CN101540624B - 一种群发业务中训练序列发射的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种群发业务中训练序列发射的方法，应用于时分双工通讯模式下，包括：(1)发射端分别为不同的小区配置各自对应的信道估计窗的位置，使每个小区使用同一个位置的信道估计窗，相邻小区使用不同位置的信道估计窗；(2)各个小区根据所述配置的各自对应的信道估计窗的位置得到该小区进行下行群发业务使用的训练序列；(3)发射端将得到的所述小区的训练序列加入该小区待发数据的训练序列域中，然后进行所述小区的下行数据发射。本发明在TDD模式的移动通信系统中提供了一种群发业务有效发射训练序列和进行信道估计的方法，可以大大的降低训练序列间干扰，提高信道冲激响应估计的准确程度，从而提高TDD模式中群发业务传输性能。

Description

一种群发业务中训练序列发射的方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统的TDD(时分双工，Time Division Duplex)通讯模式，尤其涉及一种群发业务中训练序列发射的方法。

背景技术

群发业务是一类以广播方式传输的业务，多用于数字集群通信系统中。在群发业务中，基站端可以向多个用户发送同一种业务的数据，也可以向多个用户组发送不同的业务数据，这些用户组分别由小区内多个用户组成。由于用户组内的用户随机分布在小区内，并且在这类业务中，基站无法及时的获得准确的用户位置信息，一般无法使用预处理算法(例如波束赋形算法)在发射端进行干扰消除。因此，群发业务以广播的方式按照上述方式进行下行数据传输，势必带来用户之间的信号干扰。

在TDD通信系统的群发业务中，基站以广播方式向小区内的用户发送数据，在小区内的用户不仅接收到期望数据，还接收到本小区其他用户的数据，以及相邻小区的用户数据，在用户设备接收端应该进行多小区多用户的信号联合检测，这样才能得到期望数据。在进行多小区多用户的信号联合检测时，信道估计是一个非常重要的参数，信道估计结果的准确程度直接影响到数据检测的效果。在TD-SCDMA(时分同步码分多址)通信系统的单播业务中，每个小区分别使用不同的基本训练序列。在一个小区内，通过对基本训练序列的扩展进行不同偏移量的截取得到小区内的不同用户训练序列，这样通过区分信道估计窗来区分不同用户的信道冲激响应。由于在单播系统中可以使用下行波束赋形算法，所以各小区各用户之间的数据及训练序列干扰都可以被空间波束抑制。但是在群发业务中进行全向发射时，如果还使用类似于单波业务的训练序列发射方法和估计方法，用户间和小区间的训练序列干扰是无法消除的，最终导致信道估计结果的不准确。

发明内容

本发明提供一种群发业务中训练序列发射的方法，以解决群发业务中用户间和小区间的训练序列干扰，最终导致信道估计结果不准确的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种群发业务中训练序列发射的方法，应用于时分双工通讯模式下，包括如下步骤：

(1)发射端分别为不同的小区配置各自对应的信道估计窗的位置，使每个小区使用同一个位置的信道估计窗，相邻小区使用不同位置的信道估计窗；

(2)各个小区根据所述配置的各自对应的信道估计窗的位置得到该小区进行下行群发业务使用的训练序列；

(3)发射端将得到的所述小区的训练序列加入该小区待发数据的训练序列域中，然后进行所述小区的下行数据发射。

本发明所述方法，其中，在所述群发业务接收端，按照如下步骤进行信道估计处理：

(4)在所述群发业务接收端，该接收端的用户设备同时获得相邻多个小区的训练序列信息以及信道估计窗的位置信息，然后根据所述信息分别进行这些小区的信道估计，得到这些小区的信道冲激响应；

(5)所述接收端的用户设备将上述得到的信道冲激响应发送给该用户设备的数据检测单元进行后续数据检测，恢复所述发射方发射的数据。

本发明所述方法，其中，步骤(1)中，所述发射端按照如下方式分别为不同的小区配置各自对应的信道估计窗的位置，使每个小区使用同一个位置的信道估计窗，相邻小区使用不同位置的信道估计窗：

所述发射端按照蜂窝组网的频率重用的频率编号方式，为各个小区进行编号，编号的数值对应该小区所使用的信道估计窗的位置。

进一步地，步骤(2)中，假设第n个小区的信道估计窗的位置编号为i，该小区的128位基本midamble码为 ${\mathrm{Mid}}_k=\{m_1^k,m_2^k,...{,m}_{128}^k\},$ 其中k∈{1，2，...，128}，并假设所有小区的信道估计窗的窗长为16，则所述基本midamble码的循环扩展可以由下式表示：

$\{{\mathrm{Mid}}_k,{\mathrm{Mid}}_k,{\mathrm{Mid}}_k\}=\{m_1^k,m_2^k,...,m_{128}^k,m_1^k,m_2^k,...,m_{128}^k,m_1^k,m_2^k,...{,m}_{128}^k\},$

$=\{{\mathrm{mid}}_1^k,...,{\mathrm{mid}}_{384}^k\}$

从所述基本midamble码的循环扩展中按下式的方式截取144位训练序列：

$M_n=\{{\mathrm{mid}}_{2*128-16*i}^k,...,{\mathrm{mid}}_{3*128-16*(i-1)}^k\},$

该M_n就是所述第n个小区进行下行群发业务使用的训练序列。

进一步地，步骤(3)中，所述发射端将得到的所述第n个小区的训练序列M_n加入该小区待发数据的训练序列域中，然后进行所述第n个小区的下行数据发射。

进一步地，步骤(4)中，所述接收端的用户设备通过系统消息获得P个小区的基本训练序列编号U和信道估计窗的位置编号V，其中U＝{u₁，...，u_P}，V＝{v₁，...，v_P}；假设该用户设备接收到的训练序列信号为r_mid，根据基本训练序列编号U按照下式分别进行所述P个小区的信道估计：

$H_p=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_{\mathrm{mid}}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{Mid}}_p\right)}\right),p=1,...,P;$

其中 $H_p=\{h_1^p,...,h_{128}^p\},$ 所述用户设备根据该H_p，p＝1，...，P和V＝{v₁，...，v_P}截取所述P个小区的16位信道冲激响应：

$H\_{\mathrm{vc}}_p=\{h_{(v1-1)*16+1}^p,...,h_{v1*16}^p\},p=1,...,P.$

进一步地，步骤(5)中，所述接收端的用户设备将上述得到的信道冲激响应H_vc_p，p＝1，...，P发送给该用户设备的数据检测单元进行后续数据检测，恢复所述发射方发射的数据。

本发明所述方法，其中，所述发射端为基站。

本发明所述方法，其中，所述方法应用于时分同步码分多址系统中。

本发明在TDD模式的移动通信系统中提供了一种群发业务有效发射训练序列和进行信道估计的方法，可以大大的降低训练序列间干扰，提高信道冲激响应估计的准确程度，从而提高TDD模式中群发业务传输性能。

附图说明

图1是本发明应用实例的基站发射端的处理流程图；

图2是本发明应用实例中第n个小区内的一个用户接收端信道估计处理流程图。

具体实施方式

本发明提供一种TDD模式下群发业务训练序列发射和接收的方法，在基站侧和用户设备之间进行群发业务训练序列的发射和信道估计，包括如下步骤：

在发射端：

(1)发射端分别为不同的小区配置各自对应的信道估计窗的位置，使每个小区使用同一个位置的信道估计窗，相邻小区使用不同位置的信道估计窗；

(2)各个小区根据所述配置的各自对应的信道估计窗的位置得到该小区进行下行群发业务使用的训练序列；

(3)发射端将得到的所述小区的训练序列加入该小区待发数据的训练序列域中，然后进行所述小区的下行数据发射；

在接收端：

(4)在所述群发业务接收端，该接收端的用户设备同时获得相邻多个小区的训练序列信息以及信道估计窗的位置信息，然后根据所述信息分别进行这些小区的信道估计，得到这些小区的信道冲激响应；

(5)所述接收端的用户设备将上述得到的信道冲激响应发送给该用户设备的数据检测单元进行后续数据检测，恢复所述发射方发射的数据。

以下结合附图及具体方式对本发明所述技术方案作进一步详细描述。

下面以TD-SCDMA模式下的集群通信系统中下行群发业务为例进行具体的描述：

图1是本发明应用实例中基站发射端群发业务的训练序列选择和发射流程框图。在TD-SCDMA系统中，一个基站控制器控制多个基站(基站1，...，基站m)，一个基站又可以控制多个小区。在本实施例中，相邻小区采用不同位置的信道估计窗。在本发明中，每个小区使用同一个位置的信道估计窗，相邻小区使用不同位置的信道估计窗。

步骤101，基站发射端按照类似于蜂窝组网的频率重用的频率编号方式，为各个小区进行编号，编号的数值对应该小区所使用的信道估计窗的位置；

假设第n个小区的信道估计窗的位置编号为i，该小区的128位基本midamble码(midamble码即训练序列，用于接收端的信道估计，位于时隙的中央，长度是144。相同小区相同时隙的不同用户使用的midamble码由同一基本midamble码派生得到的)为 ${\mathrm{Mid}}_k=\{m_1^k,m_2^k,...{,m}_{128}^k\},$ 其中k∈{1，2，...，128}，并设所有小区的信道估计窗的窗长为16；

步骤102，上述基本midamble的循环扩展可以由式(1)表示：

$\{{\mathrm{Mid}}_k,{\mathrm{Mid}}_k,{\mathrm{Mid}}_k\}=\{m_1^k,m_2^k,...,m_{128}^k,m_1^k,m_2^k,...,m_{128}^k,m_1^k,m_2^k,...{,m}_{128}^k\}$

$=\{{\mathrm{mid}}_1^k,...,{\mathrm{mid}}_{384}^k\}---\left(1\right)$

则可以从基本midamble码的循环扩展中按式(2)的方式截取144位训练序列：

$M_n=\{{\mathrm{mid}}_{2*128-16*i}^k,...,{\mathrm{mid}}_{3*128-16*(i-1)}^k\}---\left(2\right);$

上述M_n就是第n个小区所使用的训练序列，该小区中的所有下行业务都使用这个训练序列；

步骤103，发射端将从步骤102中得到的所述小区的将训练序列M_n加入该小区待发数据的训练序列域中，然后进行所述小区的下行数据发射。

图2是本发明应用实例中第n个小区内的一个用户接收端信道估计处理流程图。在群发业务接收端，该用户设备通过系统消息获得P个小区的基本训练序列编号U和信道估计窗的位置编号V，其中U＝{u₁，...，u_P}，V＝{v₁，...，v_P}。根据这P个小区的基本训练序列进行信道冲激响应估计，得到P个128位的信道冲激响应值，并根据信道估计窗的位置编号截取各个小区的16位信道冲激响应，最终送入用户设备的数据检测单元进行后续数据检测，恢复所述发射方发射的数据。

步骤201，用户设备通过系统消息获得P个小区的基本训练序列编号U和信道估计窗的位置编号V，其中U＝{u₁，...，u_P}，V＝{v₁，...，v_P}；

步骤202，假设用户设备接收到的训练序列信号为r_mid，根据编号组U按照式(3)分别进行P个小区的信道冲激响应估计：

$H_p=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_{\mathrm{mid}}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{Mid}}_p\right)}\right),p=1,...,P---\left(3\right)$

其中 $H_p=\{h_1^p,...,h_{128}^p\},$ FFT为傅里叶变换，IFFT为反傅立叶变换；

用户设备根据H_p，p＝1，...，P和V＝{v₁，...，v_P}截取P个小区的16位信道冲激响应。截取方法可以由式(4)：

$H\_{\mathrm{vc}}_p=\{h_{(v1-1)*16+1}^p,...,h_{v1*16}^p\},p=1,...,P---\left(4\right);$

步骤203，接收端的用户设备最终将H_vc_p，p＝1，...，P发送给用户数据检测单元进行后续数据检测，恢复所述发射方发射的数据。

综上所述，本发明一方面可以减少TDD模式下群发业务中小区间、用户间的训练序列的干扰，可以得到准确的信道冲激响应估计值，同时该方式的训练序列发射方法实现复杂度不高，可以在TD-SCMDA系统中高效地支持下行群发业务。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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保护范围之内。

Claims (8)

1.一种群发业务中训练序列发射的方法，应用于时分双工通讯模式下，其特征在于，包括如下步骤：

(1)发射端分别为不同的小区配置各自对应的信道估计窗的位置，使每个小区使用同一个位置的信道估计窗，相邻小区使用不同位置的信道估计窗；

(2)各个小区根据所述配置的各自对应的信道估计窗的位置得到该小区进行下行群发业务使用的训练序列；该步骤中，假设第n个小区的信道估计窗的位置编号为i，该小区的128位基本midamble码为

其中k∈{1，2，...，128}，并假设所有小区的信道估计窗的窗长为16，则所述基本midamble码的循环扩展可以由下式表示：

$\{{\mathrm{Mid}}_k,{\mathrm{Mid}}_k,{\mathrm{Mid}}_k\}=\{m_1^k,m_2^k,...,m_{128}^k,m_1^k,m_2^k,...,m_{128}^k,m_1^k,m_2^k,...,m_{128}^k\}$

$=\{{\mathrm{mid}}_1^k,...,{\mathrm{mid}}_{384}^k\}$

从所述基本midamble码的循环扩展中按下式的方式截取144位训练序列：

$M_n=\{{\mathrm{mid}}_{2*128-16*i}^k,...,{\mathrm{mid}}_{3*128-16*(i-1)}^k\},$

该M_n就是所述第n个小区进行下行群发业务使用的训练序列；

(3)发射端将得到的所述小区的训练序列加入该小区待发数据的训练序列域中，然后进行所述小区的下行数据发射。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，在群发业务接收端，按照如下步骤进行信道估计处理：

(4)在所述群发业务接收端，该接收端的用户设备同时获得相邻多个小区的训练序列信息以及信道估计窗的位置信息，然后根据所述信息分别进行这些小区的信道估计，得到这些小区的信道冲激响应；

(5)所述接收端的用户设备将上述得到的信道冲激响应发送给该用户设备的数据检测单元进行后续数据检测，恢复所述发射端发射的数据。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中，所述发射端按照如下方式分别为不同的小区配置各自对应的信道估计窗的位置，使每个小区使用同一个位置的信道估计窗，相邻小区使用不同位置的信道估计窗：

所述发射端按照蜂窝组网的频率重用的频率编号方式，为各个小区进行编号，编号的数值对应该小区所使用的信道估计窗的位置。

4.如权利要求3所述方法，其特征在于，步骤(3)中，所述发射端将得到的所述第n个小区的训练序列M_n加入该小区待发数据的训练序列域中，然后进行所述第n个小区的下行数据发射。

5.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤(4)中，所述接收端的用户设备通过系统消息获得P个小区的基本训练序列编号U和信道估计窗的位置编号V，其中U＝{u₁，...，u_P}，V＝{v₁，...，v_P}；假设该用户设备接收到的训练序列信号为r_mid，根据基本训练序列编号U按照下式分别进行所述P个小区的信道估计：

$H_p=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_{\mathrm{mid}}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{Mid}}_p\right)}\right),p=1,...,P;$

其中

所述用户设备根据该H_p，p＝1，...，P和V＝{v₁，...，v_P}截取所述P个小区的16位信道冲激响应：

$H\_{\mathrm{vc}}_p=\{h_{(v1-1)*16+1}^p,...,h_{v1*16}^p\},p=1,...,P.$

6.如权利要求5所述方法，其特征在于，步骤(5)中，所述接收端的用户设备将上述得到的信道冲激响应H_vc_p，p＝1，...，P，发送给该用户设备的数据检测单元进行后续数据检测，恢复所述发射端发射的数据。

7.如权利要求1～6任一项所述方法，其特征在于，所述发射端为基站。

8.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法应用于时分同步码分多址系统中。

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