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CN102598568B - 用于下行链路mimo的下行链路控制信令传输的方法和用户设备 - Google Patents

用于下行链路mimo的下行链路控制信令传输的方法和用户设备 Download PDF

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CN102598568B CN201080049719.4A CN201080049719A CN102598568B CN 102598568 B CN102598568 B CN 102598568B CN 201080049719 A CN201080049719 A CN 201080049719A CN 102598568 B CN102598568 B CN 102598568B
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Abstract

一种用于基站收发台(BTS)和用户设备(UE)之间的下行链路多输入/多输出(MIMO)操作的下行链路控制信令传输的方法包括以下步骤。在UE能访问的网络位置处维护一个或多个映射表，映射表包括第一UE信令数据。将消息索引传输到UE，以使得相关的第一UE信令数据能够被UE读取。将第二UE信令数据传输到UE。在UE处，利用第一UE信令数据和第二UE信令数据来导出UE控制数据。

Description

用于下行链路MIMO的下行链路控制信令传输的方法和用户设备
技术领域
本发明的领域一般涉及用于基站收发台和用户设备之间的下行链路多输入/多输出操作的下行链路控制信令传输的方法。本发明具体应用于形成LTE高级电信系统的一部分的演进节点B(eNB)和UE之间的下行链路控制信令传输，并且，将便于与该示例性应用相关地描述本发明。 
背景技术
在长期演进(LTE)中，下行链路多输入多输出(MIMO)天线的概念被用于帮助获得很高的峰值数据速率。在LTE系统中，多个天线被用在发送eNode B(eNB)处，并且，还用在接收用户设备(UE)处。eNodeB是在UMTS中所使用的术语，其表示LTE系统中的基站收发台(BTS)。通过在eNB和UE二者处使用多天线，针对给定的合适的信道条件，能够提高一个个体UE的数据速率。 
为了进一步增强整体的网络能力，多用户MIMO(MU-MIMO)的进一步扩展正在LTE高级系统中被进一步扩展。如其名称所暗示的，MU-MIMO技术利用特定的时间和频率资源来服务多于一个UE，同时用多于一个单个的天线在eNB和UE二者处进行传输。为了区分单用户情景和多用户情景，使用术语SU-MIMO和MU-MIMO。 
图1和图2中分别示出了SU-MIMO和MU-MIMO的一般思想。图1描绘了SU-MIMO中与UE 12通信的eNB 10，而图2描绘了MU-MIMO中与UE 16和18通信的eNB 14。 
为了辅助使用更高次的MIMO而不引发严重的开销，第三代伙伴项目(3GPP)已经采用了使用用于解调制的专用参考信号(DRS)(DM-RS)。在SU-MIMO的上下文中，DM-RS暗示包括在指定到特定UE的资源块中的参考信号仅被该UE使用。虽然还未决定DM-RS的结构，但 是，正考虑利用频分和码分复用的组合的机制。这在图3至图5中示出，其分别描绘了资源块20至24。资源块20至24分别描绘了最多至两个、四个和八个传输层的DM-RS模式。 
但是，在MU-MIMO的上下文中，问题更加复杂。由于相同的时间和频率资源被多于一个UE共享，因此，DM-RS也可潜在地被不同的UE共享。但是，这将增加从一个UE到另一个UE的交叉干扰，从而降低每个UE的信道估计和整体吞吐量性能。
为了避免该问题，3GPP已经采用了使用映射到不同层的不同UE。例如，如果eNB总共具有4层可用，并且，需要利用相同的时间和频率资源来服务两个UE，则其可利用前两层来向第一UE传输数据，同时，后两层可被用于服务第二UE。因此，利用这种映射将暗示每个UE将使用来自其所指派的层的DM-RS，以便估计信道。 
发明内容
技术问题 
使用带有上述DM-RS结构的MU-MIMO造成若干具有挑战性的问题，以下列出了其中某些问题： 
<1.透明的SU/MIMO操作> 
3GPP内希望SU-MIMO和MU-MIMO的操作对于UE而言应当是透明的。这意味着eNB应当能够在SU-MIMO和MU-MIMO传输之间动态切换，而无需用信号向UE通知其正在操作其中的具体模式。这暗示了SU-MIMO和MU-MIMO可作为单个传输模式被实现。 
<2.对所指派层的控制信令> 
通过将不同的UE指派给不同层，UE需要知道哪个层已经被指派，以便合适地检测DM-RS、基于DM-RS来执行信道估计以及解调制其数据。至此，对所使用的层的信令是个开放式问题。 
<3.保持全功率使用> 
UE必须知道RS EPRE和eNB所使用的PDSCH EPRE的比率，以便合适地解调制数据(如果数据被QAM调制或如果其＞秩1传输)。在Rel- 8中，这种功率比信息被用信号通知给UE。将专用RS用作DM-RS的优势之一是，如果功率比总是固定的或对UE而言是已知的，则无需用信号将RS EPRE和PDSCH EPRE的比率通知给UE。例如，如果DMRS复用方法是纯CDM，则功率比可被固定到0dB。如果DM-RS复用被实现为CDM和FDM的混合，则存在两个选择： 
(1)功率比被固定为单个值。该选择的劣势是如以下所说明的对DM-RS的传输功率的利用不足： 
(*)在图5中所示的示例中，仅DM-RS的最大4层被映射到一个资源元素。但是，在用于数据的资源元素上，可映射最多8层。如此，如果功率比被固定为0dB，则带有DM-RS的资源元素的总功率(总和4层)仅为数据RE的总功率(总和8层)的一半。因此，一半的功率被浪费了，并且，这最终导致性能下降。 
(2)功率比是对UE的层指派的函数，其目标在于更好地利用eNB处的传输功率 
(*)参照在第一选择中所给出的示例，DM-RS EPRE到PDSCHEPRE的比率将是2，以便更好地利用DM-RS的传输功率。另外，基于DM-RS的信道估计的准确度也将提高，其直接转化为提升的PDSCH吞吐量。 
申请人已经确定以上的选择2是优选的。在SU-MIMO的情形中，针对给定的各自DM-RS端口指派信息，UE可确定功率比。但是，在MU-MIMO的情形中，各自DM-RS端口指派信息将是不够的，因为功率比还取决于给其他共享相同资源块的UE的DM-RS端口指派。如此，需要一种机制，使得该比率对每个UE是已知的，以便合适地解调制其数据。
<4.控制信令开销> 
传递这种信息(所使用的层和功率偏置)的方法将明显引发额外的开销。应当尽可能使这种开销最小，以便最有效并性价比高地使用给定的数据传输资源。 
将希望提供一种用于基站收发台和用户设备之间的下行链路多输入/多输出操作的下行链路控制信令传输的方法，该方法改善或克服这些问题中 的一个或多个。 
问题的解决方案 
在第一方面，发明提供了一种用于基站收发台(BTS)和用户设备(UE)之间的下行链路多输入/多输出(MIMO)操作的下行链路控制信令传输的方法。方法包括如下步骤： 
在所述UE能访问的网络位置处维护一个或多个映射表，所述映射表包括第一UE信令数据； 
将消息索引传输到所述UE，以使得相关的第一UE信令数据能够被所述UE读取； 
将第二UE信令数据传输到所述UE；以及 
在所述UE处，利用所述第一UE信令数据和所述第二UE信令数据来导出UE控制数据。 
在一个或多个实施例中，所述UE控制数据包括UE秩(rank)和UEDM-RS端口指派。所述UE控制数据还包括DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比。 
所述映射表中的第一映射表将所述第二UE信令数据映射到UE的被指派的DM-RS端口。所述第二UE信令数据包括UE秩和UE DM-RS端口索引。 
该方法还可包括如下步骤： 
在所述UE处，利用所述第二UE信令数据和第一映射表来确定UEDM-RS端口指派。 
所述映射表中的第二映射表将所述消息索引映射到指派给DM-RS端口的第一CDM群组的传输层数。 
第二映射表还将所述消息索引映射到指派给所有DM-RS端口的传输层数。可替换地，所述第二映射表还将所述消息索引映射到指派给DM-RS端口的第二CDM群组的传输层数。 
方法还可包括如下步骤： 
在所述UE处，利用所传输的消息索引和所述第二映射表来确定所述BTS所使用的传输层总数和指派给DM-RS端口的一个或多个CDM群组的 传输层数。 
所述映射表的第三个将所述BTS所使用的传输层总数和指派给DM-RS端口的一个或多个CDM群组的传输层数映射到DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比。在该情形中，所述方法还可包括如下步骤： 
在所述UE处，利用所述BTS所使用的传输层总数、指派给DM-RS端口的一个或多个CDM群组的传输层数和第三映射表来导出DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比。 
在可替换的实施例中，所述映射表的第四个将所述消息索引映射到DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比。在该情形中，所述方法还可包括如下步骤： 
在所述UE处，利用所述消息索引和第四映射表来导出DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比。 
在第二方面，发明提供了一种形成电信网络的一部分的用户设备(UE)，该电信网络带有基站收发台(BTS)，其中，用于下行链路多输入/多输出(MIMO)操作的下行链路控制信令在所述BTS和所述UE之间传输。在本发明，所述UE包括： 
存储设备，该存储设备用于保持在由所述UE能访问的网络位置处的一个或多个映射表，所述映射表包括第一UE信令数据；以及 
处理装置，该处理装置用于接收到所述UE的消息索引，以使相关第一UE信令数据能够被所述UE读取； 
接收到所述UE的第二UE信令数据；以及 
利用所述第一UE信令数据和所述第二UE信令数据来导出UE控制数据。 
发明的有益效果 
根据发明，上述问题中的一个或多个被改善或克服。 
附图说明
图1是描绘了SU-MIMO通信中的eNB和UE的示意图。 
图2是描绘了MU-MIMO通信中的eNB和UE的示意图。 
图3是描绘了两个传输层的DM-RS模式的资源块。 
图4是描绘了四个传输层的DM-RS模式的资源块。 
图5是描绘了八个传输层的DM-RS模式的资源块。 
图6是描绘了根据本发明的不同实施例的MU-MIMO通信中的eNB和UE的示意图；以及 
图7是描绘了图6中的eNB和UE的数据流的流程图。 
图8是描绘了图6中的eNB和UE的数据流的流程图。 
具体实施方式
现参照图6，示出了在MU-MIMO中与UE 28和30通信的eNB 26。eNB 26和UE 28和30中的每一个包括用于保持一个或多个映射表32至36的存储设备。在发明的其他实施例中，映射表无需被存储在eNB和UE内，但是，可被存储在电信网络中的另一可访问地址处。 
在用于eNB 26和UE 28和30之间的下行链路MIMO操作的下行链路控制信令传输的方法(现将描述该方法)中，UE仅要求减小的但足够的必要信息子集。这允许减小开销，同时维持SU/MU-MIMO透明性，并且，有效地通过信号向UE通知所指派的DMRS端口和功率比。如果MU-MIMO操作被作为MU-MIMO传输模式使能，则该方法还提供支持这种操作的下行链路控制信令传输。 
现将描述该方法的两个不同的实施例。 
<方法1：信令层和群组信息> 
通过利用该实施例，以下信息通过信号被通知给每个UE： 
(*)每个DM-RS CDM群组由eNB所使用的层的总数 
(*)指派给UE的DM-RS端口 
通过利用以下步骤来达到该目标： 
步骤1：定义群组 
通过本实施例，DM-RS端口被分成对应于图5中所示的DM-RS映射的两个CDM群组。从该示图中，让端口0、1、4和5被包括在CDM群组1中，而端口1、2、3、6和7被包括在CDM群组2中。 
步骤2：定义映射表 
以下信息中的任意一个可被传递到UE： 
(1)由eNB所使用的层和指派给特定群组的层的总数(控制信息索引映射表可如表1中所示的被定义)。 
(2)指派给CDM群组1和CDM群组2的层数(控制消息索引映射表可如表2中所示的被定义)。 
假定指派给UE的DM-RS端口总是连续的，还确定了将秩(rank)和最小DM-RS端口索引映射到实际的DM-RS端口指派的表(表3中示出了示例)。注意，严格来讲，对连续端口指派的假定不是必要的，但是，其极大地减少了控制信令开销。还存在带有假定的其他信令方法，信令秩和最小DM-RS端口索引仅是一个示例。 
还可基于所使用的层的总数和群组1和2的层数来指定定义了功率偏置的表(参见表4)。假定NPDMRS＝MPPDSCH来计算表中的条目，其中，N是在DM-RS CDM群组中所使用的层数，M是PDSCH数据传输所使用的总层数，PDMRS是每层的DM-RS功率，而PPDSCH是每层的PDSCH功率。对应于CDM的功率比由PDMRS/PPDSCH＝M/N来确定。 
所有表对于所有UE和eNB而言是已知的。 
注意，假定蜂窝中所支持的最大传输层是8个，基于此构造了表。如果所支持的最大层数少于8(例如，4也是典型的配置)，则结果表无疑是此处所示出的表的子集。 
[表1] 
表1：总层数和用于DM-RS CDM群组中的一个的层数的信令(方法1的示例) 
[表2] 
表2：用于每个DM-RS CDM群组的层数的信令(方法1的示例) 
[表3] 
表3：给定通过信号通知的秩和DM-RS端口索引的DM-RS端口的指派(示例) 
[表4] 
表4：DM-RS CDM群组1和群组2的功率比(假定图5的DM-RS模式的示例) 
步骤3：eNB信号信息 
现参照图7，eNB将以下信息通过信号通知给每个UE： 
(*)从eNB和所有UE二者都已知的映射表(表1或表2)取出的消息索引40
(*)UE的秩42 
(*)UE的DM-RS端口索引44(最小端口索引) 
步骤4：UE解释秩和DM-RS端口索引 
通过利用合适的映射表46(表3)，UE从秩和DM-RS端口索引信息确定UE所指派的端口58。 
步骤5：UE从表1或表2解释消息索引 
一旦接收消息索引，UE从合适的映射表52(表1或表2)确定eNB所使用的总层数48和指派给CDM群组1和2的层数50。 
步骤6：UE确定功率比 
通过利用所使用的层的总数和指派给CDM群组1和2的层数，可从合适的映射表56(表4)确定DM-RS和数据(PDSCH)符号之间的功率比54。 
<方法2：用信号通知功率比信息> 
通过利用本实施例，以下信息被用信号通知给每个UE： 
(*)功率比信息 
(*)指派给UE的层数(秩) 
(*)指派给每个UE的DM-RS端口索引 
通过利用以下步骤来实现目标： 
步骤1：定义表 
为了减小信令开销，表4中的每个独特的功率比可被映射到索引。表5中示出了最大传输层为8的示例。注意，表中的某些条目不是必要的，并且因此，如果蜂窝中所支持的最大传输层数更小，则可移除这些条目。 
还定义了表3中所示的秩和DM-RS端口索引之间的映射。所有表对于所有UE和eNB而言都是已知的。 
[表5] 
  消息索引   功率比
  0   1
  1   1.25
  2   1.33
  3   1.5
  4   1.67
  5   1.75
  6   2
  7   2.33
  8   2.5
  9   3
  10   4
  11   5
  12   预留
  13   预留
  14   预留
  15   预留
表5：功率比信令(方法2的示例) 
步骤2：eNB信号信息 
现参照图8，eNB将以下信息通过信号通知给每个UE： 
(*)从eNB和所有UE二者都已知的映射表(表5)取出的消息索引70
(*)UE的秩72 
(*)UE的DM-RS端口索引74
步骤3：UE解释秩和DM-RS端口索引 
通过利用合适的映射表78(表3)，UE从秩和DM-RS端口索引信息确定UE所指派的端口76。 
步骤4：UE从表5接收功率比 
UE从消息索引推断每个DM-RS群组的功率比80。来自合适的映射表82(表5)的功率比可对应于由eNB通过信号通知的最小端口索引所属于的DM-RS CDM群组。然后，可从映射表82确定其他CDM群组的功率比。 
利用方法1或方法2的不同的控制信息可被通过信号通知给指派到UE的每个资源块，或者，相同的控制信息可被应用于指派给UE的所有资 源块。后者以牺牲调度的灵活性而极大地减少了控制开销。 
方法1的优点： 
(*)UE准确地知道针对每个DM-RS CDM群组多少层已经被eNB使用。因此，更加容易在UE处实现多用户干扰抑制。 
方法1的劣势： 
(*)如果共同的信令被应用于指派给UE的所有资源块以节约控制开销，则对调度器施加了过度的限制。 
(*)所需的控制信令比特数比方法2所需的更多 
方法2的优点： 
(*)如果共同的信令被应用于指派给UE的所有资源块以节约控制开销，则与方法1相比，方法2可保持更大的调度器灵活性。原因如下：假定方法1的消息索引被应用于在子帧中指派给UE的所有RB，其本质上定义了针对所有相关RB的可由每个CDM群组的eNB所使用的DM-RS端口数，其还定义了所有相关RB的传输层的总数。在另一方面，方法2的消息索引可允许eNB使用多于一个的可能的传输层总数。例如，从表5中，如果用信号通知的功率比是2，则总数为2、4、6或8的传输层是可能的。因此，针对每个在相同的子帧中所指派的RB的传输层的总数仍旧可以变化，虽然UE将不知道这些。 
(*)所需的控制信令比特数少于方法1所需的控制信令比特数。 
方法2的劣势： 
(*)与方法1相比，其更加难于在UE处实现多用户干扰抑制，虽然更加复杂的UE处理或对控制信令设计的进一步改进不是不可能的。 
在以上描述中，已经假定： 
(*)DM-RS映射使用CDM和FDM(采用与图3至图5类似但不必相同) 
(*)要求充分利用功率放大器，并且，保持对应于资源元素的所有层的总传输功率恒定。 
(*)分配给共享相同的资源块的所有UE的总功率是相同的。 
上述下行链路控制信令方法构造了映射表的框架，从该映射表中，UE可算出关于DM-RS、数据功率比、DM-RS端口指派和秩分配的所有信息。通过传输减小的信息集合，开销信令被减少，从而使得整个系统更加有效。映射表还允许透明的SU/MU-MIMO操作。通过对控制信息的有效信令以使得DM-RS和数据之间的功率比对于UE而言是已知的，其允许维持恒定的总传输功率。 
虽然已经与有限数目的实施例一起描述了本发明，但是，对于本领域技术人员而言将明显，鉴于前述，许多替换、修改和变化是可能的。因此，本发明意欲涵盖所有这种替换、修改和变化，因为其可落入所公开的发明的精神和范围内。 
<通过引入的结合> 
本申请基于并要求2009年10月29日递交的澳大利亚临时专利申请No.2009905306的优先权，其全部内容通过引用被结合于此。 
工业适用性 
本发明可被应用于用于基站收发台和用户设备之间的下行链路多输入/多输出操作的下行链路控制信令的方法。 
参考标号列表 
26eNB(演进节点B) 
28UE(用户设备) 
30UE(用户设备) 
32映射表 
34映射表 
36映射表 

Claims (10)

1.一种用于基站收发台(BTS)和用户设备(UE)之间的下行链路多输入/多输出(MIMO)操作的下行链路控制信令传输的方法，所述方法包括如下步骤：
在所述UE能访问的网络位置处维护一个或多个映射表，所述映射表包括第一UE信令数据；
将消息索引传输到所述UE，以使得相关的第一UE信令数据能够被所述UE读取；
将第二UE信令数据传输到所述UE；以及
在所述UE处，利用所述第一UE信令数据和所述第二UE信令数据来导出UE控制数据，
其中，所述映射表中的第二映射表将所述消息索引映射到指派给DM-RS端口的第一CDM群组的传输层数，
其中，所述方法还包括在所述UE处，利用所传输的消息索引和所述第二映射表来确定所述BTS所使用的传输层总数和指派给DM-RS端口的一个或多个CDM群组的传输层数，
其中，所述映射表中的第三映射表将所述BTS所使用的传输层总数和指派给DM-RS端口的一个或多个CDM群组的传输层数映射到DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比，并且
其中，所述方法还包括如下步骤：在所述UE处，利用所述BTS所使用的传输层总数、指派给DM-RS端口的一个或多个CDM群组的传输层数和所述第三映射表来导出DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UE控制数据包括UE秩和UE DM-RS端口指派。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述UE控制数据还包括DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述映射表中的第一映射表将所述第二UE信令数据映射到所述UE的被指派的DM-RS端口。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二UE信令数据包括UE秩和UE DM-RS端口索引。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括：
在所述UE处，利用所述第二UE信令数据和第一映射表来确定UEDM-RS端口指派。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，第二映射表还将所述消息索引映射到指派给所有DM-RS端口的传输层总数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二映射表还将所述消息索引映射到指派给DM-RS端口的第二CDM群组的传输层数。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述映射表中的第四映射表将所述消息索引映射到DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比，所述方法包括如下步骤：
在所述UE处，利用所述消息索引和所述第四映射表来导出DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比。
10.一种形成电信网络的一部分的用户设备(UE)，该电信网络带有基站收发台(BTS)，其中，用于下行链路多输入/多输出(MIMO)操作的下行链路控制信令在所述BTS和所述UE之间传输，所述UE包括：
存储设备，该存储设备用于在由所述UE能访问的网络位置处维持一个或多个映射表，所述映射表包括第一UE信令数据；以及
处理装置，该处理装置用于接收到所述UE的消息索引，以使相关第一UE信令数据能够被所述UE读取；
接收到所述UE的第二UE信令数据；以及
利用所述第一UE信令数据和所述第二UE信令数据来导出UE控制数据，
其中，所述映射表中的第二映射表将所述消息索引映射到指派给DM-RS端口的第一CDM群组的传输层数，
其中，所述处理装置利用所传输的消息索引和所述第二映射表来确定所述BTS所使用的传输层总数和指派给DM-RS端口的一个或多个CDM群组的传输层数，
其中，所述映射表中的第三映射表将所述BTS所使用的传输层总数和指派给DM-RS端口的一个或多个CDM群组的传输层数映射到DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比，并且
其中，所述处理装置利用所述BTS所使用的传输层总数、指派给DM-RS端口的一个或多个CDM群组的传输层数和所述第三映射表来导出DM-RS与传输到所述UE的数据符号的功率比。
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