CN102036402B - 一种基于解调导频的层映射方法及网络侧设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于解调导频的层映射方法及网络侧设备，涉及无线通信系统。本发明方法，应用于LTE-A的MU-MIMO系统中，该方法包括：在相同时频资源上复用传输的各复用用户之间采用正交的解调导频时，网络侧设备将不同的复用用户的数据映射到不同的层上，并将各复用用户的数据与层之间的映射信息分别通知给各复用用户。本发明技术方案通过为MU-MIMO定义确定的层分配和层映射方式，能够使得各用户导频之间的干扰，并有利于用户对干扰信号的估计，从而提高检测性能可以降低信令设计的开销。同时降低控制信令通知层映射方式的开销，并降低系统的复杂度。
Description
涉及领域
本发明涉及无线通信系统中，特别涉及一种基于解调导频的层映射方法及网络侧设备。
技术背景
高阶多天线技术是高级长期演进(LTE-A或LTE-Advanced，Long TermEvolution Advanced)系统的关键技术之一，用以提高系统传输速率。为了在引入高阶多天线技术后，实现信道质量测量及数据解调，LTE-Advanced系统分别定义了两类导频符号：数据解调导频(DMRS，Demodulation ReferenceSignal)和信道质量测量导频(CSI-RS，Channel State Information-ReferenceSignal)。其中，数据解调导频是用于物理下行共享信道(PDSCH，PhysicalDownlink Shared Channel)解调的参考符号；信道质量测量导频是用于CSI测量的参考符号，可用于信道质量指示(CQI，Channel Quality Indicator)、预编码矩阵指示(PMI，Precoding Matrix Indicator)、阶层指示(RI，RankIndicator)等信息的上报。这两类参考符号的结构可以支持如多点协作(CoMP，Coordinated Multi-Point)，空间复用等LTE-A的新技术特征。
在LTE中，采用的是CRS(公共参考信号)进行导频测量，也就是所有用户都使用公用导频进行信道估计，这种公共参考信号需要发射侧额外通知接收端对发射的数据采用了何种预处理方式，同时开销较大，另外在MU-MIMO(多用户多输入多输出)中，由于多个UE在使用相同的CRS，无法实现导频的正交，因此无法估计干扰。
在LTE-A中，为了降低导频的开销，将测量参考符号和解调参考符号分开进行设计，解调参考信号(DMRS：demodulation reference signal)和数据采用相同的预处理方式，同时解调参考符号根据调度用户对应信道的可用秩信息映射参考符号，因此可以自适应的根据秩信息调整开销，这样在秩较低的情况，可以大大降低开销。目前LTE-A对解调参考符号设计所形成的一致观点包括如下几点：
(1)终端特有的，如：特定终端对应的解调参考符号和调度用户的数据采用相同的预编码处理；
(2)仅仅存在于网络侧(如eNodeB：E-UTRAN NodeB，演进的(演进型)基站)为数据传输所调度的资源和层上；
(3)在网络侧来看，不同层上传输的参考符号相互正交。
解调参考符号的设计准则是对R8中定义的用于波束赋形传输的终端特定的参考符号向多层的扩展。
基于解调参考符号的设计，尽管可以降低控制信令开销和导频的开销，但在某些传输方式下，例如在MU-MIMO(多用户多输入多输出)中，需要考虑层数目对应关系如何通知终端的问题，例如当基于MU-MIMO基于正交的DMRS进行映射时，如果不同的用户占用的层不同，也就是不同用户对应不同层的解调参考符号，为了UE(user equipment，用户设备)能够正常进行检测，需要通过显示或隐式的方式通知用户对应层的索引信息。
本发明主要基于解调导频模式的MU-MIMO中，多用户的层分配及层映射方法，以及对应的控制信令设计。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种基于解调导频的层映射方法及网络侧设备，从而使MU-MIMO中各用户导频之间避免直接干扰，并有利于用户对干扰信号的估计，从而提高检测性能。
为了解决上述问题，本发明公开了一种基于解调导频的层映射信息的传输方法，应用于高级长期演进的多用户多输入多输出系统中，该方法包括：
在相同时频资源上复用传输的各复用用户之间采用正交的解调导频时，网络侧设备将不同的复用用户的数据映射到不同的层上，并将各复用用户的数据与层之间的映射信息分别通知给各复用用户。
进一步地，上述方法中，所述网络侧设备将不同的复用用户的数据映射到不同的层上的过程如下：
所述网络侧设备先根据复用用户数目以及各复用用户实际支持的层数目确定调度资源上的总的层数目，再将各层依次分配给各复用用户，其中，层分配过程中，各层按其层序号排序进行分配，各复用用户按照其实际支持的层数目排序进行分配。
其中，所述网络侧设备为不同的复用用户分配的层数目的差值为0或者1。
所述复用用户数目为2、3或4，各复用用户实际所支持的层数目为1或2。
当复用用户数目为2时，所述各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目和该复用用户的用户索引；
当复用用户数目大于2时，所述各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目、该复用用户的用户索引和复用用户的总数目。
或者，所述各复用用户的数据与层之间的映射信息包括该复用用户使用的层数目、分配给该复用用户的层的起始层位置。
当多用户多输入多输出系统中存在多种解调导频类别时，所述各复用用户的数据与层之间的映射信息还包括复用用户的解调导频类别信息。
或者，所述各复用用户的数据与层之间的映射信息包括事先设定的层映射模式索引以及该复用用户的用户索引。
所述事先设定的层映射模式指不同的复用用户数目以及各复用用户支持的层数目不同时，所存在的所有映射方式中的映射方式子集。
本发明还公开了一种用于层映射的网络侧设备，应用于高级长期演进的多用户多输入多输出系统中，该设备包括映射模块和映射信息传输模块，其中：
所述映射模块，在相同时频资源上复用的各复用用户之间采用正交的解调导频时，用于将不同的复用用户的数据映射到不同的层上；
所述映射信息传输模块，用于根据所述映射模块的映射操作生成各复用用户的数据与层之间的映射信息，并将该映射信息分别通知给各复用用户。
进一步地，上述网络侧设备中，所述映射模块将不同的复用用户的数据映射到不同的层上的过程如下：
所述映射模块先根据复用用户数目以及各复用用户实际支持的层数目确定调度资源上的总的层数目，再将各层依次分配给各复用用户，其中，层分配过程中，各层按其层序号排序进行分配，各复用用户按照其实际支持的层数目排序进行分配。
所述映射模块为不同的复用用户分配的层数目的差值为0或者1。
所述复用用户数目为2、3或4，各复用用户实际所支持的层数目为1或2。
当复用用户数目为2时，所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目和该复用用户的用户索引；
当复用用户数目大于2时，所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目、该复用用户的用户索引和复用用户的总数目。
或者，所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括该复用用户使用的层数目、分配给该复用用户的层的起始层位置。
当多用户多输入多输出系统中存在多种解调导频类别时，所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息还包括复用用户的解调导频类别信息。
或者，所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括事先设定的层映射模式索引以及该复用用户的用户索引。
所述事先设定的层映射模式指不同的复用用户数目以及各复用用户支持的层数目不同时，所存在的所有映射方式中的映射方式子集。
本发明技术方案通过为MU-MIMO定义确定的层分配和层映射方式，能够使得各用户导频之间的干扰，并有利于用户对干扰信号的估计，从而提高检测性能可以降低信令设计的开销。同时降低控制信令通知层映射方式的开销，并降低系统的复杂度。
附图说明
图1本发明进行层映射的流程图；
图2为实施例1中层分配和层映射方式示意图；
图3为实施例2中层分配和层映射方式示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明技术方案作进一步详细说明。
一种用于层映射的网络侧设备，应用于高级长期演进的多用户多输入多输出系统中，该设备至少包括映射模块和映射信息传输模块。
映射模块，在相同时频资源上复用各复用用户之间采用正交的解调导频时，用于将不同的复用用户的数据映射到不同的层上；
具体地，映射模块先根据复用用户数目以及各复用用户支持的层数目确定调度资源上的总的层数目，再将各层依次分配给各复用用户，其中，层分配过程中，各层按其层序号排序进行分配，各复用用户按照其实际支持的层数目排序进行分配。
在优选实施例中，映射模块为不同的复用用户分配的层数目的差值为0或者1；所述复用用户数目为2、3或4，各复用用户实际所支持的层数目为1或2。
映射信息传输模块，用于根据映射模块的映射操作生成各复用用户的数据与层之间的映射信息，并将该映射信息分别通知给各复用用户；
映射信息传输模块，传输映射信息的方式有如下三种：
方式一：当复用用户数目为2时，映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目和该复用用户的用户索引；
当复用用户数目大于2时，所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目、该复用用户的用户索引和复用用户的总数目。
方式二，映射信息传输模块生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括该复用用户使用的层数目、分配给该复用用户的层的起始层位置；此时，当多用户多输入多输出系统中存在多种解调导频类别时，映射信息传输模块生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息还包括复用用户的解调导频类别信息。
方式三，映射信息传输模块生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括事先设定的层映射模式索引以及该复用用户的用户索引，其中，事先设定的层映射模式指不同的复用用户数目以及各复用用户支持的层数目不同时，所存在的所有映射方式中的映射方式子集。
下面介绍上述网络侧设备基于解调导频进行层映射的方法，应用于LTE-A的MU-MIMO系统中，该方法可以在相同时频资源上复用传输的各用户之间采用正交的解调导频时，将不同用户的数据映射到不同的层上进行传输，并将用户数据的层映射信息通知给UE。
具体地，该方法可以分为以下步骤，如图1所示：
步骤100：网络侧设备根据复用用户的数目以及每个复用用户实际支持的层数目，确定调度资源上的总的层数目，并进行层分配；
该步骤中，网络侧设备在进行层分配时，按照层序号顺序(按照层序号从低到高或者从高到低进行排序)和复用用户顺序(按照各复用用户实际支持的层数目由低到高或者由高到低进行排序)，将各层依次分配给各复用用户；
优选的，各复用用户之间其所分配的层数目之差为0或者1；允许复用的复用用户的数目最大为2或4(即复用用户的数目可为2、3或4)；各复用用户实际支持的层数目为1或2；各复用用户最大支持的码字流数目为1。
步骤200：网络侧设备为各复用用户分配层后，将各复用用户的数据映射到为其分配的层上进行传输，并将各复用用户的数据与层之间的映射信息(后文简称为层映射信息)分别通知给各复用用户；
该步骤中，网络侧设备可以采用如下任一方式将层映射信息通知给各用户：
方式一：至少将网络侧分配的总的层数目L；用户索引(也称为码字流索引)信息k通知给各用户，其中，1≤k≤K，其中K表示系统支持的最大用户数；
当系统允许复用的复用用户的数目最大为2(即复用用户的数目为2)时，仅通知以上信息给用户即可，复用用户收到上述映射信息后，根据系统允许复用的复用用户的数目最大为2，且各复用用户之间分配的层数目之差应为0或者1的要求，以及映射信息中调度资源上的总的层数目L和自己的用户索引，即可获知自己的层映射信息；
当系统允许复用的复用用户的数目大于2时，网络侧设备还要将复用的用户总数目(也称为可选的码字流数目)信息K通知给各复用用户，此时，各复用用户根据总的层数目L、自己的用户索引以及复用的用户总数目，即可获知自己的层映射信息；此时，层映射信息的开销为
或者
方式二，系统直接向各复用用户通知完整的层映射信息，完整的层映射信息包括调度用户使用的层数目、调度用户起始层位置以及解调导频类别信息，其中，解调导频类别信息是指在设计解调导频时，根据系统在所调度资源上使用使用的层数目不同进行分类，并为不同类分别用不同的导频密度及图样映射方式，从而产生的不同解调导频映射类别，当系统中仅存在一种解调导频类别时，完整的层映射信息可以不包括解调导频类别信息。
此时，层映射信息的开销为
或者其中，l表示每个复用用户最大支持的层数目；N表示解调导频类别的数目；L表示所支持的层数目(即用于指示层的起始位置)。
方式三：系统事先设定各种X种层映射模式，其中，每种层映射模式是在不同的复用用户的数目以及每个复用用户支持不同的层数目时可能存在的所有映射方式或者映射方式子集。
为了降低开销，优选情况下，X大小满足X＝2v，其中y为大于等于1的正整数，此时，系统向复用用户通知该映射模式索引x，x＝0，1，…，X-1和该复用用户的用户索引，层映射信息的开销为
或者用
在上述三种通知方式中，为了降低开销，层映射信息可以通过联合编码的方式，进行传输。
下面结合具体应用场景，进一步说明网络侧设备如何按照上述流程为各复用用户分配层数目，以及如何将各复用用户的数据与层之间的映射信息分别通知给各复用用户的。
实施例1
本实施例中，系统允许复用的最大用户数目为4，且为每个复用用户分配的层数目尽量均匀，如图1所示，其中非斜线部分表示设置各复用用户所支持的最大层数目为2时，数据进行层映射的情况(此为本实施例中推荐的映射方式)，斜线部分表示不限制各复用用户所支持的最大层数目时，数据传输的情况。具体地，当系统中复用用户数目不同时，网络侧设备可以参照表1来设定各种层映射模式索引，以表明MU-MIMO中的层映射关系。
表1为允许复用的最大用户数目为4，且复用用户所支持的最大层数目为2时，MU-MIMO中的层分配和层映射关系表
表1中，Msymb layer表示每个层上调制符号的数目，d(k)(i)表示第k个用户(第k个码字流)的第i个调制符号，Msymb (k)表示k各用户的调制符号数目，
表示第ul个层上的第i个数据。
基于表1所示的层映射关系，网络侧设备将使用的层数目以及复用用户数目及其用户索引信息传输给UE后，UE即可根据表1或图1对应的层映射关系，进行解层映射，并通过对应层上的解调导频进行信道估计。
在优选的实施例中，表1所示的映射模式共为Y＝12，支持的复用用户数K＝4，因此可以按照方式三向复用用户发送层映射信息，只需要
用于指示层映射方式，如果进行联合编码，则开销为
其中X包含了层数目以及复用用户数目信息，K用于指示用户的索引。
按照方式三，当考虑降低控制信令开销时，可以进一步进行如下处理，如果存在的映射方式为Y，可以从其中选择X＝2y种，其中y为大于等于1的正整数，且2x≤Y，用ybit指示映射模式，并用log2(K)bit表示复用用户的索引。其中K表示系统支持的最大复用用户数目。例如在上表中，选择其中的8中用于系统的映射方式，如果MU-MIMO复用的用户数目最大为4，则需要
在这种配置下，联合编码时，需要5bit开销。
按照方式一进行层映射通知时，当网络侧分配的总的层数目L；码字流索引信息k，1≤k≤K，其中K表示系统支持的最大复用用户数；本实施例中，最大层数目为8，最大复用用户数为4(即最大复用用户数大于2)，则需要的开销为：
或者联合编码时，需要
虽然这种方式的开销较大，但该方式适应于各种灵活的映射方式，不受表1映射方式的限制。
而当按照方式二进行层映射通知时，如果对应不同层数目组的解调参考符号采用不同的映射图案，直接通知调度用户使用的层数目、调度用户起始层位置以及解调导频映射类别数目信息通知给接收方。(这里不同层数目组是指在解调参考符号映射时，根据层数目的区间，采用不同的映射图案，例如层数目属于{12，3，4}时一种图案，层数目属于{5，6，7，8}时一种图案，则解调导频类别为2)，对应该实施例最大层数目为8，最大复用用户数为4，导频的开销在不考虑联合编码和考虑联合编码时分别为
或者
实施例2
本实施例中，系统允许复用的最大用户数目为8，且为每个复用用户分配的层数目尽量均匀，如图2所示，其中非斜线部分表示设置各复用用户所支持的最大层数目为2时，数据进行层映射的情况(此为本实施例中推荐的映射方式)，斜线部分表示不限制各复用用户所支持的最大层数目时，数据传输的情况。具体地，当系统中复用用户数目不同时，网络侧设备可以参照表2来设定各种层映射模式索引，以表明MU-MIMO中的层映射关系。
表2：为允许复用的最大用户数目为8，且复用用户所支持的最大层数目为2时，MU-MIMO中的层分配和层映射关系表
由图3可以看出，在该映射模式下共有28中映射模式，对应通知方式三，只需要
用于指示层映射方式。而当考虑每个复用用户最大支持2层的数据传输时，则共有Y＝22种映射模式，为了降低开销，则可以从上述22中映射模式中选择X＝16种，于是通知开销为
而对应通知方式1，由于此时对应的最大复用用户数K＝8，系统侧允许的最大层数目为L＝8，因此可以需要的开销为可以表示为
或者需要
而对应通知方式2，如果解调参考符号映射方式存在2类，需要的开销可以表示为：
或者
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 (16)
1.一种基于解调导频的层映射信息的传输方法，应用于高级长期演进的多用户多输入多输出系统中，其特征在于，该方法包括：
在相同时频资源上复用传输的各复用用户之间采用正交的解调导频时，网络侧设备将不同的复用用户的数据映射到不同的层上，并将各复用用户的数据与层之间的映射信息分别通知给各复用用户，所述网络侧设备将不同的复用用户的数据映射到不同的层上的过程如下：
所述网络侧设备先根据复用用户数目以及各复用用户实际支持的层数目确定调度资源上的总的层数目，再将各层依次分配给各复用用户，其中，层分配过程中，各层按其层序号排序进行分配，各复用用户按照其实际支持的层数目排序进行分配。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述网络侧设备为不同的复用用户分配的层数目的差值为0或者1。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述复用用户数目为2、3或4，各复用用户实际所支持的层数目为1或2。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，
当复用用户数目为2时，所述各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目和该复用用户的用户索引；
当复用用户数目大于2时，所述各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目、该复用用户的用户索引和复用用户的总数目。
5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，
所述各复用用户的数据与层之间的映射信息包括该复用用户使用的层数目、分配给该复用用户的层的起始层位置。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
当多用户多输入多输出系统中存在多种解调导频类别时，所述各复用用户的数据与层之间的映射信息还包括复用用户的解调导频类别信息。
7.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，
所述各复用用户的数据与层之间的映射信息包括事先设定的层映射模式索引以及该复用用户的用户索引。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述事先设定的层映射模式指不同的复用用户数目以及各复用用户支持的层数目不同时，所存在的所有映射方式中的映射方式子集。
9.一种用于层映射的网络侧设备，应用于高级长期演进的多用户多输入多输出系统中，其特征在于，该设备包括映射模块和映射信息传输模块，其中：
所述映射模块，在相同时频资源上复用的各复用用户之间采用正交的解调导频时，用于将不同的复用用户的数据映射到不同的层上;
所述映射信息传输模块，用于根据所述映射模块的映射操作生成各复用用户的数据与层之间的映射信息，并将该映射信息分别通知给各复用用户，所述映射模块将不同的复用用户的数据映射到不同的层上的过程如下：
所述映射模块先根据复用用户数目以及各复用用户实际支持的层数目确定调度资源上的总的层数目，再将各层依次分配给各复用用户，其中，层分配过程中，各层按其层序号排序进行分配，各复用用户按照其实际支持的层数目排序进行分配。
10.如权利要求9所述的网络侧设备，其特征在于，
所述映射模块为不同的复用用户分配的层数目的差值为0或者1。
11.如权利要求9所述的网络侧设备，其特征在于，
所述复用用户数目为2、3或4，各复用用户实际所支持的层数目为1或2。
12.如权利要求9至11任一项所述的网络侧设备，其特征在于，
当复用用户数目为2时，所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目和该复用用户的用户索引；
当复用用户数目大于2时，所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括分配的总层数目、该复用用户的用户索引和复用用户的总数目。
13.如权利要求9至11任一项所述的网络侧设备，其特征在于，
所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括该复用用户使用的层数目、分配给该复用用户的层的起始层位置。
14.如权利要求13所述的网络侧设备，其特征在于，
当多用户多输入多输出系统中存在多种解调导频类别时，所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息还包括复用用户的解调导频类别信息。
15.如权利要求9至11任一项所述的网络侧设备，其特征在于，
所述映射信息传输模块，生成的各复用用户的数据与层之间的映射信息包括事先设定的层映射模式索引以及该复用用户的用户索引。
16.如权利要求15所述的网络侧设备，其特征在于，
所述事先设定的层映射模式指不同的复用用户数目以及各复用用户支持的层数目不同时，所存在的所有映射方式中的映射方式子集。
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| Huawei.R1-092363 LTE-A downlink DM-RS pattern design.《R1-092363》.2009, |
| Panasonic.R1-092523 MU Transparency and Possible Impact on Spec.《R1-092523》.2009, |
| Panasonic.R1-093454 Further considerations on MU MIMO in Rel-9.《R1-093454》.2009, |
| Qualcomm Europe.R1-092228 Downlink RS structure in support of higher-order MIMO.《R1-092228》.2009, |
| R1-092228 Downlink RS structure in support of higher-order MIMO;Qualcomm Europe;《R1-092228》;20090508;全文 * |
| R1-092363 LTE-A downlink DM-RS pattern design;Huawei;《R1-092363》;20090703;全文 * |
| R1-092523 MU Transparency and Possible Impact on Spec;Panasonic;《R1-092523》;20090623;第2节—第3节 * |
| R1-092972 Discussions on DCI formats for Enhanced DL Beamforming;Samsung;《R1-092972》;20090703;全文 * |
| R1-093454 Further considerations on MU MIMO in Rel-9;Panasonic;《R1-093454》;20090818;第1节第1-3段，第2节第5段，第3节倒数第2段，第4节 * |
| R1-093596 DM RS Design for downlink transmission;ZTE;《R1-093596》;20090829;第2节 * |
| Samsung.R1-092972 Discussions on DCI formats for Enhanced DL Beamforming.《R1-092972》.2009, |
| ZTE.R1-093596 DM RS Design for downlink transmission.《R1-093596》.2009, |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102036402A (zh) | 2011-04-27 |
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