CN101567865B - 一种下行数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种下行数据传输方法,基站通过利用支持多个数据流的缺省训练序列分配方法,对每个虚拟天线端口使用的训练序列偏移码进行定义,并将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组分别与所有可用扩频码建立映射关系,然后在此基础上生成多个数据流,并通过多根天线发送给用户设备(UE),从而实现所有可用扩频码资源在下行数据传输中的复用。本发明能有效提高系统信道容量,发挥多入多出(MIMO)天线技术的优势。
Description
技术领域
本发明涉及时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统中的数据传输技术,特别是涉及一种多入多出天线(MIMO)系统中的下行数据传输方法。
背景技术
TD-SCDMA系统中,时分双工(TDD)模式下的物理信道是将一个突发在所分配的无线帧的特定时隙发射。一个突发由数据部分、训练序列(midamble)部分和保护间隔组成。突发的数据部分由信道码和扰码共同扩频,信道码是一个正交可变扩频因子(OVSF)码,扩频因子可以取1,2,4,8或16,物理信道的速率取决于扩频因子,并在功率不变、码率不变的情况下与扩频因子的大小成正比;训练序列部分由一个基本的midamble循环移位产生的训练序列即训练序列偏移码(midamble shift)构成,基本的midamble码长度为128个码片,训练序列部分用于接收端进行信道估计与测量,辅助对数据部分的数据解调。一个突发的持续时间是一个时隙,发射机可以同时发射几个突发,在这种情况下,几个突发的数据部分必须使用不同的OVSF信道码,但应使用相同的扰码,训练序列部分必须使用同一个基本的midamble码,但可使用不同训练序列偏移码。
目前的TD-SCDMA系统中,训练序列的分配方案有两种,一种是特定分配方案,在该方案中,为每个用户设备(UE)分配一个特定的训练序列偏移码,所述特定的训练序列偏移码仅与UE相关,与扩频码无关;另一种是缺省分配方案,该方案中由训练序列偏移码与扩频码的映射关系给出,因此训练序列偏移码仅与扩频码相关,与UE无关。缺省分配方案中训练序列偏移码与扩频码的映射关系与基站可用的最大训练序列数量有关,最大训练序列数量由基站确定,其有效期为一个或多个时隙、帧或子帧。假设最大训练序列数量为K,缺省分配方案通常建立k个训练序列偏移码和所有可用的扩频码(通常为16个)的对应关系。具体方法为:首先由一个基本的训练序列通过多次循环移位产生k个训练序列偏移码,其中每个训练序列偏移码相对于基本的训练序列循环移位的偏移量为的整数倍,然后将所有可用的扩频码分成k组,将k组扩频码与k个训练序列偏移码顺次建立一一映射关系。上述缺省分配方案建立的训练序列偏移码与扩频码的映射关系仅适用于单个数据流传输的情况。
当TD-SCDMA系统为了提高系统容量引入了MIMO天线技术后,利用多个虚拟天线端口在一个时隙内可以传输多个数据流,其中每个虚拟天线端口与一根或多根发射天线相对应。在这种情况下,如果按照现有的缺省分配方案分别为虚拟天线端口建立训练序列偏移码与扩频码的映射关系表,通过多个独立的映射关系来实现多个数据流传输时训练序列的分配,则是不可行的。因为,在MIMO系统中每个虚拟天线端口不能与其他虚拟天线端口使用相同的训练序列偏移码,如果多个虚拟天线端口使用相同数量的训练序列偏移码,此时按照现有的缺省分配方案为它们分别建立多个映射关系表,则会导致在这些相互独立的映射关系表中分配给这些虚拟天线端口的训练序列偏移码相同,这会导致MIMO系统无法进行正常的信道估计。另外,即使多个虚拟天线端口所使用的训练序列偏移码数量均不相同,也会存在不同数据流中相邻训练序列偏移码间隔较近的情况,这将影响此后数据接收端利用训练序列偏移码进行信道估计的准确性。上述问题,可以通过利用现有的缺省分配方案仅配置一个所有虚拟天线端口共享的训练序列偏移码与扩频码映射表的方法来克服。在该映射表中,不同虚拟天线端口上的相同扩频码被分成一组,所有扩频码组成k组,k组扩频码分别与k个不同的训练序列偏移码一一对应。因此,当用户仅在某一个虚拟天线端口被调度时,则该用户在该虚拟天线端口上使用的扩频码资源无法在其它虚拟天线端口上被其它用户使用,这将降低信道的传输能力,不能发挥MIMO天线技术的优势。
由此可见,利用现有训练序列的缺省分配方案实现下行数据传输的方法不能直接应用于MIMO系统中。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种下行数据传输方法,该方法适用于MIMO系统。
为了达到上述目的,本发明提出的技术方案为:
一种下行数据传输方法,包括以下步骤:
a、基站将所有的训练序列偏移码分成n组,所述n为系统的虚拟天线端口总数;为每个虚拟天线端口分配对应的训练序列偏移码组;对于每个虚拟天线端口,将所有扩频码分成ki个子集,所述ki为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的训练序列偏移码数;将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的ki个训练序列偏移码与ki个扩频码子集一一对应;将每个虚拟天线端口上的扩频码和对应的训练序列偏移码分配给UE,得到一个训练序列—扩频码映射表;将建立所述映射表的参数和为每个UE分配的虚拟天线端口信息通知给UE;
b、基站根据所述映射表确定当前虚拟天线端口所使用的扩频码及对应的训练序列偏移码,并生成数据流发送给UE;
c、UE根据建立所述映映射表的参数确定为其分配资源的虚拟天线端口上为其分配的扩频码以及所述扩频码在所述映射表中对应的训练序列偏移码,利用所述扩频码和对应的训练序列偏移码对所接收的数据流进行译码。
如上所述的方法中,所述映射表中每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的ki个训练序列偏移码与ki个扩频码子集按照升序或降序一一对应。
如上所述的方法中,所述映射表中每个虚拟天线端口使用的训练序列偏移码顺序相邻。
如上所述的方法中,步骤a中建立所述映射表的参数包括训练序列偏移码总数、每个虚拟天线端口编号、训练序列特征信息以及为每个UE分配的扩频码信息。
如上所述的方法中,步骤a中所述训练序列特征信息包括每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码。
如上所述的方法中,步骤a中所述训练序列特征信息包括每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码数。
如上所述的方法中,步骤a中所述训练序列特征信息进一步包括每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最大训练序列偏移码或所述最大训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号或每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最小训练序列偏移码或所述最小训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号。
如上所述的方法中,步骤a中所述训练序列特征信息包括每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最大边界训练序列和最小边界训练序列,所述最大边界训练序列为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最大训练序列偏移码或所述最大训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号,所述最小边界训练序列为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最小训练序列偏移码或所述最小训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号。
如上所述的方法中,步骤a中所述训练序列特征信息进一步包括训练序列偏移码升序或降序分配的指示信息。
如上所述的方法中,步骤a中建立所述映射表的参数和为每个UE分配的虚拟天线端口信息由基站通过高速共享控制信道发送给UE,所述高速共享控制信道为所有虚拟天线端口共用的一条高速共享控制信道。
如上所述的方法中,步骤a中所述为每个UE分配的扩频码信息由基站通过高速共享控制信道发送给UE,建立所述映射表的参数中除为每个UE分配的扩频码信息之外的其他参数以及所述为每个UE分配的虚拟天线端口信息由基站通过广播信道、高层信令发送给UE,所述高速共享控制信道为每个虚拟天线端口分别配置的高速共享控制信道。
综上所述,本发明提出的下行数据传输方法中基站通过利用支持多个数据流的缺省训练序列分配方法,对每个虚拟天线端口使用的训练序列偏移码进行了定义,并将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组分别与所有可用扩频码建立映射关系,然后在此基础上生成多个数据流,并通过多根天线发送给UE,从而实现所有可用扩频码资源在下行数据传输中的复用,进而有效提高了系统信道容量,发挥MIMO天线技术的优势,因此本发明适用于MIMO系统。
附图说明
图1为本发明方法的流程图;
图2为本发明实施例一的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图1为本发明方法的流程图。如图1所示,本发明方法主要包括:
步骤101、基站将所有的训练序列偏移码分成n组,所述n为系统的虚拟天线端口总数;为每个虚拟天线端口分配对应的训练序列偏移码组;对于每个虚拟天线端口,将所有扩频码分成ki个子集,所述ki为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的训练序列偏移码数;将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的ki个训练序列偏移码与ki个扩频码子集一一对应;将每个虚拟天线端口上的扩频码和对应的训练序列偏移码分配给UE,得到一个训练序列—扩频码映射表;将建立所述映射表的参数和为每个UE分配的虚拟天线端口信息通知给UE。
本步骤中得到的所述训练序列—扩频码映射表具体为:
假设所有可以使用的扩频码数为z,相应的所有扩频码的集合为{c1,c2,c3,.....cz},虚拟天线端口总数为n,所有虚拟天线端口所需的训练序列偏移码总数为k,训练序列偏移码集合为{m1,m2,m3,.....mk},其中mx≠my,1≤x≤k,1≤y≤k,且x≠y,将集合{m1,m2,m3,.....mk}分为n个训练序列偏移码组,分别与n个虚拟天线端口一一对应,具体的,第i个虚拟天线端口使用第i个训练序列偏移码组,第i个训练序列偏移码组的训练序列偏移码数为ki,且k1+.....+ki+......+kn=k;对于第i个虚拟天线端口,将扩频码集合{c1,c2,c3,.....cz}划分为ki个子集,使第j个扩频码子集与该第i个虚拟天线端口的第j个训练序列偏移码建立一一对应关系,其中1≤j≤ki。
这里需要说明的是,在实际应用中k值的有效期为一个或多个时隙、帧或子帧。通过采用上述建立映射表的方法,可以根据基站的调度需求为每个虚拟天线端口分配适当的训练序列偏移码数ki,并将这ki个训练序列偏移码子集与系统所有可用扩频码建立映射关系,从而实现扩频码资源在多个虚拟天线端口上的复用,从而提高系统容量,另外,由于多个虚拟天线端口所使用的训练序列偏移码均为同一个训练序列偏移码集合中的不同元素,因此,可以确保不同的虚拟天线端口使用不同的训练序列偏移码。
本步骤中,建立所述映射表的参数主要包括:建立所述映射表的参数包括训练序列偏移码总数、每个虚拟天线端口编号、训练序列特征信息以及为每个UE分配的扩频码信息。在实际应用中,所述参数还可以包括训练序列偏移码升序或降序分配的指示信息,需要说明的是,该指示信息也可以作为系统的默认信息预设于UE中,而不需要在进行数据传输时通知给UE。所述参数中,所述训练序列特征信息可以为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的训练序列偏移码数。根据训练序列偏移码总数、虚拟天线端口编号、每个虚拟天线端口使用的训练序列偏移码数以及训练序列偏移码升序或降序分配的指示信息,UE可以按照建立所述映射表的方法获得每个虚拟天线端口使用的训练序列偏移码,其方法在具体应用中有多种。例如,若建立所述映射表时,按照升序依次为每个虚拟天线端口分配训练序列偏移码,且每个训练序列偏移码相对于基本的训练序列循环移位的偏移量为的整数倍,则第i个虚拟天线端口使用的训练序列偏移码为在(k1+...+ki-1)*128/k至(k1+...+ki)*128/k区间上ki个不同偏移量所分别对应的训练序列偏移码,该方法中每个虚拟天线端口的训练序列偏移码的确定与其他虚拟天线端口的训练序列偏移码的数量有关,如果某一虚拟天线端口的训练序列偏移码数量信息出错,则会影响对其后虚拟天线端口的训练序列偏移码的计算,使错误扩散,因此对指令信息的准确性要求高,但该方法具备信令开销小的优点。为了克服上述方法的缺点,在实际应用中,还可以将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码作为所述训练序列特征信息直接通知给UE,另外,也可以将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最大边界训练序列和最小边界训练序列作为所述训练序列特征信息通知给UE,其中,所述最大边界训练序列为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最大训练序列偏移码或所述最大训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号,所述最小边界训练序列为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最小训练序列偏移码或所述最小训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号。此时,UE可以根据最大边界训练序列和最小边界训练序列,并结合系统预设的相邻训练序列偏移码间隔推算出每个虚拟天线端口使用的所有训练序列偏移码。这样,UE在确定每个虚拟天线端口所使用的训练序列偏移码时,不需要依赖于其它虚拟天线端口的训练序列偏移码数量,但是该方法将增大信令的开销,实际应用中,系统可以根据实际需要对上述两种方法进行取舍。这里需要说明的是,同样也可以将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的训练序列偏移码数和所述最大边界训练序列作为所述训练序列特征信息,或者,将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的训练序列偏移码数和所述最小边界训练序列作为所述训练序列特征信息,此时,UE也可以根据所述训练序列特征信息和预设的相邻训练序列偏移码间隔推算出每个虚拟天线端口所使用的训练序列偏移码,而不需要依赖于其它虚拟天线端口的训练序列偏移码数量。
在实际应用中,为每个UE分配的虚拟天线端口信息可以通过高速共享控制信道(HS-SCCH)以调度消息的方式或广播信道、高层信令的方式发送给UE,建立所述映射表的参数中除了为每个UE分配的扩频码信息需要在HS-SCCH以调度消息的方式发送给UE外,其它参数信息均可以在广播信道、高层信令或HS-SCCH信道以调度消息的方式发送给UE。
步骤102、基站根据所述映射表确定当前虚拟天线端口所使用的扩频码及相应的训练序列偏移码,并生成数据流发送给UE。
本步骤中,具体的如何生成数据流并发送给UE,为现有技术,此处不再赘述。
步骤103、UE根据建立所述映映射表的参数确定为其分配资源的虚拟天线端口上为其分配的扩频码以及所述扩频码在所述映射表中对应的训练序列偏移码,利用所述扩频码和对应的训练序列偏移码对所接收的数据流进行译码。
本步骤中,UE根据建立所述映射表的参数确定基站在为其分配资源的虚拟天线端口上分配给自己的扩频码,以及各虚拟天线端口使用的训练序列偏移码,根据建立所述映射表的方法,UE可以确定与其扩频码相对应的训练序列偏移码,即每个虚拟天线端口为该UE分配的训练序列偏移码,然后再利用所述训练序列偏移码进行信道估计,辅助扩频码对所接收的数据流进行译码。这里需要说明的是,与现有非MIMO系统中数据传输方法相比,本步骤的不同之处在于,如何根据建立所述映射表的参数确定各数据流使用的训练序列偏移码,前文已对其方法进行了说明。至于如何利用所述扩频码确定相对应的训练序列偏移码,以及如何利用所述训练序列偏移码进行信道估计,辅助扩频码对所接收的数据流进行译码,这些内容均与现有非MIMO系统中采用的方法相同,此处不再赘述。
下面通过本发明的较佳实施例对本发明的方法进行详细说明。
图2为本发明实施例一的流程图。简单起见,实施例一中的MIMO系统采用二入二出天线技术,假设虚拟天线端口总数为2,可用的扩频码总数为16,可用的训练序列偏移码总数为8,每个训练序列偏移码相对于基本的训练序列循环移位的偏移量设置为128/8的整数倍即16的整数倍,系统所需承载的UE数为8。基于上述条件,如图2所述,实施例一包括以下步骤:
步骤201、基站将8个训练序列偏移码分成2组,每个训练序列偏移码组中包含4个训练序列偏移码;为每个虚拟天线端口分配对应的训练序列偏移码组;对于每个虚拟天线端口,将所有扩频码分成4个子集;将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的4个训练序列偏移码与4个扩频码子集一一对应;将两个虚拟天线端口上的扩频码和对应的训练序列偏移码分配给8个UE,得到一个训练序列—扩频码映射表;
本实施例中,按照每个训练序列偏移码相对于基本的训练序列循环移位的偏移量为16的整数倍,可计算出所有训练序列偏移码的偏移量分别为0、16、32、48、64、80、96和112,其对应的训练序列偏移码为:m1、m2、m3、m4、m5、m6、m7、m8,由此可建立如表1所示的训练序列—扩频码映射表:
表1
表1中ci表示第i个扩频码,其中1≤i≤16。由表1中可知,第一个虚拟天线端口配置了四个训练序列偏移码即m1、m2、m3和m4,承载了三个用户即UE1,UE2和UE3,并与16个扩频码建立了映射关系,第二个虚拟天线端口配置了四个训练序列偏移码即m5、m6、m7和m8,承载了四个用户即UE3、UE4、UE5和UE6,并与16个扩频码建立了映射关系。通过上述分析可以看出,表1实现了16个扩频码资源在两个虚拟天线端口上的复用。
步骤202、基站在HS-SCCH信道发送调度信息给UE,所述调度信息中包含为每个UE分配的扩频码信息、训练序列偏移码总数、每个虚拟天线端口编号、每个虚拟天线端口使用的训练序列偏移码和为每个UE分配的虚拟天线端口信息。
这里,需要说明的是,在实际应用中,所述HS-SCCH信道可以是所有虚拟天线端口共用的一条HS-SCCH信道,也可以是每个虚拟天线端口分别配置的HS-SCCH信道。如果是前者则所述调度信息包含了所有虚拟天线端口的调度信息,且需要在调度信息中增加标志信息,以指示各调度信息所对应的虚拟天线端口;如果是后者,则所述调度信息仅包含其对应虚拟天线端口的调度信息,另外,系统还需要以广播信道或高层信令的方式告知UE各虚拟天线端口信息及各虚拟天线端口使用的HS-SCCH信息。
步骤203、基站根据所述映射表确定生成当前虚拟天线端口所使用的扩频码及对应的训练序列偏移码,并生成数据流发送给UE;
步骤204、UE根据调度信息确定基站为其分配资源的虚拟天线端口上为其分配的扩频码以及所述扩频码在所述映射表中对应的训练序列偏移码,利用所述扩频码和对应的训练序列偏移码对所接收的数据流进行译码。
上述技术方案中,步骤201和202实现了本发明的步骤101,步骤203实现了本发明的步骤102,步骤204实现了本发明的步骤103。
通过上述技术方案可以看出,本发明中基站利用支持多个数据流的缺省训练序列分配方法,仅通过建立一个训练序列—扩频码映射表为所有虚拟天线端口分配了不同的训练序列偏移码,并将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组分别与所有可用扩频码建立映射关系,然后在此基础上生成多个数据流通过多个发射天线发送给UE,从而实现所有可用扩频码资源在下行数据传输中的复用,进而有效提高系统信道容量,发挥MIMO天线技术的优势,因此本发明适用于MIMO系统。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。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 (12)
1.一种下行数据传输方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
a、基站将所有的训练序列偏移码分成n组,所述n为系统的虚拟天线端口总数;为每个虚拟天线端口分配对应的训练序列偏移码组;对于每个虚拟天线端口,将所有扩频码分成ki个子集,所述ki为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的训练序列偏移码数;将每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的ki个训练序列偏移码与ki个扩频码子集一一对应;将每个虚拟天线端口上的扩频码和对应的训练序列偏移码分配给用户设备UE,得到一个训练序列/扩频码映射表;将建立所述映射表的参数和为每个UE分配的虚拟天线端口信息通知给UE;
b、基站根据所述映射表确定当前虚拟天线端口所使用的扩频码及对应的训练序列偏移码,并生成数据流发送给UE;
c、UE根据建立所述映射表的参数确定为其分配资源的虚拟天线端口上为其分配的扩频码以及所述扩频码在所述映射表中对应的训练序列偏移码,利用所述扩频码和对应的训练序列偏移码对所接收的数据流进行译码。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述映射表中每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的ki个训练序列偏移码与ki个扩频码子集按照升序或降序一一对应。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述映射表中每个虚拟天线端口使用的训练序列偏移码顺序相邻。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤a中建立所述映射表的参数包括训练序列偏移码总数、每个虚拟天线端口编号、训练序列特征信息以及为每个UE分配的扩频码信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤a中所述训练序列特征信息包括每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤a中所述训练序列特征信息包括每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码数。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,步骤a中所述训练序列特征信息进一步包括每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最大训练序列偏移码或所述最大训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号或每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最小训练序列偏移码或所述最小训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤a中所述训练序列特征信息包括每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最大边界训练序列和最小边界训练序列,所述最大边界训练序列为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最大训练序列偏移码或所述最大训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号,所述最小边界训练序列为每个虚拟天线端口对应的训练序列偏移码组中的最小训练序列偏移码或所述最小训练序列偏移码在所有训练序列偏移码中的编号。
10.根据权利要求7、8或9所述的方法,其特征在于,步骤a中所述训练序列特征信息进一步包括训练序列偏移码升序或降序分配的指示信息。
11.根据权利要求6、7、8或9所述的方法,其特征在于,步骤a中建立所述映射表的参数和为每个UE分配的虚拟天线端口信息由基站通过高速共享控制信道发送给UE,所述高速共享控制信道为所有虚拟天线端口共用的一条高速共享控制信道。
12.根据权利要求6、7、8或9所述的方法,其特征在于,步骤a中所述为每个UE分配的扩频码信息由基站通过高速共享控制信道发送给UE,建立所述映射表的参数中除为每个UE分配的扩频码信息之外的其他参数以及所述为每个UE分配的虚拟天线端口信息由基站通过广播信道、高层信令发送给UE,所述高速共享控制信道为每个虚拟天线端口分别配置的高速共享控制信道。
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