CN102714813A

CN102714813A - 用于多站点多用户联合传输的方法和用户终端

Info

Publication number: CN102714813A
Application number: CN2010800595515A
Authority: CN
Inventors: 刘皓; 李栋; 宋扬
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-02-12
Also published as: EP2536200A1; JP5645973B2; JP2013520042A; US8879473B2; EP2536200A4; CN102714813B; EP2536200B1; US20120307672A1; BR112012020149A2; WO2011097768A1; KR20120125532A

Abstract

本发明提出了一种用于多站点多用户联合传输的方法，包括用户终端测量源自各个基站的下行信道；用户终端根据对下行信道的测量，量化并获取针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，所述附加站点间信道信息用于计算针对多个基站的联合信道信息；以及用户终端反馈针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，以便基站进行调度以执行多站点多用户联合传输。

Description

用于多站点多用户联合传输的方法和用户终端技术领域

本发明涉及移动通信领域，更具体地，涉及一种用于多站点多用户联合传输的方法和用户终端，不仅能够提供优越的系统性能增益，而且对 MU-MIM0或者其他次优的多站点协作方案的调度和传输具有良好后向兼容性。背景技术

协作多点（ CoMP )传输是 LTE- A (长期演进-先进）通信系统中非常具有前景的技术，用于有效降低小区间干扰（ ICI )和提高高数据速率的覆盖、小区边缘吞吐量和 /或增加系统吞吐量。多站点联合传输

( JT )是 CoMP策略之一，其中用于一个或多个用户终端（UE )的数据传输在 CoMP协作集合内共享，并且在多个小区之间联合处理。通过信道量化反馈和回程交换来获取和共享所有 UE的信道信息。因此，可以在协同 e N B之间或者在集中式调度器中执行联合多站点比例公平（ P F ) 调度和集中式迫零（ZF )预编码。多个 UE可以由 CoMP协作集合中的多个 eNB通过相干传输来联合服务，从而提高信号功率并降低小区间千扰（ ICI )。显然，信道信息反馈是多站点联合传输策略中的重要因素。

因此，需要提出一种有效的信道反馈机制，该机制不仅完全支持多站点联合传输，还对于单小区 SU/MU MIM0 (单用户 /多用户多输入多输出）或者协作式调度 /协作式波束成形等次优的多站点协作方案具有满意的后向兼容性。

多站点联合传输策略高度依赖于来自每一个 UE的信道信息反馈。每一个 UE可以仅报告来自多个协同 eNB的一个合成信道信息。按照这种方式，应该设计具有更多发射天线数量的更大的码本大小，以更好地量化合成信道信息。另一方面，如果仅反馈合成信道信息，则 eNB 不再能够执行单小区 SU/MU MIM0调度或协作式调度 /协作式波束成形等方案。因此，在多站点联合传输策略的设计期间应该开发更为有效的反馈机制。发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，提出了本发明。因此，本发明的目的是提出一种用于多站点多用户联合传输的方法和用户终端，不仅能够提供优越的系统性能增益，而且对 MU- MIM0或者其他次优的多站点协作方案的调度和传输具有良好后向兼容性。

为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种用于多站点多用户联合传输的方法，包括用户终端测量源自各个基站的下行信道；用户终端根据对下行信道的测量，量化并获取针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，所述附加站点间信道信息用于计算针对多个基站的联合信道信息；以及用户终端反馈针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，以便基站进行调度以执行多站点多用户联合传输。

优选地，所述每站点信道信息包括每站点信道方向信息和每站点信道质量信息。

优选地，所述附加站点间信道信息包括站点间相对的相位信息、站点间相对的幅度信息、以及附加信道质量信息。

优选地，所述联合信道信息包括联合信道方向信息和联合信道质量信息。

优选地，针对多个基站的联合信道方向信息是根据针对多个基站的每站点信道方向信息、站点间相对的相位信息、以及站点间相对的幅度信息来合成的。

优选地，针对多个基站的联合信道质量信息是根据针对多个基站的每站点信道质量信息和附加信道质量信息来合成的。

另外，为了实现上述目的，根据本发明，还提出了一种用于多站点多用户联合传输的用户终端，包括：测量装置，测量源自各个基站的下行信道；量化和获取装置，根据对下行信道的测量，量化并获取针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，其中所述附加站点间信道信息用于计算针对多个基站的联合信道信息；以及反馈装置，反馈针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，以便基站进行调度以执行多站点多用户联合传输的装置。附图说明

根据以下结合附图对本发明非限制实施例的详细描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得更加清楚，其中：

图 1是根据本发明的多站点多用户联合传输的系统的示意图；图 2 是根椐本发明的用于多站点多用户联合传输的方法的流程图；以及

图 3是根据本发明的用于多站点多用户联合传输的用户终端的方框图。具体实施方式

下面，将根据附图描述本发明。在以下描述中，一些具体的实施例只用于描述的目的，不应该将其理解为对于本发明的任何限制，而只是示例。当可能导致使本发明的理解发生模糊时，将省略传统结构或构造。

本发明提出了一种基于每站点信道反馈和附加站点间信道反馈的多站点多用户联合传输策略。每一个 UE 报告来自每一个协同 eNB 的多个每站点信道量化信息和每站点信道质量信息（CQI )。根据这些种类的反馈信息， eNB可以执行单小区 SU/MU MIM0调度或者其他一些次优的多站点调度和传输。如果在 eNB侧或集中式调度器中执行更优异的多站点联合传输，则仅需要在每站点信道反馈的基础上，额外地反馈协同 eNB之间的一些站点间空间特征（例如，站点间相对的相位或幅度）。当同时处理每站点信道反馈和附加站点间信道反馈时，协同 eNB 或集中式调度器可以容易地实现多站点多用户联合传输，或者在单小区 SU/MU MIM0、协作式调度 /协作式波束成形和多用户联合传输机制之间的更为灵活的切换。

出于简化描述的原因，假定三个协同 eNB同时服务多个 UE，如图 1所示。以下描述了详细的实现过程。步骤 1：下 4于信道测量和量化

每一个 UE根据来自协同 eNB的 DL (下行）公共参考信号来检测 DL信道。例如， UE1获取从 eNBi ( i = 1、 1、 3 ) 到 UE1的 DL信道矩阵 H„，并且 eNBl是 UE1的服务 eNB。

针对每一个 DL信道 Hi ,来执行接收机波束成形：其中， ^U(^:，是来自服务 eNBl的信道矩阵 h_u的左奇异向量的第一列。

针以上等效信道执行信道归一化：

其中， 1 表示矩阵的 Frobenius范数。根据最小弦距离来执行以上归一化信道的信道量化：

h = arg max|h₍₁c*| 其中， _Cj是大小 N=2^B的单位范数列矢量的码本（或 UE1的空间相关矩阵加权后的变换码本）， ^C = (^c"-'^c^。

步骤 2 : 信道方向信息（CDI ) 量化和反馈

根据以上步骤将三种类型的每站点信道 ' '报告给服务 eNB。但是, 为了支持多站点联合传输，还应该附加地将站点间空间特征（例如，站点间相位信息、站点间幅度信息等）报告给服务 eNB。

从三个协同 eNB到 UE1的联合归一化信道矢量是：

考虑到站点间空间特征来确定从三个协同 eNB到 UE1的联合量化信道矢量： rihnlh,,, Hh3,l_Fh₃, 其中，

1 )站点间幅度信息"'，"²'"^{3 e}(^G，可以如下确定，并且可以在（ 0， 1 ) 的范围内量化。

Ik

& «,·²=1 e(^Q' ^2?r) 可以根据最小弦距离来确定:

假定 UE可以测量并计算以下信息其中， ^是复标量¹¹ "^h" ' ²' ³)的相位信息，并且疋幅度信息。

于是， h,h, [^hll^h21^h3l] ≠2 α^,,έ,,^ + ₂h_2lh₂ ^H e~^J≠l + ₃b₃₁h

卜 a₂||h |fi_{2 +} «₃||h₃,||J&₃, ₃₁" 当且仅当

Φ、=Ψϊ—Ψ\, Φι =Ψ Ψ、则 I^h'^h| 可以达到最大值，并且站点间相位信息可以在

(^ϋ' ² 的范围内量化。总之， UE需要反馈以下 CD I 信^息：

1 ) 三个每站点信道反馈， (^h"， ^h2'， ^h")

2 ) 两个站点间相位信息反馈，、ΦΜ 其中，

llK ', ϋ_2|ή = |ϋ₂ΐ|έ₂₁έ₂₁ h₃₁£ =||h₃₁||»₃, ψ₃

3) 度信息反馈 ("²，"³)

步骤 3: 信道质量信息 CQI量化和反馈

根椐步骤 1中的每站点信测量和量化，从每个协同 eNB到 UE1的每站点 CQI可以确定为：

cos (9,

M |[h„|L cos²

QI_3i =

3)到 UEl的信道幅度是 H

3)到 UEl的信道信息和信道量化的角

cos^₂₁ =|h₂₁h₂₁ ^/|

cos^, = IH^W 3) UEl的噪声和干扰小区（排除 eNB2和 eNB3)的测量功率是 '

4) P 是每小区功率限制， M 是每小区发射天线数，并且通常可

^ = 1

以设置 M ,

反映从所有协同 eNB到 UE1的联合信道的多站点 CQI应该根据每站点 CQI反馈来确定。多站点 CQI的详细推导过程如下所列。

根据步骤 2中的联合归一化信道矢量 ^ή 和联合量化信道矢量 ⁶ι, 从所有协同 eNB到 UE1的多站点 CQI可以表达为每站点 CQI:

其中，

1 )从所有协同 eNB到 UEl的联合信道幅度是: ll^hl =Vll^h''ll ⁺I +ll^h

2 )联合信道矢量 '和联合量化信道矢量^ 的角度是根据站点间相位和幅度信息，角度可以推导为 a₂h_2Ie , a₃h_3ie j

α»^ +£ ₂ ²h₂₁h₂₁ ^ffe"^ +α₃ ²ίί₃₁ή_3Ι ^/ν | = α:₁ ²|&', ， ^/| + α₂ ²|ίι₂₁ίΐ₂₁ ^/ί| + α₃ ²

在等式（1)中的每站点 CQI可以变换为以下形式:

(4) 其中，

CQI_{U 2} = CQI ₂― Cg/_3I

1 + CQI、 ²¹ 1 + CQI^ ' ³¹ 1 + CQI, 等式（2)中的多站点 CQI可以变换为以下形式: 尸,入,， + h

cos =

(5)

CQI,

其中， \ + CQI 将等式（4) 和（5) 置入等式（3)

IP,, 根据等式（ 6 ), 从所有协同 eNB到 UE1的多站点 CQI (或者 ) 可以根椐来自 U E侧的以下反馈信息在 e N B側获得： - 1 )从所有协同 eNB到 UE1的每站点 CQI (或者 " )

2) 站点间相对幅度信息（或者 ^α' )

3 ) 附加 CQI信息（或者 ^c2 i_diti。_nal )。 g 总之， UE需要反馈以下 CQI相关信息：

1 )三个每站点 CQI反馈 ( '¹' ^CQI^ ^CQI^

2 )一个附加 C Q I反馈， ^addifiona. 步骤 4: 通过回程交换协同 eNB之间的下行 CDI/CQI

每一个 eNB通过回程在 CoMP协作集合内相互交换所有 UE的信道方向信息（CDI )和信道质量信息（CQI )。例如，所有相关信息如下所列： „

1 )三个每站点 CDI反馈 ( ' ^h2l， ')

2) 两个站点间相位信息反馈 (^A)

3 ) 两个站点间幅度信息反馈 (^α""³)

4 )三个每站点 CQI反馈 (^Ce"' ^CQ 、' ^CQI^

5 )一个附加 CQI反馈步骤 5: CoMP协作集合内的集中式 MU- MIM0调度

根据三个协同 eNB的以上交换的 CDI/CQI, 由一些协同 eNB或者集中式调度器来执行贪婪搜索调度，并且 ZF波束成形用于联合多站点预编码。

例如，调度用户集合 S包括 UE1, 集合 S的势是 |S|， ^f，是根据 ZF 波束成形的 UE1的预编码矢量，则可以由 eNB根据 UE反馈如下来估计 UE1 SINR

其中，是从所有协同 eNB到 UE1的多站点 CQI, 并且可以如下计算：

I CQ/,

可以根据针对每一个调度 UE的以上估计的 SINR, 在 eNB侧来确定适当的 MCS等级。图 2 是根据本发明的用于多站点多用户联合传输的方法的流程图。

如图 2所示，根据本发明的方法，在步骤 201 , 用户终端测量源自各个基站的下行信道。在步骤 2 03 , 用户终端根据对下行信道的测量，量化并获取针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，所述附加站点间信道信息用于计算针对多个基站的联合信道信息。在步骤 205 , 用户终端反馈针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，以便基站进行调度以执行多站点多用户联合传输。图 3是根据本发明的用于多站点多用户联合传输的用户终端的方框图。

如图 3所示，根据本发明的用户终端包括：测量装置 301、量化和获取装置 303和反馈装置 305。

测量装置 301测量源自各个基站的下行信道量化和获取装置 303 根据对下行信道的测量，量化并获取针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，其中所述附加站点间信道信息用于计算针对多个基站的联合信道信息。反馈装置 305反馈针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，以便基站进行调度以执行多站点多用户联合传输的装置。通过系统级仿真的系统性能评估

系统性能评估主要针对 FDD系统。 DL ZF预编码基于来自 UE的信道方向信息（ CD I )反馈。处于同一站点内的三个小区进行联合调度和相干传输。假定 4 X 2的 Tx/Rx天线布置。单小区 MU- MIM0采用单流传输，并用 Re l-8的码本或其变换后的码本进行量化。多站点多用户联合传输（MU JT )假定最多同时调度 12个 UE，并且每一个 UE仅具有一个流。表 1中列出了详细仿真参数。

通过系统级仿真可以证实，多站点多用户联合传输（MU JT ) 相对于 MU- MIM0方案确实具有非常好的系统性能增益。在表 2和 3中， e l-8码本集合或者变换的码本集合用于分别针对 MU-MIM0或者多站点联合传输方案的信道量化，并且可以看到，与 MU- MIM0相比， MUJT 实现了超过 10 %的平均小区吞吐量增益和小区边缘吞吐量增益。

表 1: 仿真参数

表 2: 具有 Rel- 8的码本量化的系统仿真结果

小区平均频谱效率小区边缘频谱效率发射策略

(bps/Hz/cell) (bps/Hz)

MU-MIM0 2.85 (1.00) 0.090 (1.00)

MU JT 3.11 (1.09) 0.100 (1.11) 表 3: 具有变换的码本量化的系统级仿真结果

小区平均频语效率小区边缘频谱效率发射策略

(bps/Hz/cell) (bps/Hz) IP 100031 在本发明中，提出了根据来自 UE 的每站点信道反馈和附加站点间信道反馈的多站点多用户联合传输策略。利用每站点信道量化信息和每站点 CQI， eNB可以执行单小区 SU/MU-MIM0调度或一些其他次优的多站点协作方案的调度和传输。如果额外地使用扩展的站点间相位反馈或者站点间幅度反馈，则一些协同 eNB或集中式调度器可以执行多站点多用户联合传输。系统级仿真已经显示：根据本发明的多站点联合传输策略不仅具有优越的系统性能增益，而且具有对 MU- MIM0或者其他次优方案调度和传输的良好后向兼容性。

与单小区 MU-MIM0相比，该策略可以实现明确的联合多用户调度增益和联合传输增益，并且与当前的多站点多用户联合传输策略相比，本发明的方法具有对 MU- MIM0或者其他次优方案调度和传输的良好后向兼容性。以上实施例只是用于示例目的，并不倾向于限制本发明。本领域普通技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以存在对该实施例的各种修改和代替，并且这些修改和代替落在所附权利要求所限定的范围中。

Claims

权利要求书

1、一种用于多站点多用户联合传输的方法，包括

用户终端测量源自各个基站的下行信道；

用户终端根据对下行信道的测量，量化并获取针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，所述附加站点间信道信息用于计算针对多个基站的联合信道信息；以及

用户终端反馈针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，以便基站进行调度以执行多站点多用户联合传输。

1、根据权利要求 1 所述的方法，其中：所述每站点信道信息包括每站点信道方向信息和每站点信道质量信息。
3、根据权利要求 2所述的方法，其中：所述附加站点间信道信息包括站点间相对的相位信息、站点间相对的幅度信息、以及附加信道质量信息。
4、根据权利要求 3 所述的方法，其中：所述联合信道信息包括联合信道方向信息和联合信道质量信息。
5、根据权利要求 4 所述的方法，其中：针对多个基站的联合信道方向信息是根据针对多个基站的每站点信道方向信息、站点间相对的相位信息、以及站点间相对的幅度信息来合成的。
6、根据权利要求 4 所述的方法，其中：针对多个基站的联合信道质量信息是根据针对多个基站的每站点信道质量信息和附加信道质量信息来合成的。
7、一种用于多站点多用户联合传输的用户终端，包括

测量装置，测量源自各个基站的下行信道；

量化和获取装置，根据对下行信道的测量，量化并获取针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，其中所述附加站点间信道信息用于计算针对多个基站的联合信道信息；以及

反馈装置，反馈针对各个基站的每站点信道信息和附加站点间信道信息，以便基站进行调度以执行多站点多用户联合传输的装置。

8 根据权利要求 7 所述的设备，其中：所述每站点信道信息包括每站点信道方向信息和每站点信道质量信息。

9、根据权利要求 8所述的设备，其中：所述附加站点间信道信息包括站点间相对的相位信息、站点间相对的幅度信息、以及附加信道质量信息.
10、根据权利要求 9所述的设备，其中：所迷联合信道信息包括联合信道方向信息和联合信道质量信息。
1 1、根据权利要求 10 所述的设备，其中：针对多个基站的联合信道方向信息是根据针对多个基站的每站点信道方向信息、站点间相对的相位信息、以及站点间相对的幅度信息来合成的。
12、根据权利要求 10 所述的设备，其中：针对多个基站的联合信道质量信息是根据针对多个基站的每站点信道质量信息和附加信道质量信息来合成的。