多輸入多輸出正交頻分多路復用系統品質控制方法及裝置的製作方法

2023-08-06 17:26:26

專利名稱：多輸入多輸出正交頻分多路復用系統品質控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明有關無線通訊。特別是，本發明有關一種方法及裝置，藉以使配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統得以將其系統容量最佳化。
背景技術：
正交頻分多路復用(OFDM)是一種有效的數據傳輸手段，其中，數據可以分割為較短串流，且，各個串流可以利用次載波進行傳輸，其中，次載波的頻寬是小於可供利用的全體傳輸頻寬。正交頻分多路復用(OFDM)的效率是源自於選擇彼此數學上正交的次載波。次載波的正交性可以防止鄰近次載波免於彼此幹擾，同時，各個次載波也可以各自承載全體用戶數據的一部分。
基於實務考量，正交頻分多路復用(OFDM)可能會優於其他傳輸手段，舉例來說碼分多址(CDMA)。當用戶數據分割為利用不同次載波承載的較短串流時，舉例來說，各個次載波的有效數據率可以小於全體傳輸數據率。有鑑於此，利用正交頻分多路復用(OFDM)手段進行傳輸的數據符號期間便可以遠大於利用其他手段進行傳輸的數據符號期間。由於較大數據符號期間得以容忍較大延遲擴散(delay spread)，較大數據符號期間也顯得更為有利。舉例來說，利用較長數據符號期間進行傳輸的數據，相較於利用較短數據符號期間進行傳輸的數據，可以較不受多重路徑影響。有鑑於此，正交頻分多路復用(OFDM)數據符號便可以免除典型無線通訊中常見的延遲擴散，而不需要加入額外複雜接收器以自這類多重路徑延遲回復。
多輸入多輸出(MIMO)有關一種無線傳輸及接收手段，其中，傳輸器及接收器均利用不止一組天線。多輸入多輸出(MIMO)系統具有各種優點，諸如基於多個天線存在而衍生的空間多樣性及空間多路復用選項。另外，多輸入多輸出(MIMO)系統還可以改善信號品質，諸如舉例來說，信噪比(SNR)、並增加數據處理能力。
除此以外，一度視為無線通訊相當負擔的多重路徑，其實際上還可以用來改善無線通訊系統的整體表現。各個多重路徑元件均承載傳輸信號的相關信息，因此，只要能夠適度解析及收集，這些多重路徑元件應可以透露傳輸信號的更多信息，進而改善整體通訊品質。
配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統可以用來適度處理多重路徑，藉以改善無線通訊系統的整體表現。事實上，配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統可以視為IEEE 802.11N標準的技術解決方案。圖1是表示配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統100的示意圖。傳輸器102可以利用正交頻分多路復用(OFDM)傳輸器處理單元102a處理數據串流Tx。正交頻分多路復用(OFDM)處理可以包括次載波設置及各個次載波的正交頻分多路復用(OFDM)調變。隨後，根據多輸入多輸出(MIMO)演算法，調變後的次載波便可以利用多輸入多輸出(MIMO)傳輸處理單元102b映射至多個天線1031、…、103m。當映射完成後，次載波便可以經由多個天線1031、…、103m同時傳輸至接收器104。
在接收104處，調變後的次載波可以利用多個天線1051、…、105n接收。多輸入多輸出(MIMO)處理單元104a可以準備次載波以進行解調變。隨後，次載波便可以利用正交頻分多路復用(OFDM)接收器處理單元104b進行解調變，進而產生接收器數據。
然而，在配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統的IEEE 802.11N標準設計中，一項主要挑戰即是系統容量。目前，使配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統得以獲致最佳化系統容量的有效方法並不存在，特別是在配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統利用大量次載波的情況下。舉例來說，」倒水」解決方案即是選擇性實施各個次載波的功率或位設置，藉以增加系統容量的一種技術。然而，在這種技術中，傳輸器卻需要事先知道信道狀態信息。舉例來說，傳輸器可以利用配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統的接收器回饋，藉以預測信道狀態信息。然而，接收器回饋的信號發送負擔(signaling overhead)卻相當顯著，且因此，系統效能的增加可能會受限，特別是在傳輸大量數據及/或利用大量次載波的情況下。
有鑑於此，本發明的主要目的是提供其他替代手段，藉以使配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統得以將其系統容量最佳化。

發明內容
本發明有關一種方法及裝置，藉以使配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統得以將其系統容量最佳化。在接收器處，目標服務品質(QoS)度量及參考數據率可以被設定。目標服務品質(QoS)度量可以被設定為預定數值及/或可以基於封包錯誤率(PER)而利用慢速外部迴路控制處理器動態調整。接收信號的服務品質(QoS)可以被測量並與目標服務品質(QoS)比較。基於比較結果，接收器便可以產生信道品質指標(CQI)，藉以回傳至傳輸器處。信道品質指標(CQI)可以是單位或二位指標，藉以指示傳輸器失能、調整、或維持特定次載波、各個傳輸天線的次載波群組、或全體傳輸天線的次載波群組的傳輸數據率。在傳輸器處，數據率可以關閉、增加、減少、或維持。在接收器處，目標服務品質(QoS)度量及參考數據率便可以據此調整。針對各個次載波群組的數據幀，這種程序可以反覆實施。


本發明可以參考詳細說明(其是舉實例說明以便於理解)、並配合附圖進一步解釋如下，其中圖1是表示配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統的電路示意圖；圖2是表示使配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統得以將其系統容量最佳化的方法流程圖；圖3A、3B、及3C是表示各種次載波群組的示意圖；以及圖4是表示配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統，其具有裝置以將其系統容量最佳化。
具體實施例方式
本發明可以實施於無線傳輸/接收單元(WTRU)或基地臺(BS)中。術語」無線傳輸/接收單元(WTRU)」包括、但不限於用戶設備(UE)、移動站臺、固定或移動用戶單元、傳呼器、或能夠操作於無線環境的任何其他類型裝置。除此以外，術語」基地臺(BS)」包括、但不限於B節點、位置控制器、無線網絡基地臺(AP)、或無線環境的任何其他類型接口裝置。
除此以外，本發明較佳實施例的元件可以整合於單一集成電路(IC)、多個集成電路(IC)、多個互連元件、或互連元件及集成電路(IC)的任意組合。
在本發明較佳實施例中，配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統可以利用品質測量將其系統容量最佳化。在品質測量觀察的移動視窗範圍內，這些品質測量可以連續檢測、周期或定期檢測。在配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統的接收器中，啟始或目標服務品質(QoS)度量及對應啟始參考數據率可以被設定。接收信號的服務品質(QoS)可以被測量並與目標服務品質(QoS)比較。基於比較結果，接收器便可以產生某種信道品質指標(CQI)，藉以回傳至接收信號的原始傳輸器。信道品質指標(CQI)可以是單位或二位指標，藉以告知傳輸器失能、調整、或維持特定次載波、或各個傳輸天線的次載波群組的數據率(也就是說，四分調幅(QAM)的調變等級及信道編碼率)。在傳輸器處，數據率可以關閉、增加、減少、或維持。在接收器處，目標服務品質(QoS)度量及參考數據率便可以據此調整。針對各個次載波群組的數據幀，這種程序可以反覆實施。當信道品質指標(CQI)回傳至原始傳輸器以後，傳輸數據率便可以基於信道品質指標(CQI)而進行失能、調整、或維持，並且，在接收器處，目標服務品質(QoS)度量及參考數據率也可以據此調整。隨後，針對各個次載波群組的各個接收信號，這種程序可以反覆實施。在圖2中，以上觀念可以進一步予以說明。
圖2是表示本發明系統最佳化演算法的流程圖200。為方便說明起見，信號幹擾比(SIR)是表示配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統範例的服務品質(QoS)度量。應該注意的是，然而，應該注意的是，位錯誤率(BER)或諸如此類的服務品質(QoS)度量也可以應用於本發明較佳實施例中，藉以適應特定用戶的需求。
在接收器201內部，啟始目標信號幹擾比(SIRt)可以被設定(步驟202)。較佳者，目標信號幹擾比(SIRt)可以經由接收器201內部的預定儲存裝置取得，諸如舉例來說，對照表。或者，目標信號幹擾比(SIRt)也可以基於封包錯誤率(PER)而利用慢速外部迴路控制處理器動態調整。
配合目標信號幹擾比(SIRt)的設定(步驟202)，啟始參考數據率(qr)可以設定為預定數值(步驟204)。雖然本發明較佳實施例可以用來使配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統得以將其數據率最佳化，然而，熟悉此項技術者也應該了解本發明較佳實施例也可以用來使配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統得以將其傳輸功率最佳化。
在目標信號幹擾比(SIRt)及啟始參考數據率(qr)設定以後(分別為步驟202及步驟204)，接收器201便可以測量接收第i次載波群組(SIRm)的第j數據幀的信號幹擾比(SIR)(步驟206)。次載波群組是預定為單一次載波、給定傳輸天線的次載波群組、或多個傳輸天線的次載波群組。圖3A至3C表示各種次載波群組。舉例來說，傳輸天線302及304可以分別利用八個次載波3021、3022、…、3028及3041、3042、…、3048各自傳輸數據。在圖3A中，各個次載波3021、3022、…、3028及3041、3042、…、3048可以預定為具有單一次載波306a至306p的次載波群組。在圖3B中，天線302的次載波3021、3022、…、3028可以群組為兩個次載波群組308a及308b。同樣地，天線304的次載波3041、3042、…、3048可以群組為兩個次載波群組308c至308d。圖3C表示次載波群組310a至310c，其可以同時包括天線302及304的次載波。
隨後，第i次載波群組的測量信號幹擾比(SIR)(SIRm)(步驟206)可以與目標信號幹擾比(SIRt)比較，藉以基於下列方程式(1)計算其間差異ΔSIRmt(i，j)＝SIRm(i，j)-SIRt(i，j)方程式(1)其中，i表示個別次載波群組的號碼，且，j表示個別數據幀的號碼(步驟208)。隨後，測量信號幹擾比(SIRm)及目標信號幹擾比(SIRt)間的計算差異ΔSIRmt(i，j)可以與臨界數值比較(步驟210)。臨界數值可以是接收器201儲存的預定數值，藉以表示目標信號幹擾比(SIRt)的可接受負數變異。若計算差異ΔSIRmt(i，j)的負數變異大於臨界數值所容許，也即計算差異ΔSIRmt(i，j)小於負臨界數值，則二位信道品質指標(CQI)，諸如舉例來說，」00」，便可以產生、並傳送至傳輸器(圖中未示)(步驟210a)。」00」信道品質指標(CQI)可以被通知傳輸器(圖中未示)，藉以中斷目前第i次載波群組的傳輸。
否則，若計算差異ΔSIRmt(i，j)未超過預定臨界位準，則計算差異ΔSIRmt (i，j)可以與傳輸數據率(q)關連信號幹擾比(SIR)數值及次一最高數據率(q+1)(ΔSIRq(i，q))關連信號幹擾比(SIR)數值間的差異比較(步驟212)，藉以決定計算差異ΔSIRmt(i，j)是否足夠大以增加目前數據率。為形成上述決定，接收器201可以利用對照表以表示傳輸數據率(DATA RATE)(q)與其關連信號幹擾比差異(ΔSIRq)的關係。上述對照表可以經由一系列測量或經由模擬產生，且，上述對照表可以儲存於接收器201內部。在上述對照表中，關連信號幹擾比差異(ΔSIRq)是表示數據率(q)及對照表中次一最高數據率(q+1)間的信號幹擾比(SIR)差異。因此，若計算差異ΔSIRmt(i，j)大於給定次載波群組(i)的給定數據幀(j)的關連信號幹擾比差異(ΔSIRq)半數，(也即ΔSIRmt(i，j)＞ΔSIRq(i，q)/2)，則計算差異ΔSIRmt(i，j)是足夠大以增加數據率(q)至數據率(DATA RATE)對照表的次一最高數據率(q+1)。
有鑑於此，二位信道品質指標(CQI)，諸如舉例來說，」10」，可以被產生、並傳送至傳輸器(圖中未示)(步驟212a)。」10」信道品質指標(CQI)可以被通知傳輸器(圖中未示)，藉以增加目前數據率(q)至數據率(DATA RATE)對應關連信號幹擾比差異(ΔSIRq)的對照表中次一最高數據率(q+1)(步驟212b)，及，藉以基於下列方程式(2)調整目標信號幹擾比SIR(i，j)(步驟212c)SIRt(i，j)＝SIRt(i，j-1)+ΔSIRq(i，q)/2 方程式(2)其中，SIRt(i，j-1)系表示前一數據幀的目標信號幹擾比(SIR)。或者，SIRt(i，j-1)系可以基於下列方程式(3)進行調整(步驟212c)SIRt(i，j)＝SIRt(i，j-1)+[ΔSIRmt(i，j)-ΔSIRmt(i，j-1)]方程式(3)然而，若決定計算差異ΔSIRmt(i，j)不大於關連信號幹擾比差異(ΔSIRq(i，j))半數(步驟212)，則計算差異ΔSIRmt(i，j)可以與關連信號幹擾比差異(ΔSIRq(i，q))比較(步驟214)，藉以決定計算差異ΔSIRmt(i，j)是否足夠小以降低數據率(q)至對照表中次一最低數據率(q-1)。為形成上述決定，接收器201可以同樣利用與步驟212所述的數據率(DATARATE)對應關連信號幹擾比差異(ΔSIRq)對照表。然而，在上述比較中，若計算差異ΔSIRmt(i，j)小於負關連信號幹擾比差異(ΔSIRq(i，q))半數，也即ΔSIRmt(i，j)＜-((ΔSIRq(i，q))/2)，則二位信道品質指標(CQI)，諸如舉例來說，」01」，可以被產生、並傳送至傳輸器(圖中未示)(步驟214)。」01」信道品質指標(CQI)可以被通知傳輸器(圖中未示)，藉以降低數據率(q)至數據率(DATA RATE)對應關連信號幹擾比差異(ΔSIRq)對照表中次一最低數據率(q-1)(步驟214b)，及，藉以基於下列方程式(4)調整目標信號幹擾比SIRt(i，j)(步驟214c)SIRt(i，j)＝SIRt(i，j-1)-ΔSIRq/2 方程式(4)其中，SIRt(i，j-1)表示前一數據幀的目標信號幹擾比(SIR)。或者，SIRt(i，j1)可以基於下列方程式(5)進行調整(步驟214c)SIRt(i，j)＝SIRt(i，j-1)-[ΔSIRmt(i，j)-ΔSIRmt(i，j-1)]方程式(5)應該了解的是，步驟212及步驟214的數據率(DATA RATE)對應關連信號幹擾比差異(ΔSIRq)對照表中連續數據率(也即步階大小)的差異並不見得是完全相同的。事實上，上述差異可以根據用戶需求而有所改變。舉例來說，針對前X個數據幀(瞬變狀態)，數據率(DATA RATE)對應關連信號幹擾比差異(ΔSIRq)對照表中連續數據率(也即步階大小)的差異可以是四(4)。另外，針對前X個數據幀後的所有數據幀(穩定狀態)，數據率(DATA RATE)對應關連信號幹擾比差異(ΔSIRq)對照表中連續數據率(也即步階大小)的差異可以是一(1)。
在比較給定次載波群組(i)(ΔSIRmt(i，j))的給定數據幀(j)的測量信號幹擾比(SIRm)及目標信號幹擾比(SIRt)與步驟210的臨界數值及步驟212至步驟214的關連信號幹擾比差異(ΔSIRq(i，j))以後，我們便可以決定計算差異ΔSIRmt(i，j)是否位於臨界數值內部(步驟210)，及，是否既不足夠大以增加目前數據率(步驟212)且也不足夠小以降低目前數據率(步驟214)。若計算差異ΔSIRmt(i，j)符合上述條件，則二位信道品質指標(CQI)，諸如舉例來說，」11」，便可以產生、並傳送至傳輸器(圖中未示)(步驟216)。」11」信道品質指標(CQI)可以被告知傳輸器(圖中未示)，藉以利用目前數據率繼續進行傳輸。
應該注意的是，這種程序的步驟206至步驟216包括循環演算法，藉以針對所有次載波群組(i)及所有數據幀(j)重複實施。另外，給定次載波群組(i)及數據幀(j)的目標信號幹擾比(SIRt(i，j))及參考數據率q(i，j)是可以各自作為第i次載波群組的次一數據幀(j+1)的參考信號幹擾比(SIRt)及參考數據率qr。經由連續更新傳輸數據率，配合多輸入多輸出(MIMO)使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統便得以逐漸達到其最佳系統效能位準。
圖4表示配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統400，其具有裝置以利用本發明較佳實施例的品質測量位將其系統容量最佳化。傳輸器402可以利用正交頻分多路復用(OFDM)處理單元402a處理數據串流Tx。這種正交頻分多路復用(OFDM)處理包括次載波設置及各個次載波的正交頻分多路復用(OFDM)調變。隨後，調變的次載波便可以利用多輸入多輸出(MIMO)傳輸器處理單元402b的多輸入多輸出(MIMO)演算法，藉以映射至多個天線4031、4032、…、403m。當映射完成以後，次載波便可以經由多個天線4031、4032、…、403m同時傳輸至接收器404。
在接收器404處，調變的次載波可以利用多個天線4051、4052、…、405n接收。接收的次載波可以被傳送至多輸入多輸出(MIMO)接收器處理單元404a，藉以利用反向多輸入多輸出(MIMO)演算法準備次載波的解調變。隨後，多輸入多輸出(MIMO)解碼次載波可以被傳送至正交頻分多路復用(OFDM)接收器單元404b以進行其解調變。接著，解調變數據可以被傳送至信道品質測量單元404c，一個數據幀接著一個數據幀，其中，各個數據幀均可以獲得一個品質測量。隨後，各個品質測量便可以依序與信道品質比較單元404d的目標品質度量比較。基於比較結果，信道品質指標(CQI)信號發送單元404e便可以產生各個測量數據幀的單位或二位信道品質指標(CQI)、並將信道品質指標(CQI)傳送至多路復用單元404f以進行後續處理。隨後，上述信道品質指標(CQI)可以利用正交頻分多路復用(OFDM)傳輸器單元404g調變、並經由多輸入多輸出(MIMO)傳輸器單元404h映射至多個天線4051、4052、…、405n以傳送至傳輸器402。
在傳輸器402處，編碼的信道品質指標(CQI)可以利用多個天線4031、4032、…、403m接收，藉以準備利用多輸入多輸出(MIMO)接收器單元402c解調變，及，藉以利用正交頻分多路復用(OFDM)接收器單元402d解調變。當解調變完成以後，擷取數據便可以傳送至信道品質指標(CQI)回復單元402e，藉以擷取及處理單位或二位信道品質指標(CQI)。隨後，正交頻分多路復用(OFDM)處理單元402e便可以根據處理的信道品質指標(CQI)信息，利用次一傳輸器數據串流設置及調變次載波。隨後，這種程序可以反覆實施，藉以交替增加(或減少)給定次載波的數據率，進而使其系統容量最佳化。
在本發明另一較佳實施例中，信道品質指標(CQI)也可以傳送為一位指標，其中，二進位位的某一種狀態可以通知傳輸器以增加數據率至較高位準，且，二進位位的另一種狀態則可以通知傳輸器以減少傳輸數據率至較低位準。
雖然本發明的特徵及元件已利用各個較佳實施例的特定組合詳細說明如上，然而，本發明較佳實施例的各種特徵及元件也可以單獨使用，而不需要本發明較佳實施例的其他特徵及元件，或者，本發明較佳實施例的各種特徵及元件也可以具有各種組合，而不需要包含或排除本發明較佳實施例的其他特徵及元件。進一步而言，本發明較佳實施例的特徵及元件也可以實施於單一集成電路(IC)，諸如特殊應用集成電路(ASIC)、分離元件、或分離元件及集成電路(IC)的組合。另外，本發明也可以實施於任何類型的無線通訊系統。在部分部署中，集成電路(IC)/分離元件也可以具有部分特徵及元件，其可能部分或全部失能或撤銷。
雖然本發明已利用較佳實施例詳細說明如上，然而，熟悉此項技術人士，在不違背本發明保護範圍的前提下，還可以進行各種調整及變動。有鑑於此，本發明保護範圍應當以下列本申請權利要求範圍為準。
權利要求
1.一種增加多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統的系統容量的方法，其中該多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統包括至少一多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統傳輸器及至少一多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統接收器，該方法包括下列步驟(A)在該接收器中，設定一啟始目標服務品質(QoSt)度量及一對應參考數據率(qr)；(B)測量一接收信號的一服務品質(QoSm)度量、並計算該測量服務品質(QoSm)及該目標服務品質(QoSt)的差異；(C)基於步驟(B)的該計算差異而產生及傳送一信道品質指標(CQI)至該傳輸器；以及(D)在該傳輸器中，基於該信道品質指標(CQI)的一數值而調整一傳輸數據率(q)。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該目標服務品質(QoSt)度量及該測量服務品質(QoSm)度量是信噪比(SNR)、信號幹擾比(SIR)、信號噪聲幹擾比(SNIR)或位錯誤率(BER)的至少其中之一。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(A)的該啟始目標服務品質(QoSt)度量被取得、並基於一封包錯誤率(PER)而由一慢速外部迴路控制處理器而被動態調整。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(B)的該接收信號為一次載波群組(i)的一數據幀(j)。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，該次載波群組(i)包括一單一次載波。
6.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，該次載波群組(i)包括來自一給定傳輸天線的一次載波群組。
7.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，該次載波群組(i)包括來自多個給定傳輸天線的一次載波群組。
8.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，步驟(B)中該測量服務品質(QoSm)及該目標服務品質(QoSt)的差異是根據下列方程式計算ΔQoSmt(i，j)＝QoSm(i，j)-QoSt(i，j)其中，ΔQoSmt(i，j)表示第i個次載波群組中第j個數據幀的該計算差異。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於步驟(C)中該信道品質指標(CQI)是二位指標，其中該二位指標表示四種數據傳輸調整之一，該四種數據傳輸調整包括(I)停止數據傳輸；(II)增加該傳輸數據率(q)至次一最高數據率(q+1)；(III)減少該傳輸數據率(q)至次一最低數據率(q-1)；以及(IV)繼續以該傳輸數據率(q)進行傳輸。
10.如權利要求8所述的方法，其特徵在於步驟(C)中所產生的該信道品質指標(CQI)為一單位指標，其中該單位指標表示兩種數據傳輸調整之一，該兩種數據傳輸調整包括(I)增加該傳輸數據率(q)至次一最高數據率(q+1)；以及(II)減少該傳輸數據率(q)至次一最低數據率(q-1)。
11.如權利要求9所述的方法，其特徵在於還包括下列步驟(C1)基於步驟(B)的該計算差異(ΔQoSmt(i，j))產生一小於一預定臨界數值的信道品質指標(CQI)，，其指示該傳輸器停止在該次載波群組(i)傳輸數據；(C2)傳送步驟(C1)的該信道品質指標(CQI)至該傳輸器；以及(D1)停止在該次載波群組(i)傳輸數據。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，該預定臨界數值是儲存於該接收器的一對照表。
13.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，還包括下列步驟(C1)基於步驟(B)的該計算差異(ΔQoSmt(i，j))產生一信道品質指標(CQI)，其大於該傳輸數據率(q)的一關連服務品質(QoS)值及次一最高數據率(q+1)的一關連服務品質(QoS)值間差異(ΔQoSq(i，q))的一半，其表示為下列方程式ΔQoSmt(i，j)＞(ΔQoSq(i，q))/2其中，該信道品質指標(CQI)指示該傳輸器增加該傳輸數據率(q)至次一最高數據率(q+1)；(C2)傳送步驟(C1)的該信道品質指標(CQI)至該傳輸器；(D1)增加該傳輸數據率(q)至次一最高數據率(q+1)；(E1)增加該參考數據率(qr)至次一最高參考數據率(qr+1)；以及(E2)根據下列方程式增加前一數據幀的該目標服務品質(QoSt(i，j-1))度量以增加該目標服務品質(QoSt(i，j))度量QoSt(i，j)＝QoSt(i，j-1)+ΔQoSq(i，q)/2。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，步驟(E2)的該目標服務品質(QoSt(i，j))系基於下列方程式增加QoSt(i，j)＝QoSt(i，j-1)+[ΔQoSmt(i，j)-ΔQoSmt(i，j-1)]其中，ΔQoSmt(i，j-1)表示該測量服務品質度量及前一數據幀的該目標服務品質(QoSt(i，j-1))度量間的差異。
15.如權利要求8所述的方法，其特徵在於還包括下列步驟(C1)基於步驟(B)的該計算差異(ΔQoSmt(i，j))產生一信道品質指標(CQI)，其小於負關連服務品質值差異(ΔQoSq(i，q))的一半，其表示為ΔQoSmt(i，j)＜(-)(ΔQoSq(i，q))/2其中，該信道品質指標(CQI)指示該傳輸器減少該傳輸數據率(q)至次一最低數據率(q-1)；(C2)傳送步驟(C1)的該信道品質指標(CQI)至該傳輸器；(D1)減少該傳輸數據率(q)至次一最低數據率(q-1)；(E1)減少該參考數據率(qr)至次最高參考數據率(qr-1)；以及(E2)根據下列方程式減少前一幀的該目標服務品質(QoSt(i，j-1))度量以減少該目標服務品質度量QoSt(i，j)＝QoSt(i，j-1)-ΔQoSq(i，q)/2。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，步驟(E2)的該目標服務品質是基於下列方程式減少QoSt(i，j)＝QoSt(i，j-1)-[ΔQoSmt(i，j)-ΔQoSmt(i，j-1)]
17.如權利要求9所述的方法，其特徵在於還包括下列步驟(C1)基於步驟(B)的該計算差異(ΔQoSmt(i，j))產生一信道品質指標(CQI)，其小於或等於關連服務品質差異(ΔQoSq(i，q))半數、但大於或等於負關連服務品質差異(ΔQoSq(i，q))半數，其表示為(-)(ΔQoSq(i，q))/2≤QoSmt(i，j)≤(ΔQoSq(i，q))/2其中，該信道品質指標(CQI)指示該傳輸器繼續以該傳輸數據率(q)進行傳輸；(C2)傳送步驟(C1)的該信道品質指標(CQI)至該傳輸器；(D1)繼續以該傳輸數據率(q)進行傳輸；(E1)維持該參考數據率(qr)於該參考數據率(qr)；以及(E2)維持該目標服務品質度量於其目前數值(QoSt(i，j))。
18.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，這些關連服務品質差異(ΔQoSq(i，q))數值儲存於該接收器所儲存的一數據率(q)對應ΔQoSq(i，q)對照表，這些ΔQoSq(i，q)數值經由模擬方式預測。
19.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，這些ΔQoSq(i，q)數值是儲存於該接收器儲存的一數據率(q)對應ΔQoSq(i，q)對照表，這些ΔQoSq(i，q)數值經由模擬方式預測。
20.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，這些ΔQoSq(i，q)數值是儲存於該接收器儲存的一數據率(q)對應ΔQoSq(i，q)對照表，這些ΔQoSq(i，q)數值經由模擬方式預測。
21.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，該數據率(q)對應ΔQoSq(i，q)對照表的數值是由一系列測量所產生。
22.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，該數據率(q)對應ΔQoSq(i，q)對照表的數值是由一系列測量所產生。
23.如權利要求20所述的方法，其特徵在於，該數據率(q)對應ΔQoSq(i，q)對照表的數值是由一系列測量所產生。
24.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(D)中該傳輸器基於該信道品質指標(CQI)調整傳輸功率位準，而非調整該傳輸數據率。
25.一種發送一正交頻分多路復用(OFDM)傳輸的信道品質的方法，該正交頻分多路復用(OFDM)傳輸是於多個傳輸天線的多個次載波上傳送，該方法包括下列步驟測量一接收器上各該次載波或一次載波群組的一信道品質；針對各次載波或該次載波群組，產生一信道品質指標，該信道品質指標具有至少一第一狀態及一第二狀態，該第一狀態表示需要增加數據率，且，該第二狀態表示需要減少數據率；以及傳送各次載波或該次載波群組的該信道品質指標。
26.如權利要求25所述的方法，其特徵在於，該信道品質指標是僅具有兩種狀態的一單位指標。
27.如權利要求25所述的方法，其特徵在於，該信道品質指標是一二位指標。
28.如權利要求27所述的方法，其特徵在於，該信道品質指標具有一第三狀態，其表示需要維持一數據率，且，該信道品質指標具有一第四狀態，其表示需要關閉該次載波或該次載波群組。
29.如權利要求25所述的方法，其特徵在於，該信道品質指標是針對各次載波產生。
30.如權利要求25所述的方法，其特徵在於，該信道品質指標是針對各次載波群組產生，且，各次載波群組具有多個次載波。
31.一種發送一正交頻分多路復用(OFDM)傳輸的信道品質的方法，該正交頻分多路復用(OFDM)傳輸是於多個傳輸天線的多個次載波上傳送，該方法包括下列步驟群組各個次載波/傳輸天線組合為多個次載波/傳輸天線組合群組，其中，各群組具有多個次載波/傳輸天線組合；針對各群組，產生一信道品質指標；以及傳送各群組的該信道品質指標。
32.如權利要求31所述的方法，其特徵在於，至少一群組具有該至少一群組的組合內的多個次載波。
33.如權利要求31所述的方法，其特徵在於，至少一群組具有該至少一群組的組合內的單一次載波的全部傳輸天線。
34.如權利要求31所述的方法，其特徵在於，至少一群組不具有該至少一群組的組合內的單一次載波的全部傳輸天線。
35.如權利要求31所述的方法，其特徵在於，該信道品質指標具有一第一狀態及一第二狀態，該第一狀態表示需要增加數據率，且，該第二狀態表示需要減少數據率。
36.如權利要求35所述的方法，其特徵在於，該信道品質指標具有一第三狀態，其表示需要維持數據率，且，該信道品質指標具有一第四狀態，其表示需要關閉各次載波或該次載波群組。
37.一種多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統，其包括一多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)接收器，該接收器包括一處理元件，用以(A)設定一啟始目標服務品質(QoS)數值及一對應參考數值(q)；(B)測量接收信號的一服務品質(QoS)數值；(C)比較該測量服務品質(QoS)數值及該目標服務品質(QoS)數值；以及(D)產生一信道品質指標(CQI)，該信道品質指標(CQI)具有一第一狀態及一第二狀態，該第一狀態表示需要增加數據率，且，該第二狀態表示需要減少數據率；以及一收發器，接收於多個次載波上所傳輸的信號及傳輸信道品質指標(CQI)至一多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)傳輸器；一多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)傳輸器，該傳輸器包括一收發器，於多個傳輸天線的多個次載波上傳輸信號，以及接收從該多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)接收器所傳送的信道品質指標(CQI)；以及一處理元件，用以基於這些接收信道品質指標(CQI)調整一傳輸數據率。
38.如權利要求37所述的多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統，其中，該多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)接收器用以產生及傳輸各次載波或一次載波群組的一信道品質指標(CQI)。
39.如權利要求37所述的多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統，其特徵在於，該信道品質指標(CQI)為僅具有兩種狀態的一單位指標。
40.如權利要求37所述的多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統，其特徵在於該信道品質指標(CQI)為具有四種狀態的一二位指標，其中，一第三狀態表示需要維持一數據率，且，一第四狀態表示需要關閉各次載波或該次載波群組。
41.如權利要求37所述的多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統，其特徵在於，該多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)接收器還包括一儲存元件，該儲存元件存放一對照表，該對照表包含該啟始目標服務品質(QoSt)。
42.如權利要求37所述的多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統，其特徵在於該多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)接收器還包括一慢速外部迴路控制處理器，用以動態調整與一封包錯誤率(PER)有關的該目標服務品質(QoS)度量。
43.一種無線傳輸/接收單元(WTRU)，用於一多輸入多輸(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)系統中操作，該無線傳輸/接收單元(WTRU)包括一處理單元，用以(A)設定一啟始目標服務品質(QoS)數值及一對應參考數據率(q)；(B)測量接收信號的一服務品質(QoS)數值；(C)比較該測量服務品質(QoS)數值及該目標服務品質(QoS)數值；以及(D)產生一信道品質指標(CQI)，該信道品質指標(CQI)具有一第一狀態及一第二狀態，該第一狀態表示需要增加數據率，且，該第二狀態表示需要減少數據率；以及一收發器，接收於多個次載波上所傳輸的信號及傳輸信道品質指標(CQI)至一多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)傳輸器。
44.如權利要求43所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其特徵在於，該處理單元用以產生及傳輸各次載波或一次載波群組的一信道品質指標(CQI)。
45.如權利要求43所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其特徵在於，該信道品質指標(CQI)為僅具有兩種狀態的一單位指標。
46.如權利要求43所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其特徵在於，該信道品質指標(CQI)為具有四種狀態的一二位指標，其中，一第三狀態表示需要維持一數據率，且，一第四狀態表示需要關閉各次載波或該次載波群組。
47.如權利要求43所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其特徵在於還包括一儲存元件，該儲存元件存放一對照表，該對照表包含該啟始目標服務品質(QoS)。
48.如權利要求43所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其特徵在於還包括一慢速外部迴路處理器，用以動態調整與一封包錯誤率(PER)有關的該目標服務品質(QoS)度量。
全文摘要
一種使配合多輸入多輸出(MIMO)天線使用的正交頻分多路復用(OFDM)系統的容量最佳化的方法及裝置。在接收器中，可設定目標服務品質(QoS)度量及參考數據率。目標服務品質(QoS)度量可以設定為預定數值及/或可以基於封包錯誤率(PER)由慢速外部迴路控制處理器動態調整。接收信號的服務品質(QoS)可以被測量並與目標服務品質(QoS)比較。基於比較結果，接收器可產生信道品質指標(CQI)，藉以傳回至傳送的傳輸器。信道品質指標(CQI)是單位或二位指標，其指示傳輸器失能、調整、或維持特定次載波、各傳輸天線的次載波群組、或全體傳輸天線的次載波群組的數據率。在傳輸器處，傳輸數據率可以關閉、增加、減少或維持。在接收器處，目標服務品質(QoS)度量及參考數據率便可以據此調整。針對各次載波群組的各數據幀，這種程序可以反覆實施。
文檔編號H04B7/204GK101036320SQ200580023710
公開日2007年9月12日 申請日期2005年7月21日 優先權日2004年8月2日
發明者章修谷, 羅伯特·L·奧勒森 申請人:美商內數位科技公司