CN108702239B - 使用ue选择的调制编码方案的上行链路发送器和接收器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于用户设备(user equipment，UE)以与基站(base station，BS)通信的上行链路发送器(500)，所述上行链路发送器(500)包括：链路自适应模块(501)，被配置为基于目标标准选择UE调制编码方案(modulation and coding scheme，MCS)(502)；上行链路信号处理链(503)，被配置为根据选择的UE MCS(502)准备和处理上行链路传输块(504)；编码调制模块(505)，被配置为根据预定的BS MCS(510)编码和调制所述选择的UE MCS(502)；发送模块(507)，被配置为通过上行链路无线电通信信道发送所述处理的上行链路传输块(504)以及经调制编码的所述选择的UE MCS(506)。本公开还涉及用于基站的上行链路接收器(1000)，其基于解码的UE MCS值解调和解码接收的上行链路数据符号。

Description

使用UE选择的调制编码方案的上行链路发送器和接收器

技术领域

本公开涉及用于用户设备(user equipment，UE)以与基站(base station，BS)通信的上行链路发送器和用于基站以与用户设备通信的上行链路接收器。具体地说，本发明涉及基准LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中的UE处的链路自适应和相关收发器方案和信令过程，特别适用于5G领域的要求低时延和高可靠性的V2X(Vehicle toInfrastructure，车辆到基础设施)通信和机器类型通信(Machine Type Communication，MTC)。

背景技术

链路自适应是无线网络中的关键功能，旨在选择用于传输的最合适的调制阶数、编码率和其他链路参数以满足目标标准，例如：平均误块率(Block error rate，BLER)、服务质量(Quality of Service，QoS)或体验质量(Quality of Experience，QoE)指标。链路自适应的总体思想是根据无线信道适时地调整链路参数，以便最大化i)在良好信道条件下的吞吐量，以及ii)在不良信道条件下的可靠性。在类似LTE的蜂窝无线系统中，链路自适应功能完全由基站控制以用于上行链路和下行链路传输两者。这与蜂窝网络的集中式架构相一致，在蜂窝网络的集中式架构中，基站是具有网络全局视图的中央协调器，并且直接或间接地控制通信的近乎所有方面，包括调度、资源分配、功率控制和链路自适应。

对于下行链路，基站自然用于控制链路自适应，因为它是唯一的下行链路发送器，并负责每个下行链路TTI中的多用户调度。然而，基站也执行用于上行链路上的所有调度用户的链路自适应。从速率和可靠性角度来看，由于不完美的和/或过时的信道状态信息(Channel State Information，CSI)，这已经被证明是次优的。要注意的是该次优性并不仅限于上行链路，而且也适用于下行链路。

图1示出了用于LTE100中的上行链路通信的基本信令和数据传输交换。

在步骤1中，用户设备120发送调度请求101，以通知基站110其想要在上行链路上发送。在步骤2中，基站110向用户设备120发送具有所有调度信息的上行链路授权102。在步骤3中，用户设备120将该调度信息应用于上行链路传输103。在步骤4中，基站110向用户设备120发送上行链路传输的反馈104和新授权，或者可选地重传。要注意的是基站110处的MCS分配与用户设备120的实际上行链路传输之间的延迟。在最佳情况下(典型地在FDD模式下)，这个延迟是8个TTI。在最坏情况下，在一些TDD配置中，这个延迟可以是最少13个TTI。

图2示出了图示LTE通信系统200中的链路自适应的框图。

左边的两个方框220、240表示基站收发器；用户设备收发器在右边，由框210、230表示。下行链路(downlink，DL)发送器240包括编码交织块241、符号调制块242、链路自适应块243和OFDMA发送器块244。上行链路(uplink，UL)接收器220包括SC-FDMA接收器块221、信道估计和均衡块222以及解调和解码块223。下行链路(DL)接收器230包括OFDM接收器块231、信道估计和均衡块232、有效SNR计算块233以及解调解码块234。上行链路(UL)发送器210包括UL调度器块211、编码交织块212、符号调制块213和SC-FDMA发送器块214。

示出了用于上行链路和下行链路自适应两者的信令流。从DL发送器240将DL导频253发送到DL接收器230。从DL发送器240将UL MCS 251发送到UL发送器210。从DL接收器230将具有CQI、PMI和RI以及DL ACK/NACK 252的DL CSI发送到DL发送器240。从UL发送器210将UL导频254发送到UL接收器220。

链路自适应功能(浅阴影块243)集中在基站发送器240，并控制用于上行链路和下行链路通信两者的链路参数。

图3示出了图示过时的反馈对链路自适应的影响的时序图300。如上所述，由于基站处的MCS估计和用户设备处的实际上行链路传输之间的延迟，LTE/LTE-A中的现有技术的上行链路自适应技术是次优的。这导致信道质量指标的高估301或低估302，信道质量指标是链路自适应的输入并且在图3中被描述。高估301信道质量导致(比最佳的)更激进的MCS选择，这增加了重传并降低了吞吐量。低估302导致更保守的MCS选择和吞吐量的损失。

在传统的LTE系统中，这种次优性和吞吐量损耗通常是可容忍的，并且由UE执行的HARQ重传或更保守的CQI映射(或由基站执行的MCS分配)部分地补偿，因为对时延和可靠性的服务质量(Quality of Service，QoS)要求相当宽松。然而，5G的较新应用场景，特别是V2X和机器类型通信具有更严格的时延和可靠性要求：正在进行的3GPP V2X标准化研究要求对于最大相对速度为280km/h，服务频率为10Hz和典型消息大小为50-400字节，具有100ms的最大时延。V2V预碰撞感应的另一个(未来)应用场景要求20ms的最大时延。尽管第一个100ms的目标可以用当前现有技术的LTE解决方案来实现，但是后者是非常具有挑战性的，并且从物理层到IP层需要近乎100％的分组传输可靠性。当前现有技术的LTE算法和解决方案不能满足这个要求。实现特定消息的近乎100％的传输可靠性使得消除物理层处的重传，即实现“单发”传输，成为必然。

在图4的图400中示出了过时的信道质量信息(Channel Quality Information，CQI)对物理层处的时延的影响的进一步图示。选择LTE TDD模式是因为：1)由于上行链路和下行链路子帧的时分复用，时延更长；2)在两个通信节点处的收发器校准之后，上行链路/下行链路信道互易性得到良好保持。

如图4所示，单次重传将时延延长到20ms(如果包含来自用户设备的调度请求(见图1)，则为26ms))。在图4中，假设基站处的MCS确定和实际上行链路传输之间具有5ms的最佳情况延迟。这非常乐观，因为上行链路CSI是基于在小区中的所有UE之间时分复用的上行链路宽带导频(探测参考信号-(Sounding Reference Signals，SRS))的，从而在任何一个子帧中，只有一个用户设备可以发送SRS。因此，在具有多个用户的小区中，来自特定用户的上行链路CSI的平均“年龄”将高于最佳情况。这种“CQI老化”直接影响链路自适应性能，特别是在快速时变无线信道中，并且由于帧结构固有的附加延迟而在上行链路上尤其严重。

发明内容

本发明的目的是提供关于用户设备和基站之间的通信的吞吐量和延迟的最佳链路自适应技术，特别是根据LTE或LTE-A。

该目的通过独立权利要求的特征来实现。进一步的实现方式从从属权利要求、说明书和附图显而易见。

本发明的基本思想是在蜂窝无线系统中应用新颖的以用户设备为中心的链路自适应方案，包括在UE处的发送器处理、在基站处的接收器处理以及用于控制所公开的链路自适应方案的相关联的信令。以用户设备为中心的链路自适应方案包括以下组件：设计在用户设备处的修改的上行链路发送器，其包括资源映射和发送处理，以用于同数据一起通知UE选择的调制编码方案(Modulation and Coding Scheme，MCS)；设计在基站处的修改的上行链路接收器，其包括与修改的上行链路发送器协同工作的接收处理；以及用于激活/去激活新方案或者控制以UE为中心的链路自适应的动态范围的通知方法。使用该新的以用户设备为中心的链路自适应方案使由用户设备发起的通信具有低延迟和高可靠性。

本公开呈现了在蜂窝系统中的用户设备处的新链路自适应和收发器方案以及用于使能和控制该方案的信令方法。这个概念背后的理论思想可以用下面的部分来解释。

蜂窝无线系统的上行链路和下行链路两者中的链路自适应取决于准确的和最新的信道状态信息(Channel State Information，CSI)，以获得最佳性能。事实上，由于任何通信标准的帧结构固有的反馈延迟、商用无线的半双工操作以及实际网络节点的测量和报告缺陷，这从来没有实现。链路自适应的目标是在存在不完美的信道状态信息(CSI)的情况下最大化链路性能(相对于一些预定义的目标标准)。本公开通过引入在无线系统的用户设备处的上行链路自适应的新信令方案和方法来实现该目标，其目标是减轻不完美的和/或过时的CSI的影响，从而(通过最小化重传)最大化吞吐量，特别是高层吞吐量，并因此改善上行链路性能。

公开的链路自适应方案最适合于TDD系统，因为其通常在上行链路和下行链路之间维持信道互易性，特别是由于其相同的操作频带。这是重要的，因为该思想是用户设备使用下行链路CSI作为用于上行链路自适应的参考输入之一。

公开的链路自适应方案在快速时变信道中最有利，其中相干时间在几个TTI的量级上。如果信道变化缓慢或者大部分是静态的，那么提出的方案的信令开销就超过了益处。从上面描述的图3可以获得直观的理解，其中有效的SINR的变化反映了宽带信道质量的变化，并且对链路自适应性能的影响很大程度上取决于这些变化以及持续时间τ。这里，τ是基站处的MCS估计时间和UE处的上行链路传输时间之间的差。因此，公开基站和用户设备之间的信令机制以根据动态信道条件(信道或链路感知信令)来使能/不使能和控制该方案。

公开的链路自适应方案为用户设备处的链接适配提供了跨层解决方案，并且包括三个主要部分：第一部分是用户设备处的发送器基带处理，由新的链路自适应模块和修改的发送器组成，该链路自适应模块选择适当的调制编码方案(MCS)，该修改的发送器在将前述MCS应用于数据本身之后，以预定的方式在带内编码和发送该MCS和数据。第二部分是基站处的接收器基带处理，由首先解码用户设备从时间-频率资源栅格中的预定位置发送的MCS，然后使用解码的MCS值解码该数据组成。第三部分是基站执行上述方案的控制信令。

为了详细描述本发明，将使用以下术语、缩写和符号：

BS：基站，eNodeB

UE：用户设备，例如移动设备或机器类型通信设备

V2X：车辆到基础设施

5G：根据3GPP标准的第5代(5^thgeneration)

LTE：长期演进

MTC：机器类型通信

BLER：误块率

QoS：服务质量

QoE：体验质量

FDD：频分双工(Frequency Division Duplex)

TDD：时分双工(Time Division Duplex)

TTI：传输时间间隔(Transmission Time Interval)

MCS：调制编码方案或集合

CSI：信道状态信息

UL：上行链路

DL：下行链路

CQI：信道质量信息

IP：互联网协议(Intemet Protocol)

DMRS：解调参考信号(Demodulation Reference Signal)

MAC：媒体接入控制(Media Access Control)

LA：链路自适应(LinkAdaptation)

TB：传输块(Transport Block)

RM：速率匹配器

DFT：离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform)

FFT：快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform)

PUSCH：物理上行链路共享信道(Physical Uplink Shared Channel)

PDCCH：物理下行链路控制信道(Physical Downlink Control Channel)

ULSCH：上行链路共享信道(Uplink Shared Channel)

CRC：循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)

ACK：确认(Acknowledgement)

NACK：非确认(Non-Acknowledgement)

HARQ：混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request)

PMI：预编码矩阵指示符(Precoding Matrix Indicator)

RI：秩指示符(Rank Indicator)

SI：系统信息(System Information)

DCI：下行链路控制信息

M2M：机器到机器(Machine to Machine)

LTE-M：LTE的机器到机器版本(Machine to Machine version of LTE)

D2D：设备到设备(Device to Device)

RF：射频(Radio Frequency)

根据第一方面，本发明涉及用于用户设备(user equipment，UE)以与基站(basestation，BS)通信的上行链路发送器，所述上行链路发送器包括：链路自适应模块，被配置为基于目标标准选择UE调制编码方案(MCS)；上行链路信号处理链，被配置为根据所选择的UE MCS准备和处理上行链路传输块；编码调制模块，被配置为根据预定的BS MCS编码和调制所述选择的UE MCS；发送模块，被配置为通过上行链路无线通信信道发送处理的上行链路传输块以及经调制编码的所述选择的UE MCS。

上行链路发送器可以生成它自己的MCS，该MCS具有比由基站分配的过时的且可能的次优的MCS更高的质量。因此，由于最佳的链路自适应，可以实现高吞吐量和低延迟的优点。预定的BS MCS可以是由基站预定义的调制编码方案。然而，也可以由其他设备，例如网络管理节点，或者由UE本身或者通过工厂设置来预定义。

在根据第一方面的上行链路发送器的第一种可能的实现形式中，所述目标标准基于以下中的至少一个：平均误块率(Block Error Rate，BLER)、服务质量(Quality ofService，QoS)指标、体验质量(Quality ofExperience，QoE)指标，特别是基于10％或1％的BLER。

这提供了以下优点：上行链路发送器灵活地提供UE MCS；可以使用不同的目标指标来计算该UE MCS值。

在根据第一方面本身或根据第一方面的第一种实现形式的上行链路发送器的第二种可能的实现形式中，所述目标标准基于以下中的至少一个：多个下行链路参考信号的至少一个子集、由所述BS分配的资源块分配、在预定或动态变化的窗上的平均BLER、在上行链路缓存中的待处理数据和瞬时信道条件，特别是载波频率偏移(Carrier FrequencyOffset，CFO)、参考信号接收功率(reference signal received power，RSRP)或信号干扰噪声比(signal-to-interference-plusnoise ratio，SINR)。

这提供了以下优点：可以使用不同的方法来计算目标指标。这在UE处提供了灵活性。可以应用在特定情况下的尽可能准确的目标指标。

在根据第一方面本身或根据第一方面的前述任一实现形式的上行链路发送器的第三种可能的实现形式中，所述链路自适应模块被配置为响应于从所述BS接收上行链路授权来选择所述UE MCS。或者，可选地，响应于周期性调度授权。

这提供了以下优点：选择UE MCS可以与基站同步。

在根据第一方面本身或根据第一方面的前述任一实现形式的上行链路发送器的第四种可能的实现形式中，所述编码调制模块被配置为根据所述预定的BS MCS调制编码所述选择的UEMCS，以生成UE MCS符号，然后将UE MCS符号映射到时频资源栅格。

这提供了以下优点：可以通过使用与用于发送用户数据或控制数据的机制相同的机制来发送UE MCS符号。只需要改变几个块，就可以在LTE通信系统中容易地应用上行链路发送器。

在根据第一方面的第四实现形式的上行链路发送器的第五种可能的实现形式中，所述编码调制模块被配置为在所述资源栅格的预定位置处，特别是在由所述BS预定的位置处，特别是在所述资源栅格的第一符号位置处，分配所述UE MCS符号。

这提供了以下优点：由于已知UE MCS符号在栅格中的位置，可以执行UE MCS符号的快速且高效的解码。当使用在帧的开始处的符号位置时，可以加速解码，因为要解码的第一符号是连续用于解码帧的剩余符号的UE MCS符号。

在根据第一方面的第四种或第五种实现形式的上行链路发送器的第六种可能的实现形式中，所述上行链路信号处理链包括媒体接入控制(MAC)模块，其被配置为基于所述选择的UE MCS和给定的资源块分配，特别是由BS给定的资源块分配，来准备所述上行链路传输块(uplink transport block，UL TB)。

这提供了以下优点：MAC模块可以基于选择的UE MCS来准备UL TB，并且不必使用来自基站的过时的且可能的次优的MCS。因此，可以减少提供UL TB的延迟。当使用给定的资源块分配时，BS接收器知道各个资源块的位置并且可以快速地解码接收的帧或子帧。

在根据第一方面的第六种实现形式的上行链路发送器的第七种可能的实现形式中，所述上行链路信号处理链包括速率匹配器、数据和控制复用器、信道交织器和调制器，它们被配置为将所述选择的UE MCS应用到准备的上行链路传输块，以生成上行链路数据符号至所述时频资源栅格上。

这提供了以下优点：当将UE选择的新的UE MCS而不是从基站接收的MCS用于处理时，也可以用用于标准LTE发送的相同的处理块来使用公开的链路自适应方案进行发送。可能只需要这些块中的最小的改变。这意味着上行链路发送器符合LTE标准。

在根据第一方面的第七种实现形式的上行链路发送器的第八种可能的实现形式中，所述上行链路信号处理链被配置为根据预定的复用方案，特别是由BS预定的复用方案，在所述时间频率资源栅格上复用所述UE MCS符号和所述上行链路数据符号。

这提供了以下优点：可以由知道预定的复用方案的基站快速地解复用、解调和解码UE MCS符号，并且该解码的MCS值可以进一步用于解码上行链路数据符号。

在根据第一方面的第八种实现形式的上行链路发送器的第九种可能的实现形式中，所述上行链路发送器被配置为激活和/或去激活所述链路自适应模块；和/或所述上行链路信号处理链，特别是基于下行链路信息和信令。

这提供了以下优点：可以容易地使能或禁用不使能链路自适应方案。当不使能链路自适应模块时，上行链路发送器与常规基站兼容，当使能链路自适应模块时，上行链路发送器可以与基站交互，该基站也已经实现这种链路自适应方案。

在链路自适应模块和/或上行信号处理链去激活的情况下，传输模块被配置为发送由基站分配的MCS编码的传输块。

根据第二方面，本发明涉及用于基站(BS)以与用户设备(UE)通信的上行链路接收器，所述上行链路接收器包括：接收模块，被配置为接收包括UE调制编码方案(MCS)符号和上行链路数据符号的无线信号；解调解码模块，被配置为根据预定的BS MCS解调和解码所述UEMCS符号以提供解码的UE MCS值；以及上行链路信号处理链，被配置为基于所述解码的UEMCS值来解调和解码所述上行链路数据符号。

由于UE选择调制编码方案，可以减少MCS选择和到基站的UL发送之间的持续时间τ。上行链路接收器可以应用由上行链路发送器生成的MCS，这具有比较早地由基站分配的过期的且可能的次优的MCS更高的质量。因此，由于最佳的链路自适应，可以实现高吞吐量和低延迟的优点。预定的BS MCS可以是由基站预定义的调制编码方案。然而，也可以由其他设备，例如网络管理节点，或者由UE本身或者通过工厂设置来预定义。

在根据第二方面的上行链路接收器的第一种可能的实现形式中，所述上行链路信号处理链被配置为根据预定的解复用方案，特别是由BS预定的解复用方案，来解复用所述UE MCS符号和所述上行链路数据符号。

这提供了以下优点：可以由知道预定的解复用方案的基站中的上行链路接收器快速地检测UE MCS符号，并且解复用的UE MCS可以用于解码上行链路数据符号。基站处的上行链路接收器中的预定的解复用方案对应于UE处的上行链路发送器中的预定的复用方案。

在根据本发明的第二方面本身或根据第二方面的第一种实现形式的上行链路接收器的第二种可能的实现形式中，所述上行链路信号处理链包括信道解交织器以及数据和控制解复用器，它们被配置为根据所述解码的UE MCS值将所述上行链路数据比特分离为数据比特和控制比特，所述控制比特包括以下中的至少一个：CQI比特、PMI比特、ACK比特、NACK比特、RI比特。

这提供了以下优点：当将UE选择的新的UE MCS而不是从基站接收的MCS用于处理时，也可以使用用于标准LTE接收的相同处理块来使用公开的链路自适应方案进行接收。可能只需要这些块的最小的改变。这意味着上行链路接收器符合LTE标准。

在根据本发明的第二方面本身或根据第二方面的前述任一实现形式的上行链路接收器的第三种可能的实现形式中，所述上行链路信号处理链包括速率解匹配器，其被配置为根据所述解码的UE MCS值输出速率解匹配的编码比特流。

这提供了以下优点：根据UE MCS值的速率解匹配的编码比特流输出受益于改进的速率适配，该改进的速率适配是由于使用比eNB分配的MCS更紧密地适用于信道的UE MCS值引起的，因为在使用UE分配的MCS情况下，MCS分配和上行链路传输之间的延迟减少。

根据第三方面，本发明涉及用于将链路自适应控制通知到用户设备的上行链路发送器(特别是根据第一方面本身或根据第一方面的前述任一实现形式的上行链路发送器)的方法，所述方法包括：从基站(BS)将消息发送到所述用户设备(UE)，所述消息包括指示使能或不使能UE调制编码方案(MCS)选择的信息；以及根据从所述BS接收的所述信息在UE的上行链路发送器的链路自适应模块中使能或不使能所述UE MCS选择。

当应用这种方法时，通过UE选择用于上行链路传输的调制编码方案可以实现高吞吐量和低延迟。上行链路接收器可以应用由上行链路发送器生成的MCS，这具有比以某个延迟从基站接收的过时的且可能的次优的MCS更高的质量。因此，通过使用这种方法，由于最佳的链路自适应，可以实现高吞吐量和/或低延迟的优点。

在根据第三方面的方法的第一种可能的实现形式中，所述方法包括：通过半静态信令(也称为半永久调度)经由RRC消息或通过按需信令经由下行链路控制信号和/或通过广播信号经由系统信息块中的一个发送所述消息；控制所述链路自适应模块的动态范围；以及在BS与UE之间交换校准系数，所述校准系数指示下行链路与上行链路传输之间的信道互易性。

这提供了以下优点：可以根据需求应用灵活的信令。通过交换校准系数，可以进一步提高信道估计和数据处理的准确性。

根据第四方面，本发明涉及用户设备的链路自适应和发送方法，包括：基于以下中的一些或全部来确定用于下一个上行链路传输的最合适的MCS：下行链路参考信号(小区和/或UE专用)的子集或全部，由基站执行的分派的资源块分配、在预定义的或动态变化的窗口上的平均上行链路BLER、瞬时信道状况(估计的CFO、RSRP、SINR等)和上行链路缓存中的待处理数据；使用预定义的调制编码方案编码和调制选择的MCS值以生成“MCS符号”；根据UE选择的MCS和所述基站分派的RB分配准备传输块；应用ULSCH处理链，如以下针对图7所描述的；以及应用PUSCH处理链，如以下针对图9所描述的。

当应用该方法时，由于UE选择并应用基于用于下一个上行链路传输的最新可用的信道状态信息的最合适的MCS，所以可以实现高吞吐量和/或低延迟。

根据第五方面，本发明涉及一种用于基站的链路自适应和接收方法，包括：从均等的时频资源栅格中的预分配的位置解复用MCS符号；解调MCS符号，从解调的MCS符号解交织编码的MCS比特；执行信道解码以获得MCS值；使用解码的MCS值来解码PUSCH数据的其余部分，如以下针对图11所描述的。

使用这种新的以用户设备为中心的链路自适应和接收方法使得用户设备发起的通信具有低延迟和/或高可靠性。

根据第六方面，本发明涉及一种信令方法，用于使能/不使能/控制根据第四和第五方面的在用户设备和基站处的链路自适应和发送器/接收器方法，包括：基站通过半静态信令经由RRC消息或使用具有下行链路控制信号(DCI)的按需信令，以在用户设备处使能或不使能提出的链路自适应方案；控制以UE为中心的链路自适应的动态范围；经由所述信令交换基站和用户设备之间的校准系数，以确保下行链路和上行链路之间的信道互易性。

当根据这种方法使用以UE为中心的链路自适应时，在存在不完美的信道状态信息(CSI)的情况下，对于一些预定义的目标标准，可以最大化链路性能。

附图说明

将参考以下附图来描述本发明的进一步实施例，其中：

图1示出了图示LTE 100中的上行链路调度方案的消息序列图；

图2示出了图示通信系统200中的链路自适应的框图；

图3示出了图示过时的反馈对链路自适应的影响的时序图300；

图4示出了图示过时的CQI对上行链路自适应和时延的影响的时序图400；

图5示出了图示根据一个实现形式的用户设备的上行链路发送器500的框图；

图6示出了图示根据一个实现形式的用户设备的LTE上行链路发送器600的框图；

图7示出了图示根据一个实现形式的LTE上行链路发送器600中的示例性上行链路信号处理700的示意图；

图8示出了根据一个实现形式的在LTE上行链路发送器600中在信道交织之后的时频资源栅格800的示例性实现；

图9示出了图示根据一个实现形式的LTE上行链路发送器600中的示例性PUSCH处理链900的框图；

图10示出了图示根据一个实现形式的基站的上行链路接收器1000的框图；

图11示出了图示根据一个实现形式的基站的LTE上行链路接收器1100的框图；

图12示出了图示根据一个实现形式的用于激活或去激活UE链路自适应方案的信令消息图1200的示意图；

图13示出了根据示出DCI格式0的示例性内容的实现形式的下行链路控制信息(downlink control information，DCI)表1300；

图14示出了图示根据本公开的链路自适应方案的示例性目标益处的性能图1400；

图15示出了图示示例性MCS信令开销对分配的资源块的数量的性能图1500；

图16示出了根据本公开的应用链路自适应方案的车辆到基础设施(V2X)通信系统1600的视图；

图17示出了图示根据其中硬件缺陷影响互易性的实现形式的通信系统1700的框图；以及

图18示出了图示根据一个实现形式的用于通知链路自适应控制到用户设备的上行链路发送器的方法1800的示意图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考附图，附图形成该详细描述的一部分，并且在附图中通过示例的方式示出了可以实施本公开的特定方面。应该理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他方面并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下详细描述不应被视为限制，并且本公开的范围由所附权利要求限定。

可以理解的是，结合所描述的方法作出的评论也可以适用于被配置为执行该方法的相应设备或系统，反之亦然。例如，如果描述了特定的方法步骤，则相应的设备可以包括执行所描述的方法步骤的单元，即使这个单元未在附图中明确描述或图示。此外，应该理解的是，除非另外特别指出，本文描述的各种示例性方面的特征可以彼此组合。

图5示出了图示根据一个实现形式的用于用户设备(UE)以与基站(BS)通信的上行链路发送器500的框图。上行链路发送器500包括链路自适应模块501、上行链路信号处理链503、编码调制模块505和传输模块507。

链路自适应模块501被配置为基于目标标准来选择UE调制编码方案(MCS，来自预定义的一组MCS值)502。上行链路信号处理链503被配置为根据所选择的UE MCS 502来准备和处理上行链路传输块504。编码调制模块505被配置为根据预定的BS MCS 510编码和调制所选择的UE MCS 502。传输模块507被配置为通过上行链路无线通信信道发送所处理的上行链路传输块504以及经调制编码的选择的UE MCS 506。

预定的BS MCS 510是特定的调制编码方案，其可以由基站或由任何其他网络设备预定或预定义，或者可以是初始预定义的，例如，从制造过程。

目标标准可以基于平均误块率(BLER)、服务质量(QoS)指标或者体验质量(QoE)指标。平均BLER可以具有百分之1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，15，20，25，30，35，40，50或任何其他百分比值的示例性值，优选地为百分之10或百分之1。

目标标准可以基于多个下行链路参考信号的至少一个子集、由BS分配的资源块分配、在预定的或动态变化的窗上的平均BLER、在上行链路缓存中的待处理数据和/或瞬时信道状况，例如载波频率偏移(CFO)、参考信号接收功率(RSRP)或信号干扰噪声比(SINR)。

链路自适应模块501可以响应于来自BS的上行链路授权的接收，而选择UE MCS502。编码调制模块505可以根据预定的BS MCS 510(例如，如下面图6所描述的)调制编码所选择的UE MCS，以生成UE MCS符号到时频资源栅格(例如，如下面针对图8所描述的资源栅格800)上。编码调制模块505可以在资源栅格上的预定位置，特别是在由BS预定的位置处，特别是在如图8所示的资源栅格的第一符号位置MCS处，分配UE MCS符号。MCS符号的预定位置可以改变资源栅格上的其他上行链路控制信息(如果有的话)的现有位置，但是BS和UE将了解这一点。

上行链路信号处理链503可以包括媒体接入控制(MAC)模块(例如，如下面针对图6所描述的MAC模块601)，其被配置为基于选择的UE MCS 502和给定的资源块分配，特别是由BS给定的资源块分配，来准备上行链路传输块504。

上行链路信号处理链503可以包括速率匹配器(例如，如下面图6所描述的速率匹配器605)、数据和控制复用器(例如，如下面针对图6所描述的复用器607)、信道交织器和调制器(例如，如下面针对图6所描述的交织器和调制器设备609)，它们被配置为将选择的UEMCS 502应用于准备的上行链路传输块504，以生成上行链路数据符号到时频资源栅格上，例如，如下面图6所描述的上行链路数据符号604。

上行链路信号处理链503可以被配置为根据预定的复用方案，特别是由BS预定的复用方案，将UE MCS符号与时频资源栅格上的上行链路数据符号一起复用。将UE MCS符号606与上行链路数据符号604复用615可以如下面针对图6所描述的那样。

上行链路发送器500可以被配置为激活和/或去激活链路自适应模块501；和/或上行链路信号处理链503。在去激活链路自适应模块和/或上行链路信号处理链的情况下，传输模块可以被配置为发送由预定义的MCS(仅，而不是UE-MCS信息)编码的传输块。

图6示出了图示根据一个实现形式的用于用户设备的LTE上行链路发送器600的框图。上行链路发送器600的设计结合并启用用户设备中的新链路自适应功能。图6示出了在假设LTE上行链路发送器的情况下图5所示的通用发送器设计500的一个实现。

上行链路发送器600包括链路自适应模块501、上行链路信号处理链503、编码调制模块505和传输模块(图6中未示出)。

链路自适应模块501被配置为基于目标标准来选择UE调制编码方案(MCS)(也被表示为“MCS值”502)。上行链路信号处理链503被配置为根据选择的UE MCS 502准备并处理上行链路传输块(缩写为TB 504)。编码调制模块505被配置为根据预定的BS MCS编码和调制所选择的UE MCS 502。传输模块(图6中未示出)被配置为通过上行链路无线通信信道发送处理的上行链路传输块以及经调制编码的选择的UE MCS。

预定的BS MCS是特定的调制编码方案，其可以由基站或由任何其他网络设备预定或预定义，或者可以是初始预定义的，例如，从制造过程。

目标标准可以基于如上面针对图5所描述的平均误块率(BLER)、服务质量(QoS)指标或者体验质量(QoE)指标。目标标准可以基于多个下行链路参考信号的至少一个子集、由BS分配的资源块分配、在预定的或动态变化的窗上的平均BLER、在上行链路缓存中的待处理数据和/或瞬时信道状况，例如载波频率偏移(CFO)、参考信号接收功率(RSRP)或信号干扰噪声比(SINR)，如上面针对图5所描述的。

链路自适应模块501可以响应于来自BS的上行链路授权的接收，而选择UE MCS502。包括编码块611和调制块613的编码调制模块505可以根据预定的BS MCS编码和调制所选择的UE MCS，以生成UE MCS符号606到时频资源栅格(例如，如下面针对图8所描述的资源栅格800)上。编码调制模块505可以在资源栅格上的预定位置，特别是在由BS预定的位置处，特别是图8所示的资源栅格的第一符号位置MCS处，分配UE MCS符号606。在编码块611之后，生成编码的MCS符号602，可以将其提供给信号处理链503的数据/控制复用器和信道交织块607。在替代实施例中，编码块可以将包含UE MCS的编码比特流直接提供给信道交织块，如图7所示。

上行链路信号处理链503可以包括媒体接入控制(MAC)模块601，其被配置为基于链路自适应模块501生成的选择的UE MCS 502和给定的资源块分配，特别是由BS给定的资源块分配，准备上行链路传输块504，链路自适应模块501可以是MAC模块601的一部分。

上行链路信号处理链503可以包括速率匹配器605、数据和控制复用器607、信道交织器和调制器609，它们可以被配置为将选择的UE MCS 502应用于准备的上行链路传输块504，以生成上行链路数据符号604到时频资源栅格上。上行链路信号处理链503可以包括Turbo编码模块，用于在将上行链路传输块504传递给速率匹配器605，然后传递给数据和控制复用器和信道交织器607以及调制器609之前，通过Turbo码对上行链路传输块504进行信道编码。可以在调制器609的输出处生成上行链路数据符号604。

上行链路信号处理链503可以包括复用器615，其可以被配置为根据预定的复用方案，特别是由BS预定的复用方案，复用UE MCS符号606和时频资源栅格上的上行链路数据符号604。在替代实施例中，信道交织器可以从编码块接收对应于UE MCS的编码比特流，并将其与其余的PUSCH数据和控制比特交织以生成输出比特流，使得该输出比特流遵循预定的复用方案的阶数。将输出比特流发送给调制器，该调制器使用对应于预定的BS MCS的预定调制阶数编码UE MCS比特，并且根据由UE MCS指定的调制阶数编码剩余的比特。

上行链路发送器500可以被配置为激活和/或去激活链路自适应模块501；和/或编码调制块505。在去激活链路自适应模块501和/或编码调制块505的情况下，发送模块可以被配置为发送由基站分配的MCS(而不是UE-MCS信息)编码的传输块。

在复用器615之后，信号可以在到达传输模块之前通过DFT 617、DMRS复用器619，进一步通过资源映射器623、IFFT块625和半移位和循环前缀(cyclic prefix，CP)块627，所述DMRS复用器619可以将DMRS符号包括进所述信号中。

以下部分描述了上面描述的块的示例性功能。

用户设备中的链路自适应(UE LA)实体501基于若干输入，诸如下行链路参考符号(导频)、由基站执行的资源分配、在它自己的上行链路缓存中的待处理数据的数量和优先级等，来计算在上行链路信道上使用的最佳MCS值。

当用户设备从基站接收上行链路授权时，UE LA实体501在该时刻或稍后时刻(但在调度的上行链路传输之前)选择最合适的MCS。

一旦UE LA实体501选择MCS(502)，UE MAC实体601就(基于选择的MCS 502和由基站执行的资源块分配)准备具有所需大小的MAC传输块(TB)504。

该MCS值502经历调制编码505以生成复数调制符号606。同时，将选择的MCS 505连同公开的链路自适应方案被激活的可选指示(可选是因为将选择的UE MCS通知到上述实体(类似速率匹配器605等)本身是公开的链路自适应方案的激活的隐含指示)，通知给上行链路信号处理链503中的速率匹配器605、数据/控制复用器、信道交织器607和调制实体609。

速率匹配器(Rate Match，RM)605、数据/控制复用、信道交织607和调制映射609实体将这个MCS值505应用于准备的TB 504，以生成符号604，然后在DFT扩展617之前以预定的方式将其与MCS符号606复用615。

相对于LTE PUSCH发送器的原始设计，PUSCH发送器中的资源映射单元有所改变。发送器处理的剩余部分是不变的：数据和导频复用619、逆FFT 625、半载波移位和循环前缀插入627，均未发生修改。

以下部分描述了典型的LTE链路自适应循环：

在步骤1中，UE接收下行链路数据和导频。在步骤2中，UE估计信道。在步骤3中，UE基于在步骤2中估计的信道计算每个子载波的SINR。在步骤4中，UE从上面计算的各个SINR计算压缩的或“有效的”SINR值，然后基于选择的链路质量映射(LinkQuality Mapping，LQM)函数来计算CQI值。本质上，LQM函数将瞬时信道状态映射成单个标量值，即有效的SINR，然后用该SINR来查找对该信道状态下的BLER的估计。有两种主要类型的LQM函数：指数有效的SINR映射(Exponential Effective SINR mapping，EESM)和互信息有效的SINR映射(Mutual Information Effective SINR Mapping，MIESM)。EESM解释如下(见表1)。在步骤5中，UE通过上行链路信道向eNodeB发送上行链路数据，特别是CQI和/或其他控制信息以及可选的宽带导频(SRS)。在步骤6中，eNodeB接收上行数据，并使用上行DMRS导频对其进行解调和解码，在此过程中计算SINR和信道质量指标。在步骤7中，eNodeB针对下行链路和上行链路来调度UE。在步骤8中，eNodeB根据步骤4中计算的CQI决定在下行链路中调度的每个UE的MCS。在步骤9中，eNodeB根据若干输入决定在上行链路中调度的每个UE的MCS，这些输入包括：在步骤6中计算的信道质量指标、在预定义或时变窗上的上行链路误块率(BLER)、在步骤6中计算的瞬时SINR、在UE上行链路缓存中的待处理数据量(特别是通过来自UE的缓存状态报告获得的)等。在步骤10中，选择在步骤8和9中选择的MCS来实现目标标准，例如：100次传输的平均BLER(移动平均)＜10％。BLER是被NACK的传输块的数量/调度的传输块的总量。如果接收器处的Turbo解码操作不成功或整个传输块CRC校验失败，则传输块将被NACK。

基于QoS或QoE的其他标准可以被降低到BLER目标标准：例如，对于交互式视频(例如视频会议)，对于优质用户而言，1％的BLER目标可能是合适的。

有效的指数型SINR映射如下：

可以通过兴趣(interest)资源γ_i(例如：对应于整个带宽的N个子载波，即宽带CQI)的均衡后SINR值来测量下行链路CQI。β是取决于MCS的校准因子。

表1示出了这种指数型SINR映射的示例：

表1：指数型SINR映射的示例

CQI索引、调制阶数和编码率中的部分在3GPP(表7.2.3-1，36.213)中被标准化。β和SINR阈值的部分取决于实现。

图7示出了图示根据一个实现形式的LTE上行链路发送器600中的示例性上行链路信号处理700的示意图。

UE MAC块701可以实现图6所示的MAC块601，速率匹配块709可以实现图6所示的速率匹配块605，数据和控制复用块721可以实现图6所示的块607的数据和控制复用部分，以及信道交织块723可以实现图6所示的块607的信道交织部分。在UE MAC 701和速率匹配709之间还包括块传输块CRC添加703、编码块分段编码块CRC添加705和信道编码707。速率匹配709与数据和控制复用721之间包括编码块级联711。各个信道编码块713、715、717、719被用于对输入CQI 608、PMI 610、RI 614、HARQ ACK/NACK 612和MCS 702进行编码。可以将可由UE MAC块701生成的图6和5中示出的值502对应的选择的MCS值702，与以将公开的链路自适应方案激活的指示“Ind”704，一起提供到速率匹配模块709、数据和控制复用块721和信道交织块723，例如，如上面针对图6所描述的。或者，也可以在通知的MCS中或在较早的信号中隐含地传送该指示。

对ULSCH处理的影响如图7所示。修改的块，即相对于LTE发送器的原始设计有所修改的块，被遮蔽，并且以浅色图像显示新添加的块。虚线示出来自UE MAC 701的指示704，通知其他实体公开的链路自适应方案被激活，并且通知它们所选的，即选择的MCS 702。

根据用于MCS值(Q_MCS)的编码比特的数量来修改来自速率匹配器709(G)的用于完整传输块的总比特输出。

其中

Q_m，Q_CQI，Q_RI是在3GPPTS36.212“复用和信道编码”的5.2.2.6部分中定义的。

数据和控制复用721的输出是基于G的更新值(如上所述)，其是从自UE MAC实体701接收的指示704和MCS值702推导出。

信道交织器723具有附加的输入-MCS值的信道编码的矢量序列输出：

其中Q′_MCS＝Q_MCS/Q′_m，其中Q_MCS是在基站和用户设备之间预先决定的MCS的编码符号的数量，并且Q′_m是编码的MCS符号的调制阶数，其也是预先决定的。信道交织器723输出比特序列以这样的方式获得，以便在调制之后将编码的MCS比特映射到时频资源栅格上的预定位置，例如如图8的示例性资源栅格所示的。

图8示出了根据一个实现形式的在LTE上行链路发送器600中的信道交织之后的时频资源栅格800的示例性实现。

资源栅格800包括两个时隙802，每个时隙具有示例性数量的7个符号，例如，SC-FDMA符号804，并具有示例性数量的24个子载波806。资源栅格800包括CQI符号、RS(参考信号)符号、RI(rate indicator，速率指示符)符号、A/Nack(Acknowledgement or Non-Acknowledgement，确认或非确认)符号和MCS(调制编码方案)符号。剩余的资源元素被数据占用。

要注意的是，PUSCH分配内的MCS符号的位置是灵活的，并且可能潜在地改变其他元素(例如，CQI元素)的位置，如图8所示，但是必须在基站和用户设备之间预先决定。

图9示出了图示根据一个实现形式的LTE上行链路发送器600中的示例性PUSCH处理链900的框图。PUSCH处理链900包括依次设置的块加扰901、调制映射器903、变换预编码器905、资源元素映射器907和SC-FDMA信号生成909。

修改的实体，即相对于原始LTE发送器修改的实体，是加扰901和资源元素映射907。

在加扰块901中，将加扰操作应用于MCS编码的比特，就像数据或信道质量编码的比特、秩指示编码的比特或ACK/NACK编码的比特一样。根据为MCS比特选择的信道编码方案，如果在编码的MCS比特序列中存在占位符比特，则加扰操作将根据预先决定的调制方案选择占位符比特，以使得携带MCS信息的调制符号的欧几里德距离最大化。

调制映射单元903根据预先决定的调制阶数Q′_m调制加扰的MCS比特，并根据UE选择的调制阶数Q_m调制其余的加扰的PUSCH比特。

资源元素映射器单元907将复值的调制MCS符号映射到时频资源栅格中的预定位置中，并根据在3GPP TS 36.212“物理信道和调制”的5.3.4部分中指定的常规分配规则映射复值的调制PUSCH符号的其余部分。

图10示出了图示根据一个实现形式的用于基站以与用户设备(UE)通信的上行链路接收器1000的框图。上行链路接收器1000包括接收模块1001、解调解码模块1003以及上行链路信号处理链1005。

接收模块1001被配置为接收包括UE调制编码方案(MCS)符号1002和上行链路数据符号1004的无线信号，其可能与传统控制信息(CQI、HARQ等)复用，例如，如上面针对图5所描述的，上行链路发送器500的传输模块507通过通信信道发送的控制信息。

解调解码模块1003被配置为根据预定的BS MCS，例如，对应于上面针对图5所描述的BS MCS 510，来解调和解码UE MCS符号1002，以提供解码的UE MCS值1006。

上行链路信号处理链1005被配置为基于解码的UE MCS值1006解调和解码上行链路数据符号1004，以提供由UE MCS值1006解码的上行链路数据比特1008。

上行链路信号处理链1005可以被配置为根据预定的解复用方案，特别是由BS预定的解复用方案，解复用UE MCS符号1002和上行链路数据符号1004。

上行链路信号处理链1005可以包括信道解交织器以及数据和控制解复用器，例如，如下面图11所描述的框1123，其被配置为根据解码的UE MCS值1006将上行链路数据符号1004分离为数据比特和控制比特。控制比特可以包括，例如，如上面针对图6所描述的CQI比特608、PMI比特610、ACK比特、NACK比特612和RI比特614。

上行链路信号处理链1005可以包括速率解匹配器，例如，如下面针对图11描述的块1125，其被配置为根据解码的UE MCS值1006输出速率解匹配的编码比特流1126。

图11示出了图示根据一个实现形式的用于基站的LTE上行链路接收器1100的框图。

上行链路接收器1100的设计结合并启用基站中的新颖的链路自适应功能。图11示出了在假设LTE上行链路接收器的情况下图10所示的通用接收器设计1000的一个实现。

上行链路接收器1100包括接收模块(图11中未示出)、解调解码模块1003以及上行链路信号处理链路1005。

接收模块被配置为通过通信信道接收包括UE调制编码方案(MCS)符号1002和上行链路数据符号1004的无线信号，例如，如上面针对图5和6所描述的，该无线信号通过上行链路发送器500的发送模块600发送。

包括软解调器1117和解码器1119的解调解码模块1003被配置为根据预定的BSMCS，例如，对应于上面针对图5和图6所描述的BS MCS 510，来解调和解码UE MCS符号1002，以提供解码的UE MCS值1006。

上行链路信号处理链1005被配置为基于解码的UE MCS值1006解调和解码上行链路数据符号1004，以提供由UE MCS值1006解码的上行链路符号1126。

上行链路信号处理链1005可以包括MCS解复用器1115，该MCS解复用器1115可以被配置为根据预定的解复用方案，特别是BS预定的解复用方案，解复用UE MCS符号1002和上行链路数据符号1004。

上行链路信号处理链1005可以包括信道解交织器以及数据和控制解复用器1123，其被配置为根据解码的UE MCS值1006将上行链路数据符号1004分离为数据比特和控制比特。控制比特可以包括，例如，如上面针对图6所描述的CQI比特608、PMI比特610、ACK比特、NACK比特612和RI比特614。

上行链路信号处理链1005可以包括速率解匹配器1125，其被配置为根据解码的UEMCS值1006输出速率解匹配的编码比特流1126。

由上行链路接收器1100接收的信号，在被提供给MCS解复用器1115之前，首先通过循环前缀和半移位块1101、FFT块1103、帧解映射器1105、将DMRS参考信号从接收到的信号中分离以用于信道估计1109的DMRS解复用器1107、均衡器1111和IDFT块1113。

基站处的上行链路接收器1100与上面图6所呈现的发送器设计协同工作。图11示出了LTE上行链路PUSCH接收器形式的接收器1100的实现。

以下部分描述了上面描述的块的示例性功能。

在频域信道估计1109、均衡1111和应用逆DFT 1113之后，将剩余的数据符号1004和时域MCS符号1002解复用1115。然后基于用于这些符号的预先决定的(例如，经由信令)调制编码方案软解调1117和解码1119这些符号1002。解码的MCS值1006被馈送到软解调器1121，然后软解调器1121基于选择的调制类型1006解码其余的PUSCH数据和控制符号1004。解码的MCS值1006还被馈送到信道去交织器和数据/控制解复用实体1123，其使用该信息分离出编码的PUSCH数据比特和编码的PUSCH控制比特，也就是CQI 608、PMI 610、ACK/NACK612、RI 614。解码的MCS值1006还被馈送到速率解匹配器1125，其使用解码的MCS值1006和馈送给它的总比特，以将速率解匹配的编码比特流1126输出到Turbo解码器1127。上行链路接收器处理的其余部分相对于原始LTE接收器设计保持不变。

接收器1100中的关键思想可以总结如下：由用户设备选择用于编码PUSCH数据的MCS。因此，为了解码PUSCH数据，将该MCS与PUSCH数据一起以预定格式发送。接收器首先解码该MCS值，然后使用该信息来解码实际的PUSCH数据。

图12示出了图示根据一个实现形式的用于激活或去激活UE链路自适应方案的信令消息图1200的示意图。

公开的链路自适应方案在低延迟(或高可靠性)必不可少的情况下是最有利的。在其他情况下，这可能是不必要的，并且可能增加用户设备处的处理和电池消耗。为了优化系统性能，可能需要根据情况需要在每个UE的基础上激活/去激活公开的链路自适应方案。

因此，明显地，可以应用两种可选的通知方法来控制公开的方案-基于专用控制信令的按需激活1200a和涉及专用RRC信令或小区级系统信息(System Information，SI)消息广播的半静态激活1200b。这些方法如图12所示，同样在LTE系统的情况下。

对于按需激活1200a，DCI 0A(1201)是DCI 0(其用于在LTE中通知上行链路授权)的修改形式。修改原因主要是通知UE将公开的方案应用于对应于上行链路授权的上行链路传输。公开的链路自适应方案不需要将MCS通知到用户设备，因为这由用户设备决定(见下面的图13)。因此，DCI消息的减小的消息大小可以增加小区的整体PDCCH容量(更多用户)或PDCCH可靠性(更好的控制信道性能)。或者，MCS可在DCI 0中被通知(如在正常情况下)，并且UE可根据基于UE处的最新可用的信道质量的其优选的MCS，将MCS偏移应用于所通知的MCS。该替代方案具有在上行链路(与下行链路相反)上的较低的信令开销的优点。

利用半静态激活1200b，链路自适应方案的使能/不使能可由基站完成以用于特定的UE，用于特定无线承载和/或具有特定的周期性(例如，半静态调度的上行链路授权)，或经由广播信令(经由系统信息块)小区级激活。

信令还包括例如根据测量的信道变化来控制以UE为中心的链路自适应的动态范围的过程。发送器和接收器之间的信令交换还可以包括校准系数，以维持用户设备处的信道互易性假设，并基于下行链路导频提供上行链路信道的更好的估计。

图13示出了根据示出DCI格式0的示例性内容的实现形式的示例性下行链路控制信息(downlink control information，DCI)表1300。表1300对应LTE标准。使用大小为5比特的修改的DCI格式0A中的可选字段“ModCoding”1301来指示调制、编码方案和冗余版本。

图14示出了图示根据本公开的链路自适应方案的示例性目标益处的性能图1400。

公开的以UE为中心的链路自适应方案有效地缓解了现有技术的上行链路自适应方案中的CQI/CSI老化问题，并因此改善了上行链路性能，特别是在快速时变信道中。如图14所示，公开的链路自适应方案的目标是如字段R4所示的那样实现上行链路的超可靠和超低等待时间的通信。

由于公开的方案可以由eNodeB或UE按需激活，所以可以根据服务要求和/或UE能力选择性地实现改进的性能。性能和复杂性之间的灵活折衷是5G通信的促成者。

用上行链路数据在带内发送UE选择的MCS的附加信令开销非常小，并且随着上行链路资源分配的增大而减小，如图15所示。这种开销的效果是PUSCH数据和/或UCI的稍高的编码率。该开销在下行链路控制信道(PDCCH)上抵消，在该下行链路控制信道(PDCCH)中不需要以DCI格式0发送5比特MCS。这可能导致下行链路控制信道上的编码或容量增益。

图15示出了图示示例性MCS信令开销对分配的资源块的数量的性能图1500。图1501示出了RM(20，5)块码，QPSK下的MCS开销。图1502示出了RM(20，5)块码，16QAM下的MCS开销。图1503示出了RM(20，5)块码，64QAM下的MCS开销。

图16示出了根据本公开的应用链路自适应方案的车辆到基础设施(V2X)通信系统1600的视图。

公开方案最合适的应用是用于实现基于LTE的V2X通信，其对上行链路延迟有严格的要求。当上行链路流量既对时间要求严格，又是不规则的/不频繁的(例如：ITS DENM消息)时，并且当无线传播条件随时间快速变化时，益处较大。作为示例应用，考虑图16中的紧急警报场景，其中装备有蜂窝收发器的车辆A具有紧急情况并且需要立即通知周围的所有车辆B、C和D(以及可能的行人)，以避免即将发生的事故。除了采用直接的D2D通信(在这种情况下是最有效的)之外，还需要通知可以向附近节点广播或组播相关信息的基站。如果由于发送和接收设备之间的深度衰落或遮蔽而导致D2D通信失败，这一点非常重要。

公开的链路自适应方案的其他非常有吸引力的应用包括机器类型通信(MachineType Communication，MTC)和蜂窝物联网-特别是需要低延迟和高可靠性但低数据速率的用例。这种用例的典型示例是工业自动化(例如：远程机器人控制)和连续的远程监控(例如：起重机或建筑设备)。公开的链路自适应方案因此可以应用于窄带蜂窝M2M，诸如LTE-M或类似变体。

图17示出了图示根据其中硬件缺陷影响信道互易性的实现形式的通信系统1700的框图。上部1701、1703、1705、1707表示从eNB(基站)到UE的下行链路传输，而下部1709、1711、1713、1715表示从UE到eNB的上行链路传输。上行链路发送器由可以对应于上面针对图5和图6所描述的上行链路发送器500、600的框1709、1711表示。上行链路接收器由可以对应于上面针对图10和11所描述的上行链路接收器1000、1100的框1713、1715表示。

公开的方案依赖于信道互易假设，以便在用户设备处执行链路自适应。这意味着UE使用下行链路信道状态信息来估计上行链路信道情况。理论上，如果UL和DL传输之间的时间间隔远小于传播信道的相干时间(通常为真)，则可以假定传播信道是近乎互易的。然而，实际上，收发器电路通常不是互易的，即TX和RX频率响应是不同的，这破坏了互易假设(参见图17所示的框1703、1713和框1705、1711之间的差别)。因此，可能需要在eNB和UE的TX/RX之间进行RF校准，以维持互易假设，并保持UE处的链路自适应的准确性和性能。

在下面对TX/RX RF校准的描述中，应用以下术语和缩写：TBS和RBS是大小为m的方形对角矩阵，分别表示基站(eNB)处的m个天线/收发机的TX响应和RX响应。T_UE和R_UE是大小为n的方形对角矩阵，分别表示用户设备(UE)处的n个天线/收发器的TX响应和RX响应。X_D和X_U分别表示DL和UL传输的数据符号向量。W是DL预编码矩阵，H是从eNB到UE的下行链路的传播信道，N₀是接收器处的高斯噪声。DL接收的信号被写为y_D＝H_D×W×X_D+N₀，其中H_D＝R_UE×H×T_Bs。UL接收的信号被写成yU＝H_U×X_U+N₀，其中H_U＝R_BS×H^T×T_UE。

从上文可以推导出以下关系：

H_U ^T＝T_UE ^T×H×R_BS ^T和H＝(T_UE ^T)^-1×H_U ^T×(R_BS ^T)^-1，以及

H_D＝R_UE×(T_UE ^T)^-1×H_U ^T×(R_BS ^T)^-1×T_BS。

从上面的等式，显而易见，如果没有R_UE×(T_UE ^T)^-1＝I和(R_BS ^T)^-1×TB_s＝I(I：单位阵)，则有效的DL和UL信道将不同。因此，为了恢复互易性，可以引入校准的信道H_D，C和H_U，C。通过在两个发送器中应用预编码，从有效信道生成校准信道，如下：

下行链路校准信道：H_D，C＝H_DK_BS

上行链路校准信道：H_U，C＝H_UK_UE，

其中K_BS＝R_Bs/T_Bs和K_UE＝R_UE/T_UE分别是大小为m和n的方形对角矩阵，表示eNB和UE处的校准因子。校准过程基本上用于在eNB和UE两者处推导出K_BS和K_UE。

公开的链路自适应方案需要在用户设备和基站之间交换这样的校准因子(或者推导出这样的校准因子的方法)，以便保持上行链路和下行链路之间的信道互易性，从而确保上行链路自适应的更好性能。

图18示出了图示根据一个实现形式的用于向用户设备的上行链路发送器通知链路自适应控制的方法1800的示意图。上行链路发送器可以对应于上面针对图5和图6所描述的上行链路发送器500、600。

方法1800包括：从基站(BS)向用户设备(UE)发送(1801)消息，该消息包括指示使能或不使能UE调制编码方案(MCS)选择的信息；以及根据从BS接收的信息，在UE的上行链路发送器的链路自适应模块中使能或不使能1802UE MCS选择。

方法1800还可以包括：通过半静态信令经由RRC消息或者通过按需信令经由下行链路控制信号中的一个来发送(1801)该消息，例如如上面针对图12所描述的；控制链路自适应模块的动态范围；以及在BS与UE之间交换校准系数，该校准系数指示下行链路与上行链路传输之间的信道互易度，例如如以上针对图17所描述的。

本公开还支持包括计算机可执行代码或计算机可执行指令的计算机程序产品，所述计算机可执行代码或计算机可执行指令在被执行时使得至少一个计算机执行本文描述的执行和计算步骤，特别是上面针对图18所描述的方法1800的步骤。这样的计算机程序产品可以包括在其上存储程序代码以供计算机使用的可读的非暂时性存储介质。程序代码可以执行上面针对图18所描述的方法1800。

虽然本公开的特定特征或方面可能已经针对几个实现中的仅一个被公开，但是这样的特征或方面可以与其他实现的一个或多个其他特征或方面组合，如任何给定的或特定应用程序可能期望的和可能对其有益的。此外，对于详细描述或权利要求书中使用的术语“包括”、“具有”、“具有”或其他变体而言，这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式包括。并且，术语“示例性的”、“例如”和“例如”仅仅是作为一个示例，而不是最好的或最佳的。术语“耦合”和“连接”以及派生词可能已被使用。应当理解的是，这些术语可能已经被用于指示两个元件彼此协作或相互作用，而不管它们是直接物理接触还是电接触，或者它们彼此不直接接触。

虽然本文已经说明和描述了特定的方面，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，各种替代的和/或等效的实现可以替代所示出的和描述的具体方面。本申请旨在涵盖本文中讨论的具体方面的任何适配或变化。

尽管以下权利要求中的元素以具有相应标号的特定顺序记载，除非权利要求记载另外暗示用于实现这些元素中的一些或全部的特定顺序，这些元素未必意图被限制为以该特定顺序实现。

鉴于上述教导，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员来说将是显而易见的。当然，本领域技术人员容易认识到，除本文所描述的以外，还有本发明的许多应用。虽然已经参考一个或多个特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下可以对其做出许多改变。因此应理解，在所附权利要求及其等价物的范围内，本发明可以以与本文具体描述的不同的方式实施。

Claims (24)

1.一种用于用户设备UE以与基站BS通信的上行链路发送器(500)，所述上行链路发送器(500)包括：

链路自适应模块(501)，被配置为基于目标标准选择UE调制编码方案MCS(502)；

上行链路信号处理链(503)，被配置为根据所选择的UE MCS(502)准备和处理上行链路传输块(504)；

编码调制模块(505)，被配置为根据预定的BS MCS(510)编码和调制所述选择的UE MCS(502)；

发送模块(507)，被配置为通过上行链路无线通信信道发送处理的上行链路传输块(504)以及经调制编码的所述选择的UE MCS(506)。

2.根据权利要求1所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述目标标准基于以下中的至少一个：平均误块率BLER、服务质量QoS指标、体验质量QoE指标。

3.根据权利要求2所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述目标标准基于10％或1％的BLER。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述目标标准基于以下中的至少一个：多个下行链路参考信号的至少一个子集、由所述BS分配的资源块分配、在预定或动态变化的窗上的平均BLER、在上行链路缓存中的待处理数据和瞬时信道条件。

5.根据权利要求4所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述目标标准基于载波频率偏移CFO、参考信号接收功率RSRP或信号干扰噪声比SINR。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述链路自适应模块(501)被配置为响应于从所述BS接收上行链路授权和/或响应于周期性调度授权来选择所述UE MCS(502)。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述编码调制模块(505)被配置为根据所述预定的BS MCS(510)编码和调制所述选择的UE MCS(602)，以生成UE MCS符号(606)至时频资源栅格上。

8.根据权利要求7所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述编码调制模块(505)被配置为在所述资源栅格的预定位置处分配所述UEMCS符号(606)。

9.根据权利要求8所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述编码调制模块(505)被配置为在由所述BS预定的位置处分配所述UE MCS符号(606)。

10.根据权利要求8所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述编码调制模块(505)被配置为在所述资源栅格的第一符号位置处分配所述UE MCS符号(606)。

11.根据权利要求7所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述上行链路信号处理链(503)包括媒体接入控制MAC模块(601)，被配置为基于所述选择的UE MCS(502)和给定的资源块分配来准备所述上行链路传输块(504)。

12.根据权利要求11所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述MAC模块(601)被配置为基于所述选择的UE MCS(502)和由BS给定的资源块分配来准备所述上行链路传输块(504)。

13.根据权利要求11所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述上行链路信号处理链(503)包括速率匹配器(605)、数据和控制复用器(607)、信道交织器和调制器(609)，被配置为将所述选择的UE MCS(502)应用到准备的上行链路传输块(504)，以生成上行链路数据符号(604)至所述时频资源栅格上。

14.根据权利要求13所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述上行链路信号处理链(503)被配置为根据预定的复用方案在时间频率资源栅格上复用(615)所述UE MCS符号(606)和所述上行链路数据符号(604)。

15.根据权利要求14所述的上行链路发送器(500)，

其中，所述上行链路信号处理链(503)被配置为根据由所述BS预定的复用方案在所述时间频率资源栅格上复用(615)所述UE MCS符号(606)和所述上行链路数据符号(604)。

16.根据权利要求14所述的上行链路发送器(500)，被配置为激活和/或去激活所述链路自适应模块(501)；和/或所述上行链路信号处理链(503)。

17.根据权利要求16所述的上行链路发送器(500)，被配置为基于下行链路信息激活和/或去激活所述链路自适应模块(501)；和/或所述上行链路信号处理链(503)。

18.一种用于基站BS以与用户设备UE通信的上行链路接收器(1000)，所述上行链路接收器(1000)包括：

接收模块(1001)，被配置为接收包括UE调制编码方案MCS符号(1002)和上行链路数据符号(1004)的无线信号；

解调解码模块(1003)，被配置为根据预定的BS MCS(510)解调和解码所述UE MCS符号(1002)以提供解码的UE MCS值(1006)；以及

上行链路信号处理链(1005)，被配置为基于所述解码的UE MCS值(1006)来解调和解码所述上行链路数据符号(1004)。

19.根据权利要求18所述的上行链路接收器(1000)，

其中，所述上行链路信号处理链(1005)被配置为根据预定的解复用方案来解复用(1115)所述UE MCS符号(1002)和所述上行链路数据符号(1004)。

20.根据权利要求19所述的上行链路接收器(1000)，

其中，所述上行链路信号处理链(1005)被配置为根据由所述BS预定的解复用方案来解复用(1115)所述UE MCS符号(1002)和所述上行链路数据符号(1004)。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的上行链路接收器(1000)，

其中，所述上行链路信号处理链(1005)包括信道解交织器以及数据和控制解复用器(1123)，被配置为根据所述解码的UE MCS值(1006)将所述上行链路数据符号(1004)分离为数据比特和控制比特，所述控制比特包括以下中的至少一个：信道质量信息CQI比特(608)、预编码矩阵指示符PMI比特(610)、确认ACK比特、非确认NACK比特(612)、秩指示符RI比特(614)。

22.根据权利要求18至20中任一项所述的上行链路接收器(1000)，

其中，所述上行链路信号处理链(1005)包括速率解匹配器(1125)，被配置为根据所述解码的UE MCS值(1006)输出速率解匹配的编码比特流(1126)。

23.一种用于将链路自适应控制通知到用户设备UE的上行链路发送器的方法(1800)，所述上行链路发送器是根据权利要求1至17中任一项所述的上行链路发送器(500)，所述方法(1800)包括：

从基站BS将消息发送(1801)到所述UE，所述消息包括指示使能或不使能UE调制编码方案MCS选择的信息；以及

根据从所述BS接收的所述信息，在所述UE的上行链路发送器的链路自适应模块中使能或不使能(1802)所述UE MCS选择。

24.根据权利要求23所述的方法(1800)，包括：

通过半静态信令经由RRC消息或通过按需信令经由下行链路控制信号中的一个发送(1801)所述消息；

控制所述链路自适应模块的动态范围；以及

在所述BS与所述UE之间交换校准系数，所述校准系数指示下行链路与上行链路传输之间的信道互易性。

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