CN103326762A - 信道质量指示符反馈方法及用户设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种信道质量指示符反馈方法和用户设备。所述信道质量指示符CQI反馈方法包括：确定参与多基站合作的合作基站集合，所述合作基站集合包括服务基站和非服务基站；以及针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向服务基站反馈用户设备获得的非相干联合发射CQI与CQI公共值的差值。本发明具有易于实现，开销较小的优点，能够应用于LTE-A***和4G***。

Description

信道质量指示符反馈方法及用户设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种多基站合作模式(CoMP)下的信道质量指示符反馈方法及应用这种方法的用户设备。

背景技术

多天线(MIMO：Multiple In Multiple Out)无线传输技术在发射端和接收端配置多根天线，对无线传输中的空间资源加以利用，获得空间复用增益和空间分集增益。信息论研究表明，MIMO***的容量，随着发射天线数和接收天线数的最小值线性增长。MIMO***的示意图如图1所示，图1中，发射端与接收端的多天线构成多天线无线信道，包含空域信息。另外，OFDM(正交频分复用)技术具有较强的抗衰落能力和较高的频率利用率，适合多径环境和衰落环境中的高速数据传输。将MIMO技术与OFDM技术结合起来的MIMO-OFDM技术，已经成为新一代移动通信的核心技术。

例如，3GPP(第三代移动通信伙伴计划)组织是移动通信领域内的国际组织，在3G蜂窝通信技术的标准化工作中扮演重要角色。3GPP组织从2004年下半年起开始设计EUTRA(演进的通用移动通信***及陆基无线电接入)和EUTRAN(演进的通用移动通信***网及陆基无线电接入网)，该项目也被称为LTE(长期演进)项目。LTE***的下行链路就是采用MIMO-OFDM技术。2008年4月，3GPP组织在中国深圳会议上，开始探讨4G蜂窝通信***的标准化工作(目前被称为LTE-A***)。在会上，一种名为“多天线多基站合作”的概念得到广泛关注和支持，其核心思想是采用多个基站同时为一个用户或多个用户提供通信服务，从而提高小区边界用户的数据传输速率。

截止到2010年3月，关于多天线多基站合作，基本结论主要参照标准化文件：3GPP TR 36.814V9.0.0(2010-03)，“Further advancementsfor E-UTRA physical layer aspects(Release 9)”，(3GPP组织技术报告，编号：36.814，版本：V9.0.0，日期：2010年3月，“演进的通用陆基无线电接入的物理层方面的进一步发展”)，概括如下：

多天线多基站服务下的用户设备需要针对一组小区汇报各个小区基站与用户设备之间的链路的信道状态/统计信息。这一组小区称为多天线多基站传输的测量集合。

用户设备实际反馈信息的小区基站可以是测量集合的一个子集，称为多天线多基站传输的合作集合。(多天线多基站传输的合作集合与多天线多基站传输的测量集合可以相同)

多天线多基站传输的合作集合中的小区基站直接或间接地参与针对用户设备的PDSCH(Physical Downlink Shared Channel：物理下行共享信道，即用户设备的数据信道)的传输。

多基站直接参与合作传输的方式，称为JP(Joint Processing，联合处理)，要求把用户设备的PDSCH信号共享给参与合作的多基站，可细分为两种方法，一种称为JT(Joint Transmission：联合发射)，指多基站同时向用户设备发射其PDSCH信号；另一种称为DCS(Dynamic Cell Selection：动态小区选择)，指每一时刻在多基站中，只选择信号链路最强的基站向用户设备发射其PDSCH信号。

多基站间接参与合作传输的方式，称为CB/CS(CoordinatedBearmforming/Coordinated Scheduling：波束协调/调度协调)，不要求把用户设备的PDSCH信号共享给参与合作的多基站。在该方法中，多基站间通过协调不同用户设备的PDSCH的发射波束/资源，达到抑制相互干扰的目的；

对于操作于多天线多基站合作传输环境的用户设备，信息反馈以向每个基站单独反馈的形式为主，并且反馈传输在服务基站的上行资源上进行。

此处，所谓“信息反馈”，主要指用户设备需要将信道状态信息反馈给基站，然后，基站才能进行相应的无线资源管理等操作。在已有的技术文献中，主要有三种反馈信道状态信息的方法：

完全信道状态信息反馈：用户设备将收发端信道矩阵中的所有元素进行量化处理，随后把所述元素逐个反馈给基站；或者，用户设备将收发端信道矩阵中的所有元素进行模拟调制并反馈给基站；或者，用户设备获得收发端信道矩阵的瞬时协方差矩阵，再对协方差矩阵中所有元素进行量化处理，随后把所述元素逐个反馈给基站。于是，基站可以根据用户设备反馈的信道量化信道，重构出较为准确的信道。参见非专利文献1：3GPP R1-093720，“CoMP email summary”，Qualeomm(3GPP文档，编号：R1-093720，“多基站协作***的邮件讨论摘要”，Qualcomm公司)。该方法的实施示意图如图2所示。

基于统计的信道状态信息反馈：用户设备将收发端信道矩阵进行统计处理，比如计算其协方差矩阵，再对所述统计信息进行量化处理，再反馈给基站。于是，基站可以根据用户设备的反馈，获得信道的统计状态信息。参见非专利文献1：3GPP R1-093720，“CoMP email summary”，Qualcomm(3GPP文档，编号：R1-093720，“多基站协作***的邮件讨论摘要”，Qualcomm公司)。该方法的实施示意图如图3所示。

基于码本空间搜索的信道状态信息反馈：用户设备与基站事先定义一个信道状态信息的有限集合(码本空间，常用的码本空间包括信道秩和/或预编码矩阵和/或信道质量指示等)，当用户设备检测出收发端信道矩阵后，在所述码本空间中进行搜索，寻找匹配当前信道矩阵的最佳信道状态信息的元素，并将该元素的索引号反馈给基站。于是，基站根据该索引号，查询事先定义的码本空间，获得较为粗略的信道状态信息。参见非专利文献2：3GPP，R1-083546，“Per-cell preeoding methods fordownlink joint processing CoMP”，ETRI(3GPP文档，编号：R1-083546，“下行多节点合作发射中单小区预编码方法”，韩国电子通信学会)。该方法的实施示意图如图4所示。

在上述三种方法中，完全信道状态信息反馈的效果最好，但反馈开销也最大，在现实***中难以应用。特别是在多天线多基站合作***中，其反馈开销还会随着基站个数的增加而成倍上升，故更加难以实现。基于码本空间搜索的信道状态信息反馈的开销最小，但效果较差，原因是其无法准确地刻画信道状态，导致发射端无法充分利用信道特性进行针对性传输。不过，因为该方法的实现极为简单，往往用几个比特就能完成反馈，在现实***中还是获得了大量应用。相比之下，基于统计的信道状态信息反馈则在上述两种方法之间取得了一个较好的折衷。当信道状态具有较为明显的统计信息时，该方法可以用较小的反馈量，准确地刻画出信道状态，从而取得较为理想的效果。

目前，在LTE和LTE-A***中，由于考虑实际***实现的因素，在单小区传输方式下，采用基于码本空间搜索的信道状态信息反馈方法。在LTE-A***的多基站多小区合作方式中，应该会沿用基于码本空间搜索的信道状态信息反馈方法。

对于基于码本空间搜索的信道状态信息反馈方法，LTE***存在两种反馈信道，即上行物理控制信道(PUCCH：Physical Uplink ControlCHannel)和上行物理数据共享信道(PUSCH：Physical Uplink SharedCHannel)。一般而言，PUCCH用于传输同期性、小载荷、基本的信道状态信息；而PUSCH用于传输突发性、大载荷、扩展的信道状态信息。在PUCCH上，一次完整的信道状态信息由不同的反馈内容组成，不同的反馈内容在不同的子帧内进行传输。在PUSCH上，一次完整的信道状态信息在一个子帧内传输完毕。在LTE-A***中，这样的设计原则将被保留。

反馈的内容分为三类，第一是信道质量指示符(CQI：ChannelQuality Indicator)，第二是信道预编码矩阵索引(PMI：PrecodingMatrix Index)，第三是信道秩索引(RI：Rank Index)，以上三种内容均为比特量化反馈。其中，CQI一般对应于一种传输格式，在该传输格式条件下，误包率不超过0.1。

在LTE***中，定义了8种下行数据的MIMO传输方式：①单天线发射：用于单天线基站的信号发射，是MIMO***的一个特例，该方式只能传输单层数据；②发射分集：在MIMO***中，利用时间或/和频率的分集效果，发射信号，以提高信号的接收质量，该方式只能传输单层数据；③开环空分复用：不需要用户设备反馈PMI的空分复用；④闭环空分复用：需要用户设备反馈PMI的空分复用；⑤多用户MIMO：多个用户同时同频参与MIMO***的下行通信；⑥闭环单层预编码：使用MIMO***，需要用户设备反馈PMI，只传输单层数据；⑦波束成形发射：使用MIMO***，波束成形技术，配有专用的参考信号用于用户设备的数据解调，不需要用户设备反馈PMI，只传输单层数据；⑧双层波束成形发射：用户设备可被配置为反馈PMI及RI，或不反馈PMI及RI。在LTE-A***中，上述8种传输方式有可能被保留或/和删减或/和增加一种新的传输方式——MIMO动态切换，即基站可以动态地调整用户设备工作的MIMO方式。

为了支持上述MIMO传输方式，LTE***定义了许多信道状态信息反馈模式，每种MIMO传输方式，对应若干种信道状态信息反馈模式，详细说明如下。

在PUCCH上的信道状态信息反馈模式有4种，分别为模式1-0、模式1-1、模式2-0和模式2一1。这些模式又是4种反馈类型的组合，它们是：

类型1——频带段(BP：Band Part，是集合S的一个子集，其大小由集合S的大小确定)内优选的一个子带位置及所述子带上的CQI(子带位置的开销是L比特，第一个码字的CQI的开销是4比特，可能的第二个码字的CQI，采用相对于第一个码字的CQI的差分编码方式，开销是3比特)；

类型2——宽带CQI和PMI(第一个码字的CQI的开销是4比特，可能的第二个码字的CQI，采用相对于第一个码字的CQI的差分编码方式，开销是3比特，PMI的开销根据基站的天线配置，为1、2、4比特不等)；

类型3——RI(根据基站的天线配置，2天线的RI的开销为1比特，4天线的RI的开销为2比特)；

类型4——宽带CQI(开销一律为4比特)。

用户设备根据上述类型的不同，相应地反馈不同的信息给基站。

模式1-0是类型3与类型4的组合，即类型3与类型4以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈，其含义是反馈集合S上的第一个码字的宽带CQI及可能的RI信息。

模式1-1是类型3与类型2的组合，即类型3与类型2以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈，其含义是反馈集合S上的宽带PMI、各个码字的宽带CQI及可能的RI信息。

模式2-0是类型3、类型4与类型1的组合，即类型3、类型4与类型1以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈，其含义是反馈集合S上的第一个码字的宽带CQI、可能的RI信息和BP内优选的一个子带位置及所述子带上的CQI信息。

模式2-1是类型3、类型2与类型1的组合，即类型3、类型2与类型1以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈，其含义是反馈集合S上的宽带PMI、各个码字的宽带CQI、可能的RI信息和BP内优选的一个子带位置及所述子带上的CQI信息。

MIMO传输方式与信道状态信息反馈模式的对应关系如下：

MIMO传输方式①：模式1-0，模式2-0

MIMO传输方式②：模式1-0，模式2-0

MIMO传输方式③：模式1-0，模式2-0

MIMO传输方式④：模式1-1，模式2-1

MIMO传输方式⑤：模式1-1，模式2-1

MIMO传输方式⑥：模式1-1，模式2-1

MIMO传输方式⑦：模式1-0，模式2-0

MIMO传输方式⑧：模式1-1，模式2-1用户设备反馈PMI/RI；或模式1-0，模式2-0用户设备不反馈PMI/RI

在LTE-A***的单基站传输方式中，CQI、PMI和RI仍然是反馈的主要内容。而且，为了使用户设备的反馈模式与传输方式④、⑧等对应的反馈模式保持一致，并支持新的传输方式⑨，LTE A***重点对模式1-1和模式2-1在基站采用八根发射天线的场景进行了优化——PMI由两个信道预编码矩阵指示W1和W2共同决定，W1表征宽带/长时的信道特征，W2表征子带/短时的信道特征；在PUCCH上传输W1和W2时，模式1-1再细分为两种子模式：模式1-1子模式1与模式1-1子模式2，原模式2-1也进行了一些改进。

为了支持新定义的反馈模式，在LTE-A***中，新定义了若干种反馈类型，分别是：

类型1a——频带段(BP：Band Part，是集合S的一个子集，其大小由集合S的大小确定)内优选的一个子带位置及所述子带上的CQI，另加一个其他子带的W2；子带位置的开销是L比特；当RI＝1时，CQI与W2的总开销是8比特；当1＜RI＜5时，CQI与W2的总开销是9比特；当RI＞4时，CQI与W2的总开销是7比特；

类型2a——W1；当RI＜3时，W1的开销是4比特；当2＜RI＜8时，W1的开销是2比特；当RI＝8时，W1的开销是0比特；

类型2b——宽带W2和宽带CQI；当RI＝1时，宽带W2和宽带CQI的总开销是8比特；当1＜RI＜4时，宽带W2和宽带CQI的总开销是11比特；当RI＝4时，宽带W2和宽带CQI的总开销是10比特；当RI＞4时，宽带W2和宽带CQI的总开销是7比特；

类型2c——宽带CQI、W1和宽带W2；当RI＝1时，宽带CQI、W1和宽带W2的总开销是8比特；当1＜RI＜4时，宽带CQI、W1和宽带W2总开销是11比特；当RI＝4时，宽带CQI、W1和宽带W2总开销是9比特；当RI＞4时，宽带CQI、W1和宽带W2总开销是7比特；需要指出的是，为了控制反馈开销，此处的W1和宽带W2的取值集合是对W1和宽带W2的取值全集合进行了降取样处理后得到的；

类型5——RI和W1；8天线，2层数据复用时，RI和W1的总开销是4比特；8天线，4/8层数据复用时，RI和W1的总开销是5比特；需要指出的是，为了控制反馈开销，此处的W1的取值集合是对W1的取值全集合进行了降取样处理后得到的；

类型6——RI和PTI；PTI是预编码类型指示符(Precoding TypeIndicator)的缩写，开销为1比特，表示预编码类型信息；8天线，2层数据复用时，RI和PTI的总开销是2比特；8天线，4层数据复用时，RI和PTI的总开销是3比特；8天线，8层数据复用时，RI和PTI的总开销是4比特。

在本说明书中，“W1”和“W2”单独使用时表示“子带W1”和“子带W2”，对于“宽带W1”和“宽带W2”，将在提及时使用其全称。

模式1-1子模式1、模式1-1子模式2和新模式2-1，与原有类型和这些新类型之间的关系如下：

模式1-1子模式1是类型5与类型2b的组合，即类型5与类型2b以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈。

模式1-1子模式2是类型3与类型2/2c的组合，

当传输方式为④或⑧时，模式1-1子模式2由类型3与类型2构成，即类型3与类型2以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈；

当传输方式为⑨时，模式1-1子模式2由类型3与类型2c构成，即类型3与类型2c以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈。

新模式2-1只针对传输方式⑨，是类型6、类型2b与类型2a/1a的组合，

当类型6中的PTI为0时，新模式2-1由类型6、类型2b与类型2a构成，即类型6、类型2b与类型2a以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈；

当类型6中的PTI为1时，新模式2-1由类型6、类型2b与类型1a构成，即类型6、类型2b与类型1a以不同的周期和/或不同的子帧偏移量反馈。

在LTE-A多天线多基站合作中，对于反馈内容之一的CQI，需要对它的定义和反馈方案进行标准化。目前一些已有的方案例如有3GPPR1-113276，LGE，“CQI calculation for CoMP”(3GPP文档，编号：R1-113276，“CQI calculation for CoMP”，LGE公司)：假设有M个基站参与多天线多基站合作，用户设备通过参考信号测量得到的第i个基站的信号功率为S_i，用户设备的测量得到的噪声功率为

，反馈给第i个基站的CQI为CQI_i，其定义可以有以下几种：

针对LTE-A***中多天线多基站合作的信道状态信息的反馈，2011年十月中国珠海举行的3GPP TSG RAN WG1第66次会议(RAN1 Chairman’sNote，3GPP TSG RAN WG1 Meeting #66bis，Zhuhai，China，Oct，2011)讨论初步决定：反馈内容采用CQI、PMI和RI等基于码本空间搜索的信道状态信息，信息反馈以向每个基站单独反馈信道状态信息的形式为基础，以反馈基站之间的相对信道状态信息(如相位信息等)为补充，从而在统一的信道状态信息反馈的框架下，动态支持JT、DPS、CS/CB等操作。反馈方案需要包含以下前三种方案中的至少一种：

基于多个CSI参考信号(multiple CSI-RS resources)的聚合CSI反馈；

基于每个CSI参考信号(per-CSI-RS-resource feedback)的信道状态信息反馈，同时还反馈不同CSI参考信号之间的相对信道状态信息。

基于每个CSI参考信号(per-CSI-RS-resource feedback)的信道状态信息反馈

基于每个小区的Release 8 CRS参考信号的信道状态信息反馈

综上所述，针对LTE-A***中多天线多基站合作的信道质量指示符的反馈，反馈内容采用基于CQI、PMI和RI等基于码本空间搜索的信道状态信息。其中，CQI的定义和反馈方案仍需要研究。

发明内容

本发明的目的在于针对多天线多基站合作中CQI反馈技术不充分，以及操作性不强或不合理的问题，提供一种新颖的CQI反馈方法。

根据本发明的第一方案，提出了一种用户设备，包括：合作基站集合确定单元，用于确定参与多基站合作的合作基站集合，所述合作基站集合包括服务基站和非服务基站；以及信道质量指示符CQI反馈单元，用于针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向服务基站反馈用户设备获得的非相干联合发射信道质量指示符CQI与CQI公共值的CQI差值。

优选地，该用户设备还包括：CQI确定单元，用于针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，确定所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。

优选地，该用户设备还包括：CQI公共值计算单元，用于针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，基于所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI计算该预定子频带上的CQI公共值。

优选地，所述CQI反馈单元还用于针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向所述服务基站反馈所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。

优选地，所述CQI反馈单元还用于向所述服务基站反馈所述一个或多个预定子频带的序号。

优选地，该用户设备还包括：选择单元，用于针对***带宽中的每一个带宽块，选择提供最大非相干联合发射CQI的子频带作为相应带宽块的优选子频带。

优选地，所述一个或多个预定子频带是***带宽中的所有优选子频带。

优选地，所述一个或多个预定子频带是***带宽中的所有优选子频带中的能够提供最大非相干联合发射CQI的子频带。

优选地，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之和。

优选地，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之中的最大CQI。

根据本发明的第二方案，提供了一种信道质量指示符反馈方法，包括：确定参与多基站合作的合作基站集合，所述合作基站集合包括服务基站和非服务基站；以及针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向服务基站反馈用户设备获得的非相干联合发射信道质量指示符CQI与CQI公共值的差值。

优选地，该信道质量指示符反馈方法还包括：针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，确定所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。

优选地，该信道质量指示符反馈方法还包括：针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，基于所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI计算该预定子频带上的CQI公共值。

优选地，该信道质量指示符反馈方法还包括：针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向所述服务基站反馈所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。

优选地，该信道质量指示符反馈方法还包括：向所述服务基站反馈所述一个或多个预定子频带的序号。

优选地，该信道质量指示符反馈方法还包括：针对***带宽中的每一个带宽块，选择提供最大非相干联合发射CQI的子频带作为相应带宽块的优选子频带。

优选地，所述一个或多个预定子频带是***带宽中的所有优选子频带。

优选地，所述一个或多个预定子频带是***带宽中的所有优选子频带中的能够提供最大非相干联合发射CQI的子频带。

优选地，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之和。

优选地，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之中的最大CQI。

由此，本发明提出的多基站合作模式下的CQI反馈方法和用户设备，具有实现简单且信令开销较小的优点。

附图说明

通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：

图1示出了MIMO***的示意图；

图2示出了完全信道状态信息反馈的示意图；

图3示出了基于统计的信道状态信息反馈的示意图；

图4示出了基于码本空间搜索的信道状态信息反馈的示意图；

图5示出了多小区蜂窝通信***的示意图；

图6示出了根据本发明的CQI反馈方法的流程图；以及

图7示出了根据本发明的用户设备的示意结构方框图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。为了清楚详细地阐述本发明的实现步骤，下面给出一些本发明的具体实施例，适用于下行LTE-A蜂窝通信***。需要说明的是，本发明不限于实施例中所描述的应用，而是可适用于其他通信***，比如今后的5G***。

图5示出了一个多小区蜂窝通信***的示意图。蜂窝***把服务覆盖区域分割为相接的无线覆盖区域，即小区。在图5中，小区被示意地描绘为正六边形，整个服务区域由小区100～104拼接而成。与小区100～104分别相关的是基站200～204。基站200～204的每个至少包含一个发射机、一个接收机，这是在本领域所公知的。需要指出的是，所述基站，其基本范畴是小区内的服务节点，它可以是具有资源调度功能的独立基站，也可以是从属于独立基站的发射节点，还可以是中继节点(通常是为了进一步扩大小区覆盖范围而设置)等。在图5中，基站200～204被示意地描绘为位于小区100～104的某一区域，并被配备全向天线。但是，在蜂窝通信***的小区布局中，基站200～204也可以配备定向天线，有方向地覆盖小区100～104的部分区域，该部分区域通常被称为扇区。因此，图5的多小区蜂窝通信***的图示仅是为了示意目的，并不意味着本发明在蜂窝***的实施中需要上述限制性的特定条件。

在图5中，基站200～204通过X2接口300～304彼此相连。在LTE-A***中，将基站、无线网络控制单元和核心网的三层节点网络结构简化成两层节点结构。其中，无线网络控制单元的功能被划分到基站，基站与基站通过名为“X2”的有线接口进行协调和通信。

在图5中，基站200～204之间存在彼此相连的空中接口“A1接口”310～314。在未来通信***中，可能会引入中继节点的概念，中继节点间通过无线接口相连；而基站也可以看作一种特殊的中继节点，因此，今后，基站之间可以存在名为“A1”的无线接口进行协调和通信。

在图5中，还示出了一个基站200～204的上层实体220(可以是网关，也可以是移动管理实体等其他网络实体)通过S1接口320～324与基站200～204相连。在LTE-A***中，上层实体与基站之间通过名为“S1”的有线接口进行协调和通信。

在图5中，小区100～104内分布着若干个用户设备400～430。用户设备400～430中的每一个均包含发射机、接收机、以及移动终端控制单元，这是在本技术领域所公知的。用户设备400～430通过为各自服务的服务基站(基站200～204中的某一个)接入蜂窝通信***。应该被理解的是，虽然图5中只示意性地画出16个用户设备，但实际情况中的用户设备的数目是相当巨大的。从这个意义上讲，图5对于用户设备的描绘也仅是示意目的。用户设备400～430通过为各自服务的基站200～204接入蜂窝通信网，直接为某用户设备提供通信服务的基站被称为该用户设备的服务基站，其他基站被称为该用户设备的非服务基站，非服务基站可以作为服务基站的合作基站，一起为用户设备提供通信服务。

在说明本实施例时，考察用户设备416，令其工作于多基站合作模式，其服务基站是基站202，合作基站是基站200和204。需要指出的是，本实施例中，重点考察用户设备416，这并不意味着本发明只适用于1个用户设备。实际上，本发明完全适用于多用户设备的情况，比如，在图5中，用户设备408、410、430等，都可以使用本发明的方法。当然，实施场景中选取服务基站为1个，合作基站为2个，也不意味着本发明需要这样的限定条件，事实上，服务基站与合作基站的数量是没有特殊限定的。

图6为本发明的CQI反馈方法600的流程图。在说明本实施例时，采用如下多基站合作的场景：

实施例场景：仅以用户设备416为例，设其工作于多基站合作模式，其服务基站是基站202，合作基站(非服务基站)是基站200和204。用户设备416可以是单天线设备或多天线设备。

对于其他可工作于多基站合作模式的用户设备(例如，用户设备400～430中的任何一个，同样可以给定其服务基站和合作基站。

步骤S610：确定参与多天线多基站合作的合作基站集合。

在实施例中，用户设备(例如，用户设备416)可以向服务基站(例如，服务基站202)周期性地汇报用户设备到相邻基站的路径损耗信息。服务基站可以从相应汇报中估计出用户设备的地理位置，再确定要参与到针对该用户设备的多基站合作中的非服务基站(例如，合作基站200和204)，并将非服务基站通知给用户设备。用户设备根据服务基站和所通知的非服务基站来构成合作基站集合。备选地，用户设备可以根据所测量的路径损耗信息自行确定要参与到针对该用户设备的多基站合作中的非服务基站，从而确定合作基站集合。

步骤S630：按照现有***的反馈设计，针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向服务基站反馈用户设备测量得到的非相干联合发射CQI与CQI公共值的差值(在下文中，该差值又被称为聚合意义下的差分CQI)。

通过向服务基站反馈非相干联合发射CQI与CQI公共值的差值，能够以较小的开销使得服务基站获悉非相干联合发射CQI。

备选地，方法600还可以包括：针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，确定所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。进一步地，方法600还可以包括以下步骤中的一个或多个：针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，基于所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI计算该预定子频带上的CQI公共值；针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向所述服务基站反馈所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI；向所述服务基站反馈所述预定子频带的序号；以及针对***带宽中的每一个带宽块，选择提供最大非相干联合发射CQI的子频带作为相应带宽块的优选子频带。

作为非限制性示例，所述一个或多个预定子频带可以是***带宽中的所有优选子频带，或***带宽中的所有优选子频带中的能够提供最大非相干联合发射CQI的子频带。

作为一非限制性示例，一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值可以是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之和。作为另一非限制性示例，一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值可以是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之中的最大CQI。需要说明的是，本发明的CQI公共值不限于这两个示例，而可以是以所述合作基站集合中的所有基站的CQI作为变量的线性函数或非线性函数的结果，这在下面将予以进一步的详细说明。

以下，将通过以下具体实例具体说明用户设备向服务基站进行的CQI反馈操作。

在本实例中，用户设备416的反馈模式被服务基站202配置为模式2-0。

服务基站的***带宽是N_RB个资源块，每k个资源块组成一个子频带。如果则整个***带宽上共有

个子频带；如果

则还额外有一个子频带包括N_RB-

个资源块，整个***带宽上共有

+1个子频带。子频带的序号按频率由低到高进行分配。

服务基站的***带宽上包含J个带宽块，J的取值由***决定，可取的值可参考文档3GPP TS 36.213 V10.4.0(2011-12)，“Physical layerprocedures(Release 10)”，(“3GPP组织技术规范，编号：36.213，版本：V10.4.0，日期：2011年12月，“物理层过程”)中表7.2.2-2。一个序号为j的带宽块包括N_j个子频带，其中序号j的范围是1≤j≤J并且随着频率增大而增加。带宽块在频域上前后相连，两两之间没有间隔子频带。当J＝1时，N_j＝

。当J＞1时，N_j＝

或 $N_j=[N_{\mathrm{RB}}/k/J]-1.$

在模式2-0下：

1.用户设备416可以针对每个带宽块都挑选出一个优选的子频带。优选的子频带指在联合发射JT下能够提供最大非相干联合发射CQI的子频带。

2.在每个带宽块的用户设备优选的子频带上，用户设备416可以通过测量和计算得到合作基站集合中各个基站在此子频带上的CQI。用户设备也可以计算出该子频带上的联合发射JT下的CQI，即CQI_JT。这里的CQI只反映第一个码字的信道质量，即使RI＞1。

3.用户设备可以遍历所有带宽块中的优选子频带，以计算使用该子频带时的聚合意义下的差分CQI。

4.用户设备可以：

a)从所有的优选子频带中选出能提供最大非相干联合发射CQI的子频带作为最佳子频带，并将各个基站在此最佳子频带上的CQI、此最佳子频带的序号和聚合意义下的差分CQI反馈给服务基站202。

或者：

b)将各个基站在所有优选子频带上的CQI、各个优选子频带的序号和各个聚合意义下的差分CQI反馈给服务基站202。

5.CQI可以用4比特表示，一个或者多个子频带的序号的比特数和聚合意义下的差分CQI的比特数可以根据实际***实现而确定。在本实例中假设有16个带宽块，每个带宽块包含一个优选的子频带，即共有16个用户设备优选的子频带。

假设参与多天线多基站合作的合作基站集合中共有M个基站，其中用户设备通过测量参考信号得到的对应于服务基站的信号功率值记为S₀，用户设备通过测量参考信号得到的对应于非服务基站的信号功率值记为S_i，i＝1，2，…M-1。用户设备通过计算得到的合作基站集合中M个基站的信号功率值的和记为用户设备的噪声功率值记为

用户设备通过计算得到的对应于服务基站的CQI值记为CQI₀，用户设备通过计算得到的对应于非服务基站的CQI值记为CQI_i，i＝1，2，…M-1，聚合意义下的差分CQI记为Δ_CQI。用户设备的实际非相干联合发射CQI记为CQI_JT。

CQI_JT定义为：

CQI_JT＝f₁(CQI₀，CQI₁，…CQI_M-1)+f₂[g₁(CQI₀，CQI₁，…CQI_M-1)，

       g₂(CQI₀，CQI₁，…CQI_M-1)，...，g_K(CQI₀，CQI₁，…CQI_M-1)]+

      Δ_CQI。

此处的函数f₁和f₂是广义加权求和函数。具体地，

$f_1(x_1,x_2,\·\·\·,x_n)=\sqrt[r]{{\left({\mathrm{\α}}_1{x}_1\right)}^r+{\left({\mathrm{\α}}_2{x}_2\right)}^r+\·\·\·{\left({\mathrm{\α}}_n{x}_n\right)}^r},$

$f_2(x_1,x_2,\·\·\·,x_n)=\sqrt[s]{{\left({\mathrm{\β}}_1{x}_1\right)}^s+{\left({\mathrm{\β}}_2{x}_2\right)}^s+\·\·\·{\left({\mathrm{\β}}_n{x}_n\right)}^s}.$

g_i(x₁，x₂，…，x_n)是可以是线性函数也可以是非线性函数。一些典型的线性函数例如有求和函数、加权求和函数，非典型的线性函数例如有指数函数、对数函数。

CQI的定义可以是

i＝0，1，…M-1，也可以是

i＝0，1，…M-1。需要说明的是，CQI的定义并不局限于此，而是可以采用各种其他适当的形式。

根据不同的函数f₁、f₂和g_i，聚合意义下的差分CQI可以是但不限于以下几种形式：

形式一：

若f₁中γ＝1，α₁＝α₂＝…＝α_n＝1，g_i(x₁，x₂，…，x_n)＝0，则CQI_JT和Δ_CQI可以定义为

${\mathrm{CQI}}_{\mathrm{JT}}=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{CQI}}_j+{\mathrm{\Δ}}_{\mathrm{CQI}}$

${\mathrm{\Δ}}_{\mathrm{CQI}}={\mathrm{CQI}}_{\mathrm{JT}}-\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{CQI}}_j$

形式二：

若f₁中γ＝1，α₁＝α₂＝…＝α_n＝1，f₂中s＝1，β₁＝β₂＝…＝

则CQI_JT和Δ_CQI可以定义为

${\mathrm{CQI}}_{\mathrm{JT}}=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{CQI}}_j+\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{l=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{\mathrm{CQI}}_k{\mathrm{CQI}}_l}+{\mathrm{\Δ}}_{\mathrm{CQI}},l\≠k$

${\mathrm{\Δ}}_{\mathrm{CQI}}={\mathrm{CQI}}_{\mathrm{JT}}-\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{CQI}}_j-\underset{k=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{l=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{{\mathrm{CQI}}_k{\mathrm{CQI}}_l},l\≠k$

形式三：

若f₁中γ＝+∞，α₁＝α₂＝…＝α_n＝1，g_i(x₁，x₂，…，x_n)＝0，则CQI_JT和Δ_CQI可以定义为

CQI_JT＝max(CQI_j)+Δ_CQI

Δ_CQI＝CQI_JT-max(CQI_j)

需要说明的是，聚合意义下的差分CQI并不局限于上述三种形式，而是可以采用符合下列函数的所有形式：

Δ_CQI＝CQI_JT-f₁(CQI₀，CQI₁，…，CQI_M-1)-f₂[g₁(CQI₀，CQI₁，…，CQI_M-1)，

g₂(CQI₀，CQI₁，…，CQI_M-1)，

…，

g_K(CQI₀，CQI₁，…，CQI_M-1)]

在此实例中参与多天线多基站合作的合作基站集合中共有3个基站：基站200、202和204。其中服务基站202的CQI测量值标记为CQI₀，非服务基站200和204的CQI测量值分别标记为CQI₁和CQI₂。用户设备搜索所有可能的用户设备优选的子频带并测量计算在相应的子频带b上的非相干联合发射JT的CQI，即

例如，采用形式二中的函数f和CQI定义，在第b个优选子频带上：

${\mathrm{\Δ}}_{\mathrm{CQI}}={\mathrm{CQI}}_{\mathrm{JT}}^b-{\∑}_{j=0}^2{\mathrm{CQI}}_j-{\∑}_{k=0}^2{\∑}_{l=0}^2\sqrt{{\mathrm{CQI}}_k{\mathrm{CQI}}_l},l\≠k.$

假设所有优选子频带中，第16个子频带上的CQI_JT最大，记为

计算得出Δ_CQI后，需要根据量化表对Δ_CQI进行量化。设计量化表中的量化值时可以不考虑正负符号，因为实际***中，根据采用的不同函数f和Δ_CQI的定义，当Δ_CQI是负值或者是正值时，该用户设备不会被调度使用非相干联合发射JT。另外，考虑到实际情况中，当Δ_CQI低于某个门限量化值的时候，该用户设备不会被调度使用非相干联合发射JT。因此，对于低于某个门限量化值的Δ_CQI，可以统一用一个量化指数来表示，以此达到压缩量化表、节省反馈比特开销的目的。量化表中的量化步长也是可变，即不一定是均匀量化。

一个适用于上述形式一的Δ_CQI定义的示例量化表如表1所示，此量化表考虑了Δ_CQI可能是正值或者负值的情况，实际使用的量化表可以对低于某个门限量化值的Δ_CQI统一量化为一个量化指数，如表1中所有小于-1的Δ_CQI都量化为“000”。Δ_CQI量化指数的比特数在表1中为3，但是实际***中的Δ_CQI量化指数的比特数不仅限于3，也可以是其他数。表1中不同量化值之间的间隔是相等的，都等于1，即量化步长恒定。但实际***中，量化步长不一定恒定。

表1

ΔCQI量化值	ΔCQI量化指数
		5	111
4	110
		3	101
2	100
		1	011
0	010
		-1	001
＜-1dB	000

一个适用于Δ_CQI定义形式二的示例量化表如表2所示，此量化表考虑Δ_CQI是负值而不可能是正值的情况，实际使用的量化表可以对低于某个门限量化值的Δ_CQI统一量化为一个量化指数，如表2中所有小于-7的Δ_CQI都量化为“00”。Δ_CQI量化指数的比特数在表2中为2，但是实际***中的Δ_CQI量化指数不仅限于2，也可以是其他数。表2中不同量化值之间的间隔不相等。实际***中，量化步长可以相等也可以不相等。

表2

ΔCQI量化值	ΔCQI量化指数
		-1	11
-2	10
		-5	01
＜-7	00

对于服务基站202的反馈，用户设备可以采用以下两种反馈内容：

1.用户设备反馈最佳子频带上各个基站的CQI、最佳子频带的序号和聚合意义下的差分CQI。用4比特指示服务基站202在最佳子频带下的CQI，用p比特指示最佳子频带的序号，用4比特指示给非服务基站200在最佳子频带下的CQI，用4比特指示给非服务基站204在最佳子频带下的CQI，用q比特指示聚合意义下的差分CQI。此例中设参数p＝4，即用户设备用4比特“1111”指示最佳子频带的序号为16。或者，采用其他指示方法则p不等于4，最佳子频带的序号可以用带宽块的序号加带宽块内的子频带序号来表示。相应地，参数p等于带宽块的序号的比特数加上该子频带在带宽块内的序号的比特数。例如，最佳子频带是第16个带宽块中的第二个子频带，第16个带宽块包含5个子频带，则带宽块的序号需要

比特来指示，带宽块内子频带的序号需要

比特来指示，参数p＝4+3＝7比特，最佳子频带的序号由“1111”和“010”组成。此例中如果使用量化表1，则q＝3；如使用量化表2，则q＝2；实际***中q的取值由***规定。

2.用户设备反馈所有带宽块中优选子频带上各个基站的CQI、各个优选子频带的序号和各个优选子频带上的聚合意义下的差分CQI。服务基站202在各个优选子频带下的CQI分别用4比特指示，各个优选子频带的序号分别用p比特表示，非服务基站200在各个优选子频带下的CQI分别用4比特表示，非服务基站204在各个优选子频带下的CQI分别用4比特表示，在各个优选子频带下的聚合意义下的差分CQI分别用q表示。优选子频带的序号由两部分组成：带宽块的序号和该子频带在相应带宽块内的序号。相应地，参数p等于带宽块的序号的比特数加上该子频带在带宽块内的序号的比特数。此例中如果使用量化表1，则q＝3；如使用量化表2，则q＝2；实际***中q的取值由***规定。

为了实现上述信道状态信息反馈方法，本发明还提供了一种用户设备，图7示出了根据本发明的用户设备700的示意结构方框图。如图7所示，根据本发明的用户设备700包括：合作基站集合确定单元710、CQI反馈单元730、CQI确定单元750和CQI公共值计算单元770，其中CQI确定单元750和CQI公共值计算单元770是可选的，并且在图7中以虚线示意。

合作基站集合确定单元710可以根据服务基站通知的非服务基站，确定针对该用户设备700的合作基站集合。或者，合作基站集合确定单元710可以根据用户设备700所测量的路径损耗信息，自行确定要参与到针对该用户设备的多基站合作中的非服务基站，从而确定合作基站集合。合作基站集合由服务基站和非服务基站构成。

CQI反馈单元730可以按照现有***的反馈设计，针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向服务基站反馈用户设备测量得到的非相干联合发射CQI与CQI公共值的差值(即，聚合意义下的差分CQI)。CQI反馈单元730向非服务基站所反馈的差值的具体描述可参考前述具体实例的详细说明，为了行文清楚、简明，此处省略对所要反馈的差值的详细描述。

CQI确定单元750可以针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，利用现有的CQI计算技术来确定所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。

CQI公共值计算单元770可以针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，基于所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI计算CQI公共值。

作为一非限制性的示例，CQI反馈单元730还可以针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向服务基站反馈所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。作为另一非限制性的示例，CQI反馈单元730还可以向所述服务基站反馈所述一个或多个预定子频带的序号。

作为一非限制性示例，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值可以是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之和。作为另一非限制性示例，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值可以是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之中的最大CQI。需要说明的是，CQI公共值的定义并不局限于此，而是可以采用符合下列函数所确定的各种形式：

f₁(CQI₀，CQI₁，…，CQI_M-1)+f₂[g₁(CQI₀，CQI₁，…，CQI_M-1)，

g₂(CQI₀，CQI₁，…，CQI_M-1)，

…，

g_K(CQI₀，CQI₁，…，CQI_M-1)]

这个式子的具体描述可参考前述具体实例的详细说明，为了行文清楚、简明，此处省略对其的详细描述。

备选地，用户设备700还可以包括选择单元(未示出)，用于针对***带宽中的每一个带宽块，选择提供最大非相干联合发射CQI的子频带作为相应带宽块的优选子频带。作为一非限制性示例，用户设备700可以遍历***带宽中的所有优选子频带，以计算并反馈使用这些子频带的差分CQI。作为另一限制性示例，用户设备700也可以从所有的优选子频带中选出能够提供最大非相干联合发射CQI的子频带作为最佳子频带，并向服务基站反馈各个基站在该最佳子频带上的CQI、该最佳子频带的序号以及使用该最佳子频带时的差分CQI。

应注意，本公开中的两个或多个不同单元可以在逻辑上或物理上组合在一起。例如，CQI确定单元750和CQI公共值计算单元770可以组合成一个单元。

在本发明中，用户设备700可以向服务基站反馈非相干联合发射CQI与CQI公共值的差值(即，聚合意义下的差分CQI)，从而实现以较小的开销向服务基站反馈非相干联合发射CQI的效果。

应当注意的是，在以上的描述中，仅以示例的方式，示出了本发明的技术方案，但并不意味着本发明局限于上述步骤和单元结构。在可能的情形下，可以根据需要对步骤和单元结构进行调整和取舍。因此，某些步骤和单元并非实施本发明的总体发明思想所必需的元素。因此，本发明所必需的技术特征仅受限于能够实现本发明的总体发明思想的最低要求，而不受以上具体实例的限制。

至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (20)

1.一种用户设备，包括：

合作基站集合确定单元，用于确定参与多基站合作的合作基站集合，所述合作基站集合包括服务基站和非服务基站；以及

信道质量指示符CQI反馈单元，用于针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向服务基站反馈用户设备获得的非相干联合发射信道质量指示符CQI与CQI公共值的CQI差值。

2.根据权利要求1所述的用户设备，还包括：

CQI确定单元，用于针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，确定所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。

3.根据权利要求2所述的用户设备，还包括：

CQ I公共值计算单元，用于针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，基于所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI计算该预定子频带上的CQI公共值。

4.根据权利要求2所述的用户设备，其中，所述CQI反馈单元还用于针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向所述服务基站反馈所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。

5.根据权利要求2所述的用户设备，其中，所述CQI反馈单元还用于向所述服务基站反馈所述一个或多个预定子频带的序号。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用户设备，还包括：选择单元，用于针对***带宽中的每一个带宽块，选择提供最大非相干联合发射CQI的子频带作为相应带宽块的优选子频带。

7.根据权利要求6所述的用户设备，其中，所述一个或多个预定子频带是***带宽中的所有优选子频带。

8.根据权利要求6所述的用户设备，其中，所述一个或多个预定子频带是***带宽中的所有优选子频带中的能够提供最大非相干联合发射CQI的子频带。

9.根据权利要求3所述的用户设备，其中，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之和。

10.根据权利要求3所述的用户设备，其中，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之中的最大CQI。

11.一种信道质量指示符反馈方法，包括：

确定参与多基站合作的合作基站集合，所述合作基站集合包括服务基站和非服务基站；以及

针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向服务基站反馈用户设备获得的非相干联合发射信道质量指示符CQI与CQI公共值的差值。

12.根据权利要求11所述的信道质量指示符反馈方法，还包括：

针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，确定所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。

13.根据权利要求12所述的信道质量指示符反馈方法，还包括：

针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，基于所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI计算该预定子频带上的CQI公共值。

14.根据权利要求12所述的信道质量指示符反馈方法，还包括：

针对一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带，向所述服务基站反馈所述合作基站集合中的每个基站在该预定子频带上的CQI。

15.根据权利要求12所述的信道质量指示符反馈方法，还包括：

向所述服务基站反馈所述一个或多个预定子频带的序号。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的信道质量指示符反馈方法，还包括：针对***带宽中的每一个带宽块，选择提供最大非相干联合发射CQI的子频带作为相应带宽块的优选子频带。

17.根据权利要求16所述的信道质量指示符反馈方法，其中，所述一个或多个预定子频带是***带宽中的所有优选子频带。

18.根据权利要求16所述的信道质量指示符反馈方法，其中，所述一个或多个预定子频带是***带宽中的所有优选子频带中的能够提供最大非相干联合发射CQI的子频带。

19.根据权利要求13所述的信道质量指示符反馈方法，其中，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之和。

20.根据权利要求13所述的信道质量指示符反馈方法，其中，所述一个或多个预定子频带中的每一个预定子频带上的CQI公共值是所述合作基站集合中的所有基站在该预定子频带上的CQI之中的最大CQI。

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