CN102804630A

CN102804630A - 用于在上行链路多入多出(mimo)传输中发送参考信号的方法和装置

Info

Publication number: CN102804630A
Application number: CN2010800285792A
Authority: CN
Inventors: 高贤秀; 卢珉锡; 郑载薰; 韩承希; 李文一
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2030-06-28
Also published as: EP2448143B1; JP2012531804A; US20140334460A1; CN102804630B; KR20110000536A; EP2448143A4; WO2010151092A3; WO2010151092A2; EP2448143A2; US9401789B2; US20120093120A1; US8842623B2

Abstract

本发明涉及一种无线通信系统，并且更具体地，涉及一种用于在上行链路MIMO传输中发送参考信号的方法和装置。根据本发明的一个实施例，用于在无线通信系统中通过终端发送上行链路信号的方法包括以下步骤：接收包括关于循环移位的信息的控制信息；通过使用循环移位或正交覆盖码来对用于上行链路MIMO传输的参考信号进行复用；将经复用的参考信号分配到上行链路子帧上；以及通过多天线发送该子帧。当上行链路MIMO传输为多用户MIMO传输时，能够通过使用正交覆盖码来对该终端的参考信号和其它终端的参考信号进行复用。

Description

用于在上行链路多入多出(MIMO)传输中发送参考信号的方法和装置

技术领域

以下描述涉及一种无线通信系统，并且更具体地，涉及一种用于在上行链路MIMO传输中发送参考信号的方法和装置。

背景技术

MIMO(多入多出)是使用多个发射天线和多个接收天线的通信系统。MIMO系统可以随发射天线和接收天线的数量线性地提高信道容量，而无需在频率带宽方面的额外增加。存在两种类型的MIMO方案，发射分集和空间复用。发射分集通过在多个信道路径中发送符号来提高传输可靠性，而空间复用通过以多个发射天线同时地发射不同的数据流来提高传输速率。

根据发射机是否知晓信道信息，MIMO方案也可以被分成开环MIMO和闭环MIMO。开环MIMO不要求发射机获知信道信息。相比之下，在闭环MIMO中发射机具有信道信息。闭环MIMO系统的性能取决于发射机获得了多么准确的信道信息。

信道信息是关于多个发射天线与多个接收天线之间的无线电信道的信息(例如衰减、相移、时延等)。根据发射天线和接收天线的组合存在许多流径，并且在MIMO系统中，信道状态由于多路时延在时域和频域中随着时间的推移而波动，其被称作衰落。因此，接收机通过信道估计来计算信道信息。信道估计是对恢复失真的传输信号所需要的信道信息进行估计的过程。例如，信道估计相当于子载波的振幅和参考相位的估计。换句话说，信道估计将对无线链路或无线信道的频率响应进行估计。

对于信道估计而言，可以使用信道估计器根据从发射机所接收到的若干参考信号(RS)来估计参考值。RS是在高功率电平发射的而没有携带实际数据以在接收机处帮助信道估计的符号。发射机和接收机两者都可以使用RS来执行信道估计。具体地，基于RS的信道估计使用对发射机和接收机两者都已知的符号来对信道进行估计，并且基于该信道估计恢复数据。RS被称作导频信号。

同时，第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)系统被标准化为使得单天线用于从用户设备(UE)到BS的上行链路传输。基于循环移位(CS)的解调RS(DMRS)被定义在上行链路单天线传输中。然而，3GPP LTE-高级(LTE-A)系统需要即使对于上行链路传输也支持多天线传输。

为了支持上行链路MIMO传输，需要提高对于MIMO传输的信道估计性能，同时维持用于由LTE系统所支持的单天线传输的子帧设计和向后兼容性的RS设计方案。

发明内容

技术问题

设计为解决该问题的本发明的目的在于在上行链路MIMO传输中有效地设计DMRS的方案，以及一种用于通过使用多个循环移位资源和正交覆盖码来提高上行链路MIMO传输的效率的方法和装置。

技术解决方案

本发明的目的能够通过提供用于在无线通信系统中在终端处发送上行链路信号的方法来实现，该方法包括：接收包括关于循环移位(CS)的信息的控制信息；使用CS或正交覆盖码(OCC)中的至少一个来对用于上行链路多入多出(MIMO)传输的参考信号进行复用；将经复用的参考信号分配到上行链路子帧上；以及通过多个天线发送该子帧，其中，当上行链路MIMO传输为多用户MIMO传输时，使用OCC来对该终端的参考信号和其它终端的参考信号进行复用。

CS的值被分配为使得被分配给2或更高秩的CS值之间的间隔具有最大值。

参考信号在空间复用多天线传输的情况下可以是预编码的参考信号。

在传输分集方案中多天线传输的情况下关于CS的信息可以包括关于两个CS资源的分配的信息。

关于OCC的信息可以由终端从关于CS的信息隐式地获取。

关于OCC的信息可以由终端通过L1/L2控制信令或更高层信令来接收。

控制信息可以被包括在用于调度物理上行链路共享信道的下行链路控制信息格式中。

参考信号可以是解调参考信号(DMRS)。

本发明的目的能够通过提供在无线通信系统中发送上行链路信号的终端来实现，该终端包括：多个天线；接收模块，其用于通过多个天线从基站(BS)接收信号；发送模块，其用于通过多个天线将信号发送到BS；以及处理器，其用于控制包括多个天线、接收模块以及发送模块的终端，其中该处理器被配置为：通过接收模块接收包括关于循环移位(CS)的信息的控制信息，使用CS值或正交覆盖码(OCC)中的至少一个来对用于上行链路MIMO传输的参考信号进行复用，将经复用的参考信号分配到上行链路子帧上，以及通过发送模块和多个天线发送该子帧，其中，当上行链路MIMO传输为多用户MIMO传输时，使用OCC对该终端的参考信号和其它终端的参考信号进行复用。

CS的值可以被分配为使得被分配给2或更高秩的CS值之间的间隔具有最大值。

在传输分集方案中多天线传输的情况下关于CS的信息包括关于两个CS资源的分配的信息。

关于OCC的信息可以由终端从关于CS的信息隐式地获取。

参考信号可以是解调参考信号(DMRS)。

本领域的技术人员应当了解的是，采用本发明所能够实现的目的不局限于已经在上文所特别地描述的，并且根据以下具体实施方式将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其它目的。

有益效果

根据本发明的实施例，能够提供通过使用多个循环移位资源和正交覆盖码来提高上行链路MIMO传输的效率的DMRS。

本领域的技术人员应当了解的是，采用本发明所能够实现的有益效果不局限于已经在上文所特别地描述的，并且根据以下具体实施方式将更清楚地理解本发明的其它优点。

附图说明

图1示出具有多个天线的无线通信系统的结构；

图2示出从发射天线到接收天线的信道；

图3示出3GPP LTE上行链路参考信号的结构；

图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于在终端中发送参考信号的方法的流程图；

图5是示出根据本发明的示例性实施例的关于参考信号的BLER仿真结果的图表；

图6是示出根据本发明的示例性实施例的关于参考信号的FER和MSE仿真结果的图表；

图7示出根据本发明的示例性实施例的终端的结构。

具体实施方式

在下文所描述的本发明的实施例是本发明的元素和特征的组合。除非另外提出，否则元素或特征可以被视为选择性的。可以在没有与其它元素或特征相结合的情况下实现每个元素或特征。另外，本发明的实施例可以通过结合元素和/或特征的部分来构造。可以对在本发明的实施例中所描述的操作顺序进行重新排列。任何一个实施例的某些构造可以被包括在另一实施例中并且可以使用另一实施例的对应构造来代替。

在本发明的实施例中，围绕在基站(BS)与用户设备(UE)中间的数据传输和接收关系进行了描述。BS是与终端直接进行通信的网络端节点。在一些情况下，描述为由BS所执行的特定操作可以由BS的上层节点来执行。

换句话说，显而易见的是，在包括多个网络节点，包括BS，的网络中，可以由BS、或除BS之外的网络节点来执行为与终端的通信而进行的各种操作。可以使用术语‘固定站’、‘节点B’、‘演进的节点B(eNode B或eNB)’、‘接入点(AP)’等等来代替术语‘BS’。术语“中继”可以与‘中继节点(RN)’、‘中继站(RS)’等等交换地使用。可以使用术语‘终端’、‘移动站(MS)’、‘移动用户站(MSS)’、‘用户站(SS)’等等来代替术语‘终端’。

提供了用于本发明的实施例的特定术语以有助于对本发明的理解。在本发明的范围和精神内，可以使用其它术语来代替这些特定的术语。

在一些情况下，为了防止本发明的概念不明确，将省略或将基于每个结构和装置的主要功能以框图的形式示出已知技术的结构和装置。同样地，只要可能，将遍及附图和说明书中使用相同的附图标记以指代相同的或类似的部分。

本发明的实施例能够由为无线接入系统、电气和电子工程师协会(IEEE)802、第三代合作伙伴计划(3GPP)、3GPP长期演进(3GPPLTE)、LTE-高级(LTE-A)以及3GPP2中的至少一个所公开的标准文献来支持。未被描述以澄清本发明的技术特征的步骤或部分能够由那些文献来支持。另外，如本文中所陈述的所有术语可以由标准文献来解释。

本文中所描述的技术能够被用在各种无线接入系统中，诸如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等等。CDMA可以被实现为诸如通用陆地无线接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术。TDMA可以被实现为诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线业务(GPRS)/增强型GSM数据率演进(EDGE)的无线电技术。OFDMA可以被实现为无线电技术，诸如802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、演进UTRA(E-UTRA)等等。UTRA是通用移动通信系统(UTMS)的一部分。3GPP LTE是使用E-UTRA的演进UMTS(E-UMTS)的一部分。3GPP LTE采用用于下行链路OFDMA和用于上行链路的SC-FDMA。LTE-A是3GPP LTE的演进。能够通过IEEE 802.16e标准(无线城域网(无线MAN-OFMDA参考系统)和IEEE802.16m标准(无线MAN-OFDMA先进系统)来描述WiMAX。为了清楚起见，本申请关注于3GPP LTE/LTE-A系统。然而，本发明的技术特征不局限于此。

MIMO系统建模

图1示出了使用多天线的无线通信系统的结构。如图1中所示，当发射天线的数量和接收天线的数量分别增加到N_T和N_R时，理论上信道传输容量与天线的数量成比例地增加，区别于仅发射机或接收机使用多个天线的情况。因此，能够提高传输速率和频率效率。根据理论上信道传输容量的增加，传输速率能够增加在使用单天线时的最大传输速率R₀与由等式1所表示的增加的速率R_i的乘积倍。

[等式1]

R_i＝min(N_T，N_R)

例如，使用四个发射天线和四个接收天线的MIMO通信系统理论上能够获取四倍于单个天线系统的传输速率的传输速率。自90年代中期证实了多天线系统的理论容量增加以来，已经积极地研究了用于提高数据传送速率的各种技术并且技术中的一些被反映在无线通信的标准中，诸如第三代移动通信和下一代无线LAN。

到目前为止已经进行的MIMO相关研究包括与各种信道环境和多接入环境中的MIMO通信容量计算有关的信息理论研究、关于无线电信道测量和建模的研究、关于用于提高传输可靠性和传输速率的时空信号处理技术的研究等等。

将在下文中使用数学模型来描述MIMO系统中的通信方案。假设在MIMO系统中存在N_T个发射天线和N_R个接收天线。

关于传输信号，能够通过N_T个发射天线来发送多达N_T条信息，如以下向量所表示的。

[等式2]

s = {[s_{1}, s_{2}, . . ., s_{N_{T}}]}^{T}

可以向传输信息

中的每一条施加不同的发射功率。令传输信息的发射功率水平相应地由来表示。则发射功率受控传输信息

可以被给出为[等式3]。

[等式3]

\hat{s} {[{\hat{s}}_{1}, {\hat{s}}_{2}, . . ., {\hat{s}}_{N_{T}}]}^{T} = {[P_{1} s_{1}, P_{2} s_{2}, . . ., P_{N_{T}} s_{N_{T}}]}^{T}

可以被表示为发射功率的对角矩阵P。

[等式4]

让我们考虑实际的N_T个发射的信号通过对发射功率受控信息向量

应用权重矩阵W来配置的情况。权重矩阵W起到根据传输信道状态等等将传输信息适当地分配给天线的作用。这些发射的信号

被表示为向量X，其可以被确定为

[等式5]

其中，W_ij表示用于通过第i个发射天线所发射的第j条信息

的权。W也被称为预编码矩阵。

如果有N_R个接收天线，则在接收天线处所接收到的信号

可以被表示为以下向量。

[等式6]

y = {[y_{1}, y_{2}, . . ., y_{N_{R}}]}^{T}

当在MIMO无线通信系统中对信道进行建模时，可以根据发射天线和接收天线的索引来区别它们。第j个发射天线与第i个接收天线之间的信道被表示为h_ij。在此要注意的是，在h_ij中接收天线的索引在发射天线的索引之前。

图2示出了从N_T个发射天线到第i个接收天线的信道。参考图2，从N_T个发射天线到第i个接收天线的信道可以被表示为[等式7]。

[等式7]

h_{i}^{T} = [h_{i 1}, h_{i 2}, . . ., h_{{iN}_{T}}]

因此，从N_T个发射天线到N_R个接收天线的所有信道都可以被表示为以下矩阵。

[等式8]

实际的信道经历以上信道矩阵H，并且随后与加性高斯白噪声(AWGN)相加。添加到N_R接收天线的AWGN被给出为以下向量。

[等式9]

n = {[n_{1}, n_{2}, . . ., n_{N_{R}}]}^{T}

根据上述建模的等式，所接收到的信号被给出为

[等式10]

已关注于MIMO通信系统用于单用户的情况做出以上描述。然而，MIMO通信系统能够被应用到多个用户以获取多用户分集。将简短地对其进行描述。

衰落信道被认为是无线通信系统的性能的恶化的主要原因。信道增益随着时间、频率以及空间而不同，并且性能恶化随着信道增益减小而变得严重。用于克服衰落的方法之一的分集利用了所有独立信道都具有低增益的概率非常低的事实。存在各种分集方案，其中之一为多用户分集。

当在小区中存在多个用户时，用户具有随机独立信道增益，并且因此所有信道增益为低的概率是非常低的。根据信息理论，假设BS具有足够的发射功率，则能够通过将所有信道分配给在小区中的多个用户当中具有最高信道增益的用户来最大化总的信道容量。多用户分集能够分为三个方案。

时间多用户分集是每当信道随着时间而变化时将信道分配给具有最大信道增益的用户的方案。频率多用户分集是在诸如正交频分复用(OFDM)的频率多载波系统中将子载波分配给每个频带中具有最大增益的用户的方案。

如果在不使用多载波的系统中信道变化极慢，则具有最大信道增益的用户将独占信道持续很长时间。因此，其他用户不能够进行通信。在这种情况下，必须诱发信道变化以便于使用多用户分集。

空间多用户分集利用了用户具有取决于空间的不同信道增益的事实。空间多用户分集的实现示例是随机波束赋形(RBF)。RBF还被称作“机会波束赋形”。RBF通过在使用多个天线的发射机处用任意权重进行波束赋形来诱发信道变化。

将给出向MIMO应用多用户分集的多用户MIMO(MU-MIMO)方案的描述。

MU-MIMO方案实现了在发射机和接收机处的用户数量和每个用户的天线数量的各种组合。MU-MIMO方案被划分成将被分别描述的下行链路(前向链路)和上行链路(参考链路)。下行链路意指从BS到终端的信号传输，而上行链路意指从终端到BS的信号传输。

在下行链路MU-MIMO方案的情况下，在极端的示例中，一个用户能够通过N_R个天线接收信号，并且N_R个用户中的每一个都能够使用一个天线来接收信号。此外，这两个极端的示例的组合是可用的。也就是说，第一用户使用一个接收天线而第二用户使用三个接收天线。要注意是，在所有的情况下接收天线的总数量是N_R。这被称作MIMO广播信道(BC)或空分多址(SDMA)。

在上行链路MU-MIMO方案的情况下，在极端的情形中，一个用户能够通过N_T个天线发送信号，并且N_T个用户中的每一个都能够使用一个天线发送信号。另外，这两个极端的示例的组合是可用的。也就是说，特定用户使用一个发射天线，而另一个用户使用三个发射天线。要注意的是，在所有情况下发射天线的总数量维持为N_T。这被称作MIMO多接入信道(MAC)。上行链路和下行链路在其间具有对称关系，并且因此由一侧所使用的技术能够被另一侧来使用。

指示信道状态的信道矩阵H的列和行的数量由发射天线和接收天线的数量来确定。信道矩阵H中的列的数量等于接收天线的数量N_R，而行的数量等于发射天线的数量N_T。也就是说，信道矩阵H对应于N_R×N_T。

矩阵的秩被定义为无关的行或列的数量中的最小值。因此，矩阵的秩不大于行或列的数量。信道矩阵H的秩，秩(H)被限制如下。

[等式11]

rank(H)≤min(N_T，N_R)

如果矩阵为特征值分解的，则其秩可以被定义为非零特征值的数量。类似地，在奇异值分解(SVD)的情况下，秩可以被定义为非零奇异值的数量。因此，在物理意义上，信道矩阵的秩是能够在给定信道上发送的不同条的信息的最大数量。

参考信号(RS)

在无线通信系统中，分组在无线电信道上发送。考虑到无线电信道的特性，在传输期间分组可能失真。为了成功地接收信号，接收机应该使用信道信息来补偿所接收到的信号中的失真。通常，为了使接收机能够获取信道信息，发射机发送对于发射机和接收机两者都已知的信号，并且接收机基于在无线电信道上所接收到的信号的失真来获知信道信息。这个信号被称为导频信号或参考信号。

在通过多个天线的数据发送和接收的情况下，知晓发射天线与接收天线之间的信道状态是对于成功的信号接收所需要的。因此，参考信号应该针对每个发射天线而单独地存在。

复用是指将配置用于不同的天线的RS分配给相同的资源区域。主要存在三种复用方案：时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、以及码分复用(CDM)。在它们当中，CDM是在频域中将分配给不同的天线的不同的码资源乘以用于不同的天线的RS，并且将该乘积分配给相同的无线电资源(时间/频率资源)的过程。

上行链路参考信号的配置

图3示出了3GPP LTE的上行链路RS的结构。

参考图3，无线电帧包括十个子帧。子帧包括两个时隙。用于发射一个子帧的时间被定义为传输时间间隔(TTI)。在3GPP LTE中，一个子帧可以具有1ms的长度并且一个时隙可以具有0.5ms的长度。然而，无线电帧和TTI的结构可以根据通信系统而变化。

一个时隙在时域中包括多个SC-FDMA符号并且在频域中包括多个资源块。对于一个资源块而言，其水平轴表示时间轴而其垂直轴指示频率轴。在正常CP的情况下，每个时隙都包括七个符号。在扩展CP的情况下，每个时隙都包括六个符号。扩展CP通常使用在具有长延时的环境中。在单载波频分多址(SC-FDMA)系统中，RS使用一个符号的所有资源以便满足单载波属性。在3GPP LTE系统中，与数据不同，RS在上行链路上不是预编码的，并且包括解调RS(DMRS)和探测RS(SRS)。DMRS是用于获取用于上行链路数据解调的信道信息的参考信号，而SRS是用于上行链路信道测量的参考信号。图3示出在正常CP的情况下的DMRS和SRS的位置。DMRS被分配给时隙1和2的l＝3并且指示为‘1’。SRS被分配给l＝6。数据被分配给剩余的资源元素。如图3中所示，一个时隙中的一个OFDM(或SC-FDMA)符号被用来发送DMRS。也就是说，一个子帧包括两个时隙，数据作为基本单元基于一个子帧来发送，而一个子帧被分配有两个DMRS。在一个子帧中存在的两个时隙可以位于相同的频率或位于不同的频率。因此，DMRS在第一时隙和第二时隙中可以具有相同的频率或不同的频率。存在于两个时隙中的DMRS使用相同的序列。

可以使用恒幅零自相关波形(CAZAC)序列来生成DMRS序列和SRS序列。例如，CAZAC序列可以是Zadoff-Chu(ZC)序列。能够根据根索引和循环移位索引来生成各种ZC序列。也就是说，根索引或循环移位索引可以是ZC序列的种子值。作为用于上行链路数据传输的控制信息的DCI格式0包括循环移位索引。BS能够以通过将不同的循环移位索引分配给终端的正交(或准正交)序列估计来自多个终端来信道。

DMRS序列的长度等于分配的资源块的子载波的数量。用于物理上行链路共享信道(PUSCH)的DMRS是循环移位的。在LTE系统中，一个时隙具有一个循环移位(CS)值。基于等式12来确定时隙n_s中的循环移位α。能够使用CS来对来自一个小区中的不同终端的RS进行复用。

[等式12]

α＝2πn_cs/12

n_{CS} = (n_{DMRS}^{(1)} + n_{DMRS}^{(2)} + n_{PRS} (n_{S})) \mod 12

其中，

是根据由更高层所提供的参数cyclicShift来具体于小区给定的。表3示出参数cyclicShift到值的示例性映射。在等式12中，

由下行链路控制信息(DCI)格式0的DMRS字段的循环移位来定义，其中，所述DCI格式0是为与PUSCH传输相关联的传输块而最近接收的，并且是具体于终端而给定的。表2示出DCI格式0中的循环移位字段到值的示例性映射。在等式12中，n_PRS是由伪随机序列给定的值，并且具有跳跃到时隙级别的模式。伪随机序列是具体于小区而应用的。

[表1]

[表2]

使用多天线的上行链路DMRS传输

虽然使用LTE-A系统描述了本发明的以下示例性实施例，但是要注意的是，其能够应用到根据相同的技术原理的任何MIMO系统。

在3GPP LTE系统中，终端仅支持一个天线。因此，一个天线用于LTE系统的上行链路。然而，由于即使LTE-A系统中上行链路支持MIMO，也需要对用于上行链路的DMRS进行扩展。对于取决于MIMO环境的DMRS的扩展而言，可以考虑非预编码的DMRS和预编码的DMRS。如常规下行链路所要求的，非预编码的DMRS需要与天线数量一样多的DMRS模式。也就是说，应该根据能够由系统所支持的天线的数量来定义DMRS模式。在预编码的DMRS的情况下，在天线处测量的信道信息乘以预编码矩阵，并且DMRS模式被应用到与虚拟天线域相对应的秩，并且因此即使当天线的数量增加时也能够减少DMRS开销。也就是说，应该根据由系统所支持的秩数来定义预编码的DMRS的DMRS模式。例如，当能够由系统所支持的上行链路发射天线的数量为1、2和4时，非预编码的DMRS需要定义三个模式，而预编码的DMRS需要定义用于秩1、2、3和4的模式。关注于上行链路发射天线的数量为四的情况给出以下描述。然而，本发明的以下示例性实施例能够被应用到使用多个发射天线的任何系统。

如上所述，基于单天线传输为LTE系统中的上行链路传输定义了基于单CS的DMRS。可以将向DMRS应用多个CS资源的方法视为用于在LTE-A系统中支持上行链路MIMO传输同时维持后向兼容性的方法。能够使用多个CS资源来对用于每个层(或天线端口)的DMRS进行码分复用，并且通过相同的无线资源来进行发送。在这时，CS资源的有效分配是重要的以便支持使用多个CS资源的上行链路MIMO传输。将给出对于每个上行链路MIMO传输模式所需要的CS资源的数量、CS资源分离、以及正交覆盖码(OCC)的应用的详细描述。

需要的循环移位资源数量

已经提出了使用多达四个发射(Tx)天线的上行链路MIMO传输的各种传输方案。用于DMRS的CS资源的数量取决于传输方案。表3示出各种传输分集方案所需的CS资源的数量，而表4示出各种空间复用方案所需的CS资源的数量。

[表3]

[表4]

在可适于作为2Tx传输分集方案的传输方案当中，基于时隙的预编码向量切换(PVS)和小延时循环延时分集(CDD)可能需要一个CS资源以用于DMRS。空时块编码(STBC)、空频块编码(SFBC)、频率切换发射分集(FSTD)以及大延时CDD可能需要两个CS资源以用于DMRS。

在可适于作为4Tx传输分集方案的传输方案当中，基于时隙的PVS和小延时CDD可能需要一个CS资源以用于DMRS，STBC-CDD、SFBC-CDD和FSTD-CDD可能需要两个CS资源以用于DMRS，而STBC-FSTD、SFBC-FSTD、FSTD和大延时CDD可能需要四个CS资源以用于DMRS。

考虑到用于DMRS传输的每时隙仅分配一个符号和对在上行链路子帧中的OFDM符号的输出功率的限制的LTE设计要求，能够确定适当数量的CS资源。考虑到由于终端的限制功率而需要较低的峰均功率比PAPR，以及根据加强链路质量和减少终端发射功率的需要而需要高分集增益，传输分集方案提出了支持多达两个CS资源以用于2个Tx天线和4个Tx天线两者。

同时，在上行链路空间复用方案中，使用非预编码的DMRS和预编码的DMRS中的哪一个是重要的。提出在用于秩1、2和4的传输的空间复用方案中使用预编码的DMRS，如表4中所示。为了确定非预编码的DMRS和预编码的DMRS中的哪一个用于秩3传输，可以考虑需要的CS资源的数量和用于获取预编码的信道信息的计算的复杂性。

在预编码的DMRS的情况下，所需要的CS资源的数量由传输秩值，而不是由上行链路发射天线的数量来确定。因此，对于秩3传输需要三个CS资源。而且，当应用了预编码的DMRS时，能够直接获取预编码的信道信息。

在非预编码的DMRS的情况下，所需要的CS资源的数量等于上行链路发射天线的数量。对于非预编码的DMRS而言，需要增强的计算来获取预编码的信道信息。尽管可以考虑在非预编码的DMRS方案中通过使用两个CS资源的复用和使用正交覆盖码(OCC)的额外复用来仅使用两个CS资源以用于秩3或更高秩的方法，但是由于其需要调度限制(即，非时隙跳跃PUSCH)，所以这个方法是不利的。

考虑到预编码的DMRS到其它空间复用方案的应用，预编码的DMRS自然地被应用到用于秩3传输的空间复用方案。另外，预编码的DMRS对于系统实施的简易而言是有利的。因此，建议将预编码的DMRS应用到用于秩3传输的空间复用方案。

循环移位资源分配

在DMRS复用中CS分离可以被认为是主要的复用方案。在基于CDM的信道估计中，能够通过将空间CS资源分配给各层或发射天线来达到更令人满意的信道估计性能。例如，CS资源分离能够被设置为12/N(在这里，12指示对于DMRS的CS值的数而N表示秩数)以便根据传输秩维持CS资源之间的最大距离。

如果一个终端执行秩2上行链路传输，则能够使用用于第一层和第二层的DMRS序列(例如，ZAZAC序列)将用于第一层和第二层的信道彼此区别开来。

在单用户MIMO(SU-MIMO)的情况下，如果指定了用于一个层的CS值，则能够根据预定的增量来分配用于其它层的CS值。例如，当CS值被分配给用于秩2的层时，如果用于第一层的CS值被指定为4，如由表2所给出的，则与第一层隔开6(12/2)的10能够被分配作为用于第二层的CS值。

在MU-MIMO的情况下，能够使用DCI格式中的CS指示位来分配不同的CS值以用于上行链路传输。在MU-MIMO中，由于终端具有不同的定时偏移，所以需要隔开的CS资源被分配在每个终端的层之间。因此，必须更谨慎地将CS资源分配给每个都具有多个层的多个用户。

当CS资源被分配给具有不同的传输秩的多个用户时，固定的增量规则不能够确保在多个用户中间隔开CS资源。因此，为了CS资源分配的灵活性，可以考虑根据可变增量的CS分配。

正交覆盖码

在DMRS复用中，在时隙当中的正交覆盖码(OCC)分离被认为是补充的复用方案。也就是说，OCC能够被用来提高上行链路RS资源的容量。

DMRS(循环移位的DMRS)被映射到形成一个子帧的两个符号中的每一个中的一个符号(参考图3)。映射到两个符号的DMRS通过使用用于两个符号的长度2正交序列来扩展，这被称作正交覆盖。

OCC能够被用来识别用于多个用户的DMRS。例如，当BS通过DCI格式0将具有CS#0的序列分配给终端时，具有CS#0的序列被用于第一时隙和第二时隙的DMRS。在这里，正号(+)或负号(-)能够被分配给第二时隙的DMRS序列。如果第一用户被分配有CS#0和正号的OCC(+)，并且第二用户被分配有CS#0和负号的OCC(-)，则能够通过OCC来彼此区别这两个用户的DMRS。在这时，由于DMRS使用相同的CS资源，所以使DMRS资源的容量加倍。在使用非时隙的跳跃PUSCH的操作的情况下，能够通过对8个或12个CS资源应用基于长度2正交序列的OCC来使资源的容量加倍。例如，长度2正交序列可以是长度2沃尔什序列(1，1)和(1，-1)。为了通过OCC来提高上行链路RS资源的容量，能够通过将OCC位字段分配给用于数据解调的控制信号来指示使用的OCC的类型。例如，当1位被分配给OCC指示符1时，OCC指示符‘0’和‘1’可以具有以下配置。

[表5]

OCC指示符	第一时隙	第二时隙
			0	1	1
1	1	-1

另外，在控制信号中包括的位字段在OCC被应用到DMRS时可以被定义为如表6所示。

[表6]

正交覆盖码	1位
		用于DMRS的循环移位值	3位
用于多天线/层的额外的位字段	0～3位

OCC可以被用来增加在分配给单个用户的多个天线(或层或流)的CS之间的间隔。

通过不同的上行链路RS来标识不同的信道。在多天线系统中，不同的CS资源可以被分配给不同的天线(或层或流)以从彼此区别天线(或层或流)。随着在CS资源之间的间隔增加，信道估计性能提高。随着天线(或层或流)的数量增加，待分配给天线(或层或流)的CS资源的数量也增加。所获得的CS之间的间隔的减少可能降低信道估计性能。为了避免这个问题，可以对每个天线(或层或流)应用OCC。如果两个时隙的DMRS具有相同的频率，则CS之间的间隔通过OCC来增加。

例如，假设CS索引被给出如表2中所示，如果对于四个天线而言，分别分配了CS 0、6、3和9，则在用于该天线的CS之间的间隔是3。在这里，与第三天线和第四天线相对应的DMRS被分配有带负号的OCC(-)。如果具有CS#0的长度N序列由(S₀₁，...，S_0N)来指示，则(S₀₁，...，S_0N)、(S₆₁，...，S_6N)、(S₃₁，...，S_3N)、(S₉₁，...，S_9N)被分配给第一时隙的DMRS。如果第二时隙的DMRS使用负号的OCC(-)，则(S₀₁，...，S_0N)、(S₆₁，...，S_6N)、(-S₃₁，...，-S_3N)、(-S₉₁，...，-S_9N)被分配给第二时隙的DMRS。当对这两个时隙的DMRS求和时，仅序列(S₀₁，...，S_0N)，(S₆₁，...，S_6N)仍有6的CS间隔。同样地，这两个时隙的DMRS的减法仅获得具有6的CS间隔的序列(S₃₁，...，S_3N)，(S₉₁，...，S_9N)。因此，由于在CS之间的间隔增加到6，所以能够提高信道估计性能。

对于SU-MIMO而言，OCC能够根据层间抵消来提高在CS之间的间隔。然而，仅当存在执行连续的层间抵消(SIC)操作的信道估计器时才能够利用这个优点。

OCC可以被用来增加在分配给多个用户的CS之间的间隔。

考虑到使用多个天线的MU-MIMO，可以分配CS和OCC。例如，从单个用户的观点看，高度分散的CS可以被分配给多个天线(或层)。能够根据上述各种方法来执行CS分配。然而，从多个用户的观点看，用户的CS之间的间隔可能变窄了。这个问题能够通过OCC来克服。当OCC被应用时，可以根据OCC类型将相同的CS值分配给多个用户。

表7示出向MU-MIMO应用OCC的示例。

[表7]

	第一时隙	第二时隙
			UE1	C1 C3	C1 C3
UE2	C2 C4	-C2 -C4

假设两个终端分别通过MU-MIMO发送两个层。在这种情况下，BS被视为接收四个层，其包括来自第一终端的两个层和来自第二终端的两个层，并且因此，需要BS使用四个不同的DMRS恢复与相应层对应的数据。

能够使用不同的CS资源C1和C3来对来自第一终端的两个层进行复用。例如，C1和C3能够分别被给出CS索引0和6以最大化CS资源之间的间隔。能够使用不同的CS资源C2和C4来对来自第二终端的两个层进行复用。例如，C2和C4能够分别被给出CS索引3和9以最大化CS资源之间的间隔。

能够使用OCC来对第一终端和第二终端进行复用。OCC能够被应用到一个子帧的两个连续的时隙。OCC{1，1}能够被应用到第一终端，而OCC{1，-1}能够被应用到第二终端。因此，与第二终端的第二时隙的DMRS传输符号相对应的C2和C4乘以-1。

如果具有CS索引k的长度N序列由(S_Ck_1，...，S_Ck_N)指示，则(S_C1_1，...，S_C1_N)、(S_C2_1，...，S_C2_N)、(S_C3_1，...，S_C3_N)、(S_C4_1，...，S_C4_N)能够被应用到第一时隙的DMRS并且(S_C1_1，...，S_C1_N)、(-S_C2_1，...，-S_C2_N)、(S_C3_1，...，S_C3_N)、(-S_C4_1，...，-S_C4_N)能够被应用到第二时隙的DMRS。

将通过识别用于来自相应的终端的不同的层信号的DMRS来给出用于信道估计的BS的操作的描述。BS能够接收(S_C1_1，...，S_C1_N)、(S_C3_1，...，S_C3_N)，其通过将与第一符号和第二符号的DMRS传输符号相对应的序列求和以消除使用C2和C4的序列来获得。由BS所获得的结果(S_C1_1，...，S_C1_N)、(S_C3_1，...，S_C3_N)对应于第一终端的DMRS。能够通过不同的CS资源C1和C3来从彼此区分第一终端的两个层。此外，BS能够接收(S_C2_1，...，S_C2_N)、(S_C4_1，...，S_C4_N)，其通过执行与第一符号和第二符号的DMRS传输符号相对应的序列的减法以消除使用C1和C3的序列来获得。由BS所获得的结果(S_C2_1，...，S_C2_N)、(S_C4_1，...，S_C4_N)对应于第二终端的DMRS。能够通过不同的CS资源C2的C4来彼此区分第二终端的两个层。

使用OCC的MU-MIMO方案能够显著地减少在多个用户之间的干扰。

是否使用了OCC能够通过以L1/L2信令(例如，以MAC消息形式的预定PDCCH或PUSCH)或更高层信令(例如，RRC信令)定义OCC指示位来指示给特定的终端。另外，是否使用了OCC能够通过L1/L2信令的其它参数的新的解释指示给特定的终端。

或者，能够在不使用额外的L1/L2信令和/或RRC信令的情况下向特定的终端指示是否使用了OCC。例如，能够使用通知终端CS索引的DCI格式0的DMRS字段将OCC指示给终端。也就是说，能够利用关于是否使用了OCC的信息通知特定终端分配给它的CS资源，并且当保留的CS资源(例如，1、5和7)或未使用的CS索引(例如，-2和-4)被分配给该特定终端时，该特定终端能够识别OCC被使用。

将参考图4给出根据本发明的示例性实施例的用于在终端中发送DMRS的方法的描述。

终端可以从BS接收包括有关CS资源分配的信息的控制信息(S410)。这个控制信息可以是关于DCI格式0的DMRS字段的CS信息。终端可以接收关于OCC的信息，并且从CS信息隐式地获取关于OCC的信息。

终端可以使用分配给它的CS资源和预定的OCC来对DMRS进行复用(S420)。具体地，终端能够使用不同的CS资源对多个层(或天线端口)的DMRS进行码分复用。此外，终端能够使用OCC对DMRS进行码分复用。

在MU-MIMO的情况下，OCC能够被用作用于对终端的DMRS进行复用的码资源。例如，如果第一终端和第二终端通过MU-MIMO将信号发送到BS，则OCC{1，1}被应用到第一终端的循环移位的DMRS，而OCC{1，-1}被应用到第二终端的循环移位的DMRS，从而使得第一终端和第二终端的DMRS能够通过OCC来进行复用。

终端可以将经复用的DMRS分配到上行链路子帧上(S430)，并通过多个天线发送该子帧(S440)。在正常CP的情况下，DMRS可以被映射到每个时隙的第四符号，如图3中所示。

对于预编码的DMRS的执行

将参考图5给出在具有4个Tx天线和秩3的空间复用方案的情况下预编码的DMRS的误块率(BLER)的测量结果的描述。

假设上行链路子帧的OFDM符号的输出功率被限制，并且每时隙仅一个符号被分配用于DMRS传输，集中在OCC和SIC信道估计器的潜在信道估计性能上执行性能测量。对于上行链路预编码的DMRS而言，OCC被应用到第二层。对于SIC信道估计器假设有六次重复。仿真假设和参数在表8中示出。

[表8]

参数	假设
		多接入方案	纯SC-FDMA
载波频率	2GHz
		系统带宽	5MHz
子帧长度	1.0ms
		资源分配	集中模式5RB
频率跳跃	非时隙跳跃
		调制与编码速率	QPSK 1/2、16QAM 1/2、16QAM 3/4
信道编码	Turbo码：max-log-MAP
		信道模型	SCM-C(X pol)
移动速度(km/h)	3km/h
		信道估计	基于DFT的信道估计
天线配置	4发射机和4接收机(4Tx，4Rx)
		传输秩数	秩3
码字数	2
		层混合	SC-FDM符号级
传输方案	闭环空间复用
		码本	用于秩3的立方度量友好码本[7]
预编码	单个PMI
		PMI更新周期	2TTI
接收机类型	MMSE接收机
		循环移位值索引	0、2、4

图5的图表的左边曲线示出了在使用3个CS资源的DMRS复用被应用到正交相移键控(QPSK)调制方案并且DMRS是预编码的(W)的情况下，以及在DMRS复用被执行并且DMRS是非预编码的情况下的结果。图5的图表的右边曲线示出了在使用3个CS资源的DMRS复用被应用到64正交幅度调制(QAM)并且DMRS是预编码的(W)的情况下，以及在DMRS复用被执行并且DMRS是非预编码的情况下的结果。

如图5中所示，在使用预编码的DMRS和信道估计的秩3空间复用的BLER性能中，OCC和SIC信道估计器并未很大地影响在低阶调制方案中的性能，然而使用OCC的DMRS复用提高了在高阶调制方案中的信道估计性能。具体地，当使用了SIC信道估计器时，OCC增益减少到10％错误率以下。

层/天线之间的循环移位分离

将参考图6中(a)和(b)给出根据CS之间的间隔在上行链路SU-MIMO中的链路级仿真的结果的描述。仿真参数被示出在表9中。

[表9]

参数	值
		载波频率	2GHz
使用的RB的#	3RB(36子载波)
		纠错编码	3GPP Turbo
码速率	1/2
		调制	QPSK
终端速度	3km/h
		信道模型	TU 6线
信道估计	基于DFT的信道估计
		接收天线的数量	2
发射天线的数量	2
		预编码器	单位矩阵2x2

在图6中(a)和(b)中，两种情况，对于CS之间的间隔假设了情况A和情况B。情况A是指用于层的DMRS的CS之间的间隔对应于OFDM符号长度一半的情况，其表示正交频率码被布置在频域中的两个连续的子载波之上。也就是说，这意味着信道估计的粒性大约是每两个子载波一个。情况B是指用于层的DMRS的CS之间的间隔对应于OFDM符号长度的1/6的情况。

在这些情形下，情况A和情况B的误帧率(FER)和均方误差(MSE)彼此进行比较。图6中(a)示出用于在时隙与在情况A和情况B两者中的一个时隙之间的平均的FER，并且图6中(b)示出用于在时隙与在情况A和情况B两者中的一个时隙之间的平均的MSE。

就CS之间的间隔而论，在诸如QPSK 1/2的低阶调制和编码方案(MCS)中情况A的FER类似于情况B的FER。比较情况A与情况B，随着CS分离度增加，MSE降低。随着SNR、MCS以及MIMO的阶提高，MSE降低对性能的影响变得严重。因此，期望的是CS应该被分配给层，使得CS之间的间隔变成在上行链路SU-MIMO中的最大值。

如通过实施例的以上所述，能够在用于上行链路传输分集和空间复用方案的DMRS设计中考虑以下内容以便于最大化上行链路MIMO传输的效率。多达两个DMRS CS资源能够被用于上行链路传输分集方案的2个Tx天线和4个Tx天线两者。可以优选地选择高度分散的CS资源。在上行链路空间复用方案中，预编码的DMRS能够被用于4-Tx-天线秩-3SU-MIMO传输。在时隙当中使用OCC能够支持DMRS复用，能够增加在CS之间的间隔。此外，能够使用OCC来减少在多个MU-MIMO终端的复用中的干扰。

图7示出根据本发明的示例性实施例的终端的结构。

参考图7，终端包括发送模块710、接收模块720、处理器730、存储器740、以及天线模块750。

发送模块710可以通过上行链路将信号、数据和信息发送到BS。接收模块720可以通过下行链路从BS接收信号、数据和信息。处理器730可以控制终端的总体操作，包括通过发送模块710和接收模块720的信号、数据和信息的发送和接收。天线模块750可以包括多个天线。如果发射机和接收机中的至少一个包括多个天线，则能够支持MIMO。

处理器730可以被配置为通过接收模块720接收包括关于CS资源的信息的控制信息；使用CS值和/或OCC对用于上行链路MIMO传输的DMRS进行复用；将经复用的DMRS分配到上行链路子帧上；以及通过发送模块710和天线模块750的天线发送该子帧。在这里，如果上行链路MIMO传输对应于MU-MIMO传输，则能够通过使用OCC来对终端的DMRS和其它终端的DMRS进行复用。

此外，处理器730可以处理由终端所接收到的信息和待从该终端发送的信息。存储器740可以存储经处理的信息达预定的时间，并且可以被诸如缓冲器(未示出)的部件代替。

能够通过各种手段来实现本发明的实施例。例如，能够通过硬件、固件、软件或其结合来实现本发明的实施例。

在硬件配置中，可以通过一个或多个ASIC(专用集成电路)、DSP(数字信号处理器)、DSPD(数字信号处理器设备)、PLD(可编程逻辑设备)、FPGA(现场可编程门阵列)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等等来实现本发明的实施例。

在固件或软件配置中，能够通过执行上述功能或操作的一种模块、过程、或函数来实现本发明的各实施例。软件代码可以存储在存储器单元中，并随后可以由处理器来执行。存储器单元可以位于处理器的内部或外部以通过熟知的各种手段将数据发送到处理器并从该处理器接收数据。

已经给出了本发明的优选实施例的详细描述以使本领域的技术人员能够实施并且实现本发明。尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将了解的是，在不背离所附权利要求中所描述的本发明的精神和范围的情况下能够做出各种修改和变化。例如，可以通过对本发明的上述实施例的部件或结构进行组合来构造本发明的实施例。因此，本发明不应该局限于在本文中所描述的具体实施例，而是应该给予与在本文中所公开的原理和新颖特征一致的最广泛的范围。

本领域的技术人员将了解的是，在不背离本发明的精神和本质特性的情况下，可以以除了在本文中所陈述的那些之外的其它特定方式来实现本发明。因此上面的实施例在所有方面将被解释为说明性的而不是限制性的。本发明的范围应该由所附权利要求以及它们的合法等价描述来确定，而不是由以上描述来确定，并且落入所附权利要求的意义和等价范围内的所有改变均旨在被包含在本文中。此外，对本领域的技术人员将显而易见的是，在所附权利要求中没有明确地彼此引用的权利要求可以结合作为本发明的示例性实施例而被提出，或通过本申请被提交之后的随后的修改来作为新的权利要求而被包括。

工业实用性

已经集中于3GPP LTE系统描述了上述实施例。然而，本发明不局限于此，并且能够被以相同的方式应用到用于在各种应用MIMO的移动通信系统中发送参考信号的方法。

Claims

1.一种用于在无线通信系统中在终端处发送上行链路信号的方法，所述方法包括：

接收包括关于循环移位(CS)的信息的控制信息；

使用所述CS或正交覆盖码(OCC)中的至少一个来对用于上行链路多入多出(MIMO)传输的参考信号进行复用；

将经复用的参考信号分配到上行链路子帧上；以及

通过多个天线发送所述子帧，

其中，当所述上行链路MIMO传输为多用户MIMO传输时，使用所述OCC来对所述终端的所述参考信号和其它终端的参考信号进行复用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述CS的值被分配为使得被分配给秩2或更高秩的CS值之间的间隔具有最大值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参考信号在空间复用多天线传输的情况下是预编码的参考信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在传输分集方案中多天线传输的情况下所述关于CS的信息包括关于两个CS资源的分配的信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，关于所述OCC的信息由所述终端从所述关于CS的信息隐式地获取。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，关于所述OCC的信息由所述终端通过L1/L2控制信令或更高层信令来接收。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制信息被包括在用于调度物理上行链路共享信道的下行链路控制信息格式中。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参考信号是解调参考信号(DMRS)。

9.一种在无线通信系统中发送上行链路信号的终端，所述终端包括：

多个天线；

接收模块，所述接收模块用于通过所述多个天线从基站(BS)接收信号；

发送模块，所述发送模块用于通过所述多个天线将信号发送到所述BS；以及

处理器，所述处理器用于控制包括所述多个天线、所述接收模块以及所述发送模块的所述终端，

其中，所述处理器被配置为：

通过所述接收模块接收包括关于循环移位(CS)的信息的控制信息，

使用所述CS或正交覆盖码(OCC)中的至少一个来对用于上行链路MIMO传输的参考信号进行复用，

将经复用的参考信号分配到上行链路子帧上，以及通过所述发送模块和所述多个天线发送所述子帧，

其中，当所述上行链路MIMO传输为多用户MIMO传输时，使用所述OCC对所述终端的所述参考信号和其它终端的参考信号进行复用。

10.根据权利要求9所述的终端，其中，所述CS的值被分配为使得被分配给2或更高秩的CS值之间的间隔具有最大值。

11.根据权利要求9所述的终端，其中，所述参考信号在空间复用多天线传输的情况下是预编码的参考信号。

12.根据权利要求9所述的终端，其中，在传输分集方案中多天线传输的情况下所述关于CS的信息包括关于两个CS资源的分配的信息。

13.根据权利要求9所述的终端，其中，关于所述OCC的信息由所述终端从所述关于CS的信息隐式地获取。

14.根据权利要求9所述的终端，其中，关于所述OCC的信息由所述终端通过L1/L2控制信令或更高层信令来接收。

15.根据权利要求9所述的终端，其中，所述控制信息被包括在用于调度物理上行链路共享信道的下行链路控制信息格式中。

16.根据权利要求9所述的终端，其中，所述参考信号是解调参考信号(DMRS)。