CN103023617A - 一种上报信道质量指示的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LTE多载波系统中无线终端上报信道质量指示的方法。本发明中，无线终端根据信道估计计算出本次信道质量指示值(CQI)和上次CQI之间的差值，并按照差值确定各成分载波上报优先级，如果是首次上报CQI，其优先级是最高的；对于非首次上报的CQI，所有CQI差值为负值的优先级均设置成高于差值为非负值的CQI。然后根据排定的优先级顺序逐个上报各成分载波的CQI值，直至上行控制信道容量的上限。本发明所提供的方法保证了在上行控制信道容量有限的场景下，能够优先传输对无线通信影响较大的信道质量指示，一方面保持所有无线链路正常通信，另一方面尽可能地提升链路容量。

Description

一种上报信道质量指示的方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种在LTE多载波系统中无线终端上报成分载波的信道质量指示(CQI)的方法。

背景技术

长期演进技术(LTE)是第三代移动通信系统的演进，在LTE的标准化过程中，不断加入了各种新的增强技术来提供更好的性能，比如为了提高频谱效率和数据速率，LTE从R-10版本起引入载波聚合技术。载波聚合技术可以将多个成分载波聚合在一起，形成更大的系统带宽，从而提高了数据的传输速率。在R-10及以后版本的LTE系统中，支持载波聚合的终端既可以工作在单载波场景，即只有一个主小区(Pcell)；也可以工作在多载波场景，即包括一个主小区和至少一个辅小区(Scell)。

LTE系统中，基站发送给无线终端的下行数据的调制和编码方式要根据无线终端上报的信道质量指示(CQI)反馈来选择。无线终端首先对下行参考信号进行测量，计算CQI值并上报给基站，不同的CQI值对应不同的调制和编码方式，具体如下表所示：

上报的CQI值限定了基站可以使用的调制和编码方式的上限，CQI越大，调制的阶数越高，编码的速率越大，数据传输效率就越高，但另一方面误码率也会相应地增加。在接收端，调制阶数和编码速率如果过高，下行误码率将超过0.1，造成下行链路失败；过低则影响系统容量和效率。终端及时上报CQI就是为了让基站参考，从而随时调整下行的调制和编码方式，达到更好的系统性能。

现有技术中，终端在经过测量并得到相应的CQI值之后，将CQI通过物理上行控制信道(PUCCH)发送给基站。在非载波聚合场景下，无线终端只工作在1个载波上，因此只需要上报1个载波的CQI。具体地，有两种上报的模式：宽带CQI和子带CQI，宽带CQI是在指终端计算工作载波上全部系统带宽的平均的CQI并上报；子带CQI则是将载波分成几个小的带宽，针对这些小的带宽各自测量并上报各自的CQI。

而对于载波聚合的场景仍采用现有技术就会产生问题。当无线终端处于多载波工作模式下，需要传输多个载波(称为成分载波)的CQI，这样上报的CQI的容量就大大增加，如果对于某些成分载波，是采用子带CQI上报，那么需要上报的CQI容量就更大了；而承载CQI传输的PUCCH的容量有限，格式3的PUCCH的最大容量为48比特，格式2的最大容量为22比特。当PUCCH容量不足以传输所有的CQI时就不得不将多余的CQI丢弃。

现有技术并没有针对多载波情况下，如何选择哪些CQI优先上报给出定义，如果随机地丢弃的CQI恰好较前一个CQI下降很多，那么基站将不能及时的降低调制编码方式，下行链路有可能因此而发生失链；反之，如果丢弃的CQI恰好较前一个CQI高很多，那么基站未能充分利用变好的链路质量，选择更好的调制编码方式，链路容量也没有得到充分利用。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于CQI差值比较来确定多载波场景下各成分载波的CQI上报优先级的方法，对链路性能影响更大的CQI配置更高的上报优先级，从而提升链路性能。

本发明还公开了一种上报信道质量指示(CQI)的方法。当无线终端工作在多载波场景下，有可能需要丢弃某些成分载波的CQI或者子带CQI的上行发送，通过本发明的方法可以确定CQI上报的优先级，让优先级更高的CQI优先被上报，为基站提供更好的调制编码方式的选择参考，有利于降低无线链路失败的概率，同时提高链路性能。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤101，无线终端获得此次需要上报的每个成分载波的CQI，并将各成分载波的CQI值与前一次的CQI值相比较，得到两次的CQI差值。

所述的差值是用此次的CQI值减去前一次的CQI值，结果可能为正、负或者零。

如果是首次上报CQI，则不作差值，直接转到步骤2的过程，确定上报优先级。

步骤201，根据步骤101得到的各成分载波的CQI差值来确定每个成分载波CQI的上报优先级。具体方式如下：

A.如果是某个载波的首次CQI上报，则具有最高的上报优先级；

B.将非首次上报的CQI差值按照负值和非负值分成两组，差值为负值的所有成分载波的CQI具有较高的上报优先级，差值为非负值的所有成分载波的CQI具有较低的上报优先级；

C.在负值和非负值的两个CQI差值组中，都按照CQI差值的绝对值从高到低进行排序，绝对值越大的具有越高的上报优先级，越小的具有越低的上报优先级。

步骤301，将确定好上报优先级的CQI按照优先级从高到低的顺序依次放入到PUCCH中发送，直到达到PUCCH的容量的上限为止，多余的CQI被丢弃。

同时，将此次测量得到的各成分载波或者载波子带的CQI值进行存储，用于下一次的CQI优先级的确定。

与现有技术相比，本发明可以使基站在上行PUCCH容量有限情况下，优先传输变差的CQI和变化幅度更大的CQI，从而更好的监测下行链路质量变化情况，选择合适的调制编码方式，提升链路性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明第一实施例的方法流程示意图；

图2为CQI存储和上报格式的示意图，其中，

a)为宽带CQI的存储和上报格式示意图

b)为子带CQI的存储和上报格式示意图

图3为本发明第二实施例的方法流程示意图；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例中，无线终端(UE)配置了5个载波，分别表示为CC1，CC2，CC3，CC4，CC5。如图1为本发明第一实施例的方法流程示意图，包括：

步骤S101：UE从基站获得需要测量CQI的成分载波CC1，CC2，CC3，CC4，CC5以及如何上报上述成分载波的方式，具体包括上报宽带CQI方式或者是上报子带CQI方式；对于上报子带CQI方式，则还包括子带的索引。

所谓的宽带CQI是指该成分载波在全部带宽上的平均CQI值；子带CQI是指该成分载波在某一部分带宽上的CQI值。

优选地，基站告知UE上报CQI的方式通常是包含在层3的信息中发送给UE，消息中包含以下内容：成分载波编号，CQI上报方式以及子带CQI索引。

步骤S102：UE获取成分载波CC1，CC2，CC3，CC4，CC5上需要上报的CQI值，这些CQI值包括宽带CQI和子带CQI。

通常情况下，UE通过测量相应成分载波或者成分载波子带的参考信号的信噪比(SINR)来计算CQI值。所述的参考信号可以是UE专用参考信号(UE-specific RS)，或者信道状态指示参考信号(CSI-RS)。在测量得到SINR后，UE根据预先得到的SINR和CQI映射关系来确定CQI。

所述的映射关系事先存储在UE内部。映射关系的具体确定方法为：在每一种CQI下，测量当前接收信号的在不同SINR下的BLER，得到SINR和BLER的关系曲线，找出BLER临界于10％的SINR点，这个SINR值就是与当前CQI下的具有对应关系的值。利用这种方法可以确定所有CQI与SINR对应关系。

假设本实施例中，UE要上报CQI的成分载波和子带索引及其对应的CQI值的信息如表1所示：

表1

进一步地，UE在获得的CQI值的同时将这些CQI值及其对应的载波或载波子带信息进行存储，用于后续步骤中CQI差值的比较。要存储的信息至少应该包括表格中所示的信息，即成分载波编号，上报CQI类型，CQI值，如果有子带CQI，还包括子带索引。

载波聚合场景中最多支持5个下行成分载波，因此也可以用1，2，3，4，5或者0，1，2，3，4来表示成分载波的编号，这些编号最少需要用3位二进制来表示。

上报CQI类型可以用1位二进制比特来表示，0表示宽带CQI，1表示子带CQI；或者1表示宽带CQI，0表示子带CQI。

如果CQI类型指示为子带CQI，则需要更进一步指示具体的子带索引号，根据现有协议规范，LTE系统的子带个数最大值为4，因此可以用2位二进制比特来表示子带索引号。

CQI值的大小范围为0到15，因此需要4位二进制比特来表示。

总结上述规则，要上报的CQI的格式如附图2所示，图2的(a)和(b)分别表示出了宽带CQI和子带CQI上报的格式和需要的比特数。

CQI的成分载波编号和子带索引可以按照频域从低到高或者从高到低来编号

步骤S103：取出前一次CQI上报时存贮的各成分载波的CQI信息，其中应该包括相应的成分载波编号、子带索引和相应的CQI值。并将此次CQI值与上次相同载波或者相同子带上的CQI值相减获得差值。

对于某个成分载波或者某个成分载波的子带首次上报的情况，则没有差值。

对于本次要上报的各成分载波或成分载波的各子带，根据索引在前一次存储的CQI信息表格中查找是否有相同的载波或载波的子带，如果有，将两次CQI相减获得差值，如果没有，则本次的CQI值为首次上报。假设本实施例中，上报的CQI差值如表2所示：

表2

步骤S104：将得到的CQI差值进行优先级排序，对于首次上报的CQI(即CC3)，其优先级为最高，剩余的成分载波及载波子带差值的绝对值越大的优先级越高，根据表2，得到的排序结果为：

CC3→CC4的子带3→CC4的子带2→CC2的子带3→CC5的子带1→CC5的子带2，CC2的子带2→CC1→CC4的子带1→CC2的子带1。

对于差值相同的情况，本发明先比较CQI的上报类型，由于宽带CQI指示的是系统带宽的信道质量，且一个成分载波只有一个宽带CQI，因此宽带CQI的优先级高于子带CQI；如果CQI的上报类型也相同，则随机地排序优先级。

上述CQI差值排序中相同的有：差值为-3的CC2的子带2和CC5的子带2，差值为-2的CC1和CC4的子带1。

按照以上方法，CC1的优先级高于CC4的子带1，CC5的子带2的优先级高于CC2的子带2。

对于新增加的载波或者载波子带的CQI，因为是首次上报，不存在CQI差值。其优先级高于其他CQI。

如果有多个首次上报的CQI，其优先级顺序如下：

A.宽带CQI的优先级高于子带CQI；

B.在宽带CQI中，成分载波系统带宽越大的，其上报优先级越高；

C.在子带CQI中，子带个数较少的优先级较高。

步骤S105：按照上一步骤的优先级顺序，依次将对应的CQI信息承载到PUCCH中进行上报。

上一步骤得到的优先级顺序为：

CC3→CC4的子带3→CC4的子带2→CC2的子带3→CC5的子带1→CC5的子带2，CC2的子带2→CC1→CC4的子带1→CC2的子带1。

则依照上述顺序按照附图2所定义的信息格式(包括成分载波编号，上报CQI类型，子带索引，CQI值)依次承载在PUCCH中上报。上述实施例中各成分载波或子带的上报CQI的信息比特量分别为：8bit，10bit，10bit，10bit，10bit，10bit，10bit，8bit，10bit，10bit。在LTE系统中，PUCCH的最大容量为PUCCH格式3，即48bit。假设本实施例中，UE即采用PUCCH格式3来上报CQI，则实际被上报的CQI为：CC3，CC4的子带3，CC4的子带2，CC2的子带3，CC5的子带1；被丢弃的CQI是：CC5的子带2，CC2的子带2，CC1，CC4的子带1，CC2的子带1。如果UE采用其他格式的PUCCH，则被丢弃的CQI更多。

随后，UE将承载在PUCCH上的CQI信息发送给基站。

利用本实施例的方法，UE在无法上报所有的CQI信息的情况下，优先上报了CQI变化最多的信息，即CC3，CC4的子带3，CC4的子带2，CC2的子带3，CC5的子带1的CQI。如果采用现有技术，UE则可能会丢弃这几个CQI中的一个或几个，虽然本实施例也丢弃了其它一些CQI信息，但是差值越大的CQI越可能影响正常的通信过程，越需要基站监测降低编码或调制的等级，因此，本实施例中的方法可以在整体上提高基站监测链路质量的能力。

实施例二

针对CQI差值中既有负值，也有非负值的场景，本实施的流程如附图3所示。假设UE配置了5个载波，分别为CC1，CC2，CC3，CC4，CC5。利用实施例1的方法已经得到了本次CQI和前一次CQI的差值信息如表3：

表3

与实施例一相比较，实施例二在排定CQI上报优先级时多了两个步骤，即

步骤S1041，将CQI差值为负数的优先级设定为高于CQI差值为非负值的优先级；和

步骤S1042，对于CQI差值为非负值进行排序，绝对值越高的优先级越高。

具体到如表3所示的情况，CC3的CQI是首次上报，因此其优先级最高，其余的CQI中，CC5的子带1，CC5的子带2的CQI差值为负值，其上报优先级高于其他CQI。因为CQI差值为负值表明信道质量变坏，而CQI差值为正值表明信道质量变好，信道质量变坏可能会影响无线链路的正常维持，对通信的影响更大，优先上报可以使基站及时地监测并相应调整。

对于CQI差值为负值的CQI序列按照实施例一所提供的方法排定优先级。

对于CQI差值为非负值的情况，CQI差值越大其优先级越高。CQI差值为正，表明信道质量变好，可以促使基站选择更高阶的调制方式和更快的编码速率，这样有利于提高数据传输速率，从而提高系统传输的效率。而CQI变好的幅度越大，所能提升的调制方式和编码速率的空间就越大，系统效率的提升空间也就越大。因此，将非负值的CQI差值按照从大到小排序优先级可以最大限度的提高系统效率。

按照以上的方法，得到的CQI上报的优先级顺序为：

CC3→CC5的子带1→CC5的子带2→CC4的子带3→CC4的子带2→CC2的子带3，CC2的子带2→CC4的子带1→CC1→CC2的子带1。

按照附图2所定义的信息格式，上述载波或载波子带的CQI信息的比特数分别为：8bit，10bit，10bit，10bit，10bit，10bit，10bit，10bit，8bit，10bit。

仍旧假设UE采用PUCCH格式3的48比特容量用来上报CQI，则实际被上报的CQI为：CC3，CC5的子带1，CC5的子带2，CC4的子带3，CC4的子带2；被丢弃的部分为：CC2的子带3，CC2的子带2，CC4的子带1，CC1，CC2的子带1。

本实施例用来确定CQI差值为负值和非负值的上报优先级，确保了基站优先获得链路质量变坏的CQI信息，有利于保持正常的通信过程。另一方面，对于CQI差值为正值的情况，优先上报差值较大的CQI可以使基站优先获得链路容量提升空间较大的CQI，有利于最大限度的提升链路容量。

综合上述两个实施例，可以看出，与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：可以使本发明将CQI差值为负值的情况设为较高的上报优先级，这样有利于监测下行链路质量变坏的情况，避免无线链路失败。因为如果该CQI被丢弃的话，基站将保留原来的调制编码方式，这样就很容易产生下行链路误码率超过0.1，发生链路失败。另外，本发明将CQI差值变化越大的情况设置为更高的上报优先级，这样有利于基站监测到链路变化情况，如果某个载波CQI差值较其它载波变的更大，表明该载波所处的无线环境变化更剧烈，则基站下行的调制和编码方式能及时地改变以维持无线链路的稳定，如果在无线环境变好的场景下，往往能获得更高的速率和链路容量提升空间。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种上报信道质量指示的方法，其特征在于，包括：

无线终端获取多个成分载波的信道质量指示值；

对于首次上报的信道质量指示值，其上报优先级为第一优先级；

对于非首次上报的信道质量指示值，所述无线终端将本次上报的信道质量指示值与上次获取的信道质量指示值相减获得所述成分载波的信道质量指示值的差值；

对于所述差值为负值的成分载波的信道质量指示值，其上报优先级为第二优先级；

对于所述差值为非负值的成分载波的信道质量指示值，其上报优先级为第三优先级；

所述无线终端按照优先级从高到低的顺序逐个将所述成分载波的信道质量指示值放入上行控制信道，直至达到容量的上限；

所述无线终端通过上行控制信道将所述成分载波的信道质量指示值上报至基站。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

对于所述差值为负值的成分载波的信道质量指示值，按照所述差值的绝对值从高到低进行排序，绝对值越大的具有越高的上报优先级；

对于所述差值为非负值的成分载波的信道质量指示值，按照所述差值的绝对值从高到低进行排序，绝对值越大的具有越高的上报优先级。

3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，

所述成分载波的信道质量指示值包括所述成分载波的宽带信道质量指示值，或者是所述成分载波的子带信道质量指示值；

所述成分载波的宽带信道质量指示值的上报优先级高于所述成分载波的子带信道质量指示值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述无线终端通过测量所述成分载波的宽带或者子带的参考信号的信噪比来计算所述成分载波的信道质量指示值；

所述参考信号可以是终端专用参考信号，或者是信道状态指示参考信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述无线终端上报所述成分载波的信道质量指示值，包括，

成分载波编号，占用3位二进制比特，以及

上报信道质量指示类型，占用1位二进制比特，以及

信道质量指示值，占用4位二进制比特，以及

如果所述上报信道质量指示值为子带信道质量指示值，还包括子带索引，占用2位二进制比特。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述无线终端在获取所述多个成分载波的信道质量指示值的同时，还存贮所述多个成分载波的信道质量指示值。

7.一种基于信道质量指示值差值来确定成分载波的信道质量指示值上报优先级的方法，其特征在于，

无线终端获取多个成分载波的信道质量指示值；

对于非首次上报的信道质量指示值，所述无线终端将本次上报的信道质量指示值与上次获取的信道质量指示值相减获得所述成分载波的信道质量指示值的差值；

所有差值为负值的所述成分载波的信道质量指示值，其上报优先级高于所有差值为非负值的所述成分载波的信道质量指示值；

对于所述差值为负值的成分载波的信道质量指示值，按照所述差值的绝对值从高到低的顺序进行排序，绝对值越大的具有越高的上报优先级；

对于所述差值为非负值的成分载波的信道质量指示值，按照所述差值的绝对值从高到低的顺序进行排序，绝对值越大的具有越高的上报优先级。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

如果多个所述成分载波的信道质量指示值差值相同，则所述成分载波的宽带信道质量指示值的上报优先级高于所述成分载波的子带信道质量指示值；

如果多个所述成分载波的信道质量指示值差值相同并且均为子带信道质量指示值，则子带个数较少的所述成分载波的宽带信道质量指示值的上报优先级高于子带个数较多的所述成分载波的宽带信道质量指示值的上报优先级。

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