專利名稱：Mimo系統(tǒng)中用于模式適應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于多輸入多輸出(MIMO)的模式適應(yīng)方法，尤其地，涉及一種用 于減少上行鏈路反饋信息量的方法。
背景技術(shù)：
在所有基于多天線的MIMO系統(tǒng)中，根據(jù)用戶信道條件而被自適應(yīng)地操作的閉環(huán) MIMO(CL-MIMO)系統(tǒng)能夠在極大地改善整個系統(tǒng)的性能或吞吐量(throughput)。閉環(huán)ΜΙΜΟ系統(tǒng)可分為用于報告預(yù)編碼矩陣索引(PMI)的基于代碼本的預(yù)編碼系 統(tǒng)和用于報告信道的基于模擬反饋的預(yù)編碼系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)有以下優(yōu)缺點?；诖a本的預(yù)編碼系統(tǒng)要求少量的反饋信息，具有少量的信道質(zhì)量指示符或信 息(CQI)失配，并根據(jù)碼字限制而減少閃爍效應(yīng)(flashlight effect) 0此時，基于對預(yù)編 碼器和干擾器這兩者的完整理解，以訓(xùn)練序列(midamble)或共用導(dǎo)頻(pilot)來對CQI進 行測量?；诖a本的預(yù)編碼系統(tǒng)具有如下缺點。更詳細而言，基于代碼本的預(yù)編碼系統(tǒng) 具有大量的量化誤差和低的成束增益。為了實現(xiàn)上述基于代碼本的預(yù)編碼系統(tǒng)，需要適當 的代碼本設(shè)計?；谀M反饋的預(yù)編碼系統(tǒng)減少了量化誤差的數(shù)量，并獲得高成束增益。另一方 面，基于模擬反饋的預(yù)編碼系統(tǒng)要求過量的反饋信息或反饋誤差，具有大量的CQI失配，并 產(chǎn)生閃爍效應(yīng)。特別地，如果對多用戶MIMO系統(tǒng)使用基于模擬反饋的預(yù)編碼，則只能以專 用導(dǎo)頻來測量CQI。此外，只要基于模擬反饋的預(yù)編碼系統(tǒng)不能識別干擾的預(yù)編碼器，則移 動站就不能測量CQI。為了實現(xiàn)基于模擬反饋的預(yù)編碼系統(tǒng)，需要探測(sounding)信道。因此，基于代碼本的預(yù)編碼系統(tǒng)具有上述優(yōu)點，因此它廣泛應(yīng)用于3GPP LTE系統(tǒng)、 WiMAX系統(tǒng)、以及2GPP2超移動寬帶(UMB)系統(tǒng)中。根據(jù)用于分配空間資源的方法，MIMO系統(tǒng)分為單用戶MIMO(SU-MIMO)系統(tǒng)和多用 戶 MIMO (MU-MIMO)系統(tǒng)。圖1和圖2示出了以兩個或更多個空間復(fù)用率傳輸數(shù)據(jù)時的傳輸結(jié)構(gòu)的方框圖。圖1示出使用垂直編碼(或單個碼字(SCW))的情況。圖2示出使用水平編碼(或 多碼字(MCW))的另一種情況。SU-MIMO系統(tǒng)將所有的空間資源僅僅分配給一個移動站(MS)。當在閉環(huán)MIMO方 案下操作SU-MIMO系統(tǒng)時，每個移動站(MS)選擇首選的的秩(rank)(即空間復(fù)用率)，并 報告該首選的秩、預(yù)編碼矩陣索引(PMI)和信道質(zhì)量信息(CQI)，其適用于所選擇秩?；?(BS)利用這種反饋信息僅僅給一個移動站(MS)分配資源(即時間和頻率)。在這種情況 下，空間資源全部被移動站(MS)利用。這里，SCW或MCW可用作傳輸結(jié)構(gòu)。MU-MIMO系統(tǒng)用于將空間資源分配給幾個移動站。當在CL-MIM0方案下操作 MU-MIMO系統(tǒng)時，每個移動站(MS)根據(jù)MU-MIMO條件來傳輸CQI和PMI。在這種情況下， MU-MIMO條件是預(yù)編碼矩陣組、MU-MIMO類型(PU2RC、ZF-BF、…)等等?；?BS)利用接
4收的信息選擇滿足特定條件的移動站(MS)，并將選擇的移動站(MS)分配給資源(即時間和 頻率)。這里，將傳輸結(jié)構(gòu)設(shè)定為MCW。通常，如果用戶數(shù)量較少的話，SU-MIMO系統(tǒng)的吞吐量優(yōu)于MU-MIMO系統(tǒng)的吞吐 量。如果用戶數(shù)量較大的話，MU-MIMO系統(tǒng)的吞吐量優(yōu)于SU-MIMO系統(tǒng)的吞吐量。當若干 用戶在MU-MIMO系統(tǒng)中相互配對時，如果發(fā)現(xiàn)用戶的正交配對，則MU-MIMO系統(tǒng)的吞吐量變 得更好。用戶數(shù)量越多，產(chǎn)生正交配對的可能性越大。圖3是示出SU-MIMO系統(tǒng)與MU-MIM0系統(tǒng)之間的吞吐量比較的曲線圖。在圖3中，如果單元中大約有5個或5個以上的人，則MU-MIMO系統(tǒng)的吞吐量優(yōu)于 SU-MIMO系統(tǒng)的吞吐量。這個特定點稱為SU-MU切換點。根據(jù)信道狀態(tài)、用戶狀態(tài)等情況， 這個切換點可出現(xiàn)在不同的位置。更詳細而言，最佳系統(tǒng)的吞吐量必須遵循SU-MIMO吞吐量和MU-MIMO吞吐量的包 絡(luò)(envelopes)。對此操作，移動站(MS)必須不僅進行適合于SU-MIMO系統(tǒng)的反饋操作，還 必須進行適合于MU-MIMO系統(tǒng)的另一反饋操作。結(jié)果，不可避免地增加了反饋開銷量。通常，代碼本結(jié)構(gòu)是預(yù)先確定的。特別地，對于MU-MIMO模式，如果用戶數(shù)量不很 多，則代碼本尺寸必須小到使配對增益上升。因此，一般將用于MU-MIMO模式的代碼本尺寸 設(shè)計為小于SU-MIMO模式的代碼本尺寸，從而減少成束增益。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，本發(fā)明涉及一種用于MIMO系統(tǒng)的模式適應(yīng)方法，這種方法基本上避免了由 于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷所致的一個或多個問題。技術(shù)解決方案本發(fā)明的目的是提供一種用于將系統(tǒng)吞吐量最大化，同時有效減少反饋信息量的 模式適應(yīng)方法。本發(fā)明的額外的優(yōu)點、目標和特點將部分地在后面的說明書中提出，對本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員而言，通過檢查后面的說明書，這些額外優(yōu)點、目標和特點將部分地變得顯而易 見，或者通過實踐本發(fā)明而獲悉。通過這里所寫的說明書及其權(quán)利要求書，以及附圖特別指 出的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)并達到本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。為了實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點，并根據(jù)本發(fā)明的目的，如同這里具體實施并寬泛 描述的，提供一種用于在單用戶MIMO(SU-MIMO)模式與多用戶ΜΙΜΟ(MU-MIMO)模式之間進 行模式切換的模式適應(yīng)方法，所述方法包括步驟由基站從移動站接收與首選的MIMO模式 相關(guān)信息；基于所述首選的MIMO模式相關(guān)信息來確定MIMO模式；向所述移動站報告所述 MIMO模式；以及從所述移動站接收所述MIMO模式的反饋信息。所述首選的MIMO模式相關(guān)信息可包括首選的MIMO模式和基于所述首選的MIMO 模式確定的反饋信息中的至少一個。所述模式適應(yīng)方法還可包括向所述移動站傳輸閾值，其中，所述閾值用于確定要 傳輸?shù)剿龌镜乃鍪走x的MIMO模式。確定MIMO模式可包括利用所述首選的MIMO模式相關(guān)信息來計算總平均吞吐量 度量；以及當所述總平均吞吐量度量大于模式切換閾值時，將所述MIMO模式設(shè)定為所述首
5選的MIMO模式。當當前模式的吞吐量度量與所述首選的MIMO模式的吞吐量度量之間的比率大于 閾值時，將所述首選的MIMO模式相關(guān)信息從所述移動站傳遞到所述基站。接收首選的MIMO模式相關(guān)信息可包括將接收當前模式的信道質(zhì)量指示符(CQI) 和預(yù)編碼矩陣索引(PMI)中的至少一個的反饋信道進行時分；以及經(jīng)由所述時分的反饋信 道時段性地接收所述首選的MIMO模式相關(guān)信息。可通過專用于所述首選的MIMO模式相關(guān)信息的額外信道來接收所述首選的MIMO 模式相關(guān)信息。所述首選的模式是單用戶MIMO(SU-MIMO)模式、支持兩個移動站的多用戶 MIMO (MU-MIMO)模式2、支持三個移動站的MU-MIMO模式3、以及支持四個移動站的MU-MIMO 模式4中的一個。接收所述首選的MIMO模式相關(guān)信息可包括向所述移動站傳輸所述首選的MIMO 模式的反饋請求。所述反饋請求可包括指示所述基站的所述首選的MIMO模式相關(guān)信息的接收次 數(shù)的預(yù)定數(shù)量的特定信息，所述基站將通過反饋信道接收基于所述首選的MIMO模式而確 定的反饋信息，所述反饋信道接收當前模式的信道質(zhì)量指示符(CQI)和預(yù)編碼矩陣索引 (PMI)中的至少一個。在本發(fā)明的另一方案中，提供一種用于在單用戶MIMO(SU-MIMO)模式與多用戶 MIMO(MU-MIMO)模式之間進行模式切換的模式適應(yīng)方法，所述方法包括利用當前模式和 閾值，由移動站確定首選的MIMO模式；向基站報告首選的MIMO模式相關(guān)信息；以及基于所 述首選的MIMO模式相關(guān)信息來接收改變的當前模式。所述首選的MIMO模式相關(guān)信息可包括首選的MIMO模式和基于所述首選的MIMO 模式確定的反饋信息中的至少一個。通過檢查當前模式的吞吐量度量與所述首選的MIMO模式的吞吐量度量之間的 比率是否大于閾值來確定所述首選的MIMO模式，當當前模式的吞吐量度量與所述首選的 MIMO模式的吞吐量度量之間的比率大于所述閾值時，向基站報告所述首選的MIMO模式相
關(guān)fe息。報告所述信息可包括將對當前模式的信道質(zhì)量指示符(CQI)和預(yù)編碼矩陣索引 (PMI)中的至少一個進行傳輸?shù)姆答佇诺肋M行時分；以及經(jīng)由時分的反饋信道向所述基站 時段性地傳輸所述首選的MIMO模式相關(guān)信息。報告首選的MIMO模式相關(guān)信息可包括通過專用于所述首選的MIMO模式相關(guān)信 息的額外信道來傳輸所述首選的MIMO模式相關(guān)信息。所述模式適應(yīng)方法還包括從所述基站接收所述閾值。所述首選的模式是單用戶MIMO(SU-MIMO)模式、支持兩個移動站的多用戶 MIMO (MU-MIMO)模式2、支持三個移動站的MU-MIMO模式3、以及支持四個移動站的MU-MIMO 模式4中的一個。報告首選的MIMO模式相關(guān)信息包括當從所述基站接收到對所述首選的MIMO模 式的反饋請求時，報告所述首選的MIMO模式的反饋信息。所述反饋請求可包括指示所述移動站對所述反饋信息的傳輸次數(shù)的預(yù)定數(shù)目的特定信息，所述移動站將通過反饋信道傳輸所述首選的MIMO模式相關(guān)信息，所述反饋信道 傳輸當前模式的信道質(zhì)量指示符(CQI)和預(yù)編碼矩陣索引(PMI)中的至少一個。應(yīng)當理解的是，本發(fā)明前面的一般性描述和后面的詳細描述都是示例性和說明性 的，目的是提供對所聲明的本發(fā)明的進一步解釋。有益效果本發(fā)明提供一種利用MIMO系統(tǒng)的模式適應(yīng)方法來減少上行鏈路反饋信息量的方 法。這種方法可適用于IEEE 802. 16m系統(tǒng)的基站、移動站等中。因此，本發(fā)明能將系統(tǒng)吞 吐量最大化，同時有效地減少反饋信息量。


所包括的附圖提供對本發(fā)明的進一步理解，附圖合并在本發(fā)明中并構(gòu)成本發(fā)明的 一部分，其示出本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1和圖2示出了以兩個或更多個空間復(fù)用率來傳輸數(shù)據(jù)時的傳輸結(jié)構(gòu)的方框 圖；圖3是示出SU-MIMO與MU-MIM0之間的吞吐量比較的曲線圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，利用模式適應(yīng)方法來減少反饋信息量的方 法的流程圖；圖5示出以特定時段間隔，在反饋信道上傳輸首選的模式信息，而非當前模式的 CQI和PMI的方法；圖6示出在額外的反饋信道上時段性傳輸首選的模式的信息的方法；圖7示出用于傳輸秩(rank)信息而非首選的模式信息的示例性情況；圖8示出通過基站(BS)請求特定模式的反饋，并通過移動站(MS)進行請求模式 的反饋的方法；以及圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的模式適應(yīng)方法的吞吐量的曲線圖。
具體實施例方式下面詳細參照本發(fā)明的首選的實施例，附圖中示出首選的實施例的示例。只要可 能，所有附圖中相同的參考標號被用于表示相同或相似的部件。本發(fā)明的下述實施例可修 改為多種形式，因此本發(fā)明的范圍并不僅僅限于下述實施例，也適用于其他示例。圖4是示出利用根據(jù)本發(fā)明的模式適應(yīng)方法來減少反饋信息量的方法的流程圖。在圖4中，1是在特定模式(1)下一次傳輸?shù)囊苿诱?MS)的數(shù)量，而M是另一個模 式(M)下一次傳輸?shù)囊苿诱?MS)的數(shù)量。可以根據(jù)基站(BS)來指示模式。可將模式設(shè)定為模式M，其通過諸如IEEE 802. 16e的MAP或子圖的下行鏈路控制信道來傳輸。Y1可通過移動站來計算，并且可以是作為第1個模式度量的容量或吞吐量。在這 種情況下，假定將1* Y工和Μ* γ M稱為吞吐量度量。C1是基于移動站的反饋而通過基站計算 的度量。例如，C1可以是總平均容量(SAC)或總平均吞吐量(SAT)等等。α是用于反饋的閾值。如果提供特定條件]
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則移動站報告第1個模式的反饋。α可以是通過基站指示的值、預(yù)定值、或者通過 每個移動站任意決定的其他值。在圖4中，在步驟410，移動站確定當前模式(M)的吞吐量度量與MIMO模式將要切 換到的另一模式(1)的吞吐量度量之間的比率是否大于閾值。在這種情況下，如果上述比 率大于閾值，則移動站向基站報告MIMO模式將要切換到的模式(1)的信息。接著，在步驟420，接收到反饋信息的基站利用反饋信息計算模式(1)的總平均吞 吐量度量，并在步驟430確定計算得到的總平均吞吐量度量是否大于模式切換閾值。圖4 示例性地示出作為模式切換閾值的當前模式(M)的總平均吞吐量度量。如果在步驟430，模式(1)的總平均閾值度量大于模式切換閾值，則在步驟440， MIMO模式改變?yōu)槟Ｊ?1)，并且向移動站通知改變的MIMO模式，即模式(1)。此時，如果閾 值改變，那么也向移動站通知改變的閾值信息。同時，如果模式(1)的總平均吞吐量度量等于或小于模式切換閾值，則在步驟 450，只向移動站通知閾值信息。每個移動站可以以多種方式向基站報告模式信息、模式索引、CQI和/或PMI等。圖5示出通過反饋信道以特定時段間隔傳輸首選的模式的信息，而非通過反饋信 道傳輸當前模式的CQI和PMI的方法。特別地，如果首選的模式的信息量大于反饋信道的容量，則該首選的模式的信息 可通過反饋信道分開地傳輸若干次。對于一些示例，將詳細描述以下實例。假設(shè)以4個時段的間隔來傳輸模式指示信息，則移動站在反饋信道的時間索引0、 1、和2處，傳輸指示當前模式的模式M的反饋信息(CQI和/或ΡΜΙ)。如果另一模式(模式 1)在反饋信道的時間索引3不滿足
權(quán)利要求
一種用于在單用戶MIMO(SU MIMO)模式與多用戶MIMO(MU MIMO)模式之間進行模式切換的模式適應(yīng)方法，所述方法包括由基站從移動站接收首選的MIMO模式相關(guān)信息；基于所述首選的MIMO模式相關(guān)信息來確定MIMO模式；向所述移動站報告所述MIMO模式；以及從所述移動站接收所述MIMO模式的反饋信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模式適應(yīng)方法，其中，所述首選的MIMO模式相關(guān)信息包括首選的MIMO模式和基于所述首選的MIMO模 式確定的反饋信息中的至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模式適應(yīng)方法，進一步包括 向所述移動站傳輸閾值，其中，所述閾值用于確定要傳輸?shù)剿龌镜乃鍪走x的MIMO模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模式適應(yīng)方法，其中，確定所述MIMO模式包括 利用所述首選的MIMO模式相關(guān)信息計算總平均吞吐量度量；以及當所述總平均吞吐量度量大于模式切換閾值時，將所述MIMO模式設(shè)定為所述首選的 MIMO模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模式適應(yīng)方法，其中，當當前模式的吞吐量度量與所述首選 的MIMO模式的吞吐量度量之間的比率大于閾值時，將所述首選的MIMO模式相關(guān)信息從所 述移動站傳遞到所述基站。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模式適應(yīng)方法，其中，接收所述首選的MIMO模式相關(guān)信息包括將接收當前模式的信道質(zhì)量指示符(CQI)和預(yù)編碼矩陣索引(PMI)中的至少一個的反 饋信道進行時分；以及經(jīng)由所述時分的反饋信道時段性地接收所述首選的MIMO模式相關(guān)fn息ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模式適應(yīng)方法，其中，通過專用于所述首選的MIMO模式相關(guān) 信息的額外信道來接收所述首選的MIMO模式相關(guān)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模式適應(yīng)方法，其中，所述首選的模式是單用戶 MIMO (SU-MIMO)模式、支持兩個移動站的多用戶MIMO (MU-MIMO)模式2、支持三個移動站的 MU-MIMO模式3、以及支持四個移動站的MU-MMO模式4中的一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模式適應(yīng)方法，其中，接收所述首選的MIMO模式相關(guān)信息包括向所述移動站傳輸用于所述首選的MIMO模式的反饋請求。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的模式適應(yīng)方法，其中，所述反饋請求包括指示所述基站的所 述首選的MIMO模式相關(guān)信息的接收次數(shù)的預(yù)定數(shù)量的特定信息，所述基站將通過反饋信 道接收基于所述首選的MIMO模式而確定的反饋信息，所述反饋信道接收當前模式的信道 質(zhì)量指示符(CQI)和預(yù)編碼矩陣索引(PMI)中的至少一個。
11.一種用于在單用戶MIMO(SU-MIMO)模式與多用戶MIMO(MU-MIMO)模式之間進行模 式切換的模式適應(yīng)方法，所述方法包括利用當前模式和閾值，由移動站來確定首選的MIMO模式；向基站報告首選的MIMO模式相關(guān)信息；以及基于所述首選的MIMO模式相關(guān)信息接收改變的當前模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模式適應(yīng)方法，其中，所述首選的MIMO模式相關(guān)信息包括 首選的MIMO模式和基于所述首選的MIMO模式確定的反饋信息中的至少一個。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的模式適應(yīng)方法，其中，通過檢查當前模式的吞吐量度量與所述首選的MIMO模式的吞吐量度量之間的 比率是否大于閾值來確定所述首選的MIMO模式，并且當所述當前模式的吞吐量度量與所 述首選的MIMO模式的吞吐量度量之間的所述比率大于所述閾值時，向基站報告所述首選 的MIMO模式相關(guān)信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模式適應(yīng)方法，其中，報告所述信息包括將傳輸所述當前模式的信道質(zhì)量指示符(CQI)和預(yù)編碼矩陣索引(PMI)中的至少一個 的反饋信道進行時分；以及經(jīng)由所述時分的反饋信道向所述基站時段性地傳輸所述首選的MIMO模式相關(guān)信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模式適應(yīng)方法，其中，報告所述首選的MIMO模式相關(guān)信息 包括通過專用于所述首選的MIMO模式相關(guān)信息的額外的信道來傳輸所述首選的MIMO模式相關(guān)信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模式適應(yīng)方法，進一步包括從所述基站接收所述閾值。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模式適應(yīng)方法，其中，所述首選的MIMO模式是單用戶 MIMO (SU-MIMO)模式、支持兩個移動站的多用戶MIMO (MU-MIMO)模式2、支持三個移動站的 MU-MIMO模式3以及支持四個移動站的MU-MIMO模式4中的一個。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的模式適應(yīng)方法，其中，報告所述首選的MIMO模式相關(guān)信息 包括一旦從所述基站接收到所述首選的MIMO模式的反饋請求，報告所述首選的MIMO模式 的反饋信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的模式適應(yīng)方法，其中，所述反饋請求包括指示所述移動站 的所述反饋信息的傳輸次數(shù)的預(yù)定數(shù)量的特定信息，所述移動站將通過反饋信道傳輸所述 首選的MIMO模式相關(guān)信息，所述反饋信道傳輸所述當前模式的信道質(zhì)量指示符(CQI)和預(yù) 編碼矩陣索引(PMI)中的至少一個。
全文摘要
一種用于在單用戶MIMO(SU-MIMO)模式與多用戶MIMO(MU-MIMO)模式之間進行模式切換的模式適應(yīng)方法，所述方法包括通過基站從移動站接收首選的MIMO模式相關(guān)信息；基于所述首選的MIMO模式相關(guān)信息來確定MIMO模式；向所述移動站報告所述MIMO模式；以及從所述移動站接收所述MIMO模式的反饋信息。
文檔編號H04B7/04GK101981825SQ200980111734
公開日2011年2月23日 申請日期2009年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月7日
發(fā)明者任彬哲, 千珍英, 樸成鎬, 李文日, 李旭峰, 高賢秀 申請人:Lg電子株式會社