CN103037513A

CN103037513A - 增强下行控制信息以提高系统频谱效率的方法

Info

Publication number: CN103037513A
Application number: CN2011102963715A
Authority: CN
Inventors: 刘建国; 刘铮; 蒋琦; 杨红卫; 王栋耀; 沈钢
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: CN103037513B

Abstract

本发明涉及一种在无线通信网络的基站中增强所述系统的频谱效率的方法，包括：接收来自用户设备的信道状态信息；根据所述信道状态信息为所述用户设备分配资源块；确定所述用户设备的每个所分配的资源块的信道条件；基于所确定的信道条件，将所分配给所述用户设备的资源块分为K个资源块组，其中将具有相似的无线信道条件的资源块确定为一个资源块组；确定所确定的资源块组中每个资源块组对应的调制编码方案；发送下行控制信息，所述下行控制信息中包括所述所分配的资源块与所述资源块组的映射信息以及所确定的所述调制编码方案。通过依据本发明的方法，充分利用用户设备的频率选择增益，提高系统频谱效率，进而增加系统的吞吐量。

Description

增强下行控制信息以提高系统频谱效率的方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体地，涉及一种在无线通信系统中通过增强下行控制信息来提高系统频谱效率的方法。

背景技术

3GPP长期演进(Long Term Evolution：LTE)技术的后续演进系统支持频率分集性调度(frequency diversity scheduling：FDS)和频率选择性调度(frequency selective scheduling：FSS)。对于频率选择性调度，基站根据信道状态信息(Channel State Information：CSI)报告，将资源块分配给具有最佳信道质量的用户设备。

信道状态信息报告中包括用户设备侧的信道质量指示(Channel Quality indicator：CQI)、预编码矩阵指示(Precoding MatrixIndicator：PMI)、预编码类型指示(Precoding type indicator：PTI)、和/或秩指示(Rank Indication：RI)等。

当被调度的用户设备的信道经历频率选择衰落时，分配给相同的用户设备的不同的物理资源块(Physical Resource Block：PRB)可能具有不同的信道质量，因此允许采用不同的调制编码方案(Modulation and Coding Scheme：MCS)。尤其是在载波汇聚(CarrierAggregation：CA)和多用户多输入多输出(Multi User-Multi InputMulti Output：MU-MIMO)/多点协作(Coordination of Multi Point：CoMP)模式下，考虑多用户配对的影响，被调度的用户设备的信道质量在两个不同的资源块之间明显不同。

然而由于现有物理下行控制信道(Physical Downlink ControlChannel：PDCCH)下行控制信息(Downlink Control Information：DCI)格式的限制，在一个下行传输时间间隔(Transmission TimeInterval：TTI)内，每用户设备每传输块仅使用统一的调制编码方案。该调制编码方案是通过所有分配给该用户设备的的物理资源块上的平均信道条件来确定的。因为频率选择增益利用的效率低，这些将导致物理下行共享控制信道(Physical Downlink Shared ControlChannel：PDSCH)上的性能损失。

发明内容

如果能够提出一种获得频率选择增益，并提高系统频谱效率的方法将是十分有益的。在本发明中，尤其为CA和MU-MIMO/CoMP传输场景提出了增强的下行控制信息格式，以支持在每次调度中为每传输块采用多种调制编码方案。

根据本发明的一个方面，提出了一种在无线通信网络的基站中增强所述系统的频谱效率的方法，包括如下步骤：a.接收来自用户设备的信道状态信息；b.根据所述信道状态信息对所述用户设备进行调度及资源分配；所述步骤b包括：b1.根据所述信道状态信息为所述用户设备分配资源块；b2.确定所述用户设备的每个所分配的资源块的信道条件；c.基于所确定的信道条件，将所分配给用户设备的资源块分为K个资源块组，其中将具有相似的无线信道条件的资源块确定为一个资源块组；d.确定所确定的资源块组中每个资源块组对应的调制编码方案；e.发送下行控制信息，所述下行控制信息中包括所述所分配的资源块与所述资源块组的映射信息以及所述步骤d中确定的所述调制编码方案。

根据本发明的另一个方面，提出了一种在无线通信网络的用户设备中增强所述系统的频谱效率的方法，包括如下步骤：i.向基站发送信道状态信息；ii.接收来自所述基站的下行控制信息；iii.接收来自所述基站的数据信息；iv.根据所述下行控制信息解调所接收到的数据信息；其中，所述下行控制信息包括所述基站为所述用户设备分配的资源块与资源块组的映射信息，以及与所述资源块组中每个资源块组对应的调制编码方案；其中，所述资源块组包含具有相似的无线信道条件的资源块。

通过本发明的技术方案，基于频率选择性调度器的调度结果，服务基站将所分配的具有相似无线信道条件的资源块分组，以分享相同的调制编码方案。在新的DCI中指示每个资源块的调制编码方案设置。在这种情况下，服务基站根据分组状态，将每个传输块分段成若干个子传输块，并将每个子传输块传送到独立的信道编码器。随后将调制符号独立地映射到各资源块组相应的资源单元。用户设备根据在增强的PDCCH DCI格式中检测到的资源分配的分配信息解码每个编码块的数据。增强的DCI设计允许通过循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check：CRC)为每个传输块或每子传输块进行误码检测。

通过本发明的方案，通过增强的PDCCH来改进系统的频谱效率，以支持在一个传输块中选择多种调制编码方案，旨在在CA和MU-MIMO/CoMP模式下，进一步获得所调度的用户设备的频率选择增益，提高系统频谱效率，进而增加系统的吞吐量，并同时最小化对现有标准的影响。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1示出了依据本发明的一个实施例的方法流程图；

图2示出了在本发明一个实施例中基站分配给用户设备的资源块的分组与相应的信道质量指示关系的示意图；

图3示出了依据本发明的另一实施例的方法流程图；

图4示出了多用户多输入多输出系统中关于系统吞吐量的性能估计；

图5示出了CoMP JT系统中关于系统吞吐量的性能估计。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细的示例性描述。

图1示出了依据本发明的一个实施例的方法流程图。在方法步骤S11中，用户设备向基站发送信道状态信息，信道状态信息可以包括：信道质量指示、预编码矩阵指示、预编码类型指示、和/或秩指示等。在步骤S12中，基站根据所接收到的信道状态信息，对用户设备进行调度及资源分配。步骤S12包括：步骤S121根据所述信道状态信息为所述用户设备分配资源块；步骤S122确定用户设备的每个所分配的资源块的信道条件。在图1所示的实施例中，无线信道条件可以包括信道的等效信号与干扰加噪声比和/或调制编码方案。在步骤S13中，基站基于所确定的信道条件，将具有相似的无线信道条件的资源块确定为一个资源块组。在图1所示的实施例中，相似的无线信道条件可以包括信道的等效信号与干扰加噪声比或调制编码方案相同或处于一个预先确定的范围内。在步骤S14中，基站确定所确定的资源块组中每个资源块组对应的调制编码方案。在依据本发明的一个实施例中，无线信道条件是信道的等效信号与干扰加噪声比，在步骤S14中可以将调制编码方式可以确定为：

[MCS₁，…，MCS_K]＝f(SINR₁，…，SINR_K)

其中，所述SINR_k和MCS_k表示关于所述资源块组RBS_k的等效信号与干扰加噪声比和调制编码方案，f(x)表示是x的函数。

在步骤S15中，基站向用户设备发送下行控制信息，该下行控制信息中包括在步骤S12中所分配的资源块与在步骤S13中确定的资源块组的映射信息以及步骤S14中确定的与每个资源块组对应的调制编码方案。

图2示出了在本发明一个实施例中，基站分配给用户设备的资源块的分组与相应的信道质量指示关系的示意图。如图2所示，基站中的频率选择调度器可将N个非连续的资源块分配给一个信道经历频率选择性衰落的被调度的用户设备，如3GPP LTE/LTE演进系统中定义的，其中一个资源块可以是资源分配类型0/1的一个资源块组，或是资源分配类型2的虚拟资源块组。现有技术中，针对在PDCCH DCI中指示的资源分配，根据分配给该用户设备的资源块的平均信道条件为每个传输块确定一个统一MCS：

MCS＝f(SINR₁，...，SINR_N)

其中，SINR_n表示相应的资源块RB_n，n＝1，…，N的有效SINR。在这里f(x)表示x的函数。

对于本发明所提出的增强的DCI，服务于被调度的用户设备的的基站将首先将分配给被调度的用户设备的资源块分组，其中将具有相似的无线信道条件的资源块确定为一个资源块组，以分享一个相同的调制编码方案。在这里，如果无线信道条件是指信道的等效信号与干扰加噪声比，并假设将分配给每个用户设备的资源块能够被分为K个资源块组。

在图2所示的例子中，基站将资源块RB₁、RB_n、RB_n+1、RB_N分配给一用户设备，其中基站根据用户设备反馈的信道状态信息，获得信道质量指示，如图2纵轴所示。在这一实施例中，将信道质量指示处于一预先确定的范围内的资源块确定为一个资源块组。这里，认为资源块RB_n、RB_n+1的信道质量指示处于一预先确定的范围内，将资源块RB_n、RB_n+1确定为一个资源块组RBS_k。另外将RB₁和RB_N分别确定为资源块组RBS₁和RBS_K。

相应地，对应于K个资源块组的K个MCS可以被确定为：

[MCS₁，…，MCS_K]＝f(SINR₁，…，SINR_K)

其中，SINR_k和MCS_k表示关于所述资源块组RBS_k的等效信号与干扰加噪声比和调制编码方案，f(x)表示是x的函数。

可以通过将该资源块组RBS_k所包含的资源块的等效信号与干扰加噪声比求平均来获得SINR_k。或者也可以通过本领域技术人员能够想到的其他方式来获得SINR_k。

基于现有的DCI格式，在本发明中，在新的DCI中将进一步指示：资源块与资源块组之间的资源块映射信息以及与每个资源块组对应的调制编码方案。

图3示出了依据本发明的另一实施例的方法流程图。在步骤S31中，基站首先基于调度及资源分配信息，计算整个待传输的传输块的大小。在图3所示的实施例中，在步骤S31之后执行步骤S32，即将CRC校验码附加至待传输的传输块。在步骤S32之后执行步骤S33，根据资源块和资源块组之间的映射信息以及所确定的调制编码方案，将所述传输块分为K个子传输块，并确定每个子传输块的大小，其中K为所述资源块组的个数。这一实施例的优点在于冗余较少。或者在依据本发明的另一个实施例中，在步骤S31之后先执行步骤S33，将待传输的传输块分为K个子传输块；在执行步骤S33之后再将CRC校验码附加至每个子传输块。这一另外的实施例的优点在于，在发生误码需要重传的情况下，只需要重传出错的子传输块，无需重传整个待传输的传输块。由于每个子传输块采用不同的调制编码方案，每个子传输块将被分别地编码并进入独立的编码块分段模块。最终，调制符号将被映射到与该子传输块相关联的分组的资源块组的资源元素上。

具体地，在步骤S34中按照最大编码块大小要求，将所述K个子传输块中的每个子传输块的输入比特分段为编码块，并将将编码块校验码附加至各个编码块的信息位后面。在步骤S35中对步骤S34中得到的编码块进行信道编码。在步骤S36中进行速率匹配，在步骤S37中进行编码块级联。

能够理解，这里所添加的CRC校验码也可以是本领域技术人员能够想到的其他校验码。

用户设备从增强的PDCCH DCI中读取调度信息，用户设备将解码以不同的调制编码方式分开的子传输块，并随后将所有的子传输块连接成一个传输块。最终，用户设备通过传输块附加的校验码检测传输块是否存在误码。对于依据本发明的另一实施例，用户设备先通过子传输块附加的校验码校验子传输块是否存在误码，如果校验确定该子传输块正确，则向基站发送肯定确认信息；如果校验确定该子传输块不正确，则向基站发送否定确认消息，以请求基站重发该子传输块，在所有子传输块都正确接收之后，再将所有的子传输块连接成一个传输块。

根据本发明的另一个实施例，用户设备先将解调得到所有子传输块连接成为一个传输块，再通过该传输块附加的校验码对该传输块进行校验；如果校验确定该传输块正确，则向所述基站发送肯定确认信息；如果校验确定该传输块不正确，则向所述基站发送否定确认消息，以请求所述基站重发整个传输块。

图4示出了多用户多输入多输出系统中关于系统吞吐量的性能估计。为了简便，仅评估了每用户单流的情况，其他仿真假设和参数如表1所示。

表1

在上述实验条件下，从图4和图5中的实验结果可以看出，本发明获得了较现有技术更大的系统吞吐量。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

Claims

1.一种在无线通信网络的基站中增强所述系统的频谱效率的方法，包括：

a.接收来自用户设备的信道状态信息；

b.根据所述信道状态信息对所述用户设备进行调度及资源分配；所述步骤b包括：

b1.根据所述信道状态信息为所述用户设备分配资源块；

b2.确定所述用户设备的每个所分配的资源块的信道条件；

c.基于所确定的信道条件，将所分配给所述用户设备的资源块分为K个资源块组，其中将具有相似的无线信道条件的资源块确定为一个资源块组；

d.确定所确定的资源块组中每个资源块组对应的调制编码方案；

e.发送下行控制信息，所述下行控制信息中包括所述所分配的资源块与所述资源块组的映射信息以及所述步骤d中确定的所述调制编码方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线信道条件包括信道的等效信号与干扰加噪声比和/或调制编码方案。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述无线信道条件是信道的等效信号与干扰加噪声比，所述步骤d中确定的调制编码方式可以表示为：

[MCS₁，…，MCS_K]＝f(SINR₁，…，SINR_K)

其中，K表示所述资源块组的个数，所述SINR_k和MCS_k表示关于所述资源块组RBS_k的等效信号与干扰加噪声比和调制编码方案，k＝1，…，K，f(x)表示是x的函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

m.基于调度及资源分配信息，计算整个待传输的传输块的大小；

n.根据所述映射信息以及所述所确定的调制编码方案，将所述传输块分为K个子传输块，并确定每个子传输块的大小，其中K为所述资源块组的个数；

p.按照最大码块大小要求，将所述K个子传输块中的每个子传输块的输入比特分段为编码块；

q.将编码块校验码附加至所述步骤p中获得的所述各个编码块的信息位后面；

r.对所述步骤q中得到的编码块进行信道编码；

s.进行速率匹配；

t.进行编码块级联。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤m之后，在所述步骤n之前还包括：

将校验码附加至待传输的传输块。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤n之后还包括步骤：

将校验码附加至所述子传输块。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述校验码为循环冗余校验码。

8.一种在无线通信网络的用户设备中增强所述系统的频谱效率的方法，包括如下步骤：

i.向基站发送信道状态信息；

ii.接收来自所述基站的下行控制信息；

iii.接收来自所述基站的数据信息；

iv.根据所述下行控制信息解调所接收到的数据信息；

其中，所述下行控制信息包括所述基站为所述用户设备分配的资源块与资源块组的映射信息，以及与所述资源块组中每个资源块组对应的调制编码方案；

其中，所述资源块组包含具有相似的无线信道条件的资源块。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述无线信道条件包括信道的等效信号与干扰加噪声比和/或调制编码方案。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果所述无线信道条件是信道的等效信号与干扰加噪声比，所述步骤d中确定的调制编码方式可以表示为：

[MCS₁，…，MCS_K]＝f(SINR₁，…，SINR_K)

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

v.将所述解调得到的所有子传输块连接成为一个传输块；

vi.通过所述传输块附加的校验码对所述传输块进行校验；

vii.如果所述校验确定所述传输块正确，则向所述基站发送肯定确认信息；如果所述校验确定所述传输块不正确，则向所述基站发送否定确认消息，以请求所述基站重发整个传输块。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

v.通过由所述解调得到的子传输块附加的校验码对所述子传输块进行校验；

vi.如果所述校验确定所述子传输块正确，则向所述基站发送肯定确认信息；如果所述校验确定所述子传输块不正确，则向所述基站发送否定确认消息，以请求所述基站重发所述子传输块；

vii.在所有子传输块都正确接收之后，将所有子传输块连接成为一个传输块。

13.根据权利要求8-12中任意一项所述的方法，其特征在于，所述校验码为循环冗余校验码。