下行链路评估方法、基站和设备
技术领域
本发明实施例涉及窄带物联网通信技术领域，具体涉及一种下行链路评估方法、基站和设备。
背景技术
窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
NB-LoT网络基于现有的LTE网络进行演进，借用了很多现有LTE网络中的设备和机制，在LTE网络中，网络侧能够通过收集和处理终端上报的MR信息来评估下行网络覆盖质量，相对DT、CQT测试方法(DT测试，DriverTest，驱车测试，通常也叫做路测；CQT测试，CallQualityTest，呼叫质量拨打测试，也指在固定的地点测试无线数据网络性能)，利用终端侧上报的MR信息评估下行覆盖更加全面，对网络优化参考价值更高。
本发明实施例发明人在研究过程中，发现现有的NB-IoT网络协议规定终端不上报MR数据，因此下行覆盖评估只能采用传统DT、CQT测试的方法，即使用软件解析测试，统计出下行覆盖相关指标，如覆盖率和平均RSRP等。在评估NB-IoT网络下行质量时，尤其在深度覆盖场景下，存在着测试成本高、评估不全面的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种下行链路评估方法、基站和设备，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种下行链路评估方法，所述方法包括：
获取基站发射功率；
获取上行信道损耗；
根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估。
可选的，所述获取基站发射功率，具体为：
获取下行窄带参考信号发射功率PNRS。
可选的，所述获取上行信道损耗，包括：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数小于或等于2时，计算所述上行信道损耗PLUL为：
可选的，所述获取基站上行信道损耗，包括：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数大于2时，计算所述上行信道损耗PLUL为：
计算窄带物理上行共享信道NPUSCH的平均接收功率P'(t)：
P'(t)＝PPHY(t)-10*log10(NRX)，其中，PPHY(t)为PHY上报的接收信号功率，NRX为上行接收天线数；
PLUL＝PTX-P'(t)，其中PTX为用户终端的最大发射功率PMAX。
可选的，进一步包括：所述基站查询所述用户终端能力表，获取用户终端最大发射功率PMAX。
可选的，所述PTX＝23dBm。
可选的，所述根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估，具体为：
计算参考信号接收功率RSRP：
根据所述参考信号接收功率RSRP进行下行链路评估。
可选的，所述根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估，具体为：
计算所述参考信号接收功率RSRP：
RSRP＝PNRS-(PTX-P'(t))；
根据所述参考信号接收功率RSRP进行下行链路评估。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种基站，包括：收发器和处理器；
所述收发器：用于接收终端发送的信号以及向终端发送参考信号；
所述处理器：用于获取基站的发射功率，计算上行信道损耗，并根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种下行链路评估设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述方法实施例中提供的下行链路评估方法。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行上述方法实施例中提供的下行链路评估方法。
本发明实施例提出的下行链路评估方法通过计算上行链路损耗来估计下行链路损耗，通过基于链路对称性来评估下行覆盖的技术方案，借助终端上报的PHR，对上行链路损耗进行估计，大大提高了下行链路的测试效率和测试精度，突破了协议的桎梏，极大提升了网络评估效率。
上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例的NB-IoT网络信令交互图；
图2示出了本发明实施例提供的下行链路评估方法的流程图；
图3示出了本发明实施例提供PHR消息结构图；
图4示出了本发明实施例提供的基站设备结构示意图；
图5示出了本发明实施例提供的下行链路评估设备的结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了本发明实施例的NB-IoT网络信令交互图，描述了本发明实施例的实施环境，如图1所示：
在随机接入过程中，UE首先向eNB发送一个RA Preamble，如果RA Preamble被eNB捕获，则eNB发送回复消息RA Response给UE，在回复消息中，包含C-RNTI，TA和上行授权资源。UE收到RA Response后，通过窄带物理上行共享信道NPUSCH向eNB发送Msg3，即RRCConnectionRequestMessage，在该消息中包含UE identity和RRC建立原因。在基于竞争的随机接入流程中，Msg3中携带CCCH信令和DVI/PHR，Msg3承载的PUSCH的扰码由Temp C-RNTI生成。Msg3中携带的CCCH根据场景不同而不同：初始接入时携带RRCConnectionRequest，RRC恢复时携带RRCConnectionResumeRequest。如果eNB成功接收到RRC消息，将发送Msg4消息，即RRCConnectionSetup给UE。UE接收到Msg3消息后，向eNB发送Msg5消息，包含RRC连接建立完成消息RRCConnectionSetupComplete,也包含NAS消息，如Service Request消息等，从而完成整个随机接入过程。
如图2所示，为本发明实施例提出的一种下行链路评估方法，本发明实施例的核心思想是基于上行链路的路损来估计下行链路的路损，基站eNB根据用户终端UE接入时MSG3在基站侧的接收功率和终端侧的发射功率，计算出上行路损，进而利用上下行链路的对称性，利用NRS发射功率去掉近似估算出的上行路损，进而计算出UE接收到的下行参考信号接收功率RSRP。
步骤101：获取基站发射功率；
获取基站的下行发射功率，窄带参考信号NRS为物理层信号，主要用于下行信道调制，RSRP测量等，在本发明实施例中将基站发送的NRS信号功率的PNRS作为基站发射功率来进行下行信道估计。
102：获取上行信道损耗；
上行信道的损耗估计的准确性，受上行接收信号功率测量准确性的影响，包括覆盖范围的影响，当上行信号弱到一定程度时，其信号功能测量准确性呈非线性下降。根据仿真结果，3.75K测量准确性区间的最低信噪比相对较低，因此在远覆盖处建议采用3.75K方式。同时，也受NPUSCH的RU数和重复次数的影响，上行信号接收功率测量，本质上是对NPUSCH的导频的测量，因此RU数越多、重复次数越多，则测量越准确。
因此，在获取上行信号损耗时，需要区分如下两种情况：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数小于或等于2时：
终端上行采用开环功控的方式，发射功率计算如下：
PNPUSCH＝min{PMAX,10log10(MNPUSCH)+PO_NPUSCH+α*PL}
其中:
-MNPUSCH表示NPUSCH资源分配的带宽：{1/4,1,3,6,12}(反应上行传输资源带宽)；
-PO_NPUSCH为UE发送的期望接收功率，该值取值越大，上行吞吐量和边缘覆盖越大，但是如果一味追求上行吞吐量，该值设置过大的情况下，会造成小区间干扰；
-α为路损补偿因子，该参数用于计算NPUSCH发射功率时，用于弥补小区的路径损耗，α＝1时，UE发射功率的计算为全路损补偿，α<1，UE发射功率的计算为部分路损补偿；
-PL为UE估计的下行路损。
此时，不能直接得到终端发射功率或PL(路损)，转而根据终端在Msg3中上报的PH等级来估算路损。UE在Msg3消息中，包含PHR信息，PHR为2bit，如图3所示。
PH有四个等级如下表所示：
表1
在普通覆盖中，其对应的dB值定义，如下表所示：
表2
在增强覆盖(CEL1和CEL2)中，其映射的dB值如下表所示：
表3
终端上报的PH等级对应一个PH范围。在利用PH来估计路损时，需给每个PH范围指定一个PH值进行路损估算。因此根据终端上报的PHR，eNB可以知道其对应的PH值。
因此，其上行链路损耗为：
其中：
-P0_NPUSCH为期望接收功率，在eNB上配置的数值；
-α路损补偿因子，在eNB上配置；
-PMAX为终端上报的最大发射功率，从终端侧获取；
-PH为根据终端上报的PH等级获得的功率余量PH值。
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数大于2时：
终端以最大功率发射(有23dB/20dB/14dB三种)，终端的最大发射功率通过UE能力查询获取，eNB向核心网发送ServiceRequest消息，向核心网查询UE能力，此时用户终端最大发射功率PTX＝PMAX。
计算NPUSCH的平均接收功率P'(t)，P'(t)＝PPHY(t)-10*log10(NRX)，其中，PPHY(t)为物理层PHY上报的接收信号功率，NRX为上行接收天线数。
将P'(t)作为eNB接收到的NPUSCH功率，即PRX＝P'(t)。
上行链路损耗PLUL＝PTX-P'(t)＝PMAX-(PPHY(t)-10*log10(NRX))。
当无法获取终端最大发射功率PMAX时，则将终端最大发射功率PMAX设为23dB。
需要指出的是，由于终端最大发射功率的影响，根据协议规定，终端最大发射功率有23/20/14dB三种，需要通过UE能力查询获取。同时，由于测量波动的影响，PHY层的一次测量存在一定误差波动，MAC层对多个NPUSCH的测量结果进行平均，可以提高测量准确性。
103：根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估。
从步骤102中，可以得到上行链路损耗PLUL，利用上下行链路的对称性，将上行链路损耗作为下行链路损耗，进行下行链路评估。
基站发射功率为PNRS，因此当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数小于或等于2时：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数大于2时：
RSRP＝PNRS-(PTX-P'(t))＝PNRS-(PMAX-(PPHY(t)-10*log10(NRX)))。
因此，可以根据RSRP值进行下行信道的估计。
综上，本发明实施例提出的下行链路评估方法通过计算上行链路损耗来估计下行链路损耗，通过基于链路对称性来评估下行覆盖的技术方案，借助终端上报的PHR，对上行链路损耗进行估计，大大提高了下行链路的测试效率和测试精度，突破了协议的桎梏，极大提升了网络评估效率。
本发明另一实施例还提出了一种基站400，如图4所示，包括收发器410和处理器420，
所述收发器410：用于接收终端发送的信号以及向终端发送参考信号；
所述处理器420：用于获取基站的发射功率，计算上行信道损耗，并根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估。
进一步的，所述处理器420还可以获取下行窄带参考信号发射功率PNRS。
进一步的，所述处理器420还可以获取上行信道损耗，包括：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数小于或等于2时，计算所述上行信道损耗PLUL为：
进一步的，所述处理器420还可以获取上行信道损耗，包括：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数大于2时，计算所述上行信道损耗PLUL为：
计算窄带物理上行共享信道NPUSCH的平均接收功率P'(t)：
P'(t)＝PPHY(t)-10*log10(NRX)，其中，PPHY(t)为PHY上报的接收信号功率，NRX为上行接收天线数；
PLUL＝PTX-P'(t)，其中PTX为用户终端最大发射功率PMAX。
进一步所述基站收发器410还可以查询所述用户终端能力表，获取用户终端最大发射功率PMAX。
进一步的，所述处理器420还根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估，具体为：
计算参考信号接收功率RSRP：
根据所述参考信号接收功率RSRP进行下行链路评估。
进一步的，所述处理器420还根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估，具体为：
计算所述参考信号接收功率RSRP：
RSRP＝PNRS-(PTX-P'(t))；
根据所述参考信号接收功率RSRP进行下行链路评估。
综上，本发明实施例提出的基站通过计算上行链路损耗来估计下行链路损耗，通过基于链路对称性来评估下行覆盖的技术方案，借助终端上报的PHR，对上行链路损耗进行估计，大大提高了下行链路的测试效率和测试精度，突破了协议的桎梏，极大提升了网络评估效率。
本发明另一实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的下行链路评估方法。
可执行指令具体可以用于使得处理器执行以下操作：
获取基站发射功率；
获取上行信道损耗；
根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估。
可选的，所述获取基站发射功率，具体为：
获取下行窄带参考信号发射功率PNRS。
可选的，所述获取上行信道损耗，包括：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数小于或等于2时，计算所述上行信道损耗PLUL为：
可选的，所述获取基站上行信道损耗，包括：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数大于2时，计算所述上行信道损耗PLUL为：
计算窄带物理上行共享信道NPUSCH的平均接收功率P'(t)：
P'(t)＝PPHY(t)-10*log10(NRX)，其中，PPHY(t)为PHY上报的接收信号功率，NRX为上行接收天线数；
PLUL＝PTX-P'(t)，其中PTX为用户终端最大发射功率PMAX。
可选的，进一步包括：所述基站查询所述用户终端能力表，获取用户终端最大发射功率PMAX。
可选的，所述PTX＝23dBm。
可选的，所述根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估，具体为：
计算参考信号接收功率RSRP：
根据所述参考信号接收功率RSRP进行下行链路评估。
可选的，所述根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估，具体为：
计算所述参考信号接收功率RSRP：
RSRP＝PNRS-(PTX-P'(t))；
根据所述参考信号接收功率RSRP进行下行链路评估。
综上，本发明实施例提出的计算机存储介质，通过计算上行链路损耗来估计下行链路损耗，通过基于链路对称性来评估下行覆盖的技术方案，借助终端上报的PHR，对上行链路损耗进行估计，大大提高了下行链路的测试效率和测试精度，突破了协议的桎梏，极大提升了网络评估效率。
图5示出了本发明提供的下行链路评估设备实施例的结构示意图，本发明具体实施例并不对下行链路评估设备的具体实现做限定。
如图5所示，该下行链路评估设备可以包括：处理器(processor)502、通信接口(Communications Interface)504、存储器(memory)506、以及通信总线508。
其中：处理器502、通信接口504、以及存储器506通过通信总线508完成相互间的通信。通信接口504，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器502，用于执行程序510，具体可以执行上述用于下行链路评估方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序510可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器502可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。下行链路评估设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器506，用于存放程序510。存储器506可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序510具体可以用于使得处理器502执行以下操作：
获取基站发射功率；
获取上行信道损耗；
根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估。
可选的，所述获取基站发射功率，具体为：
获取下行窄带参考信号发射功率PNRS。
可选的，所述获取上行信道损耗，包括：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数小于或等于2时，计算所述上行信道损耗PLUL为：
可选的，所述获取基站上行信道损耗，包括：
当窄带物理上行共享信道NPUSCH重传次数大于2时，计算所述上行信道损耗PLUL为：
计算窄带物理上行共享信道NPUSCH的平均接收功率P'(t)：
P'(t)＝PPHY(t)-10*log10(NRX)，其中，PPHY(t)为PHY上报的接收信号功率，NRX为上行接收天线数；
PLUL＝PTX-P'(t)，其中PTX为用户终端最大发射功率PMAX。
可选的，进一步包括：所述基站查询所述用户终端能力表，获取用户终端最大发射功率PMAX。
可选的，所述PTX＝23dBm。
可选的，所述根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估，具体为：
计算参考信号接收功率RSRP：
根据所述参考信号接收功率RSRP进行下行链路评估。
可选的，所述根据所述基站发射功率和所述上行信道损耗，进行下行链路评估，具体为：
计算所述参考信号接收功率RSRP：
RSRP＝PNRS-(PTX-P'(t))；
根据所述参考信号接收功率RSRP进行下行链路评估。
综上，本发明实施例提出的下行链路评估设备，通过计算上行链路损耗来估计下行链路损耗，通过基于链路对称性来评估下行覆盖的技术方案，借助终端上报的PHR，对上行链路损耗进行估计，大大提高了下行链路的测试效率和测试精度，突破了协议的桎梏，极大提升了网络评估效率。
在此提供的算法或显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明实施例也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。
