專利名稱：信道質(zhì)量指示反饋方法和用戶設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多用戶多輸入多輸出系統(tǒng)中，用戶設(shè)備將信道質(zhì)量指示反饋給基站的技術(shù)。
背景技術(shù)：
多用戶多輸入多輸出(MU-MIM0:Multiple Users Multiple Input MultipleOutput)技術(shù)是對傳統(tǒng)多輸入多輸出(ΜΙΜΟ:Multiple Input Multiple Output)技術(shù)的改進，它通過利用基站和用戶端的多天線結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)分集和空分復(fù)用，并支持多用戶傳輸，從而增加系統(tǒng)吞吐量的一種技術(shù)。其改進體現(xiàn)在，MU-MMO技術(shù)能夠支持同一時刻內(nèi)多個用戶數(shù)據(jù)的傳輸。為此，采用MU-MIMO技術(shù)的基站必須支持多用戶模式和單用戶模式，并根據(jù)用戶側(cè)的反饋量執(zhí)行多用戶模式與單用戶模式之間的轉(zhuǎn)換。信道質(zhì)量指示(CQI =ChannelQuality Indicator)是一種重要的反饋量,它的作用是指示基站采用何種調(diào)制和碼率組合。單用戶模式下的信道質(zhì)量指示是用戶側(cè)信噪比(SNR:Signal to Noise Ratio),而多用戶模式下的信道質(zhì)量指示是用戶側(cè)信干噪比(SINR:Signal to Interference and NoiseRatio)。在MU-MMO系統(tǒng)中，用戶要同時反饋多用戶模式和單用戶模式的信道質(zhì)量指示。因此，系統(tǒng)信道質(zhì)量指示反饋開銷增長了一倍。現(xiàn)在已經(jīng)提出了一些方案，致力于降低系統(tǒng)反饋開銷。例如，X.Xiong在((International Conference on Cyber-Enabled Distributed Computing and KnowledgeDiscovery))(國際網(wǎng)絡(luò)分布式計算和探索會議，2010年第327至第330頁)上發(fā)表的“AnEfficient CQI Feedback Reduction Scheme for Mult1-User OFDMA network with AMCMode”，其中提出了給所有用戶端設(shè)定一個固定的閾值。只有當(dāng)用戶信道質(zhì)量指示高于閾值的時候，才能反饋信道質(zhì)量指示；否則，用戶將不反饋信道質(zhì)量指示。其不足之處在于，閾值的存在使得大部分用戶失去了反饋信道質(zhì)量指示的機會。如果所有用戶的信道質(zhì)量指示均低于閾值，系統(tǒng)將不能進行用戶調(diào)度和傳輸。而在系統(tǒng)能夠進行用戶調(diào)度的時候，由于只有小部分用戶進行了反饋，系統(tǒng)的調(diào)度不是最優(yōu)的，甚至?xí)斐珊艽蟮男阅軗p失。另外，在W.Lee 等在《IEEE 68th Vehicular Technology Conference (fall)》(美國電氣與電子工程師協(xié)會車載技術(shù)會議(秋季)，2008年第I頁至第5頁)上發(fā)表的“CQIFeedback Reduction based on Spatial Correlation in OFDMA System” 中，提出 了根據(jù)用戶端位置將用戶進行分組以使得空間相關(guān)性較強的用戶分為一組。由于空間相關(guān)性較強的用戶被同時調(diào)度的概率降低，因此選取每組用戶中信道質(zhì)量指示最大的作為該組代表，進行反饋，而其它用戶不反饋。這一方法也能有效地降低系統(tǒng)信道質(zhì)量指示的開銷。其不足之處在于，每個反饋用戶的開銷仍然沒有降低；需要基站對用戶反饋進行指示，大大增加了反饋延時，系統(tǒng)性能受到很大影響；采用部分用戶的反饋，用戶調(diào)度和配對算法適用性低。因此，需要一種方法，能夠在降低系統(tǒng)反饋開銷的同時，保持系統(tǒng)性能基本不變
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種在MU-MMO系統(tǒng)中使用的新穎的信道質(zhì)量指示反饋方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提出了一種信道質(zhì)量指示反饋方法，包括:基于從基站接收的導(dǎo)頻信息，計算用戶設(shè)備側(cè)的信噪比SNR和信干噪比SINR ;利用第一數(shù)目的比特對SNR進行第一量化；利用第二數(shù)目的比特對SINR與SNR之比進行第二量化；基于第一量化的結(jié)果和第二量化的結(jié)果獲得第一信道質(zhì)量指示；以及向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。優(yōu)選地，該方法還包括:利用第三數(shù)目的比特對SNR進行第三量化；利用第四數(shù)目的比特對SNR與SINR之差進行第四量化；基于第三量化的結(jié)果和第四量化的結(jié)果獲得第二信道質(zhì)量指示；以及向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示和所述第二信道質(zhì)量指示中量化誤差較小的一個。優(yōu)選地，該方法還包括:分別計算第二量化和第四量化的量化誤差；將第二量化的量化誤差與第四量化的量化誤差進行比較；如果第二量化的量化誤差大于第四量化的量化誤差，則向基站反饋所述第二信道質(zhì)量指示；以及如果第二量化的量化誤差小于第四量化的量化誤差，則向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。優(yōu)選地，該方法還包括:分別計算第一量化、第二量化、第三量化和第四量化的量化誤差；將第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和與第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和進行比較；如果第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和大于第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和，則向基站反饋所述第二信道質(zhì)量指示；以及如果第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和小于第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和，則向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。 優(yōu)選地，所述第一數(shù)目和第二數(shù)目之和等于第三數(shù)目和第四數(shù)目之和。根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提出了一種用戶設(shè)備，包括:計算單元，配置為基于從基站接收的導(dǎo)頻信息計算用戶設(shè)備側(cè)的信噪比SNR和信干噪比SINR ;第一量化單元，配置為利用第一數(shù)目的比特對SNR進行第一量化；第二量化單元，配置為利用第二數(shù)目的比特對SINR與SNR之比進行第二量化；第一信道質(zhì)量指示獲得單元，配置為基于第一量化的結(jié)果和第二量化的結(jié)果獲得第一信道質(zhì)量指示；以及信道質(zhì)量指示反饋單元，配置為向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。優(yōu)選地，該用戶設(shè)備還包括:第三量化單元，配置為利用第三數(shù)目的比特對SNR進行第三量化；第四量化單元，配置為利用第四數(shù)目的比特對SNR與SINR之差進行第四量化；第二信道質(zhì)量指示獲得單元，配置為基于第三量化的結(jié)果和第四量化的結(jié)果獲得第二信道質(zhì)量指示，其中所述信道質(zhì)量指示反饋單元配置為向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示和所述第二信道質(zhì)量指示中量化誤差較小的一個。優(yōu)選地，該用戶設(shè)備還包括:第一量化誤差計算單元，配置為分別計算第二量化和第四量化的量化誤差；第一比較單元，配置為將第二量化的量化誤差與第四量化的量化誤差進行比較，其中，如果第二量化的量化誤差大于第四量化的量化誤差，則所述信道質(zhì)量指示反饋單元向基站反饋所述第二信道質(zhì)量指示，以及其中，如果第二量化的量化誤差小于第四量化的量化誤差，則所述信道質(zhì)量指示反饋單元向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。優(yōu)選地，該用戶設(shè)備還包括:第二量化誤差計算單元，配置為分別計算第一量化、第二量化、第三量化和第四量化的量化誤差；第二比較單元，配置為將第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和與第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和進行比較，其中，如果第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和大于第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和，則所述信道質(zhì)量指示反饋單元向基站反饋所述第二信道質(zhì)量指示，以及其中，如果第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和小于第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和，則所述信道質(zhì)量指示反饋單元向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。優(yōu)選地，所述第一數(shù)目和第二數(shù)目之和等于第三數(shù)目和第四數(shù)目之和。本發(fā)明利用了信道SNR和SINR間的關(guān)系，在保持系統(tǒng)性能的同時降低了信道質(zhì)量指示的反饋開銷，進而實現(xiàn)了 MU-MMO系統(tǒng)中用戶端信道質(zhì)量指示反饋值的計算和處理，具有支持多用戶傳輸、系統(tǒng)反饋差錯性能好、以及信道質(zhì)量指示反饋開銷低的特點。


通過下面結(jié)合

本發(fā)明的優(yōu)選實施例，將使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點更加清楚，其中:圖1為本發(fā)明可以應(yīng)用于其中的MU-MMO無線通信系統(tǒng)的示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的信道質(zhì)量指示反饋方法200的流程圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的信道質(zhì)量指示反饋方法300的流程圖；圖4為能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的信道質(zhì)量指示反饋方法200的用戶設(shè)備UE 400的示意方框圖；圖5為能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的信道質(zhì)量指示反饋方法300的用戶設(shè)備UE 500的示意方框圖；圖6為8比特傳統(tǒng)量化反饋、8比特差分量化反饋、8比特比例量化反饋和8比特自適應(yīng)量化反饋信干噪比差錯性能的對比示意圖；圖7為8比特傳統(tǒng)量化反饋、7比特差分量化反饋、7比特比例量化反饋和7比特
自適應(yīng)量化反饋信干噪比差錯性能的對比示意圖。
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)說明，在描述過程中省略了對于本發(fā)明來說是不必要的細(xì)節(jié)和功能，以防止對本發(fā)明的理解造成混淆。為了清楚詳細(xì)地闡述本發(fā)明的實現(xiàn)步驟，下面給出一些本發(fā)明的具體實施例，適用于長期演進(LTE)系統(tǒng)及進階長期演進(LTE-Advanced)系統(tǒng)。需要說明的是，本發(fā)明不限于實施例中所描述的應(yīng)用，而是可適用于其他使用MU-MIMO的無線通信系統(tǒng)。圖1示出了一個本發(fā)明可以應(yīng)用于其中的MU-MMO無線通信系統(tǒng)的示意圖。該通信系統(tǒng)包括用戶設(shè)備100-1...100-K(統(tǒng)稱為用戶設(shè)備100)和基站200，其中基站200具有多個天線。如圖1所示，由于MU-MMO的特點，基站200與用戶設(shè)備100之間的信道為多用戶干擾信道。用戶設(shè)備100需要向基站200同時反饋多用戶模式和單用戶模式的信道質(zhì)量指示，圖1中分別由虛線和點劃線表示單用戶反饋信息和多用戶反饋信息。作為非限制示例，圖1中MU-MMO無線通信系統(tǒng)可以采用下列信道模型:-平坦衰落、準(zhǔn)靜態(tài)的瑞利信道；
-信道矩陣的元素為獨立同分布的零均值、單位方差的復(fù)高斯隨機變量；-噪聲為均值為零、協(xié)方差矩陣為單位陣的加性高斯白噪聲；-各個用戶經(jīng)歷的信道相互獨立；-信道量化碼本采用長期演進系統(tǒng)第八版本(Release8)中的4比特16碼字碼本；以及-總量化比特數(shù)為Bttrtal,用于量化單用戶信道質(zhì)量指示的比特數(shù)為Bsu，用于量化多用戶信道質(zhì)量指示的比特數(shù)為B'且Bttrtal = Bm+B 。需要說明的是，本發(fā)明不限于上述信道模型，而是可適用于任何其他適當(dāng)?shù)男诺滥Ｐ?。結(jié)合圖1，在圖2中描述了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的信道質(zhì)量指示反饋方法200的流程圖。如圖2所示，在步驟S210，用戶設(shè)備100基于從基站200接收的導(dǎo)頻信息，計算用戶設(shè)備側(cè)的SNR和SINR。作為非限制示例，用戶設(shè)備100在接收到導(dǎo)頻信息后，可以對信道進行信道估計，以得到SNR和SINR。作為非限制示例，信道估計可以包括以下步驟:I)對導(dǎo)頻信息采用最小二乘法(LS:Least Square),求出信道矩陣的估計值；2)在頻域米用線性最小均方誤差(LMMSE:Linear Minimum Mean Square Error)算法，對信道矩陣進行內(nèi)插 得到數(shù)據(jù)信息處的頻域信道估計值；3)在時域采用線性最小均方誤差算法，對信道矩陣進行內(nèi)插得到數(shù)據(jù)信息處的時域信道估計值；4)從時域和頻域的信道估計值中，提取出信道矩陣；5)根據(jù)所得信道和長期演進系統(tǒng)第八版本的碼本，計算信道的SNR和SINR。在步驟S220，用戶設(shè)備100利用第一數(shù)目的比特(可以表示為Bsu)對SNR進行第一量化。在步驟S230，用戶設(shè)備100利用第二數(shù)目的比特(可以表示為Bmu)對SINR與SNR之比進行第二量化。這種量化方法可以稱為比例量化方法，相應(yīng)地利用這種比例量化方法進行反饋的方案可以稱為比例量化反饋。具體地，用戶設(shè)備100利用這種方法對SNR和SINR進行量化，以分別得到單用戶模式下的信道質(zhì)量指示Pkato和多用戶模式下的信道質(zhì)量指示ΠΚΑ 。其中，假設(shè)總比特數(shù)
SINR
為Btotal，用比特來量化SNR，并用只臓。=R _ 比特來量化SINR與SNR之比.^.。
raleratetotal rateSN R.SINR
SNR的量化范圍表示為[SNRmin，SNRmaJ， 的量化范圍表示為[RAT10min，RATIOmaJ。
OiVA針對SNR和SINR量化的比例量化方法可以包括以下步驟:-用比特對SNR進行量化，得到單用戶模式下的信道質(zhì)量指示PeatmijSNR的量化可以表示為:Pratio = Ql(SNR7B^f),其中，Qi(a，b)是將a映射到{1，2，…，b}上的線性或非線性量化函數(shù)，且關(guān)于a是非減的。

-用
權(quán)利要求
1.一種信道質(zhì)量指示反饋方法，包括: 基于從基站接收的導(dǎo)頻信息，計算用戶設(shè)備側(cè)的信噪比SNR和信干噪比SINR ； 利用第一數(shù)目的比特對SNR進行第一量化； 利用第二數(shù)目的比特對SINR與SNR之比進行第二量化； 基于第一量化的結(jié)果和第二量化的結(jié)果獲得第一信道質(zhì)量指示；以及 向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 利用第三數(shù)目的比特對SNR進行第三量化； 利用第四數(shù)目的比特對SNR與SINR之差進行第四量化； 基于第三量化的結(jié)果和第四量化的結(jié)果獲得第二信道質(zhì)量指示；以及 向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示和所述第二信道質(zhì)量指示中量化誤差較小的一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 分別計算第二量化和第四量化的量化誤差； 將第二量化的量化誤差與第四量化的量化誤差進行比較； 如果第二量化的量化誤差大于第四量化的量化誤差，則向基站反饋所述第二信道質(zhì)量指示；以及 如果第二量化的量化誤 差小于第四量化的量化誤差，則向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 分別計算第一量化、第二量化、第三量化和第四量化的量化誤差； 將第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和與第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和進行比較； 如果第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和大于第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和，則向基站反饋所述第二信道質(zhì)量指示；以及 如果第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和小于第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和，則向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一數(shù)目和第二數(shù)目之和等于第三數(shù)目和第四數(shù)目之和。
6.一種用戶設(shè)備，包括: 計算單元，配置為基于從基站接收的導(dǎo)頻信息計算用戶設(shè)備側(cè)的信噪比SNR和信干噪比 SINR ； 第一量化單元，配置為利用第一數(shù)目的比特對SNR進行第一量化； 第二量化單元，配置為利用第二數(shù)目的比特對SINR與SNR之比進行第二量化； 第一信道質(zhì)量指示獲得單元，配置為基于第一量化的結(jié)果和第二量化的結(jié)果獲得第一信道質(zhì)量指示；以及 信道質(zhì)量指示反饋單元，配置為向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用戶設(shè)備，還包括: 第三量化單元，配置為利用第三數(shù)目的比特對SNR進行第三量化； 第四量化單元，配置為利用第四數(shù)目的比特對SNR與SINR之差進行第四量化；第二信道質(zhì)量指示獲得單元，配置為基于第三量化的結(jié)果和第四量化的結(jié)果獲得第二信道質(zhì)量指示， 其中所述信道質(zhì)量指示反饋單元配置為向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示和所述第二信道質(zhì)量指示中量化誤差較小的一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用戶設(shè)備，還包括: 第一量化誤差計算單元，配置為分別計算第二量化和第四量化的量化誤差； 第一比較單元，配置為將第二量化的量化誤差與第四量化的量化誤差進行比較， 其中，如果第二量化的量化誤差大于第四量化的量化誤差，則所述信道質(zhì)量指示反饋單元向基站反饋所述第二信道質(zhì)量指示，以及 其中，如果第二量化的量化誤差小于第四量化的量化誤差，則所述信道質(zhì)量指示反饋單元向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用戶設(shè)備，還包括: 第二量化誤差計算單元，配置為分別計算第一量化、第二量化、第三量化和第四量化的量化誤差； 第二比較單元，配置為將第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和與第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和進行比較， 其中，如果第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和大于第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和，則所述信道質(zhì)量指示反饋單元向基站反饋所述第二信道質(zhì)量指示，以及 其中，如果第一量化的量化誤差和第二量化的量化誤差之和小于第三量化的量化誤差和第四量化的量化誤差之和，則所述信道質(zhì)量指示反饋單元向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用戶設(shè)備，其中所述第一數(shù)目和第二數(shù)目之和等于第三數(shù)目和第四數(shù)目之和。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種信道質(zhì)量指示反饋方法，包括基于從基站接收的導(dǎo)頻信息，計算用戶設(shè)備側(cè)的信噪比SNR和信干噪比SINR；利用第一數(shù)目的比特對SNR進行第一量化；利用第二數(shù)目的比特對SINR與SNR之比進行第二量化；基于第一量化的結(jié)果和第二量化的結(jié)果獲得第一信道質(zhì)量指示；以及向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示。該方法還包括利用第三數(shù)目的比特對SNR進行第三量化；利用第四數(shù)目的比特對SNR與SINR之差進行第四量化；基于第三量化的結(jié)果和第四量化的結(jié)果獲得第二信道質(zhì)量指示；以及向基站反饋所述第一信道質(zhì)量指示和所述第二信道質(zhì)量指示中量化誤差較小的一個。
文檔編號H04L25/02GK103166739SQ201110427388
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者陳熙, 丁銘, 羅漢文, 張萌, 秦熠, 駱喆 申請人:上海交通大學(xué), 夏普株式會社