CN101297501B - 用于mimo系统的网络控制反馈的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在选择性MIMO系统中，移动台提供针对一个或多个可能的传输模式的信道质量反馈。不论信道条件如何，移动台都提供针对第一模式的信道质量反馈，并且根据当前信道条件确定是否提供针对一个或多个附加模式的反馈。

Description

用于MIMO系统的网络控制反馈的方法和装置

发明背景

本发明涉及多输入多输出(MIMO)通信系统，更具体地，涉及用于限制MIMO系统中的反馈的方法和设备。

近年来，存在着对用于增强WCDMA系统中的高速下行链路分组(HSDPA)信道中数据速率的多输入多输出(MIMO)系统的极大兴趣。MIMO系统在传送器(transmitter)和接收器处使用多个天线来传送(transmit)和接收信息。接收器能够利用接收器处信号的空间维度(spatial dimension)，在不增加带宽的情况下实现较高的频谱效率和较高的数据速率。一种受到很大关注的MIMO体系结构是每天线速率控制(Per Antenna Rate Control PARC)体系结构。在PARC系统中，待传送的信息被分成多个流。每个流都被独立地编码和调制，然后被从相应的传送天线(transmit antenna)传送出去。编码率取决于信号与干扰加噪声比(SINR)。在接收器处，使用连续干扰消除(Successive Interference Cancellation SIC)来对每个流进行连续解码。

在传统的PARC系统中，传送天线的数量是固定的，且所有传送天线始终被用于将数据传送到移动台。然而，对于所有可能的操作条件，没有一种天线配置是最优的。可能存在这样的环境：其中使用少于全部传送天线是更为有利的。例如，当通信信道的信噪比较低时，当通信信道高度色散(dispersive)时，当天线间存在较大相关性时，或当接收器与传送器相比具有较少的天线时，就可能希望使用少于全部传送天线。同样，用户的数量和混合也可能影响天线选择。一般而言，根据通信信道条件、用户混合、和/或接收器配置来为特定传输模式选择性地选取传送天线，能够改进性能。在此将该过程称为天线选择。

对于WCDMA系统中的HSPDA信道，优选的是由基站控制天线选择，这是因为基站知道在调度(schedule)时所使用的资源分配。此外，只有基站知道每个用户的排队数据，这也会影响天线选择。然而，在基站执行天线选择，需要将信道条件从移动台反馈到基站，其中信道反馈的量与用户的数量成比例。当存在大量用户时，反馈的量可能会过多并且对其他上行链路信道的质量和可靠性造成不利影响。因此，所期望的是在 不牺牲性能的情况下尽可能地最小化反馈的量。

发明内容

本发明提供了一种用于在移动通信网络中控制信道质量反馈量的方法和设备，所述移动通信网络包括但不限于使用天线选择的MIMO系统。传送站(通常是基站)确定传输模式，即被传送的信息流的数量，而接收站(通常是移动台)为每个模式确定天线选择。接收站向传送站提供信道质量反馈，以使得基站处的调度器能够对一个或多个接收站进行调度。

在基站实现反馈控制机制，以控制反馈负载。对于第一传输模式，不论信道条件如何，移动台都发送信道质量反馈。对于较高阶模式，信道质量反馈依赖于当前信道条件。根据本发明的信道反馈控制可以通过使用阈值来实现，所述阈值能够通过基站来修改以便控制反馈负载。可以通过被所有移动台监控(monitor)的广播信道将所述阈值传送到移动台。对于较高阶传输模式，根据从基站接收到的阈值，移动台确定是否向基站发送信道质量反馈。

附图描述

图1图示了多输入多输出(MIMO)通信系统。

图2图示了第一示例性实施例中的MIMO通信系统的传送器。

图3图示了第一示例性实施例中的MIMO通信系统的接收器。

图4图示了接收器的示例性解扩电路(despreading circuit)。

图5图示了接收器的示例性信号解码电路。

图6图示了第二示例性实施例中的MIMO通信系统的传送器。

图7图示了第三示例性实施例中的MIMO通信系统的传送器。

具体实施方式

图1图示了包括第一站12和第二站14的多输入/多输出(MIMO)无线通信系统10。第一站12包括用于通过通信信道16向第二站14传送信号的传送器100，而第二站包括用于接收由第一站12传送的信号的接收器200。本领域技术人员将会意识到，第一站12和第二站14均可以包括传送器100和接收器200这二者以用于进行双向通信。在一个示例性实施例中，第一站12是无线通信网络中的基站，而第二站14是移动台。本发明对于在WCDMA系统中的高速下行链路分组接入(HSPDA)信道上将数据从基站12 传送到移动台14尤其有用。

二进制数据流形式的信息信号I(t)被输入到位于第一站12的传送器100。传送器包括控制器101和传送信号处理电路103。控制器101控制传送器100的操作，并且调度移动台14以在共享下行链路信道上接收数据。传送信号处理电路103执行误差编码，将输入比特映射到复调制符号，并且针对每个传送天线150而产生传送信号，其可能是独立的、部分冗余的或完全冗余的。在上变频变换、滤波和放大之后，传送器100将所述传送信号从各个传送天线150经通信信道16传送到移动台14。在此处所描述的示例性实施例中，把可用的传送功率在所有活动的传送天线150之间均匀分配。

第二站14处的接收器200对在每个天线250处接收到的信号进行解调和解码。接收器200包括用于控制接收器200的操作的控制器201和接收信号处理电路203。接收信号处理电路203对从第一站12传送的信号进行解调和解码。在没有误比特(bit error)的情况下，来自接收器200的输出信号将会与传送器100处的原始信息信号输入I(t)相同。接收器200例如可以包括连续干扰消除(SIC)接收器，其对包含在复合信号内的多个信号进行连续解码。由于从不同天线150并行传送多个数据流，所以在不增加带宽需求的情况下，随着每对天线150、250被添加到系统，吞吐率(throughput)呈线性增加。由于MIMO系统实现高频谱效率，并因此实现高数据速率的潜力，它们已成为世界范围内用于无线通信网络的广泛研究活动的主题。

图2图示了基于每天线速率控制(PARC)体系结构的MIMO系统的示例性传送器100。PARC是在无线通信系统使用的、用以增加系统容量的多流(multiple stream)传送技术。传送器100包括多路分解器(demultiplexer)102、用于每个比特流的编码和调制电路104以及多个天线150，所述多路分解器102将原始信息比特流I分成M个比特流{b₁(t)，b₂(t)，...b_M(t)}。用于每个比特流{b₁(t)，b₂(t)，...b_M(t)}的编码和调制电路104包括用于对比特流{b₁(t)，b₂(t)，...b_M(t)}进行编码的编码器106、用于进一步将比特流{b₁(t)，b₂(t)，...b_M(t)}分成子流的多个多路分解器108，用于将每个子流映射到信号星座图(signalling constellation)上的点的多个符号映射器110、用于将所选择的扩展码(spreading code)应用到每个子流的多个信号扩展器(spreader)112、 以及用于对子流进行重组以产生用于传输的传送信号{x₁t)，x₂(t)，...x_M(t)}的组合器114。传送信号{x₁(t)，x₂(t)，...x_M(t)}可以通过组合器116而被进一步与一个或多个被同时传送的其他信号u_m(t)组合，所述一个或多个被同时传送的其他信号u_m(t)包括多个专用信道和控制信道，以及公共导频信道。用于每个比特流{b₁(t)，b₂(t)，...b_M(t)}的编码器106以不同的速率对原始信息比特进行编码。所述速率取决于来自接收器200的信道质量指示器(CQI)反馈。然后，每个编码器106的编码信号输出被多路分解器108分成K个子流。每个子流都通过K个符号映射器110之一而被映射成符号，并且通过信号扩展器112使用K个扩展码之一进行扩展。所述K个扩展码可以针对不同调制电路104而被重用。组合器114对来自每个信号扩展器112的K个扩展信号进行重组。在图2所示的PARC方法中，编码信号的数量和传送天线150的数量是相同的。然而，所使用的传送天线150的数量可以因调度间隔的不同而有所不同。此外，所使用的传送天线150的子集能够通过使用天线选择而被优化。

图3图示了MIMO系统10的示例性SIC接收器200。SIC接收器200包括解扩电路205和多个解码级210。解扩电路205对从每个接收天线250接收到的复合信号进行解扩。图4示出的解扩单元205可以被用作SIC接收器200中的解扩电路205。在每个天线250处接收到的复合信号包括从M个传送天线150传送的M个所关心的信号。每个解码级210对从各个传送天线150传送的所关心的一个信号进行解码。解码顺序的选择是由基站发信号通知的，或者是根据移动台的最新反馈而预先确定的。多路复用器(multiplexer)246对从每个信号解码级210输出的已解码信号进行组合，以产生原始串行信息流I(t)的估计 

从解扩电路205输出的解扩信号被输入到第一信号解码级210。用于每个连续信号解码级210的输入是由之前的信号解码级210来提供的。每个信号解码级都包括解码电路220和干扰消除电路240。解码电路220对所关心的信号之一进行解码。因此，信号解码级210的数量等于所使用的传送天线150的数量。除最后的解码级210以外，每个解码级210的干扰消除电路240都从该信号解码级210的输入信号中消除已解码信号，以便为下一信号解码级210产生输入信号。因此，已解码信号在每个信号解码级210中被连续地消除，直到到达最后一个信号解码级210时仅剩下一个所关心的信号。前M-1级的输入信号将是复合信号，而最 后一个解码级210的输入信号包含单个所关心的信号，该信号可能受到残留干扰的破坏，所述残留干扰可归因于没有被先前的干扰消除完全去除的、先前检测到的所关心信号。

图4图示了用于接收器200的示例性解扩电路205。解扩电路205包括多个相关器库(bank)212和多个采样单元216。每个相关器库212都包括多个也被称为RAKE耙指(finger)的相关器214，其被调谐到K个扩展码之一并跨越多个接收天线250。耙指布置(placement)处理器218以与传统单天线GRAKE接收器相同的方式来选择包括每个相关器库212的RAKE耙指的耙指延迟。例如，耙指布置处理器218可以对RAKE耙指进行布置，以便最大化GRAKE组合电路222输出处的信号与干扰加噪声比(SINR)。然后，通过采样单元216以符号间隔对RAKE耙指输出进行采样，以便在每个第i符号间隔产生多个由y_mk(i)表示的解扩向量。下标k指示码道(code channel)，而下标m指示SIC接收器的第m级。对于第一级(m＝1)，解扩向量y_mk(i)表示在第K码道上从M个传送天线150传送的M个编码信号的复合。

图5图示了第m级的示例性解码电路220。在下文中，可以理解的是第m级是与传送器100所使用的特定天线子集选择的第m个传送天线150相关联的。示例性解码电路220使用GRAKE组合(其考虑了码损(code impairment)相关性和可能的码互相关)，但也可以使用传统的RAKE组合。解码电路220包括K个GRAKE组合器222、K个软值(soft value)发生器224、并行-串行转换器226以及解码器228，所述K个GRAKE组合器222中的每一个与第m个天线相匹配。对于K个码道中的每一个，都存在着一个GRAKE组合器222和一个软值发生器224。每个GRAKE组合器222使用组合权向量w_mk(i)对解扩向量y_mk(i)进行组合，以产生GRAKE输出信号z_mk(i)，其对应于数据子流之一。每个软值发生器224产生与编码比特相对应的软值流d_mk(t)。

组合权向量w_mk(i)通过RAKE处理器230来计算。RAKE处理器230包括信道估计器232、缺损(impairment)相关性估计器234、组合权计算器236和SINR计算器238。信道估计器232产生用于缺损估计器234和组合权计算器236的信道估计。缺损相关性估计器234根据信道估计和扩展码来计算组合权计算器236所使用的缺损相关性。组合权计算器236根据由缺损相关性估计器234提供的缺损相关性和由信道估计器232提 供的信道估计来确定组合权。用于第m个传送天线150和第k个多码的组合权向量w_mk(i)由下式给出：

w_mk(i)＝R_ym ^-1(k，i)h_mk(i).            (1)

其中，R_ym(k，i)是第m级的缺损协方差矩阵，h_mk(i)是来自第m个传送天线150的信道的净响应(net response)向量。缺损协方差矩阵R_ym(k，i)考虑了用于扩展数据子流d_mk(i)的扩展码之间的互相关，以减少由于码重用而引起的多接入干扰(MAI)和符号间干扰(ISI)。在图5示出的实施例中，由于连续干扰消除的缘故，每个解码级210的缺损协方差矩阵R_ym(k，i)是不同的。每个传送天线150的净响应向量h_mk(i)也会不同，从而使得每个传送天线150的RAKE组合权不同。如下文所描述的，SINR计算器238根据缺损协方差矩阵R_ym(k，i)和净响应向量h_mk(i)来估计一个或多个传输模式的SINR。在以上描述中，净响应、缺损协方差以及因此组合权都是所期望符号的扩展码的函数。还能够达到所期望符号的扩展码的平均值，并且获得针对非特定码的净响应、缺损协方差以及组合权。

GRAKE输出信号z_mk(i)被提供至各个软值发生器224。每个软值发生器224接收相应的GRAKE输出信号z_mk(i)，并产生软值d_mk(i)。软值被输入到并行-串行转换器226，其将并行软值流转换成单个串行的软值流 复合软值流 被输入到解码器228，以获得与从第m个传送天线150传送的所关心信号相对应的解码比特流 第二并行-串行转换器246起多路复用器的作用。并行-串行转换器246接收所有传送天线150的解码比特流 并且输出原始信息流I(t)的估计 

在MIMO系统中，使用所有可用的传送天线150来向移动台14进行传送并不总是有益的。在某些环境中，使用少于全部传送天线150的传送天线来将数据传送到移动台14可能更好。可以通过选择性地改变传送天线的数量来实现某些改进。确定要使用的传送天线数量的过程在此被称为模式选择。在此所使用的术语传输模式指的是将被用于将信息传送到移动台14的传送天线150或流的数量。在PARC的情况中，传送天线150的数量和流之间是一对一的对应关系。在此传输模式被指定为模式n，其中n是传送天线150的数量。这样，模式2指的是使用两个传送天线150的传输模式。对于采用使有少于所有可用的传送天线150的传输模式，应该选择传送天线的“最佳”子集来将数据传送到移动台14。“最佳”的一种解释是最大化数据传送率的传送天线150的子集。确定要使用的 传送天线150的子集的过程被称为天线选择。具有选择性可变的传输模式的MIMO传输方案被称为选择性MIMO。

模式选择和天线选择可以由基站12处的控制器101、移动台14处的控制器201来执行，或者被在基站控制器101和移动台控制器201之间分开来执行。如果模式选择和天线选择这二者都在基站控制器101处执行，则移动台控制器201将需要反馈所有可能模式的所有可能天线组合的SINR。可替换地，移动台控制器201可以反馈信道质量指示(CQI)，其本质上是通过将移动台14处的SINR映射到相应CQI值而获得的量化SINR。反馈的量取决于被使用的传送天线150的数量。例如，如果传送天线150的数量等于4，则移动台14将需要为4个模式-1天线组合中的每一个反馈1个CQI，为6个模式-2的天线组合中的每一个反馈2个CQI，为4个模式-3的天线组合中的每一个反馈3个CQI，以及为单个模式-4组合反馈4个CQI，从而产生总共32个CQI值。

可以通过让移动台控制器201为每个可能模式选择天线150的最佳组合，并且让基站控制器101选择传输模式来减少反馈量。在这种情况下，移动台控制器201为每个传输模式确定使速率最大化的传送天线150的组合，并且为每个模式反馈所选择天线150的SINR或CQI。继续四个传送天线150的例子，这种方法要求移动台控制器201为模式1反馈一个CQI，为模式2反馈2个CQI，为模式3反馈3个CQI，以及为模式4反馈4个CQI，总共10个CQI。另外，移动台控制器201将需要反馈用于每个模式的天线选择。

通过将每个较低阶模式的天线组合限制为较高阶模式的天线组合的子集，能够进一步减少反馈量。该约束在此被称为子集特性，并且在2004年5月7日提交的美国专利申请第10/841911号中描述，该申请被并入本文作为参考。继续四个传送天线150的例子，如果天线3被选择用于模式1，则模式2组合必须包括天线3。这样，可能的模式2组合包括{1，3}，{2，3}，{4，3}。假设模式2的天线选择为{1，3}。移动台控制器201被限制于考虑包括天线1和3的模式3天线组合，即{2，1，3}和{4，1，3}。对于最高阶模式，移动台控制器201仅需要考虑一种天线组合。如果模式3的最佳天线组合是{2，1，3}，则移动台14仅需要为模式4考虑一种天线组合，即{4，2，1，3}。如果移动台控制器201反馈了用于模式4的天线选择，则基站12能够推断出低阶模式的天线选择。这样，仅需要反馈 一个天线选择指示器到基站12。由于将在后续讨论中变得明显的原因，天线选择还指示解码顺序。

天线选择中子集特性的使用仅对性能有很小影响，但却使反馈的显著减少。下面的表1给出了在假定上述天线选择的情况下使用子集特性的时候的SIC接收器200中每一级的SINR的一般形式。

表1

根据S₃＞S₁＞S₂＞S₄的关系(其是子集特性的直接结果)，能够很容易地看到模式1的SINR是最大的，并且如下文进一步所讨论的，当从最低模式到最高模式排序时，下行链路传输模式的第一级的SINR单调下降。对于模式1，仅有单个数据子流被从传送器12传送到移动台14。这样，SINR由表示为S₃的、来自天线3的数据信号的功率除以噪声功率N来给出，即S₃/N。对于模式2，两个数据子流被从传送器12传送到移动台14。信号被以强度的逆序来解码。因此，在SIC接收器200的第一级中，来自天线1的信号被解码，继之以来自天线3的信号。在SIC接收器200的第一级中，来自天线3的信号对来自天线1的信号产生干扰。这样，对于模式2，SIC接收器30的第一级210中的SINR由下式给出：

${\mathrm{SINR}}_1=\frac{\frac{1}{2}{S}_1}{\frac{1}{2}{S}_3+N}---\left(2\right)$

在SIC接收器200的第二级210中，来自天线3的信号被解码；然而，来自天线1的信号已经被消除，并且不会产生干扰。因此，来自天线3的信号的SINR由下式给出：

${\mathrm{SINR}}_2=\frac{\frac{1}{2}{S}_3}{N}---\left(3\right)$

在模式2中接收器200的第二级中的SINR与带比例因子(scale  factor)的模式1中的第一级的SINR相同，应用所述比例因子是为了考虑到传送功率在模式2的两个传送天线150之间平均分配的事实。

类似地，在模式3中三个流被从三个天线150传送，以及在模式4中四个流被四个天线150传送。按照类似的推理，能够看出，对于任意给定模式，除第一级SINR之外的所有SINR都与较低阶模式的第一级SINR相关。这种特性是强制天线选择遵循子集特性的直接结果。因此，移动台14仅需要反馈每个传输模式的第一级SINR，加上用于指示解码顺序的天线选择指示器。接着，基站12仅通过按比例缩放(scale)第一级SINR就能够构建每个模式每级的SINR，所述按比例缩放是考虑到功率在针对该模式所使用的天线数量范围内的平均分配而进行的。之后，基站12能够根据实际的资源分配来调整所构建的每一级的SINR，并确定支持最大数据速率的传输模式。

如果如以上所描述的那样使用子集特性，则反馈负载被减少到只有四个SINR或CQI和一个天线选择指示器。解码顺序是M个整数的排列(permutation)，并且针对每个可能模式指示应该以什么顺序来对来自各个传送天线150的信号进行解码。因为有M！种可能的解码顺序，所以解码顺序的反馈需要ceil(log2(M！))＝5比特(对于M＝4的情况)。

通常，基站12处的调度器将会偏爱具有最佳信道条件的用户。因此，拥有有利信道条件的用户远比拥有不利条件的用户更有可能被调度。可能会出现例外，例如，在公平性准则被使用以确保所有用户都被服务的情况下。对来自不大可能被调度的用户的信道质量信息进行反馈益处不大。然而，如果用户要保持对调度的竞争，则可能需要来自处于不利条件的用户的信道质量反馈。在其他情形中，反馈信道质量信息的代价可能超过其益处，即使是对具有有利条件的用户而言也是如此。例如，如果较高阶传输模式的数据传送速率的预期增长可以被忽略，则较高阶传输模式的信道质量信息可能不是有益的。在这种情况下，在对性能没有任何可察觉的影响的情况下通过仅为较低阶传输模式反馈信息，可以实现反馈负载的极大减少。

根据本发明的一个方面，可以通过基站12处的控制器101来实现反馈控制机制，以控制来自移动台14的反馈负载。反馈控制可以通过使用阈值来实现，所述阈值能够通过基站12处的控制器101来修订以控制反馈负载。所述阈值可以通过广播信道被传送到移动台14，所述广播信道 受到所有移动台14的监控。根据从基站12接收到的阈值，移动台14确定要发送到基站12的反馈量。不论信道条件如何，移动台14都可以发送针对模式1的信道质量反馈。针对较高阶模式的信道质量反馈基于性能度量与阈值的比较。因此，针对较高阶模式的反馈取决于当前信道条件。

在一个示意性实施例中，移动台14始终提供针对单天线传输模式(即模式1)的信道质量反馈。移动台14是否针对较高阶传输模式(即模式2-M)发送反馈，取决于阈值。例如，在本发明的一个实施例中，基站12将SINR阈值发送到移动台14。共享HSDPA信道的移动台14将单天线传输模式的SINR与SINR阈值进行比较。如果计算得到的单天线传输模式SINR超过了阈值，则移动台14计算并反馈所有可能传输模式的第一级SINR。如果单天线传输模式的SINR没有超过阈值，则移动台14仍反馈单天线反射模式的第一级SINR，以保持对共享的下行链路信道的竞争。

通过修订阈值，基站12能够控制通过上行链路发送的反馈总量，以使只有最有可能被调度的用户会反馈较高阶传输模式的信道质量信息。如果阈值设得较高，则仅有少数用户会反馈较高阶传输模式的信道质量信息。当阈值被降低时，更多的用户将会反馈较高阶传输模式的信道质量信息。例如，阈值可以根据资源利用率和系统容量来设定。当系统负载较轻时，阈值可以被设定为较低的值。另一方面，当系统负载较重时，可以增加阈值以减少反馈量。

因为当在天线选择过程中使用了子集特性时，单天线传输模式的SINR是所有可能模式中最大的SINR，所以它是用于反馈控制的适当度量。如果单天线传输模式的SINR较低，则较高阶模式的总数据速率不大可能会比单天线传输模式更大。因此，没什么必要反馈较高阶传输模式的信道质量反馈。然而，通过仅反馈单天线传输模式的信道质量信息，信道条件不良的用户保持对共享信道的竞争。例如，信道条件不良的用户可能是唯一在他/她的队列中有数据的用户，这样尽管信道条件不良，他/她也可以被调度。同样，如果通过调度算法应用均衡的(proportional)公平性准则，则信道条件不良的用户还是可以被调度。拥有至少单天线传输模式的信道质量反馈使得基站12能够在这样的环境下调度用户。

在本发明的另一个实施例中，移动台14可以将SINR阈值应用到高于模式1的每个模式。模式1的信道质量反馈被提供给基站12。移动台 14对较高阶模式的第一级SINR和阈值进行连续比较，并且当第一级SINR超过SINR阈值时，发送每个较高阶模式的信道信息。例如，在具有M＝4个传送天线150的例子中，在SINR阈值落在传输模式2和3的第一级SINR之间的情况下，移动台14可以针对传输模式1和2提供信道质量反馈。因为模式3的SINR没有达到SINR阈值，所以移动台14将不需计算模式4的SINR，这样就节约了移动台14的处理能力。

除了SINR阈值，基站12还可以广播最大模式指示器，所述最大模式指示器通知移动台14：如果单天线传输模式的SINR超过SINR阈值，则只反馈最高为(含)该指示器的值的传输模式的第一级SINR。例如，如果最大模式指示器指示模式3，则如果第1级的SINR超过SINR阈值，移动台14就会向基站12传送模式1到3的信道质量反馈。

同样，除SINR阈值外，还可以使用速率增量阈值，或使用速率增量阈值代替SINR阈值。速率增量阈值指定了在移动台14被允许传送较高阶模式的信道信息之前所必须满足的最小速率增加。如上所述，所有移动台14都提供单天线传输模式的信道质量反馈。移动台14可以连续地为每个附加传输模式确定预期速率增加，并且只为达到速率增量阈值的那些附加传输模式发送信道质量反馈。例如，假设模式1能支持的数据传输速率是R₁，模式2能支持的数据传输速率是R₂，而预期速率增加为ΔR₂＝R₂-R₁，或 比率。如果ΔR₂达到速率增量阈值，则移动台14就发送模式2的信道质量反馈。对于始于模式2且结束于模式M的每个传输模式，连续重复同样的处理。

图6和7示出能够被用于替代PARC体系结构的两个附加传送器体系结构。SINR阈值或速率增量阈值也可用于这些传送器体系结构以减少反馈。

图6图示了根据基于空间多路复用(SM)体系结构的第二实施例的示例性传送器300。在该实施例中，输入数据流在被拆分之前被编码，然后分离的比特流被独立地调制和传送。传送器300包括用于对原始信息流I(t)进行编码以产生编码比特流的编码器302、用于将编码比特流分成M个比特流{b₁(t)，b₂(t)，...b_M(t)}的多路分解器304、用于每个比特流的调制电路306以及多个传送天线320。用于每个比特流的调制电路306包括用于将每个编码比特流分成多个子流的多路分解器308、用于将每个 子流映射到信号星座图上的点的多个符号映射器310、用于将所选择的扩展码应用到每个子流的多个信号扩展器312、以及用于对子流进行重组以产生用于传输到第二站14的传送信号{x₁(t)，x₂(t)，...x_M(t)}的组合器314。传送信号{x₁(t)，x₂(t)，...x_M(t)}可以通过组合器316而被进一步与一个或多个同时传送的其他信号u_m(t)组合，u_m(t)包括多个专用信道、控制信道、以及公共导频信道。在使用SM体系结构的情况下，传送器还能够根据信道条件和无线电资源的可用性来调节比特流的数量(模式)。为了对此提供支持，移动台14将需要向回发信号通知(signal back)与例如每个可能模式能支持的传输数据速率相对应的信道质量。根据我们的发明，较高阶模式的信道质量反馈基于性能度量与阈值的比较。这样，较高阶模式的反馈取决于当前信道条件。

图7图示了根据基于匹配场传送分集(MFTD)体系结构的第三实施例的示例性传送器400。输入数据流被从多个传送天线420传送到具有一个或多个接收天线250的接收器200。输入流被预滤波以匹配传送和接收天线420、250之间的信道。在该体系结构中，每个流都被从所有传送天线420传送。传输模式对应于流或传送信号的数量。预滤器412用于将每个传送信号集中在所选择的接收天线250上。

传送器400包括用于将信息比特流分成多个比特流的多路分解器402、用于每个子流的编码和调制电路404、被匹配成传送器400和接收器200之间的通信信道的预滤器412、以及多个传送天线420。每个编码和调制电路404包括用于对相应比特流进行编码的编码器406、用于将编码比特映射到调制符号的符号映射器408、用于将所选择的扩展码应用到每个子流的信号扩展器410。从调制和编码电路404输出的信号是要被传送到接收器200的传送信号S₁(t)，S₂(t)，...S_N(t)，其中N小于或等于接收器200处天线250的数量。传送信号S₁(t)，S₂(t)，...S_N(t)被输入到预滤器412。预滤器412根据传送器400和接收器200之间的通信信道的知识来对传送信号进行滤波。预滤器412的计算在2005年1月28日提交的共同待决美国专利申请第11/045,877号中被描述，该申请被并入本文作为参考。预滤器412将经滤波的信号x₁(t)，x₂(t)，...x_M(t)输出到天线420以用于传输到接收器200。在这种情况下，N的值能够被称为传输模式。传送器能够根据信道状态和无线电资源的可用性来调节传输模式。

对于每个传送信号，移动台14需要向回发信号通知与例如能支持的  传输数据速率相对应的CQI，以及预滤器412集中传送信号所需要的信道信息。根据我们的发明，就较高模式而言用于确定预滤器412所需的信道信息和传输数据速率的信道质量反馈基于性能度量与阈值的比较。因此，较高阶模式的质量反馈取决于当前信道条件。

虽然上文将本发明描述成天线选择过程的一部分，将会意识到本发明在没有天线选择的情况下也能工作。例如，当解码顺序被选择成使得SINR从第一级增加到最后一级时，本发明并不需要天线选择。根据该实施例，移动台14还能够比较来自最后一级的SINR，即具有最大速率的SINR。当来自最后一级的SINR没有超过阈值时，移动台14仅反馈一个SINR(或者1比特指示器)以向基站指示不要调度该移动台14。

当然，在不脱离本发明范围和基本特征的情况下，可以采用不同于本文所列出的那些方式的其他特定方式来实现本发明。因此，所给出的实施例在各方面都应被视为是说明性的而非限定性的，并且所附权利要求的意义和等同物范围内的所有更改都旨在涵盖于其中。

Claims (24)

1.一种通过移动通信网络中的接收站来实现的、控制上行链路信道上的反馈负载的方法，所述方法包括：

向多天线传送站提供针对第一下行链路传输模式的信道质量反馈，所述第一下行链路传输模式与第一天线配置相对应；

产生性能度量；并且

如果所述性能度量超过从所述多天线传送站传送的反馈阈值，则向所述传送站提供针对一个或多个附加下行链路传输模式的信道质量反馈，

其中所述下行链路传输模式是指所述多天线传送站的将被用于将信息传送到所述接收站的传送天线或流的数量，

其中所述性能度量指示所述第一下行链路传输模式中的预期性能，以及

其中向所述传送站提供针对一个或多个附加下行链路传输模式的信道质量反馈包括：

计算针对一个或多个附加下行链路传输模式的预期速率增加；以及

提供针对预期速率增加超过速率增量阈值的每个附加下行链路传输模式的信道质量反馈。

2.如权利要求1所述的方法，其中如果满足所述性能度量，则发送针对每个附加下行链路传输模式的信道质量反馈。

3.如权利要求1所述的方法，其中如果满足所述性能度量，则发送针对每个附加下行链路传输模式的信道质量反馈，直到指定的最大模式。

4.如权利要求1所述的方法，其中产生性能度量包括：产生所述附加下行链路传输模式中的一个或多个的性能度量，并且其中，提供针对一个或多个附加下行链路传输模式的信道质量反馈包括提供针对相应性能度量满足所述阈值的每个附加下行链路传输模式的信道质量反馈。

5.如权利要求1所述的方法，其中产生性能度量包括：产生所述附加下行链路传输模式中的一个或多个的性能度量，并且其中，提供针对一个或多个附加下行链路传输模式的信道质量反馈包括提供针对相应性能度量满足所述阈值的每个附加下行链路传输模式的信道信息。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述性能度量是信道质量度量或速率度量之一。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述性能度量包括信号与干扰加噪声比和信道质量指示之一。

8.如权利要求6所述的方法，其中所述性能度量包括从第一模式到较高模式的预期速率增加。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述接收站包括多个连续干扰消除级，并且其中，当接收站被配置用于第一下行链路传输模式时，所述性能度量包括所述接收站的第一级的信号与干扰加噪声比。

10.一种移动通信网络中的接收站，包括：

用于接收来自多天线传送站的信号的接收器；

用于将信号传送到所述多天线传送站的传送器；以及

控制器，被可操作地连接到所述接收器和所述传送器，用于控制所述接收器和所述传送器，所述控制器可操作来：

向所述多天线传送站提供针对第一下行链路传输模式的信道质量反馈，所述第一下行链路传输模式与第一天线配置相对应；

产生性能度量；以及

如果所述性能度量超过从所述多天线传送站传送的反馈阈值，则向所述多天线传送站提供针对一个或多个附加下行链路传输模式的信道质量反馈，

其中所述下行链路传输模式是指所述多天线传送站的将被用于将信息传送到所述接收站的传送天线或流的数量，

其中所述性能度量指示所述第一下行链路传输模式中的预期性能，以及

其中所述控制器计算针对一个或多个附加下行链路传输模式的预期速率增加，并且如果满足反馈阈值，则提供针对预期速率增加超过速率增量阈值的每个附加下行链路传输模式的信道质量反馈。

11.如权利要求10所述的接收站，其中如果满足所述性能度量，则控制器提供针对每个附加下行链路传输模式的信道质量反馈。

12.如权利要求10所述的接收站，其中如果满足所述性能度量，则控制器提供针对每个附加下行链路传输模式的信道质量反馈，直到指定的最大模式。

13.如权利要求10所述的接收站，其中产生性能度量包括产生所述附加下行链路传输模式中的一个或多个的性能度量，并且其中，提供针对一个或多个附加下行链路传输模式的信道质量反馈包括提供针对相应性能度量满足所述阈值的每个附加下行链路传输模式的信道质量反馈。

14.如权利要求10所述的接收站，其中产生性能度量包括产生所述附加下行链路传输模式中的一个或多个的性能度量，并且其中，提供针对一个或多个附加下行链路传输模式的信道质量反馈包括提供针对相应性能度量满足所述阈值的每个附加下行链路传输模式的信道信息。

15.如权利要求10所述的接收站，其中所述性能度量是信道质量度量或速率度量之一。

16.如权利要求15所述的接收站，其中所述性能度量包括信号与干扰加噪声比和信道质量指示之一。

17.如权利要求15所述的接收站，其中所述性能度量包括从第一模式到较高模式的预期速率增加。

18.如权利要求10所述的接收站，其中所述接收站包括多个连续干扰消除级，并且其中，所述性能度量包括所述接收站的第一级的信号与干扰加噪声比。

19.一种移动通信网络中的基站，包括：

控制器，被配置成根据与一个或多个远程站的下行链路信道相关联的条件来产生反馈阈值；以及

传送器，被配置成向所述远程站中的一个或多个传送所述反馈阈值，以控制在所述基站处从所述远程站接收到的信道质量反馈的量，

其中所述传送器被进一步配置成传送速率增量阈值到所述远程站中的一个或多个，以控制从所述远程站接收到的信道质量反馈的量。

20.如权利要求19所述的基站，其中所述控制器根据移动通信网络的系统容量和资源利用率中的至少一个来产生反馈阈值。

21.如权利要求19所述的基站，其中所述传送器被进一步配置成传送最大模式指示器到所述远程站中的一个或多个，以控制从所述远程站接收到的信道质量反馈的量。

22.一种用于在移动通信网络中控制在基站处从一个或多个远程站接收到的信道质量反馈的量的方法，所述方法包括：

根据与基站和一个或多个远程站之间的下行链路信道相关联的条件，产生反馈阈值；

将所述反馈阈值从所述基站传送到所述远程站中的一个或多个，以控制在所述基站处从所述远程站接收到的信道质量反馈的量；以及

传送速率增量阈值到所述远程站中的一个或多个，以控制从所述远程站接收到的信道质量反馈的量。

23.如权利要求22所述的方法，其中产生所述反馈阈值包括：根据移动通信网络的系统容量和资源利用率中的至少一个来产生所述反馈阈值。

24.如权利要求22所述的方法，进一步包括传送最大模式指示器到所述远程站中的一个或多个，以控制从所述远程站接收到的信道质量反馈的量。