CN101800993A - Lte-a系统下行参考信号的发送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信技术领域，具体是一种LTE-A(LTE-Advanced增强型长期演进技术)下行参考信号的发送方法，所述LTE-A系统中包括4个天线逻辑端口的参考信号，所述LTE-A系统中还包括4个新增的天线逻辑端口的参考信号，所述新增的天线逻辑端口的参考信号被映射到载波子帧的数据区域内的正交频分复用符号，本发明的方法与LTE前后兼容，占有相对较小的资源元，增加的复杂度小，系统开销不大，且性能良好，并可且支持相邻小区间的频分复用(FDM)，减小了相邻小区间干扰。

Description

LTE-A系统下行参考信号的发送方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体是一种LTE-A(LTE-Advanced增强型长期演进技术)下行参考信号的发送方法。

背景技术

信道估计和信道质量信息测量将直接影响高阶MIMO(多输入多输出技术)的相关性能，而参考信号是实现信道估计和信道质量信息测量的关键。参考信号的设计需要考虑系统性能与开销的折衷。事实上也表明，这一折衷是十分重要的。

目前，LTE-A期望获得比LTE更高的下行峰值和平均小区吞吐量，从而研究LTE-A中下行高阶MIMO是十分必要的。在LTE-A中，高阶MIMO考虑了8X8(8根发射天线8根接收天线)的多天线配置，以达到峰值频谱效率的目标。这就意味着LTE-A中必须考虑额外参考信号的设计。当前，已经有许多文献针对LTE-A中RS(参考信号)的设计进行了考虑。但大多数文献只是考虑了LTE-A中参考信号设计所需要注意的问题，并没有给出具体的参考信号设计方案。另外，对于已给出具体设计方案的文献，存在兼容性差，开销大等问题。如文献(R1-083827，Common Reference Symbol Mapping/Signaling for 8TransmitAntennas，Motorola)中提出的参考信号设计方法，其开销太大。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，为此，本发明提出一种LTE-A系统下行参考信号的发送方法，保持与LTE前后兼容条件下占有相对较小的资源元，系统开销不大。

本发明的目的是这样实现的：LTE-A系统下行参考信号的发送方法，所述LTE-A系统中包括4个天线逻辑端口的参考信号，所述LTE-A系统中还包括4个新增的天线逻辑端口的参考信号，所述新增的天线逻辑端口的参考信号被映射到载波子帧的数据区域内的正交频分复用符号。

进一步，所述数据区域为一个子帧的第一个时隙的第三个正交频分复用符号以后的正交频分复用符号；

进一步，所述新增的天线逻辑端口的参考信号被映射到载波子帧的数据区域内未被小区和用户专用参考信号占用的正交频分复用符号；

进一步，第一、二个新增天线逻辑端的参考信号被映射到一个子帧中第一个时隙第5个正交频分复用符号，第三、四个新增天线逻辑端口的参考信号被映射到一个子帧中第二个时隙第6个正交频分复用符号；

进一步，第一、二个新增天线逻辑端的参考信号被映射到一个子帧中第一个时隙第5个正交频分复用符号上，第三、四个新增天线逻辑端口的参考信号被映射到一个子帧中第二个时隙第5个正交频分复用符号上；

进一步，所有天线逻辑端口的参考信号在频域中的间隔为6个子载波；

进一步，新增的天线逻辑端口的参考信号在时域中的间隔为1个子帧；

进一步，假定参考信号序列

映射到复值调制信号a_k，l(p)，则天线逻辑端口p的第n_s个时隙上的参考信号a_k，l ^(p)为：

$a_{k,l}^{\left(p\right)}=r_{{l,n}_s}\left(m^{\′}\right)$

式中， $m=\mathrm{0,1},...,2\·N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{DL}}-1;$ $m^{\′}=m+N_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{DL}};$ l表示一个时隙中参考信号所在的正交频分复用符号位置，k表示参考信号在频域中的子载波位置，N_RB ^max，DL表示下行链路中使用的最大资源块数，N_RB ^DL表示下行链路中实际使用的资源块数；

进一步，式中，

k＝6m+(v+v_shift)mod6；

常规循环前缀：

扩展循环前缀：l＝5；

$v=\left\{\begin{array}{cc}0& \mathrm{if\; p}=4\mathrm{or\; p}=6\\ 3& \mathrm{if\; p}=5\mathrm{or\; p}=7\end{array}\right..$

本发明相对于现有技术，具有如下优点：与LTE前后兼容，占有相对较小的资源元，增加的复杂度小，系统开销不大，且性能良好，并可且支持相邻小区间的频分复用(FDM)，减小了相邻小区间干扰。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，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

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：

图1是常规CP(循环前缀)下行参考信号映射示意图；

图2为扩展CP下行参考信号映射示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

在LTE-A中考虑8X8的多天线配置，以达到峰值频谱效率的目标，因此除原有的4个天线逻辑端口的参考信号(RS)外，还包括4个新增的天线逻辑端口的参考信号，但由此提高系统性能的同时也必将增加系统开销。因此，在考虑提高系统性能的同时也必须考虑到系统开销的增加。本发明在下行参考信号设计中仍使各个天线逻辑端口RS的频域间隔为6个子载波，即每6个子载波插入一个参考信号，而在时域中新增天线逻辑端口4～7的参考信号在一个子帧中只插入一个，即新增的天线逻辑端口的参考信号在时域中的间隔为1个子帧。由于LTE-A只能适用于相对低速移动的场景，因此适当降低RS时域密度将对时域信道估计性能影响不大。从而，本发明在保持与LTE前后兼容条件下很好地实现了性能与开销之间的折中。

LTE-A系统下行参考信号的发送方法，简单地增加4个天线逻辑端口的参考信号，以保持与LTE的前后兼容性，所述新增的天线逻辑端口的参考信号被映射到载波子帧的数据区域内未被小区和用户专用参考信号占用的OFDM(正交频分复用)符号上，一个子帧的第一个时隙的前三个OFDM符号为控制区域，第三个OFDM符号以后的OFDM符号为数据区域；将新增参考信号映射到LTE-A中未被小区和用户专用参考信号占用的OFDM符号，可实现参考信号的功率加强，并保证对相邻小区之间参考信号频域切换(shifting)的支持，进而实现相邻小区之间的频分复用(FDM)。

假定参考信号序列

映射到复值调制信号a_k，l ^(p)，则天线逻辑端口p的第n_s个时隙上的参考信号表示为：

$a_{k,l}^{\left(p\right)}=r_{{l,n}_s}\left(m^{\′}\right)$

其中， $m=\mathrm{0,1},...,2\·N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{DL}}-1;$ $m^{\′}=m+N_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{DL}};$ l表示一个时隙中参考信号所在的正交频分复用符号位置，k表示参考信号在频域中的子载波位置，N_RB ^max，DL表示下行链路中使用的最大资源块数，N_RB ^DL表示下行链路中实际使用的资源块数。其中，对于p∈{0，1，2，3}天线逻辑端口，其映射方案与LTE中映射方案保持一致；对于新增的p∈{4，5，6，7}天线逻辑端口有：

k＝6m+(v+v_shift)mod6

l＝5(扩展cp)

$m=\mathrm{0,1},...,2\·N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{DL}}-1$

$m^{\′}=m+N_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{DL}}$

变量v和v_snift的意义与LTE中的定义相同，其中v可表示为：

$v=\left\{\begin{array}{cc}0& \mathrm{if\; p}=4\mathrm{or\; p}=6\\ 3& \mathrm{if\; p}=5\mathrm{or\; p}=7\end{array}\right.$

根据以上定义，我们可以得到下行参考信号到资源元的映射图。

参见图1，图中R0，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7分别表示天线逻辑端口0～7的参考信号；R8port 5表示Release 8中用户专用参考信号。参见图1，天线逻辑端口0～3的参考信号映射保持不变，新增天线逻辑端口4、5位于一个子帧中第一个时隙第5个OFDM符号，新增天线逻辑端口6、7位于一个子帧中第二个时隙第6个OFDM符号。参见图1，我们可以从系统开销、兼容性以及性能等各个方面来说明本发明的特征。

(1)系统开销

在这里，我们可以从两个方面来分析其系统开销：

1)从占用资源方面来看，本发明所提出的方案在一个资源块一个时隙中与LTE相比增加了4个资源元。因此，在LTE-A网络中，本发明提出的DM-RS(用于解调的RS)开销为19.05％。

2)从参考信号到资源元映射的复杂度方面来看，本发明所提出的方案算法简单，只是在原有LTE 4X(4根发射天线)基础上简单地增加了4～7端口上参考信号的映射。从信道估计的复杂度来看，新增天线逻辑端口4～7与天线逻辑端口2或3相比，只是做时域内插时由0.5ms时间间隔变为1ms。

(2)兼容性

本发明提出的参考信号设计方案只是在原有LTE 4X参考信号映射的基础上添加了4～7天线逻辑端口上的参考信号。因此本发明提出的参考信号设计方案与LTE保持了良好的兼容性。

(3)性能分析

1)在频域中，利用本发明所提出的参考信号设计方案时，所有天线逻辑端口在频域中的参考信号间隔与Release 8保持一致，即6个子载波间隔，因此新增加天线逻辑端口4～7的参考信号能够在频域获得良好的信道估计性能；

2)在时域中，天线逻辑端口0～1的参考信号在一个子帧中分别占有4个OFDM符号，天线逻辑端口2～3的参考信号在一个子帧中分别占有2个OFDM符号，而新增加天线逻辑端口4～7的参考信号在一个子帧中分别只占1个OFDM符号。也就是说，信道估计作时域内插时，天线逻辑端口2～3参考信号的子载波间隔为一个时隙(0.5ms)，而新增天线逻辑端口4～7参考信号的子载波间隔为一个子帧(1ms)。由于高阶天线MIMO只可能在相对低速移动的场景中使用，因此在保证较低开销的前提下考虑在时域的一个子帧中使用1个OFDM符号是合理的。

另外，在考虑相邻小区干扰方面，额外RS与原有天线逻辑端口0～3一样也支持相邻小区之间的RS频域Shifting，从而实现相邻了小区之间RS的频分复用(FDM)。而且，由于大部分RS都不是挤在一列OFDM符号中，因而使RS的功率加强很容易实现。

参见图2，图2为扩展CP的下行参考信号映射示意图。图2与图1的区别在于，新增天线逻辑端口4、5位于一个子帧中第一个时隙第5个OFDM符号，新增天线逻辑端口6、7位于一个子帧中第二个时隙第5个OFDM符号。其系统开销、兼容性以及性能基本与正常CP一样，因此就不赘述了。

本发明在下行参考信号的发送方法中只是简单地增加了额外参考信号的映射，保持原有LTE参考信号映射不变，因此本发明使LTE-A与LTE保持了良好的兼容性。在开销方面，本发明在一个资源块一个时隙中与LTE相比增加了4个资源元，即在LTE-A网络中，本发明提出的DM-RS(用于解调的RS)开销为19.05％(常规cp)。就性能而言，本发明在下行参考信号的设计中使所有天线端口在频域中的RS间隔与Release 8中LTE RS间隔保持一致，即6个子载波间隔，从而使额外RS能够在频域获得良好的信道估计性能；在时域中，新增加天线端口4～7的RS在一个子帧中分别只占1个OFDM符号，即新增额外参考信号在时域的子载波间隔为一个子帧(1ms)。由于高阶天线MIMO只可能应用于相对低速移动的场景，因此适当降低RS时域密度将对时域信道估计性能影响不大。从而，本发明在保持与LTE前后兼容条件下很好地实现了性能与开销之间的折中。另外，在考虑相邻小区干扰方面，额外RS与原有天线端口0～3一样也支持相邻小区之间的RS频域Shifting，从而实现相邻了小区之间RS的频分复用(FDM)。而且，由于大部分RS都不是挤在一列OFDM符号中，因而使RS的功率加强很容易实现。

采用本发明提出的LTE-A下行参考信号的发送方法，可以在LTE-A中以较小的开销达到良好的性能，为LET-A中下行参考信号的设计提供了一种简单而有效的解决方案。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.LTE-A系统下行参考信号的发送方法，所述LTE-A系统中包括4个天线逻辑端口的参考信号，其特征在于：所述LTE-A系统中还包括4个新增的天线逻辑端口的参考信号，所述新增的天线逻辑端口的参考信号被映射到载波子帧的数据区域内的正交频分复用符号。

2.根据权利要求1所述的LTE-A系统下行参考信号的发送方法，其特征在于：所述数据区域为一个子帧的第一个时隙的第三个正交频分复用符号以后的正交频分复用符号。

3.根据权利要求2所述的LTE-A系统下行参考信号的发送方法，其特征在于：所述新增的天线逻辑端口的参考信号被映射到载波子帧的数据区域内未被小区和用户专用参考信号占用的正交频分复用符号。

4.根据权利要求3所述的LTE-A系统下行参考信号的发送方法，其特征在于：第一、二个新增天线逻辑端的参考信号被映射到一个子帧中第一个时隙第5个正交频分复用符号，第三、四个新增天线逻辑端口的参考信号被映射到一个子帧中第二个时隙第6个正交频分复用符号。

5.根据权利要求3所述的LTE-A系统下行参考信号的发送方法，其特征在于：第一、二个新增天线逻辑端的参考信号被映射到一个子帧中第一个时隙第5个正交频分复用符号上，第三、四个新增天线逻辑端口的参考信号被映射到一个子帧中第二个时隙第5个正交频分复用符号。

6.根据权利要求1所述的LTE-A系统下行参考信号的发送方法，其特征在于：所有天线逻辑端口的参考信号在频域中的间隔为6个子载波。

7.根据权利要求1所述的LTE-A系统下行参考信号的发送方法，其特征在于：新增的天线逻辑端口的参考信号在时域中的间隔为1个子帧。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的LTE-A系统下行参考信号的发送方法，其特征在于：假定参考信号序列

映射到复值调制信号a_k，l ^(p)，则天线逻辑端口p的第n_s个时隙上的参考信号a_k，l ^(p)为：

$a_{k,l}^{\left(p\right)}{r}_{l,n_s}\left(m^{\′}\right)$

式中， $m=\mathrm{0,1},...,2\·N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{DL}}-1;$ $m^{\′}=m+N_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-N_{\mathrm{RB}}^{\mathrm{DL}};$ l表示一个时隙中参考信号所在的正交频分复用符号位置，k表示参考信号在频域中的子载波位置，N_RB ^max，DL表示下行链路中使用的最大资源块数，N_RB ^DL表示下行链路中实际使用的资源块数。

9.根据权利要求8所述的LTE-A系统下行参考信号的发送方法，其特征在于：式中，

                  k＝6m+(v+v_shift)mod 6；

常规循环前缀：

扩展循环前缀：l＝5；

$v=\left\{\begin{array}{cc}0& \mathrm{ifp}=4\mathrm{orp}=6\\ 3& \mathrm{ifp}=5\mathrm{orp}=7\end{array}\right..$

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