CN101364858A - 在无线通信系统中发送信道信息的方法 - Google Patents

Abstract

一种在无线通信系统中发送信道信息的方法。该方法包括：生成信道质量指示符(CQI)，该信道质量指示符包括信道变化，该信道变化指示下行链路信道条件的随时间的改变；以及通过上行链路物理信道发送该CQI。由于通过考虑信道环境的改变来确定调制和编码方案，故提高了用户设备的接收性能，并且能够提供可靠的服务。

Description

在无线通信系统中发送信道信息的方法

技术领域

本发明涉及无线通信，更具体的，涉及一种在无线通信系统中发送信道信息的方法。

背景技术

目前，无线通信系统已经从早期的面向语音的服务发展成为高速、高质量的无线数据分组通信系统，以提供数据服务和多媒体服务。而且，对于下一代无线通信系统，正在进行对于高速、高质量的无线数据分组服务的标准化工作。高速下行链路分组接入(HSDPA)代表了一种对现有的异步国际移动电信(IMT)-标准2000的发展，它是一种为高速下行链路数据传输额外提供的接入方案。HSDPA被分类成频分双工(FDD)HSDPA和时分双工(TDD)HSDPA。TDD HSDPA能够支持每秒384万码片(Mcps)或1.28 Mcps的码片速率。在TDD HSDPA中，可以不对称地分配上行链路和/或下行链路资源。从而，当以最大的可能程度来分配下行链路信道时，通过引入HSDPA能够以最有效的方式实现传输。码片速率为1.28 Mcps的TDD HSDPA一般被称为时分-同步码分多址(TD-SCDMA)。

TDD HSDPA支持混合自动重传请求(HARQ)方案，以及自适应调制和编码(AMC)方案。在HARQ方案中，接收机接收分组数据，然后通知发射机是否成功接收到该分组数据，从而使得在必要时能够重传该分组数据。在AMC方案中，根据信道条件而动态改变调制和编码方案(MCS)水平。当用户设备(UE)具有良好的信道条件时，可以通过使用高的调制阶数(modulation order)和高的码速率(code rate)来提高数据速率。另一方面，当该UE位于小区边界中时，使用相对低的调制阶数和相对低的码速率。在使用AMC方案时，UE需要向基站(BS)反馈信道质量指示符(CQI)。CQI是指示下行链路信道条件的代表值。CQI可以用于直接报告MCS水平。CQI可以被配置为各种格式。

高速下行链路共享信道(HS-DSCH)是用以支持HSDPA的下行链路传输信道。HS-DSCH与用于HS-DSCH的至少一个共享控制信道(HS-SCCH)相关联。HS-SCCH是下行链路物理信道，用于携载用于HS-DSCH的上层控制信息。用于HS-DSCH的共享信息信道(HS-SICH)是上行链路物理信道，用于携载确认(ACK)/非确认(NACK)信号。

图1示出了用于HS-SICH的猝发的传统结构。在HS-SICH上发送的猝发具有总共84比特的持续时间，即，48比特用于CQI，36比特用于ACK/NACK信号。在TDD HSDPA中，CQI包括建议的调制格式(RMF)和建议的传输块大小(RTBS)。RMF是关于调制方案的1比特信息。通过使用重复码将1比特RMF扩展到16比特。RTBS是关于编码方案的6比特信息。通过使用理德-穆勒码(Reed-Muller code)将6比特RTBS扩展到32比特。ACK/NACK信号是1比特信息。通过使用重复码将1比特ACK/NACK信号扩展到36比特。

为了使AMC方案具有更高的效率，CQI需要被配置为更准确地指示信道条件。这是因为不仅由于白噪声，而且还由于诸如接收的信号的功率变化、多普勒效应、以及干扰等多种其他因素，导致信道条件的改变。功率变化是由衰落(fading)引起的。多普勒效应是由遮蔽、UE的移动、以及频繁变化的速度引起的。干扰是由其他用户和多径引起的。另外，在UE具有高移动性的信道环境中，当前由UE发送的下行链路信道条件可能不同于之后BS实际发送数据时的下行信道条件。

因此，由接收机当前估算的信道路径可能不同于之后发射机发送数据的信道路径。因此，为了提高AMC方案的性能，需要考虑根据UE的移动速度而改变信道环境。

发明内容

本发明提供了一种在无线通信系统中发送信道信息的方法，其考虑了信道环境的改变。

本发明还提供了一种在无线通信系统中发送数据的方法，其考虑了信道环境的改变。

根据本发明的一个方面，提供了一种在无线通信系统中发送信道信息的方法。该方法包括：生成信道质量指示符(CQI)，该信道质量指示符包括信道变化，该信道变化指示下行链路信道条件在时间上的改变；以及通过上行链路物理信道发送该CQI。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在无线通信系统中发送数据的方法。该方法包括：接收CQI，该CQI包括信道变化，该信道变化指示下行链路信道条件的在时间上的改变；根据该CQI确定调制和编码方案；以及通过使用该调制和编码方案发送下行链路数据。

附图说明

图1示出了用于HS-SICH的猝发的传统结构。

图2示出了无线通信系统。

图3是示出了根据本发明实施例的发射机的框图。

图4是示出了根据本发明实施例的接收机的框图。

图5示出了时分双工(TDD)无线通信系统中的无线帧的结构。

图6示出了子帧的结构。

图7示出了猝发的结构。

图8示出了用于HS-SICH的猝发的结构。

图9是示出了根据本发明实施例的发送信道信息的方法的流程图。

图10示出了HS-SICH配置的示例。

图11示出了HS-SICH配置的另一示例。

图12示出了HS-SICH配置的又一示例。

具体实施方式

图2示出了无线通信系统。该无线通信系统可以被广泛用于提供各种通信服务，诸如语音、分组数据等等。

参见图2，该无线通信系统包括基站(BS)110和用户设备(UE)120。BS 110一般是与UE 120通信的固定站，并且可以被称为另一技术术语，诸如节点B、基站收发台系统(BTS)、接入点等等。UE 120可以是固定的或移动的，并且可以被称为另一技术术语，诸如移动站(MS)、用户终端(UT)、用户站(SS)、无线设备等等。

在下文中，下行链路被定义为从BS 110到UE 120的通信链路，而上行链路被定义为从UE 120到BS 110的通信链路。在下行链路中，发射机可以是BS 110的一部分，而接收机可以是UE 120的一部分。在上行链路中，发射机可以是UE 120的一部分，而接收机可以是BS 110的一部分。

图3是示出了根据本发明实施例的发射机的框图。

参见图3，发射机200包括信道编码器210、调制器220、以及自适应调制和编码(AMC)控制器230。信道编码器210接收信息比特流，并在AMC控制器230的控制下根据编码方案来编码接收的信息比特流，从而生成编码的数据。这些信息比特可以包括文本、音频、视频、或其他数据。信道编码器210将错误检测比特(例如循环冗余校验(CRC))附加到这些信息比特。而且，信道编码器210可以附加用于纠错的额外的码。该纠错码可以是turbo码。turbo码是一种包括作为系统比特的信息比特的系统码。如果turbo码的码速率是1/3，则对于一个系统比特分配两个奇偶校验比特。纠错码不限制于turbo码。从而，本发明还可以适用于使用低密度奇偶校验码(LDPC)或其他卷积码的情况。可以将交织器(未示出)连接到信道编码器210的输出节点。该交织器将编码的数据混合(mix)，以减少源自信道的噪声。

调制器220在AMC控制器230的控制下，根据调制方案来调制编码的数据，从而提供调制码元。编码的数据被调制器220映射到表示幅度和相位星座中的位置的调制码元。从调制器220输出的码元被通过发送(Tx)天线240发送。

AMC控制器230根据从接收机300反馈回的信道质量指示符(CQI)来确定编码方案和调制方案(参见图4)。然后，AMC控制器230为信道编码器210提供该编码方案，并为调制器220提供该调制方案。CQI包括信道变化、建议的调制格式(RMF)、以及建议的传输块大小(RTBS)。所述信道变化指示信道条件的在时间上的改变。RMF是指示调制方案的1比特信息，并且能够以下面的表1来表示。

【表1】

 

RMF	调制方案
		0	QPSK
1	16-QAM

上面的表1仅提供用于示例的目的。因此，调制方案和RMF的比特数都可以改变。调制方案并没有限制，从而也可以使用m正交相移键控(m-PSK)或m正交调幅(m-QAM)。m-PSK可以不仅是正交相移键控(QPSK)，还可以是二进制相移键控(BPSK)或8-PSK。m-QAM可以是16-QAM、64-QAM、或256-QAM。

图4是示出了根据本发明实施例的接收机的框图。

参见图4，接收机300包括信道估算器310、解调器320、信道解码器330、以及控制器340。信道估算器310通过使用从接收(Rx)天线350接收的导频来估算信道。解调器320在由控制器340提供的解调信号的控制下解调Rx信号。信道解码器330在由控制器340提供的解码信号的控制下解码数据。

控制器340通过使用由信道估算器310估算的信道来生成CQI。而且，控制器340通过从解码的数据中检测错误，来生成用于混合自动重传请求(HARQ)的确认(ACK)/非确认(NACK)信号。该CQI和ACK/NACK信号被通过高速共享信息信道(HS-SICH)反馈回发射机200(见图3)。

图5示出了时分双工(TDD)无线通信系统中的无线帧的结构。

参见图5，该无线帧包括两个子帧。该无线帧的持续时间是10ms。子帧的持续时间是5ms。子帧包括7个时隙。时隙可以被分类成用于上行链路传输的上行链路时隙和用于下行链路传输的下行链路时隙。由于上行链路时隙和下行链路时隙被布置在相同频带中不同时间处，因此它被称为时分双工(TDD)。

在TDD无线通信系统中，无线帧、子帧、时隙或切换点的总的数目和长度不限制于上面描述的示例。因此，无线帧、子帧、切换点或时隙的总的数目和长度可以根据情况而改变。

图6示出了子帧的格式。

参见图6，子帧包括7个时隙#0到#6(也由附图标记501到507来指示)。每一个时隙501到507包括用于信道估算的中置码(midamble)。在这7个时隙501到507之中，时隙#0 501总是分配给下行链路，而时隙#1 502总是分配给上行链路。时隙#2 503到时隙#6 507可以分配给上行链路或下行链路。公共传输信道被映射于其的主公共控制物理信道(P-CCPCH)被分配给时隙#1 502。

上行链路时隙和下行链路时隙被切换点分隔开。切换点是位于下行链路时隙和上行链路时隙之间的特定期间，以分隔上行链路和下行链路。每个子帧具有至少一个切换点。所述切换点包括下行链路导频时隙(DwPTS)508、保护期(GP)509、以及上行链路导频时隙(UpPTS)510。DwPTS 508用于在UE中执行的初始小区搜索、同步、或信道估算。UpPTS 510用于在BS中执行的信道估算以及UE的上行链路传输同步。GP 509用于消除在执行上行链路和下行链路通信时由于下行链路信号的多径延迟而在上行链路中产生的干扰。

子帧可以包括最多6个下行链路时隙，其中包括时隙#0 501。这是因为，时隙#0 501总是分配给下行链路，并且时隙#2 503到时隙#6507可以被分配给下行链路。因此，对于n个子帧最多可以存在6n个下行链路时隙。例如，对于5个子帧可以存在30个下行链路时隙。

在TDD中，当在分配的无线帧内的特定时隙中发送猝发时，使用物理信道。该猝发包括两个数据码元、中置码、以及GP。一个猝发的持续时间是一个时隙。

图7示出了猝发的结构。

参见图7，猝发包括数据码元601和603、中置码602、以及保护点(GP)604。

每个数据码元601和603具有362码片的持续时间，并被用于数据传输。通过使用一个猝发可以发送总共88比特的数据。中置码602具有114码片的持续时间，并被用于识别使用相同时隙的UE，或被用于信道估算。中置码602还被称为基准信号或导频。GP 604是用于区分用于当前传输的时隙和用于下一传输的后续时隙的间隔。如果上行链路时隙后跟着下行链路时隙，或者反过来，那么GP 604区分这些时隙，使得在这些时隙之间不产生干扰信号。

图8示出了用于HS-SICH的猝发的结构。HS-SICH是上行链路物理信道，用于携载用于高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的CQI或用于HARQ的ACK/NACK信号。HS-SICH是上行链路共享信道。

参见图8，HS-SICH中使用的猝发包括数据码元701和705、中置码702、同步偏移(synchronization shift，SS)703、发射功率控制(TPC)704和保护期(GP)706。数据码元701和705用于发送数据(即，CQI和ACK/NACK信号)。中置码702用于识别UE和/或估算用于数据解调的信道。GP 706是用于区分用于当前传输的时隙和用于下一传输的随后时隙的间隔。当由于UE和BS之间距离的改变或其他原因造成失同步情况时，SS 703用于发送调整同步的命令。TPC 704用于控制BS的下行链路功率。

对于每个时隙，一个猝发能够发送总共88比特，即，用于SS 703的2比特、用于TPC 704的2比特、以及用于数据码元701和705的84比特。CQI和ACK/NACK信号被分配给两个数据码元701和705。稍后将说明CQI和ACK/NACK信号到两个数据码元701和705上的分配。

图9是示出了根据本发明实施例的发送信道信息的方法的流程图。

参见图9，BS通过HS-DSCH发送下行链路数据(步骤S810)。

通过利用用于在其中发送下行链路数据的子帧上的至少一个时隙的中置码，UE生成CQI(步骤S820)。CQI是当UE通知BS下行链路信道条件时所使用的信息，从而使得BS能够分配下行链路资源。CQI包括信道变化、RMF、和RTBS。首先，UE通过使用P-CCPCH来测量信号对干扰加噪声的比率(SINR)。接着，UE根据所测量的SINR来获得信道变化、RMF和RTBS。

信道变化指示信道条件在时间上的改变。以这样的方式来获得信道变化，即，测量用于所有下行链路时隙的中置码的接收信号强度指示(RSSI)，然后从该RSSI计算用于下行链路时隙的中置码的RSI的散度(dispersion)。可以根据下面的公式1来获得用于第i个下行链路时隙的中置码的RSSI A_i。

【公式1】

$A_i=\sqrt{I^2+Q^2}$

在公式1中，I表示Rx信号的同相分量，Q表示Rx信号的正交相位分量。

接着，计算用于下行链路时隙的中置码的移动平均。可以根据下面的公式2来计算用于m个下行链路时隙的中置码的移动平均M。

【公式2】

$M=\frac{1}{m}\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i$

在公式2中，m表示要平均的下行链路时隙的总数。

例如，如果用于下行链路时隙的中置码的数目是30，则可以通过 $M=\frac{1}{30}\underset{i=0}{\overset{29}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i$ 来获得用于下行链路时隙的中置码的移动平均M。

接着，可以根据下面的公式3，使用前述的值来计算RSSI的散度V。

【公式3】

$v^2=\frac{1}{m}\underset{i=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}{(M-A_i)}^2$

例如，如果用于下行链路时隙的中置码的数目是30，那么可以由 $v^2=\frac{1}{30}\underset{i=0}{\overset{29}{\mathrm{\Σ}}}{(M-A_i)}^2$ 来获得RSSI的散度。

RSSI的散度即是信道变化。该信道变化可以被配置到CQI中。在这种情况下，通过使用2比特映射将所获得的RSSI的散度分成四种状态，诸如s＝[00，01，10，11]。

UE通过HS-SICH来发送CQI(步骤S830)。HS-SICH不仅能够发送CQI，还能够发送ACK/NACK信号。从而，通过该HS-SICH，UE还能够通知BS是否接收到下行链路数据。

BS通过使用CQI中包括的信息(即信道变化、RMF和RTBS)来确定用于下行链路数据的调制和编码方案(MCS)(步骤S840)。BS通过使用所确定的MCS，通过HS-DSCH来发送下行链路数据(步骤S850)。

信道变化指示在多个时隙上检测的信道改变。对于30个中置码的信道变化就是指示出在最少5个子帧上检测的信道改变的值。由于UE通知了BS该UE的信道变化，因此通过不仅利用该RMF和RTBS而且利用该信道变化，BS能够更准确地识别每个UE的信道条件。

即使BS的功率是恒定的，但由于相邻小区所引起的干扰或者UE移动时的多径，HS-DSCH的SINR随着时间而变化。如果UE快速地移动，当信道条件显著改变时，仅使用RMF和RTBS是不足以让BS准确地识别信道条件的改变的。因此，为了提高AMC方案的效率，时间上的信道变化被附加到CQI，并且将所得到的CQI报告给BS。结果，提高了UE的接收性能，从而UE能够以可靠的方式接收服务。

现在，将描述通过HS-SICH来发送包括信道变化的CQI的方法。如上所述，HS-SICH中使用的猝发能够通过使用两个数据码元发送84比特的数据(即CQI和ACK/NACK信号)。

图10示出了HS-SICH配置的示例。RTBS使用32比特，RMF使用12比特，信道变化(CHV)使用20比特，ACK/NACK信号使用20比特，从而总共使用了84比特。也就是说，相比于传统的HS-SICH配置，分配给ACK/NACK的总比特数减少了20比特。RMF是1比特的信息，并被通过使用重复码扩展到12比特。RTBS是6比特信息，并被通过使用理德-穆勒码扩展到32比特。ACK/NACK信号是1比特信息，并被通过使用重复码扩展到20比特。CHV是2比特信息，并被通过使用重复码扩展到20比特。

RTBS、RMF、CHV、以及ACK/NACK信号的顺序和总比特数仅是出于示例的目的而示出的，从而其可以进行各种修改。

图11示出了HS-SICH配置的另一个示例。代替在每个HS-SICH中发送RMF，HS-SICH被配置为两种格式。在一种格式中，HS-SICH包括RTBS、RMF和ACK/NACK信号。在另一种格式中，HS-SICH包括RTBS、CHV、和ACK/NACK信号。一般的，RMF根据RTBS而变。因此，即使发送CHV而不发送RMF，性能也不会显著地恶化。

为了指示从这两种格式中选择的要使用的特定格式，可以额外为HS-SICH提供新的比特。另外，通过额外的信道，BS(或UE)可以通知UE(或BS)从这两种格式中选择的要使用的特定格式。

图12示出了HS-SICH配置的另一个示例。通过共同编码RTBS和CHV来配置HS-SICH。例如，通过使用如下面的表2中示出的32×8理德-穆勒码，来将6比特的RTBS和2比特的CHV生成为32比特。

【表2】

 

	Mi，0	Mi，1	Mi，2	Mi，3	Mi，4	Mi，5	Mi，6	Mi，7
									0	1	0	0	0	0	1	0	0
1	0	1	0	0	0	1	1	0
									2	1	1	0	0	0	1	0	0
3	0	0	1	0	0	1	1	0
									4	1	0	1	0	0	1	0	0
5	0	1	1	0	0	1	0	0
									6	1	1	1	0	0	1	0	1
7	0	0	0	1	0	1	0	1
									8	1	0	0	1	0	1	1	1
9	0	1	0	1	0	1	1	0
									10	1	1	0	1	0	1	0	0
11	0	0	1	1	0	1	0	1
									12	1	0	1	1	0	1	0	1
13	0	1	1	1	0	1	1	0
									14	1	1	1	1	0	1	1	1
15	1	0	0	0	1	1	1	1
									16	0	1	0	0	1	1	1	1
17	1	1	0	0	1	1	1	0
									18	0	0	1	0	1	1	0	1
19	1	0	1	0	1	1	0	1
									20	0	1	1	0	1	1	0	0
21	1	1	1	0	1	1	0	1
									22	0	0	0	1	1	1	0	1
23	1	0	0	1	1	1	1	1
									24	0	1	0	1	1	1	1	0
25	1	1	0	1	1	1	1	0
									26	0	0	1	1	1	1	0	0
27	1	0	1	1	1	1	1	1
									28	0	1	1	1	1	1	1	1
29	1	1	1	1	1	1	1	1
									30	0	0	0	0	0	1	0	0
31	0	0	0	0	1	1	1	0

根据本发明，通过考虑信道环境的改变来确定调制和编码方案。因此，用户设备的接收性能被提高了，并且用户设备能够以可靠的方式接收服务。

尽管参考了其示例性实施例具体示出和描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，可以进行各种形式和细节上的改变而不脱离由所附权利要求定义的本发明范围的情况。

Claims (8)

1.一种在无线通信系统中发送信道信息的方法，该方法包括：

生成信道质量指示符(CQI)，该信道质量指示符包括信道变化，该信道变化指示下行链路信道条件在时间上的改变；以及

通过上行链路物理信道发送该CQI。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述CQI包括建议的调制格式(RMF)和建议的传输块大小(RTBS)。

3.如权利要求1所述的方法，其中通过使用接收的多个下行链路时隙的中置码的信号强度指示(RSSI)，来获得所述信道变化。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述信道变化是用于所述多个下行链路时隙的中置码的所述RSSI的散度。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述上行链路物理信道是高速共享信息信道(HS-SICH)，它是用于高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的共享信息信道。

6.一种在无线通信系统中发送数据的方法，该方法包括：

接收信道质量指示符(CQI)，该信道质量指示符包括信道变化，该信道变化指示下行链路信道条件在时间上的改变；

根据该CQI确定调制和编码方案；以及

通过使用该调制和该编码方案发送下行链路数据。

7.如权利要求6所述的方法，其中通过高速下行链路共享信道(HS-DSCH)来发送所述下行链路数据。

8.如权利要求6所述的方法，其中从多个下行链路时隙的中置码获得该信道变化。

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