信道質量信息報告方法和終端裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是以下發(fā)明專利申請的分案申請：
[0002] 【申請?zhí)枴?01080044594.6
[0003] 申請日：2010年8月2日
[0004]發(fā)明名稱：移動通信系統(tǒng)中的信道質量報告
技術領域
[0005] 本發(fā)明涉及通過利用通信系統(tǒng)的多個分量載波中的至少一個可用于向終端（例 如，移動終端或用戶設備）進行下行鏈路發(fā)送的分量載波的信道質量信息，觸發(fā)并報告由 所述終端感受的下行鏈路信道質量（信道質量反饋）的方法。此外，本發(fā)明還涉及通過硬 件和軟件來實現(xiàn)這些方法。
【背景技術】
[0006] 長期演進（LTE)
[0007] 基于WCDMA無線電訪問技術的第三代移動系統(tǒng)（3G)正遍布全世界大范圍地部 署。增強或演進此技術的第一步需要引入高速下行鏈路分組訪問（HSDPA)和增強的上行鏈 路（也被稱為高速上行鏈路分組訪問（HSUPA))，從而提供具有高度競爭力的無線電訪問技 術。
[0008] 為了為進一步提高的用戶需求做準備以及為了相對于新的無線電訪問技術具有 競爭力，3GPP引入了稱為長期演進（LTE)的新移動通信系統(tǒng)。LTE被設計來滿足對下個十年 的高速數(shù)據(jù)和媒體傳輸以及高容量語音支持的載波需要。提供高比特率的能力是對于LTE 的關鍵措施。
[0009] 長期演進（LTE)的工作項（WI)規(guī)范（稱為演進的UMTS陸地無線電訪問（UTRA)和 UMTS陸地無線電訪問網(wǎng)絡（UTRAN))要定稿為版本8(LTE)。LTE系統(tǒng)代表以低時延和低成 本提供基于全IP的功能性的高效的基于分組的無線電訪問以及無線電訪問網(wǎng)絡。其中給 出了詳細的系統(tǒng)需求。在LTE中，指定了可擴展的多個發(fā)送帶寬，諸如1. 4、3. 0、5. 0、10. 0、 15. 0和20. 0MHz，以便使用給定的頻譜獲得靈活的系統(tǒng)部署。在下行鏈路中，采用基于正交 頻分復用（0FDM)的無線電訪問，這是因為其對多徑干擾（ΜΡΙ)的固有抗干擾能力，而此抗 干擾能力是由于低碼元速率、循環(huán)前綴（CP)的使用以及其與不同發(fā)送帶寬布置的關聯(lián)。在 上行鏈路中采用基于單載波頻分多址（SC-FDMA)的無線電訪問，這是因為，考慮到用戶設 備（UE)的有限的發(fā)送功率，提供廣域覆蓋優(yōu)先于提高峰值數(shù)據(jù)速率。采用了包括多輸入多 輸出（MHTO)信道發(fā)送技術在內(nèi)的許多關鍵的分組無線電訪問技術，并且在LTE(版本8)中 實現(xiàn)了高效的控制信令結構。
[0010] LTE架構
[0011] 圖1中示出了整體架構，圖2中給出了E-UTRAN架構的更詳細表示。E-UTRAN包 括eNodeB，其提供了向著用戶設備（UE)的E-UTRA用戶平面（PDCP/RLC/MAC/PHY)和控制 平面（RRC)協(xié)議端接（termination)。eNodeB(eNB)主管（host)物理（PHY)、介質訪問控 制（MAC)、無線電鏈路控制（RLC)和分組數(shù)據(jù)控制協(xié)議（PDCP)層，這些層包括用戶平面報 頭壓縮和加密的功能性。eNodeB還提供對應于控制平面的無線電資源控制（RRC)功能性。 eNodeB執(zhí)行許多功能，包括無線電資源管理、準許控制、調(diào)度、施加經(jīng)協(xié)商的上行鏈路服務 質量（QoS)、小區(qū)信息廣播、用戶和控制平面數(shù)據(jù)的加密/解密、以及下行鏈路/上行鏈路用 戶平面分組報頭的壓縮/解壓縮。通過X2接口將eNodeB彼此互連。
[0012]eNodeB還通過S1接口連接到EPC(演進的分組核），更具體地，通過S1-MME(移動 性管理實體）連接到MME并通過S1-U連接到服務網(wǎng)關（SGW)。S1接口支持MME/服務網(wǎng)關 與eNodeB之間的多對多關系。SGW對用戶數(shù)據(jù)分組進行路由并轉發(fā)，同時還工作為eNodeB 間的移交期間的用于用戶平面的移動性錨點、并工作為用于LTE與其它3GPP技術之間的移 動性的錨點（端接S4接口并中繼2G/3G系統(tǒng)與TONGW之間的業(yè)務）。對于空閑狀態(tài)的用 戶設備，SGW在對于用戶設備的下行鏈路數(shù)據(jù)到達時，端接（terminate)下行鏈路數(shù)據(jù)路徑 并觸發(fā)尋呼。SGW管理和存儲用戶設備上下文（context)，例如，IP承載服務的參數(shù)、網(wǎng)絡 內(nèi)部路由信息。在合法攔截的情況下，SGW還執(zhí)行對用戶業(yè)務的復制。
[0013]MME是用于LTE訪問網(wǎng)絡的關鍵控制節(jié)點。MME負責空閑模式用戶設備追蹤和尋呼 過程，包括重發(fā)。MME參與承載激活/禁用處理，并且還負責在初始附接時以及在涉及核心 網(wǎng)絡（CN)節(jié)點重定位的LTE內(nèi)移交時為用戶設備選擇SGW。MME負責（通過與HSS交互） 認證用戶。非訪問層（NAS)信令在MME處終止，并且MME還負責對用戶設備生成和分派臨 時標識。MME檢查對用戶設備在服務提供商的公共陸地移動網(wǎng)絡（PLMN)上駐留（camp)的 授權，并施加用戶設備漫游限制。MME是網(wǎng)絡中用于NAS信令的加密/完整性保護的端點， 并處理安全密鑰管理。MME還支持信令的合法攔截。MME還利用從SGSN起終接在MME的S3 接口，提供用于LTE與2G/3G訪問網(wǎng)絡之間的移動性的控制平面功能。MME還端接朝向歸屬 HSS的S6a接口，用于漫游用戶設備。
[0014]LTE(版本8)中的信道質量報告
[0015] 在多用戶通信系統(tǒng)中使用信道質量信息以確定用于一個或多個用戶的信道資源 的質量。此信息可以用于幫助eNodeB(或諸如中繼節(jié)點的其它無線電訪問單元）的多用戶 調(diào)度算法以將信道資源分配給不同的用戶、或者適配鏈路參數(shù)（例如，調(diào)制方式、編碼率、 或發(fā)送功率）以便最大潛力地利用所分配的信道資源。
[0016] 假設例如采用0FDM的多載波通信系統(tǒng)，如例如在3GPP的"長期演進"工作項中 討論的，可被調(diào)度單元分配/分派的資源的最小單位是一個"資源塊"。將物理資源塊定義 為時域中的個連續(xù)的0FDM碼元以及頻域中的iVf個連續(xù)的副載波，如圖3中所例示 的。在3GPPLTE(版本8)中，物理資源塊從而由A^,xiVf個資源單元組成，其對應于時域 中的一個時隙以及頻域中的180kHz(對于關于下行鏈路資源單元的進一步細節(jié)，參見3GPP TS36.211，''Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) ；Physical Channels and Modulation (Release 8)"，版本8. 7. 0,第6. 2部分，其可在http://www. 3gpp. org獲 得并且通過引用合并在此）。在理想情況下，對于所有用戶的所有資源塊的信道質量信息 應當總是對調(diào)度單元可用，以便做出最優(yōu)的調(diào)度決定。然而，由于反饋信道的有限的容量， 確保信道質量信息的這種最新性（up-to-dateness)是不可能/不可行的。因此，需要縮小 和/或壓縮技術，以便僅發(fā)送例如對于給定用戶的資源塊的子集的信道質量信息。在3GPP LTE中，用來報告信道質量的最小單位稱為子帶，其由多個（η個）頻率相鄰的資源塊（即， ??AC.個副載波）組成。
[0017] 信道質量反饋單元
[0018] 在3GPPLTE中，存在三個可以作為或不作為信道質量反饋而給出的基本要素：
[0019] -調(diào)制和編碼方式指示符（MCSI)，其在3GPPLTE規(guī)范中還稱為信道質量指示符 (CQI)；
[0020] -預編碼矩陣指不符（PMI);以及
[0021] -秩指示符（RI)。
[0022] MCSI指向發(fā)報告的用戶設備進行下行鏈路發(fā)送所應采用的調(diào)制和編碼方式，而 PMI指使用假設的發(fā)送矩陣秩或由RI給出的發(fā)送矩陣秩進行多天線發(fā)送（M頂0)所采用的 預編碼矩陣/矢量。關于信道質量報告和發(fā)送機制的細節(jié)可以在以下文獻中找到：3GPPTS 36. 212,"EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；Multiplexingand 〇]1已111161(3〇(1;[1^(1^16&868)"，版本8.7.0，第5.2部分；以及36??13 36.213,1￥01￥6(1 UniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；Physicallayerprocedures(Release 8) "，版本8. 7. 0,第7. 2部分（所有文獻可在http://www. 3gpp.org獲得并且通過引用合并 在此）。
[0023] 這里，將所有這些要素概括為在術語"信道質量反饋"之下。因此，信道質量反饋 可以包含多個MCSI、PMI、RI值或者其任何組合。信道質量反饋報告還可以包含諸如信道協(xié) 方差矩陣或元素、信道系數(shù)的度量或對于本領域技術人員顯而易見的其它合適度量，或者 由它們組成。
[0024] 信道質量反饋的觸發(fā)和發(fā)送
[0025] 在3GPPLTE(版本8)中，定義了關于如何觸發(fā)用戶設備發(fā)送關于下行鏈路信道 質量的信道質量反饋的不同可能性。除了周期性CQI報告（參見3GPPTS36. 213的版本 8. 7. 0中的第7. 2. 2部分）之外，還可能使用去往用戶設備的L1/L2控制信令以請求發(fā)送所 謂的非周期性CQI報告（參見3GPPTS36. 213的版本8. 7. 0中的第7. 2. 1部分）。此L1/ L2控制信令還可以用在隨機訪問過程中（參見3GPPTS36. 213的版本8. 7. 0中的第6部 分，通過引用將其合并在此）。在這兩種情況下，將特殊的CQI請求字段/比特/標志包括 在來自eNodeB/中繼節(jié)點的控制消息中。
[0026] 傳送有關上行鏈路分配的信息的L1/L2控制信令有時稱為UL-DCI(上行鏈路專用 控制信息）。圖4示出如3GPPTS36. 212的第5. 3. 3. 1.1部分中定義的用于傳送上行鏈 路DCI的FDD操作的DCI格式0的示例（請注意，為了簡便，在圖4中未示出DCI格式0的 CRC字段）。CQI請求標志包含關于接收單元是否應當在所分派的上行鏈路資源內(nèi)發(fā)送CQI 的信息。通常，無論何時接收到這樣的觸發(fā)，用戶隨后都在所分配的物理上行鏈路共享信道 (PUSCH)資源上將反饋與上行鏈路數(shù)據(jù)一起發(fā)送（詳細過程在3GPPTS36. 213的版本8. 7. 0 中的第7.2部分以及后文等中描述）。
[0027]LTE的進一步改進--增強型LTE(LTE-A)
[0028] 在2008年11月的世界無線電通信會議2007 (WRC-07)上決定了用于增強型頂T 的頻譜。雖然決定了用于增強型IMT的總頻譜，但是實際可用的頻率帶寬根據(jù)每個區(qū)域或 國家而不同。然而，遵照關于可用頻譜概要的決定，在第三代合作伙伴項目（3GPP)中開始 無線電接口的標準化。在3GPPTSGRAN#39會議上，關于"E-UTRA的進一步改進（增強型LTE) "的研究項說明得到通過，其也被稱為"版本10"。研究項覆蓋對于E-UTRA的演進（例 如，滿足關于增強型MT的需求）而要考慮的技術組成部分。下面描述當前正為LTE-A而 考慮的兩個主要技術組成部分。
[0029] 為了擴展總系統(tǒng)帶寬，LTE-A(版本10)使用載波聚合，聚合兩個或更多個分量 (component)載波以便支持更寬的發(fā)送帶寬（例如，直至100MHz)以及用于頻譜聚合。一般 假設單個分量載波不超過20MHz的帶寬。
[0030] 取決于終端的能力，其可以在一個或多個分量載波上同時接收和/或發(fā)送：
[0031] -具有載波聚合的接收和/或發(fā)送能力的與增強型LTE(版本10)兼容的移動終 端可以在多個分量載波上同時接收和/或發(fā)送。對于每分量載波存在一個傳輸塊（沒有空 間復用）和一個HARQ實體。
[0032] -如果分量載波的結構遵照版本8的規(guī)范，則與LTE(版本8)兼容的移動終端可 以僅在單個分量載波上接收和發(fā)送。
[0033] 還設想至少在上行鏈路和下行鏈路中的分量載波的聚合數(shù)量相同時將所有分量 載波設置為與LTE(版本8)兼容。還考慮對LTE-A分量載波的非向后兼容的設置。
[0034] LTE-A(版本10)中的信道質量反饋
[0035] 因為LTE(版本8)中僅僅定義了一個分量載波，所以在用戶設備處很明確要在系 統(tǒng)帶寬的哪部分上完成CQI報告。CQI請求標志（與當前的發(fā)送模式一起）明確地向用戶 設備指示如何向eNodeB提供CQI反饋。
[0036] 通過在LTE-A(版本10)中引入載波聚合并且假設重用LTE(版本8)CQI報告過程， 關于用戶設備可以如何解譯（interpreOCQI請求存在不同可能性。如圖5中所示，通?？?以假設從eNodeB或中繼節(jié)點發(fā)送至用戶設備的用于上行鏈路發(fā)送的UL-DCI(包含CQI請 求）位于單個下行鏈路分量載波中。在用戶設備處處理CQI請求的簡單規(guī)則將是：無論何 時UL-DCI請求用戶設備進行CQI發(fā)送，用戶設備都將其應用至發(fā)送對應的UL-DCI的下行 鏈路分量載波。即，用戶設備將僅對于包括請求CQI報告的UL-DCI的這些下行鏈路分量載 波，在給定UL發(fā)送中同時發(fā)送非周期性CQI反饋。
[0037] 在圖6中示出了對包括CQI請求的UL-DCI的替代處理。無論何時UL-DCI請求由 用戶設備進行CQI發(fā)送，用戶設備都將所述請求應用至可用于向用戶設備進行下行鏈路發(fā) 送的所有下行鏈路分量載波。
[0038] 當下行鏈路發(fā)送可在多個分量載波上發(fā)生時，高效的調(diào)度和鏈路適配取決于準確 的且最新的CQI的可用性。然而，為了高效利用控制信令和CQI發(fā)送資源，應當可以控制 (從網(wǎng)絡側）請求和（從終端側）發(fā)送對于多少和哪些分量載波的CQI。
[0039] 根據(jù)上面關于圖5討論的第一解決方案，為了請求對于多個分量載波的CQI，請求 其CQI的分量載波的數(shù)量與所要求發(fā)送的UL-DCI消息的數(shù)量相同。換言之，為了請求對 于五個分量載波的CQI，需要發(fā)送相當于僅請求對于單個分量載波的CQI的情況五倍多的 UL-DCI消息。因此，從下行鏈路控制開銷的觀點來看，此解決方案不是很高效。根據(jù)上面在 圖6中圖示的第二個解決方案，單個上行鏈路DCI消息請求對于所有分量載波的CQI。因 此，下行鏈路控制開銷非常小。然而，盡管網(wǎng)絡知道其當前僅需要對于單個所選擇的分量載 波的CQI，所得到的上行鏈路發(fā)送也總是需要大量資源來適應對于所有分量載波的CQI的 發(fā)送。因此，這對于上行鏈路資源的使用來說不是高效的，并且對于所請求的分量載波CQI的數(shù)量而言是不靈活的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0040] 本發(fā)明的一個目的是提出一種用于觸發(fā)來自移動終端的信道質量反饋的機制，最 小化用于要報告的分量載波的選擇的下行鏈路控制信令開銷。
[0041] 該目的由獨立權利要求的主題所解決。本發(fā)明的有利實施例附屬于從屬權利要 求。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明一實施例，提供了一種信道質量信息CQI報告方法，包括：
[0043] 接收包括多個比特的CQI控制信息，所述多個比特指示是否請求指定CQI報告的 CQI報告請求，并且，當請求CQI報告時，所述多個比特還指示指定多個下行鏈路分量載波 當中請求CQI報告的一個或多個下行鏈路分量載波的資源指示，其中，所述多個比特的組 合結合指示所述CQI報告請求和所述資源指示，并且所述多個比特的任一個比特都不單獨 指示所述CQI報告請求；以及當請求所述CQI報告時，發(fā)送對于由所述資源指示所指定的所 述一個或多個下行鏈路分量載波的CQI報告。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明另一實施例，提供了一種終端裝置，包括：接收單元，接收包括多個比 特的信道質量信息CQI控制信息，所述多個比特指示是否請求指定CQI報告的CQI報告請 求，并且，當請求CQI報告時，所述多個比特還指示指定多個下行鏈路分量載波當中請求 CQI報告的一個或多個下行鏈路分量載波的資源指示，其中，所述多個比特的組合結合指 示所述CQI報告請求和所述資源指示，并且所述多個比特的任一個比特都不單獨指示所述 CQI報告請求；以及發(fā)送單元，當請求所述CQI報告時，發(fā)送對于由所述資源指示所指定的 所述一個或多個下行鏈路分量載波的CQI報告。
[0045] 本發(fā)明的一個方面提出取決于CQI請求標志的狀態(tài)，對用于包括CQI請求標志的 專用控制信息（還稱為下行鏈路控制信息）的預定格式進行新的解譯。在設定CQI請求標 志的情況下，即，在CQI請求標志請求從移動終端提供信道質量反饋的情況下，專用控制信 息的至少一個另外比特被解譯為指示可用于向移動終端進行下行鏈路發(fā)送的一個或多個 分量載波的信息，并且移動終端提供關于所指示的分量載波上感受的信道質量的信道質量 反饋。此外，在替代實施方式中，CQI請求標志和專用控制信息的至少一個另外比特的組合 用于指示移動終端將要提供其信道質量反饋的、可用于向移動終端進行下行鏈路發(fā)送的一 個或多個分量載波。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的另一個替代方面，對請求移動終端提供其信道質量反饋的分量載波 的指示通過在終端處接收專用控制信息的時間和/或頻率資源、以及/或專用控制信息的 傳輸格式來指示。
[0047] 可以將所述兩個方面組合，S卩，可以利用用于發(fā)送專用控制信息的（時域中和/或 頻域中的）資源和/或傳輸格式、以及專用控制信息的至少一個另外比特，向移動終端指示 對要發(fā)送其信道質量反饋的分量載波的指示。在將所述兩個方面組合的一個示例中，專用 控制信息的至少一個另外比特可以是CQI請求標志。
[0048] 本發(fā)明的一個實施例提供一種利用對于通信系統(tǒng)的多個分量載波中的至少一個 可用于向終端進行下行鏈路發(fā)送的分量載波的信道質量信息，報告由終端（例如，移動終 端或用戶設備）感受的下行鏈路信道質量（信道質量反饋）的方法。根據(jù)此示例性方法， 終端接收具有預定格式的專用控制信息。專用控制信息包括用于請求由終端進行信道質量 報告的CQI請求標志（第一控制信息字段）、以及由至少一個比特組成的至少一個另外的第 二控制信息字段。根據(jù)本發(fā)明的此實施例，如果設定CQI請求標志，則終端將第二控制信息 字段的至少一個比特解譯為指示終端要報告其信道質量信息的可用于向終端進行下行鏈 路發(fā)送的一個或多個分量載波的CQI控制信息，并發(fā)送對于每個所指示的分量載波的信道 質量信息。因此，在此示例性實施例中，專用控制信息的一個或多個控制信息字段可以傳送 CQI控制信息。
[0049] 在一個另外的示例性實施例中，如果未設定CQI請求標志，則終端根據(jù)專用控制 信道信息的預定格式的默認規(guī)范來解譯至少一個第二控制信息字段。
[0050] 在本發(fā)明的替代實施例中，CQI請求標志的狀態(tài)不決定對于專用控制信息內(nèi)的其 余字段的解譯。在本發(fā)明的此示例性替代實施例中，第二控制信息字段的至少一個比特和 CQI請求標志的組合被無條件地解譯為指示終端要報告其信道質量信息的可用于向終端進 行下行鏈路發(fā)送的一個或多個分量載波的CQI控制信息。
[0051] 通常，本發(fā)明可以用在基于3GPP的通信系統(tǒng)中，尤其用在3GPPLTE(版本10)系 統(tǒng)中。例如，在一個實施方式中，預定格式的專用控制信息是3GPPLTE(版本8)中定義的 DCI格式0的專用控制信息。
[0052] 專用控制信息可以例如經(jīng)由通信系統(tǒng)的多個分量載波之一而接收。在一個另外的 示例性實施例中，如果在專用控制信息內(nèi)設定CQI請求標志，則終端至少發(fā)送對于接收專 用控制信息的分量載波的信道質量信息。在更具體的示例中，第二控制信息字段中的被解 譯為CQI控制信息的至少一個比特指示多個分量載波中的除了已經(jīng)接收到專用控制信息 的分量載波之外的至少一個另外的分量載波。
[0053] 關于專用控制信息的預定格式的哪些字段用于指示CQI控制信息，存在不同的可 能性。在本發(fā)明的實施例中，至少一個第二控制信息字段中的被解譯為CQI控制信息的至 少一個比特是下列項中之一或它們的組合：
[0054] -為專用控制信道信息的預定格式定義的跳頻標志，指示終端是否應當采用上行 鏈路資源跳頻，
[0055] -為專用控制信道信息的預定格式定義的至少一個填充比特，用于使專用控制信 息的尺寸與預定比特數(shù)量相對應（align)，
[0056] -為專用控制信道信息的預定格式定義的資源分配字段的至少一個比特，用于將 資源分配給終端，
[0057] -為專用控制信道信息的預定格式定義的DMRS字段的至少一個比特，用于設置 終端與另一終端之間的循環(huán)移位，用于在至少部分地重疊的上行鏈路資源上進行上行鏈路 發(fā)送，以及
[0058] -為專用控制信道信息的預定格式定義的上行鏈路載波指示符字段的至少一個 比特，用于向終端指示專用控制信息對于哪個或哪些分量載波有效。
[0059] 在本發(fā)明的一個示例性實施例中，專用控制信息包括：
[0060] -為專用控制信道信息的所述預定格式定義的上行鏈路載波指示符字段，用于向 終端指示專用控制信息對于哪個分量載波有效，