CN101378273B - 一种周期反馈信道质量指数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种周期反馈信道质量指数的方法，确定一有效信道质量指数反馈周期，接收机构造信道质量指数信息后在所述有效信道质量指数反馈周期的开始时刻向发射机反馈各资源块的信道质量指数，并在所述有效信道质量指数反馈周期内向发射机反馈该时刻不可用资源块的位置信息。其中反馈不可用资源块的位置信息是指：接收机将所有资源块的位置信息按顺序依次排列组成一条数据流反馈给发射机，用1比特的0表示不可用资源块，用1比特的1表示可用资源块。采用本发明的技术方案，能平衡现有技术中反馈信息所反映的信道真实度与反馈带来的开销之间的矛盾，即以较低的开销较真实地反映信道信息。

Description

一种周期反馈信道质量指数的方法

技术领域

本发明涉及通信领域中的信道质量指数，具体涉及一种周期反馈信道质量指数的方法。

背景技术

信道质量指数(Channel Quality Indication，简称为CQI)，是通信系统中接收机向发射机反馈的信道状况信息。

发射机将接收机所反馈的CQI信息对应为一定的资源块大小、编码方式、和调制方式，在此基础上，发射机根据CQI信息为接收机进行资源分配和调度。因此，CQI信息所能够反映的信道的真实程度以及进行反馈所消耗的上行链路的开销都会对系统性能产生较大的影响。然而实际上，CQI信息所反映的信道的真实度和反馈所消耗的资源是一对矛盾，若需要尽可能真实地反映信道，则可以采取全反馈的策略，即反馈整个工作频带上每个调度单元的信道质量信息，但是这将产生巨大的开销。例如，对于一个10M带宽的通信系统而言，采用的正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，简称为OFDM)技术将整个频带划分为600个子载波，每24个子载波作为一个资源块，共25个资源块；每个资源块作为一个调度单元，那么就需要25个CQI值来反映整个频带上每个资源块的信道质量。

目前，针对CQI的反馈已经提出了多种方法，主要有以下几种：

(1)平均CQI反馈：整个传输带宽内反馈一个平均CQI值；

(2)完全CQI反馈：反馈整个带宽内所有资源块的CQI值；

(3)最强的M个资源块的CQI反馈：反馈M个最大的CQI值、其所在资源块的位置信息，以及其它资源块上的平均CQI值；

(4)最强的M个资源块的CQI均值反馈：反馈M个最大的CQI值的均值、其所在资源块的位置信息，以及其它资源块上的平均CQI值；

(5)分组最强M个资源块的CQI反馈：分组采用循环的方式，每次报告一组中最强的M个资源块的CQI；

(6)基于离散余弦变换(DCT)的CQI反馈；首先在接收端对信道测量值进行DCT变换，进行量化压缩，将压缩值反馈给发射端，发射端再对反馈值进行DCT反变换得到信道测量值，得到对应CQI值；

(7)基于门限的CQI反馈：基于每个接收机测量的全频带内的CQI值，计算包含在最高CQI值与CQI门限内的CQI值的平均值，将该平均CQI值与这些CQI值的位置信息反馈给发射机；

(8)差分CQI反馈：每次反馈一个绝对CQI值、以及其它资源块的差分CQI值(1-bit)；其中，差分CQI比特位的计算可分为计算频率域的差分信息和计算时域的差分信息两种方式；

(9)分等级连续资源块CQI反馈：整个传输带宽分若干等级，CQI反馈信息中包括等级信息、资源块的信息、和CQI值信息；

(10)分等级非连续资源块CQI反馈：CQI反馈信息中包含资源块的位图和CQI值，其中，位图给出了与CQI值相对应的资源块的位置。

在上述的各种方法中，方法(1)虽然对上行链路引起的开销最小，但是不具备进行频率选择的优点；方法(2)虽然能较精确地反映各个资源块上的信道质量状况，但是将对上行链路带来巨大的开销；方法(3)、(4)、(5)、(6)对方法(1)和(2)的缺点有一定补偿，但是对于频域选择性较强的信道而言，信道的质量状况可能在各个资源块上有较大的差别，因此使用相同的CQI值代表信道质量相差较大的几个资源块就会产生较大误差，引起不合理的资源分配，因而导致系统性能下降；而方法(7)、(8)、(9)的计算复杂度较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种周期反馈信道质量指数的方法，以平衡现有技术中反馈信息所反映的信道真实度与反馈带来的开销之间的矛盾，即以较低的开销较真实地反映信道信息。

为了解决上述问题，本发明提供了一种周期反馈信道质量指数的方法，确定一有效信道质量指数反馈周期，接收机构造信道质量指数信息后在所述有效信道质量指数反馈周期的开始时刻向发射机反馈各资源块的信道质量指数，并在所述有效信道质量指数反馈周期内向发射机反馈该时刻不可用资源块的位置信息。

进一步地，接收机按照信道质量指数的反馈间隔读取系统的当前时刻来判断是所述有效信道质量指数反馈周期的开始时刻还是所述有效信道质量指数反馈周期内。

进一步地，所述反馈各资源块的信道质量指数为以下方法中的任一种：完全信道质量指数反馈、平均信道质量指数反馈、最强的M个资源块的信道质量指数反馈、最强的M个资源块的信道质量指数均值反馈、分组最强M个资源块的信道质量指数反馈、基于离散余弦变换的信道质量指数反馈、基于门限的信道质量指数反馈、差分信道质量指数反馈、分等级连续资源块信道质量指数反馈、分等级非连续资源块信道质量指数反馈。

进一步地，接收机向发射机反馈的当前时刻用1比特的1或0表示，1表示所述每个有效信道质量指数反馈周期的开始时刻，位于反馈的各资源块的信道质量指数之前；0表示所述有效信道质量指数反馈周期内，位于反馈的所述不可用资源块的位置信息之前。

进一步地，所述反馈不可用资源块的位置信息是指：接收机将所有资源块的位置信息按顺序依次排列组成一条数据流反馈给发射机，用1比特的0表示不可用资源块，用1比特的1表示可用资源块。

进一步地，发射机在每个反馈时刻收到信道质量指数后按以下方式重新确定各资源块的信道质量指数：

A若所述反馈时刻是有效信道质量指数反馈周期的开始时刻，则按所述采用的反馈信道质量指数的方法重新确定各资源块的信道质量指数，并保存重新确定后的各资源块的信道质量指数；

B若所述反馈时刻是有效信道质量指数反馈周期内，则将所述位置信息中值为0的资源块的信道质量指数置0，其余各资源块的信道质量指数采用该有效信道质量指数反馈周期开始时刻保存的重新确定后的该资源块的信道质量指数；

在重新确定各资源块的信道质量指数后根据重新确定的信道质量指数进行分配及调度，本次反馈结束。

进一步地，所述有效信道质量指数反馈周期小于或等于信道的相干时间、或为测量周期。

进一步地，所述不可用资源块为以下任一种：接收机统计的信道质量指数为零或低于设定门限值的资源块、发射机认为对该资源块的调度会造成传输不可靠的资源块、已经预留的不能作为他用的资源块、当前时刻信道质量指数与本次有效信道质量指数反馈周期的开始时刻的信道质量指数的差值超过预设标准的资源块。

综上所述，本发明提供了一种周期反馈信道质量指数的方法，充分利用了信道的时变特性，在某个时间段内认为信道的变化不明显，便将该时间段的长度作为有效CQI反馈的周期，只在每个周期的开始时刻反馈各资源块的CQI值，而在各反馈周期内反馈不可用资源块的位置信息，这样在较低开销的情况下能比较真实的反映信道信息。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的处理流程图；

图2是本发明CQI反馈周期内的反馈信息；

图3是本发明应用实例一的详细处理流程图；

图4是本发明应用实例一中反馈周期的开始时刻的反馈信息；

图5是本发明应用实例二的详细处理流程图。

具体实施方式

本发明提出了一种周期反馈信道质量指数的方法，即设定一个周期，在该周期时间内认为信道的变化不明显，在每个周期的开始时刻用现有技术中任一种反馈CQI值的方法反馈各资源块的CQI值，而在每个周期时间内间隔地反馈不可用资源块的位置信息。

本实施例涉及一种周期反馈信道质量指数的方法，如图1所示，其具体操作过程如下所述：

步骤101：接收机构造每个资源块的信道质量指数信息，其构造方法同现有技术；

信道质量指数信息为接收机向发射机反馈的信道状况信息。而信道状况信息包括：信道质量测量值的量化值或统计值，以及测量值对应的资源块的位置信息。上述的测量值为以下任一种或其组合：信号噪声比、信号干扰加噪声比、信号强度、信道的时间选择性参数、频率选择性参数。

步骤102：确定有效CQI反馈周期；所述有效CQI反馈周期可为小于或等于信道的相干时间，也可以是某个测量周期，只要在该周期时间内可认为信道的变化不明显即可，具体取值可依实际情况而定，有效CQI反馈周期的计算可为：

(1)接收机直接完成：根据其移动速率计算出信道的相干时间；

(2)发射机完成：发射机根据接收机的移动速率计算出信道的相干时间，并向接收机发送包含了反馈周期大小的控制信息；

步骤101与步骤102可不分先后顺序；

步骤103：接收机按CQI反馈间隔读取系统的当前时刻，间隔时间依系统对反馈开销的要求来确定，比如现有技术中的每个反馈时刻间的间隔，若当前时刻为有效CQI反馈周期的开始，则执行步骤104，否则执行步骤105；

步骤104：接收机向发射机反馈各资源块的CQI值，所述反馈信息中携带一反馈标志，用于标识本次的反馈信息是各资源块的CQI值还是不可用资源块的位置信息，该反馈标志可以占用1比特，位于反馈信息之前；可以但不限于用“1”表示反馈周期的开始时刻，即告知发射机本次反馈信息是各资源块的CQI值，其后附上本次反馈的各资源块的CQI值，接收机可采用以下方法中的任一种向发射机反馈资源块的CQI值：

完全CQI反馈、平均CQI反馈、最强的M个资源块的CQI反馈、最强的M个资源块的CQI均值反馈、分组最强M个资源块的CQI反馈、基于DCT-M变换的CQI反馈、基于门限的CQI反馈、差分CQI反馈、分等级连续资源块CQI反馈、分等级非连续资源块CQI反馈；

步骤105：接收机查询不可用资源块的位置，并将不可用资源块的位置信息反馈给发射机，可以但不限于用1比特的“0”作为反馈标志来表示反馈周期内，即告知发射机本次反馈信息是不可用资源的位置信息，其后附上该时刻不可用资源的位置信息；

不可用资源块为以下任一种：接收机统计的信道质量指数为零或低于某个设定门限值的资源块、发射机认为对该资源块的调度会造成传输不可靠的资源块、已经预留的不能作为他用的资源块、当前时刻CQI值与本次有效CQI反馈周期开始时刻的CQI值的差值超过预设标准的资源块。

反馈不可用资源的位置信息是指：接收机将所有资源块的位置信息按顺序依次排列组成一条数据流反馈给发射机，用1比特的0表示不可用资源块，用1比特的1表示可用资源块；如图2所示，若有n个资源块，则用n比特的数即可表示出可用资源块的位置及不可用资源块的位置，大大节省了开销，图中示出第一个资源块可用，第二个资源块不可用，第n-1个资源块不可用，第n个资源块可用。

步骤106：发射机根据接收的反馈信息重新确定各资源块的CQI值，方法如下：

(1)若收到的反馈信息中的反馈标志是1则表示是某个有效CQI反馈周期的开始时刻，则按所选取的反馈CQI值的方法重新确定各资源决的CQI值，并保存重新确定后的各资源块的CQI值；

(2)若收到的反馈信息中的反馈标志是0则表示是某个有效CQI反馈周期内，则将位置信息中值为0的资源块的CQI值置0，其余各资源块的CQI值采用该有效CQI反馈周期开始时刻保存的重新确定后的该资源块的CQI值。

步骤107：发射机根据重新确定后的各资源块的CQI值进行资源分配和调度，资源分配和调度的方法同现有技术，本次反馈结束。

下面用两个应用实例进一步说明本发明，

应用实例一：

如图3所示，以一个10M带宽通信系统的下行链路为例，采用OFDM技术，将整个频带划分为600个子载波，每24个子载波作为一个资源块，即调度单元，共25个资源块。移动台移动速率为3km/hr，CQI的反馈间隔取为1ms。接收机为用户终端(UE)，发射机为基站。

步骤201：UE计算每个资源块的SINR(Interference+Noise ratio，信号与干扰加噪声功率比)；

步骤202：UE确定与SINR对应的CQI值，进而对应为某种调制编码方式(MCS)，这是UE进行反馈的基础；

步骤203：UE根据其移动速率计算信道的相干时间，此时为80ms，并将该信道相干时间作为有效CQI反馈周期；

步骤204：UE每隔1ms读取一次系统的当前时刻；

步骤205：UE判断当前时刻是否是有效CQI反馈周期的开始时刻，若是执行步骤206，否则执行步骤208；

步骤206：UE向基站反馈各资源块的CQI值，用1比特的1表示有效CQI反馈周期的开始时刻，其后附上本次反馈的各资源块的CQI值，UE采用完全CQI反馈的方法将所有资源块上的CQI值作为该时刻的反馈值反馈给基站；如图4所示，每个资源块的CQI值用5比特传输，共需125比特传输这25个资源块的CQI值。

步骤207：基站保存接收到的各资源块的CQI值，并根据所有资源块上的CQI值进行资源分配和调度，本次反馈结束；

步骤208：UE计算该时刻信道上CQI值为0的资源块位置，用1比特的0表示有效CQI反馈周期内，其后附上该时刻不可用资源的位置信息，即将所有资源块的位置信息按顺序依次排列组成一条数据流反馈给基站，用1比特的0表示不可用资源块，用1比特的1表示可用资源块；这里只需25比特即可表示出可用资源块及不可用资源块的位置。

步骤209：基站将资源块位置信息中值为0的资源块的CQI值置0，其余各资源块的CQI值采用该有效CQI反馈周期开始时刻保存的重新确定后的该资源块的CQI值。

步骤210：基站按照重新确定的各个资源块上的CQI值进行资源分配和调度，本次反馈结束。

应用实例二：

如图5所示，还以一个10M带宽通信系统的下行链路为例，采用OFDM技术，将整个频带划分为600个子载波，每24个子载波作为一个资源块，即调度单元，共25个资源块。移动台移动速率为30km/hr，CQI的反馈间隔取为1ms。接收机为用户终端(UE)，发射机为基站。

步骤301：UE计算每个资源块的SINR；

步骤302：UE确定与SINR对应的CQI值，进而对应为某种调制编码方式(MCS)，这是UE进行反馈的基础；

步骤303：基站根据UE的移动速率计算信道的相干时间，此时为8ms，作为有效CQI反馈周期；

步骤304：基站向UE发送控制信息，其中写入有效CQI反馈周期的信息比特；

步骤305：UE每隔1ms读取一次系统的当前时刻；

步骤306：UE判断是否是有效CQI反馈周期的开始，是则执行步骤307；否则执行步骤309；

步骤307：UE向基站反馈各资源块的CQI值，用1比特的1表示有效CQI反馈周期的开始时刻，其后附上本次反馈的各资源块的CQI值，UE计算出所有资源块的平均CQI值，并采用反馈平均CQI值的方法将该平均CQI值作为该时刻的反馈值反馈给基站；

步骤308：基站保存该平均CQI值，并将各资源块的CQI值均置为该平均CQI值，然后根据重新确定的CQI值对各资源块进行分配及调度，本次反馈结束；

步骤309：UE计算该时刻信道上CQI值为0的资源块位置，用1比特的0表示反馈周期内，其后附上该时刻不可用资源的位置信息，UE计算该时刻信道上CQI值为0的资源块位置，即将所有资源块的位置信息按顺序依次排列组成一条数据流反馈给基站，用1比特的0表示不可用资源块，用1比特的1表示可用资源块；这里只需25比特即可表示出可用资源块及不可用资源块的位置。

步骤310：基站将资源块位置信息中值为0的资源块的CQI值置0，其余各资源块的CQI值采用该有效CQI反馈周期开始时刻保存的所述平均CQI值。

步骤311：基站按照重新确定的各个资源块上的CQI值进行资源分配和调度，本次反馈结束。

Claims (8)

1.一种周期反馈信道质量指数的方法，其特征在于，确定一有效信道质量指数反馈周期，接收机构造信道质量指数信息后在所述有效信道质量指数反馈周期的开始时刻向发射机反馈各资源块的信道质量指数，并在所述有效信道质量指数反馈周期内向发射机反馈该时刻不可用资源块的位置信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收机按照信道质量指数的反馈间隔读取系统的当前时刻来判断是所述有效信道质量指数反馈周期的开始时刻还是所述有效信道质量指数反馈周期内。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反馈各资源块的信道质量指数为以下方法中的任一种：完全信道质量指数反馈、平均信道质量指数反馈、最强的M个资源块的信道质量指数反馈、最强的M个资源块的信道质量指数均值反馈、分组最强M个资源块的信道质量指数反馈、基于离散余弦变换的信道质量指数反馈、基于门限的信道质量指数反馈、差分信道质量指数反馈、分等级连续资源块信道质量指数反馈、分等级非连续资源块信道质量指数反馈。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，接收机向发射机反馈的时刻用1比特的1或0表示，1表示所述每个有效信道质量指数反馈周期的开始时刻，位于反馈的各资源块的信道质量指数之前；0表示所述有效信道质量指数反馈周期内，位于反馈的所述不可用资源块的位置信息之前。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述反馈不可用资源块的位置信息是指：接收机将所有资源块的位置信息按顺序依次排列组成一条数据流反馈给发射机，用1比特的0表示不可用资源块，用1比特的1表示可用资源块。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，发射机在每个反馈时刻收到信道质量指数后按以下方式重新确定各资源块的信道质量指数：

A若所述反馈时刻是有效信道质量指数反馈周期的开始时刻，则按所述采用的反馈信道质量指数的方法重新确定各资源块的信道质量指数，并保存重新确定后的各资源块的信道质量指数；

B若所述反馈时刻是有效信道质量指数反馈周期内，则将所述位置信息中值为0的资源块的信道质量指数置0，其余各资源块的信道质量指数采用该有效信道质量指数反馈周期开始时刻保存的重新确定后的该资源块的信道质量指数；

在重新确定各资源块的信道质量指数后根据重新确定的信道质量指数进行分配及调度，本次反馈结束。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效信道质量指数反馈周期小于或等于信道的相干时间、或为测量周期。

8.如权利要求1、4或5所述的方法，其特征在于，所述不可用资源块为以下任一种：接收机统计的信道质量指数为零或低于设定门限值的资源块、发射机认为对该资源块的调度会造成传输不可靠的资源块、已经预留的不能作为他用的资源块、当前时刻信道质量指数与本次有效信道质量指数反馈周期的开始时刻的信道质量指数的差值超过预设标准的资源块。

Images