CN101395833B - 多输入多输出通信系统、发射机及其中的分配资源的方法 - Google Patents

Abstract

发射机(101)从由接收机(102-1到102-β)发射并且被发射机接收的数据中提取CQI值，CQI值指示由接收机(102-1到102-β)测量并且发射的作为接收机(102-1到102-β)的天线(121-1到121-φ)的接收状态的接收质量。根据预设权重对所提取出的CQI进行合成。根据合成结果，计算用于向接收机(102-1到102-β)分配用于发射数据的资源的资源系数。根据所计算出的资源系数，向接收机(102-1到102-β)分配用于发射数据的资源。

Description

多输入多输出通信系统、发射机及其中的分配资源的方法

技术领域

本发明涉及用于基于无线技术执行多输入多输出(MIMO)无线通信的多输入多输出通信系统、发射机以及在这样的多输入多输出通信系统和发射机中分配资源的方法。

背景技术

有关根据近年来广泛使用的第三代合作伙伴计划(3GPP)的W-CDMA(宽带码分多址)处理，已经提出了用于实现在下行链路中高速发送分组的HSDPA(高速下行链路分组接入)处理，并且已经对HSDPA处理做出了研究和开发。

还对从多个发射机的多个天线发射数据并且利用具有多个天线的接收机接收数据的多输入多输出(MIMO)通信处理做出了研究和开发。根据多输入多输出通信处理，每个发射机和接收机具有多个天线，并且为了增加传输容量(即吞吐量)的目的，通过天线同时或者并行发射或者接收被分割的数据片段。多输入多输出处理还可应用于每个都具有多个天线的多个接收机。多输入多输出处理被认为是利用HSDPA处理实现服务的手段。

为了具有多个天线的接收机适当地接收所发射的数据，已经设计出一种方法，该方法用于测量从发射机发射并且被接收机接收的数据的接收质量并且基于所测量出的接收质量来利用发射机执行发射调度(例如参见PC(WO)NO.2004-535106)。

根据在PC(WO)NO.2004-535106公开的方法，仅仅基于多个接收质量中的一个来执行发射调度。被接收机接收的数据的特性依赖于多个接收质量中的哪一个被用于执行发送调度而变化。

当基于表示预设发射机天线和预设接收机天线之间的传播环境的接收质量建了要被分配给天线的资源时，由接收机天线接收的已经基于其测量了接收质量的数据被正确地解码。然而，由其它接收机天线接收的还没有基于其测量接收质量的数据则不被正确地解码，因此对于那些其它接收机天线来说，诸如代码量和电力的资源被浪费。结果，可能增加无线电波干扰，并且可能减少多路传输数据的数量，可能不能有效地利用资源，并且可能不能实现作为多输入多输出通信处理的特征的吞吐量的增加。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能够实现增加的吞吐量的多输入多输出通信系统、发射机和用于在这种多输入多输出通信系统和发射机中分配资源的方法。

为了实现上述目的，根据本发明提供了一种多输入多输出通信系统，该系统包括一个发射机和多个接收机，每个接收机具有用于与发射机通信的多个天线，其中

发射机从由接收机发射并且被发射机接收的数据中提取在接收机处测量并且从接收机发射的表示接收质量的CQI值，根据预设权重系数组合所提取出的CQI值，从所组合的CQI值计算用于向接收机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于资源系数向接收机分配用于发射数据的资源。

发射机包括：

CQI提取装置，用于从由接收机发射并且被发射机接收的数据中提取在接收机处测量并且从接收机发射的表示接收质量的CQI值；

系数计算装置，用于根据预设权重系数组合所提取出的CQI值；以及

资源分配装置，用于从所组合的CQI值计算用于向接收机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于资源系数向接收机分配用于发射数据的资源。

发射机包括存储装置，用于彼此相关联地存储资源系数和要被分配给接收机的用于发送数据的资源的内容。

还提供了一种用于向多个接收机发射数据的发射机，每个接收机具有多个天线，其中，

发射机从由接收机发射并且被发射机接收的数据中提取在接收机处测量并且从接收机发射的表示发射质量的CQI值，根据预设权重系数组合所提取的CQI值，从所组合的CQI值计算用于向发射机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于资源系数向接收机分配用于发射数据的资源。

发射机包括：

CQI提取装置，用于从由接收机发射并且被发射机接收的数据中提取在接收机处测量并且从接收机发射的表示接收质量的CQI值；

系数计算装置，用于根据预设权重系数组合所提取出的CQI值；以及

资源分配装置，用于从所合成的CQI值计算用于向接收机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于资源系数向接收机分配用于发射数据的资源。

发射机包括存储装置，用于彼此相关联地存储资源系数和要被分配给接收机的用于发送数据的资源。

还提供了一种在多输入多输出通信系统中分配资源的方法，该多输入多输出通信系统包括一个发射机和多个接收机，每个接收机具有用于与发射机通信的多个天线，其中，发射机执行：

从由接收机发射并且被发射机接收的数据中提取在接收机处测量并且从接收机发射的表示接收质量的CQI值的处理；

根据预设权重系数组合所提取出的CQI值的处理；

从所组合的CQI值计算用于向接收机分配用于发射数据的资源的资源系数的处理；以及

基于资源系数向接收机分配用于发射数据的资源的处理。

根据如此配置的本发明，发射机从由接收机发射并且被该发射机接收的数据中提取在接收机处测量并且从接收机发射的表示发射质量的CQI值，根据预设权重系数组合所提取的CQI值，从所组合的CQI值计算用于向接收机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于资源系数向接收机分配用于发射数据的资源。

因此，可以基于每个具有多个天线的接收机分别测量出的CQI值来分配资源，并且发射机可以根据发射机和接收机之间的状态来适当并且有效地利用系统中含有的全部资源。

根据如上所述的本发明，因为发射机从由接收机发射并且被该发射机接收的数据中提取在接收机处测量并且从接收机发射的表示发射质量的CQI值，根据预设权重系数组合所提取的CQI值，从所组合的CQI值计算用于向接收机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于资源系数向接收机分配用于发射数据的资源，所以可以增加吞吐量。

附图说明

图1是示出发根据本发明的多输入多输出通信系统的示例性实施例的示图；

图2是示出图1中所示的发射机的配置示例的示图；

图3是示出由系数计算器执行的计算系数的处理的流程图；

图4是示出图3中所示的流程图中的步骤2的子程序的流程图；

图5是示出依赖通信处理而根据公式(2)确定矩阵M1的处理的流程图；

图6是示出由资源分配器执行的资源分配处理的流程图；以及

图7是示出用于关联资源系数和要被分配的资源的表格的内容的示例的示图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例。

图1是示出根据本发明的多输入多输出通信系统的示例性实施例的示图。

如图1所示，本示例性实施例包括发射机101和多个和接收机102-1到102-β。发射机101具有天线111-1到111-γ。接收机102-1到102-β中的每个具有天线121-1到121-φ。数据在发射机101和接收机102-1到102-β之间通过天线来传输。

图2是示出图1中所示的发射机101的配置示例的示图。

如图2所示，在图1中所示的发射机101包括天线111-1到111-γ、收发器201、调制/解调器202、多路复用/解复用器203、CQI提取器204、系数计算器205、资源分配器206和存储器207。图2只示出发射机101的各部件中与本发明有关的那些部件。

天线111-1到111-γ向图1所示的接收机102-1到102-β发送无线电波或者接收来自这些接收机的无线电波。收发器201通过天线111-1到111-γ向图1所示的接收机102-1到102-β发送数据或者接收来自这些接收机的数据。调制/解调器202对收发器201经由天线111-1到111-γ从接收机102-1到102-β接收的数据进行解调，并且对要被从收发器201经由天线111-1到111-γ发送给接收机102-1到102-β的数据进行调制。多路复用/解复用器203对经过调制/解调器202解调的数据进行多路复用，因为那些数据是由收发器201经由天线111-1到111-γ所接收的，并且对经过调制/解调器202调制的数据进行解复用，因为那些数据是将要从收发器201而经由天线111-1到111-γ发射的。CQI提取器204从经过多路复用/解复用器203多路复用的数据提取表示接收质量的CQI(信道质量指示符)值。CQI值表示由接收机102-1到102-β测量出的从发射机101发射并且由接收机102-1到102-β接收的数据的接收质量的值，并且从接收机102-1到102-β反馈回发射机101。系数计算器205基于由CQI提取器204提取出的CQI值，计算用于向接收机102-1到102-β分配用于发射数据的资源的系数。资源分配器206基于由系数计算器205计算出的系数向接收机102-1到102-β分配用于发射数据的资源。存储器207存储由CQI提取器204提取出的CQI值、被系数计算器205用来计算系数的权重系数和根据由系数计算器205计算出的系数而要分配的资源的内容。

下面描述返回给发射机101的CQI值的数量。接收机102-1到102-β测量从发射机101的天线111-1到111-γ发射的并且从而接收的数据的各个接收质量。具体地，例如，接收机102-1测量CQI值的数量为“γ×φ”，其中，γ表示发射机101的天线111-1到111-γ的数量，φ表示接收机102-1的天线121-1到121-φ的数量，例如，从发射机101的天线111-1发射并且被接收机102-1的天线121-1接收的数据、从发射机101的天线111-2发射并且被接收机102-1的天线121-1接收的数据、从发射机101的天线111-3发射并且被接收机102-1的天线121-1接收的数据等的接收质量的CQI值。接收机102-2到102-β类似地测量接收质量。因为所测量出的接收质量被返回给发射机101，所以返回给发射机101的CQI值的数量表示为“γ×φ×β”。

下面描述如此配置的多输入多输出通信系统中的资源分配处理。在资源分配处理中，下面将首先描述在图2中所示的由系数计算器205执行的计算系数的处理。

图3是示出由系数计算器205执行的计算系数的处理的流程图。

首先，在步骤1中，初始化顺序分配给接收机102-1到102-β的固有接收机序数。具体地，固有接收机序数被初始化为“1”。

之后，在步骤2中，计算各个发射机天线的系数。

图4是示出图3中流程图的步骤2的子程序的流程图。

在图3所示的步骤2中，在图4所示的步骤11中初始化顺序分配给发射机101的天线111-1到111-γ的固有发射机天线序数。具体地，固有发射机天线序数被初始化为“1”。

在步骤12中，读取存储器207中存储的CQI值。此时，依赖于发射机天线序数的CQI值被读取。所读取的CQI值的序数以“φ”表示，如上所述，其指示接收机102-1的天线121-1到121-φ的序数。

在步骤13中，将所读取的“φ”CQI值带入公式(1)，计算系数“Φ”。

$\mathrm{\Φ}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{\φ}}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ρ}}_1\·{10}^{\frac{\mathrm{CQ}{I}_i}{10}})}{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{\φ}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_i}---\left(1\right)$

其中，“ρ”表示存在于存储器207中的接收机102-1到102-β的天线121-1到121-φ的权重系数，“i”表示接收机102的天线序数。换句话说，根据权重系数组合接收机102-1到102-β的天线121-1到121-φ的CQI值。在步骤14中，根据公式(1)计算出的系数“Φ”被保存为根据5公式(2)的矩阵M1的“α”。

$M1=\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{\α}}_{11}& \·\·\·& {\mathrm{\α}}_{1\mathrm{\γ}}\\ \·& & \·\\ \·& & \·\\ \·& & \·\\ {\mathrm{\α}}_{\mathrm{\β}1}& \·\·\·& {\mathrm{\α}}_{\mathrm{\β\γ}}\end{array}\right]---\left(2\right)$

公式(2)表示γ行和β列的矩阵。例如，如果接收机序数为“a”，发射机101的天线序数为“b”，则其系数被保存在第a行第b列。

之后，在步骤15中以“1”递增天线序数。然后在步骤16中确定递增后的天线序数是否大于发射机101的所有天线111-1到111-γ的数量。

如果判断出递增后的天线序数大于或者等于所有天线111-1到111-γ的数量，则图4中所示的发射机天线的子程序结束，并且控制返回到图3所示的处理。

如果判断出递增后的天线序数小于所有天线111-1到111-γ的数量，则控制返回到步骤12。换句话说，针对天线111-1到111-γ的序数计算公式(1)，并且结果被保存在根据公式(2)的矩阵M1中。

在图4所示的用于发射机天线的子程序结束之后，在步骤3中，以“1”递增接收机序数。然后在步骤4中确定递增后的接收机序数是否大于接收机102-1到102-β的数量。

如果判断出递增后的接收机序数大于或者等于接收机102-1到102-β的数量，则根据公式(2)的矩阵M1被完成，并且处理结束。

如果判断出递增后的接收机的序数小于接收机102-1到102-β的数量，则控制返回到步骤2。换句话说，针对接收机102-1到102-β的序数计算公式(1)，并且结果被保存在根据公式(2)的矩阵M1中。

当根据公式(2)的矩阵M1被完成时，根据公式(2)的矩阵M1依据当前通信处理而被转换。

图5是示出依据通信处理确定根据公式(2)的矩阵M1的处理的流程图。

当参考图3和图4描述的计算系数的处理结束并且根据公式(2)的矩阵被完成时，在步骤21中确定当前通信处理是多路复用处理还是分集处理(diversity process)。

如果判断出当前通信处理是多路复用处理，则在步骤22中根据公式(2)得到的矩阵M1被确定为矩阵M。

另一方面，如果判断出当前通信处理是分集处理，则在步骤23中根据公式(2)得到的矩阵M1被根据公式3而转换。

$M(\mathrm{\β},1)=\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\γ}}{\mathrm{\Σ}}}M1(\mathrm{\β},k)---\left(3\right)$

其中，k表示发射机101的天线序数。如果判断出当前通信处理是分集处理，则因为发射机101的天线的数量为1，根据公式(2)的γ行β列的矩阵M1被转换成根据公式(3)的γ行1列的矩阵M。

当确定出M时，资源分配器206基于所确定出的矩阵M的系数来确定要分配给接收机102-1到102-β的资源。

图6是示出由资源分配器206执行的资源分配处理的流程图。

在步骤31中确定是否存在要被发射的数据。等候要被发射的数据的接收机序数被记录在存储器207中存储的表中。如果判断出存在要被发射的数据，则接收机102-1到102-β被列出作为目的地。

如果判断出不存在要被发射的数据，则处理结束。

在步骤32中确定发射机101是否有足够资源(例如，HS-PDSCH或者HS-SCCH代码数量、设备功率，等等)。如果判断出发射机101不具有足够的资源，则用于在TT1处分配用于发射的资源的处理结束。

如果判断出发射机101具有足够的资源，则在步骤33中选择所列出的接收机102-1到102-β中具有根据图3所示的流程图计算出的最高系数的接收机102-1到102-β，并且在步骤34中依赖于所选择的接收机102-1到102-β的资源系数“σ”来分配资源。系数“σ”是根据公式(4)从根据公式(1)到公式(3)计算出的系数而计算得到的。

σ＝10·log₁₀α                                (4)

其中，α表示作为根据公式(4)计算出的矩阵M的元素的系数。例如，如果假定当前通信处理是分集处理，则用于从发射机101的天线111-1向接收机102-1发射数据的资源系数“σ₁₁”被表达为：

σ₁₁＝10·log₁₀α₁₁                             (5)

用于从发射机101的天线111-γ向接收机102-β发射数据的资源系数“σ_βγ”被表达为：

σ_βγ＝10·log₁₀α_βγ                       (6)

基于如此计算出的系数“σ”，用于从发射机101的天线111-1到111-γ向接收机102-1到102-β发射数据的资源被确定。

要被确定的资源与系数“σ”相关联地存储在存储器207中。

图7是示出用于关联资源系数和要被分配的资源的表的内容的示例的示图。因为该表格将与资源相关联的系数“σ”存储为整数值，所以计算出的系数“σ”的小数点之后的数字被四舍五入或截断以便使用。

如图7所示，系数“σ”、传输块大小、HS-PDSCH代码数量、调制处理和功率偏移被彼此相关联地存储。如果系数“σ₁₁”为“0”，则没有从发射机101的天线111-1向接收机102-1的发射。如果系数“σ₂₁”为“1”，则为了从发射机101的天线111-1向接收机102-2发射数据，诸如传输块大小“137”、HS-PDSCH代码数量“1”、QPSK调制处理和功率偏移“0”之类的资源被分配。

当完成资源的分配时，在步骤35中从列表中删除所选择的接收机102-1到102-β。然后控制返回到步骤31，以针对具有次高系数的接收机102-1到102-β分配资源。

如上所述，因为可以基于通过组合所有CQI值并且对发射机101的天线111-1到111-γ和接收机102-1到102-β之间的系数进行加权而计算的系数来分配资源，所以能够在整个系统中分配适当的资源。

Claims (5)

1.一种多输入多输出通信系统，包括：发射机和多个接收机，每个接收机具有用于与所述发射机通信的多个天线，所述发射机具有多个天线，并且所述发射机通过多个天线与接收机的各个天线通信，其中

所述发射机从由所述接收机发射并且被所述发射机接收的数据中，提取在所述接收机处测量并且从所述接收机发射的表示从所述发射机的每个天线发射的被所述接收机的每个天线接收的数据的接收质量的CQI值，根据预设权重系数组合所提取出的CQI值，从组合的CQI值计算用于向所述接收机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于所述资源系数向所述接收机分配用于发射数据的资源，其中所述资源系数是利用从所述发射机的多个天线发射到所述接收机的多个控制信号的接收质量来计算的，

所述发射机具有存储装置，用于彼此相关联地存储所述资源系数和要被分配给所述接收机的用于发送数据的资源的内容。

2.根据权利要求1所述的多输入多输出通信系统，其中，所述发射机包括：

CQI提取装置，用于从由所述接收机发射并且由所述发射机接收的数据中，提取在所述接收机处测量并且从所述接收机发射的表示接收质量的CQI值；

系数计算装置，用于根据预设权重系数组合所提取出的CQI值；

资源分配装置，用于从所组合的CQI值计算用于向所述接收机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于所述资源系数向所述接收机分配用于发射数据的资源。

3.一种用于向多个接收机发射数据的发射机，每个接收机具有多个天线，所述发射机具有多个天线，并且所述发射机通过多个天线与接收机的各个天线通信，其中，所述发射机从由所述接收机发射并被所述发射机接收的数据中，提取在所述接收机处测量并且从所述接收机发射的表示从所述发射机的每个天线发射的被所述接收机的每个天线接收的数据的发射质量的CQI值，根据预设权重系数组合所提取的CQI值，从组合的CQI值计算用于向所述接收机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于所述资源系数向所述接收机分配用于发射数据的资源，其中所述资源系数是利用从所述发射机的多个天线发射到所述接收机的多个控制信号的接收质量来计算的，

所述发射机具有存储装置，用于彼此相关联地存储所述资源系数和要被分配给所述接收机的用于发送数据的资源的内容。

4.根据权利要求3所述的发射机，包括：

CQI提取装置，用于从由所述接收机发射并且被所述发射机接收的数据中，提取在所述接收机处测量并且从所述接收机发射的表示接收质量的CQI值；

系数计算装置，用于根据预设权重系数组合所提取出的CQI值；

资源分配装置，用于从组合的CQI值计算用于向所述接收机分配用于发射数据的资源的资源系数，并且基于所述资源系数向所述接收机分配用于发射数据的资源。

5.一种在多输入多输出通信系统中分配资源的方法，所述多输入多输出通信系统包括发射机和多个接收机，每个接收机具有用于与所述发射机通信的多个天线，所述发射机具有多个天线，并且所述发射机通过多个天线与接收机的各个天线通信，其中，所述发射机执行：

从由所述接收机发射并且由所述发射机接收的数据中提取在所述接收机处测量并且从所述接收机发射的表示从所述发射机的每个天线发射的被所述接收机的每个天线接收的数据的接收质量CQI值的处理；

根据预设权重系数组合所提取出的CQI值的处理；

从组合的CQI值计算用于向所述接收机分配用于发射数据的资源的资源系数的处理；

基于所述资源系数向所述接收机分配用于发射数据的资源的处理；以及

彼此相关联地存储所述资源系数和要被分配给所述接收机的用于发送数据的资源的内容的处理，其中所述资源系数是利用从所述发射机的多个天线发射到所述接收机的多个控制信号的接收质量来计算的。