CN101743698A - 在多天线系统中传送反馈信息的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在多天线系统中传送反馈信息的方法。该方法包括根据子频带预设信息来选择从多个子频带中选择的至少一个子频带，子频带预设信息是关于对多个子频带中的每个安排的数据处理的预设；以及传送所选择的子频带的子频带索引。仅仅反馈子频带索引，而不是向每个UE单独地传送预编码器索引或者调制和编码方案(MCS)级别索引，从而降低了反馈开销。

Description

在多天线系统中传送反馈信息的方法
技术领域
本发明涉及无线通信，并且更具体地，涉及在多天线系统中传送反馈信息的方法。
背景技术
通信服务已经经历快速的增长需要，例如，信息通信服务的普遍化、各种多媒体服务的引入、和高质量服务的提供。为了满足这样的需求，已经在各种领域中研究了各种无线通信技术。
根据服务类型，多媒体数据需要各种数据速率和各种传送质量。因此，需要具有与常规面向语音服务不同的概念的新的链接自适应方案。用于有效的数据传送的链路自适应方案的示例是自适应调制和编码(AMC)方案，其中数据速率被自适应地改变成适合信道环境。该数据速率是通过与预定的调制和信道编码组合相关联的调制和编码方案(MCS)级别来确定的。MCS级别是根据信号干扰噪声比(SINR)、载波干扰噪声比(CINR)、信道质量信息(CQI)等等确定的。为了支持AMC方案，基站(BS)必须知道关于用户设备(UE)的SINR的信息，并且UE通过使用CQI等等通知BS接收(Rx)信道质量。
多输入多输出(MIMO)技术是一种能够在没有附加频率分配或者功率增加的情况下改善通信能力和通信性能的技术。也就是说，可以通过提高发射(Tx)天线的数目和Rx天线的数目来改善频谱效率，因为信道传送容量理论上与天线的数目成比例提高。
MIMO技术可以被分类为空间分集方案和空间复用方案。空间分集方案使用各种信道路径以提高传送可靠性。空间复用方案通过同时传送多个数据流来提高数据速率。在近来进行的研究中，这两个方案适当地被组合以获得每个方案的优点。
预编码方案(或者波束形成方案)可用于提高数据速率。当发射机意欲通过使用预编码方案来传送数据的时候，通过使用关于从发射机到接收机的下行链路信道的信息将每个数据列乘以Tx加权因子。因此，发射机必须知道从发射机的每个Tx天线到接收机的每个Rx天线的下行链路信道的状况。为此，接收机估算下行链路信道状况，并且此后将关于所估算的下行链路信道状况的信息反馈给发射机。然而，为了将下行链路信道状况信息反馈给发射机，必须通过使用上行链路反馈信道来传送大量的反馈数据。
因此，引入码书方案以降低反馈信息量。在码书方案中，接收机通过使用由发射机和接收机两者已知的有限数目的预编码器组成的预编码器码书来确定具有最大数据速率的预编码器，并且将预编码器的索引反馈给发射机。该发射机通过使用与包括在预编码器码书中的预编码器的反馈索引相对应的预编码器来传送数据。
具有多个天线的发射机可以通过广播、多播和/或单播传送同时地传送多个Tx信号。该广播传送表示信号被传送给在特定区域(例如，小区和/或扇区)内的所有用户。多播传送表示信号被传送给由至少一个用户组成的特定分组。单播传送表示信号被传送给特定用户。
在点对点系统中，诸如单播传送，预编码不是非常成问题的。然而，在点对多点系统中，诸如使用多个天线的多播或者广播传送中，由于服务被共同地提供给多个用户，所以当每个用户向BS反馈单独的预编码信息和MCS级别信息的时候，可能出现反馈开销。此外，由于MCS级别和预编码器从一个用户到另一个用户是不同的，所以难以执行用于合适的编码和波束形成的调度。
因此，当使用多个天线传送多用户数据的时候，需要用于向BS有效地传送反馈信息(例如，MCS级别、CQI或者预编码器)的方法。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种在多天线系统中传送反馈信息的方法。
技术解决方案
提供了一种在多天线系统中传送反馈信息的方法。该方法包括：根据子频带预设信息选择从多个子频带中选择的至少一个子频带，子频带预设信息是关于对多个子频带中的每个安排的数据处理的预设；以及传送所选择的子频带的子频带索引。
提供了一种使用多个天线传送数据的方法。该方法包括：从UE接收反馈信息，反馈信息包括来自用户设备(UE)的至少一个子频带索引，子频带索引指示在多个子频带中的子频带；根据子频带预设信息来处理下行链路数据，子频带预设信息是关于对多个子频带中的每个安排的数据处理的预设；以及将下行链路数据传送给UE。
有益效果
在单播传送中，仅仅反馈子频带索引，而不是单独地传送预编码器索引，从而降低了反馈开销。在用于向多个用户设备(UE)同时传送相同的数据的多播或者广播传送中，仅仅反馈子频带索引，而不是向每个UE单独地传送预编码器索引或者调制和编码方案(MCS)级别索引，从而降低了反馈开销。另外，包括在多个UE中并且可以应用相同类型的预编码的UE被分组成子分组，以便被共同地处理。因此，可以容易地执行BS的调度，并且可以获得预编码/波束形成增益。
附图说明
图1示出了无线通信系统。
图2示出了包括多个用户的一个小区。
图3是根据本发明的实施例的基站(BS)的框图。
图4是示出根据本发明的子频带的图形。
图5是根据本发明的实施例的用户设备(UE)的框图。
图6是示出根据本发明的实施例的传送子频带索引的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了无线通信系统。
参考图1，无线通信系统100包括部署在整个系统上的多个基站(BS)110。BS 110通常是固定站，并且可以被称为另一术语，诸如节点B、基站收发器系统(BTS)、接入点等等。用户设备(UE)120可以是固定或者移动的，并且可以被称为另一个术语，诸如移动站(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)、无线设备等等。在下文中，下行链路被定义为从BS 110到UE 120的通信链路，并且上行链路被定义为从UE 120到BS 110的通信链路。一个BS 110的服务区被称为小区150。一个小区150可以被划分成多个扇区(未示出)。虽然在图1中示出了7个小区150，但是小区150的部署或者数目可以根据通信系统100而变化。
图2示出了包括多个用户的一个小区。
参考图2，具有多个天线的BS 130向各自的UE 140a和140b传送复用的多个发射(Tx)信号。UE 140a和140b可以具有一个或多个天线。通信系统可以或者是多输入多输出(MIMO)系统或者多输入单输出(MISO)系统。MIMO系统使用多个Tx天线和多个接收(Rx)天线。MISO系统使用多个Tx天线和一个Rx天线。
具有多个天线的BS 130可以通过广播或者多播传送(在下文中，被称为多用户数据传送)以及单播传送来同时地传送多个信号。在广播传送中，信号被传送给在特定的区域(例如，小区和/或扇区)内的所有用户。在多播传送中，信号被传送给由至少一个用户组成的特定分组。在单播传送中，信号被传送给特定用户。例如，在小区内的所有UE(即，UE 140a和140b)可以接收广播信号。另外，属于特定分组的UE 140b可以接收多播信号。从UE的视角看，UE 140a和140b中的每个可以接收它们自己需要的信号。第一UE 140a只接收广播信号。第二个UE 140b接收广播信号和多播信号两者。
图3是根据本发明的实施例的BS的框图。
参考图3，BS 300包括Tx控制器310、Tx处理器320、MIMO预处理器330和天线340-1、...、340-NT。Tx控制器310包括子频带表350，并且从UE接收子频带索引。Tx控制器310基于子频带索引将调制和编码方案(MCS)级别信息传送给Tx处理器320，并且基于子频带索引将预编码器传送给MIMO预处理器330。在下面将描述子频带表350和子频带索引。
Tx处理器320从Tx控制器310接收MCS级别信息。Tx处理器320根据MCS级别编码数据，并且因此生成编码的数据。进一步地，Tx处理器320将已编码的数据映射成用于表示在信号星座上的位置的数据符号。
MIMO预处理器330从Tx控制器310接收预编码器，并且通过对数据符号执行预编码而生成Tx符号。预编码是用于通过将预编码器(即，矢量或者矩阵)乘以要传送的数据符号来执行预处理的方案。Tx符号经由天线340-1、...、340-NT被传送给UE。
现在将描述子频带表和子频带索引。
每个用户将一个或多个子频带索引传送给BS。子频带是在逻辑区域或者物理区域中的基本单位。例如，子频带可以是用于识别频带的单位，并且可以被称为资源块、资源片、门(bin)等等。
图4是示出根据本发明的子频带的图形。该子频带可以是逻辑区域或者物理区域。
参考图4，在系统中，X轴表示时域，并且Y轴表示频域。如图4所示，该频域可以被分成多个子频带。该子频带可以包括多个子载波。该子频带的带宽可以是基于频分复用(FDM)/频分多址(FDMA)方案，或者正交频分复用(OFDM)/正交频分复用接入(OFDMA)方案对称地或者不对称地与由系统使用的频带的所有或者某些部分开的区域。虽然频域在图4中被划分成对称的子频带，但是它可以根据系统特性不对称地划分。BS和UE将系统的频带划分成多个子频带，并且将索引分配给每个子频带。
再次参考图3，BS和UE包括子频带表350。该子频带表350包括子频带预设信息，该子频带预设信息给出了关于对多个子频带中的每个安排的数据处理的预设。UE根据每个子频带的子频带预设信息找到提供期望性能的子频带。当将每个子频带的索引通知给BS的时候，BS通过子频带将根据子频带预设信息处理的数据传送给UE。
例如，该子频带预设信息可以包括预编码器。对于另一示例，该子频带预设信息可以包括MCS级别。对于又一示例，该子频带预设信息可以包括预编码器和MCS级别两者。该子频带预设信息可以被配置有用于每个子频带的MCS级别和/或预编码器的各种组合。UE和BS两者可以根据在UE和BS之间预定义的协议知道该子频带预设信息。替代地，BS可以将该子频带预设信息传送给UE。当BS将子频带预设信息传送给UE的时候，可以经由下行链路控制信道传送该子频带预设信息。
根据实施例，子频带表350可以如下面表1所示来配置。
表1
  子频带索引   MCS级别索引   预编码器索引
  0   MCS0   预编码器0
  1   MCS0   预编码器1
  2   MCS0   预编码器2
  3   MCS0   预编码器3
  4   MCS1   预编码器0
  5   MCS1   预编码器1
  6   MCS1   预编码器2
  7   MCS1   预编码器3
  8   MCS2   预编码器0
  9   MCS2   预编码器1
  10   MCS2   预编码器2
  11   MCS2   预编码器3
  12   MCS0   预编码器0
  13   MCS0   预编码器1
  子频带索引   MCS级别索引   预编码器索引
  14   MCS0   预编码器2
  15   MCS0   预编码器3
  16   MCS1   预编码器0
  ...   ...   ...
  K   MCS2   预编码器3
表1示出了子频带表350的示例，其组合了中3个MCS级别和4个预编码器。子频带索引可以在0至K的范围之内(其中K是大于或等于0的整数)。MCS0至MCS2表示MCS级别的索引。
例如，MCS0、MCS1和MCS2分别表示二进制相移键控(BPSK)、四相相移键控(QPSK)和16正交调幅(QAM)。编码方案可以使用1/3turbo码。预编码器0至预编码器3表示包括在根据每个信道环境预定义的码书中的预编码器(或者波束形成矢量)的索引。
UE通过使用根据以上表1对所有子频带确定的预编码器和MCS级别来确定每个子频带的传送性能。当确定具有最佳性能的子频带的时候，UE将所确定的子频带的索引传送给BS。在任意时间点上的特定信道环境中，如果UE确定在基于MCS0和预编码器0的第0子频带的情形下获得了最佳性能，则UE将子频带索引0传送给BS。如果UE确定在除了第0子频带以外基于MCS1和预编码器2的第6子频带的情形下获得了最佳性能，则UE可以将子频带索引6与子频带索引0一起传送到BS。
根据另一实施例，子频带表350可以如下面表2所示来配置。
表2
  子频带索引   预编码器索引
  0   预编码器0
  1   预编码器1
  2   预编码器2
  3   预编码器3
  4   预编码器0
  5   预编码器1
  6   预编码器2
  子频带索引   预编码器索引
  7   预编码器3
  8   预编码器0
  9   预编码器1
  10   预编码器2
  11   预编码器3
  12   预编码器0
  13   预编码器1
  14   预编码器2
  15   预编码器3
  16   预编码器0
  ...   ...
  K   预编码器3
表2与以上的表1的不同之处在于每个子频带仅仅以预编码器索引来确定，而没有考虑MCS级别索引。也就是说，如果UE想要通过使用预编码器0来接收数据，则UE可以向BS仅仅传送子频带索引0或者与预编码器0相对应的多个子频带索引，例如，子频带索引4、8、12等等。
当UE选择了信道质量信息(CQI)/信号干扰噪声比(SINR)/载波干扰噪声比(CINR)/MCS级别、期望的预编码器、期望的子频带等等的时候，优选地在特定时间段中执行选择，而不是根据经常修改的信道状况来执行。在确定了CQI/SINR/CINR/MCS级别、预编码器索引、子频带等等之后，必要时，UE可以定期地或者不定期地通知BS确定该结果。另外，当BS请求UE去发送该控制信息的时候，UE可以通知BS该确定结果。
当每个UE在使用多个天线传送多用户数据时优选不同的预编码器或者不同的MCS级别的时候，BS可能难以适当地选择预编码器和/或MCS级别。在这种情况下，通过使用预先确定了用于每个子频带的MCS级别和/或预编码器的子频带表350，从UE的视角来看可以减少反馈开销，因为UE仅仅反馈子频带索引而不必另外通知BS该MCS级别和/或预编码器。进一步地，从BS的视角来看，可以实现有效的传送，因为通过共同地操纵优选相同的子频带索引的UE，使用特定MCS级别和/或特定预编码器来传送数据，这不同于通过使用用于各自的UE的各种MCS级别和/或预编码器来执行调度的常规方法。
图5是根据本发明的实施例的UE的框图。
参考图5，UE 500包括天线510-1、...、510-NR、MIMO后处理器520、Rx处理器530和Rx控制器540。
从天线510-1、...、510-NR接收到的信号被输入给MIMO后处理器520。MIMO后处理器520执行与图3的MIMO预处理器300的预处理相对应的后处理，并且因此将Tx符号转换成数据符号。Rx处理器530将从MIMO后处理器520输出的数据符号解映射成编码的数据，并且通过解码已编码的数据将已编码的数据恢复成原始数据。
Rx控制器540包括子频带表550。子频带表550与BS的子频带表350相同。通过使用子频带表550，Rx控制器540根据分配给每个子频带的MCS级别和/或预编码器来确定用于每个子频带的传送性能。Rx控制器540向BS传送用于提供最佳传送性能的子频带的子频带索引作为确定传送性能的结果。此后，Rx控制器540基于该子频带索引将MCS级别输入给Rx处理器530，并且基于该子频带索引将预编码器输入给MIMO后处理器520。
也可以在不仅没有改变使用多个载波的方案(例如，OFDM/OFDMA方案)，而且没有改变其他类型的无线接入方案(例如，时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等等)的情况下，应用图3的BS 300和UE 500。
图6是示出根据本发明的实施例传送子频带索引的方法的流程图。
参考图6，UE将子频带索引传送给BS(步骤S610)。UE可以是用于传送多用户数据的图5的多个UE 500。每个UE通过使用确定用于每个子频带的MCS级别和/或预编码器来确定每个子频带的传送性能，并且此后将具有最佳性能的子频带的一个或者多个子频带索引传送到BS。
BS从UE接收子频带索引(步骤S620)。当传送多用户数据的时候，BS根据服务从多个UE中的每个接收子频带索引。
BS创建由已经传送相同的子频带索引的UE组成的子分组(步骤S630)。在这种情况下，BS将相同的连接标识符(CID)分配给属于该子分组的UE，并且作为一个编码块传送数据。CID是用于确认在UE和BS之间的等同媒体访问控制(MAC)连接的标识符。根据在UE和BS之间的连接状态提供了各种类型的CID。为了获得在UE和BS之间精确的时序偏移的目的，为了调节初始Tx功率，并且为了定期地跟踪接收到的信号强度，在UE和BS之间的测距程序中使用了测距CID。相同的多播CID被分配用于下行链路多播服务。广播CID被分配给所有UE，以便使用广播信息。
同样，如果创建了子分组，以通过使用一个编码模块和相同的预编码器传送数据，则可以减少用于向UE分配资源的MAP消息的浪费，并且可以获得信道编码增益。表3在下面示出了创建用于各自的UE的子分组的示例。
表3
  UE   子频带索引   子分组
  1   0   1
  2   0   1
  UE   子频带索引   子分组
  3   2   2
  4   1   3
  5   2   2
  6   1   3
在表3中，第一和第二UE传送子频带索引0，并且属于第一子分组。第三和第五UE传送子频带索引2，并且属于第二子分组。第四和第六UE传送子频带索引1，并且属于第三子分组。
BS将数据传送给UE(步骤S640)。BS根据基于从UE接收到的子频带索引的MCS级别对数据执行信道编码，并且在该子频带中调制已编码的数据。此后，BS通过使用基于子频带索引的预编码器对已调制的数据执行预处理，并且通过多个天线将结果数据传送给UE。
虽然已经参考本发明的示例行实施例特别示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，不脱离如权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种形式和细节上的变化。示例性实施例应当被认为仅仅是描述性的意义并且不是出于限制性目的。因此，本发明的范围不是由本发明的详细描述而是由权利要求来限定，并且在该范围内的所有差别将被解释为包括在本发明中。

Claims (15)

1.一种在多天线系统中传送反馈信息的方法，所述方法包括：
根据子频带预设信息来选择从多个子频带中选择的至少一个子频带，所述子频带预设信息是关于对所述多个子频带中的每个安排的数据处理的预设；以及
传送所选择的子频带的子频带索引。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子频带索引在上行链路控制信道上传送。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在选择所述至少一个子频带之前接收所述子频带预设信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子频带预设信息是预编码器，所述预编码器是用于在多天线系统中预编码数据的矩阵。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预编码器对传送相同的子频带索引的每个UE是相同的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子频带预设信息是与所述多个子频带中的每个相对应的MCS级别。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子频带预设信息是预编码器和MCS级别，所述预编码器是用于在多天线系统中预编码数据的矩阵。
8.一种使用多个天线传送数据的方法，所述方法包括：
从UE接收反馈信息，所述反馈信息包括来自用户设备(UE)的至少一个子频带索引，所述子频带索引指示在多个子频带中的子频带；
根据子频带预设信息来处理下行链路数据，所述子频带预设信息是关于对所述多个子频带中的每个安排的数据处理的预设；以及
将所述下行链路数据传送给所述UE。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述子频带预设信息是预编码器，所述预编码器是用于在多天线系统中预编码数据的矩阵。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述子频带预设信息是预编码器以及调制和编码方案(MCS)级别。
11.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
在接收所述至少一个子频带索引之前传送所述子频带预设信息。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述子频带预设信息在下行链路控制信道上传送。
13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
在从所述UE接收所述子频带索引之前请求所述子频带索引。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述下行链路数据是多播数据。
15.根据权利要求8所述的方法，其中，所述下行链路数据是广播数据。
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