CN104205658A - 蜂窝通信系统中多流和多输入多输出的使用 - Google Patents

蜂窝通信系统中多流和多输入多输出的使用 Download PDF

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Abstract

针对蜂窝通信网络的K个基站中的每个基站而决定要被调度给接入蜂窝通信网络的终端的每载波的有用数据流的最大数目（S21）。终端具有NR个接收天线，并且K是等于或大于2的整数。将关于所述决定的信息发信号通知K个基站中的至少一个（S22）。

Description

蜂窝通信系统中多流和多输入多输出的使用
技术领域
本发明涉及例如HSPA网络的蜂窝通信系统中MF和MIMO的使用。
背景技术
针对本说明书中所使用的缩写的下述含义适用：
CQI             信道质量指示符
HO              切换
HSDPA       高速下行链路分组接入
HSDPA       高速下行链路分组接入
HSPA          高速分组接入
LTE             长期演进
MF              多流
MIMO         多输入多输出
PCI              预编码控制指示符
RACH         随机接入信道
RAT             无线电接入技术
RNC            无线电网络控制器
RRC            无线电资源控制
SF-DC MF 单频双小区多流
SINR           信号与干扰和噪声比
TTI              时间传递间隔
TX               发射
UE               用户设备
UL               上行链路。
MIMO（即波束赋形或自适应单流/多流MIMO）和MF（即从两个小区到一个终端的同时传输）二者都是HSDPA中有前景的特征。然而，在一些情况下它们可能不被同时使用。更确切地，如果终端具有NR个接收天线，它只可以瞬时接收源自一个或多个小区的多达NR个数据流。例如，如果终端具有2个接收天线，它可以接收来自一个小区的双流MIMO，或来自两个小区的单个流，但是不同时从两个小区接收MIMO和MF。
根据在图1中示出的示例，UE具有NR=4个接收天线，因此它可以接收多达每载波4个数据流。蜂窝通信网络的基站BS1具有NA=4个发射天线，并且可以向每个终端发送多达每载波4个数据流。类似地，蜂窝通信网络的基站BS2具有NA=4个发射天线，并且可以发送多达每载波4个数据流。BS1和BS2由蜂窝通信网络的RNC来控制。
因此，出现以下问题：当使用MIMO和MF时必须确保在一个载波上的发送数据流的总数满足UE的能力。
当前，固定的信号裕度被用于确定终端（UE）是否在HO区域内，以及因此是否可适用于MF。
发明内容
本发明目的在于解决上述问题。特别地，本发明目的在于，例如在HSDPA中提供MIMO和MF技术的组合使用。
这是通过在所附的权利要求中限定的方法和装置来实现的。本发明也可以通过计算机程序产品来实现。
根据本发明的一个或多个实施例，蜂窝通信网络中MF和MIMO的高效和动态的使用被实现，优选地在使用HSDPA技术的网络中。
在下文中，将参考附图以其实施例的方式描述本发明。
附图说明
图1示出了图示在当前的蜂窝通信系统中在MIMO和MF被启用的情况下出现的问题的示意图。
图2示出了图示根据本发明的实施例使用MIMO和MF的过程的流程图。
图3示出了图示使用MIMO和MF的过程的网络侧实现方式示例的示意图。
图4示出了图示使用MIMO和MF的过程的终端侧实现方式示例的示意图。
图5示出了图示根据本发明的实施例使用MIMO和MF的过程的流程图。
图6示出了图示使用MIMO和MF的过程的终端侧实现方式的另外的示例的示意图。
具体实施方式
在本发明的以下实施例中描述了如何在蜂窝通信网络中联合使用MF和MIMO而不会陷入以上声称的问题。根据本发明，确定的是，在任何时间，具有NR个接收天线的终端（UE）将不会在相同载波上从涉及的基站接收多于总计NR个的数据流。
根据在图2中图示的本发明的实施例，其示出了联合使用MIMO和MF的过程，针对蜂窝通信网络的K个基站中的每个基站n，决定要被调度给接入蜂窝通信网络的终端的每载波的有用（wanted）数据流的最大数目Mn，所述终端具有NR个接收天线。K是等于或大于2的整数，并且n从1到K（步骤S21）。将关于步骤S21中的决定的信息发信号通知K个基站中的至少一个（S22）。
K个基站可以是例如在HO中涉及的基站。在图2中示出的过程可以在网络侧和/或在终端侧执行。在网络侧，所述过程可以在诸如RNC之类的控制实体中和/或在基站中实现。控制实体、基站和终端均包括用于执行所述过程的处理资源、存储器资源和接口。
图3示出了图示基础设施（即，网络）侧实现方式示例的示意图。在该示例中，网络侧（RNC或BS）根据UE的能力对要从每个BS发送到UE的数据流的数目施加约束。
根据第一网络侧实现方式示例，由RNC，例如基于关于涉及的BS的天线配置、UE的能力、UE的接收天线、来自BS的小区的信道信息或负载信息、UE的位置等的信息来执行关于如何约束每基站n和载波的数据流的最大数目Mn的决定。在这种情况下，RNC发信号通知每个BS它可以调度哪个最大数目的数据流到某个UE。也就是说，参考图2，关于在步骤S22中发信号通知的决定的信息是所述决定的结果。
BS然后确保总是满足这个限制，即使来自终端侧的PCI/CQI反馈要求更多流。
参考图3，RNC发信号通知每个BS（在该示例中K=2）它可以发送到UE的数据流的最大数目Mn。在该示例中，所述最大数目对于BS1和BS2是2，即，M1=2 并且 M2=2。BS1可以发送多达每载波N1=4个数据流，但是应来自RNC的请求只使用2个。类似地，BS2可以发送多达每载波N2=4个数据流，但是应来自RNC的请求只使用2个。
因此，可以接收多达每载波NR=4个数据流的UE将最大接收每载波4个数据流。
根据第二网络侧实现方式示例，由每个BS单独执行所述决定。在这种情况下，可以由例如RNC发信号通知BS关于另一个BS的天线配置的信息。也就是说，参考图2，关于在步骤S22中发信号通知的决定的信息是关于一个或多个其它BS的信息。
BS然后根据下述启发式规则行动：如果具有NR个接收天线的终端位于HO区域内，它只可以在相同的载波上最多接收来自基站的                                                个流和来自基站2的个流，其中N1和N2分别是基站1和基站2处的发射天线数目。函数将任何值向下舍入到最接近的整数，并且函数返回括号内的两个参数中的较大值。在下表1中给出了一些数值示例（但不是所有的可能性）。BS确保总是满足该限制，即使来自终端侧的PCI/CQI反馈要求更多流。
表1
基站1的发射天线数目N1 基站2的发射天线数目N2 终端的接收天线数目NR 基站1可以发送到终端的流的最大数目M1 基站2可以发送到终端的流的最大数目M2
2 2 2 1 1
2 2 4 2 2
4 4 2 1 1
4 4 4 2 2
4 1 4 3 1
值得注意的是，上述启发式的规则也可以由在第一网络侧实现方式示例中的RNC来应用。
图4示出了图示终端侧实现方式示例的示意图。在该示例中，终端侧通过修改它报告给基站的PCI/CQI（质量信息）反馈而隐式地对它从每个BS接收的数据流的数目施加约束。也就是说，参考图2，关于在步骤S22中发信号通知的决定的信息是基于所述决定的结果。
更确切地，UE在PCI/CQI反馈中指示BS，发送多于某个数目的流是不被推荐的。这可以例如通过故意地转发针对那些流的很差的CQI信息来完成，所述流如果被激活的话可能会导致以上声称的问题。也就是说，UE通过故意地报告错误且悲观的CQI值而本质上“伪造”针对某些流的CQI反馈，以防止BS使用太多数目的发送流。UE也可以反馈在BS和UE中预定义的特定的PCI/CQI值以便将推荐发送到网络。UE也能够报告针对正确接收的分组的NACK值，以便通过除CQI之外的其它手段来向BS暗示信道条件不好。对于网络来说，遵循这些推荐是可选的，但是如果网络这样做确保良好的质量。
参考图4，UE的接收天线数目NR是4，并且BS1和BS2的发射天线数目N1和N2是4。在UE决定有用数据流的最大数目M1 和 M2为2的情况下，UE发信号通知BS1和BS2针对两个流的准确的CQI值，但是针对任何附加的流（例如，在该示例中的流3和流4）的伪（故意地差的）CQI值，以阻止BS1和BS2使用这些流。UE可以将上述启发式规则应用于所述决定。
为了确保不超过最大流数，基站应该避免激活接收到针对其的差的或者特定CQI的流。图5示出了图示使用MIMO和MF的过程的流程图，其考虑网络侧。BS1/BS2在质量信息（例如，CQI反馈）的报告中接收应该被调度给UE的每载波的数据流的最大数目（步骤S31）。然后BS1/BS2使用质量信息以用于将数据流调度给UE（步骤S32）。
相比而言，在网络侧实现方式示例中，在步骤S32中，BS1/BS2使用由RNC或BS1/BS2预配置的配置以用于将数据流调度给终端。
根据联合使用MIMO和MF的过程的终端侧实现方式的另外的示例，调整CQI（质量信息）报告格式，以使得流的总数又不超过可能的秩，并且流以任意的方式被分配给BS。这样缩减的/灵活的CQI反馈能够在一方面被优化以报告来自BS的所有流，并且在另一方面通过只报告所需的PCI/CQI值而显著地减少需要的关键的资源。
也就是说，基于由UE的反馈来调整每个BS的流的数量，并且相应地调整例如用于PCI和/或CQI的对应的反馈资源。只要流的总数目不超过信道秩，并且只要UE和BS具有对质量信息报告格式的共同理解，这就可以完成。
根据示例，假定具有4个接收天线的UE，其能够接收多达每载波4个数据流。UE在SF-DC MF中被配置，其中BS1具有4个发射天线，并且BS2具有4个发射天线。也假定报告格式，其中具有，并且其中被分配给BS1，并且被分配给BS2。“CQI”可以事实上是ss-CQI或ds-CQI。ds-CQI以与ss-CQ相同的比特数量压缩两个流的CQI。也就是说，在4x4 MIMO CQI格式的这个示例中，一个TTI单独携带多达4个流的CQI。例如，在来自一个BS1的4流传输的情况下，CQI01携带流1和流2，并且CQI02携带流3和流4。在单流传输的情况下，CQI01携带流1，并且CQI02是CQI01的重复。
假定UE确定：大尺度信道条件使得它优选一致地接收来自BS1的一个流以及来自BS2的多达三个流。UE然后通过RRC消息传递将这报告给RNC。对于网络而言，遵循这些推荐是可选的，但是如果网络这样做确保良好的质量。
RNC然后可以配置BS和UE以采纳对反馈信息的新的共同理解，其中，较多的反馈资源被分配给了BS2，并且较少的被分配给了BS1。跟随这个示例，属于BS1的第二CQI字段现在被分配给了BS2。也就是说，新的格式能够被定义为，其中，每个CQI'可以只采取携带单个流的CQI的形式。
也就是说，将质量信息从UE报告给BS的格式经由可能涉及RNC的信令而在UE和BS之间被适配和匹配（align）。
图6图示了PCI/CQI报告格式的重配置。UE的接收天线数目NR为4，并且BS1和BS2的发射天线数目N1和N2为4。UE决定从每个BS接收最多两个数据流，并且发信号通知RNC要使用针对2流MIMO而优化的PCI/CQI报告格式。这比使用用于多达4个流的PCI/CQI报告格式更高效，由于这些中的2个将不会被使用。RNC将PCI/CQI报告格式的改变发信号通知给BS。
注意到上述示例执行跨时隙和TTI（也就是跨时间）的资源分配。如已经要求最小2个TTI的报告周期，其它报告周期也可以附加地考虑多个小区的维度。
如上所述的，网络侧的机制约束基站在一个载波上可以发送到给定终端的流的数目。
在图4中图示的终端侧的解决方案经由修改的PCI/CQI反馈来影响基站侧，以抑制使用过多的发送流。
在图6中图示的终端侧的解决方案附加地使PCI/CQI反馈最小。
如果在终端侧约束每个基站和载波的发送流的最大数目，可以实现更好的性能。在PCI/CQI报告开销方面，不管网络侧还是终端侧的解决方案是适当的，使用在图6中图示的解决方案是有益的。
注意到以上描述考虑了UE可以在相同的载波上接收的流的数目。如果UE经由多个载波而被服务，上述实施例和实现方式示例适用于在每个载波上特定的MIMO +MF星座（constellation）。在这样的场景中，鉴于所需的PCI/CQI反馈的数量，在图6中图示的解决方案是有益的。
根据本发明的一方面，提供了一种装置，其包括用于针对蜂窝通信网络中的K个基站中的每个基站n而决定要被调度给接入蜂窝通信网络的终端的每载波的有用数据流的最大数目Mn的部件，所述终端具有NR个接收天线，并且K是等于或大于2的整数，并且n从1到K，以及用于将关于所述决定的信息发信号通知K个基站中的至少一个的部件。
所述装置可以是K个基站中的基站n，并且发信号通知部件可以将所述装置的发射天线数目Nn发信号通知K个基站中的其它基站。
可替换地或附加地，所述装置可以是控制K个基站的控制器。
可替换地或附加地，所述装置可以是终端，并且发信号通知部件可以通过将对应于所述决定的质量信息发送给K个基站中的至少一个而将基于所述决定的结果发信号通知K个基站中的至少一个。
所述装置可以进一步包括用于通过针对K个基站中每一个预配置的多个质量信息片的数目来指示有用数据流的最大数目Mn的部件，以及用于将多个质量信息片发送到K个基站中的至少一个的部件。
所述指示部件可以通过偏离所述装置已测量的质量信息的质量信息片来指示不被基站n发送的数据流。
所述发信号通知部件可以在无线电资源控制消息中将所述结果发信号通知蜂窝通信网络。
所述装置可以进一步包括用于适配将质量信息从所述装置报告给K个基站中的至少一个的格式的部件，以及用于经由信令而匹配在所述装置和基站之间的所述格式的部件。
所述装置可以进一步包括用于配置与有用数据流的最大数目Mn有关的多个质量信息片的数目的部件，并且发送部件可以将多个质量信息片的数目发送到K个基站中的至少一个。
所述决定部件、指示部件、适配部件、匹配部件、配置部件、发信号通知部件以及发送部件可以通过终端、基站和控制器中每一个的处理资源来实现，其可以使用终端、基站和控制器中每一个的存储器资源和接口。
根据本发明的一方面，提供了一种蜂窝通信网络的装置，其包括用于在质量信息的报告中接收要被调度给接入蜂窝通信网络的终端的每载波的数据流的最大数目的部件，以及用于使用所述质量信息和/或存储在蜂窝通信网络中的预配置的配置以用于将数据流调度给终端的部件。
所述接收部件和使用部件可以通过蜂窝通信网络的处理资源来实现，其可以使用蜂窝通信网络的存储器资源和接口。
应当理解，上述描述说明了本发明，并且不会被解释为限制本发明。在不背离如所附权利要求所限定的本发明的真实精神和范围的情况下本领域的技术人员可以想到各种修改和应用。

Claims (26)

1.一种方法，包括：
针对蜂窝通信网络的K个基站中的每个基站n而决定要被调度给接入蜂窝通信网络的终端的每载波的有用数据流的最大数目Mn，所述终端具有NR个接收天线，并且K是等于或者大于2的整数，并且n从1到K；以及
将关于所述决定的信息发信号通知K个基站中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述决定基于K个基站中的每一个的发射天线的数目Nn。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述决定基于以下中的至少一个：终端的能力、终端的NR个接收天线、信道信息、来自k个基站的小区的负载信息以及终端的位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
将K个基站中的基站n的数目Nn发信号通知K个基站中除了基站n之外的基站。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，当K等于2时，要被基站1调度的每载波的数据流的最大数目M1被决定为：
，其中，N2是基站2的发射天线的数目，以及
要被基站2调度的每载波的数据流的最大数目M2被决定为：
，其中，N1是基站1的发射天线的数目。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述方法由蜂窝通信网络中的至少一个网络元件执行，并且所述发信号通知在蜂窝通信网络中执行。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，关于所述决定的信息包括基于所述决定的结果，所述方法包括：
通过将对应于所述决定的质量信息发送到K个基站中的至少一个来将所述结果发信号通知K个基站中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的方法，包括：
通过针对K个基站中的每一个预配置的多个质量信息片的数目来指示有用数据流的最大数目Mn，并且将多个质量信息片发送到K个基站中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，不被基站n发送的数据流由偏离终端已测量的质量信息的质量信息片来指示。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，包括：
在无线电资源控制消息中将关于所述决定的信息发信号通知蜂窝通信网络。
11.根据权利要求10所述的方法，包括：
适配将质量信息从终端报告给K个基站中的至少一个的格式，并且经由信令而匹配终端和基站之间的所述格式。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述适配包括：
配置与有用数据流的最大数目Mn有关的多个质量信息片的数目，并且将多个质量信息片的数目发送给K个基站中的至少一个。
13.一种方法，包括：
在质量信息的报告中接收要被调度给接入蜂窝通信网络的终端的每载波的数据流的最大数目；以及
使用所述质量信息和/或存储在蜂窝通信网络中的预配置的配置以用于将数据流调度给终端。
14.一种包含用于处理设备的程序的计算机程序产品，包括，用于当所述程序在所述处理设备上运行时执行权利要求1至13中任一项的步骤的软件代码部分。
15.根据权利要求14所述的计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括软件代码部分存储在其上的计算机可读介质。
16.根据权利要求14所述的计算机程序产品，其中，所述程序可直接加载到所述处理设备的内部存储器。
17.一种装置，被配置成：
针对蜂窝通信网络的K个基站中的每个基站n而决定要被调度给接入蜂窝通信网络的终端的每载波的有用数据流的最大数目Mn，所述终端具有NR个接收天线，并且K是等于或者大于2的整数，并且n从1到K；以及
将关于所述决定的信息发信号通知K个基站中的至少一个。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述装置是K个基站中的基站n，并且被配置成将其发射天线的数目Nn发信号通知K个基站中的其它基站。
19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述装置是控制K个基站的控制器。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的装置，其中，关于所述决定的信息是基于所述决定的结果，并且所述装置是终端，并且其被配置成通过将对应于所述决定的质量信息发送到K个基站中的至少一个来将所述结果发信号通知K个基站中的至少一个。
21.根据权利要求20所述的装置，被配置成：
通过针对K个基站中的每一个预配置的多个质量信息片的数目来指示有用数据流的最大数目Mn，并且将多个质量信息片发送到K个基站中的至少一个。
22.根据权利要求21所述的装置，被配置成通过偏离所述装置已测量的质量信息的质量信息片来指示不被基站n发送的数据流。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的装置，被配置成：
在无线电资源控制消息中将关于所述决定的信息发信号通知蜂窝通信网络。
24.根据权利要求20所述的装置，被配置成：
适配将质量信息从所述装置报告给K个基站中的至少一个的格式，并且经由信令而匹配所述装置和基站之间的所述格式。
25.根据权利要求24所述的装置，被配置成：
配置与有用数据流的最大数目Mn有关的多个质量信息片的数目，并且将多个质量信息片的数目发送到K个基站中的至少一个。
26.一种蜂窝通信网络的装置，被配置成：
在质量信息的报告中接收要被调度给接入蜂窝通信网络的终端的每载波的数据流的最大数目；以及
使用所述质量信息和/或存储在蜂窝通信网络中的预配置的配置以用于将数据流调度给终端。
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