TWI434532B - 多使用者ｍｉｍｏ系統之回授方法與裝置 - Google Patents

多使用者ｍｉｍｏ系統之回授方法與裝置 Download PDF

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Description

多使用者MIMO系統之回授方法與裝置
本發明關於電信的領域，且更具體而言，關於包含至少一個能分空間多工存取(Space-Division Multiplex Access,SDMA)之胞元的無線電通訊網路。
此段落介紹了可能有助於促進更好理解本發明的態樣。因此，此段落的敘述將會以此角度加以閱讀，且將不會被理解成認可什麼在先前技術中或什麼不在先前技術中。
在支援具有下鏈預編碼之多輸入多輸出(MIMo)的無線電通訊網路(例如，長期演進(LTE)型的系統)中，預定有序集合的預編碼向量(碼簿)在基地台及在該基地台所服務的使用者設備皆已知。為了找到用於對特定使用者設備的下鏈傳輸之最適預編碼向量(或預編碼矩陣)，決定較佳的預編碼向量，該較佳的預編碼向量典型依據特定排程準則而最適化某一最適性度量，諸如傳輸通量。接著將索引該碼簿之有序集合的預編碼向量之一者的較佳的預編碼向量索引(precoding vector index,PMI)回授至基地台，連同頻道品質指示符(其指示當使用主要預編碼向量以在特定的時間及頻率資源(區塊)上排程使用者設備頻道品質時的頻道品質)。可接著將頻道品質資訊用來選擇用於藉由使用該較佳的預編碼向量之對使用者設備的下鏈傳輸之適當傳輸格式(調變及編碼方案)。
然而，以此方式，只將具有下鏈預編碼的MIMO提供至單一使用者，但沒有提供針對多使用者MIMO的解決方案，即，針對二或更多使用者在相同的資源上同時被排程的情況。針對多使用者MIMO，必須實施最適合用於多使用者傳輸的使用者設備之組合的選擇。在這方面，發明人已經提出的是，提供較佳的多使用者MIMO配對夥伴之額外索引至基地台作為額外的回授資訊。此所謂的最好同伴索引(best companion index,(BCI))可能伴隨對應的頻道品質降級資訊(Δ-CQI)，指示當共同排程的配對夥伴在相同的多存取資源上被服務時的頻道品質(因此以及想要的傳輸格式)之改變/降級。任意地，多個BCI+Δ-CQI可能被報告(導致較高的回授管理負擔)。
當只有單一BCI(+Δ-CQI)被提供作為回授資訊時的問題在於，在活動使用者的數量除以碼簿大小之比率變小(例如<1)時找到合適的配對組合之機率很低。這可藉著經由回授提供多個最好同伴及對應的Δ-CQI來加以改善，但此加倍了所需的回授發信管理負擔。
例如，具有4個天線在基地台的LTE Release8使用4位元PMI及5位元CQI。各個最好同伴可能需要例如4位元BCI及3位元Δ-CQI。所以在1、2、3、...個報告的最好同伴時，發信回授管理負擔增加77%、155%、233%、...。然而，對於低數量使用者的情況而言此種大的回授率不是想要的且可能在一些情形中甚至不可能達成。
本發明針對解決以上所述之問題的一或更多者之效應。下列呈現本發明之簡化的發明內容以便提供本發明之一些態樣的基本理解。此發明內容不是本發明的窮舉性概述。並非意圖識別本發明的關鍵或重要元件或描述本發明的範圍。它的唯一目的為以簡化的形式呈現一些概念作為稍後討論之較詳細說明的序言。
本發明的第一態樣關於一種用於無線電通訊系統之能SDMA的胞元之基地台，適用以：接收預編碼向量資訊，其指示一有序集合的預編碼向量中的主要預編碼向量；接收頻道品質資訊，其指示當使用該主要預編碼向量以排程第一使用者設備時的頻道品質；接收頻道品質降級資訊，其指示當藉由使用預定有序集合的次要預編碼向量之次要預編碼向量(其獨立於該主要預編碼向量來加以選定)而在相同的時間及頻率資源上排程第二使用者設備時的頻道品質降級，該基地台係進一步適用以：根據該頻道品質降級資訊的接收順序關連該頻道品質降級資訊與選定有序集合之對應的次要預編碼向量。
降低回授管理負擔的基本構想為報告針對固定(預定)有序集合的(次要)預編碼向量之頻道品質降級資訊(Δ-CQI)，該等預編碼向量獨立於第一預編碼向量(PMI)而變化。可將關於不同的第一預編碼向量之次要預編碼向量儲存於在鏈路兩端(基地台及使用者設備)的表中。接收的頻道品質降級資訊之順序容許了隱含指派對給定有序集合次要預編碼向量的次要預編碼向量之頻道品質降級資訊。以此方式，有關潛在之共同排程的配對夥伴之資訊可被提供而不需要發送用來指示該共同排程的夥伴之額外索引。換句話說，可降低用於最好同伴索引BCI的回授位元。不再需要該等回授位元，因為頻道品質降級資訊的順序定義了對應的固定同伴索引，且可大幅降低回授管理負擔。
將理解的是，儘管以上說明已經針對單一碼簿索引(PMI)加以提出，延伸至多階段預編碼回授可輕易地達成。在多階段預編碼中，常見的複合預編碼碼簿可從多個(例如二個)碼簿加以形成，其中第一PMI描述第一碼簿中的索引(例如指示長期改變)，而第二PMI描述第二碼簿中的索引(例如針對短期改變)等。生成的複合預編碼權重藉由組合與這些碼簿索引(PMI)關聯的權重所獲得。該組合可例如由矩陣乘法或Kronecker乘積來加以實施。
有序集合的固定同伴(次要預編碼向量)現在可以與此多階段預編碼回授組合，例如用下列方式：可將被用來報告頻道品質降級資訊(Δ-CQI)的次要預編碼向量選擇作為總體複合碼簿的子集合。替代地，次要預編碼向量可僅僅從複合碼簿的一個部份加以選定，且可實施對該碼簿的另一部份之Δ-CQI的平均。例如，可能實施與第一碼簿關聯的Δ-CQI之發信，同時形成對於第二碼簿的所有可能項目之平均(或反之亦然)。替代地，該平均也可對子集合加以完成，例如最好的N個，其中N為範圍可自一至碼簿項目之數量的整數。
在一個實施例中，基地台進一步包含：傳輸單元，適用以藉由使用該主要預編碼向量服務該第一使用者設備，該傳輸單元係進一步適用以藉由使用該複數個次要預編碼向量的一者在相同的時間及頻率資源上服務該第二使用者設備。被用於對第二使用者設備的傳輸之次要預編碼向量可根據頻道品質降級資訊的值(其典型針對不同的次要預編碼向量而變化)以及根據其他排程限制來加以選定。在此方面，如以上所描述，對給定集合之所有或一些固定同伴/次要預編碼向量所平均的頻道品質降級資訊可被報告以便進一步降低所需的回授率。
在另一實施例中，基地台係進一步適用以發信有關該有序集合的次要預編碼向量的資訊至該胞元的使用者設備，該等次要預編碼向量與各別的主要預編碼向量關聯。在與各別的主要預編碼向量關聯之集合中所含有的次要預編碼向量可例如藉由在設定該胞元期間的模擬或量測來加以決定。可接著將有關該有序集合的資訊例如在鏈路設定期間發送至該胞元中所配置的使用者設備。替代地，次要預編碼向量歸屬至給定的主要預編碼向量可即時加以改變，即，當該鏈路已經被建立且流量在該鏈路上被交換。次要預編碼向量歸屬至主要預編碼向量的改變可例如藉由指示了該胞元的頻道中的頻道品質改變之量測值來加以誘發。
第二態樣關於一種用於無線電通訊系統之能SDMA的胞元之使用者設備，該胞元係適用以：產生預編碼向量資訊，其用以指示/索引一有序集合的預編碼向量中的主要預編碼向量；產生頻道品質資訊，其指示當使用該主要預編碼向量以排程第一使用者設備時的頻道品質；及產生一有序集合的頻道品質降級資訊，其指示當藉由使用來自預定有序集合的次要預編碼向量之次要預編碼向量而在相同的時間及頻率資源上排程第二使用者設備時的頻道品質降級，該次要預編碼向量係獨立於該主要預編碼向量來加以選定。
有關給定集合的次要預編碼向量之次要預編碼向量順序的資訊典型藉由從基地台發信而被提供給使用者設備。因此，使用者設備可產生一序列(有序集合)的頻道品質降級資訊(其被發送至基地台作為回授)，使得基地台可使用接收順序以關連頻道品質降級資訊的位元序列至對應的次要預編碼向量。
在一個實施例中，使用者設備係進一步適用以：從在接收合併(receive combining)、考慮到使用該次要預編碼向量的傳輸所導致之胞元內干擾以後的頻道品質來決定該頻道品質降級資訊。一旦該主要預編碼向量(PMI)已經被選定，該頻道品質降級資訊針對該有序集合(其與選定的主要預編碼向量關聯)的各個次要預編碼向量來加以計算，即，該頻道品質降級資訊針對潛在的配對夥伴之碼簿項目來加以決定。
針對頻道品質降級的量化，可選擇未配對與配對頻道品質間的差異之(對數)量測。針對兩種情形，各別的頻道品質可例如根據最小均方誤差(Minimum-Mean-Square-Error,MMSE)計算而例如隨著在接收合併器(receive combiner)的信號對干擾雜訊比(SINR)來加以決定。在此特定情況中，頻道品質降級資訊的值為負，因為它們指示了配對(胞元內干擾所造成)以及基地台對二個使用者設備之發送功率分割所導致的損失。
在另外的實施例中，將使用者設備的預定功率分割在頻道品質降級上的影響從被提供作為回授的頻道品質降級資訊移除。在功率分割已知的情況(例如當對使用者設備兩者的相等功率分割被實施時)中，以SINR差異所表示的頻道品質降級為至少3dB。因此，可從頻道品質降級資訊的值減去此貢獻，該頻道品質降級資訊被報告至基地台以便增加被用於回授之受限數量的位元之動態範圍。功率分割所導致的頻道品質降級在基地台已知且對於排程程序將考慮到該頻道品質降級。
本發明的另外態樣關於一種例如與LTE或LTE先進標準相容的用於無線電通訊系統之能SDMA的胞元，包含：以上所述的基地台及以上所述的使用者設備之至少一者，以及關於一種包含至少一個此種能SDMA的胞元之無線電通訊系統。
如所熟知者，提供SDMA性能的胞元典型具有基地台，其具有數量N(例如N=4)的發送天線被配置於(活動)天線陣列中。該陣列的不同天線藉由使用預編碼資訊(在目前情況中：預編碼向量)來加以定址，各預編碼向量具有數個對應於發送天線之數量的項目(天線權重)。在目前情況中，已經假定的是，傳輸階級R為一，即在空間域中所多工處理的資料層數量為一。如果較高的傳輸階級R被使用，預編碼向量將由含有數量R的預編碼向量之預編碼矩陣(N×R)所替換。然而，熟習本技藝之人士將輕易理解的是，使用較高的傳輸階級R=2、3、...將不會影響本文中所描述的方法，唯一差異在於預編碼向量將由預編碼矩陣所替換。並且，如以上所示，可將本文中所描述的方法輕易地延伸至使用二或更多個碼簿索引(PMI)之複合預編碼碼簿的情況中。
本發明的另外態樣關於一種用以提供資訊而在無線電通訊系統之能SDMA的胞元之相同資源上排程至少二個使用者設備的方法，該方法包含：提供預編碼向量資訊，其指示一有序集合的預編碼向量中的主要預編碼向量；提供頻道品質資訊，其指示當使用該主要預編碼向量以排程第一使用者設備時的頻道品質；提供一有序集合的頻道品質降級資訊，其指示當藉由使用一預定有序集合的次要預編碼向量之次要預編碼向量而在相同的時間及頻率資源上排程第二使用者設備時的頻道品質降級，該預定有序集合係獨立於該主要預編碼向量來加以選定。
如以上已經描述，(隱含)有序集合的固定同伴(次要預編碼向量)與各個碼簿項目(主要預編碼向量)關聯。因為次要預編碼向量的特定順序在鏈路的兩端(使用者設備及基地台)已知，以對應於次要預編碼向量順序的順序來回授僅僅頻道品質降級資訊是充足的。熟習本技藝之人士將輕易理解的是，也有可能以選定集合中的預編碼向量之順序置換的順序來發送頻道品質降級資訊，前題是該置換(矩陣)在鏈路的兩端已知，使得基地台可用正確方式實施指派。
在一個變型中，預編碼向量歸屬至該預定有序集合的次要預編碼向量係根據該等預編碼向量對該主要預編碼向量的關係(尤其是對該主要預編碼向量的距離度量)以及該胞元內的頻道品質統計之至少一者來加以實施。主要及次要預編碼向量兩者屬於針對該胞元所定義之相同集合的預編碼向量(碼簿)。針對碼簿的各個主要預編碼向量，固定數量的次要預編碼向量必須從碼簿的其餘預編碼向量來加以選定。用於選擇被含括至該集合的固定同伴之預編碼向量的通用設計原則為，預測用於使用者配對的吸引性權重組合。此可能根據例如下列準則：預編碼向量的角特性(例如天線圖案的算出最大值之偏離角)以及距離度量，例如指示預編碼/權重向量的正交性。例如，權重向量的準正交性可藉由下列來加以決定：檢查該等預編碼向量的純量乘積(或另一合適的距離度量)且選擇導致了純量乘積接近零之該主要預編碼向量與次要預編碼向量的組合。替代地或額外地，次要預編碼向量的選擇可根據從模擬或量測所獲得的SINR統計，例如根據頻道品質統計(針對天線組態加以調整)、碼簿及傳播方案。
在另一變型中，對該等使用者設備的預定功率分割被實施，且該預定功率分割在該頻道品質降級上的貢獻在傳輸以前從該頻道品質降級資訊加以移除，因此增加胞元內干擾所導致之頻道品質降級資訊的動態範圍，因為用於回授的位元之數量受到限制。
在又一變型中，該方法進一步包含：從在接收合併、考慮到使用該次要預編碼向量的傳輸所導致之胞元內干擾以後的頻道品質來決定該頻道品質降級資訊。如以上所示，可將頻道品質降級資訊表示為單使用者與多使用者傳輸的SINR間的差異。現在，可將此差異直接報告，或者(例如在LTE的情況中)可在實施該報告以前將該差異映射至想要的傳輸格式索引之改變(使用適應性調變及編碼)。例如，在已經針對一集合的資料符號(例如正交分頻多工(OFDM)資源元件)估計在合併器輸出的SINR以後，將映射功能用來獲得針對不同替代傳輸格式的估計區塊錯誤率(BLER)。頻道品質資訊可接著對應於不超過或最接近某一BLER的傳輸格式。用於OFDM的映射功能可根據例如所謂的互相資訊有效SINR映射。
在另一變型中，提供該資訊包含：接收該預編碼向量資訊、該頻道品質資訊、及該頻道品質降級資訊於該胞元的基地台中；及根據該頻道品質降級資訊的接收順序關連該頻道品質降級資訊與選定有序集合之對應的次要預編碼向量。以此方式，可將回授所需的位元之數量大幅降低。
在此變型的一個改良中，該方法進一步包含：藉由使用該主要預編碼向量服務該第一使用者設備，及藉由使用該複數個次要預編碼向量的一者在相同的時間及頻率資源上服務該第二使用者設備。選擇用於多使用者傳輸的次要預編碼向量將根據頻道品質降級資訊的對應值、及可能根據另外的排程限制。
在另外的變型中，該方法進一步包含：將有關該有序集合的次要預編碼向量之資訊從該基地台發信至該胞元的使用者設備，該等次要預編碼向量與各別的主要預編碼向量關聯。次要預編碼向量(固定同伴)可用靜態方式儲存在該基地台及(該等)使用者設備兩者，或者它們可被動態地歸屬，即該等固定同伴可在正向鏈路上從該基地台發信至(該等)使用者設備。選擇該等固定同伴可根據碼簿特性、天線組態及傳播環境來加以最適化。典型地，該等固定同伴為導致潛在上最吸引性配對組合的權重。
另外的特徵及優點被陳述於下列範例性實施例的說明中、參照圖式(其顯示顯著的細節)，且被申請專利範圍所定義。個別的特徵可由它們本身來個別地加以實施，或幾個該等特徵可用任何想要的組合來加以實施。
圖中所示之各種元件的功能(包括任何標記為「處理器」的功能方塊)可經由使用專用硬體以及能夠協同適當軟體執行軟體的硬體來加以提供。當由處理器所提供時，該等功能可由單一專用處理器、由單一共用處理器、由複數個個別處理器(它們一些可被共用)來加以提供。此外，不應將術語「處理器」或「控制器」的明確使用詮釋成專指能夠執行軟體的硬體，且可隱含地包括而不限於數位信號處理器(DSP)硬體、網路處理器、應用特定積體電路(ASIC)、場效可程式閘陣列(FPGA)、用以儲存軟體的唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、及非揮發性儲存器。也可包括其他習知及/或傳統硬體。類似地，圖中所示的任何切換器僅為概念性的。它們的功能可經由程式邏輯的操作、經由專用邏輯、經由程式控制與專用邏輯的互動、或甚至手動來加以進行，特定技術是實施者可選擇而從上下文更具體地加以理解。
第1圖顯示無線電通訊系統1的胞元C，該無線電通訊系統在目前實例中與LTE先進標準相容且包含基地台BS及由基地台BS所服務的二個使用者設備UE1、UE2。基地台BS(eNodeB)包含呈緊密間隔組態之四個天線A1至A4的陣列，容許胞元C實施對胞元C中所配置之使用者設備UE1、UE2的分空間多工存取，即藉由使用具有不同預編碼向量w的下鏈預編碼來服務使用者設備UE1、UE2。在目前情況中，各預編碼向量w具有四個項目，各項目代表(通常為複數值的)針對四個天線A1至A4之一者的傳輸權重因子。
在胞元C中，預定數量的八個預編碼向量w(各含有不同的天線權重)已經被定義且被儲存於在基地台BS及在使用者設備UE1、UE2中兩者的表(碼簿)中。將所謂的碼簿索引指派至該表中的各預編碼向量w，索引該碼簿的對應預編碼向量w，該碼簿的預編碼向量例如依據天線A1至A4之生成的天線圖案之角度來加以排序。
為了選擇用於對例如第一使用者設備UE1之下鏈傳輸的適當傳輸格式(調變及編碼方案)，第一使用者設備UE1估計單一使用者MIMO頻道矩陣H(例如從正交每一天線A1至A4之胞元特定的參考符號)。用於對第一使用者設備UE1之下鏈傳輸的最適預編碼向量wPMI (主要預編碼向量)接著根據該頻道估計從該碼簿的八個預編碼向量w來加以選定。主要預編碼向量wPMI 典型依據特定排程準則或在第一使用者設備UE1的最大接收功率而最適化某一最適性度量，諸如傳輸通量。一旦主要預編碼向量wPMI 已經被決定，將索引該碼簿中的主要預編碼向量wPMI 之三位元預編碼向量索引(PMI)連同頻道品質指示符CQI從第一使用者設備UE1回授至基地台BS，該頻道品質指示符指示當使用該主要預編碼向量wPMI 以在特定的時間及頻率資源(區塊)上排程該第一使用者設備UE1時的頻道品質。可接著將頻道品質指示符CQI在基地台BS用來選擇用於在特定資源上對第一使用者設備UE1之下鏈傳輸的適當傳輸格式(調變及編碼方案)。
用以上所描述的方式，具有對第一使用者設備UE1之下鏈預編碼的單一使用者MIMO可被提供。然而，此方法必須針對多使用者MIMO加以修改，即針對二或更多個使用者設備UE1、UE2將在相同的(時間及頻率)資源上同時排程的情況。針對多使用者MIMO，最適合用於多使用者傳輸之預編碼組合的選擇必須被實施，即針對各主要預編碼向量wPMI ，數個次要預編碼向量wFCI 必須針對該配對加以決定。
與各別的主要預編碼向量wPMI 關聯的次要預編碼向量wFCI 可根據通用設計原則來加以選定，該通用設計原則預測用於使用者配對的吸引性權重組合。該通用設計原則可能根據下列準則：-權重向量的角特性(例如天線圖案的算出最大值之偏離角)；-權重向量的正交性；-權重向量的準正交性：檢查距離度量(例如該等向量的純量乘積)且選擇導致了純量乘積接近零的組合；-從模擬或量測所獲得的SINR統計(針對天線組態加以調整)、碼簿及傳播方案。
在基地台之四個緊密間隔關連的發送天線連同被設計成藉由波束形成來涵蓋扇區的角度之碼簿的範例情況中，典型的是，次要預編碼向量wFCI (由固定同伴索引FCI所索引)從非鄰接波束的子集合加以取得(因為MU-MIMO的鄰接者將導致高串音，因此對配對而言不具吸引性)。也可能使用有關在配對碼簿的預編碼向量w與各別主要預編碼向量wPMI 且選擇導致了最低平均頻道品質降級Δ-CQI時之次要預編碼向量wFCI ，如同這些為最吸引性配對選擇的預編碼向量w。可將與各別碼簿索引PMI關聯之固定同伴FCI的數量選定作為頻道認知與所需回授率間的權衡。
一旦次要預編碼向量wFCI 已經被找到，將(隱含)有序集合的固定同伴索引FCI歸屬至各碼簿索引PMI，例如以下列方式：
與各碼簿索引PMI關聯之有序集合的四個固定同伴索引FCI在傳輸鏈路的兩端已知，即在基地台BS及在使用者設備UE1、UE2兩者。由固定同伴索引FCI所索引的預編碼向量w形成有序集合的次要預編碼向量wFCI 。
該等固定同伴可用靜態方式儲存在基地台BS及使用者設備UE1、UE2兩者，或它們可被動態地歸屬，即與各碼簿索引PMI歸屬的該等固定同伴FCI可在正向鏈路FL1、FL2上從該基地台BS發信至第一及第二使用者設備UE1、UE2。
一旦第一使用者設備UE1已經以碼簿索引PMI決定主要預編碼向量wPMI ，頻道品質降級資訊Δ-CQI1至Δ-CQI4以類似於頻道品質資訊CQI針對主要預編碼向量wPMI 而計算的方式針對四個次要預編碼向量wFCI 來加以計算。頻道品質降級資訊之明確計算的實例將進一步提出於下。
針對次要預編碼向量wFCI 的各者，將頻道品質降級資訊值Δ-CQI1至Δ-CQI4在反向鏈路RL上回授至基地台BS，將各別的值以例如三個位元的序列形式加以表示。在基地台BS，將著將頻道品質降級資訊歸屬至該有序集合之對應的固定同伴索引FCI，使得該對應的次要預編碼向量wFCI 可被識別。該關連根據頻道品質降級資訊Δ-CQI1至Δ-CQI4的接收順序來加以完成，即藉由歸屬第一、第二、...頻道品質降級資訊Δ-CQI1、Δ-CQI2、...至該有序集合的第一、第二、...固定同伴索引FCI。
基地台BS可接著使用其傳輸單元TU以藉由使用主要預編碼向量wPMI 服務第一使用者設備UE1且可選擇次要預編碼向量wFCI 的一者以在相同的時間及頻率資源上服務第二使用者設備UE2。選擇被用於傳輸的特定次要預編碼向量wFCI 可獨立於對應的品質降級值以及另外的排程限制來加以完成。例如，可選定具有最小頻道品質降級值Δ-CQI的次要預編碼向量wFCI 。
將理解到替代的是，為了進一步降低所需的回授率，不是提供針對各次要預編碼向量的頻道降級資訊，而是可將單一頻道降級資訊值提供至基地台作為回授，該單一值對所有固定同伴FCI加以平均。對該等固定同伴的至少一部份平均係在使用複合碼簿(包含二或更多個碼簿及各別的碼簿索引)而不是單一碼簿(如以上所描述)時是部份有利的。在此情況中，可能實施與第一碼簿關聯之(個別)Δ-CQI的發信，同時形成對第二碼簿之所有可能項目的平均(或反之亦然)。替代地，該平均可對子集合加以實施，例如最好的N個，其中N為範圍可自1至碼簿項目之數量的整數。
在下列中，將提出用於決定使用者設備UE1、UE2中的頻道品質降級資訊Δ-CQI之詳細實例。如以上所示，使用者設備UE1、UE2估計MIMO頻道矩陣H(例如從正交每一天線之胞元特定的參考符號)且決定被用於對第一使用者設備UE1的傳輸之主要預編碼向量wPMI 的碼簿索引PMI。
針對單一串流傳輸的情況之生成的線性SINR可接著下列方式加以算出：
而P Tx 意指發送功率，w Rx , rank 1 T 意指用於發送PMI權重的接收合併器(例如最大比率合併器MRC)，H意指MIMO頻道矩陣，w PMI 為主要預編碼向量，I 為胞元內干擾功率，且N 為雜訊功率。胞元內干擾功率I 及雜訊功率N 在接收合併器的輸出加以量測。當M、K各自為接收及發送天線的數量，H 為M×K維度，w PMI 為K×1向量且w Rx , rank 1 T 為1×M向量。
針對次要預編碼向量wFCI 的各個已知權重(藉由讀出對應的表項目所獲得)，在接收合併器(例如最小均方誤差MMSE合併器)之輸出的SINR考慮到來自固定同伴權重之生成部分的胞元內干擾來加以計算。當使配對夥伴具有固定同伴索引FCI時之生成的胞元內干擾I int ,ra 為(當發射功率均等分離於兩使用者間)：
I int ra =0.5‧P Tx |w Rx,MU T H w FCI |2 。
如以上所示，固定同伴索引FCI的次要預編碼向量wFCI 從被儲存的表得知。可將接收權重w Rx,MU T 設定成等於w Rx,ran k 1 T (例如針對MRC接收器的情況)或它們可能被設計以便例如藉由使用MMSE接收器抑制多使用者干擾。
具有固定同伴FCI之生成的線性SINR接著由下列表示：
將理解的是，不同的功率負載可藉由以不同值替換因子0.5來輕易達成。
頻道品質降級值Δ-CQI現在可根據階級1與配對的傳輸間的SINR差異：
Δγ=10log10 (γ Rank 1 )-10log10 (γ Pairing )。
現在，可將此差異直接報告作為回授資訊，或者(例如在LTE的情況中)，可藉由使用適應性調變及編碼將該差異映射至想要的傳輸格式索引之改變。
在二個多使用者串流及相等功率分割的情況中，顯然的是，SINR差異Δγ將為至少3dB。因此，可從反向鏈路RL上所提供的報告值減去此值(且在基地台BS將其考慮)以便增加被用於量化頻道品質降級資訊Δ-CQI之受限數量(例如三)的位元之動態範圍。例如，當傳輸格式被調整成SINR中的1 dB步階大小時(用於鏈路適應)，隱含減去三個傳輸格式。生成的頻道品質降級值Δ-CQI現在指示了必須被減去以正確地考量胞元內干擾之額外數量的傳輸格式，例如當8位元時為0至7且均勻的量化。當然也可能使用非均勻量化。在目前情況中，頻道品質降級值Δ-CQI為負，因為它們指示了配對(胞元內干擾所造成)以及發送功率分割所導致的損失。
總之，普通的LTE系統中所提供的CQI資訊回授僅提供針對單一使用者MIMO的資訊。在以上所描述的方式中，提供針對多使用者MIMO的資訊，其可被用來支援：得知MU-MIMO胞元內干擾、使用者選擇及排程(例如加權總率排程)、及鏈路適應(調變及編碼的適當選擇)。所有這些態樣伴隨非常低的回授率，使得多使用者MIMO通量及因而頻譜效率可藉由使用以上提案而增加。
此外，熟習本技藝之人士將理解的是，儘管在以上說明中，回授已經針對配對二個使用者設備來加以設計，即二個MU-MIMO傳輸的串流，也可將以上所描述之方法用來同時對超過二個使用者發送。在此情況中，針對排程及鏈路適應，超過二個MU-MIMO串流的Δ-CQI資訊可用適當方式加以估計，例如根據針對配對現存可用的Δ-CQI資訊。
熟習本技藝之人士應理解的是，本文中的任何方塊圖代表了體現本發明之原理的例示性電路之概念性視圖。類似地，將理解的是，任何流程圖、程序圖、狀態轉變圖、偽碼、及相似者代表可被實質表示於電腦可讀取媒體中且被電腦或處理器執行的各種程序，無論此種電腦或處理器是否明確顯示。
並且，說明及圖式僅示出本發明的原理。因此將理解的是，熟習本技藝之人士將能夠設計體現本發明的原理且被含括於其範圍內的各種配置(儘管沒有明確描述或顯示於本文中)。此外，本文中所陳述的所有實例原則上明白地意圖用於教學目地以幫助讀者理解本發明的原理與發明人為了促進本技藝所貢獻的概念，且被詮釋為不限於此種特別陳述的實例及條件。此外，本文中陳述本發明之原理、態樣、及實施例的所有敘述以及其特定實例意圖包含其等效物。
1‧‧‧無線電通訊系統
C‧‧‧胞元
BS‧‧‧基地台
TU‧‧‧傳輸單元
W‧‧‧預編碼向量
WPMI ‧‧‧主要預編碼向量
WFCI ‧‧‧次要預編碼向量
FL1‧‧‧正向鏈路
FL2‧‧‧正向鏈路
A1-A4‧‧‧天線
RL‧‧‧反向鏈路
UE1‧‧‧第一使用者設備
UE2‧‧‧第二使用者設備
PMI‧‧‧預編碼向量資訊
CQI‧‧‧頻道品質資訊
△-CQI1-△-CQI4‧‧‧頻道品質降級資訊
範例性實施例被顯示於概略的圖式中且被解說於以下說明中。下列顯示：第1圖，唯一的圖顯示了依據本發明之能SDMA的胞元之實施例的示意圖。
1‧‧‧無線電通訊系統
C‧‧‧胞元
BS‧‧‧基地台
TU‧‧‧傳輸單元
W‧‧‧預編碼向量
WPMI ‧‧‧主要預編碼向量
WFCI ‧‧‧次要預編碼向量
FL1‧‧‧正向鏈路
FL2‧‧‧正向鏈路
A1-A4‧‧‧天線
RL‧‧‧反向鏈路
UE1‧‧‧第一使用者設備
UE2‧‧‧第二使用者設備
PMI‧‧‧預編碼向量資訊
CQI‧‧‧頻道品質資訊
△-CQI1-△-CQI4‧‧‧頻道品質降級資訊

Claims (15)

  1. 一種用於無線電通訊系統(1)之能分空間多工存取(SDMA)的胞元(C)之基地台(BS)，適用以：接收預編碼向量資訊(PMI)，其指示一有序集合的預編碼向量(w)中的主要預編碼向量(wPMI )；接收頻道品質資訊(CQI)，其指示當使用該主要預編碼向量(wPMI )以排程第一使用者設備(UE1)時的頻道品質；接收頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)，其指示當藉由使用次要預編碼向量(wFCI )而在相同的時間及頻率資源上排程第二使用者設備(UE2)時的頻道品質降級，其中該次要預編碼向量(wFCI )為預定有序集合的次要預編碼向量之一者，其係與為其接收該預編碼向量資訊(PMI)的主要預編碼向量(wPMI )關聯，該基地台(BS)係進一步適用以：根據該頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)的接收順序，關連該頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)與相關有序集合之對應的次要預編碼向量(wFCI )。
  2. 如申請專利範圍第1項之基地台，進一步包含：傳輸單元(TU)，適用以藉由使用該主要預編碼向量(wPMI )服務該第一使用者設備(UE1)，該傳輸單元(TU)係進一步適用以藉由使用該複數個次要預編碼向量(wFCI )的一者在相同的時間及頻率資源上服務該第二使用者設備(UE2)。
  3. 如申請專利範圍第1項之基地台，進一步適用以發信有關該有序集合的次要預編碼向量(wFCI )的資訊至該胞元(C)的使用者設備(UE1，UE2)，該等次要預編碼向量與各別的主要預編碼向量(wPMI )關聯。
  4. 一種用於無線電通訊系統(1)之能分空間多工存取(SDMA)的胞元(C)之使用者設備(UE1，UE2)，適用以：產生預編碼向量資訊(PMI)，其用以指示一有序集合的預編碼向量(w)中的主要預編碼向量(wPMI )；產生頻道品質資訊(CQI)，其指示當使用該主要預編碼向量(wPMI )以排程第一使用者設備(UE1)時的頻道品質，藉此產生一有序集合的頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)，其指示當藉由使用來自預定有序集合的次要預編碼向量之次要預編碼向量(wFCI )而在相同的時間及頻率資源上排程第二使用者設備(UE2)時的頻道品質降級，該次要預編碼向量係與為其產生該預編碼向量資訊(PMI)的主要預編碼向量(wPMI )關聯。
  5. 如申請專利範圍第4項之使用者設備，進一步適用以：從在接收合併(receive combining)、考慮到使用該次要預編碼向量(wFCI )的傳輸所導致之胞元內干擾以後的頻道品質來決定該頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)。
  6. 如申請專利範圍第4項之使用者設備，其中對該等使用者設備(UE1、UE2)的預定功率分割在該頻道品質降級上的影響係從該頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)加 以移除。
  7. 一種用於無線電通訊系統(1)之能分空間多工存取(SDMA)的胞元(C)，包含：依據申請專利範圍第1項之基地台(BS)以及依據申請專利範圍第4項之使用者設備(UE1、UE2)的至少一者。
  8. 一種無線電通訊系統(1)，包含至少一個依據申請專利範圍第7項之能分空間多工存取(SDMA)的胞元(C)。
  9. 一種用以提供資訊而在無線電通訊系統(1)之能分空間多工存取(SDMA)的胞元(C)之相同資源上排程至少二個使用者設備(UE1、UE2)的方法，該方法包含：提供預編碼向量資訊(PMI)，其指示一有序集合的預編碼向量(w)中的主要預編碼向量(wPMI )；提供頻道品質資訊(CQI)，其指示當使用該主要預編碼向量(wPMI )以排程第一使用者設備(UE1)時的頻道品質，藉此提供一有序集合的頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)，其指示當藉由使用一預定有序集合的次要預編碼向量之次要預編碼向量(wFCI )而在相同的時間及頻率資源上排程第二使用者設備(UE2)時的頻道品質降級，該次要預編碼向量係與為其產生該預編碼向量資訊(PMI)的主要預編碼向量(wPMI )關聯。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中預編碼向量(w)歸屬至該預定有序集合的次要預編碼向量係根據該等預編碼向量(w)對該主要預編碼向量(wPMI )的關係(尤其是 對該主要預編碼向量(wPMI )的距離度量)以及該胞元(C)內的頻道品質統計之至少一者來加以實施。
  11. 如申請專利範圍第9項之方法，其中對該等使用者設備(UE1、UE2)的預定功率分割被實施，且其中該預定功率分割在該頻道品質降級上的貢獻係從該頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)加以移除。
  12. 如申請專利範圍第9項之方法，進一步包含：從在接收合併(receive combining)、考慮到使用該次要預編碼向量(wFCI )的傳輸所導致之胞元內干擾以後的頻道品質來決定該頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)。
  13. 如申請專利範圍第9項之方法，其中提供該資訊包含：接收該預編碼向量資訊(PMI)、該頻道品質資訊(CQI)、及該頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)於該胞元(C)的基地台(BS)中；及根據該頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)的接收順序關連該頻道品質降級資訊(△-CQI1至△-CQI4)與選定有序集合之對應的次要預編碼向量(wFCI )。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，進一步包含：藉由使用該主要預編碼向量(wPMI )服務該第一使用者設備(UE1)，及藉由使用該複數個次要預編碼向量(wFCI )的一者在相同的時間及頻率資源上服務該第二使用者設備(UE2)。
  15. 如申請專利範圍第13項之方法，進一步包含：將 有關該有序集合的次要預編碼向量(wFCI )之資訊從該基地台(BS)發信至該胞元(C)的使用者設備(UE1，UE2)，該等次要預編碼向量與各別的主要預編碼向量(wPMI )關聯。
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