專利名稱：一種高有效性的移動通信系統(tǒng)性能的仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行計算機仿真的技術(shù)，特別是指對多速率、變速率的移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的計算機仿真的技術(shù)。
當(dāng)今移動通信迅速發(fā)展，移動通信用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求日益提高，世界各大移動通信公司紛紛推出支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的建議或方案，但是目前一些建議的方案還均未被通信同行所認(rèn)可，其中重要的原因是各通信公司沒有建立一個能對這些方案進(jìn)行有效的、準(zhǔn)確的評估的方法或手段，因為這些方案的計算機仿真復(fù)雜度太高，任何一種仿真都需要大量長時間的計算機運算工作，而且很難得到準(zhǔn)確的仿真結(jié)果。
對于未來移動通信系統(tǒng)而言，提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能是至關(guān)重要的，因此研究如何評價移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能是一項極其重要的工作。仿真移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信最大的特點是當(dāng)一個數(shù)據(jù)包發(fā)送出后，系統(tǒng)必須根據(jù)該組數(shù)據(jù)傳輸所在的信道環(huán)境、信道編解碼方案、調(diào)制方式和子數(shù)據(jù)包的長度等立即判斷出該組數(shù)據(jù)塊譯碼后的差錯率(BLock Error Rate-BLER)，這樣系統(tǒng)才能實時地判斷出該數(shù)據(jù)包所含的信息是否需要重傳。同時，為了獲得所需要的BLER性能，仿真時所涉及所有的參數(shù)組都包含有若干種典型的環(huán)境參數(shù)。如信道環(huán)境有車輛環(huán)境A、行人環(huán)境A、行人環(huán)境B和靜止環(huán)境；信道編碼有各種不同幀長和不同編碼速率的情況，等等。這些參數(shù)都是公認(rèn)的經(jīng)典參數(shù)，評價任何一個移動通信系統(tǒng)對于任何一種特定承載能力的性能都必須針對所有的經(jīng)典參數(shù)進(jìn)行仿真，因此利用常規(guī)的方法針對各種典型環(huán)境參數(shù)評價移動通信系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通信的性能時所涉及的計算機仿真所需的數(shù)據(jù)太大，仿真的復(fù)雜度太高。
在移動通信系統(tǒng)的計算機仿真中，需要把真實環(huán)境中的實際情況盡可能地反映出來，以便使仿真的結(jié)果具有盡可能高的真實性。但是，如果把真實環(huán)境中成千上萬個用戶的實際情況簡單地搬到計算機中進(jìn)行仿真，模型的復(fù)雜度和運算量是無法克服的困難。為了解決模型復(fù)雜度和計算量的問題，人們已經(jīng)把整個的仿真工作分成了兩部分鏈路級仿真和系統(tǒng)級仿真。鏈路級仿真的任務(wù)是分析和研究單個用戶通信時的物理信道的性能指標(biāo)，系統(tǒng)級仿真得到整個移動系統(tǒng)的性能，鏈路級仿真為系統(tǒng)級仿真提供必要的數(shù)據(jù)，整個仿真的目的是得到整個系統(tǒng)的性能。
雖然將整個的仿真工作分成鏈路級仿真和系統(tǒng)級仿真兩部分使得用計算機仿真成為可能，但是真正意義上的實時的、準(zhǔn)確的移動通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)計算機仿真的復(fù)雜度仍然太高，且這種復(fù)雜度主要體現(xiàn)在如何把鏈路級仿真的特性與參數(shù)以一種簡化的模型集成入系統(tǒng)級仿真中的問題上。為了解決該瓶頸各個公司都進(jìn)行了針對性研究。Lucent公司于2001年1月16日在文件C50-20001204-033-Lucent-BEP-Definition-R1“BEP-based methods for estimatingprobability of packet error”中提出采用BEP估計的方法。這種方法的準(zhǔn)確度高，而且能在各種條件下使用，但是實現(xiàn)的復(fù)雜度仍然太高。Motorlola公司于2000年9月20日在文件C50-20000918-011 MOT-SimEvalProposal“Evaluation Methodsfor High Speed Forward Link Packet Access”中提出的平均Es/Nt方法和其它一些方法，如修正Es/Nt、選擇性的平均Es/Nt(Altemative Average Es/NtEstimator)等，實現(xiàn)都較簡單，但是存在很多的使用限制條件。例如，上述兩種平均Es/Nt方法只能在低多普勒頻移的條件下使用；修正Es/Nt方法只能在子數(shù)據(jù)包時隙少的情況下使用?？傊侥壳盀橹?，還沒有一種實用且行之有效的方法解決系統(tǒng)性能評估中的仿真復(fù)雜性問題。
本發(fā)明的目的是克服了上述方法的缺點，提出一種實用且行之有效地能解決系統(tǒng)性能評估中仿真復(fù)雜性問題的方法，這種方法能在所有的情況下實時地、準(zhǔn)確地判斷出數(shù)據(jù)傳輸?shù)膲K差錯率，而且實現(xiàn)復(fù)雜度遠(yuǎn)小于現(xiàn)有其它準(zhǔn)確性相同的方法。
眾所周知，無線傳輸信道是隨著時間和地域的變化不斷地隨機波動，如附

圖1所示。但這種波動是呈現(xiàn)有一定規(guī)律的，即在遠(yuǎn)小于信道相關(guān)時間區(qū)間的時間間隔t內(nèi)，無線傳輸信道的特性基本是平穩(wěn)的，也就是說，無線傳輸信道對信號的衰減值基本不變。本發(fā)明的目的在于把復(fù)雜的無線傳輸信道簡化成一種簡單形式的模型。
另外，在移動通信領(lǐng)域中，針對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸使用了一種高性能的信道編碼——Turbo碼(又名并行聯(lián)接卷積碼)。在《cdma2000技術(shù)》(楊大成等編著，北京郵電大學(xué)出版社，2000年版)一書中對Turbo碼作出了詳細(xì)敘述。Turbo碼被譽為具有“接近仙農(nóng)極限”的性能。但是因為Turbo碼的譯碼器復(fù)雜度大，加上系統(tǒng)性能仿真時需要評價數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e率很小(通信同行通常使用數(shù)據(jù)塊差錯率BLER指標(biāo)表示，這個指標(biāo)的常規(guī)目標(biāo)值為0.0001)，要得到這樣數(shù)量級且可信度高的差錯性能，仿真的數(shù)據(jù)包的數(shù)量范圍將在106以上，這樣，物理層的鏈路仿真需要很長的仿真時間。這是整個仿真復(fù)雜度大的另一個原因。本發(fā)明的又一目的在于用很少的仿真時間得到可靠的、BLER范圍大的Turbo碼性能，從而減小整個仿真的復(fù)雜度。
在高速數(shù)據(jù)移動通信環(huán)境下，有的方案使用了8PSK、16QAM等高階調(diào)制技術(shù)。高階調(diào)制的使用增加了鏈路仿真所需要得到的數(shù)據(jù)量；另外，在使用子數(shù)據(jù)包重傳時各個子數(shù)據(jù)包可能使用了不同類型的調(diào)制方式，這對系統(tǒng)級仿真實時估計BLER帶來了困難。本發(fā)明的又一目的在于用統(tǒng)一的方法將使用高階調(diào)制的子數(shù)據(jù)包的Es/Nt折算成在使用常規(guī)QPSK調(diào)制時的Es/Nt。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明人通過提出劃分子時隙，并提出一種新的統(tǒng)計方法——求等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差值，同時提出固定的高階調(diào)制Es/Nt補償值，并輔以使用有效編碼速率的方法，準(zhǔn)確地反映了無線傳輸信道的衰落情況、數(shù)據(jù)重傳和每次傳輸所使用調(diào)制的情況；進(jìn)而提出采用線性預(yù)測的方法得到高Es/Nt時數(shù)據(jù)包的塊差錯率。這樣在保證仿真準(zhǔn)確性的前提下大大地簡化了鏈路級仿真所需要的數(shù)據(jù)，從而使得整個仿真的復(fù)雜度大大下降。
因為移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實現(xiàn)方案很多，我們假設(shè)一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基本傳輸結(jié)構(gòu)。本發(fā)明對于所有具有這個傳輸結(jié)構(gòu)的基本特征的應(yīng)用場合普遍適用。這種傳輸結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)包(packet)組成。一個數(shù)據(jù)包又由若干個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)構(gòu)成，一個子數(shù)據(jù)包再由若干個時隙(slot)單位組成。本發(fā)明人只是通過這種傳輸結(jié)構(gòu)來說明本發(fā)明的原理。
上述的子時隙(sub-slot)為在移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)計算機仿真需要仿真的各種無線信道中衰落幅值都基本保持平穩(wěn)的最大時間段，其數(shù)值在0.1-1毫秒的數(shù)量級。由若干個子時隙可組成一個時隙。
上述的Es/Nt定義為Es/Nt=C/I+10·log10(Rc·R/Rb) dB(1)其中C/I為接收天線端的載干比(載波/干擾功率比，單位為dB),Rc為系統(tǒng)的碼片(chip)速率，R為信道編碼速率，Rb為系統(tǒng)發(fā)送的信息比特速率。
上述的一個數(shù)據(jù)包傳輸中等效Es/Nt均值定義為當(dāng)接收到某數(shù)據(jù)包的第一個子數(shù)據(jù)包時，則 否則 其中(Es/Nt)lj為該數(shù)據(jù)包的第1個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)中的第j個子時隙(sub-slot)中的Es/Nt均值，單位為dB,xl為該數(shù)據(jù)包中第1個子數(shù)據(jù)包的高階調(diào)制補償值，單位為dB,Nlj為所有接收到的符號中第1個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)的第j個子時隙(sub-slot)中的信息和校驗比特總數(shù)， 為對接收到的所有符號進(jìn)行合并后各部分的Es/Nt， 為合并后Es/Nt等于 的所有信息和校驗比特總數(shù)。其中合并分為分集合并(diversity combining)和碼合并(codecombining)兩種。
上述的一個數(shù)據(jù)包傳輸中等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差定義為當(dāng)接收到某數(shù)據(jù)包的第一個子數(shù)據(jù)包時，則 否則 其中(Es/Nt)lj為該數(shù)據(jù)包的第1個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)中的第j個子時隙(sub-slot)中的Es/Nt均值，單位為dB,xl為該數(shù)據(jù)包中第1個子數(shù)據(jù)包的高階調(diào)制補償值，單位為dB,Nij為所有接收到的符號中第i個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)的第j個子時隙(sub-slot)中的信息和校驗比特總數(shù)， 為對接收到的所有符號進(jìn)行合并后各部分的Es/Nt， 為合并后Es/Nt等于 的所有信息和校驗比特總數(shù)。其中合并分為分集合并(diversity combining)和碼合并(codecombining)兩種。
為了克服由高階調(diào)制對仿真帶來的問題，本發(fā)明提出使用固定的高階調(diào)制補償值(a fixedpenalty for using higher order modulations)。固定高階調(diào)制補償值的含義是其值只與調(diào)制方式有關(guān)，與該子數(shù)據(jù)包的Es/Nt、編碼長度L和編碼速率等條件無關(guān)。使用固定的高階調(diào)制補償值避免了為了得到高階調(diào)制補償值所需的較大仿真運算量，準(zhǔn)確度較高；并大大地減少了整個仿真的復(fù)雜度，且使得在重傳子數(shù)據(jù)包時系統(tǒng)級仿真能方便有效地進(jìn)行合并(combining)。具體的辦法是給原有Es/Nt值加上該固定的高階調(diào)制補償值。從附圖2可以看出相同的Turbo碼在不同的調(diào)制方式下的性能。
在鏈路級仿真中，為能滿足系統(tǒng)級仿真的需要，需要范圍足夠大的差錯分組。這樣，在仿真得到可信的小BLER情況下，仿真的時間將很長。為此，我們提出了用線性預(yù)測法得到高Es/Nt時數(shù)據(jù)塊差錯率的方法。該方法是基于Turbo碼的數(shù)據(jù)塊差錯率(BLER)的數(shù)值從0.1到0.0001的范圍內(nèi)在對數(shù)坐標(biāo)中隨著Es/Nt(dB)的增加成線性關(guān)系減小(如附圖3所示)，而且(0.0001,1)正是系統(tǒng)仿真中需要用到的數(shù)據(jù)塊差錯率范圍(在此完全可以忽略Turbo碼性能中的地板(floor)效應(yīng)，因為地板效應(yīng)一般在數(shù)據(jù)塊差錯率(BLEr)＜0.0001的區(qū)間出現(xiàn))。具體的做法為鏈路級性能仿真只需要得到數(shù)據(jù)塊差錯率(BLER)從1到0.005的Es/Nt(dB)-BLER關(guān)系曲線，然后作線性預(yù)測如果Es/Nt小于該范圍的Es/Nt最小值，BLER為1；如果Es/Nt大于該范圍的Es/Nt最大值，用Es/Nt(dB)與BLER在對數(shù)坐標(biāo)中的線性關(guān)系預(yù)測出該點的BLER。這樣就有效地避免了為了仿真小BLER所需的幾倍或幾十倍的仿真時間，降低了整個鏈路級仿真所需的時間開銷。
本發(fā)明具體的實現(xiàn)流程是1．如果接收到某數(shù)據(jù)包的第i個子數(shù)據(jù)包，系統(tǒng)已知該子數(shù)據(jù)包的編碼速率R、編碼數(shù)據(jù)包(encoder packet)的長度L和該子數(shù)據(jù)包中各子時隙Es/Nt均值(Es/Nt)ij。如果該子數(shù)據(jù)包是該數(shù)據(jù)包的第一個子數(shù)據(jù)包(即i=1)，運行步驟2；否則，則譯碼要使用分集合并(diversity combining)或碼分集(codecombining)，運行步驟5。
2．根據(jù)該子數(shù)據(jù)包使用的調(diào)制得到該子數(shù)據(jù)包1的高階調(diào)制補償值xl，并對該子數(shù)據(jù)包中各子時隙的(Es/Nt)lj值進(jìn)行補償，得到補償后的各子時隙值[(Es/Nt)lj+xl]。
3．根據(jù)該子數(shù)據(jù)包中各子時隙的[(Es/Nt)lj+xl]值得到該子數(shù)據(jù)包的等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差值。
4．該子數(shù)據(jù)包的有效編碼速率等于其編碼速率。跳到步驟8。
5．根據(jù)該子數(shù)據(jù)包i使用的調(diào)制得到該子數(shù)據(jù)包i的高階調(diào)制補償值xi，并對該子數(shù)據(jù)包中各子時隙的(Es/Nt)ij值進(jìn)行補償，得到補償后的各子時隙值[(Es/Nt)ij+xi]。
6．計算出該數(shù)據(jù)包中接收到的所有子數(shù)據(jù)包的有效編碼速率。
7．將該數(shù)據(jù)包的所有子數(shù)據(jù)包的補償后的值[(Es/Nt)ij+xi]進(jìn)行合并，重新計算出該數(shù)據(jù)包的等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差值。
8．用等效Es/Nt均值、等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差值、有效編碼速率和編碼數(shù)據(jù)包的長度L從已得的性能數(shù)據(jù)曲線預(yù)測出其BLER。
9．使用一個均勻分布的隨機數(shù)，根據(jù)該BLER值預(yù)測出該數(shù)據(jù)包是否能正確譯碼。如果譯碼正確或重傳次數(shù)超過已定門限K，發(fā)送端發(fā)送新的數(shù)據(jù)包；如果不正確，繼續(xù)發(fā)送該數(shù)據(jù)包的下一個子數(shù)據(jù)包，直到重傳次數(shù)超過已定門限K。
結(jié)合以下附圖和具體的實施例對發(fā)明的做出詳細(xì)描述，并將明了本發(fā)明的原理、步驟、特點和優(yōu)點，附圖中圖1是表示移動臺速度為每小時120公里時無線信道的衰落示意圖；圖2是表示相同編碼數(shù)據(jù)包長度L、不同編碼速率R的多種Turbo碼在加性高斯白噪信道(Additive White Gaussian Noise:AWGN,AWGN相當(dāng)于等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差為0的情況)中使用QPSK的數(shù)據(jù)塊差錯率BLER與等效Es/Nt均值性能曲線；圖3是表示一種Turbo碼在加性高斯白噪信道(Additive White Gaussian Noise:AWGN,AWGN相當(dāng)于等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差為0的情況)中使用不同調(diào)制方式的數(shù)據(jù)塊差錯率BLER與等效Es/Nt均值性能曲線；圖4是表示本發(fā)明的工作步驟；圖5是在相同等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差條件下，含有不同時隙數(shù)的子數(shù)據(jù)包在不同信道環(huán)境的性能。
因為移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實現(xiàn)方案很多，在此使用一種普遍適用的例子-1XEV-DV建議(3GPP2)來闡述本發(fā)明所提出的仿真方法。本發(fā)明對于所有具有這個示例中的基本特征的應(yīng)用場合普遍適用。
在1XEV-DV數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基本傳輸結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)包(packet)組成。一個數(shù)據(jù)包又由若干個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)構(gòu)成，一個子數(shù)據(jù)包再由若干個時隙(s1ot)單位組成；每個時隙長度為Ts=1.25毫秒。
因為在系統(tǒng)性能評估的仿真中必須要求根據(jù)無線傳輸信道環(huán)境等條件實時地估計出每一個數(shù)據(jù)包譯碼后的塊差錯率指標(biāo)BLER，所以本發(fā)明人提出利用一個數(shù)據(jù)包傳輸中等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差的統(tǒng)計特征來反映無線信道環(huán)境變化的概念。因為在一個時隙時間(1.25毫秒)內(nèi)無線信道的衰落幅值還是不平穩(wěn)的(如附圖1所示)，不滿足前面“基本平穩(wěn)”的假設(shè)，所以在基本不增加整個仿真復(fù)雜度的前提下，為了提高整個仿真的準(zhǔn)確度本發(fā)明人提出了劃分子時隙(sub-slot)的方法，也就是說，將一個時隙劃分為由若干個子時隙構(gòu)成，比如在系統(tǒng)級仿真中將一個時隙劃分為由四個子時隙組成。
當(dāng)系統(tǒng)在接收到該數(shù)據(jù)包重傳的子數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)時，需要進(jìn)行合并譯碼。由于重傳的情況復(fù)雜，不同的重傳次數(shù)，每次重傳中不同的信息比特和校驗比特位數(shù)，這些都會給最終譯碼后的數(shù)據(jù)塊差錯率(BLER)的數(shù)值帶來很大的影響，這也就給仿真帶來了很大的復(fù)雜度。
為了解決由重傳帶來的問題，本發(fā)明人在本發(fā)明中使用了Lucent公司于2001年2月21日在文件C50-20010221-xxx,“Evaluation of Link Error PredictionMethods(PartⅡ)”中提出的有效編碼速率，其定義為如果 則 否則，有效編碼速率=母碼的編碼速率。(4)從上述定義可以看出，不包含重傳時，編碼速率等于有效編碼速率。
下面用實例來具體地說明本方法的運行步驟。假設(shè)系統(tǒng)接收到某數(shù)據(jù)包的第一個子數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包的編碼數(shù)據(jù)包(encoder packet)含384比特信息，該子數(shù)據(jù)包使用編碼速率為2/3的Turbo碼，使用16QAM調(diào)制在1個時隙中傳輸，該子數(shù)據(jù)包的4個子時隙中的Es/Nt值分別為3.7391dB、3.4391dB、3.9391dB、2.2391dB。通過查已得到的高階調(diào)制補償值，并根據(jù)公式(2)(3)，可以得到等效Es/Nt均值=0.00dB，等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差=0.66dB。由公式(4)可知數(shù)據(jù)包的等效編碼速率為2/3，根據(jù)已得的性能數(shù)據(jù)可得到該子數(shù)據(jù)包譯碼后的塊差錯率為0.43。在仿真中通過使用一個均勻分布的隨機數(shù)，根據(jù)該塊差錯率隨機地判定出該數(shù)據(jù)包譯碼是否正確。在本實例中假設(shè)該子數(shù)據(jù)包譯碼失敗，系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)送該數(shù)據(jù)包的下一個子數(shù)據(jù)包。該子數(shù)據(jù)包的編碼速率為2/3，使用QPSK調(diào)制在2個時隙中傳輸，該子數(shù)據(jù)包中的8個子時隙的Es/Nt數(shù)值分別為-2.4dB、-2.2dB、-2.3dB、-2.3dB、-2.5dB、-3dB、-2.6dB、-2.5dB。經(jīng)過合并，根據(jù)公式(2)(3)和已得到的的高階調(diào)制補償值可以得到等效Es/Nt均值=-1.06dB，等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差=1.31dB。由公式(4)可知數(shù)據(jù)包的等效編碼速率為1/3，根據(jù)已得的性能數(shù)據(jù)并通過線性預(yù)測的方法可得到該子數(shù)據(jù)包譯碼后的塊差錯率為2.5e-4。在仿真中通過使用一個均勻分布的隨機數(shù)，根據(jù)該塊差錯率隨機地判定該數(shù)據(jù)包最終譯碼是否正確，在本實例中假設(shè)該數(shù)據(jù)包譯碼正確，系統(tǒng)繼續(xù)傳輸下一個數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)。
綜上可以看出，本發(fā)明在提出了劃分子時隙以及求等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差值以及使用固定的高階調(diào)制Es/Nt補償值的方法，并結(jié)合使用有效編碼速率、，有以下優(yōu)點1．能實時地預(yù)測出該數(shù)據(jù)包的塊差錯率(BLER)。
2．因為即使在不同信道環(huán)境，在數(shù)據(jù)包含有不同時隙數(shù)的條件下，只要數(shù)據(jù)包的等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差都相同的，且使用相同的信道編碼，數(shù)據(jù)包的性能是相同的(該性質(zhì)可以從附圖5得出)，所以不僅能在任何的信道環(huán)境(高多普勒和低多普勒)和各種子數(shù)據(jù)包長度的情況中使用該方法，而且使用本發(fā)明后仿真所需要的數(shù)據(jù)大大減少，從而大大地減小了整個仿真的復(fù)雜度和所需要的仿真時間，極為有效地加速了移動通信系統(tǒng)在性能評估時的效率。
附圖5的詳細(xì)解釋因為從圖中可以看出含有不同時隙數(shù)的子數(shù)據(jù)包在不同信道環(huán)境中使數(shù)據(jù)塊差錯率(BLER)為0．01所需的Es/Nt基本相等(考慮到計算機仿真所允許的誤差)；從這點可以知上段文字提到的性質(zhì)。
3．本發(fā)明在高信噪比時用線性預(yù)測得到數(shù)據(jù)塊差錯率(BLER)，這樣避免了為了得到小數(shù)據(jù)塊差錯率(BLER)鏈路級仿真需要的大量仿真時間，從而大大地整個仿真的復(fù)雜度和所需要的仿真時間。
4．使用了固定的高階調(diào)制Es/Nt補償值，大大地減小了整個仿真的復(fù)雜度，并且使得很好地配合了使用等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差。
5．適用于各種重傳方式，例如逐步增加冗余方式(Incremental Redundancy)和追蹤合并方式(Chase Combining)。
總之，本發(fā)明大大地減小了移動通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)計算機仿真的復(fù)雜度和所需時間，它是一種實用的、高效的計算機仿真移動通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的技術(shù)。
權(quán)利要求
1．一種計算機仿真移動通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的方法，包括利用有效編碼速率仿真各種類型的子數(shù)據(jù)包重傳情況，通過使用高階調(diào)制修正值仿真來簡化各種類型的高階調(diào)制情況，利用統(tǒng)一的模型仿真各種類型的信道情況，并利用一定的技術(shù)來減小仿真需要得到的數(shù)據(jù)差錯概率范圍。
2．如權(quán)利要求1中所述的用于仿真各種類型信道情況的模型，其特征在于將數(shù)據(jù)傳輸中數(shù)據(jù)包的最小單位劃分成若干子時隙，一個子時隙為統(tǒng)計信道信噪比的最小單位，為了適合各種無線信道的仿真，一個子時隙的時間長度為0.1-1毫秒。
3．如權(quán)利要求1中所述的用于仿真各種類型信道情況的模型，其特征在于根據(jù)無線信道環(huán)境在一個子時隙內(nèi)的相對平穩(wěn)性特征，利用一個數(shù)據(jù)包傳輸中等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差的統(tǒng)計特征來反映復(fù)雜的無線信道環(huán)境變化和各子數(shù)據(jù)包的信噪比等情況。
4．如權(quán)利要求3中所述的Es/Nt，其定義為Es/Nt=C/I+10·log10(Rc·R/Rb)dB其中C/I為接收天線端的載干比(載波/干擾功率比，單位為dB),Rc為系統(tǒng)的碼片(chip)速率，R為信道編碼速率，Rb為系統(tǒng)發(fā)送的信息比特速率。
5．如權(quán)利要求3中所述的一個數(shù)據(jù)包傳輸中等效Es/Nt均值，其特征在于其定義為當(dāng)接收到某數(shù)據(jù)包的第一個子數(shù)據(jù)包時，則 否則 其中(Es/Nt)lj為該數(shù)據(jù)包的第1個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)中的第j個子時隙(sub-slot)中的Es/Nt均值，單位為dB,xl為該數(shù)據(jù)包中第1個子數(shù)據(jù)包的高階調(diào)制補償值，單位為dB,N1j為第1個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)的第j個子時隙(sub-slot)中的信息和校驗比特總數(shù)， 為對接收到的所有符號進(jìn)行合并后各部分的Es/Nt， 為合并后Es/Nt等于 的所有信息和校驗比特總數(shù)。
6．如權(quán)利要求3中所述的一個數(shù)據(jù)包傳輸中等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差，其特征在于其定義為當(dāng)接收到某數(shù)據(jù)包的第一個子數(shù)據(jù)包時，則 否則 其中(Es/Nt)lj為該數(shù)據(jù)包的第1個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)中的第j個子時隙(sub-slot)中的Es/Nt均值，單位為dB，xl為該數(shù)據(jù)包中第1個子數(shù)據(jù)包的高階調(diào)制補償值，單位為dB,Nlj為第1個子數(shù)據(jù)包(sub-packet)的第j個子時隙(sub-slot)中的信息和校驗比特總數(shù)， 為對接收到的所有符號進(jìn)行合并后各部分的Es/Nt， 為合并后Es/Nt等于 的所有信息和校驗比特總數(shù)。
7．如權(quán)利要求1中所述的用于減小仿真需要得到的數(shù)據(jù)差錯概率范圍的技術(shù)，其特征在于在已得到的Es/Nt與數(shù)據(jù)包差錯率性能關(guān)系的前提下，在對數(shù)域中使用線性預(yù)測技術(shù)得到所需要的高Es/Nt下的數(shù)據(jù)包差錯率數(shù)值的技術(shù)。
8．如權(quán)利要求1中所述的高階調(diào)制Es/Nt修正值，其特征在于該高階調(diào)制補償值的數(shù)值只與調(diào)制方式有關(guān)，與編碼數(shù)據(jù)包的長度、信道編碼速率和所需補償?shù)腅s/Nt值無關(guān)。
9．如權(quán)利要求1中所述的計算機仿真移動通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其特征在于其實現(xiàn)步驟為如果接收到某數(shù)據(jù)包的第i個子數(shù)據(jù)包，系統(tǒng)已知該子數(shù)據(jù)包的編碼速率R、編碼數(shù)據(jù)包(encoder packet)的長度L和該子數(shù)據(jù)包中各子時隙Es/Nt均值(Es/Nt)ij；如果該子數(shù)據(jù)包是該數(shù)據(jù)包的第一個子數(shù)據(jù)包，求得該子數(shù)據(jù)包高階調(diào)制補償值xl，并對各子時隙的(Es/Nt)lj值加以補償，然后根據(jù)該子數(shù)據(jù)包中各子時隙的[(Es/Nt)lj+xl]值得到該子數(shù)據(jù)包的等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差值，此時該子數(shù)據(jù)包的有效編碼速率等于其編碼速率；如果該子數(shù)據(jù)包不是該數(shù)據(jù)包的第一個子數(shù)據(jù)包，求得該子數(shù)據(jù)包高階調(diào)制補償值Xl，并對該子數(shù)據(jù)包中各子時隙的(Es/Nt)ij值加以補償，得到補償后的值[(Es/Nt)ij+xi]，計算出該數(shù)據(jù)包中接收到的所有子數(shù)據(jù)包的有效編碼速率，并將該數(shù)據(jù)包中的所有子時隙中補償后的[(Es/Nt)ij+xi]值進(jìn)行合并(最好為最大比合并)，計算出該數(shù)據(jù)包的等效Es/Nt均值和等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差值；在得到等效Es/Nt均值、等效Es/Nt標(biāo)準(zhǔn)差值、有效編碼速率后，根據(jù)它們的數(shù)值和編碼數(shù)據(jù)包的長度L查已得的性能數(shù)據(jù)曲線得到其BLER，并使用一個均勻分布的隨機數(shù)，根據(jù)該BLER值預(yù)測出該數(shù)據(jù)包是否能正確譯碼；如果譯碼正確或重傳次數(shù)超過已定門限K，系統(tǒng)發(fā)送端發(fā)送新的數(shù)據(jù)包；如果不正確，繼續(xù)發(fā)送該數(shù)據(jù)包的下一個子數(shù)據(jù)包，直到重傳次數(shù)超過已定門限K或譯碼正確。
全文摘要
本發(fā)明提供的技術(shù)用于移動通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)性能仿真。本發(fā)明利用子時隙、等效E
文檔編號H04L1/00GK1312660SQ01110750
公開日2001年9月12日 申請日期2001年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月19日
發(fā)明者古建, 楊大成, 楊光 申請人:北京郵電大學(xué)