质量信息进行评估和判断。另外，为了进一步保证传输的可靠性，往往也需要随时对数据传输的质量进行监测。
[0004]现有技术中，往往通过对一段时间窗口内的传输正确性或者误块率(bier)进行评估和监测，来判断和评定该段时间内的传输质量，并以此为依据对现有的MCS选择进行外环调整，这称为传输质量监测机制。
[0005]时间窗口内的bier监测方法原理虽然简单，但是需要在监测的准确性和实时性上做出平衡。这是因为:信道传输质量的判断并不是以单次传输的正确错误为准，而是需要考察足够长时间段内的传输情况，这就需要连续统计一段时间窗口内的传输正确错误情况，典型的是设置连续多个时间上首尾连接的统计窗口，窗口和窗口之间不交叠，每个窗口结束后可统计得出一个bier值，我们称之为分段窗口。而由于信道环境的影响，数据传输的错误往往是突发性的，即错误事件在时间上的分布并不一定是均匀的，预先定义好的各个分段时间窗口内的bier较小并不意味着随意划分的任何一段时间窗口内的bier也较小，所以要能迅速捕捉到某段时间内统计的bier过大的事件。为了不出现统计遗漏的情况，则需要统计的时间窗口是以很小的粒度进行滑动，典型的是窗口以数据块传输的最小时间粒度进行顺序滑动，最旧的一次传输结果剔除出去，最新的一次传输结果统计进来，我们称之为滑动窗口。
[0006]现有技术中，分段窗口的好处是实现简单，处理方便且内存消耗小，每个窗口只需要一个计数器即可统计bler，但是由于是分段的窗口，相互之间没有时间上的交叠，前一次窗口结束后统计结果即清空，无法对下一次统计给出参考，这就导致在突发信道环境中往往遗漏掉很多bier过大的事件。而滑动窗口的好处恰恰是在突发信道环境中也能迅速捕捉到Bler过大事件，虽然理论和仿真的效果好，但代价是实现复杂度高，内存消耗大，比如窗口为100的话，则一个用户需要100单元的内存量，1000个用户单独统计和同时监测则需要1000*100的内存量，为了这个会付出很大的硬件成本。
[0007]专利CN200580034257.8提供了一种高分辨定时器有效滑动窗口，用于在滑动窗口限定时间内是否发生了 N个以上事件的检测，但是滑动窗口之间实际上为分段连接方式，且根据要检测的事件需求，窗口大小不一定固定，且只能提供高于某一阈值和低于某一阈值的事件报告。
【发明内容】
[0008]本申请提供了一种信道传输质量监测方法，在达到同样的N事件检测响应速度同时，提供更低的漏检率，并且内存消耗较小。
[0009]本申请实施例提供的一种信道传输质量监测方法，包括:
[0010]A、接收当前帧，检测当前帧传输的正确性，对于反馈为NACK的数目进行计数；
[0011]B、在长度为W的窗口运行过程中判断反馈为NACK的计数值是否大于预先设置的最高NACK门限，若是，结束当前窗口并执行步骤C ;否则执行步骤D ;
[0012]C、判断是否满足预先设置的传输质量差事件上报条件，若是，上报传输质量差事件，并结束本流程，否则执行步骤E ；
[0013]D、判断长度为W的窗口内反馈为NACK的计数值是否小于最低NACK门限且满足预先设置的传输质量优事件上报条件，若是，当长度为W窗口运行完成时上报传输质量优事件并结束本流程，否则执行步骤E ；
[0014]E、窗口向前移动deltaW长度，并更新相关窗口维护参数和统计参数，返回步骤A ;deltaW小于W值。
[0015]较佳地，所述传输质量差事件上报条件为:连续M个分段滑动窗口内的反馈为NACK的计数值均大于预先设置的最高NACK门限。
[0016]较佳地，所述传输质量优上报条件为:连续M个分段滑动窗口内的反馈为NACK的计数值均小于预先设置的最低NACK门限。
[0017]较佳地，所述窗口长度W根据需要监测的误块率最小粒度设定。
[0018]从以上技术方案可以看出，通过并行且时间交叠的检测窗口，在bier监测的准确度和实时性上取得较好的平衡，在取得较好效果的同时也极大地减少了内存消耗量。本申请技术方案可以达到如下技术效果:
[0019]可根据不同应用场景和需求在检测实时性、准确度、内存消耗量和实现复杂度之间作出灵活的选择；
[0020]以最小的内存消耗量来尽可能提高检测准确度和实时性；
[0021]固定窗口大小+连续M次窗口检测，即保证了检测精度，又达到了窗口动态调整的效果，提高了检测稳定度，并且简化了实现；
[0022]窗口跳变机制提高了高误块率事件的检测响应速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1a为本申请实施例提供的第一种窗口的分段滑动实现方案示意图；
[0024]图1b为本申请实施例提供的第二种窗口的分段滑动实现方案示意图；
[0025]图2为传输质量优事件上报机制和传输质量差事件上报机制示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的第一种分段滑动窗口进行传输质量监测的方法流程示意图；
[0027]图4为本申请实施例提供的第二种分段滑动窗口进行传输质量监测的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0028]本申请提供多个并行且时间交叠的检测窗口，在达到同样的N事件检测响应速度同时，提供更低的漏检率，相当于提高了事件检测的准确度。而多次检测决定是否上报，提供了更高的检测稳定性和检测标准的灵活性。Bler统计窗口分段滑动的目的是在保证bIer监测准确度和实时性的同时尽量减少内存消耗，提高可实现度，并在监测准确度和实时性两者之间做出平衡。另外，本申请可提供窗口内所有事件的情况，而不仅仅只是高于某一阈值或低于某一阈值的状况，提供更丰富的检测信息。
[0029]为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
[0030]本申请实施例提供的信道传输质量监测方法采用分段滑动窗口，窗口大小采用固定窗口大小，记作W,而不是可变窗口大小。窗口大小的设置方式为:根据需要监测的bier最小粒度乘以一定的倍数，来设定一个固定的分段滑动窗大小W。比如要求监测最小1%粒度的BI er，则窗长W= 100帧，监测最小千分之一粒度的b I er，则窗长W为1000帧。因为BI er本身为概率统计结果，统计时间(统计窗口)足够长有利于结果的准确性，但也带来了时间消耗和内存消耗过大的问题。为了解决这个问题，本申请技术方案中，根据bier监测最小粒度来设置窗口大小固定有利于减少实现复杂度和内存消耗，也完全可以达到需要监控的bier最小粒度要求。
[0031]分段滑动窗口向后推移的尺度既不是一个最小的传输时间单位，也不是整个窗口长度，而是某个设定长度的传输时间单位。分段滑动窗的滑动长度delta W，deItaff小于W值。这样在同一时间相当于有多个并行的统计时间窗，每个窗口统计满的时候都输出一个统计结果，即输出结果的统计时间仍保持整个窗口长度，但统计结果输出的频率最小为窗口推进的频率，本申请实施例提供了窗口的分段滑动的两种可实现方法，分别如图1a和图1b所示(以窗口长度W=100，分段滑动窗的滑动长度delta ff=25为例)。
[0032]将传输事件分为多个传输质量等级，例如可以分为传输质量优，传输质量适中和传输质量差三种。设定一到多个bier事件报告门限值M，在多个窗口内统计的Bler值连续M次触发相应的门限值才上报相应的事件，这样即可以获得较稳定的传输质量评判结果，也使得采用固定统计窗口也可以达到调整窗口大小的效果。而连续的定义可以是以一定预设的间隔和频率出现，比如M次NACK小于最低NACK门限，每相邻两次之间可以出现最多不超过N次NACK大于最低NACK门限的情况。这样可以根据错误出现的规律，以及业务传输的质量要求，灵活地制定事件上报的触发门限。图2示出了传输质量优事件上报机制和传输质量差事件上报机制。当连续M个窗口统计NACK值小于最低NACK门限，则上报传输质量优事件；当连续M个窗口统计过程中NACK值大于最高NACK门限，上报传输质量差事件。对于NACK小于最低NACK门限，以及NACK大于最低NACK门限且小于最高NACK门限的判定，必须等到每个分段滑动窗口满才能进行判定，在以上两种事件判定过程中，窗口正常分段滑动；而NACK大于最高NACK门限在窗口内统计的过程中，只要出现该情况则立刻判定该事件，该情况下，前一个窗口立刻跳变到下一个窗口，重新进行NACK数的统计。
[0033]图3为本申请实施例提供的第一种分段滑动窗口进行传输质量监测的方法流程，其中，SN为传输计数器，初始值为O ;Count为NACK统计计数器，初始值为O ;Ni为传输中间结果变量，i=l, 2，....ff/delta W。该流程包括如下步骤:
[0034]步骤301:开始本流程。
[0035]步骤302:NACK计数器Count启动。
[0036]步骤303:接收到当前帧，传输计数器SN的计数值加1，检测当前帧传输正确性。
[0037]步骤304:判断传输计数器SN的计数值是否大于零，若是，执行步骤305，否则返回步骤303。
[0038]步骤305:判断是否收到NACK反馈，若是，执行步骤306，否则执行步骤307。
[0039]步骤306:将NACK计数器Count的计数值加I。
[0040]步骤307:判断NACK计数器Count的计数值是否大于预先设置的最高NACK门限，若是，执行步骤308，否则执行步骤317。
[0041]步骤308:判断是否满足传输质量差事件的上报条件，若是执行步骤325，否则执行步骤309。
[0042]步骤309:判断传输计数器SN的计数值是否大于delta W，若是执行步骤310，否则执行步骤316。
[0043]步骤310:判断SN是否为deltaW的非零整数倍，若是执行步骤311，否则执行步骤312。
[0044]步骤311:令.i= (i++) mod (ff/delta W),记录变量 Ni=Count 值。
[0045]步骤312:令变量 K=i, J=(i_(SN/delta ff-1))mod(ff/delta ff) ?
[0046]I mod W(其中 W>0)的操作具体为:如果 0〈i〈W，i mod ff=i ;如果(n+1) Xff>i>nXff(n为自然数)，i mod W=1-nXW ;如果-W〈i〈0, i mod W=i+W。对于其他情况则依次类推。
[0047]其中，K和J为中间变量，I为记录变量Ni编号，即如果窗口长度W为100，推进长度deltaW为25的话，则维护窗口的分段滑动，需要W/deltaW=100/25=4个记录变量，NI，N2，N3, N4。每隔deltaW时间用这4个记录变量中的一个记录一次NACK的计数值，4个记录变量按编号顺序循环使用。所以在步骤310中，K存储当前最新记录的记录变量的编号，J通过计算得到并存储最旧记录的记录变量编号。mod(W/delta ff)的含义是让记录变量编号可以循环。
[0048]步骤313:判断K是否等于j，若是执行步骤315，否则执行步骤314。
[0049]步骤314:令 Nk=Nk-Nj, K—，K=K mod (ff/delta ff);然后返回步骤 313。
[0050]步骤315:SN=SN-delta W ;更新计数器 Count=Count-Nj ;然后返回步骤 303。
[0051]步骤312至步骤315的作用是:窗口分段滑动一次，所必要的各参量进行更新，因为这时候从前一个窗口一次滑动了 deltaW长度的时间段,到了一个新的窗口。SN为窗口内统计到的数据传输次数的统计量，只要有数据传输即累加，但是计算过程中其值不会超过窗口长度W。
[0052]步骤316:SN=SN_delta W，更新计数器Count=O ;然后返回步骤303。
[0053]步骤317:判断传输计数器SN的计数值是否为delta W的非零整数倍，若是执行步骤318，否则返回步骤303。
[0054]步骤318:令 i= (i++) mod (W/delta W),记录变量 Ni=Count 值;
[0055]步骤319:判断传输计数器SN的计数值是否等于W，若是，执行步骤320，否则返回步骤303。
[0056]步骤320:判断是否NACK计数器Count的计数值小于最低NACK门限且满足传输质量优事件上报条件，若是转至步骤325，否则执行步骤321。
[0057]步骤321:令 K=i，J=(i++)mod(W/delta ff)；
[0058]步骤322:令 Nk=Nk-Nj ;K—，K=K mod(ff/delta ff)；
[0059]步骤323:判断K是否等于j，若是执行步骤324，否则返回步骤322。
[0060]步骤324:SN=SN-delta W，更新计数器Count=Ni,然后转至步骤303。
[0061]步骤321至步骤324的作用于步骤312至步骤315类似，也是窗口分段滑动一次，所必要的各参数更新。与步骤310?313不同的是，该情况为窗口满后自然的进行一次窗口分段滑动，而上面的分支为前一个窗口还未满，但是由于NACK数超过最大门限而触发的一次突然的窗口分段滑动。所以在寻找最旧的记录变量时，上面的分支为J=(1-(SN/deltaff-1)) mod (ff/delta W),而本分支只需要简单的进行J=(i++)mod(W/delta ff)即可。
[0062]图4为本申请实施例提供的第二种分段滑动窗口进行传输质量监测的方法流程，其中，SN为传输计数器，初始值为O ;Count为NACK统计计数器，初始值为O ;Ni为传输中间结果变量，i=l, 2，....ff/delta W。该流程包括如下步骤:
[0063]步骤401:开始本流程。
[0064]步骤402 =NACK计数器Count启动，分段计数器Ci启动。
[0065]步骤403:接收到当前帧，传输计数器SN的计数值加1，检测当前帧传输正确性。
[0066]步骤404:判断传输计数器SN的计数值是否大于零，若是，执行步骤405，否则返回步骤403。
[0067]步骤405:判断是否收到NACK反馈，若是，执行步骤406，否则执行步骤407。
[0068]步骤406:将NACK计数器Count的计数值加I，将分段计数器Ci的计数值加I。
[0069]步骤407:判断NACK计数器Count的计数值是否大于预先设置的最高NACK门限，若是，执行步骤408，否则执行步骤413。
[0070]步骤408:判断是否满足传输质量差事件的上报条件，若是执行步骤422，否则执行步骤409。
[0071]步骤409:判断传输计数器SN的计数值是否大于delta W，若是执行步骤410，否则执行步骤415。
[0072]步骤410:判断SN是否等于deltaW的非零整数倍，若是执行步骤411，否则执行步骤 413。
[0073]步骤411:令 i= (i++) mod (ff/delta W)。
[0074]步骤412:令 Ci=O。
[0075]步骤413:令变量 J= (i_ (SN/delta ff-1)) mo d (ff/delta W)。
[0076]步骤414:SN=SN-delta ff ;更新计数器 Count=Count-Nj ;然后返回步骤 403。
[0077]步骤415:SN=SN-delta W ;更新计数器 Count=O, Ci=CL 然后返回步骤 403。
[0078]步骤416:判断传输计数器SN的计数值是否为delta W的非零整数倍，若是执行步骤417，否则返回步骤403。
[0079]步骤417:令 i= (i++) mod (ff/delta W)。
[0080]步骤418:判断传输计数器SN的计数值是否等于W，若是，执行步骤419，否则执行步骤421。
[0081]步骤419:判断是否NACK计数器Count的计数值小于最低NACK门限且满足传输质量优事件上报条件，若是转至步骤422，否则执行步骤420。
[0082]步骤420:令SN=SN_delta W,依次更新计数器Count=Count-Ci, Ci=O,然后转至步骤403。该步骤的作用是:每次分段滑动窗口所必要的参数更新，保证计数器数值在新的窗口内正确，并保证SN号从新的窗口开始重新计数
[0083]步骤421:令计数器Ci=O,然后返回步骤403。该步骤的作用是:启动新的计数器，并启动前进行重置初始化。
[0084]步骤422:结束本流程。
[0085]本申请提供的一种信道传输质量监测方法，通过设计的分段滑动窗口，在bier监测的准确度和实时性上取得较好的平衡，在取得较好效果的同时也极大地减少了内存消耗量。本申请技术方案可以达到如下技术效果:
[0086]本申请提供了一种参数可配的窗口分段滑动检测方案，可根据不同应用场景和需求在检测实时性、准确度、内存消耗量和实现复杂度之间作出灵活的选择；
[0087]以最小的内存消耗量来尽可能提高检测准确度和实时性；
[0088]固定窗口大小+连续M次窗口检测，即保证了检测精度，又达到了窗口动态调整的效果，提高了检测稳定度，并且简化了实现；
[0089]窗口跳变机制提高了高误块率事件的检测响应速度。
[0090]以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种信道传输质量监测方法，其特征在于，包括: A、接收当前帧，检测当前帧传输的正确性，对于反馈为NACK的数目进行计数； B、在长度为W的窗口运行过程中判断反馈为NACK的计数值是否大于预先设置的最高NACK门限，若是，结束当前窗口并执行步骤C ;否则执行步骤D ; C、判断是否满足预先设置的传输质量差事件上报条件，若是，上报传输质量差事件，并结束本流程，否则执行步骤E ； D、判断长度为W的窗口内反馈为NACK的计数值是否小于最低NACK门限且满足预先设置的传输质量优事件上报条件，若是，当长度为W窗口运行完成时上报传输质量优事件并结束本流程，否则执行步骤E ； E、窗口向前移动deltaW长度，并更新相关窗口维护参数和统计参数，返回步骤A；deltaff小于W值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输质量差事件上报条件为:连续Μ个分段滑动窗口内的反馈为NACK的计数值均大于预先设置的最高NACK门限。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输质量优上报条件为:连续Μ个分段滑动窗口内的反馈为NACK的计数值均小于预先设置的最低NACK门限。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述窗口长度W根据需要监测的误块率最小粒度设定。
【文档编号】H04B17/00GK104283621SQ201310292118
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】朱颖, 杨茜 申请人:普天信息技术研究院有限公司