CN101754463A - 一种传输信道质量信息的系统、终端及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种传输信道质量信息的系统、终端及方法，该方法包括：终端向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的信道质量指示(CQI)信息，当一个传输块对应多层时，还反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；设一个传输块对应的层数为n；所述0≤i≤n。采用本发明的技术方案，能够很好的支持MU-MIMO等应用，且兼容性好，反馈量少。

Description

一种传输信道质量信息的系统、终端及方法
技术领域
本发明涉及数字通信领域，特别是涉及一种传输信道质量信息的系统、终端及方法。
背景技术
在长期演进系统(LTE：Long Term Evolution)中，反映下行物理信道状态的信息(CSI：Channel State Information)包括3部分内容：信道质量指示(CQI：Channels quality indication)、预编码矩阵指示(PMI：Pre-codingMatrix Indicator)、秩指示(RI：Rank Indicator)。
CQI为衡量下行信道质量好坏的一个指标。在36-213协议中CQI用0～15的整数值来表示，分别代表了不同的CQI等级，不同CQI对应着各自的调制方式和编码码率(MCS)，共分16种情况，可以采用4比特信息来表示，如表1所示：
表1：CQI索引与MCS之间关系
Figure G2010100038566D00011
  8   16QAM   490   1.9141
  9   16QAM   616   2.4063
  10   64QAM   466   2.7305
  11   64QAM   567   3.3223
  8   16QAM   490   1.9141
  12   64QAM   666   3.9023
  13   64QAM   772   4.5234
  14   64QAM   873   5.1152
  15   64QAM   948   5.5547
作为LTE的演进标准的高级长期演进系统(LTE-A：Long Term EvolutionAdvanced)需要支持更大的系统带宽(最高可达100MHz)，并且需要提高平均频谱效率和小区边缘用户的频谱效率，为此，LTE-A支持最大8根发射天线。
在发送端(eNB)使用多根天线，可以采取空间复用的方式来提高传输速率，即在发送端相同的时频资源上的不同天线位置发射不同的数据，在接收端(UE)也使用多根天线，可以在单用户的情况下将所有天线的资源都分配给同一用户，这传输形式叫做SU-MIMO(单用户MIMO)，另外亦可在多用户的情况下将不同天线空间的资源分配给不同用户，这种传输形式叫做MU-MIMO(多用户MIMO)。传输系统如果要在同时间支持单用户MIMO和多用户MIMO，UE是有必要向eNB提供上行反馈控制信令。一方面保持后向兼容性，以支持SU-MIMO为优先原则，尽量兼容R8的CQI/PMI/RI的反馈形式，另一方面，需要考虑前向兼容性，考虑对MU-MIMO和COMP的支持，保证新技术具有可以接受的性能。
为了获得更高的峰值频谱效率，LTE-A系统中，下行需要支持单用户MIMO和多用户MIMO的动态切换，一方面，信道信息的反馈控制信令需要保持后向兼容性，以支持SU-MIMO为优先原则，尽可能兼容现有Release8的CQI/PMI/RI的反馈形式；另一方面，信道信息的反馈控制信令需要考虑前向兼容性，考虑对MU-MIMO和COMP的支持，保证新技术具有可以接受的性能。
在LTE中，CQI的反馈的含义是：UE根据信道质量对对传输块调制编码等级的推荐最好程度发挥其信道的传输能力。从另外一个角度CQI也可以理解为信道质量信息的量化；在SU-MIMO中，推荐的CQI有如下假设：(1)基站使用推荐的RI作为空间复用的层数同时传输RI个数据，并使用协议中规定的层映射方式。(2)用推荐的PMI对信号预编码处理.
例如，一个N根发射天线的系统，UE上报RI，PMI，CQI1，CQI2，其中RI为4，其它值可以根据指示的索引查到具体值，UE使用2个传输块传输，发送端处理如图1所示。
实际上，对于SU-MIMO来说，PMI就是对信道特征矢量的量化，信道的最优预编码与特征值没有关系，只要特征矢量量化准确就能达到最大信号功率；但是在MU中，信道的预编码算法需要考虑多个用户之间信号与干扰情况，最优的预编码并不是每个用户都使得自己的有用信号功率最大，还需要考虑具体的用户间干扰问题；此时需要比较完整的信道信息才能够较好的进行MU预编码。
也就是说，在MU-MIMO或者其它一些更高级的应用中，需要层上的信道质量信息，而SU-MIMO的信道质量信息是定义在传输块上的，这种方法虽然能用较少的开销很好的支持SU-MIMO，但支持MU-MIMO等技术时会存在以下问题：在通讯系统中，传输块的个数总是小于层的个数(RI)，1个传输块的信道质量信息是多个层信道质量的综合信息，用于MU预编码时，不能准确的获取每层信道信息，性能会有所损失.
现有技术1：
在支持MU-MIMO应用时考虑沿用SU的反馈方法，如图2所示，在进行具体的MU预编码计算时考虑以下近似处理：如果同一个传输块对应的多个层，认为其层上信道质量近似相等；例如：TB1 CQI＝Layer1 CQI＝Layer2CQI，TB2 CQI＝Layer3 CQI＝Layer4 CQI。
现有技术2：
如图3所示，在支持MU-MIMO应用时，反馈各层上的信道质量信息，不考虑层间干扰；此时不反馈TB块的CQI信息；
现有技术1的缺点在于，其近似假设是一种有损性能的假设，与实际情况中很多情况不符，实际情况各层信道质量差异可能是较大的。而MU-MIMO对于信道信息的准确度又非常敏感。所以，现有技术1无法较好的支持MU-MIMO。
现有技术2的缺点在于，反馈层上的信道质量信息，反馈量会较大，并且改变了原来的CQI反馈方式，后向兼容性不好。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种传输信道质量信息的系统、终端及方法，可解决现有技术中终端不能准确反馈各层的信道质量或者反馈各层信道质量时反馈量大的缺陷。
为了解决上述问题，本发明提供了一种传输信道质量信息的方法，包括：
终端向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的信道质量指示(CQI)信息，当一个传输块对应多层时，还反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；
设一个传输块对应的层数为n；所述0≤i≤n。
进一步地，所述反馈的i层的CQI信息是反馈的所述i层的CQI，或反馈所述i层相对于所在传输块CQI的差分信息。
进一步地，所述1≤i≤n。
进一步地，设第一个传输块对应1层，第二个传输块对应2层，终端向基站反馈所述2个传输块的CQI，且反馈第二个传输块对应层中任一层的CQI信息。
进一步地，设两个传输块均对应2层，终端向基站反馈所述2个传输块的CQI；
对于每个传输块，终端还向基站反馈所述传输块对应层中任一层的CQI信息。
进一步地，所述基站收到终端反馈的信道质量信息后，根据传输块的CQI信息及对应i层的CQI信息采用以下方式中的任一种得到所述传输块对应层中其余层的CQI信息：
(1)基站根据指数有效信号与干扰加噪声比映射合并公式反推出其余层的CQI；
(2)基站根据互信息有效信号与干扰加噪声比映射的方法反查出其余层的CQI。
本发明还提供一种传输信道质量信息的方法，包括：
终端向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的信道质量指示(CQI)信息，当一个传输块对应多层时，还反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；设一个传输块对应的层数为n；
当各传输块对应的总层数小于或等于4时，所述1≤i≤n；
当各传输块对应的总层数大于4时，所述0≤i＜n。
本发明还提供一种传输信道质量信息的系统，包括基站及终端；
所述终端，用于向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的信道质量指示(CQI)信息，还用于当一个传输块对应多层时，反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；
设一个传输块对应的层数为n；所述0≤i≤n。
进一步地，所述终端反馈的i层的CQI信息是反馈的所述i层的CQI，或反馈所述i层相对于所在传输块CQI的差分信息。
进一步地，所述1≤i≤n。
进一步地，设第一个传输块对应1层，第二个传输块对应2层，所述终端向基站反馈所述2个传输块的CQI，且反馈第二个传输块对应层中任一层的CQI信息。
进一步地，设两个传输块均对应2层，所述终端向基站反馈所述2个传输块的CQI；
对于每个传输块，所述终端还向基站反馈所述传输块对应层中任一层的CQI信息。
进一步地，所述基站用于收到终端反馈的信道质量信息后，根据传输块的CQI信息及对应i层的CQI信息采用以下方式中的任一种得到所述传输块对应层中其余层的CQI信息：
(1)基站根据指数有效信号与干扰加噪声比映射合并公式反推出其余层的CQI；
(2)基站根据互信息有效信号与干扰加噪声比映射的方法反查出其余层的CQI。
本发明还提供一种传输信道质量信息的终端；
所述终端，用于向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的信道质量指示(CQI)信息，还用于当一个传输块对应多层时，反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；设一个传输块对应的层数为n；
当各传输块对应的总层数小于或等于4时，所述1≤i≤n；
当各传输块对应的总层数大于4时，所述0≤i＜n。
综上所述，本发明提供一种传输信道质量信息的系统、终端及方法，能够很好的支持MU-MIMO等应用，且兼容性好，反馈量少，且能够有效的提高CQI的反馈粒度。
附图说明
图1是现有技术终端反馈信道质量信息示意图；
图2是现有技术1终端反馈CQI的示意图；
图3是现有技术2终端反馈CQI的示意图；
图4a至图4c是本发明实施例一终端反馈CQI的示意图；
图5a至图5c是本发明实施例二终端反馈CQI的示意图；
图6a至图6d是本发明实施例三终端反馈CQI的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种传输信道质量信息的系统，包括终端及基站；
终端，用于向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的CQI信息，还用于当一个传输块对应多层时，反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；
设一个传输块对应的层数为n；0≤i≤n。
终端反馈的i层的CQI信息是反馈的i层的CQI，或反馈i层相对于所在传输块CQI的差分信息。
优选地，1≤i≤n。
设第一个传输块对应1层，第二个传输块对应2层，终端向基站反馈2个传输块的CQI，且反馈第二个传输块对应层中任一层的CQI信息。
设两个传输块均对应2层，终端向基站反馈2个传输块的CQI；
对于每个传输块，终端还向基站反馈该传输块对应层中任一层的CQI信息。
基站用于收到终端反馈的信道质量信息后，若i＝n-1，基站根据传输块的CQI信息及对应i层的CQI信息采用以下方式中的任一种得到该传输块对应层中其余层的CQI信息：
(1)基站根据EESM(Exponential Effective SIR Mapping，指数有效信号与干扰加噪声比映射)合并公式反推出其余层的CQI；
(2)基站根据MI-ESM(Mutual Information-based Effective SNR，互信息有效信号与干扰加噪声比映射)的方法反查出其余层的CQI。
本发明还提供一种传输信道质量信息的终端；
终端，用于向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的CQI信息，还用于当一个传输块对应多层时，反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；设一个传输块对应的层数为n；
当各传输块对应的总层数小于或等于4时，1≤i≤n；
当各传输块对应的总层数大于4时，0≤i＜n。
本发明还提供一种传输信道质量信息的方法，包括以下步骤：
步骤301：UE根据导频进行信道估计，得到信道矩阵信息；
步骤302：UE根据一定的基站端处理过程假设，计算传输块的最佳调制编码方式，作为信道质量信息的量化；当UE发现一个传输块可能映射到多层时，计算各传输块对应的各层的CQI，并根据各层的CQI计算对应传输块的CQI；具体计算方式可同现有技术。
步骤303：UE在上行信道中反馈传输块的信道质量信息，反馈各反馈传输块的CQI信息，当一个传输块对应多层时(如对应n层)，还反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；其中，0≤i≤n。
优选地，当各传输块对应的总层数小于或等于4时，1≤i≤n；当各传输块对应的总层数大于4时，0≤i＜n。
反馈的任意i层的CQI信息可以是这i层的CQI或反馈这i层相对于所在传输块CQI的差分信息。
步骤304：基站收到UE反馈的传输块的信道质量信息；
当i＝n-1时，基站根据传输块的CQI和其中i层上的CQI信息可以利用UE进行的多层CQI合并到一个传输块CQI的合并准则反推或反查得到该传输块其余层的CQI。
例如，基站可以根据EESM合并公式反推出其余层的CQI，或者根据MI-ESM的方法反查出其余层的CQI。
本发明方法在原有的TB块CQI的基础上进行层上CQI信息的差分反馈，兼容性好，反馈量很少，且能够有效的提高CQI的反馈粒度，更好的支持MU-MIMO等应用。
实施例一：
UE获取导频信息，根据导频信息进行信道估计，得到每个传输资源上的信道矩阵信息，该矩阵表征了收发天线之间在此传输资源上的信道响应；
UE可以假设基站是SU模式，给出推荐的PMI和RI值，并假设基站会使用UE推荐值，在此基础上计算出传输块对应各层的CQI，进而根据各层的CQI计算出对应传输块使用的CQI；RI为各传输块对应的总层数。
当RI＝3时，基站采用的层映射方式为
Msymb layer为层上符号数，d(0)(i)表示第1个TB块上的数据，d(1)(i)表示第2个TB块上的数据。
可以发现，此时第2个TB块会映射到第2层及第3层，此时UE计算第1、2及3层的CQI，并计算出第1个TB块及第2个TB块的CQI；
UE可采用以下方式中的任一种反馈传输块及对应层的CQI信息：
(a)如图4a所示，UE反馈2个TB块的CQI，并且反馈第2层CQI信息，可以是反馈第2层相对于第2个TB块CQI的差分信息，也可以是反馈第2层CQI。
基站收到UE反馈的2个TB块的CQI以及第2层CQI信息，根据第2个TB块的CQI及第2层CQI信息计算或反查得到第3层的CQI。
具体地，基站可以根据第2个TB块的CQI及第2层CQI信息，利用EESM(Exponential Effective SIR Mapping)合并公式反推出第3层的CQI，或者根据第2个TB块的CQI及第2层CQI信息，利用MI-ESM(MutualInformation-based Effective SNR)的方法反查出第3层的CQI。
(b)如图4b所示，UE也可以是反馈2个TB块的CQI，并且反馈第2个TB块对应的第3层CQI信息，该第3层CQI信息可以是相对于第2个TB块CQI的差分信息或反馈第3层CQI。
基站收到UE反馈的2个TB块的CQI以及第3层CQI信息，根据第2个TB块的CQI及第3层CQI信息计算或反查得到第2层的CQI。
(c)如图4c所示，UE也可以是反馈2个TB块的CQI，并且反馈第2个TB块对应的第2层及第3层CQI信息，该第2层CQI信息可以是相对于第2个TB块CQI的差分信息或反馈第2层CQI，该第3层CQI信息可以是相对于第2个TB块CQI的差分信息或反馈第3层CQI。
方式(a)和(b)反馈量较少，并且可以通过TB2的CQI和其中一层的CQI计算出另外一层的CQI，但是这种计算在基站侧进行时，基站不知道具体的层间干扰情况，也不知道UE端的接收机类型，计算会有一些不准确；
方式(c)可以很准确的知道各层的CQI信息，但反馈量相对较大。UE可根据实际需要灵活选择反馈方式。
实施例二：
UE获取导频信息，根据导频信息进行信道估计，得到每个传输资源上的信道矩阵信息，该矩阵表征了收发天线之间在此传输资源上的信道响应；
UE可以假设基站是SU模式，给出推荐的PMI和RI值，并假设基站会使用UE推荐值，在此基础上计算出传输块对应各层的CQI，进而根据各层的CQI计算出对应传输块使用的CQI；RI为各传输块对应的总层数。
当RI＝4时，基站采用的层映射方式为
Figure G2010100038566D00101
Msymb layer为层上符号数，d(0)(i)表示第1个TB块上的数据，d(1)(i)表示第2个TB块上的数据。
可以发现，此时第1个和第2个TB块都会映射到2层，此时UE计算2个TB块的CQI，并且计算第1层和第3层的CQI，或者第2和4层上的CQI，或者第1，2，3，4层上的CQI。
UE可采用以下方式中的任一种反馈传输块及对应层的CQI信息：
(a)如图5a所示，UE反馈2个TB块的CQI，并且反馈第1层CQI信息及第3层CQI信息，反馈的第1层CQI信息可以是第1层相对于第1个TB块CQI的差分信息，也可以是第1层CQI；反馈的第3层CQI信息可以是第3层相对于第2个TB块CQI的差分信息，也可以是第3层CQI。
基站收到UE反馈的信道质量信息后，根据第1个TB块的CQI及第1层CQI信息计算或反查得到第2层的CQI，并根据第2个TB块的CQI及第3层CQI信息计算或反查得到第4层的CQI。
(b)如图5b所示，UE也可以是反馈2个TB块的CQI，并且反馈第2层CQI信息及第4层CQI信息，第2层CQI信息可以是第2层CQI，也可以是第2层CQI相对于第1个TB块CQI的差分信息，第4层CQI信息可以是第4层CQI，也可以是第2层CQI相对于第1个TB块CQI的差分信息。
基站收到UE反馈的信道质量信息后，根据第1个TB块的CQI及第2层CQI信息计算或反查得到第1层的CQI，并根据第2个TB块的CQI及第4层CQI信息计算或反查得到第3层的CQI。
(c)如图5c所示，UE也可以是反馈2个TB块的CQI，并且反馈第1、2、3及4层CQI信息；第1层CQI信息可以是第1层CQI，也可以是第1层CQI相对于第1个TB块CQI的差分信息，第2层CQI信息可以是第2层CQI，也可以是第2层CQI相对于第1个TB块CQI的差分信息，第3层CQI信息可以是第3层CQI，也可以是第3层CQI相对于第2个TB块CQI的差分信息，第4层CQI信息可以是第4层CQI，也可以是第4层CQI相对于第2个TB块CQI的差分信息。
方式(a)和(b)反馈量较少，并且可以通过TB块的CQI和其中一层的CQI计算出另外一层的CQI，但是这种计算在基站侧进行时，基站不知道具体的层间干扰情况，也不知道UE端的接收机类型，计算会有一些不准确；
方式(c)可以很准确的知道各层的CQI信息，但反馈量相对较大。
实施例三：
UE获取导频信息，根据导频信息进行信道估计，得到每个传输资源上的信道矩阵信息，该矩阵表征了收发天线之间在此传输资源上的信道响应；
UE可以假设基站是SU模式，给出推荐的PMI和RI值，并假设基站会使用UE推荐值，在此基础上计算出传输块对应各层的CQI，进而根据各层的CQI计算出对应传输块使用的CQI；RI为各传输块对应的总层数。
当RI＞4时，UE计算2个TB块上的CQI，UE根据RI信息可知基站采用的层映射方式可能会使得某一个TB块映射到3层或4层。此时即使是反馈部分或全部层上的差分CQI，反馈量也是比较大的，一种方案为考虑到Rank＞4时，MU-MIMO应用较少，可以容许一定的性能损失，只指出其中的M层的CQI，M可以为0；
例如：RI＝8时，UE除反馈2个TB块的CQI外，只增加TB块1对应的第k层的CQI，M＝1；
反馈方式如图6a所示，即UE除反馈2个TB块的CQI外，还反馈第2层的CQI信息，可以是第2层的CQI，也可以是第2层CQI相对于第1个TB块CQI的差分信息；
反馈方式也可以如图6b所示，即UE除反馈2个TB块的CQI外，还反馈TB块1对应的第2层及第3层的CQI信息，此时M＝2；
反馈方式也可以如图6c所示，即UE除反馈2个TB块的CQI外，还反馈TB块1对应的第2层及TB块2对应的第5层的CQI信息，此时M＝2；
反馈方式也可以是，UE除反馈2个TB块的CQI外，还反馈TB块1对应的第i层和TB块2对应的第j，k层CQI信息；M＝3；
反馈方式也可以是，UE除反馈2个TB块的CQI外，还反馈TB块1对应的第i，j层CQI信息，和TB块2对应的第k，1层CQI信息；M＝4；
反馈方式也可以如图6d所示，即UE仅反馈2个TB块的CQI，此时M＝0。

Claims (14)

1.一种传输信道质量信息的方法，包括：
终端向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的信道质量指示(CQI)信息，当一个传输块对应多层时，还反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；
设一个传输块对应的层数为n；所述0≤i≤n。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述反馈的i层的CQI信息是反馈的所述i层的CQI，或反馈所述i层相对于所在传输块CQI的差分信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述1≤i≤n。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
设第一个传输块对应1层，第二个传输块对应2层，终端向基站反馈所述2个传输块的CQI，且反馈第二个传输块对应层中任一层的CQI信息。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
设两个传输块均对应2层，终端向基站反馈所述2个传输块的CQI；
对于每个传输块，终端还向基站反馈所述传输块对应层中任一层的CQI信息。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于：
所述基站收到终端反馈的信道质量信息后，根据传输块的CQI信息及对应i层的CQI信息采用以下方式中的任一种得到所述传输块对应层中其余层的CQI信息：
(1)基站根据指数有效信号与干扰加噪声比映射合并公式反推出其余层的CQI；
(2)基站根据互信息有效信号与干扰加噪声比映射的方法反查出其余层的CQI。
7.一种传输信道质量信息的方法，包括：
终端向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的信道质量指示(CQI)信息，当一个传输块对应多层时，还反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；设一个传输块对应的层数为n；
当各传输块对应的总层数小于或等于4时，所述1≤i≤n；
当各传输块对应的总层数大于4时，所述0≤i＜n。
8.一种传输信道质量信息的系统，包括基站及终端；其特征在于：
所述终端，用于向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的信道质量指示(CQI)信息，还用于当一个传输块对应多层时，反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；
设一个传输块对应的层数为n；所述0≤i≤n。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述终端反馈的i层的CQI信息是反馈的所述i层的CQI，或反馈所述i层相对于所在传输块CQI的差分信息。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述1≤i≤n。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于：
设第一个传输块对应1层，第二个传输块对应2层，所述终端向基站反馈所述2个传输块的CQI，且反馈第二个传输块对应层中任一层的CQI信息。
12.如权利要求10所述的系统，其特征在于：
设两个传输块均对应2层，所述终端向基站反馈所述2个传输块的CQI；
对于每个传输块，所述终端还向基站反馈所述传输块对应层中任一层的CQI信息。
13.如权利要求11或12所述的系统，其特征在于：
所述基站用于收到终端反馈的信道质量信息后，根据传输块的CQI信息及对应i层的CQI信息采用以下方式中的任一种得到所述传输块对应层中其余层的CQI信息：
(1)基站根据指数有效信号与干扰加噪声比映射合并公式反推出其余层的CQI；
(2)基站根据互信息有效信号与干扰加噪声比映射的方法反查出其余层的CQI。
14.一种传输信道质量信息的终端，其特征在于：
所述终端，用于向基站反馈信道质量信息时，反馈各传输块的信道质量指示(CQI)信息，还用于当一个传输块对应多层时，反馈该传输块对应层中任意i层的CQI信息；设一个传输块对应的层数为n；
当各传输块对应的总层数小于或等于4时，所述1≤i≤n；
当各传输块对应的总层数大于4时，所述0≤i＜n。
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