CN101635589A - 导频处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导频处理方法，该方法包括：对进行网络级协作的发射源的天线进行分组得到多个天线组，其中，天线组的数量与服务小区在非协作状态下支持的发射天线数量相等；配置多个天线组的导频，使天线组之间的导频相互正交，并且多个天线组的导频图样与小区在非协作状态下支持的发射天线的导频图样一一对应。通过使用本发明，能够实现协作与非协作模式的良好兼容，有效地抑制小区之间的干扰，同时能够充分利用所有天线进行数据发送，提升系统的容量、吞吐率和链路性能。

Description

导频处理方法

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种导频处理方法。

背景技术

为了提供高的吞吐率同时解决小区间的干扰问题，新一代无线通信系统(如演进的长期演进系统(Long-Term Evolution advance，LTE-Advance)，超3G技术(又称为International MobileTelecommunication advance，简称IMT-Advance))考虑引入网络级间的协作MIMO技术。

协作多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)是指通过不同发射源(例如，不同的基站(base Station，BS)、不同的中继站(Relay Station，RS)、或BS与RS的组合)间发射天线的协作，来提高接收机接收信号的性能，主要可用于解决小区边缘用户性能、以及小区间干扰等问题。通过BS和RS的协作，可以更为有效的对资源进行利用，并提高终端的接收性能。在协作MIMO技术中，信道估计是其中的一项关键技术，而信道估计的实现又依赖于导频设计技术。

在目前的协作MIMO的设计中，现有文献主要集中在对协作MIMO方案的设计上，并且假设信道条件在收发双方已知，却没有考虑实际的信道估计情况，从而在实际系统中可能导致接收侧不能接收到正确的信道特征信息，造成干扰并且影响用户的正常使用。

目前，针对协作MIMO技术中导频设计缺乏考虑而导致的小区间干扰和影响小区边缘用户的使用和吞吐率、以及协作与非协作模式兼容不合理影响用户感受的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种导频处理方法，以解决现有的协作MIMO技术方案中导频设计缺乏考虑而导致的小区间干扰和影响小区边缘用户的使用和吞吐率、以及协作与非协作模式兼容不合理影响用户感受的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种导频处理方法。

根据本发明的导频处理方法包括：对进行网络级协作的发射源的天线进行分组得到多个天线组，其中，天线组的数量与服务小区在非协作状态下支持的发射天线数量相等；配置多个天线组的导频，使天线组之间的导频相互正交，并且多个天线组的导频图样与小区在非协作状态下支持的发射天线的导频图样一一对应。

其中，对网络级协作的发射源的天线进行分组的处理为以下至少之一：将不同网络级协作发射源的天线划分为一个天线组；将同一网络级协作发射源的天线划分为一个天线组。

并且，每个天线组内的多个天线采用完全相同的导频图案。

可选地，配置多个天线组的导频的处理进一步包括：对于多个天线组的每个天线组，将其中的天线的导频序列配置为彼此相同或互为线性关系。

此外，该方法可进一步包括：网络侧不设置额外的控制信令开销，用户设备以非协作模式下的方式进行数据接收和信息的反馈；或者网络侧设置控制信令开销通知用户设备，用户设备根据是否为协作模式设置相应的反馈模式，其中，在协作模式下，分别根据每路导频估计信道信息，并对每路信道信息进行反馈。

其中，控制信令开销的大小为1比特。

在配置了多个天线组的导频之后，该方法可进一步包括：

对于多个天线组的每个天线组，对该天线组的数据和导频进行相同的时域循环延迟分集处理。

此外，在配置了多个天线组的导频之后，该方法可进一步包括：

对于多个天线组的每个天线组，通过对该天线组内的数据和导频分别进行波束形成加权将该天线组的数据信号对准相应的用户设备。

可选地，在配置了多个天线组的导频之后，进一步包括：对于多个天线组的每个天线组，对该天线组的导频和数据进行线性相位旋转和/或非线性相位旋转并映射到该天线组内的每个天线，以及对需发送的数据部分进行线性相位旋转分集处理。

可选地，在配置了多个天线组的导频之后，进一步包括：对于多个天线组的每个天线组，对该天线组的不同时刻或不同频率的导频和数据利用不同权值进行加权，将得到的多个加权后的导频分别映射到该天线组内的不同天线，以及将得到的多个加权后的数据分别映射到该天线组内的不同天线。

此外，在配置了多个天线组的导频之后，进一步包括：对于多个天线组的每个天线组，对该天线组的天线进行时间切换发射分集处理和/或频率切换发射分集处理。

通过本发明的上述技术方案，能够实现协作与非协作模式的良好兼容，有效地抑制小区之间的干扰，同时能够充分利用所有天线进行数据发送，提升系统的容量、吞吐率、和链路性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是采用根据本发明方法实施例的导频处理方法的协作MIMO系统的架构示意图；

图2是根据本发明方法实施例的导频处理方法的流程图；

图3是常规的RS与BS之间不进行协作时中继下行时隙示意图；

图4是根据本发明实施例的RS、BS以及MS之间进行协作时中继下行时隙示意图；

图5是根据本发明实施例的导频处理方法中主控基站的非协作时正交导频分配示意图；

图6是在对应主控基站导频图样为图5所示时，根据本发明实施例的导频处理方法中协作MIMO中4个天线组对应的导频图样的示意图；

图7是根据本发明方法实施例的导频处理方法中当同一组内天线间采用循环延迟分集的情况下组内天线的导频及数据的格式设计过程的示意图。

具体实施方式

方法实施例

在本实施例中，提供了一种导频处理方法。该方法从更全面的角度考虑如何达到提高系统的性能和系统的吞吐率，并且，考虑如何与目前的系统到达兼容。

图1示出了该方法所应用的协作MIMO系统的结构。如图1所示，该系统包括编码模块(过程)、调制(MOD)(模块)、多天线处理模块、资源元素映射(Resource element mapping)(模块)、OFDM生成(模块)，以及连接至OFDM生成(模块)的天线组1和天线组2，该天线组分别对应于BS天线端口和RS天线端口。

为达到上述目标，本方法需考虑以下三个因素：

第一，在协作MIMO中，导频的设计方案，对UE(UserEquipment，UE)的复杂度和接收不能造成太大影响。UE尽可能可以在不区分信号当前模式为非协作模式(单个BS，RS或其他发射源)还是协作模式(多个BS、多个RS或其他多个发射源)协同发射信号的情况下，实现对信号的检测接收。这也就要求：首先，在多个发射源进行协作信息发射时，在协作资源(其中，协作小区在某个分配的资源上与主发射源进行协作)内，所有发射源等效的导频图样应该和单发射源(如BS，RS等)设计相同；其次，考虑UE侧接收系统同单小区情况下相同，协作小区在协作资源内发射的导频序列选择根据主控小区进行选择。

第二，在协作MIMO中，应尽可能充分利用到不同BS(RS或其他多个发射源)的多个发射天线进行信号的发送传输，从而获得尽可能大的分集增益。

第三，在UE侧，对所能识别出的等效信道，导频应尽量保持正交。

基于上述考虑因素和目标，根据本发明的导频处理方法首先对进行网络级协作的发射源的所有天线进行分组，可配置的组数目等于非协同情况下(如非协同情况下的BS，RS等)当前小区可配置的天线数目。然后，对不同天线组之间进行正交导频设计，并且，组内天线间的导频图样采用相同模式，导频序列为同一序列或同一序列的线性变换。

下面将结合附图详细描述本发明。

如图2所示，根据本发明实施例的导频处理方法包括：步骤S202，对进行网络级协作的发射源的天线进行分组得到多个天线组，其中，天线组的数量与服务小区在非协作状态下支持的发射天线数量相等；步骤S204，配置多个天线组的导频，使天线组之间的导频相互正交，并且多个天线组的导频图样与小区在非协作状态下支持的发射天线的导频图样一一对应。

其中，在步骤S202中，为满足上述考虑因素，要使得UE感受到的天线数目与单发射源(单BS，单RS，或其他单一发射源)情况一致，那么，设计的天线组的数目与非协作情况下当前小区支持的发射天线数目应该相同。因此，对网络级协作的发射源的天线进行分组的处理为以下至少之一：将不同网络级协作发射源的天线划分为一个天线组；将同一网络级协作发射源的天线划分为一个天线组。

其中，在步骤S204中，为了满足上述考虑因素，使UE能够识别各组天线，不同组间的导频应该保持正交关系。并且，同时与非协同模式下的导频设计兼容，使UE在两种场景下具有相同感受，即，协同时组间的正交导频设计与非协同时当前小区的不同天线间导频设计采用完全相同的导频图案。其中，图3示意性地示出了常规(非协作)情况下RS与BS之间、RS与MS之间的下行时隙，图4示意性地示出了协作MIMO情况下BS与RS之间、BS与MS之间、以及RS与MS之间的下行时隙。

并且，在数据传输时，数据可按照现有的分集方式进行分集编码处理(例如，时空块状编码(Space Time Block Coding，STBC)/时频块状编码(Space Frequence Block Coding，SFBC)、时空格状编码(Space Time Trellis Coding，STTC)、SFBC+频率转换发射分集(Frequence Shifting Time Diversity，FSTD)、ABBA等方式)，并分别分配在不同的天线组进行传输。

之后，还需进行组内天线处理，包括：组内天线间的导频图样采用相同模式，导频序列为同一序列或同一序列的线性变换。一方面，为保证协作MIMO不会影响UE的感受，需要将第一步划分的每一组天线对应于与非协作情况下当前小区(例如，BS、RS等)的每根发射天线。使每组天线在UE侧感受来看，是一根等效的发射天线。这样，在UE侧可以不用区分下行链路采用的是单发射源情况下的MIMO方案还是协作MIMO方案。另一方面，每组内的多个天线采用完全相同的导频图案，导频序列采用完全相同的序列或者对序列的线性处理。同时对组内不同天线上的数据进行与导频相同的处理。组内天线上的导频和数据的处理方式可以采用任意使接收方不用识别天线数目的分集方式。

此外，该方法可进一步包括：网络侧不设置额外的控制信令开销，用户设备以非协作模式下的方式进行数据接收和信息的反馈；或者网络侧设置控制信令开销通知用户设备，用户设备根据是否为协作模式设置相应的反馈模式，其中，在协作模式下，分别根据每路导频估计信道信息，并对每路信道信息进行反馈。

其中，控制信令开销的大小为1比特。

此外，可选地，在配置了多个天线组的导频之后，该方法可进一步包括：对于多个天线组的每个天线组，对该天线组的数据和导频进行相同的时域循环延迟分集处理。

可选地，在配置了多个天线组的导频之后，该方法可进一步包括：对于多个天线组的每个天线组，通过对该天线组内的数据和导频分别进行波束形成加权将该天线组的数据信号对准相应的用户设备。

可选地，在配置了多个天线组的导频之后，该方法可进一步包括：对于多个天线组的每个天线组，对该天线组的导频和数据进行线性相位旋转和/或非线性相位旋转并映射到该天线组内的每个天线，以及对需发送的数据部分进行线性相位旋转分集处理。

可选地，在配置了多个天线组的导频之后，该方法可进一步包括：对于多个天线组的每个天线组，对该天线组的不同时刻或不同频率的导频和数据利用不同权值进行加权，将得到的多个加权后的导频分别映射到该天线组内的不同天线，以及将得到的多个加权后的数据分别映射到该天线组内的不同天线。

可选地，在配置了多个天线组的导频之后，该方法可进一步包括：对于多个天线组的每个天线组，对该天线组的天线进行时间切换发射分集处理和/或频率切换发射分集处理。

在实际应用当中，具体的处理过程如下：

第一步，进行天线分组：要使UE感受到的天线数目与单发射源(单BS，单RS，或其他单一发射源)情况保持一致，那么，设计天线组的数目与单发射源情况下支持的发射天线数目应该相同。例如，设发射源为BS，且BS支持的天线配置情况为2或4，例如，在天线数量为4的情况下，实际的天线端口1至4的导频图样可如图5所示。当协作MIMO情况下，有K个发射源参与协作时(假设每个发射源的天线数目相同)，则总共的天线数目为2K根或4K根天线。将所有这些天线分成2组或4组，且每组中包含至少一根发射天线。例如：当非协作时，单发射源(如BS)支持的天线配置为{1，2，4}几种可能，则协同情况下可能的天线组数目也为{1，2，4}。

作为一种特殊要求，当协作MIMO的导频设计要求和非协作情况下的导频保持兼容时，分组时可以将不同基站的天线划分为一组。

在对天线进行分组之后，4个天线组的导频图样仍旧对应于之前4个天线的导频图样，具体如图6所示。

第二步，进行导频正交设计和组内天线设计，包括以下处理：

首先，进行导频正交设计，为了使UE能够识别各组天线，组间的导频应该保持正交关系；数据首先按照现有的分集方式进行分集编码处理(例如，采用STBC/SFBC、STTC、SFBC+FSTD、和ABBA等方式)，并分别分配在不同的天线组进行传输；

其次，进行组内天线设计：一方面，为保证协作MIMO不会影响UE的感受，需要将第一步划分的每组天线分别与单发射源(如单BS)情况下的每根发射天线一一对应，使每组天线在UE侧感受到的是一根等效的发射天线。这样，在UE侧可以不用区分下行链路采用的是单发射源情况下的MIMO方案还是协作MIMO方案；另一方面，每组内的多个天线采用完全相同的导频图案，导频序列可以采用完全相同的序列(登增益合并模式)或者对序列的线性处理(分集合并模式)。同时数据进行相同的模式进行处理。组内天线导频和数据的处理方式可以采用任意使接收方不用识别天线数目的分集方式。

具体的实现方式包括但不限于以下四种：

第一种实现方法包括：假设某组内有L个发射天线，为了使得用户在接收侧的感受与单天线情况下相同。在组内，同时对数据和导频进行相同的时域循环延迟分集(Cyclic Delay Diversity，CDD)处理。在这种情况下，组内天线导频即数据的格式的设计方式如图7所示。其中，首先，对组内天线的导频进行导频位置映射，对组内天线的数据进行数据载波映射，之后对映射的导频和数据分别进行快速傅立叶变换(IFFT)，对变换后的导频和数据进行合并，最后送到循环延迟0至L；

第二种实现方法包括：与第一种实现方法等效的一种具体的实现方法是，在频域进行不同的线性相位旋转，并分别映射到不同的组内天线；同时数据部分进行相同的处理(线性相位旋转的(PhaseShift Diversity，PSD)分集)。当然也可以不进行线性相位旋转，对第一路信号进行非线性的相位旋转，并映射到组内的其他天线；同时数据进行相同的处理；

第三种实现方法包括：对组内天线的导频用不同的权值进行加权，并映射到不同的组内天线。同时数据按照相同的方式进行加权。例如，按照PVS的模式对组内的导频和数据进行处理。

第四种实现方法包括：在不需要考虑信道内插等处理方式的情况下，还可以对组内天线进行时间切换分集发射和/或频率切换分集发射的分集处理。适合于这种处理方式的有同步信道等。

综上所述，本发明通过对进行网络级协作的发射源的所有天线进行分组，并且对不同天线组之间进行正交导频设计，能够保证各个协作基站的多天线间保持正交特性，避免了小区间的干扰，同时能够充分利用所有天线进行数据发送；另一方面，对用户终端来讲，不同天线组构成构成了多天线系统的端口，从而可以灵活的使用各种MIMO协作技术，例如，使用协作分集、协作复用等技术，从而增强了终端的增益，提高了终端的业务质量，实现了非协作与协作模式的良好兼容，因此提高了系统的性能、吞吐率和链路性能。

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 (11)

1.一种导频处理方法，其特征在于，包括：

对进行网络级协作的发射源的天线进行分组得到多个天线组，其中，所述天线组的数量与服务小区在非协作状态下支持的发射天线数量相等；

配置所述多个天线组的导频，使天线组之间的导频相互正交，并且所述多个天线组的导频图样与所述小区在非协作状态下支持的发射天线的导频图样一一对应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述网络级协作的发射源的天线进行分组的处理为以下至少之一：将不同网络级协作发射源的天线划分为一个天线组；将同一网络级协作发射源的天线划分为一个天线组。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个天线组内的多个天线采用完全相同的导频图案。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置所述多个天线组的导频的处理进一步包括：

对于所述多个天线组的每个天线组，将其中的天线的导频序列配置为彼此相同或互为线性关系。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

网络侧不设置额外的控制信令开销，所述用户设备以非协作模式下的方式进行数据接收和信息的反馈；或者

网络侧设置控制信令开销通知所述用户设备，所述用户设备根据是否为协作模式设置相应的反馈模式，其中，在所述协作模式下，分别根据每路导频估计信道信息，并对每路信道信息进行反馈。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制信令开销的大小为1比特。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在配置了所述多个天线组的导频之后，进一步包括：

对于所述多个天线组的每个天线组，对该天线组的数据和导频进行相同的时域循环延迟分集处理。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在配置了所述多个天线组的导频之后，进一步包括：

对于所述多个天线组的每个天线组，通过对该天线组内的数据和导频分别进行波束形成加权将该天线组的数据信号对准相应的用户设备。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在配置了所述多个天线组的导频之后，进一步包括：

对于所述多个天线组的每个天线组，对该天线组的导频和数据进行线性相位旋转和/或非线性相位旋转并映射到该天线组内的每个天线，以及对所述需发送的数据部分进行线性相位旋转分集处理。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在配置了所述多个天线组的导频之后，进一步包括：

对于所述多个天线组的每个天线组，对该天线组的不同时刻或不同频率的导频和数据利用不同权值进行加权，将得到的加权后的导频分别映射到该天线组内的不同天线，以及将得到的多个加权后的数据分别映射到该天线组内的不同天线。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在配置了所述多个天线组的导频之后，进一步包括：

对于所述多个天线组的每个天线组，对该天线组的天线进行时间切换发射分集处理和/或频率切换发射分集处理。

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