一种上行MCS调整方法和装置与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种上行mcs调整方法和装置。

背景技术：

长期演进(longtermevolution，lte)是由第三代合作伙伴计划(the3rdgenerationpartnershipproject，3gpp)组织制定的通用移动通信系统(universalmobiletelecommunicationssystem，umts)技术标准的长期演进。

lte系统引入了正交频分复用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，ofdm)和多输入多输出(multi-input&multi-output，mimo)等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率(20m带宽2x2mimo在64qam情况下，理论下行最大传输速率为201mbps，除去信令开销后大概为140mbps，但根据实际组网以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为100mbps，上行为50mbps)，并支持多种带宽分配:1.4mhz，3mhz，5mhz，10mhz，15mhz和20mhz等，且支持全球主流2g/3g频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。

随着lte无线网络的不断发展和成熟，lte无线网络在石油，交通，水利，公安边防等行业客户中得到大量的应用。

在轨道交通隧道场景，以漏缆实现小区覆盖，单小区覆盖范围1公里。同时，锁闭区间远远大于小区覆盖范围。地铁平均时速为60公里/小时，忙时，2分钟一趟，即两车最近间隔2公里。所以，除了在站台停靠地铁的情况，每个小区同时在线的用户大多只有一个。

现有实现中通常使用基于误码率统计的方式进行调制与编码策略(modulationandcodingscheme，mcs)的调整，具体实现为：设置误码率上限和误码率下限。当误码率大于误码率上限时，下调mcs；当误码率小于误码率下限时，上调mcs。

现有调整mcs的方案，在终端接入时，需要大量统计上行信道指标，计算信道质量，然后开始调整mcs，而且调整步长较短。整个调整过程时间太长，调整不及时，业务延时较长。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种上行mcs调整方法，能够快速调整mcs，减小业务时延。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

一种上行mcs调整方法，应用于lte系统的轨道交通隧道场景中，该方法包括：配置snr与mcs索引号的映射关系表；

针对一个小区只有一个终端时，若该终端初始接入，向该终端发送msg4后接收到该终端发送的ack；或接收到该终端进行切换时发送的msg3并向该终端发送ack时，执行如下步骤：

对该终端进行n次连续上行调度；

针对每次上行调度，统计上行snr；

计算统计的n个snr的算术平均值；

根据计算出的snr的算术平均值在配置的映射关系表中查找对应的mcs索引号；

将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs。

其中，所述方法进一步包括：在msg3授权时，将tpc字段填充最大值。

其中，所述将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs之后，所述方法进一步包括：

若针对该终端的上行mcs未达到最大值，且该小区仅接入该终端，则对该终端以功率增量的方式进行m次上行调度；

统计每次上行调度时的snr；

当统计到第k个snr时，计算统计的k个snr的加权平均值；其中，k为不大于m的整数；

根据计算出的snr的加权平均值在配置的映射表中查找对应的mcs索引号；

将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs。

其中，所述方法进一步包括：

根据snr加权平均值调整该终端的mcs之后，确定当前情况是否与预设规则匹配，如果是，结束以功率增量方式进行的上行调度，对该终端的上行mcs进行基于误码率统计算法跟踪微调；否则，统计第k+1次上行调度时的snr，计算统计的第2到第k+1个snr的加权平均值，进行mcs调整，以此类推，直到满足所述任一情况，结束以功率增量方式进行的上行调度，对该终端的上行mcs进行基于误码率统计算法跟踪微调。

其中，所述预设规则为：以功率增量方式进行的m次上行调度已结束、当前mcs已达最大值、snr的加权平均值不再变化；rsrp的值与-63.1dbm的值差值小于预设门限值；

所述确定当前情况是否与预设规则匹配，包括：

当前情况满足预设规则中的任一条时，确定当前情况与预设规则匹配；否则，确定当前情况与预设规则不匹配。

其中，snr的算术平均值为：

其中，ρi为配置的第i+1个加权平均值；snri为统计的k个snr中的第i+1个snr。

一种上行mcs调整装置，应用于lte系统的轨道交通隧道场景中，该装置包括：配置单元、处理单元、统计单元、计算单元、查找单元和调整单元；

所述配置单元，用于配置snr与mcs索引号的映射关系表；

所述处理单元，用于针对一个小区只有一个终端时，若该终端初始接入，向该终端发送msg4后接收到该终端发送的ack；或接收到该终端进行切换时发送的msg3并向该终端发送ack时，对该终端进行n次连续上行调度；

所述统计单元，用于针对所述处理单元进行的每次上行调度，统计上行snr；

所述计算单元，用于计算所述统计单元统计的n个snr的算术平均值；

所述查找单元，用于根据所述计算单元计算出的snr的算术平均值在所述配置单元配置的映射关系表中查找对应的mcs索引号；

所述调整单元，用于将该终端当前的上行mcs调整为所述查找单元查找到的mcs索引号对应的mcs。

其中，

所述处理单元，进一步用于所述调整单元将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs之后，若确定针对该终端的上行mcs未达到最大值，且该小区仅接入该终端，则对该终端以功率增量的方式进行m次上行调度；

所述统计单元，进一步用于统计所述处理单元每次上行调度时的snr；

所述计算单元，进一步用于当统计到第k个snr时，计算统计的k个snr的加权平均值；其中，k为不大于m的整数；

所述查找单元，进一步用于根据计算出的snr的加权平均值在配置的映射表中查找对应的mcs索引号；

所述调整单元，进一步用于将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs。

其中，所述处理单元，进一步用于根据snr加权平均值调整该终端的mcs之后，确定当前情况是否与预设规则匹配，如果是，结束以功率增量方式进行的上行调度，对该终端的上行mcs进行基于误码率统计算法跟踪微调；否则，统计第k+1次上行调度时的snr，计算统计的第2到第k+1个snr的加权平均值，进行mcs调整，以此类推，直到满足所述任一情况，结束以功率增量方式进行的上行调度，对该终端的上行mcs进行基于误码率统计算法跟踪微调。

其中，所述预设规则为：以功率增量方式进行的m次上行调度已结束、当前mcs已达最大值、snr的加权平均值不再变化；rsrp的值与-63.1dbm的值差值小于预设门限值；

所述处理单元，具体用于确定当前情况是否与预设规则匹配时，确定当前情况满足预设规则中的任一条时，确定当前情况与预设规则匹配；否则，确定当前情况与预设规则不匹配。

由上面的技术方案可知，本申请中应用于lte系统的轨道交通隧道场景中，针对一个小区接入的第一终端，在初始接入用户消息4ack，或切换用户消息3ack时，通过n次上行调度统计n个snr并计算snr的算术平均值，来结合配置的映射表确定调整后的mcs。能够快速调整mcs，减小业务时延。

附图说明

图1为本申请实施例一种调整上行mcs的流程示意图；

图2为本申请实施例二中调整上行mcs流程示意图；

图3为本申请实施例三中调整上行mcs流程示意图；

图4为轨交rho算法调整mcs的服务器侧速率图；

图5为本申请实施例提供的调整mcs的服务器侧速率图；

图6为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

本申请实施例中提供一种上行mcs调整方法，应用于lte系统的轨道交通隧道场景中，针对一个小区接入的第一终端，在初始接入用户消息4ack，或切换用户消息3ack时，通过n次上行调度统计n个信噪比(snr)并计算snr的算术平均值，来结合配置的映射表确定调整后的mcs。能够快速调整mcs，减小业务时延。

本申请实施例中，基站先根据仿真及实际测试验证，配置mcs索引号和snr的映射关系表。

针对每个mcs索引号配置一个信噪比阈值，本申请针对索引号从0到28的mcs，配置29个信噪比阈值，分别为第一信噪比阈值、第二信噪比阈值……第二十九信噪比阈值。

下面本申请实施例给出一种mcs索引号和snr的映射关系表的配置实现，具体实现时，不限于表1中所示的内容。表1为mcs索引号和snr的映射关系表所包含的内容。

表1

针对表1中mcs索引号为0时，其对应的snr不小于第一信噪比阈值，且小于第二信噪比阈值；mcs索引号为1时，其对应的snr不小于第二信噪比索引值，且小于第三信噪比阈值。

表1中给出了snr与mcs索引号的对应关系，实际应用中不限于表中所给的方式。

本申请针对的场景中针对一个终端接入小区，且仅一个终端接入该小区提供的技术方案，如果该小区已接入一个终端，另外一个终端在接入的时候，则不使用本申请提供的快速调整方案。

下面结合附图，详细描述本申请实施例中调整上行mcs的过程。

实施例一

参见图1，图1为本申请实施例一种调整上行mcs的流程示意图。具体步骤为：

步骤101，针对一个小区只有一个终端时，若该终端初始接入，向该终端发送msg4后接收到该终端发送的ack；或接收到该终端进行切换时发送的msg3并向该终端发送ack时，基站对该终端进行n次连续上行调度。

本申请实施例中，小区中的终端包括：该小区已经在线的终端和正在接入的终端。

本申请实施例中，针对小区中只有一个终端，且正在进行接入的前提下，并在接入过程中的如下时机触发本申请提供的快速mcs调整方案：

如果当前终端是初始接入(基于竞争的随机接入)，则在基站向终端发送msg4后，且接收到终端发送的ack时，执行本申请提供的mcs调整方案，针对该终端接入的过程仍按照现有实现继续执行，即不影响终端接入小区的过程。

如果当前终端是切换接入，则在接收到终端发送的msg3后，向终端发送ack时，执行本申请提供的mcs调整方案，针对该终端切换接入的过程仍按照现有实现继续执行，即不影响终端切换接入小区的过程。

针对终端的n次连续的上行调度，是基站侧每个子帧都主动给终端发一个上行授权的过程。n为大于1的整数。

在msg3授权时，将tpc字段填充最大值，即基站在为终端发送授权信息时，在tpc字段填充最大值，让终端加大发射功率，进而保证msg3的可靠性。

步骤102，该基站针对每次上行调度，统计上行snr。

步骤103，该基站计算统计的n个snr的算术平均值。

步骤104，该基站根据计算出的snr的算术平均值在配置的映射关系表中查找对应的mcs索引号。

步骤105，该基站将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs。

本实施例中通过在终端接入过程中增加n次上行调度，并使用统计到的上行snr的算术平均值与mcs索引号的对应关系，快速调整终端的上行mcs。从而能够快速调整mcs，减小业务时延。

实施例二

在通过实施例一中的方式进行mcs调整后，若当前只有一个终端接入该小区，则确定该终端调整后的mcs对应的索引号是否已经为最大值，如果是，结束本申请提供的调整方案，对该终端的上行mcs进行基于误码率统计算法跟踪微调；否则，采用本实施例二中提供的技术方案继续进行上行mcs调整。

参见图2，图2为本申请实施例二中调整上行mcs流程示意图。具体步骤为：

步骤201，基站对终端以功率增量的方式进行m次上行调度。

进行上行调度开始时将该终端的dci0的tcp填充2或3，通过填充的值来确定对应功率增加的值。

m的值根据tcp中填充的值确定。

dci0就是给终端的上行授权，里边有一个控制终端发射功率的tpc字段，填3就是让终端每次都以最大增量，增加上行发射功率。让终端增大发射功率的目的是快速增加对应终端的上行snr，从而快速调整该用户的mcs。

步骤202，该基站统计每次上行调度时的snr。

步骤203，当统计到第k个snr时，计算统计的k个snr的加权平均值；其中，k为不大于m的整数。

步骤204，该基站根据计算出的snr的加权平均值在配置的映射表中查找对应的mcs索引号。

步骤205，该基站将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs。

实施例三

经过实施例二中前k个snr值的初步调整后，需要确定继续调整还是结束mcs的调整。

参见图3，图3为本申请实施例三中调整上行mcs流程示意图。具体步骤为：

步骤301，基站对终端以功率增量的方式进行m次上行调度。

步骤302，该基站统计每次上行调度时的snr。

步骤303，当统计到第k个snr时，计算统计的k个snr的加权平均值；其中，k为不大于m的整数。

k、m为大于1的整数；

snr的加权平均值为：

其中，ρi为配置的第i+1个加权平均值；snri为统计的k个snr中的第i+1个snr。

步骤304，该基站根据计算出的snr的加权平均值在配置的映射表中查找对应的mcs索引号。

步骤305，该基站将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs。

步骤306，该基站确定当前情况是否与预设规则匹配，如果是，执行步骤307；否则，执行步骤308。

预设规则为：以功率增量方式进行的m次上行调度已结束、当前mcs已达最大值、snr的加权平均值不再变化；rsrp的值与-63.1dbm的值差值小于预设门限值。

当前情况与预设规则匹配，即当前情况满足预设规则中的任一条：以功率增量方式进行的m次上行调度已结束、当前mcs已达最大值、snr的加权平均值不再变化；或，rsrp的值与-63.1dbm的值差值小于预设门限值。

预设门限值根据实际需要确定rsrp接近-63.1dbm，主要是考虑上行接收溢出门限-60.1dbm和中频模拟通道增益不确定性3db。

当前情况与预设规则中的任一条匹配，则结束本申请提供的快速调整mcs方案，进入现有实现的跟踪微调。

步骤307，该基站结束以功率增量方式进行的上行调度，对该终端的上行mcs进行基于误码率统计算法跟踪微调，结束本流程。

步骤308，该基站统计第k+1次上行调度时的snr，计算统计的第2到第k+1个snr的加权平均值，进行mcs调整，以此类推，直到当前情况与预设规则匹配，结束以功率增量方式进行的上行调度，对该终端的上行mcs进行基于误码率统计算法跟踪微调。

本申请针对上行mcs的调整算法，根据上行调度的特点，在基本不增加系统处理量的情况下，有效缩短了上行mcs调整时延，用户接入后可以快速、有效地调整吞吐量。

对于一个小区只接入一个终端的情况，通过快速功率增量控制和mcs调整相结合的方式，充分保证了终端传输的可靠性和有效性。

以初始mcs为4，使用现有实现轨交rho算法，最小调整窗长为8；

本申请提供的技术方案中，n为4，m为8，k为4，ρ0为0.6，ρ1,为0.7，ρ2为0.8，ρ3为0.9，针对初始snr为15db的情况。

参见图4，图4为轨交rho算法调整mcs的服务器侧速率图。

参见图5，图5为本申请实施例提供的调整mcs的服务器侧速率图。

服务器侧指轨道交通系统中基站连接的用于调度终端的控制台。

通过对上述情况的仿真，以及参见图4和图5的仿真结果，本申请实施例提供的调整mcs方案，和轨交rho算法调整mcs的方案的mcs调整时间优化效率大概为75.9％。

基于同样的发明构思，本申请还提出一种上行mcs调整装置，应用于lte系统的轨道交通隧道场景中。参见图6，图6为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。该装置包括：配置单元601、处理单元602、统计单元603、计算单元604、查找单元605和调整单元606；

配置单元601，用于配置snr与mcs索引号的映射关系表；

处理单元602，用于针对一个小区只有一个终端时，若该终端初始接入，向该终端发送msg4后接收到该终端发送的ack；或接收到该终端进行切换时发送的msg3并向该终端发送ack时，对该终端进行n次连续上行调度；

统计单元603，用于针对处理单元602进行的每次上行调度，统计上行snr；

计算单元604，用于计算统计单元603统计的n个snr的算术平均值；

查找单元605，用于根据计算单元604计算出的snr的算术平均值在配置单元601配置的映射关系表中查找对应的mcs索引号；

调整单元606，用于将该终端当前的上行mcs调整为查找单元605查找到的mcs索引号对应的mcs。

较佳地，

处理单元602，进一步用于所述调整单元将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs之后，若确定针对该终端的上行mcs未达到最大值，且该小区仅接入该终端，则对该终端以功率增量的方式进行m次上行调度；

统计单元603，进一步用于统计处理单元602每次上行调度时的snr；

计算单元604，进一步用于当统计到第k个snr时，计算统计的k个snr的加权平均值；其中，k为不大于m的整数；

查找单元605，进一步用于根据计算出的snr的加权平均值在配置的映射表中查找对应的mcs索引号；

调整单元606，进一步用于将该终端当前的上行mcs调整为查找到的mcs索引号对应的mcs。

较佳地，

处理单元602，进一步用于根据snr加权平均值调整该终端的mcs之后，确定当前情况是否与预设规则匹配，如果是，结束以功率增量方式进行的上行调度，对该终端的上行mcs进行基于误码率统计算法跟踪微调；否则，统计第k+1次上行调度时的snr，计算统计的第2到第k+1个snr的加权平均值，进行mcs调整，以此类推，直到满足所述任一情况，结束以功率增量方式进行的上行调度，对该终端的上行mcs进行基于误码率统计算法跟踪微调。

较佳地，

所述预设规则为：以功率增量方式进行的m次上行调度已结束、当前mcs已达最大值、snr的加权平均值不再变化；rsrp的值与-63.1dbm的值差值小于预设门限值；

处理单元602，具体用于确定当前情况是否与预设规则匹配时，确定当前情况满足预设规则中的任一条时，确定当前情况与预设规则匹配；否则，确定当前情况与预设规则不匹配

其中，snr的加权平均值为：

其中，ρi为配置的第i+1个加权平均值；snri为统计的k个snr中的第i+1个snr。

上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

综上所述，本申请通过应用于lte系统的轨道交通隧道场景中，针对一个小区接入的第一终端，在初始接入用户消息4ack，或切换用户消息3ack时，通过n次上行调度统计n个snr并计算snr的算术平均值，来结合配置的映射表确定调整后的mcs。能够快速调整mcs，减小业务时延。

本申请实施例进一步针对接入小区仅一个终端的情况时，以功率增量方式继续进行调度，使用调度过程中统计的snr计算snr的加权平均值，以对上行mcs进行快速调整，直到当前情况满足以功率增量方式进行的m次上行调度已结束、当前mcs已达最大值、snr的加权平均值不再变化；或，rsrp的值与-63.1dbm的值差值小于预设门限值。结束对mcs的快速调整，按现有实现对上行mcs进行跟踪微调。能够快速有效的掉地误码率及时延，提升系统吞吐量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。