CN101527964A - 一种提升Sounding信号质量的方法、装置和系统 - Google Patents

一种提升Sounding信号质量的方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种提升Sounding信号质量的方法，装置和系统，通过为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数并将所述发送参数信息发送给MS；并接收MS在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，进行Sounding信号增强处理，实现提升Sounding信号质量的目的。本发明实施例同时还提供了提升Sounding信号质量的装置，终端和系统。

Description

一种提升Sounding信号质量的方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其是一种提升Sounding信号质量的方法，装置，移动终端和系统。
背景技术
在某些无线通信系统中，上行除了发射解调导频外，还会发射一种Sounding导频信号，基站将接收到的来自终端的上行Sounding导频(UpLinkSounding Reference Symbol)作为信道状态测量监听的信号，以提供上行信道的状态信息，这样，基站根据上行信道的状态信息对上行信道进行调度；尤其在TDD系统中，还可以利用上行信道的状态信息，根据上下行信道的互易性特点，对下行信道进行调度。
在MIMO多天线系统中，为了提高小区的覆盖范围，提升移动终端MS在小区中的接收信号的质量，降低业务传输误码率，采用了波束成型(BF，BeamForming)技术，该项技术的关键就是对信道的准确估计，如果信道估计不准确，不但不会提高业务质量反而会引起系统质量的下降。
在WiMAX TDD系统中，也采用BF技术提升系统容量、覆盖范围、降低小区边缘干扰等，开环BF是采用上行信道估算来估计下行信道信息。
另外，在上行频率选择调度的时候，准确的信道估计信息也是非常重要，而这都依赖于系统能够接收到质量较好的Sounding信号。
但是发明人在对现有技术研究时发现，由于小区边缘MS发送上行Sounding到达基站BS后信号质量较差，若使用该质量较差的Sounding进行BF权值生成会带来较大的BF增益损失，因此只有小区内的非边缘用户才可使用BF功能，这样便限制了小区内可以使用Sounding的区域，因而使用BF提升小区边缘用户的下行覆盖范围与下行吞吐量的目的则无法实现；
类似的，如果使用该质量较差的Sounding信号来进行信道估计，也不利于上行频率选择调度，从而导致数据band频率选择性调度无法带来增益甚至性能下降。
发明内容
本发明实施例提供一种提升Sounding信号质量的方法、装置和系统，解决在小区边缘MS发送的上行Sounding信号到达BS后信号质量较差的问题。
一种提升Sounding信号质量的方法，包括：
为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数并将所述发送参数信息发送给MS；
接收MS在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，进行Sounding信号增强处理。
本发明实施例还提供了另一种提升Sounding信号质量的方法，包括：
接收BS发送的包含Sounding发送参数的信令，所述信令为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数；
解析所述信令，根据解析结果，在至少两个Sounding符号上发送Sounding信号给BS。
本发明实施例还提供了一种提升Sounding信号质量的装置，所述装置包括：参数分配模块，信号接收模块，信号增强模块；
所述参数分配模块用于为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数，并将所述参数发送给MS；
所述信号接收模块用于接收MS在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，并将所述信号发送给信号增强模块处理；
所述信号增强模块用于对所述信号接收模块收到的MS至少两个Sounding符号上的Sounding信号进行信号增强处理。
本发明实施例还提供了一种提升Sounding信号质量的移动终端，所述移动终端包含：信令接收模块，信令解析模块和信号发送模块；
所述信令接收模块用于接收BS发送的包含Sounding发送参数的信令，所述信令为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数；
所述信令解析模块用于解析所述信令接收模块收到的信令；
所述信号发送模块用于根据所述信令解析模块对基站发送信令的解析结果，在至少两个Sounding符号上发送Sounding信号给BS。
最后，本发明实施例还提供了一种提升Sounding信号质量的系统，所述系统包含基站和前述移动终端，所述基站包含前述提升Sounding信号质量的装置。
由上述技术方案可知，本发明实施例通过由BS给同一个MS分配至少两个Sounding符号上Sounding发送机会，使MS用指定的至少两个Sounding符号和频率资源发送多个Sounding信号，然后BS利用接收到的MS不同Sounding符号上的多个Sounding信号进行信号增强处理，实现提升Sounding信号质量的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提升Sounding信号质量的方法流程图；
图2为本发明实施例WiMAX TDD系统中提升Sounding信号质量的方法流程图；
图3为本发明实施例中一种UL Sounding Command IE信令结构示意图；
图4本发明实施例一种MS发送Sounding信号的上行帧结构示意图；
图5本发明实施例另一种MS发送Sounding信号的上行帧结构示意图；
图6为本发明实施例一种提升Sounding信号质量的装置示意图；
图7为本发明实施例一种提升Sounding信号质量的移动终端示意图；
图8为本发明实施例一种提升Sounding信号质量的系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先对本发明实施例的一种提升Sounding信号质量的方法进行说明。如图1所示，包括：
S101、为MS在至少两个Sounding symbol(Sounding符号)上分配相同的Sounding发送参数并将所述发送参数信息发送给MS；
基站可以通过相关信令通知MS，为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数，具体的信令形式可以根据不同的协议或者标准情况而不同，本发明实施例在此不作具体限定。
对于所述至少两个Sounding符号，可以是连续的Sounding符号，但在保证分配给同一个MS的多个Sounding符号时间间隔小于信道相干时间的情况下也可以不连续。
S102、MS根据所述基站的发送参数信息发送Sounding信号；
MS接收到BS发送的关于Sounding信号发送的相关配置参数后，根据所述参数的配置，在至少两个Sounding符号上以及所述参数指定的子载波上发送相同的Sounding信号。
S103、接收MS在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，进行接收信号增强处理。
基站一般采用多天线接收MS发送的的所述Sounding信号，并且，对于接收到的所述至少两个Sounding符号上发生的Sounding信号进行信号增强处理和信道估计；具体的可以是先进行信号增强处理，再利用增强后的信号作信道估计；也可以是先对每个Sounding符号上的信号分别作信道估计，再对得到的信道估计值进行增强处理。所述增强处理方法可以是进行时域平均，也可以是其他本领域技术人员可以想到的其他信号增强处理方法，本发明实施例在此不做具体限定。
对于得到的增强后的Sounding信道估计信息，可以用于下行BF权值的生成，也可以用于上行频率选择调度或者其他用途，本发明实施例在此不作具体限定。
通过本发明实施例的方法，可以提升Sounding信号的质量，进而可以得到增强的Sounding信道估计信息，对于增强后的Sounding信道估计信息，可以进一步用于BF权值生成，进而提升小区边沿用户的下行吞吐量；也可以用于上行频率选择调度，实现性能增益；或者也可以用于其他用途。
下面以WiMAX TDD系统为例，结合附图，对本发明另一具体实施方式进行详细的说明，参考附图2：
S201、BS为同一个MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数，通过UL Sounding Command IE信令发送给MS；
无论所述Sounding发送参数中的区分类型(Separability Type)是循环移位区分方式(cyclic shift separability)或抽取区分方式(decimationseparability)，本发明实施例均适用。
所述至少两个Sounding符号可以是连续的，另外，在保证分配给同一个MS的多个Sounding符号时间间隔小于信道相干时间的情况下也可以不连续。
具体的，参见附图3，为本发明实施例UL Sounding Command IE信令结构示意图，WiMAX协议中UL Sounding Command IE中的参数需作如下设置，以便支持本发明实施例中的给一个MS在多个Sounding符号上分配Sounding发送机会：将UL Sounding Command IE中的Num_Sounding_symbols字段的值设为N(N表示在N个Sounding符号上发送Sounding)，并将Num_Sounding_symbols之后的字段重复N遍，需要修改字段中的参数是Sounding symbol index值，分别取1至N，其它参数都与Sounding symbolindex＝1中的该MS的参数相同。附图3中列举了可以实现在多个SoundingSymbol上为一个MS同时分配多个相同的Sounding参数的UL SoundingCommand IE参数设置方法之一。
当具体为分配两个的情况时候，即可将UL Sounding Command IE中的Num_Sounding_symbols字段的值设为2，表示有两个Sounding符号，并将Num_Sounding_symbols之后的字段重复一遍，需要修改字段中的参数的是Sounding symbol index值，分别取1和2便可。
S202、MS根据所述基站的参数信息发送Sounding信号；
MS接收到BS发送的UL Sounding Command IE并解析其中的字段，确认需要在至少两个连续的Sounding符号上以及指定的子载波上发送相同的Sounding信号。
S203、BS接收MS在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，进行接收信号增强处理。
以两个连续Sounding符号为例，BS对接收的Sounding信号进行增强处理可以具体或者进一步包括下述步骤：对连续两个Sounding符号上的同一个MS的抽取Sounding信号进行时域平均(或其它信号增强处理)，再做信道估计；或是先对每个Sounding符号上的信号分别作信道估计，再进信道估计增强处理，如进行平均处理。详细描述如下：
设BS有M接收天线，连续两个Sounding符号上的BS接收Sounding信号分别为Y(i)，Y(i+1)，Y(i)＝[y1(i)y2(i)…yM(i)]T，x为MS发送Sounding序列，hj(i＝1，2，…，M)表示MS发送天线到BS第j个接收天线的无线信道，并且设BS接收天线数与发送天线数相等。
方法1：先对两个Sounding符号上的频域信号进行平均，再进行信道估计：
Y′＝(Y(i+1)+Y(i))/2；
h1＝y1′(i)/x，...，hM＝yM′(i)/x.H＝[h1h2...hM]
得到Sounding子载波上的信道信息H。
方法2：先对两个Sounding符号上的频域信号分别进行信道估计，然后再进行平均：
h1(i)＝y1′(i)/x，...，hM(i)＝yM′(i)/x.H(i)＝[h1(i)h2(i)...hM(i)]；
h1(i+1)＝y1′(i+1)/x，...，hM(i+1)＝yM′(i+1)/x.H(i+1)＝[h1(i+1)h2(i+1)...hM(i+1)]；
H＝(H(i)+H(i+1))/2；
得到Sounding子载波上的信道信息H。
除了上述描述的利用2个连续Sounding符号上的Sounding信号进行处理，得到增强的Sounding信道估计信息的方法以外，本领域技术人员可以得出其他类似方法，例如3个或者以上的连续或者不连续的sounding符号的实施方式，以及其他的信号增强处理方式等，本发明实施例在此不再赘述。
有了增强的Sounding信道估计信息，便可以根据该信息通过相应的计算，得到BF权值，实现下行BF。下面列举一种根据Sounding信道估计H生成BF权值W的方法： W = w 1 w 2 · · · w M = h 1 h 2 · · · h M H / Σ i = 1 M | h i | 2 , 式中wj(j＝1，2，…，M)表示每个发送天线上的BF权值，将下行每个发送天线上的频域信号与BF权值wj相乘，便可实现下行BF。
本领域普通技术人员可以理解，在保证分配给同一个MS的多个Sounding符号时间间隔小于信道相干时间的情况下，Sounding符号也可以不连续，如图4所示，为本发明实施例一种MS发送Sounding信号的上行帧结构示意图：分配给MS1时间轴上两个不连续的Sounding机会，并利用这些Sounding信号达到增强接收Sounding信号提升Sounding覆盖范围的目的，同样也是本发明实施例保护的范畴。
又如图5所示，为本发明实施例另一种MS发送Sounding信号的上行帧结构示意图，可以看到，同一个MS的多个不同的Sounding Symbol上的Sounding类型甚至也可以不同，但是只要是将多个时间轴上的Sounding信号经过处理，使BS接收到的Sounding信号得到增强都属于本发明实施例保护的范畴。
另外，Sounding区域的位置只要符合WiMAX协议均可，位置是不固定的。本发明实施例将Sounding区域放在上行的最后几个Symbol是为了说明方便，Sounding区域采用其它设置也适用于本发明实施例。本领域技术人员也可以理解，MS Sounding占用的时频资源根据Sounding参数确定，大小与位置也是可变化的。
利用增强后的Sounding信道估计信息除了可用于下行BF之外，还可作其它用途，如用于上行频率选择性调度等，本发明实施例这里用于增强Sounding接收信号，但是并不限制Sounding信号的使用范围。
下面简单介绍一下如何利用增强后的Sounding信道估计信息用于上行频率选择性调度：
在WiMAX中，上行频率选择性调度是指：上行时频资源在频域上分成若干个band，每分配给每个MS的最小单位为一个band，BS根据多个band或是全频带上的Sounding信道估计，知道MS在哪些频带上信号质量优于其它频带，于是可以为MS分配上行资源时分配在信号质量较好的频带band上。
LTE中也类似，分配给每个用户设备(UE，user equipment)的资源的粒度为资源块(RB，Resource Block)，根据Sounding信道估计的结果，给UE调度资源时分配在信号质量较好的RB。
另外，得到增强后的sounding信道估计信息后，还可以用于如：WiMAX或LTE里还可以根据Sounding估计MS多谱勒频移(或MS的移动速率)等，在此不再赘述。
本发明实施例同样也适用于MS采用多个发送天线发送Sounding的情况，MS的每个发送Sounding信号的天线均可采用本发明提供的方法增强Sounding信号，具体实施方式和前述方法类似，在此不再赘述。
本发明实施例通过由BS给同一个MS分配至少两个Sounding符号上Sounding发送机会，使MS用指定的多个Sounding符号和频率资源发送多个Sounding信号，然后BS利用接收到的MS不同Sounding符号上的多个Sounding信号进行信号增强处理，实现了提高接收Sounding信号的信号质量的目的，进而也实现了提升Sounding覆盖范围。
本发明实施例通过进一步利用Sounding信号增强后估计的信道信息进行BF，从而可以提升了小区边缘用户的下行吞吐量。
本发明实施例通过进一步利用Sounding信号增强后估计的信道信息进行上行频率选择性调度，实现性能增益。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
本发明实施例还提供了一种提升Sounding信号质量的装置，如图6所示，所述装置一般位于基站中，所述装置包括：参数分配模块601；信号接收模块602，信号增强模块603。
所述参数分配模块601用于为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数，并将所述参数发送给MS；
所述信号接收模块602用于接收MS在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，并将所述信号发送给信号增强模块603处理；
所述信号增强模块603用于对所述信号接收模块602收到的MS至少两个Sounding符号上的Sounding信号进行信号增强处理。
所述装置还进一步包括下行处理模块604(附图中未画出)，所述下行处理模块用于根据所述信号增强模块603得到的增强的Sounding信号进行信道估计，并利用得到的增强的信道估计信息生成下行BF权值，将所述权值用于下行BF处理与BF数据发送。
所述装置还可以进一步包括上行频率选择调度模块605(附图中未画出)，所述上行频率选择调度模块用于根据所述信号增强模块603得到的增强的Sounding信号进行信道估计，并利用得到的增强的信道估计信息进行上行频率选择调度。
本发明实施例提供的装置通过给同一个MS分配至少两个Sounding符号上Sounding发送机会，使MS用指定的多个Sounding符号和频率资源发送多个Sounding信号，然后利用接收到的MS不同Sounding符号上的多个Sounding信号进行信号增强处理，实现了提高接收Sounding信号的信号质量的目的，进而也实现了提升Sounding覆盖范围。
本发明实施例提供的装置通过进一步利用Sounding信号增强后的信道估计信息进行下行BF处理与BF数据发送，从而可以提升了小区边缘用户的下行吞吐量；另外，还可以利用所述增强后的信道估计信息进行上行频率选择调度，实现性能增益。
本发明实施例还提供了一种提升Sounding信号质量的移动终端MS，如图7所示，所述MS包含信令接收模块701，信令解析模块702和信号发送模块703；
所述信令接收模块701用于接收BS发送的包含Sounding发送参数的信令，所述信令为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数；
所述信令解析模块702用于解析所述信令接收模块701收到的信令；
所述信号发送模块703用于根据所述信令解析模块702对基站发送信令的解析结果，在至少两个Sounding符号上发送Sounding信号给BS。
本发明实施例提供的移动终端通过接收BS的相关指令，在至少两个Sounding符号上发送Sounding信号给BS，实现了BS提高接收Sounding信号的信号质量的目的，进而也实现了提升Sounding覆盖范围。
本发明实施例还提供了一种提升Sounding信号质量的系统，如图8所示，所述系统包括移动终端MS801和基站BS802，
所述基站802用于为移动终端801在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数；接收移动终端801在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，进行接收信号增强处理；
所述移动终端801用于接收基站802发送的为移动终端801在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数的信令；根据所述信令参数，在至少两个Sounding符号上发送Sounding信号给基站802；
所述基站802还进一步利用Sounding信号增强后估计的信道信息进行下行BF处理与BF数据发送；或者利用Sounding信号增强后估计的信道信息进行上行频率选择调度。
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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1、一种提升Sounding信号质量的方法，其特征在于，包括：
为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数并将所述发送参数信息发送给MS；
接收MS在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，进行Sounding信号增强处理。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过UL Sounding CommandIE信令将所述Sounding发送参数信息发送给MS。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述接收的MS在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，进行Sounding信号增强处理还进一步包括利用所述Sounding信号进行信道估计，得到增强的Sounding信道估计信息，具体包括：
对同一个MS的Sounding信号进行信号增强处理，再做信道估计得到增强的Sounding信道估计信息；或者
先对每个Sounding符号上的Sounding信号分别作信道估计，再进行信道估计增强处理，得到增强的Sounding信道估计信息。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括，利用所述增强的Sounding信道估计信息进行下行波束成型处理或者用于上行频率选择调度处理。
5、如权利要求1-4中所述的方法，其特征在于，所述至少两个Sounding符号为连续的Sounding符号。
6、一种提升Sounding信号质量的方法，其特征在于，包括：
接收BS发送的包含Sounding发送参数的信令，所述信令为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数；
解析所述信令，根据解析结果，在至少两个Sounding符号上发送Sounding信号给BS。
7、如权利要求6中所述的方法，其特征在于，所述包含Sounding发送参数的信令是UL Sounding Command IE；
8、一种提升Sounding信号质量的装置，其特征在于，所述装置包括：参数分配模块，信号接收模块，信号增强模块；
所述参数分配模块用于为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数，并将所述参数发送给MS；
所述信号接收模块用于接收MS在所述至少两个Sounding符号上发送的Sounding信号，并将所述信号发送给信号增强模块处理；
所述信号增强模块用于对所述信号接收模块收到的MS至少两个Sounding符号上的Sounding信号进行信号增强处理。
9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：下行处理模块；
所述下行处理模块用于根据所述信号增强模块得到的增强的Sounding信号进行信道估计，并利用得到的增强的信道估计信息生成下行BF权值，将所述权值用于下行BF处理与BF数据发送。
10、如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括上行频率选择调度模块；
所述上行频率选择调度模块用于根据所述信号增强模块得到的增强的Sounding信号进行信道估计，并利用得到的增强的信道估计信息进行上行频率选择调度。
11、一种提升Sounding信号质量的移动终端，其特征在于，所述移动终端包含：信令接收模块，信令解析模块和信号发送模块；
所述信令接收模块用于接收BS发送的包含Sounding发送参数的信令，所述信令为MS在至少两个Sounding符号上分配相同的Sounding发送参数；
所述信令解析模块用于解析所述信令接收模块收到的信令；
所述信号发送模块用于根据所述信令解析模块对基站发送信令的解析结果，在至少两个Sounding符号上发送Sounding信号给BS。
12、一种提升Sounding信号质量的系统，其特征在于，所述系统包含基站和如权利要求11中所述的移动终端，所述基站包含如权利要求8-10中所述的提升Sounding信号质量的装置。
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