CN101433007A - 信道质量的信号发送 - Google Patents

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Abstract

提供了一种信道质量信号发送方法和一种电信系统。该系统包括基站和一个或多个用户设备，基站和用户设备被配置成使用给定的资源集来进行彼此之间的通信。该系统包括用于确定连接信息(400)的网元，该连接信息包括与信道质量信号相关的资源、用户设备能力和与基站使用的发射功率相关的参考信息，以及用于确定连接质量标准(402)的网元。用户设备被配置成从接收自基站(404)的信号测量质量参数，确定物理连接参数识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准(406)，并传输已确定的识别到基站(408)。

Description

信道质量的信号发送
技术领域
本发明涉及电信系统中基站和用户设备之间的信道质量信号发送，其中基站和用户设备使用给定的资源集进行彼此之间的通信。
背景技术
通信系统，以及尤其是无线通信系统，在最近几年中已经有了广阔的发展。除传统的语音传输之外，多个新业务已经得到了发展。不同的数据和多媒体业务吸引了用户，而且通信系统应该以合理的成本提供充足的服务质量。
新发展的业务需要在合理的计算复杂性下具备高的数据速率和频谱效率。一种已提出的解决方法是使用链路自适应技术，其中传输参数例如调制，编码，和/或发射功率能动态地适应发生改变的信道状态。如果在发射之前，发射机具有一些与信道状态相关的知识时，链路自适应技术尤其有用。
使用链路自适应的一种接入技术是多载波系统。此外，多天线可以用于发射和接收。在传统无线通信系统中，连接在单一的频率上传送。在多载波系统中每个连接可以使用多个载波，其可被称之为副载波。副载波的使用可以增加数据吞吐量。在发射与接收中都可以采用多天线。多天线的使用针对衰落信道提供了有效的分集解决方法。MIMO OFDMA系统就是一个这样的系统，该系统结合了MIMO(多输入多输出)技术和OFDM(正交频分复用)调制。在OFDM系统中，链路自适应和用户多路复用可在频域中施行。
通过信道质量指示(CQI)报告的信号发送可得到与信道状态相关的信息。一般地，接收机从接收的信号中测量信道质量并传输基于测量的信息给发射机。在选择发射参数时发射机可利用该信息。例如，在基站与用户设备连接的系统中，用户设备可以确定信道质量指示并发送信息报告给基站。理想地，这些报告体现了在时域和频域上都具有高分辨率的信道质量响应。
很多提出的信道质量指示方法是基于经历的SINR(信号与噪声干扰比)域特性，因为其允许有效调度和内插/外推到其它操作情况。然而，基于SINR的信道质量测量的一个问题是不同用户设备的结果不一致。SINR与吞吐量的关系和其他系统以及链路等级参数取决于用户设备硬件，例如解码器复杂度。因此，不同的用户设备在相似的情况下可以表现不同。
一个基本问题是有效且广泛应用的信道质量指示方法，尤其是有关于频域分组调度需要高分辨率来区分具有不同质量的资源块(例如，可用于调度的频率组块)。然而，基于SINR和其它的等效方法确实会导致一些不一致性的问题，因为没有对SINR的一致理解。
尤其是当测试用户设备是否符合给定的规则时，这是个问题。一种合适的信道质量指示确定方法必须具有一致性和可测试性，而这对于例如基于SINR的假设，就并不是这么一回事。
发明内容
本发明的目的是为信道质量指示确定提供一种改进的方法。根据本发明的一方面内容，为电信系统中的基站与用户设备之间提供了一种信道质量信号发送方法，其中基站和用户设备使用给定的资源集进行彼此之间的通信，该方法包括：确定连接信息，其包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备的能力以及与基站使用的发射功率有关的参考信息；确定连接质量标准；在用户设备中从接收自基站的信号测量质量参数；在用户设备中确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准；以及从用户设备传输已确定的识别给基站。
根据本发明的另一方面内容，提供了一种电信系统中的基站与用户设备之间的信道质量信号发送方法，其中基站和用户设备使用给定的资源块集进行彼此之间的通信，该方法包括：确定连接信息，其包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及与基站使用的发射功率有关的参考信息；确定连接质量标准；在用户设备中从接收自基站的信号测量质量参数；基于已测量的与接收的信号质量相关的参数，将可用资源块划分成组；利用已确定的连接质量标准来验证参数测量；在用户设备中确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准；以及从用户设备传输已确定的识别给基站。
根据本发明的另一方面内容，提供了一种电信系统，其包括至少一个基站和一个或者多个用户设备，基站和用户设备被配置成使用给定的资源集来进行彼此之间的通信，该系统包括：用于确定连接信息的网元，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及与基站使用的发射功率有关的参考信息；用于确定连接质量标准的网元；用户设备，被配置成从接收自基站的信号中测量质量参数，确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准，以及将已确定的识别传输到基站。
根据本发明的另一方面内容，提供了一种电信系统的用户设备，该用户设备包括：收发机，该收发机被配置成使用给定资源集与电信系统的基站进行通信；用于存储已确定的连接信息的存储器，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及与基站使用的发射功率有关的参考信息；用于存储已确定的连接质量标准的存储器；被配置成从接收自基站的信号中测量质量参数的测量单元；被配置成确定物理连接参数的识别以及通过使用收发机将已确定的识别传输到基站的控制器，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准。
根据本发明的另一方面内容，提供了一种计算机可读的计算机程序分发介质，其编码有用于执行电信系统中基站和用户设备之间信道质量信号发送方法的计算机处理的计算机指令程序，其中该基站和用户设备使用给定的资源集来进行彼此之间的通信，该处理包括：存储连接信息，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力，以及与基站使用的发射功率相关的参考信息；存储已确定的连接质量标准；从接收自基站的信号中测量质量参数；以及确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准，并传输已确定的识别到基站。
本发明的实施例涵盖一种以可测试和一致的方式来表示时域和频域无线信道性能的方法。所提出的解决方法尤其适合于3GPPRAN4目的，但是其也可以应用到很多系统和不同的环境中。本发明为传输和测试提出了一种从期望的单位资源块域表示到合适的表示的转化。
本发明提供了多个优点。根据本发明的实施例实现的信道质量指示确定定义了一种解决方法，该方法不依赖用户设备的属性或者硬件。
该解决方法可以应用于单个的载波和多载波系统，例如OFDM中。
附图说明
参照实施例和附图，在下面将更详细的描述本发明，其中，
附图1显示了通信系统的例子，
附图2示例了信道质量确定的实施例，
附图3示例了用户设备结构的例子，以及
附图4是示例本发明的实施例的流程图。
具体实施方式
本发明的实施例适用于多种电信系统。例如，本发明的实施例可以应用在蜂窝系统，其中提供了具有不同无线通道属性的终端。可以应用本发明的系统的典型例子是，演进的第三代系统UMTS。
附图1是可应用根据本发明的实施例的数字数据通信系统的简单示例。这是蜂窝无线电系统的一部分，其包括基站或者等效的网元100，其具有到用户设备106和108的双向无线电链路102和104。用户设备可以是固定的、车载的或者便携式。基站包括能建立到用户设备的双向无线电链路的收发机。基站进一步连接到无线电网络控制器或者等效的网元110，其传输收发机到网络的其它部分的连接。无线电网络控制器采用集中方式控制与其相连的多个基站。
无线电系统也能与其它网络进行通信，例如公共交换电话网或者因特网。
基站可以使用给定资源和给定传输参数来传输信号到用户设备。在使用链路自适应和用户多路复用的系统中，资源和传输参数可以基于用户设备信号发送的信道质量指示报告动态地改变。一般而言，信道质量指示报告包括与信道质量相关的信息，以及关于传输参数的建议，采用该传输参数时，用户设备假设可以实现给定的传输质量。基站可以传输前导信号或者有预定义发射功率的已知前导符号。在信道质量的确定中可以利用该前导信号和/或前导符号。用于测量信道质量的准确方法没有在本发明的实施例中提及。使用本领域熟练技术人员公知的方法可以实施该测量。
在本发明的实施例中，应用以下的架构来确定信道质量指示。首先，配置基站和用户设备以存储基站和用户设备之间的预先确定或信号发送的公共连接信息。该连接信息或者条件可以包括例如，关于专用资源块、假定功率、用于与前向纠错相关的打孔方法和与用户设备能力相关的信息。用户设备能力是指用户设备支持的传输参数(例如调制方法)。传输参数依赖于系统。它们可由调制方法或者最大支持带宽或者用户设备支持的瞬时数据速率组成。公共连接信息可以为系统参数，或者可以在基站、基站控制器或电信系统的其它网元中确定。在此文中，定义的术语“网元”包括用户设备。
第二步，配置基站和用户设备来存储在基站和用户设备之间的预先确定或信号发送的连接质量标准信息或者测试需求。连接质量标准或者测试需求包括基站和用户设备之间的连接质量的测量。连接质量可以在基站和用户设备之间的通信会话之前确定，或者其可以是预定义的系统参数。在一个实施例中，基站确定连接质量标准并将其传输到用户设备。在一个实施例中，用户设备确定连接质量标准并将其传输到基站，从而确保给定的质量。连接质量标准也可以在电信系统的某个其它网元中确定。
第三步，信道质量指示报告包括物理连接参数的识别，在给出连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准。该识别可以包括例如，与调制、编码、已分配资源和MIMO设置有关的信息。
让我们研究一个应用上述结构的信道质量指示确定的例子。所提出的用于信道质量指示的解决方法可以被应用在实施了正交频分复用(OFDM)数据传输方案的系统中。
在该系统中，基站可以在时域和频域分配资源给用户设备。在时域，基站调度用户在不同的时间间隔传输或接收数据。在分组数据传输中应用OFDM使得调度也可以在频域中进行。这意味着，在给定的时刻，OFDM信号的全部频带被分为多个频率块(有时称作资源块)，而且该频率块被调度给用户设备用于数据传输。每个频率块可以被分配到不同的用户或者多个频率块可以被分配到一些用户，其依赖于无线信道状态和网络负荷。众所周知，OFDM信号由多个副载波组成，以及每个副载波在OFDM符号间隔中承载一个符号。频率块可以包括多个甚至数十个副载波。基于从用户设备重复接收的多个信道质量指示(CQI)，基站分配频率块给接收高速分组数据业务的用户设备。用户设备传输CQI，在连续的CQI之间具有足够小的时间间隔，以便基站不断地感知接收高速分组数据业务的用户设备的信道状态。在CQI信号发送的一些实现中，移动单元的CQI值的传输可以是例如仅在需要的基础上传输CQI，以便特定的触发可以允许移动站中断CQI的传输。
为了计算CQI，基站可以在具有给定发射功率等级的公共前导信道上持续地传输前导信号。由于电信系统为高速分组数据业务使用OFDM多载波数据传输，基站可以将前导信号作为OFDM多载波信号传输，该OFDM多载波信号覆盖了用于高速分组数据业务的频率范围。前导信号不必在OFDM多载波信号的每个副载波上传输，因此，前导信号在给定的具有使得能够确定经历衰减的频率的频率分离的副载波上传输就足够了。频率范围可以被划分成频率块，其中每个频率块包括如上所述的多个副载波。前导信号可以被传输在每个频率块的一个或者多个副载波上。
用户设备可以明了基站用于前导信号的发射功率等级。接收前导信号的用户设备可针对每个频率块从已接收的前导信号计算与信道质量相关的参数。尽管也可以配置用户设备来为部分频率块计算参数(信道质量度量)，但我们现在假定用户设备为每个频率块计算信道质量度量。该参数或者信道质量度量可以是例如信号对干扰加噪声功率比(SINR)。替代SINR的是，其它度量可以用来作为信道质量度量。可以根据本领域的已知算法通过利用为其计算信道质量度量的频率块上的前导信号为每个频率块计算信道质量度量，例如SINR。也可以采用数据辅助信道质量估计方法。
附图2示例了信道质量指示的确定。附图2显示了一张图表，其中X轴方向上的是资源块，Y轴方向上的是资源块的相关的SINR测量。
每个资源块的相关的SINR等级根据三个阈值200，202，204被划分成四个等级。这些等级分别被标记为不可用、差、良以及优。阈值等级可以例如为，4dB、8dB以及12dB。因而，在信道质量指示传输之后，基站得知哪个资源块206在从最优资源块起的4dB以内(高于阈值200)，哪个资源块208在从最优资源块起的4-8dB内(在阈值200到202之间)，哪个资源块210在8-12dB之间(在阈值202到204之间)，以及最后哪个资源块212是比最优资源块的SINR差到大于12dB(低于阈值204)。如上所述，SINR自身很难测试，因为SINR的解释依赖UE执行并因此不是特有的。
当应用上述架构时，预先确定或者信号发送的公共连接信息包括物理资源参考点，例如，作为与前导信号相比的可用功率。另外，公共连接信息包括与应用测试需求时所考虑的资源块相关的信息。当确定使用哪个资源块时可以利用所定义的阈值，而不是假设所有资源块对于优化调度是不可用的。例如，可能确定传输到基站的物理配置例如只与最优资源块206，和/或第二优资源块208有关。已确定的资源块可以是多个资源块的任意组合或者可以应用多个条件(如，最优资源块206和第二优块组208的特定报告)。
物理连接参数的识别可以包括对于系统来说重要的参数的说明/指示。这可包括调制、编码、MIMO方案等。
质量标准信息或者测试需求可以依据块错误概率(BLEP)或者块误码率(BLER)来定义。例如，其可确定，UE需要指明仅使用最优资源块206而满足1％ BLEP以及同时使用最优资源块206和第二优资源块208而满足10％ BLEP的物理配置。这不会带来额外的信号发送。用户设备可以指定最优资源块206支持10％的BLEP的物理配置以及指定第二优208资源块支持相同BLEP目标的另一物理配置。这可以持续以便定义所有的资源块区域，但只应在其对用户设备/网络性能而言是显著的程度内进行。
可能有很多分离的实现方式，统一的思想是将资源块划分为多个组(基于它们的SINR值，其可以是任意的)。使用特定的测试或者标准来验证信道质量指示。
附图3示例了用户设备106的结构的一个简单例子，该用户设备应用于使用了OFDM技术的电信系统中。用户设备包括收发机322。配置该收发机使用给定资源集与系统中的基站通信。收发机包括天线300，其接收基站传输的信号。接收的信号在RF块302中被滤波和放大，并在A/D转换器304中被转换成数字格式。该信号被进一步传输到变换器306，其中接收的信号被转换到频域。变换器306输出的信号数目等于使用的OFDM副载波的数目。该信号被传输到收发机的基带部分308并进一步被传输到用户设备106的用户接口部分310。用户接口部分310可以包括例如显示装置、麦克风、扬声器和键盘。
在收发机的发射机端，传输的信号是从基带部分312被传输到变换器314，其中信号被转换成时域。信号从变换器传输到D/A转换器316，其中信号被转换成模拟格式，再被传输到RF块302以被放大、滤波并使用天线300被传输。用户设备可进一步包括UMTS用户身份识别模块(USIM)318。USIM包括用户相关信息以及与信息安全相关的信息，例如，加密算法。
用户设备可进一步包括控制器310、存储器320以及执行计算机处理的计算机程序。可以配置该存储器以存储已确定的连接信息，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及关于基站使用的发射功率的参考信息。此外，存储器可以存储已确定的连接质量标准或者测试需求。
控制器310控制用户设备的操作，该控制器可被配置成从接收自基站的信号测量质量参数。该控制器可以进一步被配置成确定物理连接参数的识别，在给出确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准，并使用收发机的发射机端将已确定的识别传输给基站。
接下来，参照附图4中的流程图对信道质量指示确定的一个实施例进行描述。步骤400中，确定包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备的能力以及与基站使用的发射功率相关的参考信息的连接信息。该信息可以是在基站和用户设备之间预先确定或者用信号发送的。
步骤402中，确定连接质量标准或者测试需求。该信息可以是在基站和用户设备之间预先确定或者信号发送的。
步骤404中，用户设备从接收自基站的信号测量与接收信号质量相关的参数。
步骤406中，用户设备确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准。使用已确定的连接标准来验证参数测量。
步骤408中，用户设备传输已确定的识别到基站。
步骤410中，当基于用户设备传输的信息把信号传输到用户设备时，基站选择基站将要使用的物理连接参数。
本发明的实施例可以被实现为基站和用户设备中的计算机程序。用户设备中的计算机程序包括用于执行电信系统中基站和用户设备之间的信道质量信号发送方法的计算机处理的指令，其中基站和用户设备使用给定的资源集在彼此之间进行通信，该处理包括：存储包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及关于基站使用的发射功率的参考信息的连接信息；存储已确定的连接质量标准，从接收自基站的信号中测量与所接收的信号质量相关的参数，以及确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准，并传输已确定的识别到基站。
计算机程序可存储在计算机或者处理器可读的计算机程序分发介质中。计算机程序介质可以是，例如但不限于，电的、磁的、光的、红外的或者半导体的系统、设备或者传输介质。计算机程序介质包括以下介质的至少一种：计算机可读介质、程序存储介质、记录介质、计算机可读存储器、随机存取存储器、可擦可编程只读存储器、计算机可读软件分发包、计算机可读信号、计算机可读电信信号、计算机可读印刷品、以及计算机可读压缩软件包。
尽管在上面已经参考根据附图的例子描述了本发明，很明确本发明并不限于此，还可以在所附的权利要求书的范围内进行多种方式的修改。

Claims (20)

1.一种电信系统中的基站和用户设备之间的信道质量信号发送方法，其中基站和用户设备使用给定的资源集进行彼此之间的通信，该方法包括：
确定连接信息，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备的能力以及与基站使用的发射功率相关的参考信息；
确定连接质量标准；
在用户设备中从接收自基站的信号测量质量参数；
在用户设备中确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准；以及
从用户设备传输已确定的识别给基站。
2.一种电信系统中的基站与用户设备之间的信道质量信号发送方法，其中基站和用户设备使用给定的资源块集进行彼此之间的通信，该方法包括：
确定连接信息，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及与基站使用的发射功率有关的参考信息；
确定连接质量标准；
在用户设备中从接收自基站的信号测量质量参数；
基于已测量的与接收的信号质量相关的参数，将可用资源块划分成组；
利用已确定的连接质量标准来验证参数测量；
在用户设备中确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准；以及
从用户设备传输已确定的识别给基站。
3.根据权利要求1的方法，其中连接信息在基站和用户设备之间的通信会话开始时确定。
4.根据权利要求1的方法，其中连接质量标准在基站和用户设备之间的通信会话开始之前确定。
5.根据权利要求1的方法，其中，在基站与用户设备之间的通信会话过程中，在基站和用户设备之间信号发送连接质量标准。
6.根据权利要求1的方法，进一步包括：
当基于用户设备传输的信息将信号传输到用户设备时，在基站处选择基站将要使用的物理连接参数。
7.根据权利要求1的方法，其中连接质量标准包括基站和用户设备之间的连接质量的测量。
8.根据权利要求1的方法，其中连接信息包括以下的至少一种：
-分配给连接的前导信号模式；
-用户设备支持的最大带宽；
-用户设备支持的调制方法和参数；
-使用的与前向纠错有关的打孔方法；
-基站传输的前导信号与数据信号之间的功率偏移。
9.根据权利要求1的方法，进一步包括：
基于已测量的与接收的信号的质量相关的参数，将可用资源划分成组；以及
当确定物理连接参数的识别时利用这些分组。
10.一种电信系统，其包括至少一个基站和一个或者多个用户设备，基站和用户设备被配置成使用给定的资源集来进行彼此之间的通信，该系统包括：
用于确定连接信息的网元，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及与基站使用的发射功率有关的参考信息；
用于确定连接质量标准的网元；
用户设备，被配置成从接收自基站的信号中测量质量参数；确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准；以及将已确定的识别传输到基站。
11.根据权利要求10的系统，其中电信系统的用户设备包括：
用于存储已确定的连接信息的存储器，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力，以及与基站使用的发射功率有关的参考信息；以及
用于存储已确定的连接质量标准的存储器。
12.根据权利要求10的系统，其中电信系统的基站被配置成存储已确定的连接信息，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及与基站使用的发射功率有关的参考信息，和已确定的连接标准。
13.根据权利要求10的系统，其中基站被配置成确定连接质量标准并传输已确定的连接质量标准到用户设备。
14.根据权利要求10的系统，其中基站被配置成传输已确定的连接质量标准到用户设备。
15.根据权利要求10的系统，其中用户设备被配置成确定连接质量标准并传输已确定的连接质量标准到基站。
16.根据权利要求10的系统，其中基站被配置成基于用户设备传输的信息来选择物理连接参数，当传输信号到用户设备时，基站使用该物理连接参数。
17.根据权利要求10的系统，其中用户设备被配置成基于已测量的与接收信号质量相关的参数，将可用资源划分成组，以及利用已确定的连接质量来验证参数测量。
18.一种电信系统的用户设备，该用户设备包括：
收发机，该收发机被配置成使用给定资源集与电信系统的基站进行通信；
用于存储已确定的连接信息的存储器，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及与基站使用的发射功率有关的参考信息；
用于存储已确定的连接质量标准的存储器；
被配置成从接收自基站的信号中测量质量参数的测量单元；
被配置成确定物理连接参数的识别以及通过使用收发机将已确定的识别传输到基站的控制器，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准。
19.根据权利要求18的用户设备，被配置为基于已测量的与接收的信号质量相关的参数，将可用资源划分成组并利用已确定的连接质量来验证参数测量。
20、一种计算机可读的计算机程序分发介质，编码有用于执行电信系统中基站和用户设备之间信道质量信号发送方法的计算机处理的计算机指令程序，其中该基站和用户设备使用给定的资源集来进行彼此之间的通信，该处理包括：
存储连接信息，该连接信息包括与信道质量信号发送相关的资源、用户设备能力以及与基站使用的发射功率相关的参考信息；
存储已确定的连接质量标准；
从接收自基站的信号中测量质量参数；以及
确定物理连接参数的识别，在给出已确定的连接信息的情况下，使用这些参数可以满足连接质量标准，并传输已确定的识别到基站。
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