CN102882657A - 用于上行链路秩自适应的方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于上行链路秩自适应的方法、设备和系统，其中所述方法包括估计用户设备在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息；将最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值进行比较，其中预定的阈值与相应的秩关联；以及根据比较的结果和估计的信道信息确定用户设备在上行链路传输中使用的秩。利用本发明，基站能够快速地确定用于上行链路MIMO传输的秩，减少了秩的估算偏差，并且减小估算秩和随后的预编码矢量的计算复杂度。

Description

用于上行链路秩自适应的方法、设备和系统

技术领域

本发明一般地涉及无线通信领域。更具体地，本发明涉及用于用户设备的上行链路秩自适应的方法、设备和系统。

背景技术

随着高速分组接入(HSPA)的演进，在第三代合作伙伴计划(3GPP)的RAN#50会议中，提出闭环发射分集(CLTD)作为工作项目并且上行链路多输入多输出(MIMO)作为研究项目。对于上行链路MIMO，由于多个数据流(例如两个数据流)在好的信道质量下可以同时从用户设备向基站传输，用户设备能够从上行链路的高比特速率传输中获得显著增益。如何灵活地选取或确定合适的数据流(以下简称流)数目，例如如何确定在上行链路传输中是进行单流传输还是进行多流传输，其涉及上行链路的秩自适应技术。

秩通常表示多天线系统中用户设备和基站之间用于无线通信的独立信道数目，而秩自适应涉及从多个秩中灵活地选择用于用户设备和基站之间无线通信的秩。以上行链路的秩1和秩2传输为例，秩1表示用户设备使用单流向基站进行数据传输，此时相同的数据通过不同的天线发送，从而实现空间分集，而秩2表示用户设备向基站发送彼此不同的两个流，从而实现空间复用。另外，也可以存在其他数值的秩，例如秩4。

在HSPA的下行链路MIMO中，秩自适应技术涉及基站(例如，服务的节点B)基于从用户设备接收到的反馈信息，例如关于用户设备优选的秩以及针对单流或多流传输的信道质量指示符(CQI)和相应的预编码指示(PCI)，选取合适的秩来进行下行链路的MIMO传输。由于在基站处能够获得包括如上信息的足够信息，基站比较容易确定用于下行链路传输的秩。

相比较于上述的下行链路MIMO秩自适应情形，在上行链路MIMO秩自适应情形中，基站能够较好的了解信道的状况，但对于基站确定合适的秩以及相应的预编码矢量来说，从用户设备获得的相关信息相对来说还是不够充分并且获得该相关信息的频率相对较低。这样的相关信息例如可以包括上行链路功率余量(UPH)、用户设备缓冲存储器状态和传输许可。对于UPH，在当前的标准规范中，其在长的周期上报告(例如每100毫秒一次)或基于事件触发报告，从而基站将不会频繁地接收到关于UPH的信息。对于用户设备缓冲存储器状态和传输许可，当前的用户设备不报告给基站。因而基站不能从用户设备快速地获得足够的信息以便准确地确定合适的秩，基站可能会选择错误的秩来进行上行链路MIMO传输，从而恶化上行链路MIMO的性能，减小利用MIMO所带来的增益。

另外，通常来说，用户设备应当遵守由基站确定的用于上行链路传输的秩。但是，由于存在缺少用户设备的相关信息的可能性，由基站确定的秩对于用户设备来说并不总是最适用的。因此，在某些情况下无线网络应该可以让用户设备在基站确定的秩的基础上灵活地改变用于上行链路传输的秩。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种用于上行链路秩自适应的方法、设备和系统，其使得基站能够快速且准确地确定用于上行链路MIMO传输的秩，从而用户设备可以在正确的秩上进行上行链路MIMO传输并获得上行链路MIMO高速数据传输的增益。

为实现上述目的，根据本发明的实施例的一个方面，提供了一种用于上行链路秩自适应的方法，包括：

估计用户设备在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息；

将所述最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值进行比较，其中所述预定的阈值与相应的秩关联；以及

根据所述比较的结果和估计的信道信息确定所述用户设备在上行链路传输中使用的秩。

根据本发明的实施例的另一方面，提供了一种用于上行链路秩自适应的设备，包括：

估计器，用于估计用户设备在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息；

比较器，用于将所述最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值进行比较，其中所述预定的阈值与相应的秩关联；以及

确定器，用于根据所述比较的结果和估计的信道信息确定所述用户设备在上行链路传输中使用的秩。

根据本发明的实施例的又一方面，提供了一种基站，包括如上所述的用于上行链路秩自适应的设备。

根据本发明的实施例的一个方面，还提供了一种用于上行链路秩自适应的系统，包括：

基站；

与所述基站无线通信的用户设备；

其中所述基站包括：

估计器，用于估计所述用户设备在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息；

比较器，用于将所述最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值进行比较，其中所述预定的阈值与相应的秩关联；以及

确定器，用于根据所述比较的结果和估计的信道信息确定所述用户设备在上行链路传输中使用的秩；

所述用户设备根据所述基站所确定的秩进行所述上行链路传输。

根据本发明的实施例的又一方面，提供了一种用于上行链路秩自适应的方法，包括：

接收来自基站的指示，其中所述指示使得用户设备可改变所述基站确定的用于上行链路传输的秩；以及

根据一个或多个预定的阈值改变所述用于上行链路传输的秩。

根据本发明的实施例的方法、设备和系统，基站通过估计用户设备的最大可支持数据速率，并结合无线信道可支持的秩，就可以快速地确定用于上行链路多天线传输的秩。由于估计秩的过程相对简单，因此本发明的实施例减小了估计秩的计算复杂度，并且由于在确定秩后，可以仅针对该确定的秩来计算确定合适的预编码矢量，因此也减小了确定预编码矢量的计算复杂度。另外，在本发明的优选实施例中，由于在估计用户设备的最大可支持数据速率过程中尽可能充分考虑用户设备侧的通信信息或状态，从而也减少秩的估算偏差。

当基站授权用户设备可改变由基站所指定的秩时，本发明的实施例增加了上行链路秩选取的灵活性，进一步提高选择秩的准确性和由此带来的链路传输增益。

结合附图阅读本发明实施例的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得明显。

附图说明

图1是示出可以应用本发明的实施例的用于上行链路秩自适应的示例性多天线系统(例如MIMO系统)的框图；

图2是示出根据本发明的实施例的用于上行链路秩自适应的方法的流程图；

图3是示出根据本发明的一个实施例的用于估计最大可支持数据速率的方法的流程图；

图4是示出根据本发明的另一实施例的用于估计最大可支持数据速率的方法的流程图；以及

图5是示出根据本发明的实施例的用于上行链路秩自适应的设备的框图。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本发明的具体实施例。

图1是示出可以应用本发明的实施例的用于上行链路秩自适应的示例性多天线系统100(例如MIMO系统)的框图，该多天线系统100例如可以应用于HSPA、CDMA2000和LTE等无线接入系统中。如图1中所示，多天线系统100包括节点B 101(即基站)和与该节点B 101无线通信的用户设备(UE)102，其中节点B 101具有N个天线，而UE 102具有M个天线，从而构成N×M的MIMO系统。在HSPA系统中，其例如可以构成2×2的MIMO系统，此时N和M等于2，表明该MIMO系统支持单流或双流的传输，即秩的值可以视情况不同而取1或者2。

在示出的多天线系统100中，节点B 101可以通过从UE 102接收相关的信息来估计UE 102在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息，将该最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值(与相应的秩关联)进行比较，并且基于比较的结果以及信道信息来确定UE 102在上行链路传输中的秩。节点B 101的上述这些操作可以通过图5中示出的设备500的估计器501、比较器502和确定器503来分别执行，稍后将结合图5具体描述。

在本发明的一个实施例中，从UE 102接收到的相关的信息可以涉及例如UE 102的上行链路功率余量、其发送缓冲存储器状态以及其上行链路传输许可等信息，而信道信息可以通过信道矩阵来表达，该信道矩阵可以由基站基于导频和预编码矩阵来进行估计。在本发明的另一实施例中，当UE 102被指示或授权可改变由节点B 101所确定或指示的秩时，UE 102可以例如在满足预定的条件时改变用于上行链路传输的秩的大小。下面将结合图2-图4详细地描述在该示例性多天线系统100下，节点B 101如何快速地确定适合于UE 102在上行链路传输中使用的秩。

图2是示出根据本发明的实施例的用于上行链路秩自适应的方法200的流程图。如图2中所示，方法200开始于步骤S201，并且在步骤S202中，方法200估计用户设备(例如UE 102)在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息，其中估计最大可支持数据速率的一个例子可以涉及根据对用户设备的上行链路功率余量、发送缓冲存储器状态以及上行链路传输许可的估计来估计最大可支持数据速率(稍后将结合图3和图4示例性具体描述如何进行估计)，高的最大可支持数据速率意味着要求高的UPH、数量多的缓冲数据以及高的传输许可。

信道信息例如可以是利用参考信号所获得的信道矩阵H。以2×2的多天线系统为例，信道矩阵可以表达如下

$H=\left[\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{12}\\ h_{21}& h_{22}\end{array}\right]---\left(1\right)$

这里h_ij表示发送天线i(i＝1，2)和接收天线j(j＝1，2)之间的无线信道。通过计算该信道矩阵的秩的大小，可以确定当前的无线信道可支持的独立信道的个数，也即可支持的流的数目。关于信道矩阵的估计或确定，本领域技术人员可以采取合适的手段来实现。为了避免不必要地混淆本发明，在此将不再做进一步说明。

接着，方法200前进到步骤S203。在步骤S203中，方法200将最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值进行比较，其中预定的阈值与相应的秩关联。例如，对于秩1、2、3或4分别设定相应的阈值，当所估计的最大可支持数据速率大于某个相应阈值时，选取与该阈值相对应的秩。

在步骤S204中，方法200根据比较的结果和估计的信道信息确定用户设备在上行链路传输中使用的秩。在通过预定的阈值确定的秩与通过信道矩阵所确定的秩不相同时，选取二者中较小的秩用于上行链路MIMO的传输。例如，当通过比较确定用户设备最大可支持速率大于针对秩1预定的阈值但小于针对秩2预定的阈值，并且此时估计的信道矩阵的秩是2，则可以确定用户设备在上行链路MIMO传输中适于使用秩1来进行传输。即，用户设备将使用单流来进行传输。又例如，当通过比较确定用户设备最大可支持数据速率大于针对秩2预定的阈值，并且此时估计的信道矩阵的秩也是2，则可以确定用户设备在上行链路MIMO传输中适于使用秩2来进行传输。即，用户设备将使用双流来进行传输。最后，方法200在步骤S205处结束。

利用本发明上述实施例的方法200，确定秩的过程变得相对简单，从而减小了估计秩的计算复杂度。另外，由于确定了用于上行链路MIMO传输的秩，因此基站将不必针对可能的各种秩来分别尝试从码本中选择出优选的预编码矢量，而直接针对确定的秩来从码本选择最大化净荷大小的优选预编码矢量，从而也节省了确定预编码矢量的计算方面的复杂度和开销。例如，在上述确定或估计秩为1的情形中，基站将不再对于码本中的每个预编码矢量来分别尝试秩为2或3的上行链路传输，以便考虑秩2或3后确定合适的秩和相应的预编码矢量。

尽管在图2中未示出，在一个实施例中，方法200还包括基站动态地指示用户设备具有可改变秩的权限，该指示可以通过信令做出，例如通过无线资源控制(RRC)信令、媒体接入控制层(MAC)报头或高速共享控制信道(HS-SCCH)之一指示用户设备具有可改变秩的权限。在另一个实施例中，方法200可以通过无线资源控制信令、媒体接入控制层报头或高速共享控制信道之一向用户设备通知用于确定是否改变秩的一个或多个阈值，其中一个或多个阈值可以例如包括关于发送缓冲存储器中的缓冲数据、可用的上行链路功率余量或者上行链路传输许可的一个或多个阈值。通过上述的步骤，用户设备具有改变用于上行链路传输的秩的权限并且可以根据一个或多个预定的阈值对秩进行修改，从而进一步提高选择秩的准确性和由此带来的链路传输增益。

下面以秩为1或2为例来说明用户设备具有改变秩的权限的情况。当基站向用户设备指示用于上行链路传输的秩为1时，则在任何情形中都不允许或指示用户设备具有改变秩的权限。这是因为在缺少信道信息和正确的预编码向量选择时，用户设备将秩从1(即单流传输)改为2(即双流传输)会由于上行信道的秩不足以支持以所选的秩进行传输而导致接收的数据信噪比由于流间干扰大而明显降低。因此，用户设备只可以使用不高于基站指示的秩值的秩进行传输，以确保信道的秩不低于用户选择的秩以及上行链路的可靠传输。

如果基站向用户设备指示用于上行链路传输的秩为2，则根据网络的配置，用户设备可以将秩改变为1。例如，基于用户设备的发送缓冲存储器中的缓冲数据小于针对秩2预定的阈值，或基于可用的用于双流传输(秩为2)的功率余量小于针对秩2预定的阈值，或基于传输许可小于针对秩2预定的阈值，用户设备可以将秩从2改变到1，即从双流传输改变为单流传输。

另外，还可以预先确定用户设备在改变秩后将使用的预编码矢量。例如，数据流(如双流)可以顺序地使用由基站指示的预编码矩阵中的预编码矢量，即，主数据流仍可以使用来自预编码矩阵的主预编码矢量，而次数据流可以使用来自预编码矩阵的次预编码矢量。

图3是示出根据本发明的一个实施例的用于估计最大可支持数据速率的方法300的流程图。如图3中所示，方法300开始于步骤S301，并且在步骤S302中估计用户设备的UPH。

在一个实施例中，对用户设备的UPH的估计包括服务用户设备的基站(或节点B)根据下式(2)进行估计：

availableUPH＝referenceUPH+StepSize×accumulatedTPC+Δ    (2)

其中availableUPH表示估计的UPH，referenceUPH表示参考UPH，其由用户设备在向节点B报告或由服务的节点B测量时所生成，StepSize表示内环功率控制步长，accumulatedTPC表示发送功率控制命令的累积，Δ表示用于补偿UPH估计误差的裕度。

对于上式中的accumulatedTPC，控制发送功率上升可以由+1表示，而控制发送功率下降可以由-1表示，累积操作可以从参考UPH被更新(即重置)的时刻开始进行，accumulatedTPC在每次参考UPH被更新时复位到零值。换句话说，响应于更新参考UPH，重置accumulatedTPC。

对于上式中的参考UPH，其应该在各种情形中被尽可能快地更新，以便最小化UPH的估计错误。关于参考UPH的更新，其可以通过以下的至少一项来进行更新：

响应于用户设备向节点B报告新的UPH，将参考UPH更新为该报告的新的UPH；

响应于测量用户设备的UPH，将参考UPH更新为测量的UPH。例如，当用户设备的功率受限发生时，节点B可以基于接收到的所有物理信道的功率来测量用户设备的UPH，接着可以将参考UPH更新成节点B所测量的UPH；

可以根据下式(3)来更新参考UPH：

$\mathrm{TPO}=\underset{c=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{rxPower}}_{\mathrm{PCH},c}/{\mathrm{rxPower}}_{R-\mathrm{DPCCH}}---\left(3\right)$

其中TPO(Transmission Power Offset)表示用户设备发射功率偏移量，N表示上行链路中物理信道的数目，rxPower_PCH，c表示第c个物理信道的接收功率，rxPower_R-DPCCH表示所述UPH的参考专用物理控制信道(DPCCH)的接收功率，该DPCCH的接收功率可以是单独的DPCCH的接收功率或若干个DPCCH的接收功率的某种组合。当检测到用户设备功率受限时，测得的TPO等于UPH。即使没有检测到用户设备功率受限，仍可以通过利用上式(3)，对参考UPH有条件地进行更新。例如，如果根据式(3)所测量的用户设备发射功率偏移量大于根据式(2)所得到的当前估计的UPH，则可以将参考UPH更新成该用户设备发射功率偏移量并且可以将accumulatedTPC复位为零。

在估计用户设备的UPH后，方法300前进到步骤S303。在该步骤S303处，方法300估计用户设备的发送缓冲存储器状态。尽管当前并不向节点B报告用户设备的准确上行链路缓冲存储器状态，但利用本发明的实施例可以根据以下的至少一项来对发送缓冲存储器状态进行估计：从用户设备接收的满意比特(happy bit)；从用户设备接收的增强型传输格式组合指示(E-TFCI)；或者用户设备的当前服务类型。

关于从用户设备接收满意比特的情形，当用户设备向节点B发送否定的满意比特时，这表明用户设备的发送缓冲存储器中缓冲的比特数已经超过了预定的阈值。也就是说，用户设备已经缓冲了足够多的比特来支持上行链路中更高的发送数据速率。此时，该预定的阈值反映出当前用户设备的发送缓冲存储器状态。

关于从用户设备接收E-TFCI的情形，节点B可以监视从用户设备发送的E-TFCI。利用相应的传输块大小的统计特性，节点B可以预测用户设备是否具有足够的缓冲比特来支持高的数据速率传输。例如，节点B可以测量用户设备最近的上行链路发送数据速率，并且认为用户设备缓存的数据至少能支持以不低于该传输速率进行上行链路数据传输。又例如，如果用户设备总是以由足够高的绝对传输许可所标识的最大允许增强型传输格式组合(E-TFC)来进行传输，则基站可类似地认为用户设备发送缓冲存储器中缓存的数据至少能支持以不低于该绝对传输许可的传输速率进行上行数据传输。因此，节点B通过确定缓冲存储器中的数据支持以不低于测得的数据速率进行上行链路传输，从而估计出用户设备的发送缓冲存储器状态。

关于用户设备的当前服务类型的情形，由于不同的服务需要不同的服务质量(QoS)，因此服务类型也是预测用户设备的发送缓冲存储器状态的有利因素。例如，实时服务的比特速率很快地变化并且存在严格的延迟限制，这就意味着缓冲存储器状态的预测可以基于最近的瞬时信息。以实时的视频传输为例，可以根据最近的若干个TTI的E-TFC大小来估算用户发送缓冲存储器中的数据量能支持的上行数据传输速率，例如通过滑动平均或者利用如下式(4)所示的滤波器：

Rate(n)＝Rate(n-1)×(1-α)+α×TBsize/TTI_length    (4)

这里Rate是能支持的上行数据速率，n是当前TTI序号，TBsize是当前传输块大小，TTI_length是TTI的长度，α是遗忘因子。

接着，节点B通过确定缓冲存储器中的数据支持以不低于测得的数据速率进行上行链路传输，从而估计出用户设备的发送缓冲存储器状态。

再例如文件传输服务(FTP)，用户设备通常具有足够缓冲的比特来在服务期间在上行链路传输中支持高数据速率传输，即可以进行多流传输。通过上式(4)也可以估算FTP服务的上行发送缓冲存储器中的数据量可支持的上行数据传输速率。类似地，节点B通过确定缓冲存储器中的数据支持以不低于估算出的数据速率进行上行链路传输，从而相应地估计出用户设备的发送缓冲存储器状态。

在估计用户设备的发送缓冲存储器状态后，方法300前进到步骤S304。在该步骤S304处，方法300估计上行链路传输许可。

上行链路传输许可是限制用户设备的最大可支持数据速率的另一因素。对于不处于软或更软切换的用户设备来说，服务该用户设备的节点B可以准确地知道用户设备的传输许可。而对于处于软切换的用户设备来说，传输许可也可能由非服务的节点B来改变。在这种情形下，服务的节点B可能不知道用户设备的传输许可。根据本发明的实施例，尤其是在用户设备处于软切换或更软切换时，服务的节点B可以根据以下之一来对用户设备的传输许可进行估计：

当用户设备处于非功率受限状态并且其向服务的节点B发送否定的满意比特时，则最近的最大传输块大小标识了上行链路传输许可，由此可以估计出用户设备的上行链路传输许可；或者

当用户设备处于功率受限状态时其最大传输块尺寸。例如，在用户设备功率受限时，上行链路传输许可的相应传输块大小可以被标识为大于最大传输块大小。

在单流传输(秩等于1)和多流传输(秩大于等于2)的每个流提供有特殊的或者单独的传输许可的情形中，对上行链路传输许可的估计另外可以包括针对单流传输或多流传输分别估计上行链路传输许可。

由于传输许可并不像UPH和上行链路发送缓冲存储器状态那样频繁地改变，因此在软切换中的用户设备的上行链路传输许可的测量并不需要像UPH和上行链路发送缓冲存储器状态那样的频繁。

在方法300分别在步骤S302、步骤S303以及步骤S304中对用户设备的UPH、发送缓冲存储器状态以及上行链路传输许可进行估计后，方法300在步骤S305和S306针对秩等于1(即单流传输)和秩等于N(即N个流传输)的情形分别估计用户设备的上行链路最大可支持数据速率。

针对秩等于1的单流传输，估计一个传输时间间隔(TTI)内的最大可支持数据速率包括根据下式(5)进行估计：

max DataRate_SS＝f(availableUPH，NrofBufferedBits，SG_SS)/TTI_length  (5)

其中max DataRate_SS表示单流传输中的最大可支持数据速率，availableUPH表示估计的UPH，NrofBufferedBits表示估计的发送缓冲存储器中缓冲的比特数目(例如通过可支持的数据速率来表达)，SG_SS表示针对单流传输估计的上行链路传输许可，TTI_length表示TTI的长度，f()表示将availableUPH、NrofBufferedBits和SG_SS分别映射到各自的最大可支持数据速率并取其中最小值的函数。

针对秩等于N的多流传输，估计一个TTI内的最大可支持数据速率包括根据下式(6)进行估计：

$\max {\mathrm{DataRate}}_{\mathrm{MS}}=\underset{s=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f({\mathrm{UPH}}_s,{\mathrm{NrofBufferedBits}}_s,{\mathrm{SG}}_s)/\mathrm{TTI}\_\mathrm{length}---\left(6\right)$

其中max DataRate_MS表示多流传输中的最大可支持数据速率，s表示流的编号，N表示流的数目，UPH_s表示针对第s流估计的上行链路功率余量，NrofBufferedBits_s表示针对第s流估计的发送缓冲存储器中缓冲的比特数目(例如通过可支持的数据速率来表达)，SG_s表示针对第s流估计的上行链路传输许可，TTI_length表示TTI的长度，f()表示将UPH_s、NrofBufferedBits_s和SG_s分别映射到各自的最大可支持数据速率并取其中最小值的函数。

以N＝2为例，即双流传输的情形，UPH和缓冲的数据在两个流之间共享，假设没有针对两个流分别定义各自的传输许可，则传输许可可以在两个流之间共享，则上式中的UPH_S＝UPH₁+UPH₂＝availableUPH，而NrofBufferedBits＝NrofBufferedBits₁+NrofBufferedBits₂，下标1和2分别表示流1和流2。

在步骤S305和步骤S306中分别估计出针对秩等于1和秩等于N的用户设备上行链路最大可支持数据速率后，方法300在步骤S307处结束。

通过图3中所示出的方法步骤，可以估计出针对秩等于1和秩等于N(N大于等于2)，用户设备所能支持的最大可支持数据速率，从而也就实现方法200的步骤S202中的估计最大可支持数据速率的操作。尽管在图3中步骤S302-S304按顺序示出，但并不表示上述步骤只能按图中所示顺序执行，而是也可以并列地执行或以其他顺序执行。另外，尽管未在图3中示出，但方法300还可以另外结合来自通信上层的限制估计用户设备的最大可支持数据速率，该限制例如可以是高数据速率传输时的luB接口带宽限制。例如，如果通信上层能够提供的带宽(即最大可支持数据速率)低于单流或多流最大可支持速率，则上行链路单流或多流传输的最大可支持数据速率等于上层能够提供的带宽。

图4是示出根据本发明的另一实施例的用于估计最大可支持数据速率的方法400的流程图。该方法400开始于步骤S401，并且在步骤S402中根据估计的信道信息(即信道矩阵)和上行链路功率余量估计最大信干噪比(SINR)，即估计最大可达到的等效信干噪比。接着，在步骤S403中，方法400利用最大的信干噪比估计可支持的数据速率。

在步骤S404中，方法400基于可支持的数据速率、发送缓冲存储器状态和上行链路传输许可估计最大可支持数据速率。具体来说，将获得的可支持的数据速率和发送缓冲存储器状态以及上行链路传输许可所对应的数据速率进行比较，当各个值不相同时，选取其中的最小值作为本发明的该实施例所估计的最大可支持数据速率。最后，方法400在步骤S405处结束。通过方法400的上述步骤可以实现方法200的步骤S202中估计最大可支持数据速率的操作。

在上述方法400中，关于信道信息、上行链路功率余量、发送缓冲存储器状态、上行链路传输许可例如可以采用结合图3所描述的各种方法来实现，而估计最大的信干噪比例如可以通过下式(7)来计算。

${\mathrm{SINR}}_s=\frac{{\left[\begin{array}{c}{w}_{1s}\\ w_{2s}\end{array}\right]}^H\left[\begin{array}{c}\sqrt{{\mathrm{Pu}}_s}{\tilde{h}}_{1s}\\ \sqrt{{\mathrm{Pu}}_s}{\tilde{h}}_{2s}\end{array}\right]{\left[\begin{array}{c}\sqrt{{\mathrm{Pu}}_s}{\tilde{h}}_{1s}\\ \sqrt{{\mathrm{Pu}}_s}{\tilde{h}}_{2s}\end{array}\right]}^H\left[\begin{array}{c}{w}_{1s}\\ w_{2s}\end{array}\right]}{{\left[\begin{array}{c}{w}_{1s}\\ w_{2s}\end{array}\right]}^H{\mathrm{Ru}}_s\left[\begin{array}{c}{w}_{1s}\\ w_{2s}\end{array}\right]}---\left(7\right)$

其中s表示流序号，Pu_s表示流s的发送功率(其可以通过上行链路功率余量获得)，Ru表示噪声和干扰协方差矩阵，

表示等效信道矩阵，数字1和2表示接收天线序号，W表示接收机估算的加权权重。

其中噪声和干扰协方差矩阵Ru_s可以通过下式(8)来计算

${\mathrm{Ru}}_s=\frac{1}{\mathrm{SF}}(R-\underset{s^{\′}=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Pu}}_{s^{\′}}\left[\begin{array}{c}{\tilde{h}}_{{1s}^{\′}}\\ {\tilde{h}}_{2s^{\′}}\end{array}\right]{\left[\begin{array}{c}{\tilde{h}}_{{1s}^{\′}}\\ {\tilde{h}}_{{2s}^{\′}}\end{array}\right]}^H+\underset{s^{\′}=1,s^{\′}\≠s}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{SF}\·{\mathrm{Pu}}_{s^{\′}}\left[\begin{array}{c}{\tilde{h}}_{{1s}^{\′}}\\ {\tilde{h}}_{2s^{\′}}\end{array}\right]{\left[\begin{array}{c}{\tilde{h}}_{1s^{\′}}\\ {\tilde{h}}_{{2s}^{\′}}\end{array}\right]}^H)---\left(8\right)$

其中s和s’表示流序号，SF表示扩频因子，R表示接收信号的自相关矩阵。

关于利用最大的信干噪比估计可支持的数据速率。在一个实施例中，可以利用信干噪比、根据香农公式来估计可支持的数据速率。在另一个实施例中，可以利用信干噪比、通过E-TFC选择查找表的方式来估计可支持的数据速率。例如，可按照预定的误块率(BLER)目标，预先估算E-TFC表格中的每一个传输格式所需的信干噪比，再根据式(7)估计出当前能达到的最大信干噪比。对于每一个可能选择的传输秩，把信干噪比按某种规则(如等分方式)分配到每一流，然后查表得到每个流的最大传输格式，进而得到假如使用该秩进行数据传输的可支持速率。

图5是示出根据本发明的实施例的用于上行链路秩自适应的设备500的框图。如图5所示，设备500包括估计器501、比较器502以及确定器503，其中估计器501用于估计用户设备在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息，比较器502用于将最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值进行比较，其中预定的阈值与相应的秩关联，确定器503用于根据比较的结果和估计的信道信息确定用户设备在上行链路传输中使用的秩。在一个实施例中，设备500可以实现为基站或实现在基站中，例如图1中所示多天线系统100的节点B 101。

在本发明的一个实施例中，估计器501用于根据对用户设备的上行链路功率余量、发送缓冲存储器状态以及上行链路传输许可的估计来估计最大可支持数据速率。

在本发明的另一实施例中，估计器501用于针对单流传输，根据式(5)估计最大可支持数据速率。在本发明的又一实施例中，估计器501用于针对多流传输，根据式(6)估计最大可支持数据速率。

在本发明的一个实施例中，估计器501用于根据估计的信道信息和上行链路功率余量估计最大信干噪比；利用最大信干噪比估计可支持的数据速率；以及基于可支持的数据速率、发送缓冲存储器状态和上行链路传输许可估计最大可支持数据速率。即，估计器501可以用于实现方法400中的各个步骤。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述。应当注意，为了使本发明更容易理解，上面的描述省略了对于本领域的技术人员来说是公知的、并且对于本发明的实现可能是必需的更具体的一些技术细节。

本发明可以采取完全硬件实现、完全软件实现或者同时包含硬件单元和软件单元的实现的形式。在优选的实施例中，本发明是以软件实现的，该软件包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。

提供本发明的说明书的目的是为了说明和描述，而不是用来穷举或将本发明限制为所公开的形式。对本领域的普通技术人员而言，许多修改和变更都是显而易见的。

因此，选择并描述实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，并使本领域普通技术人员明白，在不脱离本发明实质的前提下，所有修改和变更均落入由权利要求所限定的本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种用于上行链路秩自适应的方法，包括：

估计用户设备在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息；

将所述最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值进行比较，其中所述预定的阈值与相应的秩关联；以及

根据所述比较的结果和估计的信道信息确定所述用户设备在上行链路传输中使用的秩。

2.根据权利要求1所述的方法，其中估计所述最大可支持数据速率包括根据对所述用户设备的上行链路功率余量、发送缓冲存储器状态以及上行链路传输许可的估计来估计所述最大可支持数据速率。

3.根据权利要求2所述的方法，其中对所述用户设备的上行链路功率余量的估计包括根据下式进行估计：

availableUPH＝referenceUPH+StepSize×accumulatedTPC+Δ

其中availableUPH表示估计的上行链路功率余量，referenceUPH表示参考上行链路功率余量，StepSize表示内环功率控制步长，accumulatedTPC表示发送功率控制命令的累积，而Δ表示用于补偿上行链路功率余量估计误差的裕度。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括通过以下的至少一项更新所述参考上行链路功率余量：

响应于所述用户设备报告所述上行链路功率余量，将所述参考上行链路功率余量更新为报告的上行链路功率余量；

响应于测量所述用户设备的所述上行链路功率余量，将所述参考上行链路功率余量更新为测量的上行链路功率余量；或

根据下式更新所述参考上行链路功率余量：

$\mathrm{TPO}=\underset{c=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{rxPower}}_{\mathrm{PCH},c}/{\mathrm{rxPower}}_{R-\mathrm{DPCCH}}$

其中TPO表示用户设备发射功率偏移量，N表示上行链路中物理信道的数目，rxPower_PCH，c表示第c个物理信道的接收功率，rxPower_R-DPCCH表示所述上行链路功率余量的参考专用物理控制信道的接收功率。

5.根据权利要求2所述的方法，其中对所述发送缓冲存储器状态的估计包括根据以下至少一项进行估计：

从所述用户设备接收的满意比特；

从所述用户设备接收的增强型传输格式组合指示；或

所述用户设备的当前服务类型。

6.根据权利要求2所述的方法，其中对所述上行链路传输许可的估计包括响应于所述用户设备处于软切换，根据以下之一进行估计：

所述用户设备处于非功率受限状态并且发送否定的满意比特时的最大传输块尺寸；或

所述用户设备处于功率受限状态时的最大传输块尺寸。

7.根据权利要求2-6的任意一项所述的方法，其中估计所述最大可支持数据速率包括针对单流传输，根据下式估计所述最大可支持数据速率：

max DataRate_SS＝f(availableUPH，NrofBufferedBits，SG_SS)/TTI_length

其中max DataRate_SS表示所述单流传输中的最大可支持数据速率，availableUPH表示估计的上行链路功率余量，NrofBufferedBits表示估计的发送缓冲存储器中缓冲的比特数目，SG_SS表示针对单流传输估计的上行链路传输许可，TTI_length表示传输时间间隔的长度，f()表示将所述availableUPH、NrofBufferedBits和SG_SS分别映射到各自的最大可支持数据速率并取其中最小值的函数。

8.根据权利要求2-6的任意一项所述的方法，其中估计所述最大可支持数据速率包括针对多流传输，根据下式估计所述最大可支持数据速率：

$\max {\mathrm{DataRate}}_{\mathrm{MS}}=\underset{s=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f({\mathrm{UPH}}_s,{\mathrm{NrofBufferedBits}}_s,{\mathrm{SG}}_s)/\mathrm{TTI}\_\mathrm{length}$

其中max DataRate_MS表示所述多流传输中的最大可支持数据速率，s表示流的编号，N表示流的数目，UPH_s表示针对第s流估计的上行链路功率余量，NrofBufferedBits_s表示针对第s流估计的发送缓冲存储器中缓冲的比特数目，SG_s表示针对第s流估计的上行链路传输许可，TTI_length表示传输时间间隔的长度，f()表示将所述UPH_s、NrofBufferedBits_s和SG_s分别映射到各自的最大可支持数据速率并取其中最小值的函数。

9.根据权利要求2所述的方法，其中估计所述最大可支持数据速率进一步包括：

根据估计的信道信息和上行链路功率余量估计最大信干噪比；

利用所述最大信干噪比估计可支持的数据速率；以及

基于所述可支持的数据速率、所述发送缓冲存储器状态和上行链路传输许可估计所述最大可支持数据速率。

10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括动态地指示所述用户设备可改变所述秩。

11.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述用户设备在上行链路传输中使用的秩包括：

选取根据比较的结果确定的秩和根据估计的信道信息确定的秩中的较小的秩作为所述用户设备在上行链路传输中使用的秩。

12.一种用于上行链路秩自适应的设备，包括：

估计器，用于估计用户设备在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息；

比较器，用于将所述最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值进行比较，其中所述预定的阈值与相应的秩关联；以及

确定器，用于根据所述比较的结果和估计的信道信息确定所述用户设备在上行链路传输中使用的秩。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述估计器用于根据对所述用户设备的上行链路功率余量、发送缓冲存储器状态以及上行链路传输许可的估计来估计所述最大可支持数据速率。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述估计器用于针对单流传输，根据下式估计所述最大可支持数据速率：

max DataRate_SS＝f(availableUPH，NrofBufferedBits，SG_SS)/TTI_length

其中max DataRate_SS表示所述单流传输中的最大可支持数据速率，availableUPH表示估计的上行链路功率余量，NrofBufferedBits表示估计的发送缓冲存储器中缓冲的比特数目，SG_SS表示针对单流传输估计的上行链路传输许可，TTI_length表示传输时间间隔的长度，f()表示将所述availableUPH、NrofBufferedBits和SG_SS分别映射到各自的最大可支持数据速率并取其中最小值的函数。

15.根据权利要求13所述的设备，其中所述估计器用于针对多流传输，根据下式估计所述最大可支持数据速率：

$\max {\mathrm{DataRate}}_{\mathrm{MS}}=\underset{s=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f({\mathrm{UPH}}_s,{\mathrm{NrofBufferedBits}}_s,{\mathrm{SG}}_s)/\mathrm{TTI}\_\mathrm{length}$

其中max DataRate_MS表示所述多流传输中的最大可支持数据速率，s表示流的编号，N表示流的数目，UPH_s表示针对第s流估计的上行链路功率余量，NrofBufferedBits_s表示针对第s流估计的发送缓冲存储器中缓冲的比特数目，SG_s表示针对第s流估计的上行链路传输许可，TTI_length表示传输时间间隔的长度，f()表示将所述UPH_s、NrofBufferedBits_s和SG_s分别映射到各自的最大可支持数据速率并取其中最小值的函数。

16.根据权利要求12所述的设备，其中所述估计器用于：

根据估计的信道信息和上行链路功率余量估计最大信干噪比；

利用所述最大信干噪比估计可支持的数据速率；以及

基于所述可支持的数据速率、所述发送缓冲存储器状态和上行链路传输许可估计所述最大可支持数据速率。

17.一种基站，包括根据权利要求12-16的任意一项所述的用于上行链路秩自适应的设备。

18.一种用于上行链路秩自适应的系统，包括：

基站；

与所述基站无线通信的用户设备；

其中所述基站包括：

估计器，用于估计所述用户设备在上行链路传输中的最大可支持数据速率和信道信息；

比较器，用于将所述最大可支持数据速率与一个或多个预定的阈值进行比较，其中所述预定的阈值与相应的秩关联；以及

确定器，用于根据所述比较的结果和估计的信道信息确定所述用户设备在上行链路传输中使用的秩；

所述用户设备根据所述基站所确定的秩进行所述上行链路传输。

19.一种用于上行链路秩自适应的方法，包括：

接收来自基站的指示，其中所述指示使得用户设备可改变所述基站确定的用于上行链路传输的秩；以及

根据一个或多个预定的阈值改变所述用于上行链路传输的秩。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述一个或多个预定的阈值包括关于用户设备的发送缓冲存储器中的缓冲数据、可用的上行链路功率余量或者上行链路传输许可的一个或多个预定的阈值。

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