CN101588591A - 时分双工系统中上行信道质量估计方法、基站及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线通信领域，公开了一种时分双工系统中上行信道质量估计方法、基站及终端，可以大大降低上行信道质量估计的代价。本发明中，基站从终端接收下行链路的信道质量指示CQIDL和干扰估计IDL，基站估计终端的上行链路的干扰估计IUL，并计算上行链路的信道质量指示CQIUL＝CQIDL*IDL/IUL。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及时分双工(Time Division Duplex，简称“TDD”)系统中上行信道质量估计技术。
背景技术
时分双工简称TDD，是一种移动通信系统的通信方式，这种方式在基站和移动台之间的收发信息，是以突发脉冲序列的形式，在同一个载波频率上交替传送，即收发双方轮流发和收，或称“乒乓方式”。这样就可以在一个载波频率上实现一个双工信道，从而提高频谱利用率。
在双向移动通信系统中，为了充分利用信道容量，发送端需要根据信道状态决定当前发送需要采用的编码调制格式，称为自适应调制和编码(Adaptive Modulation and Coding，简称“AMC”)。在多用户情况下，基站可以根据信道状态来调度多个用户的发送或接收，从而获得可观的系统容量提升，又称多用户分集增益(multi-user diversity gain)。所有这些增强技术的使用都依赖于发送端了解到的信道状态信息(Channel State Informationat Transmitter，简称“CSIT”)。
通常，信道状态信息可以通过导频等方便地在接收端得到；为了能让发送端利用信道状态信息，需要接收端通过反向链路将信道信息及时有效地回送到发射端。
在目前的双向移动通信系统中，部分反向链路容量被用于回送前向链路的信道状态信息。具体地说，在蜂窝移动通信系统中，终端对下行链路进行信道质量估计，得到下行链路的信道质量指示CQIDL，终端将CQIDL通过上行链路回传给基站，由基站根据CQIDL决定下行发送数据的调制编码方案和用户调度。为了能够在较宽的带宽内调度上行用户发送数据，基站通知终端在较宽的频带内发送探测信号，基站接收探测信号并估计上行链路的信道质量指示CQIUL，再根据CQIUL决定上行发送数据的调制编码方案和用户调度。
上述技术方案的问题是上行信道探测代价太大。因为终端要在较宽的频带内发送探测信号，所以终端功耗较大，而且资源开销较大。探测信号会占用宝贵的无线资源，还需要相应的其它资源(如处理器资源等)用于对探测信号的处理。因为一个基站中通常有许多的终端，如果为不同的终端的探测信号分配互相独立的无线资源，则会占用过多的无线资源，所以时常会出现多个终端在相同的时频资源上发送探测信号的情况，此时这些终端会相互干扰，导致基站对CQIDL的估计精度降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种时分双工系统中上行信道质量估计方法、基站及终端，可以大大降低上行信道质量估计的代价。
本发明公开了一种时分双工系统中上行信道质量估计方法，包括以下步骤：
基站从终端接收下行链路的信道质量指示CQIDL和干扰估计IDL，或等价于CQIDL和IDL的信息；
基站估计终端的上行链路的干扰估计IUL；
计算上行链路的信道质量指示CQIUL＝CQIDL×IDL/IUL。
本发明还公开了一种基于时分双工的基站，包括：
TDD收信机，用于从终端接收下行链路的信道质量指示CQIDL和干扰估计IDL，或等价于CQIDL和IDL的信息；
UL干扰估计单元，用于估计终端的上行链路的干扰估计IUL；
UL信道计算单元，用于根据TDD收信机收到的CQIDL和IDL、UL干扰估计单元得到的IUL计算上行链路的信道质量指示CQIUL＝CQIDL＊IDL/IUL。
本发明还公开了一种基于时分双工的终端，包括：
估计单元，用于估计下行链路的CQIDL和IDL；
TDD发信机，用于向基站发送CQIDL和IDL。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
通过上传下行链路的信道质量指示CQIDL和干扰估计IDL、以及TDD信道的上下行对称性，可以结合上行链路的干扰估计IUL直接计算得到CQIUL，大大简化了上行信道质量估计的过程。因为终端不用再发送探测信号，所以终端的功耗得以降低，无线资源的开销得以减少。
虽然TDD系统的上下信道有一定的对称性，但本发明并没有简单地将CQIDL作为CQIUL，而是充分考虑到基站和终端两侧可能有不同的干扰水平，将IDL和IUL参与到CQIUL的计算中，从而得到的CQIUL较为准确。
在现有技术中终端只是反馈CQIDL，并不反馈IDL。事实上只要反馈CQIDL就可以足够供基站决定下行发送数据的调制编码方案和用户调度，IDL在现有技术中在网络侧没有什么用处，所以不会反馈IDL。本发明中为了较为准确地计算CQIUL，特别在反馈的信息中增加了IDL。IDL可以和CQIDL在同一个消息中反馈给基站，所增加资源消耗远低于现有技术中用于估计CQIUL而独立发射的探测信号。
进一步地，通过测量本小区未调度的上行资源块上的能量来得到IUL，不会增加空中接口无线资源的任何负担。
附图说明
图1是本发明方法实施方式的流程图；
图2是本发明基站和终端实施方式的结构框图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
在步骤101中，终端估计下行链路的信道质量指示CQIDL和干扰估计IDL。在一个例子中，终端对从下行链路接收到的信号进行处理(例如根据导频进行估计)，得到下行链路的信道估计CDL和IDL，通过公式CQIDL＝CDL/IDL计算得到CQIDL。
此后进入步骤102，终端向基站发送CQIDL和IDL，基站接收这些信息。终端也可以发送等价于CQIDL和IDL的信息，例如CDL和IDL等，只要基站能从所收到的信息计算得到CQIDL和IDL就可以。如果基站收到的是CDL和IDL，可以增加一个简单的运算CQIDL＝CDL/IDL得到CQIDL。
此后进入步骤103，基站估计终端的上行链路的干扰估计IUL。在一个例子中，基站通过测量本小区未调度的上行资源块上的能量来得到IUL值。这种方法的好处在于不会增加空中接口无线资源的任何负担。当然基站也可以根据其它的方式得到IUL，例如可以对收到的信号X进行解码得到Y(解码过程可以包括纠错步骤)，对Y进行校验，如果校验通过，则重新对Y按终端的方式进行编码得到X’，从X’与X的差值就可以估计出IUL。
此后进入步骤104，基站计算上行链路的信道质量指示CQIUL，计算公式为CQIUL＝CQIDL×IDL/IUL。计算得到的CQIUL可以进一步地用于基站决定上行发送数据的调制编码方案和用户调度。
通过利用TDD上下行信道的对称性(reciprocity)，在估计上行信道质量时，可以减轻TDD系统的上行探测信号(Sounding)的发送负担，尤其是在下行信道总带宽远大于终端发送带宽情况下，可以减小发送探测信号带来的能量损失和系统调度探测信号的复杂度。
虽然TDD系统的上下信道有一定的对称性，但本发明并没有简单地将CQIDL作为CQIUL，而是充分考虑到基站和终端两侧可能有不同的干扰水平，将IDL和IUL参与到CQIUL的计算中，从而得到的CQIUL较为准确。在现有技术中只是终端只是反馈CQIDL，并不反馈IDL。事实上只要反馈CQIDL就可以足够供基站决定下行发送数据的调制编码方案和用户调度。本发明实施方式中为了较为准确地计算CQIUL，特别地在反馈的信息中增加了IDL。IDL可以和CQIDL在同一个消息中反馈给基站，所增加资源消耗远低于现有技术中用于估计CQIUL而独立发射的探测信号。
本发明的方法实施方式可以以软件、硬件、固件等等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可是换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。
下面说明本发明的基站及终端实施方式，基站和终端的结构框图如图2所示。
基站包括：
TDD发信机201，用于在下行链路向终端发送信号。
TDD收信机202，用于从上行链路接收来自终端的信号，本实施方式中特别地用于从终端接收下行链路的信道质量指示CQIDL和干扰估计IDL，或等价于CQIDL和IDL的信息。等价于CQIDL和IDL的信息可以是下行链路的信道估计CDL和IDL，TDD收信机根据公式CQIDL＝CDL/IDL计算得到CQIDL。
UL干扰估计单元203，用于估计终端的上行链路的干扰估计IUL。UL干扰估计单元可以通过测量本小区未调度的上行资源块上的能量来得到IUL值。
UL信道计算单元204，用于根据TDD收信机202收到的CQIDL和IDL、UL干扰估计单元203得到的IUL计算上行链路的信道质量指示CQIUL＝CQIDL＊IDL/IuL。进而可以利用CQIUL来调度上行用户发送，并决定采用的调制编码方式
终端包括：
TDD收信机211，用于接收下行链路的信号。
TDD发信机212，用于在上行链路发送信号，在本发明的实施方式中特别地用于向基站发送CQIDL和IDL。当然也可以发送等价的信息CDL和IDL，由基站侧进行相关的计算。
估计单元，用于根据TDD收信机211接收到的下行链路的信号估计下行链路的CQIDL和IDL。在一个例子中，估计单元由DL信道估计单元213和DL干扰估计单元214组成。其中DL信道估计单元213用于估计CDL，而DL干扰估计单元214用于估计IDL。
本实施方式利用TDD信道的上下行对称性，并结合干扰估计IUL和IDL直接计算得到CQIUL，大大简化了上行信道质量估计的过程。因为终端不用再发送探测信号，所以终端的功耗得以降低，无线资源的开销得以减少。
需要说明的是，本发明中基站和终端的实施方式中提到的各单元和收、发信机都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合是才解决本发明所提出的技术问题的关键。例如，基站实施方式中的TDD收信机202接收CQIDL和IDL以外，还可以接收其它的信号；又如，终端实施方式中DL信道估计单元213和DL干扰估计单元214可以在同一物理单元中实现；等等。
此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述基站和终端实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述实施方式并不存在其它的单元。例如，基站实施方式中的基站还可以有基带处理单元、天线等等；终端实施方式中的终端还可以有显示屏、麦克风、耳机、键盘等等。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (8)
1.一种时分双工系统中上行信道质量估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
基站从终端接收下行链路的信道质量指示CQIDL和干扰估计IDL，或等价于CQIDL和IDL的信息；
所述基站估计所述终端的上行链路的干扰估计IUL；
计算所述上行链路的信道质量指示CQIUL＝CQIDL×IDL/IUL。
2.根据权利要求1所述的时分双工系统中上行信道质量估计方法，其特征在于，所述基站获取所述终端的上行链路的干扰估计IUL的步骤中：
所述基站通过测量本小区未调度的上行资源块上的能量来得到IUL值。
3.根据权利要求2所述的时分双工系统中上行信道质量估计方法，其特征在于，所述等价于CQIDL和IDL的信息是下行链路的信道估计CDL和IDL，所述CQIDL＝CDL/IDL。
4.根据权利要求3所述的时分双工系统中上行信道质量估计方法，其特征在于，所述基站的下行信道总带宽大于所述终端的发送带宽。
5.一种基于时分双工的基站，其特征在于，包括：
TDD收信机，用于从终端接收下行链路的信道质量指示CQIDL和干扰估计IDL，或等价于CQIDL和IDL的信息；
UL干扰估计单元，用于估计所述终端的上行链路的干扰估计IUL；
UL信道计算单元，用于根据所述TDD收信机收到的CQIDL和IDL、所述UL干扰估计单元得到的IUL计算所述上行链路的信道质量指示CQIUL＝CQIDL＊IDL/IUL。
6.根据权利要求5所述的基于时分双工的基站，其特征在于，所述UL干扰估计单元通过测量本小区未调度的上行资源块上的能量来得到IUL值。
7.根据权利要求6所述的基于时分双工的基站，其特征在于，所述等价于CQIDL和IDL的信息是下行链路的信道估计CDL和IDL，所述TDD收信机根据CDL和IDL计算CQIDL＝CDL/IDL。
8.一种基于时分双工的终端，其特征在于，包括：
估计单元，用于估计下行链路的CQIDL和IDL；
TDD发信机，用于向基站发送所述估计单元得到的CQIDL和IDL。
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