CN101771443A - 控制lte-a系统中参考符号开销的方法和基站 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，包括以下步骤：基站确定用户设备UE的传输帧格式和下行传输模式；所述基站根据所述传输帧格式和下行传输模式进行数据映射和参考符号的配置，其中，不同的天线端口的参考符号占用相同的时频资源，所述参考符号采用码分复用CDM方式进行区分。本发明通过CDM方式区分不同天线的参考符号，使得不同天线的参考符号可以占用相同的时频资源，因此降低了参考符号的开销，提高系统效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种控制LTE-A(Long TermEvolution-Advanced，高带宽长期演进)系统中高阶MIMO(Multiple-InputMultiple-Out-put，多输入多输出)技术中(例如8X8 MIMO和多流波束赋形)参考符号开销的方法和基站。
背景技术
MIMO技术作为重要的提高传输质量和效率的物理层多天线技术，在新一代通信系统中扮演重要角色。例如，发射分集，空间复用技术以及BF(Beam forming，波束赋型)等多种MIMO技术已经应用在LTE(Long TermEvolution，长期演进)系统中。在目前的LTE系统中，发射分集和空间分集最多支持4个天线端口，并采用公共参考符号完成测量和各天线端口信号的解调；而波束赋形采用专用参考符号解调用户数据。
然而随着LTE-A系统标准化工作的进行，为满足其峰值速率的要求，8X8 MIMO、多流BF(例如双流BF)等天线增强型技术已成为了关键性的技术。特别是8X8 MIMO天线和双流BF下行传输方案成为解决该场景下峰值频谱效率问题的研究热点。
如图1和2所示，分别为现有技术LTE系统中常规CP(Cyclic Prefix，循环前缀)和扩展CP的下行公共参考符号的映射示意图。LTE系统下行公共参考符号，在每一个下行子帧中发送，在频域上覆盖整个系统带宽，在时间上横跨整个下行子帧，如图1和2所示，图中R0/R1/R2/R3分别表示天线端口0/1/2/3的公共参考符号。公共参考符号主要用于对PDSCH(Physical Downlink Shared Channel，下行共享信道)PDCCH(PhysicalDownlink Control Channel，下行控制信道)、PCFICH(Physical ControlFormat Indicator Channel，控制格式指示信道)、PHICH(Physical Hybrid ARQIndicator Channel，混合自动重传指示信道)，PBCH(Physical BroadcastChannel，物理广播信道)等的解调，CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示符)估计，非赋型用户的信道估计，小区切换时的测量等。公共参考符号是在全带宽配置的，公共参考符号开销为14.3％(常规CP)16.7％(扩展CP)。如果8X8 MIMO天线等LTE-A系统的公共参考符号设计完全参考4X4 MIMO天线公共参考符号设计方案，那么公共参考符号开销将增至28.6％(常规CP)，33.4％(扩展CP)，严重浪费了系统资源，影响系统的吞吐量。
图3A和图3B为现有技术中常规CP和扩展CP天线端口5上的专用参考符号示意图，LTE专用参考符号仅分布在波束赋形用户的资源块上，并且和数据一起进行加权，其中图中R5表示天线端口5的专用参考符号。
现有技术存在的缺点是亟需一种LTE-A系统中高阶MIMO(例如8X8MIMO和多流波束赋形)的参考符号设计方案，例如8X8 MIMO中如果直接按照目前LTE系统的公共参考符号设计，则存在着公共参考符号开销过大，浪费系统资源，影响系统吞吐量的缺陷。另外如果很少量用户可支持高阶MIMO天线传输，则资源浪费更为严重。同样对于双流BF中专用参考符号的设计也存在上述问题。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决LTE-A系统中参考符号开销过大，浪费系统资源，影响LTE-A系统吞吐量的缺陷。
为达到上述目的，本发明一方面提出一种控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，包括以下步骤：基站确定用户设备UE的传输帧格式和下行传输模式；所述基站根据所述传输帧格式和下行传输模式进行数据映射和参考符号的配置，其中，不同的天线端口的参考符号占用相同的时频资源，所述参考符号采用码分复用CDM方式进行区分。
作为本发明的一个实施例，当所述下行传输模式为双流BF时，所述参考符号为专用参考符号。
作为本发明的一个实施例，所述专用参考符号采用CDM方式进行区分包括：采用正交码区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号。
作为本发明的一个实施例，所述专用参考符号采用CDM方式进行区分包括：通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号，其中不同的小区采用不同的序列。
作为本发明的一个实施例，采用原有的专用参考符号或为所述专用参考符号重新分配新的资源。
作为本发明的一个实施例，当所述下行传输模式为8X8 MIMO时，所述参考符号为公共参考符号，0-3天线端口的公共参考符号与长期演进LTE系统相同，4-7天线端口的公共参考符号采用CDM方式配置。
作为本发明的一个实施例，所述4-7天线端口的公共参考符号采用CDM方式区分包括：采用正交码区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号。
作为本发明的一个实施例，所述4-7天线端口的公共参考符号采用CDM方式区分包括：通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号，其中不同的小区采用不同的序列。
作为本发明的一个实施例，将增加的四个天线端口的公共参考符号复用在天线端口2/3上，或者为所述公共参考符号重新配置新的资源。
作为本发明的一个实施例，还包括：所述基站根据用户下行信道状态的反馈信息对频段上的8天线区和其他天线区进行划分。
本发明另一方面还提出一种基站，包括传输帧格式确定模块、下行传输模式确定模块、数据映射模块和参考符号配置模块，所述传输帧格式确定模块，用于确定UE的传输帧格式；所述下行传输模式确定模块，用于确定UE的下行传输模式；所述数据映射模块，用于根据所述传输帧格式和下行传输模式进行数据映射；所述参考符号配置模块，用于根据所述传输帧格式和下行传输模式进行参考符号的配置，其中，不同的天线端口的参考符号占用相同的时频资源，所述参考符号采用CDM方式进行区分。
作为本发明的一个实施例，当所述下行传输模式为双流BF时，所述参考符号为专用参考符号。
作为本发明的一个实施例，采用正交码区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号。
作为本发明的一个实施例，通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号，其中不同的小区采用不同的序列。
作为本发明的一个实施例，当所述下行传输模式为8X8 MIMO时，所述参考符号为公共参考符号，0-3天线端口的公共参考符号与长期演进LTE系统相同，4-7天线端口的公共参考符号采用CDM方式配置。
作为本发明的一个实施例，采用正交码区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号。
作为本发明的一个实施例，通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号，其中不同的小区采用不同的序列。
作为本发明的一个实施例，还包括反馈信息接收模块和天线区划分模块，所述反馈信息接收模块，用于接收用户反馈的下行信道状态信息；所述天线区划分模块，用于根据用户反馈的下行信道状态信息对频段上的8天线区和其他天线区进行划分。
本发明通过CDM方式区分不同天线的参考符号，使得不同天线的参考符号可以占用相同的时频资源，因此降低了参考符号的开销，提高系统效率。并且本发明中基站可根据用户反馈的下行信道状态信息对频段上的8天线区和其他天线区进行划分，从而可以灵活支持多种天线模式的共存。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1和2分别为现有技术LTE系统中常规CP(Cyclic Prefix，循环前缀)和扩展CP的下行公共参考符号的映射示意图；
图3A和图3B为现有技术中常规CP和扩展CP天线端口5上的专用参考符号示意图；
图4为本发明实施例一的控制LTE-A系统中8X8 MIMO公共参考符号开销的方法流程图；
图5为本发明实施例中通过序列的循环移位进行区分的一种方式的示意图；
图6为本发明实施例中通过序列的循环移位进行区分的另一种方式的示意图；
图7为本发明实施例中通过序列的循环移位进行区分的另一种优选方式的示意图；
图8为本发明实施例中通正交码进行区分的一种方式的示意图；
图9为本发明实施例中通正交码进行区分的另一种方式的示意图；
图10A和10B为本发明实施例支持8天线的资源示意图；
图11为本发明实施例二的控制LTE-A系统中双流BF专用参考符号开销的方法流程图；
图12A和12B为本发明实施例一种采用正交码方式区分的常规CP和扩展CP的专用参考符号映射示意图；
图13为本发明实施例另一种采用正交码方式区分的专用参考符号映射示意图；
图14为本发明实施例一种采用循环移位方式区分的专用参考符号映射示意图；
图15为本发明实施例基站的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明主要在于通过CDM(Code Division Multiple，码分复用)的方式将不同天线端口的导频映射在相同的时频资源上，在保证导频密度的同时能够有效控制导频开销，由其对于高阶MIMO技术(例如8X8 MIMO和多流波束赋形)特别适用。本发明提出了多种采用CDM方式区分天线端口的实施例。作为本发明的优选方案，在本发明还可通过基站对UE反馈的下行信道信息的统计，将整个频段划分为8天线区和其他天线区，从而实现基站内一种或多种天线方案的共存，同时本发明还支持对8X8 MIMO天线下行传输区域的配置。
实施例一、
如图4所示，为本发明实施例一的控制LTE-A系统中8X8 MIMO公共参考符号开销的方法流程图，包括以下步骤：
步骤S401，基站判断该UE的传输帧格式，即判断传输帧为常规CP还是扩展CP。其中，传输帧格式信息在PBCH中传输，UE在完成PBCH解调后，即可获知所具体使用的传输帧格式。
步骤S402，根据高层信令判断该UE的下行传输模式，在该实施例中下行传输模式为8X8 MIMO。
步骤S403，将数据映射到相应的天线端口上，其中，需按照预先设定的URS(UE-specific Reference Signal，用户设备专用参考符号)和公共参考符号结构进行映射。其中，为保证LTE系统到LTE-A系统的平滑过渡，在该实施例中0-3天线端口的公共参考符号的设计与当前LTE系统中0-3天线端口的设计方案相同，以与LTE系统下行公共参考符号兼容。另外，由于RSRP(Reference Signal Received Power，参考信号接收功率)、RSRQ(Reference Signal Received Quality参考信号接收质量)的测量都是基于0/1天线端口，因此为了保证测量的准确性，0-1天线端口的导频密度仍然要求很高。而对于4-7天线端口公共参考符号本发明采用CDM的方式区分天线端口。本发明提出了多种采用CDM方式区分天线端口的具体实施例，包括：
方式一，对于同一个小区的不同天线端口可通过序列的循环移位进行区分，不同的小区采用不同的序列，例如ZC序列、GCL序列或Frank序列等。其中，序列生成和序列选取的方法同LTE系统上行解调参考符号，区别在于，天线端口4-7上的公共参考符号长度与8天线传输模式的带宽需求相对应。天线端口4-7的公共参考符号占用相同的时频资源。
如图5所示，为本发明实施例中通过序列的循环移位进行区分的一种方式的示意图，在该实施例中，可将新增加的四个天线端口公共参考符号复用在天线端口2/3上。如图所示，第一/第二流的θ＝0，第三/第四流的θ＝π/3，而第五/第六流的θ＝2π/3。
如图6所示，为本发明实施例中通过序列的循环移位进行区分的另一种方式的示意图，在该实施例中，可为新增加的四个天线端口公共参考符号分配新的资源，如图所示，第一流的θ＝0，第二流的θ＝π/4，第三流的θ＝π/2，第四流的θ＝3π/4。
如图7所示，为本发明实施例中通过序列的循环移位进行区分的另一种优选方式的示意图，由于8天线传输模式多用在信道条件好的场景，信道的相关时间较长，所以可以考虑降低时域上的公共参考符号密度，频域上公共参考符号采用更高的密度。如图所示，第一流的θ＝0，第二流的θ＝π/4，第三流的θ＝π/2，第四流的θ＝3π/4。
方式二，同一个小区内不同天线端口的参考符号通过正交码区分，例如Walsh码，格雷码等。
如图8所示，为本发明实施例中通正交码进行区分的一种方式的示意图，其中，第一流对应的正交码为[1111]，第二流对应的正交码为[11-1-1]，第三流对应的正交码为[1-11-1]，第四流对应的正交码为[1-1-11]。
如图9所示，为本发明实施例中通正交码进行区分的另一种方式的示意图，其中，第一流对应的正交码为[1111]，第二流对应的正交码为[11-1-1]，第三流对应的正交码为[1-11-1]，第四流对应的正交码为[1-1-11]。
步骤S404，进行OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)变换。
步骤S405，物理天线映射并发送。
作为本发明的优选实施例，本发明中基站可支持一个小区内一种或多种天线方案共存，如8天线，2天线+8天线，4天线+8天线等，如图10A和10B所示，为本发明实施例支持8天线的资源示意图。基站通过用户下行信道状态的反馈信息，统计分析将整个频段划分为8天线区和其他天线区(如图10B)。当所有用户信道条件都满足8天线配置需求时，也可在全带宽上使用8天线传输方式(如图10A)。因此本发明的这种灵活的配置既满足了小区的平均需求，又对局部进行了优化。另外，在本发明中由于0-3/0-1天线端口的下行公共参考符号是覆盖全带宽的，因此这些天线端口的测量和信道估计可以基于全带宽。4-7/2-7天线端口的下行公共参考符号仅在8天线区域配置，因此这些天线端口的测量和信道估计仅基于8天线区域。本发明中还支持8X8 MIMO天线下行传输的区域可配置。基站可以根据用户反馈的下行信道信息，统计分析8天线下行传输资源的需求量，进行8天线区和其他天线区的划分。这种划分方式可以是周期性的或是事件触发的。对于小区用户信道状态比较稳定的场景，也可采用固定的划分方式，这样可以降低信令的开销。
实施例二、LTE-A系统的双流BF
如图11所示，为本发明实施例二的控制LTE-A系统中双流BF专用参考符号开销的方法流程图，包括以下步骤：
步骤S1101，基站判断该UE的传输帧格式，即判断传输帧为常规CP还是扩展CP。其中，传输帧格式信息在PBCH中传输，UE在完成PBCH解调后，即可获知所具体使用的传输帧格式。
步骤S1102，根据高层信令判断该UE的下行传输模式，在该实施例中下行传输模式为双流BF。
步骤S1103，分别对每个流进行数据及用户专用参考符号的资源映射，映射需按照预先设定的用户专用参考符号映射的结构进行。
在该实施例中双流BF既可以采用原有的导频图样，也可以重新设计以保证不同端口导频之间的正交性。同样，在该实施例中既可以采用正交码区分，也可以采用循环移位区分，以下将以具体实施例的方式进行介绍。
如图12A和12B所示，为本发明实施例一种采用正交码方式区分的常规CP和扩展CP的专用参考符号映射示意图，其中第一流对应的正交码为[11]，第二流对应的正交码为[1-1]。
如图13所示，为本发明实施例另一种采用正交码方式区分的专用参考符号映射示意图，其中第一流对应的正交码为[11]，第二流对应的正交码为[1-1]。
如图14所示，为本发明实施例一种采用循环移位方式区分的专用参考符号映射示意图，如图所示，第一流的θ＝0，第二流的θ＝π/2。
步骤S1104，对两天线端口分别进行波束赋形处理。
步骤S1105，分别对每层进行数据与小区专用参考符号的资源映射，映射需按照预先设定的小区专属参考符号映射的结构进行。
如图15所示，为本发明实施例基站的结构示意图，该基站包括传输帧格式确定模块100、下行传输模式确定模块200、数据映射模块300和参考符号配置模块400。传输帧格式确定模块100用于确定UE的传输帧格式。所述下行传输模式确定模块，用于确定UE的下行传输模式。数据映射模块300用于根据传输帧格式和下行传输模式进行数据映射。参考符号配置模块400用于根据传输帧格式和下行传输模式进行参考符号的配置，其中，不同的天线端口的参考符号占用相同的时频资源，所述参考符号采用CDM方式进行区分。
作为本发明的一个实施例，当所述下行传输模式为双流BF时，所述参考符号为专用参考符号。既可以采用正交码区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号，也可以通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号，其中不同的小区采用不同的序列。
作为本发明的一个实施例，当所述下行传输模式为8X8 MIMO时，所述参考符号为公共参考符号，0-3天线端口的公共参考符号与长期演进LTE系统相同，4-7天线端口的公共参考符号采用CDM方式配置。同样既可以采用正交码区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号，也可通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号。
基站还包括反馈信息接收模块500和天线区划分模块600。反馈信息接收模块500用于接收用户反馈的下行信道状态信息。天线区划分模块600用于根据用户反馈的下行信道状态信息对频段上的8天线区和其他天线区进行划分。
本发明通过CDM方式区分不同天线的参考符号，使得不同天线的参考符号可以占用相同的时频资源，因此降低了参考符号的开销，提高系统效率。并且本发明中基站可根据用户反馈的下行信道状态信息对频段上的8天线区和其他天线区进行划分，从而可以灵活支持多种天线模式的共存。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (18)
1.一种控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，其特征在于，包括以下步骤：
基站确定用户设备UE的传输帧格式和下行传输模式；
所述基站根据所述传输帧格式和下行传输模式进行数据映射和参考符号的配置，其中，不同的天线端口的参考符号占用相同的时频资源，所述参考符号采用码分复用CDM方式进行区分。
2.如权利要求1所述的控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，其特征在于，当所述下行传输模式为双流BF时，所述参考符号为专用参考符号。
3.如权利要求2所述的控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，其特征在于，所述专用参考符号采用CDM方式进行区分包括：
采用正交码区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号。
4.如权利要求2所述的控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，其特征在于，所述专用参考符号采用CDM方式进行区分包括：
通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号，其中不同的小区采用不同的序列。
5.如权利要求3或4所述的控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，其特征在于，采用原有的专用参考符号或为所述专用参考符号重新分配新的资源。
6.如权利要求1所述的控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，其特征在于，当所述下行传输模式为8X8 MIMO时，所述参考符号为公共参考符号，0-3天线端口的公共参考符号与长期演进LTE系统相同，4-7天线端口的公共参考符号采用CDM方式配置。
7.如权利要求6所述的控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，所述4-7天线端口的公共参考符号采用CDM方式区分包括：
采用正交码区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号。
8.如权利要求6所述的控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，所述4-7天线端口的公共参考符号采用CDM方式区分包括：
通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号，其中不同的小区采用不同的序列。
9.如权利要求7或8所述的控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，其特征在于，将增加的四个天线端口的公共参考符号复用在天线端口2/3上，或者为所述公共参考符号重新配置新的资源。
10.如权利要求9所述的控制高带宽长期演进LTE-A系统中参考符号开销的方法，其特征在于，还包括：
所述基站根据用户下行信道状态的反馈信息对频段上的8天线区和其他天线区进行划分。
11.一种基站，其特征在于，包括传输帧格式确定模块、下行传输模式确定模块、数据映射模块和参考符号配置模块，
所述传输帧格式确定模块，用于确定UE的传输帧格式；
所述下行传输模式确定模块，用于确定UE的下行传输模式；
所述数据映射模块，用于根据所述传输帧格式和下行传输模式进行数据映射；
所述参考符号配置模块，用于根据所述传输帧格式和下行传输模式进行参考符号的配置，其中，不同的天线端口的参考符号占用相同的时频资源，所述参考符号采用CDM方式进行区分。
12.如权利要求11所述的基站，其特征在于，当所述下行传输模式为双流BF时，所述参考符号为专用参考符号。
13.如权利要求12所述的基站，其特征在于，采用正交码区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号。
14.如权利要求12所述的基站，其特征在于，通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的专用参考符号，其中不同的小区采用不同的序列。
15.如权利要求11所述的基站，其特征在于，当所述下行传输模式为8X8 MIMO时，所述参考符号为公共参考符号，0-3天线端口的公共参考符号与长期演进LTE系统相同，4-7天线端口的公共参考符号采用CDM方式配置。
16.如权利要求15所述的基站，其特征在于，采用正交码区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号。
17.如权利要求15所述的基站，其特征在于，通过同一序列的循环移位区分同一小区内不同天线端口的公共参考符号，其中不同的小区采用不同的序列。
18.如权利要求15所述的基站，其特征在于，还包括反馈信息接收模块和天线区划分模块，
所述反馈信息接收模块，用于接收用户反馈的下行信道状态信息；
所述天线区划分模块，用于根据用户反馈的下行信道状态信息对频段上的8天线区和其他天线区进行划分。
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