CN101299627B - 移动终端和发送信息帧的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种多天线移动终端和在多天线通信系统中发送信息帧的方法。该方法包括步骤：将要发送的多个信息帧的每个信息帧划分成多个段；以及将当前信息帧的最后一个段与下一信息帧的第一个段在相同的发射天线上发射。利用本发明，能够在移动终端高速运动的情况下提高基站侧信道估计的精确度，并且减少了天线切换的次数。

Description

移动终端和发送信息帧的方法
技术领域
本发明涉及一种具有多根天线的移动终端和在多天线通信系统中发送信息帧的方法，能够在移动终端高速运动的情况下提高基站(Node B)侧信道估计的精确度。
背景技术
为了保证3G技术在未来的竞争能力，第三代合作伙伴计划(3GPP)已经开始了3G蜂窝系统的长期演进(LTE)。目前认为能够支持先进的多天线解决方案的演进链路层和基于正交频分复用的无线接入技术对于这些目标的实现是非常有用的。对于LTE的上行链路，单载波频分多址技术因为功率效率特性较高的缘故能够提供较大的覆盖范围。
为了减小用户终端的复杂度，LTE Release8规定了上行链路采用两根发射天线、单一射频单元的发送结构。发射天线选择对于用户设备的复杂度而言是一个基线要求。开环发射天线选择(OL-TAS)成了要进一步研究的重要的上行多入多出(MIMO)技术。
在LTE上行链路SC-FDMA系统中，子帧由两个时隙构成。每个子帧携带由一个turbo码字编码的信息比特。根据天线选择的时间周期，OL-TAS可以分成帧间TAS和帧内TAS。帧间TAS是在每个子帧的边沿上执行天线选择。也就是通过相同的发射天线发射由一个turbo码字编码的所有信息信号。通常，假设两根天线的信道具有相同的统计特性。因此，在较长的期间中，对于帧间OL-TAS来说，就好像发射的信号仅仅经历了一个天线的信道。考虑到这些，帧间OL-TAS相比于单入多出(SIMO)系统而言，几乎不具备什么优势。另一方面，对于帧内OL-TAS而言，天线选择是在时隙的边沿进行的，即由单个turbo码字编码的信息信号是通过两根发射天线发射的。在单个码字中，信息信号经过了非常不同的两组信道。因此，通过利用turbo编码，可以获得较大的分集增益。鉴于此，下面仅仅讨论帧内TAS。下面提及的OL-TAS都是指帧内TAS。
从非专利文献1(NTT DoCoMo，Institute for Infocomm Research，Mitsubishi Electric，NEC，Panasonic，Sharp，“Closed loop-based antennaswitching transmit diversity in E-UTRA uplink，”Temporary documentR1-063314，3GPP TSG RAN WG1，Nov.2006)可以得知，由于天线切换引起的性能损失是不可忽视的。另外，各种OL-TAS模式对于信道估计的差值运算来说具有非常不同的性能。因此，需要一种具有较少的天线切换次数并且便于信道估计的差值运算的有效OL-TAS模式。
图1是描述根据现有技术的OL-TAS模式的示意图。根据现有技术，针对每个时隙，都交替选择发射天线，即在第一时隙选择第一天线，在第二时隙选择第二天线，在第三时隙选择第一天线，在第四时隙选择第二天线，……。每个子帧切换了两次天线。从子帧的角度来看，在第一子帧期间，在第一天线发射第一子帧的第一时隙，在第二天线发射第一子帧的第二时隙，在第二子帧期间，在第一天线发射第一天线的第一时隙，在第二天线发射第二子帧的第二时隙。因此，在现有技术中，一个子帧中的天线选择次数是2。
如图1所示，每个时隙中间的长块被保留用于插入信道估计用的导频。位于在同一天线上发射的两个非连续时隙中的导频可以用于插值，以提高信道估计的精确度，如图1中箭头所指示的导频。但是在用户设备高速行进的情况下，这样的插值将会恶化信道估计的精确度，因为相同天线上的两个时隙不是连续的，两个时隙所经历的信道之间的时间相关性非常低。
发明内容
鉴于上述问题，完成了本发明。本发明的目的是提供一种移动终端和在具有多根发射天线的通信系统中发送信息帧的方法，能够在移动终端高速运动的情况下提高基站侧信道估计的精确度。
在本发明的一个方面，提供了一种在具有多根发射天线的通信系统中发送信息帧的方法，包括步骤：将要发送的多个信息帧的每个信息帧划分成多个段；以及将当前信息帧的最后一个段与下一信息帧的第一个段在相同的发射天线上发射。
优选地，所述信息帧是子帧，所述多个段中每个段的长度与一个时隙相对应。
优选地，所述时隙包含处于时隙中间的导频。
优选地，所述通信系统是基于单载波频分复用技术的。
在本发明的另一方面，提供了一种移动终端，包括：将要发送的多个信息帧的每个信息帧划分成多个段的装置；以及多根发射天线，其中，将当前信息帧的最后一个段与下一信息帧的第一个段在相同的发射天线上发送。
利用本发明的结构和方法，可以在减少每个子帧中的天线切换次数的情况下，提高基站侧的信道估计的精度。
附图说明
通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：
图1是描述根据现有技术的OL-TAS模式的示意图；
图2示出了根据本发明实施例的移动终端的基带处理的结构框图；
图3是描述根据本发明实施例的发射信息帧的方法的示意图；
图4是在理想信道估计的情况下比较根据现有技术的方法的比特差错率和根据本发明实施例的比特差错率的曲线的示意图；以及
图5是在非理想信道估计的情况下比较根据现有技术的方法的比特差错率和根据本发明实施例的比特差错率的曲线的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
图2示出了根据本发明实施例的移动终端的基带处理的结构框图。如图2所示，为了清楚说明的目的，在基于分组的MIMO单载波频分复用系统中，提供了两根发射天线190和200。用户设备发送包含两个时隙的子帧到Node B，并且每个时隙具有7个长块。每个时隙中间的那个长块保留用于插入导频。根据本发明实施例的移动终端，turbo编码器110对要发射的数据进行turbo编码，然后由调制器120根据采用的星座调制成符号并由串并转换单元130进行串并转换。
然后，在DFT单元150对调制的符号进行离散傅立叶变换，从而生成频域信号。子载波映射单元160确定频谱的哪些部分要用于发射频信号，此时，在每个时隙的中间长块插入导频140，进而在IFFT单元170执行逆傅立叶变换，之后插入CP(循环前缀)以便消除符号间干扰。接下来进行射频处理，通过发射天线190和200发送出去。
图3是描述根据本发明实施例的发射信息帧的方法的示意图。如图3所示，要发送的数据的子帧被划分成了与第一时隙相对应的第一段和与第二时隙相对应的第二段。在第一子帧的第一时隙通过第一发射天线190发射第一段，在第一子帧的第二时隙通过第二发射天线200发射第二段。在第二子帧的第一时隙通过第二发射天线200发射第二子帧的第一段，使得第一子帧的第二段与第二子帧的第一段是相继在第二发射天线200上发射的。然后，在第一发射天线190上相继发射第二子帧的第二段和第三子帧的第一段。从同一根天线上发送出去的时隙所经历的信道具有很强的时间相关性，从而Node B在利用插值进行信道估计时，可以获得比较高的精度，尤其在用户设备以较高的速度运动时。由于每个子帧中仅仅进行了一次切换，降低了天线切换造成的损耗。
如图3所示，在相同发射天线上相继发射的时隙中的导频将用于信道估计，这两个导频之间的距离大致等于6个长块，这远小于图1所示的两个导频之间的13个长块的距离。
图4是在理想信道估计的情况下比较根据现有技术的方法的比特差错率和根据本发明实施例的比特差错率的曲线的示意图。如图4所示，根据现有技术的方法表示为Mode-I，根据本实施例的方法表示为Mode-II。在理想的信道估计和MMSE检测的情况下，对于不同的用户设备运动速度，例如30km/hr，120km/hr和350km/hr，Mode-I和Mode-II具有几乎相同的BER性能，这是因为没有考虑到发射天线的硬件切换损耗。并且没有考虑到子载波间的干扰，即便在用户设备高速运动的情况下，这Mode-I和Mode-II取得了相近的性能。如果考虑发射天线的硬件切换损耗，Mode-II将取得比Mode-I更好的性能。
图5是在非理想信道估计的情况下比较根据现有技术的方法的比特差错率和根据本发明实施例的比特差错率的曲线的示意图。如图5所示，在用户设备运动速度较低或中等，例如120km/hr的情况下，信道随时间变化较慢，Mode-I和Mode-II的BER性能比较接近。但是，在用户设备的运动速度较高的情况下，Mode-II取得了远远高于Mode-I的性能。例如，在250km/hr和350km/hr的情况下，由于信道变化剧烈，信道之间的时间相关性降低，Mode-I的方法无法准确估计信道，而Mode-II的方法由于相邻的两个时隙的导频之间的距离很小，信道之间的时间相关性比Mode-I情况下的大，因此取得了远高于其的BER性能。
至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (6)

1.一种在具有多根发射天线的单载波频分复用通信系统中在上行链路中发送信息帧的方法，包括步骤：
将要发送的多个信息帧的每个信息帧划分成多个段；以及
将当前信息帧的最后一个段与下一信息帧的第一个段在相同的发射天线上发送。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述信息帧是子帧，所述多个段中每个段的长度与一个时隙相对应。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述时隙包含处于时隙中间的导频。
4.一种用于在具有多根发射天线的单载波频分复用通信系统中在上行链路中发送信息帧的移动终端，包括：
将要发送的多个信息帧的每个信息帧划分成多个段的装置；以及多根发射天线，
其中，将当前信息帧的最后一个段与下一信息帧的第一个段在相同的发射天线上发送。
5.如权利要求4所述的移动终端，其中所述信息帧是子帧，所述多个段中每个段的长度与一个时隙相对应。
6.如权利要求5所述的移动终端，其中所述时隙包含处于时隙中间的导频。
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