[發明專利]MIMO系統中秩自適應指示方法、網絡側網元和終端

在審

• 申請號: 201110253221.6
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102957501A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 劉俊強;楊光;張馳;劉淑慧;常永宇
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/18;H04B7/06
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 解婷婷;龍洪

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及到通用移動通信系統高速上行鏈路分組接入(HSUPA)多輸入多輸出(MIMO)系統中的秩自適應指示方法、網絡側網元和終端。

背景技術

高速上行鏈路分組接入(HSUPA)是3GPP?Release?6引入的上行增強技術，目的在于提高上行鏈路的傳輸速率與頻譜利用率，是對寬帶碼分多址(WCDMA)上行系統性能的增強和進一步擴展。HSUPA通過引入快速上行混合重傳(HARQ)、基于基站(NodeB)的上行調度以及比之前版本更加簡潔的多碼傳輸提高上行系統吞吐性能，使上行鏈路的最大峰值速率可達每秒5.76兆(Mbps)。

多輸入多輸出(MIMO)系統就是在發射端和接收端同時使用多根天線進行數據信息無線發射與接收的無線通信系統。MIMO能使用發射側的多根發射天線各自獨立的數據信號發送，同時在接收側利用多根接收天線接收并恢復原始信息。MIMO技術可以在不增加額外帶寬和發射端總發射功率的條件下大幅提升系統的吞吐量性能，并能夠延伸信號的傳輸距離以獲得更廣的系統覆蓋范圍，從而以占用空間自由度的代價換取到無線通信系統的頻譜效率，借此提升傳輸速率并改善系統的通信質量。MIMO技術可以分為發射接收分集和空間復用兩類。發射接收分集是指利用發射或接收端的多根天線所提供的多重傳輸路徑發送相同的信息，這些相同的信息必須來源于至少2個相互獨立的信號源，以增強數據傳輸質量。空間復用是指發射端的高速率數據流被劃分為多個較低速率的子數據流，不同的子數據流從不同的發射天線上發射出去。如果可以將發射端與接收端的天線陣列之間構成的空域子信道視為相互獨立的，即能夠在時域和頻域之外額外提供空域自由度，使得在不同發射天線上發送的信號之間能夠相互區別，那么接收端就能夠區分出這些并行的子數據流，而不需付出額外的時間或者頻率資源作為代價。空間復用技術在高信噪比條件下能夠極大提高信道容量，并且能夠在發射端無法獲得信道信息的條件下發揮作用。

在MIMO空間復用中，秩自適應技術是確保系統總體性能的一種關鍵手段。在現有的HSPA下行系統中，發射端若具有MIMO發射的能力，則其可以根據當前的信道狀況選擇單流或多流發射方式為請求業務的特定用戶進行服務，這種自適應選擇單流或多流發射模式的過程即為秩自適應過程。若當前服務的用戶經歷的信道條件較好(如處于小區中心位置)，則發射端可以選擇為其進行多流數據傳輸，以在可以保證傳輸成功率的前提下，利用空間復用達到更多數據量的傳輸；若當前服務的用戶經歷的信道條件較差(如處于小區邊緣位置)，則發射端可以選擇為其進行單流數據傳輸，以首先確保數據的正確接收。由此可見，秩自適應技術可以有效的利用信道狀態信息，提升系統整體的性能。

在3GPP?Release?10中，HSUPA系統上行MIMO目前正在討論其設計的相關內容。在HSUPA系統上行引入MIMO后，若將秩自適應實施的過程安排在用戶端，則勢必會造成用戶終端實現復雜度的增加，因此當前已經達成一致，即由負責該用戶服務的基站端執行具體的秩自適應實施過程，并通過某種方法通知用戶端最終的秩自適應指示結果。

將秩自適應指示信息通知給用戶端的方法目前主要分為兩種。其一是基站端根據當前秩自適應的決策結果，通過HSUPA中的授權反饋信道反饋相應個數的授權來隱式地告知用戶端不同的秩自適應決策結果。當決定使用戶實施單流傳輸時，基站端就在授權反饋信道上反饋一個對應該單流數據塊的授權給相應用戶，用戶在接收到一個授權后即可得知需要使用單流模式進行傳輸；而當決定使用戶實施多流傳輸時，基站端就在授權反饋信道上反饋多個對應多流數據塊的授權給相應用戶，用戶在接收到兩個授權后即可得知需要使用多流模式進行傳輸。這種方法需要改變原有協議中授權反饋信道的編碼，對已有協議的兼容性不強，因而又產生第二種方法，即保留原有的授權反饋策略，基站端僅反饋一個授權給用戶端，但增加額外反饋的秩自適應指示信息通知用戶端秩自適應選擇的結果。當用戶收到單流傳輸指示時，即可直接將獲得的單一授權對應到當前的單流傳輸中；當用戶收到多流傳輸指示時，可根據收到的單一授權通過自身的簡單計算得到兩條流的授權指示。需要說明的是，在多流傳輸模式下，目前已經存在提供公共授權以及由該授權通過計算獲得多流授權的方法，但并沒有對如何反饋秩自適應指示信息進行進一步的探討。因此有必要對上行MIMO中的秩自適應指示信息的反饋方法和實施意義進行討論和探究。