CN101330486B - 下行专用导频的传输方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种下行专用导频的传输方法，涉及下行专用导频传输技术，为解决目前数据传输质量及速率不高而提出，为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：对数据及解码数据用的专用导频进行预编码或波束赋形处理后，配置在物理资源块PRB的数据符号中进行传输。本发明同时公开了一种实现上述方法的装置。本发明可使UE根据专用导频估计加权信道参数，因此可解调经过加权的数据，不需要Node B告诉UE其所使用的加权系数，节省了控制信令的开销，并且专用导频估计出加权信道参数更准确。

Description

下行专用导频的传输方法与装置
技术领域
本发明涉及数据信号导频处理技术，更确切地说是涉及下行专用导频的传输方法与装置。
背景技术
为了面向未来、打造持续的竞争力，第三代移动通信全球标准化组织(3GPP)于2004年12月正式成立了长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统研究项目。LTE制定的出发点是保证3GPP未来十年的竞争力，使其从性能、功能、成本上得到全面提升。相对于3GPP Release6，其下行频谱效率将提高3至4倍，上行提高2至3倍。为达到高速传输数据的目的，3GPP组织决定LTE系统物理层下行传输采用先进成熟的正交频分复用多址(OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)方案，上行传输采用峰均比较低的单载波频分多址(SC-FDMA，Single Carrier Frequency DivisionMultiplexing Access)方案。
LTE系统确定了两种帧结构。图1为LTE系统确定支持的一种帧结构示意图，如图1所示，该结构的无线帧帧长为10ms，包括10个子帧，每个子帧包括两个业务时隙。其中业务时隙用来传送数据和控制信令，一个业务时隙由6个或者7个正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)符号构成，分别对应于不同长度的循环前缀(CP)配置。图1所示的帧结构适合于频分双工(FDD，Division Duplex)系统和时分双工(TDD，Time DivisionDuplex)系统。
图2为LTE系统确定支持的另一种帧结构示意图，如图2所示，10ms的无线帧被分割为两个5ms的半帧(half-frame)，每个半帧由7个业务时隙(TS0～ TS6)和三个特殊时隙构成。业务时隙用来传送数据和控制信令，三个特殊时隙分别为下行特殊时隙(DwPTS)、上行特殊时隙(UpPTS)以及转换保护时隙(GP)，其中，DwPTS用于系统的下行同步信息的发送；UpPTS用于上行随机接入；GP用于提供下行发送时隙向上行发送时隙转换的时间间隔。LTETDD的传输时间间隔(TTI)长度为一个业务时隙的长度，即0.675ms。其中一个业务时隙由9个或者8个正交频分复用(OFDM，Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)符号构成，分别对应于不同长度的循环前缀(CP)配置。图2所示的帧结构适合于TDD系统。
在当前LTE的标准进展中，无论是图1所示的帧结构还是图2所示的帧结构，已确定在每个业务时隙都发送公共导频。公共导频的作用是解调公共控制信令和全向发送的数据等。
图3为图1短CP帧结构的物理资源块(PRB)中公共导频分布示意图，如图3所示，图3中每个方格表示一个OFDM符号，其中剖面线、竖线、直方格线以及斜方格线覆盖的方格区域即为公共导频占用的符号，不同的图标代表不同的天线的公共导频符号，空白的方格为数据符号。本发明的整个文件中，在没有特别声明的情况下，相同的图标含义相同，不再一一说明。无线帧结构中的每个业务时隙的公共导频分布情况相同。PRB为频域连续的12个子载波中相同序号的时隙构成的资源块。关于公共导频的分布策略，LTE已确定，这里不再赘述。
图4为图1长CP帧结构的PRB中公共导频分布示意图、图5为图2短CP帧结构的PRB中公共导频分布示意图、图6为图2长CP帧结构的PRB中公共导频分布示意图，这些附图与图3的结构类似，仅是示例性地说明公共导频的分布情况，这里不再一一赘述。
无线通信系统中，控制信令设计对数据传输有重要的影响。LTE已经确定了下行控制信令在每个子帧前n个OFDM符号中传输。对于图1所示的帧结构，n≤3，对于图1所示的帧结构，尚未确定n的具体取值范围。LTE系统中下行控制信令采用全向发射，小区内的每个用户都可以接收，需要采用公共导频来解调。而每个子帧中除去控制信令开销的其他资源可为用户传输数据。
预编码(Precoding)和波束赋形(Beamforming)技术可以增加用户性能增益和提高小区覆盖，因此倍受关注。LTE系统将考虑上述两种技术，预编码和波束赋形意味着Node B需额外的信令开销来为用户终端(UE)指示采用的加权矢量，但所占用的控制信令的开销是非常大的。
针对上述情况，3GPP决定在应用多输入多输出(MIMO)技术时，把所有可能的MIMO信道情况对应的系数预先设计成码书(Code Book)的格式。Code Book是预先定义的，由所有可能反映信道特征的系数矩阵构成。这样，UE在估计MIMO信道系数后，只需要反馈对应的矩阵及列的标号，这种方法减轻了信令开销，但数据有限的Code Book是对理想加权矢量的一种近似或者量化。Code Book矢量越多，用户数据的解调性能越接近于理想加权，但是无疑控制信令的开销也会增加。所以Code Book技术是解调性能和控制信令开销的综合优化，降低了信道系数的估计精度。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种下行专用导频的传输方法与装置，可使传输的数据速率更高。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种下行专用导频的传输方法，包括：
对数据及解码数据用的专用导频进行预编码或波束赋形处理后，配置在物理资源块PRB的数据符号中进行传输。
其中，在配置在物理资源块PRB的数据符号中进行传输的步骤之前，该方法还包括：
在第二公共导频OFDM符号段之后任选一个数据OFDM符号并指定为系统配置专用导频的OFDM符号。
其中，在PRB中配置专用导频包括：
A、判断PRB中控制信道所占用的资源是否小于M个OFDM符号，若是 则将所述专用导频配置在第一公共导频符号段之后的第一个承载数据的OFDM符号上；其中，M的取值范围为第一公共导频符号段至第二公共导频符号段之间的一个OFDM符号序号；
B、判断第二公共导频符号段之后指定配置的OFDM符号上是否承载数据，若是则将所述专用导频配置在第二公共导频符号段之后指定的OFDM符号中，否则结束当前处理。
其中，步骤A还包括：
在第二公共导频OFDM符号段之后指定的OFDM符号中配置所述专用导频。
其中，所述M的取值由专用导频的资源开销、数据传输质量和PRB的结构综合确定。
其中，所述公共导频符号段为承载公共导频的单个OFDM符号或连续的OFDM符号。
一种下行专用导频的传输装置，包括：
专用导频OFDM符号指定单元，用于在PRB中第二公共导频OFDM符号段之后任选一个数据OFDM符号并指定为系统配置专用导频的OFDM符号。
预编码或波束赋形处理单元，用于将数据及解码数据用的专用导频进行预编码或波束赋形处理；
数据及专用导频配置单元，用于将经过预编码或波束赋形处理的数据及专用导频配置在物理资源块PRB的数据符号中；
PRB发送单元，用于发送PRB。
其中，所述数据及专用导频配置单元包括：
第一数据OFDM符号判断模块，用于判断PRB中控制信道所占用的资源是否小于M个OFDM符号，在是时触发第一专用导频配置模块，否则触发第二数据OFDM符号判断模块；其中，M的取值范围为第一公共导频符号段至第二公共导频符号段之间的一个OFDM符号序号；
第一专用导频配置模块，用于将所述专用导频配置在第一公共导频符号段 之后的第一个承载数据的OFDM符号上；
第二数据OFDM符号判断模块，用于判断所述专用导频OFDM符号指定单元指定的OFDM符号上是否承载数据，在是时触发第二专用导频配置模块；
第二专用导频配置模块，用于将所述专用导频配置在第二公共导频符号段之后指定的OFDM符号中。
其中，所述第一数据OFDM符号判断模块判断小于M个OFDM符号时还触发第二专用导频配置模块。
其中，所述M的取值由专用导频的资源开销、数据传输质量和PRB的结构综合确定。
其中，所述公共导频符号段为承载公共导频的单个OFDM符号或连续的OFDM符号。
其中，所述第一、第二专用导频配置模块按间隔一个或一个以上子载波的方式将专用导频配置在PRB中数据OFDM符号中。
本发明通过在PRB中数据符号配置解调数据的专用导频来提供实现数据信道解调的方式，UE接收到Node B发送的PRB后，可根据接收的专用导频信号进行较准确的数据信道估计，从而准确地解调出数据信号。本发明的专用导频占用PRB的资源较少，利用专用导频解调出的数据信号准确。由于专用导频分布合理，解调数据信号的信道估计简单，信道估计更准确，因此本发明提供的传输方法更适合高速移动UE的数据收发。
附图说明
图1为LTE系统确定支持的一种帧结构示意图；
图2为LTE系统确定支持的另一种帧结构示意图；
图3为图1短CP帧结构的PRB中公共导频分布示意图；
图4为图1长CP帧结构的PRB中公共导频分布示意图；
图5为图2短CP帧结构的PRB中公共导频分布示意图；
图6为图2长CP帧结构的PRB中公共导频分布示意图；
图7为本发明下行专用导频的传输装置的组成结构示意图；
图8为本发明数据及专用导频配置单元的结构示意图；
图9为本发明PRB中专用导频分布示意图；
图10为本发明PRB中专用导频另一分布示意图；
图11为本发明下行专用导频的传输方法流程示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是：通过在PRB中数据符号配置解调数据的专用导频来提供实现UE侧数据信道解调。本发明中的专用导频在PRB中的分布比较合理，UE可根据专用导频较快且准确地完成数据信道的估计，从而提高了数据的吞吐能力，并可保证高速移动UE数据传输的质量。以下结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
图7为本发明下行专用导频的传输装置的组成结构示意图，如图7所示，本发明下行专用导频的传输装置包括有预编码或波束赋形处理单元70、数据及专用导频配置单元71、PRB发送单元72和专用导频OFDM符号指定单元73，其中，预编码或波束赋形处理单元70用于将数据及解码数据用的专用导频进行预编码或波束赋形处理，使专用导频和数据采用相同的加权系数进行处理，在接收端，UE根据专用导频估计出加权信道参数，可以解调经过加权的数据。由于Node B不需要告诉UE使用的加权系数，因此节省了控制信令的开销。本发明的预编码或波束赋形处理单元70可由具有预编码或波束赋形处理的芯片来实现。数据及专用导频配置单元71用于将经过预编码或波束赋形处理的数据及专用导频配置在物理资源块PRB的数据符号中，即将专用导频当作数据看待，配置在PRB的数据符号中。PRB发送单元72用于将配置了控制信令、传输数据以及专用导频的PRB发送至用户终端。专用导频OFDM符号指定单元73用于在PRB中第二公共导频OFDM符号段之后任选一个数据OFDM符号并指定 为系统配置专用导频的OFDM符号。本发明指定配置专用导频的OFDM符号的目的是在可配置专用导频的情况下在该OFDM符号中配置，使系统保证高速率移动UE的数据传输质量。本发明并不是限定必须在指定的OFDM符号中配置专用导频。本发明的传输方式保证数据传输质量的情况下节省了控制信令的开销。以下对本发明的数据及专用导频配置单元71进行描述，以说明本发明的专用导频详细配置方式。
图8为本发明数据及专用导频配置单元的结构示意图，如图8所示，本发明数据及专用导频配置单元71包括第一数据OFDM符号判断模块710、第一专用导频配置模块711、第二数据OFDM符号判断模块712和第二专用导频配置模块713，其中，第一数据符号判断模块710用于判断PRB中控制信道所占用的资源是否小于M个OFDM符号，若是则触发第一专用导频配置模块711，否则触发第二数据OFDM符号判断模块712。其中M的取值范围为第一公共导频符号段至第二公共导频符号段之间的一个OFDM符号序号，一般为2至6。本发明中，M的取值由专用导频的资源开销、数据传输质量和PRB的结构综合确定。第一专用导频配置模块711用于将上述专用导频配置在第一公共导频符号段之后的第一个承载数据的OFDM符号上。第二数据OFDM符号判断模块712用于判断上述专用导频OFDM符号指定单元73指定的OFDM符号上是否承载数据，在是时触发第二专用导频配置模块713。第二专用导频配置模块713用于将上述专用导频配置在上述专用导频OFDM符号指定单元73指定的OFDM符号中。
为了保证高速率移动UE的数据传输质量，本发明第一数据OFDM符号判断模块710在判断前M个正交频分OFDM符号中有传输数据用的符号时还触发第二专用导频配置模块713实现对指定OFDM符号的专用导频配置。配置了两列专用导频的PRB可支持更高速率的数据传输。本发明的专用导频与公共导频的作用相同。
本发明专用导频的配置原则是：当第一公共导频OFDM符号段至第二公共导频OFDM符号段之间的数据OFDM符号有配置专用导频的必要时首先在第 一个数据OFDM符号中配置专用导频，而当第一公共导频OFDM符号段至第二公共导频OFDM符号段之间的数据OFDM符号不必配置专用导频时，在专用导频OFDM符号指定单元73指定的OFDM符号中配置专用导频。为保证高速移动UE的数据传输质量，最好在第一公共导频OFDM符号段至第二公共导频OFDM符号段之间以及专用导频OFDM符号指定单元73指定的OFDM符号中均配置专用导频。UE根据本发明的专用导频估计出加权信道参数，可以解调经过加权的数据，而不需要Node B告诉UE其所使用的加权系数，因此节省了控制信令的开销，并且利用专用导频估计出加权信道参数更准确。
本发明的专用导频分布原则是：不占用公共导频所在的符号列，不占用控制信令符号，一旦确定配置的分布符号列则仅配置在该符号列的不同子载波中。一个OFDM符号中的公共导频的分布间隔为两个子载波，而一个OFDM符号中的专用导频的子载波间隔可以为一个或一个以上，最好是间隔两个、三个或四个，间隔子载波的数量由PRB的资源占用和数据传输质量而确定。
本发明中，公共导频符号段为承载公共导频的单个OFDM符号或连续的OFDM符号。图3、图4、图5以及图6所示的第一、二个OFDM符号以及它们之后的承载公共导频的单个符号均为公共导频符号段。
关于用户终端利用本发明传输的专用导频进行信道估计的方式属于现有技术，也不是本发明的重点，这里不再赘述。
以下结合附图对本发明的专用导频分布情况进行说明。
图9为本发明PRB中专用导频分布示意图，如图9所示，图9中的灰色覆盖的方格区域为控制信令所占用的资源，沙点覆盖的方格区域即为本发明专用导频所占用的资源。本发明需将专用导频配置在与公共导频及控制信令不同的OFDM符号中，在控制信令占用的OFDM符号少于或等于两个时，本发明的专用导频配置在第三个OFDM符号中，此时，M的取值确定为3、4、5或6均可。本领域技术人员应当理解，图9仅为示例性说明，专用导频之间的子载波间隔可根据数据传输情况而设定。并且其在OFDM符号中的分布也可以不从第一子载波开始。为使本发明传输数据速率更高，用户终端解调出的数据信号更准确， 图9中确定PRB中最后一个OFDM符号为专用导频OFDM符号指定单元73指定的配置专用导频的OFDM符号，并在两个OFDM符号中配置了专用导频，当然，如果专用导频配置较多将会占用PRB较多的资源，可由系统根据需要而设置，本发明M取值的设置即是为了达到传输质量与资源占用的平衡。当控制信令需占用三个OFDM符号时，专用导频可配置在第四个OFDM符号。依次类推。但是，当控制信令占用的OFDM符号较多而接近第二列公共导频符号段时，第一公共导频OFDM符号段至第二公共导频OFDM符号段之间再配置专用导频对数据传输质量的改善不大，此时就没有必要在这些符号中配置专用导频，此时可通过设置M值而不在这些符号中配置专用导频。在此情况下，第二公共导频OFDM符号段之后的指定数据OFDM符号中需配置专用导频。图10为本发明PRB中专用导频另一分布示意图，如图10所示，当控制信令需占用六至八个符号列时，本发明仅在专用导频OFDM符号指定单元73指定的配置专用导频的OFDM符号中配置专用导频，本示例中即在PRB中最后一个OFDM符号中配置专用导频。本领域技术人员应当理解，本发明专用导频OFDM符号指定单元73指定的配置专用导频的OFDM符号为任意选择的，一旦指定即确定为专门配置专用导频的OFDM符号。
图9、图10所示的专用导频配置方式仅为示例性的说明，本发明的专用导频配置及传输方法同样适合其他数目天线以及帧结构的情况。
图11为本发明下行专用导频的传输方法流程示意图，如图11所示，本发明下行专用导频的传输方法包括以下步骤：
步骤1101：在第二公共导频OFDM符号段之后任选一个数据OFDM符号并指定为系统配置专用导频的OFDM符号。
步骤1102：在对数据进行预编码或波束赋形处理时，同时对解码数据用的专用导频进行预编码或波束赋形。
步骤1103：将进行预编码或波束赋形处理的数据及专用导频配置在PRB的数据符号中。具体包括：首先判断PRB中控制信道所占用的资源是否小于M个OFDM符号，若是则将上述专用导频配置在第一公共导频符号段之后的第一 个承载数据的OFDM符号上，否则判断第二公共导频符号段之后指定配置的OFDM符号上是否承载数据，若是则将所述专用导频配置在第二公共导频符号段之后指定的OFDM符号中，否则结束当前处理。其中，M的取值范围为第一公共导频符号段至第二公共导频符号段之间的一个OFDM符号序号。
优选地，在PRB中前M个正交频分OFDM符号中有传输数据用的符号时，PRB中指定的专用导频配置OFDM符号中同时配置专用导频。步骤1102的具体配置过程可参见本发明下行专用导频的传输装置部分的相关描述。
步骤1104：将配置了控制信令、传输数据以及专用导频的PRB发送至用户终端。
本领域技术人员应当理解，步骤1101和步骤1102的顺序可以互换。
本发明传输方法可使UE根据专用导频估计加权信道参数，因此可解调经过加权的数据，不需要Node B告诉UE其所使用的加权系数，节省了控制信令的开销，并且利用专用导频估计出加权信道参数更准确。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种下行专用导频的传输方法，其特征在于，该方法包括：
对数据及解码数据用的专用导频进行预编码或波束赋形处理后，配置在物理资源块PRB的数据符号中进行传输，
其中，在PRB中配置专用导频包括：
A、判断PRB中控制信道所占用的资源是否小于M个OFDM符号，若是则将所述专用导频配置在第一公共导频符号段之后的第一个承载数据的OFDM符号上；其中，M的取值范围为第一公共导频符号段至第二公共导频符号段之间的一个OFDM符号序号；
B、判断第二公共导频符号段之后指定配置的OFDM符号上是否承载数据，若是则将所述专用导频配置在第二公共导频符号段之后指定的OFDM符号中，否则结束当前处理。
2.根据权利要求1所述的下行专用导频的传输方法，其特征在于，在所述的配置在物理资源块PRB的数据符号中进行传输的步骤之前，该方法还包括：
在第二公共导频符号段之后任选一个数据OFDM符号并指定为系统配置专用导频的OFDM符号。
3.根据权利要求1所述的下行专用导频的传输方法，其特征在于，步骤A还包括：
在第二公共导频符号段之后指定的OFDM符号中配置所述专用导频。
4.根据权利要求1所述的下行专用导频的传输方法，其特征在于，所述M的取值由专用导频的资源开销、数据传输质量和PRB的结构综合确定。
5.根据权利要求1、3或4所述的下行专用导频的传输方法，其特征在于，所述公共导频符号段为承载公共导频的单个OFDM符号或连续的OFDM符号。
6.一种下行专用导频的传输装置，其特征在于，该装置包括：
专用导频OFDM符号指定单元，用于在PRB中第二公共导频符号段之后任选一个数据OFDM符号并指定为系统配置专用导频的OFDM符号；
预编码或波束赋形处理单元，用于将数据及解码数据用的专用导频进行预编码或波束赋形处理；
数据及专用导频配置单元，用于将经过预编码或波束赋形处理的数据及专用导频配置在物理资源块PRB的数据符号中；
PRB发送单元，用于发送PRB，
其中，所述数据及专用导频配置单元包括：
第一数据OFDM符号判断模块，用于判断PRB中控制信道所占用的资源是否小于M个OFDM符号，在是时触发第一专用导频配置模块，否则触发第二数据OFDM符号判断模块；其中，M的取值范围为第一公共导频符号段至第二公共导频符号段之间的一个OFDM符号序号；
第一专用导频配置模块，用于将所述专用导频配置在第一公共导频符号段之后的第一个承载数据的OFDM符号上；
第二数据OFDM符号判断模块，用于判断所述专用导频OFDM符号指定单元指定的OFDM符号上是否承载数据，在是时触发第二专用导频配置模块；
第二专用导频配置模块，用于将所述专用导频配置在第二公共导频符号段之后指定的OFDM符号中。
7.根据权利要求6所述的下行专用导频的传输装置，其特征在于，所述第一数据OFDM符号判断模块判断小于M个OFDM符号时还触发第二专用导频配置模块。
8.根据权利要求6所述的下行专用导频的传输装置，其特征在于，所述M的取值由专用导频的资源开销、数据传输质量和PRB的结构综合确定。
9.根据权利要求6所述的下行专用导频的传输装置，其特征在于，所述公共导频符号段为承载公共导频的单个OFDM符号或连续的OFDM符号。
10.根据权利要求6所述的下行专用导频的传输装置，其特征在于，所述第一、第二专用导频配置模块按间隔一个或一个以上子载波的方式将专用导频配置在PRB中数据OFDM符号中。
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