一種lte系統(tǒng)中基于mmib的鏈路性能預(yù)測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測方法及系統(tǒng)，所述方法包含：步驟101）發(fā)送端獲得當(dāng)前傳輸碼塊的原始碼塊及其重傳碼塊的等效信噪比，該等效信噪比依據(jù)接收端的反饋的傳輸碼塊中各個符號的信噪比得到；步驟102)發(fā)送端根據(jù)獲得的各碼塊的等效信噪比及采用速率匹配策略時的該碼塊中所有符號的平均重復(fù)次數(shù)映射得到該碼塊的平均比特互信息，所述的碼塊包含原始碼塊及其重傳碼塊；步驟103）發(fā)送端合并原始碼塊和重傳碼塊的平均比特互信息，獲得當(dāng)前傳輸碼塊的等效平均比特互信息；步驟104）在加性高斯白噪聲信道下依據(jù)當(dāng)前傳輸碼塊的等效平均比特互信息映射得到誤塊率，完成對鏈路層鏈路狀況的預(yù)測。
【專利說明】一種LTE系統(tǒng)中基于圖IB的鏈路性能預(yù)測方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LTE中的鏈路性能預(yù)測技術(shù)，具體涉及一種LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]未來的寬帶無線通信系統(tǒng)將滿足從語音到多媒體的多種綜合業(yè)務(wù)需求，要求在有限的頻譜資源上實現(xiàn)內(nèi)容的快速傳輸。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)充利用空間資源，利用多重天線實現(xiàn)多發(fā)多收，在不需要增加頻譜資源和天線發(fā)送功率的情況下，可以成倍地提高信道容量。正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種多載波窄帶傳輸技術(shù)，其子載波之間相互正交，可以高效地利用頻譜資源。二者的有效結(jié)合可以克服多徑效應(yīng)和頻率選擇性衰落帶來的不良影響，提高頻譜資源利用率、增加系統(tǒng)容量。為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，在無線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路層采用混合自動請求重傳(HARQ)技術(shù)。HARQ是前向糾錯編碼(FEC)和自動重傳請求(ARQ)相結(jié)合的產(chǎn)物。FEC向待傳輸?shù)姆纸M數(shù)據(jù)中添加糾錯冗余信息，可以在一定范圍內(nèi)保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃?。但在分組數(shù)據(jù)出現(xiàn)的錯誤超出糾錯碼的保護(hù)范圍時，則通過ARQ進(jìn)行數(shù)據(jù)分組的重傳。MMO-OFDM與HARQ共同構(gòu)成了下一代通信系統(tǒng)(LTE)的關(guān)鍵技術(shù)，因此，包含HARQ機(jī)制的MMO-OFDM系統(tǒng)技術(shù)研究是當(dāng)前研究的熱點問題。
[0003]在LTE系統(tǒng)級仿真和跨層優(yōu)化中，為了快速評估系統(tǒng)性能，需要對鏈路進(jìn)行精確建模仿真，在當(dāng)前的研究中，普遍采用鏈路性能預(yù)測(LEP)技術(shù)。鏈路性能預(yù)測技術(shù)是通過一個具有合理復(fù)雜度的算法，準(zhǔn)確的預(yù)測鏈路的即時性能，這個性能指標(biāo)通常為傳輸差錯概率，如誤包率(PER)等。在過去的研究工作中，幾種鏈路性能預(yù)測算法被提了出來，如等效指數(shù)信噪比映射(EESM)、平均實時信道容量(MIC)、接收位信息率(RBIR)、平均比特互信息(MMIB)等。相比較其他的算法，MMIB算法具有較高的預(yù)測準(zhǔn)確性，且不要求終端采用一致的調(diào)制和編碼方式，使得該算法更適用LTE的自適應(yīng)調(diào)制和編碼過程。但是總結(jié)當(dāng)前的研究工作，仍然存在以下不足。首先，當(dāng)前的麗IB算法沒有考慮自適應(yīng)HARQ機(jī)制，因此，分析包含自適應(yīng)HARQ機(jī)制后所帶來的MMIB計算模型變化，成為了新的鏈路預(yù)測算法需要解決的問題；其次，LTE中速率匹配機(jī)制使得傳輸碼塊的重復(fù)或穿孔，進(jìn)而使得接收端獲得不同形式的解碼增益，這在當(dāng)前的鏈路感知算法中也沒有得到充分的體現(xiàn)，本發(fā)明將針對這兩點不足，提出一種基于麗IB的MMO-OFDM HARQ系統(tǒng)鏈路預(yù)測方法，實現(xiàn)了較地復(fù)雜度和較高準(zhǔn)確性的鏈路性能預(yù)測技術(shù)。
[0004]英文簡寫對應(yīng)的中文全稱如下:
[0005]AffGN:加性高斯白噪聲；
[0006]麗IB:平均比特互信息；
[0007]ΜΙΜ0:多輸入多輸出；
[0008]OFDM:正交頻分復(fù)用；
[0009]HARQ:混合自動請求重傳。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于，為克服上述問題，本發(fā)明提供了一種LTE系統(tǒng)中基于麗IB的鏈路性能預(yù)測方法及系統(tǒng)。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種LTE系統(tǒng)中基于麗IB的鏈路性能預(yù)測方法，該方法用于實時預(yù)測LTE系統(tǒng)發(fā)送端和接收端的數(shù)據(jù)鏈路層的鏈路狀況，所述方法包含:
[0012]步驟101)發(fā)送端獲得當(dāng)前傳輸碼塊的原始碼塊及其重傳碼塊的等效信噪比，該等效信噪比依據(jù)接收端反饋的當(dāng)前傳輸碼塊的原始碼塊及其重傳碼塊中各個符號的信噪比得到；
[0013]步驟102)發(fā)送端根據(jù)獲得的上述各碼塊的等效信噪比及采用速率匹配策略時各碼塊中所有符號的平均重復(fù)次數(shù)映射得到各碼塊的平均比特互信息；
[0014]步驟103)發(fā)送端合并上步驟得到的原始碼塊和重傳碼塊的平均比特互信息，最終獲得當(dāng)前傳輸碼塊的等效平均比特互信息；
[0015]步驟104)在加性高斯白噪聲信道下依據(jù)當(dāng)前傳輸碼塊的等效平均比特互信息映射得到誤塊率，完成對鏈路層鏈路狀況的預(yù)測。
[0016]上述技術(shù)方案中，所述步驟101)進(jìn)一步包含:
[0017]當(dāng)傳輸碼塊第i次重傳時調(diào)制編碼的階數(shù)為Hi，符號個數(shù)為Li,符號的信噪比向量是f=DiK,]，則該傳輸碼塊的符號等效信噪比☆的公式如下:
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測方法，該方法用于實時預(yù)測LTE系統(tǒng)發(fā)送端和接收端的數(shù)據(jù)鏈路層的鏈路狀況，所述方法包含: 步驟101)發(fā)送端獲得當(dāng)前傳輸碼塊的原始碼塊及其重傳碼塊的等效信噪比，該等效信噪比依據(jù)接收端反饋的當(dāng)前傳輸碼塊的原始碼塊及其重傳碼塊中各個符號的信噪比得到； 步驟102)發(fā)送端根據(jù)獲得的上述各碼塊的等效信噪比及采用速率匹配策略時各碼塊中所有符號的平均重復(fù)次數(shù)映射得到各碼塊的平均比特互信息； 步驟103)發(fā)送端合并上述步驟得到的原始碼塊和重傳碼塊的平均比特互信息，最終獲得當(dāng)前傳輸碼塊的等效平均比特互信息； 步驟104)在加性高斯白噪聲信道下依據(jù)當(dāng)前傳輸碼塊的等效平均比特互信息映射得到誤塊率，完成對鏈路層鏈路狀況的預(yù)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟101)進(jìn)一步包含: 當(dāng)傳輸碼塊第i次重傳時調(diào)制編碼的階數(shù)為nS符號個數(shù)為Li,符號的信噪比向量是
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟102)進(jìn)一步包含: 步驟102-1)用于獲取各碼塊中包含的符號的互信息的步驟； 當(dāng)傳輸碼塊中各符號的等效信噪比力，調(diào)制編碼的調(diào)制階數(shù)為nS速率匹配過程中該傳輸碼塊的符號平均重復(fù)次數(shù)為，則該傳輸碼塊符號的互信息公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測方法，其特征在于，所述步驟103)進(jìn)一步包含: 步驟103-1)獲取采用HARQ策略對碼塊的重傳次數(shù)； 步驟103-2)獲取發(fā)送端每次重傳時發(fā)送的數(shù)據(jù)比特經(jīng)由信道編碼后的數(shù)據(jù)有效長度； 步驟103-3 )依據(jù)平均比特互信息、重傳次數(shù)和有效長度采用下式合并各平均比特互信息得到等效平均比特互信息:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測方法，其特征在于，當(dāng)所述數(shù)據(jù)比特位數(shù)為D時，且假設(shè)在第ith次傳輸時信道的編碼碼率為rj，則等效平均比特互信息公式為:
6.一種LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包含: 等效信噪比映射模塊，用于獲得當(dāng)前傳輸碼塊的原始碼塊及其重傳碼塊的等效信噪t匕，該等效信噪比依據(jù)接收端反饋的當(dāng)前傳輸碼塊的原始碼塊及其重傳碼塊中各個符號的信噪比得到； 碼塊平均比特互信息映射模塊，用于根據(jù)獲得的各碼塊的等效信噪比及采用速率匹配策略時各碼塊中所有符號的平均重復(fù)次數(shù)映射得到各碼塊的平均比特互信息； 等效平均比特互信息獲取模塊，用于合并得到的原始碼塊和重傳碼塊的平均比特互信息，最終獲得當(dāng)前傳輸碼塊的等效平均比特互信息；和 誤塊率獲取模塊，用于在加性高斯白噪聲信道下依據(jù)當(dāng)前傳輸碼塊的等效平均比特互信息映射得到誤塊率，完成對鏈路層鏈路狀況的預(yù)測。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述等效信噪比映射模塊根據(jù)下式得到接收碼塊中所有符號的等效信噪比:
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述碼塊平均比特互信息映射模塊進(jìn)一步包含: 碼塊中符號的互比特信息獲取子模塊，用于獲取各碼塊中包含的符號的互比特信息，當(dāng)接收碼塊中符號的等效信噪比假設(shè)速率匹配過程中該碼塊的符號平均重復(fù)次數(shù)為Ki，則符號的互信息公式為:
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，所述等效平均比特互信息獲取模塊進(jìn)一步包含: 信息采集子模塊，用于獲取采用HARQ策略對碼塊的重傳次數(shù)及發(fā)送端每次重傳時發(fā)送的數(shù)據(jù)比特經(jīng)由信道編碼后的數(shù)據(jù)有效長度； 處理子模塊，用于依據(jù)平均比特互信息、及信息采集子模塊輸出的重傳次數(shù)和有效長度采用下式合并各平均比特互信息得到等效平均比特互信息:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LTE系統(tǒng)中基于MMIB的鏈路性能預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述數(shù)據(jù)比特位數(shù)為D時，且假設(shè)在第ith次傳輸時信道的編碼碼率為 <，則等效平均比特互信息公式為:
【文檔編號】H04L1/18GK103780362SQ201210412099
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月25日
【發(fā)明者】顏含, 胡亞輝, 慈松 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所