一种td-lte-a中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法
【专利摘要】一种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法，本发明涉及提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法。本发明是为了解决目前TD-LTE-A系统中反馈模式固定带来的周期反馈系统性能不佳、非周期反馈反馈开销较大以及系统边缘用户吞吐量性能较差带来的问题。步骤一、采用下行数据传输中的资源分配算法进行数据传输，统计并记录每个用户下行吞吐量；步骤二、统计并记录观测时间长度内每个用户各自的下行吞吐量之和；步骤三、比较小区中各用户的吞吐量之和与周期反馈Mode2-1切换吞吐量门限Tthreshold的大小。本发明应用于通信领域。
【专利说明】-种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换 方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法。
【背景技术】
[0002] TD-LTE-A系统中，反馈的作用很是关键。基站就是通过用户终端测量其所在的当 前无线环境经过上行信道上报来判断和决定下行数据传输的。用户终端反馈性能的准确性 决定着基站处理问题的及时性和有效性。为满足不同传输模式、应用场景等多方面的需求， TD-LTE-A的标准中规定了多种反馈模式，而且在不同的反馈模式下，反馈信息的内容、粒度 和频度等方面也均有不同。反馈模式主要分为两大类，周期反馈和非周期反馈。周期反馈 既可以在TOSCH(物理上行共享信道）上进行传输，也可以在PUCCH(物理上行控制信道） 上进行传输，而非周期反馈只能通过PUSCH进行传输。相比于周期反馈，非周期反馈的优先 级较高，在相同子帧上，周期反馈和非周期反馈同时发生时，UE(用户设备）仅仅在那个子 帧中传输非周期上报。
[0003] TD-LTE-A规定了三种类型的CSI (信道状态信息）反馈信息：信道质量信息CQI、 预编码矩阵指示PMI和秩指示RI。CQI，PMI和RI的上报可以使用周期的也可以使用非周 期的。UE在没有PUSCH传输的子帧中定期使用PUCCH传输CQI，PMI以及RI上报。在具有 被调度的PUSCH的子帧中，UE使用PUSCH定期上报CQI，PMI以及RI，其中UE要使用与基于 PUCCH上报的CQI，PMI以及RI相同的格式。
[0004] 在TD-LTE-A中，由于采用了 MM0-0FDM技术，能够使系统的传输速率大幅提升，小 区中心用户的需求基本能够得到很好地保证。因此，尽可能提高小区边缘用户的吞吐性能， 从而增强小区覆盖，是现阶段着重研究的问题，中继、CoMP(多点协同）等技术的引入也正 是为了这个目的。不同的反馈模式适用的场景不同，得到的性能也有所差异。例如：周期反 馈Model-Ι和非周期反馈Mode2-l由于只提供了宽带CQI，因此适用于小区负载不高、用户 较少的场景；周期反馈Mode2-l由于反馈子带CQI的时效性不强，因此不适用于快变衰落信 道下传输；非周期反馈Model-2由于提供了丰富的频率选择性预编码信息，因此比较适用 与频率选择性衰落较强的场景。其中周期反馈各模式的优点是配置简单，反馈开销比较小， 缺点是系统性能不显著；非周期反馈的各模式优点是能够显著地提升系统边缘用户的吞吐 性能，缺点是反馈开销较大。
[0005] 综上所述，长期使用一种反馈模式进行反馈是不合理的，系统应该根据不同的场 景和需求，自适应地切换反馈模式。
【发明内容】
[0006] 本发明是为了解决目前TD-LTE-A系统中反馈模式固定带来的周期反馈系统性能 不佳、非周期反馈反馈开销较大以及系统边缘用户吞吐量性能较差带来的问题，而提出一 种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法。
[0007] -种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法具体是按照以下步 骤进行的：
[0008] 步骤一、首先小区主反馈模式中配置为周期反馈Mode2-l，然后采用下行数据传输 中的资源分配算法进行数据传输，统计并记录每个用户下行吞吐量；
[0009] 步骤二、在观测时间长度K内观测小区中所有用户，统计并记录观测时间长度内 每个用户各自的下行吞吐量之和；其中，所述观测时间长度K即为下行传输时间间隔的数 目；
[0010] 步骤三、比较小区中各用户的吞吐量之和与周期反馈Mode2-l切换吞吐量门限 TthMslTOld的大小，小于等于则切换为非周期反馈Mode3-l进行传输统计系统中所有用户的吞 吐量，否则继续周期反馈Mode2-l传输并统计系统中所有用户的吞吐量，同时统计小区中 边缘用户的吞吐量；即完成了一种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方 法。
[0011] 发明效果：
[0012] 本发明运用的一定时间长度内系统下行吞吐量统计与系统设置吞吐量门限比较 作为小区边缘用户反馈模式切换的切换条件不仅仅考虑了系统中单中反馈模式带来的反 馈性能不佳或者反馈开销比特较大问题，还考虑了小区边缘用户长时间未被服务所带来 的系统性能下降的问题，在保证小区边缘用户能够得到服务调度的同时，提高了反馈模式 应用的灵活性。用户1、2、3、4、6、7、12、17、18、19和20在本次仿真内激活了非周期反馈 Mode3-l，反馈模式的切换增加了他们加入服务调度的可能性，同时增加了他们的下行吞吐 量，如图图1(a)?图1(d)所示。用户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，如图2所示。在配置反馈模式切换和没有配置反馈模式切换情况下的平 均吞吐量以及反馈开销的对比中，激活了非周期反馈的用户的反馈开销增加了约2. 5bits/ 子帧，而平均吞吐量增加了 43%，如图3第一行所示；小区边缘用户的反馈开销增加了约 3. 6bits/子帧，而平均吞吐量增加了 137%，如图3中第二行所示。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1(a)是【具体实施方式】一提出的周期反馈开销中的配置反馈模式切换用户上行 子巾贞中反馈开销图；
[0014] 图1(b)是【具体实施方式】一提出的周期反馈开销中的不配置反馈模式切换用户上 行子帧中反馈开销图；
[0015] 图1(C)是【具体实施方式】一提出的非周期反馈开销中的配置反馈模式切换用户上 行子帧中反馈开销图；
[0016] 图1(d)是【具体实施方式】一提出的非周期反馈开销中的不配置反馈模式切换用户 上行子帧中反馈开销图；
[0017] 图2是【具体实施方式】一提出的配置了反馈模式切换和无反馈模式切换下，用户平 均吞吐量的对比图；
[0018] 图3(a)是【具体实施方式】一提出的激活了非周期反馈Mode3-l的用户在配置反馈 模式切换和没有配置反馈模式切换情况下的平均吞吐量的对比图；
[0019] 图3(b)是【具体实施方式】一提出的激活了非周期反馈小区边缘用户在配置反馈模 式切换和没有配置反馈模式切换情况下的平均吞吐量的对比图；
[0020] 图3(c)是【具体实施方式】一提出的激活了非周期反馈Mode3-l的用户在配置反馈 模式切换和没有配置反馈模式切换情况下的反馈开销的对比图；
[0021] 图3(d)是【具体实施方式】一提出的激活了非周期反馈小区边缘用户在配置反馈模 式切换和没有配置反馈模式切换情况下的反馈开销的对比图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0022] 一：本实施方式的一种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈 模式切换方法具体是按照以下步骤进行的：
[0023] 步骤一、首先小区主反馈模式中配置为周期反馈Mode2-l，然后采用下行数据传输 中的资源分配算法进行数据传输，统计并记录每个用户下行吞吐量；
[0024] 步骤二、在观测时间长度K内观测小区中所有用户，统计并记录观测时间长度内 每个用户各自的下行吞吐量之和；其中，所述观测时间长度K即为下行传输时间间隔的数 目；
[0025] 步骤三、比较小区中各用户的吞吐量之和与周期反馈Mode2_l切换吞吐量门限 TthMslTOld的大小，小于等于则切换为非周期反馈Mode3-l进行传输统计系统中所有用户的吞 吐量，否则继续周期反馈Mode2-l传输并统计系统中所有用户的吞吐量，同时统计小区中 边缘用户的吞吐量；即完成了一种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方 法。
[0026] 所述步骤一中主反馈模式中配置为周期反馈Mode2_l具体为：
[0027] 所述步骤一中主反馈模式配置为周期反馈：根据反馈参数和反馈粒度的不同，周 期反馈有4种组合，如表1所示；其中，Mode X-1，即带有PMI反馈的模式，适用于使用基于 码本的预编码的传输模式，即TM4/5/6和配置了 PMI反馈的TM8/9,此时还要为RI配置相应 的上行子帧进行反馈，并且要以差分方式反馈2个码字的CQI ;
[0028] Mode X-0应用于其他传输模式，除TM3需要反馈RI并根据RI选择反馈单码字还 是双码字的CQI外，其余传输模式均以RI = 1进行反馈参数计算及反馈；
[0029] 表1周期反馈模式
[0030]
【权利要求】
1. 一种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法，其特征在于：一种 TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法具体是按照以下步骤进行的： 步骤一、首先小区主反馈模式中配置为周期反馈Mode2-l，然后采用下行数据传输中的 资源分配算法进行数据传输，统计并记录每个用户下行吞吐量； 步骤二、在观测时间长度K内观测小区中所有用户，统计并记录观测时间长度内每个 用户各自的下行吞吐量之和；其中，所述观测时间长度K即为下行传输时间间隔的数目； 步骤三、比较小区中各用户的吞吐量之和与周期反馈Mode2-l切换吞吐量门限Tthresh()ld 的大小，小于等于则切换为非周期反馈Mode3-l进行传输统计系统中所有用户的吞吐量， 否则继续周期反馈Mode2-l传输并统计系统中所有用户的吞吐量，同时统计小区中边缘用 户的吞吐量；即完成了一种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法。
2. 根据权利要求1所述一种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法， 其特征在于：所述步骤一中采用下行数据传输中的资源分配算法进行数据传输，统计并记 录每个用户下行吞吐量具体如下所示： 资源分配算法即下行比例公平PF算法调度的用户为ik(t) = argmaxO^kaVR^t))， ri，k(t)表示t时亥lj用户i在子载波k上的实时传输速率，氏(t)表示截止到时亥lj t为止在 时间窗内用户i的平均传输速率； TD-LTE-A系统中的资源块分配给用户时，PF算法是根据用户在每个资源块上优先级 的高低来选取最佳传输资源块的位置和数目的，PF算法中优先级的计算如下式所示：
其中，W为第q个RB的带宽，(?)为用户i在第q个RB上的信噪比，S/·,; (?)如下 式所示：
其中，N,是第q个RB所包含的子载波数，是窗吞吐量，如下式所示：
其中，RYn-l)为用户i在时刻η-I的吞吐量，T为时间窗口大小，η为当前传输的传输 时间间隔ΤΤΙ时刻。
3. 根据权利要求2所述一种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法， 其特征在于：步骤二中所述的具体操作为： 根据TD-LTE-A系统设置观测时间长度K，在时间长度K内根据步骤一中的下行比例 公平PF算法来进行资源分配，统计下行用户的吞吐量，K选取为10个传输时间间隔，即为 10ms〇
4. 根据权利要求3所述一种TD-LTE-A中提升边缘用户吞吐性能的反馈模式切换方法， 其特征在于：步骤三中的所述的反馈模式切换条件为： ^threshold 其中，τκ是观测时间长度为K的时间窗内吞吐量，TthMslTOld是系统设置的吞吐量门限，当 用户在K个传输时间间隔所传输的吞吐量小于等于这一门限值时，激活反馈模式的切换， 主反馈模式周期反馈切换为反馈模式非周期反馈，否则继续主反馈模式周期反馈，吞吐量 门限T thresh()ld可由运营商或设备商根据自己的需求设定。
【文档编号】H04L1/16GK104092521SQ201410369652
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】吴宣利, 付楠楠, 孙陆宽, 赵婉君, 韩杏玲, 马哲明 申请人:哈尔滨工业大学