CN102227897B - 生成带有不同带宽和重叠频谱的正交参考信号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种为在OFDM系统中跨不同但重叠副载波的不同用户终端生成相互正交参考信号的方法。分配到用户终端的副载波分成多个非重叠副载波块。每个用户终端随后分配有一个或多个副载波块。对于每个副载波块，用户终端指配有包括基本参考序列和线性相位旋转的参考信号。为确保在所有用户终端之间的相互正交性，分配了相同副载波块的用户终端使用带有不同线性相位旋转的相同基本参考序列。

Description

生成带有不同带宽和重叠频谱的正交参考信号的方法

技术领域

本发明一般涉及在移动通信系统中的信道估计，并且更具体地说，涉及带有不同带宽和重叠频谱的相互正交参考信号的集合。

背景技术

在移动通信系统中，基站接收来自多个用户终端的信号。用于将来自每个小区中多个用户终端的符号解调的两个特别有吸引力的接收技术是连续干扰抵消(SIC)和干扰抑制合并(IRC)。这两种接收技术要求基带接收器估计在每个用户终端与每根天线之间的信道。信道估计的质量对SIC和IRC两者的性能有很大影响。

网络可在多根网络天线处接收来自用户终端的信号。为接收来自给定用户终端的信号，网络确定将用于接收从用户终端传送的信号的网络天线集合。此天线集合收到的信号发送到“上行链路接收器”，由其将用户终端传送的信号解调。注意，相同的网络天线集合能够用于多个用户终端的接收。

上行链路接收器一般使用在上行链路上从每个用户终端传送的参考信号，估计每个用户终端与网络天线之间的上行链路信道。在LTE标准的版本8中，在每0.5毫秒时隙中的至少一个OFDM符号用于由所有用户终端传输参考信号。来自每个用户终端的参考信号通过M个连续副载波传送。假设M大于或等于72，则参考信号是Zeda-Chu(ZC)序列。在LTE中有60个不同的基本ZC序列可用。

在估计来自特定用户终端的上行链路信道时，来自其它用户终端的参考信号成了干扰，并且降低信道估计的准确度。因此，通常符合需要的是来自所有用户终端的参考信号相互正交。在LTE系统中，假设一个参考信号跨连续的副载波，则通过添加线性相位旋转到同一基本参考信号，能够生成跨相同副载波的第二正交参考信号。通过为不同用户终端使用不同相位旋转，能够生成跨相同副载波的大量相互正交参考信号。当前，在用户终端分配有不同但重叠副载波的情况下，没有方法确保参考信号的相互正交性。

发明内容

本发明提供即使在使用不同带宽的用户终端指配有重叠的副载波时仍将保持正交的用于信道估计的参考信号集合。在正交频分复用(OFDM)系统中的可用副载波被分成多个副载波块。每个用户终端分配有一个或多个副载波块，这些块可部分与指配到不同用户终端的副载波块重叠。在重叠副载波中，指配到不同用户终端以便在重叠副载波中使用的参考信号基于相同的基本参考序列，但具有不同线性相位旋转。由于参考信号的正交性将降低基站收到的参考信号中的干扰量，因此，信道估计得以改进。

本发明的一个示范实施例包括OFDM系统中由基站实现的分配信道估计中要使用的参考信号的方法。基站将第一副载波块集合分配到第一用户终端。第一副载波块集合可包括一个或多个副载波块。基站随后将不同的副载波块集合分配到第二用户终端。第二副载波块集合包括也分配到第一用户终端的至少一个副载波块(重叠副载波块)和未分配到第一用户终端的至少一个副载波块(非重叠副载波块)。可以有一个或多个重叠副载波块。基站也指配参考信号到第一用户终端和第二用户终端。参考信号到第一用户终端和第二用户终端的指配可在不同时间点进行。一般而言，参考信号的指配包括应用到基本参考序列的线性相位旋转和基本参考序列的指配。指配到用户终端以便在重叠副载波块中使用的参考信号包括带有不同线性相位旋转的相同基本参考序列。

本发明的另一示范实施例包括在OFDM系统中用于分配在信道估计中使用的参考信号的基站。基站包括用于与多个用户终端进行通信的收发信机和可操作地连接到所述收发信机的控制单元。控制单元将从非重叠副载波块集合选择的第一副载波块集合分配到第一用户终端，并且将从所述非重叠副载波块集合选择的第二副载波块集合分配到第二用户终端。到所述第二用户的副载波块分配包括未分配到所述第一用户终端的至少一个副载波块和也分配到所述第一用户的至少一个重叠副载波块。控制单元也将要在所述副载波块的相应块中传送的参考信号指配到第一用户终端和第二用户终端。每个参考信号包括基本参考序列和在频率域应用到基本参考序列的线性相位旋转。在重叠副载波块中指配到第一用户终端和第二用户终端的参考信号使用相同的基本参考序列。在重叠副载波块中指配到第一用户终端和第二用户终端的参考信号具有在频率域中不同的线性相位旋转。

本发明的一个示范实施例包括OFDM系统中由用户终端实现的传送要在信道估计中使用的参考信号的方法。第一用户终端在也指配到第二用户终端的第一副载波块中将第一参考信号传送到基站。第一参考信号包括基本参考序列和在频率域中的线性相位旋转，该基本参考序列与在第一副载波块中第二用户终端使用的基本参考序列相同，在频率域中的该线性相位旋转与在第一副载波块中第二用户终端使用的在频率域中的线性相位旋转不同。第一用户终端也在未指配到第二用户终端的第二副载波块中将来自第一用户终端的第二参考信号传送到基站。

本发明的另一示范实施例包括配置为在上行链路上传送由基站在信道估计中使用的参考信号的用户终端。用户终端包括收发信机和用于控制收发信机的控制单元。控制单元促使收发信机在也指配到第二用户终端的第一副载波块中将第一参考信号传送到基站。第一参考信号包括基本参考序列和在频率域中的线性相位旋转，该基本参考序列与在第一副载波块中第二用户终端使用的基本参考序列相同，在频率域中的该线性相位旋转与在第一副载波块中第二用户终端使用的在频率域中线性相位旋转不同。控制单元还促使收发信机在未指配到第二用户终端的第二副载波块中将第二参考信号传送到基站。

附图说明

图1示出示范通信系统中的、带有连接到在地理上分开位置的多根天线的单个基站的一个小区。

图2示出适合用于OFDM系统的参考信号的示范结构。

图3示出在用户终端中由示范传送器进行的参考信号生成。

图4示出基站实现的将参考信号分配到用户终端的示范方法。

图5示出用于将参考信号分配到用户终端的示范基站。

图6示出配置为将参考信号传送到网络的示范用户终端。

具体实施方式

现在参照图形，将在基于第三代合作伙伴项目(3GPP)正在开发的长期演进(LTE)标准的示范移动通信系统10的背景下描述本发明。图1示出LTE标准允许的网络10的一个可能配置，然而，其它配置也是允许的。然而，本领域技术人员将理解，本发明也可在基于现在已知或将来开发的其它标准的移动通信系统10中使用。因此，以下描述应视为说明性而不是限制性的。

图1示出连接到核心网络(未示出)的通信系统10的一个协调小区12。在LTE标准中称为eNodeB的基站20与多个用户终端30进行通信。在示范实施例中，基站20经光纤连接到分布在整个小区12内的多根天线22。备选，这些天线22能够位于同一地点。基站20使用称为协调多点(COMP)的接收技术改进在上行链路上来自用户终端30的信号的接收。更具体地说，基站20使用在多个地点的天线22将在上行链路上不同用户终端30传送的符号解调。用于将来自每个小区12中多个用户终端30的符号解调的两个特别有吸引力的多用户接收技术是连续干扰抵消(SIC)和干扰抑制合并(IRC)。SIC和IRC均要求基带接收器估计每个用户终端30与每根天线22之间的信道。信道估计的质量对两种接收技术的性能有很大影响。

基带接收器一般使用在上行链路上从每个用户终端30传送的参考信号(RS)估计上行链路信道。在LTE标准的版本8中，在每0.5毫秒时隙中的一个OFDM符号用于由所有用户终端30传输参考信号。来自每个用户终端30的参考信号通过M个连续副载波传送。假设M大于或等于72，则参考信号是Zeda-Chu(ZC)序列。在LTE中有60个不同的基本ZC序列可用。

在估计来自特定用户终端30的上行链路信道时，来自其它用户终端30的参考信号成了干扰，并且降低信道估计的准确度。因此，通常符合需要的是来自所有用户终端30的参考信号相互正交。在LTE系统中，假设一个参考信号跨M个连续的副载波，通过添加线性相位旋转到同一基本参考信号，可以生成跨相同M个副载波的第二正交参考信号。通过为不同用户终端30使用不同相位旋转，可以生成跨相同M个副载波的大量相互正交参考信号。当前，在用户终端30分配有不同但重叠副载波的情况下，没有方法确保参考信号的相互正交性。

本发明提供一种为跨不同但重叠副载波的不同用户终端30生成相互正交参考信号的方法。分配到用户终端30的副载波分成多个非重叠副载波块。例如，副载波可分成M＝72个副载波的块。每个用户终端30随后分配有一个或多个副载波块。分配到给定用户终端30的副载波块可以是相连的。然而，本领域技术人员将理解，指配到给定用户终端30的副载波块不要求是相连的。对于每个副载波块，用户终端30指配有长度M的基本参考序列。为简明起见，用户终端30可为每个其分配的副载波块使用相同的基本参考序列。然而，不要求用户终端30在每个其分配的副载波块中使用相同的基本参考序列。为确保在所有用户终端30之间的相互正交性，分配有相同副载波块的用户终端30使用带有不同线性相位旋转的相同基本参考序列。

图2示出根据本发明的一个示范实施例，从用户终端30传送的参考信号的结构。如前面所述，有60个不同的ZC基本参考序列。第i个ZC基本参考序列可表示为：

S_i(k)，k＝0，...，M-1。等式(1)

第q个用户终端30在第i个副载波块中要传送的参考信号因而表示为：

$S_i\left(k\right)e^{j{\mathrm{\ω}}_{q}k},k=0,...,M-1,$ 等式(2)

其中，是线性相位旋转项。

假设有总共Q个线性相位旋转(取决于信道的频率选择性)，可为总共Q个用户终端30在每个副载波块中生成Q个参考信号。用户终端30可在用于传送数据符号的相同副载波上，或者在不同的副载波集合上传送参考信号。

根据上述过程生成的Q个参考信号将始终相互正交，而无论分配到每个用户终端30的副载波块的数量是多少。此外，每个上述参考信号将在时间域具有理想的(perfect)自相关性，这是因为每个参考信号的傅立叶变换的幅度在所有副载波上是恒定的。在每个副载波块上，通过相同的基本ZC序列的不同相位旋转形成用于不同用户终端30的参考信号，并且相同ZC序列的不同相位旋转已知为相互正交。在非重叠副载波上传送的、用于两个不同用户终端30的参考信号明显始终正交。

只要在任何给定副载波块中使用的所有参考信号是长度M的相同ZC基本参考序列的相位旋转版本(例如，图2的每行中所有序列必须是相同基本ZC序列的相位旋转版本)，图2所示参考信号集合便保持相互正交。ZC基本参考序列的小子集可在所有副载波块中使用，使得许多副载波块将使用相同的ZC基本参考序列。假设只有N个基本ZC序列在所有副载波块上使用，则N个基本参考序列中的任一个可指配到每个副载波块。此自由度随后可用于降低在时间域中结果参考信号的峰值平均比。

为保持后向兼容性，重要的是版本8用户终端30生成的参考信号不同于根据LTE标准的随后版本操作的用户终端30使用的参考信号。实现后向兼容性的一种方式是保留用于版本8用户终端30的线性相移子集，并且为根据LTE的随后版本操作的用户终端30保留线性相移的不同子集。因此，在任何数量的副载波上传送的版本8用户终端30从不会传送与根据LTE标准的随后版本操作的用户终端30传送的参考信号相同的参考信号。

确保后向兼容性的另一种方式是通过为根据LTE标准的随后版本操作的用户终端30使用伪随机二进制加扰序列。只要LTE版本9+中的所有参考信号具有相同加扰序列，这些参考信号便将保持相互正交。此外，加扰序列确保在图2中的参考信号始终与在LTE版本8中使用的参考信号不同。

本发明提供即使在使用不同带宽的用户终端30指配有重叠的副载波时仍将保持正交的用于上行链路信道估计的参考信号集合。在重叠副载波中，指配到不同用户终端30以便在重叠副载波中使用的参考信号是基于相同的基本参考序列，但具有不同线性相位旋转。由于参考信号的正交性将降低基站20收到的参考信号中的干扰量，因此，信道估计得以改进。

图3示出在本发明的一个示范实施例中OFDM传送器100如何生成参考信号。为简明起见，只示出用于一个副载波块的一个参考信号。ZC基本参考序列X＝{X₀，X₁，...X_M-1]输入到OFDM传送器100的相位旋转单元102。相位旋转单元102将线性相位旋转{α(0)，α(1)，...，α(M-1)}添加到基本参考序列的相应元素以生成传送到基站20的参考信号。从相位旋转单元102输出的参考信号输入到OFDM调制器104，OFDM调制器104将参考信号从频率域变换到时间域。在传输到基站20之前，前缀单元106添加循环前缀到时间域参考信号。

图4示出根据本发明的一个实施例，分配参考信号到用户终端30的示范方法150。此方法可由知道每个用户终端30使用的参考信号的基站20实现。基站20将第一副载波块集合分配到第一用户终端30(方框152)。第一副载波块集合可包括一个或多个副载波块。基站20随后将不同的副载波块集合分配到第二用户终端30(方框154)。第二副载波块集合包括也分配到第一用户终端的至少一个副载波块(重叠副载波块)和未分配到第一用户终端30的至少一个副载波块(非重叠副载波块)。可以有一个或多个重叠副载波块。基站20也将参考信号指配到第一用户终端和第二用户终端30(方框156)。参考信号到第一用户终端和第二用户终端30的指配可在不同时间点进行。一般而言，参考信号的指配包括应用到基本参考序列的线性相位旋转和基本参考序列的指配。指配到用户终端30以便在重叠副载波块中使用的参考信号包括带有不同线性相位旋转的相同基本参考序列。

图5示出根据一个实施例，用于从多个用户终端30接收信号的示范基站20。基站20包括收发信机24和控制单元28，该收发信机具有基带接收器26以检测来自多个用户终端30的信号。基带接收器26可使用SIC或IRC解调来自用户终端30的收到信号。基带接收器26基于用户终端30传送的参考信号估计来自每个用户终端30的信道，并且使用这些信道估计将来自用户终端30的数据信号解调。控制单元28包括一个或多个处理器、硬件或其组合以控制基站20的操作。控制单元28的功能包括如上所述分配副载波块和参考信号到用户终端30，包括图4所示的方法。

图6示出根据本发明配置为传送参考信号的示范用户终端30。用户终端30包括带有一根或多根天线32的收发信机34和控制单元36。收发信机34包括如图3所示，可根据LTE标准操作的OFDM传送器100。控制单元36包括一个或多个处理器、硬件或其组合以控制用户终端30的操作。控制单元36基于从基站20收到的控制信号确定要传送的参考信号，并且促使收发信机34将控制信号传送到基站20。

当然，在不脱离本发明实质特征的情况下，本发明可以不同于本文具体所述那些方式的其它方式实现。所示实施例在所有方面均要视为说明性的而不是限制性的，并且在随附权利要求的意义和等同物范围内的所有更改要涵盖在其中。

Claims (20)

1.一种在正交频分复用系统中将副载波分配到用户终端的方法，所述方法包括：

将从非重叠副载波块集合中选择的第一副载波块集合分配到第一用户终端；

将从所述非重叠副载波块集合中选择的第二副载波块集合分配到第二用户终端，其中所述第二副载波块集合包括未分配到所述第一用户终端的至少一个副载波块以及也分配到所述第一用户的至少一个重用副载波块；

将要在所述副载波块的相应块中传送的参考信号指配到所述第一用户终端和第二用户终端，每个所述参考信号包括基本参考序列和在频率域中应用到所述基本参考序列的线性相位旋转；

其中在所述重用副载波块中指配到所述第一用户终端和第二用户终端的所述参考信号使用相同基本参考序列；以及

其中在所述重用副载波块中指配到所述第一用户终端和第二用户终端的所述参考信号具有在所述频率域中不同的线性相位旋转。

2.如权利要求1所述的方法，其中指配到所述第一用户终端的所述线性相位旋转对于所有副载波块都相同。

3.如权利要求1所述的方法，其中在所述非重叠副载波块集合中的所述副载波块每个具有相同数量的副载波。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述基本参考序列包括Zeda Chu序列。

5.如权利要求1所述的方法，其中指配到至少所述第一用户终端和第二用户终端之一的所述副载波块是不相连的。

6.一种基站，包括：

收发信机，用于与多个用户终端进行通信；

控制单元，可操作地连接到所述收发信机并配置为：

将从非重叠副载波块集合中选择的第一副载波块集合分配到第一用户终端；

将从所述非重叠副载波块集合中选择的第二副载波块集合分配到第二用户终端，其中所述第二副载波块集合包括未分配到所述第一用户终端的至少一个副载波块，并且包括也分配到所述第一用户的至少一个重用副载波块；

将要在所述副载波块的相应块中传送的参考信号指配到所述第一用户终端和第二用户终端，每个所述参考信号包括基本参考序列和在频率域中应用到所述基本参考序列的线性相位旋转；

其中在所述重用副载波块中指配到所述第一用户终端和第二用户终端的所述参考信号使用相同基本参考序列；以及

其中在所述重用副载波块中指配到所述第一用户终端和第二用户终端的所述参考信号具有在所述频率域中不同的线性相位旋转。

7.如权利要求6所述的基站，其中所述控制单元配置为对于所有副载波块指配相同线性相位旋转到所述第一用户终端。

8.如权利要求6所述的基站，其中在所述非重叠副载波块集合中的所述副载波块每个具有相同数量的副载波。

9.如权利要求6所述的基站，其中所述基本参考序列包括Zeda Chu序列。

10.如权利要求6所述的基站，其中所述控制单元配置为指配不相连副载波块到至少所述第一用户终端和第二用户终端之一。

11.一种在正交频分复用系统中将用于信道估计的参考信号从用户终端传送到基站的方法，所述方法包括：

在也指配到第二用户终端的第一副载波块中将第一参考信号从第一用户终端传送到所述基站，所述第一参考信号包括基本参考序列和在频率域中的线性相位旋转，所述基本参考序列与在所述第一副载波块中所述第二用户终端使用的所述基本参考序列相同，在所述频率域中的所述线性相位旋转与在所述第一副载波块中所述第二用户终端使用的在所述频率域中的所述线性相位旋转不同；以及

在未指配到所述第二用户终端的第二副载波块中将第二参考信号从第一用户终端传送到所述基站。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述第二参考信号包括与所述第一参考信号不同的基本参考序列和与所述第一参考信号相同的线性相位旋转。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述第一副载波块和第二副载波块是不相连的。

14.如权利要求11所述的方法，其中所述第一副载波块和第二副载波块具有相同数量的副载波。

15.如权利要求11所述的方法，其中所述基本参考序列包括Zeda Chu序列。

16.一种用户终端，包括：

收发信机；

控制单元，用于控制所述收发信机以促使所述收发信机：

在也指配到第二用户终端的第一副载波块中将第一参考信号从第一用户终端传送到基站，所述第一参考信号包括基本参考序列和在频率域中的线性相位旋转，所述基本参考序列与在所述第一副载波块中所述第二用户终端使用的所述基本参考序列相同，在所述频率域中的所述线性相位旋转与在所述第一副载波块中所述第二用户终端使用的在所述频率域中的所述线性相位旋转不同；以及

在未指配到所述第二用户终端的第二副载波块中将第二参考信号从第一用户终端传送到所述基站。

17.如权利要求16所述的用户终端，其中所述第二参考信号包括与所述第一参考信号不同的基本参考序列和与所述第一参考信号相同的线性相位旋转。

18.如权利要求16所述的用户终端，其中所述第一副载波块和所述第二副载波块是不相连的。

19.如权利要求16所述的用户终端，其中所述第一副载波块和所述第二副载波块具有相同数量的副载波。

20.如权利要求16所述的用户终端，其中所述基本参考序列包括Zeda Chu序列。

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