CN103888216B - 一种信道质量指示cqi上报方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种信道质量指示CQI上报方法及装置，涉及无线通信技术，当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行CQI上报时，在对所述空间复用传输系统进行信号检测后，对确定的各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正，修正值根据各层信道空间的检测后信号的SINR的均值确定，因此修正后的SINR准确性较高，从而提高了根据SINR确定各层信道空间的CQI的准确性，令上报的CQI更加准确。

Description

一种信道质量指示CQI上报方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种信道质量指示CQI上报方法及装置。

背景技术

在空间复用传输的多天线系统中，一种确定信道质量指示(Channel QualityIndicator，CQI)进行上报的方法为首先确定信号检测的检测后信号的信噪比(Signal tointerference Plus Noise Ratio，SINR)，再通过查表等的方式，根据SINR确定各层信道空间的CQI，并进行上报。

SINR的确定方法基于使用的信号检测方法，对于进行信号传输的信道空间，即传输层只有一层时，可以使用线性检测进行检测，如迫零(zero-forcing，ZF)检测及最小均方误差(Minimum Mean Square Error，MMSE)检测，这两种算法复杂度较低。其SINR确定的方式也比较简单，例如，使用ZF检测时，多天线系统各层信道空间的检测后信号的SINR组成的向量为：

其中H为信道估计值矩阵，δ²为噪声方差。SINR中包含了N_L个SINR值，N_L为信道空间层数，diag为提取矩阵的主对角线元素的运算符号；

使用MMSE检测时，多天线系统各层信道空间的检测后信号的SINR组成的向量为：

其中I为N_L行N_L列的单位矩阵。

当传输层数大于1时，若采用线性检测算法进行检测，准确性相对较差，确定的SINR也准确性相对较差，而采用非线性的检测算法可以获得更好的检测性能，一种非线性信号检测的方法为QRD-M检测，该检测是一种简化的最大似然检测，该算法采用树形搜索的方法，在树形搜索过程中，对每一层信道空间选取最有可能为该层发送端发送信号的多个的星座符号保留，并选取最有可能为发送端发送的信号向量的星座符号的组合，该星座符号的组合是一个矢量，将该星座符号的组合作为输出的检测结果。

对于QRD-M检测这样的非线性检测，目前使用确定线性检测的SINR确定方法来确定检测后信号的SINR，导致确定的SINR准确性较差，不能很好的反映传输的CQI，会导致信号不能在最合适的速率下进行传输，因此根据该SINR确定各层信道空间的CQI的准确性也较差。

综上所述，当传输层数大于1时，当前确定SINR的方法的准确性较差，导致根据SINR确定CQI的准确性也较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种信道质量指示CQI上报方法及装置，以提高当传输层数大于1时，根据SINR确定CQI的准确性。

一种信道质量指示CQI上报方法，包括：

当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行CQI上报时，对空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间的检测后信号，并确定各层信道空间的检测后信号的信噪比SINR，并确定各层信道空间的检测后信号的SINR的均值；

根据SINR的均值确定SINR修正值，并根据SINR修正值对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正；

根据修正后的各层信道空间的检测后信号的SINR确定各层信道空间的信道质量指示CQI，并对各层信道空间的CQI进行上报。

一种信道质量指示CQI上报装置，包括：

第一确定单元，用于当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行CQI上报时，对空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间的检测后信号，并确定各层信道空间的检测后信号的信噪比SINR，并确定各层信道空间的检测后信号的SINR的均值；

第二确定单元，用于根据SINR的均值确定SINR修正值，并根据SINR修正值对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正；

第三确定单元，用于根据修正后的各层信道空间的检测后信号的SINR确定各层信道空间的信道质量指示CQI，并对各层信道空间的CQI进行上报。

本发明实施例提供了一种信道质量指示CQI上报方法及装置，当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行CQI上报时，在对空间复用传输系统进行信号检测后，对确定的各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正，修正值根据各层信道空间的检测后信号的SINR的均值确定，因此修正后的SINR准确性较高，从而提高了当传输层数大于1时，根据SINR确定各层信道空间的CQI的准确性，令上报的CQI更加准确。

附图说明

图1为本发明实施例提供的CQI上报方法流程图之一；

图2为本发明实施例提供的一种确定各层信道空间的检测后信号的SINR的方法流程图；

图3为本发明实施例提供的CQI上报方法流程图之二；

图4为本发明实施例提供的一种CQI上报装置示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种信道质量指示CQI上报方法及装置，当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行CQI上报时，在对所述空间复用传输系统进行信号检测后，对确定的各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正，修正值根据各层信道空间的检测后信号的SINR的均值确定，因此修正后的SINR准确性较高，从而提高了当传输层数大于1时，根据SINR确定各层信道空间的CQI的准确性，令上报的CQI更加准确。

如图1所示，本发明实施例提供一种信道质量指示CQI上报方法，包括：

S101、当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行CQI上报时，对空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间的检测后信号，并确定各层信道空间的检测后信号的SINR，并根据各层信道空间的检测后信号的SINR确定该空间复用传输系统的SINR的均值；

S102、根据所述SINR的均值确定SINR修正值，并根据所述SINR修正值对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正；

S103、根据修正后的各层信道空间的检测后信号的SINR确定各层信道空间的CQI，并对所述各层信道空间的CQI进行上报。

根据SINR的均值确定SINR修正值，对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正，则修正后的SINR准确性较高，能很好的反应传输的CQI，可以提高当传输层数大于1时，根据SINR确定各层信道空间的CQI的准确性。

较佳的，S101中对空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间的检测后信号时，使用的信号检测方法可以为非线性信号检测方法或者线性信号检测方法，为了达到较佳的信号检测效果，可以选择非线性信号检测方法，则S101中对空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间的检测后信号，具体为：

对空间复用传输系统进行非线性信号检测确定各层信道空间的检测后信号。

S101中确定各层信道空间的检测后信号的SINR的方法有很多，较佳的，可以通过线性检测的方式确定各层信道空间的检测后信号SINR。S101中确定各层信道空间的检测后信号的SINR具体包括：

根据通过线性检测进行信号检测时的检测后信号的SINR的确定方法，确定各层信道空间的检测后信号的SINR。

具体的，可以使用ZF检测的检测后信号的SINR确定方法及MMSE检测的检测后信号的SINR确定方法，较佳的，当采用MMSE检测的检测后信号的SINR确定方法确定各层信道空间的检测后信号的SINR时，具体的，如图2所示，S101中确定各层信道空间的检测后信号的SINR具体包括：

S201、确定所述空间复用传输系统传输层数为N时的信道估计值矩阵及噪声方差；

S202、确定各层信道空间的检测后信号的SINR组成的向量为：

其中，H为信道估计值矩阵，δ²为噪声方差，I为N行N列的单位矩阵，diag为提取矩阵的主对角线元素的运算符号；

S203、确定各层信道空间的检测后信号的SINR为所述向量中对应各层信道空间的元素。

当采用ZF检测的检测后信号的SINR确定方法确定各层信道空间的检测后信号的SINR时，S202即为：确定各层信道空间的检测后信号的SINR组成的向量为

其中H为信道估计值矩阵，δ²为噪声方差。

对于不同的确定SINR的方法，根据所述SINR的均值确定的SINR修正值也不相同，较佳的，可以预先设定SINR的均值与SINR修正值的映射关系，进而根据预先设定的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值，SINR的均值与SINR修正值的映射关系根据当前使用的信号检测方法相对于所述线性检测的性能增益确定，具体的，可以根据多次实验的数据和经验值来确定该映射关系。

当然，本领域的技术人员可以采用其他可行方式根据SINR的均值确定SINR修正值，此处不再一一叙述。

较佳的，由于在传输层数不同的情况下，非线性信号检测相对线性信号检测的增益也不相同，传输层数越多，非线性信号检测相对线性信号检测的增益越明显，因此，可以根据传输层数不同设定多个SINR的均值与SINR修正值的映射关系，实际应用中，若传输层数为N，则根据预先设定的传输层数为N时的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值。

进一步，不同的调制方式和码率的情况下，各信道空间对应的SINR值不同，而非线性检测对应线性检测的增益也不同，因此，在设定映射关系时，可以令不同区间的SINR的均值对应不同的SINR修正值，具体的，SINR的均值与SINR修正值的映射关系，具体为：

SINR的均值的区间与SINR修正值的映射关系。

较佳的，在设定映射关系时可以在接收端存储需要在接收端存储_L＝N_L-1个表，其中N_L表示该系统信道空间的总层数。每张表中存储对应的传输层数下K个SINR区间的K-1门限值和对应的K个修正值。对于第n,n∈{1,…L}个表，该表用于存储n+1层传输时的SINR修正值，包含K-1个门限值th₁,th₂…th_K-1和K个修正值δ_SINR,1,δ_SINR,2…δ_SINR,K(δ_SINR,1＜δ_SINR,2＜…＜δ_SINR,K)。假设线性检测的SINR的均值为mean(SINR)，转化为dB值之后为mean_SINR_dB。则根据SINR的均值确定SINR修正值的流程具体为：

SINR_OFFSET＝δ_SINR,1；

SINR_OFFSET＝δ_SINR,2

……

SINR_OFFSET＝δ_SINR,K-1

SINR_OFFSET＝δ_SINR,K

END；

其中，SINR_OFFSET，th₁,th₂…th_K-1均为dB值。

其中SNR的线性值和dB值的转化关系如下式所示：

SINR_dB＝10log₁₀(SINR_linear)。

当然，本领域的技术人员可以采用其他可行方式设定映射关系，此处不再一一叙述。

确定SINR修正值后，根据该SINR修正值对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正，则修正后的SINR可以较准确的反应各层信道空间的CQI，因此，可以通过查表等方式根据修正后的SINR确定CQI，进而实现根据SINR确定CQI并对各层的CQI进行上报。

较佳的，以长期演进(Long Term Evolution，LTE)空间复用的传输为例，终端存储了对应于2层，3层，4层传输时QRD-M检测的修正值和对应的门限值。假设实际的传输层数为2，如图3所示，本发明实施例提供一种CQI上报的具体方法，根据MMSE检测算法的检测后信号的SINR确定方法进行SINR确定和修正，包括：

S301、根据一定带宽内的信道估计值矩阵H，噪声方差δ²等信息确定各层信道空间的检测后信号的信噪比：

S302、根据传输层数确定表现映射关系的查找表；因为此时的传输层数为2，则映射关系为传输层数为2对应的SINR修正值表，如表1所示。

表1、传输层数为2对应的SINR修正值表

S303、计算SINR的均值，将该均值转化为dB值SINR_dB后与对应的SINR修正值表中的门限值相比较，选取对应区间的修正值，对SINR_dB值加上SINR_OFFSET进行修正，获得修正后的SINR的dB值SINR_dB_QRD-M；

S304、将修正后的各层信道空间的检测后信号的SINR的dB值SINR_dB_QRD-M转化为线性值SINR后，计算带宽内的CQI上报值。

具体的，采用查表的方法，在表2中查找与SINR最接近同时小于SINR的门限值所对应的CQI等级即为计算获得的CQI，如果当前计算获得的SINR小于所有的门限值则CQI＝0。在LTE系统中的，CQI∈{0,1,…15}。

SINR	CQI	SINR	CQI	SINR	CQI
						1	0.15	6	1.8	11	15.0
2	0.30	7	2.6	12	24.0
						3	0.5	8	4.1	13	37.0
4	0.8	9	6.7	14	55.0
						5	1.2	10	10.0	15	95.0

表2SINR_QRD-M和CQI等级的对应表格

S305、对CQI进行上报。

如图4所示，本发明实施例提供一种信道质量指示CQI上报装置，包括：

第一确定单元401，用于当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行CQI上报时，对空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间侧检测后信号，并确定各层信道空间的检测后信号的SINR，并根据各层信道空间的检测后信号的SINR确定该空间复用传输系统的SINR的均值；

第二确定单元402，用于根据所述SINR的均值确定SINR修正值，并根据所述SINR修正值对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正；

第三确定单元403，用于根据修正后的各层信道空间的检测后信号的SINR确定各层信道空间的检测后信号的CQI，并对所述各层信道空间的CQI进行上报。

根据SINR的均值确定SINR修正值，对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正，则修正后的SINR准确性较高，能很好的反应传输的CQI，可以提高当传输层数大于1时，根据SINR确定各层信道空间的CQI的准确性。

较佳的，第一确定单元401对空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间的检测后信号时，使用的信号检测方法可以为非线性信号检测方法或者线性信号检测方法，为了达到较佳的信号检测效果，可以选择非线性信号检测方法，则第一确定单元401对空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间的检测后信号，具体为：

对空间复用传输系统进行非线性信号检测确定各层信道空间的检测后信号。

第一确定单元401确定各层信道空间的检测后信号的SINR的方法有很多，较佳的，可以通过线性检测的方式确定各层信道空间的检测后信号SINR。可以为线性检测确定SINR值的方法，第一确定单元401中确定各层信道空间的检测后信号的SINR具体包括：

根据通过线性检测进行信号检测时的检测后信号的SINR确定方法，确定各层信道空间的检测后信号的SINR。

具体的，例如使用ZF检测的检测后信号的SINR确定方法及MMSE检测的检测后信号的SINR确定方法，较佳的，可以通过MMSE检测的检测后信号的SINR确定方法确定各层信道空间的检测后信号的SINR。

具体的，第一确定单元401中确定各层信道空间的检测后信号的SINR，具体用于：

确定所述空间复用传输系统传输层数为N时的信道估计值矩阵及噪声方差；

确定各层信道空间的检测后信号的SINR组成的向量为：

其中，H为信道估计值矩阵，δ²为噪声方差，I为N行N列的单位矩阵，diag为提取矩阵的主对角线元素的运算符号；

确定各层信道空间的检测后信号的SINR为所述向量中对应各层信道空间的检测后信号的元素。

当采用ZF检测的检测后信号的SINR确定方法确定各层信道空间的检测后信号的SINR时，确定各层信道空间的检测后信号的SINR组成的向量为

其中H为信道估计值矩阵，δ²为噪声方差。

较佳的，修正值可以根据当前使用的信号检测方法相对于线性检测的性能增益确定，从而获得较佳的修正效果。

对于不同的确定SINR的方法，根据所述SINR的均值确定的SINR修正值也不相同，较佳的，可以预先设定SINR的均值与SINR修正值的映射关系，进而根据预先设定的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值，SINR的均值与SINR修正值的映射关系根据当前使用的信号检测方法相对于所述线性检测的性能增益确定，具体的，可以根据多次实验的数据和经验值来确定该映射关系。

当然，本领域的技术人员可以采用其他可行方式根据SINR的均值确定SINR修正值，此处不再一一叙述。

较佳的，由于在传输层数不同的情况下，非线性信号检测相对线性信号检测的增益也不相同，传输层数越多，非线性信号检测相对线性信号检测的增益越明显，因此，可以根据传输层数不同设定多个SINR的均值与SINR修正值的映射关系，实际应用中，若传输层数为N，则根据预先设定的传输层数为N时的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值。

进一步，不同的调制方式和码率的情况下，各信道空间对应的SINR值不同，而非线性检测对应线性检测的增益也不同，因此，在设定映射关系时，可以令不同区间的SINR的均值对应不同的SINR修正值，具体的，SINR的均值与SINR修正值的映射关系，具体为：

SINR的均值的区间与SINR修正值的映射关系。

较佳的，在设定映射关系时可以在接收端存储需要在接收端存储_L＝_NL-₁个表，其中_NL表示该系统信道空间的总层数。每张表中存储对应的传输层数下K个SINR区间的K-1门限值和对应的K个修正值。对于第n,n∈{1,…L}个表，该表用于存储n+1层传输时的SINR修正值，包含K-1个门限值th₁,th₂…th_K-1和K个修正值δ_SINR,1,δ_SINR,2…δ_SINR,K(δ_SINR,1＜δ_SINR,2＜…＜δ_SINR,K)。假设线性检测的SINR的均值为mean(SINR)，转化为dB值之后为mean_SINR_dB。则根据SINR的均值确定SINR修正值的流程具体为：

SINR_OFFSET＝δ_SINR,1；

SINR_OFFSET＝δ_SINR,2

……

SINR_OFFSET＝δ_SINR,K-1

SINR_OFFSET＝δ_SINR,K

END；

其中，SINR_OFFSET，th₁,th₂…th_K-1均为dB值。

其中SNR的线性值和dB值的转化关系如下式所示：

SINR_dB＝10log₁₀(SINR_linear)。

当然，本领域的技术人员可以采用其他可行方式设定映射关系，此处不再一一叙述。

确定SINR修正值后，根据该SINR修正值对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正，则修正后的SINR可以较准确的反应各层信道空间的CQI，因此，可以通过查表等方式根据修正后的SINR确定CQI，进而实现根据SINR确定CQI并对各层的CQI进行上报。

本发明实施例提供了一种信道质量指示CQI上报方法及装置，当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行CQI上报时，在对所述空间复用传输系统进行信号检测后，对确定的各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正，修正值根据各层信道空间的检测后信号的SINR的均值确定，因此修正后的SINR准确性较高，从而提高了当传输层数大于1时，根据SINR确定各层信道空间的CQI的准确性，令上报的CQI更加准确。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种信道质量指示CQI上报方法，其特征在于，包括：

当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行信道质量指示CQI上报时，对所述空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间的检测后信号，并确定各层信道空间的检测后信号的信噪比SINR，并确定所述各层信道空间的检测后信号的SINR的均值；

根据所述SINR的均值确定SINR修正值，并根据所述SINR修正值对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正；

根据修正后的各层信道空间的检测后信号的SINR确定各层信道空间的CQI，并对所述各层信道空间的CQI进行上报；

所述根据所述SINR的均值确定SINR修正值，具体包括：

根据预先设定的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值；

所述SINR的均值与SINR修正值的映射关系根据当前使用的非线性的信号检测方法相对于线性检测的性能增益确定；

所述根据预先设定的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值，具体为：

当传输层数为N时，根据预先设定的传输层数为N时的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定各层信道空间的检测后信号的SINR，具体包括：

根据通过线性检测进行信号检测时的检测后信号SINR确定方法，确定各层信道空间的检测后信号的SINR。

3.一种信道质量指示CQI上报装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于当空间复用传输系统的传输层数大于1并需要进行信道质量指示CQI上报时，对所述空间复用传输系统进行信号检测确定各层信道空间的检测后信号，并确定各层信道空间的检测后信号的信噪比SINR，并确定所述各层信道空间的检测后信号的SINR的均值；

第二确定单元，用于根据所述SINR的均值确定SINR修正值，并根据所述SINR修正值对各层信道空间的检测后信号的SINR进行修正；

第三确定单元，用于根据修正后的各层信道空间的检测后信号的SINR确定各层信道空间的CQI，并对所述各层信道空间的CQI进行上报；

所述第二确定单元根据所述SINR的均值确定SINR修正值，具体用于：

根据预先设定的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值；

所述SINR的均值与SINR修正值的映射关系根据当前使用的非线性的信号检测方法相对于线性检测的性能增益确定；

所述修正单元根据预先设定的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值，具体用于：

当传输层数为N时，根据预先设定的传输层数为N时的SINR的均值与SINR修正值的映射关系，确定该SINR的均值对应的SINR修正值。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元确定各层信道空间的检测后信号的SINR，具体用于：

根据通过线性检测进行信号检测时的检测后信号SINR确定方法，确定各层信道空间的检测后信号的SINR。