CN101557371A - 多载波mimo系统的基站中为移动终端确定导频图案的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频信号的技术方案。根据本发明，基站根据预存的多个导频图案的复用相关信息，由所述多个导频图案中为该基站所服务的移动终端确定导频图案。采用本发明所提供的技术方案，可以在现有技术解决小区内多用户间导频信号相互干扰的问题的基础上，兼顾消除或降低了相邻小区之间的导频信号干扰。

Description

多载波MIMO系统的基站中为移动终端确定导频图案的方法

技术领域

本发明涉及通信网络中确定导频图案的方法和装置，尤其涉及在基于MIMO(多入多出)的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频图案的方法和装置。

背景技术

如本领域技术人员周知的，在宽带无线通信网络中，由多径效应引起的频率选择性衰落问题非常突出，而多载波技术在克服多径衰落的影响方面具有显著的优势，其也因此在宽带无线通信领域得到越来越广泛的应用。

多载波技术的基本原理是将高速率的信息数据经串/并变换，分割为若干路低速信息数据，然后对每路低速率信息数据采用一个独立的载波调制并叠加在一起构成待发送信号。在接收端，用同样数量的载波对接收到的信号进行相干接收，获得低速率信息数据后，再通过并/串变换得到原来的高速率信息数据。在各种多载波技术中，OFDM(正交频分复用)技术因为其突出的频谱效率而得到广泛关注。

下面，结合图1，并以OFDM技术为例来从帧结构的角度对多载波技术进行介绍，其中，图1示出了为一个OFDM帧的时/频结构图。

串行数据经串/并变换后调制到Kc个子载波上(Kc的常用值包括256、512、1024等，以利于IFFT和FFT的应用)以构成一个OFDM符号，其周期为Ts’，每个子载波的带宽为Fs。实际应用中，经常将Ks个OFDM符号组合成一个OFDM帧。一个OFDM帧所占用的多个子载波按其用途可以分为三类，即：数据子载波，用于传输用户数据和控制信令；导频子载波，用于传输导频信号以便用户终端进行信道估计和同步；虚拟子载波，相当于用于避免信号相互干扰的保护带宽，图1中，为简明起见，仅以斜线阴影方格示出了4个导频子载波。通常，人们将导频信号(或导频子载波)在OFDM帧的时/频二维结构中所处的位置称为导频图案(pilot pattern)。

导频图案的设计和优化对系统整体性能起着非常重要的作用。如：现有的宽带无线通信网络多采用小区制，每一个基站的信号覆盖一个小区，进而由多个基站所辖的小区形成网络覆盖。一般来说，现有技术中的导频图案设计仅着眼于小区内的设计问题，例如，设计导频图案以使得不同的物理天线或虚拟天线上的导频信号在特定域(例如时域、频域、延迟域中的至少一项)内相互正交，以避免小区内部导频信号间的干扰。然而，事实上，小区与小区之间同样会存在导频信号的相互干扰，例如，在IEEE802.16d/e系统中，相邻小区的导频图案相互重合，从而引起严重的小区间导频干扰，这种干扰对于处在小区交叉区域中的移动终端尤为明显。由此可见，现有的导频图案设计忽略了小区间的干扰问题。

另外，近年来提出了一些先进传输技术以解决相邻小区干扰问题并提高系统容量，例如，由阿尔卡特朗讯所提出的Co-MIMO(协同MIMO)技术。在Co-MIMO技术中，多个基站可以协同服务于一个移动终端，这种移动终端一般位于小区交叉区域中，它距离其中任一基站都有较远的距离而难以由其中之一来单独服务。此外，每个基站可以同时服务于其覆盖区域内的多个移动台。由此，以两个基站同时服务于一个移动终端为例，基于现有系统中的导频图案方案，这两个基站将很可能使用完全相同的导频图案来向此移动终端发送导频信号，于是该移动终端会接到两个互为干扰的导频信号，从而无法正常地(至少是无法最优化地)进行信道估计。

由此观之，现有的导频图案设计不但不能解决小区间的导频信号相互干扰，也不适合于日益成熟的Co-MIMO技术，业界迫切需要一种新颖的导频图案确定方法和装置来解决上述问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种新的由基站为移动终端确定导频图案的方法和装置，其核心思想在于，当基站与另一个或多个其它基站协同服务于一个移动终端时，该基站将一个不会被任一所述其它基站使用的本基站的导频图案确定为该移动终端的导频图案，从而，保证了协同服务于一个移动终端的各个基站使用互不相同的导频图案向该移动终端发送导频信号，避免了小区间的导频信号干扰。优选的，所述互不相同的导频图案之间相互正交。具体的：

根据本发明的第一方面，提供了一种在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频图案的方法，其中，包括以下步骤：c.根据预存的多个导频图案的复用相关信息，由所述多个导频图案中为该基站所服务的移动终端确定导频图案。

根据本发明的第二方面，提供了一种在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频图案的导频图案确定装置，其中包括：第一确定装置，用于根据预存的多个导频图案的复用相关信息，由所述多个导频图案中为该基站所服务的移动终端确定导频图案。

采用本发明所提供的技术方案，可以在现有技术解决小区内多用户间导频信号相互干扰的问题的基础上，兼顾消除或降低相邻小区之间的导频信号干扰。本发明的技术方案揭示的新的导频图案设计方案可以以协同多小区技术作为基础，特别适合应用于如阿尔卡特朗讯提出的Co-MIMO技术之中。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置(模块)。

图1所示为一个OFDM帧的时/频结构图；

图2所示为现有无线通信网络通常采用的蜂窝网络示意图；

图3所示为本发明适用的通信网络的系统组成示意图；

图4所示为根据本发明的一个具体实施方式的在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频信号的方法流程图；

图5所示为图4中所示步骤S44的细化流程图；

图6所示为根据本发明的一个非限定性实施例的一个基站组所配置的导频图案的示意图；

图7所示为根据本发明的一个非限定性实施例的在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频信号的导频图案确定装置的框图；

图8所示为根据本发明的一个非限定性实施例的在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频信号的导频图案确定装置的框图。

具体实施方式

图2是现有无线通信网络通常采用的蜂窝网络示意图。如图中所示，基站1、基站2直至基站7各自所辖小区(cell，即图中各个以阿拉伯数字为几何中心的实线六边形)形成网络覆盖。在现有的无线通信网络如GSM网络中，为提高网络容量，往往采用频率复用技术。频率复用技术是指同一载频的无线信道覆盖不同地区，这些使用相同载频的地区之间相隔一定的距离以使同频干扰抑制在可接受的范围内。早期的移动通信系统中，由于抗同、邻频干扰的功能较少，一般采用较宽松的频率复用方式，较为流行的频率复用方式是7/21复用，7/21复用即为将所有频点平均分在7个基站的21个扇区中(在蜂窝系统中一般将每个基站分为3个扇区，如图2中基站4、6、7所辖区域中A、B、C所示)，在这21个扇区中频点不重复使用，以这21个扇区为一个拓扑结构在整网中重复使用(也可以理解为7个基站组成的拓扑结构)。从这个关系中可以看出每个扇区的最高载频配置取决于两个因素，一是运营商所拥有的频率资源，二是在网络设计时所采用的频率复用方式。拿7/21复用为例，每基站最高载频配置＝所有频点数/7，每扇区最高载频配置＝所有频点数/21。这里的7对应通常所说的频率复用因子，它是衡量一个网络频率复用宽松程度的一个主要参数。在GSM系统发展初期，较为流行的是4/12频率复用方式，它是以4个基站为一组(例如图2中所示基站1、2、3、4)重复使用频点的，和以7个基站为一组的7/21复用相比同频间隔距离要小，而且每一个基站(或扇区)中配置更多的载频，从而在单位面积上提供更大的容量。随着先进抗干扰技术的使用，采用更低频率复用因子的频率复用方式得到越来越多的应用，例如3/9频率复用方式(3个基站为一组重复使用频点，例如图1中所示基站1、2、4)、2/6频率复用方式(2个基站为一组重复使用频点，例如图1中所示基站6、7)，甚至1/3复用方式也开始应用。在1/3复用方式中，频率复用因子为1，即每个基站都可以配置系统的所有载频，而通过给基站所辖三个扇区分配不同的载频以使得任意相邻扇区的载频不同来降低同频干扰。

本发明所揭示的技术方案借鉴了小区分组和频率复用技术的思想，可以在现有技术解决小区内多用户间导频信号相互干扰的问题的基础上，兼顾消除或降低相邻小区之间的导频信号干扰。

图3所示为本发明适用的通信网络的系统组成示意图。如图3所示，该系统包括基站4和1，移动终端8、9和0。不失一般性地，假设基站4和1各有四个天线，移动终端8、9和0各有两个天线，基站4和1可以协同服务于同一移动终端(例如移动终端8)，而且基站4或1可以同时服务于多用户(例如基站4可以同时服务于移动终端8和9)。

本发明涉及的导频图案设计协同考虑了小区内和小区间的传输和协调，其需要满足以下要求：

1)避免严重的小区间导频信号的干扰，其对处于小区间交叠区域的移动终端具有尤其重要的意义。

2)避免同一移动终端在一个小区内使用多天线对多数据流进行接收时，与该移动终端相对应的多个数据流间的导频信号干扰。

3)避免或最小化一个小区内多用户之间的导频信号的干扰，这有助于下行多用户传输时的相干检测。

为满足上述要求1)和要求2)，可以通过为导频分配正交的时/频资源来实现，也就是，不同的导频图案通过时分复用或频分多复用分开来，参考图1，形象的理解是不同的导频图案完全没有重叠部分(即任意两个不同的导频图案中没有一处阴影区域相互重叠)。当系统对于导频开销(即导频信号所占用的时/频资源总量)不敏感时，可以同样以正交导频的方式来满足上述要求3)。当然，从节约资源的角度考虑，为避免过大的导频开销，系统也可以采用其他方法来满足上述要求3)，例如采用预编码(pre-coding)技术使得相同时/频资源配置中的重叠的导频通过正交预编码传输信号区分开来，换言之，采用相同的导频图案的移动终端通过空分复用加以区别。

图4所示为根据本发明的一个具体实施方式的在基于MIMO的多载波通信网络中，基站为移动终端确定导频图案的方法流程图。

参考图2至图4，根据本发明的一个非限定性实施例，基站1、2、4构成一个基站组，该组中的基站可以协同服务于一个移动终端(采用例如阿尔卡特朗讯所提出的Co-MIMO技术)。不失一般性地，假设基站1、2、4各有四个天线，移动终端8具有两个天线，其可以接受基站4和/或1的服务。本领域技术人员理解，当移动终端8移动至距离基站1非常近的区域时，其必将远离基站4，此时，由于移动终端8与基站1之间的信号强度很高，相比之下，移动终端8与基站4之间的信号强度很弱，此时，优选的由基站1来单独服务于移动终端8，反之亦然；而当移动终端8靠近基站1和4的覆盖区域的交界时，如果选择移动终端8其可以同时接受基站1和4的服务。上述为移动终端确定归属基站(即为该移动终端提供服务的基站)的方案已经由现有标准及本申请的申请日之前阿尔卡特朗讯所提出的专利申请所充分披露，在此不再赘述。本发明主要利用这一确定机制的结果，即，利用服务状态信息，其用于指示一个移动终端由一个基站单独服务还是由多个基站协同服务。

优选地，由基站1、2、4组成的所述基站组中，基站4是其中的主基站，具体负责确定该基站组内各基站的公用导频图案和各自的专用导频图案；基站1和2是该基站组内的从基站，由基站4处获知该组内的公用导频图案及其各自的专用导频图案后，将获知的导频图案用于为其所服务的移动终端确定导频图案以提供导频信号。

上述该基站组的公用导频图案是指，在该基站组内，任一基站均可用于为下属的移动终端提供导频信号的导频图案，因此，根据本发明，组内各个基站均知晓哪些导频图案属于公用导频图案。

上述该基站组内的一个基站的专用导频图案是指，一旦一个导频图案被确定为一个基站的专用导频图案，在重新执行对该导频图案的分类(确定其为公用或专用导频图案)之前，其它基站都不得使用该导频图案来为移动终端提供导频信号。为此，对于一个专用导频图案，主基站可以仅将其告知与之相应的基站，这样，其它基站就无法使用了。可选的，主基站可以将该专用导频图案也提供给其它基站，但是，需用一个标志位来明确该专用导频图案的归属，这样，组内各个基站在为移动终端确定导频图案时，通过检查各个专用导频图案所带的标志位，即可知晓哪些专用导频图案属于自己，而哪些不属于自己因而不能使用。

具体的，在步骤S41中，基站4要确定该基站组内的公用导频图案以及各基站的专用导频图案，并为所确定的各个导频图案分别生成复用相关信息。这里的导频图案的复用相关信息用于指示该导频图案是该基站组内的公用导频图案还是某一基站的专用导频图案。本领域技术人员应该理解，基于现有技术，导频图案的复用相关信息可以用如下方式生成：在携带导频图案的数据包的特定位置增加用以标识复用相关信息的数据段，例如“0”表示该基站组的公用导频图案、“1”表示基站4的专用导频图案、“2”表示基站1的专用导频图案、“3”表示基站2的专用导频图案。由于上述数据段不但可以标识一个导频图案是公用还是专用，而且，还可以标识专用导频图案的归属，因此，其尤其适用于主基站将所确定的所有导频图案的信息告知组内所有基站的情形。

可选的，如果主基站仅将专用导频图案告知与之相对应的从基站，则主基站提供给从基站的导频图案所带的标识可以仅仅揭示该导频属于公用导频图案还是专用导频图案，譬如，“0”表示公用导频图案而“1”表示专用导频图案。而在主基站处，如果它根据上述公用导频图案、专用导频图案的确定结果而赋予各个导频图案的标识信息仅能体现该导频图案是公用还是专用，主基站仅会将公用导频图案以及本主基站的专用导频图案保存为预存的多个导频图案以用于后续为移终端提供导频信号。如果主基站保存所有导频图案，则各个专用导频图案的标识信息需要有能力标识其具体的归属，以免出现混乱。

下文中，不失一般性地，假设主基站提供给各个从基站的导频图案仅包括公用导频图案和相应从基站的专用导频图案，且主基站保留下来用于为移动终端提供导频信号的导频图案仅包括公用导频图案和本主基站自己的专用导频图案。本领域技术人员理解，上述假设仅为使得下文中的表述更加清晰，而不构成对本发明保护范围的任何限制。

再回到方法步骤的描述之中，基站4(主基站)在步骤S41中确定组内的公用导频图案以及组内各基站的专用导频图案并分别生成相应的复用相关信息后，该方法进入步骤S42。

在步骤S42中，基站4将所确定的该基站组内的公用导频图案以及该基站组内各个基站的专用导频图案随各自的复用相关信息通知给相应基站(图4中，为简明起见，仅示出了基站4与基站1之间的交互，对于略去的基站4与基站2之间的交互，请参照下文中对于基站4、1的相关描述)。

步骤S42从主基站的角度来描述主、从基站之间基于步骤S41中的确定结果所进行的交互。与步骤S42相对应的，由从基站1的角度来看，其主要在步骤S11中执行了以下操作：由该基站组内的主基站4处获得该基站组的公用导频图案和本基站(基站1)的专用导频图案及上述各导频图案的复用相关信息。

在步骤S43中，基站4将所确定的该基站组内的各个公用导频图案以及本基站的各个专用导频图案作为预存的多个导频图案。以便在随后的步骤S44中根据所述预存的多个导频图案的复用相关信息，从中为基站4所服务的移动终端确定相应的导频图案。

而在从基站1处，也有类似的操作，即，在步骤S12中，基站1将所获得的各个导频图案作为多个预存的导频图案，以便在随后的步骤S13中根据所述预存的多个导频图案的复用相关信息，从中为该基站所服务的移动终端确定导频图案。

优选地，在步骤S44中，基站4基于其所服务的移动终端的服务状态信息，以及步骤S43中确定的多个预存的导频图案的复用相关信息，由这些导频图案中来为该移动终端确定导频图案，其中，移动终端的服务状态信息用于指示该移动终端由所述基站组内的一个或多个基站服务，当一个移动终端由一个基站服务时，本文中称为由该基站单独服务所述移动终端；而当一个移动终端由多个基站服务时，本文中称为由所述多个基站为该移动终端协同服务于所述移动终端。每个导频图案的复用相关信息用于指示该导频图案为该基站组内的公用导频图案或该基站的专用导频图案，形如上文中提及的数据段“0”、“1”、“2”、“3”等。

同样地，在步骤S13中，基站1基于其所服务的移动终端的服务状态信息，以及预存的多个导频图案的复用相关信息，由步骤S12中所获得的多个预存的导频图案中来为该移动终端确定导频图案。由于步骤S42/S11的后续步骤中，主基站与从基站的机制完全相同，下文中，将不再特别针对基站1另行描述，请参照对基站4的说明。

上述实施例中的步骤S44的具体实现如图5所示，结合图3说明如下：

所述步骤S44具体包括子步骤S441、S442和S443，对于基站4所服务的移动终端8，在子步骤S441中，基站4移动终端8的服务状态信息(指示基站4和基站1协同服务于移动终端8)，判断移动终端8是否由基站4所属基站组中的多个基站协同服务。所得的判断结果为“是”，于是，进入步骤S442，基站4由预存的多个导频图案中选择本基站的专用导频图案(由数据段“1”所标识)来作为为移动终端8所确定的导频图案。

对于基站4所服务的另一移动终端9(其服务状态信息指示基站4单独服务于移动终端9)，步骤S441中将得到为“否”的判断结果。于是，在步骤S443中，基站4由预存的多个导频图案中选择该基站组的公用导频图案来作为为移动终端9所确定的导频图案。

之所以要求基站为其参与协同服务的移动终端选择专用导频图案，主要是因为：被协同服务的移动终端通常位于小区边缘，从而最容易受到/造成小区间干扰(具体到导频信号，则移动终端主要是受干扰的一方)，如果基站4为移动终端8确定公用导频图案，而基站1也为移动终端1确定公用导频图案，则这两个公用导频图案将可能重合(选择了同一公用导频图案)，而一旦这两个导频图案重合，后续的来自基站4和基站1的导频信号所占用的载波(频域)、时隙(时域)完全相同，在移动终端8处互相干扰，于是，移动终端8将无法正确还原出这两个导频信号，无法进行信道估计，影响对基站发来的数据的解析。而如果移动终端8还需要对上行信号进行信道编码，失败的信道估计也会对所述信道编码造成不可估量的负面影响。通过为移动终端8选择基站4的专用导频图案(隐含地，基站1也为移动终端8选择基站1的专用导频图案)，避免了基站4和基站1为移动终端8确定同样的导频图案，从而不会造成小区间的导频信号干扰，为移动终端8正确地获得导频信号奠定了基础。

而对于基站4单独服务的移动终端如移动终端9，其之所以被确定为由基站4单独服务，即是因为其距离基站4的距离非常近，即使基站1为其下属的其它移动终端确定的导频图案与基站4为移动终端9确定的导频图案相同，由于基站1发出的导频信号到达移动终端9时已经非常弱，或者在移动终端9处基站4发来的导频信号比基站1发来的导频信号的强度高得多，例如高10dB以上，移动终端9也能正确还原(retrieve)其归属基站(基站4)发来的导频信号。当然，如果系统对导频开销不敏感，则基站4甚至可以为移动终端9也确定一个专用导频图案，从而其与移动终端9之间的导频信号传输也不会遭受/造成小区间导频信号干扰。

图5描述了本发明的一个优选实施例，其尤其适用于系统对于导频开销不甚敏感的情形，此种情形下，一个基站可以拥有较多的专用导频图案，从而支持该优选实施例，以导频开销作为代价最大程度地避免了小区间的导频信号干扰。该优选实施例还拥有一个变化例，其中，基站分配给由该基站协同服务的移动终端的导频图案可以是一个公用导频图案，具体的，假设基站1、4均分配公用导频图案给移动终端8，而为在此种情况下避免基站1、4发出的导频信号在移动终端8处互相干扰，有必要让基站1、4为移动终端8确定不同的公用导频图案。具体地，可以由各个协同服务的基站中的一个来首先从多个公用导频图案中为移动终端8确定一个导频图案，接着，将这个确定结果告知其它参与该协同服务的基站，根据这个确定结果，基所述其它基站被迫在除此导频图案以外的其它公用导频图案中为移动终端8选择导频图案，从而避免上述干扰。

本领域技术人员理解，与图5所示的优选实施例相比，上述变化例在限制节约导频资源方面有一定贡献，但是，由于为处于小区边缘的移动终端确定了可以在小区间复用的导频图案，移动终端8将可能因与某个由基站4/1单独服务的移动终端享有相同的导频图案而受到一定干扰。

优选的，在本文中所述的一个基站组所使用的多个导频图案中，任一基站的任一专用导频图案与该基站组的任一公用导频图案相互正交。更优选地，该基站组所使用的所有导频图案之间相互正交。本段落中关于基站组的导频图案配置同样适用于后面结合图6所描述的具体实施例。

图6示出了根据本发明的一个非限定性实施例的一个基站组所配置的导频图案的示意图。其中，空载波/零载波表示在该载波上什么信号都不传。

下面结合图3至图6，进一步描述本发明。如图6所示，由基站1、2、4组成的基站组(其中基站4是主基站，基站1、2是从基站)共配置有8个相互正交的导频图案，分别为导频图案a、b、c、d、e、f、g、h。基站4确定导频图案a和b为该基站组的公用导频图案，确定导频图案c和d为自身(基站4)的专用导频图案，确定导频图案e和f为基站1的专用导频图案，确定导频图案g和h为基站2的专用导频图案，并为8个导频图案生成各自的复用相关信息。随后，基站4将导频图案a、b、e、f及其复用相关信息通知给基站1，将导频图案a、b、g、h及其复用相关信息通知给基站2，将导频图案a、b、c、d作为预存的导频图案。基站1获得导频图案a、b、e、f及其复用相关信息，并将导频图案a、b、e、f作为自身预存的导频图案。基站2获得导频图案a、b、g、h及其复用相关信息，并将导频图案a、b、g、h作为自身预存的导频图案。

假设移动终端8位于基站4和1信号覆盖区域的交界(交叉)区域并由基站4和1协同提供服务。基站4根据移动终端8的服务状态信息确定移动终端8由该基站组中的多个基站协同服务，于是由本基站的专用导频图案中选择一个作为为移动终端8确定的导频图案，例如选择导频图案c。基站1根据移动终端8的服务状态信息确定移动终端8由该基站组中的多个基站协同服务，于是由本基站的专用导频图案中选择一个作为为移动终端8确定的导频图案，例如选择导频图案e。因为基站4和1为移动终端8所确定的导频图案相互正交，所以最大程度地避免和减小了移动终端8接受基站4和1协同服务时两路信号之间的导频干扰。假设移动终端9位于基站4信号覆盖区的中心区域而远离该基站组内的其他基站时，其由基站4单独服务。基站4根据移动终端9的服务状态信息确定移动终端9由本基站独立服务，于是由该基站组的公用导频图案中选择其为移动终端9确定的导频图案，例如选择导频图案a和b。因为该系统采用了MIMO技术，移动终端9的两个天线用于接收两个信号流，因此基站4为其确定了两个导频图案以各自用于一个信号流。

假设移动终端0位于基站1信号覆盖区的中心区域而远离其他基站时，其由基站1单独服务。基站1根据移动终端0的服务状态信息确定移动终端0由本基站独立服务，于是由该基站组的公用导频图案中选择其为移动终端0确定的导频图案，例如选择导频图案a和b。因为该系统采用了MIMO技术，移动终端0的两个天线将用于接收两个信号流，因此基站1为其确定了两个导频图案以各自用于一个信号流。

可见，本例中，基站4为移动终端9确定的导频图案为导频图案a和b，基站1为移动终端0确定的导频图案为导频图案a和b，因为移动终端9远离基站1，其接收到的基站1或其他基站的干扰信号远小于基站4的信号，而移动终端0远离基站4，其接收到的基站4或其他基站的干扰信号远小于基站1的信号，所以移动终端9和0均能正常接受服务而不至于产生太大的相互干扰。

本实施例以两基站协同服务于一个移动终端为例进行描述，本领域技术人员应该理解，更多的基站协同服务于同一移动终端也是可行的，需要注意的是，移动终端需要更多的天线以支持更多小区的协同服务，例如，基站1、2、4协同服务于移动终端8，则移动终端8需要(至少)三个天线来支持此类协同服务。更多基站协同服务于同一移动终端的方法类似于前面描述的两基站协同服务于同一移动终端的方法，其相应的处理步骤可以参考前面结合图4所揭示的在基于MIMO的多载波通信网络中由基站为移动终端确定导频图案的方法，在此不再赘述。

在上述对本发明的非限定性实施例的描述中，通信网络中的基站以相邻的三个基站为一个基站组，以基站组为拓扑结构形成网络覆盖。参考图2，例如基站1、2、4为一个基站组，基站3、6以及所辖小区与基站3、6所辖小区均接壤而并非基站4的那一个基站(图中未示出)为一个基站组，以此类推。整个网络系统的导频资源(导频图案)以基站组为一个拓扑结构在整网中重复使用。

根据本发明的另一个非限定性实施例，通信网络中的基站以相邻的两个基站为一个基站组，以基站组为拓扑结构形成网络覆盖。参考图2，例如基站1、2为一个基站组，基站4、5为一个基站组，基站6、7为一个基站组，以此类推。整个网络系统的导频资源(导频图案)以基站组为一个拓扑结构在整网中重复使用。

本领域技术人员应该理解，采用其他数目的基站构成的基站组作为通信网络的拓扑结构也是可行的，例如，四个基站构成的基站组，或者七个基站构成的基站组等。另外，通信网络拓扑中包括由不同数目的基站构成的基站组也是可行的。例如，网络中同时存在两个基站构成的基站组和三个基站构成的基站组等。

此外，根据本发明的另一个非限定性实施例，参考图2至图6，基站1、2、4构成一个基站组，该基站组内没有主、丛基站之分，各个导频图案及其复用相关信息都已预先设定，且公用导频图案以及各基站的专用导频图案也已预存在相应基站处。则图4所示的在基于MIMO的多载波通信网络中由基站为移动终端确定导频图案的方法流程图可以适当简化以适用本实施例，其中的许多步骤均可省略，而仅保留步骤S44和步骤S13。在步骤S44中，基站4基于其所服务的移动终端的服务状态信息，以及预存的多个导频图案的复用相关信息，由这些多个导频图案中来为该移动终端确定导频图案。根据该实施例的优选变化例，上述的步骤S44进一步包括如图5所示的步骤。在步骤S441中，基站4基于本基站所服务的移动终端的服务状态信息，判断该移动终端是否由本基站所属基站组中的多个基站协同服务。如果判断结果为是，即该移动终端由本基站所属基站组中的多个基站协同服务，则在步骤S442中，基站4根据预存的多个导频图案中选择本基站的专用导频图案来作为为该移动终端所确定的导频图案。如果判断结果为否，即该移动终端由本基站单独服务，则在步骤S443中，基站4根据预存的多个导频图案中选择本基站所属基站组的公用导频图案来作为为该移动终端所确定的导频图案。基站1或2可以采取同样的处理，在此不再赘述。

前面所描述的各种网络拓扑结构及系统导频资源(导频图案)重用方式均适用于上述结合相应的方法流程所描述的具体实施例。

图7所示为根据本发明的一个非限定性实施例的在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频信号的导频图案确定装置的框图。图7中所示的导频图案确定装置40包括第二确定装置401、通知装置402和第一确定装置403，第一确定装置403又进一步包括判断装置4031和第三确定装置4032。该导频图案确定装置40典型地位于图3所示的一个基站组内的主基站4中。

图8所示为根据本发明的一个非限定性实施例的在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频信号的导频图案确定装置的框图。图8所示的导频图案确定装置10包括第一获得装置101和第一确定装置102，第一确定装置102又进一步包括判断装置1021和第三确定装置1022。该导频图案确定装置10典型地位于图3所示的一个基站组内的从基站1/2中。

根据本发明的一个非限定性实施例，参考图2、图3、图7和图8，基站1、2、4构成一个基站组，该基站组中的基站可以协同服务于一个移动终端(采用例如阿尔卡特朗讯所提出的Co-MIMO技术)。不失一般性地，假设基站1、2、4各有四个天线，移动终端8具有两个天线，其可以接受基站4和/或1的服务。本领域技术人员理解，当移动终端8移动至距离基站1非常近的区域时，其必将远离基站4，此时，由于移动终端8与基站1之间的信号强度很高，相比之下，移动终端8与基站4之间的信号强度很弱，此时，优选的由基站1来单独服务于移动终端8，反之亦然；而当移动终端8靠近基站1和4的覆盖区域的交界时，如果选择移动终端8其可以同时接受基站1和4的服务。上述为移动终端确定归属基站(即为该移动终端提供服务的基站)的方案已经由现有标准及本申请的申请日之前阿尔卡特朗讯所提出的专利申请所充分披露，在次不再赘述。本发明主要利用这一确定机制的结果，即，利用服务状态信息，其用于指示一个移动终端由一个基站单独服务还是由多个基站协同服务。

优选地，由基站1、2、4组成的所述基站组中，基站4是其中的主基站，具体负责确定该基站组内各基站的公用导频图案和各自的专用导频图案；基站1和2是该基站组内的从基站，由基站4处获知该组内的公用导频图案及其各自的专用导频图案后，将获知的导频图案用于为其所服务的移动终端确定导频图案以提供导频信号。

首先，基站4中的导频图案确定装置40中的第二确定装置401要确定该基站组内的公用导频图案以及各基站的专用导频图案，并为所确定的各个导频图案分别生成复用相关信息。这里的导频图案的复用相关信息是用于指示该导频图案是该基站组内的公用导频图案还是某一基站的专用导频图案。本领域技术人员应该理解，基于现有技术，导频图案的复用相关信息可以用如下方式生成：在携带导频图案的信息中夹带用以标识复用相关信息的数据段，例如“0”标识该基站组的公用导频、“1”标识基站4的专用导频、“2”标识基站1的专用导频、“3”标识基站2的专用导频。

然后，基站4中的导频图案确定装置40中的通知装置402将所确定的该基站组内的公用导频图案以及该基站组内各个基站的专用导频图案及其各自的复用相关信息通知给相应基站。基于现有技术，该过程可以用如下方式实现：1)通知装置402将所有导频图案随其各自的复用相关信息告知该基站组内的所有从基站；或2)通知装置402将公用导频图案随其复用相关信息“0”告知该基站组内的所有基站，而将基站1的专用导频图案随其复用相关信息“2”发送给基站1，将基站2的专用导频图案随其复用相关信息“3”发送给基站2。

基站1中的导频图案确定装置10中的获得装置101由该基站组内的主基站处获得该基站组的公用导频图案和本基站的专用导频图案及其各自的复用相关信息。

基站4中的导频图案确定装置40中的第一确定装置403将所确定的该基站组内的各个公用导频图案以及基站4自身的各个专用导频图案作为本基站的预存的多个导频图案。当基站4为移动终端提供服务时，第一确定装置403根据所述预存的多个导频图案的复用相关信息，由这些导频图案中为该基站所服务的移动终端确定导频图案。

基站1中的导频图案确定装置10中的第一确定装置102将所获得的各个导频图案作为基站1的多个预存的导频图案。当基站1为移动终端提供服务时，第一确定装置102根据预存的多个导频图案的复用相关信息，由这些导频图案中为该基站所服务的移动终端确定导频图案。

优选地，基站4中的导频图案确定装置40中的第一确定装置403还基于其所服务的移动终端的服务状态信息，以及所述预存的多个导频图案的复用相关信息，由这些多个导频图案中来为该移动终端确定导频图案。

优选地，第一确定装置403中的判断装置4031基于本基站所服务的移动终端的服务状态信息，判断该移动终端是否由本基站所属基站组中的多个基站协同服务。如果判断结果为是，即该移动终端由本基站所属基站组中的多个基站协同服务，则第一确定装置403中的第三确定装置4032根据预存的多个导频图案中选择本基站的专用导频图案来作为为该移动终端所确定的导频图案。如果判断结果为否，即该移动终端由本基站单独服务，则第一确定装置403中的第三确定装置4032根据预存的多个导频图案中选择本基站所属基站组的公用导频图案来作为为该移动终端所确定的导频图案。

优选地，基站1中的导频图案确定装置10中的第一确定装置102所进行的操作处理类同于基站4中的导频图案确定装置40中的第一确定装置403，在此不再赘述。

下面结合图3至图8，进一步上述实施例。如图6所示，由基站1、2、4组成的基站组(其中基站4是主基站，基站1、2是从基站)共配置有8个相互正交的导频图案，分别为导频图案a、b、c、d、e、f、g、h。基站4中的导频图案确定装置40中的第二确定装置401确定导频图案a和b为该基站组的公用导频图案，确定导频图案c和d为自身(基站4)的专用导频图案，确定导频图案e和f为基站1的专用导频图案，确定导频图案g和h为基站2的专用导频图案，并为8个导频图案生成各自的复用相关信息。随后，基站4中的导频图案确定装置40中的通知装置402将导频图案a、b、e、f及其复用相关信息通知给基站1，将导频图案a、b、g、h及其复用相关信息通知给基站2。基站4中的导频图案确定装置40中的第一确定装置403将导频图案a、b、c、d作为基站4预存的导频图案。基站1中的导频确定装置10中的获得装置101获得导频图案a、b、e、f及其复用相关信息，其第一确定装置102将导频图案a、b、e、f作为基站1预存的导频图案。基站2中的相应装置及其操作处理类同于基站1，不再赘述。

假设移动终端8位于基站4和1信号覆盖区的交叉区域并由基站4和1协同提供服务。基站4中的导频图案确定装置40中的判断装置4031根据移动终端8的服务状态信息确定移动终端8由该基站组中的多个基站协同服务，于是其第三确定装置4032由本基站的专用导频图案中选择一个作为为移动终端8确定的导频图案，例如选择导频图案c。基站1中的导频图案确定装置10中的判断装置1021根据移动终端8的服务状态信息确定移动终端8由该基站组中的多个基站协同服务，于是其第三确定装置1022由本基站的专用导频图案中选择一个作为为移动终端8确定的导频图案，例如选择导频图案e。因为基站4和1为移动终端8所确定的导频图案相互正交，所以最大程度的避免和减小了移动终端8接受基站4和1协同服务时两路信号之间的导频干扰。本领域技术人员应该理解，基于现有技术，移动终端8可以通过公共控制信道将其服务状态信息提供给基站4和1。

假设移动终端9位于基站4信号覆盖区的中心区域而远离其他基站，其由基站4单独服务。基站4中的导频图案确定装置40中的判断装置4031根据移动终端9的服务状态信息确定移动终端9由本基站独立服务，于是其第三确定装置4032由该基站组的公用导频图案中选择其为移动终端9确定的导频图案，例如选择导频图案a和b。因为该系统采用了MIMO技术，移动终端9的两路天线将各自接收一路信号，因此基站4为其确定了两个导频图案以各自用于一路信号。

假设移动终端0位于基站1信号覆盖区的中心区域而远离其他基站，其由基站1单独服务。基站1中的导频图案确定装置10中的判断装置1021根据移动终端0的服务状态信息确定移动终端0由本基站独立服务，于是其第三确定装置1022由该基站组的公用导频图案中选择其为移动终端0确定的导频图案，例如选择导频图案a和b。因为该系统采用了MIMO技术，移动终端0的两路天线将各自接收一路信号，因此基站1为其确定了两个导频图案以各自用于一路信号。

基站4为移动终端9确定的导频图案为导频图案a和b，基站1为移动终端0确定的导频图案为导频图案a和b，因为移动终端9远离基站1，其接收到的基站1或其他基站的干扰信号远小于基站4的信号，而移动终端0远离基站4，其接收到的基站4或其他基站的干扰信号远小于基站1的信号，所以移动终端9和1均能正常接受服务而不至于产生太大的相互干扰。

根据本发明的另一个非限定性实施例，参考图2至图8，基站1、2、4构成一个基站组，该基站组内没有主、丛基站之分，各个导频图案及其复用相关信息都是预先定好的，各个基站的预存的导频图案也是预先配置好的。则图7、图8所示的在基于MIMO的多载波通信网络中由基站为移动终端确定导频图案的导频确定装置的框图可以简化而适用于本实施例。参考图7，基站4中的导频确定装置40可省略第二确定装置401和通知装置402，保留第一确定装置403。参考图8，基站1中的导频确定装置10需要省略获得装置101，保留第一确定装置102。此时该基站组内没有主、从基站之分，各基站及其中的导频图案确定装置的结构和功能都是等同的。

以基站4为例，当基站4服务于移动终端8时，其导频确定装置40中的第一确定装置403基于移动终端8的服务状态信息，以及预存的多个导频图案的复用相关信息，由这些多个导频图案中来为移动终端8确定导频图案，其中，移动终端的服务状态信息用于指示该移动终端由所述基站组内的一个或多个基站服务，而每个导频图案的复用相关信息用于指示该导频图案为该基站组内的公用导频图案或该基站的专用导频图案。

优选地，第一确定装置403中的判断装置4031基于移动终端8的服务状态信息，判断移动终端8是否由本基站所属基站组中的多个基站协同服务。如果判断结果为是，即移动终端8由本基站所属基站组中的多个基站协同服务，则第一确定装置403中的第三确定装置4032根据预存的多个导频图案中选择本基站的专用导频图案来作为为移动终端8所确定的导频图案。如果判断结果为否，即移动终端8由本基站单独服务，则第一确定装置403中的第三确定装置4032根据预存的多个导频图案中选择本基站所属基站组的公用导频图案来作为为移动终端8所确定的导频图案。

前面所描述的各种网络拓扑结构及系统导频资源(导频图案)重用方式均适用于上述结合相应的装置所描述的具体实施例。

以上对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于特定的系统、设备和具体协议，本领域内技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (14)

1.一种在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频图案的方法，其中，包括以下步骤：

c.根据预存的多个导频图案的复用相关信息，由所述多个导频图案中为该基站所服务的移动终端确定导频图案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站属于一个基站组，所述步骤c还包括：

-基于所述移动终端的服务状态信息，以及预存的多个导频图案的复用相关信息，由所述多个导频图案中来为该移动终端确定导频图案，

其中，所述服务状态信息用于指示所述移动终端由所述基站组内的一个或多个基站服务，而每个导频图案的复用相关信息用于指示该导频图案为该基站组内的公用导频图案或该基站的专用导频图案。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤c还包括：

-当所述移动终端的服务状态信息指示该移动终端由所述基站组内的多个基站协同服务时，则由所述预存的多个导频图案中选择一个该基站的专用导频图案来作为为该移动终端所确定的导频图案。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤c还包括：

-当所述移动终端的服务状态信息指示该移动终端由该基站单独服务时，则由所述预存的多个导频图案中选择一个该基站组内的公用导频图案或该基站的专用导频图案来作为为该移动终端所确定的导频图案。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述基站组包括一个主基站和一个或多个从基站，其中，当所述基站为所述基站组内的主基站时，所述步骤c之前还包括：

a.确定该基站组内的公用导频图案以及所述基站组内各个基站的专用导频图案，并为所确定的各个导频图案分别生成复用相关信息；

b.将所确定的该基站组内的公用导频图案以及所述基站组内各个从基站的专用导频图案及其各自的复用相关信息通知给相应基站；

所述步骤c还包括：

-将所确定的该基站组内的各个公用导频图案以及本基站的各个专用导频图案作为所述预存的多个导频图案，并根据其各自的复用相关信息来为所述移动终端确定导频图案。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述基站组包括一个主基站和一个或多个从基站，其中，当所述基站为该基站组内的从基站时，所述步骤c之前还包括：

-由该基站组内的主基站处获得该基站组的公用导频图案和本基站的专用导频图案，及其各自的复用相关信息；

所述步骤c还包括：

-将所获得的各个导频图案作为所述多个预存的导频图案，并根据其各自的复用相关信息来为所述移动终端确定导频图案。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，该基站组内的任一基站的任一专用导频图案与该基站组的各个公用导频图案相互正交，且与该基站组内的任一其它专用导频图案正交。

8.一种在基于MIMO的多载波通信网络的基站中用于为移动终端确定导频图案的导频图案确定装置，其中包括：

第一确定装置，用于根据预存的多个导频图案的复用相关信息，由所述多个导频图案中为该基站所服务的移动终端确定导频图案。

9.根据权利要求8所述的导频图案确定装置，其特征在于，所述基站属于一个基站组，所述第一确定装置还用于：

-基于所述移动终端的服务状态信息，以及预存的多个导频图案的复用相关信息，由所述多个导频图案中来为该移动终端确定导频图案，

其中，所述服务状态信息用于指示所述移动终端由所述基站组内的一个或多个基站服务，而每个导频图案的复用相关信息用于指示该导频图案为该基站组内的公用导频图案或该基站的专用导频图案。

10.根据权利要求9所述的导频图案确定装置，其特征在于，所述第一确定装置还用于：

-当所述移动终端的服务状态信息指示该移动终端由所述基站组内的多个基站协同服务时，则由所述预存的多个导频图案中选择一个该基站的专用导频图案来作为为该移动终端所确定的导频图案。

11.根据权利要求9或10所述的导频图案确定装置，其特征在于，所述第一确定装置还用于：

-当所述移动终端的服务状态信息指示该移动终端由该基站单独服务时，则由所述预存的多个导频图案中选择一个该基站组内的公用导频图案或该基站的专用导频图案来作为为该移动终端所确定的导频图案。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的导频图案确定装置，其特征在于，所述基站组包括一个主基站和一个或多个从基站，其中，当所述基站为所述基站组内的主基站时，所述导频图案确定装置还包括：

第二确定装置，用于确定该基站组内的公用导频图案以及所述基站组内各个基站的专用导频图案，并为所确定的各个导频图案分别生成复用相关信息；

通知装置，用于将所确定的该基站组内的公用导频图案以及所述基站组内各个从基站的专用导频图案及其各自的复用相关信息通知给相应基站；

所述第一确定装置还用于：

-将所确定的该基站组内的各个公用导频图案以及本基站的各个专用导频图案作为所述预存的多个导频图案，并根据其各自的复用相关信息来为所述移动终端确定导频图案。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的导频图案确定装置，其特征在于，所述基站组包括一个主基站和一个或多个从基站，其中，当所述基站为该基站组内的从基站时，还包括：

获得装置，用于由该基站组内的主基站处获得该基站组的公用导频图案和本基站的专用导频图案，及其各自的复用相关信息；

所述第一确定装置还用于：

-将所获得的各个导频图案作为所述多个预存的导频图案，并根据其各自的复用相关信息来为所述移动终端确定导频图案。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的导频图案确定装置，其特征在于，该基站组内的任一基站的任一专用导频图案与该基站组的各个公用导频图案相互正交，且与该基站组内的任一其它专用导频图案正交。

Images