CN101242345B - 高速下行分组接入信道状态信息反馈处理方法及信息格式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高速下行分组接入信道状态信息反馈处理方法，反馈端无需再存储大量的关系曲线，步骤如下：(a)反馈端通过测量HS-PDSCH的训练序列码MID获得SINR；采用与发送端事先约定的参考物理信道资源信息RUs和获得的SINR查询最佳信道状态选择表，获得使吞吐量较佳的推荐TBS/MF组合值，并将所述推荐TBS/MF组合值发送给发送端；(b)所述发送端确定需要对所述反馈端进行调度，确定新的RUs值，根据收到的推荐TBS/MF组合值和所述事先约定的参考RUs值查询所述最佳信道状态选择表，获得反馈端测量的SINR，再根据该SINR和新RUs值查询所述最佳信道状态选择表重新确定TBS和MF。
Description
技术领域
本发明涉及一种信道状态信息的反馈处理方法，尤其涉及通讯领域的高速下行分组接入信道状态信息的反馈和处理的方法。
背景技术
3GPP在3G规范的Releases5引入了高速下行分组接入(High SpeedDownlink Packet Access，简称HSDPA)特性，其目的在于提供更高速率的下行分组业务，增大下行容量。基于UMTSR4构架，HSDPA通过引入自适应编码调制(Adaptive Modulation and coding，简称AMC)、混合自动重传请求(Hybrid Automatic Retransmission Request，简称HARQ)等技术来达到上述目的。
由于受制于3GPP现有网络构架，HSDPA***对频谱利用率改善通过链路快速自适应和减小网络处理时延两个方面来实现。从链路自适应的角度，AMC技术根据信道的情况(信道状态信息CQI)确定当前信道容量，根据容量确定合适的编码调制方式等，以便最大限度的发送信息，实现比较高的速率。HARQ是将传统的自动请求重传(ARQ)技术和前向纠错(FEC)技术相结合的一种纠错方法。发送端发送的码不仅能够检测错误，而且还具有一定的纠错能力，如果超出了纠错码的纠错能力，则接收端反馈给发送端相应的信号，要求发送端重发。HARQ对链路的自适应表现在，它以数据正确接收为总的目标，自动地根据链路情况决定重传次数。它可以很好的配合AMC完成HSDPA***中链路自适应。
由于本发明基于3GPP TD-SCDMA R5 HSDPA规范的架构(如图1所示)，下面介绍一下其中的相关规范。
UTRAN中定义了一系列跟HSDPA相关的物理信道、传输信道以及处理过程。下行数据分组以突发的方式复用到下行传输信道——高速下行共享信道(High Speed Downlink Shared Channel，简称HS-DSCH)，传输信道HS-DSCH再映射到高速物理下行共享信道(High Speed Physical DownlinkShared Channel，简称HS-PDSCH)，该物理信道为小区内多个用户以时分或者码分的方式共享。HS-PDSCH传输时间间隔(Transmission Time Interval，简称TTI)是5ms。如图1所示，HS-PDSCH承载用户的数据信息，而用于HS-PDSCH接收的相关控制信息通过伴随的高速共享控制信道(HS-SCCH)来传输，一条HS-SCCH对应于一条高速共享信息信道(HS-SICH)，用于上行反馈信息的传递。这三种物理信道都是5ms的TTI为单位进行处理和传输，并且是多用户共享的。除此之外，为了RRC信令的传送，3GPP在R5中还定义了上下行的伴随物理信道，用于承载跟HSDPA相关的RRC信令。
在HSDPA控制信道的使用上，一条HS-SCCH和一条HS-SICH相关联构成一对。对UE来说，同时监听4条HS-SCCH连续传输情况时，UE使用上一个TTI的HS-SCCH，无需搜索；而在刚开始或者非连续HS-DSCH传输情况下，UE需要在四对中搜索以决定控制信道信息。
在下行控制流的处理上，由网络侧高速媒体访问控制(MAC-hs)获取每路下行数据流对应的下行控制信息传输到物理层，完成HS-SCCH信道的编码复用等处理后，经空中接口发送到UE侧。UE侧完成解码、解复用的处理后，上送到MAC-hs层用于提供MAC-hs PDU数据包接收及处理过程中所需的控制信息。
HS-SCCH数据域结构如图2所示，包含有以下控制信息：HARD进程标识(HARQ Process ID)、冗余版本(图2中RV信息)、新数据标识(NDI)、HS-SCCH循环序列号(HCSN)、UE ID和传输格式资源组合(TFRI)，TFRI中又包含有调制方式(MF)、传输块大小(TBS)以及物理信道资源信息(Resource Units，RUs)。
在上行控制流的处理上，其流程大致如下：UE侧根据HARQ技术，产生数据正确传输与否的确认信息ACK/NAK，同时UE通过对下行链路进行测量，并根据下行链路信噪比确定推荐上报的编码和调制方式，和ACK/NAK一起通过HS-SICH信道反馈到网络端，HS-SICH的信道结构如图3所示。
在上述过程中，如何根据下行链路信噪比来确定编码和调制方式是一个重要的算法。在TD-SCDMA***中，UE通过对HS-PDSCH码道中的MID码测量获得信道的信号干扰噪声比(Symbol to Interference and Noise Ratio，简称SINR)，并可以通过查表的方式获得推荐的推荐调制格式RMF和推荐传输块大小RTBS。这个表内存储了每一种TFRI组合下SINR与误块率BLER的关系曲线，该关系曲线可以通过仿真或实测得到，反映UE在特定SINR下的解调性能。UE可以选择在给定SINR和BLER＜10％的条件下，使吞吐量最大化的一种TFRI组合。但是在实际的上行反馈过程中，UE只能反馈TFRI组合中所包含的RTBS和RMF信息，而RUs信息是通过HS-PDSCH和HS-SICH的定时关系来隐含上报的，即当发送端收到HS-SICH后，需要根据定时关系来回溯查找若干时刻前发送的HS-PDSCH/HS-SCCH的RUs信息。这种隐含上报的主要缺点在于定时关系可能会受到多种因素的影响(如UE的处理能力)而遭到破坏，导致所获得的推荐TFRI组合信息的误差。而且因为TD-SCDMA***中的TFRI组合方式过多(＞2000)，导致UE需要存储大量的TFRI组合下SINR与误块率BLER的关系曲线。另外，由于需要依赖定时关系来隐含上报RUs，使得CQI无法提前上报。
此外，目前的HS-SICH信道中RTBS和RMF比特的利用率不是很高。在实际***应用中，当信道性能较差时，通常会选择较小的RTBS对应QPSK调制方式，而当信道性能较好时，通常会选择较大的RTBS对应16QAM，可见RTBS和RMF在选择时有一定的关联特性。而目前的TD HSDPA***的中，HS-SICH信道上的RTBS和RMF时独立上报的，并没有利用上述特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高速下行分组接入信道状态信息反馈和处理方法，提供一种新的信道状态信息的上报方法，反馈端无需存储大量的关系曲线，并解决了现有TD-SCDMA HSDPA技术中存在的RUs的隐含上报问题，同时避免了CQI信息提前上报时CQI的参考混淆问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高速下行分组接入信道状态信息反馈和处理方法，包括以下步骤：
(a)反馈端通过测量高速物理下行共享信道HS-PDSCH的训练序列码MID获得信号干扰噪声比SINR；采用与发送端事先约定的参考物理信道资源信息RUs和获得的SINR查询最佳信道状态选择表，获得使吞吐量较佳的推荐传输块大小TBS/调制方式MF组合值，并将所述推荐TBS/MF组合值发送给发送端；
(b)所述发送端确定需要对所述反馈端进行调度，确定新的RUs值，根据收到的推荐TBS/MF组合值和所述事先约定的参考RUs值查询所述最佳信道状态选择表，获得反馈端测量的SINR，再根据该SINR和新RUs值查询所述最佳信道状态选择表重新确定TBS和MF。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述参考RUs由高层实体确定，并以高层信令的方式分别通知发送端和反馈端，或者，所述参考RUs由发送端确定后通知高层实体，高层实体再将其以高层信令的方式通知反馈端。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述最佳状态信息选择表保存有一个或多个不同RUs下，SINR和推荐TBS/MF组合值的关系，所述最佳信道状态选择表的构造过程如下：
(i)通过仿真或者实测得到在某RUs下不同TBS/MF组合获得的误块率BLER随SINR的变化关系；
(ii)将所获得的BLER随SINR的变化关系转换成在该RUs下不同TBS/MF组合对应的吞吐量与SINR的变化关系，将吞吐量较佳的TBS/MF组合值作为推荐的TBS/MF组合值，保存在该RUs下推荐TBS/MF组合值及其对应的SINR值。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述构造最佳信道状态选择表所采用的RUs不大于反馈端支持的最大码道资源数。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：在所述步骤(ii)中，所述将BLER随SINR的变化关系转换成不同TBS/MF组合对应的吞吐量与SINR的变化关系，采用以下公式进行：Thouput＝(1-BLER)·TBS，其中Thouput为吞吐量，BLER为误块率，TBS为传输块大小。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：在所述步骤(a)中，所述反馈端将推荐TBS/MF组合值发送给发送端采用以下方式的一种：将推荐TBS和推荐MF分别发送给Node B，或者，将推荐TBS/MF组合值绑定合成CQI后再发送给Node B。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述将推荐TBS/MF组合值绑定合成CQI是采用至少7个二进制比特表示TBS/MF组合值，当所述TBS/MF组合值低于某个切换门限时采用一种调制方式，而高于该切换门限时采用另一种调制方式。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述调制方式包括：QPSK、16QAM、BPSK、8PSK、64QAM。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：所述高层实体为无线网络控制器RNC，所述发送端为节点B，所述反馈端为用户设备UE。
进一步地，上述方法还可以具有以下特点：在所述步骤(b)中，在重新确定TBS和MF时，对CQI进行信道预测或平滑处理；和/或在重新确定TBS时，预设一门限值，使新TBS与缓冲区实际数据量之差不大于该预设门限值；和/或在重新确定TBS时，使新TBS不大于反馈端接收缓冲区中实际大小。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种高速下行分组接入信道状态信息的格式，提供了更多的RTBS/RMF组合方式。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种高速下行分组接入信道状态信息反馈格式，所述信道状态信息包括推荐传输块大小RTBS和推荐调制方式RMF，所述RMF值以RTBS/RMF组合值的方式隐含在RTBS信息中，即所述信道状态信息采用至少7个二进制比特表示RTBS/RMF组合值，所述RTBS/RMF组合值为在某物理信道资源信息RUs下获得较佳吞吐量的TBS值和MF值的组合。
进一步地，所述RTBS/RMF组合值低于某个切换门限时采用一种调制方式，而高于该切换门限时采用另一种调制方式。
进一步地，所述切换门限通过仿真或实验确定；所述调制方式包括：QPSK、16QAM、BPSK、8PSK、64QAM。
进一步地，所述7个二进制比特中高1位采用好的编码方式，低6位采用相对较差的编码方式。
采用本发明所述方法和装置，由于不再需要根据定时关系隐含上报RUs，从而可以加快反馈端的反馈速度，提前上报的CQI使发送端提前得到信道质量，提高了***效率，使***处理更加灵活。同时，由于将BLER与SINR的关系曲线转换成SINR与吞吐量的关系曲线得到最佳信道状态选择表，因此反馈端只需存储较小的最佳信道状态选择表，直接查表获得推荐的最佳信道状态，从而无需再存储大量的TFRI组合下SINR与误块率BLER的关系曲线。另外，由于利用了RTBS和RMF的关联特性，将CQI中的RTBS和RMF绑定在一起，提供更多的RTBS/RMF组合，提高利用效率，并且为RTBS和RMF提供了不同的保护策略，得到最优的保护效果。综上所述，与现有技术相比，本发明解决了反馈RUs的隐含传输和CQI信息无法提前的问题，节省了UE处理和储存的复杂度，改善了***自适应编码调制的传输效率。
附图说明
图1为TD HSDPA***结构图；
图2为HS-SCCH的帧结构；
图3为HS-SICH的帧结构；
图4为参考RU条件下UE在白高斯信道下接收BLER随SINR变化曲线；
图5为参考RU条件下UE在白高斯信道下接收吞吐量随SINR变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明的基本思路是：当反馈端无法把物理信道资源信息(RUs)直接传送到发送端时，发送端和反馈端共同约定一个参考RUs；反馈端获得发送数据传输结构信息和信道质量信息后，将以参考RUs为基准，产生反馈信息；发送端收到反馈信息后，再将该基于参考RUs的反馈信息转换成实际发送的RUs的信道状态信息。
本实施例所述高速下行分组接入信道状态信息测量反馈的方法，涉及发送端、反馈端、高层实体。在本实施例中，高层实体为无线网络控制器(RNC)、发送端为节点B(Node B)、反馈端为用户设备(UE)，这里，UE与NodeB可以互为发送端和反馈端，所述方法包括以下步骤：
步骤110，UE通过对HS-PDSCH的训练序列码(MID)的测量获得可衡量信道质量的信干噪比SINR；
关于SINR的定义和测量方法可以参考有关3GPP协议；
步骤120，所述UE根据与Node B事先约定的参考RUs以及测量获得的SINR信息查询最佳信道状态选择表获得推荐的TBS/MF组合值即RTBS/RMF组合值，并将RTBS和RMF通过HS-SICH信道发送给Node B；
UE可以在最近的一次HS-SICH信道上承载该RTBS/RMF组合值。
参考RUs可以由高层实体确定，并以高层信令的方式分别通知发送端和反馈端；或者由发送端确定后通知高层实体，高层实体再将其以高层信令的方式通知反馈端。UE与Node B可以选择该UE所支持的最大码道数作为参考RUs，如对于TD-SCDMA***，UE最大可支持80个码道，则参考RUs＝80。最大码道数并不固定，与UE的类别有关。
所述UE与Node B事先保存有相同的最佳信道状态选择表(如表1所示)，该表反映了在某RUs下吞吐量较佳的RTBS/RMF组合值与SINR的对应关系，具体的说，在RUs确定时，当反馈端测量的SINR值在表中某个区间内，该区间所对应的RTBS/RMF组合值(CQI信息)即为反馈信息，该最佳信道状态选择表的构建过程如下：
(1)通过仿真或实测得到在某RUs下不同TBS和MF组合在高斯白噪声信道中获得的BLER随SINR(仿真或实测得到的SINR)的变化关系，如图4所示；
(2)将所获得的BLER随测量SINR的变化关系转换成在该RUs下不同TBS/MF组合对应的吞吐量(Thouput)与SINR的变化关系，如图5所示，将吞吐量较佳的TBS/MF组合值作为推荐的TBS/MF组合值；
BLER到吞吐量的转换可以采用如下公式进行：Thouput＝(1-BLER)·TBS，其中，Thouput为吞吐量，BLER为误块率，TBS为传输块大小标识，但并不限于此公式，也可采用其他公式进行BLER到吞吐量的转换。
将BLER转换成吞吐量是为了可以直接得到在保证吞吐量的情况下，不同SINR与推荐TBS/MF组合的对应关系，参见图5，图中每条曲线对应一组RTBS/RMF值，相邻两条曲线的交点即为最佳的RTBS/RMF组合值，换句话说，当SINR确定时，可以直接得到吞吐量最佳的一组RTBS/RMF值，图中标点的曲线表示选择RMF时QPSK和16QAM切换点。所述QPSK(正交相位键控调制)和16QAM(16正交幅度调制)为调制方式，除上述两种之外，调制方式还可以是BPSK(二进制相移键控)、8PSK(8相移相键控)、64QAM(64正交幅度调制)，采用不同的调制方式，各调制方式之间的切换点也不同。
(3)保存在该RUs下推荐TBS/MF组合值及其相对应的SINR值。
可以将推荐TBS/MF组合值和SINR值保存成如表1的形式。
多次确定不同的RUs，重复上述步骤，可得到在不同RUs和CQI组合下的SINR值。可以在UE支持范围内顺序选择码道资源数或者跳跃选择。
表1最佳信道状态选择表
| TBS/MF | 1/QPSK | 2/QPSK | … | n/QAM | … | K/QAM |
| RU-1 | 0 | d1，1 | … | d1，n-1 | … | d1，K-1 |
| RU-2 | 0 | d2，1 | … | d2，n-1 | … | d2，K-1 |
| ，，， | ，，， | ，，， | ，，， | ，，， | ，，， | ，，， |
| RU-n | 0 | dn，1 | … | dn，n-1 | … | dn，K-1 |
| ，，， | ，，， | ，，， | ，，， | ，，， | ，，， | ，，， |
| RU-N | 0 | dN，1 | … | dN，n-1 | … | dN，K-1 |
表中，QPSK为正交相位键控调制，QAM为正交幅度调制。对TDDHSDPA***，K表示TBS/MF的分类数，值可以取128或64或其他，N表示码道资源数，如可以取80，d表示SINR的具体数值。
UE端根据参考RUs和SINR查表，具体的查表过程举例说明如下：如果UE的HS-PDSCH信道测量的信干噪比SINR落在区间{0，d1.1}，则RTBS和RMF分别取1和QPSK；如果SINR落在区间{d1.1，d1.2}，则RTBS和RMF分别取2和QPSK，以此类推。
所述UE可以将RTBS和RMF分别单独发送给Node B，或者也可以将RTBS/RMF组合值绑定合成CQI后再发送给Node B。所述RMF和RTBS绑定合成得到的CQI格式如下：所述RMF值以RTBS/RMF组合值的方式隐含在RTBS信息中，即所述CQI状态信息用至少7个二进制比特表示上述RTBS/RMF组合值，也可以理解为将RTBS设置为7位，而RMF信息隐含在RTBS信息中。7比特的CQI信息可以表示128种不同的RTBS和RMF组合，其中前64种对应较小的传输块大小和QPSK调制方式，后64种对应较大的传输块大小和16QAM调制方式。但不局限于此，也可以采用不等比例，如前72种和后56种等。优选地，可以将最高位的比特映射到HS-SICH信道中RMF比特，其余6个比特映射到HS-SICH信道中RTBS比特，目的在于降低在传输时发生错误的可能。这种映射方法的优点是：将RTBS和RMF关联起来，且对于CQI信息进行了不等的保护，即最高位RMF比特的权重较高，可以给予较高的编码保护能力，其他比特则给予较低的编码保护能力。
步骤130，当Node B确定调度该UE后，确定新的RUs，修正推荐的TBS和MF值，根据收到的推荐TBS/MF组合值和所述事先约定的参考RUs值查询最佳信道状态选择表，获得反馈端的测量SINR，再根据该SINR和新RUs值查询最佳信道状态选择表重新确定TBS和MF。
Node B将修正后的CQI信息作为下一次调度该UE时选择新的TFRI信息的参考依据。
由发送端(如NodeB)根据资源分配算法决定新的RUs，在确定了发送RUs后，由于反馈CQI信息是基于参考RUs的，因此如果新确定的RUs与参考RUs不同时，则需要把基于参考RUs的RTBS和RMF(UE上报的CQI信息)转换为基于新确定RUs所对应的TBS和MF(CQI’)上，以新确定的RUs为基础，查表找到在该实际发送RUs下的最优CQI值，该CQI即为CQI’。
最佳信道状态选择表中每一行对应一个RUs，参考RUs只是表1中的某一行，从CQI到CQI’的转换，本质上是从表1中某一行转换到另一行。查表确定CQI’的过程如下：
首先，根据收到的RTBS/RMF组合值和预先约定的参考RUs查表1获知反馈端测量上报的SINR值所在的范围，即如果收到TRBS为n，且参考RUs为c，则查表1可以获得SINR区间为{dc，n-1，dc，n}；
然后，在Node B确定该UE被调度，且预先分配了新的RUs后，根据新RUs和已知的SINR区间寻找最接近的TBS/MF，即寻找使SINR区间交集最大化的TBS/MF组合(CQI’)。
在转换后的CQI’的基础上，Node B还可以根据其他因素进一步对CQI’处理。如：从参考CQI转换到发送CQI’过程中，可以对CQI进行信道预测或平滑处理(可采用目前已有的算法)，预测或平滑处理的目的是为了避免HS-SICH信道的传输错误，更好的跟踪信道质量的变化；还可以考虑用户缓冲区中实际数据量，即最终确定的CQI’中的传输块大小减去缓冲区实际数据量不能超过某个门限；还可以考虑反馈端接收缓冲区中实际大小，即最终确定的CQI’中的传输块大小不能超过反馈端的接收能力。
Claims (9)
1.一种高速下行分组接入信道状态信息反馈和处理方法，包括以下步骤：
a、反馈端通过测量高速物理下行共享信道HS-PDSCH的训练序列码MID获得信号干扰噪声比SINR；采用与发送端事先约定的参考物理信道资源信息RUs和获得的SINR查询最佳信道状态选择表，获得使吞吐量较佳的推荐传输块大小TBS/调制方式MF组合值，并将所述推荐TBS/MF组合值发送给发送端；
b、所述发送端确定需要对所述反馈端进行调度，确定新的RUs值，根据收到的推荐TBS/MF组合值和所述事先约定的参考RUs值查询所述最佳信道状态选择表，获得反馈端测量的SINR，再根据该SINR和新RUs值查询所述最佳信道状态选择表重新确定TBS和MF；
所述最佳信道状态选择表保存有一个或多个不同RUs下，SINR和推荐TBS/MF组合值的关系，所述最佳信道状态选择表的构造过程如下：
i、通过仿真或者实测得到在某RUs下不同TBS/MF组合获得的误块率BLER随SINR的变化关系；
ii将所获得的BLER随SINR的变化关系转换成在该RUs下不同TBS/MF组合对应的吞吐量与SINR的变化关系，将吞吐量较佳的TBS/MF组合值作为推荐的TBS/MF组合值，保存在该RUs下推荐TBS/MF组合值及其对应的SINR值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考RUs由高层实体确定，并以高层信令的方式分别通知发送端和反馈端，或者，所述参考RUs由发送端确定后通知高层实体，高层实体再将其以高层信令的方式通知反馈端。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构造最佳信道状态选择表所采用的RUs不大于反馈端支持的最大码道资源数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤ii中，所述将BLER随SINR的变化关系转换成不同TBS/MF组合对应的吞吐量与SINR的变化关系，采用以下公式进行：Thouput＝(1-BLER)·TBS，其中Thouput为吞吐量，BLER为误块率，TBS为传输块大小。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述反馈端将推荐TBS/MF组合值发送给发送端采用以下方式的一种：将推荐TBS和推荐MF分别发送给Node B，或者，将推荐TBS/MF组合值绑定合成信道状态信息CQI后再发送给Node B。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将推荐TBS/MF组合值绑定合成CQI是采用至少7个二进制比特表示TBS/MF组合值，当所述TBS/MF组合值低于某个切换门限时采用一种调制方式，而高于该切换门限时采用另一种调制方式。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调制方式包括：QPSK、16QAM、BPSK、8PSK或64QAM。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高层实体为无线网络控制器RNC，所述发送端为节点B，所述反馈端为用户设备UE。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤b中，在重新确定TBS和MF时，对CQI进行信道预测或平滑处理；和/或在重新确定TBS时，预设一门限值，使新TBS与缓冲区实际数据量之差不大于该预设门限值；和/或在重新确定TBS时，使新TBS不大于反馈端接收缓冲区中实际大小。
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