CN101667886B - 无线通信方法和设备 - Google Patents

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Abstract

无线通信方法和设备。该方法包括：第一通信设备向第二通信设备传输定义至少两个交织模式的单独指令，每个交织模式指定两个或更多信道质量指示并定义传输时间间隔，第二通信设备根据该间隔在分配给第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，单独指令还定义选择信号，第二通信设备根据选择信号选择交织模式之一，其中，单独指令定义第一和第二交织模式，第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它信道质量指示，而第二交织模式指定与第一交织模式相同的信道质量指示，其中将其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。

Description

无线通信方法和设备
背景技术
在当前的基于OFDMA的无线通信系统，例如，IEEE802.16e-2005中，如图1所示的TDD帧结构包括两个子帧，一个用于下行链路而另一个用于上行链路。802.16e-2005标准指定了长度范围从2ms到20ms的许多可能的帧时长。然而，现行的WiMAX论坛概要(1.0版)指定只使用5ms帧以保证所有被WiMAX论坛认证的设备是可互操作的。现行的标准限定许多特征，如果将这些特征组合，可以提高系统吞吐率并且保证用户体验最佳可能性能。然而，为了使这些组合有效地工作，基站(BS)需要知道移动台(MS)所体验的传播信道。由于这个原因，BS将图1中的上行链路子帧中所示的CQICH区域内的特定CQICH信道分配给MS。MS使用这个分配的CQICH信道来报告物理SINR或有效SINR，报告物理SINR和有效SINR中的哪个将由BS指示。在这种情况下，MS基于物理CINR或有效CINR计算信道质量测量，其中物理CINR或有效CINR提供关于接收机实际工作状态的信息，包括干扰和噪声电平以及信号强度。将信息经由分配的CQI反馈信道(CQICH)反馈给BS，并且因此BS可以使用该信息管理其无线电资源或针对MS执行基本链路自适应。 
就(传统的)IEEE802.16e-2005TDD帧结构而言，第一符号由前导码(Preamble)占据，前导码主要用于同步目的，但也用于网络进入和切换过程中的发射机识别。在跟随前导码的第二和第三符号上是FCH。使用众所周知的格式传输FCH并且FCH提供足够的信息以解码随后的映射(MAP)消息，即映射消息的长度、编码方案和工作的子信道(Active sub-channel)。跟在FCH之后的是下行链路映射(DL-MAP)，而跟在下行链路映射之后的可以是上行链路映射(UL-MAP)。这些映射消息提供有关帧内用于业务信道和控制信道的分配资源(时隙)的信息。这些映射包含定义帧内的突发(burst)的下行链路映射信息单元(DL-MAP_IE)和上行链路映射信息单元(UL-MAP_IE)(即一个映射信息单元(MAP_IE)将与帧内的一个突发有关)。这些MAP_IE中的例如子信道偏移和符号偏移的信息是至关重要的，因为MS用它来定位子帧中的资源。为了CQICH区域 的目的，在UL-MAP中传输快速反馈信息单元(IE)，快速反馈IE通知MS其在上行链路(UL)子帧中的位置(即子信道偏移和符号偏移)。CQICH区域包括整数个时隙(一个子信道三个OFDMA符号)，其中一个时隙可以被用作CQICH信道。 
图2图解了用于IEEE802.16m的TDD OFDMA帧结构，此帧结构展示了它与传统帧结构的不同之处在于无线电帧由八个子帧组成。20ms超帧由四个相等大小的无线电帧组成，该无线电帧进一步包括八个子帧，可以将每个子帧分配到下行链路(DL)或UL。可在一个无线电帧中引入多达四个交换点(Switching point)，在CQICH反馈的情况下，如果CQICHBS处理延时少于四个子帧，则这个特征允许更快的反馈速度，从而潜在地提高支持用于高移动性用户的准确链路自适应的能力。 
在现行的IEEE802.16e-2005标准中，任何MS可以支持两个并行的CQICH信道，其中一个信道主要用于物理CINR报告而另一个用于有效CINR测量。期望使BS适合于最佳可能物理层操作模式或者有效地管理其无线电资源，从而使用许多特征以将系统性能最佳化，例如自适应MIMO交换、分布式/局部交换或FFR，每个MS使用两个信道。由于对于给定的MS，无线电配置随时间变化，因此可能需要新的信道估计报告，用于新的(作为物理层模式改变的结果)可在其中传输数据突发(Data burst)的数据区域/子帧/模式。一个解决办法是增加每个MS的可用CQICH信道的数量，但这会以降低上行链路容量为代价，并且因此减少用于原始数据的可用资源。BS指示要在每个CQICH信道上经由将在UL-MAP中传输的两个独立的CQICH_Alloc_IE(CQICH分配信息单元)来报告哪个类型的测量。可以将这些信息元素一次发送到MS并且MS可以在由CQICH_ID指示的特定信道上周期性地(x帧)报告所需要的测量。 
在第一CQICH信道上，BS可以指示MS报告例如前导码重用-1的物理CINR测量，因为这可以给BS提供来自所有MS的足够信息以辅助BS执行被称为部分频率重用(Fractional Frequency Reuse，FFR)的技术。在FFR中，在小区/扇区边缘处的用户使用所有可用子信道的一部份，而小区内用户使用所有可用的子信道。通常，小区边缘用户以频率重用＝3(称为R3)的方式工作，而小区内用户工作在R1。在帧传输方面，将R3用户分组到帧中分立的时隙(称为区域，Zone)，该区域与R1区域在时间上分离。FFR的已知的好处是通过对干扰源的物理隔离为小区边缘 的用户提供更好的信号质量。预期改善的信号质量还可以为小区边缘用户带来更高的吞吐率。然而，其代价是降低了资源可用性。 
在第二CQICH信道上，BS可以指示MS报告有效CINR测量(基于来自数据块或区域/子帧/模式的导频或数据副载波)，因为这可以用于执行链路自适应。然而，当MS的优选区域/子帧/模式从R1变为R3或从R3变为R1时，需要指示MS报告来自新的数据区域/子帧/模式的有效CINR测量。这引入了用于通过CQICH_Alloc_IE进行第二CQICH信道的取消分配(De-allocation)/再分配(Re-allocation)的额外开销。另外，它增加了得到用于新数据区域/子帧/模式的正确CQICH测量所需的延迟，导致不准确的链路自适应。这导致UL-MAP中的开销的增加以及资源管理效率的降低。 
图3涉及FFR情况下CQICH信令的例子，其中BS收集在重用-1(R1)和重用-3(R3)区域间分配用户所需要的全部信息。在这个例子中，假设将特定MS分配在重用-1区域，并且将用于此MS的CQICH信道分配如下： 
CQICH信道1(来自前导码R1的物理CINR)-用于区域选择 
CQICH信道2(来自R1区域的导频/数据副载波的有效CINR)-用于链路自适应 
BS使用物理CINR报告将MS自适应地在R1和R3区域间切换，而有效CINR用于执行链路自适应。在图3中，信道1信令由带影线的框指示而信道2由不带影线的框指示。 
图3突出了BS决定将MS(用户)从R1区域切换至R3区域的场景，这被称作无线电配置切换点。MS的物理层操作模式将改变，其中将R3区域内的数据分配给MS。在这种情况下，BS发送另一个CQICH_Alloc_IE(与信道2相关)来通知MS测量并报告R3区域的有效CINR以便允许进行准确的链路自适应(MCS选择)。 
发明内容
根据第一方面，提供了一种无线通信网络中向第二通信设备请求多个不同类型的信道质量指示的方法，其中无线通信网络包括第一通信设备以及多个这种与第一通信设备通信的第二通信设备，该方法包括： 
第一通信设备向第二通信设备传输单独指令，单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多信道质量指示并定义传输时间间隔，第二通信设备根据传输时间间隔在分配给第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，单独指令进一步定义选择信号，第二通信设备根据选择信号选择交织模式之一， 
其中，单独指令定义第一和第二交织模式，第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它信道质量指示，而第二交织模式指定与第一交织模式相同的信道质量指示，其中将其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。 
无线通信网络(无线通信系统)可以包括任何能够互相无线通信的通信设备或节点的集合。例如，无限通信网络可以包括基于IEEE802.16标准的WiMAX网络。在另一个例子中，无线通信网络可以包括电信网络，例如3G网络。 
通信设备可以包括，例如，网络站或用户站，或其一部分。通信设备可以包括任何执行其功能所需的发射机电路、接收机电路和控制电路。网络站可以包括任何用于直接或间接地控制其它站对网络资源的访问的设备，这种控制可以包括，例如，允许访问资源、分配带宽、监视连接等。网络站可以包括，例如，基站(BS)或中继站(RS)。用户站(SS)可以包括任何由用户使用以访问网络资源的设备。用户站可以是便携的，也可以不是便携的，并且可以设计为位于室内或室外。用户站的例子可以包括手机(Handset)、移动电话、智能手机、PC外围设备或部件、消费电子设备、游戏终端或mp3播放器。用户站可以包括，例如，移动站(MS)或用户设备。应该理解，将术语SS和MS可交换地使用，并且在使用术语MS时并不是将本发明限于移动的站。 
特征指示可以包括任何有关无线电环境或无线电配置的信息，并且特别地可以与信道状态或信道质量有关。例如，特征指示可以与链路自适应、物理层模式自适应或模式切换有关或者可以有助于这些目的。可以在无线通信网络中从移动站(MS)和中继站(RS)向基站(BS)发送这种特征特性的指示。可以将指示或报告用于提供与MS或RS有关的上行链路和/或其环境或要求的信息。例如，指示可以与带宽要求、所需要的服务类型或例如信道质量的信道参数有关。在一个具体的例子中，指示提供基站和有关的中继或移动站之间的信道质量的测量。当然，如果在传输路径中 包括中继，可以由中继站使用指示来确定信道质量或是来自另一个中继站或来自移动站的前段链路中的其它指示。这种报告可以用于识别使资源的使用最大化、同时为系统的用户保持可接受的服务所需要的传输参数方面的改变。特征指示可以是反馈报告，例如CQI(信道质量指示)报告。在具体的例子中，特征指示可以包括一个或更多物理CINR报告和有效CINR报告。可以从例如R1区域或R3区域的前导码中提取物理CINR报告。可以从例如R1或R3区域的导频/数据副载波提取有效CINR报告。这些报告可以被称为P-CINR R1、P-CINR R3、E-CINR R1和E-CINR R3。至少一个特征指示可以是在此方法开始时不被用于评估传输的特征指示。 
作为例子，如果MS现在正工作在WiMAX帧内的第一区域内，其中一个特征指示可以提供与另一区域内的参数(例如信道质量)有关的信息。这可以允许BS将第一区域内信道质量的指示与其它区域内信道质量的指示进行比较并且可能指示向另一区域内切换(无线电配置自适应)。同样地，指示可以提供关于其它区域中将会最适合于该MS的可选链路自适应信息(MCS变型)的信息。某些具体实施本发明的传输技术帮助BS进行选择，选择可以包括：两个或更多频率重用模式、局部或分布式子信道化和不同的MIMO模式。 
可以在第一通信设备中使用特征指示以评估传输参数，并且在必要时对其进行调整。例如，可以从评估一个或更多上述可选传输技术适合性的参数中选择被评估并且可能被调整的传输参数。 
第二通信设备可以在发送特征指示之前例如根据导频信号确定特征指示。这一确定也可以根据所传输的数据。 
第一通信设备可以例如在单独指令中定义特征指示。附加地或可选地，特征指示可以从一组预定义的特征指示中选择每个交织模式的特征指示。 
第二通信设备可以发送交织的特征指示某一段时间或者直到该现行指令被替代。例如，可能发出另外的现行指令或者替代指令。在第二通信设备正在移动或者通话结束的情况下，替代指令可以不是特定地与特征指示有关，而是展示第二通信设备的状态改变或其状态。 
通过提供多个不同的特征指示，第一通信设备(例如BS)能够控制到优选传输技术的切换，因为BS能够近乎同时地访问为每种技术给出报 告的CQI。例如，这可以帮助BS进行以下选择： 
·重用1/重用3(FFR) 
·局部/分布式子信道化(AMC/PUSC) 
·自适应MIMO切换(AMS) 
。MIMO-A/MIMO-B(STC/SM) 
。SU-MIMO/MU-MIMO(单用户MIMO/多用户MIMO) 
本发明的实施例有助于传输技术组合的使用以便将系统效益最大化。例如(并作为建议的不完全列举)可以将如下技术进行组合： 
·FFR与局部/分布式子信道化 
·FFR与AMS 
·AMS与局部/分布式子信道化 
·FFR与MU-MIMO 
还有更多的可能的配置。 
反馈信道可以是任何允许第二通信设备向第一通信设备发送特征指示的信道。在一个实施例中，反馈信道是CQICH，例如IEEE802.16e-2005标准的CQICH信道1或信道2。“单个”反馈信道的意思是只在一个反馈信道，例如CQICH信道1或CQICH信道2，而不是两个信道中交织特征指示。可以例如由第一通信设备将反馈信道分配给第二通信设备。可以经由例如作为UL-MAP的一部分的例如CQICH_Alloc_IE的信息单元执行分配。可以例如由CQICH_ID识别反馈信道。 
单独指令可以指示说明信道状态改变所必需的所有细节，并且可以包括信息单元，例如CQICH_Alloc_IE。第一通信设备可以在下行链路帧/子帧中(例如作为UL-MAP的部分)传输单独指令，从而指示第二通信设备在后续上行链路帧中发送特征指示。在一个具体的例子中，UL_MAP可以包括IE(信息单元)，其作为单独指令来指示MS在后续上行链路帧/子帧的快速反馈(CQICH)区域中传输后续上行链路帧/子帧中的特征指示。单独指令可以指定第二通信设备最初要使用哪个交织模式。 
第一通信设备还可以向第二通信设备传输反馈窗口规格，包括通信帧/子帧内的反馈定时和反馈频率范围。可以将反馈窗口规格作为单独指令的部分与单独指令同时传输，或者可以将其单独传输。不是通信帧/子帧 序列中的所有通信帧/子帧都可以分配给第二通信设备的反馈窗口。例如，每两个、每四个或每八个上行帧/子帧可以包括这种指示，并且由反馈窗口占据的资源除此之外还可以用于另一个第二通信设备的反馈窗口。第一通信设备可以指示通信帧/子帧包括反馈窗口的间隔。为达到这个目的，单独指令可以简单地根据指示之间的帧/子帧间隔来指定特征指示的周期性。反馈窗口可以只容纳单个特征指示。此反馈窗口可以通过交替提供这些不同的指示来提供所需数量的特征指示，以便只给MS(第二通信设备)提供单个反馈窗口。因此只需要为每个MS提供一个反馈窗口(或者WiMAX例子中的时隙)。可以为每个第二通信设备(MS)提供两个反馈窗口，其中每个反馈窗口具有交替特征指示。例如，每个反馈窗口可以是分配给所讨论的第二通信设备的WiMAX帧中的时隙，其中每个时隙通过在包括反馈窗口的通信帧中交替这些指示来容纳两个信道质量指示。当然，根据系统要求，其它适合的交织模式将是可能的。 
交织模式可以定义相对于该模式中的其它特征指示应该何时发送每个特征指示，并且可以定义所要发送的特征指示的规则性的模式。在一个简单的例子中，可以在交替的时隙中发送两个特征指示。在另一个例子中，可以以例如每四个时隙的预定间隔发送一个特征指示。另一个特征指示可以填充以预定的间隔发送的特征指示之间的间隙。在另一个例子中，一个特征指示在例如每四个时隙的预定间隔下可以留下空闲时隙，一个或更多其它特征指示交替地填充空闲时隙。在另一个例子中，交织模式可以简单地指定应该将一个特征指示比一个或更多其它特征指示更加频繁地发送。至少两种交织模式可以以下列的方式彼此不同：其所包含的特征指示不同、和/或发送每个特征指示的频繁程度不同、和/或发送特征指示的所根据的方式不同。 
选择信号可以包括触发信号，并且可以包括信息单元，例如Mode_Switch_IE(模式切换信息单元)。该方法可以包括第一通信设备向第二通信设备发送在单独指令中定义的选择信号。第一通信设备可以响应于网络状态的改变确定并传输选择信号，要求从第一无线电配置到第二无线电配置的改变，例如从R1到R3区域。第一通信设备可以确定选择信号以选择适合于第二无线电配置的交织模式。第一通信设备(例如BS)可以基于第二通信设备(例如MS)所经历的、并通过一个或更多“从”CQI报告和“主”报告向BS表明的无线环境的长期改变来决定开始对交织模式进行改变。关于交替无线电环境中MS的信道状态的信息可以由(不经常的)从CQI报告携带。然而，第一通信设备决定有必要改变交织模式 的过程不在本讨论的范围内。 
第一通信设备可以包括控制电路，配置为针对每个第二通信设备决定要传输多个不同特征指示中的哪个特征指示，以及针对每个第二通信设备决定不同特征指示的传输的交织模式。 
根据第二方面，提供了无线通信网络中从第二通信设备向第一通信设备传输多个不同类型的信道质量指示的方法，其中无线通信网络包括第一通信设备以及多个这种与第一通信设备通信的第二通信设备，该方法包括： 
第二通信设备从第一通信设备接收单独指令，单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多信道质量指示并定义传输时间间隔，第二通信设备根据传输时间间隔在分配给第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，单独指令进一步定义要从第一通信设备向第二通信设备传输的选择信号，第二通信设备根据选择信号选择交织模式之一；以及 
第二通信设备根据单独指令向第一通信设备传输信道质量指示， 
其中，单独指令定义第一和第二交织模式，第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它信道质量指示，而第二交织模式指定与第一交织模式相同的信道质量指示，其中将其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。 
该方法可以包括第二通信设备从第一通信设备接收在单独指令中定义的选择信号并且根据所接收的选择信号选择交织模式。 
根据第三方面，提供了一种无线通信网络中从第二通信设备向第一通信设备提供多个不同类型的信道质量指示的方法，其中无线通信网络包括第一通信设备以及多个这种与第一通信设备通信的第二通信设备，该方法包括： 
第一通信设备向第二通信设备传输单独指令，单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多信道质量指示并定义传输时间间隔，第二通信设备根据传输时间间隔在分配给第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，单独指令进一步定义要从第一通信设备向第二通信设备传输的选择信号，第二通信设备根据选择信号选择交织模式之一； 
第二通信设备从第一通信设备接收单独指令；以及 
第二通信设备根据单独指令向第一通信设备传输信道质量指示， 
其中，单独指令定义第一和第二交织模式，第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它信道质量指示，而第二交织模式指定与第一交织模式相同的信道质量指示，其中将其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。 
在任何方面，单独指令可以定义第一和第二交织模式，第一交织模式指定要作为主特征指示的所述特征指示，并指定要作为从特征指示的一个或更多其它所述特征指示，并且定义模式，第二通信设备根据该模式将主特征指示和一个或更多从特征指示交织在单个反馈信道中，第二交织模式指定与第一交织设置相同的特征指示，将另外的一个特征指示作为主指示，而将其余的所指定的特征指示作为从特征指示，并定义模式，第二通信设备根据该模式将主特征指示和从特征指示交织在单个反馈信道中。 
选择信号可以包括触发信号，第二通信设备响应于该触发信号在交织模式间切换。 
任何方面的方法可以包括第二通信设备响应于接收触发信号在交织模式间切换。 
触发可以主要基于替代(从)CQI报告来自第一通信设备(例如BS)。而第二通信设备(例如MS)可以(使用某信令)请求指示其优选操作模式，发出触发的最终决定可以由BS做出。 
根据第四方面，提供了用于无线通信网络中的第一通信设备，其中无线通信网络包括第一通信设备和多个与第一通信设备通信的第二通信设备，第一通信设备包括： 
发送电路，其配置为向第二通信设备传输单独指令，单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多信道质量指示并定义传输时间间隔，第二通信设备根据传输时间间隔在分配给第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，单独指令进一步定义要从第一通信设备向第二通信设备传输的选择信号，第二通信设备根据选择信号选择交织模式之一， 
其中，单独指令定义第一和第二交织模式，第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一 个或更多其它信道质量指示，而第二交织模式指定与第一交织模式相同的信道质量指示，其中将其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。 
发送电路可以配置为向第二通信设备传输在单独指令中定义的选择信号。 
根据第五方面，提供了用于无线通信网络中的第二通信设备，其中无线通信网络包括第一通信设备和多个这种与第一通信设备通信的第二通信设备，第二通信设备包括： 
接收电路，其配置为从第一通信设备接收单独指令，单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多信道质量指示并定义传输时间间隔，第二通信设备根据传输时间间隔在分配给第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，单独指令进一步定义要从第一通信设备向第二通信设备传输的选择信号，第二通信设备根据选择信号选择交织模式之一；以及 
发送电路，其配置为根据单独指令向第一通信设备传输信道质量指示， 
其中，单独指令定义第一和第二交织模式，第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它信道质量指示，而第二交织模式指定与第一交织模式相同的信道质量指示，其中将其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。 
接收电路可以配置为从第一通信设备接收在单独指令中定义的选择信号，并且其中发送电路配置为根据所接收的选择信号选择交织模式。 
可以提供第一或第二通信设备的其它电路以执行所述方法中的任何适合的单元。 
在任何以上的方面，可以以硬件、或作为在一个或更多处理器上运行的软件模块、或作为软件和硬件的结合来实现各种特征。因此要广泛地解释对电路的引用。 
根据第六方面，提供了计算机程序，当在计算机上运行该程序时使计算机执行第一到第三方面的任何方法，或者成为第四或第五方面的设备，该计算机程序可选择地由承载介质承载，其中承载介质优选地为记录介质或传输介质。 
任何电路可以包括一个或更多处理器、存储器和总线。一个或更多所述的电路可以共享电路元件。 
本发明单独地或以各种形式的组合包括一个或更多的方面、实施例或特征，无论是否在该组合中或单独地特别说明(包括要求保护)。 
以上概述仅用于示例性的而不是限制性的目的。 
附图说明
现在参照附图仅通过例子给出描述，其中： 
图1示出根据IEEE802.16e-2005标准的TDD OFDMA帧结构； 
图2示出根据IEEE802.16m标准的建议的TDD OFDMA超帧结构； 
图3图解了根据IEEE802.16e-2005标准发送CQI报告的例子； 
图4为表示CQICH_Alloc_IE的一个例子的定义的流程图； 
图5为表示为CQICH_Alloc_IE提供主CQICH报告描述的流程图； 
图6为表示为CQICH_Alloc_IE提供从CQICH报告描述的流程图； 
图7为表示CQICH反馈机制的流程图； 
图8为表示选择需要在第N个CQICH机会上发送的CQICH_Report(CQICH报告)的流程图； 
图9为在16m帧结构中带有速度自适应交织报告的CQICH信令的图解； 
图10为无线通信网络的框图； 
图11为表示请求多个不同特征指示的方法的例子的流程图； 
图12为表示请求多个不同特征指示的方法的另一个例子的流程图； 
图13为表示传输多个不同特征指示的方法的例子的流程图； 
图14为表示传输多个不同特征指示的方法的另一个例子的流程图； 
图15为基站的框图； 
图16为用户站的框图。 
具体实施方式
本发明的实施例涉及用于无线通信系统的信令机制。 
图10示出无线通信网络10，其包括：第一通信设备，在这个例子中为基站12；和多个第二通信设备，在这个例子中为用户站14，标为14a-d。基站12和用户站14配置为相互无线通信。在这个例子中，无线通信网络为基于IEEE802.16标准的WiMAX网络。 
图11为表示在无线通信网络10中向一个用户站14请求多个不同特征指示的方法的例子的流程图。 
框S1-1表示基站12向用户站14传输定义至少两个交织模式的单独指令，每个交织模式指定两个或更多特征指示并定义模式，用户站14根据该模式将所指定的特征指示交织在分配给用户站14的单个反馈信道中。该单独指令进一步定义要从基站12向用户站14传输的选择信号，用户站14根据该选择信号选择交织模式之一。 
图12为表示在无线通信网络10中向一个用户站14请求多个不同特征指示的方法的另一个例子的流程图。 
框S1-1表示基站12向如上所述的用户站14传输单独指令。框S1-2表示基站12向用户站14传输在单独指令中定义的选择信号。基于无线电环境的改变，基站12必要时可以重复框S1-2的操作。 
图13为表示无线通信网络10中从一个用户站14向基站12传输多个不同特征指示的方法的例子的流程图。 
框S3-1表示用户站14从基站12接收如上所述的单独指令。框S3-2表示用户站14根据单独指令向基站12传输特征指示。必要时或者如单独指令中所指示的，用户站14可以重复框S3-2的操作。 
图14为表示无线通信网络10中从一个用户站14向基站12传输多个不同的特征指示的方法的另一个例子的流程图。 
框S3-1表示用户站14从基站12接收如上所述的单独指令，以及框S3-2表示用户站14根据单独指令向基站12传输特征指示。框S3-3表示用户站14从基站12接收如在单独指令中所定义的选择信号，并根据所接收的选择信号选择交织模式。图14中的循环指示适当时可以重复框S3-2 和S3-3中的一个或两个。 
图15和16分别为基站12和一个用户站14的框图，只示出了与本发明的描述有关的单元。基站12包括发送电路12-2，用户站14包括接收电路14-2和发送电路14-4。图15和16中示出的电路配置为执行这里所描述的操作。 
本发明提供用于IEEE802.16m系统的信令机制，其中BS 12可以指示MS 14在相同的CQICH信道中以不同的间隔报告多个CQI测量报告。这包括由BS 12给MS 14的指令，用以将每个CQICH报告的状态标签(Status tag)初始化为“主”或“从”并且提供触发信息以便在MS 14处改变标签并因此自动地改变报告间隔。BS 12可以通过发出单个CQICH_Alloc_IE或相似类型的消息来实现这一目的，其后，MS 14相应地开始报告并随着改变的物理层操作模式自动更新报告反馈间隔。当在每个CQICH机会不需要相同类型的报告时，这可能是有益的。在这种情况下，可以在最佳方式下使用CQICH信道，其中对于BS 12可用的报告类型在大多数情况下是链路自适应所需要的，而同时保持BS 12可能发现有助于有效管理无线电资源的其它报告的常规反馈，因此导致了系统性能的提高。 
如前所述，本发明提供CQICH信令机制，其允许BS 12指示MS 14在相同CQICH信道上交替地报告若干不同的测量并同时使这些多个报告的速率适当地适配当前的无线电配置。在这种情况下，将无线电配置定义为MS 14的物理层操作模式，无论它是例如MIMO A、MIMO B、重用-1、重用-3以及局部或是分布式子信道化。信令机制允许BS 12收集关于MS 14当前或长期信道状态的所需要的信息，允许有效管理资源而没有不必要地增加信令和上行CQICH信道开销。 
本发明可以解决上述所列出的问题而不会增加所需要的信令和系统复杂性。一般来说，无线电配置(操作模式)改变的发生是由于MS 14的信道状态的长期改变，而链路自适应是基于信道中的短期改变。可以只要求与当前操作模式相关的报告具有快速度到达，而其它报告可以在较长的、交错间隔到达。可以通过以下步骤将所要求的测量容纳在单个CQICH信道： 
·定义与当前物理层操作模式对应的默认主CQICH报告；可以将其从MS 14以较快速度反馈。 
·定义配置自适应及切换所需要的可选从CQICH报告，可以将其从MS14以较慢的速度反馈。 
·定义允许主←→从切换的触发，从而当优选的无线电配置在MS 14改变时，主报告相应地改变。 
·定义Slave_Feedback_Cycle(从反馈周期)，其指示将从报告时间交织在主报告之间的频繁程度。 
·令MS 14按照所定义的Slave_Feedback_Cycle将从报告交织并交替在主报告之间。 
·将ARQ机制合并到过程中以增强鲁棒性。 
因此，可以对BS 12提供信息以有效地将MS 14分配到R1或R3区域。另外，BS 12还具有为MS 14已被分配数据的特定区域准确分配适合的MCS(调制和编码方案)所需要的信息。例如，当BS 12决定改变特定MS 14的物理层操作模式时，它将预先知道MS 14在不同的操作模式下所经历的无线电特性。另外，每当使用新的操作模式为MS 14分配数据时(其中该模式由BS 12选择)，就自动更新链路自适应所需要的报告的状态和速度。 
定义消息CQICH_Alloc_IE以保证在分配阶段上述信息被记录在该消息中，使得无论MS 14的信道状态如何改变，一旦被初始化则不需要为给定的MS 14进行重新分配。由图4、图5和图6中的流程图以及下面分别对它们进行的描述来说明由BS 12产生CQICH_Alloc_IE。BS 12可以通过Mode_Change(模式改变)信令消息(例如Mode_Switch_IE(模式切换信息单元))向MS 14指示操作模式的改变，或者它可以隐式取决于如何在DL中将资源块分配给给定的MS 14。作为隐式信令的例子，BS12可以在帧/超帧的DL区域内具有预定义的和互斥的区域用于多个物理层操作模式。在这种情况下，如果“区域-类型”或“Zone_Switch_IE(区域切换信息单元)”(其可以是DL-MAP的一部分)被定义为CQICH_Alloc_IE中的触发，则根据MS 14被分配到了哪个区域，MS 14可以隐式地采用与该区域物理操作模式相应的交织模式。为了辅助MS 14和BS 12之间的同步，ACK-NACK(确认-否定确认)信令可以用于初始CQICH_Alloc_IE和用于隐式(implied)或显式触发。 
图4是表示为信令机制定义CQICH_Alloc_IE的一个例子的流程图，现在描述流程图中所示的步骤。 
(AS01)定义IE细节，包括扩展UIUC(Ext UIUC)、长度、ID和分配偏移(Allocation Offset)。 
(AS02)以帧数量的方式定义CQICH周期“p”。 
(AS03)以超帧偏移、帧偏移和子帧映射的方式为第一CQICH报告定义CQICH偏移。 
(AS04)定义CQICH时长“d”，对于该时长CQICH_Alloc_IE是有效的。 
(AS05)如果d＝＝0(意味着CQICH_Alloc_IE被取消分配)，跳转至AS14。 
(AS06)提供“主CQICH报告描述”(参考图5描述)。 
(AS07)如果没有出现从报告(Slave Report)，跳转至AS14。 
(AS08)定义从报告数量“n”。 
(AS09)设置计数i＝0。 
(AS10)提供“第i个从报告描述”(参考图6描述)。 
(AS11)递增计数“i”。 
(AS12)如果i＜n，重复步骤10到11。 
(AS13)以“第m个”CQICH机会的方式定义‘Slave_Feedback_cycle(从反馈周期)’。 
(AS14)如果需要则增加填充位。 
(AS15)结束CQICH_Alloc_IE。 
图5是表示为CQICH_Alloc_IE提供主CQICH报告描述的流程图，如图4中的AS06，现在描述流程图中所示的过程。 
(BS01)为默认主CQICH报告设置标志“Toggle_En(切换使能)”。值1意味着该报告的角色可以基于“切换触发(Toggle Trigger)”改变为“从”。值“0”意味着该报告总是“主”。 
(BS02)如果Toggle_En＝＝0，跳转至BS04。 
(BS03)设置切换触发，其定义何时可以将“主”报告切换为“从”。例如像Mode_Switch_IE的一类Mode_Change信令消息。 
(BS04)设置报告类型(Report Type)。其描述预期该报告用于给定的 操作模式(配置报告)或是用于前导码(前导报告)。它可以包括也可以不包括其它的细节，例如测量是基于物理SINR还是有效SINR，以及在前导报告的情况下，它是针对重用1还是重用3区域。 
(BS05)如果报告类型＝＝前导报告，跳转至BS08。 
(BS06)设置模式，其确切地描述CQICH报告所预期的物理层操作模式。 
(BS07)设置测量类型，其指示测量在导频还是数据副载波上完成。 
(BS08)结束主CQICH报告描述。 
图6是表示为CQICH_Alloc_IE提供从CQICH报告描述的流程图，如图4的AS10，现在描述流程图中所示的过程。 
(CS01)对于主CQICH报告，如果Toggle_En＝＝0，跳转至CS03。 
(CS02)为从CQICH报告设置标志“Toggle_En”。值“1”意味着基于为主CQICH报告定义的“切换触发”，报告的角色可以改变为“主”。值“1”意味着报告总是“从”。 
(CS03)设置报告类型。其描述预期该报告用于给定的操作模式(配置报告)或用于前导码(前导报告)。它可以包括也可以不包括其它细节，例如测量是基于物理SINR还是有效SINR，以及在前导报告的情况下，它是针对重用1还是重用3区域。 
(CS04)如果报告类型＝＝前导报告，跳转至CS07。 
(CS05)设置模式，其确切地描述CQICH报告所预期的物理层操作模式。 
(CS06)设置测量类型，其指示测量是在导频还是数据副载波上完成。 
(CS07)结束从CQICH报告描述。 
MS解码CQICH_Alloc_IE，直接地通过如Alloc_ACK(分配确认)的消息或隐式地通过针对UL-MAP发送ACK来发送确认。此时开始MS14上的反馈机制，如参考图7中的流程图所描述的。如图7的DS12中的子过程描述选择将要在CQICH信道上发送的下一个报告，参考图8中的流程图对该子过程进行描述。 
图7为表示MS 14上的CQICH反馈机制的流程图。现在描述流程图中所示的过程。 
(DS01)解码并保存所接收的CQICH_Alloc_IE。 
(DS02)向BS发送确认，例如，如Alloc_ACK(分配确认)的消息(或者隐式地以UL-MAP_ACK(UL映射确认)的形式)。 
(DS03)检查这是否为有效的CQICH报告机会。如果不是，跳转至DS14。 
(DS04)准备CQICH报告。 
(DS05)检查是否为发出CQICH_Alloc_IE之后的第一个机会。如果“是”，跳转至DS17。 
(DS06)基于保存在缓存区中的主/从标志，更新全部CQICH报告的主/从状态。 
(DS07)检查主CQICH报告的Toggle_En(切换使能)标志是否被设置为“1”。如果否，跳转至DS16。 
(DS08)检查Mode_Change(模式改变)信令以决定是否应将主报告切换为从。 
(DS09)如果不应将主状态切换为从，跳转至DS12。 
(DS10)通过如Mode_Change_ACK(模式改变确认)的消息向BS发送证实操作模式的改变的确认。 
(DS11)从具有被设置为“1”的标志Toggle_En的从(Slave)列表中选择新的主(Master)。将这些新的状态标志存入缓存区，其将被访问用于在DS06中更新标志。 
(DS12)调用CQICH_Report(CQICH报告)功能(参考图8描述的)，其确定应该将可用的主报告和多个从报告中的哪个反馈到BS。 
(DS13)向BS 12发送CQICH_Report。 
(DS14)递增子帧。 
(DS15)检查CQICH_Duration(CQICH时长)是否已终止。如果是，跳转至DS18(结束)。如果否，跳转至DS03。 
(DS16)检查从报告是否已由CQICH_Alloc_IE定义。如果是，跳转至DS12。 
(DS17)向BS 12发送主CQICH报告并跳转至DS 14。 
(DS18)结束。 
图8为表示选择需要在第N个CQICH机会发送的CQICH_Report的流程图。现在描述流程图中所示的过程。 
(ES01)定义N＝CQICH_Opportunity(CQICH机会)(计数)。 
(ES02)定义m＝Slave_Feedback_Cycle(从反馈周期)。 
(ES03)定义n＝从数量。 
(ES04)定义“M”＝Master_Rep(主报告)。 
(ES05)定义[S1，S2，...Sn]＝n Slave_Rep(从报告)。 
(ES06)如果MOD(N，m)！＝0，跳转至ES11。 
(ES07)定义Slave_Index(从下标)＝MOD[(N/m)，n]。 
(ES08)如果Slave_Index！＝0，跳转至ES10。 
(ES09)Slave_Index＝n。 
(ES10)设置CQICH_Rep(CQICH报告)＝SSlave_Index，跳转至ES12。 
(ES12)结束。 
当MS 14上检测到Mode_Change信令时，它或者通过与Mode_Change_ACK相似的消息直接地、或通过UL-MAP的ACK隐式地向BS 12发送确认。用于CQICH反馈和信令机制的ARQ处理有助于避免假触发、有助于同步并因此增强了过程的鲁棒性。 
在FFR例子中和在16m帧结构的情况下，表1定义了报告和间隔，其可以构成CQICH_Alloc_IE(或相似消息)的一部分。 
Figure G2009101612339D00171
表1 FFR例子的CQICH设置 
在图9中图解定时图。 
可以看到，在相同的CQICH信道上，以较快的速度反馈主报告而根据Slave_Feedback_Cycle时间交织并交替两个从报告。之后，当物理层操作模式从R1改变到R3时，由BS 12通过指示物理层操作模式改变的IE(信息单元)或者由Mode_Switch_IE(或相似类型的消息)指示。MS14用它来触发主←→从切换，针对触发发送ACK并相应地更新反馈报告的主和从标志。在图7至9中以此方式图解了CQICH反馈操作。反馈周期继续在默认模式下直到MS 14收到Mode_Change触发，这时MS 14针对触发发送ACK并从下一个CQICH机会更新CQICH反馈周期。 
因此，本发明通过提供最佳地利用UL中的可用快速反馈资源的高效的信令和反馈机制克服了现有标准的主要局限，本发明提供的该机制特别有益于基于TDD的系统而不增加任何信令开销。 
随着无线技术的发展以及随着利用尖端概念/技术对标准进行设计，可以将本发明应用于许多其它更为复杂的配置，因此允许BS 12在以提供高等级的用户(MS 14)性能为最终目标的情况下以有可能的最为鲁棒的方式执行其无线电资源管理。 
在当前的例如IEEE802.16e-2005的系统中，反馈机制中存在局限，要么导致用于请求改变报告速度或类型的信令的开销增加，要么在链路自适应过程中应用校正，因此降低了系统的效率并且导致非最佳性能。 
本发明满足了通过提出不增加信令开销的信令机制在动态无线电环境中调整不同CQI报告的周期并且因此保证准确的链路自适应的需要。该方案根据链路自适应、物理层模式适配或为模式切换的目的是否需要给定报告来将相同CQI信道上的多个CQI报告分类为“主”或“从”。另外，该方案提供将报告类型的状态从“主”切换至“从”或反之的机制， 该转换由操作模式的改变自动触发，因此在不断变化的无线电环境中为低移动性以及特别是高移动性的用户将系统性能最大化。 
优点总结： 
·支持快和慢CQI报告在给定用户的相同CQICH信道上的共存，因此消除了多反馈信道或额外信令开销的需要。 
·提供基于改变的MS操作模式设置和自动改变CQI报告周期而不增加信令开销的方法。 
·保证动态无线电环境中CQI报告可靠性的提高，因此导致链路自适应中准确性的提高和延迟的减少，即便对于高移动性用户也是如此。 
·优化控制平面(control plane)中无线电资源的使用，因此提高无线电网络的效率。 
·将给定用户的吞吐率最大化并且因此通过可靠的链路自适应使整个系统的吞吐率最大化。 
·通过启用快速信道自适应来提高无线电网络性能，对于高移动性用户尤其如此。 
·为CQICH信令和反馈机制提供导致实施中的潜在便利的自动化过程，因此降低系统复杂性。 
·通过合并ARQ机制增加方案的鲁棒性。 
在以上描述中，第二通信设备被称为MS，而第一通信设备被称为BS。然而这不是限制，本领域技术人员会理解，第一通信设备可以是RS或其它实体，并且会独立地理解第二设备可以是RS或其它实体。 
可以理解，前面提到的电路可以具有除所提到功能之外的其它功能，并且这些功能可以由相同电路执行。 
申请人在此独立地公开每个在此所述的单独特征以及任何两个或更多这种特征的组合，达到使这种特征或组合基于此详细说明的整体、根据本领域技术人员的公知常识能够实现的程度，不论这种特征或特征的组合是否解决此处所公开的任何问题，并且不限制权力要求的范围。申请人指出，本发明的方面可以由任何这种单独特征或特征的组合组成。鉴于前面的描述，可以在本发明的范围内做各种修改对于本领域技术人员是明显的。 

Claims (11)

1.无线通信网络中向第二通信设备请求多个不同类型的信道质量指示的方法，其中所述无线通信网络包括第一通信设备以及多个这种与所述第一通信设备通信的第二通信设备，所述方法包括：
所述第一通信设备向所述第二通信设备传输单独指令，所述单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多所述信道质量指示并定义传输时间间隔，所述第二通信设备根据所述传输时间间隔在分配给所述第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，所述单独指令进一步定义选择信号，所述第二通信设备根据所述选择信号选择所述交织模式之一，
其中，所述单独指令定义第一和第二交织模式，所述第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个所述信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它所述信道质量指示，而所述第二交织模式指定与所述第一交织模式相同的信道质量指示，其中将所述其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。
2.根据权利要求1所述的方法，包括所述第一通信设备向所述第二通信设备传输在所述单独指令中定义的选择信号。
3.无线通信网络中从第二通信设备向第一通信设备传输多个不同类型的信道质量指示的方法，其中所述无线通信网络包括所述第一通信设备以及多个这种与所述第一通信设备通信的第二通信设备，所述方法包括：
所述第二通信设备从所述第一通信设备接收单独指令，所述单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多所述信道质量指示并定义传输时间间隔，所述第二通信设备根据所述传输时间间隔在分配给所述第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，所述单独指令进一步定义要从所述第一通信设备向所述第二通信设备传输的选择信号，所述第二通信设备根据所述选择信号选择所述交织模式之一；以及
所述第二通信设备根据所述单独指令向所述第一通信设备传输信道质量指示，
其中，所述单独指令定义第一和第二交织模式，所述第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个所述信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它所述信道质量指示，而所述第二交织模式指定与所述第一交织模式相同的信道质量指示，其中将所述其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。
4.根据权利要求3所述的方法，包括所述第二通信设备从所述第一通信设备接收在所述单独指令中定义的选择信号，并根据所接收的选择信号选择交织模式。
5.无线通信网络中从第二通信设备向第一通信设备提供多个不同类型的信道质量指示的方法，其中所述无线通信网络包括所述第一通信设备以及多个这种与所述第一通信设备通信的第二通信设备，所述方法包括：
所述第一通信设备向所述第二通信设备传输单独指令，所述单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多所述信道质量指示并定义传输时间间隔，所述第二通信设备根据所述传输时间间隔在分配给所述第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，所述单独指令进一步定义要从所述第一通信设备向所述第二通信设备传输的选择信号，所述第二通信设备根据所述选择信号选择所述交织模式之一；
所述第二通信设备从所述第一通信设备接收所述单独指令；以及
所述第二通信设备根据所述单独指令向所述第一通信设备传输信道质量指示，
其中，所述单独指令定义第一和第二交织模式，所述第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个所述信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它所述信道质量指示，而所述第二交织模式指定与所述第一交织模式相同的信道质量指示，其中将所述其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述选择信号包括触发信号，并且所述方法包括：所述第二通信设备响应于接收所述触发信号而在交织模式间切换。
7.用于无线通信网络中的第一通信设备，其中所述无线通信网络包括所述第一通信设备和多个与所述第一通信设备通信的第二通信设备，所述第一通信设备包括：
发送电路，其配置为向所述第二通信设备传输单独指令，所述单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多信道质量指示并定义传输时间间隔，所述第二通信设备根据所述传输时间间隔在分配给所述第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，所述单独指令进一步定义要从所述第一通信设备向所述第二通信设备传输的选择信号，所述第二通信设备根据所述选择信号选择所述交织模式之一，
其中，所述单独指令定义第一和第二交织模式，所述第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个所述信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它所述信道质量指示，而所述第二交织模式指定与所述第一交织模式相同的信道质量指示，其中将所述其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述发送电路配置为向所述第二通信设备传输在所述单独指令中定义的选择信号。
9.用于无线通信网络中的第二通信设备，其中所述无线通信网络包括第一通信设备和多个这种与所述第一通信设备通信的第二通信设备，所述第二通信设备包括：
接收电路，其配置为从所述第一通信设备接收单独指令，所述单独指令定义至少两个交织模式，每个交织模式指定两个或更多信道质量指示并定义传输时间间隔，所述第二通信设备根据所述传输时间间隔在分配给所述第二通信设备的单个反馈信道中传输所指定的信道质量指示，所述单独指令进一步定义要从所述第一通信设备向所述第二通信设备传输的选择信号，所述第二通信设备根据所述选择信号选择所述交织模式之一；以及
发送电路，其配置为根据所述单独指令向所述第一通信设备传输信道质量指示，
其中，所述单独指令定义第一和第二交织模式，所述第一交织模式指定要作为主信道质量指示的一个所述信道质量指示，并指定要作为从信道质量指示的一个或更多其它所述信道质量指示，而所述第二交织模式指定与所述第一交织模式相同的信道质量指示，其中将所述其它信道质量指示之一作为主信道质量指示，而将其余的被指定信道质量指示作为从信道质量指示。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述接收电路配置为从所述第一通信设备接收在所述单独指令中定义的选择信号，并且所述发送电路配置为根据所接收的选择信号选择交织模式。
11.根据权利要求7到10中的任一项所述的设备，其中，所述选择信号包括触发信号，所述第二通信设备根据所述触发信号在交织模式间切换。
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