Способ и терминал для определения информации о состоянии канала

Патент 2600533

Авторы

Правообладатели

ЗетТиИ Корпорейшн (CN)

Классы МПК

H04L1/06 - путем пространственного разнесения

Способ и терминал для определения информации о состоянии канала

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к способу и терминалу для определения информации о состоянии канала. Технический результат - снижение сложности вычислений в терминале при определении информации о состоянии канала (CSI). Для этого способ включает прием терминалом запроса апериодической CSI, определение параметра X в соответствии со способностью терминала обрабатывать процесс CSI и/или количеством y процессов CSI, сконфигурированных в настоящий момент, и обновление апериодической CSI в количестве до X в соответствии с параметром X; при этом параметр X представляет собой общее количество процессов или отчетов CSI, которые должны быть обновлены терминалом в один момент времени в одном или более запросов апериодической CSI. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл.

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к области мобильной беспроводной связи, а именно к терминалу и способу определения информации о состоянии канала для конкретного режима передачи в системе беспроводной связи.

Предпосылки создания изобретения

В технологии беспроводной связи, когда на стороне базовой станции (например, усовершенствованного узла В (an evolved Node В, eNB)) данные передают при помощи нескольких антенн, скорость передачи данных может быть повышена путем пространственного мультиплексирования. То есть, терминал передает различные данные в различных областях антенны с использованием одних и тех же частотно-временных ресурсов, при этом приемный терминал (например, абонентское оборудование (User Equipment, UE)) принимает данные также при помощи нескольких антенн. В случае наличия только одного пользователя ресурсы всех антенн выделяют этому одному пользователю, при этом он единолично занимает физические ресурсы, выделяемые ему на стороне базовой станции, в одном интервале передачи. Такой режим передачи называют однопользовательской передачей с многоканальным входом и многоканальным выходом (Single User Multiple-Input Multiple-Out-put, SU-MIMO), при этом физические ресурсы, выделяемые на стороне базовой станции, представляют собой частотно-временные ресурсы. Если в системе передачи необходима поддержка одновременно режимов SU-MIMO и MU-MIMO, от eNB требуется предоставление данных для абонентского оборудования в этих двух режимах. В любом из режимов, SU-MIMO или MU-MIMO, абонентскому оборудованию необходимо получать ранг, используемый для передачи предназначенных для данного абонентского оборудования данных узлом eNB в режиме MIMO. В режиме SU-MIMO ресурсы всех антенн выделяют одному пользователю, при этом количество уровней передачи данных MIMO равно рангу передачи данных MIMO узлом eNB; в режиме MIMO количество уровней передачи, соответствующее одному пользователю, является меньшим, чем общее количество уровней передачи данных MIMO узлом eNB, и при этом, если необходимо переключение (хэндовер) между режимом SU-MIMO и MU-MIMO, eNB обязан уведомить абонентское оборудование об отличиях в данных управления для различных режимов передачи.

В системе долгосрочной эволюции (Long Term Evolution, LTE) сигнализация управления, которую необходимо передавать в восходящей линии связи, включает сообщения подтверждения приема / отрицательного подтверждения приема (Acknowledgement / Negative Acknowledgement, ACK/NACK) и три формы, отражающие информацию о состоянии физического канала нисходящей линии связи (Channel State Information, CSI): индикатор качества канала (Channel quality indication, CQI), индикатор матрицы предварительного кодирования (Pre-coding Matrix Indicator, PMI) и индикатор ранга (Rank Indicator, RI).

CQI - это индекс, который используют для измерения качества канала нисходящей линии связи. CQI представлен целочисленными значениями в диапазоне 0-15 в протоколах 36-213, которые соответствуют различным уровням CQI, при этом различные CQI соответствуют различным схемам модуляции и кодирования (Modulation and Coding Scheme, MCS), в соответствии с таблицей 1. Выбор уровней CQI должен следовать следующему критерию:

выбранный уровень CQI должен обеспечивать коэффициент блочных ошибок меньше 0,1 для блоков передачи физического канала нисходящей линии связи совместного использования в соответствующей MCS.

На основе неограниченного интервала обнаружения в области частот и временной области абонентское оборудование получает наивысшее значение CQI, соответствующее каждому из максимальных значений CQI, переданных в подкадре n восходящей линии связи, при этом порядковые номера CQI находятся в диапазоне 1-15 и удовлетворяют следующему условию (причем, если CQI с порядковым номером 1 не удовлетворяет этому условию, то порядковый номер CQI принимается равным 0): коэффициент ошибок не превосходит 0,1 при приеме одиночного блока передачи PDSCH, при этом блок передачи PDSCH содержит объединенную информацию: режим модуляции и размер блока передачи, и соответствует одному номеру CQI и группе занятых блоков физических ресурсов нисходящей линии связи, а именно опорных ресурсов CQI. Наивысшее значение CQI представляет собой максимальное значение CQI, при котором коэффициент блочных ошибок (Block Error Ratio, BLER) не превышает 0,1, что удобно для управления выделением ресурсов. В общем случае, чем меньше значение CQI, тем больше ресурсов используется и тем лучше показатели BLER.

Объединенная информации, которая включает размер блока передачи и режим модуляции, и соответствует одному порядковому номеру CQI, передается с использованием PDSCH в опорных ресурсах CQI, и может доставляться по назначению при помощи сигнализации, соответствующей размеру связанного с ней блока передачи, при этом

схема модуляции представлена порядковым номером CQI и содержится в упомянутой объединенной информации, включающей размер блока передачи и схему модуляции в опорных ресурсах, при этом эффективный коэффициент кодирования канала, обеспечиваемый этой схемой модуляции, наиболее вероятно является приближением эффективного коэффициента кодирования канала, который может быть представлен этим порядковым номером CQI. Если присутствует более одной подобной объединенной информации, и при этом все экземпляры объединенной информации могут давать сходные приблизительные эффективные коэффициенты кодирования канала, представленные порядковым номером CQI, то используют объединенную информацию, содержащую наименьший размер блока передачи.

Каждый из порядковых номеров CQI соответствует одному режиму модуляции и размеру блока передачи, при этом соответствующее соотношение между размером блока передачи и NPRB может быть представлено в виде таблицы. Коэффициент кодирования может быть вычислен в соответствии с размером блока передачи и размером NPRB.

В системе LTE сообщение ACK/NACK передают в форматах 1/1а/1b (форматы 1/1a1/b PUCCH) в физическом канале управления восходящей линии связи (Physical Uplink Control Channel, PUSCH), при этом, если терминалу (т.е. абонентскому оборудованию) необходимо передать данные в восходящей линии связи, он выполняет передачу в физическом канале совместного использования восходящей линии связи (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH). Обратная связь с передачей CQI/PMI и индикатора ранга RI может представлять собой периодическую обратную связь или апериодическую обратную связь, при этом конкретные примеры обратной связи соответствуют проиллюстрированным в таблице 1.

В случае периодической обратной связи с передачей CQI/PMI и индикатора ранга RI, если абонентскому оборудованию не требуется передавать данные в восходящей линии связи, то периодическую обратную связь с передачей индикатора ранга RI выполняют в форматах 2/2а/2b (формат 2/2a/2b PUCCH) в PUCCH, если же абонентскому оборудованию требуется передавать данные восходящей линии связи, то CQI/PMI и индикаторы ранга RI передают в PUSCH; а в случае апериодической обратной связи с передачей CQI/PMI и индикатора ранга RI, их передают исключительно в PUSCH.

В 8-й редакции стандарта долгосрочной эволюции (LTE) определены следующие три типа физических каналов управления нисходящей линии связи: физический канал управления для индикации формата нисходящей линии связи (Physical Downlink Control Format Indicator Channel, PCFICH), физический гибридный канал индикации автоматического запроса на повторную передачу (Physical Hybrid Automatic Retransmission Request Indicator Channel, PHICH) и физический канал управления нисходящей линии связи (Physical Downlink Control Channel, PDCCH). PDCCH используют для передачи информации управления нисходящей линии связи (Downlink Control Information, DCI), включающей информацию планирования, информацию планирования нисходящей линии связи и информацию планирования восходящей линии связи. Форматы DCI разделены на следующие типы: формат 0 DCI, формат 1 DCI, формат 1А DCI, формат 1В DCI, формат 1С DCI, формат 1D DCI, формат 2 DCI, формат 2А DCI, формат 3 DCI, формат 3А DCI и т.п.; при этом в режиме 5 передачи, поддерживающем MU-MIMO, используют информацию управления нисходящей линии связи в формате 1D DCI, а поле сдвига δ_power-offset мощности нисходящей линии связи в формате 1D DCI используют для указания информации об уменьшении мощности в два раза (т.е. -10lg2) для одного пользователя в режиме MU-MIMO, и при этом, поскольку режим 5 передачи MU-MIMO поддерживает передачу MU-MIMO только для двух пользователей с помощью поля смещения мощности нисходящей линии связи, то режим 5 передачи MU-MIMO может поддерживать динамическое переключение между режимами SU-MIMO и MU-MIMO, однако формат DCI поддерживает передачу только одного потока для одного абонентского оборудования, как в режиме SU-MIMO, так и в режиме MU-MIMO, даже несмотря на то, что в 8-й редакции стандарта LTE поддерживается передача для одного пользователя максимум с двумя потоками в режиме 4 передачи, поскольку переключение между режимами передачи может быть только полустатическим, а динамическое переключение между режимами многопоточной передачи для одного пользователя и многопользовательской передачи в 8-й редакции стандарта LTE не может быть реализовано.

В 9-й редакции стандарта LTE с целью усовершенствования многоантенной передачи в нисходящей линии связи введен двухпоточный режим передачи с формированием луча, который определен как режим 8 передачи, при этом для поддержки данного режима передачи в информацию управления нисходящей линии связи добавлен также формат 2В DCI. В формате 2В DCI имеется бит идентификации скремблирования, благодаря которому поддерживаются две различных последовательности скремблирования, при этом узел eNB может назначать эти две последовательности скремблирования разным пользователям, и следовательно, несколько пользователей мультиплексируют в одних и тех же ресурсах. Кроме того, когда используется только один блок передачи, дополнительно применяют бит индикатора новых данных (New Data Indicator, NDI), соответствующий неактивному блоку передачи, для указания порта антенны при одноуровневой передаче.

В дополнение, в 10-й редакции стандарта LTE, с целью дальнейшего усовершенствования многоантенной передачи в нисходящей линии связи, добавлен новый режим передачи с пространственным мультиплексированием «с замкнутой петлей», который определен как режим 9 передачи. Для поддержки этого режима передачи в информацию управления нисходящей линии связи добавлен формат 2С DCI, при этом такой режим передачи позволяет поддерживать и режим SU-MIMO, и режим MU-MIMO, а также позволяет поддерживать динамическое переключение между режимами SU-MIMO и MU-MIMO, и, кроме того, данный режим передачи поддерживает также 8-антенную передачу. Пилотная частота демодуляции (например, опорный сигнал, зависящий от абонентского оборудования (UE Specific Reference Signal, URS) определена как пилотная частота, используемая для демодуляции в этом новом режиме передачи, причем от абонентского оборудования требуется получение местоположения пилотной частоты, и затем оно может выполнять оценку канала и оценку величины помех на этой пилотной частоте.

В 10-й редакции стандарта LTE абонентское оборудование, полустатическим образом при помощи сигнализации верхнего уровня, настраивают на прием данных PDSCH в соответствии с указанием из PDCCH на пространство поиска, зависящее от абонентского оборудования, на основе одного из следующих режимов передачи:

Режим 1 передачи: Порт одиночной антенны; порт О

Режим 2 передачи: Передача с разнесением

Режим 3 передачи: Пространственное мультиплексирование «с разомкнутой петлей»

Режим 4 передачи: Пространственное мультиплексирование «с замкнутой петлей»

Режим 5 передачи: Многопользовательский MIMO

Режим 6 передачи: Замкнутый контур с предварительным кодированием первого ранга

Режим 7 передачи: Порт одиночной антенны; порт 5

Режим 8 передачи: Двухпоточная передача, а именно двухпоточное формирование лучей

Режим 9 передачи: Вплоть до 8-уровневой передачи

В 10-й редакции стандарта LTE введены новый режим 9 передачи и новый опорный измерительный сигнал, опорный символ информации о состоянии канала (Channel-State Information-Reference Symbol, CSI-RS), при этом измерения качества канала в режиме 9 передачи выполняют на основе сигналов CSI-RS или зависящих от соты опорных сигналов (Cell-specific reference signals, CRS), и таким образом вычисляют и получают CQI. В остальных режимах передачи измерения качества канала выполняют на основе CRS и таким образом вычисляют CQI.

В области частот опорные ресурсы CSI определены с использованием группы блоков физических ресурсов нисходящей линии связи, при этом блоки физических ресурсов нисходящей линии связи соответствуют частотным полосам, отвечающим исходным значениям CQI; во временном области опорные ресурсы CSI определены с использованием одного подкадра нисходящей линии связи; а в области уровней передачи опорные ресурсы определены с использованием любого RI и PMI, причем CQI зависит от комбинации PMI/RI.

Поскольку в 10-й редакции стандарта LTE введено новое понятие «двойной кодовой книги» или «двойного PMI», то в случае режима 9 передачи при осуществлении обратной связи необходима передача двух PMI, соответственно, для 8-антенной передачи в первом PMI указывают информацию о состоянии всего диапазона, во втором PMI указывают информацию о состоянии поддиапазона, и только после получения двух PMI возможно получение всей информации матрицы предварительного кодирования (при этом поддиапазон включает также случай полного диапазона); а для 2-антенной и 4-антенной передачи в первом PMI указывают матрицу блока, а второй PMI эквивалентен PMI в исходном протоколе 8-й редакции.

Для систем долгосрочной эволюции (LTE) продолжаются исследования, нацеленные на подготовку к изданию 11-й редакции стандарта, который должен последовать за 8, 9 и 10-й редакциями. На сегодняшний день на рынке начинают постепенно появляться изделия, соответствующие 8-й редакции стандарта, а изделия, соответствующие 9-й и 10-й редакции, находятся на стадии планирования выпуска.

С учетом опыта 8-й и 9-й редакций стандарта, в его 10-й редакции добавлены множество новых характеристик, основанных на предыдущих редакциях, таких как характеристики пилотной частоты, включающие опорный сигнал демодуляции (Demodulation Reference Signal, DMRS), опорный сигнал информации о состоянии канала (Channel State Information Reference Signal, CSI-RS) и т.п., режимы передачи, включающие поддержку 8-антенной передачи, характеристики обратной связи, и в особенности, улучшенная технология подавления межсотовых помех (enhanced Inter-Cell Interference Cancelling, elCIC) которая представляет собой технологию, позволяющую устранить помехи между сотами, созданную на основе технологии подавления межсотовых помех в 8 и 9-й редакциях стандарта. На ранних этапах подготовки 10-й редакции стандарта LTE, в технологиях, направленных на решение проблемы межсотовых помех, устранение помех рассматривалось как выполняемое в однородной сети, при этом допускалось применение таких популярных технологий как elCIC и технологии скоординированной многостанционной передачи (Coordinated Multi-point, СоМР). Скоординированное множество станций, СоМР, представляет собой множество узлов, координирующих свои действия по передаче данных в один или более комплектов абонентского оборудования с использованием одних и тех же частотно-временных ресурсов, или различных частотно-временных ресурсов, что следует из названия. Технология позволяет уменьшить помехи между сотами, повысить пропускную способность на краях сот, а также расширить сотовое покрытие. Однако, поскольку на более поздних этапах разработки стандарта были добавлены новые сценарии для разнородной сети, из-за сложности технологии СоМР и временных ограничений на рассмотрение 10-й редакции в результате было решено, что дополнения к стандарту СоМР не войдут в эту редакцию, однако CSI-RS может проектироваться с частичным учетом требований СоМР, и после конференции 60bis технология СоМР более не обсуждалась.

Конфигурационная информация CSI-RS в 10-й редакции стандарта LTE включает, главным образом, конфигурационную сигнализацию CSI-RS ненулевой мощности и конфигурационную сигнализацию CSI-RS нулевой мощности. Конфигурационная информация CSI-RS ненулевой мощности предназначена, главным образом, для уведомления стороны терминала о выделении частотно-временных ресурсов для каждого CSI-RS ненулевой мощности в одном подкадре при помощи индексов таблицы, в соответствии с иллюстрацией в таблице 2 и таблице 3, а также для уведомления стороны терминала об антенных портах, уже соответствующих количеству частотно-временных ресурсов, занятых сигнализацией CSI-RS ненулевой мощности, при помощи количества сконфигурированных антенных портов, а также для уведомления стороны терминала о подкадре приема CSI-RS при помощи смещения подкадра и порядковых индексов в соответствии с иллюстрацией в таблице 4.

При помощи CSI-RS нулевой мощности сторону терминала уведомляют об элементах ресурсов, для которых требуется выполнение согласования скоростей при помощи 16-битного битового массива. О подкадре, в котором находится CSI-RS нулевой мощности, сторону терминала уведомляют при помощи смещения и периода подкадра, в соответствии с иллюстрацией в таблице 4.

Назначением CSI-RS ненулевой мощности является, в основном, обеспечение измерений, стороной терминала, CSI и передачи ее в обратной связи на сторону базовой станции. Основной задачей CSI-RS нулевой мощности является снижение помех информационных сервисов на CSI-RS, с целью повышения качества измерений CSI, при этом сторону терминала уведомляют о расположении ресурсов CSI-RS нулевой мощности на стороне базовой станции, а сторона терминала при этом предполагает, что базовая станция не размещает PDSCH или других опорных сигналов, или каналов, в местоположении ресурсов CSI-RS нулевой мощности.

В 11-й редакции стандарта LTE необходим учет влияния СоМР на стандарт, в особенности, внимания требует конфигурирование ресурсов для измерения помех и конфигурирование ресурсов CSI-RS нулевой мощности. На последней конференции 68bis обсуждалось, что сравнительно высокие показатели точности оценки помех могут быть получены при измерении помех с использованием ресурсов CSI-RS нулевой мощности, при этом такой метод может быть частично совместим с терминалами, соответствующими стандарту 10-й редакции, что позволяет избежать потерь производительности при «прореживании» PDSCH в результате конфигурирования ресурсов, используемых для измерения помех с помощью CSI-RS нулевой мощности. Если средства измерения помех при помощи CSI-RS нулевой мощности будут введены в 11-й редакции стандарта LTE, то ресурсы согласования скоростей передачи, на которые необходимо будет указывать стороне терминала, должны будут включать следующие три типа:

1. Ресурсы CSI-RS ненулевой мощности. Это относится, главным образом, к случаю, когда сторона базовой станции передает CSI-RS при помощи 8 или 4 портов, а сторона терминала может поддерживать максимум 4 или 2 порта, при этом требуется выполнение согласования скоростей передачи в местоположениях других портов, которые не могут быть определены в данный момент. Или сторона базовой станции передает CSI-RS, однако на стороне терминала используют режим обратной связи 1-0, 2-0 или 3-0, конфигурирование порта CSI-RS в этот момент не требуется, требуется только конфигурирование CSI-RS нулевой мощности.

2. Ресурсы CSI-RS нулевой мощности, которые используют для уменьшения помех информационных сервисов, воздействующих на измерения CSI-RS.

3. Ресурсы CSI-RS нулевой мощности, используемые для измерений помех в соответствующих местоположениях ресурсов, выполняемых стороной терминала.

Пункты 1 и 2 имеют назначение, аналогичное конфигурации CSI-RS нулевой мощности в 10-й редакции стандарта LTE, а вновь добавленную CSI-RS нулевой мощности, соответствующую пункту 3, используют для измерения помех. Соответственно, в 11-й редакции стандарта LTE необходим новый способ конфигурирования CSI-RS нулевой мощности, которая может использоваться для измерения помех, при этом CSI-RS нулевой мощности, которую используют для измерения помех, называют ресурсом измерения помех (Interference Measurement Resource, IMR).

Поскольку в традиционных системах, соответствующих 8, 9 или 10-й редакциям стандарта LTE, зависящий от соты опорный сигнал (CRS) передают при помощи каждого действительного подкадра нисходящей линии связи, терминал может выполнять измерения качества канала или измерения помех на основе каждого подкадра, при этом каждый действительный подкадр нисходящей линии связи может представлять собой один опорный ресурс CSI. В системе, соответствующей 11-й редакции стандарта LTE, и CSI-RS, и IMR конфигурируют периодически, поэтому сложность вычислений в терминале возрастет, если каждый действительный подкадр будет представлять собой опорный ресурс CSI, в особенности для СоМР-терминалов, поскольку такому терминалу придется вычислять и передавать обратную связь CSI для множества процессов CSI (один процесс CSI соответствует одной конфигурации CSI-RS ненулевой мощности (Non Zero Power, NZP) и одной конфигурации IMR).

Поскольку необходим новый режим передачи, поддерживающий обратную связь CSI для множества процессов CSI, сложность вычислений в терминале при определении CSI является избыточно высокой, поэтому стоимость терминала также избыточно высока, причем данная проблема стоит более острой в системах дуплексной передачи с разделением по времени (Time Division Duplex, TDD).

Сущность изобретения

В вариантах осуществления настоящего изобретения предложены терминал и способ определения информации о состоянии канала, которые позволяют преодолеть проблемы избыточно высокой сложности терминала и проблему избыточно высокой стоимости существующих систем при использовании режима 10 передачи и режима TDD.

В данном варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ определения информации о состоянии канала, включающий: прием, терминалом UE, запроса апериодической информации о состоянии канала, CSI, определение параметра X в соответствии со способностью терминала обрабатывать процесс информации о состоянии канала, процесс CSI, и/или количеством у процессов CSI, сконфигурированных в настоящий момент, и обновление апериодической CSI в количестве до X в соответствии с параметром X, где у и X являются положительными целыми числами, большими или равными 1, при этом параметр X представляет собой общее количество процессов или отчетов CSI, которые должны быть обновлены терминалом в один момент времени в одном или более запросов апериодической CSI.

Описанный выше способ может дополнительно отличаться тем, что:

способность обработки процесса CSI включает максимальное количество Р процессов CSI, которые могут быть обработаны терминалом;

определение терминалом параметра X в соответствии с упомянутой способностью терминала обрабатывать процесс CSI и/или количеством у процессов CSI, сконфигурированных в текущий момент времени, включает:

когда Р больше или равно Р0, определение значения параметра X в соответствии с количеством у процессов CSI, сконфигурированных в текущий момент времени, где Р0 равно 3 или 4.

Описанный выше способ может дополнительно отличаться тем, что:

параметр X=y.

Описанный выше способ может дополнительно отличаться тем, что:

значение Р равно одному из следующего: 3 или 4; или значение Р равно только 4.

Описанный выше способ может дополнительно отличаться тем, что:

обновление терминалом апериодической CSI в количестве до X в соответствии с параметром X включает:

определение терминалом того, что количество апериодических CSI, которые необходимо обновить, имеет значение Z, являющееся минимальным из значений X и Y, и обновление Z апериодических CSI;

где Y - количество CSI, которое должно быть передано в отчетах.

Описанный выше способ может дополнительно отличаться тем, что:

шаг обновления терминалом апериодической CSI в количестве до X в соответствии с параметром X включает:

выполнение измерения качества канала и/или измерения помех в соответствии с принятым опорным сигналом информации о состоянии канала, CSI-RS, и определение опорного ресурса CSI, а также вычисление апериодической CSI, соответствующей этому опорному ресурсу CSI.

Описанный выше способ может дополнительно отличаться тем, что:

способ также включает передачу терминалом отчета с обновленной апериодической CSI на сторону сети.

В данном варианте осуществления настоящего изобретения предложен также терминал UE для определения информации о состоянии канала, включающий:

приемный блок, сконфигурированный: для приема запроса апериодической CSI;

блок определения, сконфигурированный для определения параметра X в соответствии со способностью терминала обрабатывать процесс CSI и/или количеством у процессов CSI, сконфигурированных в текущий момент времени; и

блок обновления, сконфигурированный: для обновления апериодической CSI в количестве до X в соответствии с параметром X;

где y и X - положительные целые числа, большие или равные 1, при этом параметр X представляет собой общее количество процессов или отчетов CSI, которые должны быть обновлены терминалом в один момент времени в одном или более запросов апериодической CSI.