[发明专利]用于宽带移动通信系统降低信道质量信息反馈开销的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于宽带移动通信系统中利用信道稀疏特性反馈信道质量 信息(CQI，Channel quality indication)的方法，确切地说，涉及一种利用信 道的稀疏特性，设计新的CQI反馈机制，降低CQI反馈开销的方法，属于宽带 移动通信的CQI反馈技术领域。

背景技术

现在，几个主要的下一代移动通信系统标准(例如LTE、802.16m)都要求 系统能够获得远高于现行标准的频谱利用率。频率选择调度(FSS，Frequency  selective scheduling)能够使多载波系统(例如OFDMA)在时域和频域上获得 多用户分集增益，从而显著地提高系统的频谱效率(SE，Spectral efficiency)。 在OFDMA系统中，最优的调度方案意味着将资源块(RB，Resource block)尽 可能地分配给信道状况最优的用户，这就要求基站(Node B)能够通过每个用 户反馈的信道质量信息(CQI)获取完全的下行信道质量状况。

下行链路中，基站以设定时间间隔发送导频信息，用户(UE，user equipment) 通过导频信号能够获取每个RB上的信道信息，然后将CQI反馈给基站。但是， 如果每个用户都将各自获取的所有RB的CQI反馈给基站，将会使上行控制信道 产生巨大的开销，从而使系统达不到预期的频谱效率。因此，在实际通信中， 往往会对CQI进行压缩后，再反馈给基站，目的在于利用尽量少的资源就能使 基站获得准确的信道质量信息来用于调度。

宽带移动信道具有频率选择性衰落特性，因此每个用于各RB上的频域信 道响应是不同的。尤其对于LTE-Advanced而言，支持的带宽将达到100MHz， 因此信道的频率选择性衰落将体现得更加明显，这就要求用户必须反馈足够多 的CQI信息，才能满足基站调度的需求。通常情况下，性能比较理想的CQI 反馈方法是每个用户都将各自所有RB上的CQI信息都反馈给基站，以获得完 全的下行信道频域响应信息，然而，这样无疑给系统带来巨大开销。为此，人 们做了许多工作对CQI信息进行压缩，目前比较常见的，主要有下述三种方式：

(一)反馈M个最好的频点上的CQI值(best-M CQI feedback)：这种机 制的UE只反馈各自M个信道质量较好的RB上的CQI，而不是反馈所有RB 上的CQI，M的数值由系统自行设定。这样的好处是能够降低系统开销，但是， 如果某个用户信道状况较差，那么，它的M个CQI值较高的RB在基站也竞争 不过其他用户，或者某个用户信道状况较好，除了这M个CQI值较高的RB以 外，其余RB也具有良好的CQI，但是，后者却在基站失去了竞争资格，这两 种情况都会导致系统性能的损失。

(二)利用位图技术显示每个频点所对应的CQI值(Bitmap)：这种CQI 压缩机制下的用户将所有RB分为两类：一类信道质量较好，另一类信道质量 不好，设置信道质量较好的RB返回的CQI为p，信道质量不好的RB上反馈 的CQI为p-x，因此只需要返回p、x以及一个特定的序列来分别表示哪些RB 为信道质量好的，哪些RB是不好的即可。这样做的好处是使得系统的开销大 大减小，但是基站的调度性能会受到一定影响。

(三)利用一系列(正交)函数近似频率选择性衰弱模型(例如，DCT， Discrete Cosine Transfer)：这是一种基于信源编码压缩思想的CQI压缩机制。 该方法是先计算各个资源块的信干噪比(SINR)，然后利用DCT传输SINR值， 最后压缩DCT输出率(包含量化过程)。接受到反馈信息后，基站进行解量化， 分解DCT系数，并转换DCT得到对应每个资源块的SINR值。但是，利用DCT 压缩机制没有充分利用信道的稀疏特性，并不能完全消除频域信道响应中的冗 余。

目前，长期演进(LTE，Long Term Evolution)以及LTE Advance系统得到 了广泛的关注，其中的CQI反馈方法也是一个重要的研究方向。但是，已有的 CQI压缩反馈机制都没有考虑到结合信道的特性，只是对各个RB上的CQI信息 进行压缩，因此，在性能和复杂度上无法获得理想的效果。如何对传统方法继 续进行改进就成为业内科技人员关注的一项研究热点。