CN101741445B - 非码本预编码mimo传输方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非码本预编码MIMO传输方法及基站，在上述方法中，基站接收来自终端的通知，其中，通知用于标识终端支持非码本预编码MIMO；基站根据通知确定对终端进行非码本预编码MIMO多流传输，并通知终端，其中，非码本预编码MIMO多流传输的下行参考信号包括一组小区专用参考信号和四组用户专用参考信号。根据本发明提供的技术方案，通过为非码本预编码MIMO多流传输设置一组小区专用参考信号、四组用户专用参考信号，可以实现多流的波束赋形，从而可以提高传输速度和提升系统性能。

Description

非码本预编码MIMO传输方法及基站

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及时分双工-长期演进系统中一种非码本预编码多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，简称为MIMO)传输方法及基站。

背景技术

为了提供更高速率的分组业务，提高频谱利用效率，在第三代移动通信(3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP)的基础上进一步长期演进，并最终形成了超三代的长期演进(Long TimeEvolution，简称为LTE)移动通信系统。

LTE系统物理层信号处理的核心基础是正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称为OFDM)技术和MIMO技术，其中，基于空间复用方式的MIMO技术通过在系统侧和终端侧配置多天线，利用构建的多个空域正交子信道进行多路传输，能成倍提高用户峰值吞吐量及小区吞吐量。

现有3GPP LTE协议规定的下行MIMO技术方案都是基于码本反馈形式的预编码方案。在这种方案下，终端需要知道完全的空域信道信息，以便生成量化的预编码矩阵索引，反馈到基站，再由基站进行最终的MIMO预编码操作。在这种码本反馈的预编码MIMO方式中，为了让终端通过对参考信号的信道估计获取完整的空域信道信息，基站侧每个天线通道需要发射不同的参考信号，这些参考信号是以全向发射的形式在小区内形成广播。在现有LTE协议中，这些全向发射的参考信号被称为小区专用(Cell-specific)参考信号。小区专用参考信号除了用于终端的信道估计、生成预编码矩阵索引，还用于小区级别的终端测量，以便为切换、小区选择重选等移动性管理相关过程的决策做依据。目前3GPP协议规定，小区专用参考信号最多4组，以对应4个不同的天线端口(对应协议中的port0至port3)，也就是说现有LTE系统最多进行4流的MIMO传输。

在现有的LTE系统中，除了4组小区专用参考信号以外，还有1组用户专用(UE-specific)参考信号。用户专用参考信号不需要在小区内广播，因此可以采用波束赋形的方式将多个物理天线端口合成一个虚拟天线端口(对应协议中的port5)进行传输，从而获得波束赋形增益。

对于时分双工(Time Division Duplexing，简称为TDD)LTE系统，根据TDD上下行信道的互易性，基站节点(Node B)可以通过上行信道估计来获取空间信号特征，从而自行生成预编码矩阵，进行MIMO多流传输。并且，基站节点配置的天线数可以超过MIMO空间复用的阶数，以便为MIMO空间复用传输的每个独立子流获取更大的波束赋形增益。例如，可以在基站节点配置8天线，终端配置2天线来进行2流传输；或在基站节点配置8天线，终端配置4天线来进行4流传输，这种方式为基于非码本反馈的预编码MIMO方案。

由于在非码本预编码方案中，参考信号不是根据物理天线端口独立配置且全向发射，而是每个独立传输子流配置一个参考信号，参考信号和子流的数据部分一起采用波束赋形的方式进行定向发射。因此，非码本预编码MIMO方案的参考信号一定是用户专用参考信号。但是，由于现有3GPP LTE协议中只规定了一组用户专用参考信号，因此只能进行单流的波束赋形，不能支持多流的波束赋形。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种非码本预编码MIMO传输方法及基站，用以解决现有技术中TDD LTE系统中采用非码本预编码MIMO方式只能传输单流的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种非码本预编码多输入多输出MIMO传输方法。

根据本发明的非码本预编码多输入多输出MIMO传输方法包括：基站接收来自终端的通知，其中，通知用于标识终端支持非码本预编码MIMO；基站根据通知确定对终端进行非码本预编码MIMO多流传输，并通知终端，其中，非码本预编码MIMO多流传输的下行参考信号包括一组小区专用参考信号和四组用户专用参考信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基站。

根据本发明的基站包括：接收模块，用于接收来自终端的通知，其中，通知用于标识终端支持非码本预编码MIMO；确定模块，用于根据通知确定对终端进行非码本预编码MIMO多流传输；配置模块，用于为非码本预编码MIMO多流传输配置一组小区专用参考信号和四组用户专用参考信号；通知模块，用于通知终端将采用非码本预编码MIMO的多流传输方式。

通过本发明的上述至少一个方案，通过为非码本预编码MIMO多流传输设置一组小区专用参考信号、四组用户专用参考信号，实现多流的波束赋形，提高了传输速度，提升了系统性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明实施例的非码本预编码MIMO传输方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的基站的结构示意图；

图3为本发明实施例的具体实施流程图。

具体实施方式

功能概述

只有基于码本反馈的预编码方式在传输4流时，才需要4组小区专用参考信号，如果采用TDD模式下非码本预编码方式，对于MIMO链路的收发处理，不需要小区专用参考信号，而用于终端测量的小区专用参考信号只需要1组，因此，本发明实施例对现有的TDD LTE的MIMO方案进行改进，提供了一种非码本预编码MIMO传输方案，在该方案中，将非码本预编码MIMO多流传输的下行参考信号中设置有一小区专用参考信号和四组用户专用参考信号，从而可以实现多流波束赋形。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，首先提供了一种非码本预编码MIMO传输方法，该方法用于在TDD LTE系统中进行基于非码本反馈的预编码MIMO传输。

图1为根据本发明实施例的非码本预编码MIMO传输方法的流程图，如图1所示，根据本发明实施例的非码本预编码MIMO传输方法主要包括以下处理(步骤S101-步骤S103)：

步骤S101：基站接收来自终端的通知，其中，通知用于标识该终端支持非码本预编码MIMO；

步骤S103：基站根据上述通知确定对终端进行非码本预编码MIMO多流传输，并通知终端，其中，非码本预编码MIMO多流传输的下行参考信号包括一组小区专用参考信号和四组用户专用参考信号。

以下进一步描述上述各处理细节。

(一)步骤S101

在具体实施过程中，为了提高系统的兼容性，可以将现有LTE系统下行的5组参考信号(4组小区专用参考信号和1组用户专用参考信号)配置成两种方式。一种是配置4组小区专用参考信号和1组用户专用参考信号，对应现有的码本反馈预编码MIMO方式；另一种是配置1组小区专用信号和4组用户专用参考信号，对应非码本预编码MIMO方式。

LTE TDD的终端可以选择是否支持非码本预编码MIMO的能力，并且将该能力在接入无线网络时就上报给基站(即向基站发送通知)。

(二)步骤S103

基站在接收到终端上报的通知后，对于不支持非码本预编码MIMO的终端，基站按照现有的基于码本反馈方式的预编码MIMO进行处理，即4组小区专用参考信号和1组用户专用参考信号保持不变；对于支持非码本预编码MIMO能力的终端，基站可以选择按照现有的基于码本反馈方式的预编码MIMO进行处理，参考信号形式保持不变，也可以选择按照非码本预编码进行MIMO多流传输(即多流波束赋形)。在本发明实施例中，基站选择按照非码本预编码进行MIMO多流传输，基站在确定采用MIMO多流传输模式进行传输时，需要将MIMO多流传输模式通知终端。

在采用非码本预编码方式进行MIMO多流传输时，原有4组小区专用参考信号和1组用户专用参考信号的序列形式以及时频位置保持不变，即保持系统在采用码本预编码MIMO方式时，分配的五组下行参考信号的时频位置，但是其中4组下行参考信号变更为用户专用参考信号，可以做最多4流的波束赋形，而剩余1组作为小区专用参考信号，用于终端测量。

具体地，可以选择5组下行参考信号中的任意一组下行参考信号作为专用小区参考信号，而其余4组下行参考信号为用户专用参考信号，也可以预定好哪4组下行参考信号为用户专用参考信号，而另一组为小区专用参考信号，比如，可以预设3GPP LTE协议中规定的port5、port1、port2、port3为用户专用参考信号，而port0为小区专用参考信号。

或者，也可以规定所有TDD LTE终端都必须而且只能采用非码本预编码MIMO多流传输，此时可以将现有小区专用参考信号和用户专用参考信号直接进行置换，即将3GPP LTE协议中规定的port5参考信号为小区专用参考信号，而port0至port3参考信号为用户专用参考信号。

在具体实施过程中，对于专用小区参考信号，可以通过多个实际物理天线全向赋形来生成虚拟的单通道小区专用参考信号；由于终端要在整个频带范围内做测量，而终端并不知道自身分配带宽以外其他终端的MIMO多流传输模式，因此，需要固定保持一个通道传输小区专用参考信号，比如port0，所有终端只测量该固定通道的小区专用参考信号，不对其他通道可能的小区专用参考信号进行测量。

在基站确定采用对终端进行非码本预编码MIMO多流传输方式后，基站首先根据终端上报的空时信道估计，确定下行多流的数目、多流中的每个子流的传输格式及每个子流的波束赋形权值；然后，基站对每个子流进行波束赋形，并在每个子流上各携带一组用户专用参考信号，并将每组用户专用参考信号与子流数据部分一起进行波束赋形。

终端在接收到基站发送的子流后，利用每个子流上携带的用户专用参考信号，对每个子流分别进行信道估计，并利用信道估计结果，获取每个子流的数据信息。

根据本发明实施例的上述非码本预编码MIMO传输方式，可以实现基于非码本反馈的预编码MIMO多流传输。

根据本发明实施例，还提供了一种基站。

图2为根据本发明实施例的基站的结构示意图，如图2所示，根据本发明实施例的基站包括：接收模块21、确定模块23、配置模块25和通知模块27，其中，接收模块21用于接收来自终端的通知，其中，该通知用于标识上述终端支持非码本预编码MIMO；确定模块23与接收模块21连接，用于根据上述通知确定对该终端进行非码本预编码MIMO多流传输；配置模块25用于为非码本预编码MIMO多流传输配置一组小区专用参考信号和四组用户专用参考信号；通知模块27与确定模块23连接，用于通知上述终端将采用非码本预编码MIMO的多流传输方式。

根据本发明实施例的上述基站，可以为TDD LTE终端进行非码本预编码MIMO的多流传输。

为了进一步理解本发明实施例提供的上述技术方案，以下以具体的LTE TDD系统应用非码本预编码方式进行MIMO多流传输对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

图3为该实施例的具体实施流程图，如图3所示，主要包括以下步骤：

步骤S301：终端在接入无线网络时上报支持非码本预编码MIMO，相当于图1中的步骤S101；

步骤S303：基站确定对该终端进行非码本预编码的MIMO多流传输，并通知终端。此时对于该终端而言，原有4组小区专用参考信号和1组用户专用参考信号调整为4组用户专用参考信号和1组小区专用参考信号，相当于图1中的步骤S103；

步骤S305：基站根据终端在上行信道的空时信道估计，获取完整的空间信道特征，比如信号空间相关矩阵，并据此确定下行的空间复用阶数(即多流的数目)，每个独立子流的传输格式(编码速率、调制方式等)以及每个子流的波束赋形权值；

步骤S307：基站通过下行控制信道通知终端即将下发数据控制信息，如独立子流数目、每个独立子流的传输格式、新块或重传标识等；

步骤S309：基站为每个子流进行独立的波束赋形，并且为每个子流附上不同组的用户专用参考信号，该用户专用参考信号随子流数据部分做同样的波束赋形；

步骤S311：终端利用上述用户专用参考信号对每个子流分别进行信道估计，并利用信道估计结果进行各个子流的信号检测，恢复出各个子流的数据信息，其中，上述信号检测的方法可以是匹配滤波，多用户检测等；

步骤S313：基站在唯一一组小区专用参考信号上进行全向发射，小区内的所有用户对这个小区专用参考信号进行测量。

如上所述，借助本发明实施例提供的技术方案，可以实现基于非码本反馈的预编码MIMO多流传输，从而提高系统的传输速度，进而提升系统性能；并且，本发明实施例只对原有的5组参考信号进行调整，没有增加参考信号开销，因此，不会降低LTE下行频谱效率。

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 (9)

1.一种非码本预编码多输入多输出MIMO传输方法，用于在时分双工-长期演进系统中进行基于非码本反馈的预编码MIMO传输，其特征在于，所述方法包括：

基站接收来自终端的通知，其中，所述通知用于标识所述终端支持非码本预编码MIMO；

所述基站根据所述通知确定对所述终端进行非码本预编码MIMO多流传输，并通知所述终端将采用非码本预编码MIMO的多流传输方式，其中，所述非码本预编码MIMO多流传输的下行参考信号包括一组小区专用参考信号和四组用户专用参考信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一组小区专用参考信号和所述四组用户专用参考信号为：采用码本预编码MIMO方式时系统分配的五组下行参考信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述小区专用参考信号为所述五组下行参考信号中的任意一组。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户专用参考信号为所述五组下行参考信号中的任意四组。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述小区专用参考信号通过多个物理天线全向赋形生成的通道传输。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在通知所述终端之后，所述方法还包括：

所述终端通过所述小区专用参考信号进行测量。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述基站确定对所述终端进行非码本预编码MIMO多流传输之后，

所述基站根据所述终端上报的空时信道估计，确定下行多流的数目、所述多流中的每个子流的传输格式及每个子流的波束赋形权值；

所述基站对每个子流进行波束赋形，并在每个子流上各携带一组所述用户专用参考信号，并对所述用户专用参考信号进行波束赋形。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述基站对所述用户专用参考信号进行波束赋形之后，所述方法还包括：

所述终端利用每个子流上携带的所述用户专用参考信号，对每个子流分别进行信道估计，并利用信道估计结果，获取每个子流的数据信息。

9.一种基站，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收来自终端的通知，其中，所述通知用于标识所述终端支持非码本预编码MIMO；

确定模块，用于根据所述通知确定对所述终端进行非码本预编码MIMO多流传输；

配置模块，用于为所述非码本预编码MIMO多流传输配置一组小区专用参考信号和四组用户专用参考信号；

通知模块，用于通知所述终端将采用非码本预编码MIMO的多流传输方式。

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