专利名称：使用正交频分多址方案的通信系统中传送/接收信道质量信息的方法与装置的制作方法
技术领域：
一般地，本发明涉及使用正交频分复用(OFDM)方案的通信系统，具体地，本发明 涉及在移动用户站(MSQ与基站(BQ之间发射/接收用于子载波的信道质量信息(CQI) 的装置与方法。
背景技术：
随着移动通信系统的迅速发展，所需的数据量及其处理速度正在迅速增加。一般 地，当在无线信道上以高速传送数据时，由于多径衰减以及多普勒扩展，数据会经受高比特 错误率(BER)。需要适合于无线信道的无线接入方案，以补偿高BER，因此具有较低发射功 率以及较低检测概率的优势的扩展频谱(SQ正越来越普及。SS方案一般被分类为直接序列扩展频谱(DSSQ方案以及频率跳跃扩展频谱 (FHSS)方案。DSSS方案可以利用(使用无线信道的路径分集的)耙式接收机(rake receiver)， 主动地调整在无线信道中发生的多径现象。DSSS方案可以高效地用于IOMbps或者更低的 传送速率。但是，当以IOMbps或者更高的速度传送数据时，DSSS方案会增加片间干扰，从 而造成硬件复杂度的突然增加。另外，人们知道DSSS方案由于多用户干扰而在用户容量方 面有限制。由于rass方案通过按随机序列在频率之间跳跃而传送数据，所以rass方案可以 减少多信道干扰以及窄带脉冲噪声。在FHSS方案中，发射机与接收机之间的正确相干性是 非常重要的，但是在高速数据传送期间，难于达到相干检测。正交频分复用(OFDM)方案是适合于在有线/无线信道中高速数据传送的方案，并 且人们对其进行了广泛的研究。OFDM方案利用多个载波传送数据，并且是一种多载波调制 (MCM)方案，其在传送之前，将串行输入码元流并行转换为并行码元，并且利用相互具有正 交性的多个窄带载波，来调制并行码元流。特定时间间隔内的子载波被称为“音调” (tone)。OFDM方案具有高频率效率，这是因为如上所述，其使用具有相互正交性的多个子 载波。因为调制/解调多个子载波信号的过程等价于进行离散傅立叶逆变换(IDFT)与离 散傅立叶变换(DFT)的过程，所以发射机与接收机能够分别利用快速傅立叶逆变换(IFFT) 与快速傅立叶变换(FFT)，以高速调制与解调子载波信号。因为OFDM方案适合于高速数据传送，所以人们已经采用其作为电气与电子工程 师协会(IEEE) 802. Ila标准、HIPELAN/2高速无线局域网(LAN)标准、IEEE 802. 16标准、 数字音频广播(DAB)标准、数字地面波电视广播(DTTB)标准、非对称数字用户线(ADSL)标准、以及特高数据速率数字用户线(VDSL)标准下的标准方案。在使用OFDM方案的通信系统(此后称为“OFDM通信系统”)中，OFDM码元的频域 的结构利用子载波。子载波被分为数据子载波，用于数据传送；导频子载波，用于以预定 模式传送码元，用于各种估计目的；以及空子载波，用于保护间隔以及静态分量。除空子载 波之外的所有子载波，即数据子载波与导频子载波，为有效子载波。正交频分多址(OFDMA)方案(其为基于OFDM方案的多址方案)将有效子载波分 为多个子载波集合，即子信道。“子信道”指包含至少一个子载波的信道，并且构成子信道的 子载波可以为相互邻近，或者不相互邻近。使用OFDMA方案的通信系统(此后称为“0FDMA 通信系统”)可以同时向多个用户提供服务。现在参照图1描述OFDMA通信系统中的一般子信道分配结构。参照图1，用于OFDMA通信系统中的子载波包括DC子载波，表示时域中的静态分 量；表示频域中的高频波段的子载波，即时域中的保护间隔；以及有效子载波。有效子载波 构成多个子信道，并且在图ι中，有效子载波构成三个子信道，即子信道#1到子信道#3。OFDMA通信系统使用自适应调制与编码(AMC)方案，以支持通过无线信道的高速 数据传送。AMC方案指以下数据传送方案根据小区(即基站(BQ)与移动用户站(MSS) 之间的信道状态，自适应地选择调制方案与编码方案，由此增加整体小区效率。AMC方案具有多种调制方案与多种编码方案，并且通过适当组合调制方案与编码 方案，来对信道信号进行调制与编码。一般地，调制方案与编码方案的每种组合被称为调制 与编码方案(MCS)，并且水平1到水平N的多种MCS由MCS的号码定义。根据BS与无线地 连接到BS的MSS之间的信道状态，自适应地选择一种MCS水平。为了使用AMC方案，MSS应该向BS报告下行链路的信道状态，即CQI (信道质量信 息)。在当前的IEEE 806. 16通信系统中，规定MSS应该利用报告请求/报告响应(REP-REQ/ REP-RSP)方案，向相应的BS报告下行链路的CQI。即BS向特定MSS发送REP-REQ消息，并且MSS响应于REP-REQ消息，向BS传送包 含下行链路的CQI的REP-RSP消息。例如，CQI可以包含载波对干扰与噪声比(CINR)的平 均值与标准偏差值或者接收信号强度指示符(RSSI)。
发明内容
但是，因为REP-REQ消息不包含定义上行链路资源(通过其MSS可以发送REP-RSP 消息)的任何信息，所以MSS尝试随机接入，以向BS发送上行链路资源分配请求。该随机 接入可能会延迟REP-RSP消息的传送，从而阻止在AMC方案中使用正确的CQI。人们不希望 的是，REP-RSP消息的传送作为信令开销。相应地，存在以下需要一种最小化信令开销的、 实时传送正确CQI的方案。因此，本发明的目的在于提供一种在0FDM/0FMDA通信系统中最小化信令开销的、 发射/接收CQI的装置与方法。本发明的另一目的在于提供一种在0FDM/0FMDA通信系统中实时发射/接收CQI 的装置与方法。本发明的另一目的在于提供一种在0FDM/0FMDA通信系统中创建适合于分集模式 以及波段AMC模式的CQI、以及发射/接收CQI的装置与方法。
本发明的另一目的在于提供一种在0FDM/0FMDA通信系统中、能够在波段AMC模式 下减少MSS的CQI相关开销的发射/接收装置与方法。本发明的另一目的在于提供一种在0FDM/0FMDA通信系统中从几个波段中选择具 有最佳状态的特定波段、以及为选定的波段有区分地发射/接收CQI的装置与方法。根据本发明的第一方面，提供了一种在无线通信系统中从接收器站向发射器站传 送信道质量信息(CQI)的方法，该无线通信系统包括由间隔开的子载波构成的分集模式、 以及由包含预定数目的相邻子载波的波段构成的波段AMC模式。所述方法包含以下步骤 如果接收器站以分集模式运行，则传送完全频率波段的平均CINR(载波对干扰与噪声比) 值；如果接收器站以波段AMC模式运行，则传送预定数目厢的差分CINR。根据本发明的第二方面，提供了一种在无线通信系统中传送信道质量信息(CQI) 的方法，在该无线通信系统中，将完全频率波段分为多个子载波以提供服务。所述方法包含 以下步骤测量包含预定数目相邻子载波的每个波段的CQI，与对应的波段索引一道、利用 至少一个特定波段的测定值生成绝对CQI，并且发送绝对CQI ；根据生成的绝对CQI，从所有 波段中，选择多个波段；测量选择波段的CQI，并且通过比较选择波段的测定值与选择波段 的先前CQI，生成差分CQI ；以及传送差分CQI。根据本发明的第三方面，提供了一种在无线通信系统中传送信道质量信息(CQI) 的方法，在该无线通信系统中，将完全频率波段分为多个子载波以提供服务。所述方法包含 以下步骤测量包含预定数目相邻子载波的每个波段的CQI ；根据CQI的测定值，选择至少 一个波段以最大化信道稳定性；以及差分地传送指示选择波段的变化的信息。根据本发明的第四方面，提供了一种在无线通信系统中接收信道质量信息(CQI) 的方法，在该无线通信系统中，将完全频率波段分为多个子载波以提供服务。所述方法包含 以下步骤接收绝对CQI，该绝对CQI指示对于包含预定数目相邻子载波的波段中的至少一 个特定波段测量的CQI，并且存储每个所述特定波段的收到的绝对CQI ；根据绝对CQI，从所 有波段中，选择多个波段；接收为选择的波段测量的CQI、以及指示从选择波段的先前CQI 增加/减少的差分CQI ；以及根据差分CQI，更新为每个所述特定波段存储的绝对CQI。根据本发明的第四方面，提供了在一种无线通信系统中传送信道质量信息(CQI) 的装置，在该无线通信系统中，将完全频率波段分为多个子载波以提供服务。所述装置包 含CQI生成器，用来测量包含预定数目相邻子载波的每个波段的CQI ；与对应的波段索引 一道、利用至少一个特定波段的测定值生成绝对CQI ；根据生成的绝对CQI，从所有波段中， 选择多个波段；测量选择波段的CQI ；并且通过比较测定值中的选择的波段的测定值与选 择波段的先前CQI，生成差分CQI ；以及发射器，用来发射绝对CQI与差分CQI中的一个。根据本发明的第四方面，提供了一种在无线通信系统中传送/接收信道质量信息 (CQI)的装置，在该无线通信系统中，将完全频率波段分为多个子载波以提供服务.所述装 置包含移动用户站(MSS)，用来测量包含预定数目相邻子载波的每个波段的CQI ；根据测 定值，选择至少一个波段以最大化信道稳定性；以及差分地传送指示选择波段的变化的信 息；以及基站(BS)，用来接收指示选择波段与先前CQI相比的变化的差分CQI ；根据差分 CQI，估计选择波段的变化；以及根据估计结果，更新选择波段的CQI。根据本发明，还提供一种用于在使用正交频分多址(OFDMA)方案的无线通信系统 中由移动用户站(MSS)传送信道质量信息(CQI)的方法，该方法包含测量至少两个波段的载波对干扰与噪声比(CINR)，每个波段包括用于波段自适应调制与编码(AMC)操作的多个 相邻子载波；发送报告响应(REP-RSP)消息，其包括与测量的CINR有关的第一信息；以及 经由信道质量信息信道(CQICH)发送与该波段的差分CINR有关的第二信息。根据本发明，还提供一种用于在使用正交频分多址(OFDMA)方案的无线通信系统 中由基站(BQ接收信道质量信息(CQI)的方法，该方法包含从移动用户站(MSQ接收报 告响应(REP-RSP)消息，其包括与至少两个波段的载波对干扰与噪声比(CINR)有关的第一 信息，每个波段包括用于波段自适应调制与编码(AMC)操作的多个相邻子载波；以及经由 信道质量信息信道(CQICH)从MSS接收与该波段的差分CINR有关的第二信息。根据本发明，还提供一种用于在使用正交频分多址(OFDMA)方案的无线通信系统 的移动用户站(MSS)中传送信道质量信息(CQI)的装置，该装置包含用于测量至少两个波 段的载波对干扰与噪声比(CINR)的部件，每个波段包括用于波段自适应调制与编码(AMC) 操作的多个相邻子载波；和用于向基站(BS)发送包括与测量的CINR有关的第一信息的报 告响应(REP-RSP)消息，以及经由信道质量信息信道(CQICH)向BS发送与该波段的差分 CINR有关的第二信息的部件。根据本发明，还提供一种用于在使用正交频分多址(OFDMA)方案的无线通信系统 的基站(BS)中接收信道质量信息(CQI)的装置，该装置包含用于从移动用户站(MSS) 接收包括与至少两个波段的载波对干扰与噪声比(CINR)有关的第一信息的报告响应 (REP-RSP)消息，以及经由信道质量信息信道(CQICH)从MSS接收与该波段的差分CINR有 关的第二信息的部件，其中每个波段包括用于波段自适应调制与编码(AMC)操作的多个相 邻子载波。
从以下参照附图的详细描述中，可以清楚本发明的以上以及其他目的、特征、以及 优点，其中图1为显示OFDMA通信系统中的一般子信道分配结构的图示；图2为显示OFDMA通信系统中包括波段与厢的OFDM帧结构的例子的图示；图3为显示根据本发明实施例的、OFDMA通信系统中发射机的结构的图示；图4为显示图3所示的编码器与调制器的结构的详细图示；图5为显示完全CQI的结构的例子的图示；图6为显示根据本发明实施例的差分CQI的结构的例子的图示；图7为的显示根据本发明实施例的、MSS的操作的流程图。
具体实施例方式现在参照附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中，相同或类似的元件以相 同的附图标记表示，即使其在不同的附图中绘出也如此。在以下描述中，为简便计，省略了 对融入本文的公知功能与配置的详细描述。此处描述的OFDMA通信系统提出了一种方案，用来以最小化的信令开销、实时地 发送正确的下行链路CQI (信道质量信息)，以支持AMC方案。在所提出的方案中，CQI信道 (CQICH)区域被分配给上行链路帧的预定间隔，并且每个MSS通过所分配的CQICH区域，发送其测定的下行链路CINR信息。在这种情况下，每个上行链路帧都包括由每个MSS测定的 CINR信息，从而使之能够实现实时AMC方案。CQICH区域的分配遵循在每个系统中定义的 规贝1J。例如，通过OFDM调制，由η比特表示的信道信息被转换为M个CQI码元，并且由分配 给CQICH的M个音调承载。另外，在自信道或者厢(bin)的基础上，向MSS分配唯一的频率资源。此处，厢包 括至少一个子载波中的至少一个OFDM码元。当在逐子信道的基础上向特定MSS分配频率 资源时，MSS被描述为处于分集模式；并且当在逐厢的基础上向特定MSS分配频率资源时， MSS被描述为处于波段AMC模式。波段被定义为多个相邻子载波的集群，其与定义为多个可能不相邻的子载波的集 群的子信道不一样。即，分集模式与波段AMC模式之间的差别在于分配给一个MSS的子载 波在频域中是相互分隔还是相互邻近。在本说明书中，为了方便，将子信道当作非相邻子载 波的集群，将波段当作相邻子载波的集群。图2为显示OFDMA通信系统中包括波段与厢的OFDM帧结构的例子的图示。参照 图2，该OFDM帧结构包括一个下行链路(DL) OFDM帧以及一个上行链路(UL) OFDM帧。下行 链路帧之后为发射变换间隔(TTG)，上行链路帧之后为接收变换间隔(RTG)。下行链路与上 行链路帧每个都包括频域中的B个波段，每个波段都包括相邻子载波。构成每个帧的小块 表示厢。厢包括2个子载波与3个OFDM码元。在下行链路帧中，第一到第三时间间隔为分配用于控制的区域。具体地，第一与第 二时间间隔被分配给用于下行链路控制的先导序列，第三时间间隔被分配给系统信息信道 (SICH)。在上行链路帧中，第一到第三时间间隔被分配给用于混合自动重复请求(HARQ)支 持与CQICH的ACK/NACK信道。MSS根据其信道状态，确定其在分集模式还是波段AMC模式下运行。每个MSS可以 确定其正在通过下行链路的先导序列接收的下行链路信道的状态，并且根据所累积的信道 状态信息，分析信道的CINR或者RSSI (接收信道强度指示符)、以及频率与时间方面的信道 变化速度。作为该分析的结果，如果确定信道状态是稳定的，则MSS以波段AMC模式运行； 否则，MSS以分集模式运行。术语“稳定信道状态”指以下状态，其中信道的CINR或者RSSI 一般为高，并且信道随时间不受突然变化的不利影响。用于信道状态分析的标准(基于其选择分集模式与波段AMC模式之一)遵循该系 统中定义的规则。另外，可以以根据每个系统不同的方式，实现选择运行模式的详细操作。 即，可以根据监控所接收信道的状态的MSS的请求，进行模式变换，或者由从MSS接收到信 道状态报告的BS进行模式变换。重要的是以下事实当信道状态良好、并且其变化率为低 时，MSS以波段AMC模式运行；否则，MSS以分集模式运行。在分集模式下，因为在逐子信道的基础上向每个MSS分配资源，并且构成子信道 的子载波在频域中相互分隔，所以完全频率波段的平均值足以用于AMC所需的信道CINR信 息。由每个MSS测量的CINR被转换为η比特信息，然后被映射到M码元CQICH。S卩，如果 MSS的数目被定义为Nmss，则分配给上行链路的CQI相关开销量为M*Nmss。在波段AMC模式下，因为在逐厢的基础上向每个MSS分配资源，并且厢在频域中相 互邻近，所以向每个MSS分配完全频率波段的部分有限区段。因此，每个MSS测量有限区段 (或者该有限区段所属的波段)而非完全频率波段的平均CINR，并且向BS传送测定的平均
8CINR，由此使之能够进行更细致的AMC。在这种情况下，为了指示每个MSS测量的CINR，每 个波段需要η比特信息，并且为每个MSS将(Β*η)比特信息转换为M个CQI码元。作为结果，分配给上行链路的CQI相关开销变为等于B*M*Nmss。这意味着应该为 CQI相关控制信息备留相当量的上行链路资源。因此，本发明提出了一种技术，能够大大减 少波段AMC模式下MSS的CQI相关开销。在描述本发明提出的CQICH管理技术之前，将参照图3与4简要描述的OFDMA通 信系统中用来发射/接收CQI方法与装置。此处，将参照HPi (高速便携式因特网)采用的 CQICH结构进行描述。图3为显示根据本发明实施例的OFDMA通信系统中发射机的结构的图示。参照图 3，该发射机包括编码器211、调制器213、串并(S/P)转换器215、子信道分配器217、快速 傅立叶逆变换(IFFT)单元219、并串(P/S)转换器221、保护间隔插入器223、数模(D/A)转 换器225、以及射频(RF)处理器227。如图3所示，当生成要发射的信道质量信息(CQI)时，指示CQI的比特(此后称为 "CQI比特”)输入到编码器211。例如，CQI可以包括载波对干扰与噪声比(CINR)的平均 值与标准偏差值或者接收信号强度指示符(RSSI)。编码器211利用预定的编码方案对输入的CQI比特进行编码，并且将编码比特输 出到调制器213。例如，可以使用具有预定编码速度的块编码方案，作为该编码方案。调制器213利用预定的调制方案，调制从编码器211输出的编码比特，并且将调制 码元输出到S/P转换器215。此处，该调制方案可以包括差分相移键控(DPSK)方案，例如 差分二相移键控(DBPSK)方案或者差分四相移键控(DQPSK)方案。S/P转换器215对从调 制器213输出的串行调制码元进行并行转换，并且将并行调制码元输出到子信道分配器 217。子信道分配器217将从S/P转换器215输出的并行调制码元分配给预定CQICH的 子载波，并且将分配结果输出到IFFT单元219。此处，对于分集模式，CQICH包括至少一个 非相邻子载波；对于波段AMC模式，包括至少一个相邻子载波。IFFT单元219对从子信道 分配器217输出的信号进行N点IFFT，并且将结果信号输出到P/S转换器221。P/S转换器 221对从IFFT单元219输出的信号进行串行转换，并且将结果信号输出到保护间隔插入器 223。保护间隔插入器223在从P/S转换器221输出的信号中插入保护间隔信号，并且 将结果信号输出到D/A转换器225。此处，在OFDMA通信系统中，插入保护间隔，以去除对于 先前OFDM码元时间发射的OFDM码元与对于当前OFDM码元时间发射的OFDM码元之间的干 扰。使用以下方案中的一种来插入保护间隔一种“循环前缀”方案，其中拷贝预定数 目的时域OFDM码元的最后样本，然后将其插入到有效OFDM码元中；另一种“循环后缀”方 案，其中拷贝预定数目的时域OFDM码元的最先样本，然后将其插入到有效OFDM码元中。D/A转换器225对从保护间隔插入器223输出的信号进行模拟转换，并且将结果信 号输出到RF处理器227。此处，包括滤波器、混频器、以及放大器的RF处理器227对从D/A 转换器225输出的信号进行射频转换，从而可以在空中发射从D/A转换器225输出的信号， 并且通过发射天线在空中发射经过RF处理的信号。
图4为显示图3所示的编码器211与调制器213的结构的详细图示。如图4所示， 编码器211包含(m，η)块编码器，调制器213包含开关411、DBPSK调制器413、以及DQPSK 调制器415。参照图4，将η个CQI比特输入到(m，η)块编码器211。(m，η)块编码器211将η 个CQI比特块编码为m个码元，并且将m个码元输出到开关411。根据发射机使用的调制方 案，开关411将从(m，n)块编码器211输出的信号输出到DBPSK调制器413、或者DQPSK调 制器415。例如，当发射机使用DBPSK方案时，开关411将其输入信号输出到DBPSK调制器 413 ；而当发射机使用DQPSK方案时，开关411将其输入信号输出到DQPSK调制器415。DBPSK调制器413利用DBPSK方案，调制从(m，n)块编码器211输出的信号，并且 输出(m+1)个调制码元。DQPSK调制器415利用DQPSK方案，调制从(m，η)块编码器211 输出的信号，并且输出(m/2+l)个调制码元。现在描述根据MSS的运行模式的CQI结构以及CQICH管理方案。首先描述分集模式。如上所述，分集模式指以下运行模式，其中频率波段被分为子 信道，每个子信道为非相邻子载波的集合，并且在该模式下，向每个MSS分配根据传送信息 量确定的、预定数目的子载波。在这种情况下，因为每个MSS接收分配给在完全系统频率波 段上均勻分布的子载波的信息，所以MSS测量下行链路帧的完全平均波段的平均CINR值， 并且生成测定平均CINR作为CQI。如果分配给每个MSS的CQICH可以接受η比特CQI信息，则MSS可以表示2η预定 CINR间隔中的一个。作为结果，每个MSS通过CQICH向BS发送包含完全频率波段的平均 CINR值的间隔。在分集模式中，因为完全频率波段的平均CINR值变为CQI，所以称为“完 全CQI”。如果将MSS的数目定义为Nmss，则上行链路中分配给CQICH的音调的数目变为等 于M#^s。因为CQICH的分配区域位于上行链路的控制信号间隔中的预定位置，所以不需要 分离控制信号来指定CQICH位置。为每个上行链路帧分配CQICH。图5为显示完全CQI的结构的例子的图示。参照图5，当两个MSS位于小区中时， MSS通过不同的子载波接收下行链路信号。此处将假定每个MSS都有CQICH发射机，用来将 5比特输入信息转换为12个CQI码元。每个MSS通过下行链路帧的先导序列来计算完全频率波段的平均CINR。例如，假 定MSS#1获得8. 7dB，MSS#2获得3. 3dB。因为所获得值为完全频率波段的平均值，所以其可 能与各个子载波的实际值不同。因为MSS#1的测定值8. 7dB落入8与9dB之间的范围内， 所以将其转换为5比特CQI信息“10010”，以指示对应的范围。类似地，将MSS#1的测定值 3. 3dB转换为CQI “01101”。随后，由各个MSS的CQICH发射机对各个CQI编码，然后调制 为12音调CQI码元。在每个MSS中，在UL控制码元区域中，将CQI码元映射为分配给对应 MSS的CQICH区域。接着，将描述波段AMC模式。在波段AMC模式中，完全频率波段被分为为相邻子载 波集合的波段，并且在该模式下，向每个MSS分配为形成波段的单位元素的厢的集合。厢为 频率与时间域中相邻音调的集群。因为向每个MSS分配频率与时间域中的相邻厢，所以向 MSS分配频率与时间域中的相邻资源。波段AMC模式下的MSS应该将构成完全频率波段的B个波段的各个频率波段的 平均CINR值、而非完全频率波段的平均CINR，转换为CQI。假定B个波段的各个频率波段的平均CINR值以η比特信息表示，如果报告所有B个波段的CINR值，则CQICH所需的上行 链路音调的数目变为等于B*M*Nbs。因为该值对应于可能占据大部分上行链路资源的量，所 以需要一种特殊的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发射CQI，其指示从构成完全频率波段的 B个波段中选择的η个波段的平均CINR值是从先前值增加还是减少。因为波段的当前平均 CINR值与先前平均CINR值之间的差异变为CQI，所以称为“差分CQI ”。如果位于小区中的MSS的数目被定义为Nmss，则分配给上行链路的CQICH音调的数 目变为等于M*Nbs。因为CQICH的分配区域位于上行链路的控制信号间隔中的预定位置，所 以不需要分离的控制信号来指定CQICH分配区域中的位置。在传送了消息形式的绝对CINR 值之后，为每帧分配并且发送差分CQI。按照几个或几十个帧的间隔，定期发送绝对CINR 值，以更新存储在BS中的各个波段的CINR值。使用差分CQI的方案利用相对较低的开销传送每个波段的信道情况。因为BS可 以通过差分CQI监控每个波段的CINR，所以其可以为每个波段进行优化AMC，从而增加系统
的整体吞吐量。图6为显示根据本发明实施例的差分CQI的结构的例子的图示。参照图6，当两个 MSS位于小区时，MSS通过不同子载波接收下行链路信号。每个MSS对于上行链路的完全频 率波段中其所分配的波段，都计算下行链路先导序列的其对应频率波段的平均CINR。例如，将假定将完全频率波段分为总共6个波段，并且通过先前的上行链路帧，已 经以消息形式向BS发送了每个波段的绝对平均CINR值。如图6所示，MSS#1选择在先前帧中具有较高平均CINR值的波段#0、#1、#3、#4、 以及#5。对于所选择的5个波段，MSS#1通过比较在先前帧中测量的平均CINR值(在图6 中由点线表示)与当前测量的CINR值(在图6中由实线表示)，确定各个波段的差分CQI。 如果当前值大于其先前值，则将相应波段的比特设置为“1”;如果当前值小于其先前值，则 将相应波段的比特设置为“0”。在图6的情况中，对于所选择的5个波段，差分CQI值变为“11010”，并且该差分 CQI值变为CQI码元调制器的输入。以相同方式，MSS#2对于5个波段#1、#2、#3、#4、以及 #5，生成差分CQI值“01010”，以进行CQI码元化。这两个差分CQI值被映射到UL控制码元区域中分别分配给MSS的CQICH区域。然 后，根据所接收的每个波段的差分CQI信息，BS更新先前存储的每个波段的绝对平均CINR 值，由此获取每个波段的当前平均CINR值。通过这种方式，BS可以基于每个波段的信道信 息，进行更细致的AMC。在这种情况下，为MSS#1选择波段#0，并为MSS#2选择波段#4。因为选择的波段 具有较高的CINR，所以BS选择可用于高速传送的AMC水平，并且分别通过波段#0与波段 #4，传送用于MSS#1的下行链路数据以及用于MSS#2的下行链路数据。在传送差分CQI的过程中，由于以下原因，不需要MSS分别通知差分CQI的各个比 特映射到哪些波段。即，因为MSS在波段AMC模式下运行，所以以下情况的概率很低在传 送每个波段的绝对CINR值时测量的波段顺序将在传送下一个绝对CINR之前改变。如果信 道遭受很大的变化，则MSS转换到分集模式，其中只使用完全CQI，而不是差分CQI。即，在波段AMC模式下，信道随时间变化的概率不高，并且这意味着对于预定的时
11间量，每个波段的信道状态不会遭受很大的变化。在波段AMC模式的情况下，以下情况的概 率为高在预定时间内，具有高平均CINR记录的波段将继续显示高CINR，并且具有低平均 CINR记录的波段将继续显示低CINR。然而，以下情况的概率为低在预定时间内，呈现高平 均CINR的波段的信道状态将突然改变为呈现低平均CINR。定义来保证信道稳定性的所述“预定时间”是通过计算机模拟以及实际测量而确 定的系统参数。另外所述“预定时间”被用作波段AMC模式下的CQICH报告周期。该“CQICH 报告周期”指其中MSS以消息形式报告每个波段的平均CINR值的绝对值的帧、以及下一绝 对值报告帧之间的时间间隔。在连续绝对值报告帧之间的间隔中，按较短的时间间隔反复 传送差分CQI值，而非绝对CINR值。图7为显示根据本发明实施例的、MSS的操作的流程图。参照图7，在步骤700，MSS 开始CQI报告操作，并且在步骤710，确定当前帧是其中应该传送每个波段的绝对平均CINR 值的帧、还是其中应该传送差分CQI值的帧。绝对CINR值的传送应该按周期进行，并且如 上所述，该周期被确定为系统参数。为了上行链路资源的效率，与差分CQI相比，绝对CINR 值传送较不频繁。如果确定当前帧是其中应该传送绝对CINR值、而不是差分CQI的帧，则MSS行进 到步骤721。在步骤721，MSS测量构成完全频率波段的所有B个波段的平均CINR值。在步 骤722，MSS根据测定的CINR值选择N个波段。N大于或等于分配给CQICH的比特的数目 “n”，并且小于或等于波段的总数“B”。选择N个波段的原因在于为以下情况做准备由于 上行链路资源的限制，不可能测量所有B个波段的CINR值。所选择的N个波段可以为具有 最高CINR值的波段。但是，在可替换实施例中，可以根据系统中定义的规则来选择它们。MSS在N个波段中重新选择其中它将利用差分CQI报告CINR增加/减少的η个波 段。对于η个波段的选择算法为只使用N个波段的CINR信息作为输入参数的算法，并且被 MSS与BS共享。即，BS可以基于N个波段的CINR信息，识别由MSS选择的η个波段。类似 地，该η个波段可以为N个波段中具有最高CINR值的波段。接着，在步骤723，MSS生成包含所选择的η个波段的CINR值、以及所选择的η个 波段的索引的消息。此后，在步骤724，将所生成的消息映射到上行链路帧，然后发送到BS。 然后，BS根据η个波段的CINR值、以及其他MSS的每个波段的CINR值，确定MSS每个波段 的调制方案与编码速率。但是，如果在步骤710确定当前帧为用于传送差分CQI的帧，则MSS行进到步骤 711。在步骤711，MSS测量各个波段的平均CINR值。测量所有B个波段的CINR值的原因 在于监控每个波段的信道变化情况。该原因是因为当信道状态遭受突然变化时，有必要从 波段AMC模式转换到分集模式。接着，在步骤712，对于在传送先前绝对CINR值期间从所有B个波段中选择的η个 波段，MSS读取先前存储的、先前帧中各个波段的CINR值。在步骤713，MSS比较测定值与 所读取的、对于先前帧中对应的波段的CINR值。在步骤714，作为该比较的结果，如果测定 CINR值大于或等于读取的CINR值，则MSS将差分CQI值中对应波段的比特编码为“ 1 ” ；并 且如果测定CINR值小于读取的CINR值，则MSS将该比特编码为“0”，由此生成η比特差分 CQI。在步骤715，存储各个波段的测定CINR值，以在下一帧中用作参考值。在步骤716，将η比特差分CQI调制为CQICH码元。在步骤717，将CQICH码元映射到上行链路帧， 然后发送到BS。然后，BS根据差分CQI，估计η个波段的变化。即，BS根据差分CQI信息的各个比 特，按预定值，增加或减少所存储的各个波段的绝对CINR值中的η个波段的绝对CINR值。 因为差分CQI只指示对应波段CINR值的增加/减少，所以BS不能确定CINR值与先前CINR 值之间的差异。但是，假定对于每个波段的信道变化稳定的情况提供波段AMC模式，则与 由于使用差分CQI而使上行链路资源效率增加相比，由该缺陷造成的性能下降是可以忽略 的。有利的是，本发明在OFDMA通信系统中，以最小化的信令开销，在每帧期间传送 CQI,由此实时地使用CQI。另外，本发明提供了一种方法，用来生成适合于分集模式与波段 AMC模式的特性的CQI ；以及一种管理CQI的方案。虽然已经参照本发明特定优选实施例显示和描述了本发明，但是本领域技术人员 应该理解在不脱离权利要求限定的本发明的精神与范围的前提下，可以进行各种形式与 细节的修改。
权利要求
1.一种用于在使用正交频分多址(OFDMA)方案的无线通信系统中由移动用户站(MSS) 传送信道质量信息(CQI)的方法，该方法包含测量至少两个波段的载波对干扰与噪声比(CINR)，每个波段包括用于波段自适应调制 与编码(AMC)操作的多个相邻子载波；发送报告响应(REP-RSP)消息，其包括与测量的CINR有关的第一信息；以及经由信道质量信息信道(CQICH)发送与该波段的差分CINR有关的第二信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中每个波段包括至少一个厢(bin)，每个厢包括至少一 个相邻子载波和至少一个OFDMA码元并且作为用于波段AMC操作的基本分配单元。
3.如权利要求1所述的方法，其中在传送REP-RSP消息之后传送第二信息。
4.如权利要求1所述的方法，其中第二信息的传送周期短于第一信息的传送周期。
5.如权利要求1所述的方法，其中第二信息指示关于波段的CINR的增加或减少。
6.如权利要求1所述的方法，其中波段的数目等于第二信息的比特的数目。
7.如权利要求1所述的方法，其中波段之一是具有最高CINR的波段。
8.如权利要求1所述的方法，其中第二信息包括映射到波段的多个比特，并且如果关 于对应波段的CINR测量大于先前的关于对应波段的CINR测量则将各比特中的一个设置为 “ 1 ”，并且如果该CINR测量小于先前的CINR测量，则将其设置为“0”。
9.如权利要求1所述的方法，其中第二信息在上行链路帧的分配的控制区域中传送。
10.一种用于在使用正交频分多址(OFDMA)方案的无线通信系统中由基站(BS)接收信 道质量信息(CQI)的方法，该方法包含从移动用户站(MSS)接收报告响应(REP-RSP)消息，其包括与至少两个波段的载波对 干扰与噪声比(CINR)有关的第一信息，每个波段包括用于波段自适应调制与编码(AMC)操 作的多个相邻子载波；以及经由信道质量信息信道(CQICH)从MSS接收与该波段的差分CINR有关的第二信息。
11.如权利要求10所述的方法，其中每个波段包括至少一个厢，每个厢包括至少一个 相邻子载波和至少一个OFDMA码元并且作为用于波段AMC操作的基本分配单元。
12.如权利要求10所述的方法，其中在接收REP-RSP消息之后接收第二信息。
13.如权利要求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.如权利要求10所述的方法，其中第二信息指示关于波段的CINR的增加或减少。
15.如权利要求10所述的方法，其中波段的数目等于第二信息的比特的数目。
16.如权利要求10所述的方法，其中波段之一是具有最高CINR的波段。
17.如权利要求10所述的方法，其中第二信息包括映射到波段的多个比特，并且如果 关于对应波段的CINR测量大于先前的关于对应波段的CINR测量则将各比特中的一个设置 为“ 1 ”，并且如果该CINR测量小于先前的CINR测量，则将其设置为“0”。
18.如权利要求10所述的方法，其中在上行链路帧的分配的控制区域中接收第二信肩、ο
19.一种用于在使用正交频分多址(OFDMA)方案的无线通信系统的移动用户站(MSS) 中传送信道质量信息(CQI)的装置，该装置包含用于测量至少两个波段的载波对干扰与噪声比(CINR)的部件，每个波段包括用于波 段自适应调制与编码(AMC)操作的多个相邻子载波；和用于向基站(BS)发送包括与测量的CINR有关的第一信息的报告响应(REP-RSP)消 息，以及经由信道质量信息信道(CQICH)向BS发送与该波段的差分CINR有关的第二信息 的部件。
20.如权利要求19所述的装置，其中每个波段包括至少一个厢，每个厢包括至少一个 相邻子载波和至少一个OFDMA码元并且作为用于波段AMC操作的基本分配单元。
21.如权利要求19所述的装置，其中在传送REP-RSP消息之后传送第二信息。
22.如权利要求19所述的装置，其中第二信息的传送周期短于第一信息的传送周期。
23.如权利要求19所述的装置，其中第二信息指示关于波段的CINR的增加或减少。
24.如权利要求19所述的装置，其中波段的数目等于第二信息的比特的数目。
25.如权利要求19所述的装置，其中波段之一是具有最高CINR的波段。
26.如权利要求19所述的装置，其中第二信息包括映射到波段的多个比特，并且如果 关于对应波段的CINR测量大于先前的关于对应波段的CINR测量则将各比特中的一个设置 为“ 1 ”，并且如果该CINR测量小于先前的CINR测量，则将其设置为“0”。
27.如权利要求19所述的装置，其中第二信息在上行链路帧的分配的控制区域中传送。
28.一种用于在使用正交频分多址(OFDMA)方案的无线通信系统的基站(BS)中接收信 道质量信息(CQI)的装置，该装置包含用于从移动用户站(MSS)接收包括与至少两个波段的载波对干扰与噪声比(CINR)有 关的第一信息的报告响应(REP-RSP)消息，以及经由信道质量信息信道(CQICH)从MSS接 收与该波段的差分CINR有关的第二信息的部件，其中每个波段包括用于波段自适应调制 与编码(AMC)操作的多个相邻子载波。
29.如权利要求观所述的装置，其中每个波段包括至少一个厢，每个厢包括至少一个 相邻子载波和至少一个OFDMA码元并且作为用于波段AMC操作的基本分配单元。
30.如权利要求观所述的装置，其中在接收REP-RSP消息之后接收第二信息。
31.如权利要求观所述的装置，其中第二信息的接收周期短于第一信息的接收周期。
32.如权利要求观所述的装置，其中第二信息指示关于波段的CINR的增加或减少。
33.如权利要求观所述的装置，其中波段的数目等于第二信息的比特的数目。
34.如权利要求观所述的装置，其中波段之一是具有最高CINR的波段。
35.如权利要求观所述的装置，其中第二信息包括映射到波段的多个比特，并且如果 关于对应波段的CINR测量大于先前的关于对应波段的CINR测量则将各比特中的一个设置 为“ 1 ”，并且如果该CINR测量小于先前的CINR测量，则将其设置为“0”。
36.如权利要求观所述的装置，其中在上行链路帧的分配的控制区域中接收第二信信息
全文摘要
本发明涉及在使用正交频分多址方案的通信系统中传送/接收信道质量信息的方法与装置。根据本发明的用于在使用正交频分多址(OFDMA)方案的无线通信系统中由移动用户站(MSS)传送信道质量信息(CQI)的方法包含测量至少两个波段的载波对干扰与噪声比(CINR)，每个波段包括用于波段自适应调制与编码(AMC)操作的多个相邻子载波；发送报告响应(REP-RSP)消息，其包括与测量的CINR有关的第一信息；以及经由信道质量信息信道(CQICH)发送与该波段的差分CINR有关的第二信息。
文档编号H04L27/26GK102098136SQ201110066078
公开日2011年6月15日 申请日期2005年3月11日 优先权日2004年3月12日
发明者吴廷泰, 孟胜柱, 尹淳暎, 田宰昊, 许壎, 金志贤 申请人:三星电子株式会社