CN101232690B

CN101232690B - 时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法及系统

Info

Publication number: CN101232690B
Application number: CN2007100010520A
Authority: CN
Inventors: 杨炼
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-01-23
Also published as: CN101232690A

Abstract

本发明公开了一种时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法，包括：设置第一周期t及第二周期T；在第一周期t，发送端对接收端上行信道信号进行测量，获取上行信道质量指示CQI_U，并根据上行信道质量指示调整发送策略；在第二周期T，接收端对下行信道信号进行测量，获取下行信道质量指示CQI_D并反馈至发送端，发送端进一步根据该下行信道质量指示调整发送策略。本发明还公开一种时分双工通信系统。本发明通过发送端综合上下行信道CQI考虑而对发送策略进行调整，取代现有技术中单一的下行信道CQI反馈，节省了上行信令开销，同时降低了可能存在的时延。

Description

时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其指一种TDD(Time Division Duplex，时分双工)系统中综合应用双向信道质量指示的方法及系统。

背景技术

随着无线通信技术的日益发展，终端对通信速率和服务质量也提出越来越高的要求。为了提供尽可能高的系统吞吐量和通信质量，就要求信号接收端对信道质量进行测量和估计，并以尽可能小的延迟和冗余度将其反馈给信号发送端，以便发送端及时获知传输信道的各种特性，并根据这些信息在自适应编码调制、资源调度、功率控制等过程中做出适合传输信道特点的调整，达到数据传输的最优化。

CQI(Channel Quality Indication，信道质量指示)是广泛应用于现代无线通信系统的参数之一，其反馈过程一般如下：接收端接收到前向信号时，在通过接收滤波器之后对信号进行测量得到信噪比，所得的测量结果经过映射模块映射为相应的CQI，然后通过反向信道反馈给发送端。在IEEE802.20方案中提出一种周期性进行信道质量反馈的方法，该方法通过信道质量指示信道来反馈信道质量，该信道质量指示信道与波束形成反馈信道、子带反馈信道等物理信道通过码分复用方式复用，每间隔若干个物理帧反馈一次信道质量。

另外，在HSDPA(High Speed Downlink Packet Access，高速下行分组接入)增强技术中，为了加强有效的资源调度和调制编码方案，需要更多的CQI反馈信息，于是提出基于增强的CQI反馈机制。增强的CQI反馈机制包括两类，即基于活动状态的CQI反馈和基于NACK(Negative Acknowledgement，错误应答)的CQI反馈。其中，基于活动状态的CQI反馈是指，除了周期性反馈之外，每次数据传输给接收端之后，数据反馈ACK(Acknowledgement，正确应答)/NACK时都报告CQI信息；而基于NACK的CQI反馈是指，除了周期性反馈之外，每次数据传输需要反馈NACK时，都反馈CQI信息至发送端。

上述现有技术的信道质量反馈均存在一定缺陷，对于在固定周期进行信道质量反馈的方法，其不能充分反映信道质量的实时变化特征，因此造成发送端对传输信道的特征了解不充分，影响自适应编码、功率分配等功能实现的效果，从而影响整个系统的性能；对于基于增强的CQI反馈机制，虽然能够保证及时获取基站到终端的信道质量，但在数据传输过程中会造成反馈量较大，使上行链路的信令开销增加，造成空口资源的需求提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法及系统，以解决现有技术中周期性反馈信道质量对信道特征反映不充分，及增强的信道质量指示反馈造成上行链路信令开销较大的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例提出一种时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法，其设置第一周期t及第二周期T，T＝n×t，n为任一正整数，所述方法包括：

在所述第一周期t，发送端对接收端上行信道信号进行测量，获取上行信道质量指示CQI_U，并根据所述上行信道质量指示调整发送策略；

在所述第二周期T，所述接收端对下行信道信号进行测量，获取下行信道质量指示CQI_D并反馈至所述发送端，所述发送端进一步根据所述下行信道质量指示调整发送策略；

在第二周期T末，发送端获取所述上、下行信道质量指示CQI_U、CQI_D的差异值，根据所述差异值修改第二周期T或CQI_U的加权修正系数h的值。

本发明的实施例还提出一种时分双工通信系统，包括发送端及接收端，所述发送端包括上行信道质量指示测量单元及发送策略单元；所述接收端包括下行信道质量指示测量单元及信息反馈单元，

所述上行信道质量指示测量单元在预设的第一周期t对接收端上行信道信号进行测量，获取上行信道质量指示CQI_U；

所述下行信道质量指示测量单元在预设的第二周期T对下行信道信号进行测量，获取下行信道质量指示CQI_D并通过所述信息反馈单元反馈至所述发送端；

所述发送策略单元在所述第一周期t根据所述上行信道质量指示对发送策略进行调整，在所述第二周期T根据所述接收端反馈的所述下行信道质量指示对发送策略进行调整，其中T＝n×t，n为任一正整数；

所述发送端还包括差异计算单元，周期修改单元，系数修改单元；

所述差异计算单元通过计算获取所述上、下行信道质量指示的差异值；

所述周期修改单元根据所述差异值对所述第二周期T进行修改；

所述系数修改单元根据所述差异计算单元获取的差异值对CQI_U加权修正系数h进行修改。

本发明时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法及系统实施例中，发送端综合上下行信道CQI对发送策略进行调整，取代现有技术中单一的下行信道CQI反馈，并延长接收端对下行信道CQI的上报周期，节省了上行信令开销；同时，上行信道CQI可以直接通过测量上行信道信号获取，无须等待接收端的下行信道CQI反馈，降低了可能存在的时延。

附图说明

图1为本发明时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法第一实施例流程图；

图2为本发明时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法第二实施例流程图；

图3为本发明时分双工通信系统的实施例图。

具体实施方式

下面以具体实施例结合附图对本发明进一步加以阐述。

本发明公开一种时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法，其第一实施例如图1所示，包括如下步骤：

S101、设置第一周期t及第二周期T。

以综合的上下行信道质量指示取代单一的下行信道质量指示，首先对上、下行信道CQI的反馈周期分别进行设置。为体现对信道特性的实时反映，同时考虑到具体应用中上下行信道环境可能存在的差异，可以将上行信道质量指示CQI_U的反馈周期设置为短周期t，将下行信道质量指示CQI_D的反馈周期设置为长周期T。在短周期t，发送端通过对接收端上行信道信号的测量来获取上行信道CQI，并作为在该短周期t里发送端发送策略调整过程的依据之一；在长周期T，发送端通过接收端测得并反馈的下行信道CQI，作为在该长周期里发送策略调整过程的依据之一。为保证CQI信息指示周期的连续性，可设置长周期为短周期的整数倍，如：T＝n×t，n为任一正整数，由此可在T的整数倍时刻使用下行信道CQI作为发送策略的调整依据，而在t的整数倍且非T的整数倍时刻，使用上行信道CQI作为调整依据，具体的调整过程将在后续步骤进行详细说明。

S102、在第一周期t，发送端对接收端上行信道信号进行测量，获取上行信道质量指示CQI_U，并根据CQI_U调整发送策略。

设发送端对发送策略进行调整的时刻为S，则S＝m₁×t，且S≠m₂×T时，发送端在收到接收端上行信道信号时，在通过接收滤波器之后对信号进行测量得到信噪比，所得的测量结果经过映射即得到相应的上行信道CQI，其中，m_1，2＝1、2、3......。另外，具体的CQI获取过程已为现有技术充分揭示，此处不再加以赘述。

由于在具体应用中，上行信道环境未必可以完全等同于下行信道环境，因此发送端在参考信道指示进行发送策略调整的过程中，上行信道CQI所占的权重应参考下行信道CQI所占的权重做出适当调整。

设t＝A，T＝n×A，下行信道CQI的加权系数为M，上行信道CQI针对下行信道CQI做出的加权修正系数为h，则上行信道CQI的加权系数为h×M，其中0≤h≤1。本实施例的调整过程中，当调整时刻S＝m₁×t，且S≠m₂×T时，信道质量的加权值即为Y＝h×M×CQI_U；当调整时刻S＝m₂×T时，信道质量的加权值为Y＝M×CQI_D，其中，m_1，2＝1、2、3......。发送端在每个需调整的时刻S，仍使用对应的信道质量加权值Y对自适应编码调制、空口资源调度和管理、及功率控制等过程进行调整。

S103、在第二周期T，接收端对下行信道信号进行测量，获取下行信道质量指示CQI_D并反馈至发送端，发送端进一步根据CQI_D调整发送策略。

该步骤与现有技术中的接收端获取CQI_D并将其反馈至发送端的过程基本相同，当S＝m₂×T时，接收端接收到发送端下行信号时，在通过接收滤波器后对信号进行测量得到信噪比，所得的测量结果经过映射得到对应的下行信道CQI，然后通过反向信道反馈至发送端，其中，m₂＝1、2、3...。发送端在调整时刻S接收到下行信道CQI_D后，经过步骤S102所述的权值计算得到对应的权值Y，再使用所得的Y值对自适应编码调制、空口资源调度和管理、及功率控制等过程进行调整。

上述本发明时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法第一实施例中，发送端综合上下行信道CQI对发送策略进行调整，取代现有技术中单一的下行信道CQI反馈，并延长下行信道CQI的上报周期，节省了上行信令开销；同时，上行信道CQI可以直接通过测量上行信道信号获取，无须等待接收端的下行信道CQI反馈，降低了可能存在的时延；本发明通过在不同的上报周期使用相应的信道质量加权值对发送策略进行调整，无须对原调整方法进行较大改动即可实现，因此对现有技术中以CQI作为参考因素的自适应编码调制、资源调度、功率控制等技术有较强的适应性。

本发明时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法第二实施例如图2所示，包括步骤S201～S204，其中步骤S201～S203与上述第一实施例的步骤S101～S103基本相同，具体步骤如下：

S201、设置第一周期t及第二周期T，其中，T＝n×t，n为任一正整数。

S202、在第一周期t，发送端对接收端上行信道信号进行测量，获取上行信道质量指示CQI_U，并根据CQI_U调整发送策略。

S203、在第二周期T，接收端对下行信道信号进行测量，获取下行信道质量指示CQI_D并反馈至发送端，发送端进一步根据CQI_D调整发送策略。

S204、在第二周期T末，发送端对上、下行信道CQI进行比较，根据获取的差异值对第二周期T进行修改。

由于在具体应用中，上行信道环境未必可以完全等同于下行信道环境，因此对上、下行信道信号进行测量获取的CQI可能存在一定的差异，为避免以短周期的上行信道CQI指示结合长周期的下行信道CQI指示造成对信道特性反映偏差过大，因此必须对下行信道CQI的反馈周期T进行实时的修改。

由于TDD系统的信道互惠性，所以在某些情况下，可以完全使用上行信道CQI来代替下行信道CQI进行发送策略的调整，此时可以将n取值无穷大，取消长周期T对下行信道CQI的调度，仅保留短周期t对上行信道CQI_U的调度，该方案为本实施例的一个扩展，也应落入本发明的保护范围内。

对于上、下行信道CQI差异值的获取，并不限于本实施例中对T的修改方法所述，还可以其他方式实现，下面对差异值的获取加以扩展说明。在短周期t，接收端虽然无须反馈下行信道CQI，但同样需要对下行信道CQI进行测量并记录。在长周期T末，接收端除了上报该时刻下行信道CQI外，还可以上报长周期T内所有短周期t获取的下行信道CQI的平均值、极值、或标准差，或者上报所有短周期t的下行信道CQI。其目的都是使发送端通过计算获取上下行信道CQI之间的差异值大小，并通过将差异控制在设定范围内而调整下行信道CQI的上报周期T。使用的差异值比较方法还可以包括：1)比较长周期T内上下行信道CQI的平均值差异；2)比较长周期T内上下行信道CQI的极值差异；3)比较长周期T内所有上下行信道CQI的标准差。

根据获取的上、下行信道CQI的差异值，除了修改下行信道CQI的上报周期T外，还可以对上行信道CQI的加权修正系数h的值进行修改，与上述对T的修改类似，可设置两个门限值G₅≤G₆，设获取上、下行信道CQI的差异值为δ，如果|δ|＜G₅，则增大修正系数h，但最大不超过1；如果G₅≤|δ|＜G₆，则保持修正系数h大小不变；如果|δ|≥G₆，则减小修正系数h，但最小不超过某一设定值。

除了上述根据上、下行信道CQI差异值对n、h进行修改外，针对不同性质的业务，也可以通过修改n、h以增强本发明的适应性。对于基本无上行数据的业务，可能无法测量上行信道CQI，因此可以将n取值为1，从而仍沿用现有技术的调整方案；对于有周期性上行信道的业务，如HSDPA业务，因为反馈ACK/NACK的最短周期可以为每个TTI(Transmit Time Interval，发射时间间隔)，所以可根据实际情况在0～1之间为h取值，而n则取值大于1的整数，实现对原调整策略的改进。该等变化为本技术领域的技术人员所易于思及，因此均应涵盖在本发明的保护范围内。

本发明还公开一种时分双工通信系统，其一实施例如图3所示，本实施例中该系统包括发送端100及接收端200，发送端100包括上行信道质量指示测量单元110及发送策略单元120；而接收端则包括下行信道质量指示测量单元210及信息反馈单元220。其中，上行信道质量指示测量单元110在预设的第一周期t对接收端200的上行信道信号进行测量，获取上行信道质量指示CQI_U；下行信道质量指示测量单元210在预设的第二周期T对下行信道信号进行测量，获取下行信道质量指示CQI_D并通过信息反馈单元220反馈至发送端100；发送策略单元120在第一周期t根据CQI_U对发送策略进行调整，在第二周期T则根据接收端200反馈的CQI_D对发送策略进行调整。

发送策略单元120进一步包括权值计算子单元121及策略调整子单元122，其中，权值计算子单元121根据预设的加权系数在不同的发送策略调整时刻分别计算上、下行信道CQI的加权值：设置T＝n×t，并设调整发送策略中信道质量的加权值为Y，下行信道CQI的加权系数为M，上行信道CQI的加权修正系数为h，发送策略的调整时刻为S，其中，n为正整数，则，

S＝m₁×t，且S≠m₂×T时，权值计算子单元121计算Y＝h×M×CQI_U；

S＝m₂×T时，权值计算子单元121计算Y＝M×CQI_D；

其中，m₁＝1、2、3...，m₂＝1、2、3...，0＜h＜1；

策略调整子单元122在S时刻使用权值计算子单元121获取的对应Y值对发送策略进行调整。

另外，发送端100还包括差异计算单元130及周期修改单元140，其中，差异计算单元130通过计算获取上、下行信道CQI的差异值；周期修改单元140进一步根据该差异值对第二周期T进行修改。

接收端200的信息反馈单元220在第二周期T内的每个第一周期t均反馈下行信道CQI，差异计算单元130通过计算获取第二周期T内每个第一周期t的上、下行信道CQI的平均值、极值、或标准差的差值δ；周期修改单元140进一步设置门限值G₃≤G₄，并比较：如果|δ|＜G₃，则延长第二周期T；如果G₃≤|δ|＜G₄，则保持第二周期T不变；如果|δ|≥G₄，则缩短第二周期T。无论使用何种方式，其目的都是使发送端100通过计算获取上下行信道CQI之间的差异值大小，并通过将差异控制在设定范围内而调整下行信道CQI的上报周期T。

发送端100还可以包括系数修改单元150，该系数修改单元150根据差异计算单元130获取的差异值对上行信道CQI的加权修正系数h进行修改：设置两个门限值G₅≤G₆，如果差异值小于G₅，则增大修正系数h；如果差异值大于G₆，则减小修正系数h；否则保持修正系数h大小不变。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法，其特征在于，设置第一周期t及第二周期T，T＝n×t，n为任一正整数，所述方法包括：

在所述第二周期T，所述接收端对下行信道信号进行测量，获取下行信道质量指示CQI_D并反馈至所述发送端，所述发送端根据所述下行信道质量指示调整发送策略；

2.如权利要求1所述时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法，其特征在于，设所述调整发送策略中信道质量指示的加权值为Y，下行信道质量指示加权系数为M，并设置上行信道质量指示的加权修正系数0＜h＜1，则所述方法具体包括：

在所述第一周期t，所述发送端使用加权值Y＝h×M×CQI_U进行所述发送策略的调整；

在所述第二周期T，所述发送端使用加权值Y＝M×CQI_D进行所述发送策略的调整。

3.如权利要求2所述时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法，其特征在于，设发送策略的调整时刻为S，并进一步设置T＝n×t，n为正整数，则：

当S＝m₁×t，且S≠m₂×T时，Y＝h×M×CQI_U；

当S＝m₂×T时，Y＝M×CQI_D；

其中，m₁＝1、2、3...，m₂＝1、2、3...；

所述发送端在S时刻使用对应的Y值进行所述发送策略的调整。

4.如权利要求1所述时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法，其特征在于，所述根据所述差异值修改第二周期T进一步包括：

设置T＝n×t，n为正整数，并设置两个门限值G₃≤G₄，在所述第二周期T内的每个所述第一周期t，所述接收端均获取下行信道质量指示CQI_D，并在所述第二周期T末计算所述第二周期T内下行信道质量指示的平均值、极值或标准差且反馈至所述发送端；所述发送端则对应计算所述第二周期T内在每个所述第一周期t获取的上行信道质量指示的平均值、极值或标准差；获取所述上、下行信道质量指示的平均值、极值或标准差的差值δ，如果|δ|＜G₃，则延长所述第二周期T；如果G₃≤|δ|＜G₄，则保持所述第二周期T不变；如果|δ|≥G₄，则缩短所述第二周期T。

5.如权利要求1所述时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法，其特征在于，所述根据所述差异值修改CQI_U的加权修正系数h的值包括：

设置两个门限值G₅≤G₆，如果所述差异值小于G₅，则增大所述加权修正系数h；如果所述差异值大于G₆，则减小所述加权修正系数h；否则保持所述加权修正系数h大小不变。

6.如权利要求1所述时分双工系统中综合应用双向信道质量指示的方法，其特征在于，所述调整发送策略进一步包括：

根据获取的信道质量指示CQI对自适应编码调制过程、和/或空口资源管理及调度过程、和/或功率控制过程进行调整。

7.一种时分双工通信系统，包括发送端及接收端，其特征在于，所述发送端包括上行信道质量指示测量单元及发送策略单元；所述接收端包括下行信道质量指示测量单元及信息反馈单元，

8.如权利要求7所述的时分双工通信系统，其特征在于，所述发送策略单元进一步包括权值计算子单元及策略调整子单元，

所述权值计算子单元根据预设的加权系数在所述第一周期t及第二周期T分别计算上、下行信道质量指示的加权值：设所述调整发送策略中信道质量指示的加权值为Y，下行信道质量指示加权系数为M，并设置上行信道质量指示的加权修正系数0＜h＜1，则

在所述第一周期t，所述权值计算子单元计算Y＝h×M×CQI_U；

在所述第二周期T，所述权值计算子单元计算Y＝M×CQI_D；

所述策略调整子单元在所述第一周期t及第二周期T分别使用所述权值计算子单元获取的对应Y值对所述发送策略进行调整。

9.如权利要求8所述的时分双工通信系统，其特征在于，设置T＝n×t，n为正整数，并设发送策略的调整时刻为S，则

当S＝m₁×t，且S≠m₂×T时，所述权值计算子单元计算Y＝h×M×CQI_U；

当S＝m₂×T时，所述权值计算子单元计算Y＝M×CQI_D；

其中，m₁＝1、2、3...，m₂＝1、2、3...；

则所述策略调整子单元在S时刻使用所述权值计算子单元获取的对应Y值对所述发送策略进行调整。

10.如权利要求7所述的时分双工通信系统，其特征在于，

设置T＝n×t，n为正整数，则所述信息反馈单元在所述第二周期T内的每个所述第一周期t均反馈所述下行信道质量指示，所述差异计算单元通过计算获取所述第二周期T内每个所述第一周期t的上、下行信道质量指示的平均值、极值、或标准差的差值δ；所述周期修改单元设置门限值G₃≤G₄，并比较：如果|δ|＜G₃，则延长所述第二周期T；如果G₃≤|δ|＜G₄，则保持所述第二周期T不变；如果|δ|≥G₄，则缩短所述第二周期T。

11.如权利要求7所述时分双工通信系统，其特征在于，所述系数修改单元根据所述差异计算单元获取的差异值对所述加权修正系数h进行修改包括：设置两个门限值G₅≤G₆，如果所述差异值小于G₅，则增大所述加权修正系数h；如果所述差异值大于G₆，则减小所述加权修正系数h；否则保持所述加权修正系数h大小不变。