CN101540658B

CN101540658B - 下行预编码指示方法

Info

Publication number: CN101540658B
Application number: CN2008100840189A
Authority: CN
Inventors: 支周; 于辉; 夏树强
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: G and Communication Technology Co ltd
Priority date: 2008-03-18
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2028-03-18
Also published as: CN101540658A

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，并根据检测结果使用预编码矩阵索引确认信息和/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在下行发射中所采用的预编码矩阵索引。通过本发明，可以使得eNodeB发射使用的预编码矩阵索引与UE解码使用的预编码矩阵索引一致，并且还可以降低下行链路的信令开销，从而提升系统性能。

Description

下行预编码指示方法

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，涉及基于预编码的MIMO系统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。

在基于预编码的MIMO系统中，UE(User Equipment，简称为UE)在进行上行反馈时可能会因为传输错误导致上行发送的预编码索引与eNodeB接收的索引不同，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UE上报的PMI进行检测，并根据检测结果在下行控制信令中使用PMI确认信息和/或PMI指示信息对UE进行指示，以通知UEeNodeB采用的预编码矩阵。

其中，eNodeB根据检测结果使用PMI确认信息和/或PMI指示信息对UE进行指示，以通知UE eNodeB采用的预编码矩阵的操作具体为：在检测到UE上报的PMI上行传输正确的情况下，eNodeB在下行控制信令中向UE发送PMI确认信息，以通知UE eNodeB采用UE上报的PMI；或者，在检测到UE上报的PMI上行传输错误的情况下，eNodeB重新选择PMI，并在下行控制信令中向UE发送PMI指示信息，以通知UE eNodeB重新选择的PMI。

其中，eNodeB重新选择的PMI应用于UE的整个工作带宽。

其中，下行控制信息中预先设置有两个指示字段，分别用于表示PMI确认信息和PMI指示信息。

或者，eNodeB使用下行控制信令中的预编码信息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，或者，在没有空闲状态的情况下，使用用于表示码本元素的多个状态中的一个状态来表示PMI确认信息。

或者，eNodeB使用下行控制信令中的预编码信息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。

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确认信息和/或PMI指示信息，可以告知UE eNodeB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通过下行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)PMI指示信息(PMI Indication)，当eNodeB检测到上行PMI传送出错，或者eNodeB采用其他策略进行传输(即发生eNodeBoverride(重选状态)UE反馈)，则eNodeB为UE另选码本，并用该PMI指示信息通知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预编码矩阵索引。优选地，可以使用上述的PMI确认信息和/或PMI指示信息来进行指示。

具体地，图1示出了根据本发明实施例的下行预编码信息指示方法的处理流程。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；

步骤S102，UE将选择的最佳预编码矩阵的PMI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))，对上行信令中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S106，处理流程结束。

其中，eNodeB在PMI指示信息中重新为UE选择的预编码矩阵用于UE的整个工作频带。而对于多数场景下，eNodeB为UE另选码本是一个较小概率事件，那么，预编码矩阵用于全频带，从而可以减小下行信令开销。

对于上述的PMI确认信息和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两个指示字段(可以使用不同长度的二进制数)，分别用于表示PMI确认信息或者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，1～2个状态共需要「log₂2」＝1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「log₂16」＝4比特表示，综上，独立编码方法共需要5比特指示。

(2)联合编码方式

在该方式下，使用下行控制信令中预编码信息相关字段(例如，PMI指示信息字段)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，或者，在没有空闲状态的情况下，使用预编码信息相关字段中用于表示码本元素的状态中的一个状态来表示PMI确认信息。

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PMI确认信息。

表1

二进制	表示状态
		000001010011100101110111	PMI确认状态码本索引0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保留

表2

二进制	表示状态
		000001010011100101110111	PMI确认状态码本索引0码本索引1保留保留保留保留保留

如表1(2TX发射天线，3bit表示，秩1)所示，对秩1码本包含为6个矩阵，预编码确认1个状态，3bit可以表示，具体地，3比特二进制数000表示PMI确认状态，001表示至110表示码本索引，111表示保留状态。

如表2(2TX发射天线，3bit表示，秩2)所示，对秩2码本包含两个矩阵，预编码确认1个状态，具体地，3比特二进制数000表示PMI确认状态，001和010分别表示不同的码本索引，011至111表示保留状态。

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PMI确认信息。

表3

二进制	表示状态
		00011011	PMI确认状态码本索引0码本索引1码本索引2

表4

二进制	表示状态
		00011011	PMI确认状态码本索引0码本索引1保留

如表3(2TX发射天线，2bit表示，秩1)所示，2比特不能表示秩1的所有码本元素和预编码确认状态，通过减少秩1下的码本中的矩阵数为3，这样2bit可以表示秩1的三个预编码矩阵和预编码确认状态。具体地，2比特二进制数00表示PMI确认状态，01至11分别表示码本索引。

如表4(2TX发射天线，2bit表示，秩2)所示2比特可以表示秩2的所有码本元素和预编码确认状态，具体地，2比特二进制数00表示PMI确认状态，01和10分别表示不同的码本索引，11表示保留状态。

实例3：2Tx发射天线，1比特表示，秩1/2状态指示

另外，如下面的表5(2Tx发射天线，1比特表示，秩1状态)、表6(2Tx发射天线，1比特表示，秩2状态)所示，2天线中用1比特表示可以表示一个预编码矩阵确认状态和一个预编码矩阵索引。

表5

二进制	表示状态
		01	PMI确认状态码本索引

表6

二进制	表示状态
		01	PMI确认状态码本索引

实例4：2Tx发射天线，4比特表示，秩1/2状态指示

表7

二进制	表示状态
		0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111	PMI确认状态码本索引0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保留保留保留保留保留保留保留保留保留

表8

二进制	表示状态
		0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111	PMI确认状态码本索引0码本索引1保留保留保留保留保留保留保留保留保留保留保留保留保留

如上面的表7(2Tx发射天线，4比特表示，秩1状态)、表8(2Tx发射天线，4比特表示，秩2状态)所示，在用4bit传送2天线的秩1，秩2的预编码矩阵索引确认状态和预编码矩阵索引指示，使用16个状态的部分状态表示，其它状态保留供其它信息指示。

实例5：4Tx发射天线，秩1，2，3，4状态指示

另外，LTE标准中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PMI确认信息。具体地，如表9(4Tx发射天线，秩1，2，3，4状态指示)所示，通过去掉一个预编码矩阵，用以表示PMI确认信息，这里所去掉的预编码矩阵可以是码本中的任意一个矩阵。

表9

二进制	表示状态
		0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111	PMI确认状态码本索引0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

(3)使用下行控制信令中的预编码信息相关字段以外的其它控制字段来表示PMI确认信息

统计PMI确认信息和PMI指示信息所需要表示的状态总数，以计算需要的比特长度。具体地，若PMI确认信息需要1个状态表示；PMI指示信息对于eNode B采用四天线发射的情况下，需要16个状态表示。即，下行控制信令中需要表示的状态总数为17个状态，共需要「log₂17」＝4.02比特的二进制数表示。考虑占用0.02比特的这一单独的PMI确认信息状态使用1比特的下行传输开销比较浪费，为了在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，可以使用某些下行控制信令字段的冗余状态或者采用一个标记符(flag)来指示PMI确认信息的这一个状态(如可以在资源分配(Resource Allocation，简称为RA)字段中寻找冗余状态)，从而节省了信令开销。

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，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

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，并根据检测结果在下行控制信令中使用预编码矩阵索引确认信息和/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在下行发射中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使用预编码矩阵索引确认信息和/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，所述基站在下行控制信令中向所述用户设备发送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，所述基站重新选择预编码矩阵，并在下行控制信令中向所述用户设备发送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，所述下行控制信令中预先设置有两个指示字段，分别用于表示所述预编码矩阵索引确认信息和所述预编码矩阵索引指示信息。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站使用所述下行控制信令中的预编码信息相关字段中用于表示码本元素的状态以外的空闲状态的字段来表示所述预编码矩阵索引确认信息，或者，在没有空闲状态的情况下，使用用于表示码本元素的多个状态中的一个状态的字段来表示所述预编码矩阵索引确认信息。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站使用所述下行控制信令中的预编码信息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。