CN105474557A - Lte网络中的传输模式分配 - Google Patents
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Abstract
基于每时间段的用户数据业务负载大小并且基于RF状况来动态地调整用于对给定用户的上行链路和/或下行链路MIMO传输的活动天线端口的数目。在支持两个或更多个MIMO传输和接收模式的无线电收发机中,示例性方法开始于评估在无线电收发机和远程无线设备之间的信道状况,并且将对远程无线设备的吞吐量需求与前向链路容量和/或反向链路容量作比较。基于信道状况和吞吐量需求来改变前向链路传输模式或反向链路传输模式。传输模式从第一多流模式改变为具有比第一多流模式更少的流的第二多流模式,尽管用于相应链路的信道状况支持第一多流模式。
Description
技术领域
本公开一般地涉及无线通信网络,并且更具体地涉及用于在这样的网络中在多输入多输出(MIMO)传输模式当中进行选择的技术。
背景技术
长期演进(LTE)是由第三代合作伙伴计划(3GPP)的成员开发的一种新兴的***(4G)无线接入技术。多输入多输出(MIMO)传输技术是谋求通过LTE来实现的高数据速率的重要使能器。期望LTE基站(在3GPP术语中称为eNodeB或eNB)基于多个射频(RF)信号质量指示符来选择和切换这些传输模式的传输特性,射频信号质量指示符诸如信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵指示符(PMI)、秩指示符、块级错误率(BLER)、上行链路测量等。
然而,MIMO激活产生了更多的电池和资源消耗。此外,增加的信号(用于上行链路和/或下行链路传输的多个天线端口)可以产生例如对参与MIMO传输的移动终端附近的移动终端(在3GPP术语中的“用户设备”或“UE”)的更多干扰。因为用户将不总是使用高数据速度,所以有机会能够在保持高质量UE用户体验的同时,优化资源消耗并且减少干扰。
发明内容
虽然多输入多输出(MIMO)多天线传输技术是无线数据网络中的非常高的数据吞吐量的重要使能器,但是这些高速无线数据网络的用户将不总是使用高数据速度。通过基于每时间段的用户数据业务净荷大小、并且基于射频(RF)状况来动态地并且智能地降低用于对给定用户的上行链路和/或下行链路传输的活动天线端口的数目,能够在增强总体用户体验的同时优化MIMO操作。
根据本文公开的技术的示例性方法在支持两个或更多个MIMO传输和接收模式的无线电收发机中被实现。该方法开始于评估在无线电收发机和远程无线设备之间的信道状况,并且将对远程无线设备的吞吐量需求与前向链路容量或反向链路容量或二者作比较。该方法继续基于信道状况和吞吐量需求来改变前向链路传输模式或反向链路传输模式或二者。传输模式被从第一多流模式改变为第二多流模式,第二多流模式具有比第一多流模式更少的流,尽管用于相应链路的信道状况支持第一多流模式。在一些实施例中,例如,第一多流模式是四流空间复用模式,并且第二多流模式是两流空间复用模式。
在一些实施例中,信道状况的评估可以包括,接收并且评估由远程无线设备发送的信道质量指示符、或者基于由远程无线设备传送的参考符号来测量信道状况、或二者。该评估可以考虑瞬时RF状况,即,适用于单个子帧或小子帧组的状况或者历史RF状况,例如,用于包括若干子帧的间隔的平均状况或二者。所评估的参数可以包括由移动终端发送的信道质量指示符(CQI)、测量或估计的误块率(BLER)等中的任何一个或多个。
在一些实施例中,通过评估与远程无线设备相对应的前向链路缓冲器或者通过接收和评估来自远程无线设备的缓冲器状态报告或二者来确定吞吐量需求。在一些实施例中,可以基于适用于一个或多个相关子帧的调制和编码方案(MCS)来确定前向链路容量或反向链路容量。
在一些实施例中,改变前向链路传输模式或反向链路传输模式或二者基于确定吞吐量需求超过传输时间间隔容量的预定部分。在这些中的一些中或在一些其他实施例中,改变前向链路传输模式或反向链路传输模式或二者进一步基于前向链路或反向链路或二者的聚合负载。
在一些实施例中,上文概述的方法由用户设备(UE)自主地执行,UE本身确定是否切换传输模式。在其他实施例中,以上讨论的评价和比较在eNB或其它基站处执行,其随后指示UE中的收发机改变模式。因此,在一些实施例中,该方法进一步包括用信号通知远程无线设备针对随后的反向链路传输从第一多流模式切换到第二多流模式,并且随后根据第二多流模式从远程无线设备接收数据。
在一些实施例中,eNB或其他基站基于上述评估和比较操作来决定改变用于下行链路传输的传输模式。该改变可以经由下行链路调度消息来被指示给UE。然后,在这些或类似的实施例中,该方法可以包括向远程无线设备传送指示从第一多流模式到第二多流模式的改变的前向链路调度消息,并且根据第二多流模式来向远程无线设备传送数据。
本文还公开了相应的装置,包括示例性无线电收发机,其包括配置为支持两个或更多个MIMO传输和接收模式的RF电路以及处理电路。该处理电路被配置为控制RF电路并且:评估在无线电收发机和远程无线设备之间的信道状况;将针对远程无线设备的吞吐量需求与前向链路容量或反向链路容量或二者作比较;以及基于信道状况和吞吐量需求将前向链路传输模式或反向链路传输模式或二者从第一多流模式改变为第二多流模式,第二多流模式具有比第一多流模式更少的流,尽管用于相应链路的信道状况支持第一多流模式。
当然,本发明不限于上述特征和优点。事实上,本领域技术人员将通过阅读下面的详细描述并且在查看附图时,认识到其他特征和优点。
附图说明
图1图示了其中可以使用本文描述的技术的示例性无线网络。
图2图示了长期演进(LTE)子帧中的资源块(RB)对的细节。
图3图示了LTE无线帧到10个子帧的划分。
图4示出了针对双天线端口和四天线端口配置,小区特定的参考符号(CRS)到RB对的映射。
图5是图示了根据本文公开的技术的示例性方法的过程流程图。
图6是图示示例性无线电收发机的组件的框图。
具体实施方式
在以下的讨论中,出于说明而非限制的目的来阐述本发明的具体实施例的特定细节。本领域技术人员将理解,可以采用关于某些非必需特定细节不同于本文描述的这些特定实施例的其他实施例。此外,在一些情况下,公知的方法、节点、接口、电路和设备的详细描述被省略,以便于不使本说明书被不必要的细节掩盖。
本领域技术人员将理解,所描述的功能可以在一个或若干节点处实现。所描述的一些或所有功能可以使用硬件电路来实现,诸如互连以执行专门功能的模拟和/或离散逻辑门、ASIC、PLA等。类似地,一些或所有功能可以结合一个或多个数字微处理器或通用计算机使用软件程序和数据来实现。尽管描述了使用空中接口进行通信的节点,但是应当理解,这些节点也有适当的无线电通信电路。
本发明的硬件实现可以包括或包括,但不限于,数字信号处理器(DSP)硬件、精简指令集的处理器、硬件(例如,数字或模拟)电路,包括但不限于专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA),及(在适当情况下)能够执行这样的功能的状态机。此外,应当理解,本发明的技术可以在任何形式的计算机可读存储器内实现,包括非瞬时实施例,诸如固态存储器、磁盘或包含适当计算机指令集的光盘,其可以使得处理器执行本文描述的技术。
在计算机实现的方面,计算机通常被理解为包括一个或多个处理器或一个或多个控制器,并且术语计算机、处理器和控制器可以被可互换地使用。当由计算机、处理器或控制器提供时,功能可以由单个专用计算机或处理器或控制器提供、由单个共享计算机或处理器或控制器或者由多个独立计算机或处理器或控制器来提供,其中的一些的可以是被共享的或分布式的。此外,术语“处理器”或“控制器”还指能够执行这些功能和/或执行软件的其他硬件,例如上述记载的示例性硬件。
最后,应当注意,如本文中所使用的术语“天线端口”不一定对应于特定物理天线。替代地,天线端口是更一般的概念,其以下述方式允许例如发射的信号的多天线预编码或波束形成,该方式使得接收移动站不必知道有多少物理天线被使用或者所发射的信号如何被映射到这些物理天线。因此,术语“天线端口”应当根据由LTE规范对其赋予的意义来理解,即如果可以假定两个接收信号已经历了相同的总体信道,包括在发射机侧的任何联合处理,则其已经在同一天线端口上被发射。然后,在下行链路上,天线端口可以被视作对应于参考信号的发射,使得出于相干解调的目的,来自给定天线端口的数据传输的解调可以依赖于用于信道估计的相应的参考信号。
图1是图示其中可以应用现在所公开的技术的实施例的环境的示意图。如图1所示,移动通信网络9包括核心网络3和无线电接入网络,其包括一个或多个无线电基站1和可选地一个或多个无线电网络控制器(未示出)。在本文中详细讨论的无线电基站1是所谓的演进的节点B(也称为eNB)的形式,例如,如在LTE网络中发现的,但是所公开的技术可以更一般地适用于其他类型的基站、基站收发机等。无线电基站1对多个无线设备2提供无线电连接。术语无线设备也被称为用户设备(UE)、移动终端、用户终端、用户代理等。
无线电基站1中的每一个在一个或多个相应的无线电小区中提供无线电覆盖。从无线设备2向无线电基站1的上行链路(UL)通信以及从无线电基站1到无线设备2的下行链路(DL)通信通过无线无线电电接口5发生。由于诸如干扰、衰落、多径传播等的影响,无线无线电接口5的无线电状况随时间变化,并且还取决于无线设备2的位置。核心网络3提供对移动通信网络中的中心功能的接入以及对其他通信网络8的连接。
移动通信网9可以符合例如LTE(长期演进)的规范或者符合用于另一当前或未来无线网络的规范。本文描述了这里公开的技术在LTE网络内的应用,以充分说明可以应用本文提出的实施例的上下文。然而,所公开的技术可以适用于其他网络,只要在下文描述的原理是适用的。
LTE在下行链路中使用正交频分复用(OFDM)并且在上行链路中使用离散傅立叶变换(DFT)扩展OFDM。基本LTE下行链路物理资源可以被视作是时间-频率网格。图2图示了用于LTE的示例性OFDM时间-频率网格50的可用频谱的一部分。通常,时间-频率网格50被划分成1毫秒的子帧。每个子帧包括多个OFDM符号。对于适用于多径弥散不被预计为极为严重的情况的正常循环前缀(CP)长度,子帧由14个OFDM符号组成。如果使用扩展的循环前缀,则子帧仅具有12个OFDM符号。在频域中,物理资源以15kHz的间隔被划分成相邻子载波。子载波的数目根据所分配的***带宽而变化。时间-频率栅格50的最小元素是资源元素。资源元素在一个OFDM符号间隔期间由一个OFDM子载波组成。
资源元素被分组成资源块,其中每个资源块进而在子帧的两个相等长度的时隙中的一个时隙内由12个OFDM子载波组成。图2图示了资源块对,其包括总共168个资源元素。虽然图2具体图示了下行链路子帧中的资源块对,但是对于上行链路子帧,物理结构是类似的。
下行链路传输是动态调度的,因为在每个子帧中,对于当前下行链路子帧,基站传送控制信息,该控制信息标识数据被传送到的移动终端、以及该数据在其上被传送的资源块。该控制信令通常在控制区域中被传送,该区域占用每个子帧中的前一个、两个、三个或四个OFDM符号。在图2中图示了具有三个OFDM符号的控制区域的下行链路资源块。动态调度信息经由在控制区域中传送的物理下行链路控制信道(PDCCH)被通信到UE(“用户设备”,3GPP用于移动站的术语)。在PDCCH的成功解码之后,UE根据在LTE规范中规定的预定定时来执行对来自物理下行链路共享信道(PDSCH)的业务数据的接收或者对物理上行链路共享信道(PUSCH)上的业务数据的传送。
如图3所示,在时域中,LTE下行链路传输被进一步组织成10毫秒的无线电帧,每个无线电帧由10个子帧组成。每个子帧可以进一步被划分成0.5毫秒持续时间的两个时隙。此外,通常以资源块的措辞来描述LTE中的资源分配,其中资源块对应于在时域中的一个时隙(0.5毫秒)和频域12中的12个连续子载波。资源块在频域中被编号,从***带宽的一段以0开始。
由eNB在下行链路(承载从eNB到UE的传输的链路)子帧中传送的信号可以从多个天线传送,并且信号可以在具有多个天线的UE处被接收。无线电信道使从多个天线端口传送的信号失真。为了解调下行链路上的任何传输,UE依赖于在下行链路上传送的参考符号(RS)。这些参考符号及其在时间-频率网格中的位置对UE是已知的,并且因此可以用于通过测量无线电信道在这些符号上的影响来确定信道估计。在图2中,示出了参考符号55的示例性分布(对于两端口传输);参考符号55构成小区特定的参考信号(CRS)。图4图示了用于双天线端口和四天线端口情况的CRS的特定映射。应当理解,特定于每个天线端口的信道状况可以通过测量对应于天线端口的CRS来评估。
多输入多输出(MIMO)技术是用于提高频谱效率并且由此提高整个***容量的高级天线技术的范围。MIMO意味着基站和UE(“用户设备”-用于最终用户的无线设备、移动终端、移动站等的3GPP术语)两者均采用多个天线,但是该术语有时以包括无线电链路的仅一端使用多个天线的情形的方式被使用。MIMO技术在实践中被广泛研究和应用用于下行链路通信,即从基站到移动终端,并越来越多地被考虑用于上行链路通信,即从移动终端到基站。
存在多种MIMO技术或模式,包括每天线速率控制(PARC)、选择性PARC(S-PARC)、发射分集、接收分集、双发射天线阵列(D-TxAA)等。最后,D-TxAA是发射分集的高级版本,这已经在由第三代合作伙伴计划(3GPP)的成员开发的宽带CDMA(WCDMA)网络中被使用。
不论所讨论的具体MIMO技术如何,符号(M×N)通常被用于在发射(M)和接收天线(N)的数目方面表示MIMO配置。对于各种技术所使用或当前讨论的常见MIMO配置是:(2×1)、(1×2)、(2×2)、(4×2)、(8×2)和(8×4)。由(2×1)和(1×2)表示的配置是MIMO的特殊情况,对应于分别称为发射分集和接收分集的技术。
E-UTRAN(“演进的通用地面无线接入网络”,用于移动网络的3GPP长期演进(LTE)升级路径的的空中接口,将支持若干MIMO方案,包括其中若干空间复用的传输层针对单个用户终端或者从单个用户终端接收的单用户MIMO(SU-MIMO)、以及多个空间复用的下行链路层中的每一个针对不同用户终端的多用户MIMO(MU-MIMO)。
上述MIMO模式或其他MIMO技术使得能够进行传送和接收的信号的空间处理。通常,由这些技术提供的空间分集可以用于提高频谱效率、扩展小区覆盖范围、提高用户数据速率、减轻多用户干扰等。然而,在实践中,每个MIMO技术提供了其自己的好处。例如,接收机分集(1×2)具体地改善信号覆盖范围。另一方面,(2×2)MIMO产生增加的峰值用户比特率。
理想地,2×2和4×4MIMO空间复用方案可以分别将数据速率倍增和四倍增。数据速率在实践中是否实际上可以增加取决于在发射机和接收机之间的空间信道是否足够不相关,使得信道矩阵的秩对于2×2空间复用是2,对于4×4空间复用是4。(秩是矩阵的独立行或列的数目)。通常,用于2×2和4×4MIMO的平均数据率将低于在单链路状况中实现的数据速率的两倍或四倍。
多输入多输出(MIMO)多天线传输方案是用于增加LTE和其他网络中的数据吞吐量的正在进行的工作中的关键要素。然而,MIMO激活产生了具体关于移动终端电池寿命的能量资源的较高消耗。在移动终端不活动或具有非常低的业务要求的时间窗口期间使MIMO激活没有意义,因为MIMO操作将使用可以产生增加的功耗和干扰的额外资源。
为了解决该问题,公开了优化MIMO模式下的UE体验、同时减少资源消耗的技术。这些技术可以被用于基于每时间段的用户数据业务大小来以动态和智能的方式改变用于上行链路或下行链路传输的活动天线端口的数目。
例如,对于2×2的MIMO(在传输链路的接收和发射端中的每一个处两个天线),如果下行链路业务低于具体阈值,则链路的基站(eNB)端上的仅单个发射(TX)天线将被配置用于对UE的数据的传输。同时,例如使用两个接收(RX)天线的接收机天线分集可以被用于改善UE侧的接收,特别是在恶劣RF状况下。根据本文具体描述的技术,除了吞吐量要求,信道状况也被用于确定传输模式。因此,当UE处于良好RF环境中时,如根据特征化RF环境的测量确定的,可以动态地最小化活动天线端口的数目。下面的讨论提供了对基于用户业务并且基于RF状况的最优天线端口激活/去激活的动态、智能算法的其他细节。
本文具体描述的解决方案支持MIMO配置中的正常UE操作中的动态和智能的传输模式的改变。根据这些解决方案中的一些,例如,当UE已经进入不活动定时器窗口或具有低用户平面业务时,UE去激活其多个天线中的一个(或多个)。在这些相同的状况下,eNB上的一个或多个天线也可以被去激活。低用户平面业务可以从eNB或UE上的缓冲器来推断。当RF状况良好并且吞吐量要求低时,在eNodeB上使用单个天线端口用于下行链路传输,例如,来代替可以以其他方式用于多层MIMO传输的两个(或多个)天线端口。类似地,在UE侧,单个天线用于上行链路传输。在一些实施例中,用于单天线传输的特定天线端口可以基于最后获知的RF状况来选择,即,选择具有更好RF测量的天线端口。
该方法通常将改善UE性能,因为其将降低电池/资源使用率。吞吐量没有被降级,因为这将仅在良好RF状况下、并且在低业务在链路上发生时被使用。该方法还将保留其他一个或者多个天线(TX或RX)用于其他用途,诸如RF收获(harvesting)。
对上行链路或下行链路的吞吐量需求可以例如在子帧的基础上被评估,其中LTE子帧中占用1毫秒的时隙。可以将对子帧(或其他时间间隔)的吞吐量需求与阈值作比较,以确定上行链路或下行链路传输模式是否应当被改变。该阈值进而可以取决于在相关方向(下行链路或上行链路)上的LTE子帧的可用容量。
示例性吞吐量计算如下,对于LTE中的20MHz带宽,这对应于每子帧100个可用正交频分复用(OFDM)资源块(RB)。每个资源块由12个子载波(以15-kHz的间隔)组成,并且占用0.5毫秒的时隙(子帧的一半),产生总共每子帧16800个资源元素(12个子载波×7个OFDM符号×100个RB×2个时隙)。
每个RE可以承载一个调制符号。假定64-QAM(64相正交调幅),每个调制符号可以承载6个比特。忽略每个RB块中的RE中的若干RE被保留用于参考符号的事实,可以在20MHz带宽上在单个子帧中承载的比特总数是100,800(16800调制符号×6个比特/调制符号=100800个比特)。因此,最大可能的数据速率理论上是100.8Mbps(每1毫秒100,800个比特)。因为通常使用3/4率的编码,所以对于单个天线端口,实际最大下行链路吞吐量是75Mbps。对于使用空间复用的多层MIMO传输,该速率可以乘以层(有时称为“流”)的数目。
在实践中,根据信道质量来执行链路适配,由此调制方案和编码速率是变化的。在LTE中,信道质量通过信道质量指示符(CQI)来表征,并且调制方案和编码速率一起被称为“调制和编码方案”(MCS)。以下表1示出了对于具有50-RB分配的双天线传输的每个层,对于与CQI相关的若干可能的MCS中的每一个MCS的编码效率的示例。应当理解,因为由参考符号和控制信令所消耗的净荷以及由循环冗余校验和/或其他错误检测或纠错机制的开销,每子帧的比特的原始数目(标记为“每子帧二进制信道比特”)和实际信息比特净荷可能明显小于理论最大值。
表1
如可以从以上给出的净荷与MCS的示例表看出的,每个子帧是根据MCS基于信道质量来被传送的。因此,当比较有多少数据业务被调度给链路的容量时,需要考虑用于上行链路和/或下行链路的RF状况。因此,用于触发天线端口去激活的吞吐量要求阈值应当考虑要调度的MCS。对于2×2MIMO(例如,对于高于20的MCS),用于TX或RX天线去激活的示例性阈值可以是每1毫秒的子帧数据容量(用于数据业务的总体大小)的5%。为了补偿RF环境中的古怪(oddities),与实际预期的MCS值相比,用于估计链路的容量的MCS值可以被稍微减少,使得帧可以抵抗对于用于单个天线使用的错误。在一些情况下,还可能有必要考虑UE是否处于长的DRX周期中,使得其可以保持处于该模式。
对于4×4MIMO,支持多达四个同时数据流,可以设置多个阈值,以更有效地去激活天线端口。以下表2示出了对于高于20的MCS并且对于4×4MIMO,可能如何计算用于去激活发射天线的阈值的示例。注意,该阈值计算基于子帧的容量,其进而基于MCS,这进而基于所测量和/或估计的信道质量。
表2
在设置数据的阈值以去激活天线时应当考虑的一个方面是被调度的实体之间的RB负载,因为若干UE可以在任何给定时间共享物理资源。
如以上讨论提出的,可以通过基于信道状况和吞吐量需求、选择性地从多层空间复用模式(诸如2×2的MIMO或4×4的MIMO)“向下偏移”,来改善无线电收发机的能量消耗(在移动终端中还是在基站中),而未不利地影响用户体验。例如,根据该方法,如果支持两个或更多个MIMO传输和接收模式的无线电收发机确定信道状况良好,并且针对从无线电收发机到远程无线设备的前向链路传输的吞吐量需求低于预定阈值,则无线电收发机可以决定将当前前向链路传输模式从第一多层模式(例如,使用4×4MIMO的四层空间复)改变为第二多层模式(例如,使用2×2MIMO的两层空间复用),由此有效地去激活两个发射天线,并且减少在无线电收发机中的能源消耗。如果前向链路吞吐量要求足够低,则无线电收发机可以替代地改变为单层传输模式。随着吞吐量要求增加,或者随着RF状况降级,无线电收发器可以“向上偏移”回到使用更多层和/或天线的传输方案。
该方法可以同时对于下行链路和上行链路中的每一个执行。表3图示了在假定良好RF状况时,与相应的上行链路和下行链路阈值相关的、对于各种上行链路和吞吐量要求、用于上行链路和下行链路传输模式的组合的若干可能性。在图示的示例中,可以在每个链路方向上支持单层(单天线)和双层(两个天线)传输。应当理解,类似的(但更广泛)表可以被容易地构建,用于支持在任一或两个方向上的三层或四层传输的***。在该情况下,多个阈值被用于在各种多层选项中进行选择。
上行链路业务大小 | 下行链路业务大小 | 传输模式–上行链路 下行链路 |
低于上行链路阈值 | 低于下行链路阈值 | 单层上行/单层下行 |
低于上行链路阈值 | 高于下行链路阈值 | 单层上行/多层下行 |
高于上行链路阈值 | 低于下行链路阈值 | 多层上行/单层下行 |
高于上行链路阈值 | 高于下行链路阈值 | 多层上行/多层下行 |
表3
如表3中所示,当用户平面业务低时,可以相应地分配天线Tx/Rx的数目。因此,例如,当吞吐量要求明显低于可以容易地每毫秒在一个子帧中承载的数据量时,如果信道状况良好,则将数据分成两个流并且使用开环空间复用(OLSM)或者甚至发射分集是没有意义的。允许eNodeB和/或UE以该方式禁用其天线中的一个容许UE消耗更少的电池电力,并且释放eNB侧的资源以供其他UE使用。该方法还可以降低用于邻居UE的干扰。
可以用简单示例来说明该技术。假设存在用户浏览web的时间段,需要约10千比特/秒的数据吞吐量用于下行链路。进一步假设用户的设备被连接到支持20MHz带宽的LTE***。在该情况下,单个子帧可以容易地承载16千比特(每个子帧需要大约1毫秒)。假设该***负载轻并且信道状况良好,则对用户的设备的下行链路不需要空间复用或发射分集,并且因此,在eNodeB处仅需要一个天线端口,因为一个子帧可以处理数据。在该示例中,因为对于下行链路,UE接收10千比特/s,并且在相同时间段中一个数据流可以针对下行链路对其进行处理,所以数据会话不会比在替代地使用MIMO时更晚地完成。
然而,出于某种原因,进一步假设用户的设备在上行链路上生成1兆比特/秒的数据。为了支持这一点,需要多层传输,并且两个UE发射天线被激活。因此对于该示例,根据本技术的天线端口的动态和智能分配将导致下行链路上的单层传输模式和上行链路上的双层传输(2×2MIMO)。
应当理解,该方法可以容易地扩展用于4×4MIMO。
前面的示例基于LTE的上行和下行的简化视图,其中,只有一个用户的吞吐量需求被考虑。当然,在实践中,在子帧中调度多个用户。然而,在给定子帧中,每个RB(在给定的空间复用层)被分配给仅一个用户。吞吐量的阈值应当考虑LTE的多用户性质,并且在一些情况下,甚至可以考虑到***的实际负载,该吞吐量阈值用于确定给定用户的吞吐量要求是否低得足以证明去激活一个或多个天线是合理的。
根据前面的描述和示例,应该理解,图5是图示用于动态地和智能地切换传输模式的一般方法的过程流程图,如在支持两个或更多MIMO传输和接收模式的无线电收发机中实现的(诸如在eNB或UE中)。如框510所示,该方法开始于评估无线电收发机和远程无线设备之间的信道状况。该评估可以包括接收和评估由远程无线设备发送的信道质量指示符、或者基于由远程无线设备传送的参考符号来测量信道状况、或二者。该评估可以考虑瞬时RF状况,即,适用于单个子帧或小的子帧组的状况、或历史RF状况,例如,用于包括若干子帧的间隔的平均状况、或二者。所评估的参数可以包括CQI、BLER等中的任何一个或多个。
如框520所示,将用于远程无线设备的吞吐量需求与前向链路容量或反向链路容量或二者作比较。在一些实施例中,通过评估与远程无线设备相对应的前向链路缓冲器、或者通过接收和评估来自远程无线设备的缓冲器状态报告、或二者,来确定吞吐量需求。在一些实施例中,可以基于适用于相关的一个或多个子帧的调制和编码方案(MCS)来确定前向链路容量或反向链路容量。
基于信道状况和吞吐量要求,前向链路传输模式、或反向链路传输模式、或二者从第一多流模式被改变为第二多流模式,第二多流模式具有比第一个多流模式流更少的流,即使相关链路的信道状况支持第一多流模式。这在框530处被示出。在一些实施例中,改变前向链路传输模式或反向链路传输模式或二者基于确定吞吐量需求超过传输时间间隔容量的预定部分。在这些中的一些中或一些其他实施例中,改变前向链路传输模式或反向链路传输模式或二者进一步基于前向链路或反向链路或二者的聚合负载。
在一些实施例中,第一多流模式是四流空间复用模式,并且第二多流模式是两流空间复用模式。因此,例如,基于确定了对收发机的吞吐量需求低于阈值,收发机从四流转移为两流模式,即使信道条件足以支持四个流。
在一些实施例中,图5所示的过程由用户设备(UE)来自主地执行,用户设备(UE)自己确定是否切换传输模式。在其他实施例中,在框510和520处示出的评估和比较在eNB处执行,其随后引导UE中的收发机改变模式。因此,在一些实施例中,图5中所示的过程进一步包括用信号通知远程无线设备对于随后的反向链路传输从第一多流模式切换为第二多流模式,并且随后根据第二多流模式来从远程无线设备接收数据。
在一些实施例中,eNB基于图5中示出的评估和比较操作来决定改变用于下行链路传输的传输模式。可以经由下行链路调度消息来向UE指示该改变。然后,在这些或类似的实施例中,在图5中所示的过程可以包括向远程无线设备传送指示从第一多流模式到第二多流模式的改变的前向链路调度消息,并且根据第二多流模式来向远程无线设备传送数据。
上述技术和方法可以使用在无线电收发机中设置的无线电电路和电子数据处理电路来实现。图6图示了根据本发明的若干实施例的示例性无线电收发机600的特征。无线电收发机600可以是配置用于例如与LTE网络(E-UTRAN)一起操作的UE的一部分,或者可以是LTEeNodeB的一部分。虽然对于组件、子部件等的具体要求将根据无线电收发机600是移动终端还是无线电基站的一部分而不同,但是对于每一个的性能要求是公知的。
不论形成移动终端还是无线电基站的一部分,无线电收发机600都包括配置为向远程节点(例如,基站或者一个或多个移动终端)传送无线电信号的射频(RF)电路620、以及用于处理由RF电路620传送和接收的信号的处理电路610。RF电路620包括耦合到两个或多个发射天线628的发射机625以及耦合到两个或多个接收机天线633的接收机630。相同的天线628和633可以用于传输和接收二者。接收机630和发射机625通常根据诸如用于LTE的3GPP标准的具体电信标准来使用已知的无线电处理和信号处理组件和技术。还注意,接收机630和发射机620中的每一个可以包括用于两个或多个不同类型的无线电接入网络的单独的无线电和/或基带电路,诸如适用于E-UTRAN接入的无线电/基带电路和适用于WiFi接入的单独的无线电/基带电路。这同样适用于天线——而在一些情况下,一个或多个天线可以用于接入多个类型的网络,在其他情况下,一个或多个天线可以特别适用于一个或多个具体的无线电接入网络。因为与这样的电路的设计和实现相关联的各种细节和工程折衷是公知的,并且对于完全理解本发明不是必要的,所以这里没有示出其他细节。
处理电路610包括耦合到一个或多个存储器设备650的一个或多个处理器640,一个或多个存储器设备650构成数据存储存储器655和程序存储存储器660。在一些实施例中,如图16中标识为CPU640的处理器640可以是微处理器、微控制器或数字信号处理器。更一般地,处理电路610可以包括处理器/固件组合或专用数字硬件或其组合。存储器650可以包括一个或若干类型的存储器,诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器、高速缓冲存储器、闪速存储器设备、光学存储器设备等。在一些实施例中,因为无线电收发机600可以支持多个无线电接入网络,所以处理电路610可以包括专用于一个或若干无线电接入技术的单独的处理资源。再次,因为与用于移动设备的基带处理电路的设计相关联的各种细节和工程折衷是公知的,并且对于全面理解本发明是不必要的,所以这里没有示出额外的细节。
处理电路610的典型功能包括传送的信号的调整和编码以及接收到的信号的解调和解码。在本发明的若干实施例中,处理电路610被适配为,例如根据图5中图示的技术及其变体,使用例如存储在程序存储存储器660中的适当的程序代码来执行以上描述的技术中的一个。当然,应当理解,并非这些技术的所有步骤都有必要在单个微处理器或甚至在单个模块中执行。
因此,在一些实施例中,处理电路610被配置为:控制RF电路620,并且评估在无线电收发机和远程无线设备之间的信道状况;将针对远程无线设备的吞吐量需求与前向链路容量或反向链路容量或二者作比较;以及基于信道状况和吞吐量需求来将前向链路传输模式或反向链路传输模式或二者从第一多流模式改变为具有比第一多流模式更少的流的第二多流模式,尽管相应链路的信道状况支持第一多流模式。
以上例如结合图5所述的所有变体适用于图6中所示的无线电收发机600。
注意,受益于前述描述和附图的呈现的教导,本领域技术人员将意识到所公开的本发明的修改和其他实施例。因此,应当理解,本发明是/不限于所公开的具体实施例,并且修改和其他实施例意在被包括在本公开的范围内。尽管在本文中可以采用具体术语,但是其仅在一般和描述性意义上被使用,并且不用于限制的目的。
Claims (16)
1.一种在支持两个或更多个多输入多输出(MIMO)传输和接收模式的无线电收发机中的方法,所述方法包括:
评估在所述无线电收发机和远程无线设备之间的信道状况;
将针对所述远程无线设备的吞吐量需求与前向链路容量或反向链路容量或二者作比较;
基于所述信道状况和所述吞吐量需求来将前向链路传输模式或反向链路传输模式或二者从第一多流模式改变为第二多流模式,所述第二多流模式具有比所述第一多流模式更少的流,尽管相应链路的信道状况支持所述第一多流模式。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一多流模式是四流空间复用模式,并且所述第二多流模式是双流空间复用模式。
3.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:用信号通知所述远程无线设备针对随后的反向链路传输从所述第一多流模式切换到所述第二多流模式,并且随后根据所述第二多流模式从所述远程无线设备接收数据。
4.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:向所述远程无线设备传送前向链路调度消息,所述前向链路调度消息指示从所述第一多流模式到所述第二多流模式的改变,并且根据所述第二多流模式来向所述远程无线设备传送数据。
5.根据权利要求1所述的方法,其中评估在所述无线电收发机和远程无线设备之间的信道状况包括:接收和评估由所述远程无线设备发送的信道质量指示符、或者基于由所述远程无线设备传送的参考符号来测量信道状况、或二者。
6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:通过评估对应于所述远程无线设备的前向链路缓冲器、或者通过接收和评估来自所述远程无线设备的缓冲器状态报告、或二者,来确定所述吞吐量需求。
7.根据权利要求1所述的方法,其中基于确定所述吞吐量需求超过传输时间间隔容量的预定部分来改变所述前向链路传输模式或所述反向链路传输模式或二者。
8.根据权利要求1所述的方法,其中进一步基于前向链路的或反向链路的或二者的总负载来改变所述前向链路传输模式或所述反向链路传输模式或二者。
9.一种无线电收发机,包括:
射频RF电路,被配置为支持两个或更多个多输入多输出(MIMO)传输和接收模式,以及
处理电路,被配置为控制所述RF电路并且:
评估在所述无线电收发机和远程无线设备之间的信道状况;
将针对所述远程无线设备的吞吐量需求与前向链路容量或反向链路容量或二者作比较;以及
基于所述信道状况和所述吞吐量需求来将前向链路传输模式或反向链路传输模式或二者从第一多流模式改变为第二多流模式,所述第二多流模式具有比所述第一多流模式更少的流,尽管相应链路的信道状况支持所述第一多流模式。
10.根据权利要求9所述的无线电收发机,其中所述第一多流模式是四流空间复用模式,并且所述第二多流模式是双流空间复用模式。
11.根据权利要求9所述的无线电收发机,其中所述处理电路进一步被配置为控制所述RF电路以:用信号通知所述远程无线设备针对随后的反向链路传输从所述第一多流模式切换到所述第二多流模式,并且随后根据所述第二多流模式从所述远程无线设备接收数据。
12.根据权利要求9所述的无线电收发机,其中所述处理电路进一步被配置为控制所述RF电路以:向所述远程无线设备传送前向链路调度消息,所述前向链路调度消息指示从所述第一多流模式到所述第二多流模式的改变,并且根据所述第二多流模式来向所述远程无线设备传送数据。
13.根据权利要求9所述的无线电收发机,其中所述处理电路被配置为通过接收和评估由所述远程无线设备发送的信道质量指示符、或者通过基于由所述远程无线设备传送的参考符号测量信道状况、或二者,来评估在所述无线电收发机和所述远程无线设备之间的信道状况。
14.根据权利要求9所述的无线电收发机,其中所述处理电路被配置为通过评估对应于所述远程无线设备的前向链路缓冲器、或者通过接收和评估来自所述远程无线设备的缓冲器状态报告、或二者,来确定所述吞吐量需求。
15.根据权利要求9所述的无线电收发机,其中所述处理电路被配置为基于确定所述吞吐量需求超过传输时间间隔容量的预定部分来改变所述前向链路传输模式或所述反向链路传输模式或二者。
16.根据权利要求9所述的无线电收发机,其中所述处理电路被配置为进一步基于前向链路或反向链路或二者的总负载来改变所述前向链路传输模式或所述反向链路传输模式或二者。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |