CN102457966A

CN102457966A - Sounding信道的使用方法和系统

Info

Publication number: CN102457966A
Application number: CN2010105233118A
Authority: CN
Inventors: 梁波; 张玉杰
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2012-05-16
Also published as: WO2012055229A1

Abstract

本发明公开了一种Sounding信道的使用方法和系统，其中，该方法包括：设置数据信息和Sounding序列，其中，上述数据信息包括用户数据和/或导频数据；在发送上述Sounding序列的子载波上发送上述数据信息。本发明解决了现有技术中Sounding序列的发送方法导致的信道传输效率较低的问题，提高了传输效率。

Description

Sounding信道的使用方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种Sounding(探测)信道的使用方法和系统。

背景技术

根据WiMAX协议802.16e中的规定，Sounding序列主要有几种分类，如图1所示。其中，A类型是把Sounding Zone内的子载波划分为互不重叠的频段(band)，每个band包含18个连续的子载波。然后指定MS在指定的频段上发送sounding序列。

目前不支持TYPE B类型Sounding序列：主要是因为：

1)《wimax_forum_mobile_system_release_1_0_profile_v1_40》中未对终端支持TYPE B类型Sounding序列做强制要求；

2)TYPE B对MAC调度要求较高，要求MAC算法较为复杂，需要对终端用户分配的上下行Allocation处于同一子载波范围内。

下面先简单描述上述A类型中的两种Sounding序列

1)Cyclic(正交循环)序列：

对于CSIT capability A，如果UL Sounding Command IE中的Separability type为0，表示Sounding序列使用Cyclic方式。发射设备所用的序列b_k与索引n的关系定义如下：

b_{k} = \{\begin{matrix} [2 \cdot (\frac{1}{2} - G ([k + u + {offset}_{D} (fft)] \mod 2048)] e^{- j \frac{2 πkn}{P}} & k &Element; B, k &NotEqual; \frac{N_{used} - 1}{2} \\ 0 & otherwise \end{matrix}

其中：

k是子载波的索引(0≤k≤N_used-1)；

N_used是Sounding序列中有用的子载波；

G(x)是低PAPR Gloay序列，其示意图如图2所示；

P是最大循环移位索引；

n是指定的循环移位索引，其范围从0到P-1；

B是根据Sounding指令分配的子载波/频带组；

u是PAPR reduction，safety zone和sounding zone IE中定义的移位值；

fft是FFT大小；

offset_D(fft)指定一个FFT时候的偏移，如表1所示。

2)Decimation(抽取)序列：

对于CSIT capability A，如果UL Sounding Command IE中的separability type为1，表示Sounding序列使用Decimation方式。发射设备所用的序列b_k与索引n的关系定义如下公式(1-2)所示：

b_{k} = \{\begin{matrix} 2 \cdot (\frac{1}{2} - G ([k + u + {offset}_{D} (fft)] \mod 2048) & k &Element; B, k &NotEqual; \frac{N_{used} - 1}{2}, k \mod D = g \\ 0 & otherwise \end{matrix}

其中：

k是子载波的索引(0≤k≤N_used-1)；

G(x)是低PAPR Gloay序列，如图2所示；

fft是FFT大小；

u是PAPR reduction，safety zone和sounding zone IE中定义的移位值；

offset_D(fft)指定一个FFT时候的偏移，如表1所示；

B是根据Sounding指令分配的子载波/频带组；

D是来自于Sounding指令的decimation value；

g是实际的decimation偏移(定义如下)；

设是decimation偏移d加上由MS天线(当多天线标志等于0时，只有第一个天线用于Sounding)决定的相关偏移。如果“Decimation Offset Randomization”等于0，则

否则

其中p(x)表示PermutationBase序列在x位置的值，其中PermutationBase的定义如表2所示。

表1-Golay序列中的偏移

FFT大小	偏移(Offset)	PAPR
			2048	30	6.3
1024	60	6.1
			512	542	5.8
128	859	5.1

表2-OFDMA DL子载波配置(续)

从公式(1-2)可以看出来，Decimation方式载波的位置由kmodD＝g来决定。这个公式的含义就是，在1个符号周期的全频带以间隔为D来放置载波。因为Wimax上行的数据是按照占有3个符号周期的基本单位来划分的，所以发送sounding导频的这3个符号周期就必然不能用来传送数据。Wimax的上行(指数据从终端传送到基站)符号一般是15个，有3个符号用来作为控制，只有12个符号是用来传送数据。如果再有3个符号被占用，也就是说有1/4的带宽将要被占用，大大降低了上行的传输效率。

可见，在现有的Sounding序列的发送方法中信道的传输效率较低，无法满足日益增长的市场需求。

发明内容

针对现有技术中Sounding序列的发送方法导致的信道传输效率较低的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种Sounding信道的使用方法和系统，以解决上述问题至少之一。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种Sounding信道的使用方法，其包括：设置数据信息和Sounding序列，其中，上述数据信息包括用户数据和/或导频数据；在发送上述Sounding序列的子载波上发送上述数据信息。

进一步地，在发送上述Sounding序列的子载波上发送上述数据信息的过程包括：在上述子载波上发送多个用户的上述Sounding序列以及一个用户的上述数据信息。

进一步地，在发送上述Sounding序列的子载波上发送上述数据信息的过程包括：在上述子载波上发送一个用户的上述Sounding序列和一个用户的上述数据信息。

进一步地，发送端在发送上述Sounding序列的子载波上发送上述数据信息之后，还包括：接收端接收上述Sounding序列和上述数据信息；上述接收端根据发送上述数据信息的信道的估计值以及上述Sounding序列计算得到上述用户数据。

进一步地，通过以下步骤获取上述估计值：上述接收端获取接收到的上述数据信息中的导频数据；上述接收端根据上述导频数据以及上述Sounding序列按照预定的信道模型公式计算得到上述估计值。

进一步地，在上述子载波上同时发送两个用户的上述Sounding序列以及一个用户的上述用户数据的情况下，通过以下公式计算得到上述用户数据：RD＝HA*SA1+HB*SB2+HD*D1；其中，RD为上述接收端所接收到的数据；HA为用户A发送Sounding序列的信道的估计值；HB为用户B发送Sounding序列的信道的估计值；HD为发送用户数据的信道的估计值；SA1为上述用户A发送的Sounding序列；SB2为上述用户B发送的Sounding序列。

进一步地，在上述子载波上同时发送一个用户的上述Sounding序列以及一个用户的上述用户数据的情况下，通过以下公式计算得到上述用户数据：RD＝HA*SA1+HD*D1；其中，RD为接收端所接收到的数据；HA为用户A发送Sounding序列的信道的估计值；HD为发送用户数据的信道的估计值；SA1为上述用户A发送的Sounding序列。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种Sounding信道的使用系统，其包括：设置单元，用于设置数据信息和Sounding序列，其中，上述数据信息包括用户数据和/或导频数据；发送单元，用于在发送上述Sounding序列的子载波上发送上述数据信息。

进一步地，上述发送单元包括：第一发送模块，用于在上述子载波上发送多个用户的上述Sounding序列以及一个用户的上述数据信息。

进一步地，上述发送单元包括：第二发送模块，用于在上述子载波上发送一个用户的上述Sounding序列和一个用户的上述数据信息。

通过本发明，在发送Sounding序列的子载波上同时发送用户数据和导频，从而解决了现有技术中Sounding序列的发送方法导致的信道传输效率较低的问题，提高了传输效率；此外，接收端采用与Sounding序列对应的估算模型能够有效地从接收信号中提取出的用户数据，进而保证了数据接收的准确性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、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

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的Sounding序列的分类示意图；

图2是根据相关技术的长度为2048比特的Golay序列的示意图；

图3是根据本发明实施例的Sounding信道的使用方法的一种优选的流程图；

图4是根据本发明实施例的Cyclic方式下发送Sounding序列的载波示意图；

图5是根据本发明实施例的Decimation方式下发送Sounding序列的载波示意图；

图6是根据本发明实施例的Sounding信道的使用系统的一种优选的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

图3是根据本发明实施例的Sounding信道的使用方法的一种优选的流程图，其包括：

S302，设置数据信息和Sounding序列，其中，所述数据信息包括用户数据和/或导频数据；

S304，在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息。

通过本优选的实施例，在发送Sounding序列的子载波上同时发送用户数据和导频，从而解决了现有技术中Sounding序列的发送方法导致的信道传输效率较低的问题，提高了传输效率。

优选的，在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息的步骤包括：在一部分子载波上同时发送一个用户的Sounding序列以及一个或多个用户的用户数据；在另一部分子载波上同时发送一个用户的Sounding序列以及一个或多个用户的导频数据。

优选的，在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息的过程包括：在所述子载波上发送多个用户的所述Sounding序列以及一个用户的数据信息。在本优选的实施例中，通过同时发送多个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述用户数据和/或导频数据，进一步提高了传输效率。优选的，在本优选的实施例中，Sounding序列与数据信息同时从发送端发送给接收端。

优选的，在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息的过程包括：在上述子载波上发送一个用户的所述Sounding序列和一个用户的所述用户数据和/或导频数据。在本优选的实施例中，通过在特定的子载波上发送一个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述用户数据和导频数据，满足了不同场景的需求，进一步提高了传输效率。优选的，在本优选的实施例中，Sounding序列与数据信息同时从发送端发送给接收端。

优选的，发送端在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息之后，还包括：接收端接收所述Sounding序列和所述数据信息；所述接收端根据发送所述数据信息的信道的估计值以及所述Sounding序列计算得到所述用户数据。在本优选的实施例中，接收端采用与Sounding序列对应的估算模型能够有效地从接收信号中提取出的用户数据，进而保证了数据接收的准确性。

优选的，通过以下步骤获取所述估计值包括：接收端获取接收到的所述数据信息中的导频数据；所述接收端根据所述导频数据以及所述Sounding序列按照预定的信道模型公式计算得到所述估计值。在本优选的实施例中，通过导频信号来计算得到相应的估计值，而不需要额外的步骤，从而简化了接收端的处理流程，提高了处理速度。

优选的，在所述子载波上同时发送两个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述用户数据的情况下(Cyclic方式)，通过以下公式计算得到所述用户数据：RD＝HA*SA1+HB*SB2+HD*D1；其中，RD为所述接收端所接收到的数据；HA为用户A发送Sounding序列的信道的估计值；HB为用户B发送Sounding序列的信道的估计值；HD为发送用户数据的信道的估计值；SA1为所述用户A发送的Sounding序列；SB2为所述用户B发送的Sounding序列。在本优选的实施例中，通过接收端采用与Sounding序列对应的估算模型能够有效地从接收信号中提取出的用户数据，进而保证了数据接收的准确性。

优选的，在所述子载波上同时发送一个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述用户数据的情况下(Decimation方式)，通过以下公式计算得到所述用户数据：RD＝HA*SA1+HD*D1；其中，RD为接收端所接收到的数据；HA为用户A发送Sounding序列的信道的估计值；HD为发送用户数据的信道的估计值；SA1为所述用户A发送的Sounding序列。在本优选的实施例中，通过接收端采用与Sounding序列对应的估算模型能够有效地从接收信号中提取出的用户数据，进而保证了数据接收的准确性。

实施例2

本实施例基于Cyclic方式下的Sounding序列。

基于802.16e协议，每个用户的Sounding序列在Sounding参数U值、D值(或P值)、d值(或n值)确定的情况下，此用户在Sounding符号上的每个子载波的发送数据为已知数据，为了提高信道频谱利用率，可以采用复用方式，在Sounding子载波上发送未知的数据，然后，根据相应算法将Sounding序列和数据分别提取出来。

基于Cyclic方式时，Sounding序列在OFDM符号上所有子载波发送，以10M系统为例，每个用户Sounding序列有效子载波个数为864个，如图4所示，以其中16个子载波为例，在第1个子载波(Car1)上，某个用户发送的Sounding序列为S1，另外一个用户发送的数据为D1，以此类推。由于cyclic方式时，某个子载波上可能有几个用户发送Sounding序列，同时又有一个用户发送数据，因此，此子载波上接收数据可以表示为HA*SA1+HB*SB2+...+HD*D1。

其中，HA为用户A在子载波Car1上的信道的信道估计，HB为用户B在子载波Car1上的信道的信道估计...，HD为发送数据载波的用户的数据子载波的信道估计。

针对上述发送方式，以下描述接收端的接收处理过程。

S1：根据用户的Sounding参数(U值、P值、n值等)得到此用户每个子载波上的Sounding序列值SA1、SA2.....SAn。

S2：获取发送数据用户的信息，在哪些些子载波发送数据子载波，在哪些子载波发送导频子载波，发送数据子载波的值便是需要估计的值，而发送导频子载波的值是协议规定的值。

S3：将发送数据用户发送的导频提取(导频与Sounding序列一样，也是已知值)，因此，根据实施例1中描述的公式，接收的数据可以表示为：RD＝HA*SA1+HB*SB2+HD*D1，这里，SA1为用户A发送的Sounding序列，SB1为用户B发送的Sounding序列，D1为与用户数据对应的导频信号，其中，RD、SA1、SB2以及D1均为已知数据，通过一个多元方程式组即可求解出HA、HB和HD。

S4：得到Sounding用户的信道估计值HA和HB以及数据用户的信道估计值HD之后，可以使用Sounding用户的信道估计值进行Beamforming下行赋形，可以使用数据区的信道估计值进行数据区信道补偿。

S5：在得到Sounding用户的信道估计值HA和HB以及数据用户的信道估计值HD之后，接收端可以同样利用公式：RD＝HA*SA1+HB*SB2+HD*D1来计算出此子载波上的发送数据D1。

实施例3

本实施例基于Decimation方式下的Sounding序列。

Decimation方式与cyclic方式的区别为，Decimation方式的Sounding序列每个用户只能在特定的位置发送Sounding序列，且每个位置只能有1个用户发送序列，如图5所示，此时D＝8，用户A(d＝0)在子载波1、8、16上发送Sounding序列，因此，对于子载波1，接收的数据可以表示为：HA*S1+HD*D1，子载波8和16类似，子载波2由于只有数据，因此，接收到得数据表示为HD*D2。

针对上述发送方式，以下描述接收端的接收处理过程。

S1：根据用户的Sounding参数(U值、P值、n值等)得到此用户每个子载波上的Sounding序列值SA1、SA2......SAn。

S2：获取发送数据用户的信息，在哪些些子载波发送数据子载波，在哪些子载波发送导频子载波，发送数据子载波的值便是我们需要估计的值，而发送导频子载波的值是协议规定的值。

S3：将发送数据用户发送的导频提取(导频与Sounding序列一样，也是已知值)，因此，根据实施例1中描述的公式，接收的数据可以表示为：RD＝HA*SA1+HD*D1，这里，SA1为用户A发送的Sounding序列，D1为与用户数据对应的导频信号，其中，RD、SA1以及D1均为已知数据，通过一个多元方程式组即可求解出HA和HD。

S4：得到Sounding用户的信道估计值HA和数据用户的信道估计值HD之后，可以使用Sounding用户的信道估计值进行Beamforming下行赋形，可以使用数据用户的信道估计值进行数据区信道补偿。

S5：在得到Sounding用户的信道估计值HA以及数据用户的信道估计值HD之后，接收端可以同样利用公式：RD＝HA*SA1+HD*D1来计算出此子载波上的发送数据D1。

实施例4

上行Sounding也即上行Channel Sounding，是利用TDD系统上下行信道互易性，由SS向BS提供信道响应信息(或信道状态信息CSI)的一种手段，主要应用于TDD系统。

上述上行Sounding的过程可以简述为：

1)BS通过UL-MAP的PAPR/Safety_Zone/Sounding_Zone_IE()为上行子帧分配Sounding Zone资源；

2)BS通过UL-MAP的UL_Sounding_Command_IE()对Sounding Zone中的每个Sounding符号以及每个Soundng符号中的SS定意其Sounding实现方式；

3)SS根据UL-MAP的PAPR/Safety_Zone/Sounding_Zone_IE()和UL_Sounding_Command_IE()在上行子帧对应资源位置发对应模式的Sounding信号；

4)BS接收UL Sounding信号，根据该用户Sounding信号获取上行信道响应信息(或信道状态信息CSI)，利用TDD系统上下行信道互易性，使用Beamforming(TXAA/MRT/EBF)，SDMA(SpatialDivision Multiple Access)，CL-MIMO等多天线发射技术进行该用户下行数据发射提高系统容量以及信号质量。

根据上述内容可以知道同一小区内，Cyclic方式下用户之间的干扰抑制是通过码分实现，用户在1个符号上的所有子载波发送Sounding序列，n值的不同保证了用户的Sounding序列之间具有正交性。Decimation方式用户通过在符号上不同位置发送序列以消除用户间的干扰。但是对于相邻小区之间的用户，由于Sounding序列发送的Golay序列具有互相关性，可以选择互相关性较低的序列，降低序列间的干扰。

实施例5

图6是根据本发明实施例的Sounding信道的使用系统的一种优选的示意图，其包括：设置单元602，用于设置数据信息和Sounding序列，其中，所述数据信息包括用户数据和/或导频数据；发送单元604，用于在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息。通过本优选的实施例，在发送Sounding序列的子载波上同时发送用户数据和导频，从而解决了现有技术中Sounding序列的发送方法导致的信道传输效率较低的问题，提高了传输效率。

优选的，发送单元604可以包括：第一发送模块，用于在所述子载波上发送多个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述数据信息。在本优选的实施例中，通过同时发送多个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述用户数据和导频数据，进一步地提高了传输效率。优选的，在本优选的实施例中，Sounding序列与数据信息同时从发送单元604发送给接收端。

优选的，发送单元604还可以包括：第二发送模块，用于在上述子载波上发送一个用户的所述Sounding序列和一个用户的所述数据信息。通过在特定的子载波上发送一个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述用户数据和导频数据，满足了不同场景的需求，进一步地提高了传输效率。优选的，在本优选的实施例中，Sounding序列与数据信息同时从发送单元604发送给接收端。

优选的，发送单元604在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息的步骤包括：在一部分子载波上同时发送一个用户的Sounding序列以及一个或多个用户的用户数据；在另一部分子载波上同时发送一个用户的Sounding序列以及一个或多个用户的导频数据。

优选的，在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述用户数据之后，还包括：Sounding信道的使用系统中的接收端接收所述Sounding序列和所述数据信息；所述接收端根据发送所述用户数据的信道的估计值以及所述Sounding序列计算得到所述用户数据。在本优选的实施例中，接收端采用与Sounding序列对应的估算模型能够有效地从接收信号中提取出的用户数据，进而保证了数据接收的准确性。

优选的，通过以下步骤获取所述估计值：所述接收端获取接收到的所述数据信息中的导频数据；所述接收端根据所述导频信号以及所述Sounding序列按照预定的信道模型公式计算得到所述估计值。在本优选的实施例中，通过导频信号来计算得到相应的估计值，简化了接收端的处理流程，提高了处理速度。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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

1.一种Sounding信道的使用方法，其特征在于，包括：

设置数据信息和Sounding序列，其中，所述数据信息包括用户数据和/或导频数据；

在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息的过程包括：

在所述子载波上发送多个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述数据信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息的过程包括：

在所述子载波上发送一个用户的所述Sounding序列和一个用户的所述数据信息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，发送端在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息之后，还包括：

接收端接收所述Sounding序列和所述数据信息；

所述接收端根据发送所述数据信息的信道的估计值以及所述Sounding序列计算得到所述用户数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过以下步骤获取所述估计值：

所述接收端获取接收到的所述数据信息中的导频数据；

所述接收端根据所述导频数据以及所述Sounding序列按照预定的信道模型公式计算得到所述估计值。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述子载波上同时发送两个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述用户数据的情况下，通过以下公式计算得到所述用户数据：

RD＝HA*SA1+HB*SB2+HD*D1；

其中，RD为所述接收端所接收到的数据；

HA为用户A发送Sounding序列的信道的估计值；

HB为用户B发送Sounding序列的信道的估计值；

HD为发送用户数据的信道的估计值；

SA1为所述用户A发送的Sounding序列；

SB2为所述用户B发送的Sounding序列。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述子载波上同时发送一个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述用户数据的情况下，通过以下公式计算得到所述用户数据：

RD＝HA*SA1+HD*D1；

其中，RD为接收端所接收到的数据；

HA为用户A发送Sounding序列的信道的估计值；

HD为发送用户数据的信道的估计值；

SA1为所述用户A发送的Sounding序列。

8.一种Sounding信道的使用系统，其特征在于，包括：

设置单元，用于设置数据信息和Sounding序列，其中，所述数据信息包括用户数据和/或导频数据；

发送单元，用于在发送所述Sounding序列的子载波上发送所述数据信息。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发送单元包括：

第一发送模块，用于在所述子载波上发送多个用户的所述Sounding序列以及一个用户的所述数据信息。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述发送单元包括：

第二发送模块，用于在所述子载波上发送一个用户的所述Sounding序列和一个用户的所述数据信息。