CN102282899B - 产生参考信号的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于为蜂窝式无线通信系统产生参考信号的方法,在所述蜂窝式无线通信系统中,一组资源块用于发射通信信号,每一资源块包括多个资源元素,且每一参考信号与小区中的一天线端口相关联,且其中小区中的至少一个参考信号仅在属于所述组资源块的子集的资源块中的至少一个资源元素上发射。所述方法包括以下步骤:使属于所述资源块子集的所述资源块频移,其中属于所述资源块子集的所述资源块的所述频移是小区特定的,且是根据具有小于或等于所述蜂窝式无线通信系统中的小区标识的总数的长度的整数序列来确定的。本发明还涉及用于发射和接收此些参考信号的方法;且涉及用于产生参考信号的装置,并涉及用于发射和接收此些参考信号的装置。
Description
技术领域
本发明涉及电信,更具体地,涉及生成码字和决定码字在电信系统中传输的信息符号的技术。
背景技术
蜂窝式无线通信系统通常依靠相干检测和链路适配。为此,接收器必须能够估计信道,且可能报告回信道质量信息。因此,接收器所知晓的参考信号(RS)是由发射器提供,以实现接收器中的信道估计。同时期的系统,例如长期演进(LTE)通信系统,利用下行链路中的共用小区特定RS(CRS),其用于解调目的且用于各种信道质量估计,例如信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)和秩指示符(RI)。
一个CRS定义一所谓的天线端口;LTE下行链路中支持一个、两个或四个天线端口。可以专有方式将天线端口映射到实际的物理天线,这是一个实施方案问题,且未标准化。图1中说明一个资源块(RB)中的CRS结构,其中将RB定义为时域中的Nsymb个连续OFDM符号以及频域中的Nsc个连续副载波。在图1中,每一正方形表示一资源元素(RE),且例如在LTE中,一个RB可由12×7=84个RE组成;且小区中的每一RB中存在相同的RS结构。对于LTE上行链路,采用不同的解决方案,而不依靠CRS。在此解决方案中,已将RS划分为若干个解调RS(DMRS)和探测RS(SRS),其中前者仅包含于经调度的RB中,而后者可在整个系统带宽上发射。由于两种不同类型的RS的此区别,RS开销在系统中可保持在合理的水平。
随着无线通信系统发展,增加了额外的特征,例如更多的发射天线。一种此类实例是高级LTE,其将支持八个发射天线。因此,需要定义与额外RS相关联的额外天线端口。在LTE中,定义八个新的天线端口;或除原有天线端口之外还定义四个、六个或七个新的天线端口,以支持向后兼容性。
对于多个天线,CRS开销可变得相当大,且因此在LTE中,天线端口二和三被给予比天线端口0和1的RS密度低的RS密度,以便减少CRS开销。对于LTE中的四个天线端口的情况,RS开销约为14%。如果将同一CRS设计方法用于八个天线端口,那么CRS开销将达到28%,这对于这种无线通信系统来说是不可接受的。
由于RS开销对于八发射天线配置将再次成为问题,因此可利用来自LTE上行链路的原理;即定义仅用于测量的若干低密度CRS,且定义用于解调目的的DMRS。CRS是小区特定的,且可能横跨整个系统带宽,而DMRS是用户设备(UE)特定的,且仅存在于经调度的RB中。CRS有时也称为信道空间信息RS或信道状态信息RS(CSI-RS)。由于对解调性能的要求比对信道质量测量的要求严格,因此可使新的CRS的RS密度远低于现有CRS(例如,在LTE中)的密度。总之,可因此预期RS开销可为可管理的。
根据现有技术解决方案,曾提出用于高级LTE八发射天线系统的CRS不应遍布于如LTE中的整个带宽上,而是包含于特定的CRS RB中。这些CRS RB应位于时域和频域中,使得可获得充足的测量性能,且其位置为高级LTE UE所已知。还提出,这些RB可随着时间的推移而移位其频率位置,这表示为CRS跳频。以此方式,CRS可随着时间的过去而覆盖带宽的较大部分。
根据另一现有技术解决方案,还曾考虑限于某些RB(即,CRS RB)的稀疏CRS。为了减轻小区间干扰,提议一组较高层配置的小区特定偏移(副载波偏移、RB偏移、子帧偏移)。然而,此现有技术解决方案未考虑不具有任何较高层信令辅助的小区间干扰减轻,例如LTE中的情况。
发明内容
本发明的一个目标是提供对为具有多个天线端口的蜂窝式无线通信系统产生参考信号的问题的替代解决方案。本发明的另一目标是提供在不同小区之间给予减少的小区间干扰的参考信号。又一目标是提供与例如LTE等原有系统中的参考信号向后兼容的参考信号。
根据本发明的一个方面,前面所提到的目标是用一种用于为蜂窝式无线通信系统产生参考信号的方法来实现,在所述蜂窝式无线通信系统中,一组资源块用于发射通信信号,每一资源块包括多个资源元素,且每一参考信号与小区中的一天线端口相关联,且其中小区中的至少一个参考信号仅在属于所述组资源块的子集的资源块中的至少一个资源元素上发射。所述方法包括以下步骤:使属于所述资源块子集的所述资源块频移,其中属于所述资源块子集的所述资源块的所述频移是小区特定的,且是根据具有小于或等于所述蜂窝式无线通信系统中的小区标识的总数的长度的整数序列来确定的。
使用根据本发明的用于产生参考信号的方法,可最小化RS到RS小区间干扰的影响,且因此改进信道估计和/或数据的解调。可根据小区标识来隐含地确定资源块的频移,且因此可避免高层信令以简化系统设计。本发明的用于产生参考信号的方法还促进为未来的蜂窝式通信系统设计参考信号时的向后兼容性,因为本发明的方法减少了对原有UE的影响。本发明的方法还减少参考信号开销。
从属权利要求2到13中揭示以上用于产生参考信号的方法的各种实施例。
根据本发明的另一方面,揭示一种在用于发射根据以上方法而产生的参考信号的发射节点中的方法,以及一种在用于接收所述参考信号的接收节点中的方法。
根据本发明的又一方面,前面所提到的目标是用一种用于为蜂窝式无线通信系统产生参考信号的装置来实现,在所述蜂窝式无线通信系统中,一组资源块用于发射通信信号,每一资源块包括多个资源元素,且每一参考信号与小区中的一天线端口相关联,且其中小区中的至少一个参考信号仅在属于所述组资源块的子集的资源块中的至少一个资源元素上发射。所述装置经配置以用于使属于所述资源块子集的所述资源块频移,其中属于所述资源块子集的所述资源块的所述频移是小区特定的,且是根据具有小于或等于所述蜂窝式无线通信系统中的小区标识的总数的长度的整数序列来确定的。
所述用于产生参考信号的装置可进一步根据以上用于产生参考信号的方法的不同实施例来配置。
根据本发明的又一方面,揭示一种用于发射由以上用于产生参考信号的装置产生的参考信号的装置,以及用于接收所述参考信号的装置。
将从对本发明的以下详细描述中明白本发明的其它优点和应用。
附图说明
附图意在阐明和阐释本发明,其中:
图1展示LTE下行链路中的天线端口;
图3展示RB内的RE的小区特定频移的实例;
图4展示与时间有关的RB移位的实例;小区0和小区1中具有相同移位(上部)和不同移位(下部)。
具体实施方式
较高阶天线配置的RS设计中的主要问题是保持低RS开销,但仍提供可靠的信道估计(CQI/PMI/RI)和/或解调。为了这样做,必须最小化RS之间的小区间干扰,因为较低RS密度产生较少的信号能量,其通常使得测量性能恶化。同时,新的RS将引起对原有UE的最小性能损失,因为向后兼容性通常是至关重要的。原有UE无法假定知道额外RS的存在,且因此将把其视为数据且尝试对其进行解码。
原有蜂窝式通信系统(例如LTE)可能必须以用于额外发射天线的RS来扩展,且RS开销对于较大的天线配置来说是个问题。因此,应提供低密度RS以支持额外的天线端口。应发射CRS,使得存在向后兼容性,即对原有UE具有较小影响,且RS到RS小区间干扰的影响应最小化。
在LTE中,RS横跨整个系统带宽,且存在于每一RB中,其中RS资源元素(RE)存在于每第六个RE中。用于小区中的不同天线端口的RS通过频分多路复用(FDM)而正交,使得含有任何天线端口上的RS的RE对应地在所有其它天线端口上无效。为了减轻RS到RS小区间干扰,应用小区特定RS移位,使得RS模式根据而在频域中移位若干个RE,其中为物理小区标识(ID)。借此,RS模式在具有不同的RE移位的情况下并不重叠。UE直接从小区ID确定RS移位,且因此不执行较高层配置。
在新演进的通信系统中,不存在为原有UE(例如,为Rel.8 LTE UE)而定义的信令以检测某些RB中将存在额外RS。因此,如果原有UE在此些RB中被调度,那么其数据将被用于额外天线端口的RS击穿,这可能对原有UE检测性能造成后果。然而,所述影响取决于RS的密度以及为发射选择的调制和编码方案(MCS)。基站可选择比UE所报告的MCS更稳健的MCS,这将以较低的吞吐量的代价来处置被击穿的RB。
与在整个系统带宽(即,在所有RB中)定义的RS相比,根据本发明使RB包含于某些RB中将因此提供更多可在不对原有UE产生任何影响的情况下调度的RB。在给定所需RS密度的情况下,在尽可能少的RB中分配RS因此将是有益的。
此外,所需的RS密度取决于性能要求和信道特性。可预期具有大天线配置的发射主要应用于空间多路复用,且因此多数将在良好的信道条件下操作。因此,对于较高数目的天线端口可刺激每天线端口较低的RS密度。
因此描述根据本发明的用于为蜂窝式无线通信系统产生RS的方法。所述方法是基于以下理解:在其中发射RS且属于RB的总系统集合的子集的RB以受控方式频移。属于所述RB子集的RB的频移应为:小区特定的,且进一步从整数序列确定,其中整数序列具有小于或等于蜂窝式系统中的小区ID的总数的序列长度。从小区标识集合确定整数序列,且每一小区ID将对应于整数序列的一个元素。如果整数序列的元素与所有的小区ID具有一对一映射关系,那么整数序列的长度与小区ID的数目相同;或若干小区ID对应于同一序列元素,这意味着整数序列的长度将小于系统中的小区ID的总数。
假定可利用资源块的数目来在小区中包含至少一个天线端口的RS,此数目应小于通信系统中的可用RB的总数(对应于总系统带宽),且这些RS RB可能不仅含有RS,而且还含有数据和DMRS,这是所属领域的技术人员所理解的。
系统中的总RS密度取决于RS RB的数目且取决于RS RB内的RS密度。是固定的且在系统设计期间静态地确定,或者可能用信号向UE通知,从而允许其在小区中半静态地配置。的值也可耦合到UE可确定的量(例如,系统带宽),从而针对不同带宽允许不同的RS密度。可进一步假定,如果UE知晓数目那么存在预定义的关系,使得UE可确定系统带宽中含有所述RS的实际RB的集合,即UE知晓RS RB的位置。
含有RS的RB的小区特定移位意味着不同小区使用不同RB来进行RS发射,以减少小区间干扰。举例来说,如果小区中每第四个RB存在一个RS RB,那么RS RB的小区特定频移可由小区标识给出,如其中移位是在RB等级上的。对于具有等于0、1、2、3和4的的小区,对应的RS RB移位是0、1、2、3和0,其在图2中展示。从图2可观察到,小区0的RS是在不同于小区1、小区2和小区3的RB中发射,且因此小区0与小区1(或小区2、小区3)之间将不存在RS到RS小区间干扰。
RB移位的数目取决于RS RB的粒度,即在给定实例中,存在个RB移位。归因于有限数目的RB移位,一些小区将具有同一RB移位,即两个小区具有同一RS RB,例如图2中所示的小区0和小区4。在此情况下,如果小区0和小区4在RS RB内具有相同RS位置,那么这些小区之间仍可能存在一些RS干扰。
根据本发明的实施例,可执行RS RB内的小区特定RS RE移位,以便进一步减轻小区间RS干扰,使得例如图2中的小区0和4仍可获得正交RS。此实施例涉及与对原有系统的RS所进行的移位类似的对RS的小区特定RE移位。在LTE中,通过来执行此移位,其中移位是在RE等级上。
对于LTE,曾使用小区特定RS RE移位方法来减轻干扰问题。通过网络规划,因此有可能分配小区ID,使得相邻小区使用不同的RS RE移位。对于更加好的小区间干扰随机化,RS RE移位可在时间上变化(即,RS跳频),这对于LTE是不支持的。
此外,如果额外RS也可利用频移,那么小区间干扰减轻因此是可能的。举例来说,如果假定如图3所示RS模式用于天线端口4到7,那么额外天线端口4到7也可能利用与LTE天线端口0到3相同的移位。在此实例中,可假定天线端口0到3属于原有系统,而额外的天线端口4到7是例如用于LTE-A的四个新RS的实例。可观察到,如果小区0和小区4的小区ID设置为使得其在CRS RB内提供不同的RS RE移位,那么甚至在小区0和小区4具有相同RS RB时,它们之间也不存在小区间RS干扰。
根据本发明的另一实施例,RE由RS序列调制,RS序列是基于物理小区标识使得所有小区具有唯一RS。在LTE中,这是通过依据而初始化伪随机RS序列产生器来执行的。如果天线端口在小区内正交(参照图1),那么有可能针对小区中的所有天线端口使用同一RS序列,且应在RS RB的预定RE中发射RS。
根据本发明的小区特定RS RB移位减少小区间干扰,因为具有相同小区特定RS RE移位的RS可仍为正交,因为其可不在同一RS RB中发射。可能进一步希望:
1.可根据小区ID推断RS RB移位,以避免明确信令(例如,从基站到UE)。
2.在RS RB中发射其RS的小区数目存在均匀分布。
3.RS RB中应支持尽可能多的RS RE移位。
第一点是明显的,即明确信令是不合需要的,因为此信令将增加系统开销和复杂性,即设计信令发射。第二点将使RS RB被均匀地分配有RS,使得RS到RS小区间干扰在任何RS RB中大致类似。第三点源于以下事实:RS RB中可能的小区特定RS RE移位越多,通常RS到RS小区间干扰的影响越小。举例来说,如果非原有(额外)天线端口(图3中的天线端口4到7)与原有天线端口(图3中的天线端口0到3)具有相同的RF移位,那么可用的RE移位越多,则小区间干扰减小。
因此,根据依据本发明的用于产生参考信号的方法的又一些实施例,考虑以上各点。
对正整数α成立,那么有可能将相同数目的RS分配给所有RS RB,且同时允许所有RS RB中的所有RE移位,如以上各点中所陈述。注意,等式(1)描述充分条件。
根据以上各点的一种产生RB移位的方法是首先构造包括元素的长度为的p周期性序列,其中如果xi=xi+np,n=1,2,...,那么序列{xi}是以周期p为周期性的,且使此条件成立的最小p被称为最少周期。通过明智地选择周期p,此序列与小区标识集合之间的一对一映射可提供RS到RS RB以及RE移位到RS RB的均匀分布。两种此类映射的实例为,
表1:小区特定RS RB移位映射的实例
根据等式(2)的映射给出9周期性序列,而根据等式(3)的映射给出18周期性序列,且根据等式(4)的映射给出3周期性序列。在此情况下,等式(4)给出对于RS RB移位k,仅RS RE移位k为可能的不合需要的结果,因为(4)的周期与行2中所含有的RE移位序列的周期相同。对于等式(2)和(3),RB移位之间存在均匀的RE移位分布。注意,如果长度为的序列不具有小于的周期,那么将所述序列视为周期性的。
在以上实例中,α=2,且对于根据等式(2)和(3)的映射,可将α解译为RS RB中的RS冲突的数目。对于根据等式(2)的映射,小区ID 0和9将具有相同的RS RB移位以及相同的RS RE移位,即冲突。根据等式(4)的映射显然是最差的,每RS导致6个冲突。
在LTE中,存在个物理小区ID,以及个小区特定RS RE移位。因此存在至少504/6=84个冲突。从图1来看,当系统中的天线端口的数目为一时,可看到六个RE移位产生六个非重叠RS模式,且冲突数目正好为84。当天线端口的数目大于一时,冲突数目增加,因为只能有效地产生三个非重叠模式。
举例来说,具有的天线端口0的RS与具有的天线端口1的RS重叠。根据等式(1),如果那么将有可能在LTE中将相同数目的RS分配到所有RS RB,且同时例如通过根据以上等式(2)或(3)的映射来允许所有RS RB中的所有RE移位,对应的冲突数目为α={42,28,21,14,12,7,6,4,3,2}。对于其它值,一般无法保证这些性质。然而,根据等式(4)的映射在某些情况下(例如,)也可能产生良好结果,但其对于表1的特定实例给出较差映射。对于可行的集合将变为 且α={84,56,42,28,21,14,12,7,6,4,3,2,1}。
特定问题是无法假定额外天线端口(例如,对于高级LTE)利用任何RE移位的情况,这与图3所示的实例相反。映射到同一RS RB的RS将接着为额外天线端口而起冲突,而原有天线端口可仍保持正交,因为其可利用不同的RE移位。这可因为天线端口之间的不同干扰情形而引起不相等的测量性能。举例来说,假设其中小区i和小区j正在发射的RS RB,其RS和RE移位仅应用于原有天线端口。接着,用于小区i和j的RS将为额外天线端口而起冲突。
然而,由于用于原有天线端口的不同RE移位,小区i和小区j对于原有天线端口可具有正交RS。为了在RS上具有均匀的小区间干扰情形,因此将有必要以如下方式将RS分配给RS RB:当发生针对额外天线端口的冲突时,RS也在用于相同小区的原有天线端口上冲突。在表1的实例中,根据等式(4)的映射将提供此结果,因为映射到某一RS RB移位的所有小区标识具有同一RS RE移位。
因此,问题是将小区标识指派给RS RB移位,使得:在RS RB中发射其RS的小区的数目存在均匀分布,且RS RB中应支持尽可能少的RS RE移位。
因此,根据本发明的实施例,通过构造包括元素的长度为的p周期性序列来产生RB移位。接着,通过明智地选择周期p,此序列与小区标识集合之间的一对一映射可提供RS到RS RB以及少数RE移位到RS RB的均匀分布。举例来说,映射(4)是一种此类解决方案。
根据本发明的又一实施例,小区特定RB移位在不同子帧中可变化,以进一步最小化RS到RS小区间干扰的影响。举例来说,可添加与子帧有关的偏移,使得对于所有小区,子帧n中的总RB移位由以下等式给出,
这在图4上部说明。此外,时间维度n并不仅限于子帧,而是可表示OFDM符号、时隙或无线电帧。偏移序列v(n)将是接收器已知的。
其在图4下部说明。另一选择是用信号向UE通知值v(n)。
在一些情况下,可能存在不适合成为RS RB的RB,即如果它们含有控制信道或同步信道。因此,可根据以上等式(2)到(6)将额外的约束应用于频移,使得以单独方式避开或处理某些RB。
以上实施例可延伸到将天线端口映射到不同的RS RB,即小区中的不同天线端口分别具有不同的RS RB移位的情况。这可减少对原有UE的性能影响,因为其给出RS RB内的较低RS密度,同时为原有UE而受到奖励,因为存在较多RS RB。取决于RS RB内的RS密度,还有可能与针对原有系统相比在额外RS上利用不同的小区特定RS RE移位。因此,可使RS RE移位取决于RS(天线端口)。
在以上实例中,已假定小区使用相同时刻来发射RS。根据另一实施例,上述方法经延伸,使得针对RS RB在不同小区中使用不同的子帧。
对于小区之间的协调多点(CoMP)发射,如果基站(例如,e节点B)受RS RB移位直接控制,那么可能是有益的。原因是从相同RE上的不同共操作小区发射RS可能是合乎需要的,以便允许从相同RE上的不同小区发射数据。这促进了来自不同小区的预编码,且组合同一RE上的信号。如果来自不同小区的RS在不同RE上发射,那么小区间干扰将较低,但这会阻碍任何其它小区在用于RS发射的RE上发射数据,借此导致较大的开销。因此,用信号向在CoMP模式下进行接收的UE明确地通知RS RB移位(或将限制用于UE的移位的可用数目的信息)也应是可能的。
如所属领域的技术人员理解,根据本发明的用于产生RS的方法,以及用于发射和接收此些RS的方法可在具有代码装置的计算机程序中实施,所述代码装置在于计算机中运行时致使计算机执行所述方法的步骤。计算机程序包含于计算机程序产品的计算机可读媒体中。计算机可读媒体可由基本上任何存储器组成,例如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、快闪存储器、EEPROM(电可擦除PROM)或硬盘驱动器。
此外,上述方法可在用于为蜂窝式无线通信系统产生RS的装置、用于发射此些RS的装置以及用于接收此些RS的装置中实施。
还应理解,本发明不限于上文所述的实施例,而是还涉及且并入有在所附独立权利要求的范围内的所有实施例。
Claims (12)
1.一种用于为蜂窝式无线通信系统产生参考信号的方法,在所述蜂窝式无线通信系统中,一资源块集合用于发射通信信号,每一资源块包括多个资源元素,且每一参考信号与小区中的一天线端口相关联,且其中小区中的至少一个参考信号仅在属于所述资源块集合的子集的资源块中的至少一个资源元素上发射,所述方法的特征在于以下步骤:
使属于所述资源块子集的所述资源块频移,其中属于所述资源块子集的所述资源块的所述频移是小区特定的,且是根据具有小于或等于所述蜂窝式无线通信系统中的小区标识的总数的长度的整数序列来确定的;
2.根据权利要求1所述的用于产生参考信号的方法,其进一步包括以下步骤:
使所述至少一个参考信号将发射的属于所述资源块子集的每一资源块内的至少一个资源元素频移,其中所述至少一个资源元素的所述频移是小区特定的。
3.根据权利要求2所述的用于产生参考信号的方法,其中使在其上参考信号与小区中的不同天线端口相关联的资源元素在属于所述资源块子集和/或所述资源块集合的资源块内不同地频移。
4.根据权利要求1所述的用于产生参考信号的方法,其中从小区中的所有天线端口所共用且针对所述小区是唯一的参考信号序列获得所述参考信号。
5.根据权利要求1所述的用于产生参考信号的方法,其中根据所述组小区标识的集合确定所述整数序列。
8.根据权利要求1所述的用于产生参考信号的方法,其中执行属于所述资源块子集的所述资源块的所述频移,使得属于所述资源块子集的每一资源块中的参考信号的数目是相同的。
9.根据权利要求1所述的用于产生参考信号的方法,其中在属于所述资源块子集的相同或不同资源块中发射与小区中的不同天线端口相关联的参考信号。
10.根据权利要求1所述的用于产生参考信号的方法,其中在所述蜂窝式无线通信系统中明确地用信号通知所述整数序列的表示,或根据所述小区标识来隐含地确定所述整数序列的表示。
11.根据权利要求1所述的用于产生参考信号的方法,其中在不同子帧、无线电帧、时隙或OFDM符号中,发射用于不同小区的参考信号。
12.根据权利要求1所述的用于产生参考信号的方法,其中将所述参考信号用于下行链路中的信道估计和/或解调,且/或所述蜂窝式无线通信系统是长期演进LTE通信系统或高级长期演进LTE-A通信系统。
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