TWI416890B - 用於多重載體寬頻無線通信之有效頻道品質回報及連結適應 - Google Patents

Description

用於多重載體寬頻無線通信之有效頻道品質回報及連結適應

本發明大體而言係關於無線通信，且更特定言本發明係關於多重載體寬頻無線通信。

諸如正交頻分多工(OFDM)之多重載體寬頻技術可提供提高無線通信中之資料速率及通量之可能性。如該項技術中已知，多重載體寬頻技術可藉由將頻譜切分為"塊"以用於發射、最佳化該等塊及於接收器處將其重組來提供困難頻道之寬頻資料速率效能。由於利用了相對寬之頻譜，多個頻率載體之間的頻道品質可顯著不同。

圖1以曲線圖說明了在所占頻譜上頻道品質如何不同之實例11。圖1之實例中，頻道品質表示為SINR(信號與干擾及雜訊比)。更特定言之，圖1中之每一"塊指數"值對應於一組(或一塊)載體頻率，且曲線11代表該等塊之SINR。通常假定一給定塊內之載體具有彼此足夠相似之頻率響應，以便假定可對該組中的每一載體使用相同調變及編碼機制(MCS)。

圖1中之11所說明的頻道品質之寬變化類型可對選擇適當MCS之程序造成困難，因為MCS之選擇與預期用於發射之頻道品質密切相關。MCS選擇程序(通常稱為連結適應)可能當以較小區塊發射資訊時尤其具有挑戰性，此情況常見於IP(VoIP)服務及其他若干類型之即時及串流多媒體服務中。

在先前技術解決方案中，接收器計算整個所用頻譜上之頻道品質之平均值，並將此平均值反饋至發射器。圖1中之12處所示的SINR為此平均頻道品質之一實例。若待發射之資訊位元可經指派以佔據所用頻譜之一顯著部分，則該平均頻道品質可能有用。舉例而言，對於可經指派以佔據頻譜之所有塊或佔據分佈於整個頻譜上之若干塊(例如，所有具有奇數塊指數之塊)的發射而言，該平均頻道品質可能有用。

然而，一特定載體或塊之實際頻道品質可能與計算所得之平均頻道品質顯著不同。在圖1之實例中藉由比較實際頻道品質11與平均頻道品質12可見此不同。對於經指派至頻譜之一相對小部分之較小資訊區塊而言，實際頻道品質相對於平均頻道品質之偏差可顯著地危及其連結適應。在該等情況下，僅基於平均頻道品質之MCS選擇可導致不良的高區塊錯誤率(BLER)，從而可導致增加潛伏時間及系統負載。

在其他先前技術解決方案中，接收器量測整個頻譜上之每個載體的頻道品質，並將此資訊反饋至發射器以用於連結適應。儘管此方法既允許較大資訊區塊亦允許較小資訊區塊之發射的可接受連結適應，然而其通常需要可用無線電資源之一過於大的部分。

鑒於前述情況，希望提供具有所有大小之發射資料區塊的有效連結適應，同時避免與先前技術解決方案相關聯之上述困難。

本發明之例示性實施例藉由提供識別一組載體頻率之識別資訊而支援多重載體寬頻無線通信，其中該組載體頻率已由一發射之一所期接收器選定來用於該發射。基於指示與該組選定載體頻率上之發射相關聯之通信品質的通信品質資訊，可選擇一供該組選定載體頻率上之發射所用的調變及編碼機制。根據該選定調變及編碼機制來執行該組選定載體頻率上之發射。

根據本發明之例示性實施例，接收器向發射器反饋與局部最佳塊相關聯之一或多個頻道品質量測。接著發射器指派該等局部較佳塊處或其附近之塊，並基於自接收器反饋之該等頻道品質量測來執行連結適應。發射器亦可在局部較佳塊附近應用一頻道品質遮罩。在各實施例中，或者發射器估計該頻道品質遮罩，或者該接收器將該頻道品質遮罩反饋至發射器。

在一些實施例中，接收器向發射器反饋一回報，該回報包括指示一局部較佳塊的塊資訊(例如，該局部較佳塊之塊指數)及指示該局部較佳塊之頻道品質的頻道品質資訊(例如，SINR值)。回應於來自接收器之此反饋資訊，發射器選擇該局部較佳塊，以及涵蓋與該局部較佳塊之相關聯之載體頻率相鄰之載體頻率的額外塊。圖2說明在一寬頻多重載體無線通信系統之實例中所用頻譜上之頻率響應的各種例示性量測。參考數字21指示由接收器量測之SINR，參考數字22指示封包發射期間之SINR，及參考數字23指示長期平均SINR。

假定圖2之實例的狀況，接收器可通知發射器對應於指數82之塊較佳，且此較佳塊具有與其相關聯之8 dB的SINR。於是發射器可指派(例如)塊指數80、81、82、83及84以發射資訊至此特定接收器。發射器亦可提供所選相鄰塊之SINR的估計。舉例而言，指數為80、81、82、83及84之相鄰塊之估計SINR可分別提供為5、7、7及5 dB。因此，與經指派以用於發射之前述五個塊相關聯的頻道品質可寫為頻道品質遮罩(在此實例中為SINR遮罩)記法的形式，如：SINR＝8＋[－3,－1,0,－1,－3]dB。接著用此頻道品質資訊執行所指派之塊的連結適應。舉例而言，待用於每一塊上之發射的MCS可基於與該塊相關聯之SINR來判定。

在一些實施例中，上述頻道品質遮罩係關於寬頻無線頻道之平均多路徑衰退曲線。對於相對平坦之頻道而言，遮罩可相對較寬(例如，較多塊)，且鄰近塊之間的品質差異相對較小。對於較為分散之頻道而言，遮罩可較窄(例如，較少塊)，且鄰近塊之間的品質差異較大。

在一些實施例中，可在一來自接收器之反饋回報中提供頻道品質遮罩。舉例而言，接收器可定期向發射器反饋頻道品質遮罩回報，該回報包括與所用頻譜中所包含之所有或任何選定塊子集相關聯的頻道品質資訊(例如，SNIR值)。在一些實施例中，此等頻道品質遮罩回報的發射頻率低於前述局部較佳塊及其相關聯頻道品質之回報。舉例而言，一些實施例以秒之等級的回報頻率反饋該等頻道品質遮罩回報。

在一些實施例中，發射器自身建構所要頻道品質遮罩，失去來自接收器之前述頻道品質遮罩回報的優勢。相反地，發射器基於其自身對來自接收器之反向連結之多路徑頻道概況的量測而建構該頻道品質遮罩。

反向連結之多路徑頻道概況係由諸如兩個通信裝置之間的距離、分散物件之位置及天線方向等因素而判定。相同因素在判定自發射器至接收器之前向連結的多路徑頻道概況時起到類似作用。儘管前向及反向連結之瞬時多路徑頻道響應可彼此不同，但反向連結之時間平均概況可望展現與前向連結之時間平均概況相對穩定之關係。

在發射器使用其自身之反向連結量測來估計頻道品質的一些實施例中，接收器僅反饋局部較佳塊資訊，且發射器基於該等反向連結量測來估計相關聯頻道品質。

在一些實施例中，接收器可反饋一包括一個以上局部較佳塊之指數及相應頻道品質量測的回報。再參看圖2之實例，接收器之反饋回報可包括(例如)SINR＝8 dB之塊指數82及SINR＝7 dB之塊指數66。接著接收器可(例如)指派以下塊用於發射：指數為80至84之SINR遮罩為8＋[－3,－1,0,－1,－3]dB之塊；指數為64至68之SINR遮罩為7＋[－3，－1,0,－1,－3]dB之塊。

該等塊接著可用於發射至接收器，其中根據來自相關聯SINR遮罩之相關聯SINR為每一塊執行連結適應。

在一些實施例中，接收器向發射器反饋一回報，該回報包括一局部較佳塊之指數及相應頻道品質資訊，且進一步包括該發射器可用以識別其他局部較佳塊之指數的額外資訊。舉例而言，在一些實施例中，該反饋回報可包括一代表局部較佳塊之間的距離的數值。再參看圖2之實例，接收器可(例如)反饋一識別SINR＝8 dB之塊指數82且進一步包括距離數值16的回報。回應於此反饋資訊，發射器除了可判定指數為82之特定識別塊之外，亦可判定亦指數為66(82－16)及50(82－(2×16))之局部較佳塊。接著接收器可進行指派以用於發射：指數為80至84之SINR遮罩為8＋[－3,－1,0,－1,－3]dB之塊；指數為64至68之SINR遮罩為8＋[－3,－1,0,－1,－3]dB之塊；及指數為48至52之SINR遮罩為8＋[－3,－1,0,－1,－3]dB之塊。

應注意，在此特定實例中，接收器僅簡單地假定與指數為66之塊相關聯的頻道品質及與指數為50之塊相關聯的頻道品質與接收器已為指數為82之塊回報之頻道品質相同。其他例示性實施例假定，對於自接收器反饋之頻道品質與接收器基於接收器之反饋回報中之前述額外資訊(例如，前述距離值)而識別之塊指數的相關聯頻道品質，二者之間為其他關係。一些實施例假定隨著距自接收器反饋之指數的距離增加，頻道品質降低。在一特定實例中，發射器進行指派以用於發射：指數為80至84之SINR遮罩為8＋[－3,－1,0,－1,－3]dB之塊；指數為64至68之SINR遮罩為7＋[－3,－1,0,－1,－3]dB之塊；指數為48至52之SINR遮罩為6＋[－3,－1,0,－1,－3]dB之塊。

在指派了一個以上組塊以用於發射的以上所述之該等例示性實施例中，每組塊使用相同之頻道品質遮罩。在其他實施例中，發射器並不將相同頻道品質遮罩與每組塊相關聯。舉例而言，在由接收器定期回報所占頻譜中所有或一選定塊子集之頻道品質資訊的如上所述之實施例中，發射器可能能夠自最近回報中所含有之相應頻道品質資訊直接獲得選定塊子集之一些或全部的頻道品質遮罩。

在一些實施例中，接收器可在其反饋回報之一些或全部中包括一更新，該更新係關於整個所用頻譜上之塊之頻道品質的平均值(見圖1之11及圖2之23)。若發射器判定其選定之塊中之任一者(根據上述例示性實施例之任一者)無論何故皆不可用於發射，則接收器可指派可用塊作為替代，且可基於當前平均頻道品質來選擇該等替代塊之MCS。在由接收器定期回報所占頻譜中所有或一選定組塊之頻道品質資訊的一些如上所述之實施例中，發射器也許能夠基於最近回報中所含有之相應頻道品質資訊中選擇替代塊之一些或全部的MCS。

在各實施例中，接收器使用不同準則以用於選擇局部較佳塊。舉例而言，在一些實施例中，選擇一局部較佳塊，因為就最近頻道品質量測而言其為最佳塊(或最佳塊中的一者)。在其他實施例中，局部較佳塊之選擇不僅基於最近頻道品質量測，且亦基於其他因素例如塊之間的比較性品質趨勢。

圖3及圖4提供了上文參照本發明之例示性實施例所詳細描述之操作的一般性說明。圖3說明了可於一多重載體寬頻無線發射之所期接收端處執行的例示性操作，且圖4說明了可於發射端處執行的例示性操作。

如圖3所示，對於接收端而言，31中識別一或多個局部較佳塊及相應頻道品質量測。在32中，於一反饋回報中將指示31中所識別之塊及頻道品質的資訊發送至發射端。圖3用虛線說明了在提供頻道品質遮罩資訊之反饋回報的實施例中可執行的額外操作。無論33中判定下一回報之時間是否到達，都在34中發送該頻道品質遮罩資訊之回報。

現參看如圖4所示之發射端處之操作，在41中得以存取反饋回報後，在42中基於反饋回報指派塊。若43中判定並非所指派之所有塊皆可用，則44中指派替代塊。在45中判定與所指派之塊相關聯之頻道品質，並在46中基於該等相關聯頻道品質執行指派塊的連結適應。接著，使用指派塊將所需通信發射至接收端，如47中所示。

圖5圖示地說明了一根據本發明之例示性實施例之多重載體寬頻無線通信裝置。在一些實施例中，圖5之裝置為一行動裝置。在各例示性實施例中，圖5之裝置能夠執行上文詳細描述且於圖3中作出一般性說明的操作。圖5之裝置包括一耦接至一接收處理單元53及一發射處理單元54之天線配置55。回應於自另一多重載體寬頻無線通信裝置接收之無線通信發信，一耦接至接收處理單元53之頻道品質量測單元51產生頻道品質量測資訊(例如，SINR資訊)。

該頻道品質量測資訊(整體圖示於56處)被提供至一回報產生器52。基於該頻道品質量測資訊56，該回報發射器52可產生回報，例如上文詳細描述之任一回報。該等回報(整體圖示於57處)被轉遞至發射處理單元54，發射處理單元54與天線組件55相合作以將回報作為反饋發射至前述另一多重載體寬頻無線通信裝置。此另一通信裝置(其例示性實施例展示於圖6)於是可以上文詳述之任何例示性方式使用該等反饋回報，以支援與其至圖5之裝置的發射相關聯的連結適應操作。

圖6圖示地說明了又一根據本發明之例示性實施例之多重載體寬頻無線通信裝置。在一些實施例中，圖6之裝置為一位點固定裝置。在各例示性實施例中，圖6之裝置能夠執行上文詳細描述且於圖4中作出一般性說明的操作。圖6之裝置包括一耦接至一接收處理單元63及一發射處理單元64的天線配置66，所有該等組件可以一般習知方式合作以達成與其他通信裝置之所要多重載體寬頻無線通信。邏輯61耦接至接收處理單元63以接收反饋回報，例如上文詳述且圖示於圖5之57處的反饋回報。

邏輯61可以上文詳述之任何例示性方式利用反饋回報67以產生塊指數及相應頻道品質(整體圖示於68處)以供一連結適應單元62所用。回應於68處之塊指數及相應頻道品質，連結適應單元62作出適當之MCS選擇，並向發射處理單元64轉遞資訊69，該資訊69指示待用於至提供反饋回報之通信裝置(例如，圖5之裝置)之發射的塊及MCS。

圖6亦說明了由裝置使用其自身頻道品質量測單元65來自反向連結獲得頻道品質(例如，SINR)量測、繼而使用此反向連結頻道品質資訊來估計反饋回報67中所識別之塊之頻道品質的實施例。虛線60說明由頻道品質量測單元65提供至連結適應單元62的反向連結頻道品質量測。

由上文可見，本發明之例示性實施例提供一多重載體寬頻無線通信系統中的有效連結適應，且該有效連結適應可關於可用無線電資源而有效地實施，而無論所發射之資料區塊的大小。熟習此項技術者應瞭解，上述例示性實施例可實施為(例如)硬體、軟體及硬體及軟體之恰當組合。

儘管上文已詳細描述了本發明之例示性實施例，然而此不應限制本發明之範疇，本發明之範疇可實施於多種實施例中。

11．．．實際頻道品質曲線

12．．．平均頻道品質曲線

21．．．接收器所量測之SINR曲線

22．．．封包發射期間之SINR曲線

23．．．長期平均SINR曲線

51．．．頻道品質量測單元

52．．．回報產生器

53．．．接收處理單元

54．．．發射處理單元

55．．．天線配置

56．．．頻道品質量測資訊

57．．．反饋回報

61．．．邏輯

62．．．連結適應單元

63．．．接收處理單元

64．．．發射處理單元

65．．．頻道品質量測單元

66．．．天線配置

67．．．反饋回報

68．．．塊指數及相應頻道品質

圖1以曲線圖說明了一多重載體寬頻無線通信系統之頻譜上的頻率響應。

圖2以曲線圖說明了一例示性多重載體寬頻無線通信系統之頻譜上的頻率響應，本文使用該頻率響應以便於描述本發明之例示性實施例。

圖3說明根據本發明之可執行於一多重載體寬頻無線發射之所期接收端處的例示性操作。

圖4說明根據本發明之可執行於一多重載體寬頻無線發射之發射端處的例示性操作。

圖5圖示地說明了一根據本發明之例示性實施例之多重載體寬頻無線通信裝置。

圖6圖示地說明了又一根據本發明之例示性實施例之多重載體寬頻無線通信裝置。

51．．．頻道品質量測單元

52．．．回報產生器

53．．．接收處理單元

54．．．發射處理單元

55．．．天線配置

56．．．頻道品質量測資訊

57．．．反饋回報

Claims (9)

1. 一種用於多重載體寬頻接收器中之方法，該方法其包含下列步驟：決定一識別一較佳組載體頻率之較佳塊指數，該組載體頻率已由該接收器識別以於自一發射器至該接收器之發射中使用；決定一指示至少一額外組載體頻率之距離參數，其中該額外組載體頻率已由該接收器識別以於該發射之潛在使用，其中該距離參數係該較佳塊指數與該額外組載體頻率之一塊指數間之差異之函數；及將包括該較佳塊指數與該距離參數之資訊自該接收器發射至一發射器，藉此該發射器得以作為該較佳塊指數與該距離參數之一函數，而選擇一供該較佳組載體頻率與該至少一額外組載體頻率上之發射所使用的調變及編碼機制。
2. 如請求項1之方法，其中該接收器動態地識別該較佳組載體頻率作為複數個經量測信號與干擾及雜訊比(SINR)之一函數。
3. 如請求項2之方法，進一步包含發射至少包括由該接收器決定之該較佳組載體頻率之該SINR值之通信品質資訊之步驟。
4. 如請求項3之方法，其中該通信品質資訊包含一由該接收器決定之頻道品質遮罩，該頻道品質遮罩係該較佳組載體頻率與該至少一額外組載體頻率之複數個經量測 SINR值之一函數。
5. 如請求項2之方法，其中該決定該距離參數之步驟包含動態地計算一近似於該較佳組載體頻率與複數個具有最高經量測SINR值之額外組載體頻率間之分隔之平均距離之步驟。
6. 如請求項2之方法，其中該發射器為該等載體頻率之每一者執行連結適應作為該SINR之一函數。
7. 一種用於多重載體寬頻發射器中之方法，該方法其包含下列步驟：自一接收器接收資訊，該資訊包含：一識別一較佳組載體頻率之較佳塊指數，其中該組載體頻率已由該接收器識別以於自一發射器至該接收器之發射中使用：一指示至少一額外組載體頻率之距離參數，其中該額外組載體頻率已由該接收器識別以於該發射之潛在使用，其中該距離參數係一基於該較佳塊指數與該額外組載體頻率之一塊指數間之差異之函數；及至少部分地基於該接收資訊選擇一供該較佳組載體頻率與該至少一額外組載體頻率上之發射所使用的調變及編碼機制。
8. 如請求項7之方法，進一步包含接收包括由該接收器決定之該較佳組載體頻率之該SINR值之通信品質資訊之步驟。
9. 如請求項8之方法，其中該選擇一供該較佳組載體頻率 與該至少一額外組載體頻率上之發射所使用的調變及編碼機制之步驟包含為該等載體頻率之每一者執行連結適應作為該SINR之一函數之步驟。