CN102084708A - 用于在mimo系统中构建移动台组的方法,相应的移动台、基站、运行与维护中心以及无线通信网络 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在无线通信网络(RCS1)中构建移动台组的方法，其中该方法包括以下步骤：从基站(BS1)向至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)传输(M1/1)参考信号，以能够确定基站(BS1)与至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)之间的下行链路信道(DL1)的信道特性；在至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的第一移动台确定(M1/3、M1/4、M1/5、M1/6)第一反馈信息并且在至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的第二移动台确定(M1/3、M1/4、M1/5、M1/6)第二反馈信息，所述反馈信息各自包括指示出信道质量的第一分量；将第一和第二反馈信息从至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的第一移动台和第二移动台传输(M1/7)到基站(BS1)；并且在基站(BS1)根据第一和第二反馈信息构建(M1/9)移动台组，其中信道质量是所述下行链路信道(DL1)的至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中具有最大接收载波功率的下行链路波束的参数。

Description

用于在MIMO系统中构建移动台组的方法，相应的移动台、基站、运行与维护中心以及无线通信网络

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序的用于在无线通信系统中构建移动台组的方法；涉及根据权利要求12的前序的无线通信系统；涉及根据权利要求13的前序的基站；涉及根据权利要求14的前序的移动台；以及涉及根据权利要求15的前序的运行与维护中心。

背景技术

在无线通信系统中调度移动台的方法通常是以这样的方式执行的：使得从无线通信系统的数据吞吐量的角度上而言的性能得以优化。

在SDMA无线通信系统(SDMA＝空分多址接入(Space Division Multiple Access))中，多个移动台可以由基站通过移动台的空间间隔而在相同频率/时间资源或相同频率/时间/代码资源上使用MIMO技术(MIMO＝多输入多输出(Multiple Input Multiple Output))来调度。

相同频率/时间资源指的是两个或更多个移动台在相同频率和相同时间接收下行链路数据。在这种情况下，空间被用作除了时间和频率之外的额外多址接入维度，以在下行链路数据中具有正交分量，用于避免串扰和最小化干扰效应。

相同频率/时间/代码资源指的是两个或更多个移动台在相同频率、相同时间和相同扩频码(在下行链路信道中的CDMA分量的情况下)接收下行链路数据。在这种情况下，空间被用作除了时间、频率和代码之外的额外多址接入维度，以在下行链路数据中具有正交分量，用于避免串扰和最小化干扰效应。

在EP 1 784 032 A1中公开了一种用于为基站中的相同基本资源单元确定移动台组的方法。所述确定基于涉及发送协方差矩阵的上行链路反馈信道信息和涉及信道质量的信息(例如，移动台接收器的经估算的SINR(SINR＝信号与干扰加噪声比(Singal-to-Interference-plus-Noise Ratio)))。

根据无线通信系统的类型，以不同方式使用反馈报告信息：

例如在GSM或UMTS无线通信系统中(GSM＝全球移动通信系统；UMTS＝通用移动通信系统)，反馈报告用于根据涉及基站到移动台的下行链路信道的下行链路路径的若干特性，适配该下行链路信道。这样的特性例如有：基站与移动台之间的距离、基站与移动台之间的区域构成(例如，城市、乡村)、其他发射器对下行链路路径的频谱使用、移动台的移动速度和方向等。在反馈报告的范围内，移动台测量下行链路信道的信标或导频，并且经由上行链路信道向基站报告测量信息(例如，信道质量指示符、接收的信号强度指示符)。基站使用该测量信息来适配参数(例如，传输功率、传输信道)以及改善下行链路信道的特性(例如，功耗、传输错误率)。

在使用一个发射天线的SISO和SIMO无线通信系统中(SISO＝单输入单输出；SIMO＝单输入多输出)，每时间单位从所述发射天线发送一个数据信号，产生下行链路信道的单个下行链路波束。在这样的情况下，报告信道质量指示符或者接收到的信号强度指示符就已经足够，并且没有必要标识下行链路波束并在测量信息内报告下行链路波束的波束指示符。

在MISO或MIMO无线通信系统中(MISO＝多输入单输出)，使用至少两个发射天线和一个(MISO)或多个(MIMO)接收天线。可以在相同时间/频率/代码多址接入资源上经由下行链路信道的两个或更多个下行链路波束在每个发射天线上传输分开地编码的数据信号。在这样的情况下，除了频谱噪声之外，还会发生下行链路波束之间的干扰。

对于LTE版本8中(3GPP TS 36.213 V8.2.0)的SU-MIMO(SU＝单用户)，将会使用基于单流码本的预编码/波束形成，并且单用户MIMO反馈信息包括三个参数：CQI(CQI＝信道质量指示(Channel Quality Indication))、PMI(PMI＝预编码矩阵指示符(Precoding Matrix Indicator))和RI(RI＝秩指示(Rank Indication))。CQI是指示出具有最大平均接收调制载波功率的下行链路波束的信道质量的参数。对于LTE版本8，CQI参数是下行链路信道的传输格式的索引。PMI是指示出波束索引的参数，所述波束索引对应于其信道质量被报告的下行链路波束的预编码向量。波束索引属于码本的条目，所述码本包含具有所有允许的Tx天线权重组合的预编码向量。RI是由移动台所估算的、指示出若干从中可以预期最佳数据吞吐量的流的参数。

EP 1 784 032 A1中所描述的MIMO技术使用指向多个移动台的多个下行链路波束。如果指向特定移动台的下行链路波束对指向其他移动台的下行链路波束产生尽可能少的干扰，那么这将有利于无线小区中或者无线小区的扇区中的性能和整体数据吞吐量。因此基站对于相同频率时间资源构建适当的移动台组。这意味着这样一组移动台以相同时间和相同频率但以下行链路波束的空间分隔调度，从而使下行链路波束产生最少的彼此间干扰。

为了构建这样一组适当的移动台，需要从移动台向基站报告适当的反馈信息，这不应消耗上行链路信道的太多资源。

发明内容

该目标是通过一种用于在无线通信系统中构建移动台组的方法而实现的，该方法包括如下步骤：从基站发送参考信号，以能够确定所述基站与至少两个移动台之间的下行链路信道的信道特性；由至少两个移动台接收所述参考信号；在至少两个移动台中的第一个上确定第一反馈信息并且在所述至少两个移动台中的第二个上确定第二反馈信息，所述反馈信息各自包括指示出信道质量的第一分量；将第一反馈信息和第二反馈信息从至少两个移动台中的第一个和第二个发送到基站；在基站接收第一反馈信息和第二反馈信息；并且在基站根据第一反馈信息和第二反馈信息构建所述至少两个移动台中的至少两个的移动台组；其中信道质量是下行链路信道的至少三个下行链路波束中具有最大接收载波功率的下行链路波束的参数。

第一反馈信息和第二反馈信息包括仅关于下行链路波束中的一个的信息。仅报告这一信息相比于在其中报告所有下行链路波束的信道质量指示并随之消耗相当数量的无线小区最大上行链路容量的情况而言，大大降低了报告开销。

例如使用具有8个允许的预编码向量的3位码本，仅报告具有最大接收载波功率的下行链路波束的信道质量相对于在其中报告所有下行链路波束的信道质量信息的情况而言，将开销减少8倍。

适合于下行链路信道的下行链路波束的角度扩散的额外特性是通过本发明的其他实施方式来实现的，这些实施方式由对于所述方法的从属权利要求；由对于无线通信系统的独立权利要求12；由对于基站的独立权利要求13；由对于移动台的独立权利要求14；以及由对于运行与维护中心的独立权利要求15所指出。

本发明的实施方式将在以下的详细描述中变得清楚，并且将由通过非限制性图解的方式给出的附图所演示。

附图说明

图1示出了用于执行根据本发明的第一实施方式的方法的无线通信网络的框图。

图2示出了用于执行根据本发明的第一实施方式的方法的基站的框图。

图3示出了用于执行根据本发明的第一实施方式的方法的移动台的框图。

图4示出了由根据本发明的第一实施方式的基站所服务的无线小区的框图。

图5示出了根据本发明的第一实施方式的方法的流程图。

图6示出了由根据本发明的其他实施方法的基站所服务的无线小区的框图。

图7示出了根据本发明的第二实施方式的方法的流程图。

图8示出了根据本发明的第三实施方式的方法的流程图。

图9示出了由根据本发明的又一些其他实施方式的基站所服务的无线小区的框图。

图10示出了根据本发明的第五实施方式的方法的流程图。

图11示出了根据本发明的第六实施方式的方法的流程图。

图12示出了用于执行根据本发明的第七实施方式的方法的无线通信网络的框图。

图13示出了用于执行根据本发明的第七实施方式的方法的基站的框图。

具体实施方式

参考图1，第一无线通信网络RCS1包含第一无线接入网络RAN1。第一无线接入网络RAN1包含第一无线小区C1。为了简化而未示出第一无线接入网络RAN 1的其他无线小区。

第一无线小区C1包含第一基站BS1、第一移动台MS1、第二移动台MS2，以及第三移动台MS3。为了简化而未示出第一无线小区C1的其他移动台。

第一移动台MS1、第二移动台MS2和第三移动台MS3经由第一下行链路信道DL1连接到第一基站BS1。

此外，第一移动台MS1、第二移动台MS2和第三移动台MS3经由第一上行链路信道UL1连接到第一基站BS1。

除了第一下行链路信道DL1和第一上行链路信道UL1，也可以使用具有下行链路和上行链路时隙的组合信道。

在另一选择中，第一移动台MS1、第二移动台MS2和第三移动台MS3可以经由不同的上行链路信道连接到第一基站BS1。

第一参考信号从第一基站BS1经由第一下行链路信道DL1传输到第一移动台MS1、第二移动台MS2和第三移动台MS3。第一反馈信息经由第一上行链路信道UL1从第一移动台MS1传输到第一基站BS1。同样地，第二移动台MS2和第三移动台经由第一上行链路信道UL1向第一基站BS1传输第二反馈信息和第三反馈信息。

参考图2，图1的第一基站BS1包含第一天线系统AS1、第一收发器TR1、第一CPU(CPU＝中央处理单元)CPU1以及第一计算机可读介质MEM1。

第一天线系统AS1包含第一天线元件AE1和第二天线元件AE2。第一天线系统AS1还可以包含两个以上的天线元件，其由第三天线元件AE3表示。

第一天线元件AE1和第二天线元件AE2用于第一下行链路信道DL1和第一上行链路信道UL1。可选地，第一天线元件AE1和第二天线元件AE2可以仅用于第一下行链路信道DL1并且额外的接收器天线可以用于第一上行链路信道UL1。在第一天线元件AE1或者第二天线元件AE2与第一上行链路信道UL1之间的其他映射是可能的。

第一收发器TR1经由第一天线系统AS1发送第一参考信号并接收第一反馈信息、第二反馈信息和第三反馈信息。

第一计算机可读介质MEM1预计用于储存第一计算机可读程序PROG1。

第一计算机可读程序PROG1预计用于执行根据本发明第一实施方式的方法的步骤。第一CPU CPU1预计用于执行第一计算机可读程序PROG1。

参考图3，图1的第一移动台MS1包含第二天线系统AS2、第二收发器TR2、第二CPU CPU2以及第二计算机可读介质MEM2。

第二天线系统AS2包含第四天线元件AE4和第五天线元件AE5。第二天线系统AS2还可以包含两个以上的天线元件用于接收和/或发送。但这为了简化而未示出。

第四天线元件AE4和第五天线元件AE5用于第一下行链路信道DL1和第一上行链路信道UL1。备选地，可以使用另一天线元件将下行链路和上行链路传输分离在不同的天线元件上。

第二收发器TR2经由第二天线系统AS2接收第一参考信号并发送第一反馈信息。可选地，单独的接收器用于接收第一参考信号，而单独的发射器用于发送第一反馈信息。

第二计算机可读介质MEM2预计用于储存第二计算机可读程序PROG2。

第二计算机可读程序PROG2预计用于执行根据本发明的第一实施方式的方法的步骤。第二CPU CPU2预计用于执行第二计算机可读程序PROG2。

对于以下描述而言，第二移动台MS2和第三移动台MS3包含与第一移动台MS1类似的、具有类似功能的部件。如果第一无线通信系统RCS1中存在不具有根据本发明的功能的第一组移动台以及具有根据本发明的功能的第二组移动台，那么第一组中的移动台不能用于根据本发明的移动台组的改进的构建，并且只有第二组中的移动台用于移动台组的改进的构建。对于第一组中的移动台，将使用公知的机制来构建移动台组，或者对它们进行调度而不使用移动台组。

参考示出第一无线小区C1的图4，第一下行链路信道DL1包括示例性地四个下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4。第一下行链路信道DL1还可以包括其他下行链路波束。但这为了简化而未示出。第一下行链路波束DB1、第二下行链路波束DB2、第三下行链路波束DB3和第四下行链路波束DB4代表将在第一天线系统AS1中使用的所有允许的天线权重组合。每个下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4指向空间中稍微不同的方向。在该示例中，第一移动台MS1位于第二下行链路波束DB2和第三下行链路波束DB3的第二和第三覆盖区域内；第二移动台MS2位于第一下行链路波束DB1的第一覆盖区域内；并且第三移动台MS3位于第三下行链路波束DB3的第三覆盖区域内。

第一下行链路波束DB1被分配以第一波束索引BI1，第二下行链路波束DB2被分配以第二波束索引BI2，第三下行链路波束DB3被分配以第三波束索引BI3，并且第四下行链路波束DB4被分配以第四波束索引BI4。

在表1中所示的所谓码本中，各波束索引BI1、BI2、BI3和BI4对应于允许的天线权重组合，相当于允许的所谓预编码向量，用第一Tx天线权重(Tx＝传输)w1_i(i＝1、2、3、4)作为用于第一天线元件AE1的第一权重参数，并且用第二Tx天线权重w2_i(i＝1、2、3、4)作为用于第二天线元件AE2的第二权重参数。

示例性地，将第一天线权重参数组合w1_1、w2_1用作第一预编码向量wBI1＝(w1_1，w2_1)，该向量对应于第一下行链路波束DB1。对于其他下行链路波束DB2、DB3和DB4而言存在类似的映射。

码本应由第一基站BS1并由所有当前位于第一无线小区C1中的移动台所知晓。

表1

图5示出了用于在根据本发明的第一实施方式的第一无线通信系统中使用的方法M1。

在步骤M1/1中，第一基站BS1经由第一天线元件AE1和第二天线元件AE2定期发送第一参考信号，而第一参考信号对于天线元件AE1、AE2二者而言是未加权的，例如具有相同振幅；不变的，例如具有恒定振幅；并且正交的发送的。第一参考信号的正交性例如可以通过在天线元件AE1、AE2二者上使用不同代码或者不同频率或者不同传输时间来实现。这样的第一参考信号的候选者是例如在WiMAX系统(WiMAX＝全球微波接入互操作性(Worldwide Interoperability for Microwave Access))的OFDM(OFDM＝正交频分复用(Orthogonal Frequency Dicision Multiplexing))技术中使用的常用导频。属于第一基站BS1的第一无线小区C1的所有移动台都知晓第一参考信号的传输参数。

第一移动台MS1在后续步骤M1/2中接收第一参考信号并确定接收到的第一参考信号的接收向量g＝(g1，g2)。在OFDM无线通信系统的情况中，应为特定子载波确定接收向量g。由第一移动台MS1经由第四天线元件AE2测量的由第一基站BS1经由第一天线元件AE1和第二天线元件AE2传输的第一参考信号的接收功率P_g1_s1和P_g1_s2等于|g1|²(s1)和|g1|²(s2)的期望值；而由第一移动台MS1经由第五天线元件AE5测量的由第一基站BS1经由第一天线元件AE1和第二天线元件AE2传输的第一参考信号的接收功率P_g2_s1和P_g2_s2等于|g2|²(s1)和|g2|²(s2)的期望值。

在下一步骤M1/3中，第一移动台MS1计算MIMO信道矩阵H。MIMO信道矩阵H是时间依赖性和频率依赖性的。在第一基站BS1的两个天线元件AE1、AE2以及在第一移动台MS1的两个天线元件AE4、AE5的情况中，传输的第一参考信号的已知传输向量s、接收向量g和MIMO信道矩阵H之间的关系由以下公式给出：

$\underset{\‾}{g}=\left(\begin{array}{c}g1\\ g2\end{array}\right)=\underset{\‾}{H}*\underset{\‾}{s}=\left(\begin{array}{cc}h11& h12\\ h21& h22\end{array}\right)*\left(\begin{array}{c}s1\\ s2\end{array}\right)$

由于第一参考信号从天线元件AE1、AE2的正交传输，所以对于MIMO信道矩阵H的元素h11、h12、h21和h22有四个公式：

g1＝h11*s1，g2＝h21*s1(经由第一天线元件AE1发送的第一参考信号)

g1’＝h12*s2，g2’＝h22*s2(经由第二天线元件AE2发送的第二参考信号)

第一移动台MS1可以基于在步骤M1/2中预先确定的接收向量g并且基于已知传输向量s来计算MIMO信道向量H的元素h11、h12、h21和h22。

在下一步骤M1/4中，第一移动台MS1计算每个允许的预编码向量的接收载波功率P_S_i。这样的接收载波功率P_S_i可以例如为平均接收调制载波功率。第一移动台MS1通过将计算的MIMO信道向量H与表1中各预编码向量wBI_i(i＝1、2、3、4)相乘，而计算各预编码向量wBI_i(i＝1、2、3、4)的等效信道(也被称为有效信道)的向量h_i’：

$\underset{\‾}{{h\_i}^{\′}}=\left(\begin{array}{c}{h1\_i}^{\′}\\ {h2\_i}^{\′}\end{array}\right)=\underset{\‾}{H}*\underset{\‾}{\mathrm{wBI}\_i}=\left(\begin{array}{cc}h11& h12\\ h21& h22\end{array}\right)*\left(\begin{array}{c}w1\_i\\ w2\_i\end{array}\right),i=1...N$

N为允许的预编码向量的数量，并且根据图1的示例性预编码向量选择等于四。

通过计算各向量h_i’的绝对值平方并在一定量的第一参考信号的一定时间上对该绝对值平方进行平均而获得平均接收调制载波功率P_S_i：

$P\_S\_i={\left|\underset{\‾}{h\_i^{\′}}\right|}^2={\left(\sqrt{{\left|{h1\_i}^{\′}\right|}^2+{\left|{h2\_i}^{\′}\right|}^2}\right)}^2,i=1...N$

在后续步骤M1/5中，第一移动台MS1确定具有最大接收载波功率的下行链路波束，即以下的最佳下行链路波束。

根据图4，第三下行链路波束DB3应当示例性地为第一移动台MS1的最佳下行链路波束。

在后续步骤M1/6中，第一移动台MS1确定最佳下行链路波束的信道质量。对于信道质量的一个例子为CQI值。

为了确定CQI值，第一移动台例如通过使用以下公式来计算最佳下行链路波束的SIR(SIR＝信号干扰比(Signal-to-Interference Ratio))：

$\mathrm{SIR}=\frac{P\_S}{P\_I}=\frac{P\_S}{\mathrm{\ΣP}\_I\_i}$

求和是通过不在最佳下行链路波束的估算平均接收同信道干扰功率上累加而完成的。

P_S是最佳下行链路波束的平均接收调制载波功率。P_I是除了最佳下行链路波束以外从第一基站BS1和其他基站传输的所有下行链路波束的估算平均接收同信道干扰功率，并且P_I_i是单个下行链路波束的估算平均接收同信道干扰功率。

作为备选，第一移动台MS1使用以下公式计算SINR(SINR＝信号与干扰加噪声比)：

$\mathrm{SINR}=\frac{P\_S}{P\_I+P\_N}=\frac{P\_S}{\mathrm{\ΣP}\_I\_i+P\_N}$

P_N是来自其他射电源的噪声的估算平均噪声功率。噪声通常为加性白高斯噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)。

P_N的估算是每个移动台制造商的实现特征。

CQI值可以由第一移动台MS1例如通过使用以下表2来确定：

表2

对于表2，使用以下关系：

SIR1＜SIR2＜SIR3＜SIR4＜SIR5＜SIR6＜SIR7＜SIR8

SINR1＜SINR2＜SINR3＜SINR4＜SINR5＜SINR6＜SINR7＜SINR8

如果例如SIR在区间SIR2≤SIR＜SIR3内或者SINR在区间SINR2≤SINR＜SINR3内，那么最佳下行链路波束的CQI值为2。

最佳下行链路波束的CQI值被用作第一反馈信息中的第一分量。最佳下行链路波束的波束索引被用作第一反馈信息中的第二分量。

在后续步骤M1/7中，第一移动台MS1经由第一上行链路信道UL1向第一基站BS1传输第一反馈信息。

在后续步骤M1/8中，第一基站BS1接收来自第一移动台MS1的第一反馈信息。

第二移动台MS2和第三移动台MS3同时执行步骤M1/2、M1/3、M1/4、M1/5、M1/6和M1/7，或者已经执行了这些步骤，或者将于随后执行这些步骤。

根据图4，第一下行链路波束DB1应示例性地为第二移动台MS2的最佳下行链路波束，并且第三下行链路波束DB3应示例性地为第三移动台MS3的最佳下行链路波束。

在后续步骤M1/9中，第一基站BS1使用第一反馈信息、第二反馈信息和第三反馈信息来用至少两个移动台构建至少一个移动台组，其可以支持在相同频率/时间资源内或者相同频率/时间/代码资源内的下行链路数据调度。只有当至少两个移动台优选地在特定时间范围内报告了反馈信息时，才能执行步骤M1/9。

相比于在其中移动台MS1、MS2和MS3报告每个下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的波束索引和信道质量的情况而言，在第一反馈信息、第二反馈信息和第三反馈信息中仅使用对最佳下行链路波束的指示和对最佳下行链路波束的信道质量大大降低了报告开销。

可以通过下文中所示的额外改进而进一步改进相比于报告每个下行链路波束的波束索引和信道质量的机制，具有减少的反馈信息的根据本发明的第一实施方式的移动台组的构建。

图6示出了根据本发明的其他实施方式的下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4具有小角度波束扩散的第一无线小区C1。图6中所示的与图4的元件相对应的元件已由相同参考编号标示。

角度波束扩散是相邻下行链路波束的覆盖区域之间的重叠程度的指示符。重叠程度取决于第一基站BS1周围的地形。如果在第一基站BS1周围有许多障碍物，那么相比于仅有很少的障碍物(小角度波束扩散)的情况，角度波束扩散将会较大(大角度波束扩散)。

图7示出了一种用于在第一无线通信系统RCS1中使用的方法M2。如果描述角度波束扩散的参数低于第一取值范围内的第一阈值，那么根据本发明的第二实施方式，方法M2将被用作一种改进。角度波束扩散取决于下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的波束间干扰。所述参数例如可以从移动台MS1、MS2和MS3所报告的CQI值中推导。

图7中所示的与图5的步骤相对应的步骤由相同参考编号标示。除本发明的第一实施方式之中执行的步骤M1/1、M1/2、M1/3、M1/4、M1/5、M1/6、M1/7、M1/8和M1/9以外，在本发明的第二实施方式中于步骤M1/8后执行以下步骤M2/1，并且于步骤M2/1后执行步骤M1/9或者M2/2。

在后续步骤M2/1中，第一基站BS1将角度波束扩散的参数与第一阈值相比较。如果该参数高于第一阈值，那么步骤M1/9为下一步骤。如果该参数等于或低于第一阈值，那么步骤M2/2为下一步骤。

在步骤M2/2中，第一基站BS1为了构建移动台组而应用最小波束距离方法。最小波束距离方法指的是：为了构建移动台组，存在有位于第一移动台组下行链路波束(选自用于移动台组的移动台MS1、MS2和MS3中的第一移动台的下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的下行链路波束)与第二移动台组下行链路波束(选自用于移动台组的移动台MS1、MS2和MS3中的第二移动台的下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的另一下行链路波束)之间的下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的至少一个其他下行链路波束。下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的所述至少一个其他下行链路波束不在移动台组的频率/时间资源或者频率/时间/代码资源中用于调度。

最小波束距离方法的最小波束距离参数定义了在空间上位于移动台组的下行链路波束之间并且不在移动台组的频率/时间资源或者频率/时间/代码资源中用于调度的相邻下行链路波束的数量。

如果最小波束距离参数的值例如为2，那么基站BS1可以选择位于第一下行链路波束DB 1的第一覆盖区域内的第二移动台MS2以及位于第三下行链路波束DB3的覆盖区域内的其他移动台MS1、MS3中的一个移动台，用于相同频率/时间资源或者相同频率/时间/代码资源的移动台组。调度器基于诸如缓冲状态、信道质量、服务时间要求等其他条件做出向移动台组分配移动台的决定。

在下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4之间存在较小重叠和较小串扰的环境中可以通过在基站BS1应用最小波束距离方法来避免在用于移动台组的下行链路波束中的小区内或扇区内干扰。

根据最小波束距离方法的使用来适配移动台组中的移动台传输格式的选择是根据本发明的第三实施方式的又一改进。这样的适配应考虑分割到多个下行链路波束的传输功率。

图8示出了一种根据本发明的第三实施方式，用于在第一无线通信系统RCS1中使用的方法M3。图8中所示的与图7的元素相对应的元素已由相同参考编号标示。

除了方法M2的步骤M1/1、M1/2、M1/3、M1/4、M1/5、M1/6、M1/7、M1/8、M1/9、M2/1和M2/2之外，在步骤M2/2后执行以下步骤M3/1。

在后续步骤M3/1中，第一基站BS1根据报告的CQI值并且根据PSF参数(PSF＝功率分割因子(Power Split Factor))为移动台组中的各移动台选择传输格式。使用了PSF参数是因为相比于每次使用到一个移动台的仅一个数据流的SU-MIMO调度方法，有多个数据流经由多个下行链路波束传输到多个移动台。

适当传输格式的选择可以基于以下在表3中所示的查找表：

表3

在表3的第一列中，相应地列举了具有不同编码率的不同传输格式MCS(MCS＝调制与编码方案)，其中传输格式或MCS的最大数据吞吐量随着CQI取值区间的增大而增大。

如果例如CQI在区间(CQI3+PSF)≤CQI＜(CQI4+PSF)，那么选择传输格式/MCS 16-QAM。

如果也为MU-MIMO使用类似于SU-MIMO的CQI报告方法，那么相比于其中不使用PSF参数的SU-MIMO，在MU-MIMO中额外使用用于传输格式选择的PSF参数允许对合适的传输格式的优化选择。

根据本发明的第四实施方式，第一基站BS1还可以通过进一步考虑IMF参数(IMF＝干扰余量因子)来选择适当的传输格式。

适当传输格式的选择可以基于以下在表4中所示的查找表：

表4

如果例如CQI在区间(CQI4+PSF+IMF)≤CQI＜(CQI5+PSF+IMF)内，那么选择传输格式/MCS 64-QAM。

使用了IMF是因为即使下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4是用最小波束距离选择的，但仍然可能有一些波束间干扰，这需要更大的报告的CQI值，以能够以与用于SU-MIMO的传输格式相同的传输格式来在MU-MIMO中调度移动台。

根据本发明第二实施方式的移动台组是在没有下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4之间的任何干扰的具体知识的情况下构建的。即使根据本发明第二实施方式的方法是在具有小角度波束扩散的环境中使用的，下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的波束旁瓣也可以产生对邻近下行链路波束的干扰。因此在第一基站BS 1使用第一天线系统AS1的至少三个天线元件AE1、AE2和AE3应用渐减来降低波束旁瓣是有利的。

渐减指的是在天线元件AE1、AE2和AE3使用适当的振幅和相位，用以将下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4适配为具有较小波束旁瓣，以降低相邻下行链路波束之间的干扰。

关于本发明的第二、第三或第四实施方式的又一改进是在移动台MS1、MS2和MS3中使用低复杂MRC接收器(MRC＝最大比率结合(Maximal-Ratio Combining))，因为已经通过在第一基站BS1使用最小波束距离、PSF或者PSF连同AIMF最小化了用于调度移动台组中的移动台的下行链路波束之间的干扰。

图9示出了根据本发明的又一些其他实施方式的、具有下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的较大角度波束扩散的第一无线小区C1。图9中所示的与图4的元素相对应的元素已由相同参考编号标示。

图10示出了根据本发明的第五实施方式的、用于在无线通信系统RCS1中使用的方法M5。图10中所示的与图5的元素相对应的元素已由相同参考编号标示。

除了方法M1的步骤M1/1、M1/2、M1/3、M1/4、M1/5、M1/6、M1/7、M1/8和M1/9以外，在步骤M1/5后执行以下步骤M5/1，将步骤M5/2作为步骤M1/6的替代步骤执行，在步骤M1/8后执行步骤M5/3，并且将步骤M5/4作为步骤M1/9的替代步骤执行。

在后续步骤M5/1中，第一移动台MS1验证其是否预先接收到了使用固定伴随方法的命令。如果没有接收到该命令，那么步骤M1/6为下一步骤。如果接收到了该命令，那么步骤M5/2为下一步骤。

固定伴随方法指的是，对于下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4中的每个波束，都存在下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4中专用的一个波束。下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4中另一专用的一个波束为固定伴随下行链路波束。该关系由第一基站BS1和移动台MS1、MS2和MS3所知晓。

如果用于角度波束扩散的参数已达到或超过第二阈值，或者如果该参数在第二取值范围内，那么将使用固定伴随方法。

在步骤M5/2中，第一移动台MS1应用固定伴随方法来确定最佳下行链路波束的信道质量。

为了解释固定伴随方法，例如第一下行链路波束DB1的固定伴随下行链路波束为第三下行链路波束DB3，并且第二下行链路波束DB2的固定下行链路波束为第四下行链路波束DB4。

第一移动台MS 1例如基于经估算的将会由第一移动台MS1的第二收发器TR2所输出的信号干扰比或者信号与干扰加噪声比来确定CQI值。

CQI值例如使用下列等式之一计算：

$\mathrm{SIR}=\frac{P\_S\_\mathrm{bestbeam}}{P\_I\_\mathrm{fixedcompanionbeam}}$

$\mathrm{SINR}=\frac{P\_S\_\mathrm{bestbeam}}{P\_I\_\mathrm{fixedcompanionbeam}+P\_N}$

P_S_bestbeam例如为最佳下行链路波束(在该示例中第三下行链路波束DB3)的平均接收调制载波功率。P_I_fixedcompanionbeam例如为固定伴随下行链路波束(在该示例中第一下行链路波束DB1)的平均接收调制载波功率。

用于下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的固定伴随下行链路波束的数量等于移动台MS1、MS2和MS3的Rx天线(Rx＝接收)的数量减去1。这意味着，对于在移动台MS1、MS2和MS3使用2个Rx天线，使用一个固定伴随下行链路波束。在移动台使用4个Rx天线的情况中，可以使用三个固定伴随下行链路波束。

总而言之，这考虑到了移动台的收发器上的取决于要在移动台上使用的Rx天线数量的空间自由度的数量。

在第二收发器TR2上可以使用MMSE收发器(MMSE＝最小均方误差(Minimum Mean Square Error))用于空间流分离。除了第二收发器TR2，同样地可以使用形式为MMSE接收器的接收器。并且可以使用迫零接收器或者迫零收发器。

在步骤M5/3中，第一基站BS1验证是否正在使用固定伴随方法。如果未使用固定伴随方法，那么步骤M1/9为下一步骤。如果正在使用固定伴随方法，那么步骤M5/4为下一步骤。

在步骤M5/4中，第一基站BS1基于将用于报告的CQI值的下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)之间的固定关系考虑在内的接收到的第一、第二和第三反馈信息来构建移动台组。

固定伴随机制的一个优点是，即使在下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4之间的串扰和干扰较大时，也免除用于除了最佳下行链路波束以外的其他下行链路波束的额外反馈信息。

如果本发明的不同实施方式的使用情况取决于下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的当前角度波束扩散，那会是有利的。本发明的不同实施方式的使用由第一基站BS1控制。如果例如因为角度波束扩散已被改变特定量或者已达到至少一个特定阈值，所以改变使用的实施方式是有利的，那么切换到本发明的另一实施方式的命令从第一基站BS1发送到移动台MS1、MS2和MS3。

为了更好地评估第一基站BS1上的角度波束扩散，有利地，第一基站BS1不仅接收关于最佳下行链路波束的信息，并且还经由第一反馈信息、第二反馈信息和第三反馈信息至少接收关于另一下行链路波束的信息。

图11示出了一种根据本发明的第六实施方式的、用于在第一无线通信系统RCS1中使用的方法M6。图11中所示的与图5、图7和图10的元素相对应的元素已由相同参考编号标示。

除了步骤M1/1、M1/2、M1/3、M1/4、M1/5、M1/6、M1/7、M1/8和M1/9、M2/1、M2/2、M5/1、M5/2、M5/3和M5/4以外，以下步骤M6/1在步骤M1/6后或者在步骤M5/2后执行，步骤M6/2和M6/3作为替代在步骤M6/1后执行，步骤M6/4作为替代在步骤M2/1后执行，并且M6/5作为对步骤M1/9的替代执行。图11中所示的点代表未在图11中示出的步骤M1/2、M1/3和M1/4。

在步骤M6/1中，第一移动台MS 1验证是否已接收到对于扩展反馈报告的命令。如果未收到命令，那么步骤M1/7为下一步骤。如果接收到了对于扩展反馈报告的命令，那么步骤M6/2为下一步骤。

在步骤M6/2中，第一移动台MS1确定具有最少接收载波功率的下行链路波束，即以下的最佳伴随下行链路波束。

在步骤M6/3中，第一移动台MS1确定最佳下行链路波束相对于最佳伴随下行链路波束的SIR距离值SIR_dist或者SINR距离值SINR_dist。

第一移动台MS1例如使用以下公式计算SIR距离值SIR_dist：

$\mathrm{SIR}\_\mathrm{dist}=\frac{P\_S\_\mathrm{bestbeam}}{P\_S\_\mathrm{bestcompanionbeam}}$

P_S_bestbeam例如为最佳下行链路波束的平均接收调制载波功率，而P_S_bestcompanionbeam例如为最佳伴随下行链路波束的平均接收调制载波功率。

对于SINR距离值SINR_dist，第一移动台MS1例如使用以下公式：

$\mathrm{SINR}\_\mathrm{dist}=\frac{P\_S\_\mathrm{bestbeam}}{P\_S\_\mathrm{bestcompanionbeam}+P\_N}$

步骤M6/2和M6/3也可以由第一移动台MS1基于定期计时器到期、随机过程或者另一机制而不时地执行。

在步骤M1/7中，第一移动台MS1向第一基站BS1传输第一反馈信息。除了第一分量和第二分量，最佳伴随下行链路波束的波束索引被用作第一反馈信息的第三分量，并且SIR距离值SIR_dist或者SNIR距离值SINR_dist被用作第四分量。

在步骤M1/8中，第一基站BS1接收具有额外第三分量和额外第四分量的第一反馈信息。

第二移动台MS2和第三移动台MS3相应地产生第二反馈信息和第三反馈信息。

在步骤M6/4中，基站BS1验证是否已接收到具有额外分量的反馈信息。如果接收到了不具有额外分量的反馈信息，那么步骤M2/1为下一步骤。如果接收到了具有额外分量的反馈信息，那么步骤M6/5为下一步骤。

在步骤M6/5中，第一基站BS1基于接收到的第一、第二和第三反馈信息，将第一、第二和/或第三反馈信息的第三分量和第四分量考虑在内，构建移动台组。

在第一、第二和/或第三反馈信息中报告SIR距离值或SINR距离值的优点在于：所述值可以用于例如确定下行链路波束DB1、DB2、DB3和DB4的角度波束扩散的程度。角度波束扩散程度与要应用于本发明的不同实施方式的不同阈值相比较。如果角度波束扩散低于或者超过阈值，那么第一基站BS1做出用本发明的另一实施方式替换本发明的当前使用的实施方式的决定。

如果用于角度波束扩散的参数在第一阈值与第二阈值之间，那么使用扩展反馈报告是有利的。

参考图12，根据本发明的第七实施方式，第一无线通信网络RCS1包含第一无线接入网络RAN1和OMC(OMC＝运行与维护中心)OMC1。图12中所示实施方式中与图1的实施方式的元件相对应的元件已由相同参考编号标示。

OMC OMC1经由连接线BS1-OMC1连接到第一基站BS1。

参考图13，图12的OMC OMC1包含与连接线BS1-OMC1的接口I-OMC1、第三收发器TR3、第三CPU CPU3以及第三计算机可读介质MEM3。

第三收发器TR3经由连接线BS1-OMC1向第一基站BS1传输配置命令，并且经由连接线BS1-OMC1从第一基站BS1接收确认消息。

第三计算机可读介质MEM3预计用于储存第三计算机可读程序PROG3。第三计算机可读程序PROG3包含用于适配第一基站BS1的反馈配置参数和反馈操作模式的装置。

第三计算机可读程序PROG3预计用于执行根据本发明的第七实施方式的方法的步骤。第三CPU CPU3预计用于执行第三计算机可读程序PROG3。

OMC OMC1确定第一基站BS1的反馈配置参数中的至少一个参数。这样的反馈配置参数例如为所述的第一阈值、第二阈值、第一取值范围、第二取值范围、功率分割因子参数以及干扰余量因子参数。此外，OMC OMC1可以指定必须在第一基站BS 1和连接到第一基站BS1的移动台MS1、MS2和MS3上使用哪个根据本发明的实施方式的反馈操作模式。

OMC OMC1向第一基站BS1传输反馈报告配置参数和/或反馈操作模式。对于后续操作，第一基站BS1使用由OMC OMC1确定的反馈报告配置参数和/或反馈操作模式来例如设置第一无线小区C1或者第一无线小区C1的扇区的反馈报告模式。

根据无线小区或者无线小区的扇区的环境(例如，城市、乡村)、根据小区尺寸、根据天线在屋顶上/下的部署，或者基于对平均长期信道特性的测量，由不同基站以永久的方式使用不同反馈报告模式是有利的。并且为了优化的目的，能够通过使用OMC OMC1经远程控制来配置基站的反馈报告配置参数是有益的。

Claims (15)

1.一种用于在无线通信网络(RCS1)中构建移动台组的方法，所述方法包括以下步骤：

从基站(BS1)传输(M1/1)参考信号，以能够确定所述基站(BS1)与至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)之间的下行链路信道的信道特性；

由所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)接收(M1/2)所述参考信号；

在所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的第一移动台确定(M1/3、M1/4、M1/5、M1/6)第一反馈信息，并且在所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的第二移动台确定(M1/3、M1/4、M1/5、M1/6)第二反馈信息，所述反馈信息各自包括指示出信道质量的第一分量；

将所述第一反馈信息和所述第二反馈信息从所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的所述第一移动台和所述第二移动台传输(M1/7)到所述基站(BS1)；

在所述基站(BS1)接收(M1/8)所述第一反馈信息和所述第二反馈信息；以及

在所述基站(BS1)根据所述第一反馈信息和所述第二反馈信息构建(M1/9)所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的至少两个移动台的移动台组，

其特征在于：所述信道质量是所述下行链路信道(DL1)的至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中具有最大接收载波功率的下行链路波束的参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述参数为CQI值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一反馈信息和所述第二反馈信息还包括第二分量，所述第二分量指示出所述具有最大接收载波功率的下行链路波束。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述用于构建移动台组的方法是通过应用最小波束距离模式而完成的，其中选择所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中的第一波束和第二波束用于调度所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)并且选择所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中在空间上位于所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中的所述第一波束与所述第二波束之间的至少第三波束，并且所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中的所述第三波束不用于调度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：如果所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)的角度波束扩散低于第一阈值或者在第一取值范围内，那么应用所述方法。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述方法还包括以下步骤：

通过考虑功率分割因子参数或者功率分割因子与干扰余量因子参数，而为所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的所述第一移动台和所述第二移动台选择(M3/1)传输格式。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述基站(BS1)使用所述基站(BS1)的天线系统(AS1)的至少三个天线元件(AE1、AE2、AE3)来应用渐减，用以降低所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)的波束旁瓣。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)的所述第一移动台和所述第二移动台基于通过所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的所述第一移动台和所述第二移动台的收发器(TR2)的输出估算的信号干扰比或者信号与干扰加噪声比，使用具有所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)之间的固定关系的固定关系模式来确定信道质量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：如果所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)的角度波束扩散超过第二阈值或者在第二取值范围内，那么应用所述方法。

10.根据权利要求4和权利要求8所述的方法，其特征在于所述方法还包括以下步骤：

确定(M6/2)具有最少接收载波功率的另一下行链路波束，并且

根据所述具有最大接收载波功率的下行链路波束和所述具有最少接收载波功率的另一下行链路波束，确定(M6/3)信号干扰比信息或者信号与噪声加干扰比信息；

并且所述第一反馈信息和所述第二反馈信息还包括第三分量，该第三分量指示出所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中具有最少接收载波功率的所述另一下行链路波束；并且包括第四分量，所述第四分量指示出根据所述具有最大接收载波功率的下行链路波束和所述具有最少接收载波功率的另一下行链路波束的所述信号干扰比信息或者所述信号与噪声加干扰比信息，并且

所述基站(BS1)根据传输自所述基站(BS1)的所述至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)的波束扩散而在所述最小波束距离模式、所述固定关系模式以及具有还包括所述第三分量和所述第四分量的反馈信息的模式之间切换。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：运行与维护中心(OMC1)配置在所述基站(BS1)的所述最小波束距离模式、所述固定关系模式或者具有还包括所述第三分量和所述第四分量的反馈信息的模式。

12.一种无线通信系统(RCS1)，所述无线通信系统(RCS1)包括无线接入网络(RAN1)，所述无线接入网络(RAN1)具有基站(BS1)和至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)，所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)由所述基站(BS1)服务，所述无线通信系统(RCS1)还包括：

用于从所述基站(BS1)传输参考信号的装置(M1/1)，以能够确定所述基站(BS1)与所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)之间的下行链路信道(DL1)的信道特性；

用于在所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)接收所述参考信号的装置(M1/2)；

用于在所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的第一移动台确定第一反馈信息并且在所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的第二移动台确定第二反馈信息的装置(M1/3、M1/4、M1/5、M1/6)，所述反馈信息各自包括指示出信道质量的第一分量；

用于将所述第一反馈信息和所述第二反馈信息从所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的所述第一移动台和所述第二移动台传输到所述基站(BS1)的装置(M1/7)；

用于在所述基站(BS1)接收所述第一反馈信息和所述第二反馈信息的装置(M1/8)；以及

用于在所述基站(BS1)根据所述第一反馈信息和所述第二反馈信息构建所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的至少两个移动台的移动台组的装置(M1/9)，

其特征在于：所述信道质量是所述下行链路信道(DL1)的至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中具有最大接收载波功率的下行链路波束的参数。

13.一种用于在无线通信系统(RCS1)中使用的基站(BS1)，所述基站(BS1)是至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)的服务基站，所述基站(BS1)还包括：

用于传输参考信号的装置(M1/1)，以能够确定所述基站(BS1)与所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)之间的下行链路信道(DL1)的信道特性；

用于接收所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的第一移动台的第一反馈信息和所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的第二移动台的第二反馈信息的装置(M1/8)，所述反馈信息各自包括指示出信道质量的第一分量；以及

用于根据所述第一反馈信息和所述第二反馈信息构建所述至少两个移动台(MS1、MS2、MS3)中的至少两个移动台的移动台组的装置(M1/9)，

其特征在于：所述信道质量是所述下行链路信道(DL1)的至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中具有最大接收载波功率的下行链路波束的参数。

14.一种用于在无线通信系统(RCS1)中使用的移动台(MS1、MS2、MS3)，所述移动台(MS1、MS2、MS3)由基站(BS1)服务，所述移动台(MS1、MS2、MS3)包括：

用于接收来自所述基站(BS1)的参考信号的装置(M1/2)，以能够确定所述基站(BS1)与所述移动台(MS1、MS2、MS3)之间的下行链路信道(DL1)的信道特性；

用于确定第一反馈信息的装置(M1/3、M1/4、M 1/5、M1/6)，所述第一反馈信息包括指示出信道质量的第一分量；以及

用于向所述基站(BS1)传输所述第一反馈信息的装置(M1/7)；

其特征在于：所述信道质量是所述下行链路信道(DL1)的至少三个下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)中具有最大接收载波功率的下行链路波束的参数。

15.一种用于在无线通信系统(RCS1)中使用的运行与维护中心(OMC1)，

其特征在于：所述运行与维护中心(OMC1)包括用于配置和/或选择不同模式的装置，用以考虑传输自所述基站(BS1)的下行链路波束(DB1、DB2、DB3、DB4)的波束扩散，在基站(BS1)构建移动台组。

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