CN102724758A

CN102724758A - 无线通信系统中解调导频的调整方法及系统

Info

Publication number: CN102724758A
Application number: CN2011100832095A
Authority: CN
Inventors: 王竞; 刘慎发; 王飞飞; 闫志刚; 鲍东山
Original assignee: Beijing Nufront Wireless Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Nufront Mobile Multimedia Technology Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-04-02
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2031-04-02
Also published as: CN102724758B; CN102695276B; CN102695276A; CN102761966A

Abstract

本发明公开了一种无线通信系统中解调导频的调整方法，包括：获取无线信道特征参数、设备能力信息、系统需求信息中至少之一；基于所获取的无线信道特征参数或/和设备能力信息或/和系统需求信息，在传输过程中，为不同的传输实时配置不同的解调导频图样；将所采用的解调导频图样通知接收端设备。本发明还提供了相应的解调导频的调整系统。根据本发明不仅可根据设备性能及系统需求调整解调导频的配置，还可基于无线传播环境变化改变解调导频配置，这样使得解调导频的配置可自适应通信链路变化，既有助于提高传输可靠性，且能够增加系统平均容量。

Description

无线通信系统中解调导频的调整方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体地说，涉及无线通信系统中解调导频的调整方法及系统。

背景技术

由于正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技术能够以较低的复杂度对抗宽带移动信道的频率选择性衰落，因此OFDM技术在各类宽带移动通信系统中得到普及。为了能够相关检测OFDM各数据子载波符号，导频在系统中的作用尤为突出。接收机通过导频符号，估计无线信道H，进而辅助均衡器或解调器均衡信道或相关检测数据符号。除相关检测或解调的功能外，系统通过导频测量无线信道质量或状态，辅助调度器进行频率选择性调度，链路自适应等功能。

多输入多输出（MIMO，Multiple-Input Multiple-Output）多天线技术由于能够有效利用无线传播信道的空间散射特性提高无线通信系统的可靠性和容量，因此也在各类无线系统中大量普及应用。MIMO-OFDM技术已经成为宽带移动通信系统的标准配置。近年来，在MIMO-OFDM系统中，导频的职能越发细化。例如：长期演进LTE-Advanced系统专门设置了解调导频与测量导频，分别用于系统相关检测与信道测量的功能。之所以这样设计，是因为MIMO系统中采用的多天线预编码技术，尤其是当接收机未知预编码矩阵时，解调导频不得不与数据符号一同预编码，但预编码本身会一定程度改变移动信道频率域特性，因此测量导频需要与解调导频职能分离。

在现有的各类移动通信系统或无线局域网系统中，解调导频通常以一定的图样，在系统中固定配置。以LTE-A系统为例，在每个时频资源块（RB，Resource Block）内，解调导频配置如图1所示，其中LTE系统中的物理下行控制信道PDCCH为整个系统上下行传输分配各种资源,对系统起着非常关键的调度作用，物理下行共享信道PDSCHYY，CRS，以及设计和信道估计DMRS。依据空间并行传输的数据流，解调导频的端口数量会有所不同，但解调导频的时域密度与频域密度是系统规范中已经确定的恒定值。

在802.11无线局域网系统中，解调导频同样固定在每个物理帧帧头，即：长训练序列。无论本次传输周期多长，无论传播环境怎样，无论传输采用哪种格式，解调导频的配置都不会发生变化。

众所周知，移动信道复杂、多变，在不同的传播环境下，移动信道的频率选择性衰落、时间选择性衰落和空间选择性衰落都会有显著不同。采用固定的解调导频图样，不利于对复杂、多变的移动通信环境的自适应，进而会对系统容量造成一定程度的损失。以LTE-A系统为例，当终端工作在室内环境下，由于较低的移动速度使得移动信道具有较长的相关时间（>10ms）。然而，无论相关时间如何，LTE-A系统的解调导频都会在每个子帧（1ms）内不断的重复。再以802.11系统为例，当系统工作在室外热点时，由于周围环境的快速变化，例如：汽车的运动，即使终端处于静止状态，AP与终端之间的信道依然会有多普勒扩展，进而形成时间选择性衰落。但无论环境如何变化，802.11系统的解调导频功能都会由在物理帧中位置固定的长训练序列承担。这样固定的解调导频不能适应环境变化。

发明内容

本发明提供一种无线通信系统中解调导频的调整方法及系统，可自适应地调整调导频配置，提高系统性能。

[0008]本发明实施例提供的一种无线通信系统中解调导频的调整方法，包括：

获取无线信道特征参数、设备能力信息、系统需求信息中至少之一；

基于所获取的无线信道特征参数或/和设备能力信息或/和系统需求信息，在传输过程中，为不同传输实时配置不同的解调导频图样；将所采用的解调导频图样通知接收端或发射端设备。

本发明实施例提供的一种无线通信系统中解调导频的调整系统，包括：

获取单元，用于获取无线信道特征参数或/和设备能力信息或/和系统需求信息；

配置单元，基于所获取的无线信道特征参数或/和设备能力信息或/和系统需求信息，在业务数据或信令传输过程中，为不同的传输实时配置不同的解调导频图样；

发送单元，将所采用的解调导频图样发送给接收端或发射端设备。

综上所述，本发明提供的解调导频调整技术方案，依据设备能力以及系统需求、发射机与接收机之间的信道特征，为不同传输配置恰当的解调导频数量，当发射机与接收机之间的无线传播环境变化时，解调导频配置也随之变化。根据本发明不仅可根据设备性能及系统需求调整解调导频的配置，还可基于无线传播环境变化改变解调导频配置，这样使得解调导频的配置可自适应通信链路变化，既有助于提高传输可靠性，且能够增加系统平均容量。

附图说明

图1 为现有技术中LTE-A系统在每个时频资源块内的解调导频配置示意图；

图2 为本发明提供的无线通信系统中解调导频的调整方法流程图；

图3为本发明实施例中配置的一种解调导频图样图示意图；

图4本发明实施例中的传输帧结构示意图；

图5为本发明另一实施例中配置的一种解调导频图样图示意图；

图6为本发明实施例中解调导频调整系统架构图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本发明提出一种无线通信系统中解调导频的调整方法，使得系统能够自适应移动通信环境变化、设备能力以及系统需求进行解调导频配置，该方法适用于各种无线通信系统。其基本思想如下：依据设备能力以及系统需求、发射机与接收机之间的信道特征，为不同用户的每次传输配置恰当的解调导频数量，当发射机与接收机之间的无线传播环境变化时，解调导频配置也随之变化。这样使得解调导频的配置可自适应通信链路变化，不仅有助于提高传输可靠性，同时能够增加系统平均容量。

参照图2，本发明提供的一种无线通信系统中解调导频的调整方法，包括如下步骤：

S01，获取无线信道特征参数、用户终端设备能力信息、系统需求信息中至少之一；

具体地，获取无线信道特征参数具体可通过下述方式：

通过信道测量得到；或

通过与接收端进行信息交互得到。

S02，基于所获取的无线信道特征参数或/和设备能力信息或/和系统需求信息，在数据传输过程中，为不同的传输实时配置不同的解调导频图样；

所述配置解调导频图样，具体包括：

在为各用户终端分配的资源块内，将预定的正交频分复用OFDM符号设置为固定的解调导频位置；和/或

将预定的子载波设置为固定的解调导频位置；

依据控制信道中的解调导频配置指示确定其它解调导频位置。

S03，将所采用的解调导频图样通知接收端设备。

其中，无线信道特征参数包括：无线信道相关带宽、无线信道相关时间；基于无线信道特征参数变化调整解调导频的配置，其调整原则如下：

当无线信道相关带宽越宽，所配置的解调导频在频率域密度越大；

当无线信道相关时间越长，所配置的解调导频在时间域密度越大。

所述设备能力信息包括下述至少之一：频率同步精度、采样同步精度；

设备能力越强所配置的解调导频在时间域和频率域密度越小。

系统需求信息包括下述至少之一：调制格式、码率；

当调制阶数越高，所配置的解调导频在频率域和时间域密度越大；和/或

当编码码率越高，所配置的解调导频在频率域和时间域密度越大。

步骤S03将所采用的解调导频图样通知接收端设备，具体包括：

在发送给各接收端的信号中携带用于指示解调导频图样或密度或位置的信息；或

接收端通过信令指示发射端解调导频图样或密度或位置的信息。

为使本发明的原理、特性和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

【实施例一】

本实施例中，假定用户站点STA1处于移动状态，用户站点STA2与STA0处于静止状态。接入点AP通过信道测量（例如：多普勒谱测量）可获知用户站点STA0、STA1、STA2的移动速度以及相关时间。依据相关时间，AP为STA1配置了一种解调导频图样，如图3所示。具体地，每32个OFDM符号一组解调导频，AP为STA0与STA2配置了另一种解调导频图样，具体为每256个OFDM符号一组解调导频。

AP在控制信道为各STA调度无线资源时，通过设置数比特信令（如：1-2比特）指示对应的STA在下行传输或上行传输采用的解调导频配置。例如，在每个STA分配的资源块内，确定第一个OFDM符号为固定的解调导频位置，后续的解调导频位置，依据控制信道解调导频配置指示，通过对OFDM符号计数既可判定。

本实施例提供的技术方案中，根据用户站点与接入点AP之间的无线信道状况来调整解调导频配置。由于处于移动状态的用户站点的信道状况与静止站点相比，无线信道相关时间较长，因此，相应地为移动状态的用户站点配置的解调导频在时间域密度越大。这样可自适应通信链路变化，有助于提高传输可靠性、保证通信质量，并能够增加系统平均容量。

【实施例二】

本实施例中，假定用户站点STA1属于低端设备，其采样同步、频率同步误差较大。STA2属于高端设备，其采样同步、频率同步误差较小。采样同步误差会随OFDM符号的增加而累积。

AP与STA1和STA2进行设备能力交互。为了克服同步误差对OFDM数据符号检测带来的影响，AP不得不每隔一段周期发射一组解调导频，用于校正同步误差导致的相位偏移累积，如图4中所示的传输帧结构中下行传输信道中为SAT1设置的解调导频。通过能力协商，AP获知STA1与STA2的设备能力，在每次下行传输中，AP为STA1配置了一种解调导频图样，如图5所示。具体地，如：每隔16个OFDM符号发射一组解调导频。AP为STA2配置了另一种解调导频图样，如：每隔512个OFDM符号发射一组解调导频。AP在控制信道中，在为STA1与STA2发射的资源分配信令中用数比特指示解调导频配置。STA1与STA2在其分配的资源块内，第一个OFDM符号为固定的解调导频位置，后续的解调导频位置，依据控制信道解调导频配置指示，通过对OFDM符号计数即可判定。

本实施例提供的技术方案中，根据用户站点设备的性能来调整解调导频配置，对于设备能力不同的用户采用不同的解调导频配置，具体地，对于设备性能较差的用户站点，配置的解调导频在时间和频率域密度越大，而对于设备能力越强的用户所配置的解调导频在时间和频率域密度越小。这样有助于提高传输可靠性、保证通信质量。

【实施例三】

本实施例中，假定无线通信系统中有两个用户站点无线通信系统中和STA2，其中用户站点STA1距离AP较近，STA2距离AP较远。

在下行传输阶段，STA1距离AP较近，链路传播损耗小，STA1接收信号功率较高，因此可采用较高阶的调制方式，如64QAM，进行数据传输。而STA2距离AP较远，链路传播损耗大，STA2接收信号功率较低，因此，采用较低阶的调制方式，如QPSK，进行数据传输。由于高阶调制相比低阶调制对信道快衰落更为敏感，因此AP为STA1配置的解调导频相对更密，为STA2配置的解调导频相对更稀疏。

另外，由于信道环境若STA1采用的编码码率较高，而STA1采用的编码码率较低，在此为了适应这种码率的变化，以保证通信可靠性，在频率域和时间域为STA1配置的解调导频相对更密，即解调导频密度越大。

本实施例提供的技术方案中，根据用户站点所采用的调制阶数和或编码码率进行解调导频配置，具体地，当采用的调制阶数越高或码率越高，在频率域和时间域所配置的解调导频密度越大。这样可自适应调制阶数和或编码码率的变化，有助于提高传输可靠性、保证通信质量，并能够增加系统平均容量。

【实施例四】

本发明实施例提供一种无线通信系统中解调导频的调整系统100，如图6所示，该系统100包括：

获取单元10，用于获取无线信道特征参数或/和设备能力信息或/和系统需求信息；

配置单元20，基于所获取的无线信道特征参数或/和设备能力信息或/和系统需求信息，在业务数据或信令传输过程中，为不同的传输实时配置不同的解调导频图样；

发送单元30，将所采用的解调导频图样发送给接收端或发射端设备。

其中获取单元10具体包括：

测量单元10a，用于测量与发射端与接收端之间的无线信道，获取所述无线信道特征参数；或

通信单元10b，用于与发射端与接收端进行信息交互，得到所述无线信道特征参数。

配置单元20包括：

设置模块20a，用于在分配给传输的资源块内，将预定的OFDM符号设置为固定的解调导频位置或在预定的位置插入解调导频；和/或将预定的子载波设置为固定的解调导频位置；在控制信道中设置所述解调导频配置指示信息，用以指示其它的解调导频位置。

本实施例中提供的解调导频调整系统100工作原理及操作方法，如前述方法所述在此不再赘述。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims

1.一种无线通信系统中解调导频的调整方法，其特征在于，该方法包括：

基于所获取的无线信道特征参数或/和设备能力信息或/和系统需求信息，在传输过程中，为不同的传输实时配置不同的解调导频图样；

将所采用的解调导频图样通知接收端或发射端设备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线信道特征参数具体可通过下述方式获得：

通过信道测量得到；或

通过与接收端进行信息交互得到。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线信道特征参数包括：无线信道相关带宽、无线信道相关时间；

当无线信道相关带宽越宽，所配置的解调导频在频率域密度越大；和/或

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备能力信息包括下述至少之一：频率同步精度、采样相位同步精度；

设备能力越强的用户所配置的解调导频在时间和频率域密度越小。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置解调导频图样，具体包括：

在为某一次传输分配的资源块内，将预定的正交频分复用OFDM符号设置为固定的解调导频位置；和/或

将预定的子载波设置为固定的解调导频位置；

依据控制信道解调导频配置指示，并结合预定的解调导频图样，确定其它解调导频位置。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所采用的解调导频图样通知接收端或发射端设备，具体包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统需求信息包括下述至少之一：调制格式、编码方式、码率；

当码率越高，所配置的解调导频在频率域和时间域密度越大。

8.一种无线通信系统中解调导频的调整系统，其特征在于，该系统包括：

配置单元，基于所获取的无线信道特征参数或/和设备能力信息或/和系统需求信息，在业务数据或信令传输过程中，为不同传输实时配置不同的解调导频图样；

发送单元，将所采用的解调导频图样发送给接收端或通知发射端设备。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述获取单元具体包括：

测量单元，用于测量发射端与接收端之间的无线信道，获取所述无线信道特征参数；或

通信单元，用于发射端与接收端进行信息交互，得到所述无线信道特征参数。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述配置单元包括：

设置模块，用于在分配给传输的资源块内，将预定的正交频分复用OFDM符号设置为固定的解调导频位置；和/或将预定的子载波设置为固定的解调导频位置；在控制信道中设置所述解调导频配置指示信息，用以指示其它的解调导频位置。