CN101692735B

CN101692735B - 一种协作多点传输场景下的隐式信道反馈方法

Info

Publication number: CN101692735B
Application number: CN2009100567590A
Authority: CN
Inventors: 芮赟; 李明齐; 罗银辉
Original assignee: Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology of CAS
Current assignee: Shanghai Han Xun Information Technology Limited by Share Ltd
Priority date: 2009-08-20
Filing date: 2009-08-20
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2029-08-20
Also published as: CN101692735A

Abstract

本发明提供了在下行协作多点传输CoMP场景中，针对隐式反馈机制，根据测量集中小区配置，将测量集中每个小区的信道质量指示CQI值或信噪比SNR值反馈给基站。采用本发明的技术方案，可以保证反馈量不大的基础上，比较充分且灵活的为基站提供CoMP场景中不同传输点配置TPCC下的CQI值。

Description

一种协作多点传输场景下的隐式信道反馈方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及协作多点场景中隐式反馈的方法。

背景技术

目前，关于IMT Advanced的标准化工作在国内外受到高度关注。“增强峰值速率以增强高级业务和应用”是IMT-Advanced的一个重要特征。3GPP LTE Advanced系统的“下行目标峰值速率为1Gbps，上行目标峰值速率为500Mbps”。为达到以上指标，2008年4月LTE workshop集中讨论了面向满足IMT Advanced(含LTE Advanced)系统要求的可能的新技术组，其中，多小区协作传输技术由于在降低邻小区同频干扰、提升小区系统容量方面的突出优势受到重点关注。

协作多点传输技术(CoMP)，基于尽可能利用每个基站每个天线发送有用信号的思想，通过多基站对链路信道状态信息和用户数据信息的不同程度共享，实现多基站协作传输模式，本质上突破了单点传输对频谱效率的限制，较之传统的干扰抵消技术，多点协作技术被一致认为是降低小区间干扰、提升小区边缘吞吐量和网络系统吞吐量更本质更有效的技术。

而对于CoMP的反馈机制主要存在三种方法，一是显式信道统计信息反馈，二是隐式信道状态/统计信息反馈，还有一种就是利用SRS序列进行信道互异性的估计.而其中对于隐式信道质量指示值CQI(Channel Quality Indicator，)反馈，由于基站端不同的TPCC配置，需要反馈的CQI值是不相同的，并且用户端是不知道基站最终采用哪种TPCC配置，因此如何在反馈开销和反馈精确性及系统性能取得较好的折中是个很重要的问题。

在3GPP LTE标准化中，大唐公司提出在CoMP场景下，UE以混合CQI形式反馈该UE所在服务小区的CQI以及协作集中多小区联合CQI报告。例如文献资料“Analysis of FeedbackSignalling for Downlink CoMP”中，3小区作CoMP场景，可能共存在7种TPCC配置，对于所在本小区终端(UE)，仅反馈TPCC1和TPCC7的CQI值，但这种反馈方式，网络如果决定用两个小区作CoMP服务UE，则很难得到合适的CQI值。

而在文献资料“CoMP Implicit CQI Feedback Discussions”中，三星公司提出分级的反馈CQI值，例如3小区作CoMP场景，分成3种级别，即仅有1个小区作CoMP，两个小区作CoMP，以及3个小区一起作CoMP。然后反馈这各个级别的三个CQI值，但此种方法也不能得到完全的CQI信息。

鉴于此有必要设计一种新的协作多点传输场景下的隐式信道反馈方法以解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种协作多点传输场景下的隐式信道反馈方法，在保证反馈量不大的基础上，比较充分且灵活的为基站提供CoMP场景中不同传输点配置(TPCC)下的CQI值。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种协作多点传输场景下的隐式信道反馈方法，该隐式信道反馈方法包括以下步骤：

步骤一，如果有M个小区在CoMP协作集，终端将CoMP协作集中任意M个TPCC配置下的信道质量指示值CQI或信噪比作为隐式信道信息反馈给基站；

步骤二，针对基站端采取CoMP协作时可能配置的不同的TPCC，基站端根据反馈的信道质量指示值或信噪比通过计算或合并得到2^M-1个TPCC配置下的信道质量指示值，其中，M表示小区个数。

该协作多点传输场景中隐式反馈方法，适用于协作多点传输场景中的联合处理方式，动态小区选择以及协作波束成形，协调调度模式。针对基站端采取CoMP协作时可能配置的不同的TPCC，终端仅需将CoMP协作集中每个小区的CQI值或每个小区的SNR值作为隐式CQI信息反馈给基站。基站端根据反馈的这些CQI信息通过计算和合并可以得到所有TPCC配置下的CQI值，从而更灵活的决定CoMP传输模式。

附图说明

图1为本发明具体实施例3小区CoMP场景中联合处理模式的示意图。

具体实施方式

下面以具体实施例进一步说明本发明方法。

实施例一

该实施例如图1所示，假设为3小区CoMP场景下的联合处理模式，其中小区s0指服务小区，小区i(i＝1，2)分别指协作小区，假定Hi(i＝s0，1，2)是UE和小区i的的信道矩阵，则UE接收到的信号为

y = H_{S_{0}} w_{S_{0}} s + H_{1} w_{1} s + H_{2} w_{2} s + n - - - (1)

其中w_i(i＝s₀，1，2)是应用于小区i对UE发送的预编码矩阵，s是发送信息，n是指高斯白噪声以及来自于测量集以外的干扰之和。

由于根据基站端配置不同的TPCC值，如表1所示，CQI反馈值也是不相同的，我们分别提出如下两个方案。

表1：可能的TPCC配置

TPCC配置号	CoMP发送点
		1	小区s0
2	小区1
		3	小区2
4	小区s0，和小区1
		5	小区s0，和小区2
6	小区1和小区2
		7	小区s0，小区1，和小区2

方案1：

在UE端，UE只反馈单个传输点作CoMP的CQI值，(或者反馈任意三种TPCC配置情况下的CQI值)，例如对于图1的情况，UE仅反馈TPCC1，TPCC2，TPCC3配置情况下的CQI值，并用信干噪比(SINR)表示，即SINR₁，SINR₂和SINR₃，表示为

{SINR}_{1} = \frac{{| | H_{S_{0}} w_{S_{0}} | |}_{2}^{2} E_{S_{0}}}{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1} + {| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2} + N} = \frac{\frac{{| | H_{S_{0}} w_{S_{0}} | |}_{2}^{2} E_{S_{0}}}{N}}{\frac{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1}}{N} + \frac{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2}}{N} + 1} - - - (2)

{SINR}_{2} = \frac{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1}}{{| | H_{S_{0}} w_{S_{0}} | |}_{2}^{2} E_{S_{0}} + {| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2} + N} = \frac{\frac{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1}}{N}}{\frac{{| | H_{S_{0}} w_{S_{0}} | |}_{2}^{2} E_{S_{0}}}{N} + \frac{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2}}{N} + 1} - - - (3)

{SINR}_{3} = \frac{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2}}{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1} + {| | H_{S_{0}} w_{S_{0}} | |}_{2}^{2} E_{S_{0}} + N} = \frac{\frac{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2}}{N}}{\frac{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1}}{N} + \frac{{| | H_{S_{0}} w_{S_{0}} | |}_{2}^{2} E_{S_{0}}}{N} + 1} - - - (4)

其中，E_i是指小区i的基站的发送功率，N是指高斯白噪声和来自于测量集以外的干扰功率之和。

而在基站端，我们只要根据这三个反馈的CQI值，通过一定量的计算从而可以获取所有配置的CQI值，具体计算方法如下：

1)使a₁，a₂和a₃分别表示公式(2)-(4)中的信噪比SNR为

和并且A，B和C分别代替SINR₁，SINR₂和SINR₃则式(2)-(4)可以表示成

[\begin{matrix} \frac{1}{A} & - 1 & - 1 \\ - 1 & \frac{1}{B} & - 1 \\ - 1 & - 1 & \frac{1}{C} \end{matrix}] [\begin{matrix} a_{1} \\ a_{2} \\ a_{3} \end{matrix}] = [\begin{matrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{matrix}] - - - (5)

2)根据式(5)，解此线性方程组我们不难得到a₁、a₂和a₃表示如下

a₁＝α[BC(-1+BC)-C(1+C)-B(1+B)] (6)

a₂＝α[-C(1+C)+AC(-1+AC)-A(1+A)](7)

a₃＝α[-B(1+B)-A(1+A)+AB(-1+AB)](8)

其中

α = \frac{1}{ABC (- 1 + BC + AB + AC + 2 ABC)}

3)利用推导得到的每个小区的信噪比SNRa₁，a₂和a₃，我们可以得到其他所有配置方式下的SINR。例如，TPCC7配置，则CQI值可以表示成

SINR₇＝a₁+a₂+a₃(9)

利用此方案，如果有M个小区在CoMP协作集，则UE只需反馈M个CQI值给基站，基站能够获取所有2^M-1种TPCC情况下的CQI值。

方案2：

UE端仅反馈每个小区的SNRi，即方案1中的a₁，a₂和a₃值作为CQI报告，而在基站端根据反馈得到a₁，a₂和a₃，从而可以获取所有TPCC配置下的CQI信息。

实施例二

假设测量集中为M个小区CoMP场景下的联合处理模式，其中小区1指UE的服务小区，小区i(i＝2，3，…，M)分别指测量集中的协作小区，假定Hi(i＝1，2，…，M)是UE和小区i的的信道矩阵，则UE接收到的信号为

y＝H₁w₁s+H₂w₂s+…+H_Mw_Ms+n (1)

其中w_i(i＝1，2，…，M)是应用于小区i对UE发送的预编码矩阵，s是发送信息，n是接收端高斯白噪声和测量集以外的干扰总和。

由于根据基站端配置不同的TPCC值，CQI反馈值也是不相同的，并且可能存在2^M-1种TPCC值。我们分别提出如下两个方案。

方案1：

在UE端，UE只反馈单个传输点作CoMP的CQI值，例如对于图1的情况，UE仅反馈TPCC1，TPCC2，…，TPCCM配置情况下M个CQI值，并用信干噪比(SINR)表示，即SINR₁，SINR₂，…，SINR_M，表示为

{SINR}_{1} = \frac{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1}}{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2} + \cdot \cdot \cdot {+ | | H_{M} w_{M} | |}_{2}^{2} E_{M} + N} = \frac{\frac{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1}}{N}}{\frac{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2}}{N} + \cdot \cdot \cdot + \frac{{| | H_{M} w_{M} | |}_{2}^{2} E_{M}}{N} + 1} - - - (2)

{SINR}_{2} = \frac{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2}}{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1} + {| | H_{3} w_{3} | |}_{2}^{2} E_{3} + \cdot \cdot \cdot + {| | H_{M} w_{M} | |}_{2}^{2} E_{M} + N} = \frac{\frac{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2}}{N}}{\frac{| | H_{1} w_{1} | |_{2}^{2} E_{1}}{N} + \frac{| | H_{3} w_{3} | |_{2}^{2} E_{3}}{N} + \cdot \cdot \cdot + \frac{{| | H_{M} w_{M} | |}_{2}^{2} E_{M}}{N}} - - - (3)

……

{SINR}_{M} = \frac{{| | H_{M} w_{M} | |}_{2}^{2} E_{M}}{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1} + \cdot \cdot \cdot {+ | | H_{M - 1} w_{M - 1} | |}_{2}^{2} E_{M - 1} + N} = \frac{\frac{{| | H_{M} w_{M} | |}_{2}^{2} E_{M}}{N}}{\frac{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1}}{N} + \cdot \cdot \cdot + \frac{{| | H_{M - 1} w_{M - 1} | |}_{2}^{2} E_{M - 1}}{N} + 1} - - - (4)

其中此处E_i，i＝1，2，…，M是第i个小区的发送功率。N是指高斯白噪声和来自于测量集以外的干扰功率之和。而在基站端，我们只要根据这M个反馈的CQI值，通过一定量的计算从而可以获取所有配置的CQI值，具体计算方法如下：

1)使a_i，i＝1，2，…，M，分别表示上面公式中的

并且b_i，i＝1，2，…，M分别代替SINR_i，i＝1，2，…，M则上面联合等式可以用下面的方程组表示

BA＝I (5)

其中

A＝[a₁，a₂，…，a_M]^Tand

2)

根据式(5)，由于b_i都大于0，因此B^-1存在，所以方程(5)的解存在，并且A＝[a₁，a₂，…，a_M]^T可以表示成

A＝B^-1I (6)

3)利用求解得到的每个小区的SNR，即a_i，i＝1，2，…，M，我们可以得到其他所有2^M-1TPCC配置方式下的SINR。例如，第2^M-1种TPCC下配置，即所有小区进行联合协作，发相同数据时，则CQI值可以表示成

SINR₇＝a₁+a₂+…+a_M(9)

另外要强调的一点，UE端只要反馈任意M种TPCC配置下的CQI值，基站端都能建立类似上面分析的线性方程组，并能求解计算出其余所有想要的TPCC配置下的CQI值。

即利用此方案，如果有M个小区在CoMP测量集中，则UE只需反馈M个任意TPCC配置下的CQI值给基站，基站能够获取所有2^M-1种TPCC情况下的CQI值。

方案2：

使a_i，i＝1，2，…，M，分别表示即第i个小区的SNR，此处E_i，i＝1，2，…，M是第i个小区的发送功率。N是指高斯白噪声和来自于测量集以外的干扰功率之和。

UE端仅反馈每个小区的SNR，即a_i，i＝1，2，…，M作为CQI报告。

而在基站端根据反馈得到的M个SNR值，a_i，i＝1，2，…，M，即

a_{i} = \frac{{| | H_{i} w_{i} | |}_{2}^{2} E_{i}}{N}, i = 1,2, \cdot \cdot \cdot, M

从而可以获取所有TPCC配置下的CQI信息。

例如TPCC1，TPCC2，…，TPCCM配置情况下M个CQI值，用信干噪比(SINR)表示，即SINR₁，SINR₂，…，SINR_M，可以表示为

{SINR}_{1} = \frac{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1}}{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2} + \cdot \cdot \cdot + {| | H_{M} w_{M} | |}_{2}^{2} E_{M} + N} = \frac{a_{1}}{a_{2} + \cdot \cdot \cdot + a_{M} + 1}

{SINR}_{2} = \frac{{| | H_{2} w_{2} | |}_{2}^{2} E_{2}}{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1} + | | H_{3} w_{3} | |_{2}^{2} E_{3} + \cdot \cdot \cdot + {| | H_{M} w_{M} | |}_{2}^{2} E_{M} + N} = \frac{a_{2}}{a_{1} + a_{3} + \cdot \cdot \cdot + a_{M} + 1}

……

{SINR}_{M} = \frac{{| | H_{M} w_{M} | |}_{2}^{2} E_{M}}{{| | H_{1} w_{1} | |}_{2}^{2} E_{1} + \cdot \cdot \cdot + {| | H_{M - 1} w_{M - 1} | |}_{2}^{2} E_{M - 1} + N} = \frac{a_{M}}{a_{1} + \cdot \cdot \cdot + a_{M - 1} + 1}

即利用此方案，如果有M个小区在CoMP测量集中，则UE只需反馈M个小区的SNR值给基站，基站能够获取所有2^M-1种TPCC情况下的CQI值。

本发明方案一针对基站端采取CoMP协作时可能配置的不同的TPCC，终端仅需将CoMP协作集中每个小区的CQI值作为隐式信道信息反馈给基站。基站端根据反馈的这些CQI信息通过计算和合并可以得到所有TPCC配置下的CQI值，从而更灵活的决定CoMP传输模式。另外要强调的一点，UE端只需要反馈任意M种TPCC配置下的CQI值，基站端就能求解计算出其余所有想要的TPCC配置下的CQI值。如果有M个小区在CoMP协作集，则UE只需反馈M个CQI值给基站，基站能够获取所有2^M-1种TPCC情况下的CQI值。

本发明方案二针对基站端采取CoMP协作时可能配置的不同的TPCC，终端仅需将CoMP协作集中每个小区的SNR值作为隐式信道信息反馈给基站。基站端根据反馈的这些SNR信息通过合并就可以得到所有TPCC配置下的CQI值，从而更灵活的决定CoMP传输模式。如果有M个小区在CoMP协作集，则UE只需反馈M个SNR值给基站，基站能够获取所有2^M-1种TPCC情况下的CQI值。

方案2相比方案1，消除了在基站端由于计算引起的量化误差传播问题，并在基站端计算复杂度要低。但终端计算复杂度比方案1要稍微高些。

采用本发明的技术方案，可以保证反馈量不大的基础上，比较充分且灵活的为基站提供CoMP场景中不同传输点配置TPCC下的CQI值。

上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims

1.一种协作多点传输CoMP场景下的隐式信道信息反馈方法，其特征在于，该隐式信道信息反馈方法包括以下步骤：

步骤一，如果有M个小区在CoMP测量集，终端将CoMP测量集中任意M个TPCC配置下的信道质量指示值CQI作为隐式信道信息反馈给基站；

步骤二，针对基站端进行CoMP协作时可能采用的不同的TPCC配置，基站端根据反馈的信道质量指示值CQI通过计算和合并得到所有2^M-1个TPCC配置下的信道质量指示值CQI；

其中，所述步骤二中基站端根据反馈的信道质量指示值CQI通过计算和合并得到所有2^M-1个TPCC配置下的信道质量指示值CQI的步骤具体如下：

用信干噪比SINR_i表示每个小区的信道质量指示值CQI；

用a_i表示每个小区的信噪比SNR，其中，

i＝1，2，…，M；

利用信干噪比SINR_i求解得到每个小区的信噪比a_i；

所有2^M-1个TPCC配置方式下的信干噪比SINR根据求解得到的每个小区的信噪比a_i合并得出；

其中，H_i是终端和小区i之间的信道矩阵；E_i是第i个小区的发送功率；N是指高斯白噪声和来自于测量集以外的干扰功率之和；w_i是小区i对终端发送的预编码矩阵；i＝1，2，...，M；M表示小区个数。