[发明专利]MIMO系统中秩自适应指示方法、网络侧网元和终端

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及到通用移动通信系统高速上行链路分组接入(HSUPA)多输入多输出(MIMO)系统中的秩自适应指示方法、网络侧网元和终端。

背景技术

高速上行链路分组接入(HSUPA)是3GPP Release 6引入的上行增强技术，目的在于提高上行链路的传输速率与频谱利用率，是对宽带码分多址(WCDMA)上行系统性能的增强和进一步扩展。HSUPA通过引入快速上行混合重传(HARQ)、基于基站(NodeB)的上行调度以及比之前版本更加简洁的多码传输提高上行系统吞吐性能，使上行链路的最大峰值速率可达每秒5.76兆(Mbps)。

多输入多输出(MIMO)系统就是在发射端和接收端同时使用多根天线进行数据信息无线发射与接收的无线通信系统。MIMO能使用发射侧的多根发射天线各自独立的数据信号发送，同时在接收侧利用多根接收天线接收并恢复原始信息。MIMO技术可以在不增加额外带宽和发射端总发射功率的条件下大幅提升系统的吞吐量性能，并能够延伸信号的传输距离以获得更广的系统覆盖范围，从而以占用空间自由度的代价换取到无线通信系统的频谱效率，借此提升传输速率并改善系统的通信质量。MIMO技术可以分为发射接收分集和空间复用两类。发射接收分集是指利用发射或接收端的多根天线所提供的多重传输路径发送相同的信息，这些相同的信息必须来源于至少2个相互独立的信号源，以增强数据传输质量。空间复用是指发射端的高速率数据流被划分为多个较低速率的子数据流，不同的子数据流从不同的发射天线上发射出去。如果可以将发射端与接收端的天线阵列之间构成的空域子信道视为相互独立的，即能够在时域和频域之外额外提供空域自由度，使得在不同发射天线上发送的信号之间能够相互区别，那么接收端就能够区分出这些并行的子数据流，而不需付出额外的时间或者频率资源作为代价。空间复用技术在高信噪比条件下能够极大提高信道容量，并且能够在发射端无法获得信道信息的条件下发挥作用。

在MIMO空间复用中，秩自适应技术是确保系统总体性能的一种关键手段。在现有的HSPA下行系统中，发射端若具有MIMO发射的能力，则其可以根据当前的信道状况选择单流或多流发射方式为请求业务的特定用户进行服务，这种自适应选择单流或多流发射模式的过程即为秩自适应过程。若当前服务的用户经历的信道条件较好(如处于小区中心位置)，则发射端可以选择为其进行多流数据传输，以在可以保证传输成功率的前提下，利用空间复用达到更多数据量的传输；若当前服务的用户经历的信道条件较差(如处于小区边缘位置)，则发射端可以选择为其进行单流数据传输，以首先确保数据的正确接收。由此可见，秩自适应技术可以有效的利用信道状态信息，提升系统整体的性能。

在3GPP Release 10中，HSUPA系统上行MIMO目前正在讨论其设计的相关内容。在HSUPA系统上行引入MIMO后，若将秩自适应实施的过程安排在用户端，则势必会造成用户终端实现复杂度的增加，因此当前已经达成一致，即由负责该用户服务的基站端执行具体的秩自适应实施过程，并通过某种方法通知用户端最终的秩自适应指示结果。

将秩自适应指示信息通知给用户端的方法目前主要分为两种。其一是基站端根据当前秩自适应的决策结果，通过HSUPA中的授权反馈信道反馈相应个数的授权来隐式地告知用户端不同的秩自适应决策结果。当决定使用户实施单流传输时，基站端就在授权反馈信道上反馈一个对应该单流数据块的授权给相应用户，用户在接收到一个授权后即可得知需要使用单流模式进行传输；而当决定使用户实施多流传输时，基站端就在授权反馈信道上反馈多个对应多流数据块的授权给相应用户，用户在接收到两个授权后即可得知需要使用多流模式进行传输。这种方法需要改变原有协议中授权反馈信道的编码，对已有协议的兼容性不强，因而又产生第二种方法，即保留原有的授权反馈策略，基站端仅反馈一个授权给用户端，但增加额外反馈的秩自适应指示信息通知用户端秩自适应选择的结果。当用户收到单流传输指示时，即可直接将获得的单一授权对应到当前的单流传输中；当用户收到多流传输指示时，可根据收到的单一授权通过自身的简单计算得到两条流的授权指示。需要说明的是，在多流传输模式下，目前已经存在提供公共授权以及由该授权通过计算获得多流授权的方法，但并没有对如何反馈秩自适应指示信息进行进一步的探讨。因此有必要对上行MIMO中的秩自适应指示信息的反馈方法和实施意义进行讨论和探究。