CN101291526A - 减少信息反馈量的自适应调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种多用户MIMO系统的自适应调度方法。发射端首先基于来自于多个接收终端的反馈信息统计码本中各向量或矩阵的报告次数；然后根据统计所得的报告次数，为码本中各向量或矩阵确定一组权值，并利用下行公共控制信令将该组权值通知所有接收终端。在通信过程中，根据需要更新这些权值。各接收终端接收通知的权值，计算信道质量信息，并利用所述权值对信道质量信息进行处理，并根据处理后的信道质量信息，进行预编码向量或预编码矩阵的选择以及反馈。发射端依据所有接收终端的反馈信息进行调度和传输。本发明可以在多用户MIMO系统中同时获得调度增益和较大的码本所带来的更高的量化精度等收益。

Description

减少信息反馈量的自适应调度方法和装置

技术领域

本发明涉及一种减少信息反馈量的自适应调度方法和装置，特别是涉及减少高速无线通信系统中自适应多数据流传输系统下的反馈信息量的方法和装置，可适用于各种蜂窝体制下的高速无线通信系统，及高吞吐量无线局域网系统。

背景技术

在高速数据通信系统中，多数据流同时传输可以有效地提升传输效率。多输入多输出(MIMO：Multiple-Input Multiple-output)系统即是多数据流传输系统的一个例子。多输入多输出系统的优势在于能够在空域提供多个可用子信道，从而可以通过诸如发射分集技术或空分复用技术等之类的不同传输技术获得分集增益和复用增益，由此而改善传输链路的误码性能，并提高频谱效率等。

在3GPP(3 Generation Partner Project：第三代合作伙伴计划)的多项提案中采用了多输入多输出系统。在多输入多输出系统中，利用预编码技术同时对多个数据流进行传输，在合适的信道状态之下，可以有效地提高信道的传输速率。

对于一般的MIMO系统，通常，将一个基站(发射端)在某个时刻仅与一个用户设备(接收终端)进行通信的情形称为单用户MIMO传输；将一个基站(发射端)在某个时刻同时与多个用户设备(接收终端)进行通信的情形称为多用户MIMO传输。

在D Gesbert，M Shafi，D Shiu等人发表的题为“From theory topractice：An overview of MIMO space-time coded wireless systems”的文章(参见IEEE JSAC，vol.21，No.3，April，2003.，下文称为文献1)中证明了采用单用户MIMO传输能提高一个用户的传输速率。而在Q.H.Spencer，C.B.Peel，A.Lee，M.Haardt发表的题为“An Introductionto the Multi-user MIMO Downlink”的文章(参见IEEE Commun.Mag.，vol.42，pp.60-67，October 2004.，下文称为文献2)中证明了多用户MIMO传输可以同时允许多个用户以空分复用的方式共享信道带宽资源，从而可以提高系统的吞吐量。

在采用MIMO技术的通信系统中，为了提升传输链路的可靠性和传输速率，广泛地采用了预编码技术。而预编码技术是基于发射端知道全部或部分信道状态信息这样的假设而执行的。因此，在很多情形下，接收端需要将信道状态信息反馈到发送端。

在诸如3GPP长期演进(3GPP LTE)等系统中，人们采用有限大小的码本来对MIMO传输信道进行表征。例如，在3GPP R1-070193，Panasonic，MIMOcodebook size discussion for both MU-and SU-MIMO中(下文称之为文献3)，一个含有16个4*1维向量的码本被用来表征任意可能的4*1维信道向量等。采用有限大小的码本的目的是通过量化的方法，减小反馈链路的负荷。例如，在上述例子中，接收端为了向发送端指示当前信道状况，只需要利用4比特反馈信息指示码本中的某个向量即可。一般情况下，码本的尺寸越大，即，码本中所包含的向量或矩阵的个数越多，表征信道衰落的精确程度越高，但所需要的反馈比特数目也就越多。

图1示出了现有技术中所采用的基于码本的反馈方法的示意图。在图1中，接收侧的信道估计器101对信道进行估计。完成信道估计后，将对信道向量或信道矩阵的估计值输出到信道量化和信道质量计算器103。信道量化和信道质量计算器103同时读取接收、发送两侧均预先知道的码本102，并从码本102中选择出最能准确表征信道估计器101输出的码本成员(成员可以是向量也可以是矩阵)，并计算采用所选择的码本成员进行预编码方案的情况下，所能达到的信道质量。然后，信道量化和信道质量计算器103将所选择的码本成员的序号以及相应的信道质量信息经由反馈链路发送到发射侧。

目前，还没有固定的模式供信道量化和信道质量计算器103用来选择码本成员。作为例子，D.J.Love，R.W.Heath，发表的题为“Limited feedback precodingfor spatial multiplexing systems”的文章(参见IEEE Globecom conference，2003，下文称为文献4)中给出了几种选择码本成员的方法。

在多用户MIMO传输的情况下，多个用户(例如K个，其中K为大于1的整数)同时执行图1中所示的操作流程。这种情况下，发射侧将收到K个用户的反馈信息。这些反馈信息包含K个用户所选择的码本成员序号，以及相应的信道质量信息。在多用户MIMO传输中，发射端所能同时与其通信的终端的数量与发射天线的数量、接收天线的数量以及各用户同时传输数据流的数量有关。目前，一个广泛接受的结论是，如果发射天线的总数为Mt，各用户所传输的数据流个数为N_k，则能够支持同时传输的用户个数L必须满足 $\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{N}_t\≤M_t.$ 文献2中揭示了该结论。

这种情况下，显然，当系统中处于激活状态(有数据传输需求的状态)的用户数量K较大时，不能同时对他们进行传输。为了解决这个问题，在多用户MIMO传输系统中，采用多用户调度的方法，从K个用户中，选择L个(L＜K)进行传输。

图2示出了多用户MIMO系统中多用户调度和传输的示意图。在图2中，发射端的多用户调度器201首先接收来自K个用户的反馈信息。然后，多用户调度器201基于这些反馈信息，采用某种多用户调度算法，选择L个用户作为同时传输的对象。多用户调度器201将L个所选用户的序号输出。另外，多用户调度器201的输出还包含L个用户的码本成员序号。此后，发射单元202基于多用户调度器201的输出，进行多用户信号的发送。

图3示出了MIMO多用户发射机的一般结构的示意图。图2中的多用户调度器201的输出信号提供给图3中的数据读取器301。数据读取器301根据多用户调度器201输入的信息，从相应用户的发送数据队列中取出数据，并将第一个用户的数据发送到调制和编码器302₁，将第二个用户的数据发送到调制和编码器302₂，……，依次类推，将第L个用户的数据发送到调制和编码器302_L。调制和编码器302₁，302₂，……，302_L将调制后的数据符号发送到各自对应的空域编码器305₁，305₂，……，305_L。空域编码器305₁，305₂，……，305_L根据图2中的多用户调度器201所输出的所有L个用户的码本成员序号，确定用户1，2，……，L的数据的空域预编码方式，并分别对调制和编码器302₁，302₂，……，302_L的输出进行空域预编码。所有L个空域预编码器的输出提供给信号加和器308。信号加和器308对所有预编码后的信号进行加和，并将加和结果输出至上变频器309。上变频器309将信号上变频到射频，并进行发送。

在图3中，空域预编码器305₁，305₂，……，305_L可以具有多种实施空域预编码的方法。在这些方法中，比较有代表性并且实际运用较多的是基于正交线性预编码的方案(第一类方案)，以及基于非正交线性预编码的方案(第二类方案)。

第一类方案的优点是完全消除了多用户的干扰，缺点是有可能在消除干扰的同时削弱有用信号的功率。第二类方法的优点在于能够在一定程度上避免削弱有用信号的功率，但其缺点是有残留的多用户干扰，对接收机算法的要求比第一类方案高。当采用上述两种方案的时候，一个共同的特征是：同时传输的L个用户的信道向量必须是正交或者接近与正交，才能够使接收端的信干噪出处在较高水平。这意味着，在多用户调度时，需要使信道条件尽量好，并且相互之间具有接近于正交的信道向量(若是信道矩阵，则其子空间相互正交)的多个用户选择出来进行同时传输。因此，一种可能的情形是，某个用户虽然自身信道条件较好，但其信道向量和其他用户的信道向量不正交，即可能引入较大的多用户干扰。这种情况下，该用户不能被调度传输。

现有的单用户MIMO传输和多用户MIMO传输都是基于有限大小的码本进行传输的情况下设计的。通常，码本具有图4所示的结构。码本可以包含多个矩阵，例如，图4中所示的401，402及403表示码本中的多个矩阵。在各矩阵中，可以包含多个向量。在图4所示的例子中，共有N个矩阵，每个矩阵包含M个向量(以下称该码本的大小为MN，或者称其为log₂(MN)比特码本。这是因为指示该码本中的某个向量共需要log₂(MN)比特)。

在图4中，401中包含的向量可以是相互正交的，也可以不相互正交，这种情况分别对应于正交预编码或非正交预编码。

对于单用户MIMO传输来说，码本中向量的个数越多，对信道向量表征的精度越高，但所需的反馈的比特数量也越大。因此，在系统设计时，为了确定码本的大小，需要在量化精度和反馈负荷两者之间折中。目前比较普遍的结论是，对于2根发射天线的系统，大小为MN＝8(3比特)的码本可以达到较好折中，而对于4根发射天线的系统，大小为MN＝16(4比特)的码本可以达到较好折中。文献3中揭示了相似的结论。

对于多用户MIMO传输，除了所述的量化精度和反馈负荷两者之外，在确定码本大小时，还需要考虑多用户调度算法的调度增益性能。当处在激活状态用户数量不太多(例如K的大小在20左右)时，随着码本大小的增加，调度增益性可能会减小。通常称这种现象为多用户MIMO传输中的调度冲突(Scheduling Conflict)。

图5示出了调度冲突的原理示意图。在图5中，参考标号501、502以及503为码本中的多个矩阵。假设在所有K个终端中，终端1和终端2所选择的码本向量为501中的向量，终端3所选择的码本向量为502中的向量等。在用户总数量较小或者适中的情况下，选择某个特定的矩阵(例如，501)中的码本向量的用户的数量较小。例如，假设共有K个用户，而码本中共包含N个矩阵，并且假设所有用户选择某个码本元素的概率是均匀分布的，那么选择同一个矩阵的用户数量的均值为K/N。这种情况下，可能发生这样一种情况：在图2中所示的调度器201进行多用户调度时，无法选择出M个用户，使得他们分别选择矩阵501中的M个向量。无法选择M个用户的原因是由于多用户传输时，同时进行传输的用户之间的相互干扰需要低于预定的门限值；无法选择M个用户的后果是无法在空域同时传输M个用户的数据，即无法获得空域的满复用增益，导致系统吞吐量的损失。这种现象称为调度冲突。

可以看到，由于调度冲突现象的存在，即使反馈负荷允许使用较大的码本，但考虑到系统容量的优化，也不能采用较大的码本。例如，在3GPPR1-063437，R1-070193中，为了避免调度冲突，在进行多用户MIMO传输时，采用与单用户MIMO传输相比较小的码本。文献3中揭示了通过大量系统仿真得到的实验结果，从中得出了多用户MIMO在2根发射天线和4根发射天线的情况下，分别采用MN＝4(2比特)的码本和MN＝8(3比特)的码本。

然而，这些方案的问题在于：1)为了获得多用户调度增益，在多用户MIMO传输时采用较小码本，不可避免地引入了更大的量化误差，从而使接收信噪比降低；2)多用户MIMO传输和单用户MIMO传输分别采用较小和较大的码本，导致不同的传输模式采用不统一的码本，在系统实施中，必须在两种码本模式中进行切换，提高了系统设计的复杂度。同时，如果采用频繁的切换，会引入较大的控制信令负荷。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少信息反馈量的自适应调度方法和装置，能够在多输入多输出多用户传输系统中减小反馈量，获得调度增益和较大的码本所带来的更高的量化精度等收益。

另外，在多输入多输出系统进行单用户或多用户传输时，可以采用同样大小的码本，从而避免牺牲其中之一的性能或者避免在两种码本中进行切换。

根据本发明的一个方面，提供一种无线通信系统中的自适应调度方法，包括步骤：发送端根据当前或预定时间段内码本中各元素或元素的组合被上报的频度，为这些元素或元素的组合分配一组权值，通过公共控制信道将分配的权值通知接收终端；接收端接收到权值通知后，从预先存储的码本中选择合适的码本元素，利用所述的权值对各码本元素的信道质量信息进行加权处理；接收端将所选择的码本元素的序号，和相应的信道质量信息反馈到发送端；发送端根据接收到的反馈信息，进行多用户调度和多用户多输入多输出传输。

根据本发明的另一个方面，提供一种无线系统中的自适应调度方法，包括步骤：发送端对码本元素进行分组，为各组码本元素分配权值；对所有分组对应的一组权值进行量化，和压缩处理，并通过下行公共控制信令通知接收端；接收端接收分配了权值的码本分组，根据所述码本分组计算信道质量信息，利用所述权值处理信道质量信息；根据处理后的信道质量信息，选择预编码向量或预编码矩阵并反馈到发送端；和发射端根据接收端反馈的信息进行多用户调度和传输。

根据本发明的再一个方面，提供一种无线通信系统中的自适应调度装置，所述无线通信系统包括发送端和接收端，所述发送端包括：码本分组单元，用于对码本进行分组；初始权值计算单元，用于按照码本分组计算初始的权值，和通过公共控制信道向接收端通知初始权值；权值更新单元，用于根据从反馈链路接收的反馈信息来判断是否满足权值更新条件，并在满足权值更新条件的情况下对权值进行更新；多用户调度单元，用于根据接收端反馈的合适的码本元素及其相应的信道质量指示信息，以及更新的权值或选择的权值组合进行多用户调度，接收端包括：权值读取器，用于从公共控制信道相应部分，读取初始权值或更新权值；信道量化和信道质量计算器，用于计算对应于不同码本元素的信道质量指示信息；信道质量指示信息处理器，用于利用所述权值对所述信道质量指示信息进行加权处理；码本元素选择单元，根据加权后的信道质量信息，选择合适的码本元素，并将码本元素的序号连同相应的信道质量指示信息反馈到发送端。

根据本发明，多用户MIMO传输时，可以采用尺寸较大的码本，但并不会引入调度增益的损失，可以同时获得调度增益和量化精度较高的优点。

另外，根据本发明，多用户MIMO传输和单用户MIMO传输可以采用大小统一的一套码本，降低了系统设计的复杂度，避免使用不同码本可能带来信令负荷，并且避免在多用户MIMO和单用MIMO传输中，牺牲一种模式的性能来改善另外一种模式的性能。

附图说明

通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：

图1是说明现有技术中基于码本的反馈方法的示意图；

图2是说明现有技术的多用户MIMO系统中的多用户调度和传输的示意图；

图3是说明现有技术的MIMO多用户发射机的结构示意图；

图4是说明码本的结构的示意图；

图5是说明调度冲突的原理示意图；

图6是说明根据本发明实施例在发送端分配、更新以及通知权值的流程图；

图7是说明根据本发明实施例在接收端接收到更新后的权值、计算并反馈码本元素序号和信道质量信息的示意图；

图8是说明发射端对码本元素进行分组的示意图；

图9是说明发射端为各分组分配权值的示意图；

图10是说明根据本发明的权值更新器的结构示意图；

图11是说明根据本发明实施例将权值通过公共控制信道通知所有接收终端的示意图；

图12是说明采用图11所示的B02方式时发送端对一组权值进行整体量化及接收端对进行读取的示意图；

图13是说明根据本发明实施减少信息反馈量的自适应调度方法的发送端的一种配置的实施例；和

图14是说明根据本发明实施减少信息反馈量的自适应调度方法的接收端的一种配置的实施例

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。

根据本发明实施例的多用户MIMO传输系统的自适应调度算法，在发送端，根据当前或以前某段时间内，码本中各元素(或码本中元素的组合)被上报的次数(或频度)，为这些元素(或元素的组合)分配一组权值。应该指出，在系统运行过程中，可根据需要对权值进行动态调整。然后，发射端通过公共控制信道将初始权值或更新后的权值通知所有接收终端。接收端接收到发送端发送的权值通知后，读取并存储发送端发送的权值。各接收端从码本中选择最合适的元素，利用所述的一组权值对各码本元素的信道质量信息进行加权处理，这些权值处理所计算的信道质量信息，并根据加权后的信道质量信息来选择接收端中存储的最合适的码本元素(码本中最合适的向量或者矩阵)。此后，终端将所选择的码本元素的序号，连同相应的信道质量信息反馈到发送端。发送端基于所有接收终端的反馈信息，进行多用户调度和多用户MIMO传输。

参考图6说明根据本发明实施例在发送端分配、更新以及通知权值的流程。如图6所示，在步骤S601中，发射端中的码本分组器对码本分组(对码本的分组方法将在后面描述)。此后，初始权值计算器计算出初始的权值，并在步骤S603将初始的权值通过公共控制信道通知所有接收终端。接下来，在步骤S604，发射端按预定时间间隔周期性地判断是否满足权值更新条件。如果在步骤S604判断不满足权值更新条件，流程则进行到步骤S607，经过预定时间的延迟后再进行判断。如果在步骤S604判断满足权值更新条件，则在步骤S605利用权值更新器对权值进行更新。然后，在步骤S606将初始或更新的权值通过公共控制信道通知给各个接收终端。

就是说，在通信过程中，可以根据需要更新这些权值。各接收终端首先对权值进行接收；然后计算信道质量信息，并利用所述权值对信道质量信息进行处理，并根据处理后的信道质量信息，进行预编码向量或预编码矩阵的选择以及反馈。发射端依据所有接收终端的反馈信息进行调度和传输。

作为权值更新方法的一种实施方式，可以由发送端设定一个计时器，在初始权值确定后开始计时，计时的基本时间单位可以是时隙或调度周期，当计时器的计时时间到达预定门限值后，则设定当前状态为“满足权值更新条件”。当权值更新后，计时器重新开始计时，并设定当前状态为“不满足权值更新条件”，并重复前面的过程。

作为权值更新方法的另一种实施方式，发送端可以为系统的负荷(例如处于激活状态的用户的数目以及用户所要求的业务类别、基本的传输速率等)的变化量(与前次判断是否进行权值更新的时刻相比)设定预定门限值。当系统负荷的变化量超过预定门限值时，则设定当前状态为“满足权值更新条件”。

作为权值更新方法的再一种实施方式，可以为发送端的调度器性能设定门限，当调度器的性能低于预定门限时，设定当前状态为“满足权值更新条件”。调度器性能可以是，例如，调度增益等性能。根据本发明，调度增益可以是采用调度器之后与未采用调度器时的性能差异。

图8示出了发射端中的码本分组器对码本进行分组的方法的示意图。在图8中，码本包含NM个向量，其中每M个向量可以构成一个正交组，例如，码本中的矩阵801，802和803都是正交组。通常，如果发射天线的数量为M，那么正交组中相互正交的M维向量的个数最大为M。码本分组器对码本进行分组时，可以将每个正交组，例如，801，802和803等，各分为一组，也可以将某个正交组内部的多个元素分为一组。例如，804表示含有两个向量的码本元素组合，805表示含有一个向量的码本元素组合等。码本分组器完成对码本元素分组后，初始权值计算器为每个码本元素分组分配一个权值。

图9示出了发射端为各码本分组分配权值的示意图。在图9中，数字标记902，903，904至905为一系列码本元素分组。初始权值计算器为这些分组各分配一个初始的权值。例如，如图9所示，向分组x分配的权值为Wx。在图9中，初始权值{W1，W2，…，Wx}可以全为1，也可以各不相等。设置初始权值的目的是发射端对所有接收终端反馈信息进行控制。在图9中设置初始权值的一种方式是：如果发射端期望在系统运行初始阶段，大多数的接收终端都选择某些码本元素组合中的码本元素，则应当为这些码本元素组合分配较大的权值，而为其他码本元素组合分配小的权值。

图10示出了权值更新器进行权值更新的示意图。在图10中，各分组报告次数统计器A01对当前反馈周期或者从当前周期反馈的所有用户中，选择各码本元素分组中的码本元素的用户数量。应该指出，本发明不限于此，也可以追溯到以前特定数量的反馈周期中，选择各码本元素分组中的码本元素的用户数量之和。各分组报告次数统计器A01将统计结果输送至更新权值计算器A02。更新权值计算器A02根据得到的统计结果计算一组新的权值{W1，W2，…，Wx}。

这组新的权值可以通过公共控制信道通知所有接收终端(如图6中的步骤S603所示)。

图11示出了将权值通过公共控制信道通知给所有接收终端的方式的示意图。在图11中，B01和B02分别表示两种可能的信令结构。这些信令应该由某种形式的公共控制信道来承载，其目的是使所有接收终端都能适时并且正确地接收到这些权值信息。在B01给出的信令结构中，公共控制信令中有若干个P比特块(含有P个比特的一个比特块)，每个比特块用来表示一个权值。比特块的个数可以等于权值的个数，也可以小于权值的个数。在比特块个数小于权值个数的情况下，发送端和接收端需要预先为没有分配比特块的权值设定默认值。P的大小可以由权值的量化精度来决定。就是说，在B01这种结构中，对应于各个分组的权值被各自独立地量化，并在公共控制信道的相应位置进行传输。

在B02给出的信令结构中，B021为一个Q比特块，用来表征当前的一组权值。就是说，在B02的结构模式中，对应于各个分组的权值作为一个组合被整体进行量化，并在公共控制信道的相应位置进行传输。在采用B02这种信令结构时，发送端和接收端需要预先确定2^Q个可能的权值组合。

图12示出了在采用B02所示的信令结构的情况下，发送端对一组权值进行整体量化以及接收端对权值进行读取的示意图。如图12所示，预先设定若干种(例如2^Q种，如图12中的C01至C03所示)权值组合方式。权值组合选择器C04从预先设定的所有权值组合中，选择出一组权值来表征当前最新的权值。选择方式可以采用均方误差最小或其它方式。选择的基本原则是使所选择出来的组合能够以最小的误差来表征当前最新的权值。接收端(C05)通过公共控制信道接收更新的权值，并从中读取Q比特的信息。此后，根据接收到的更新权值，识别当前通知的权值是预设2^Q个可能的权值组合中的哪一个。然后，从所识别的组合中，读取一组权值。

下面参考图7描述接收端接收到权值通知后从码本中选择最合适的元素的过程。如图7所示，在步骤S701，接收终端利用权值读取器读取通过公共控制信道传送的权值通知。在步骤S702，将权值提供给信道质量指示信息处理器。同时，信道质量指示信息计算器(参见图1所示的现有技术的描述)也将所计算的对应于不同码本元素的信道质量指示信息输送到信道质量指示信息处理器702。信道质量指示信息处理器702利用所述的权值对所述的信道质量指示信息进行处理。用对应于某个码本元素组合的权值对该组合中的元素的信道质量信息进行对应的处理。所述处理可以是线性的乘加，也可以是非线性函数。但处理的基本结果是使报告次数(参见图10中的有关描述)相对较大的码本组合中元素对应的信道质量指示信息加强(提升)，而报告次数相对较小的码本组合中元素对应的信道质量指示信息减弱(降低)。将处理后的信道质量指示信息输送到码本元素选择器。在步骤S703，码本元素选择器选择最合适的码本元素，并将其序号连同相应的信道质量指示信息反馈到发送端。由于权值是接收端、发送端所共知的，因此步骤S703可以输出处理过的信道质量信息，也可以输出真实值。

接下来，发送端根据接收端反馈的最合适的码本元素及其相应的信道质量指示信息进行多用户调度和传输。调度和传输的算法可以采用图2所示的现有技术的方法。但是，这里的多用户调度和传输是基于本发明前述过程所产生的反馈信息而进行的，因而产生了本发明的特殊效用。

下面参考图13描述实施减少信息反馈量的自适应调度方法的发送端的配置的一个实施例。为了简单起见，图13中只给出了与执行本发明的方法有关的单元，而省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。

如图13所示，发送端包括码本分组单元1301，初始权值计算单元1302，权值更新单元1303，计时器1304，权值组合选择单元1305，多用户调度单元1306，和发射单元1307。

发射端中的码本分组单元1301根据前述方法对码本进行分组，并将分组的码本提供给初始权值计算单元1302。初始权值计算单元1302按照提供的码本分组计算出初始的权值，并经发射单元1307将初始的权值通过公共控制信道向所有接收终端通知初始权值。

码本分组单元1301根据预设的码本对码本进行分组，并将分组的码本提供给初始权值计算单元1302。初始权值计算单元1302按照码本分组计算初始的权值，并经过发射单元1307通过公共控制信道向接收端通知初始权值。另外，权值更新器1303根据从反馈链路接收的反馈信息来判断是否满足权值更新条件，并在满足权值更新条件的情况下对权值进行更新。权值更新器1303可以根据诸如接收的反馈信息，调度单元的性能，统计的分组报告次数等之类的参数自适应地更新权值。另外，权值更新器1303可以根据计时器1304提供的时钟周期性地进行权值更新。权值更新器1303将更新的权值输出到权值组合选择单元1305。如前所述，发送端可以预先设定若干种权值组合方式(参见如图12)。权值组合选择单元1305从预先设定的所有权值组合中，选择出一组权值来表征当前最新的权值。

应该指出，权值组合选择单元1305并不是必需的，可以对各个分组的权值独立地进行量化，并在公共控制信道的相应位置进行传输。

多用户调度单元1306根据接收端反馈的最合适的码本元素及其相应的信道质量指示信息，以及更新的权值或选择的权值组合进行多用户调度，并通过发送单元1307向接收端通知调度结果。

下面参考图14描述实施减少信息反馈量的自适应调度方法的接收端的配置的一个实施例。为了简单起见，图14中只给出了与执行本发明的方法有关的单元，而省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。

如图14所示，接收端包括信道估计单元1401，权值读取单元1402，信道量化和信道质量计算单元1403，信道质量指示信息处理器1404，和码本元素选择单元1405。

接收端中的信道估计单元1401对接收信道进行估计。完成信道估计后，将对信道向量或信道矩阵的估计值输出到信道量化和信道质量计算单元1403。权值读取器1402读取公共控制信道相应部分，将权值输入到信道质量指示信息处理器1404。同时信道量化和信道质量计算器1403也将所计算的对应于不同码本元素的信道质量指示信息输入到信道质量指示信息处理器1404。信道质量指示信息处理器1404利用所述的权值对所述的信道质量指示信息进行处理。信道质量指示信息处理器1404用对应于某码本元素组合的权值对该组合中的元素的信道质量信息进行对应的处理，采用一组权值对各码本元素的信道质量信息进行加权处理，处理可以是线性的乘加，也可以是非线性函数。但处理的基本结果是：使得报告次数(图10有相关描述)相对较大的码本组合中元素对应的信道质量指示信息得到加强(提升)，而报告次数相对较小的码本组合中元素对应的信道质量指示信息得到减弱(降低)。信道质量指示信息处理器1404将处理后的信道质量指示信息输送到码本元素选择单元1405。码本元素选择单元1405根据加权后的信道质量信息，选择最合适的码本元素，并将其序号连同相应的信道质量指示信息反馈到发送端。由于权值是收、发两端所共知的，码本元素选择单元1405可以输出处理过的信道质量信息，也可以输出真实值。

根据本发明，在进行多用户MIMO传输时，可以采用尺寸较大的码本，但并不会引入调度增益的损失，因此可以同时获得调度增益和量化精度较高的益处。

另外，本发明后，多用户MIMO传输和单用户MIMO传输可以采用大小统一的一套码本设计。统一尺寸的码本，其益处在于降低了系统设计的复杂度，避免使用不同码本可能带来信令负荷；其益处还在于避免在多用户MIMO和单用MIMO传输中，牺牲一种模式的性能来改善另外一种模式的性能。

至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不应该被理解为被局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (21)

1.一种无线通信系统中的自适应调度方法，包括步骤：

发送端根据当前或预定时间段内码本中各元素或元素的组合被上报的频度，为这些元素或元素的组合分配一组权值，通过公共控制信道将分配的权值通知接收终端；

接收端接收到权值通知后，从预先存储的码本中选择合适的码本元素，利用所述的权值对各码本元素的信道质量信息进行加权处理；

接收端将所选择的码本元素的序号，和相应的信道质量信息反馈到发送端；

发送端根据接收到的反馈信息，进行多用户调度和多用户多输入多输出传输。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括发送端根据需要更新所述权值的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其中更新所述权值的步骤是由发送端周期性地更新所述权值，并通知接收端。

4.根据权利要求2所述的方法，其中更新所述权值的步骤是发送端根据系统的负荷的变化量设定预定门限值，当系统负荷的变化量超过预定门限值时更新所述权值，并通知接收端。

5.根据权利要求2所述的方法，其中更新所述权值的步骤是发送端根据调度器性能设定门限值，当调度器的性能低于预定门限时更新所述权值，并通知接收端。

6.根据权利要求2所述的方法，其中更新所述权值的步骤是根据当前系统负荷和调度参数的统计结果来计算一组新的权值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中各个分组的权值被各自独立地量化，并在公共控制信道的相应位置进行传输。

8.根据权利要求1所述的方法，其中各个分组的权值作为一个组合被整体进行量化，并在公共控制信道的相应位置进行传输。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括预定多种权值组合方式，发送端从预定的所有权值组合中选择出合适的一组权值来表征当前最新的权值并通知接收端，接收端接收更新的权值，根据接收到的更新权值，识别当前通知的权值是预定的权值组合中的哪一个，并从所识别的权值组合中，读取一组权值。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括接收端计算对应于不同码本元素的信道质量指示信息的步骤。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括利用所述权值处理所述信道质量指示信息的步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，其中处理所述信道质量指示信息是用对应于某个码本元素组合的权值对该组合中的元素的信道质量信息进行对应的处理。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述处理是加强与报告次数较大的码本组合中元素对应的信道质量指示信息，而降低与报告次数较小的码本组合中元素对应的信道质量指示信息。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括根据处理后的信道质量指示信息选择合适的码本元素，并将码本元素的序号与相应的信道质量指示信息反馈到发送端的步骤。

15.一种无线系统中的自适应调度方法，包括步骤：

发送端对码本元素进行分组，为各组码本元素分配权值；

对所有分组对应的一组权值进行量化，和压缩处理，并通过下行公共控制信令通知接收端；

接收端接收分配了权值的码本分组，根据所述码本分组计算信道质量信息，利用所述权值处理信道质量信息；

根据处理后的信道质量信息，选择预编码向量或预编码矩阵并反馈到发送端；和

发射端根据接收端反馈的信息进行多用户调度和传输。

16.一种无线通信系统中的自适应调度装置，所述无线通信系统包括发送端和接收端，

所述发送端包括：

码本分组单元，用于对码本进行分组；

初始权值计算单元，用于按照码本分组计算初始的权值，和通过公共控制信道向接收端通知初始权值；

权值更新单元，用于根据从反馈链路接收的反馈信息来判断是否满足权值更新条件，并在满足权值更新条件的情况下对权值进行更新；

多用户调度单元，用于根据接收端反馈的合适的码本元素及其相应的信道质量指示信息，以及更新的权值或选择的权值组合进行多用户调度，

接收端包括：

权值读取器，用于从公共控制信道相应部分，读取初始权值或更新权值；

信道量化和信道质量计算器，用于计算对应于不同码本元素的信道质量指示信息；

信道质量指示信息处理器，用于利用所述权值对所述信道质量指示信息进行加权处理；

码本元素选择单元，根据加权后的信道质量信息，选择合适的码本元素，并将码本元素的序号连同相应的信道质量指示信息反馈到发送端。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述发送端还包括权值组合选择单元，用于从预先设定的所有权值组合中，选择出一组权值来表征当前最新的权值。

18.根据权利要求16所述的装置，其中所述发送端还包括多用户调度单元，用于根据接收端反馈的最合适的码本元素及其相应的信道质量指示信息，以及更新的权值或选择的权值组合进行多用户调度。

19.根据权利要求16所述的装置，其中所述发送端还包括计时器，用于控制所述权值更新单元周期性地更新所述权值。

20.根据权利要求16所述的装置，其中所述接收端还包括各分组报告次数统计单元，用于对当前反馈周期或者从当前周期反馈的所有用户中，选择各码本元素分组中的码本元素的用户数量。

21.根据权利要求16所述的装置，其中所述接收端还包括更新权值计算单元，用于根据得到的统计结果计算一组新的权值。

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