CN102223723A - 一种向基站反馈信道适配参数的方法和一种ue - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种向基站反馈信道适配参数的方法和一种UE。所述方法包括：遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合，计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量；对于RI和PMI的每一种取值组合，遍历CQI的所有取值，从中找出每个码字的最大吞吐量并记录对应的CQI值，计算并记录各个码字的最大吞吐量之和；找出所记录的最大吞吐量之和的最大值，将该最大值所对应的RI值和PMI值作为待反馈的RI和PMI参数，以及将组成该最大值的各最大吞吐量所对应的CQI值作为待反馈的CQI参数。本发明的技术方案使得eNB能够精确地适配信道，提高系统性能。

Description

一种向基站反馈信道适配参数的方法和一种UE

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种向基站反馈信道适配参数的方法和一种UE。

背景技术

长期演进(LTE，Long Time Evolution)系统采用了正交频分复用、多天线、链路自适应等关键技术。图1是LTE系统的下行物理信道处理的示意图。如图1所示，在LTE系统传输模式4中，下行信道的情况为：根据秩索引(RI)的不同，下行发送的码字数也会不同。当RI＝1的时候，只发送一个码字；当RI＞1的时候，发送两个码字。并且每个码字都单独进行加扰、调制的操作，然后通过层映射处理，将各个码字映射到层上。层数大于等于码字数目，并且一个码字会映射到不同的层上，但是不同的码字不能映射到同一层上。层代表了无线信道能承载的并行数据流的数目。最后通过预编码操作，将这些并行数据流映射到天线口上。

在LTE传输模式4中，基站(eNB)为了更好的适配信道，获取信道的频率选择性增益，会要求终端(UE)反馈秩索引(RI)、预编码矩阵索引(PMI)和信道质量指示(CQI)。一般来说RI的变化比较缓慢，一般在10ms的数量级以上，而PMI与CQI的变化比较快，根据系统的配置进行反馈。但是，在LTE传输模式4中，这三者不是各自独立的、互不相关的，而是密切相关的。给定不同的RI和PMI，UE会得到不同的CQI。

但现有的方案中，UE反馈给eNB的RI、PMI和CQI并不是所有可能组合中的最优组合，这使得eNB不能精确的适配信道，降低了系统的性能。

发明内容

本发明提供了一种向基站反馈信道适配参数的方法，该方法使得eNB能够精确地适配信道，提高系统性能。

本发明还提供了一种UE，该UE向eNB反馈的参数使得eNB能够精确地适配信道，提高系统性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种向基站反馈信道适配参数的方法，所述信道适配参数包括：秩索引RI、预编码矩阵索引PMI和信道质量指示CQI，该方法包括：

遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合，计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量；

对于RI和PMI的每一种取值组合，遍历CQI的所有取值，从中找出每个码字的最大吞吐量并记录对应的CQI值，计算并记录各个码字的最大吞吐量之和；

找出所记录的最大吞吐量之和的最大值，将该最大值所对应的RI值和PMI值作为待反馈的RI和PMI参数，以及将组成该最大值的各最大吞吐量所对应的CQI值作为待反馈的CQI参数；

将待反馈的RI、PMI和CQI参数反馈给基站。

本发明还公开了一种用户设备UE，该UE包括：遍历计算模块、查找记录模块和反馈模块，其中：

遍历计算模块，用于遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合，计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量，并将计算结果发送给查找记录模块；

查找记录模块，对于RI和PMI的每一种取值组合，遍历CQI的所有取值，从中找出每个码字的最大吞吐量并记录对应的CQI值，计算并记录各个码字的最大吞吐量之和；找出所记录的最大吞吐量之和的最大值，将该最大值所对应的RI值和PMI值发送给反馈模块，以及将组成该最大值的各最大吞吐量所对应的CQI值发送给反馈模块；

反馈模块，用于将所接收的RI、PMI和CQI值反馈给基站。

由上述可见，本发明这种遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合，计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量；对于RI和PMI的每一种取值组合，遍历CQI的所有取值，从中找出每个码字的最大吞吐量并记录对应的CQI值，计算并记录各个码字的最大吞吐量之和；找出所记录的最大吞吐量之和的最大值，将该最大值所对应的RI值和PMI值作为待反馈的RI和PMI参数，以及将组成该最大值的各最大吞吐量所对应的CQI值作为待反馈的CQI参数；将待反馈的RI、PMI和CQI参数反馈给基站的技术方案，根据所有码字的吞吐量之和作为评判标准，并通过穷举搜索出最佳的RI、PMI和CQI组合返回给eNB，使得eNB能够精确地适配信道，提高系统性能。

附图说明

图1是LTE系统的下行物理信道处理的示意图；

图2是本发明实施例中的一种向基站反馈信道适配参数的方法的流程图；

图3为信干噪比-误块率曲线的示意图；

图4是本发明实例中的计算RI、PMI和CQI的一个具体软件流程图；

图5是本发明实施例中的一种UE的组成示意图。

具体实施方式

在本发明中，根据所有码字的吞吐量之和作为评判标准，并通过穷举搜索出最佳的RI、PMI和CQI组合返回给eNB。为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

图2是本发明实施例中的一种向基站反馈信道适配参数的方法的流程图。在本发明中，所述信道适配参数包括：秩索引RI、预编码矩阵索引PMI和信道质量指示CQI，如图2所示，该方法包括：

201，遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合，计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量；

202，对于RI和PMI的每一种取值组合，遍历CQI的所有取值，从中找出每个码字的最大吞吐量并记录对应的CQI值，计算并记录各个码字的最大吞吐量之和；

203，找出所记录的最大吞吐量之和的最大值，将该最大值所对应的RI值和PMI值作为待反馈的RI和PMI参数，以及将组成该最大值的各最大吞吐量所对应的CQI值作为待反馈的CQI参数；

204，将待反馈的RI、PMI和CQI参数反馈给基站。

在图1所示的方案中，根据所有码字的吞吐量之和作为评判标准，并通过穷举搜索出最佳的RI、PMI和CQI组合返回给eNB，使得eNB能够精确地适配信道，提高系统性能。

为了进一步说明本发明的技术方案，下面对图1所述的方法的具体实现过程进行详细的描述，具体可分为如下几步：

第一步：确定RI的取值。在实际应用中：如果传输模式4为初始设置，则RI的取值为1；如果信息传输已开始，并且RI更新定时器没有超时，则RI取上一次向基站反馈时所取的值；如果信息传输已开始，并且RI更新定时器超时，则RI从1到min(N_T，N_R)循环挑选；其中，N_T为发射天线数目，N_R为接收天线数目。一般情况下，min(N_T，N_R)等于2或者4。

第二步：在第一步确定的当前RI的基础上，确定PMI。具体为：

如果min(N_T，N_R)＝2，RI＝1，则PMI从表1的v＝1栏，码本索引为0、1、2、3中循环挑选；

如果min(N_T，N_R)＝2，RI＝2，则PMI从表1的v＝2栏，码本索引为1、2中循环挑选；

如果min(N_T，N_R)＝4，RI＝1，则PMI从表2的v＝1栏，码本索引为0到15中循环挑选；

如果min(N_T，N_R)＝4，RI＝2，则PMI从表2的v＝2栏，码本索引为0到15中循环挑选；

如果min(N_T，N_R)＝4，RI＝3，则PMI从表2的v＝3栏，码本索引为0到15中循环挑选；

如果min(N_T，N_R)＝4，RI＝4，则PMI从表2的v＝4栏，码本索引为0到15中循环挑选。

表1为在天线口{0，1}发送时的码本，表2为在天线口{0，1，2，3}发送时的码本，具体如下：

表1

表2

其中，

n＝0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15，I是4×4的单位阵，u_n由表2的第二列给出。表2中W的上角标(即大括号里面的数字)表示从矩阵W_n中取某些列组成预编码矩阵，例如

表示从矩阵W₁₃中取其1、2、3列，组成v＝3时的第13个预编码矩阵。

第三步：在第一、二步确定RI和PMI的基础上依次遍历CQI的所有取值。

CQI的索引范围为表3中的1到15，表3为4-bitCQI表，如下：

表3

其中，QPSK的调制阶数为2，16QAM的调制阶数为4，64QAM的调制阶数为6。

本步中，每确定一个CQI的值，便在所确定的RI、PMI和CQI的基础上，计算每个码字的吞吐量。具体为：

3.1，根据小区公用参考信号(CRS，Cell Specific Reference Signal)计算每个层的信干噪比SINR。

本步骤中可以采用现有的方式计算每层的信干噪比，如果使用MMSE接收机，且发送天线和接收天线的个数为N_T和N_R。为了简化，假设有N_T个发射空间流，且N_R＞N_T。假设目标信号和干扰传输选用同样的MIMO模式，则接收信号为：

${\stackrel{\→}{Y}}^{\left(0\right)}\left(n\right)=\sqrt{P_{\mathrm{tx}}^{\left(0\right)}{P}_{\mathrm{loss}}^{\left(0\right)}}{\stackrel{\→}{H}}^{\left(0\right)}{\stackrel{\→}{F}}^{\left(0\right)}{\stackrel{\→}{X}}^{\left(0\right)}\left(n\right)+\underset{j=1}{\overset{N_l}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{P_{\mathrm{tx}}^{\left(j\right)}{P}_{\mathrm{loss}}^{\left(j\right)}}{\stackrel{\→}{H}}^{\left(j\right)}{\stackrel{\→}{F}}^{\left(j\right)}{\stackrel{\→}{X}}^{\left(j\right)}\left(n\right)+{\stackrel{\→}{U}}^{\left(0\right)}$

其中，

是在第n个子载波上的N_R×1的接收信号向量。

是第n个子载波上，第j个用户的N_R×N_T信道增益矩阵。j＝0为目标用户。

是第j个用户的预编码矩阵，N_T×N_S。

是第n个子载波上目标用户和干扰用户发送的数据流，N_S×1。其协方差分别为

和

为均值为零的加性高斯白噪声矢量，其协方差为

线性MMSE接收机对接收到的信号进行解调，因此，

在这里MMSE权重矩阵(N_S×N_R)为：

$\stackrel{\→}{W}\left(n\right)={\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\σ}}_0^2{P}_{\mathrm{tx}}^{\left(0\right)}{P}_{\mathrm{loss}}^{\left(0\right)}{\stackrel{\→}{H}}^{\left(0\right)}\left(n\right){\stackrel{\→}{F}}^{\left(0\right)}{\stackrel{\→}{F}}^{\left(0\right)*}{\stackrel{\→}{H}}^{\left(0\right)}{\left(n\right)}^{*}\\ +{\mathrm{\σ}}^{2}I\left(N_R\right)+\underset{j=1}{\overset{N_l}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\σ}}_j^2{P}_{\mathrm{tx}}^{\left(j\right)}{P}_{\mathrm{loss}}^{\left(j\right)}{\stackrel{\→}{H}}^{\left(j\right)}\left(n\right){\stackrel{\→}{F}}^{\left(j\right)}{\stackrel{\→}{F}}^{\left(j\right)*}{\stackrel{\→}{H}}^{\left(j\right)}{\left(n\right)}^{*}\end{array}\right)}^{-1}{\mathrm{\σ}}_0^2\sqrt{P_{\mathrm{tx}}^{\left(0\right)}{P}_{\mathrm{loss}}^{\left(0\right)}}{\stackrel{\→}{H}}^{\left(0\right)}\left(n\right){\stackrel{\→}{F}}^{\left(0\right)}$

令

MIMO层之间的干扰为

则第n个子载波第k层的后处理信干噪比SINR_k为：

${\mathrm{SINR}}_k^{\left(0\right)}\left(n\right)=\frac{\mathrm{diag}{\left[{\mathrm{\σ}}_0^2\stackrel{\→}{D}\left(n\right)\stackrel{\→}{D}{\left(n\right)}^{*}\right]}_{\mathrm{kk}}}{\mathrm{dai}{[g{\mathrm{\σ}}^2\stackrel{\→}{W}{\left(n\right)}^{*}\stackrel{\→}{W}\left(n\right)+{\mathrm{\σ}}_0^2{\stackrel{\→}{I}}_{\mathrm{self}}{\stackrel{\→}{I}}_{\mathrm{self}}^{*}+\underset{j=1}{\overset{N_l}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{tx}}^{\left(j\right)}{P}_{\mathrm{loss}}^{\left(j\right)}{\mathrm{\σ}}_j^2\stackrel{\→}{W}{\left(n\right)}^{*}{\stackrel{\→}{H}}^{\left(j\right)}\left(n\right){\stackrel{\→}{F}}^{\left(j\right)}{\stackrel{\→}{F}}^{\left(j\right)*}{\stackrel{\→}{H}}^{\left(j\right)}{\left(n\right)}^{*}\stackrel{\→}{W}\left(n\right)]}_{\mathrm{kk}}}$

3.2，如果多个层属于同一个码字，则通过合并这多个层的SINR得到该码字的SINR；例如，可以使用互信息有效信干噪比映射(MIE SM，Mutual Informaltion Effective SINR Mapping)的SINR合并方式合并这多个层的SINR。

3.3使用当前所选取的CQI值和每个码字的SINR，查信干噪比-误块率(SINR-BLER)曲线得到每个码字的误块率；图3为信干噪比-误块率曲线的示意图；对于每个码字，若该码字的误块率大于0.1，则设置该码字的吞吐量为0，反之若该码字的误块率小于等于0.1，则根据如下公式计算出每个码字的吞吐量θ_i：

θ_i＝(1-BLER)·log₂M·r·L

其中，θ_i表示当前码字的吞吐量，BLER为当前码字的误块率，M与r分别为当前CQI值对应的调制阶数和码率，L为当前码字占用的层数。

第四步：如果第三步中的CQI没有遍历完毕，则继续第三步的遍历CQI，并计算当前RI、PMI和CQI组合下的每个码字的吞吐量。如果CQI已经遍历完毕，则执行第五步。

第五步：CQI遍历结束后，记录当前RI和PMI组合下的各个码字的最大吞吐量，以及对应的CQI，并计算各个码字的最大吞吐量之和。

第六步：如果PMI没有遍历完毕，则返回第二步，如果PMI已遍历完毕，则执行第七步。

第七步：如果RI没有遍历完毕，则返回第一步，如果RI已遍历完毕，则执行第八步。

第八步：搜索不同RI和PMI组合下的码字最大吞吐量之和的最大值，这个最大值所对应的RI和PMI的组合即为需要返回的RI和PMI，组成码字最大吞吐量之和的码字对应的CQI，即为需要返回的CQI。如果RI＝1，则只有一个码字，CQI也为一个；如果RI＞1，则存在两个码字，则反馈的CQI也为两个。

图4是本发明实例中的计算RI、PMI和CQI的一个具体软件流程图。如图4所示，在本实施例中设RI为2，即有两个码字，所以最后输出的参数包括RI、PMI以及两个CQI(CQI1和CQI2)。

图5是本发明实施例中的一种UE的组成示意图。如图5所示，该UE包括：遍历计算模块501、查找记录模块502和反馈模块503，其中：

遍历计算模块501，用于遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合，计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量，并将计算结果发送给查找记录模块502；

查找记录模块502，对于RI和PMI的每一种取值组合，遍历CQI的所有取值，从中找出每个码字的最大吞吐量并记录对应的CQI值，计算并记录各个码字的最大吞吐量之和；找出所记录的最大吞吐量之和的最大值，将该最大值所对应的RI值和PMI值发送给反馈模块，以及将组成该最大值的各最大吞吐量所对应的CQI值发送给反馈模块503；

反馈模块503，用于将所接收的RI、PMI和CQI值反馈给基站。

在图5所示的UE中，所述遍历计算模块501，用于根据小区公用参考信号CRS计算每个层的信干噪比SINR；根据各个层的SINR获得每个码字的信噪比SINR；其中，如果多个层属于同一个码字，则通过合并这多个层的SINR得到该码字的SINR；根据当前的CQI值和每个码字的SINR，查信干噪比-误块率曲线得到每个码字的误块率；当码字的误块率大于0.1时，设置该码字的吞吐量为0，反之当该码字的误块率小于等于0.1，根据公式θ_i＝(1-BLER)·log₂ M·r·L计算出码字的吞吐量，其中，θ_i表示当前码字的吞吐量，BLER为当前码字的误块率，M与r分别为当前CQI值对应的调制阶数和码率，L为当前码字占用的层数。

在图5所示的UE中，所述遍历计算模块501，使用互信息有效信干噪比映射MIESM的SINR合并方式合并多个层的SINR。

图5所示的UE还包括一个RI更新定时器，在图5中没有画出；所述遍历计算模块501，用于在传输模式4为初始设置时，令RI的取值为1，如果信息传输已开始，并且RI更新定时器没有超时，令RI取上一次向基站反馈时所取的值，如果信息传输已开始，并且RI更新定时器超时，从1到min(N_T，N_R)循环挑选RI的值；其中，N_T为发射天线数目，N_R为接收天线数目。

综上所述，本发明这种遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合，计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量；对于RI和PMI的每一种取值组合，遍历CQI的所有取值，从中找出每个码字的最大吞吐量并记录对应的CQI值，计算并记录各个码字的最大吞吐量之和；找出所记录的最大吞吐量之和的最大值，将该最大值所对应的RI值和PMI值作为待反馈的RI和PMI参数，以及将组成该最大值的各最大吞吐量所对应的CQI值作为待反馈的CQI参数；将待反馈的RI、PMI和CQI参数反馈给基站的技术方案，通过码字的吞吐量作为检验指标，通过多重循环的方法，穷举搜索出最佳的RI、PMI和CQI组合返回给eNB，使得eNB能够精确地适配信道，获得频率选择性增益，提高了整个系统性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种向基站反馈信道适配参数的方法，所述信道适配参数包括：秩索引RI、预编码矩阵索引PMI和信道质量指示CQI，其特征在于，该方法包括：

遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合，计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量；

对于RI和PMI的每一种取值组合，遍历CQI的所有取值，从中找出每个码字的最大吞吐量并记录对应的CQI值，计算并记录各个码字的最大吞吐量之和；

找出所记录的最大吞吐量之和的最大值，将该最大值所对应的RI值和PMI值作为待反馈的RI和PMI参数，以及将组成该最大值的各最大吞吐量所对应的CQI值作为待反馈的CQI参数；

将待反馈的RI、PMI和CQI参数反馈给基站。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量包括：

根据小区公用参考信号CRS计算每个层的信干噪比SINR；

根据各个层的SINR获得每个码字的SINR；其中，如果多个层属于同一个码字，则通过合并这多个层的SINR得到该码字的SINR；

根据当前的CQI值和每个码字的SINR，查信干噪比-误块率曲线得到每个码字的误块率；

对于每个码字，若该码字的误块率大于0.1，则设置该码字的吞吐量为0，反之若该码字的误块率小于等于0.1，则根据如下公式计算出每个码字的吞吐量θ_i：

θ_i＝(1-BLER)·log₂ M·r·L

其中，θ_i表示当前码字的吞吐量，BLER为当前码字的误块率，M与r分别为当前CQI值对应的调制阶数和码率，L为当前码字占用的层数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果多个层属于同一个码字，则通过合并这多个层的SINR得到该码字的SINR包括：

使用互信息有效信干噪比映射MIESM的SINR合并方式合并这多个层的SINR。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合包括：

第一步，确定一个RI的取值；

第二步，确定一个PMI的取值；

第三步，在确定RI和PMI的基础上，依次遍历CQI的所有取值；

第四步，在CQI的所有取值遍历结束后，判断PMI的取值是否遍历完毕，是则执行第五步，否则返回第二步；

第五步，在PMI的所有取值遍历结束后，判断PMI的取值是否遍历完成，是则结束本流程，否则返回第一步。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一步包括：

如果传输模式4为初始设置，则RI的取值为1；

如果信息传输已开始，并且RI更新定时器没有超时，则RI取上一次向基站反馈时所取的值；

如果信息传输已开始，并且RI更新定时器超时，则RI从1到min(N_T，N_R)循环挑选；其中，N_T为发射天线数目，N_R为接收天线数目。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二步包括：

根据min(N_T，N_R)的取值和RI的取值，从预设的表格中循环挑选出一个PMI值。

7.一种用户设备UE，其特征在于，该UE包括：遍历计算模块、查找记录模块和反馈模块，其中：

遍历计算模块，用于遍历RI、PMI和CQI的所有取值组合，计算RI、PMI和CQI的每一种取值组合情况下的每个码字的吞吐量，并将计算结果发送给查找记录模块；

查找记录模块，对于RI和PMI的每一种取值组合，遍历CQI的所有取值，从中找出每个码字的最大吞吐量并记录对应的CQI值，计算并记录各个码字的最大吞吐量之和；找出所记录的最大吞吐量之和的最大值，将该最大值所对应的RI值和PMI值发送给反馈模块，以及将组成该最大值的各最大吞吐量所对应的CQI值发送给反馈模块；

反馈模块，用于将所接收的RI、PMI和CQI值反馈给基站。

8.根据权利要求7所述的UE，其特征在于，

所述遍历计算模块，用于根据小区公用参考信号CRS计算每个层的信干噪比SINR；根据各个层的SINR获得每个码字的SINR；其中，如果多个层属于同一个码字，则通过合并这多个层的SINR得到该码字的SINR；根据当前的CQI值和每个码字的SINR，查信干噪比-误块率曲线得到每个码字的误块率；当码字的误块率大于0.1时，设置该码字的吞吐量为0，反之当该码字的误块率小于等于0.1，根据公式θ_i＝(1-BLER)·log₂ M·r·L计算出码字的吞吐量，其中，θ_i表示当前码字的吞吐量，BLER为当前码字的误块率，M与r分别为当前CQI值对应的调制阶数和码率，L为当前码字占用的层数。

9.根据权利要求8所述的UE，其特征在于，

所述遍历计算模块，使用互信息有效信干噪比映射MIESM的SINR合并方式合并多个层的SINR。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的UE，其特征在于，该UE还包括一个RI更新定时器；

所述遍历计算模块，用于在传输模式4为初始设置时，令RI的取值为1，如果信息传输已开始，并且RI更新定时器没有超时，令RI取上一次向基站反馈时所取的值，如果信息传输已开始，并且RI更新定时器超时，从1到min(N_T，N_R)循环挑选RI的值；其中，N_T为发射天线数目，N_R为接收天线数目。

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