專利名稱：中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及一種中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今通信領(lǐng)域發(fā)展?jié)摿ψ畲?，市場前景最廣的移動通信技術(shù)，已經(jīng)迎來了 3G時 代。為了解決頻譜資源緊張、系統(tǒng)容量有限、用戶需求日益增長的問題，國際電聯(lián)組織 (ITU) 2008年2月啟動了第四代移動通信系統(tǒng)IMT-Advanced的技術(shù)征集工作。為了響應(yīng) ITU-R IMT-Advanced的技術(shù)征集，作為曾制定了在業(yè)界最具影響力的3G UMTS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的 3GPP也不甘寂寞，于2008年3月展開了 LTE-Advanced (簡稱LTE-A)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程。LTE-A系 統(tǒng)的一個特色是在系統(tǒng)中引入了中繼站(Relay station,RS) 0中繼站的引入，在一定程度 上提高了信號的質(zhì)量、覆蓋范圍，同時也提高了系統(tǒng)容量，但也因此使網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加復(fù) 雜，給標(biāo)準(zhǔn)化研究帶來諸多難題。自適應(yīng)調(diào)制和編碼技術(shù)是根據(jù)信道條件的變化，動態(tài)的選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制和編碼方 式?，F(xiàn)有Relay系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制和編碼技術(shù)采用集中式的方式，基站eNB根據(jù)終端UE和 中繼站RS反饋的信道質(zhì)量信息CQI動態(tài)地選擇調(diào)制和編碼方式MCS。由于無線信道的時變 性和反饋時延的存在，使得集中式鏈路自適應(yīng)方法并不能非常準(zhǔn)確的進(jìn)行MCS選擇；且分 級反饋CQI產(chǎn)生的較大信令開銷使得集中式鏈路自適應(yīng)方法在實際應(yīng)用中的性能有所損 失。現(xiàn)有的集中式鏈路自適應(yīng)技術(shù)方案如圖1所示，描述如下1、終端UE通過導(dǎo)頻測量得到RN-to-UE鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2，并反饋給中繼 站RN ；2、中繼站RN轉(zhuǎn)發(fā)RN-to-UE鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2給基站eNB ；3、中繼站RN根據(jù)導(dǎo)頻測量得到eNB-to-RN鏈路的信道質(zhì)量信息CQI1，并反饋給基 站 eNB ；4、基站eNB根據(jù)獲得的CQI1、CQI2，選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制和編碼格式MCS1、MCS2，并通 知中繼站RN ；5、中繼站RN獲得eNB-to-RN鏈路的調(diào)制和編碼格式MCSl和RN-to-UE鏈路的調(diào) 制和編碼格式MCS2 ；6、基站eNB將接收到的RN-to-UE鏈路的調(diào)制和編碼格式MCS2轉(zhuǎn)發(fā)給終端UE。以上過程經(jīng)過一個自適應(yīng)反饋延時，在下一個時刻中繼站RN和終端UE分別采用 格式MCSl和MCS2傳輸數(shù)據(jù)。集中式鏈路自適應(yīng)技術(shù)需要eNB獲取兩跳各自的CQI信息才能做出自適應(yīng)調(diào)制和 編碼選擇操作，而UE測量得到的RN-to-UE鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2需要通過RN轉(zhuǎn)發(fā)給 eNB。同樣地，eNB完成調(diào)制和編碼格式選擇，不能將選擇的RN-to-UE鏈路的調(diào)制和編碼格 式MCS2直接通知UE，只能通過RN轉(zhuǎn)發(fā)。因此這樣一個流程需要額外的信令開銷。由于LTE-A系統(tǒng)要求低速移動場景進(jìn)行優(yōu)化、對高速移動場景提供支持，再加上
3移動通信信道的復(fù)雜性以及Relay節(jié)點(diǎn)處理產(chǎn)生的延時，使得整個自適應(yīng)操作存在較大延 時。如果采用集中式的自適應(yīng)方案，eNB的集中式選取的MCS格式并不能很準(zhǔn)確的根據(jù)當(dāng) 前信道條件做出準(zhǔn)確判斷，從而帶來系統(tǒng)性能的損失。綜上所述，集中式鏈路自適應(yīng)技術(shù)主要存在信令開銷較大和鏈路自適應(yīng)判斷不夠 準(zhǔn)確，系統(tǒng)性能不夠理想的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，包括以下步驟步驟一，終端UE通過導(dǎo)頻測量得到中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2，并反 饋給中繼站RN，由中繼站RN轉(zhuǎn)發(fā)給基站eNB ；步驟二，中繼站RN根據(jù)導(dǎo)頻測量得到基站到中繼站鏈路的信道質(zhì)量信息CQI1，并 反饋給基站eNB ；步驟三，基站eNB通過信道質(zhì)量信息CQI1，以及中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信 息CQI2，作出基站到中繼站鏈路的調(diào)制和編碼方式MCSl和中繼站到終端鏈路的調(diào)制和編 碼方式MCS2的選擇，并通過下行信令通知中繼站RN所述基站到中繼站鏈路的調(diào)制和編碼 方式MCSl ；步驟四，中繼站RN根據(jù)終端UE反饋的中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI3和 基站eNB確定的基站到中繼站鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS1，決定中繼站到終端鏈路的調(diào)制 和編碼方式MCS3。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟四中中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息 CQI3是精確值，所述步驟一中中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2是近似值。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述步驟一中中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息 CQI2是整個頻帶上某一種粗略的信道信息。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述步驟一中中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息 CQI2是所有頻帶的平均信道質(zhì)量信息。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述步驟三中基站eNB產(chǎn)生的調(diào)制和編碼方式 MCS2保留在基站，不需要轉(zhuǎn)發(fā)給終端UE。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，中繼站RN接收來自基站eNB的數(shù)據(jù)，其表達(dá)式 為yffl = hBE X M1+VEN其中，Xmi表示基站eNB使用調(diào)制方式Ml傳輸給中繼站RN的傳輸符號，hBK表示基 站到中繼站鏈路的信道系數(shù)，Vkn表示復(fù)數(shù)形式的加性白噪聲。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，中繼站RN發(fā)送給終端UE的符號為yRN =^1ru Zm 2 + ^ut其中，hKU表示中繼站到終端鏈路的信道系數(shù)，Vut表示復(fù)數(shù)形式的加性白噪聲。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，^2表示為χμ2 = ρμ1χμ2 + (Zm2 - Ρμ2Χμι)
χΜΧ = Dec(Zm)其中，X M1被解調(diào)為im ,解調(diào)后的符號被再次調(diào)制為^2 , Χ E表示基站eNB使 用調(diào)制方式M2傳輸給中繼站RN的傳輸符號，=五<(也2)'瓜2 >為也2和xM2的歸一化 相關(guān)系數(shù)。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明在一定程度上避免了分級逐層反饋信道質(zhì)量信息 所帶來的較大的信令開銷，同時也避免了因為較大反饋時延而造成的鏈路自適應(yīng)調(diào)制和編 碼方式選擇不夠準(zhǔn)確的問題，從而在一定程度上保證了自動信息計算(Automatic Message Counting, AMC)操作的準(zhǔn)確性。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為集中式鏈路自適應(yīng)流程圖；圖2為分布式鏈路自適應(yīng)流程圖；圖3為DmF分布式鏈路自適應(yīng)原理框圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供的中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法是面向第四代移動通信系統(tǒng)的，適 用于LTE-A系統(tǒng)，也適用于其他使用了 Relay的無線通信系統(tǒng)。該發(fā)明在一定程度上改善 了集中式信令開銷較大和性能欠佳的缺陷。具體的技術(shù)方案如圖2所示，描述如下步驟一，終端UE通過導(dǎo)頻測量得到中繼站到終端(RN-to-UE)鏈路的信道質(zhì)量 信息CQI2，并反饋給中繼站RN，由中繼站RN轉(zhuǎn)發(fā)給基站eNB。此處與集中式鏈路自適應(yīng) 區(qū)別在于，信道質(zhì)量信息CQI2不需要是RN-to-UE鏈路準(zhǔn)確的信道質(zhì)量信息，而只要是一 個粗略的信息(如所有頻帶的平均CQI)即可。因此反饋周期可以遠(yuǎn)大于發(fā)送時間間隔 (Transmission Time Interval，TTI)，從而達(dá)到減小信令開銷的作用。步驟二，中繼站RN根據(jù)導(dǎo)頻測量得到基站到中繼站(eNB-to-RN)鏈路的信道質(zhì)量 信息CQI1，并反饋給基站eNB。此處由于中繼站RN不需要每次都轉(zhuǎn)發(fā)RN-to-UE鏈路的信 道質(zhì)量信息，因此相對集中式鏈路自適應(yīng)減小了信令開銷。步驟三，基站eNB通過信道質(zhì)量信息CQI1，以及RN-to-UE鏈路的平均信道質(zhì)量信 息CQI2，作出eNB-to-RN鏈路的調(diào)制和編碼方式MCSl和RN-to-UE鏈路的調(diào)制和編碼方式 MCS2的選擇，并通過下行信令通知中繼站RN所述eNB-to-RN鏈路的調(diào)制和編碼方式MCSl。 此處基站eNB產(chǎn)生的調(diào)制和編碼方式MCS2不需要轉(zhuǎn)發(fā)給終端UE。步驟四，中繼站RN根據(jù)終端UE反饋的RN-to-UE鏈路的信道質(zhì)量信息CQI3，決定 RN-to-UE鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS3。此處的CQI3與CQI2相比，其不同之處在于CQI3 反應(yīng)的RN-to-UE鏈路的信道質(zhì)量信息比CQI2更加準(zhǔn)確。由于中繼站到終端鏈路的調(diào)制和編碼方式由中繼站根據(jù)精確的信道質(zhì)量信息 CQI3確定，所以調(diào)制和編碼方式MCS2僅作參考。CQI3是確定RN-to-UE鏈路調(diào)制編碼格式 的依據(jù)，而CQI2是決定RN-to-UE鏈路調(diào)制編碼格式的依據(jù)。在選定MCSl之后，中繼站RN 根據(jù)RN-to-UE鏈路精細(xì)的CQI3信息，對中繼站到終端鏈路的調(diào)制和編碼方式進(jìn)行精調(diào)。如
5果發(fā)現(xiàn)中繼站到終端鏈路信道質(zhì)量足夠好，為了進(jìn)一步節(jié)約資源，可以“打孔”處理，降低碼 速，這使得調(diào)制和編碼方式MCS3的選擇自由度更高了。從以上描述可知，分布式鏈路自適應(yīng)方法因為信道質(zhì)量信息CQI2僅需要反饋一 個粗略的信道信息，所以其信令開銷非常小，某種程度上可以忽略開銷，如圖2虛線部分所 示，相比集中式鏈路自適應(yīng)方法來說節(jié)省了信令開銷。由于RN-to-UE鏈路的自適應(yīng)選擇由 中繼站RN做出，因此，本發(fā)明的分布式鏈路自適應(yīng)方法給出的調(diào)制和編碼方式MCS3較集中 式鏈路自適應(yīng)方法給出的調(diào)制和編碼方式MCS2來說更加準(zhǔn)確，因此本發(fā)明提供的方法性 能必然較集中式自適應(yīng)方法的性能有所提高。下面以解調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)中繼(Demodulate-and-forward，DmF)為例，具體描述信道質(zhì)量 信息MCS的選擇和信擾噪比SINR的估計的具體步驟以及推導(dǎo)方法。解調(diào)轉(zhuǎn)發(fā)中繼(Demodulate-and-Forward，DmF)是3GPP標(biāo)準(zhǔn)化討論中定義的一 類中繼模式，它對接收到的信號只進(jìn)行解調(diào)而不進(jìn)行譯碼，然后將解調(diào)的數(shù)據(jù)再次重新調(diào) 制發(fā)射出去。該模式下的中繼站需要讀取資源調(diào)度和與MCS相關(guān)的控制信令。圖3給出了 DmF原理框圖。中繼站RN接收來自基站eNB的數(shù)據(jù)，其表達(dá)式為yffl = hBE X M1+VEN其中，χ 表示基站eNB使用調(diào)制方式Ml傳輸給中繼站RN的傳輸符號，hBK表示 基站到中繼站鏈路的信道系數(shù)，Vkn表示復(fù)數(shù)形式的加性白噪聲。中繼站RN的硬判決后的 解調(diào)符號為χΜλ = Dec(Zm)解調(diào)后的符號;^,再次被調(diào)制為;^2，這樣;^2可表示為χΜ2 = PmiXmi + (χΜ2 -ΡΜ2χΜ2)其中， 2二￡<(；^2)'；^2>為；^2和xM2的歸一化相關(guān)系數(shù)，X M2表示基站eNB使 用調(diào)制方式M2傳輸給中繼站RN的傳輸符號，此系數(shù)用于信擾噪比SINR的估計。得到中繼站RN發(fā)送給終端UE的符號為yRN = ^1HU ZM 2 + ^UT其中，hKU表示中繼站到終端鏈路的信道系數(shù)，Vut表示復(fù)數(shù)形式的加性白噪聲，將 代入上式得到y(tǒng)m =^iRUPmiXMI + ^RU (XMI ~ PMIXMI) + ^ur得到虛擬信道的端到端信噪比 這里的ζ；為終端UE反饋給基站eNB的RN-to-UE鏈路粗略的信道質(zhì)量信息CQI，
O ^表示噪聲方差，P M2表示Un X12的歸一化相關(guān)系數(shù)。根據(jù)(1)式得到的端到端信噪 比SNRe2e，最后根據(jù)SNRe2e選擇適當(dāng)eNB-to-RN鏈路MCS格式。
以上為集中式鏈路自適應(yīng)的信擾噪比的估計原理，分布式鏈路自適應(yīng)的信擾噪比 SINR估計原理和集中式類似，只不過當(dāng)基站eNB根據(jù)RN-to_UE鏈路粗略的信道質(zhì)量信息 CQI和eNB-to-RN鏈路較精確的信道質(zhì)量信息CQI完成第一次MCS格式選擇之后，中繼站 RN需要根據(jù)它所獲得的RN-to-UE鏈路精確的信道質(zhì)量信息CQI再一次計算端到端信噪比， 計算SINR的公式向樣為SNRe2e = 2 丨廠—丨——Γ
Ku O--Put ) + συτ獲得端到端信噪比之后，中繼站RN最后通過查表確定適當(dāng)?shù)腞N-to-UE鏈路MCS 格式。如此產(chǎn)生的MCS格式較集中式鏈路自適應(yīng)產(chǎn)生的MCS格式更加準(zhǔn)確。本發(fā)明在一定程度上避免了分級逐層反饋信道質(zhì)量信息所帶來的較大的信令開 銷，同時也避免了因為較大反饋時延而造成的鏈路自適應(yīng)調(diào)制和編碼方式選擇不夠準(zhǔn)確的 問題，從而在一定程度上保證了 AMC操作的準(zhǔn)確性。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例 中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一，終端UE通過導(dǎo)頻測量得到中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2，并反饋給中繼站RN，由中繼站RN轉(zhuǎn)發(fā)給基站eNB；步驟二，中繼站RN根據(jù)導(dǎo)頻測量得到基站到中繼站鏈路的信道質(zhì)量信息CQI1，并反饋給基站eNB；步驟三，基站eNB通過信道質(zhì)量信息CQI1，以及中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2，作出基站到中繼站鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS1和中繼站到終端鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS2的選擇，并通過下行信令通知中繼站RN所述基站到中繼站鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS1；步驟四，中繼站RN根據(jù)終端UE反饋的中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI3和基站eNB確定的基站到中繼站鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS1，決定中繼站到終端鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，其特征在于所述步驟四 中中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI3是精確值，所述步驟一中中繼站到終端鏈路的 信道質(zhì)量信息CQI2是近似值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，其特征在于所述步驟一 中中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2是整個頻帶上某一種粗略的信道信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，其特征在于所述步驟一 中中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2是所有頻帶的平均信道質(zhì)量信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，其特征在于所述步驟三 中基站eNB產(chǎn)生的調(diào)制和編碼方式MCS2保留在基站，不需要轉(zhuǎn)發(fā)給終端UE。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，其特征在于中繼站RN接 收來自基站eNB的數(shù)據(jù)，其表達(dá)式為yRN — hBE X MI+VRN其中，χ M1表示基站eNB使用調(diào)制方式Ml傳輸給中繼站RN的傳輸符號，hBK表示基站 到中繼站鏈路的信道系數(shù)，Vkn表示復(fù)數(shù)形式的加性白噪聲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，其特征在于中繼站RN發(fā) 送給終端UE的符號為yRN = ^1RU XM 2 + ^UT其中，hKU表示中繼站到終端鏈路的信道系數(shù)，Vut表示復(fù)數(shù)形式的加性白噪聲。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，其特征在于dM2表示為ZM 2 = PMIXmi + ^XMI — PMIXMI)Xmx = Dec(Zm)其中，乂^被解調(diào)為；^，解調(diào)后的符號；^褲再次調(diào)制為；^、xM2表示基站eNB使用 調(diào)制方式M2傳輸給中繼站RN的傳輸符號，=五<(知2)’;^2 >為;^2和;^2的歸一化相關(guān) 系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中繼分布式鏈路自適應(yīng)通信方法，包括步驟一，終端通過導(dǎo)頻測量得到中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI2，并反饋給中繼站，由中繼站轉(zhuǎn)發(fā)給基站；步驟二，中繼站根據(jù)導(dǎo)頻測量得到基站到中繼站鏈路的信道質(zhì)量信息CQI1，并反饋給基站；步驟三，基站通過CQI1和CQI2作出基站到中繼站鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS1和中繼站到終端鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS2的選擇，并通過下行信令通知中繼站所述MCS1；步驟四，中繼站根據(jù)終端反饋的中繼站到終端鏈路的信道質(zhì)量信息CQI3和基站確定的MCS1決定中繼站到終端鏈路的調(diào)制和編碼方式MCS3。本發(fā)明在一定程度上避免了較大的信令開銷和因較大反饋時延而造成的調(diào)制和編碼方式選擇不夠準(zhǔn)確的問題，從而保證了AMC操作的準(zhǔn)確性。
文檔編號H04W88/08GK101925204SQ20091005292
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者周斌, 張晨璐, 徐景, 王芳 申請人:上海無線通信研究中心