CN102726108A

CN102726108A - 在平坦反馈模式和分级反馈模式之间切换的方法和设备

Info

Publication number: CN102726108A
Application number: CN2010800622809A
Authority: CN
Inventors: 吕荻; 杨红卫
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2030-04-06
Also published as: CN102726108B; WO2011123976A1

Abstract

本发明提出了一种在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的方法，包括：在用户终端与基站进行关联之后，采用平坦反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引；监控指示用户终端的信道变化快慢的度量；判定指示用户终端的信道变化快慢的度量是否超过预定的阈值；以及如果判定指示用户终端的信道变化快慢的度量超过预定的阈值，则从平坦反馈模式切换到分级反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。

Description

在平坦反馈模式和分级反馈模式

之间切换的方法和设备

技术领域

本发明涉及移动通信领域，更具体地，涉及一种在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的方法和设备，能够根据用户终端（UE ) 的信道状况来适配不同的反馈模式，且能够在信道慢变化时能够利用分级反馈模式来提高反馈精度。背景技术

在长期演进版本 8 ( LTE Rel-8 )规范中，对 SU- MIM0 (单用户多输入多输出）专门对反馈策略和码簿进行了优化。然而，已知的是， MU-MIM0与 SU- MIM0对比对反馈精度较为敏感。低反馈精度将导致较差的 MU-MIM0性能，因而阻碍了对 MU- MIM0的理论潜能的开发。为了解决这一问题，最近的 LTE-A的讨论将注意力放在提高 MU- MIM0的性能的先进反馈机制上。分级反馈是具有较强前景的候选方案之一。

已经提出了分级反馈的思想，以利用 UE ( i]户终端）信道在时域或频域上的相关性。分级反馈在 UE信道慢变化的场景中非常有用。然而，当信道的时间或频率相关性较低时，分级反馈可能会导致对反馈开销的低效使用。

需要提供一种有效方法来提高 MU- MIM0 (多用户多输入多输出）反馈精度。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在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的方法和设备，能够根据用户终端（UE ) 的信道状况来适配不同的反馈模式，且能够在信道慢变化时能够利用分级反馈模式来提高反馈精度。

为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的方法，包括：在用户终端与基站进行关联之后，采用平坦反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引；监控指示用户终端的信道变化快慢的度量；判定指示用户终端的信道变化快慢的度量是否超过预定的阈值；以及如果判定指示用户终端的信道变化快慢的度量超过预定的阈值，则从平坦反馈模式切换到分级反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。

优选地，指示用户终端的信道变化快慢的度量是用户终端的信道在时域或频域上的相关度。

优选地，所述方法还包括：在分级反馈模式下，如果指示用户终端的信道变化快慢的度量变为低于预定的阔值，则从分级反馈模式切换到平坦反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。

优选地，在分级反馈模式下从用户终端向基站反馈的所述预编码矩阵索引包括分级反馈模式下的码簿中的相应码字的索引的一部分比特。

优选地，在分级反馈模式下从用户终端向基站反馈的所述预编码矩阵索引包括指示 "向上" 或 "向下" 分级树搜索的比特。

优选地，所述移动通信系统是多用户多输入多输出通信系统。为了实现上述目的，根据本发明，还提出了一种在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的设备，包括：监控装置，监控指示用户终端的信道变化快慢的度量；判定装置，判定指示用户终端的信道变化快慢的度量是否超过预定的阈值；以及索引反馈装置，在用户终端与基站进行关联之后，采用平坦反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引；以及如果判定装置判定指示用户终端的信道变化快慢的度量超过预定的阔值，则从平坦反馈模式切换到分级反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。

因此，本发明提出了一种适合于每一个用户的信道状况的反馈信令和框架结构，能够最好地利用分级反馈和平坦反馈。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示出了分级反馈模式中的二进制树结构的码簿的示例；图 2是示出了在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的方法的流程图；以及

图 3是示出了在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的设备的方框图。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。

分级反馈的思想源于提高反馈精度、以及提高具有有限反馈的无线通信系统的总体性能。分级反馈机制利用了物理信道在时域或频域上的相关性。在分级反馈中的码簿以二进制树结构来组织，并且在第 j级的给定子树中的码字耦合的索引具有相同的（j-i ) 个有效比特，如图 1所示。

当信道慢变化时，对应于相邻时隙或者频率的码字仅略微不同，并且不同的比特的位置朝向码字索引的结尾，即，相邻码字索引的大部分最高有效比特是相同的。按照这种方式，与利用等量反馈开销的传统反馈相比，连续反馈会引起对 UE信道的更为精确的描述。

假设 Bmax表示分级反馈的码簿中的树的总等级，而 B_feedback 是用来指示上行反馈信令中的 PMI (预编码矩阵索引）的比特数量。对于当前 LTE规范， B_feedback = 4，并且这里作为示例，采用 Bmax = 12。当信道慢变化时，可以采用以下的情况作为示例：

在上行反馈开始处，即，时刻 t— 0处， UE从具有 12 比特索引的分级反馈的码簿的最深等级中选择码字，并且索引是 ldx_0 = [1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0] . 然后， UE反馈 Idx- 0的前面 B_feedback个比特，并且在 t - 0处的反馈的 PMI为： PMI— 0= [1 0 0 1]。在第二反馈时刻处，即，时刻 t_l处， UE从分级反馈的码簿中选择新码字。由于 UE信道慢变化，仅假定新码字的索引的最后 6个比特与 Idx— 0是不同的，并且新选择的码字的索引为 Idx-1 = [1 0 0 1 0 0001 1 1 0]。根据分级反馈的算法，在这样情况下， UE反馈 Idx-1 的中间（B_feedback-1 ) 个比特，而在 PMI反馈中所使用的额外比特指示 "向下" 的情况（即，在分级树中向下搜余）。因此，在 t— 1处的反馈 PMI为： PMI— 1 = [1 0 0 0], 而第一比特 "1" 对应于在 UE和 eNB (基站）处协商的 "向下"。

按照这种方式，在接收到 PMI_1 = [1 0 0 0]时， eNB 可以基于 PMI_1、 PMI_0以及分级反馈的算法来重构 Idx-0的一部分。重构的码字的索引 PMI-1-re = [1001000], 其中前四个比特来自于 PMI— 0, 而最后的三个比特来自于 PMI_1。在随后的反馈时刻，无论何时当 PMI 选择指示 "向下" 情况时，其遵循如上所述的相同处理过程。

从该示例可以清楚地看到，分级反馈和其相应码簿的结构能够在信道慢变化且相邻码字共享大量的最高有效比特时实现对信道信息的更为精确地反馈，因为利用分级反馈在 eNB处重构的索引的比特数（例如， 7个）可以远多于平坦算法中重构的索引比特数（例如 4个）。然而，当信道快变化时，即，相邻信道在时域或频域上的相邻信道之间的相关性较低时，分级反馈的框架结构可能会引起对反馈开销的低效使用。这里，仍将使用前述情况作为示例。

在第二反馈时刻处，，时刻 t_l处， UE从分级反馈的码簿中选择新码字。由于假定 UE 信道正在快变化，因此所选的码字与 ldx_0 不同，并且假定 Idx-1 = [1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0]。即，仅 Idx-1 的前两个比特与 Idx— 0的前两个比特相同。根据分级反馈算法， UE反馈 Idx-1的前面（ B-feedback- 1 ) 个比特，而第一比特用来指示 "向上" 的情况（即，在分级树中向上搜索）。因此，在 t— 1处的反馈 PMI 为： PMI_1 = [0 1 0 1], 其中第一比特 "0" 对应于在 UE和 eNB处协商的 "向上"。

按照这种方式，在接收到 PMI-1 = [0 1 0 1]时， eNB知道这是 "向上" 的情况，并且可以基于 PMI-1 以及分级反馈的算法来重构 ldx_ 0的一部分。重构的码字的索引 PMI _ l -re =. [1 0 1] ,这仅是 Idx— l 的前面三个比特。与其中 UE的 PMI总是由四个比特来表示的平坦反馈相比，在这种情况下，分级反馈引起了其反馈开销的低效使用。这发生在 UE信道发生中速或高速变化时。

在 B_feedback= 4的平坦反馈中， UE在每次进行码字选择的时候都是从大小为 16 ( 2^Λ4 = 16 ) 的码簿中选择一个码字。也就是说每一次的 UE反馈精度都是相同的。即便连续两次反馈所选择的码字是一样的，也需要在两次反馈中传输同样的 ΡΜΙ.从而导致无法充分利用反馈开销。

本发明的思想是提出一种能够实现分级反馈模式和传统平坦反馈模式之间的半动态切换的 MU-MIM0反馈框架和相关信令。 MAC层控制模块根据 UE 信道的特定度量（例如，时间或频率相关度）来确定 UE的反馈模式。当该度量达到阈值时，控制模块将通过下行信令来重新配置 UE的反馈模式。按照这种方式，该 UE可以在分级反馈模式和传统平坦反馈模式之间半动态切换，以充分利用其信道特性和反馈开销比特。

如在先前部分所讨论的，分级反馈在信道在时域或频域上高度相关的场景中有效工作，而在信道快变化时工作低效。因此，作为示例，可以选择时域相关作为度量，并且使用 Temp-corre = 0. 5作为触发反馈模式切换的阈值。

在 UE 与基站关联之后，可以将反馈模式设置为传统非分级的平坦反馈模式。在之后的上行反馈中，将计算 PMI且按照 LTE Rel-8兼容方式来反馈。同时，将由 MAC层控制模块定期地监控并计算信道的时域相关度。当到达阈值 Temp_corre = 0. 5时，将触发从平坦反馈模式到分级反馈模式的切换。该 MAC层控制模块将向物理层信号通知该切换，以及向 UE 提供关于该切换的指示。在模式切换发生之后，该 UE将工作在分级反馈模式， PMI计算和更新将遵循前面所描述的过程。

之后，将定期执行度量 Temp_corre 的监控，如果信道的时域相关度变为低于阈值 Temp_corre = 0. 5时， UE将从分级反馈模式切换到平坦反馈模式来执行 PMI的计算和反馈。图 2是示出了在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的方法的流程图。

如图 2所示，在步骤 201，在用户终端与基站进行关联之后，采用平坦反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。在步骤 203 , 监控指示用户终端的信道变化快慢的度量（例如，信道在时域或频域上的相关度）。在步骤 205 , 判定指示用户终端的信道变化快慢的度量是否超过预定的闹值。然后，在步骤 207，如果判定指示用户终端的信道变化快慢的度量超过预定的阈值，则从平坦反馈模式切换到分级反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。

图 3是示出了在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的设备的方框图。

如图 3所示，根据本发明的设备包括：监控装置 301、判定装置 303、以及索引反馈装置 305。监控装置 301监控指示用户终端的信道变化快慢的度量。判定装置 303判定指示用户终端的信道变化快慢的度量是否超过预定的阔值。索引反馈装置 305在用户终端与基站进行关联之后，采用平坦反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。如果判定装置判定指示用户终端的信道变化快慢的度量超过预定的阈值，则索引反馈装置 305从平坦反馈模式切换到分级反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。

在 LTE Re卜 8中反馈模式是固定的，即，平坦反馈模式。这在 UE 信道在时域或频域高度相关时是低效的。本发明所提出的在分级反馈和平坦反馈之间的半动态切换能够根据 UE 的信道状况来适配反馈模式，并且以与 LTE Re l- 8相同的反馈开销量来提供更高的反馈精度。因此，采用本发明的模式切换的 MU- MIM0系统的性能将优于 LTE Re卜 8 中的性能。

本发明将分级反馈（在 LTE标准中已经针对 MU- MIM0提出的）和 LTE Re-8中的平坦反馈机制的优势组合起来。能够以相同的反馈开销来实现比 LTE Re l - 8更为精确的物理信道描述。

另外，当 UE 信道在时域或频域上相关时，本发明的方案通过采用分级反馈来提供对 UE 信道的更为精确地反馈。精度的增加将引起 MU-MIM0系统的性能的提高。

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、一种在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的方法，包括：

在用户终端与基站进行关联之后，采用平坦反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引；

监控指示用户终端的信道变化快慢的度量；

判定指示用户终端的信道变化快慢的度量是否超过预定的阔值；以及

如果判定指示用户终端的信道变化快慢的度量超过预定的阈值，则从平坦反馈模式切换到分级反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。
2、根据权利要求 1 所述的方法，其中指示用户终端的信道变化快慢的度量是用户终端的信道在时域或频域上的相关度。
3、根据权利要求 1所述的方法，还包括：

在分级反馈模式下，如果指示用户终端的信道变化快慢的度量变为低于预定的阔值，则从分级反馈模式切换到平坦反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。
4、根据权利要求 1 所述的方法，其中在分级反馈模式下从用户终端向基站反馈的所述预编码矩阵索引包括分级反馈模式下的码簿中的相应码字的索引的一部分比特。
5、根据权利要求 1 所述的方法，其中在分级反馈模式下从用户终端向基站反馈的所述预编码矩阵索引包括指示 "向上" 或 "向下" 分级树搜索的比特。
6、根据权利要求 1 所述的方法，其中所述移动通信系统是多用户多输入多输出通信系统。
7、一种在移动通信系统中在平坦反馈模式和分级反馈模式之间进行切换的设备，包括：

监控装置，监控指示用户终端的信道变化快慢的度量；

判定装置，判定指示用户终端的信道变化快慢的度量是否超过预定的阈值；以及

索引反馈装置，在用户终端与基站进行关联之后，采用平坦反馈 . 模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引；以及如果判定装置判定指示用户终端的信道变化快慢的度量超过预定的阈值，则从平坦反馈模式切换到分级反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。
8、根据权利要求 7 所述的设备，其中指示用户终端的信道变化快慢的度量是用户终端的信道在时域或频域上的相关度。
9、根据权利要求 7 所述的设备，其中在分级反馈模式下，如果判定装置判定指示用户终端的信道变化快慢的度量变为低于预定的阈值，则所述索引反馈装置从分级反馈模式切换到平坦反馈模式来从用户终端向基站反馈预编码矩阵索引。
1 0、根据权利要求 7所述的设备，其中在分级反馈模式下从用户终端向基站反馈的所述预编码矩阵索引包括分级反馈模式下的码簿中的相应码字的索引的一部分比特。
1 1、根据权利要求 7所述的设备，其中在分级反馈模式下从用户终端向基站反馈的所述预码矩阵索引包括指示 "向上" 或 "向下，，分级树搜索的比特。
12、根据权利要求 7所述的设备，其中所述移动通信系统是多用户多输入多输出通信系统。