CN101399631B

CN101399631B - Su-mimo方式和mu-mimo方式下预编码选择的表示方法

Info

Publication number: CN101399631B
Application number: CN2007101623955A
Authority: CN
Inventors: 支周; 于辉; 夏树强; 王衍文
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-09-30
Filing date: 2007-09-30
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2027-09-30
Also published as: CN101399631A

Abstract

本发明公开了一种单用户多入多出方式和多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法，包括：在单用户多入多出方式下，利用信令开销来表示所采用的秩、所述基站预编码选择、以及所述基站采用的缺省预编码矩阵索引或所述基站重新选择的预编码矩阵索引；在多用户多入多出方式下，利用所述信令开销来表示所述基站调度的用户设备的数量、所述基站是否采用用户设备反馈的预编码矢量、以及所述基站分配给调度的每个所述用户设备的预编码矩阵，其中，所述信令开销的长度为8位。通过使用本发明，可同时支持单用户多入多出方式和多用户多入多出方式下的下行控制信令传输，并且简化了信令格式，从而提高了系统性能。

Description

SU-MIMO方式和MU-MIMO方式下预编码选择的表示方法

技术领域

本发明涉及多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Out-put，MIMO)无线移动通信系统，并且特别地，涉及MIMO无线移动通信系统中单用户MIMO(SU-MIMO)方式下的预编码选择的表示方法、多用户MIMO(MU-MIMO)方式下预编码选择的表示方法、以及SU-MIMO方式和MU-MIMO方式下预编码选择的表示方法。

背景技术

正交频分复用(OFDM)技术本质上是一种多载波调制通信技术，该技术是第四代移动通信中的核心技术之一。在频域上，OFDM的多径信道呈现出频率选择性衰落特性，为了克服这种衰落，将信道在频域上划分成多个子信道，每个子信道的频谱特性都近似平坦，并且OFDM各个子信道相互正交，因此允许子信道的频谱相互重叠，从而可以很大限度地利用频谱资源。

MIMO技术可以增大系统容量、提高传输性能，并能很好和其它物理层技术融合，因此成为B3G和4G移动通信系统的关键技术。

但是，在信道相关性强时，由多径信道带来的分集增益和复用增益大大降低，造成MIMO系统性能的大幅下降。近年来提出一种新的MIMO预编码方法，该方法是一种高效的MIMO复用方式，其通过收发端的预编码处理将MIMO信道化成多个独立的虚拟信道。因为有效消除了信道相关性的影响，所以预编码技术保证了MIMO系统在各种环境下的稳定性能。

长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统是第三代伙伴组织的重要计划。预编码技术在LTE中的实现是通过在用户设备(UE)和基站(Node B)设置码本(预编码矩阵的集合)，UE根据一定的准则(例如，吞吐量最大化或者最接近信道矩阵的右奇异矩阵)从码本中选择最佳预编码矩阵，并将预编码矩阵索引(Precoding MatrixIndicator，PMI)反馈给Node B，Node B根据接收的PMI在码本中寻找对应的预编码矩阵，在下行发射中应用此预编码矩阵进行预编码传输。

在MIMO技术中，SU-MIMO指的是一个用户占用独立时频资源，MU-MIMO指的是多个用户占用相同的时频资源。在SU-MIMO中，为了防止UE上行发送的索引号与NodeB接收的索引号不同而使得Node B发射使用的预编码矩阵在UE端不能被正确解码，从而导致出错；或者由于Node B采用其他策略进行传输而不采用UE反馈的PMI的情况下，NodeB需要另外选择预编码矩阵，从而需要将Node B使用的预编码码本以某种方法告知UE。在MU-MIMO中，为了提高系统的性能，多个用户同时调度时，其中的一个用户应该获得其他调度用户的干扰信息，即，获得其他调度用户所采用的预编码矢量，此时，NodeB可以通过下行信令的方式来告知某个用户其他用户所采用的干扰矢量。

这对上述情况，有必要设计一种通过下行控制信令格式来有效告知UE NodeB使用的PMI以及在MU-MIMO中告知某个用户与它同时调度的其他用户所采用的预编码矢量，同时保持不同MIMO传输的下行控制信令格式统一，并且降低下行链路的信令开销从而提升系统性能的技术方案。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种单用户多入多出方式下预编码选择的表示方法、多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法、以及单用户多入多出方式和多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法，以同时支持单用户多入多出方式和多用户多入多出方式，并减小信令开销。

根据本发明的实施例，提供了一种单用户多入多出方式下预编码选择的表示方法。

该方法包括：利用信令开销来表示单用户多入多出方式下所采用的秩、基站预编码选择、以及基站采用的缺省预编码矩阵索引或基站重新选择的预编码矩阵索引。

其中，信令开销的长度为8位。

这样，可以利用信令开销的两个位表示秩，其中，两个位的值为“00”表示秩为1；两个位的值为“01”表示秩为2；两个位的值为“10”表示秩为3；两个位的值为“11”表示秩为4。

另外，可利用信令开销中除了表示秩的另外两个位表示基站的预编码选择，其中，当两个位的值为“00”时，表示基站接受用户设备的预编码矩阵索引；当另外两个位的值为“01”时，表示基站采用用户设备上次反馈的预编码矩阵；当另外两个位的值为“10”时，表示基站采用缺省预编码矩阵索引；当另外两个位的值为“11”时，表示基站采用重新选择的预编码矩阵索引。

并且，可利用信令开销的剩余四个位表示基站采用的缺省预编码矩阵索引或基站重新选择的预编码矩阵索引，其中，当表示基站的预编码选择的另外两个位的值为“00”或“01”时，剩余四个位为空；当表示基站的预编码选择的另外两个位的值为“10”，利用剩余四个位表示缺省预编码矩阵索引；当表示基站的预编码选择的另外两个位的值为“11”时，利用剩余四个位表示重新选择的预编码矩阵索引。

根据本发明的另一实施例，提供了一种多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法。

该方法包括：利用信令开销来表示多用户多入多出方式下基站调度的用户设备的数量、基站是否采用用户设备反馈的预编码矢量、以及基站分配给调度的每个用户设备的预编码矩阵。

其中，信令开销的长度为8位。

这样，可利用信令开销的两个位表示基站调度的用户设备的数量，其中，当两个位的值为“00”时，表示调度的用户设备的数量为1；两个位的值为“01”时，表示调度的用户设备的数量为2；当两个位的值为“10”时，表示调度的用户设备的数量为3；当信令开销的前两位的值为“11”时，表示调度的用户设备的数量为4。

另外，可利用信令开销中除了表示基站调度的用户设备的数量的另外一个位表示基站是否接受用户设备反馈的预编码矢量，其中，当另外一个位的值为“0”时，表示基站接受用户设备反馈的预编码矢量；当另外一个位的值为“1”时，表示基站重新选择需要调度的用户设备的数量、以及分配给重新调度的每个用户设备的预编码矢量。

此外，可利用信令开销的剩余四个位表示由基站分配给每个调度的用户设备的预编码矢量所组成的预编码矩阵索引。

根据本发明的再一个实施例，提供了一种单用户多入多出方式和多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法，该方法采用上述单用户多入多出方式下预编码选择的表示方法、以及上述多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法。

该方法包括：在单用户多入多出方式下，利用信令开销来表示所采用的秩、基站预编码选择、以及基站采用的缺省预编码矩阵索引或基站重新选择的预编码矩阵索引；在多用户多入多出方式下，利用信令开销来表示基站调度的用户设备的数量、基站是否采用用户设备反馈的预编码矢量、以及基站分配给调度的每个用户设备的预编码矩阵，其中，信令开销的长度为8位。

通过本发明的上述技术方案，可同时支持单用户多入多出方式和多用户多入多出方式下的下行控制信令传输，并且简化了信令格式，从而提高了系统性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的单用户多入多出方式下预编码选择的表示方法中的信令开销的示意图；

图2是根据本发明实施例的多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法中的信令开销的示意图；

图3是根据本发明实施例的单用户多入多出方式下预编码选择的表示方法的处理实例的流程图；以及

图4是根据本发明实施例的多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法的处理实例的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例提供了一种SU-MIMO方式和MU-MIMO方式下预编码选择的表示方法，以在系统中既包括SU-MIMO方式又包括MU-MIMO方式的情况下，采用统一长度的信令开销将Node B的预编码选择通知给UE。

该方法包括：在SU-MIMO方式下，利用信令开销来表示所采用的秩(Rank)、Node B预编码选择、以及Node B采用的缺省预编码矩阵索引或Node B重新选择的预编码矩阵索引；在MU-MIMO方式下，利用信令开销来表示Node B调度的UE的数量、Node B是否采用UE反馈的预编码矢量、以及Node B分配给调度的每个UE的预编码矩阵，其中，信令开销的长度为8位(bit)。

其中，在SU-MIMO方式下预编码选择的表示方法如下：利用信令开销来表示SU-MIMO方式下所采用的秩、Node B预编码选择、以及Node B采用的缺省预编码矩阵索引或Node B重新选择的预编码矩阵索引。这里，信令开销的长度为8bit。

这样，可以利用信令开销的两个bit表示秩，其中，两个bit的值为“00”表示秩为1；两个bit的值为“01”表示秩为2；两个bit的值为“10”表示秩为3；两个bit的值为“11”表示秩为4。

另外，可利用信令开销中除了表示秩的另外两个bit表示NodeB的预编码选择，其中，当两个bit的值为“00”时，表示Node B接受UE的预编码矩阵索引；当另外两个bit的值为“01”时，表示Node B采用UE上次反馈的预编码矩阵；当另外两个bit的值为“10”时，表示Node B采用缺省预编码矩阵索引；当另外两个bit的值为“11”时，表示Node B采用重新选择的预编码矩阵索引。

并且，可利用信令开销的剩余四个bit表示Node B采用的缺省预编码矩阵索引或Node B重新选择的预编码矩阵索引，其中，当表示Node B的预编码选择的另外两个bit的值为“00”或“01”时，剩余四个bit为空；当表示Node B的预编码选择的另外两个bit的值为“10”，利用剩余四个bit表示缺省预编码矩阵索引；当表示NodeB的预编码选择的另外两个bit的值为“11”时，利用剩余四个bit表示重新选择的预编码矩阵索引。

在实际实现时，可以参照图1对信令开销进行划分。

如图1所示，当图1中的bit101的2bit信息为00、01、10、11时，分别表示所采用的rank数为1、2、3、4；

当bit102的2bit信息为00时，表示Node B接受UE反馈的所有PMI；为01时则表示Node B检测到最近1或2次UE反馈PMI时的传输错误，此时Node B可采用最近一次接受的UE反馈的PMI进行传输；当这两个bit为10时，则表示Node检测到UE反馈PMI时2次以上的连续错误，此时，可以预先从码本中选择一个PMI设定为缺省值，之后Node B采用此缺省PMI进行传输；当这两个bit为11时，表示NodeB的传输优先(overriding)于UE反馈的PMI和rank，即，NodeB不考虑UE的反馈信息(PMI)，而是根据自己的策略重新选择rank及PMI；

另外，当图1中的bit103的4bit信息在bit102为00或10时信息为空；在102为10传送缺省的PMI；当该bit为11时，则NodeB重新选用的PMI；

针对MU-MIMO的情况，本发明提供了一种MU-MIMO方式下预编码选择的表示方法。

对于MU-MIMO，目前LTE的工作假设为：采用SU-MIMOrank1的全部或部分码本作为MU-MIMO的码本。本实施例中，根据Node B所采用的调度传输方式(unitary、non-unitary、或ZF)将码本中的预编码矢量进行组合，组合成NxM维(N表示发射天线数，M表示同时调度的UE数量)的若干个矩阵，预存在Node B和UE，对于同时调度M个UE时，这些组合的数量最多不超过32个。

在在这种情况下，包括以下处理：利用信令开销来表示MU-MIMO方式下Node B调度的UE的数量、Node B是否采用UE反馈的预编码矢量、以及Node B分配给调度的每个UE的预编码矩阵，其中，这里所用的信令开销与SU-MIMO方式下的信令开销是相同的，长度均为8bit。

这样，可利用信令开销的两个bit表示Node B调度的UE的数量，其中，当两个bit的值为“00”时，表示调度的UE的数量为1；两个bit的值为“01”时，表示调度的UE的数量为2；当两个bit的值为“10”时，表示调度的UE的数量为3；当信令开销的前两bit的值为“11”时，表示调度的UE的数量为4。

另外，可利用信令开销中除了表示Node B调度的UE的数量的另外一个bit表示Node B是否接受UE反馈的预编码矢量，其中，当另外一个bit的值为“0”时，表示Node B接受UE反馈的预编码矢量；当另外一个bit的值为“1”时，表示Node B重新选择需要调度的UE的数量、以及分配给重新调度的每个UE的预编码矢量。

此外，可利用信令开销的剩余四个bit表示由Node B分配给每个调度的UE的预编码矢量所组成的预编码矩阵索引。

具体地，对于MU-MIMO方式下的信令开销的划分可参照图2。

如图2所示，bit201的2bit信息为00、01、10、11时，分别表示Node B所调度的UE数量为1、2、3、4；

图2中bit202所示的1bit信息为0时，表示Node B将采用此UE反馈的预编码矢量；该bit为1时则表示Node B的传输优先(overriding)于UE的反馈，即，Node B不考虑UE的反馈信息，而是根据自己的策略重新选择所需要调度的UE数及分配给每个UE的预编码矢量；

图2中的bit 203包括5bit信息，用于传送Node B所分配给每个调度UE的预编码矢量所组成的预编码矩阵索引(PMI)。

下面将结合具体实例分别对SU-MIMO方式和MU-MIMO方式下的处理进行描述。

实例1：SU-MIMO方式

在该实例中，图3示出了在SU-MIMO方式下，根据本发明实施例的方法的处理过程。

如图3所示，其具体可以包括以下处理：

步骤S300，预编码反馈流程开始；

步骤S301，UE根据一定的准则选择最佳预编码矩阵和rank数；

步骤S302，UE将选择的最佳预编码矩阵的PMI和rank通过上行信道反馈给Node B；

步骤S303，Node B检测上行信令，若上行传输可靠，接受UE反馈的所有频段上PMI，执行步骤S304；若Node B检测到1或2次的PMI反馈错误，执行步骤S305；若Node B检测到连续2次以上的PMI反馈错误，执行步骤S306；若NodeB的传输优先(overriding)于UE的反馈，执行步骤S307；

步骤S304，图1中101的2比特信息表示rank数；bit 102的2bit信息表示为00，此时Node B接受UE反馈的PMI，并用此PMI进行下行传输；bit 103的信息为空；

步骤S305，图1中bit 101的2比特信息表示rank数；bit 102的2bit信息表示为01，此时Node B将采用最近一次接受的UE反馈的PMI进行下行传输；bit 103的信息为空；

步骤S306，bit 101的2比特信息表示rank数；bit 102的2bit信息表示为10，此时Node B将采用预先设定的缺省PMI(从SU-MIMO码本中选择)进行下行传输；bit 103的信息为缺省的PMI；

步骤S307，bit 101的2比特信息表示rank数；bit 102的2bit信息表示为11，此时Node B将根据自己的策略重新选择rank及PMI；bit 103的信息为Node B重新选择的PMI；

步骤S308，Node B将bit 101、102、和103中的bit信息下发给UE，处理结束。

实例2：MU-MIMO方式

在该实例中，图4示出了在SU-MIMO方式下，根据本发明实施例的方法的处理过程。

如图4所示，具体可以包括以下处理：

步骤S400，预编码反馈流程开始；

步骤S401，UE根据一定的准则选择最佳预编码矢量；

步骤S402，UE将选择的最佳预编码矢量的PMI通过上行信道反馈给Node B；

步骤S403，Node B根据调度策略确定同时调度的用户数，在图2中的bit 201中用2bit信息表示；

步骤S404，Node B根据调度传输方式决定下行传输时是否采用每个UE反馈的PMI。如果采用此UE反馈的PMI，执行步骤S405；若不采用此UE反馈的PMI进行传输，执行步骤S406；

步骤S405，图2中的bit 202的1bit信息表示为0；bit 203的5bit用于表示Node B下行传输时分配给每个用户的预编码矢量所组成的预编码矩阵的PMI；此时即为Node B用隐式的方式通知了每个UE其他干扰UE所采用的预编码矢量；

步骤S406，bit 202的1bit信息表示为1；bit 203的5bit用于表示Node B重新选择的预编码矩阵的PMI，并将此矩阵中的每个矢量作为分配给每个UE的预编码矢量进行下行传输；

步骤S407，Node B将bit 201、202、和203中的bit信息下发给UE，处理结束。

综上所述，借助于本发明的技术方案，可同时支持SU-MIMO方式和MU-MIMO方式下的下行控制信令传输，并且简化了信令格式，从而提高了系统性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种单用户多入多出方式下预编码选择的表示方法，其特征在于，包括：利用信令开销来表示所述单用户多入多出方式下所采用的秩、基站预编码选择、以及所述基站采用的缺省预编码矩阵索引或所述基站重新选择的预编码矩阵索引；采用统一长度的所述信令开销将所述基站的预编码选择通知给所述用户设备。

2.根据权利要求1所述的表示方法，其特征在于，所述信令开销的长度为8位。

3.根据权利要求2所述的表示方法，其特征在于，利用所述信令开销的两个位表示所述秩，其中，所述两个位的值为“00”表示所述秩为1；所述两个位的值为“01”表示所述秩为2；所述两个位的值为“10”表示所述秩为3；所述两个位的值为“11”表示所述秩为4。

4.根据权利要求2所述的表示方法，其特征在于，利用所述信令开销中除了表示所述秩的另外两个位表示所述基站的预编码选择，其中，当所述两个位的值为“00”时，表示所述基站接受所述用户设备的预编码矩阵索引；当所述另外两个位的值为“01”时，表示所述基站采用所述用户设备上次反馈的预编码矩阵；当所述另外两个位的值为“10”时，表示所述基站采用所述缺省预编码矩阵索引；当所述另外两个位的值为“11”时，表示所述基站采用所述重新选择的预编码矩阵索引。

5.根据权利要求4所述的表示方法，其特征在于，利用所述信令开销的剩余四个位表示所述基站采用的缺省预编码矩阵索引或所述基站重新选择的预编码矩阵索引，其中，当表示所述基站的预编码选择的所述另外两个位的值为“00”或“01”时，所述剩余四个位为空；当表示所述基站的预编码选择的所述另外两个位的值为“10”，利用所述剩余四个位表示所述缺省预编码矩阵索引；当表示所述基站的预编码选择的所述另外两个位的值为“11”时，利用所述剩余四个位表示所述重新选择的预编码矩阵索引。

6.一种多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法，其特征在于，包括：利用信令开销来表示所述多用户多入多出方式下基站调度的用户设备的数量、所述基站是否采用用户设备反馈的预编码矢量、以及所述基站分配给调度的每个所述用户设备的预编码矩阵；采用统一长度的所述信令开销将所述基站的预编码选择通知给所述用户设备。

7.根据权利要求6所述的表示方法，其特征在于，所述信令开销的长度为8位。

8.根据权利要求7所述的表示方法，其特征在于，利用所述信令开销的两个位表示所述基站调度的用户设备的数量，其中，当所述两个位的值为“00”时，表示调度的所述用户设备的数量为1；所述两个位的值为“01”时，表示调度的所述用户设备的数量为2；当所述两个位的值为“10”时，表示调度的所述用户设备的数量为3；当所述信令开销的前两位的值为“11”时，表示调度的所述用户设备的数量为4。

9.根据权利要求7所述的表示方法，其特征在于，利用所述信令开销中除了表示所述基站调度的用户设备的数量的另外一个位表示所述基站是否接受所述用户设备反馈的预编码矢量，其中，当所述另外一个位的值为“0”时，表示所述基站接受所述用户设备反馈的预编码矢量；当所述另外一个位的值为“1”时，表示所述基站重新选择需要调度的用户设备的数量、以及分配给所述重新调度的每个用户设备的预编码矢量。

10.根据权利要求7所述的表示方法，其特征在于，利用所述信令开销的剩余四个位表示由所述基站分配给每个调度的所述用户设备的预编码矢量所组成的预编码矩阵索引。

11.一种单用户多入多出方式和多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法，根据权利要求1至5中任一项所述的单用户多入多出方式下预编码选择的表示方法、以及根据权利要求6至10中任一项所述的多用户多入多出方式下预编码选择的表示方法，其特征在于，在单用户多入多出方式下，利用信令开销来表示所采用的秩、所述基站预编码选择、以及所述基站采用的缺省预编码矩阵索引或所述基站重新选择的预编码矩阵索引；在多用户多入多出方式下，利用所述信令开销来表示所述基站调度的用户设备的数量、所述基站是否采用用户设备反馈的预编码矢量、以及所述基站分配给调度的每个所述用户设备的预编码矩阵；采用统一长度的所述信令开销将所述基站的预编码选择通知给所述用户设备，其中，所述信令开销的长度为8位。