CN101534527A - 下行预编码信息指示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于基站通知用户设备预编码矩阵索引信息的下行预编码信息指示方法，其中，基站对用户设备上报的预编码矩阵索引进行检测，并根据检测结果对用户设备进行指示，以通知用户设备基站采用的发射模式或者采用的预编码矩阵索引。通过本发明，可以告知UE eNodeB的发射模式或者采用的PMI，从而可以解决由于eNodeB发射使用的预编码矩阵与UE解码使用的预编码矩阵不匹配导致数据不能被正确解码的问题。

Description

下行预编码信息指示方法

技术领域

本发明涉及多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称为MIMO)的无线移动通信系统，并且特别地，涉及MIMO无线通信系统中单用户MIMO(Single User MIMO，简称为SU-MIMO)方式中的下行预编码信息指示方法。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称为OFDM)技术本质上是一种多载波调制通信技术，该技术是第四代移动通信中的核心技术之一。在频域上，OFDM的多径信道呈现出频率选择性衰落特性，为了克服这种衰落，将信道在频域上划分成多个子信道，每个子信道的频谱特性都近似平坦，并且OFDM各个子信道相互正交，因此允许子信道的频谱相互重叠，从而可以很大限度地利用频谱资源。

MIMO技术可以增大系统容量、提高传输性能，并且能够很好地与其它物理层技术融合，因此成为B3G和4G移动通信系统的关键技术。

但是，在信道相关性强时，由多径信道带来的分集增益和复用增益大大降低，导致MIMO系统性能的大幅下降。为此，近年来，提出了一种新的MIMO预编码方法，该方法是一种高效的MIMO复用方式，其通过收发端的预编码处理将MIMO信道划分成多个独立的虚拟信道。由于有效地消除了信道相关性的影响，所以预编码技术保证了MIMO系统在各种环境下的稳定性能。

长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统是第三代伙伴组织(3rd Generation partnership project，简称为3GPP)的重要计划。预编码技术在LTE是通过如下操作实现的：在用户设备(UserEquipment，简称为UE)和基站(eNodeB)设置码本(预编码矩阵的集合)，UE根据一定的准则(例如，吞吐量最大化或者最接近信道矩阵的右奇异矩阵)从码本中选择最佳预编码矩阵，并将预编码矩阵索引(Precoding Matrix Index，简称为PMI)反馈给eNodeB，eNodeB根据接收的PMI在码本中寻找对应的预编码矩阵，在下行发射中应用此预编码矩阵进行预编码传输。

在MIMO技术中，SU-MIMO指的是一个用户占用独立的时频资源。在目前采用的SU-MIMO中，可能会因为传输错误导致UE(User Equipment，简称为UE)上行发送的预编码索引号与eNodeB接收的索引号不同，从而使得eNodeB发射使用的预编码矩阵与UE端解码使用的预编码矩阵不匹配，进而导致数据不能被正确解码；同时，在eNodeB采用其他策略进行传输而不采用UE反馈的PMI的情况下，eNodeB需要另外选择预编码矩阵，也会使得eNodeB发射使用的预编码矩阵与UE端解码使用的预编码矩阵不匹配，从而导致数据不能被正确解码。

因此，需要一种能够解决上述问题的技术方案。

发明内容

考虑到相关技术中存在的在某些情况下eNodeB发射使用的预编码矩阵与UE端解码使用的预编码矩阵不匹配，从而导致数据不能被正确解码的问题而提出本发明，为此，本发明的目的在于提供一种下行预编码信息指示方法，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种下行预编码信息指示方法。

根据本发明实施例的下行预编码信息指示方法包括：eNodeB对用户设备上报的PMI进行检测，并根据检测结果对用户设备进行指示，以通知用户设备eNodeB采用的发射模式或者采用的PMI。

其中，上述操作具体为：在检测到用户设备上报的PMI上行传输正确的情况下，eNodeB向用户设备反馈PMI确认信息，以通知用户设备eNodeB采用用户设备上报的PMI；或者，在检测到用户设备上报的PMI上行传输错误的情况下，eNodeB向用户设备反馈回退信息，以通知用户设备eNodeB采用的发射模式，其中，回退信息用于表示eNodeB将使用如下状态中的一种或多种进行发射：固定PMI状态、发射分集状态、开环复用状态；进一步地，在检测到用户设备上报的PMI上行传输错误的情况下，eNodeB重新选择PMI，并向用户设备反馈PMI指示信息，以通知用户设备eNodeB重新选择的PMI。

其中，eNodeB重新选择的PMI应用于用户设备的整个工作带宽。

其中，eNodeB通过控制信令携带PMI确认信息、回退信息、或PMI指示信息，其中，控制信息中预先设置有一指示字段，用于表示PMI确认信息、回退信息、PMI指示信息中的其中之一。

或者，eNodeB通过控制信令携带PMI确认信息、回退信息、或PMI指示信息，其中，控制信息中预先设置有三个指示字段，分别用于表示PMI确认信息、回退信息、和PMI指示信息。

或者，基站通过控制信令携带预编码矩阵索引确认信息、回退信息，具体地，基站使用下行控制信令中的预编码相关字段中用于表示码本元素的状态以外的空闲状态来表示PMI确认信息和回退信息，或者，在没有空闲状态的情况下，使用用于表示码本元素的状态中的两个状态来表示预编码矩阵索引确认信息和回退信息。

或者，基站通过控制信令携带预编码矩阵索引确认信息、回退信息，其中，基站使用下行控制信令中的预编码相关字段以外的控制字段来表示预编码矩阵索引确认信息和回退信息。

根据本发明的另一方面，提供了一种下行预编码信息指示方法，用于基站通知用户设备预编码矩阵索引信息。

在根据本发明实施例的下行预编码信息指示方法中，基站对用户设备上报的预编码矩阵索引进行检测，并根据检测结果使用预编码矩阵索引确认信息、回退信息、或预编码矩阵索引指示信息对用户设备进行指示，以通知用户设备基站采用的发射模式或者采用的预编码矩阵索引。

其中，基站根据检测结果使用预编码矩阵索引确认信息、回退信息、或预编码矩阵索引指示信息对用户设备进行指示，以通知用户设备基站采用的发射模式或者采用的预编码矩阵索引的操作具体为：在检测到用户设备上报的预编码矩阵索引上行传输正确的情况下，基站向用户设备反馈预编码矩阵索引确认信息，以通知用户设备基站采用用户设备上报的预编码矩阵索引；在检测到用户设备上报的预编码矩阵索引上行传输错误的情况下，基站向用户设备反馈回退信息，以通知用户设备基站采用的发射模式；在检测到用户设备上报的预编码矩阵索引上行传输错误的情况下，基站重新选择预编码矩阵索引，并向用户设备反馈预编码矩阵索引指示信息，以通知用户设备基站重新选择的预编码矩阵索引。

通过本发明提供的上述技术方案，通过在eNodeB下行控制信令中设置PMI确认信息、回退信息、或PMI指示信息，可以告知UE eNodeB的发射模式或者采用的PMI，从而可以解决相关技术中存在的由于eNodeB发射使用的预编码矩阵与UE解码使用的预编码矩阵不匹配导致数据不能被正确解码的问题，从而提升系统性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施例的下行预编码信息指示方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明的实施例，提供了一种下行预编码指示方法，并提出了对于下行预编码指示状态的几种可选编码方法。如上所述，eNodeB通过控制信令携带下行预编码指示信息，具体地，下行预编码指示信息包括以下信息：

(1)PMI确认信息(PMI Confirmation)，该信息通知UE eNodeB采用了UE上报的PMI。

(2)回退信息(fall-back information)，包括以下三种可能状态选项：回退到缺省(固定PMI)状态、回退到发射分集(TxD)状态，或者，回退到开环复用(OL SM)状态，其中，在实际系统应用中，可能会采用这三种可能选项中的一种模式或任意几种的组合模式进行工作，并用一个状态信息指示。

(3)PMI指示信息(PMI Indication)，相当于对应预编码的重选状态(overriding)，当eNodeB检测到上行PMI传送出错，eNodeB为UE另选码本，该PMI指示信息用于通知UE eNodeB选择的PMI。

基于以上描述，在本发明中，基站对用户设备上报的预编码矩阵索引进行检测，并根据检测结果对用户设备进行指示，以通知用户设备基站采用的发射模式或者采用的预编码矩阵索引。优选地，可以使用上述的PMI确认信息、回退信息、或PMI指示信息来进行指示。

图1是根据本发明实施例的下行预编码信息指示方法的流程图。如图1所示，包括以下处理：

步骤S100，预编码反馈流程开始；

步骤S101，UE根据一定的准则选择最佳预编码矩阵和rank数；

步骤S102，UE将选择的最佳预编码矩阵的PMI和rank通过上行信道反馈给eNodeB；

步骤S103，eNodeB用某种错误校验方法(如CRC校验(循环冗余校验))，对用户设备上报的PMI的正确性进行检测，并向UE发送下行控制信令；

步骤S104，在eNodeB在步骤S103中检测到UE上报的PMI上行传输正确的情况下，在发送给UE的下行控制信令中携带PMI确认信息，确认使用UE上报的预编码矩阵；

步骤S105，在eNodeB在步骤S103中检测到用户设备上报的PMI上行传输错误的情况下，在发送给UE的下行控制信令中携带回退信息，以通知UE eNodeB采用的发射模式；

步骤S106，在eNodeB在在步骤S103中检测到UE上报的PMI上行传输错误的情况下，根据某种准测为UE重新选择PMI，并重选码本，之后，在发送给UE的下行控制信令中设置PMI指示信息，将重选的PMI传送给UE，其中，下行的预编码指示是非频率选择性的，该PMI将应用在UE的整个工作带宽上；

步骤S107，处理流程结束。

对于上述的PMI确认信息、回退信息、PMI指示信息，可以采用不同的编码方式，比如独立编码，联合编码等，当然，本发明不限于此，以下具体进行描述。

(1)独立编码方式

在该方式下，下行控制信令中可以预先设置有三个指示字段(可以使用不同长度的二进制数)，分别用于表示PMI确认信息、回退信息、和PMI指示信息。

如上所述，在独立编码方式下，每个不同信息都需要用单独字段表示。具体地，对于PMI确认信息使用1个字段表示，1个状态共需要个比特；回退信息需要1个状态表示，需要个比特；PMI指示信息对于eNodeB采用四天线发射的情况下，16个预编码矩阵需要

比特，综上，独立编码方法共需要1+1+4＝6比特指示。

(2)联合编码方式

在该方式下，下行控制信令中可以预先设置有一指示字段，用于表示PMI确认信息、回退信息、PMI指示信息中的其中之一，也就是说，用一定长度比特位统一表示所有状态。

如上所述，在联合编码方式下，需要统计所有需要表示的状态总数，以计算需要的比特长度。具体地，在联合编码方式下，若PMI确认信息需要1个状态表示，回退信息需要1个状态表示，PMI指示信息对于eNodeB采用四天线发射的情况下，需要16个状态表示。即，确定下行控制信令中需要表示的状态总数共有18个状态，这18个状态共需要

比特的二进制数表示。通过联合编码方式，可以节省控制信令开销。

(3)使用下行控制信令中的预编码相关字段中用于表示码本元素的状态以外的空闲状态来表示，或者，在没有空闲状态的情况下，使用用于表示码本元素的状态中的两个状态来表示

实例1：2Tx发射天线，3比特表示，秩1/2状态指示

LTE标准中，eNodeB的2天线发射对应秩1和秩2的码本集合中分别有6个和2个矩阵，若在下行控制信令中用3bit二进制数表示8个状态(如表1，表2所示)，这样3bit的二进制数除表示秩1和秩2的码本元素外会有空闲的状态，这些剩余的空闲状态可用于表示预编码矩阵索引确认信息和回退信息。

具体地，表1(2Tx发射天线，3比特表示，秩1状态指示表)示出了对于eNodeB的2天线发射秩1的下行3比特指示。如表1所示，3比特二进制数000表示PMI确认状态，001表示回退状态，010至111表示码本元素。

表2(2Tx发射天线，3比特表示，秩2状态指示表)示出了eNodeB的2天线发射秩2的下行3比特指示。如表2所示，3比特二进制数000表示PMI确认状态，001表示回退状态，010和011分别表示不同的码本元素，100至111为保留字段。

表1                               表2

实例2：2Tx发射天线，2比特表示，秩1/2状态指示

如果用2比特表示(如表3，表4所示)，此时也可以减少一些矩阵元素，而用这些状态表示确认信息和回退信息。

以下的表3(2Tx发射天线，2比特表示，秩1状态指示表)示出了eNodeB的2天线发射秩1的下行2比特指示信息。如表3所示，2比特二进制数00表示PMI确认状态，01表示回退状态，10和11分别表示不同的码本元素。

表4(2Tx发射天线，2比特表示，秩2状态指示表)示出了eNodeB的2天线发射秩2的下行2比特指示。如表4所示，2比特二进制数00表示PMI确认状态，01表示回退状态，10和11分别表示不同的码本元素。

表3                              表4

实例3：2Tx发射天线，4比特表示，秩1/2状态指示

类似地，还可以用4比特信息指示(如表5，表6所示)，这样可以与4天线的信息指示格式相同，这样会有在指示中空闲一些保留状态。

表5(2Tx发射天线，4比特表示，秩1状态指示表)、表6(2Tx发射天线，4比特表示，秩2状态指示表)分别示出了eNodeB的2天线发射秩1、秩2的下行4比特指示。如表5所示，4比特二进制数0000表示PMI确认状态，0001表示回退状态，0010至0111表示码本元素，1000至1111表示为保留字段；如表6所示，4比特二进制数0000表示PMI确认状态，0001表示回退状态，0010和0011分别表示不同的码本元素，0100至1111表示保留字段。

表5                           表6

实例4：2Tx发射天线，4比特表示，秩1/2状态指示

LTE中eNodeB 4天线对应秩为1，2，3，4，分别有16个矩阵，也就是说，在秩已知情况下可用4bit二进制信息表示不同秩中对应的16个矩阵元素。考虑到eNodeB为UE另选码本也是一个较小概率的事件，可以去除4天线码本中的一些矩阵元素，再用这些空余出来的状态来表示预编码矩阵索引的确认信息和回退信息。

具体地，表7(4Tx发射天线，秩1，2，3，4状态指示表)示出了eNodeB的4天线发射秩1，2，3，4的下行4比特指示。如表7所示，4比特二进制数0000表示PMI确认状态，0001表示回退状态，0010至1111表示码本元素。

表7

 

二进制	表示状态
		0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111	PMI确认状态回退状态码本索引1码本索引2码本索引3码本索引4码本索引5码本索引6码本索引7码本索引8码本索引9码本索引10码本索引11码本索引12码本索引13码本索引14

需要说明的是，在LTE标准中，UE在接收eNodeB发送控制信令之前，UE可以通过广播信道知道eNodeB的发射天线数，这样eNodeB下行信令通知UE即可以明确接收的预编码索引应该在2天线或4天线的码本集合中寻找。

(4)使用下行控制信令中的预编码相关字段以外的控制字段来表示

考虑单独的一个状态使用1比特的下行传输开销对系统吞吐量的影响，为了在4天线的下行控制信令中不减小预编码码本数量而又不增加信令开销，考虑使用某些下行控制信令字段的冗余状态指示预编码矩阵索引确认状态或回退状态(如可以在资源分配(Resource Allocation，简称为RA)字段中寻找冗余状态)。

另外，下行预编码仅在UE上报预编码出现错误或eNodeB为UE另选码本时使用，对于多数场景下，eNodeB为UE另选码本是一个较小概率事件，那么，将预编码矩阵用于全频带，可以减小下行信令开销。

如上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过提供一种下行预编码信息指示方法，在下行控制信令中携带PMI确认信息、回退信息、或PMI指示信息，可以提高预编码的工作性能，还可以降低下行链路的信令开销，从而可以提升系统性能，保证系统吞吐率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种下行预编码信息指示方法，用于基站通知用户设备预编码矩阵索引信息，其特征在于：

所述基站对所述用户设备上报的预编码矩阵索引进行检测，并根据检测结果对所述用户设备进行指示，以通知所述用户设备所述基站采用的发射模式或者采用的预编码矩阵索引。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站根据检测结果对所述用户设备进行指示，以通知所述用户设备所述基站采用的发射模式或者采用的预编码矩阵索引的操作具体为：

在检测到所述用户设备上报的预编码矩阵索引上行传输正确的情况下，所述基站向所述用户设备反馈预编码矩阵索引确认信息，以通知所述用户设备所述基站采用所述用户设备上报的所述预编码矩阵索引；

在检测到所述用户设备上报的预编码矩阵索引上行传输错误的情况下，所述基站向所述用户设备反馈回退信息，以通知所述用户设备所述基站采用的发射模式；

在检测到所述用户设备上报的预编码矩阵索引上行传输错误的情况下，所述基站重新选择预编码矩阵索引，并向所述用户设备反馈预编码矩阵索引指示信息，以通知所述用户设备所述基站重新选择的所述预编码矩阵索引。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站重新选择的所述预编码矩阵索引应用于所述用户设备的整个工作带宽。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述回退信息用于表示所述基站将使用如下状态中的一种或多种进行发射：固定预编码矩阵索引状态、发射分集状态、开环复用状态。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站通过控制信令携带所述预编码矩阵索引确认信息、所述回退信息、或所述预编码矩阵索引指示信息，其中，所述控制信息中预先设置有一指示字段，用于表示所述预编码矩阵索引确认信息、所述回退信息、所述预编码矩阵索引指示信息中的其中之一。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站通过控制信令携带所述预编码矩阵索引确认信息、所述回退信息、或所述预编码矩阵索引指示信息，其中，所述控制信息中预先设置有三个指示字段，分别用于表示所述预编码矩阵索引确认信息、所述回退信息、和所述预编码矩阵索引指示信息。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站通过控制信令携带所述预编码矩阵索引确认信息、所述回退信息，其中，所述基站使用所述下行控制信令中的预编码相关字段中用于表示码本元素的状态的以外的空闲状态来表示所述预编码矩阵索引确认信息和所述回退信息，或者，在没有空闲状态的情况下，使用用于表示码本元素的状态中的两个状态来表示所述预编码矩阵索引确认信息和所述回退信息。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站通过控制信令携带所述预编码矩阵索引确认信息、所述回退信息，其中，所述基站使用所述下行控制信令中的预编码相关字段以外的控制字段来表示所述预编码矩阵索引确认信息和所述回退信息。

9.一种下行预编码信息指示方法，用于基站通知用户设备预编码矩阵索引信息，其特征在于：

所述基站对所述用户设备上报的预编码矩阵索引进行检测，并根据检测结果使用预编码矩阵索引确认信息、回退信息、或预编码矩阵索引指示信息对所述用户设备进行指示，以通知所述用户设备所述基站采用的发射模式或者采用的预编码矩阵索引。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基站根据检测结果使用预编码矩阵索引确认信息、回退信息、或预编码矩阵索引指示信息对所述用户设备进行指示，以通知所述用户设备所述基站采用的发射模式或者采用的预编码矩阵索引的操作具体为：

在检测到所述用户设备上报的预编码矩阵索引上行传输正确的情况下，所述基站向所述用户设备反馈预编码矩阵索引确认信息，以通知所述用户设备所述基站采用所述用户设备上报的所述预编码矩阵索引；

在检测到所述用户设备上报的预编码矩阵索引上行传输错误的情况下，所述基站向所述用户设备反馈回退信息，以通知所述用户设备所述基站采用的发射模式；

在检测到所述用户设备上报的预编码矩阵索引上行传输错误的情况下，所述基站重新选择预编码矩阵索引，并向所述用户设备反馈预编码矩阵索引指示信息，以通知所述用户设备所述基站重新选择的所述预编码矩阵索引。