CN101431355B - 用在长期演进系统中的信道检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用在长期演进系统中的信道检测方法，包括：S102，基站根据用户设备反馈的信道质量信息，选择波束形成方式作为数据信道的多天线处理方式；S104，基站在数据信道中添加专用导频，对专用导频和数据信道中的数据进行波束形成处理，并将一路或两路公共导频添加在波束形成处理结果中发送至用户设备；以及S106，用户设备利用公共导频进行全向信道估计，将全向信道估计结果用于公共控制信道的检测，并从波束形成处理结果中提取专用导频进行波束信道估计，将波束信道估计结果用于数据信道的检测。

Description

用在长期演进系统中的信道检测方法

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种用在长期演进系统中的信道检测方法。

背景技术

波束形成可以增加小区覆盖、改善小区边缘用户的链路性能，并可以实现空间的干扰消除，增大系统容量，是长期演进(Long TermEvolution，简称LTE)无线通信系统中主要的多输入多输出(MultiInput Multi Output，简称MIMO)方式之一。

在LTE系统中，公共导频是在多天线技术处理后插入发射信号的，只能用于基站(Base Station，简称BS)到用户设备的全向信道的信道估计，而不能用于估计波束形成后的定向信道。根据公共导频无法估计波束形成的发射权值，所以不能完成波束形成后用户设备的解码。

目前，LTE的50#，50bis会议中提出的多天线处理专用导频映射的设计方案有以下三种：

方案1：保留所有公共导频，增加专用导频。

方案2：保留头两路的公共导频，用作公共控制信道的检测，再增加专用导频用于数据信道的检测。

方案3：将所有的公共导频都用专用导频代替。

在LTE 50bis会议中通过的下行专用导频信号的工作假设中，确定当采用波束形成作为数据信道的工作模式时，公共导频最多用原公共导频的前两路，用以降低公共导频开销。

发明内容

为了解决现有LTE系统中公共导频无法在采用波束形成时完成数据信道检测的问题，本发明提供了一种用在长期演进系统中的信道检测方法。

根据本发明实施例的用在长期演进系统中的信道检测方法，包括以下步骤：基站根据用户设备反馈的信道质量信息，选择波束形成方式作为数据信道的多天线处理方式；基站在数据信道中添加专用导频，对专用导频和数据信道中的数据进行波束形成处理，并将一路或两路公共导频添加到波束形成处理结果中发送至用户设备；以及用户设备利用一路或两路公共导频进行全向信道估计，将全向信道估计结果用于公共控制信道的检测，并从波束形成处理结果中提取专用导频进行波束信道估计，将波束信道估计结果用于数据信道的检测。

其中，基站根据用户设备反馈的信道质量信息选择多天线处理方式的过程包括以下步骤：基站利用两路公共导频，通过发射分集的方式向用户设备发送公共控制信息；用户设备根据公共控制信息获取基站到用户设备之间的公共控制信道的信道质量指示，并将信道质量指示反馈至基站；以及在信道质量指示小于特定阈值的情况下，基站将波束形成方式作为数据信道的多天线处理方式告知给用户设备。

其中，在时域上，在短循环前导的帧结构中，各专用导频在每个资源块中由第四个正交频分复用符号开时插入，每两个专用导频之间间隔四个正交频分复用符号；在长循环前导的帧结构中，各专用导频在每个资源块中由第四个正交频分复用符号开时插入，每两个专用导频之间间隔三个正交频分复用符号。在频域上，各专用导频在每个资源块中间隔三个子载波。

其中，基站通过每个资源块的前三个正交频分复用符号将两个公共导频和公共控制信息发送至用户设备。基站向用户设备发送两个公共导频和公共控制信息的发射功率与基站向用户设备发送波束形成处理结果的发射功率相等。基站的每根天线采用相同的发射功率。

本发明可以支持波束形成在LTE系统中的应用，大大提高小区边缘用户的通信质量，便于统一控制信道和数据信道的覆盖。并且，本发明可以将不同MIMO模式对用户设备的影响减小到最小，减少公共导频开销，支持多天线模式的切换。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的信道检测方法的流程图；

图2是LTE系统发射端插入公共导频的工作原理示意图；

图3是LTE系统波束形成MIMO方式下发射端插入专用导频的工作原理示意图；

图4是波束形成在短循环前导(Cyclic Prefix，简称CP)时导频的映射方式；

图5是波束形成在长CP时导频的映射方式；以及

图6是根据本发明另一实施例的信道检测方法的流程图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

参考图1，说明根据本发明实施例的信道检测方法。如图1所示，该方法包括以下步骤：S102，基站根据用户设备反馈的信道质量信息，选择波束形成方式作为数据信道的多天线处理方式；S104，基站在数据信道中添加专用导频，对专用导频和数据信道中的数据进行波束形成处理，并将一路或两路公共导频添加在波束形成处理结果中发送至用户设备；以及S106，用户设备利用公共导频进行全向信道估计，将全向信道估计结果用于公共控制信道的检测，并从波束形成处理结果中提取专用导频进行波束信道估计，将波束信道估计结果用于数据信道的检测。

具体地，步骤S102包括以下步骤：基站利用两路公共导频，通过发射分集的方式向用户设备发送公共控制信息；用户设备根据公共控制信息获取基站到用户设备之间的公共控制信道的信道质量指示，并将信道质量指示反馈至基站；以及在信道质量指示小于特定阈值的情况下，基站将波束形成方式作为数据信道的多天线处理方式告知给用户设备。

其中，在为每个用户进行资源调度时，即使基站配置有多根天线(例如，六根或八根)，也只用两路公共导频通过发射分集的方式向所有用户设备发送公共控制信息。

其中，公用控制信息(即，公共信道，例如，分组广播信道(PBCH)、物理控制格式指示信道(PCICH)、和物理下行控制信道(PDCCH)联合公共导频在每个资源块(Resource Block，简称RB)的前三个正交频分复用(OFDM)符号中发送，用户设备(UserEquipment，简称UE)通过前两路公共导频进行小区测量和资源分配。其中，基站在进行多天线处理后插入公共导频的过程如图2所示。

其中，BS根据信道质量指示(Channel Quality Indicator，简称CQI)信息判断使用哪种MIMO模式。在CQI高于设定阀值时，采用预编码模式。在CQI度低于设定阀值时，采用波束形成模式，以改善覆盖，提高边缘及覆盖不良好用户的传输性能。

其中，当采用波束形成作为MIMO(多天线)处理模式时，在数据信道中增加发送专用导频结构的过程如图3所示。插入专用导频时的资源映射方法如图4和图5所示

其中，为了保证控制信道和采用波束形成的数据信道的覆盖范围相同，对控制信道采用功率增大。为了保证全带宽上的资源分配，功率增大(power boosting)后整个带宽的发射功率应相同。基站通过信令或参考信号告知UE功率增大前后的功率比。为了便于工程实现，每根天线上的发射功率需相同。

其中，UE接收到基站(Base Station，简称BS)发送的公共控制信息和公共导频后，通过公共导频得到全向信道的信道信息，完成公共控制信道的检测；通过波束形成专用导频得到有指向性的波束形成信道的信道信息，完成数据信道的检测。

具体地，添加在数据信道中的专用导频的图样如图4、图5所示。在波束形成的多天线处理模式下，专用导频在多天线处理前插入数据信道，与数据信道中的数据一起进行波束形成处理。公共导频在多天线处理后插入，每一路公共导频对应不同的天线端口，接收时根据公共导频解出每一根天线的信道冲激响应，用于全向的控制信道的检测。对于根据本发明实施例的信道检测方法中添加的专用导频，在时域上，各专用导频在每个资源块中由第四个正交频分复用符号开时插入，每两个专用导频之间间隔四个正交频分复用符号；在长循环前导的帧结构中，各专用导频在每个资源块中由第四个正交频分复用符号开时插入，每两个专用导频之间间隔三个正交频分复用符号。在频域上，各专用导频在每个资源块中间隔三个子载波。图4和图5中给出了单波束的专用导频设计；也可以推广到多波束的情况。一路专用导频对应一路波束，在多天线处理之前插入，例如采用两个波束，则插入两路导频，插入专用的频域、时域密度跟单路专用导频的设计相同。各路专用导频跟数据信息一起进行波束形成处理。

其中，在天线数大于4时，预编码仍然按照4根天线插入导频和预编码处理，完成发端所有处理后进行天线端口和实际发射天线的映射，以支持预编码和波束形成的兼容性工作。

参考图6，说明根据本发明另一实施例的信道检测方法。如图6所示，该信道检测方法包括以下步骤：

S602，BS接收到UE的初始接入请求，通过发射分集的方式向该UE发送公共控制信息。

S604，UE通过接收到的公共控制信息中的RB计算CQI，并将得到的CQI信息反馈给BS。

S606，BS根据收到的CQI信息，判定数据信道采用MIMO技术的类型，并且在该UE的本次资源调度内都采用该MIMO方式。

S608，BS将MIMO方式的控制位发送给UE。

S610，BS采用相应的MIMO方式发送数据信道的信息，并采用相应的导频结构插入导频。其中，预编码的RB使用公共导频结构。为了保证预编码RB中公共导频的内插效果，其从0时隙开始连续分配。预编码的公共导频结构如3GPP TS 36.211，“PhysicalChannels and Modulation”中的“Figure 6.10.1.2-1.Mapping ofdownlink reference signals(frame structure type 1，normal cyclicprefix).”或“Figure 6.10.1.2-2.Mapping of downlink reference signals(frame structure type 1，extended cyclic prefix)”所示。其中，波束形成采用的专用导频结构如图4或图5所示。

S612，UE按照BS约定的MIMO方式和导频格式，进行控制信道或数据信道的信道估计，并完成对接收数据的解码。

另外，根据本发明实施例中的专用导频与物理资源块的映射方法，支持波束形成在LTE系统中灵活、兼容地应用。由于控制信道和波束形成的数据信道在同一RB中发送，可以对RB在整个带宽的前三个OFDM符号进行功率增加，或采用重复发送，或选择更低的调制阶数来扩大控制信道的覆盖，从而实现了数据信道和控制信道的相同覆盖过程相对简单。

另外，根据本发明的实施例无论采取何种MIMO模式，仅仅是基站的复杂度提高了，但是终端的操作方法几乎一致，所以，仅仅多了一个MIMO模式指示，几乎不会增加UE的复杂程度。根据本发明的实施例中采用的导频结构对UE的复杂度减小到最低，BS可以根据信道的条件灵活选择UE所采用的MIMO方式，即时告知UE MIMO方式的控制位，则可以在对应的RB中采用对应的导频格式发射或接收。

另外，本发明也可以用于预编码的MIMO模式，通过专用导频提供的信道信息，无需码本的反馈，从而减少了预编码的码本反馈开销，并且避免了码本反馈带来的误差，提高了传输性能。但是，预编码采用这种专用导频结构，还需调整其他部分的设计，因此本发明中对预编码模式下专用导频的工作过程，不作具体说明。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种用在长期演进系统中的信道检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

基站根据用户设备反馈的信道质量信息，选择波束形成方式作为数据信道的多天线处理方式；

所述基站在所述数据信道中添加专用导频，对所述专用导频和所述数据信道中的数据进行波束形成处理，并将一路或两路公共导频添加到波束形成处理结果中发送至所述用户设备；

以及

所述用户设备利用一路或两路所述公共导频进行全向信道估计，将全向信道估计结果用于公共控制信道的检测，并从所述波束形成处理结果中提取所述专用导频进行波束信道估计，将波束信道估计结果用于所述数据信道的检测；

其中，所述基站根据用户设备反馈的信道质量信息，选择波束形成方式作为数据信道的多天线处理方式的过程包括以下步骤：

所述基站利用两路所述公共导频，通过发射分集的方式向用户设备发送公共控制信息；

所述用户设备根据所述公共控制信息获取所述基站到所述用户设备之间的公共控制信道的信道质量指示，并将所述信道质量指示反馈至所述基站；以及

在所述信道质量指示小于特定阈值的情况下，所述基站将波束形成方式作为数据信道的多天线处理方式告知给所述用户设备。

2.根据权利要求1所述的信道检测方法，其特征在于，在频域上，各所述专用导频在每个资源块中间隔三个子载波。

3.根据权利要求2所述的信道检测方法，其特征在于，在时域上，在短循环前导的帧结构中，各所述专用导频在每个所述资源块中由第四个正交频分复用符号开时插入，每两个所述专用导频之间间隔四个正交频分复用符号。

4.根据权利要求2所述的信道检测方法，其特征在于，在时域上，在长循环前导的帧结构中，各所述专用导频在每个所述资源块中由第四个正交频分复用符号开时插入，每两个所述专用导频之间间隔三个正交频分复用符号。

5.根据权利要求3或4所述的信道检测方法，其特征在于，所述基站通过每个所述资源块的前三个正交频分复用符号将两路所述公共导频和所述公共控制信息发送至所述用户设备。

6.根据权利要求5所述的信道检测方法，其特征在于，所述基站向所述用户设备发送两路所述公共导频和所述公共控制信息的发射功率在全带宽上相等。

7.根据权利要求6所述的信道检测方法，其特征在于，所述基站的每根天线端口采用相同的发射功率。

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