CN101615979A - 多天线系统中的反馈指示方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了多天线系统中的反馈指示方法、系统和基站。该方法包括：向用户设备UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述UE根据所述指示信息反馈秩以及对应的PMI和CQI。本发明的实施例中，由基站通过指示信息告知UE根据指示信息反馈秩、PMI和CQI，从而使基站总能获得与传输数据最匹配的反馈参数，避免了在某些场景下进行不必要的秩回退操作，提高了信息传输质量。

Description

多天线系统中的反馈指示方法、系统和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多天线系统中的反馈指示方法、系统和设备。

背景技术

MIMO(Multiple Input and Multiple Output，多输入多输出)技术中，在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量(误比特率或数据速率)。MIMO技术对于传统的单天线系统来说，能够大大提高频谱利用率，使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。随着技术的发展，未来移动通信宽带和无线接入融合系统成为当前热门的研究课题，而MIMO系统是人们研究较多的方向之一。

在各种多天线技术中，闭环预编码技术可以获得较大的信噪比增益和分集增益，所以得到广泛的应用。在闭环预编码系统中，发送端采用的预编码矩阵需要根据CSI(Channel State Information，信道状态信息)确定.而在很多情况下如FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)系统中，发送端无法直接获知CSI。此时，通常采用接收端反馈预编码向量的方法，具体做法是由接收端根据信道估计结果计算信道的秩和对应的预编码矩阵，并通过反馈信道将信道的秩以及预编码向量的索引反馈至发射端。

在LTE(Long Term Evolution，长期演进)通信系统中，为了降低反馈的开销，在发射端和接收端保存有预先设计的码本集合，当系统运行在多天线闭环预编码传输模式下时，如图1所示。包括：

步骤s101、UE(User Equipment，用户设备)根据下行导频估计下行信道参数，然后计算信道矩阵的秩(Rank)，并在码本集合中找出最适合该信道的预编码矩阵，通过上行控制信道将信道的秩(Rank)以及PMI(PrecodingMatrix Index，预编码矩阵索引)和对应的CQI(Channel Quality Information，信道质量信息)反馈给eNB(eNodeB，演进基站)。

步骤s102、eNB则根据UE的反馈情况，对下行数据进行预编码操作，下发为配置的Rank与PMI。

对于LTE的闭环预编码传输，该模式支持秩回退机制，即eNB有权根跟据实际情况为UE配置比UE反馈的实际参数低的秩和对应的预编码矩阵索引(或者称为码本索引)。从而提高系统的灵活性。为了支持秩回退机制，LTE的码本设计服从嵌套原则，即对于相同的索引号，层数低的码本矩阵包含在层数高的码本矩阵之中。

以表1所示的天线预编码码本为例：

表1天线预编码码本

假设在4发射天线的下行链路中，UE根据信道状况反馈信道的秩为4，并反馈相应的4×4预编码矩阵W₂ ^{3214}/2(表1中对应的索引号为2)，eNB可以根据具体的情况，为UE配置2层传输数据，并按照秩回退的要求，使用对应的4×2预编码向量

对传输数据进行预编码。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在以下问题：

秩回退只是为MIMO系统提供了一个灵活的传输选择，但是由于eNB侧并没有下行链路的实际信道信息，因此进行的秩回退会导致性能的下降。另外，由于UE是根据信道特性进行周期性的秩、PMI和CQI的反馈，因此在eNB为UE配置了低秩以后，UE在下一个反馈时期仍会反馈根据信道估计得到的秩与相应的PMI以及CQI，这样eNB始终无法获得秩回退以后的最佳码本。从而下行数据始终被配置与信道不匹配的PMI和相应的PMI以及CQI，链路性能受到较大影响。

发明内容

本发明的实施例提供一种多天线系统中的反馈指示方法、系统和基站，用于使基站能够从UE获得与传输数据最匹配的反馈参数。

本发明的实施例提供一种多天线系统中的反馈指示方法，包括：

向用户设备UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述UE根据所述指示信息反馈秩、PMI和CQI。

本发明的实施例还提供一种多天线系统中的基站，包括：

消息生成单元，用于生成消息，所述消息包含指示UE反馈秩、PMI以及CQI的指示信息；

消息发送单元，用于将所述消息发送给UE，使UE根据所述消息中的指示信息进行反馈。

本发明的实施例还提供一种多天线系统，包括基站和UE，

所述基站，用于向UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述UE根据所述指示信息反馈秩、PMI和CQI；

所述UE，用于根据所述基站发送的指示信息向所述基站反馈秩、PMI和CQI。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

本发明的实施例中，由基站通过指示信息告知UE根据指示信息反馈秩、PMI和CQI，从而使基站能获得与传输数据最匹配的反馈参数，避免了在某些场景下进行不必要的秩回退操作，提高了信息传输质量。

附图说明

图1是现有技术中闭环预编码的流程图；

图2是本发明多天线系统中的反馈指示方法的一个实施例流程图；

图3是本发明多天线系统中的反馈指示方法的另一个实施例流程图；

图4是本发明多天线系统中的反馈指示方法的另一个实施例流程图；

图5是本发明多天线系统中的反馈指示方法的另一个实施例流程图；

图6是本发明多天线系统的实施例结构示意图；

图7是本发明多天线系统的基站的一个实施例结构示意图。

具体实施方式

在目前LTE的MIMO闭环预编码模式下，在以下几种场景中通常会发生秩回退：(1)秩、PMI、或CQI反馈错误；(2)eNB的缓存没有足够的数据传输；(3)HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request，混合自动重传请求)模式；(4)信道遭遇突发性的变化；(5)小数据包的业务通信。

在以上几种场景中，eNB都有可能对下行的数据进行秩回退操作，但本发明的发明人在实现本发明的过程中发现，不同的场景应该有所区别。

对于场景(1)，秩、PMI、或CQI反馈错误是因为上行反馈信道出现异常所导致，并非下行信道发生了改变，该情况属于短期突发的事件，eNB在判断秩、PMI或CQI反馈错误后，对UE进行秩回退，但UE在下次反馈时可以继续根据信道的特征来反馈实际可用的秩以及对应的PMI和CQI。

本领域技术人员可以理解的是，UE可以将秩、PMI以及CQI在同一个消息中进行反馈，也可以将秩、PMI以及CQI在多个消息中依次进行反馈。

对于场景(2)，可能出现在对一段数据流进行切割后剩下最后一块数据包的情况，而该数据包填不满1个传输资源块，此时因缓冲区里没有足够的数据，导致无法继续按照UE反馈的高阶秩及对应的PMI进行数据传输。因此eNB可以决定减小数据传输的层数，选用低阶的码本。由于只针对一个数据包，所以降低秩的情况只发生在发送此数据包的时间段内。UE在下次反馈时可以继续根据信道的特征来反馈实际可用的秩以及对应的秩、PMI以及CQI。

对于场景(3)，在数据重传过程中有多种可能，如果只有一层数据发生错误需要重传，而此时信道又有较高的秩，根据UE的秩反馈进行重传不一定合适，因此UE在重传期间应根据重传的要求反馈Rank＝1和对应的CQI以及PMI，或按照事先约定的其他传输方式进行反馈，例如SFBC(Space FrequencyBlock Coding，空频分组编码)、单码字映射到多层。

对于场景(4)，也属于短期突发的事件，eNB在这种场景下对UE进行秩回退，但UE在下次反馈时可以继续根据信道的特征来反馈实际可用的秩与对应的PMI和CQI。

对于场景(5)，eNB每次需要传输给UE的都是较小的数据包，例如几十个bit，而UE的移动速度较低，符合闭环预编码传输的条件。如果此时信道的秩较高，UE根据实际估计的信道反馈高阶秩和对应的PMI以及CQI，则数据量与采用的预编码矩阵并不能很好匹配，eNB只能进行秩回退操作来保证数据的传输。但UE在接下来的反馈过程中，如果仍然按照实际估计的信道反馈高阶秩和对应的PMI以及CQI，那么eNB需要不断地进行秩回退操作，从而导致传输质量的下降。此时比较好的解决办法是UE根据业务传输需要的层数，反馈低阶的预编码矩阵和CQI，以保证eNB能够获得低阶秩情况下的最佳码本。

综合上述场景可知，在不同的场景中，需要UE根据不同场景(或者说不同的数据传输要求)的实际情况反馈秩、PMI、CQI等用于闭环预编码的参数，而不总是根据信道特性进行反馈。

本领域技术人员可以理解的是，以上5种场景仅为举例说明，不能用于限定本发明。实际系统中可能出现其他的场景，这时，应该根据具体场景的不同(即：不同的数据传输要求)来反馈秩、PMI和CQI。

为此，本发明的一个实施例提供一种多天线系统中的反馈指示方法，如图2所示，包括：

步骤s201、确定UE反馈Rank、PMI以及CQI的指示。

步骤s202、将该指示发送给UE，以供UE根据该指示进行反馈。

其中，该指示可以包含在高层信令中或者物理层信令中。

通过使用本发明的实施例提供的方法，由基站通过指示信息告知UE根据指示信息反馈秩、PMI和CQI，从而使基站总能获得与传输数据最匹配的反馈参数，避免了在某些场景下进行不必要的秩回退操作，提高了信息传输质量。

较佳地，可以根据上述不同的场景确定不同的指示。

本领域技术人员可以理解的是，以上所描述的几种场景仅为举例使用，不能用于限定本发明。

如图3所示，本发明的另一实施例中提供一种多天线系统中的反馈指示方法。本实施例以eNB通过高层信令携带发送给UE指示为例，该方法包括：

步骤s301、eNB确定UE反馈Rank、PMI以及CQI的指示。

本步骤中，eNB可以将该指示包含在在高层信令中发送给UE。以本实施例中，以RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)消息为例。

eNB可以通过RRC消息指示UE在接下来的信息上报中是否按照不大于eNB所配置的秩进行反馈，或者通过RRC消息指示告知UE在接下来的信息上报中只反馈秩为1的码本索引及对应的CQI。

例如，小数据包的业务通信时，eNB可以通过RRC消息指示UE在接下来的信息上报中按照不大于eNB所配置的秩进行反馈，或者通过RRC消息指示告知UE在接下来的信息上报中只反馈秩为1的PMI及对应的CQI。

例如，在MIMO HARQ过程中，如果重传时只有一层数据，则eNB可以通过RRC消息指示UE按照收发预先约定的形式反馈对应的参数。其中，该预先约定的反馈形式可以为：反馈秩为1的PMI及对应的CQI(对应于重传单码字)，或者反馈实际可用的秩以及对应的PMI以及CQI(对应重传多码字)，或者反馈秩为1的开环CQI(对应于SFBC传输)。

步骤s302、eNB将该指示包含在RRC消息中发送给UE。

步骤s303、UE根据接收到的指示向eNB反馈Rank、PMI以及CQI。

通过本实施例的公开的反馈指示方法，eNB可以根据不同的网络场景(或称为不同的数据传输要求)指示UE进行不同的Rank、PMI以及CQI的反馈，使得eNB能够获得与传输数据最匹配的反馈参数。

如图4所示，本发明的另一实施例中提供一种多天线系统中的反馈指示方法。该实施例中以eNB通过物理层下行控制信令携带发送给UE的反馈的指示为例。该方法包括：

步骤s401、eNB确定UE反馈Rank、PMI以及CQI的指示。

本步骤中，eNB在物理层下行控制信令中给UE配置反馈的指示。其中，该高层信令可以为PDCCH(Packet Dedicated Control Channel，分组专用控制信道)消息。

本步骤中，eNB可以在下发给UE的PDCCH消息中，增加一个bit，告知UE按照什么样的模式反馈秩、PMI以及CQI信息。

如表2所示，为一种反馈指示的表示方法：

表2.反馈指示表示方法

field	bit	Comment
			CQI反馈模式	1	基于信道/eNB配置

例如，对应上述的5种场景：

对于场景(1)、(2)、(4)，可以反馈实际可用的秩以及对应的PMI和CQI。

对于场景(5)，可以按照eNB配置的低秩或按照秩为1来进行反馈。

对于场景(3)，可以在重传期间根据约定的方式进行反馈。例如，反馈秩为1或秩为2的预编码矩阵索引及对应的CQI(对应于重传单码字)；或者反馈实际信道可用的秩和对应PMI以及CQI(对应重传多码字)；或者反馈秩为1的开环CQI(对应于SFBC传输)。

以上只是以信令长度为一个bit为例进行说明，在实际使用中可以根据需要使用多个bit长度。

步骤s402、eNB将该指示包含在物理层下行控制信令中发送给UE。

步骤s403、UE根据接收到的指示向eNB反馈Rank、PMI以及CQI。

通过本实施例的公开的反馈指示方法，eNB可以根据不同的网络场景指示UE进行不同的Rank、PMI以及CQI的反馈，使得eNB能够获得与传输数据最匹配的反馈参数。

如图5所示，本发明的另一实施例中提供一种多天线系统中的反馈指示方法。该实施例中，以eNB通过高层信令隐性发送给UE进行反馈的指示。该方法包括：

步骤s501、eNB确定UE反馈Rank、PMI以及CQI的指示。

具体的，eNB可以在RRC消息中指示UE反馈的码本的范围。本实施例中以RRC消息中的码本子集指示信令为例，通过该码本子集指示信令限定UE反馈时所选的码本，使UE只在秩不大于eNB所配置的秩范围内选择码本。

例如，对于表1中的码本，若限定码本子集为全码本的前两列，则UE反馈的PMI始终限制在秩为1和2的范围内。

例如，在多天线系统中，当码本子集指示信令里规定码本的Rank数都小于天线个数，则按照码本子集指示信令给出的UE可用的Rank值反馈。

步骤s502、eNB将该指示包含在RRC消息中发送给UE。

步骤s503、UE根据接收到的指示向eNB反馈Rank、PMI以及CQI。

通过本实施例的公开的反馈指示方法，eNB可以根据不同的网络场景隐形地指示UE进行不同的Rank、PMI以及CQI的反馈，使得eNB能够获得与传输数据最匹配的反馈参数，提高了信息传输质量。

本发明的实施例还提供一种多天线系统，如图6所示，包括基站10和UE20，

基站10，用于确定UE20反馈Rank、PMI以及CQI的指示，并将该指示发送给UE20；

UE20，用于根据接收到的指示向基站10反馈Rank、PMI以及CQI。

本发明的实施例中，如图7所示，基站10可以具体包括：

消息生成单元110，用于生成消息，所述消息中包含指示UE20反馈Rank、PMI和CQI的指示；

消息发送单元120，用于将消息生成单元110生成的消息发送给UE20，以供UE20根据该消息中的指示进行反馈。

本发明的实施例中，基站10还可以包括指示配置单元130，用于根据不同的场景(或数据传输要求)为UE确定反馈Rank、PMI和CQI的指示。

本领域技术人员可以理解的是，UE可以在同一个消息中反馈Rank、PMI和CQI；或者在不同的消息中依次反馈Rank、PMI和CQI。

所述不同的场景包括但不限于：(1)秩、预编码矩阵索引、或信道质量信息反馈错误；(2)缓存中没有足够的数据传输；(3)混合自动重传请求HARQ模式；(4)信道遭遇突发性的变化；(5)小数据量的业务通信。

本实施例中，所述指示配置单元130根据不同的场景配置不同的指示的方法可以参见上述方法实施例中的描述，在此不再赘述。

本实施例中，消息发送单元120发送的消息可以为高层信令(比如，RRC消息)或者物理层信令(比如，PDCCH消息)。

上述用于指示UE20进行反馈的指示包括：

指示所述UE反馈实际可用的秩以及所述实际可用的秩对应的PMI和CQI；或

指示所述UE按照不大于为所述UE所配置的秩进行反馈；或

指示所述UE按照秩为1进行反馈。

其中，该预先约定的方式包括：反馈实际可用的Rank以及对应的PMI和CQI；或反馈Rank为1或Rank为2的PMI和对应的CQI；或反馈开环分集传输模式的CQI。

通过使用本发明的实施例提供的系统和设备，由基站根据不同的情况对UE的反馈进行配置，从而使基站总能获得与传输数据最匹配的反馈参数，避免了在某些场景下进行不必要的秩回退操作，提高了信息传输质量。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以可借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件严品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1、一种多天线系统中的反馈指示方法，其特征在于，包括：

向用户设备UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述UE根据所述指示信息反馈秩、预编码矩阵索引PMI和信道质量信息CQI。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据不同的数据传输要求确定发送给UE的指示信息。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述指示信息包括：

指示所述UE反馈实际可用的秩以及所述实际可用的秩对应的PMI和CQI；或

指示所述UE按照不大于为所述UE所配置的秩进行反馈；或

指示所述UE按照秩为1进行反馈。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据不同的数据传输要求确定发送给UE的指示信息的步骤包括：

当秩、PMI、或CQI任意一个反馈错误；或者当演进基站eNB的缓存没有足够的数据传输；或者当信道遭遇突发性的变化；

所述指示信息包括：指示所述UE反馈实际可用的秩以及所述实际可用的秩对应的PMI和CQI。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据不同的数据传输要求确定发送给UE的指示信息的步骤包括：

当传输小数据包业务时，

所述指示信息包括：按照不大于eNB为所述UE配置的秩反馈秩以及与所述秩对应的PMI和CQI；或者反馈秩为1的PMI及对应的CQI。

6、如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据不同的数据传输要求确定发送给UE的指示信息的步骤包括：

当使用自动混合重传模式进行重传时，

所述指示信息包括：根据预先约定的方式进行反馈。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预先约定的方式包括：

反馈实际可用的秩以及所述实际可用的秩对应的PMI和CQI；或

反馈秩为1或秩为2的PMI及对应的CQI；或

反馈开环分集传输模式的CQI。

8、如权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述指示信息包含在高层信令或物理层下行控制信令中。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述高层信令包括无线资源控制RRC消息，所述物理层下行控制消息包括分组专用控制信道PDCCH消息。

10、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述指示信息包含在码本子集指示信令中，

当码本子集指示信令里的码本的秩数都小于天线个数时，UE按照码本子集指示信令给出的UE可用的秩值反馈秩以及与所述秩对应的PMI和CQI。

11、一种基站，其特征在于，包括：

消息生成单元，用于生成消息，所述消息包含指示UE反馈秩、PMI和CQI的指示信息；

消息发送单元，用于将所述消息发送给UE，使UE根据所述消息中的指示信息反馈反馈秩、PMI和CQI。

12、如权利要求11所述的基站，其特征在于，所述基站还包括：

指示配置单元，用于根据不同的数据传输要求为UE确定反馈秩、PMI和CQI的指示信息。

13、如权利要求11或12所述的基站，其特征在于，还包括：所述消息生成单元生成的消息包括：高层信令或物理层下行控制信令。

14、一种多天线系统，其特征在于，包括基站和UE，

所述基站，用于向UE发送指示信息，所述指示信息用于指示所述UE根据所述指示信息反馈秩、PMI和CQI；

所述UE，用于根据所述基站发送的指示信息向所述基站反馈秩、PMI和CQI。

15、如权利要求14所述的系统，其特征在于，

所述基站，还用于根据不同的数据传输要求确定所述指示信息。

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