相關申請的交叉引用

本申請的權利要求范圍依據35u.s.c.§119要求如下申請的優(yōu)先權：2015年5月12日遞交的標題為“channelstatefeedbackenhancementindownlinkmultiusersuperpositiontransmission”申請?zhí)枮?2/160,099的美國臨時案。在此合并參考上述美國臨時申請案的全部內容。

本發(fā)明大體上有關于移動通信網絡，更具體地，有關于在下行鏈路多用戶疊加傳輸中的信道狀態(tài)反饋的方法。

背景技術：

長期演進(lte)為改進的移動電信系統(umts)，其提供高數據速率、低延遲以及改進的系統性能。在lte系統中，改進全球陸地無線電存取網絡包括多個基站(稱為enb)，其與多個移動站通信(稱為ue)。ue可通過下行鏈路和上行鏈路與基站或enb通信。下行鏈路(dl)指的是從基站到ue的通信。上行鏈路(ul)指的是從ue到基站的通信。lte通常市場應用為4glte，且lte標準由3gpp發(fā)展而來。

在無線移動通信系統中，多用戶多輸入多輸出(mu-mimo)為一種顯著增長小區(qū)容量的新興技術。在mu-mimo中，用于不同用戶的多個信號與正交(或準正交(quasi-orthogonal)預編碼器(precoder))同時傳輸。首先，即使傳輸和預編碼為非正交的，這種聯合優(yōu)化(jointoptimization)來自傳輸器和接收器的mu操作的觀點也具有進一步改善mu系統容量的潛力。例如，大量非正交波束(beam)/波束中的可能多于一層數據傳輸的多個層的同時傳輸。這樣的非正交傳輸可允許多用戶分析相同資源元素而不需空間分隔，且允許改進具有少數傳輸天線(即2或4，或者甚至1個)的網絡的多用戶系統容量，其中，通常由寬波束寬度限定基于空間多工(multiplexing)的mu-mimo。

例如具有相應于自適應傳輸(tx)功率分配和碼字(codeword)層級干擾消除(cw-ic)接收器的tx/rx優(yōu)化是最近顯著的技術趨勢，其包括非正交多存取(noma)和基于下行鏈路多用戶疊加傳輸(multiusersuperpositiontransmission,must)的其他機制。在must中，用于兩個用戶的信號被疊加并占用相同時間-頻率無線電資源。為進行must，兩個共調度(co-scheduled)用戶通常需要在接收信號質量(即,接收信號干擾噪聲比(signal-to-interference-plus-noiseratio,sinr))上具有很大差異。在通常情形中，多用戶中的一個幾何接近基站，而另一個用戶幾何遠離該基站。前一用戶和后一用戶也可分別稱為近用戶和遠用戶。

為了應用must預編碼，需要傳輸站知道無線電信道連接其至每個接收基站以用于傳輸的信道狀態(tài)信息(chanelstateinformation,csi)。在3gpplte系統中，對于接收站(例如ue)而言透過上行鏈路反饋信道測量csi并報告csi至傳輸站(例如enb)是常見的。對于每個下行鏈路信道，csi反饋的內容包括序指示(的tx/rx優(yōu)化)、信道質量指示(channelqualityindicator,cqi)及預編碼矩陣指示(precodingmatrixindicator,pmi)。

在當前l(fā)te通信系統中，ue基于mmse接收器的輸出sinr確定cqi。然而，反饋sinr可能與ue的真實sinr不相同。在第一情形中，當ue報告ri＝1,但在實際傳輸中有兩個空間層級。在第二情形中，當ue以某個pmi報告ri＝2，但enb使用不同的pmi用于mu-mimo傳輸，因此，由enb接收的csi反饋并不反映ue的真實信道狀態(tài)信息，從而導致enb無法有效執(zhí)行must預編碼。

需要尋求一種解決方法。

技術實現要素：

本發(fā)明提出一種執(zhí)行具有增強的信道狀態(tài)信息反饋的下行鏈路多用戶疊加傳輸(must)的方法。對于ri＝rank-2，當ue報告cqi/sinr反饋，對于ri＝rank-1，ue也報告單波束cqi/sinr反饋。因此，調度基站可基于不同must情形計算實際sinr并從而確定用于ue的適當的解調編碼機制。此外，如果cqi表的粒度不能反映單波束sinr的高值，則可運用基站和用戶裝置都已知的預定義縮放因子(0<β<1)。

在一個實施例中，基站在無線通信網絡中傳輸多個參考信號至多個用戶裝置；基站從第一用戶裝置接收信道狀態(tài)信息反饋；其中，該信道狀態(tài)信息反饋包括相應于第一波束和第二波束的序-2信道質量指示以及相應于單一波束的序-1信道質量指示；基站使用多用戶疊加傳輸機制，在分配的時間-頻率無線電資源上調度下行鏈路傳輸至該第一用戶裝置和第二共信道用戶裝置；基站基于該接收的信道狀態(tài)信息反饋和該多用戶疊加傳輸機制，確定該第一用戶裝置的調制和編碼機制。在一個示例中，該序-2信道質量指示包括在第一波束上的第一反饋信號與干擾噪聲比以及在第二波束上的第二反饋信號與干擾噪聲比，其中，該序-1信道質量指示包括由用戶裝置測量的在該單一波束上的第三反饋信號與干擾噪聲比。

在另一個實施例中，用戶裝置在無線通信網絡中測量來自基站的多個參考信號；傳輸信道狀態(tài)信息反饋至該基站，其中，該信道狀態(tài)信息反饋包括相應于第一波束和第二波束的序-2信道質量指示以及相應于單一波束的序-1信道質量指示；用戶裝置接收下行鏈路傳輸,其中，使用多用戶疊加機制在分配的時間-頻率無線電資源上調度該下行鏈路傳輸至該用戶裝置和第二共信道用戶裝置；以及用戶裝置運用從該基站接收的調制和編碼機制，其中根據該信道狀態(tài)指示反饋和該多用戶疊加傳輸機制確定該調制和編碼機制。在一個示例中，該序-2信道質量指示包括在第一波束上的第一反饋信號與干擾噪聲比以及在第二波束上的第二反饋信號與干擾噪聲比，其中，該序-1信道質量指示包括在該單一波束上的第三反饋信號與干擾噪聲比。

更多實施例和優(yōu)點描述在后述具體實施方法中。此說明并不意在限制本發(fā)明。本發(fā)明由權利要求定義。

附圖說明

圖1為根據本發(fā)明一個方面的用于must的具有csi反饋增強的移動通信網絡的示意圖。

圖2為實現本發(fā)明某些實施例的基站和用戶裝置的簡化模塊示意圖。

圖3為根據一個新穎的方面在must機制中csi反饋增強的第一實施例。

圖4為根據一個新穎的方面在must機制中csi反饋增強的第二實施例。

圖5為根據一個新穎的方面在must機制中csi反饋增強的第三實施例。

圖6為根據一個新穎的方面bs與兩個ue之間的下行鏈路must程序的流程圖。

圖7為根據一個新穎的方面從enb角度執(zhí)行具有增強csi反饋的must的方法流程圖。

圖8為根據一個新穎的方面從ue角度執(zhí)行具有增強csi反饋的must的方法流程圖。

具體實施方式

現在將參照本發(fā)明的一些實施例，附圖中所示為這些實施例的示例。

圖1為根據本發(fā)明一個方面的用于must的具有csi反饋增強的移動通信網絡100的示意圖。移動通信網絡100為ofdm網絡，其包括服務基站enb101、第一用戶裝置102(ue#1)及第二用戶裝置103(ue#2)。在基于ofdma下行鏈路的3gpplte系統中，在時域中將無線電資源劃分為多個子幀，每個子幀由兩個時隙組成。根據系統帶寬，每個ofdma符號更包括頻域中的多個ofdma子載波。資源網格的基本單元稱為資源元素(resourceelement，re)，其在一個ofdma符號上占據一個ofdma子載波。將re群組為資源區(qū)塊(rb)，其中每個rb在一個時隙中包括12個連續(xù)子載波。

一些物理下行鏈路信道和參考信號被定義為使用承載來自高層信息的一組資源元素。定義下行鏈路信道，物理下行鏈路共享信道(physicaldownlinksharedchannel，pdsch)為lte中的主數據傳送下行鏈路信道，而在lte中使用物理下行鏈路控制信道(physicaldownlinkcontrolchannel，pdcch)承載下行鏈路控制信息(downlinkcontrolinformation，dci)。控制信息可包括調度決定、關于參考信號信息的信息、形成待pdsch承載的對應傳輸塊(transportblock，tb)的規(guī)則以及功率控制命令。對于參考信號，小區(qū)特定參考信號(cell-specificreferencesignals，crs)由ue以非預編碼或基于碼書的預編碼傳輸模式用于控制/數據信道的解調、無線電鏈路監(jiān)控及csi反饋的測量。ue特定參考信號(ue-specificreferencesignals，dm-rs)由ue以非基于碼書的預編碼傳輸模式用于控制/數據信道的解調。

在圖1的示例中，使用下行鏈路must機制。在must中，疊加用于兩個用戶的多個信號且該多個信號占用同一時間-頻率無線電資源。通過must，兩個共調度用戶通常需要在接收信號質量上具有大的差異，例如，在所接收的sinr上。在一般情形中，多用戶中的其中一個(例如ue#1)幾何接近基站，而另一用戶(例如ue#2)幾何遠離基站。前一用戶和后一用戶也可分別稱為近用戶和遠用戶。

為了應用must預編碼，需要傳輸站知曉無線電信道連接其至每個接收基站以用于傳輸的csi。在3gpplte系統中，對于接收站(例如ue)而言透過上行鏈路反饋信道測量csi并報告csi至傳輸站(例如enb)是常見的。對于每個下行鏈路信道，csi反饋的內容包括序指示(tx/rx優(yōu)化)、信道質量指示(channelqualityindicator,cqi)及預編碼矩陣指示(precodingmatrixindicator,pmi)。

假設enb101配有nt傳輸天線，且ue102具有nr接收天線。當ue#1報告序索引(rankindex，ri)等于2及對應于矩陣[u1,u2]的pmi時，cqi的確定是基于接收的信號y，其在小區(qū)間干擾噪聲漂白(whitening)之后獲取。如圖1所示，ue#1接收從同一服務enb101傳輸的小區(qū)內干擾無線電信號112，該干擾無線電信號112是由于同一服務小區(qū)內用于多用戶(例如ue#2)的非正交多存取(non-orthogonalmultipleaccess，noma)操作造成的。ue#1可具備干擾信號消除(interferencecancellation，ic)接收器，可從所需信號111中消除干擾信號112的影響。對于noma操作，疊加兩個裝置的信號且以同一預編碼器進行預編碼，并通過兩個空間波束傳輸。其中，該預編碼器具有對應于矩陣[u1,u2]的pmi。在小區(qū)內干擾噪聲漂白之后在ue#1獲取接收信號y如下面公式所示：

其中

-h為無線信道矩陣,h1＝hu1,h2＝hu2

-p為總傳輸功率

-x1和x2為兩個空間波束上的調制信號,以及

-w為具有等于單位矩陣i的協方差矩陣的漂白小區(qū)間干擾噪聲的影響。

在當前l(fā)te通信系統中，ue#1基于mmse接收器的輸出sinr確定cqi，如所示：

其中，

-sinrfb⁽¹⁾和sinrfb⁽²⁾為對于ri＝rank-2，ue#1在兩個波束的反

饋sinr。

然而，由于不同的must調度情形，反饋sinr可能與ue#1的實際sinr不相同。根據一個方面，當ue報告ri＝rank-2且pmi＝[u1,u2],除報告兩個rank-2的cqi，還報告一個rank-1cqi，如cqi反饋120所示。換言之，除公式(2)和(3)中的兩個sinr之外，ue基于sinr額外報告對應rank-1單一波束傳輸的cqi

對于ri＝rank-2，如果ue報告公式(2),(3)及(4)中的所有sinr，則調度的enb可基于不同must情形計算實際sinr且因此確定用于該ue的適當調制和編碼機制(modulationandcodingscheme，mcs)。此外，如果cqi表的粒度不能反映(4)中sinr的高值，則可在功率p前乘以enb和ue都已知的預定義縮放因子(0<β<1)。

圖2為移動通信網絡200中實現本發(fā)明某些實施例的基站201和用戶裝置211的簡化模塊示意圖。對于基站201，天線221傳輸和接收無線電信號。rf收發(fā)器模塊208，耦接于天線，從天線接收rf信號，將其轉換為基帶信號且發(fā)送至處理器203。rf收發(fā)器208也轉換從處理器接收的基帶信號，將其轉換為rf信號，且發(fā)出至天線221.處理器203處理接收的基帶信號且激發(fā)不同功能模塊執(zhí)行基站201中的特征。存儲器202存儲程序指令及數據209以控制基站的操作。類似配置也存在于ue211，其中天線231傳輸和接收rf信號。rf收發(fā)器模塊218耦接于天線，從天線接收rf信號將其轉換為基帶信號且發(fā)送至處理器213。rf收發(fā)器218也轉換從處理器接收的基帶信號，將其轉換為rf信號，且發(fā)出至天線231。處理器213處理接收的基帶信號且激發(fā)不同功能模塊執(zhí)行ue211中的特征。存儲器212存儲程序指令及數據219以控制基站的操作。

基站201和ue211也包括若干模塊和電路以實現本發(fā)明的一些實施例。不同功能模塊為可由軟件、關鍵硬件或上述任意組合配置和實施的電路。當由處理器203和213執(zhí)行功能模塊(例如透過執(zhí)行程序代碼209和219)時，例如，允許基站201調度(透過調度器204)、編碼(透過編碼器205)、映射(透過映射電路206)并傳輸控制信息和數據(透過控制電路207)至ue211，且允許ue211根據干擾消除容量接收、解映射(透過解映射器216)及解碼(透過解碼器215)控制信息和數據(透過控制電路217)。例如，基站201提供輔助信息，該輔助信息包括關于對ue211的干擾信號的參數。一旦接收有關參數，則ue211可透過干擾消除器214執(zhí)行干擾消除以相應消除干擾信號的影響。又例如，ue211透過檢測器和反饋模塊fb220至bs201執(zhí)行參考信號檢測和測量并提供增強的csi反饋信息。一旦接收該csi反饋信息，bs201可基于不同must情形計算實際的sinr且從而相應地確定用于ue的mcs。

圖3為根據一個新穎的方面在無線通信網絡300中must機制中csi反饋增強的第一實施例。無線通信網絡300包括基站301、近用戶302及遠用戶303.在圖3的示例中，must實施在第一波束#1中而不在第二波束#2中。小區(qū)間干擾噪聲漂白之后的近用戶的接收信號表示如下：

其中

-h為無線信道矩陣,h1＝hu1,h2＝hu2

-p為總傳輸功率

-α為用于must的功率分配因子

-x1,n為第一波束上用于近用戶的調制信號

-x1,f為第一波束上用于遠用戶的調制信號

-x2為第二波束上承載的調制信號

假設近用戶報告ri等于二和對應于[u1,u2]的pmi。假設mmse接收器由近用戶使用mmse以分離兩個波束中的信號。在此情形中，對應在第一和第二波束的sinr的近用戶反饋cqi為：

假設在近用戶接收器的完美波束內ic?？娠@示近用戶接收器的實際輸出sinr為：

請注意，由于mmse接收器用于波束分離，在第二波束的實際輸出sinr為公式(9)所示而不等于(p/2)||h2||²?？梢娡ㄟ^公式(6)和(7)中的反饋cqisinr，調度器通常不能確定公式(9)中給出的真實輸出sinr。理由是公式(9)中有三個未知變量||h1||²,||h2||²,和而由公式(6)和(7)僅具有兩個給定sinr。如果ue更報告下面公式(10)中給定的sinr以用于序-1單一波束傳輸(可運用縮放因子β)，則調度器可在公式(9)中計算給定的sinr：

圖4為根據一個新穎的方面在無線通信網絡400中must機制中csi反饋增強的第二實施例。無線通信網絡400包括基站401、近用戶402及遠用戶403。在圖4的示例中，不同預編碼器運用于用于近用戶和遠用戶的信號。近用戶的接收信號表示如下：

其中，

-h為無線信道矩陣,h1＝hu1,h2＝hu2

-p為總傳輸功率

-α為用于must的功率分配因子

-xn為用于近用戶的調制信號

-xf為用于遠用戶的調制信號

假設近用戶報告ri等于二和對應于[u1,u2]的pmi。如果使用mmse接收器，對應于sinr在兩個波束的cqi為：

在信號接收中，假設近用戶可完美消除用于遠用戶的信號。因此，近用戶實際接收的sinr為：

sinractual＝αp||h1||²(14)

遠用戶實際接收的sinr為：

如果ue更報告下面公式(16)中給定的sinr以用于序-1單一波束傳輸(可運用縮放因子β)，則調度器可在公式(14)和(15)中計算給定的sinr：

圖5為根據一個新穎的方面在無線通信網絡500中must機制中csi反饋增強的第三實施例。無線通信網絡500包括基站501、近用戶502及遠用戶503。在圖5的示例中，must實施在第二波束#2而非第一波束#1中。此外，實際傳輸使用預編碼器[u2,u3]，而近用戶報告的pmi對應于矩陣[u1,u2]。因此，小區(qū)間干擾噪聲漂白之后，近用戶的接收信號表示如下：

其中

-h為無線信道矩陣,h1＝hu2,h2＝hu3

-p為總傳輸功率

-α為用于must的功率分配因子

-x1為第一波束上承載的信號

-x2為第二波束上承載的調制信號

-x2,n為第二波束上用于近用戶的調制信號

-x2,f為第二波束上用于遠用戶的調制信號

假設近用戶報告ri等于二和對應于[u1,u2]的pmi。如果使用mmse接收器，對應于由近用戶報告的cqi的sinr為：

然而，在接收信號中近用戶和遠用戶感知的實際sinr為：

如果ue與公式(18)和(19)一同的在公式(22)中報告sinr(可運用縮放因子β)，則bs可計算參量||h1||²,||h2||²,and如果調度器可基于可用參量執(zhí)行估計，這有助于公式(20)中實際sinr的確定：

及/或

圖6為根據一個新穎的方面bs與兩個ue之間的下行鏈路must程序的流程圖。在步驟611中，基站bs601周期性傳輸小區(qū)特定參考信號(crs)至ue602和ue603。在步驟612中，ue602基于周期性接收的crs參考信號執(zhí)行無線電信號測量。在步驟613中，ue603基于周期性接收的crs參考信號執(zhí)行無線電信號測量。在步驟614中，ue602報告csi反饋至bs601。在步驟615中，ue603報告csi反饋至bs601。csi反饋的內容包括用于每個下行鏈路信道的ri、cqi及pmi。cqi的確定基于接收的sinr。根據一個新穎的方面，當ue602或ue603報告ri＝rank-2與pmi時，除報告兩個序-2cqi，也報告一個序-1cqi。

在步驟621中，基于csi反饋，bs601確定在不同must情形中用于下個待調度的下行鏈路傳輸的調制編碼機制(mcs)。在步驟622中，bs601分配時間-頻率資源至多個ue(包括ue602和ue603)以用于mu-mimo或noma操作。在步驟623中，bs601確定關于干擾信號的信息哪個需要被發(fā)送至ue。在步驟631中，bs601對ue602發(fā)送關于由ue603導致的干擾信號的信息。在步驟632中，bs601對ue603發(fā)送關于由ue602導致的干擾信號的信息。在步驟641中，ue602基于接收信息執(zhí)行ic。在步驟642中，ue603基于接收信息執(zhí)行ic。

圖7為根據一個新穎的方面從enb角度執(zhí)行具有增強csi反饋的must的方法流程圖。在步驟701中，基站在無線通信網絡中傳輸多個參考信號至多個ue。在步驟702中，基站從第一ue接收csi反饋。該csi反饋包括相應于第一波束和第二波束的序-2cqi以及相應于單一波束的序-1cqi。在步驟703中，基站使用多用戶疊加傳輸機制，在分配的時間-頻率無線電資源上調度下行鏈路傳輸至該第一ue和第二共信道的ue。在步驟704中，基站基于該接收的csi反饋和該must機制，確定該第一ue的調制和編碼機制。在一個示例中，序-2cqi包括在第一波束上的第一反饋sinr以及在第二波束上的第二反饋sinr，且該序-1cqi包括由ue測量的單一波束上的第三反饋sinr。

圖8為根據一個新穎的方面從ue角度執(zhí)行具有增強csi反饋的must的方法流程圖。在步驟801中，ue在無線通信網絡中測量來自基站的多個參考信號。在步驟802中，ue傳輸csi反饋至該基站，其中，該csi反饋包括相應于第一波束和第二波束的序-2cqi以及相應于單一波束的序-1cqi。在步驟803中，ue接收使用多用戶疊加機制在分配的時間-頻率無線電資源上調度至該ue和第二共信道ue的下行鏈路傳輸。在步驟804中，ue運用從該基站接收的調制和編碼機制，其中根據該csi反饋和該must機制確定該調制和編碼機制。在一個示例中，序-2cqi包括在第一波束上的第一反饋sinr以及在第二波束上的第二反饋sinr，且該序-1cqi包括由ue測量的單一波束上的第三反饋sinr。

本發(fā)明雖以較佳實施例揭露如上，然本發(fā)明并不限于此，相應地，在不脫離本發(fā)明權利要求的保護范圍內，當可對所述實施例的各項特征做些許的改動與修飾。