專利名稱：使用正交頻分多址方案的通信系統(tǒng)中傳送/接收信道質量信息的方法與裝置的制作方法
技術領域：
一般地，本發(fā)明涉及使用正交頻分復用(OFDM)方案的通信系統(tǒng)，具體地，本發(fā)明 涉及在移動用戶站(MSQ與基站(BQ之間發(fā)射/接收用于子載波的信道質量信息(CQI) 的裝置與方法。
背景技術：
隨著移動通信系統(tǒng)的迅速發(fā)展，所需的數據量及其處理速度正在迅速增加。一般 地，當在無線信道上以高速傳送數據時，由于多徑衰減以及多普勒擴展，數據會經受高比特 錯誤率(BER)。需要適合于無線信道的無線接入方案，以補償高BER，因此具有較低發(fā)射功 率以及較低檢測概率的優(yōu)勢的擴展頻譜(SQ正越來越普及。SS方案一般被分類為直接序列擴展頻譜(DSSQ方案以及頻率跳躍擴展頻譜 (FHSS)方案。DSSS方案可以利用(使用無線信道的路徑分集的)耙式接收機(rake receiver)， 主動地調整在無線信道中發(fā)生的多徑現象。DSSS方案可以高效地用于IOMbps或者更低的 傳送速率。但是，當以IOMbps或者更高的速度傳送數據時，DSSS方案會增加片間干擾，從 而造成硬件復雜度的突然增加。另外，人們知道DSSS方案由于多用戶干擾而在用戶容量方 面有限制。由于rass方案通過按隨機序列在頻率之間跳躍而傳送數據，所以rass方案可以 減少多信道干擾以及窄帶脈沖噪聲。在FHSS方案中，發(fā)射機與接收機之間的正確相干性是 非常重要的，但是在高速數據傳送期間，難于達到相干檢測。正交頻分復用(OFDM)方案是適合于在有線/無線信道中高速數據傳送的方案，并 且人們對其進行了廣泛的研究。OFDM方案利用多個載波傳送數據，并且是一種多載波調制 (MCM)方案，其在傳送之前，將串行輸入碼元流并行轉換為并行碼元，并且利用相互具有正 交性的多個窄帶載波，來調制并行碼元流。特定時間間隔內的子載波被稱為“音調” (tone)。OFDM方案具有高頻率效率，這是因為如上所述，其使用具有相互正交性的多個子 載波。因為調制/解調多個子載波信號的過程等價于進行離散傅立葉逆變換(IDFT)與離 散傅立葉變換(DFT)的過程，所以發(fā)射機與接收機能夠分別利用快速傅立葉逆變換(IFFT) 與快速傅立葉變換(FFT)，以高速調制與解調子載波信號。因為OFDM方案適合于高速數據傳送，所以人們已經采用其作為電氣與電子工程 師協(xié)會(IEEE) 802. Ila標準、HIPELAN/2高速無線局域網(LAN)標準、IEEE 802. 16標準、 數字音頻廣播(DAB)標準、數字地面波電視廣播(DTTB)標準、非對稱數字用戶線(ADSL)標準、以及特高數據速率數字用戶線(VDSL)標準下的標準方案。在使用OFDM方案的通信系統(tǒng)(此后稱為“OFDM通信系統(tǒng)”)中，OFDM碼元的頻域 的結構利用子載波。子載波被分為數據子載波，用于數據傳送；導頻子載波，用于以預定 模式傳送碼元，用于各種估計目的；以及空子載波，用于保護間隔以及靜態(tài)分量。除空子載 波之外的所有子載波，即數據子載波與導頻子載波，為有效子載波。正交頻分多址(OFDMA)方案(其為基于OFDM方案的多址方案)將有效子載波分 為多個子載波集合，即子信道。“子信道”指包含至少一個子載波的信道，并且構成子信道的 子載波可以為相互鄰近，或者不相互鄰近。使用OFDMA方案的通信系統(tǒng)(此后稱為“0FDMA 通信系統(tǒng)”)可以同時向多個用戶提供服務?，F在參照圖1描述OFDMA通信系統(tǒng)中的一般子信道分配結構。參照圖1，用于OFDMA通信系統(tǒng)中的子載波包括DC子載波，表示時域中的靜態(tài)分 量；表示頻域中的高頻波段的子載波，即時域中的保護間隔；以及有效子載波。有效子載波 構成多個子信道，并且在圖ι中，有效子載波構成三個子信道，即子信道#1到子信道#3。OFDMA通信系統(tǒng)使用自適應調制與編碼(AMC)方案，以支持通過無線信道的高速 數據傳送。AMC方案指以下數據傳送方案根據小區(qū)(即基站(BQ)與移動用戶站(MSS) 之間的信道狀態(tài)，自適應地選擇調制方案與編碼方案，由此增加整體小區(qū)效率。AMC方案具有多種調制方案與多種編碼方案，并且通過適當組合調制方案與編碼 方案，來對信道信號進行調制與編碼。一般地，調制方案與編碼方案的每種組合被稱為調制 與編碼方案(MCS)，并且水平1到水平N的多種MCS由MCS的號碼定義。根據BS與無線地 連接到BS的MSS之間的信道狀態(tài)，自適應地選擇一種MCS水平。為了使用AMC方案，MSS應該向BS報告下行鏈路的信道狀態(tài)，即CQI (信道質量信 息)。在當前的IEEE 806. 16通信系統(tǒng)中，規(guī)定MSS應該利用報告請求/報告響應(REP-REQ/ REP-RSP)方案，向相應的BS報告下行鏈路的CQI。即BS向特定MSS發(fā)送REP-REQ消息，并且MSS響應于REP-REQ消息，向BS傳送包 含下行鏈路的CQI的REP-RSP消息。例如，CQI可以包含載波對干擾與噪聲比(CINR)的平 均值與標準偏差值或者接收信號強度指示符(RSSI)。

發(fā)明內容
但是，因為REP-REQ消息不包含定義上行鏈路資源(通過其MSS可以發(fā)送REP-RSP 消息)的任何信息，所以MSS嘗試隨機接入，以向BS發(fā)送上行鏈路資源分配請求。該隨機 接入可能會延遲REP-RSP消息的傳送，從而阻止在AMC方案中使用正確的CQI。人們不希望 的是，REP-RSP消息的傳送作為信令開銷。相應地，存在以下需要一種最小化信令開銷的、 實時傳送正確CQI的方案。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在0FDM/0FMDA通信系統(tǒng)中最小化信令開銷的、 發(fā)射/接收CQI的裝置與方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種在0FDM/0FMDA通信系統(tǒng)中實時發(fā)射/接收CQI 的裝置與方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種在0FDM/0FMDA通信系統(tǒng)中創(chuàng)建適合于分集模式 以及波段AMC模式的CQI、以及發(fā)射/接收CQI的裝置與方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種在0FDM/0FMDA通信系統(tǒng)中、能夠在波段AMC模式 下減少MSS的CQI相關開銷的發(fā)射/接收裝置與方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種在0FDM/0FMDA通信系統(tǒng)中從幾個波段中選擇具 有最佳狀態(tài)的特定波段、以及為選定的波段有區(qū)分地發(fā)射/接收CQI的裝置與方法。根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種在無線通信系統(tǒng)中從接收器站向發(fā)射器站傳 送信道質量信息(CQI)的方法，該無線通信系統(tǒng)包括由間隔開的子載波構成的分集模式、 以及由包含預定數目的相鄰子載波的波段構成的波段AMC模式。所述方法包含以下步驟 如果接收器站以分集模式運行，則傳送完全頻率波段的平均CINR(載波對干擾與噪聲比) 值；如果接收器站以波段AMC模式運行，則傳送預定數目廂的差分CINR。根據本發(fā)明的第二方面，提供了一種在無線通信系統(tǒng)中傳送信道質量信息(CQI) 的方法，在該無線通信系統(tǒng)中，將完全頻率波段分為多個子載波以提供服務。所述方法包含 以下步驟測量包含預定數目相鄰子載波的每個波段的CQI，與對應的波段索引一道、利用 至少一個特定波段的測定值生成絕對CQI，并且發(fā)送絕對CQI ；根據生成的絕對CQI，從所有 波段中，選擇多個波段；測量選擇波段的CQI，并且通過比較選擇波段的測定值與選擇波段 的先前CQI，生成差分CQI ；以及傳送差分CQI。根據本發(fā)明的第三方面，提供了一種在無線通信系統(tǒng)中傳送信道質量信息(CQI) 的方法，在該無線通信系統(tǒng)中，將完全頻率波段分為多個子載波以提供服務。所述方法包含 以下步驟測量包含預定數目相鄰子載波的每個波段的CQI ；根據CQI的測定值，選擇至少 一個波段以最大化信道穩(wěn)定性；以及差分地傳送指示選擇波段的變化的信息。根據本發(fā)明的第四方面，提供了一種在無線通信系統(tǒng)中接收信道質量信息(CQI) 的方法，在該無線通信系統(tǒng)中，將完全頻率波段分為多個子載波以提供服務。所述方法包含 以下步驟接收絕對CQI，該絕對CQI指示對于包含預定數目相鄰子載波的波段中的至少一 個特定波段測量的CQI，并且存儲每個所述特定波段的收到的絕對CQI ；根據絕對CQI，從所 有波段中，選擇多個波段；接收為選擇的波段測量的CQI、以及指示從選擇波段的先前CQI 增加/減少的差分CQI ；以及根據差分CQI，更新為每個所述特定波段存儲的絕對CQI。根據本發(fā)明的第四方面，提供了在一種無線通信系統(tǒng)中傳送信道質量信息(CQI) 的裝置，在該無線通信系統(tǒng)中，將完全頻率波段分為多個子載波以提供服務。所述裝置包 含CQI生成器，用來測量包含預定數目相鄰子載波的每個波段的CQI ；與對應的波段索引 一道、利用至少一個特定波段的測定值生成絕對CQI ；根據生成的絕對CQI，從所有波段中， 選擇多個波段；測量選擇波段的CQI ；并且通過比較測定值中的選擇的波段的測定值與選 擇波段的先前CQI，生成差分CQI ；以及發(fā)射器，用來發(fā)射絕對CQI與差分CQI中的一個。根據本發(fā)明的第四方面，提供了一種在無線通信系統(tǒng)中傳送/接收信道質量信息 (CQI)的裝置，在該無線通信系統(tǒng)中，將完全頻率波段分為多個子載波以提供服務.所述裝 置包含移動用戶站(MSS)，用來測量包含預定數目相鄰子載波的每個波段的CQI ；根據測 定值，選擇至少一個波段以最大化信道穩(wěn)定性；以及差分地傳送指示選擇波段的變化的信 息；以及基站(BS)，用來接收指示選擇波段與先前CQI相比的變化的差分CQI ；根據差分 CQI，估計選擇波段的變化；以及根據估計結果，更新選擇波段的CQI。根據本發(fā)明，還提供一種用于在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的無線通信系統(tǒng) 中由移動用戶站(MSS)傳送信道質量信息(CQI)的方法，該方法包含測量至少兩個波段的載波對干擾與噪聲比(CINR)，每個波段包括用于波段自適應調制與編碼(AMC)操作的多個 相鄰子載波；發(fā)送報告響應(REP-RSP)消息，其包括與測量的CINR有關的第一信息；以及 經由信道質量信息信道(CQICH)發(fā)送與該波段的差分CINR有關的第二信息。根據本發(fā)明，還提供一種用于在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的無線通信系統(tǒng) 中由基站(BQ接收信道質量信息(CQI)的方法，該方法包含從移動用戶站(MSQ接收報 告響應(REP-RSP)消息，其包括與至少兩個波段的載波對干擾與噪聲比(CINR)有關的第一 信息，每個波段包括用于波段自適應調制與編碼(AMC)操作的多個相鄰子載波；以及經由 信道質量信息信道(CQICH)從MSS接收與該波段的差分CINR有關的第二信息。根據本發(fā)明，還提供一種用于在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的無線通信系統(tǒng) 的移動用戶站(MSS)中傳送信道質量信息(CQI)的裝置，該裝置包含用于測量至少兩個波 段的載波對干擾與噪聲比(CINR)的部件，每個波段包括用于波段自適應調制與編碼(AMC) 操作的多個相鄰子載波；和用于向基站(BS)發(fā)送包括與測量的CINR有關的第一信息的報 告響應(REP-RSP)消息，以及經由信道質量信息信道(CQICH)向BS發(fā)送與該波段的差分 CINR有關的第二信息的部件。根據本發(fā)明，還提供一種用于在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的無線通信系統(tǒng) 的基站(BS)中接收信道質量信息(CQI)的裝置，該裝置包含用于從移動用戶站(MSS) 接收包括與至少兩個波段的載波對干擾與噪聲比(CINR)有關的第一信息的報告響應 (REP-RSP)消息，以及經由信道質量信息信道(CQICH)從MSS接收與該波段的差分CINR有 關的第二信息的部件，其中每個波段包括用于波段自適應調制與編碼(AMC)操作的多個相 鄰子載波。


從以下參照附圖的詳細描述中，可以清楚本發(fā)明的以上以及其他目的、特征、以及 優(yōu)點，其中圖1為顯示OFDMA通信系統(tǒng)中的一般子信道分配結構的圖示；圖2為顯示OFDMA通信系統(tǒng)中包括波段與廂的OFDM幀結構的例子的圖示；圖3為顯示根據本發(fā)明實施例的、OFDMA通信系統(tǒng)中發(fā)射機的結構的圖示；圖4為顯示圖3所示的編碼器與調制器的結構的詳細圖示；圖5為顯示完全CQI的結構的例子的圖示；圖6為顯示根據本發(fā)明實施例的差分CQI的結構的例子的圖示；圖7為的顯示根據本發(fā)明實施例的、MSS的操作的流程圖。
具體實施例方式現在參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在附圖中，相同或類似的元件以相 同的附圖標記表示，即使其在不同的附圖中繪出也如此。在以下描述中，為簡便計，省略了 對融入本文的公知功能與配置的詳細描述。此處描述的OFDMA通信系統(tǒng)提出了一種方案，用來以最小化的信令開銷、實時地 發(fā)送正確的下行鏈路CQI (信道質量信息)，以支持AMC方案。在所提出的方案中，CQI信道 (CQICH)區(qū)域被分配給上行鏈路幀的預定間隔，并且每個MSS通過所分配的CQICH區(qū)域，發(fā)送其測定的下行鏈路CINR信息。在這種情況下，每個上行鏈路幀都包括由每個MSS測定的 CINR信息，從而使之能夠實現實時AMC方案。CQICH區(qū)域的分配遵循在每個系統(tǒng)中定義的 規(guī)貝1J。例如，通過OFDM調制，由η比特表示的信道信息被轉換為M個CQI碼元，并且由分配 給CQICH的M個音調承載。另外，在自信道或者廂(bin)的基礎上，向MSS分配唯一的頻率資源。此處，廂包 括至少一個子載波中的至少一個OFDM碼元。當在逐子信道的基礎上向特定MSS分配頻率 資源時，MSS被描述為處于分集模式；并且當在逐廂的基礎上向特定MSS分配頻率資源時， MSS被描述為處于波段AMC模式。波段被定義為多個相鄰子載波的集群，其與定義為多個可能不相鄰的子載波的集 群的子信道不一樣。即，分集模式與波段AMC模式之間的差別在于分配給一個MSS的子載 波在頻域中是相互分隔還是相互鄰近。在本說明書中，為了方便，將子信道當作非相鄰子載 波的集群，將波段當作相鄰子載波的集群。圖2為顯示OFDMA通信系統(tǒng)中包括波段與廂的OFDM幀結構的例子的圖示。參照 圖2，該OFDM幀結構包括一個下行鏈路(DL) OFDM幀以及一個上行鏈路(UL) OFDM幀。下行 鏈路幀之后為發(fā)射變換間隔(TTG)，上行鏈路幀之后為接收變換間隔(RTG)。下行鏈路與上 行鏈路幀每個都包括頻域中的B個波段，每個波段都包括相鄰子載波。構成每個幀的小塊 表示廂。廂包括2個子載波與3個OFDM碼元。在下行鏈路幀中，第一到第三時間間隔為分配用于控制的區(qū)域。具體地，第一與第 二時間間隔被分配給用于下行鏈路控制的先導序列，第三時間間隔被分配給系統(tǒng)信息信道 (SICH)。在上行鏈路幀中，第一到第三時間間隔被分配給用于混合自動重復請求(HARQ)支 持與CQICH的ACK/NACK信道。MSS根據其信道狀態(tài)，確定其在分集模式還是波段AMC模式下運行。每個MSS可以 確定其正在通過下行鏈路的先導序列接收的下行鏈路信道的狀態(tài)，并且根據所累積的信道 狀態(tài)信息，分析信道的CINR或者RSSI (接收信道強度指示符)、以及頻率與時間方面的信道 變化速度。作為該分析的結果，如果確定信道狀態(tài)是穩(wěn)定的，則MSS以波段AMC模式運行； 否則，MSS以分集模式運行。術語“穩(wěn)定信道狀態(tài)”指以下狀態(tài)，其中信道的CINR或者RSSI 一般為高，并且信道隨時間不受突然變化的不利影響。用于信道狀態(tài)分析的標準(基于其選擇分集模式與波段AMC模式之一)遵循該系 統(tǒng)中定義的規(guī)則。另外，可以以根據每個系統(tǒng)不同的方式，實現選擇運行模式的詳細操作。 即，可以根據監(jiān)控所接收信道的狀態(tài)的MSS的請求，進行模式變換，或者由從MSS接收到信 道狀態(tài)報告的BS進行模式變換。重要的是以下事實當信道狀態(tài)良好、并且其變化率為低 時，MSS以波段AMC模式運行；否則，MSS以分集模式運行。在分集模式下，因為在逐子信道的基礎上向每個MSS分配資源，并且構成子信道 的子載波在頻域中相互分隔，所以完全頻率波段的平均值足以用于AMC所需的信道CINR信 息。由每個MSS測量的CINR被轉換為η比特信息，然后被映射到M碼元CQICH。S卩，如果 MSS的數目被定義為Nmss，則分配給上行鏈路的CQI相關開銷量為M*Nmss。在波段AMC模式下，因為在逐廂的基礎上向每個MSS分配資源，并且?guī)陬l域中相 互鄰近，所以向每個MSS分配完全頻率波段的部分有限區(qū)段。因此，每個MSS測量有限區(qū)段 (或者該有限區(qū)段所屬的波段)而非完全頻率波段的平均CINR，并且向BS傳送測定的平均
8CINR，由此使之能夠進行更細致的AMC。在這種情況下，為了指示每個MSS測量的CINR，每 個波段需要η比特信息，并且為每個MSS將(Β*η)比特信息轉換為M個CQI碼元。作為結果，分配給上行鏈路的CQI相關開銷變?yōu)榈扔贐*M*Nmss。這意味著應該為 CQI相關控制信息備留相當量的上行鏈路資源。因此，本發(fā)明提出了一種技術，能夠大大減 少波段AMC模式下MSS的CQI相關開銷。在描述本發(fā)明提出的CQICH管理技術之前，將參照圖3與4簡要描述的OFDMA通 信系統(tǒng)中用來發(fā)射/接收CQI方法與裝置。此處，將參照HPi (高速便攜式因特網)采用的 CQICH結構進行描述。圖3為顯示根據本發(fā)明實施例的OFDMA通信系統(tǒng)中發(fā)射機的結構的圖示。參照圖 3，該發(fā)射機包括編碼器211、調制器213、串并(S/P)轉換器215、子信道分配器217、快速 傅立葉逆變換(IFFT)單元219、并串(P/S)轉換器221、保護間隔插入器223、數模(D/A)轉 換器225、以及射頻(RF)處理器227。如圖3所示，當生成要發(fā)射的信道質量信息(CQI)時，指示CQI的比特(此后稱為 "CQI比特”)輸入到編碼器211。例如，CQI可以包括載波對干擾與噪聲比(CINR)的平均 值與標準偏差值或者接收信號強度指示符(RSSI)。編碼器211利用預定的編碼方案對輸入的CQI比特進行編碼，并且將編碼比特輸 出到調制器213。例如，可以使用具有預定編碼速度的塊編碼方案，作為該編碼方案。調制器213利用預定的調制方案，調制從編碼器211輸出的編碼比特，并且將調制 碼元輸出到S/P轉換器215。此處，該調制方案可以包括差分相移鍵控(DPSK)方案，例如 差分二相移鍵控(DBPSK)方案或者差分四相移鍵控(DQPSK)方案。S/P轉換器215對從調 制器213輸出的串行調制碼元進行并行轉換，并且將并行調制碼元輸出到子信道分配器 217。子信道分配器217將從S/P轉換器215輸出的并行調制碼元分配給預定CQICH的 子載波，并且將分配結果輸出到IFFT單元219。此處，對于分集模式，CQICH包括至少一個 非相鄰子載波；對于波段AMC模式，包括至少一個相鄰子載波。IFFT單元219對從子信道 分配器217輸出的信號進行N點IFFT，并且將結果信號輸出到P/S轉換器221。P/S轉換器 221對從IFFT單元219輸出的信號進行串行轉換，并且將結果信號輸出到保護間隔插入器 223。保護間隔插入器223在從P/S轉換器221輸出的信號中插入保護間隔信號，并且 將結果信號輸出到D/A轉換器225。此處，在OFDMA通信系統(tǒng)中，插入保護間隔，以去除對于 先前OFDM碼元時間發(fā)射的OFDM碼元與對于當前OFDM碼元時間發(fā)射的OFDM碼元之間的干 擾。使用以下方案中的一種來插入保護間隔一種“循環(huán)前綴”方案，其中拷貝預定數 目的時域OFDM碼元的最后樣本，然后將其插入到有效OFDM碼元中；另一種“循環(huán)后綴”方 案，其中拷貝預定數目的時域OFDM碼元的最先樣本，然后將其插入到有效OFDM碼元中。D/A轉換器225對從保護間隔插入器223輸出的信號進行模擬轉換，并且將結果信 號輸出到RF處理器227。此處，包括濾波器、混頻器、以及放大器的RF處理器227對從D/A 轉換器225輸出的信號進行射頻轉換，從而可以在空中發(fā)射從D/A轉換器225輸出的信號， 并且通過發(fā)射天線在空中發(fā)射經過RF處理的信號。
圖4為顯示圖3所示的編碼器211與調制器213的結構的詳細圖示。如圖4所示， 編碼器211包含(m，η)塊編碼器，調制器213包含開關411、DBPSK調制器413、以及DQPSK 調制器415。參照圖4，將η個CQI比特輸入到(m，η)塊編碼器211。(m，η)塊編碼器211將η 個CQI比特塊編碼為m個碼元，并且將m個碼元輸出到開關411。根據發(fā)射機使用的調制方 案，開關411將從(m，n)塊編碼器211輸出的信號輸出到DBPSK調制器413、或者DQPSK調 制器415。例如，當發(fā)射機使用DBPSK方案時，開關411將其輸入信號輸出到DBPSK調制器 413 ；而當發(fā)射機使用DQPSK方案時，開關411將其輸入信號輸出到DQPSK調制器415。DBPSK調制器413利用DBPSK方案，調制從(m，n)塊編碼器211輸出的信號，并且 輸出(m+1)個調制碼元。DQPSK調制器415利用DQPSK方案，調制從(m，η)塊編碼器211 輸出的信號，并且輸出(m/2+l)個調制碼元。現在描述根據MSS的運行模式的CQI結構以及CQICH管理方案。首先描述分集模式。如上所述，分集模式指以下運行模式，其中頻率波段被分為子 信道，每個子信道為非相鄰子載波的集合，并且在該模式下，向每個MSS分配根據傳送信息 量確定的、預定數目的子載波。在這種情況下，因為每個MSS接收分配給在完全系統(tǒng)頻率波 段上均勻分布的子載波的信息，所以MSS測量下行鏈路幀的完全平均波段的平均CINR值， 并且生成測定平均CINR作為CQI。如果分配給每個MSS的CQICH可以接受η比特CQI信息，則MSS可以表示2η預定 CINR間隔中的一個。作為結果，每個MSS通過CQICH向BS發(fā)送包含完全頻率波段的平均 CINR值的間隔。在分集模式中，因為完全頻率波段的平均CINR值變?yōu)镃QI，所以稱為“完 全CQI”。如果將MSS的數目定義為Nmss，則上行鏈路中分配給CQICH的音調的數目變?yōu)榈?于M#^s。因為CQICH的分配區(qū)域位于上行鏈路的控制信號間隔中的預定位置，所以不需要 分離控制信號來指定CQICH位置。為每個上行鏈路幀分配CQICH。圖5為顯示完全CQI的結構的例子的圖示。參照圖5，當兩個MSS位于小區(qū)中時， MSS通過不同的子載波接收下行鏈路信號。此處將假定每個MSS都有CQICH發(fā)射機，用來將 5比特輸入信息轉換為12個CQI碼元。每個MSS通過下行鏈路幀的先導序列來計算完全頻率波段的平均CINR。例如，假 定MSS#1獲得8. 7dB，MSS#2獲得3. 3dB。因為所獲得值為完全頻率波段的平均值，所以其可 能與各個子載波的實際值不同。因為MSS#1的測定值8. 7dB落入8與9dB之間的范圍內， 所以將其轉換為5比特CQI信息“10010”，以指示對應的范圍。類似地，將MSS#1的測定值 3. 3dB轉換為CQI “01101”。隨后，由各個MSS的CQICH發(fā)射機對各個CQI編碼，然后調制 為12音調CQI碼元。在每個MSS中，在UL控制碼元區(qū)域中，將CQI碼元映射為分配給對應 MSS的CQICH區(qū)域。接著，將描述波段AMC模式。在波段AMC模式中，完全頻率波段被分為為相鄰子載 波集合的波段，并且在該模式下，向每個MSS分配為形成波段的單位元素的廂的集合。廂為 頻率與時間域中相鄰音調的集群。因為向每個MSS分配頻率與時間域中的相鄰廂，所以向 MSS分配頻率與時間域中的相鄰資源。波段AMC模式下的MSS應該將構成完全頻率波段的B個波段的各個頻率波段的 平均CINR值、而非完全頻率波段的平均CINR，轉換為CQI。假定B個波段的各個頻率波段的平均CINR值以η比特信息表示，如果報告所有B個波段的CINR值，則CQICH所需的上行 鏈路音調的數目變?yōu)榈扔贐*M*Nbs。因為該值對應于可能占據大部分上行鏈路資源的量，所 以需要一種特殊的CQI生成方法以及CQICH管理方法用于波段AMC模式。波段AMC模式下的MSS使用CQICH，向BS發(fā)射CQI，其指示從構成完全頻率波段的 B個波段中選擇的η個波段的平均CINR值是從先前值增加還是減少。因為波段的當前平均 CINR值與先前平均CINR值之間的差異變?yōu)镃QI，所以稱為“差分CQI ”。如果位于小區(qū)中的MSS的數目被定義為Nmss，則分配給上行鏈路的CQICH音調的數 目變?yōu)榈扔贛*Nbs。因為CQICH的分配區(qū)域位于上行鏈路的控制信號間隔中的預定位置，所 以不需要分離的控制信號來指定CQICH分配區(qū)域中的位置。在傳送了消息形式的絕對CINR 值之后，為每幀分配并且發(fā)送差分CQI。按照幾個或幾十個幀的間隔，定期發(fā)送絕對CINR 值，以更新存儲在BS中的各個波段的CINR值。使用差分CQI的方案利用相對較低的開銷傳送每個波段的信道情況。因為BS可 以通過差分CQI監(jiān)控每個波段的CINR，所以其可以為每個波段進行優(yōu)化AMC，從而增加系統(tǒng)
的整體吞吐量。圖6為顯示根據本發(fā)明實施例的差分CQI的結構的例子的圖示。參照圖6，當兩個 MSS位于小區(qū)時，MSS通過不同子載波接收下行鏈路信號。每個MSS對于上行鏈路的完全頻 率波段中其所分配的波段，都計算下行鏈路先導序列的其對應頻率波段的平均CINR。例如，將假定將完全頻率波段分為總共6個波段，并且通過先前的上行鏈路幀，已 經以消息形式向BS發(fā)送了每個波段的絕對平均CINR值。如圖6所示，MSS#1選擇在先前幀中具有較高平均CINR值的波段#0、#1、#3、#4、 以及#5。對于所選擇的5個波段，MSS#1通過比較在先前幀中測量的平均CINR值(在圖6 中由點線表示)與當前測量的CINR值(在圖6中由實線表示)，確定各個波段的差分CQI。 如果當前值大于其先前值，則將相應波段的比特設置為“1”;如果當前值小于其先前值，則 將相應波段的比特設置為“0”。在圖6的情況中，對于所選擇的5個波段，差分CQI值變?yōu)椤?1010”，并且該差分 CQI值變?yōu)镃QI碼元調制器的輸入。以相同方式，MSS#2對于5個波段#1、#2、#3、#4、以及 #5，生成差分CQI值“01010”，以進行CQI碼元化。這兩個差分CQI值被映射到UL控制碼元區(qū)域中分別分配給MSS的CQICH區(qū)域。然 后，根據所接收的每個波段的差分CQI信息，BS更新先前存儲的每個波段的絕對平均CINR 值，由此獲取每個波段的當前平均CINR值。通過這種方式，BS可以基于每個波段的信道信 息，進行更細致的AMC。在這種情況下，為MSS#1選擇波段#0，并為MSS#2選擇波段#4。因為選擇的波段 具有較高的CINR，所以BS選擇可用于高速傳送的AMC水平，并且分別通過波段#0與波段 #4，傳送用于MSS#1的下行鏈路數據以及用于MSS#2的下行鏈路數據。在傳送差分CQI的過程中，由于以下原因，不需要MSS分別通知差分CQI的各個比 特映射到哪些波段。即，因為MSS在波段AMC模式下運行，所以以下情況的概率很低在傳 送每個波段的絕對CINR值時測量的波段順序將在傳送下一個絕對CINR之前改變。如果信 道遭受很大的變化，則MSS轉換到分集模式，其中只使用完全CQI，而不是差分CQI。即，在波段AMC模式下，信道隨時間變化的概率不高，并且這意味著對于預定的時
11間量，每個波段的信道狀態(tài)不會遭受很大的變化。在波段AMC模式的情況下，以下情況的概 率為高在預定時間內，具有高平均CINR記錄的波段將繼續(xù)顯示高CINR，并且具有低平均 CINR記錄的波段將繼續(xù)顯示低CINR。然而，以下情況的概率為低在預定時間內，呈現高平 均CINR的波段的信道狀態(tài)將突然改變?yōu)槌尸F低平均CINR。定義來保證信道穩(wěn)定性的所述“預定時間”是通過計算機模擬以及實際測量而確 定的系統(tǒng)參數。另外所述“預定時間”被用作波段AMC模式下的CQICH報告周期。該“CQICH 報告周期”指其中MSS以消息形式報告每個波段的平均CINR值的絕對值的幀、以及下一絕 對值報告幀之間的時間間隔。在連續(xù)絕對值報告幀之間的間隔中，按較短的時間間隔反復 傳送差分CQI值，而非絕對CINR值。圖7為顯示根據本發(fā)明實施例的、MSS的操作的流程圖。參照圖7，在步驟700，MSS 開始CQI報告操作，并且在步驟710，確定當前幀是其中應該傳送每個波段的絕對平均CINR 值的幀、還是其中應該傳送差分CQI值的幀。絕對CINR值的傳送應該按周期進行，并且如 上所述，該周期被確定為系統(tǒng)參數。為了上行鏈路資源的效率，與差分CQI相比，絕對CINR 值傳送較不頻繁。如果確定當前幀是其中應該傳送絕對CINR值、而不是差分CQI的幀，則MSS行進 到步驟721。在步驟721，MSS測量構成完全頻率波段的所有B個波段的平均CINR值。在步 驟722，MSS根據測定的CINR值選擇N個波段。N大于或等于分配給CQICH的比特的數目 “n”，并且小于或等于波段的總數“B”。選擇N個波段的原因在于為以下情況做準備由于 上行鏈路資源的限制，不可能測量所有B個波段的CINR值。所選擇的N個波段可以為具有 最高CINR值的波段。但是，在可替換實施例中，可以根據系統(tǒng)中定義的規(guī)則來選擇它們。MSS在N個波段中重新選擇其中它將利用差分CQI報告CINR增加/減少的η個波 段。對于η個波段的選擇算法為只使用N個波段的CINR信息作為輸入參數的算法，并且被 MSS與BS共享。即，BS可以基于N個波段的CINR信息，識別由MSS選擇的η個波段。類似 地，該η個波段可以為N個波段中具有最高CINR值的波段。接著，在步驟723，MSS生成包含所選擇的η個波段的CINR值、以及所選擇的η個 波段的索引的消息。此后，在步驟724，將所生成的消息映射到上行鏈路幀，然后發(fā)送到BS。 然后，BS根據η個波段的CINR值、以及其他MSS的每個波段的CINR值，確定MSS每個波段 的調制方案與編碼速率。但是，如果在步驟710確定當前幀為用于傳送差分CQI的幀，則MSS行進到步驟 711。在步驟711，MSS測量各個波段的平均CINR值。測量所有B個波段的CINR值的原因 在于監(jiān)控每個波段的信道變化情況。該原因是因為當信道狀態(tài)遭受突然變化時，有必要從 波段AMC模式轉換到分集模式。接著，在步驟712，對于在傳送先前絕對CINR值期間從所有B個波段中選擇的η個 波段，MSS讀取先前存儲的、先前幀中各個波段的CINR值。在步驟713，MSS比較測定值與 所讀取的、對于先前幀中對應的波段的CINR值。在步驟714，作為該比較的結果，如果測定 CINR值大于或等于讀取的CINR值，則MSS將差分CQI值中對應波段的比特編碼為“ 1 ” ；并 且如果測定CINR值小于讀取的CINR值，則MSS將該比特編碼為“0”，由此生成η比特差分 CQI。在步驟715，存儲各個波段的測定CINR值，以在下一幀中用作參考值。在步驟716，將η比特差分CQI調制為CQICH碼元。在步驟717，將CQICH碼元映射到上行鏈路幀， 然后發(fā)送到BS。然后，BS根據差分CQI，估計η個波段的變化。即，BS根據差分CQI信息的各個比 特，按預定值，增加或減少所存儲的各個波段的絕對CINR值中的η個波段的絕對CINR值。 因為差分CQI只指示對應波段CINR值的增加/減少，所以BS不能確定CINR值與先前CINR 值之間的差異。但是，假定對于每個波段的信道變化穩(wěn)定的情況提供波段AMC模式，則與 由于使用差分CQI而使上行鏈路資源效率增加相比，由該缺陷造成的性能下降是可以忽略 的。有利的是，本發(fā)明在OFDMA通信系統(tǒng)中，以最小化的信令開銷，在每幀期間傳送 CQI,由此實時地使用CQI。另外，本發(fā)明提供了一種方法，用來生成適合于分集模式與波段 AMC模式的特性的CQI ；以及一種管理CQI的方案。雖然已經參照本發(fā)明特定優(yōu)選實施例顯示和描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員 應該理解在不脫離權利要求限定的本發(fā)明的精神與范圍的前提下，可以進行各種形式與 細節(jié)的修改。
權利要求
1.一種用于在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的無線通信系統(tǒng)中由移動用戶站(MSS) 傳送信道質量信息(CQI)的方法，該方法包含測量至少兩個波段的載波對干擾與噪聲比(CINR)，每個波段包括用于波段自適應調制 與編碼(AMC)操作的多個相鄰子載波；發(fā)送報告響應(REP-RSP)消息，其包括與測量的CINR有關的第一信息；以及經由信道質量信息信道(CQICH)發(fā)送與該波段的差分CINR有關的第二信息。
2.如權利要求1所述的方法，其中每個波段包括至少一個廂(bin)，每個廂包括至少一 個相鄰子載波和至少一個OFDMA碼元并且作為用于波段AMC操作的基本分配單元。
3.如權利要求1所述的方法，其中在傳送REP-RSP消息之后傳送第二信息。
4.如權利要求1所述的方法，其中第二信息的傳送周期短于第一信息的傳送周期。
5.如權利要求1所述的方法，其中第二信息指示關于波段的CINR的增加或減少。
6.如權利要求1所述的方法，其中波段的數目等于第二信息的比特的數目。
7.如權利要求1所述的方法，其中波段之一是具有最高CINR的波段。
8.如權利要求1所述的方法，其中第二信息包括映射到波段的多個比特，并且如果關 于對應波段的CINR測量大于先前的關于對應波段的CINR測量則將各比特中的一個設置為 “ 1 ”，并且如果該CINR測量小于先前的CINR測量，則將其設置為“0”。
9.如權利要求1所述的方法，其中第二信息在上行鏈路幀的分配的控制區(qū)域中傳送。
10.一種用于在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的無線通信系統(tǒng)中由基站(BS)接收信 道質量信息(CQI)的方法，該方法包含從移動用戶站(MSS)接收報告響應(REP-RSP)消息，其包括與至少兩個波段的載波對 干擾與噪聲比(CINR)有關的第一信息，每個波段包括用于波段自適應調制與編碼(AMC)操 作的多個相鄰子載波；以及經由信道質量信息信道(CQICH)從MSS接收與該波段的差分CINR有關的第二信息。
11.如權利要求10所述的方法，其中每個波段包括至少一個廂，每個廂包括至少一個 相鄰子載波和至少一個OFDMA碼元并且作為用于波段AMC操作的基本分配單元。
12.如權利要求10所述的方法，其中在接收REP-RSP消息之后接收第二信息。
13.如權利要求10所述的方法，其中第二信息的接收周期短于第一信息的接收周期。
14.如權利要求10所述的方法，其中第二信息指示關于波段的CINR的增加或減少。
15.如權利要求10所述的方法，其中波段的數目等于第二信息的比特的數目。
16.如權利要求10所述的方法，其中波段之一是具有最高CINR的波段。
17.如權利要求10所述的方法，其中第二信息包括映射到波段的多個比特，并且如果 關于對應波段的CINR測量大于先前的關于對應波段的CINR測量則將各比特中的一個設置 為“ 1 ”，并且如果該CINR測量小于先前的CINR測量，則將其設置為“0”。
18.如權利要求10所述的方法，其中在上行鏈路幀的分配的控制區(qū)域中接收第二信肩、ο
19.一種用于在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的無線通信系統(tǒng)的移動用戶站(MSS) 中傳送信道質量信息(CQI)的裝置，該裝置包含用于測量至少兩個波段的載波對干擾與噪聲比(CINR)的部件，每個波段包括用于波 段自適應調制與編碼(AMC)操作的多個相鄰子載波；和用于向基站(BS)發(fā)送包括與測量的CINR有關的第一信息的報告響應(REP-RSP)消 息，以及經由信道質量信息信道(CQICH)向BS發(fā)送與該波段的差分CINR有關的第二信息 的部件。
20.如權利要求19所述的裝置，其中每個波段包括至少一個廂，每個廂包括至少一個 相鄰子載波和至少一個OFDMA碼元并且作為用于波段AMC操作的基本分配單元。
21.如權利要求19所述的裝置，其中在傳送REP-RSP消息之后傳送第二信息。
22.如權利要求19所述的裝置，其中第二信息的傳送周期短于第一信息的傳送周期。
23.如權利要求19所述的裝置，其中第二信息指示關于波段的CINR的增加或減少。
24.如權利要求19所述的裝置，其中波段的數目等于第二信息的比特的數目。
25.如權利要求19所述的裝置，其中波段之一是具有最高CINR的波段。
26.如權利要求19所述的裝置，其中第二信息包括映射到波段的多個比特，并且如果 關于對應波段的CINR測量大于先前的關于對應波段的CINR測量則將各比特中的一個設置 為“ 1 ”，并且如果該CINR測量小于先前的CINR測量，則將其設置為“0”。
27.如權利要求19所述的裝置，其中第二信息在上行鏈路幀的分配的控制區(qū)域中傳送。
28.一種用于在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的無線通信系統(tǒng)的基站(BS)中接收信 道質量信息(CQI)的裝置，該裝置包含用于從移動用戶站(MSS)接收包括與至少兩個波段的載波對干擾與噪聲比(CINR)有 關的第一信息的報告響應(REP-RSP)消息，以及經由信道質量信息信道(CQICH)從MSS接 收與該波段的差分CINR有關的第二信息的部件，其中每個波段包括用于波段自適應調制 與編碼(AMC)操作的多個相鄰子載波。
29.如權利要求觀所述的裝置，其中每個波段包括至少一個廂，每個廂包括至少一個 相鄰子載波和至少一個OFDMA碼元并且作為用于波段AMC操作的基本分配單元。
30.如權利要求觀所述的裝置，其中在接收REP-RSP消息之后接收第二信息。
31.如權利要求觀所述的裝置，其中第二信息的接收周期短于第一信息的接收周期。
32.如權利要求觀所述的裝置，其中第二信息指示關于波段的CINR的增加或減少。
33.如權利要求觀所述的裝置，其中波段的數目等于第二信息的比特的數目。
34.如權利要求觀所述的裝置，其中波段之一是具有最高CINR的波段。
35.如權利要求觀所述的裝置，其中第二信息包括映射到波段的多個比特，并且如果 關于對應波段的CINR測量大于先前的關于對應波段的CINR測量則將各比特中的一個設置 為“ 1 ”，并且如果該CINR測量小于先前的CINR測量，則將其設置為“0”。
36.如權利要求觀所述的裝置，其中在上行鏈路幀的分配的控制區(qū)域中接收第二信信息
全文摘要
本發(fā)明涉及在使用正交頻分多址方案的通信系統(tǒng)中傳送/接收信道質量信息的方法與裝置。根據本發(fā)明的用于在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的無線通信系統(tǒng)中由移動用戶站(MSS)傳送信道質量信息(CQI)的方法包含測量至少兩個波段的載波對干擾與噪聲比(CINR)，每個波段包括用于波段自適應調制與編碼(AMC)操作的多個相鄰子載波；發(fā)送報告響應(REP-RSP)消息，其包括與測量的CINR有關的第一信息；以及經由信道質量信息信道(CQICH)發(fā)送與該波段的差分CINR有關的第二信息。
文檔編號H04L27/26GK102098136SQ201110066078
公開日2011年6月15日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權日2004年3月12日
發(fā)明者吳廷泰, 孟勝柱, 尹淳暎, 田宰昊, 許壎, 金志賢 申請人:三星電子株式會社