CN101287260A

CN101287260A - 一种下行信道质量上报方法和设备

Info

Publication number: CN101287260A
Application number: CNA2007101005835A
Authority: CN
Inventors: 巢志骏; 张俊; 张贤孝; 顾华德
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2027-04-11
Also published as: CN101287260B

Abstract

本发明实施例公开了一种下行信道质量(CQI)上报方法，用户终端(UE)测量当前各物理资源块(RBG)的CQI，并计算所述CQI与前一时刻CQI的变化结果；根据所述变化结果为当前各RBG的CQI分别选择子载波分布方式；根据所选择的子载波分布方式将所述当前各RBG的CQI上报给基站(NodeB)。本发明实施例还同时公开了一种下行CQI上报设备，应用该方法和设备能够灵活地上报所有RBG的CQI。

Description

一种下行信道质量上报方法和设备

技术领域

本发明涉及正交频分多址接入(OFDMA)技术，特别涉及一种在OFDMA系统中下行信道质量上报方法和设备。

背景技术

OFDMA是一种将正交频分复用(OFDM)和频分复用(FDMA)技术相结合而形成的OFDM多址技术，该技术将带宽资源划分为若干个子载波，这些子载波按照两种方式进行分布，即连续子载波分布以及分布式子载波分布。

其中，连续子载波分布方式是指将若干个连续子载波分配给一个用户，这种方式下系统可以通过频域调度选择较优的用户进行数据传输，从而获得多用户分集增益，而且，该方式能够降低信道估计的难度。但这种方式获得的频率分集增益较小，用户平均性能较差。分布式子载波分布方式是指将分配给一个用户的子载波分散到整个带宽，从而获得较大的频率分集增益。但这种方式下的信道估计较为复杂，而且无法采用频域调度。

图1为连续子载波分布方式以及分布式子载波分布方式示意图，其中，图(a)为连续子载波分布方式示意图，该方式下，用户1、用户2以及用户3分配到的子载波均为若干个连续的子载波；而图(b)为分布式子载波分布方式示意图，该图中，用户1、用户2以及用户3所分配到的子载波被分散到了整个带宽中。

当前，在OFDMA系统的子载波分布机制中，若干个子载波被划分成一个物理资源块(PRB)，而不同的PRB又被划分成几个物理资源块组(RBG)，用户终端(UE)测量不同RBG的信道质量(CQI)，并将测量到的各RBG的CQI上报给基站(NodeB)，NodeB根据接收到的各RBG的CQI为UE调度数据或者资源。

由于OFDMA系统中需要支持的UE比较多，因此，UE向NodeB上报CQI的上报机制将直接影响到OFDMA系统的性能：如果上报消息过大，将导致系统由于信令开销过大而造成有效传输速率的降低；如果上报消息过小，不能及时地上报CQI，将会导致NodeB无法根据UE上报的内容合理地调整调度结果，从而导致系统吞吐量下降，甚至造成丢包率上升，进而影响OFDMA系统为UE提供服务的质量。因此，合理设计UE上报机制对于提高OFDMA系统的性能至关重要。

现有技术中的上报机制主要包括以下三种：

一种为利用前一次CQI测量结果以及差值信息来上报当前CQI测量结果的方式。这种上报方式有多种实现方案，主要包括以下三种：

1、UE测量各个RBG的CQI后，随机选择其中某个，比如第一个RBG的CQI的调度编码方案(MCS)的绝对值，上报给NodeB；并以此CQI的MCS绝对值作为基准，上报其它RBG的CQI的MCS绝对值与该绝对值的差值。

2、UE测量各个RBG的CQI，并计算此次测量到的各CQI的MCS绝对值与上一次测量到的对应的各RBG的CQI的MCS绝对值之间的差值，将该差值上报给NodeB。

3、将1和2两种方式相结合，即：UE按照1中所述方式上报当前各RBG的CQI；此后，当各RBG的CQI发生变化时，UE按照2中所述方式周期性地向NodeB上报两次比较所得的差值。

用两个比特(BIT)位来表示某个RBG的CQI的MCS的绝对值，用1个BIT位来表示两次比较所得差值。

但是，这种上报机制的问题在于：当CQI变化较大时，单比特表示差值的方式由于跟踪速度较慢，可能会跟踪不上CQI的变化；虽然周期性地上报CQI的方式能够从一定程度上弥补由于跟踪不上CQI变化而造成的误差，但这种方式增大了上报信息量，可能会导致前面提到的系统由于信令开销过大而造成有效传输速率降低的问题。

另一种上报机制为对测量到的各RBG的CQI进行离散余弦变换(DCT)后进行上报的方式。UE测量到各RBG的CQI后，对各CQI进行DCT变换，并将DCT变换后得到的数据进行量化，将量化后的各个点上的数据依次上报给NodeB；如果CQI发生变化，则重复上述上报过程。

该上报机制的问题在于：每传送一个点的DCT数据都需要较多的BIT位，如果上报较多点的数据，就会造成上报消息过大；但是，如果上报的数据点较少，又会造成NodeB根据接收到的数据进行离散余弦逆变换(IDCT)时，得到的CQI可能和真实的CQI差别较大，即产生较大失真。而且，当失真造成上报到NodeB的CQI比实际的CQI高时，可能造成系统比较严重的丢包现象。此外，当CQI发生变化时，该上报机制需要从第一点开始重新上报所有的DCT数据，这将使得NodeB得到的关于CQI的数据始终不是准确值，进而导致NodeB为UE提供的服务质量一直较差。再有就是该上报机制需要UE和NodeB两端分别进行DCT和IDCT运算，计算量较大。

第三种上报机制为利用位图(BITMAP)和MCS指示位进行上报的方式。该上报方式利用BITMAP和四比特的MCS指示位(即0000～1111)上报对应的MCS大于MCS指示位所表示的值N的RBG的CQI：如果某RBG对应的MCS大于N，则该RBG对应的BITMAP位设置为1，否则设置为0。其中，N的取值大小可根据带宽以及上报策略设定。举例说明，假设当前MCS指示位所表示的值N为0100，UE在测量出当前全部RBG(假设10个)的CQI后，比较各CQI对应的MCS是否大于0100，如果大于，则将BITMAP中对应的比特位设置为1，否则设置为0。

这种上报机制的上报消息较小，但是，这种上报方式只能上报有限的几个RBG，相应地，NodeB只能获知这有限的几个RBG的CQI能够支持给定的MCS，如前面假设的0100，而对于其它的RBG，NodeB只能获知它们不能支持给定的MCS，但却无法具体获知支持或不支持该MCS的RBG的CQI的大小到底是多少。因此，在多用户的情况下，会对NodeB的调度产生较大的影响，为了上报较高的MCS，只能上报较少的RBG的CQI，相应地，如果要上报较多的RBG的CQI，只能使用比较低的MCS，但这将影响到系统的吞吐量。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种下行CQI上报方法及设备，能够灵活地上报所有RBG的CQI。

一种下行信道质量CQI上报方法，所述方法包括：

用户终端UE测量当前各物理资源块RBG的CQI，并计算所述CQI与前一时刻CQI的变化结果；

根据所述变化结果为当前各RBG的CQI分别选择子载波分布方式；

根据所选择的子载波分布方式将所述当前各RBG的CQI上报给基站NodeB。

一种下行CQI上报设备，该设备包括：测量模块、选择模块以及上报模块，其中，

所述测量模块，用于测量当前各RBG的CQI，并计算当前各CQI与前一时刻CQI的变化结果，将计算得到的各CQI变化结果发送给所述选择模块，将测量到的当前各RBG的CQI发送给所述上报模块；

所述选择模块，用于根据所述各CQI变化结果为当前各RBG的CQI分别选择子载波分布方式；

所述上报模块，用于根据所述选择模块所选择的子载波分布方式将所述当前各RBG的CQI上报给NodeB。

可见，采用本发明实施例的技术方案，UE能够根据测量到的CQI变化结果，灵活地选择CQI上报方式，而且，对应于不同的上报方式，UE能够利用之前的上报信息，进行追加上报或修正以前的上报结果，从而实现逐层上报。

附图说明

图1为连续子载波分布方式以及分布式子载波分布方式示意图；

图2为本发明方法总体流程图；

图2A为本发明上报消息组成结构示意图；

图3为本发明方法较佳实施例流程图；

图3A为采用分布式子载波分布方式时的上报消息较佳实施例组成结构示意图；

图3B为采用连续子载波分布方式时的上报消息较佳实施例组成结构示意图；

图3C为采用连续子载波分布方式时的上报消息另一个较佳实施例组成结构示意图；

图4为本发明设备组成结构示意图；

图5为本发明上报模块组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步地详细说明。

图2为本发明方法总体流程图，如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：UE测量当前各RBG的CQI，并计算当前各CQI与前一时刻CQI的变化结果。

本步骤中所提到的前一时刻可以设置为几帧之前，比如，每隔10帧进行一次测量；UE测量当前各RBG的CQI的方式为现有技术，此处不再介绍。

步骤202：UE根据上述变化结果为当前各RBG的CQI分别选择子载波分布方式，并根据所选择的子载波分布方式将当前各RBG的CQI上报给NodeB。

本步骤中的子载波分布方式包括连续子载波分布方式以及分布式子载波分布方式，UE选择子载波分布方式的步骤为：UE在测量到各CQI变化结果后，根据各CQI变化结果计算CQI变化特征值，比如，该CQI变化特征值可以为各CQI变化结果的平均值，并将该CQI变化特征值与预先设定的第一门限值进行比较，若该CQI变化特征值大于第一门限值，则选择分布式子载波分布方式；若CQI变化特征值小于或等于第一门限值，则选择连续子载波分布方式。前面已经介绍，分布式子载波分布方式下的各子载波分布于整个带宽中，所以，相比于各子载波连续分布的连续子载波分布方式，其CQI变化必然更大。

根据所选择的子载波分布方式的不同，UE将当前各RBG的CQI上报给NodeB的方式也不同，分别为：

若采用连续子载波分布方式：首次上报时，UE向NodeB上报当前使用最高级的MCS的RBG的CQI；再次上报时，UE计算当前CQI变化特征值，该当前CQI变化特征值为：当前各RBG的CQI变化结果平均值或当前已经上报了CQI的各RBG的CQI变化结果平均值，并判断该CQI变化特征值是否在预先设定的第二门限值之内：若该CQI变化特征值在第二门限值之内，则UE继续上报使用首次上报时的最高级的下一级MCS的RBG的CQI，当再次上报的某个RBG对应的MCS与前一次上报的该RBG对应的MCS不一致时，用本次上报的结果替换原有结果；若不在第二门限值之内，UE根据当前CQI变化结果重新选择子载波分布方式，根据新选择的子载波分布方式向NodeB上报变化后各RBG的CQI，并清空以前上报结果。

若采用分布式子载波分布方式：UE计算当前各RBG的CQI对应的MCS的平均值，并将此平均值作为全部RBG的CQI对应的MCS上报给NodeB。

上面所提到的第一门限值以及第二门限值的大小可根据经验设定，本领域技术人员根据本申请的描述，能够较为容易的获知在实际应用中如何设定第一门限值以及第二门限值。

UE将各RBG的CQI上报给NodeB的方式为：UE通过上报消息将各RBG的CQI上报给NodeB。图2A为本发明上报消息组成结构示意图，如图2A所示，该上报消息由MCS指示位、控制位以及BITMAP组成。其中，MCS指示位包括N个比特位，一般情况下N等于4，用于标识当前上报的MCS值，即0000～1111；控制位包括一个比特位，设置为1或0，用于标识当前上报MCS指示位所表示的MCS值时，是否需要清空以前的上报结果；BITMAP包括M个比特位，分别设置为1或0，用于标识该比特位对应的RBG是否能够使用MCS指示位所表示的MCS值，M的取值等于当前信道中RBG的数量，一旦信道带宽固定，M的取值大小即固定。

图3为本发明方法较佳实施例的流程图，如图3所示，包括以下步骤：

步骤301：UE测量当前各RBG的CQI，并计算当前各CQI与前一时刻相比的变化结果。

本实施例中，假设信道中共包括5个RBG，其CQI对应的MCS分别为0010、0101、1001、0100以及0101，如何确定各CQI对应的MCS为现有技术，比如，可以规定取值大于A且小于B的CQI对应的MCS为1001，而取值大于B且小于C的CQI对应的MCS为1010，其它类似，落在每一个不同范围之内的CQI，其对应的MCS即为该范围对应的MCS。

步骤302：UE计算各CQI变化结果的平均值，并判断该平均值是否大于预先设定的第一门限值，若大于，则执行步骤303；否则，执行步骤304。

步骤303：UE选择分布式子载波分布方式，计算当前各RBG的CQI对应的MCS的平均值，并将此平均值作为当前全部RBG的CQI对应的MCS上报给NodeB。

本实施例中，MCS的平均值为(0010+0101+1001+0100+0101)/5＝0101，UE将0101作为当前全部RBG的CQI对应的MCS上报给NodeB，图3A为该上报消息的组成结构示意图，如图3A所示，MCS的四比特指示位设置为0101；控制位设置为1，表示采用分布式子载波分布方式上报CQI时需要清空之前上报结果；BITMAP的5个比特位均设置为0，表示对应位置的RBG均使用0101的MCS值来上报各自对应的CQI，也就是说，在本实施例中，无论各RBG对应的原始MCS是什么，在上报时均用0101表示。

相应地，NodeB在接收到该上报消息后，按照全部5个RBG的MCS均为0101为该用户进行资源或数据调度。

本次上报完成，需要进行下一次CQI上报时，跳转到步骤302。

步骤304：UE选择连续子载波分布方式，向NodeB上报当前使用相对最高级的MCS的RBG的CQI。

步骤301中已经提到，本实施例中的5个RBG对应的MCS分别为0010、0101、1001、0100以及0101，显然，相对级别最高的MCS为1001，那么在本步骤中，UE将使用1001的MCS的RBG的CQI上报给NodeB，上报消息的格式如图3B所示，其中，MCS指示位设置为1001，表示当前上报的MCS的值；控制位设置为0，表示本次上报无需清空之前上报结果；BITMAP的5个比特位中，第三个比特位设置为1，表示第三个RBG使用该MCS向NodeB上报其对应的CQI，其余比特为设置为0，表示第一、二、四以及第五个RBG不能使用该MCS向NodeB上报其对应的CQI。

步骤305：UE判断当前各CQI变化结果的平均值是否大于预先设定的第二门限值，若不大于，则执行步骤306，否则，执行步骤302。

再次上报时，UE测量当前各RBG的CQI以及CQI变化结果，并计算各CQI变化结果的平均值，判断该平均值是否大于预先设定的第二门限值：若不大于，则执行步骤306，继续上报步骤301中所测量的到的RBG的CQI对应的MCS；否则，执行步骤302，并在再次上报时，将控制位设置为1，即清空以前上报结果。

步骤306：UE继续上报使用相对于上次上报时的MCS级别的下一级的MCS的RBG的CQI。

UE继续上报使用相对于取值为1001的MCS的下一级的MCS的RBG的CQI，本实施例，取值为1001的MCS的下一级MCS为0101，则该上报消息的格式如图3C所示，其中MCS指示位设置为0101，控制位设置为0；BITMAP的第二和第五比特位设置为1，其余比特位设置为0，表示第二个和第五个RBG可以使用该MCS上报其对应的CQI。

本步骤之后，返回到步骤305，UE再一次判断当前CQI的变化结果平均值是否在第二门限值之内，若在，则重复执行步骤306，上报取值为0100的MCS对应的RBG的CQI；否则，执行步骤302。

相应地，NodeB根据接收到的各RBG对应的MCS为该UE进行资源或数据调度：NodeB既可以是在接收到全部RBG对应的MCS后再为该UE进行资源或数据调度，也可以是在接收过程中即为该UE进行资源或数据调度，并在随后的接收过程中进行适当的调整。

图4为本发明设备组成结构示意图，如图4所示，该设备包括：测量模块401、选择模块402以及上报模块403。

测量模块401，用于测量当前各RBG的CQI，并计算当前各RBG的CQI与前一时刻CQI的变化结果，并将计算得到的各CQI变化结果发送给选择模块402，将测量到的当前各RBG的CQI发送给上报模块403；

选择模块402，用于接收来自测量模块401的各CQI变化结果，根据所述变化结果分别选择子载波分布方式，并将所选择的子载波分布方式发送给上报模块403；

上报模块403，用于接收来自测量模块401的当前各RBG的CQI，以及来自选择模块402的子载波分布方式选择结果，并根据选择模块402所选择的子载波分布方式将当前各RBG的CQI上报给NodeB。

其中，选择模块402中预先存储有第一门限值，选择模块402接收来自测量模块401的CQI变化结果，并计算CQI变化特征值，若该CQI变化特征值大于第一门限值，则选择模块402选择分布式子载波分布方式，并将选择结果发送给上报模块403；若该CQI变化特征值小于或等于第一门限值，选择模块402选择连续子载波分布方式，并将选择结果发送给上报模块403。

上报模块403具体包括：指示子模块4031、第一上报子模块4032以及第二上报子模块4033，如图5所示，图5为上报模块403组成结构示意图。

指示子模块4031，用于根据选择模块402所选择的子载波分布方式进行上报指示，当选择模块402选择连续子载波分布方式，则向第一上报子模块4032发送上报指示，当选择模块402选择分布式子载波分布方式，则向第二上报子模块4033发送上报指示；

第一上报子模块4032，用于接收来自测量模块401的当前各RBG的CQI，根据指示子模块4031的上报指示，通过连续子载波分布方式向NodeB上报当前使用最高级的MCS的RBG的CQI；接收来自测量模块401的当前各CQI变化结果，根据当前各CQI变化结果计算CQI变化特征值，当CQI变化特征值在预先设定的第二门限值内，继续上报使用最高级的下一级的MCS的RBG的CQI；当CQI变化特征值不在预先设定的第二门限值内，通知选择模块402重新选择子载波分布方式；

第二上报子模块4033，用于接收来自测量模块401的当前各RBG的CQI，计算各RBG的CQI对应的MCS的平均值，并根据指示子模块4031的上报指示将计算出的MCS的平均值作为全部RBG的CQI对应的MCS上报给NodeB。

可见，采用本发明实施例的技术方案，UE能够根据测量结果，为自己灵活地选择合适的子载波分布方式，以进行CQI上报；而且，UE能够利用之前的上报信息，进行追加上报或修正以前的上报结果，从而实现从粗线条到细线条的逐层上报；当CQI变化比较小时，可以为NodeB提供所有RBG的CQI，当CQI变化比较大时，可以利用控制位清空之前上报结果，以实现有效地跟踪CQI变化，提高NodeB的调度性能；此外，本发明所述方法中的上报消息较小，只有N+1+M位，不会造成OFDMA系统由于信令开销过大而引起的有效传输速率降低问题。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种下行信道质量CQI上报方法，其特征在于，所述方法包括：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子载波分布方式为分布式子载波分布方式或连续子载波分布方式。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述UE根据所述变化结果为当前各RBG的CQI分别选择子载波分布方式的方法为：

所述UE根据所述变化结果计算CQI变化特征值，若所述CQI变化特征值大于预先设定的第一门限值，则所述UE选择分布式子载波分布方式；若所述CQI变化特征值小于或等于所述第一门限值，则所述UE选择连续子载波分布方式。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述CQI变化特征值为各RBG的CQI变化结果的平均值。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述UE选择连续子载波分布方式，则所述UE将当前各RBG的CQI上报NodeB的方式为：

首次上报时，所述UE向NodeB上报当前使用最高级调制编码方案MCS的RBG的CQI；

再次上报时，所述UE计算当前CQI变化特征值，若所述CQI变化特征值在预先设定的第二门限值之内，则所述UE继续上报使用首次上报时最高级下一级的MCS的RBG的CQI；若所述CQI变化特征值不在所述第二门限值之内，所述UE根据所述当前各CQI变化结果重新选择子载波分布方式，根据所选择的子载波分布方式向NodeB上报变化后各RBG的CQI，并清空以前的所有上报结果。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述CQI变化特征值为当前各RBG的CQI变化结果的平均值，或者为当前已经上报CQI的各RBG的CQI变化结果的平均值。

7、根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，若所述再次上报的RBG的CQI对应的MCS与上一次上报的该RBG的CQI对应的MCS不一致，则用本次上报的结果替换原有结果。

8、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述UE选择分布式子载波分布方式，则所述UE将当前各RBG的CQI上报NodeB的方式为：

所述UE计算各RBG的CQI对应的MCS的平均值，并将此平均值作为全部RBG的CQI对应的MCS上报所述NodeB。

9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UE通过上报消息将当前各RBG的CQI上报给NodeB，所述上报消息包括：

MCS指示位，用于标识当前上报的MCS值；

控制位，用于标识在上报所述MCS指示位所表示的MCS值时，是否需要清空以前的上报结果；和

位图BITMAP，用于标识各比特位对应的RBG是否能够使用所述MCS指示位所表示的MCS值进行CQI上报。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述BITMAP的比特位数等于当前信道中RBG的数量。

11、一种下行CQI上报设备，其特征在于，该设备包括：测量模块、选择模块以及上报模块，其中，

所述选择模块，用于根据所述各CQI变化结果，为当前各RBG的CQI分别选择子载波分布方式；

所述上报模块，用于根据所述选择模块所选择的子载波分布方式，将所述当前各RBG的CQI上报给NodeB。

12、根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述上报模块具体包括：指示子模块、第一上报子模块以及第二上报子模块；

所述指示子模块，用于根据所述选择模块所选择的子载波分布方式进行上报指示，当所述选择模块选择连续子载波分布方式，则向所述第一上报子模块发送上报指示，当所述选择模块选择分布式子载波分布方式，则向所述第二上报子模块发送上报指示；

所述第一上报子模块，用于接收来自所述测量模块的当前各RBG的CQI，根据所述指示子模块的上报指示，通过连续子载波分布方式向NodeB上报当前使用最高级MCS的RBG的CQI；接收来自所述测量模块的当前各CQI变化结果，根据所述当前各CQI变化结果计算CQI变化特征值，当所述CQI变化特征值在预先设定的第二门限值内，继续上报使用所述最高级的下一级MCS的RBG的CQI；当所述CQI变化特征值不在预先设定的第二门限值内，通知所述选择模块重新选择子载波分布方式；

所述第二上报子模块，用于接收来自所述测量模块的当前各RBG的CQI，计算所述各RBG的CQI对应的MCS的平均值，并根据所述指示子模块的上报指示将所述MCS的平均值作为全部RBG的CQI对应的MCS上报给所述NodeB。