CN101431357A - 一种数据传输的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输的方法，该方法包括：系统将分配到指定类型的天线端口上的包括待发送数据与参考信号的调制符号进行资源单元映射；将资源单元映射后得到的调制符号进行天线端口映射；将天线端口映射后的信号进行正交频分复用信号生成，并通过物理天线发送。本发明还同时公开了一种数据传输的装置。本发明的这种数据传输的方法和装置，通过建立物理天线单元与天线端口的映射关系，能够同时向用户的调制符号中添加各自相应的赋形权值，实现了用户的波束赋形操作，从而使系统可以灵活的支持频域上的波束赋形传输，大大增强了系统进行数据传输的灵活性。

Description

一种数据传输的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术，具体涉及一种数据传输的方法和装置。

背景技术

第三代移动通信系统技术日益成熟，相比目前的通信技术，具有较强的技术优势，应用前景十分广阔。为了使第三代移动通信技术能够持续进行技术更新，保证在更长的时间内具有相当的竞争力，从而延长第三代移动通信技术的商业应用周期，3GPP正在研究一种全新的长期演进网络(Long TermEvolution，LTE)系统以满足未来更长时间内移动通信的应用需求。

在目前的LTE系统中，支持以下两种下行参考信号，包括：

1)小区专属的参考信号(Cell-specific Reference Signals，CsRS)，小区中所有用户都可以接收并利用的参考信号，LTE系统共定义了最多为4个的天线端口用于传输CsRS，其天线端口为0、1、2、3。

2)用户专属的参考信号(UE-specific Reference Signals，UsRS)，为小区中特定用户分配的、只可以被该用户接收并利用的参考信号，LTE系统定义了一个天线端口用于传输UsRS，其天线端口为5。

显然，所述的天线端口并不是真实的物理天线端口，而是由真实的物理天线端口映射而成的虚拟天线端口。同时，在LTE系统中天线端口还用于定义无线资源的空间维度，使用了多少个天线端口，其空间维度即为多少。

对于下行物理信道，LTE系统规定的处理流程如图1所示，其中包括：

步骤101：加扰，对每一个物理信道上传输的数据中的每一个码字的编码比特进行加扰。

步骤102：调制，将加扰后的编码比特进行调制，形成复值的调制符号。

步骤103：层映射，将复制的调制符号映射到一个或多个传输层上。

步骤104：预编码，将每一传输层中的复值的调制符号预编码到一个或多个天线端口上。

步骤105：资源单元映射，将经过预编码后的所述复值的调制符号映射到各自天线端口的资源单元上。

步骤106：OFDM信号生成，在每一个天线端口上，将映射到该天线端口的资源单元上的所有复值的调制符号在该天线端口生成复值的时域OFDM信号。

上述步骤105中，还同时包括将CsRS映射到对应的天线端口的资源单元上，形成对应的复值的调制符号。

产生所述复值的时域OFDM信号后，即可以将其通过下行物理信道进行下行发送。

在3GPP的现有标准中，波束赋形技术作为下行传输的一种方式已经被现有标准接受，但现有标准中并未提出明确的进行波束赋形传输的技术方案，如果采用所述的现有技术的处理流程，并不能很好的支持波束赋形的传输。

原因在于，现有技术的处理流程中并未明确波束赋形的概念，也没有提出具体对应的实施方式，当需要进行多用户的数据传输时，由于不同用户的赋形权值不同，不同的用户间采用频分的方式进行区分，因此需要在不同的频域资源上进行赋形操作，采用现有技术只能每次对一个用户的数据进行处理，实现方法复杂且效率低下，因此无法灵活地支持下行数据传输的要求。

发明内容

本发明实施例提供一种数据传输的方法和装置，能够灵活地支持下行数据传输的要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种数据传输的方法，该方法包括：

系统将分配到指定类型的天线端口上的包括待发送数据与参考信号的调制符号进行资源单元映射；

将资源单元映射后得到的调制符号进行天线端口映射；

将天线端口映射后的信号进行正交频分复用信号生成，并通过物理天线发送。

一种数据传输的装置，该装置包括：

资源单元映射器，天线端口映射器，正交频分复用信号生成器。

资源单元映射器，接收已分配到指定类型的天线端口上的包括待发送数据与参考信号的调制符号，将所述调制符号映射到资源单元上并发送给天线端口映射器；

天线端口映射器，接收资源单元映射器发送的包括待发送数据与参考信号的调制符号，将所述调制符号按照天线端口映射器设定的映射规则分别映射到相应的物理天线单元上并发送给正交频分复用信号生成器；

正交频分复用信号生成器，将映射到每一个天线端口的资源单元上的所有复值的调制符号，在所述天线端口生成复值的时域正交频分复用信号并通过对应的物理天线单元进行发送。

由上述的技术方案可见，本发明实施例的这种数据传输的方法和装置，通过建立物理天线单元与天线端口的映射关系，能够同时向用户的调制符号中添加各自相应的赋形权值，实现了用户的波束赋形操作，从而使系统可以灵活的支持频域上的波束赋形传输，大大增强了系统进行数据传输的灵活性。

附图说明

图1为现有技术中下行物理信道的处理流程示意图。

图2为本发明实施例中进行数据传输的处理流程示意图。

图3为本发明实施例中一种资源映射和天线端口映射处理的流程示意图。

图4为本发明实施例中另一种资源映射和天线端口映射处理的流程示意图。

图5为本发明实施例中数据传输的装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

对于具有多根物理发射天线单元的无线通信系统，本发明实施例首先在系统中建立天线端口与物理发射天线单元之间的映射关系。其中，所述映射关系至少包括两种：

1)传输CsRS的第一类天线端口与物理天线单元之间的映射关系I；

2)传输UsRS的第二类天线端口与物理天线单元之间的映射关系II。

上述建立映射关系的方式可以描述成，一个具有M根物理发射天线单元的无线通信系统，分别建立这M根物理天线单元与P个第一类天线端口之间的映射关系I，以及这M根物理天线单元与Q个第二类天线端口之间的映射关系II。

下面将通过几个例子对映射关系进行具体的说明：

A、设某无线通信系统具有8根小间距的均匀直线阵列，此时可以将8根天线单元分成两组(天线单元编号设为0、1、2、3、4、5、6、7)，每一组分别对应一个第一类天线端口；所有8根天线单元再对应一个第二类天线端口，即M＝8，P＝2，Q＝1，如表1所示：

表1

或者，可以将8根天线单元分成两组(其中一组的4根天线单元编号设为0、1、2、3，另一组的4根天线单元编号设为4、5、6、7)，每一组分别对应一个第一类天线端口和一个第二类天线端口；所有8根天线单元再对应一个第二类天线端口，即M＝8，P＝2，Q＝3，如表2所示：

表2

或者，还可以将8根天线单元分成两组(其中一组的4根天线单元编号设为0、1、2、3，另一组的4根天线单元编号设为4、5、6、7)，每一组分别对应一个第一类天线端口，所有8根天线单元对应于两个第二类天线端口，即M＝8，P＝2，Q＝2，如表3所示：

表3

B、设某无线通信系统具有4根大间距的均匀直线阵列(天线单元编号设为0、1、2、3)，此时可以将4根天线单元分别对应于4个第一类天线端口，同时再将这4根天线单元分别对应于4个第二类天线端口，即M＝4，P＝4，Q＝4，如表4所示：

表4

C、设某无线通信系统具有4根双极化天线阵列，此时可以将4根双极化天线中的每一个极化方向上的4根天线单元分为一组(其中一个极化方向上的4根天线单元编号设为0、1、2、3，另一个极化方向上的4根天线单元编号设为4、5、6、7)，每组分别对应于一个第一类天线端口；同时，每一组再对应于一个第二类天线端口，即M＝8，P＝2，Q＝2，如表5所示：

表5

需要说明的是，上述各种映射关系仅是举例，并非仅限于以上所述的几种映射方式，本发明对于具体的映射关系不作限定。

系统建立天线端口与物理发射天线单元之间的映射关系后，对于物理信道上的数据传输，如果进行波束赋形操作，则将数据在第二类天线端口上传输，如果不进行波束赋形操作，则将数据在第一类天线端口上传输。数据传输的处理流程如图2所示，其中包括：

步骤201～步骤204：与步骤101～步骤104相同。

步骤205：资源单元映射，将分配到指定类型的天线端口上的所述复值的调制符号映射到各自天线端口的资源单元上；将参考信号映射到对应的天线端口的资源单元上，形成对应的复值的调制符号。所述参考信号可以是UsRS，或CsRS，或它们的组合。

步骤206：天线端口映射，将所述映射到各自天线端口的资源单元上的复值的调制符号(包括物理信道数据映射和参考信号映射得到的复值调制符号两部分)，映射到与所述天线端口对应的物理天线单元上。

步骤207：OFDM信号生成，在每一个天线端口上，将映射到该天线端口的资源单元上的所有复值的调制符号(包括物理信道数据映射和参考信号映射得到的复值的调制符号两部分)，在该天线端口生成复值的时域OFDM信号。

下面通过具体实施例对系统进行波束赋形时的具体流程进行说明：

1)对于下行物理信道上传输的数据，设某个码字q的数据块的比特流为

为码字的比特数，经过加扰后的比特流为 $c^{\left(q\right)}\left(0\right),...,c^{\left(q\right)}(M_{\mathrm{bit}}^{\left(q\right)}-1).$

2)对加扰后的比特流进行调制，映射后的符号流为 $d^{\left(q\right)}\left(0\right),...,d^{\left(q\right)}(M_{\mathrm{bit}}^{\left(q\right)}-1).$

3)将调制后的符号流

映射到υ个层上，其映射后的表达式为：x(i)＝[x⁽⁰⁾(i)...x^(υ-1)(i)]^T。

4)将层映射得到的符号流进行预编码，映射到p个天线端口上，形成y(i)＝[...y^(p)(i)...]^T信号流。

5)将预编码后分配到每个天线端口的符号流

映射到其对应的天线端口的资源单元上形成数据块流

6)经过资源单元映射后，N个天线端口上待传输的数据流分别为z_n，天线端口映射操作就是将这N个天线端口上的数据流z_n经过如下的操作映射到M个物理天线单元上：

S＝W·Z

其中Z和S分别为N×1和M×1的列向量，W是维数为M×N的天线端口映射矩阵，所述映射矩阵可以通过具体的赋形算法得到，也可以通过系统事先确定，通过该映射矩阵，系统实现了一次性地向多个用户的调制符号中添加各自相应的赋形权值，从而实现了多用户的波束赋形操作。

7)将映射后的信号统一进行OFDM信号的产生，并通过物理天线发送。

需要说明的是，系统进行下行物理信道的数据传输时，发送的信号有三种，分别是：UsRS、CsRS和待传输的数据。当系统发送下行数据时，先将待传输的数据中的码字进行加扰处理，处理后用调制器将其映射成相应的调制符号，经过层映射，将要发送的数据映射到不同的传输层，之后再经过预编码处理将数据映射到不同的天线端口上，其中，预编码是得到信号的分集增益。预编码之后的数据流的处理分为两种情况：

A、当不进行波束赋形时，将CsRS与数据流构成的调制符号一起进行资源单元映射，映射到相应的资源块上，再通过天线端口映射到对应的物理天线单元。该种情况下的数据处理方法与现有技术相同，故此不再赘述。

B、当进行波束赋形传输时，系统需要传输各个用户对应的UsRS，将预编码后的数据流与UsRS构成的调制符号一起通过资源单元映射到相应资源块上，再通过天线端口映射将UsRS所占的资源块映射到天线端口上，而将数据流所占的资源块通过天线端口映射到其他的天线端口上。

此时，系统的一种处理流程如图3所示，UsRS、物理信道的数据分别进行资源映射后，将资源映射后的UsRS与资源映射后的物理信道的数据一起构成的调制符号进行所述的天线端口映射，同时在调制符号中添加各自相应的赋形权值，最后将上述进行天线端口映射后的调制符号统一进行OFDM信号的产生，并通过物理天线发送。

较佳地，还可以采用如图4所示的处理流程，UsRS与物理信道的数据一起进行资源映射，之后进行天线端口映射，将上述进行天线端口映射后的调制符号统一进行OFDM信号的产生，并通过物理天线发送。

此外，上述情况B下的两种处理流程中还可以进一步包括CsRS，CsRS独立进行资源映射和天线端口映射，得到的调制符号与进行天线端口映射后的UsRS和物理信道的数据构成的调制符号一起进行OFDM信号的产生，并通过物理天线发送。

本发明实施例中进行数据传输的装置的组成结构如图5所示，包括：加扰器501，调制器502，层映射器503，预编码器504，资源单元映射器505，天线端口映射器506，OFDM信号生成器507，CsRS产生器508和UsRS产生器509。

加扰器501，对每一个物理信道上传输的每一个码字中的编码比特进行加扰处理并发送给调制器502。

调制器502，接收加扰器501发送的加扰后的比特，对其进行调制，形成复值的调制符号并发送给层映射器503。

层映射器503，接收调制器502发送的复值的调制符号，将所述调制符号映射到一个或者多个传输层上并发送给预编码器504。

预编码器504，接收层映射器503映射到传输层的调制符号，将所述调制符号预编码到一个或者多个天线端口上并发送给资源单元映射器505。

资源单元映射器505，接收预编码器504发送的已预编码到天线端口上的调制符号，将所述调制符号映射到天线端口的资源单元上并发送给天线端口映射器506。

天线端口映射器506，接收资源单元映射器505发送的包括待发送数据与参考信号的调制符号，将所述调制符号按照天线端口映射器506自身设定的映射规则分别映射到相应的物理天线单元上并发送给OFDM信号生成器507。

OFDM信号生成器507，接收天线端口映射器506发送的已映射到物理天线单元上的调制符号，在每一个天线端口生成复值的时域OFDM信号，并通过对应的物理天线单元进行发送。

当系统不进行波束赋形时，该装置进一步包括CsRS产生器508，产生CsRS并发送给资源单元映射器505。

此时，资源单元映射器505，进一步用于接收CsRS产生器508发送的CsRS，将所述CsRS与已预编码到天线端口上的待传输数据共同构成的调制符号一起映射到资源单元上并发送给天线端口映射器506。

当系统进行波束赋形时，该装置进一步包括UsRS产生器509，产生UsRS并发送给资源单元映射器505。

此时，资源单元映射器505，进一步用于接收UsRS产生器509发送的UsRS，将其与已预编码到天线端口上的待传输数据共同构成的调制符号一起映射到资源单元上并发送给天线端口映射器506。

较佳地，该装置还可以进一步包括CsRS产生器508，产生CsRS并发送给资源单元映射器505。

此时，资源单元映射器505，进一步用于接收CsRS产生器508发送的CsRS，UsRS产生器509发送的UsRS，将所述CsRS、UsRS和已预编码到天线端口上的待传输数据共同构成的调制符号一起映射到资源单元上并发送给天线端口映射器506。

由上述可见，本发明实施例中数据传输的方法和装置，实现了标准中并未给出具体方案的波束赋形，通过引入天线端口的概念支持本发明，其中第一类天线端口是保留原有标准已有的功能，而引入的第二类天线端口直接是为波束赋形，加入用户专属导频即是为波束赋形。这种端口是一直保留在系统中的，只是不赋形的时候没有用到；同时，通过建立物理天线单元与天线端口的映射关系，使系统可以灵活的支持频域上的波束赋形传输，也同时可以支持现有技术下的各种天线传输方式，大大增强了系统进行数据传输的灵活性。

因此，容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的精神和保护范围，任何熟悉本领域的技术人员所做出的等同变化或替换，都应视为涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种数据传输的方法，其特征在于，该方法包括：

系统将分配到指定类型的天线端口上的包括待发送数据与参考信号的调制符号进行资源单元映射；

将资源单元映射后得到的调制符号进行天线端口映射；

将天线端口映射后的信号进行正交频分复用信号生成，并通过物理天线发送。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于需要进行波束赋形的待发送数据，所述参考信号为用户专属参考信号；

所述指定类型的天线端口为系统预先设定的，用于进行波束赋形传输的第二类天线端口。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将分配到天线端口上的包括待发送数据与参考信号的调制符号进行资源单元映射的方法包括：

将分配到天线端口上的包括待发送数据与用户专属参考信号的调制符号共同进行资源单元映射；

或，将分配到天线端口上的包括待发送数据与用户专属参考信号的调制符号分别独立进行资源单元映射。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述参考信号中进一步包括小区专属参考信号，将分配后的待发送数据与用户专属参考信号和小区专属参考信号进行资源单元映射的方法中进一步包括：

将小区专属参考信号独立进行资源单元映射。

5、根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述将资源单元映射后得到的调制符号进行天线端口映射的方法为：

将所述调制符号通过系统预先设定的第二类天线端口与物理天线单元间的映射关系，使用由波束赋形算法得到或系统预先确定的映射矩阵，将资源单元映射后得到的调制符号映射到物理天线单元上。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于不需要进行波束赋形的待发送数据，所述参考信号为小区专属参考信号；

所述指定类型的天线端口为系统预先设定的，用于进行非波束赋形传输的第一类天线端口。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将资源单元映射后得到的调制符号进行天线端口映射的方法为：

将所述调制符号通过系统预先设定的第一类天线端口与物理天线单元间的映射关系，使用由波束赋形算法得到或系统预先确定的映射矩阵，将资源单元映射后得到的调制符号映射到物理天线单元上。

8、一种数据传输的装置，其特征在于，该装置包括：

资源单元映射器，天线端口映射器，正交频分复用信号生成器。

资源单元映射器，接收已分配到指定类型的天线端口上的包括待发送数据与参考信号的调制符号，将所述调制符号映射到资源单元上并发送给天线端口映射器；

天线端口映射器，接收资源单元映射器发送的包括待发送数据与参考信号的调制符号，将所述调制符号按照天线端口映射器设定的映射规则分别映射到相应的物理天线单元上并发送给正交频分复用信号生成器；

正交频分复用信号生成器，将映射到每一个天线端口的资源单元上的所有复值的调制符号，在所述天线端口生成复值的时域正交频分复用信号并通过对应的物理天线单元进行发送。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，天线端口映射器包括：波束赋形端口映射器和非波束赋形端口映射器；所述数据传输的装置进一步包括小区专属参考信号产生器和用户专属参考信号产生器；

所述小区专属参考信号产生器，产生小区专属参考信号并发送给资源单元映射器；

所述用户专属参考信号产生器，产生用户专属参考信号并发送给资源单元映射器；

资源单元映射器，进一步用于接收小区专属参考信号产生器发送的小区专属参考信号，将所述小区专属参考信号与已分配到第一类天线端口上的待传输数据共同构成的调制符号一起映射到资源单元上并发送给非波束赋形端口映射器；接收用户专属参考信号产生器发送的用户专属参考信号，将其与已分配到第二类天线端口上的待传输数据共同构成的调制符号一起映射到资源单元上并发送给波束赋形端口映射器。

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