CN101686214B - 一种进行信道质量指示估计的方法及装置 - Google Patents

一种进行信道质量指示估计的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种进行信道质量指示(CQI)估计的方法,应用于多输入多输出***中,该方法包括:根据收到用户终端发送的探测(sounding)参考信号,进行上行信道估计;根据上行信道估计结果对该用户终端进行调度,为该用户终端分配下次传输所占用的物理资源,并根据每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计,获得CQI。同时,本发明还公开了一种在多输入多输出***中进行CQI估计的装置。由于用户终端发送的Sounding参考信号能够覆盖整个带宽,因此可以估计任一子带的CQI。由于Sounding参考信号可以独立于用户终端发送的数据,因此,本发明在用户传输数据前,也可以估计得到CQI。由于根据为用户终端下次传输所分配的物理资源所对应的上行信道信息进行CQI估计,因此得到的CQI更准确。

Description

一种进行信道质量指示估计的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别是一种多输入多输出(Multiple InputMultiple Output,MIMO)中进行信道质量指示(Channel Quality Indicator,CQI)估计的方法及装置。
背景技术
MIMO***的发送分集技术是在发射端重复发送经过预编码后的数据流,从而获得分集增益和编码增益;MIMO***的空间复用技术是在发送端发送几个不同的数据流,从而在不增加带宽的情况下成倍地提高通信***的容量和频谱效率,真正体现了MIMO***容量提高的本质,但它要求信道能够被等效成几个独立的并行子信道,从而数据流间不会产生干扰。
在上行传输中,为了达到更高的峰值速率,原有的用户终端(UE)单天线传输,即单输入多输出(Single Input Multiple Output,SIMO),已经不能满足未来通信发展的要求。因此,上行MIMO技术是一种必然的发展,也是长期演进(Long-Term-Evolution,LTE)向先进的长期演进(LTE-Advanced)迈进的重要一步。在上行MIMO技术中,CQI估计是很重要的一个部分。通过基站侧的CQI估计值来决定UE侧发射的调制编码方式,从而达到更低的误码率和更高的传输速率。因此,CQI估计算法的准确性至关重要,极大影响了***的吞吐量大小。
目前上行单用户多输入多输出(Single-user Multiple Input Multiple Output,SU-MIMO)有闭环和开环两种模式。开环SU-MIMO模式不需要信道信息的反馈,包括上行发送分集,上行开环空间复用等技术。闭环SU-MIMO模式充分利用了信道信息的反馈,根据信道信息自适应调整预编码矩阵,从而获得更大的***容量。目前的闭环技术主要***本(Codebook)和非码本(Non-codebook)两种。其中前者的预编码矩阵根据信道信息在一个码本中选择,后者的预编码矩阵没***本而是根据上下行信道对称性通过SVD分解得到。不管采用开环和闭环技术,都要进行CQI估计和调制编码方式(Modulationand coding Scheme,MCS)调整。
而目前还没有方案公开SU-MIMO***进行CQI估计的方法,有人提出利用解调导频估计得到的信道信息进行CQI估计。在这种方案中,基站通过利用解调导频的估计结果进行CQI估计,由于解调导频是由UE向基站侧发送数据时一起发送,因此,这种方案只有在UE发送数据的情况下才能实现,同时由于是针对UE上次传输所用的物理资源得到的CQI,比如某些(Physical ResourceBlock,PRB)物理资源块对应的子带CQI。如果基站对UE所用物理资源进行调整,从某个子带变换到其他子带上,则采用上次的解调CQI估计结果会有很大的误差,因为不同物理资源的信道状况不同实际的CQI也不同。此时所选择的MCS就会有很大偏差,造成***吞吐量的下降。
因此,如何得到尽量准确的CQI估计值,是SU-MIMO***中需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种进行CQI估计的方法及装置,用于在多输入多输出***中实现CQI估计。
本发明提供的一种进行CQI估计的方法,应用于多输入多输出***中,该方法包括:
根据收到用户终端发送的探测参考信号,进行上行信道估计;
根据上行信道估计结果对该用户终端进行调度,为该用户终端分配下次传输所占用的物理资源,并根据每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计,获得CQI。
本发明实施例提供一种在多输入多输出***中进行CQI估计的装置,该装置包括:
信道估计单元,用于根据收到用户终端发送的探测参考信号,进行上行信道估计;
资源调度单元,用于根据上行信道估计结果对所述用户终端进行调度,为所述用户终端分配下次传输所占用的物理资源;
信道质量估计单元,用于根据为所述用户终端分配的每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计。
本发明实施例是利用用户终端发送的探测参考信号,进行上行信道估计;根据上行信道估计结果对所述用户终端进行调度,为所述用户终端分配下次传输所占用的物理资源;根据为所述用户终端分配的每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计。
在本发明实施例中,由于用户终端发送的探测参考信号能够覆盖整个带宽,因此可以估计任一子带的CQI。
而且,在本发明实施例中,由于采用探测参考信号实现CQI估计,而用户终端发送的探测参考信号可以独立于用户终端发送的数据,因此,本发明实施例在用户终端传输数据前,就可以估计得到CQI,进而可以为用户终端开始传输数据提供CQI。
由于本发明实施例是根据为用户终端下次传输所分配的物理资源所对应的上行信道信息进行CQI估计,因此可以得到更准确的CQI。
附图说明
图1为本发明实施例方法的流程示意图;
图2为本发明实施例装置的结构示意图;
图3为本发明实施例进行CQI估计与理想无延时的CQI估计的性能对比示意图。
具体实施方式
本发明实施例是在MIMO***中,利用用户终端发送的探测(Sounding)参考信号,进行上行信道估计;根据上行信道估计结果对所述用户终端进行调度,为所述用户终端分配下次传输所占用的物理资源;根据为所述用户终端分配的每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计。之后,可以通过设置的CQI和MCS等级的对应关系,确定所获得的CQI对应的用户终端的MCS等级。
这里,所述sounding参考信号可以是所述用户终端每隔一段时间向基站侧发送。并且,用户终端可以占用全部带宽或部分带宽向基站侧发送sounding参考信号。
以下结合附图1,以SU-MIMO***为实施例,来描述本发明方法的具体实现方案。
参见图1所示,本发明实施例在SU-MIMO***实现估计的具体流程如下:
步骤101:用户终端每隔一段时间在全部带宽或部分带宽向基站发送sounding参考信号,比如:用户终端5ms向基站发送一次sounding参考信号。
步骤102:基站侧通过收到的所述sounding参考信号进行上行信道估计,并根据上行信道估计结果对该用户终端进行调度,以确定该用户终端下次传输所占用的物理资源;
步骤103:基站侧根据确定的每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计。
在本发明实施例中,对于不同的上行SU-MIMO算法,CQI估计方法略有不同:
第一种情况:对于开环SU-MIMO,基站直接根据为该用户终端分配物理资源的上行信道信息通过EESM映射得到CQI。
第二种情况:对于码本形式的闭环SU-MIMO,基站根据为该用户终端分配的物理资源的上行信道信息依据一定准则,从设置的码本中选择预编码矩阵得到预编码索引(PMI),并利用信道信息和该PMI对应的预编码矩阵进行EESM映射得到CQI。
第三种情况:对于非码本形式的闭环SU-MIMO,基站根据为该用户终端分配的物理资源的上行信道信息,通过上行信道矩阵的奇异值分解(SingularValue Decomposition,SVD)分解得到预编码矩阵,并利用信道信息和预编码矩阵进行指数有效信扰比映射(Exponential Effective SIR Mapping,EESM)映射获得CQI。
步骤104:基站侧通过设置的CQI和MCS的对应关系,确定所获得的CQI对应的用户终端的MCS信息,比如:MCS等级或或是指示当前编码方式的标识等。
之后,基站侧可以通过下行信道通知用户终端该MCS信息,通过控制信令将确定的MCS信息通知用户终端,用户终端可以根据该MCS信息对要传输给基站的上行数据进行相应的调制编码。
参见图2所示,本发明实施例的在多输入多输出***中进行CQI估计的装置包括:信道估计单元201、资源调度单元202以及信道质量估计单元203。其中,
信道估计单元201,用于根据收到用户终端发送的sounding参考信号,进行上行信道估计;
资源调度单元202,用于根据上行信道估计结果对所述用户终端进行调度,为所述用户终端分配下次传输所占用的物理资源;
信道质量估计单元203,用于根据为所述用户终端分配的每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计。
该装置还可以进一步包括:MCS选择单元,用于通过设置的CQI和MCS的对应关系,确定所估计得到的CQI对应的用户终端的MCS信息,并将该MCS信息通知所述用户终端。
当所述多输入多输出***为采用开环单用户多输入多输出SU-MIMO模式的***时,所述信道质量估计单元203,可以根据为该用户终端分配物理资源的上行信道信息通过EESM映射得到CQI。
当所述多输入多输出***为采用码本形式的闭环SU-MIMO模式的***时,所述信道质量估计单元,可以根据为该用户终端分配的物理资源的上行信道信息,从码本中选择预编码矩阵得到PMI,并利用所述上行信道信息和该PMI对应的预编码矩阵进行EESM映射得到CQI。
当所述多输入多输出***为采用非码本形式的闭环SU-MIMO模式的***时,所述信道质量估计单元,可以根据为该用户终端分配的物理资源的上行信道信息,通过所述上行信道信息信道矩阵的SVD分解得到预编码矩阵,并利用信道信息和预编码矩阵进行EESM映射获得CQI。
图3为本发明实施例进行CQI估计与理想无延时的CQI估计的性能对比示意图。参见图3所示,应用本发明实施例,仿真了2x2天线阵TU信道下,本发明的CQI估计方法和理想无时延的CQI估计性能对比。从图3可以看出,在非码本情况下,本发明的CQI方法比起理想无时延的CQI估计结果性能损失很小;在码本情况下,采用本发明的CQI和PMI估计方法性能损失也很小。
需要说明的是,本发明实施例具有广泛的适用性,不仅适用于2×2下的SU-MIMO,还可以用于任意天线阵列(比如极化阵),任何MIMO天线配置下的数据传输。同时本发明还可以用于各种上行MIMO发送模式的CQI估计,不限于本发明中所列的几种模式。
在本发明实施例中,基站侧是利用用户终端发送的Sounding参考信号,进行上行信道估计,并根据上行信道估计结果对所述用户终端进行调度,为所述用户终端分配下次传输所占用的物理资源,根据为所述用户终端分配的每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计。
本发明实施例中,由于用户终端发送的Sounding参考信号能够覆盖整个带宽,因此可以估计任一子带的CQI。而且,本发明实施例由于Sounding参考信号可以独立于用户终端发送的数据,因此,本发明实施例在用户传输数据前,也可以估计得到CQI估计大小,进而可以为用户终端开始传输数据提供CQI。由于本发明实施例是根据为用户终端卞次传输所分配的物理资源所对应的上行信道信息进行估计,因此可以得到更准确的CQI,减少MCS选择误差。在本发明实施例中,还可以减小sounding参考信号发送间隔,这样可以减小时延带来的CQI误差。同时,由于在本发明实施例中,可以根据不同的SU-MIMO模式自适应的选择对应的CQI估计算法,因此具有很大的灵活性。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种进行信道质量指示CQI估计的方法,应用于多输入多输出***中,
其特征在于,该方法包括以下步骤:
基站根据收到用户终端发送的探测参考信号,进行上行信道估计;
基站根据上行信道估计结果对该用户终端进行调度,为该用户终端分配下次传输所占用的物理资源,并根据为该用户终端下次传输所分配的每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计,获得CQI;
基站通过设置的CQI和调制编码方式MCS的对应关系,确定所估计得到的CQI对应的用户终端的MCS信息,并将该MCS信息通知所述用户终端。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述多输入多输出***为采用开环单用户多输入多输出SU-MIMO模式的***时,所述根据每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计,包括:
根据为该用户终端分配物理资源的上行信道信息通过指数有效信扰比映射EESM映射得到CQI。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述多输入多输出***为采用码本形式的闭环SU-MIMO模式的***时,所述根据每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计,包括:
根据为该用户终端分配的物理资源的上行信道信息,从码本中选择预编码矩阵得到预编码索引PMI,并利用所述上行信道信息和该PMI对应的预编码矩阵进行EESM映射得到CQI。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述多输入多输出***为采用非码本形式的闭环SU-MIMO模式的***时,所述根据每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计,包括:
基站根据为该用户终端分配的物理资源的上行信道信息,通过所述上行信道信息信道矩阵的奇异值分解SVD得到预编码矩阵,并利用信道信息和预编码矩阵进行EESM映射获得CQI。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述探测参考信号是所述用户终端每隔一段时间向基站侧发送。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述探测参考信号是用户终端占用全部带宽或部分带宽向基站侧发送。
7.一种在多输入多输出***中进行CQI估计的装置,其特征在于,该装置包括:
信道估计单元,用于根据收到用户终端发送的探测参考信号,进行上行信道估计;
资源调度单元,用于根据上行信道估计结果对所述用户终端进行调度,为所述用户终端分配下次传输所占用的物理资源;
信道质量估计单元,用于根据为所述用户终端下次传输所分配的每个物理资源的上行信道信息进行CQI估计;
MCS选择单元,用于通过设置的CQI和MCS的对应关系,确定所估计得到的CQI对应的用户终端的MCS信息,并将该MCS信息通知所述用户终端。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,当所述多输入多输出***为采用开环单用户多输入多输出SU-MIMO模式的***时,
所述信道质量估计单元,用于根据为该用户终端分配物理资源的上行信道信息通过EESM映射得到CQI。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,当所述多输入多输出***为采用码本形式的闭环SU-MIMO模式的***时,
所述信道质量估计单元,用于根据为该用户终端分配的物理资源的上行信道信息,从设置的码本中选择预编码矩阵得到预编码索引PMI,并利用所述上行信道信息和该PMI对应的预编码矩阵进行EESM映射得到CQI。
10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,当所述多输入多输出***为采用非码本形式的闭环SU-MIMO模式的***时,
所述信道质量估计单元,用于根据为该用户终端分配的物理资源的上行信道信息,通过所述上行信道信息信道矩阵的SVD分解得到预编码矩阵,并利用信道信息和预编码矩阵进行EESM映射获得CQI。
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