信道质量信息报告方法和终端装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是以下发明专利申请的分案申请：
[0002] 【申请号】201080044594.6
[0003] 申请日：2010年8月2日
[0004]发明名称：移动通信系统中的信道质量报告
技术领域
[0005] 本发明涉及通过利用通信系统的多个分量载波中的至少一个可用于向终端（例 如，移动终端或用户设备）进行下行链路发送的分量载波的信道质量信息，触发并报告由 所述终端感受的下行链路信道质量（信道质量反馈）的方法。此外，本发明还涉及通过硬 件和软件来实现这些方法。
【背景技术】
[0006] 长期演进（LTE)
[0007] 基于WCDMA无线电访问技术的第三代移动系统（3G)正遍布全世界大范围地部 署。增强或演进此技术的第一步需要引入高速下行链路分组访问（HSDPA)和增强的上行链 路（也被称为高速上行链路分组访问（HSUPA))，从而提供具有高度竞争力的无线电访问技 术。
[0008] 为了为进一步提高的用户需求做准备以及为了相对于新的无线电访问技术具有 竞争力，3GPP引入了称为长期演进（LTE)的新移动通信系统。LTE被设计来满足对下个十年 的高速数据和媒体传输以及高容量语音支持的载波需要。提供高比特率的能力是对于LTE 的关键措施。
[0009] 长期演进（LTE)的工作项（WI)规范（称为演进的UMTS陆地无线电访问（UTRA)和 UMTS陆地无线电访问网络（UTRAN))要定稿为版本8(LTE)。LTE系统代表以低时延和低成 本提供基于全IP的功能性的高效的基于分组的无线电访问以及无线电访问网络。其中给 出了详细的系统需求。在LTE中，指定了可扩展的多个发送带宽，诸如1. 4、3. 0、5. 0、10. 0、 15. 0和20. 0MHz，以便使用给定的频谱获得灵活的系统部署。在下行链路中，采用基于正交 频分复用（0FDM)的无线电访问，这是因为其对多径干扰（ΜΡΙ)的固有抗干扰能力，而此抗 干扰能力是由于低码元速率、循环前缀（CP)的使用以及其与不同发送带宽布置的关联。在 上行链路中采用基于单载波频分多址（SC-FDMA)的无线电访问，这是因为，考虑到用户设 备（UE)的有限的发送功率，提供广域覆盖优先于提高峰值数据速率。采用了包括多输入多 输出（MHTO)信道发送技术在内的许多关键的分组无线电访问技术，并且在LTE(版本8)中 实现了高效的控制信令结构。
[0010] LTE架构
[0011] 图1中示出了整体架构，图2中给出了E-UTRAN架构的更详细表示。E-UTRAN包 括eNodeB，其提供了向着用户设备（UE)的E-UTRA用户平面（PDCP/RLC/MAC/PHY)和控制 平面（RRC)协议端接（termination)。eNodeB(eNB)主管（host)物理（PHY)、介质访问控 制（MAC)、无线电链路控制（RLC)和分组数据控制协议（PDCP)层，这些层包括用户平面报 头压缩和加密的功能性。eNodeB还提供对应于控制平面的无线电资源控制（RRC)功能性。 eNodeB执行许多功能，包括无线电资源管理、准许控制、调度、施加经协商的上行链路服务 质量（QoS)、小区信息广播、用户和控制平面数据的加密/解密、以及下行链路/上行链路用 户平面分组报头的压缩/解压缩。通过X2接口将eNodeB彼此互连。
[0012]eNodeB还通过S1接口连接到EPC(演进的分组核），更具体地，通过S1-MME(移动 性管理实体）连接到MME并通过S1-U连接到服务网关（SGW)。S1接口支持MME/服务网关 与eNodeB之间的多对多关系。SGW对用户数据分组进行路由并转发，同时还工作为eNodeB 间的移交期间的用于用户平面的移动性锚点、并工作为用于LTE与其它3GPP技术之间的移 动性的锚点（端接S4接口并中继2G/3G系统与TONGW之间的业务）。对于空闲状态的用 户设备，SGW在对于用户设备的下行链路数据到达时，端接（terminate)下行链路数据路径 并触发寻呼。SGW管理和存储用户设备上下文（context)，例如，IP承载服务的参数、网络 内部路由信息。在合法拦截的情况下，SGW还执行对用户业务的复制。
[0013]MME是用于LTE访问网络的关键控制节点。MME负责空闲模式用户设备追踪和寻呼 过程，包括重发。MME参与承载激活/禁用处理，并且还负责在初始附接时以及在涉及核心 网络（CN)节点重定位的LTE内移交时为用户设备选择SGW。MME负责（通过与HSS交互） 认证用户。非访问层（NAS)信令在MME处终止，并且MME还负责对用户设备生成和分派临 时标识。MME检查对用户设备在服务提供商的公共陆地移动网络（PLMN)上驻留（camp)的 授权，并施加用户设备漫游限制。MME是网络中用于NAS信令的加密/完整性保护的端点， 并处理安全密钥管理。MME还支持信令的合法拦截。MME还利用从SGSN起终接在MME的S3 接口，提供用于LTE与2G/3G访问网络之间的移动性的控制平面功能。MME还端接朝向归属 HSS的S6a接口，用于漫游用户设备。
[0014]LTE(版本8)中的信道质量报告
[0015] 在多用户通信系统中使用信道质量信息以确定用于一个或多个用户的信道资源 的质量。此信息可以用于帮助eNodeB(或诸如中继节点的其它无线电访问单元）的多用户 调度算法以将信道资源分配给不同的用户、或者适配链路参数（例如，调制方式、编码率、 或发送功率）以便最大潜力地利用所分配的信道资源。
[0016] 假设例如采用0FDM的多载波通信系统，如例如在3GPP的"长期演进"工作项中 讨论的，可被调度单元分配/分派的资源的最小单位是一个"资源块"。将物理资源块定义 为时域中的个连续的0FDM码元以及频域中的iVf个连续的副载波，如图3中所例示 的。在3GPPLTE(版本8)中，物理资源块从而由A^,xiVf个资源单元组成，其对应于时域 中的一个时隙以及频域中的180kHz(对于关于下行链路资源单元的进一步细节，参见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获 得并且通过引用合并在此）。在理想情况下，对于所有用户的所有资源块的信道质量信息 应当总是对调度单元可用，以便做出最优的调度决定。然而，由于反馈信道的有限的容量， 确保信道质量信息的这种最新性（up-to-dateness)是不可能/不可行的。因此，需要缩小 和/或压缩技术，以便仅发送例如对于给定用户的资源块的子集的信道质量信息。在3GPP LTE中，用来报告信道质量的最小单位称为子带，其由多个（η个）频率相邻的资源块（即， ??AC.个副载波）组成。
[0017] 信道质量反馈单元
[0018] 在3GPPLTE中，存在三个可以作为或不作为信道质量反馈而给出的基本要素：
[0019] -调制和编码方式指示符（MCSI)，其在3GPPLTE规范中还称为信道质量指示符 (CQI)；
[0020] -预编码矩阵指不符（PMI);以及
[0021] -秩指示符（RI)。
[0022] MCSI指向发报告的用户设备进行下行链路发送所应采用的调制和编码方式，而 PMI指使用假设的发送矩阵秩或由RI给出的发送矩阵秩进行多天线发送（M頂0)所采用的 预编码矩阵/矢量。关于信道质量报告和发送机制的细节可以在以下文献中找到：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（所有文献可在http://www. 3gpp.org获得并且通过引用合并 在此）。
[0023] 这里，将所有这些要素概括为在术语"信道质量反馈"之下。因此，信道质量反馈 可以包含多个MCSI、PMI、RI值或者其任何组合。信道质量反馈报告还可以包含诸如信道协 方差矩阵或元素、信道系数的度量或对于本领域技术人员显而易见的其它合适度量，或者 由它们组成。
[0024] 信道质量反馈的触发和发送
[0025] 在3GPPLTE(版本8)中，定义了关于如何触发用户设备发送关于下行链路信道 质量的信道质量反馈的不同可能性。除了周期性CQI报告（参见3GPPTS36. 213的版本 8. 7. 0中的第7. 2. 2部分）之外，还可能使用去往用户设备的L1/L2控制信令以请求发送所 谓的非周期性CQI报告（参见3GPPTS36. 213的版本8. 7. 0中的第7. 2. 1部分）。此L1/ L2控制信令还可以用在随机访问过程中（参见3GPPTS36. 213的版本8. 7. 0中的第6部 分，通过引用将其合并在此）。在这两种情况下，将特殊的CQI请求字段/比特/标志包括 在来自eNodeB/中继节点的控制消息中。
[0026] 传送有关上行链路分配的信息的L1/L2控制信令有时称为UL-DCI(上行链路专用 控制信息）。图4示出如3GPPTS36. 212的第5. 3. 3. 1.1部分中定义的用于传送上行链 路DCI的FDD操作的DCI格式0的示例（请注意，为了简便，在图4中未示出DCI格式0的 CRC字段）。CQI请求标志包含关于接收单元是否应当在所分派的上行链路资源内发送CQI 的信息。通常，无论何时接收到这样的触发，用户随后都在所分配的物理上行链路共享信道 (PUSCH)资源上将反馈与上行链路数据一起发送（详细过程在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的进一步改进--增强型LTE(LTE-A)
[0028] 在2008年11月的世界无线电通信会议2007 (WRC-07)上决定了用于增强型頂T 的频谱。虽然决定了用于增强型IMT的总频谱，但是实际可用的频率带宽根据每个区域或 国家而不同。然而，遵照关于可用频谱概要的决定，在第三代合作伙伴项目（3GPP)中开始 无线电接口的标准化。在3GPPTSGRAN#39会议上，关于"E-UTRA的进一步改进（增强型LTE) "的研究项说明得到通过，其也被称为"版本10"。研究项覆盖对于E-UTRA的演进（例 如，满足关于增强型MT的需求）而要考虑的技术组成部分。下面描述当前正为LTE-A而 考虑的两个主要技术组成部分。
[0029] 为了扩展总系统带宽，LTE-A(版本10)使用载波聚合，聚合两个或更多个分量 (component)载波以便支持更宽的发送带宽（例如，直至100MHz)以及用于频谱聚合。一般 假设单个分量载波不超过20MHz的带宽。
[0030] 取决于终端的能力，其可以在一个或多个分量载波上同时接收和/或发送：
[0031] -具有载波聚合的接收和/或发送能力的与增强型LTE(版本10)兼容的移动终 端可以在多个分量载波上同时接收和/或发送。对于每分量载波存在一个传输块（没有空 间复用）和一个HARQ实体。
[0032] -如果分量载波的结构遵照版本8的规范，则与LTE(版本8)兼容的移动终端可 以仅在单个分量载波上接收和发送。
[0033] 还设想至少在上行链路和下行链路中的分量载波的聚合数量相同时将所有分量 载波设置为与LTE(版本8)兼容。还考虑对LTE-A分量载波的非向后兼容的设置。
[0034] LTE-A(版本10)中的信道质量反馈
[0035] 因为LTE(版本8)中仅仅定义了一个分量载波，所以在用户设备处很明确要在系 统带宽的哪部分上完成CQI报告。CQI请求标志（与当前的发送模式一起）明确地向用户 设备指示如何向eNodeB提供CQI反馈。
[0036] 通过在LTE-A(版本10)中引入载波聚合并且假设重用LTE(版本8)CQI报告过程， 关于用户设备可以如何解译（interpreOCQI请求存在不同可能性。如图5中所示，通常可 以假设从eNodeB或中继节点发送至用户设备的用于上行链路发送的UL-DCI(包含CQI请 求）位于单个下行链路分量载波中。在用户设备处处理CQI请求的简单规则将是：无论何 时UL-DCI请求用户设备进行CQI发送，用户设备都将其应用至发送对应的UL-DCI的下行 链路分量载波。即，用户设备将仅对于包括请求CQI报告的UL-DCI的这些下行链路分量载 波，在给定UL发送中同时发送非周期性CQI反馈。
[0037] 在图6中示出了对包括CQI请求的UL-DCI的替代处理。无论何时UL-DCI请求由 用户设备进行CQI发送，用户设备都将所述请求应用至可用于向用户设备进行下行链路发 送的所有下行链路分量载波。
[0038] 当下行链路发送可在多个分量载波上发生时，高效的调度和链路适配取决于准确 的且最新的CQI的可用性。然而，为了高效利用控制信令和CQI发送资源，应当可以控制 (从网络侧）请求和（从终端侧）发送对于多少和哪些分量载波的CQI。
[0039] 根据上面关于图5讨论的第一解决方案，为了请求对于多个分量载波的CQI，请求 其CQI的分量载波的数量与所要求发送的UL-DCI消息的数量相同。换言之，为了请求对 于五个分量载波的CQI，需要发送相当于仅请求对于单个分量载波的CQI的情况五倍多的 UL-DCI消息。因此，从下行链路控制开销的观点来看，此解决方案不是很高效。根据上面在 图6中图示的第二个解决方案，单个上行链路DCI消息请求对于所有分量载波的CQI。因 此，下行链路控制开销非常小。然而，尽管网络知道其当前仅需要对于单个所选择的分量载 波的CQI，所得到的上行链路发送也总是需要大量资源来适应对于所有分量载波的CQI的 发送。因此，这对于上行链路资源的使用来说不是高效的，并且对于所请求的分量载波CQI的数量而言是不灵活的。
【发明内容】
[0040] 本发明的一个目的是提出一种用于触发来自移动终端的信道质量反馈的机制，最 小化用于要报告的分量载波的选择的下行链路控制信令开销。
[0041] 该目的由独立权利要求的主题所解决。本发明的有利实施例附属于从属权利要 求。
[0042] 根据本发明一实施例，提供了一种信道质量信息CQI报告方法，包括：
[0043] 接收包括多个比特的CQI控制信息，所述多个比特指示是否请求指定CQI报告的 CQI报告请求，并且，当请求CQI报告时，所述多个比特还指示指定多个下行链路分量载波 当中请求CQI报告的一个或多个下行链路分量载波的资源指示，其中，所述多个比特的组 合结合指示所述CQI报告请求和所述资源指示，并且所述多个比特的任一个比特都不单独 指示所述CQI报告请求；以及当请求所述CQI报告时，发送对于由所述资源指示所指定的所 述一个或多个下行链路分量载波的CQI报告。
[0044] 根据本发明另一实施例，提供了一种终端装置，包括：接收单元，接收包括多个比 特的信道质量信息CQI控制信息，所述多个比特指示是否请求指定CQI报告的CQI报告请 求，并且，当请求CQI报告时，所述多个比特还指示指定多个下行链路分量载波当中请求 CQI报告的一个或多个下行链路分量载波的资源指示，其中，所述多个比特的组合结合指 示所述CQI报告请求和所述资源指示，并且所述多个比特的任一个比特都不单独指示所述 CQI报告请求；以及发送单元，当请求所述CQI报告时，发送对于由所述资源指示所指定的 所述一个或多个下行链路分量载波的CQI报告。
[0045] 本发明的一个方面提出取决于CQI请求标志的状态，对用于包括CQI请求标志的 专用控制信息（还称为下行链路控制信息）的预定格式进行新的解译。在设定CQI请求标 志的情况下，即，在CQI请求标志请求从移动终端提供信道质量反馈的情况下，专用控制信 息的至少一个另外比特被解译为指示可用于向移动终端进行下行链路发送的一个或多个 分量载波的信息，并且移动终端提供关于所指示的分量载波上感受的信道质量的信道质量 反馈。此外，在替代实施方式中，CQI请求标志和专用控制信息的至少一个另外比特的组合 用于指示移动终端将要提供其信道质量反馈的、可用于向移动终端进行下行链路发送的一 个或多个分量载波。
[0046] 根据本发明的另一个替代方面，对请求移动终端提供其信道质量反馈的分量载波 的指示通过在终端处接收专用控制信息的时间和/或频率资源、以及/或专用控制信息的 传输格式来指示。
[0047] 可以将所述两个方面组合，S卩，可以利用用于发送专用控制信息的（时域中和/或 频域中的）资源和/或传输格式、以及专用控制信息的至少一个另外比特，向移动终端指示 对要发送其信道质量反馈的分量载波的指示。在将所述两个方面组合的一个示例中，专用 控制信息的至少一个另外比特可以是CQI请求标志。
[0048] 本发明的一个实施例提供一种利用对于通信系统的多个分量载波中的至少一个 可用于向终端进行下行链路发送的分量载波的信道质量信息，报告由终端（例如，移动终 端或用户设备）感受的下行链路信道质量（信道质量反馈）的方法。根据此示例性方法， 终端接收具有预定格式的专用控制信息。专用控制信息包括用于请求由终端进行信道质量 报告的CQI请求标志（第一控制信息字段）、以及由至少一个比特组成的至少一个另外的第 二控制信息字段。根据本发明的此实施例，如果设定CQI请求标志，则终端将第二控制信息 字段的至少一个比特解译为指示终端要报告其信道质量信息的可用于向终端进行下行链 路发送的一个或多个分量载波的CQI控制信息，并发送对于每个所指示的分量载波的信道 质量信息。因此，在此示例性实施例中，专用控制信息的一个或多个控制信息字段可以传送 CQI控制信息。
[0049] 在一个另外的示例性实施例中，如果未设定CQI请求标志，则终端根据专用控制 信道信息的预定格式的默认规范来解译至少一个第二控制信息字段。
[0050] 在本发明的替代实施例中，CQI请求标志的状态不决定对于专用控制信息内的其 余字段的解译。在本发明的此示例性替代实施例中，第二控制信息字段的至少一个比特和 CQI请求标志的组合被无条件地解译为指示终端要报告其信道质量信息的可用于向终端进 行下行链路发送的一个或多个分量载波的CQI控制信息。
[0051] 通常，本发明可以用在基于3GPP的通信系统中，尤其用在3GPPLTE(版本10)系 统中。例如，在一个实施方式中，预定格式的专用控制信息是3GPPLTE(版本8)中定义的 DCI格式0的专用控制信息。
[0052] 专用控制信息可以例如经由通信系统的多个分量载波之一而接收。在一个另外的 示例性实施例中，如果在专用控制信息内设定CQI请求标志，则终端至少发送对于接收专 用控制信息的分量载波的信道质量信息。在更具体的示例中，第二控制信息字段中的被解 译为CQI控制信息的至少一个比特指示多个分量载波中的除了已经接收到专用控制信息 的分量载波之外的至少一个另外的分量载波。
[0053] 关于专用控制信息的预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。在本发明的实施例中，至少一个第二控制信息字段中的被解译为CQI控制信息的至 少一个比特是下列项中之一或它们的组合：
[0054] -为专用控制信道信息的预定格式定义的跳频标志，指示终端是否应当采用上行 链路资源跳频，
[0055] -为专用控制信道信息的预定格式定义的至少一个填充比特，用于使专用控制信 息的尺寸与预定比特数量相对应（align)，
[0056] -为专用控制信道信息的预定格式定义的资源分配字段的至少一个比特，用于将 资源分配给终端，
[0057] -为专用控制信道信息的预定格式定义的DMRS字段的至少一个比特，用于设置 终端与另一终端之间的循环移位，用于在至少部分地重叠的上行链路资源上进行上行链路 发送，以及
[0058] -为专用控制信道信息的预定格式定义的上行链路载波指示符字段的至少一个 比特，用于向终端指示专用控制信息对于哪个或哪些分量载波有效。
[0059] 在本发明的一个示例性实施例中，专用控制信息包括：
[0060] -为专用控制信道信息的所述预定格式定义的上行链路载波指示符字段，用于向 终端指示专用控制信息对于哪个分量载波有效，