CN101399789A - 单频网络信道估计的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单频网络SFN信道估计的方法，包括：网络侧在发送当前时隙数据后，判断下一时隙是否有业务数据发送，如果没有，则在下一时隙发送信道估计码preamble；用户侧将当前时隙的preamble和下一时隙的preamble进行插值运算，获得信道估计参数。本发明在空闲时隙仅发送preamble，可作为前一个时隙信道估计的参考，这种方法实现简单，能够进行准确的信道估计。优选地，对于SFN区域重叠的情况，采用变更时隙结构的方案，在没有后续实现的情况下，可以利用前端和后端preamble获得较为准确的信道估计参数。与上述方法相对应，本发明还提供一种信道估计的装置。

Description

单频网络信道估计的方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信的LTE(Long Time Evolution，长期演进)技术领域，尤其涉及一种SFN(Single Frequency Network，单频网络)信道估计的方法及装置。

背景技术

在移动通信的LTE系统中，需要支持增强型MBMS(MultimediaBroadcast/Multicast Service，多媒体广播业务)。MBMS是指一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，从而实现网络(包括核心网和接入网)资源共享，也即通过共享一个传输链路，将多媒体数据广播或多播到多个UE(User Equipment，用户终端)。在无线接入网，MBMS业务通过使用公共传输信道和公共无线承载，既能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，也能实现较高速率的多媒体业务的组播和广播。MBMS可以和单播(unicast)业务共同使用相同载波；也可以独立使用一个载波，即SFN模式，现有MBMS方案中，一般都采用SFN组网方式。

传统的多频网覆盖的方式，服务区内相邻的发射机为了避免相互干扰，在发送同一路信号时采用不同的频率。由于广播业务的数据量大，常占用较宽的频带。采用单频覆盖的方式，多台发射机传送一路信号只需一个频段，因此节省了大量的频率资源。在SFN模式下，UE可以将来自不同基站的信号视为多径信号，通过特定时隙进行MBMS业务。而且，多个发射台同时工作进行分集，可以有效地增强接收机的可靠性，以获得服务可靠的覆盖率。此外，发射网络根据需要进行调整和优化，可以降低总的功耗，减小对周围其他网络的干扰。由上分析，SFN是利用特定时隙进行MBMS业务，也就是说，SFN组网的一个特点是分时隙组网。

然而，目前专用载波MBMS方案中定义的帧结构不能满足SFN分时隙组网的要求，特别是不能很好地进行信道估计，下面详细分析。

参见图1，为支持MBMS业务的SFN中单载波帧结构示意图。为了提高了系统的频谱效率和峰值速率，传统帧结构中的DwPTS、UpPTS和96chip的GP不再出现，而是被合并为一个较短的特殊时隙，用于传输新的突发业务类型。整个帧包括8个时隙，其中，7个为普通时隙，1个为特殊时隙。其中，各时隙内部结构也有所变化，参见图2，为普通时隙示意图，它由premable(信道估计码)和data symbols(数据信号)组成。特殊时隙结构也是由premable和data symbols组成，它和普通时隙的区别在于premable和data symbols长度不同。这种帧结构很大程度上提高了系统的频谱效率和峰值速率，在采用QPSK调制时隙的情况下，速率可以达到或接近1Kbps/Hz；在采用16QAM调制、UE双天线接收的情况下，频谱效率可以达到或接近2K Kbps/Hz。上述频谱效率和峰值速率是通过信道估计来获得的，具体是，对第N个时隙所用的信道估计参数，是通过第N个时隙的premable和第N+1时隙的premable进行差值运算得到的，参见图3。也就是说，现有对某时隙的信道估计，是依赖自身premable和下一个时隙premable差值获得的，即需要下一个时隙的支持，这样就需要所有时隙均连续发送。

但是，如前对SFN的分析，它是分时隙的，不能满足信道估计对于时隙连续的要求。如果对SFN采用现有信道估计方法，例如对第N个时隙的信道估计，那么，势必要依赖第N+1时隙，然而，很可能没有第N+1时隙，后续是第N+2时隙，那么，此时对于第N个时隙的信道估计，只能采用自身premable进行，导致信道估计不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种SFN信道估计的方法及装置，以满足SFN分时隙组网的特点，进行准确的信道估计。

为此，本发明实施例采用如下技术方案：

一种单频网络SFN信道估计的方法，包括步骤：网络侧在发送当前时隙数据后，判断下一时隙是否有业务数据发送，如果没有，则在下一时隙发送信道估计码preamble；用户侧将当前时隙的preamble和下一时隙的preamble进行插值运算，获得信道估计参数。

所述方法是针对各SFN区域互相独立的组网方式。

对于各SFN区域有重叠的组网方式，所述方法还包括：网络侧对单码道preamble进行码分，生成前后端均带有preamble的数据段，并将所述数据段发送给指定SFN区域；

其中，用户侧各SFN区域按照所接收到数据段前后端的preamble进行信道估计。

用户侧各SFN区域按照所接收到数据段前后的preamble进行信道估计的具体方式是：首先对前端的两个preamble进行合并，然后再对后端的两个preamble进行合并，最后将两次合并结果进行插值运算，获得信道估计参数；或者，利用该数据段前端和后端对应的preamble进行插值运算，获得信道估计参数。

所述preamble码分的方式是循环移位。

所述方法是针对各SFN区域重叠的组网方式；对于每个SFN区域，分别在没有数据的时隙发送preamble。

一种SFN信道估计的装置，发送单元，用于在特定时隙向用户侧发送带有业务数据和preamble，还包括：判断指示单元，用于判断各时隙是否有业务数据，如果有，指示所述发送单元发送业务数据和preamble，如果没有，暂停所述时隙发送单元，并发出无数据指示；preamble发送单元，用于在所述判断单元发出无数据指示时，向用户侧发送preamble。

上述装置还包括：变更单元，用于对单码道preamble进行码分，生成前后端均带有preamble的数据段；所述发送单元，负责将所述变更单元生成的数据段发送至特定的SFN区域。

所述变更单元采用循环移位的方式对单码道preamble进行码分。

所述装置为演进型基站eNodeB，或者为eNodeB中的一个功能实体。

对于上述技术方案的技术效果分析如下：

本发明在空闲时隙仅发送preamble，可作为前一个时隙信道估计的参考，这种方式既适用于各SFN区域独立的组网方式，也适用于SFN区域重叠的组网方式，该方法简单，能够实现准确的信道估计。优选地，对于SFN区域重叠的情况，采用变更时隙结构的方案，即将现有方案中仅在前端preamble的时隙结构，变更为前端和后端均有preamble的时隙结构，由此，在没有后续实现的情况下，可以利用前端和后端preamble获得较为准确的信道估计参数。

附图说明

图1为现有技术SFN帧结构示意图；

图2为现有技术SFN帧普通时隙示意图；

图3为现有技术SFN帧信道估计示意图；

图4为本发明方法流程图；

图5为本发明方法全网在一个SFN区域示意图；

图6为图5信道估计流程图；

图7为本发明方法全网在不同SFN区域示意图；

图8为图7的preamble码分示意图；

图9为图7的时隙扩展示意图；

图10为全网在不同SFN区域实例图；

图11为本发明装置结构示意图。

具体实施方式

本发明针对SFN分时隙组网的特点，提出一种SFN信道估计的方法。

概括而言，本发明通过区分不同的SFN覆盖情况采取不同的处理方式，保证各时隙均有下一时隙可作为信道估计的参考。参见图4，为本发明流程图，包括：

步骤401：判断SFN覆盖情况，如果全网属于一个SFN区域，即各SFN区域不重叠，则执行步骤402分支；如果全网属于不同的SFN区域，即各SFN区域有重叠，则执行步骤404分支；

步骤402：在没有业务数据的时隙发送preamble；

步骤403：利用第N个时隙和第N+1时隙的preamble进行信道估计；

步骤404：对preamble进行码分，并对码分后时隙进行扩展，形成前后端均具有preamble的时隙；

步骤405：利用时隙的前后端preamble进行信道估计。

首先介绍全网在一个SFN区域的情况下，本发明的实施过程。

参见图5，为全网在一个SFN区域的示意图。所谓SFN区域，可以视为一个分布式发射器，这个发射器向整个区域均匀地发送信号。在这种组网方式下，各时隙均匀地分布在一个区域内。这种全网在一个SFN区域的组网方式实现简单，例如，为了保证奥运期间紧迫的组网要求，可简单地将全北京市规划在一个SFN区域。

由于SFN分时隙特点，有些时隙不进行MBMS业务，这些时隙没有数据。本发明中，在网络侧当判断出某时隙没有数据时，仅在这些时隙上发送preamble，从而为邻近的前一时隙的信道估计提供参考。

参见图6，为图5信道估计流程图，包括：

步骤601：网络侧准备需要发送的数据，并按照时隙发送；

步骤602：下一时隙是否有数据发送，若有，返回步骤601；否则，执行步骤603；

步骤603：在下一时隙仅发送preamble；

步骤604：用户侧接收数据，在对第N个时隙作信道估计时，利用第N时隙的preamble和第N+1时隙的preamble作差值，获得信道估计参数。

在全网属于一个SFN区域时，本发明实现简单，对现有技术的改进在于，判断下一时隙是否有数据发送，如果没有，与现有技术不发送任何指示不同，仅发送preamble，从而在增加有限的开销条件下，为前一时隙提供必要的信道估计参考，从而能够完成准确的信道估计。

对于全网不属于一个SFN区域，也就是不同SFN区域重叠的情景，参见图7。最常见的场景就是大SFN区域包含小的SFN区域，图7中，SFN区域A最大，SFN区域B和SFN区域B相对较小，并且在SFN区域A内。这种组网方式也很常见，例如，SFN区域A代表全北京市，SFN区域B代表海淀区，SFN区域C代表朝阳区。

在图7这种组网方式下，本发明改进在于，将preamble进行码分，即：把单码道的preamble划分为两个码道，具体产生两个码道的preamble的方式可采用基本的preamble循环移位的方式，如图8所示。

同时，对数据段作扩展，每个数据段的前后都带有preamble，具体结构参见图9，形成三种时隙格式，分别为时隙格式a、时隙格式b和时隙格式c。对于属于一个SFN区域的连续的两个时隙，可以采用对preamble1和preamble2不同的信道进行合并后，再对数据前后的合并后的码字进行差值，获得信道估计参数，不同格式的时隙组合后，所形成的连续时隙结构是一致的。对于后续没有时隙的时隙，该时隙自身前后都有preamble，通过自身前后preamble作差值，获得信道估计参数。

下面还是以一个具体实例进行说明。参见图10，为全网在不同SFN区域的一个实例示意图。假设，SFN区域A包含SFN区域B和SFN区域C，其中，时隙N和时隙N+1是在整个SFN区域A中发送的，也就是SFN区域B和SFN区域C也都接收到时隙N和时隙N+1的数据，而时隙N+2是仅在SFN区域B和SFN区域C中发送。

所有时隙均采用如图9所示的结构。在时隙N和时隙N+1，所有SFN区域都码分发送preamble1和preamble2，并发送数据；在时隙N+2，在SFN区域B和SFN区域C码分发送preamble1和preamble2，并发送数据，而在SFN区域A，仅发送preamble2。

下面分别介绍各区域各时隙的信道估计：

一、对于SFN区域B：

1、对于时隙N：

首先将时隙N前面的preamble1和preamble2进行合并，然后再将时隙N后面的preamble1和preamble2进行合并，最后将两次合并的结果作差值，从而得到信道估计参数。

2、对于时隙N+1：

首先将时隙N+1前面的preamble1和preamble2进行合并，然后再将时隙N+1后面的preamble1和preamble2进行合并，最后将两次合并的结果作差值，从而得到信道估计参数。

3、对于时隙N+2：

是将N+2时隙前后的preamble1进行插值运算，获得信道估计参数。此处不考虑preamble2的原因在于，SFN区域A其余区域也接收该N+2时隙的preamble2，如果将preamble2也作为SFN区域B信道估计的参考，就相当于引入SFN区域A其余区域的干扰，会造成信道估计的不准确，因此，此处仅利用preamble1进行信道估计。二、对于SFN区域C：

与SFN区域B类似。

三、对于SFN区域A的其余区域(除区域B和区域C的区域)：

1)对于时隙N：

首先将时隙N前面的preamble1和preamble2进行合并，然后再将时隙N后面的preamble1和preamble2进行合并，最后将两次合并的结果作差值，从而得到信道估计参数。

2)对于时隙N+1：

仅使用时隙N+1前面的preamble2和后面的preamble2作差值，获得信道估计参数。

由此，通过对时隙结构的改变，将各时隙前后都带有preamble，从而在后续没有接收到时隙时，也能按照前后时隙获得比较准确的信道估计参数。

在实际操作中，网络侧和用户侧事先约定组网方式，当在SFN区域重叠时，网络侧会通过监控所有时隙所发送SFN区域，进行总体协调，从而控制对哪些时隙进行结构改变，并且将这一改变告知用户侧，从而使用户侧针对不同时隙采用不同的信道估计方法，如上述例子中，对于SFN区域B中的时隙N+1，是先对前后preamble1和preamble2合并再插值的方式，而对于SFN区域A其余区域的时隙N+1，则是利用前后的preamble2作插值。

上述介绍的针对SFN区域是否重叠的两种信道估计方法，可以结合应用，也可以单独使用。针对同一个SFN区域的方式，仅在网络侧增加判断和发送preamble的步骤，实现简单，不需要对信道估计的具体算法进行改变。对于针对SFN区域重叠的情况，通过改变时隙结构，解决了现有方案信道估计不适用SFN分时隙组网的特点。

另外，对于针对同一个SFN区域所采用的在没有数据的时隙发送preamble的方案，也可以适用于SFN区域有重叠的情况，这种情况下，需要额外多发送一些preamble而已。仍以图10的场景为例，对于时隙N+2，SFN区域A其余区域不需要接收，但是，此时为了简化流程，完全可以不进行时隙改变，而在SFN区域其余区域的时隙N+2仅发送preamble。

与上述方法相对应，本发明还提供一种SFN信道估计的装置，该装置存在于网络侧，可以是eNodeB(演进型基站)，或者也可以是eNodeB中的一个功能实体。

参见图11，为本发明提供的存在于网络侧的装置示意图。

除了包括用于向用户侧发送带有业务数据和preamble的发送单元1101外，还包括判断指示单元1102和preamble发送单元1103。

其中：

判断指示单元1102主要用于判断各时隙是否有业务数据，如果有，指示所述发送单元1101发送业务数据和preamble，如果没有，暂停所述时隙发送单元1101，并发出无数据指示；

preamble发送单元1103主要用于在所述判断单元1102发出无数据指示时，向用户侧发送preamble。

上述装置对于SFN区域重叠或不重叠的方式均适用。对于SFN区域不重叠的组网方式，每个SFN区域都是独立的；对于SFN区域重叠的组网方式，各SFN区域有交叉，针对每个SFN区域都对空闲时隙发送preamble，以便为前一个时隙的信道估计提供参考。

对于SFN区域重叠的组网方式，还可以通过另外一种方式进行信道估计，就是通过改变时隙结构的方式，具体而言，是将现有方案中仅在前端有preamble的时隙结构，变更为前后端均有preamble的时隙结构，这样，不需要在空闲时隙发送preamble，如果某时隙没有后续连续的时隙，它也可以利用自身前后端时隙进行插值运算，获得信道估计参数。此时，本发明提供的装置还包括变更单元1104，它负责对单码道preamble进行码分，生成前后端均带有preamble的数据段；然后，通过发送单元1101将变更后的时隙发送至特定的SFN区域。其中，变更单元1104采用循环移位的方式对单码道preamble进行码分。

对于本发明提供装置的具体实现细节，参见方法实施例，此处不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种单频网络SFN信道估计的方法，其特征在于，包括：

网络侧在发送当前时隙数据后，判断下一时隙是否有业务数据发送，如果没有，则在下一时隙发送信道估计码preamble；

用户侧将当前时隙的preamble和下一时隙的preamble进行插值运算，获得信道估计参数。

2、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法是针对各SFN区域互相独立的组网方式。

3、根据权利要求2所述方法，其特征在于，对于各SFN区域有重叠的组网方式，所述方法还包括：

网络侧对单码道preamble进行码分，生成前后端均带有preamble的数据段，并将所述数据段发送给指定SFN区域；

用户侧各SFN区域按照所接收到数据段前后端的preamble进行信道估计。

4、根据权利要求3所述方法，其特征在于，用户侧各SFN区域按照所接收到数据段前后的preamble进行信道估计的具体方式是：

首先对前端的两个preamble进行合并，然后再对后端的两个preamble进行合并，最后将两次合并结果进行插值运算，获得信道估计参数；

或者，

利用该数据段前端和后端对应的preamble进行插值运算，获得信道估计参数。

5、根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述preamble码分的方式是循环移位。

6、根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法是针对各SFN区域重叠的组网方式；对于每个SFN区域，分别在没有数据的时隙发送preamble。

7、一种SFN信道估计的装置，发送单元，用于在特定时隙向用户侧发送带有业务数据和preamble，其特征在于，还包括：

判断指示单元，用于判断各时隙是否有业务数据，如果有，指示所述发送单元发送业务数据和preamble，如果没有，暂停所述时隙发送单元，并发出无数据指示；

preamble发送单元，用于在所述判断单元发出无数据指示时，向用户侧发送preamble。

8、根据权利要求7所述装置，其特征在于，还包括：

变更单元，用于对单码道preamble进行码分，生成前后端均带有preamble的数据段；

所述发送单元，负责将所述变更单元生成的数据段发送至特定的SFN区域。

9、根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述变更单元采用循环移位的方式对单码道preamble进行码分。

10、根据权利要求7、8或9所述装置，其特征在于，所述装置为演进型基站eNodeB，或者为eNodeB中的一个功能实体。

Images