专利名称：通过发送非限制重用集合的质量指示符和其它重用集合的向量化质量指示符来使反馈最少化的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及通信，更具体地，涉及无线多址通信系统中的数据传输。
背景技术：
无线多址系统可以在前向链路和反向链路上同时支持多个无线终端的通信。前向链路(或者下行链路)是指从基站到终端的通信链路，而反向链路(或者上行链路)是指从终端到基站的通信链路。多个终端可以同时在反向链路上发送数据和/或在前向链路上接收数据。这可以通过将每条链路上的数据传输进行复用以在时间、频率和/或码域中与其它数据传输正交来实现。正交性确保每个终端的数据传输不会干扰其它终端的数据传输。多址系统通常具有许多小区，其中，根据使用术语的上下文，术语“小区”可以指基站和/或其覆盖范围。可以使用正交复用对同一小区内的多个终端的数据传输进行发送， 以便避免“小区内”干扰。然而，不同小区内的多个终端的数据传输可能不是正交的，在这种情况下，每个终端将观测到来自其它小区的“小区间”干扰。小区间干扰可能显著降低某些观测到高级别干扰的处于不利条件的终端的性能。为了抵制小区间干扰，无线系统可以通过不在每个小区内使用系统中可用的所有频带来采用频率重用方案。例如，系统可以采用7-小区重用模式并且重用因子K = 7。对于该系统，将整个系统带宽W分成7个相等的频带，并且对7-小区簇内的每个小区分配7 个频带之一。每个小区仅使用一个频带，并且每个第七小区对相同频带进行重用。通过该频率重用方案，仅在彼此不相邻的小区内对相同的频带进行重用，从而在每个小区内观测到的小区间干扰会相对于所有小区都使用相同频带的情况有所减少。然而，由于每个小区仅可以使用整个系统带宽中的一部分，所以大的重用因子意味着对可用系统资源的低效率使用。更精确地，每个小区仅可以使用重用因子的倒数，即1/K。基于激活集合的受限跳频(ASBR)减少了基于OFDMA的系统中的小区间干扰。ASBR 是全球频率计划方案，其考虑由用户测量的信道和干扰。ASBR基于的主要思想是根据所选择用户的信道质量为其进行智能地频率重用。在CDMA系统中，为了切换的目的，已经为每个用户定义了激活集合。用户激活集合内的扇区通常对该用户在FL上的接收造成最多干扰，并且受该用户在RL上的传输的干扰最严重。期望避免来自用户激活集合内扇区的干扰，以便减少在FL和RL上的干扰。通过仿真和分析可以看出基于用户激活集合的频率重用分配算法以25%的带宽部分负载产生3. 5dB的信号-干扰噪声比(SINR)改进。因此，在本领域中需要以更加高效的方式从终端向基站提供反馈以便减少小区间干扰的技术。
发明内容
在一个方案中，一种在单输入单输出(SISO)系统中提供反馈以支持限制重用的方法包括发送非限制重用集合的质量指示符；以及发送除了所述非限制重用集合以外的重用集合的向量化质量指示符。在另一个方案中，一种在多码字(MCW)多输入多输出(MIMO)系统中提供反馈以支持限制重用的方法包括发送非限制重用集合的质量指示符；以及对于所有的层，发送除了所述非限制重用集合以外的至少两个重用集合的向量化质量指示符。在另一个方案中，一种在单码字(SCW)多输入多输出(MIMO)系统中提供反馈以支持限制重用的方法包括发送非限制重用集合的质量指示符；以及对于所有的层，发送所有重用集合中除了所述非限制重用集合以外的重用集合的向量化质量指示符。在另一个方案中，一种在单码字(SCW)多输入多输出(MIMO)系统中提供反馈以支持限制重用的方法包括对于每个层，以最优质量指示符发送重用集合的质量指示符；以及对于所有的层，发送所有重用集合的向量化质量指示符。在另一个方案中，一种用于无线通信的装置包括用于发送非限制重用集合的质量指示符的模块；以及用于发送除了所述非限制重用集合以外的重用集合的向量化质量指示符的模块。在另一个方案中，一种用于无线通信的装置包括控制器，该控制器用于发送非限制重用集合的质量指示符；以及发送除了所述非限制重用集合以外的重用集合的向量化质量指示符。在另一个方案中，一种无线设备中的控制器用于发送非限制重用集合的质量指示符；以及发送除了所述非限制重用集合以外的重用集合的向量化质量指示符。在另一个方案中，一种可读介质体现一种用于无线通信的方法，该方法包括发送非限制重用集合的质量指示符；以及发送除了所述非限制重用集合以外的重用集合的向量化质量指示符。下文对本发明的各个方案和实施例进行更详细的说明。
通过以下说明并结合附图，本发明的特征和特性将变得更加明显，在附图中，相同的参考标号进行相应地标识，其中图1示出了无线多址通信系统；图2A和图2B分别示出了被扇区化的小区及其模型；图3示出了具有多个3-扇区小区的示例性多小区布局；图4示出了用于3个扇区的3个重叠的禁用集合；图5A至图5D示出了用于扇区的4个非受限和受限集合；图6示出了形成3个禁用子带集合的实例；图7A至图7D示出了 4个用户在具有7个扇区的簇中的分布以及对应于其中3个用户的无干扰模式；图8示出了用于通过限制重用将子带分配给用户的处理；
图9示出了发送实体的框图；以及图10示出了接收实体的框图；图11示出了用于限制重用的SIS0-VCQI报告的实施例；图12示出了用于限制重用的MIS0-VCQI报告的实施例；图13示出了条件数(condition number)与CQI估计误差相比较的实施例；图14示出了用于限制重用的MIM0-VCQI报告的方法；图15示出了对于平滑衰落信道的MMO的⑶F ；图16示出了用于限制重用的MIM0-VCQI报告；以及图17示出了用于静态限制重用的MIS0-VCQI (静态)报告以及用于SCE设计的快速CQI报告。
具体实施例方式本文所使用的词语“示例性的”是指“用作实例、例子或例证的”。不应将本文描述为“示例性”的任何实施例或设计理解为优选于或优于其它实施例或设计。本文描述了在无线通信系统中高效地避免或减少来自强干扰源的干扰的技术。对于给定用户u的强干扰源可能是基站(在前向链路上)或者其他用户(在反向链路上)。 用户U还可能是其他用户的强干扰源。对于用户U的强干扰实体可能是对用户U造成高干扰的强干扰源和/或观测到来自用户U或由用户U引起的高干扰的强受干扰者。可以如下所述对每个用户的强干扰实体(或者干扰源/受干扰者，或者简单地称为干扰者/受干扰者)进行标识。为用户分配系统资源(例如，频率子带)，该系统资源正交于用户的强干扰者/受干扰者所使用的那些系统资源，从而避免了与其他用户的干扰。这些技术被称为“限制重用”技术，并且其可用于各种无线系统以及用于前向和反向链路。在限制重用的实施例中，为每个小区/扇区分配(1)由可被分配给小区/扇区内用户的多个可用子带形成的集合以及O)由不分配给小区/扇区内用户的多个禁用子带形成的集合。用于每个小区/扇区的可用集合和禁用集合互相正交。用于每个小区/扇区的可用集合还与用于每个相邻小区/扇区的禁用集合重叠。可以为小区/扇区χ中的给定用户u分配用于该小区/扇区的可用集合中的子带。如果用户u观测到来自相邻小区/扇区 y的高级别干扰或者引起对相邻小区/扇区y的高级别干扰，那么可以为用户u分配来自 “受限”集合的子带，该“受限”集合包含被包括在用于小区/扇区χ的可用集合和用于小区 /扇区y的禁用集合中的子带。由于被分配给用户u的子带是未被小区/扇区y使用的禁用集合中的元素，所以用户u将不会观测到来自小区/扇区y的干扰或者引起对小区/扇区y的干扰。可以将子带限制扩展为避免来自多个相邻小区/扇区的干扰。图1示出了无线多址通信系统100。系统100包括多个基站110，其支持多个无线终端120的通信。基站是用于与终端进行通信的站，其还可以被称为接入点(AP)、节点B或者某些其它术语。典型地，终端120分布在整个系统中，并且每个终端可以是固定的或者移动的。终端还可以被称为接入终端(AT)、移动台、用户设备(UE)、无线通信设备或者某些其它术语。每个终端可以在任何给定时刻处在前向和反向链路上与一个或可能的多个基站进行通信。通信系统被广泛地部署用于提供例如语音、分组数据等各种通信服务。这些系统可以是时分、频分和/或码分多址系统，其可以通过共享可用系统资源来同时支持与多个用户的通信。这种多址系统的实例包括码分多址(CDMA)系统、多载波CDMA(MC-CDMA)、宽带 CDMA(W-CDMA)、高速下行链路分组接入(HSDPA)、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统以及正交频分多址(OFDMA)系统。对于集中式结构，系统控制器130连接到基站，并且为这些基站提供协调和控制。 对于分布式结构，例如，基站可以根据需要与另一个基站进行通信，以便向终端提供服务、 协调对系统资源的使用等。图2A示出了具有3个扇区的小区210。每个基站为各自的地理区域提供通信覆盖。每个基站的覆盖区域可以具有任何大小和形状，并且其通常取决于例如地形、障碍物等各种因素。为了增加容量，可以将基站覆盖区域分割成3个扇区212a、212b和212c，将其分别标记为扇区1、2和3。可以通过各自的天线波束模式对每个扇区进行定义，并且用于3 个扇区的3个波束模式可以指向彼此相距120°的方向。每个扇区的大小和形状通常取决于用于该扇区的天线波束模式，并且典型地，小区的多个扇区在边缘处重叠。小区/扇区可能不是连续的区域，并且小区/扇区边缘可能非常复杂。图2B示出了用于被扇区化的小区210的简单模型。以逼近扇区边界的理想六边形来对小区210内的3个扇区中的每一个进行建模。可以通过位于基站中心处的包括3个理想六边形的三叶形(clover)来代表每个基站的覆盖区域。典型地，通过基站收发信机子系统(BTS)向每个扇区提供服务。通常，取决于使用术语的上下文，术语“扇区”可以指BTS和/或其覆盖区域。对于被扇区化的小区，典型地， 用于该小区的基站包括用于该小区的所有扇区的BTS。为简便起见，在以下说明中，通常将术语“基站”用于向小区提供服务的固定站以及向扇区提供服务的固定站。“服务，，基站或者“服务”扇区是终端与之进行通信的基站或者扇区。在本文中，术语“终端”和“用户”可以互换使用。可以将限制重用技术用于各种通信系统。为清楚起见，针对使用正交频分复用 (OFDM)的正交频分多址(OFDMA)系统描述这些技术。OFDM有效地将整个系统带宽分割成多个(N个)正交频率子带，其也被称为音调(tone)、子载波、频段(bin)、频道等。每个子带与各自的可调制有数据的子载波相关联。在OFDMA系统中，可以通过(1)在任何给定时间间隔中每个子带仅用于一个业务信道以及( 在每个时间间隔中可为每个业务信道分配零个、一个或者多个子带，来定义多个正交“业务”信道。可以将业务信道视为是一种对不同时间间隔的子带分配进行表达的便利方式。可以为每个终端分配不同的业务信道。对于每个扇区，可以在多个业务信道上同时发送多个数据传输而不会互相干扰。OFDMA系统可以使用或者可以不使用跳频(FH)。通过跳频，数据传输以伪随机的方式从一个子带跳跃到另一个子带，由此可以提供频率分集和其它益处。对于跳频 OFDMA(FH-OFDMA)系统，每个业务信道可以与专用!7H序列相关，其指示在每个时间间隔(或者跳频周期)内用于该业务信道的特定子带。在每个扇区中用于不同业务信道的ra序列互相正交，使得在任何给定的跳频周期内，没有两个业务信道使用相同的子带。用于每个扇区的ra序列还可以相对于用于相邻扇区的ra序列是伪随机的。ra序列的这些特性使扇区内干扰最小化并且使扇区间干扰随机化。
在OFDMA系统中，具有不同信道状况的用户可以分布在整个系统中。这些用户可以具有对扇区间干扰的不同贡献和容许度。可以通过信号质量度量对每个用户的信道状况进行量化，其可以通过信号-干扰噪声比(SINR)、信道增益、接收导频功率、和/或为用户的服务基站所测量的某些其它量、某些其它测量值或者其组合来进行定义。例如，由于对于弱用户的服务基站的低信道增益和/或高扇区间干扰，弱用户具有对于其服务基站相对较低的信号质量度量(例如，低SIM )。通常，弱用户可以位于扇区内的任何位置，但是典型地， 其位于远离服务基站的位置。通常，弱用户更难以容许扇区间干扰、对其它扇区中的用户造成更多干扰、具有较差的性能以及可能是被要求了公平性需求的系统中的瓶颈。限制重用可以避免或者减少由弱用户所观测到/造成的干扰。这可以通过确定对于弱用户的可能的高扇区间干扰(或者强干扰)源和/或可能的高扇区间干扰(或者强干扰)受影响者来实现。强干扰源可以是基站(在前向链路上)和/或相邻扇区内的用户 (在反向链路上)。强受干扰者可以是相邻扇区内的用户。在任何情况下，为弱用户分配与强干扰源/受干扰者所使用的子带相正交的子带。在限制重用的实施例中，为每个扇区χ分配可用子带集合(表示为Ux)以及禁用或未用子带集合(表示为&)。可用集合包含可被分配给扇区中的用户的子带。禁用集合包含不分配给扇区中的用户的子带。由于没有子带被同时包括在两个集合中，所以用于每个扇区的可用集合和禁用集合是正交的或者不相交的。用于每个扇区的可用集合还与用于每个相邻扇区的禁用集合重叠。用于多个相邻扇区的禁用集合也可以重叠。如下所述，可以为每个扇区内的用户分配来自可用集合的子带。可以将限制重用用于由未被扇区化的小区组成的系统以及由被扇区化的小区组成的系统。为清楚起见，下文针对由多个3-扇区小区组成的示例性系统描述限制重用。图3示出了示例性多小区布局300，其中通过具有3个六边形的三叶形对每个 3-扇区小区进行建模。对于该小区布局，每个扇区在第一层(或者第一环)中被具有与该扇区不同标记的扇区所包围。这样，每个扇区1在第一层中被6个扇区2和3所包围，每个扇区2被6个扇区1和3所包围，并且每个扇区3被6个扇区1和2所包围。图4示出了由被标记为F1、F2和F3的3个重叠的子带集合所形成的维恩图，其中可以将这3个重叠的子带集合用作3个禁用子带集合。在该实例中，每个禁用集合与其它两个禁用集合中的每一个重叠(例如，禁用集合Fl与禁用集合F2和F3中的每一个重叠)。 由于重叠，在任何两个禁用集合上的交集运算产生非空集合。可以将该特性表示如下F12 = F1 Π F2 ^ Θ , F13 = F1 Π F3 ^ Θ 以及 F23 = F2 Π F3 ^ Θ 方程(1)其中，“H”表示交集运算；Fxy是包含同时为Fx和Fy两者的元素的子带的集合；以及θ表示零/空集。三个禁用集合F1、F2和F3中的每一个是包含所有N个子带的全集Ω的子集，或者F1 c Ω、F2 c Ω且F3 c Ω。为了高效地利用可用子带，还可以对3个禁用集合进行定义，使得在所有3个集合上不存在重叠，可以将其表示为F123 = F1 η F2 η F3 = Θ方程 Q)方程O)中的条件确保每个子带被至少一个扇区所使用。可以基于3个禁用子带集合F1、F2和F3分别形成3个可用子带集合Ul、U2和U3。
8可以通过全集Ω和禁用集合h之间的差集运算形成每个可用集合te，如下U1 = Ω XF1，U2 = Ω /F2 以及 U3 = Ω \F3 方程(3)其中，“\”表示差集运算；以及Ux是包含位于全集Ω中且不位于集合Fx中的子带的集合。可以为每个3-扇区小区内的3个扇区分配不同的可用集合和禁用集合对。例如， 可以为扇区1分配可用集合Ul和禁用集合F1，可以为扇区2分配可用集合U2和禁用集合 F2，并且可以为扇区3分配可用集合U3和禁用集合F3。每个扇区还知道被分配给相邻扇区的禁用集合。因此，扇区1知道被分配给相邻扇区2和3的禁用集合F2和F3，扇区2知道被分配给相邻扇区1和3的禁用集合Fl和F3，并且扇区3知道被分配给相邻扇区1和2 的禁用集合Fl和F2。图5Α示出了用于被分配给扇区1的可用集合Ul的维恩图。可用集合Ul (由斜线示出)包括所有N个子带中除了在禁用集合Fl中的那些子带之外的子带。图5Β示出了用于扇区1的受限可用集合Ul_2(由交叉线示出)的维恩图。受限集合U1-2包含被包括在用于扇区1的可用集合Ul和用于扇区2的禁用集合F2两者中的子带。由于扇区2不使用禁用集合F2中的子带，所以受限集合U1-2中的子带不会受到来自扇区2的干扰。图5C示出了用于扇区1的受限可用集合Ul_3(由垂直线示出)的维恩图。受限集合U1-3包含被包括在用于扇区1的可用集合Ul和用于扇区3的禁用集合F3两者中的子带。由于扇区3不使用禁用集合F3中的子带，所以受限集合U1-3中的子带不会受到来自扇区3的干扰。图5D示出了用于扇区1的更受限可用集合Ul_23(由实心示出)的维恩图。受限集合U1-23包含被包括在用于扇区1的可用集合U1、用于扇区2的禁用集合F2和用于扇区 3的禁用集合F3三者中的子带。由于扇区2和3分别不使用禁用集合F2和F3中的子带， 所以受限集合U1-23中的子带不会受到来自扇区2和3的干扰。如图5A至图5D所示，受限可用集合U1-2、U1_3和U1-23是被分配给扇区1的非受限可用集合Ul的不同子集。可以用类似的方式为扇区2形成受限可用集合U2-l、U2-3 和U2-13，并且为扇区3形成受限可用集合U3-1、U3-2和U3-12。表1列出了用于3个扇区的各个可用子带集合以及可以形成这些集合的方式。下文对表1中的“重用”集合进行了说明。表1仅用于说明性的目的。本领域技术人员将会清楚，重用集合不局限于表1中所示的那些集合。例如，如果每个小区内存在多于3个扇区， 那么重用集合将与表1中所示的不同。表权利要求
1.一种在无线通信系统中从终端向基站提供反馈的方法，包括向所述基站发送宽带信道质量指示符，所述宽带信道质量指示符用于非限制重用集合，所述非限制重用集合包括多个能够分配给所述终端的子带；以及向所述基站发送子带信道质量指示符，所述子带信道质量指示符用于除了所述非限制重用集合以外的重用集合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子带信道质量指示符包括向量化信道质量指示符(VCQI)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在第一时间段之后发送来自所述非限制重用集合的所述宽带信道质量指示符，并且在第二时间段之后发送所述子带信道质量指示符，所述第二时间段比所述第一时间段长。
4.一种用于无线通信的终端，包括用于向基站发送宽带信道质量指示符的模块，所述宽带信道质量指示符用于非限制重用集合，所述非限制重用集合包括多个能够分配给所述终端的子带；以及用于向所述基站发送子带信道质量指示符的模块，所述子带信道质量指示符用于除了所述非限制重用集合以外的重用集合。
5.根据权利要求4所述的终端，其中，所述子带信道质量指示符包括向量化信道质量指示符(VCQI)。
6.根据权利要求4所述的终端，其中，在第一时间段之后发送来自所述非限制重用集合的所述宽带信道质量指示符，并且在第二时间段之后发送所述子带信道质量指示符，所述第二时间段比所述第一时间段长。
7.一种在无线通信系统中从终端向基站提供反馈的方法，包括在所述基站处接收宽带信道质量指示符，所述宽带信道质量指示符用于非限制重用集合，所述非限制重用集合包括多个能够分配给所述终端的子带；以及在所述基站处接收子带信道质量指示符，所述子带信道质量指示符用于除了所述非限制重用集合以外的重用集合。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述子带信道质量指示符包括向量化信道质量指示符(VCQI)。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括基于用于所述非限制重用集合的所述宽带信道质量指示符和所述子带信道质量指示符，来计算所有重用集合的质量指示符。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括基于所述宽带信道质量指示符、所述子带信道质量指示符以及所有重用集合的所述质量指示符，来对重用集合内的所述终端进行调度。
11.一种用于无线通信的基站，包括用于在所述基站处接收宽带信道质量指示符的模块，所述宽带信道质量指示符用于非限制重用集合，所述非限制重用集合包括多个能够分配给所述终端的子带；以及用于在所述基站处接收子带信道质量指示符的模块，所述子带信道质量指示符用于除了所述非限制重用集合以外的重用集合。
12.根据权利要求11所述的基站，其中，所述子带信道质量指示符包括向量化信道质量指示符(VCQI)。
13.根据权利要求11所述的基站，还包括用于基于用于所述非限制重用集合的所述宽带信道质量指示符和所述子带信道质量指示符，来计算所有重用集合的质量指示符的模块。
14.根据权利要求13所述的基站，还包括用于基于所述宽带信道质量指示符、所述子带信道质量指示符以及所有重用集合的所述质量指示符，来对重用集合内的所述终端进行调度的模块。
全文摘要
通过发送非限制重用集合的质量指示符和其它重用集合的向量化质量指示符来使反馈最少化。基站内的调度器每隔5毫秒便需要来自终端的所有重用集合的CQI信息，以便确定用哪个重用集合对给定终端进行调度。对于MIMO用户，问题在于使用当前设计不能为所有重用集合重构CQI。解决方案(1)对于多码字MIMO用户，MIMO VCQI连接层消息使得基站能够以逐个分组为基础重构所有重用集合的MIMO-CQI。这将能够实现动态调度(限制重用)增益。(2)对于单码字用户，可以通过改变CQI报告格式并且发送MIMO-VCQI连接层消息来获得动态限制重用。(3)对于单码字设计，可以通过发送MIMO-VCQI连接层消息来获得准静态调度增益。
文档编号H04W36/00GK102158870SQ20111009033
公开日2011年8月17日 申请日期2005年12月22日 优先权日2004年12月22日
发明者H·桑帕斯, 季庭方 申请人:高通股份有限公司