專利名稱：無線通信系統(tǒng)中協(xié)調(diào)電子設(shè)備的系統(tǒng)和方法
無線通信系統(tǒng)中協(xié)調(diào)電子設(shè)備的系統(tǒng)和方法
相關(guān)申請的交叉引用
本發(fā)明要求2009年4月觀日遞交的發(fā)明名稱為“無線通信系統(tǒng)中協(xié)調(diào)電子設(shè)備的系統(tǒng)和方法”的第61/173，404號美國臨時申請案和2009年6月30日遞交的發(fā)明名稱為 “基于效用的分組調(diào)度通信系統(tǒng)”的第61/222，000號美國臨時申請案的在先申請優(yōu)先權(quán)，該在先申請的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明大體涉及無線通信，更具體地，涉及一種在無線通信系統(tǒng)中協(xié)調(diào)電子設(shè)備的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在長期演進(Long Term Evolution,簡稱LTE)的發(fā)展過程中，經(jīng)常討論靈活定制 LTE,以在具體環(huán)境下實現(xiàn)最佳性能。此外，在討論高級LTE(LTE-AdvanCed，簡稱LTE-A)時， 許多建議提出使用不同小區(qū)的協(xié)調(diào)傳輸來管理干擾電平(請參閱Ericsson，R1-082469, “LTE-Advanced-Coordinated Multipoint transmission/reception", Warsaw, Poland, June 30-July 4,2008).眾所周知，改進頻譜效率，小區(qū)規(guī)模減小，干擾隨之增大。
通常，使用波束賦形的無線通信系統(tǒng)利用大量發(fā)射和/或接收天線以及信號處理，來生成固定或自適應(yīng)發(fā)射/接收波束場型。波束場型可以定向，與單向發(fā)射和/或接收天線相比，性能有所提高。使用波束場型得到的發(fā)射/接收增益要大于使用單向發(fā)射和/ 或接收天線的無線通信系統(tǒng)。
照此而論，波束賦形已發(fā)展為提高小區(qū)信號覆蓋率和改進小區(qū)邊緣頻譜效率的前景技術(shù)。然而，波束賦形的一個主要缺點是所謂的閃光效應(yīng)，即干擾相鄰小區(qū)的波束場型中的變化，導(dǎo)致用戶設(shè)備(user equipment，簡稱UE)測量和報告與節(jié)點B(NodeB，簡稱 NB)傳輸之間的信道質(zhì)量發(fā)生變化。已提出協(xié)調(diào)波束賦形/切換，作為此問題的一個可能的解決方案(請參閱 C80216m-08_487，Alcatel_Lucent, "Grid-of-Beams (GoB) Based Downlink Multi-User ΜΙΜΟ", IEEE802. 16m, May 2008 and NTT DoCoMo,"Proposals for LTE-Advanced technologies", Rl-082575, Warsaw, Poland, June 30-July 4，2008，其以引入的方式并入本文本中)。
需要有一種用于協(xié)調(diào)波束切換的系統(tǒng)和方法，其中，小區(qū)間的協(xié)調(diào)是有限制的，并且通常緩慢變化。例如，集群中的每個NB可以通過其天線端口五( 上的優(yōu)選波束集進行系統(tǒng)性地循環(huán)。這種循環(huán)模式可以緩慢變化，并且可以是業(yè)務(wù)分配的函數(shù)，其中，分配只會按秒級變化。這意味著當(dāng)不同NB循環(huán)通過其波束時，接收的低速UE的信擾噪比(signal and interference to noise ratio，簡稱SINR)必然會隨之適時地波動。因此，如果相對于循環(huán)周期UE正在緩慢移動，那么報告的CQI在以后某些已知時間內(nèi)是有效的。發(fā)明內(nèi)容
通過在無線通信系統(tǒng)中啟用時頻空間的協(xié)調(diào)波束切換中分配波束的一種系統(tǒng)和方法的實施例，大體可以解決或避免這些以及其他問題，并且通常可體現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢。
根據(jù)一個實施例，提供一種利用控制器發(fā)送信息的方法。該方法包括，根據(jù)一組移動設(shè)備的傳輸來計算波束周期，從一組移動設(shè)備接收資源特定信道質(zhì)量指示符，為一組移動設(shè)備中的一個移動設(shè)備調(diào)度傳輸機會，以及根據(jù)調(diào)度的傳輸機會向該移動設(shè)備發(fā)送信息。移動設(shè)備由控制器提供服務(wù)，并且調(diào)度基于波束周期和信道質(zhì)量指示符。
根據(jù)另一實施例，提供一種利用控制器發(fā)送信息的方法。該方法包括，從由控制器提供服務(wù)的一組移動設(shè)備中的移動設(shè)備接收反饋信息，根據(jù)反饋信息計算波束周期，計算發(fā)送反饋信息的一組移動設(shè)備中的各移動設(shè)備的效用函數(shù)，為一組移動設(shè)備中的一個移動設(shè)備調(diào)度傳輸機會，以及根據(jù)調(diào)度的傳輸機會向該移動設(shè)備發(fā)送信息。調(diào)度基于波束周期、 反饋信息和效用函數(shù)。
根據(jù)另一實施例，提供一種利用控制器發(fā)送信息的方法。該方法包括，執(zhí)行由控制器提供服務(wù)的一組通信設(shè)備的信道發(fā)現(xiàn)，根據(jù)信道發(fā)現(xiàn)結(jié)果計算波束周期，從一組通信設(shè)備接收資源特定信道質(zhì)量指示符，為一組通信設(shè)備中的一個通信設(shè)備調(diào)度傳輸機會，以及根據(jù)調(diào)度的傳輸機會向該通信設(shè)備發(fā)送信息。調(diào)度基于所選協(xié)調(diào)波束切換技術(shù)、波束周期和資源特定信道質(zhì)量指示符。
一個實施例的一個優(yōu)點在于，控制信令和參考信號開銷會非常小。因此其對通信系統(tǒng)總體性能的影響也非常小。
一個實施例的另一優(yōu)點在于，NB應(yīng)用受限的調(diào)度技術(shù)對于UE可以是無縫且無形的。因此，UE不需要修改其反饋行為或變更其反饋信息的性質(zhì)。
一個實施例的又一優(yōu)點在于，可以實現(xiàn)最大的多用戶分集增益，這會顯著提高輕負(fù)荷狀態(tài)下的性能。
上文大致概述了本發(fā)明的功能和技術(shù)優(yōu)勢，以便更好地理解之后對實施例的詳細(xì)說明。下文將描述構(gòu)成本發(fā)明的權(quán)利要求主題的實施例的其他功能和優(yōu)點。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所公開的構(gòu)思和具體實施例可以輕而易舉地用作為執(zhí)行本發(fā)明的相同目的而修改或設(shè)計其他結(jié)構(gòu)或進程的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)理解，這些等效結(jié)構(gòu)不得背離所附權(quán)利要求中闡明的本發(fā)明的精神和范圍。


為了更全面地理解實施例及其優(yōu)點，現(xiàn)結(jié)合附圖做出以下參考說明，其中
圖Ia是多重天線可能產(chǎn)生的天線波束示意圖Ib是典型三扇區(qū)蜂窩通信系統(tǒng)的示意圖加是無線通信系統(tǒng)中兩個移動臺的操作的示意圖2b是無線通信系統(tǒng)的示意圖2c是NB的示意圖3是UE報告的CQI的示意圖如是UE報告的每個子帶的CQI的示意圖4b是信號波束的子帶分配的示意圖如是干擾波束的子帶分配的示意圖5是NB與NB協(xié)調(diào)中的UE之間交換的消息的第一呼叫流程圖6是NB與NB協(xié)調(diào)中的UE之間交換的消息的第二呼叫流程圖7是NB與NB協(xié)調(diào)中的UE之間交換的消息的第三呼叫流程圖8是用戶吞吐量的⑶F的數(shù)據(jù)圖9是UE/小區(qū)業(yè)務(wù)負(fù)荷為[5，10，15，20，25，30]的情況下，小區(qū)邊緣相對于小區(qū)平均性能的數(shù)據(jù)圖10是若干波束的波束場型圖Ila是若干波束的主瓣圖lib是UE報告的信道質(zhì)量指示符(channel quality indicator，簡稱CQI)的示意圖 12 是表現(xiàn)為 correlation_factor 和 system_load 函數(shù)的 UE 代價值圖13是向UE發(fā)送過程中的NB操作的流程圖，其中所述發(fā)送使用效用函數(shù)來調(diào)度；
圖14是向UE發(fā)送過程中的NB操作的流程圖，其中所述發(fā)送使用協(xié)調(diào)波束切換模式來調(diào)度，其靈活度取決于運營商的選擇和/或通信系統(tǒng)的狀態(tài)。
具體實施方式
下文詳細(xì)說明了實施例的形成和使用。但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供許多適用發(fā)明構(gòu)思，可以在廣泛的具體情境中實施。所討論的具體實施例僅起到以具體方式說明形成和使用本發(fā)明的作用，而非限制本發(fā)明的范圍。
圖Ia是多重天線可能產(chǎn)生的天線波束示意圖。如圖Ia所示，有四個與不同發(fā)射天線對應(yīng)的定向天線波束，例如定向天線波束105和定向天線波束110。圖Ia還顯示了與使用多重天線中的所有天線發(fā)射要發(fā)射的信號相對應(yīng)的全向波束115。圖Ib是典型三扇區(qū)蜂窩通信系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)的定向波束場型位于中心小區(qū)130。
圖加是兩個相鄰小區(qū)中的兩個MS的操作的示意圖。第一 MS “MS1”205可測量來自第一 BS “BS1”215的傳輸，第二 MS “MS2” 210可測量來自第二 BS “BS2”220的傳輸， 以確定最佳CQI，并將之反饋給相應(yīng)的BS。BS執(zhí)行的傳輸可以涉及不同時間的不同天線波束。隨后，會使用與MS報告給BS的最佳CQI對應(yīng)的時隙執(zhí)行發(fā)往MS的傳輸。
圖2b是無線通信系統(tǒng)250的示意圖。無線通信系統(tǒng)250包含多個NB，例如NB 255、 NB 256和NB 257。每個NB負(fù)責(zé)向其服務(wù)的UE，如UE 260,UE 26UUE 262等，分配網(wǎng)絡(luò)資源。例如，NB可轉(zhuǎn)發(fā)面向其服務(wù)UE的傳輸或為其服務(wù)的UE分配一些網(wǎng)絡(luò)資源，以保證該 UE可以發(fā)送信息。
無線通信系統(tǒng)250中的某些或全部NB可以在受限制的/分組的PMI調(diào)度模式下運行。在受限制的/分組的PMI調(diào)度模式下運行的NB被稱為位于所有NB的在用子集中， 因為并非所有NB都需要參與受限制的/分組的PMI調(diào)度模式。在受限制的/分組的PMI 調(diào)度模式下運行的NB都可以發(fā)射導(dǎo)頻。隨后，這些NB從其服務(wù)的UE接收優(yōu)選PMI。從UE 接收的PMI可以與其他NB協(xié)調(diào)，也可不與其協(xié)調(diào)，以調(diào)度發(fā)往UE的傳輸。
當(dāng)并非無線通信系統(tǒng)250中的所有NB都在受限制的/分組的PMI調(diào)度模式下運行時，如果NB擁有沒有在受限制的/分組的PMI調(diào)度模式下運行的相鄰NB (例如，相鄰NB在空間復(fù)用或發(fā)射分集模式下運行)，則NB的UE執(zhí)行的CQI測量會受到NB發(fā)射導(dǎo)頻時相鄰NB執(zhí)行的時頻相同的傳輸?shù)挠绊?。此外也會出現(xiàn)這樣的情況，那就是一部分可用帶寬在 CBS中運行。例如，如果信道為資源塊總數(shù)為50的IOMHz信道，那么一部分，例如其中30個資源塊可能專用于CBS，剩下的資源塊，例如剩下的20個資源塊可能專用于正常運行。
雖然每個NB或每個小區(qū)會擁有具有不同周期的波束分組循環(huán)模式，但仍有一個對在受限制的/分組的PMI調(diào)度模式下運行的所有NB通用的全局波束分組循環(huán)模式周期。 與NB連接的控制器265可根據(jù)各個NB或小區(qū)的單一波束分組模式循環(huán)模式周期來指定全局波束分組循環(huán)模式周期。全局波束分組循環(huán)模式周期可以是所有單一波束分組模式循環(huán)模式周期的最小倍數(shù)。例如，如果有三個NB參與受限制的/分組的PMI調(diào)度模式，它們的波束分組循環(huán)模式周期分別是四、四(4)和八(8)，那么全局波束分組循環(huán)模式周期可以是八(8)?；蛘?，全局波束分組循環(huán)模式周期也可以是16J4等。
圖2c是NB 275的示意圖。NB 275可控制進出其服務(wù)UE的通信。NB 275可以在多個操作模式下運行，包括受限制的/分組的PMI調(diào)度、靈活協(xié)調(diào)等模式。NB 275包含處理器觀0，用于運行應(yīng)用和程序。處理器280還可執(zhí)行與其他NB或NB的控制器的協(xié)調(diào)，以確定波束分組循環(huán)模式。下文會更詳細(xì)地描述波束分組循環(huán)模式的確定。
NB 275還可包含發(fā)射/接收電路觀2，用于處理要發(fā)送的信息/數(shù)據(jù)和接收的信息/數(shù)據(jù)。例如，發(fā)射/接收電路282可以針對信息/數(shù)據(jù)執(zhí)行過濾、放大、錯誤檢測、錯誤糾正、編碼、解碼等操作。信息數(shù)據(jù)可以通過天線284接收或發(fā)射。雖然圖中顯示的是單天線，但天線284可以是多重天線組成的天線陣列。
NB 275還包含調(diào)度器觀6，可用于調(diào)度至由NB 275使用波束組中波束提供服務(wù)的 UE的信息/數(shù)據(jù)的傳輸。調(diào)度器286可以與相鄰NB協(xié)調(diào)其波束組，也可不與其協(xié)調(diào)。調(diào)度器286可利用從UE接收的PMI來調(diào)度至UE的傳輸。雖然調(diào)度器286優(yōu)選使用UE的優(yōu)選波束(與UE發(fā)送的PMI對應(yīng)的波束)，但調(diào)度器286還可將同一波束組中的替代波束用作 UE的優(yōu)選波束。例如，如果更多UE報告其希望使用替代波束，那么調(diào)度器286可以選擇使用替代波束。
調(diào)度器286還可利用效用函數(shù)來選擇要調(diào)度的UE。效用函數(shù)可允許NB275從精確協(xié)調(diào)切換到無協(xié)調(diào)以及切換到兩者之間的不同協(xié)調(diào)等級，以最大化網(wǎng)絡(luò)利用率。調(diào)度器 286可以使用效用函數(shù)來協(xié)助UE的選擇，并可以根據(jù)效用函數(shù)選擇違反一條或多條協(xié)調(diào)規(guī)則。例如，調(diào)度器286可以違反報告的PMI或UE報告的CQI，或NB 275選擇的波束周期模式。此外，調(diào)度器286還可以根據(jù)效用函數(shù)形成不同的組群或根據(jù)效用函數(shù)實施不同的代價處罰。下文將詳細(xì)論述效用函數(shù)公式(基于業(yè)務(wù)負(fù)荷、報告的SINR的方差、UE移動性、 UE選擇代價等因素)和調(diào)度器286對效用函數(shù)的使用。
調(diào)度器286和處理器280可以耦合到一起并與存儲器288耦合。存儲器288可用于存儲應(yīng)用和程序，以及調(diào)度數(shù)據(jù)，例如從NB 275服務(wù)的UE收到的PMI報告。存儲器觀8 還可用于存儲有關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源分配給哪些UE的信息，以及波束分組循環(huán)信息，例如波束分組循環(huán)周期、波束分組循環(huán)模式、波束、波束組、碼本等。
小區(qū)協(xié)調(diào)可以有多種級別。在最高級別上，中央調(diào)度器可以確知小區(qū)集群中所有 UE的所有無線電狀態(tài)，并試圖找到UE的全局最佳選擇，以在任何時間提供適時服務(wù)。這一解決方案的缺點在于，回傳開銷過大，如果考慮到回傳的基本時延，則可能無法輕易實施。需要有更簡單但效果稍差的解決方案，以保證實施起來更加容易，這樣的解決方案已經(jīng)出現(xiàn)了。本文提出了比先前提出的解決方案更簡單的解決方案(請參閱NTT DoCoMo, "Proposals for LTE-Advanced technologies",Rl-082575,Warsaw,Poland,June 30-JuIy 4，2008，其以引入的方式并入本文本中)。模擬研究表明，提出的該解決方案基本可以實現(xiàn)最佳性能。
提出的解決方案利用新波束賦形模式，稱為“協(xié)調(diào)波束切換模式”。在協(xié)調(diào)波束切換中，每個NB將根據(jù)基于其負(fù)荷和用戶分布的預(yù)定模式確定自己的循環(huán)模式，然后通過回傳，將該循環(huán)模式告知集群中的其他NB。不需要將這種循環(huán)模式告知UE，只需要告知其循環(huán)模式的周期。協(xié)調(diào)波束切換模式意味著
-天線端口5上的參考信號(reference signal，簡稱RS)或同等預(yù)編碼CQI參考信號總是打開。
-UE根據(jù)天線端口 5或同等預(yù)編碼CQI參考信號測量CQI。
-集群中參與協(xié)調(diào)的NB允許并播送波束循環(huán)模式的周期。例如，擁有八⑶個天線的NB可以選擇周期八(8)，擁有四(4)個天線的NB可以選擇周期四0)。集群周期通過集群控制器或通過報告的小區(qū)周期，例如最大報告周期，即八(8)的某函數(shù)來確定。
-集群控制器根據(jù)報告的循環(huán)周期確定最佳循環(huán)周期，并將這一周期分別反饋給各NB。然后NB需要將其優(yōu)選循環(huán)周期調(diào)整為集群控制器周期，并將這一周期播送給小區(qū)中的UE。
-在另一實施例中，周期通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定或預(yù)先指定，每個NB據(jù)此確定自己的波束循環(huán)模式，并且不需要播送該周期，因為UE已經(jīng)根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或預(yù)定值知曉該值。
-UE報告周期中測得最大CQI的子巾貞，并為每個周期報告一個CQI?；蛘?，UE定期計算CQI的平均值，并報告周期中測得最大CQI的子幀。例如，周期內(nèi)子幀χ報告的CQI通過取先前周期的子幀χ的平均數(shù)得到。
根據(jù)LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，天線端口五( 配置為UE專用RS，其僅在物理下行共享信道 (physical downlink shared channel，簡稱PDSCH)上發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸時開啟。提出的解決方案擁有一種模式，該模式下天線端口五( 配置為小區(qū)專用RS，其在此模式期間永久開啟。實際上，提出的解決方案有效地利用預(yù)編碼CQI參考信號來建立CQI與特定預(yù)編碼器的關(guān)聯(lián)。提出將天線端口五(5)用作公共RS，這樣，如果集群中的所有NB在一定數(shù)量子幀的特定時間內(nèi)循環(huán)通過一組預(yù)定波束，其中RS和PDSCH使用相同的波束。這會導(dǎo)致UE產(chǎn)生可預(yù)見的波束和干擾。假設(shè)UE隨后將直接從天線端口五( 上的小區(qū)專用RS測量CQI， 那么該CQI與當(dāng)前UE專用RS的情況可能非常明晰。
鑒于天線端口五(5)將在相關(guān)衰落環(huán)境中首先激活，預(yù)計有一些波束的CQI報告將優(yōu)于其他波束。為了減少CQI反饋開銷并避免反饋不良CQI，提出只在特定時間內(nèi)反饋良好(或N最佳，其中N的范圍為1至波束循環(huán)周期)CQI，其將是小區(qū)集群內(nèi)的固定(或慢變)值。
提出的解決方案的優(yōu)點包括
-UE不需要在干擾小區(qū)執(zhí)行信道估計。
-UE不需要報告優(yōu)選PMI和優(yōu)選干擾PMI。
-計算的CQI是完全干擾環(huán)境的函數(shù)，不只基于最大干擾。
-UE不需要知曉集群中其他NB的配置。例如，某些NB可能具有不同的天線數(shù)量和不同的配置。某些NB甚至可能未參與協(xié)調(diào)，UE不需要知曉這些。如果相鄰NB具有不相關(guān)的天線配置，且未在協(xié)調(diào)波束切換模式下運行(其可能執(zhí)行空間復(fù)用或發(fā)射分集)，那么 CQI將是天線端口 5RS通常所在的RE中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的函數(shù)。
為了有效實施協(xié)調(diào)波束切換系統(tǒng)，可使用時頻波束分配方法。LTE在下行鏈路中具有OFDMA信號結(jié)構(gòu)，這意味著有可以開發(fā)的頻域組件。假設(shè)當(dāng)前LTE參考可以執(zhí)行頻域子帶調(diào)度(除時域子幀調(diào)度外)，因此在子帶級別上獲得多用戶分集增益，則協(xié)調(diào)波束切換需要實現(xiàn)同樣的增益。
此外，如前所述，必須強調(diào)選擇可能的最短循環(huán)長度以減少調(diào)度時延的重要性。在 OFDMA情況下，可以在時間和頻率上循環(huán)，能夠更靈活地選擇更長的循環(huán)長度(時間更短)， 其可更精確地反映每個波束負(fù)荷，并可提供必要的干擾分集。
此外，特定波束需要安排在相應(yīng)UE具有頻域峰值的子帶上。對于大型UE池，這不是至關(guān)重要的，因為通常某UE將總是處于每個子帶的峰值。然而，在低負(fù)荷狀態(tài)下，則比較重要。
圖3是UE報告的CQI的示意圖。圖3還顯示了時域內(nèi)子幀的調(diào)度。圖中顯示了對于不同子幀，多個UE報告的CQI。例如，對于子幀305，UEl報告的CQI為10，UE2報告的 CQI為3. 5，UE3報告的CQI為3，UE4報告的CQI為20。如圖所示，各UE的最大CQI在陰影框中以較小子方框突出顯示，UEl、UE2、UE3和UE4的最大CQI分別為10、5、10和100。跨度310和315突出顯示了兩個波束周期。請注意，產(chǎn)生跨度310中各UE的最大CQI的子幀也產(chǎn)生315中各UE的最大CQI。干擾和信號子幀中的字符與特定波束對應(yīng)，相同字符表示相同波束。
利用協(xié)調(diào)波束切換，可以通過向基于時域的調(diào)度增加基于頻域的調(diào)度，將圖3所示純時域頻域調(diào)度修改為基于時頻域的調(diào)度。
圖如是兩個子幀周期(顯示為跨度405和跨度410)情況下，UE報告的每個子帶的CQI的示意圖。在各子幀周期內(nèi)，突出顯示了所有UE的五個最高報告CQI，其中，在跨度 405中，五個最高報告CQI用陰影方框突出顯示，在跨度410中，五個最高報告CQI用交叉影線方框突出顯示。圖4b和如是各子幀內(nèi)可用的子帶的示意圖，其中，圖4b是信號波束的子帶分配示意圖，圖4c是干擾波束的子帶分配示意圖。子帶中的字符與特定波束對應(yīng)，相同字符表示相同波束。例如，圖4b顯示每個子幀有四個子帶，對于子幀420，子帶425可以分配給一個UE，子帶427可以分配給另一 UE，而子帶似9和431可以分配給又一 UE。
協(xié)調(diào)波束切換系統(tǒng)的一個目標(biāo)在于，循環(huán)使用干擾模式，因此是可預(yù)測的。這意味著一旦NB決定波束周期中使用的波束，就不會輕易更改這一決策，并需要長時間保持這種波束周期(以幾秒為量級)。做出不良波束選擇的一個問題在于，UE以后不會選擇該不良波束，因此導(dǎo)致出現(xiàn)“空波束”，其是波束周期的一部分，但沒有用戶報告該時隙的CQI，從而導(dǎo)致時隙的浪費。
因此在波束選擇過程中，需要謹(jǐn)慎考慮。結(jié)果表明，對于單頻帶的情況，為了使UE實現(xiàn)適當(dāng)合理的速率，選擇特定波束的速率應(yīng)與波束中的UE數(shù)量成比例(請參閱 P. Hosein and C. Van Rensburg，“0n the Performance of Downlink Beamforming with Synchronized Beam cycles (Invited Paper)，，，Proc· VTC 2009 Spring，Barcelona，April2009，其以引入的方式并入本文本中)。例如，如果有10個UE，其中九個位于波束一(1)中， 一個位于波束二 O)中，那么波束一應(yīng)該比波束二大九倍。
對于多子帶情況亦是如此，唯一的不同之處在于選擇波束的粒度增大，因為在單幀中，每個子帶可以分配不同波束。因此只要波束的分配與波束中的UE數(shù)量成比例，就可以保持交叉波束的合理性。
選擇波束后，調(diào)度器會負(fù)責(zé)選擇要在波束中服務(wù)的UE,因而可以保持同一波束中的UE之間的合理性。因此，通過保持交叉波束的合理性(通過波束分配)和內(nèi)部波束的合理性(通過調(diào)度器)，進而保證了所有UE之間的合理性。
小區(qū)協(xié)調(diào)可以有多種級別。例如，中央調(diào)度器可以確知小區(qū)集群中所有UE的所有無線電狀態(tài)，并試圖找到UE的全局最佳選擇，以在任何時間提供適時服務(wù)。使用中央調(diào)度器的缺點在于，回傳開銷過大，如果考慮到回傳的基本時延，則可能無法輕易實施。
在以引入的方式并入本文本中的2009年4月M日遞交的發(fā)明名稱為“在無線通信系統(tǒng)中啟用時頻空間的協(xié)調(diào)波束切換中分配波束的系統(tǒng)和方法”的第61/172，622號聯(lián)合讓渡美國臨時專利申請案中，提出了一種更為簡單的解決方案，其增加了稱為協(xié)調(diào)波束切換模式的波束賦形模式。在協(xié)調(diào)波束切換模式中，每個NB可以選擇根據(jù)基于其負(fù)荷和用戶分布的預(yù)定模式確定自己的循環(huán)模式，然后通過回傳，將該信息告知集群中的其他NB。不需要將這種模式告知UE，只需要告知其周期。這種模式意味著
1.天線端口 5 (專用信道)上的參考信號(reference signal，簡稱RS)總是打開， 實際上是預(yù)編碼CQI參考信號。
2. UE根據(jù)預(yù)編碼CQI參考信號(天線端口 5)測量CQI。
3.集群中參與協(xié)調(diào)的NB允許并播送波束循環(huán)模式的周期。例如，擁有8個天線的 NB可以選擇周期8，擁有4個天線的NB可以選擇周期4。集群周期通過集群控制器或通過報告的小區(qū)周期，例如最大報告周期，即8的某函數(shù)來確定。
4.集群控制器根據(jù)報告的循環(huán)周期確定最佳循環(huán)周期，并將這一周期分別反饋給各NB。然后NB需要將其優(yōu)選循環(huán)周期調(diào)整為集群控制器周期，并將這一周期播送給小區(qū)中的UE。
5.或者，周期通過標(biāo)準(zhǔn)確定，每個NB據(jù)此確定自己的波束循環(huán)模式，并且不需要播送該周期，因為UE已經(jīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)知曉該值。
6. UE報告周期中測得最大CQI的子幀，并為每個周期報告一個CQI。
根據(jù)LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，天線端口 5配置為UE專用RS，其僅在物理下行共享信道 (physical downlink shared channel，簡稱PDSCH)上發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸時開啟。上述解決方案擁有一種模式，該模式下天線端口 5配置為小區(qū)專用RS，其在此模式期間永久開啟。提出將天線端口 5用作公共RS，這樣，如果集群中的所有NB在一定數(shù)量子幀的特定時間內(nèi)循環(huán)通過一組預(yù)定波束，其中RS和PDSCH使用相同的波束。這會導(dǎo)致UE產(chǎn)生可預(yù)見的波束和干擾。假設(shè)UE隨后將直接從天線端口 5上的小區(qū)專用RS測量CQI，那么該CQI與當(dāng)前UE 專用RS的情況可能非常明晰。
鑒于天線端口 5將在相關(guān)衰落環(huán)境中首先激活，預(yù)計有一些波束的CQI報告將優(yōu)于其他波束。為了減少CQI反饋開銷并避免反饋不良CQI，提出只在特定時間內(nèi)反饋良好 (或最佳)CQI，其將是小區(qū)集群內(nèi)的固定(或慢變)值。
上述解決方案的優(yōu)點包括
-UE不需要在干擾小區(qū)執(zhí)行信道估計。
-UE不需要報告優(yōu)選PMI和優(yōu)選干擾PMI。
-計算的CQI是完全干擾環(huán)境的函數(shù)，不只基于最大干擾。
-UE不需要知曉集群中其他NB的配置。例如，某些NB可能具有不同的天線數(shù)量和不同的配置。某些NB甚至可能未參與協(xié)調(diào)，UE不需要知曉這些。如果相鄰NB具有不相關(guān)的天線配置，且未在協(xié)調(diào)波束切換模式下運行(其可能執(zhí)行空間復(fù)用或發(fā)射分集)，那么 CQI將是天線端口 5RS通常所在的RE中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的函數(shù)。
根據(jù)第一實施例，波達方向(direction of arrival,簡稱D0A)上行鏈路 (uplink，簡稱UL)信息用于NB協(xié)調(diào)。UE沒有信息，且調(diào)度器在具有最小多用戶分集增益 (multi-user diversity gain，簡稱MUDG)和最小波束賦形增益的受限模式下運行。沒有預(yù)編碼RS。從UE的角度而言，其沒有協(xié)調(diào)且處于當(dāng)前波束賦形模式，其中的UE在當(dāng)前CQrit 式7”(單天線端口，端口 5)下運行，其中，UE只看到一個RS并根據(jù)該單一 RS報告CQI，NB 通過預(yù)計波束賦形增益調(diào)整報告的CQI。NB根據(jù)上行鏈路測量值(基于DOA類型測量值) 為UE選擇波束，并將下行鏈路上的該波束應(yīng)用到物理下行共享信道(physical downlink shared channel，簡稱PDSCH)、業(yè)務(wù)信道以及解調(diào)RS (端口 5)。這一實施例需要執(zhí)行上行鏈路/下行鏈路天線校準(zhǔn)操作。
UE可以根據(jù)天線端口 0測量和報告SINR (這也將捕獲波束賦形干擾信息以及頻率選擇性信道信息)。然后NB可以通過天線增益依比例決定報告的CQI，以按照當(dāng)前波束賦形模式下的方式獲取波束賦形CQI。另外，如果NB知曉其何時計劃調(diào)度特定波束，則所需要的是UE報告與特定時頻時隙相對應(yīng)的CQI (尤其是循環(huán)發(fā)生在時間和頻率上)。
需要確保UE不會隨意計算測得的CQI的平均值，但不計算整體平均值(將求平均值的操作留給NB)或只計算由波束周期分隔的相同時頻時隙的CQI的平均值。因此，測得的CQI與特定時頻時隙相關(guān)(通常被稱為資源特定CQI)。
此方法的一個優(yōu)點在于，控制信令和RS開銷非常小。此外，大多數(shù)協(xié)調(diào)已經(jīng)可以在當(dāng)前R8LTE技術(shù)規(guī)范內(nèi)實現(xiàn)。
圖5是上述無線通信系統(tǒng)中NB與NB協(xié)調(diào)中的UE之間交換的消息的第一呼叫流程圖。NB協(xié)調(diào)開始于UE發(fā)送UL探測信號(傳輸505)。然后NB檢測來自UE的探測信號。 NB的操作可能有所不同，具體取決于無線通信系統(tǒng)的傳輸模式。例如，如果使用頻分雙工 (frequency division duplex，簡稱FDD)，則NB提取DOA UL信息，如果使用時分雙工(time division duplex,簡稱TDD)，則NB測量UL信道。此外，NB將DOA UL信息或信道信息量化為少量波束(塊507)。然后NB發(fā)送天線端口 0(單天線)上的單一公共RS (傳輸509)。
UE會測量天線端口 0上的CQI (塊511)，同時NB根據(jù)量化的波束信息決定波束周期(塊513)。UE還向NB報告天線端口 0的CQI (傳輸515)。NB利用CQI和波束周期，調(diào)度每個資源塊(resource block，簡稱RB)的UE。此外，NB根據(jù)預(yù)期波束賦形增益調(diào)整UE 報告的CQI，以確定MCS級別(塊517)。
然后NB發(fā)送調(diào)度許可，指出MCS和調(diào)度RB(傳輸519)。此外，NB發(fā)送天線端口 5 上的解調(diào)RS以及天線端口 5上的數(shù)據(jù)(傳輸521和52 。UE估測天線端口 5的信道(塊 525)并解碼數(shù)據(jù)(塊527)。根據(jù)數(shù)據(jù)解碼結(jié)果，UE可以向NB反饋ACK或NAK(傳輸529)。如果NB從UE收到ACK，則其會調(diào)度新的傳輸。然而，如果NB收到NAK，則其會在下一波束周期內(nèi)進行重傳(塊531)。
表1以列表形式描述圖5所示的消息交換。
表1 第一實施例的NB時間線(每一行為一個子幀)和UE操作，該實施例具有相關(guān)信令。
NB操作消息UE操作—UE發(fā)送UL探測信號FDD NB提取DOA信息。 TDDNB測量UL信道NB將DOA (FDD)或信道(TDD)量化為少量波束NB在天線端口 0上發(fā)送單一公共RS —NB根據(jù)量化的波束信息確定波束周期UE測量天線端口 0上的 CQI—UE彳艮告天線端口 0 的“模式7’’CQINB根據(jù)報告的CQI和波束周期調(diào)度每個RB的UE
權(quán)利要求
1.一種利用控制器發(fā)送信息的方法，該方法包括根據(jù)一組移動設(shè)備的傳輸來計算波束周期，其中所述移動設(shè)備由所述控制器服務(wù)； 從所述一組移動設(shè)備接收資源特定信道質(zhì)量指示符；為所述一組移動設(shè)備中的一個移動設(shè)備調(diào)度傳輸機會，其中所述調(diào)度基于所述波束周期和所述信道質(zhì)量指示符；以及根據(jù)所述調(diào)度傳輸機會向所述移動設(shè)備發(fā)送信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包含 從所述一組移動設(shè)備中的各移動設(shè)備接收傳輸；以及根據(jù)接收的傳輸計算各移動設(shè)備的信道信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，計算波束周期還基于所述信道信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，計算波束周期包含 根據(jù)所述傳輸將信息量化為多個波束；以及根據(jù)所述量化信息確定波束周期。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述傳輸是探測信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述信道信息包含波達方向信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進一步包含，發(fā)送公共參考序列，其中所述公共參考序列被一組移動設(shè)備用于計算資源特定信道質(zhì)量指示符。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述被一組移動設(shè)備計算的資源特定信道質(zhì)量指示符沒有被所述一組移動設(shè)備平均，或被所述一組移動設(shè)備在相同資源上平均。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進一步包含發(fā)送預(yù)編碼公共參考序列。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進一步包含，調(diào)整資源特定信道質(zhì)量測量值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包含，發(fā)送非預(yù)編碼公共參考序列，其中所述非預(yù)編碼公共參考序列被一組移動設(shè)備用于選擇優(yōu)選預(yù)編碼器和計算資源特定信道質(zhì)量指示符。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述公共參考序列在所有天線端口上發(fā)送。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述計算波束周期包含 從一組移動設(shè)備中的各移動設(shè)備接收預(yù)編碼矩陣指示符；計算來自所述預(yù)編碼矩陣指示符的統(tǒng)計信息；以及利用所述統(tǒng)計信息確定波束周期。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述來自一組移動設(shè)備的各移動設(shè)備的預(yù)編碼矩陣指示符包含來自移動設(shè)備的指定數(shù)量的優(yōu)選預(yù)編碼矩陣指示符。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進一步包含，調(diào)整資源特定信道質(zhì)量指示符。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包含，發(fā)送所述波束周期。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進一步包含，發(fā)送非預(yù)編碼公共參考序列，其中所述非預(yù)編碼公共參考序列和波束周期被一組移動設(shè)備用于計算資源特定信道質(zhì)量指示符。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包含，從移動設(shè)備接收響應(yīng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其進一步包含向移動設(shè)備調(diào)度新傳輸，以作為對確定移動設(shè)備成功解碼傳輸信息的響應(yīng)；以及向移動設(shè)備調(diào)度重傳，以作為對確定移動設(shè)備未成功解碼傳輸信息的響應(yīng)。
20.一種利用控制器發(fā)送信息的方法，該方法包括從由所述控制器提供服務(wù)的一組移動設(shè)備中的移動設(shè)備接收反饋信息； 根據(jù)所述反饋信息計算波束周期；計算所述發(fā)送反饋信息的一組移動設(shè)備中的各移動設(shè)備的效用函數(shù)； 為所述一組移動設(shè)備中的一個移動設(shè)備調(diào)度傳輸機會，其中所述調(diào)度基于所述波束周期、所述反饋信息和所述效用函數(shù)；以及根據(jù)所述調(diào)度傳輸機會向所述移動設(shè)備發(fā)送信息。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，計算效用函數(shù)基于波束關(guān)系因子、系統(tǒng)負(fù)載因子、所允許的最大代價值、對存在的閃光效應(yīng)量的測量值、選擇移動設(shè)備的概率或這些因素的組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述效用函數(shù)表示為 utility—coordinated = utility_uncoordinated/UE_penalty, 禾口UE_penalty =beam_correlation_factor;l<load_factor;l<max_penalty;l<var_coeff icient, 其中，beam_correlation_factor是波束關(guān)系因子，load_factor是系統(tǒng)負(fù)載因子， max_penalty是允許的最大代價值，var_coefficient是存在的閃光效應(yīng)量的測量值，UE_ penalty是與選擇移動設(shè)備相關(guān)的代價值，utility_coordinated是使用協(xié)調(diào)波束切換的效用函數(shù)，utility_uncoordinated是不使用協(xié)調(diào)波束切換的效用函數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述調(diào)度傳輸機會包含 確定所述移動設(shè)備的效用函數(shù)是否超出閾值；以及如果效用函數(shù)超出閾值，則為所述移動設(shè)備調(diào)度傳輸機會，其中，如果效用函數(shù)未超出閾值，則不為所述移動設(shè)備調(diào)度所述傳輸機會。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述效用函數(shù)根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷、報告的反饋值的變化或兩者的組合而變化。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述反饋信息包含優(yōu)選預(yù)編碼矩陣指示符、資源特定信道質(zhì)量指示符、移動設(shè)備和控制器之間的信道的表示方式或這些信息的組合，其中所述計算波束周期基于所述優(yōu)選預(yù)編碼矩陣指示符。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述調(diào)度傳輸機會包含，將移動設(shè)備的傳輸機會調(diào)度為波束組中的一個波束，該波束組還包含一個與移動設(shè)備的優(yōu)選預(yù)編碼矩陣對應(yīng)的波束，其中所述調(diào)度基于離散化效用函數(shù)。
27.一種利用控制器發(fā)送信息的方法，該方法包括 執(zhí)行由控制器提供服務(wù)的一組通信設(shè)備的信道發(fā)現(xiàn)； 根據(jù)信道發(fā)現(xiàn)結(jié)果計算波束周期；從所述一組通信設(shè)備接收資源特定信道質(zhì)量指示符；為所述一組通信設(shè)備中的一個通信設(shè)備調(diào)度傳輸機會，其中所述調(diào)度基于所選協(xié)調(diào)波束切換技術(shù)、所述波束周期和所述資源特定信道質(zhì)量指示符；以及根據(jù)所述調(diào)度傳輸機會向所述通信設(shè)備發(fā)送信息。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其進一步包含調(diào)整所述資源特定信道質(zhì)量指示符；以及選擇調(diào)制和編碼方案。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，執(zhí)行信道發(fā)現(xiàn)包含 從所述一組通信設(shè)備中的各通信設(shè)備接收探測信號，以及根據(jù)所述探測信號計算信道信息；或發(fā)送預(yù)編碼公共參考序列或非預(yù)編碼公共參考序列，以及從所述一組通信設(shè)備中的各通信設(shè)備接收優(yōu)選信道信息。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其中所述來自各通信設(shè)備的優(yōu)選信道信息包含控制器和通信設(shè)備之間的信道的表示方式，其中，執(zhí)行信道發(fā)現(xiàn)進一步包含，選擇與所述信道表示方式對應(yīng)的碼字。
31.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其中所述優(yōu)選信道信息包含優(yōu)選預(yù)編碼矩陣指示符。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述所選協(xié)調(diào)波束切換技術(shù)包含精確協(xié)調(diào)波束切換技術(shù)，或靈活協(xié)調(diào)波束切換技術(shù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其進一步包含，在接收資源特定信道質(zhì)量信息前，發(fā)送預(yù)編碼公共參考序列或非預(yù)編碼公共參考序列。
全文摘要
提供一種在無線通信系統(tǒng)中協(xié)調(diào)電子設(shè)備的系統(tǒng)和方法。一種利用控制器發(fā)送信息的方法，該方法包括，根據(jù)一組移動設(shè)備的傳輸來計算波束周期(塊513)，從所述一組移動設(shè)備接收資源特定信道質(zhì)量指示符(事件515)，為所述一組移動設(shè)備中的一個移動設(shè)備調(diào)度傳輸機會(塊517)，以及根據(jù)調(diào)度的傳輸機會向該移動設(shè)備發(fā)送信息(事件523)。所述移動設(shè)備由所述控制器提供服務(wù)，并且所述調(diào)度基于所述波束周期和信道質(zhì)量指示符。
文檔編號H04B7/00GK102484509SQ201080017349
公開日2012年5月30日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者歐哲尼康·歐特瑞, 科尼拉斯·溫若斯伯格 申請人:華為技術(shù)有限公司