CN100566201C

CN100566201C - 在多输入多输出系统中用于发送和接收数据信号的方法

Info

Publication number: CN100566201C
Application number: CNB2004800298405A
Authority: CN
Inventors: 沈东熙; 徐东延; 金奉会
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: CN1868144A; EP1668791A4; EP1668791A1; EP1668791B1; WO2005099124A1

Abstract

通过使用多个发射天线和多个接收天线，在多输入多输出移动通信系统中提供用于发送数据信号的方法，其中当通过发射天线发送的每个数据分别通过不同的控制信号发送时，通过与该控制信号的数量一样多的下行链路控制信号传输信道发送该控制信号。由此，当与调制方法有关的信息和用于MIMO系统中的每个发射天线的OVSF代码不同时，通过使用用于向终端发送不同的信息的方法有可能实现有效的传输和接收。而且，通过使用与在现有技术HSDPA系统中使用的控制信道类似的控制信道可以满足在该MIMO系统和现有技术HSDPA系统之间的向后兼容性，并且该方法可不受限的用于数据由一个数据包或多个数据包构成的任何情况。

Description

在多输入多输出系统中用于发送和接收数据信号的方法

技术领域

本发明涉及用于从多输入多输出(MIMO)移动通信系统中的发射端发送信号的方法，该移动通信系统通常在发射和接收端使用多个天线。

背景技术

在该技术领域中，与单一天线系统，即，单一天线对单一天线或单一天线对多天线系统相比，多输入多输出(MIMO)移动通信系统公知的能够实现显著的提高特性。然而，为了实现这些提高的特性，优选的，在实质离散条件下到达多个接收天线的各种信号之间是不关联的，并且当忽视这些信号之间的关联时，即使该信号之间具有一定程度的关联，该系统的特性降低，并且其性能减小。

下面将根据实施例描述现有技术多输入多输出移动通信系统(MIMO)系统。

图1示意了垂直贝尔实验室时空(V-BLAST)系统的结构，该系统是多输入多输出(MIMO)移动通信系统的常规技术。

下面将参考图1解释作为MIMO系统的一个现有技术的垂直贝尔实验室时空(V-BLAST)系统的结构。该V-BLAST系统属于MIMO系统，包括多个发射/接收天线的技术。因此，该V-BLAST系统在它的发射端使用编号M个天线，并且在它的接收端使用编号N个天线。在该情况下，假设N≥M。

在发射端，为了发送数据，该数据向对于要发送的数据顺序产生，传输数据11通过矢量编码器10(即，该矢量编码器10允许顺序产生的数据通过串-并电路，以便从每个天线并性发射数据)，并由此从每个天线发射不同的信号。

在此，可分别不同的建立调制方法和发送给每个天线的数据的信道化代码的数量。此时，该信道化代码涉及具有与OVSF代码相同的正交特性的代码。

即，当使用所个发射天线12时，不使用额外的信号处理或时空代码，但是从不同的天线发射向与仅输入的数据有关的每个不同的信号。换句话说，以便提高传输质量，发射端不需要利用天线之间的关联性的额外的信号处理。

即，通过使用多个天线，发射端分别从不同的天线发送不同的信号。然后该接收端通过使用单独的算法通过多个天线接收从发射端发射的信号，并且合适的检测通过发射端各自不同的天线不同发射的信号。

在图1所示的接收端的V-BLAST接收端信号处理器18用于在接收端分别检测通过M编号的天线不同发射的信号。

现在，在另一方面，将更详细的描述V-BLAST系统的操作。对于仅输入的数据，V-BLAST系统的发射端允许分别从不同的天线发射不同的信号，不使用主如额外信号处理的分集传输技术，或使用每个发射天线的天线之间的关联性的时空编码。

此时，对于每个天线可不同的建立调制方法和信道化方法，如OVSF代码的数量。

即，如果知道从发射端天线发送的下行链路信道状况，在好的信道状况下，通过使用与天线有关的多个OVSF代码可以发送具有QAM调制方法和高编码速率的数据，而在坏的信道状况下，通过使用很少的OVSF代码可以发送具有QPSK调制方法和低编码速率的数据。

由此，如前所述，对于每个信号，该发射端通过改变调制方法或OVSF代码的数量，允许从各自不同的天线发射各自不同的信号，并且该接收端通过合适的信号处理检测从每个发射天线发射的信号。

而且，解释接收端的合适的信号处理，当检测从特定发射天线发送的信号时，从另一个发射天线发送的信号称为干扰信号。然后，计算与从每个天线发射的信号有关的接收端的接收天线阵地加权矢量，并且消除接收端上的在前检测的信号的影响。该方法也能以具有大信号-干扰噪声比的信号的顺序使用用于检测从每个发射天线发送的信号的方法。

如上所述，当每个发射天线具有不同的调制方法、编码速率和OVSF代码数量时，必须通过下行链路将其信息发送给终端。

在现有技术HSDPA(高速下行链路分组接入)系统中，通过HS-SCCH(HSDPA-共享控制信道)发送该信息。然而，该HSDPA系统不假设系统结构具有多个发射/接收天线，如MIMO系统，通过该HS-SCCH发送只用于一个天线的信息。

与HSDPA系统不同，在该MIMO系统中，能分别建立调制方法、编码速率、OVSF代码的数量等用于多个发射天线的内容。由此，需要用于每个天线的控制信号。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种在多输入多输入(MIMO)移动通信系统中用于发送下行链路控制信号的方法，通过提出一种方法可以有效实施传输和接收，其中当为每个发射天线建立不同的调制方法、OVSF代码等时，通过多个控制信道将建立信息发送给终端。

为了实现这些和其他优点，并且根据本发明的目的，在此具体和宽泛的描述，提供一种在通过使用多个发射天线和多个接收天线来发送/接收该数据信号的多输入多输出移动通信系统中，用于发射数据信号的方法，其中当通过各自不同的控制信号将要发送的每个数据通过多个发射天线发送时，通过与控制信号的数量一样多的下行链路控制信号传输信道发送各自不同的控制信号，其中该控制信号是与在每个发射天线中各自不同的调制方法和/或信道化代码的数量，和重传有关的信息，并且该信道化代码是具有与OVSF代码相同的正交特性的代码。

优选的，下行链路控制信号传输信道的每个信道发射相同的终端ID。

优选的，该特定终端是指定接收预定数据的特定接收端，通过多个发射天线发送预定数据。

优选的，在相应的下行链路控制信号传输信道中，通过使用用于字段的新组合来发送每个控制信号，该字段包括将特定终端ID扰乱的部分。

优选的，该控制信号是用于在每个接收天线中各自不同的调制方法和/或信道化代码的数量和重传的控制信息，并且该信道化代码具有与OVSF代码相同的正交特性。

根据本发明的另一实施例，提供一种在多输入多输出移动通信系统中用于接收数据信号的方法，该移动通信系统通过使用多个发射天线和多个接收天线用于发送/接收该数据信号，该方法包括步骤：通过多个接收天线经由下行链路控制信号传输信道接收至少两个相互不同的控制信号，并且输入用于数据信号的控制信息；接收通过多个接收天线发射的每个数据信号；和通过相应的控制信息解码对应于该控制信号信道的数据信号，其中该控制信号是与在每个接收天线中各自不同的调制方法和/或信道化代码的数量，和重传有关的信息，并且该信道化代码是具有与OVSF代码相同的正交特性的代码。

优选的，使用相同的代码将通过该下行链路控制信号传输信道接收的控制信号进行解扰。

优选的，相同的代码是接收端的特定终端ID，该控制信号是用于在每个接收天线中各自不同的调制方法和/或信道化代码的数量和重传的控制信息，并且该信道化代码是具有与OVSF代码相同正交特性的代码。

下面通过对本发明结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征、方面和优点将更明显。

附图说明

所包含的附图对本发明提供进一步的理解，并结合构成说明书的一部分，该附图示意了本发明的实施例，并结合描述来解释本发明的原理。

在该附图中：

图1示意了多输入多输出移动通信系统的现有技术之一的垂直贝尔实验室分层时空(V-BLAST)系统的结构；

图2示意了典型的HSDPA系统的示意性信道结构；和

图3示意了在根据本发明实施例的MIMO系统中的下行链路控制信号传输信道。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，在附图中示意了其范例。

在解释本发明的实施例之前，将描述现有技术HSDPA(高速下行链路分组接入)系统及其信道结构。

该HSDPA系统涉及包括HSDPA下行链路共享信道(HS-DSCH)和HSDPA共享控制信道(HS-SCCH)的数据传输方法，该HS-DSCH是用于支持下行链路高速分组数据传输的下行链路数据信道，并且该HS-SCCH是与UMTS(通用移动电信系统)通信系统、下一代异步移动通信系统中的HS-DSCH相关的控制信道。

该HSDPA系统不仅迅速提供常规的分组数据业务，而且提供通过将语音改变为因特网协议分组所提供的业务。对于这些业务，所需的各种功能，如自适应调制和编码(AMC)，混合自动重传请求(HARQ)等等将在下面详细描述。

AMC是根据从终端接收的信号质量和信道状态用于改变要发送的信号的调制和编码速率的方法。即，相对于接近基站定位的终端分配高调制和编码速率，相对于远离基站定位的终端分配低调制和编码速率。在该方法中，发射端根据无线电环境和要发送的数据量改变数据的调制方法和编码方法。在此，所使用的调制方法是4QAM和16QAM。

而且，HARQ包括两种不同的方法。一种是跟踪组合方法(chasecombining method)，而另一种方法是IR(增量冗余)方法。在这些方法中，当接收的数据包含错误时，FEC(前向纠错)功能包含在用于重传的ARQ功能中。由该HSDPA系统考虑的该ARQ方法是IR方法。

为了应用这些方法，除了HS-DSCH信道外，该HSDPA系统能另外考虑控制信道。这些控制信道必须包括HS-SCCH信道，该信道是用于传送该HSDPA的控制消息的信道。

图2示意了典型的HSDPA系统的示意性信道结构。

参考图2，参考数字21涉及在下行链路共享信道(DSCH)的时隙格式中的一个时隙。

典型的HSDPA系统的信道结构包括HSDPA下行链路共享信道(HS-DSCH)22和HSDPA共享控制信道(HS-SCCH)23，即，与HS-DSCH22有关的控制信道。在这些下行链路信道，该HS-DSCH22和HS-SCCH23的时隙边界精确对齐的状态下不发射这些信道。当只与该HS-DSCH22地一个时隙重叠时，始终发射该HS-SCCH23。因此，为了发射，该HS-SCCH23的三个时隙尾部的一个时隙与该HS-DSCH22的三个时隙前端的一个时隙重叠。由此，该HS-SCCH23一直比HS-DSCH22提前发射。

而且，事实上该HS-DSCH22能使用DSCH，其用于异步码分多址系统中，或者通过改变它而使用DSCH，并且其用于发送HSDPA业务数据。通过该HS-DSCH22发送纯数据，而通过HS-SCCH23发送用于该HS-DSCH22的控制信号。

由此，在该HSDPA系统中，通过应用该AMC方法确定调制信息和编码速率，即，通过该HS-SCCH23发送该控制信号。

在此，该控制信号涉及用于信道化代码、调制方法、要发送的分组大小、错误接收中重传的信息，和用于识别每个终端的信息等。通过该HS-SCCH23的下行链路发送该控制信号。

下面将解释通过该HS-SCCH23相对于该基站的特定终端发送该控制信号的过程。

该基站向终端，即，该HSDPA系统的每个用户分配多个HS-SCCH23，并且每个终端监控分配的阿多个HS-SCCH23。通常，在现有技术HSDPA系统中，向每个终端分配少于4个HS-SCCH23。

此后，当该基站需要向特定终端发送数据时，在对特定终端ID24加扰后，将用于数据的控制信号首先发送给分配的多个HS-SCCH之一。

该特定终端检查它的终端ID24，并且接收用于分配给终端自身的一个HS-SCCH23的控制信号。

在该特定终端接收用于分配给终端自身的一个HS-SCCH23的控制信号后，该终端通过该HS-DSCH22接收比HS-SCCH23晚两个时隙发送的数据。

然而，与MIMO系统不同，因为在该HSDPA系统中不假定系统结构具有多个发射/接收天线，通过该HS-SCCH23只发送一个天线的信息。因此，它不能应用于MIMO系统。

为此，本发明涉及发射端和接收端通常使用多个天线的多输入多输出移动通信系统(MIMO系统)，尤其是涉及，用于发送诸如单独应用于每个数据的调制方法或编码速率的控制信息的方法，通过一个或多个信道从多个发射天线发送该控制信息。

此后，将参考附图根据本发明的实施例解释用于在MIMO系统中发送数据信号的方法。

在本发明中，假设MIMO系统具有编号M个发射天线和编号N个接收天线(M≤N)。

另外，在本发明假设的系统中，当放射端发送信号，考虑在每个发射天线中利用CRC(循环冗余校验)发送要发送的分组，或者通过一个CRC将分组分开发送给多个天线。在此，该CRC涉及循环二进制编码用于检测数据传输期间可发生的错误的方法。

根据本发明的MIMO系统的结构具有与图1所示的MIMO系统相同的结构。在该MIMO系统中，与现有技术MIMO系统不同，当对于多个发射天线分别不同的建立控制信号，如调制方法、编码速率、OVSF代码的数量等以便发送时，使用其特定控制信道。

在该MIMO系统中，当编号M个发射天线和编号N个接收天线用于发射预定数据，以便发送要发送的数据时，即，从发射端的每个发射天线中顺序产生数据，要发送的数据被分为穿过矢量编码器的编号m-n个数据并通过每个天线发送。

在此，可以分别不同的分配该控制信号，如调制方法和要发送给每个发射天线的数据的信道化代码的数量、在错误传输中的重传等。当通过下行链路发送该控制信号时，需要一个或多个控制信道。

即，当通过每个发射天线发送的控制信号相同时，可通过一个控制信道发送该控制信号。然而，在其他情况中，需要多个控制信道。

此时，该信道化代码涉及具有与OVSF代码相同的正交特性的代码。

而且，基站的调度程序确定用于每个发射天线的调制方法和OVSF代码的数量。在此，每个发射天线具有不同的调制方法和OVSF代码的数量。当利用CRC分别通过每个发射天线发送要发送的数据时，接收端检查是否发生错误。由此，有可能不同的形成是否要重传该错误数据。

即，需要通过每个发射天线向终端发送该控制信号，如调制方法的信息和OVSF代码的数量、传输块的大小、重传的信息等。

为此，在本发明的实施例中，通过与HSDPA系统中的方法类似的方法发送该控制信号，其中HS-SCCH用于发送下行链路控制信号。即，如图3所示，通过使用一个或多个下行链路控制信号传输信道23发送该控制信号(HS-SCCH)23。

换句话说，当在使用多个HS-SCCH23之一的方法中更需要通过每个天线发送多个数据时，在现有技术HSDPA系统的下行链路控制信号传输中监控HS-SCCH，即，在使用多个发射天线的MIMO系统的情况下，使用与剩余的HS-SCCH23一样多的所需的HS-SCCH23，该HS-SCCH被用户监控，下面将详细进行解释。

在该MIMO系统中，如上所述，当发送数据时，将该数据分为穿过矢量编码器的编号M个数据，以便通过每个发射天线发送数据。

因此，可以通过从每个发射天线发送的每个数据不同的分配控制信息。由此，根据数据传输，为了向终端发送控制信号，与仅将终端ID加扰到多个HS-SCCH中的一个上以便发送的HSDPA系统不同，在本发明中需要与能进行各自不同的控制信号的传输一样多的HS-SCCH23。

在本发明中为了该目的，在被现有技术HSDPA系统监控的HS-SCCH23中，进一步使用与不同的控制信号的数量一样多的HS-SCCH23。为了进一步使用被监控的HS-SCCH23，通过加扰到多个HS-SCCH23中发送相同的终端ID。

即，当通过一个HS-SCCH23发送控制信号时，通过与现有技术HSDPA系统相同的代码结构发送控制信号。而且，当通过至少两个HS-SCCH23发送不同的控制信号时，通过与现有技术HSDPA系统相同的代码结构发送不同的控制信号，不包括通过将相同的终端ID加扰到至少两个HS-SCCH23而发送。

在此，当通过至少两个HS-SCCH23发送不同的控制信号时，相对于信道的字段，通过所需信息的新组合发送相应的控制信号，该信道包括终端ID24被加扰的部分。

现在，将描述根据本发明在MIMO系统中，基站通过HS-SCCH向特定终端发送该控制信号的过程。

基站向每个终端分配多个HS-SCCH23，并且该终端监控分配的多个HS-SCCH23。通常，在现有技术HSDPA系统中，相对于每个终端分配少于4个HS-SCCH23。然而，这只是一个范例，并且终端监控的HS-SCCH23的数量不限于4个。

此后，当基站需要向特定终端发送数据时，该基站首先发送用于该数据的控制信号。此时，通过多个发射天线发送该数据，并且，在该情况下，如上所述，通过每个发射天线可以不同的分配该控制信号。

例如，当通过每个发射天线发送两个以上可区别的控制信号时，从该终端监控的多个HS-SCCH23中选择对应于要发送的控制信号的数量的HS-SCCH23，即，与可区别的控制信号的数量一样多的HS-SCCH23。因此，相对于特定终端，在加扰终端ID24之后，将该控制信号发送给选择的HS-SCCH23。

即，当通过两个以上的HS-SCCH23发送不同的控制信号时，使用与现有技术HSDPA系统相同的代码结构，不包括相对于特定终端在加扰该相同的终端ID24之后将该控制信号发送给两个以上HS-SCCH23。

然而，在该情况下，通过信道字段所需的信息的新组合可以发送相应的控制信号，该信道包括相同终端ID被加扰的部分。

因此，在该特定终端接收分配给该终端自身的多个HS-SCCH23的控制信号之后，该终端比多个HS-SCCH23晚两个时隙通过HS-DSCH22从多个发射天线接收发送的数据。

而且，当尽管使用所个发射天线而只需要一个控制信号时，通过一个HS-SCCH23发射该控制信号。此时，通过与现有技术HSDPA相同的代码结构发送该控制信号，以便完全满足现有技术的后向兼容性。由此，在该情况下，该HS-SCCH具有如图2所示的相同的结构。

下面，将解释根据本发明用于在MIMO系统中接收数据的方法。

根据本发明的MIMO系统的接收端包括多个接收天线、用于解码数据信号的解码单元、和多路复用器，以及检测通过的第一发射数据。

而且，在本发明中，在接收数据信号之前，预先接收其控制信号，下面将简要解释该过程。即，通过使用分配给每个接收端的特定终端ID，该接收端对从该基站发送的在该基站中被监控大HS-SCCH进行解扰，并且检测获得的每个HS-SCCH的路径量度。当检测的路径量度在预定阈值之下，将该值识别为利用它的ID而加扰发送的HS-SCCH。此时，识别的HS-SCCH解码适合发送端的组合的控制信号。

下文中，更详细的解释根据本发明的接收数据的方法，该方法包括以下步骤：通过多个接收天线经由下行链路控制信号传输信道接收彼此不同的两个以上控制信号，并且输入与数据信号相关的控制信息，通过多个接收天线接收发送的每个数据信号，并且通过相应的控制信息解码对应于该控制信号信道的数据信号。

此时，通过使用相同的代码解扰该控制信号信道，即，通过该HS-SCCH接收的控制信号，该代码是接收端的特定终端ID。

另外，该控制信号涉及在每个接收天线中各自不同的调制方法的控制信息和/或信道化代码的数量，和重传，并且该信道化代码涉及具有与OVSF代码相同的正交特性的代码。

如上所述，通过根据本发明在多输入多输出(MIMO)移动通信系统中用于发送下行链路控制信号的方法，当与用于MIMO系统中的每个发射天线的调制方法和OVSF代码相关的信息不同时，通过使用向终端发送不同的信息的方法有可能实现有效的传输和接收。

而且，通过使用于在现有技术HSDPA系统中使用的控制信道类似的控制信道，能满足在该MIMO系统和该现有技术HSDPA系统之间的向后兼容性，并且该方法不受限的应用于由多个分组的一个分组构成数据的任何情况。

由于本发明可通过多种形式体现，而不脱离其本质和必要特性，应当理解上述实施例不限于任何前述的细节，除非特别指明，而应当广泛的解释在附加权利要求定义的本质和范围内，并且所有落入该权利要求的边界和范围，或该边界和范围的等同物内的变化和修改都被附加的权利要求所包含。

Claims

1.一种在多输入多输出移动通信系统中发射数据信号的方法，该通信系统通过使用多个发射天线和多个接收天线来发送和接收数据信号，其中当通过各自不同的控制信号发送经由多个发射天线发送的每个数据时，该控制信号通过与控制信号的数量一样多的下行链路控制信号传输信道来分别发送，其中该控制信号是与在每个发射天线中各自不同的调制方法和/或信道化代码的数量，和重传有关的信息，并且该信道化代码是具有与OVSF代码相同的正交特性的代码。

2.如权利要求1的方法，其中该下行链路控制信号传输信道的每个信道发送相同终端ID。

3.如权利要求2的方法，其中指定终端是指定接收通过多个发射天线发送的预定数据的指定接收端。

4.如权利要求2的方法，其中在相应下行链路控制信号传输信道中，通过使用与每个信道的字段相关的新组合发送每个控制信号，该信道包括加扰指定终端ID的部分。

5.一种在多输入多输出移动通信系统中用于接收数据信号的方法，该移动通信系统通过使用多个发射天线和多个接收天线来发送和接收该数据信号，该方法包括以下步骤：

通过多个接收天线经由下行链路控制信号传输信道接收两个以上彼此不同的控制信号，并且输入与数据信号有关的控制信息，

通过多个接收天线接收发送的每个数据信号，和

利用相应的控制信息解码对应于该控制信号信道的数据信号，其中该控制信号是与在每个接收天线中各自不同的调制方法和/或信道化代码的数量，和重传有关的信息，并且该信道化代码是具有与OVSF代码相同的正交特性的代码。

6.如权利要求5的方法，其中通过使用同一代码对通过该下行链路控制信号传输信道接收的该控制信号进行解扰。

7.如权利要求6的方法，其中该同一代码是该接收端的指定终端ID。