CN102844990B - 在多用户多天线无线通信系统中在基站和中继节点之间收发信号的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在多用户多天线(MIMO)无线通信系统中基站传送信号给中继节点的方法。尤其是,该方法包括以下的步骤:分别地将一个或多个天线端口分配给一个或多个中继节点;将用于所述一个或多个中继节点的多个下行链路准许信号的每个映射给在对应于分配的天线端口的一个的资源域之中预设资源域;将用于所述一个或多个中继节点的上行链路准许信号或者数据信号映射给对应于分配的天线端口的资源域;和将映射的信号传送给所述一个或多个中继节点。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统,并且更具体地,涉及在多用户多天线无线通信系统中用于在基站和中继节点之间收发信号的方法及其装置。
背景技术
将简单地描述第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)(在下文中,称为“LTE”)通信系统,该通信系统是应用本发明的移动通信系统的示例。
图1是说明作为移动通信系统的示例的演进的通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的示图。E-UMTS是传统UMTS的演进的版本,并且正在第三代合作伙伴计划(3GPP)之下进行其基本标准化。E-UMTS还可以被称为长期演进(LTE)系统。对于UMTS和E-UMTS的技术规范的细节,参考“第三代合作项目;技术规范分组无线电接入网络”的版本7和版本8。
参考图1,E-UMTS包括用户设备(UE)、基站(e节点B和eNB)和接入网关(AG),该接入网关位于网络(E-UTRAN)的一端并且连接到外部网络。通常,基站可以同时传送用于广播服务、多播服务和/或单播服务的多个数据流。
对于一个基站可能存在一个或多个小区。一个小区被设置为1.25、2.5、5、10和20Mhz带宽中的一个,以向若干用户设备提供下行链路或者上行链路传输服务。不同的小区可以被设置成提供不同的带宽。此外,一个基站控制针对多个用户设备控制数据传送和接收。该基站将下行链路(DL)数据的下行链路调度信息传送到相应的用户设备,以向相应的用户设备通知将对其传送数据时域和频域以及与编码、数据大小和混合自动重复和请求(HARQ)相关的信息。而且,基站将上行链路(UL)数据的上行链路调度信息传送到相应的用户设备,以向相应的用户设备通知可以由相应的用户设备使用的时域和频域以及与编码、数据大小和HARQ相关的信息。用于传送用户业务或者控制业务的接口可以在基站之间使用。可以在基站之间使用用于传送用户业务或者控制业务的接口。核心网络(CN)可以包括用于用户设备UE的用户登记的AG和网络节点等。AG在跟踪区(TA)基础上管理用户设备UE的移动,其中一个TA包括多个小区。
虽然基于WCDMA开发的无线通信技术已经演进成LTE,但是用户和提供商的需求和期待望在继续增长。而且,由于正在不断地开发其他无线接入技术,在未来为了竞争需要无线通信技术的新的演进。在这方面,需要降低每比特的成本、提高可用的服务、使用适应性频带、简单结构、开放型接口、适当功耗的用户设备等。
发明内容
技术问题
基于上述论述,本发明的目的在于提供一种在多用户多天线无线通信系统中在基站和中继节点之间收发信号的方法及其装置。
技术解决方案
根据本发明的一个方面,一种在多用户多天线(MIMO)无线通信系统中从基站向中继节点传送信号的方法,包括下述步骤:将一个或多个天线端口分别分配给一个或多个中继节点;将用于一个或多个中继节点的多个下行链路准许信号中的每一个映射到在与分配的天线端口中的一个相对应的资源区之中的预设资源区;将用于一个或多个中继节点的上行链路准许信号或者数据信号映射到与分配的天线端口相对应的资源区;以及将映射的信号传送到一个或多个中继节点。
在本发明的另一个方面中,一种在多用户多天线(MIMO)无线通信系统中的基站,包括:处理器,该处理器将一个或多个天线端口分别分配给一个或多个中继节点,将用于一个或多个中继节点的多个下行链路准许信号中的每一个映射到在与分配的天线端口中的一个相对应的资源区中的预设资源区,并且将用于一个或多个中继节点的上行链路准许信号或者数据信号映射到与分配的天线端口相对应的资源区;以及传输模块,该传输模块将映射的信号传送到一个或多个中继节点。
在这种情况下,下行链路准许信号映射到的预设资源区是特定子帧的第一时隙,并且下行链路准许信号映射到的预设资源区的第二时隙可以映射有中继节点的数据信号,其与下行链路准许信号相对应。
此外,下行链路准许信号映射到的预设资源区可以被包括在与一个天线端口相对应的资源区中。
同时,一个或多个中继节点的下行链路准许信号中的每一个可以包括与用于相应的中继节点的上行链路准许信号或者数据信号映射到的资源区相关的信息。
下行链路准许信号映射到的预设资源区可以根据一个或多个中继节点而变化。在这种情况下,下行链路准许信号映射到的预设资源区不用于在与不同的天线端口相对应的资源区中的信号映射。
此外,通过物理天线端口和扰频码的组合来定义天线端口。
有益效果
根据本发明的实施例,基站和中继节点在多用户多天线无线通信系统中可以有效地彼此传送和接收信号。
本领域技术人员应该理解,本发明可以实现的效果不限于尤其已经在上文具体描述的那些,并且本发明的其他优点将从以下的详细说明中更加清楚地理解。
附图说明
图1是概念地图示演进的通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的示图;
图2是图示基于3GPP无线电接入网络标准在用户设备和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制面和用户面的结构的示图;
图3是图示在3GPP系统中使用的物理信道以及用于使用物理信道传送信号的一般方法的示图;
图4是图示多天线通信系统的示意图;
图5是图示在LTE系统中使用的下行链路无线电帧结构的示图;
图6是图示用于在LTE系统中构成下行链路控制信道的资源单元的示图;
图7是图示在LTE系统中使用的上行链路子帧结构的示图;
图8是图示在无线通信系统中的中继回程链路和中继接入链路的示图;
图9是图示中继节点资源分割的示例的示图;
图10是图示由时域和频域配置的相应的资源的示图;
图11是图示根据本发明的第一实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的示图;
图12是图示根据本发明的第二实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的示图;
图13是图示在本发明中提出的插入R-PDCCH的映射和复用信息的示图;
图14是图示可以在由三个RB配置的RBG中调度的上行链路准许或R-PDSCH的组合的示图;
图15是图示在本发明中提出的插入R-PDCCH的另一个映射和复用信息的示意图;
图16是图示可以在由三个RB配置的RBG中调度的上行链路准许或R-PDSCH的组合的示图;
图17是图示根据本发明的第二实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的另一个示例的示图;
图18是图示根据本发明的第三实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的示图;
图19是图示根据本发明的第三实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的另一个示例的示图;
图20是图示根据本发明的第三实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的其他示例的示图;以及
图21是图示根据本发明的一个实施例的通信装置的框图。
具体实施方式
在下文中,通过本发明的优选实施例将容易地理解本发明的结构、操作和其它特征,本发明的示例在伴随的附图中举例说明。稍后描述的实施例是本发明的技术特征适用于3GPP系统的示例。
虽然在本说明书中将基于LTE系统和LTE-A系统来描述本发明的实施例,LTE系统和LTE-A系统仅是示例性的,并且本发明的实施例可以适用于与前述定义相对应的所有通信系统。此外,虽然在本说明书中将基于FDD模式来描述本发明的实施例,但是FDD模式仅仅是示例性的,并且本发明的实施例可以容易地适用于H-FDD模式或者TDD模式。
图2是图示基于3GPP无线电接入网络标准的在用户设备和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制面和用户面的结构的示图。该控制面指控制消息在其中传送的通路,其中该控制消息在用户设备和网络中使用以管理呼叫。该用户面指在应用层中产生的数据,例如,语音数据或者因特网分组数据在其中传送的通路。
作为第一层的物理层使用物理信道向上层提供信息传输服务。该物理层(PHY)经由传输信道连接到媒体访问控制(MAC)层,其中媒体访问控制层位于物理层之上。数据经由传输信道在媒体访问控制层和物理层之间传送。数据经由物理信道在发射机的一个物理层和接收机的另一个物理层之间传输。该物理信道将时间和频率用作无线电资源。更详细地,该物理信道在下行链路中根据正交频分多址(OFDMA)方案进行调制,并且在上行链路中根据单载波频分多址(SC-FDMA)方案进行调制。
第二层的媒体访问控制层经由逻辑信道向在MAC层之上的无线电链路控制(RLC)层提供服务。第二层的RLC层支持可靠的数据传输。RLC层可以被实现为MAC层内部的功能块。为了在具有窄带宽的无线电接口内使用诸如IPv4或者IPv6的IP分组有效地发送数据,第二层的分组数据会聚协议(PDCP)层执行头部压缩以减小不必要的控制信息的大小。
仅在该控制面中定义了位于第三层的最低部分的无线电资源控制(在下文中,缩写为“RRC”)层。RRC层与无线电承载(在下文中,缩写为“RB”)的配置、重新配置和释放相关联以负责控制逻辑、传输和物理信道。在这种情况下,RB指由用于在用户设备和网络之间的数据传输的第二层提供的服务。为此,用户设备和网络的RRC层彼此交换RRC消息。如果用户设备的RRC层与网络的RRC层RRC连接,用户设备处于RRC连接模式中。如果不是这样,则该用户设备处于RRC空闲模式中。位于RRC层之上的非接入层(NAS)层执行诸如对话管理和移动管理的功能。
构成基站eNB的一个小区被设置为带宽1.25、2.5、5、10、15和20Mhz中的一个,并且向若干用户设备提供下行链路或者上行链路传输服务。此时,不同的小区可以被设置成提供不同的带宽。
作为承载从网络到用户设备的数据的下行链路传输信道,提供了承载系统信息的广播信道(BCH)、承载寻呼消息的寻呼信道(PCH)以及承载用户业务或者控制消息的下行链路共享信道(SCH)。可以经由下行链路SCH或者附加的下行链路多播信道(MCH)来传送下行链路多播或者广播服务的业务或者控制消息。同时,作为承载从用户设备到网络数据的上行链路传输信道,提供了承载初始控制消息的随机接入信道(RACH)和承载用户业务或者控制消息的上行链路共享信道(UL-SCH)。作为位于在传输信道之上并且与传输信道映射的逻辑信道,提供了广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)和多播业务信道(MTCH)。
图3是图示在3GPP系统中使用的物理信道以及用于使用物理信道来传送信号的一般方法的示图。
当用户设备新进入小区或者电源被接通时,用户设备执行初始小区搜索,诸如与基站同步(S301)。为此,用户设备可以通过从基站接收主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)来与基站进行同步,并且可以获取小区ID的信息等。此后,该用户设备可以通过从基站接收物理广播信道(PBCH)来获取在小区内的广播信息。同时,用户设备可以通过在初始小区搜索步骤接收下行链路基准信号(DL RS)来识别下行链路信道的状态。
已经结束初始小区搜索的用户设备可以根据物理下行链路控制信道(PDCCH)和在PDCCH中承载的信息,通过接收物理下行链路共享信道(PDSCH)来获取更详细的系统信息(S302)。
与此同时,如果用户设备初始地接入该基站,或者如果没有用于信号传输的无线电资源,则该用户设备可以执行用于该基站的随机接入过程(RACH)(S303至S306)。为此,用户设备可以通过物理随机接入信道(PRACH)来传送特定顺序的前导(S303和S305),并且可以通过PDCCH和与PDCCH相对应的PDSCH来接收对该前导的响应消息(S304和S306)。在基于冲突的RACH的情况下,可以另外执行冲突解决过程。
已经执行了前述步骤的用户设备可以接收PDCCH/PDSCH(S307),并且作为传送上行链路/下行链路信号的一般过程,传送物理上行链路共享信道(PUSCH)和物理上行链路控制信道(PUCCH)(S308)。具体地,用户设备通过PDCCH接收下行链路控制信息(DCI)。DCI包括控制信息,诸如有关用户设备的资源分配信息,并且根据其使用目的而具有不同的格式。
同时,通过上行链路从用户设备传送到基站或者从基站接收到用户设备的控制信息包括下行链路/上行链路ACK/NACK信号、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)和秩指示符(RI)。在3GPP LTE系统的情况下,用户设备可以通过PUSCH和/或PUCCH来传送前述控制信息,诸如CQI/PMI/RI。
在下文中,将描述MIMO系统。多输入多输出(MIMO)指使用多个发射天线和多个接收天线的方案。数据传送和接收效率可以通过MIMO方案来改善。即,无线通信系统的发射机或者接收机可以通过使用多个天线来提高容量并且改善吞吐量。在下文中,MIMO可以称为“MIMO天线”。
MIMO天线技术不根据信号天线路径接收整个消息。替代地,在MIMO天线技术中,从多个天线接收的数据段被合并以使数据完整。如果使用MIMO天线技术,则数据传输速率可以在特定大小的小区范围内改善,或者系统覆盖范围可以以特定的数据传输速率提高。此外,MIMO天线技术可以广泛地用于移动通信的用户设备和中继站。根据MIMO天线技术,能够根据使用单个天线的相关技术在移动通信中克服传输速率的限制。
在图4中图示了在本发明中描述的MIMO通信系统的示意图。参考图4,在发射机处提供NT个发射天线,而在接收机处提供NR个接收天线。如果在发射机和接收机二者处使用多个天线,则与在发射机和接收机中的任何一个处使用多个天线相比,理论的信道传输容量进一步提高。信道传输容量的提高与天线的数目成比例。因此,传输速率被改善,并且频率效率也被改善。假设当使用单个天线时,最大传输速率是RO,与使用多个天线情况相对应的传输速率理论上可以增加如由以下公式1表示的值,该值通过使最大传输速率RO乘以速率提高Ri来获得。在这种情况下,Ri与NT和NR较小的值相对应。
[公式1]
Ri=min(NT,NR)
例如,在使用四个发射天线和四个接收天线的MIMO通信系统中,可以获得大于单个天线系统四倍的传输速率。在二十世纪九十年代中期已经证明了MIMO系统的这样的理论容量提高之后,已经积极地研究了各种以实质上改善数据传输速率。一些技术已经反映在各种无线通信标准中,诸如第三代移动通信和下一代无线LAN。
在回顾与MIMO系统相关的近期研究趋势时,鉴于各种方面,诸如与在各种信道环境和多址环境之下的MIMO通信能力计算相关的信息理论方面的研究、无线电信道测量和MIMO系统模拟的研究以及用于传输可靠性和传输速率的改善的时空信号处理技术的研究,正在进行有效研究。
为了更详细地描述在MIMO系统中的通信方法,该通信方法的数学建模可以表示如下。如在图4中图示的,假设存在NT个发射天线和NR个接收天线。首先,将描述传送信号。如果存在NT个发射天线,则由于最大传输信息的数目是NT,所以该传输信息可以由在公式2中示出的矢量表示如下。
[公式2]
同时,不同类别的传输功率可以适用于传输信息中的每一个。此时,假设每个传输功率是则其传输功率被控制的传输信息可以由在公式3中示出的矢量表示如下。
[公式3]
此外,可以使用对角矩阵P由以下的公式4表示。
[公式4]
同时,认为权矩阵W适用于控制其传输功率的信息矢量以便于获得NT个传送信号在这种情况下,该权矩阵用于根据传输信道状态来适当地向每个天线分配传输信息。这样的传送信号可以使用矢量X由以下的公式5来表示。在这种情况下,Wij指在第i个发射天线和第j个信息之间的权重值。W可以被称为权矩阵或者预编码矩阵。
[公式5]
通常,信道矩阵中的秩可以实际上指可以从给定信道传送不同种类的信息的最大的行数或者列数。因此,由于信道矩阵的秩由最小的单独的行数或者列数来定义,其不大于行数或者列数。例如,信道矩阵H的秩H如在以下的公式6中说明的那样限制。
[公式6]
rank(H)≤min(NT,NR)
此外,使用MIMO技术传送的不同种类的信息被定义为“传输流”或者更简单点“流”。该流可以被称为“层”。在这种情况下,传输流的数目不能大于信道的秩,这与可以传送不同种类的信息的最大数相对应。因此,该信道矩阵H可以由以下的公式7来表示。
[公式7]
流的#≤rank(H)≤min(NT,NR)
在这种情况下,“流的#”表示流的数目。同时,应该理解,可以通过一个或多个天线传送一个流。
可以存在对若干天线的相应的一个或多个流的各种方法。可以根据MIMO技术的类型来如下描述这些方法。如果通过若干天线传送一个流,则可以被认为是空间分集方案。如果通过若干天线传送若干流,则可以被认为是空间复用方案。当然,可以存在空间分集方案和空间复用方案的混合方案。
图5是图示包括在下行链路无线电帧中的一个子帧的控制区中的控制信道的示图。
参考图5,子帧包括十四(14)个OFDM符号。前一至三个OFDM符号根据子帧配置用作控制区,并且其他的十三个至十一个OFDM符号用作数据区。在图5中,R1至R4表示天线0至3的基准信号(RS)(或者导频信号)。不论控制区和数据区如何,RS在子帧内由给定模式固定。该控制信道被分配给在控制区中没有对其分配RS的资源,并且业务信道也分配给在数据区中没有对其RS的资源。分配给控制区的控制信道的示例包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理混合ARQ指示符信道(PHICH)和物理下行链路控制信道(PDCCH)。
PCFICH向用户设备通知每个子帧在PDCCH中使用的OFDM符号的数目。PCFICH位于第一OFDM符号,并且被配置在PHICH和PDCCH之前。PCFICH包括四个资源元素组(REG),每个REG基于小区标识(小区ID)在控制区中分配。一个REG包括四个资源元素(RE)。RE表示由一个子载波×一个OFDM符号定义的最小物理资源。PCFICH值根据带宽指示1至3的值或者2至4的值,并且由正交移相键控(QPSK)来调制。
PHICH是物理混合自动重复和请求(HARQ)指示符信道,并且用于承载用于上行链路传输的HARQ ACK/NACK信号。即,PHICH表示传送用于UL HARQ的DL ACK/NACK信息在其上传送的信道。PHICH包括一个REG,并且是小区特定地进行加扰。ACK/NACK信号由1个比特来指示,并且由二进制相移键控(BPSK)来调制。调制的ACK/NACK通过扩展因子(SF)=2或者4来进行扩展。多个PHICH与相同的资源进行映射,并且构成PHICH组。在PHICH组中复用的PHICH的数目由扩展码的数目来确定。PHICH(组)被重复三次以在频域和/或时域中获得分集增益。
PDCCH被分配给该子帧的前n个OFDM符号,其中n是大于1的整数,并且由PCIFCH来指示。PDCCH包括一个或多个CCE。PDCCH向每个用户设备或者用户设备组通知与传输信道的资源分配相关的信息,即,寻呼信道(PCH)和下行链路共享信道(DL-SCH)、上行链路调度准许、HARQ信息等。通过PDSCH传送寻呼信道(PCH)和下行链路共享信道(DL-SCH)。因此,除了特定的控制信息或者特定服务数据之外,基站和用户设备分别通过PDSCH发送和接收数据。
关于对其传送PDSCH的数据的用户设备(一个用户设备或者多个用户设备)的信息和关于用户设备如何接收和解码PDSCH数据的信息通过包括在PDCCH中来进行传送。例如,假设特定的PDCCH以称作“A”的无线电网络临时标识(RNTI)CRC来掩蔽,并且通过特定子帧传送使用称作“B”的无线电资源(例如,频率位置)传送的数据信息和称作“C”的传输格式信息(例如,传输块大小、调制模式、编码信息等)。在这种情况下,位于相应的小区中的一个或多个用户设备使用其RNTI信息来监视PDCCH,并且如果存在具有称作“A”的RNTI的一个或多个用户设备,则用户设备接收PDCCH,并且通过接收到的PDCCH的信息接收由“B”和“C”指示的PDSCH。
图6是图示用于在LTE系统中构成下行链路控制信道的资源单元的示图。具体地,图6的(a)图示了属于基站的发射天线的数目是1或者2,并且图8的(b)图示了属于基站的发射天线的数目是4。在图6的(a)和(b)中,根据发射天线的数目来说明不同的基准信号模式,但是等同地说明建立与控制信道相关的资源单元的方法。
参考图6,控制信道的基本资源单元是REG。REG除了基准信号包括四个相邻资源元素。REG以实线图示。PCFIC和PHICH分别包括四个REG和三个REG。PDCCH以CCE(控制信道元素)为单元进行配置,一个CCE包括九个REG。
用户设备被建立成识别连续布置或者通过特定规则布置的M(L)(≥L)个CCE,从而用户设备可以识别是否对其传送L个CCE的PDCCH。用户设备可以考虑多个L值来接收PDCCH。由用户设备识别以接收PDCCH的CCE集合被称为搜索空间。例如,LTE系统如在表1中表示的定义搜索空间。
[表1]
在这种情况下,CCE聚合水平L表示构成PDCCH的CCE的数目,Sk (L)表示CCE聚合水平L的搜索空间,并且M(L)表示要在搜索空间中监视的PDCCH候选的数目。
搜索空间可以被划分成允许仅访问特定用户设备的UE特定的搜索空间以及允许访问在小区内所有用户设备的公共搜索空间。该用户设备监视CCE聚合水平L=4和L=8的公共搜索空间,并且监视CCE聚合水平L=1、L=2、L=4和L=8的UE特定的搜索空间。公共搜索空间和UE特定的搜索空间可以彼此重叠。
此外,在针对每个CCE聚合水平值给予随机用户设备的PDCCH搜索空间中,第一CCE的位置(即,具有最小索引的CCE)根据该用户设备而每子帧地变化。这将被称为PDCCH搜索空间哈希编码(hashing)。
图7是图示在LTE系统中使用的上行链路子帧结构的示图。
参考图7,上行链路子帧可以被分成对其分配承载控制信息的物理上行链路控制信道(PUCCH)的区域、以及对其分配承载用户数据的物理上行链路共享信道(PUSCH)的区域。该子帧的中心部分被分配给PUSCH,并且在频域中的数据区的两个部分被分配给PUCCH。在PUCCH上传送的控制信息的示例包括用于HARQ的ACK/NACK、指示下行链路信道的状态的信道质量指示符(CQI)、用于MIMO的秩指示符(RI)、以及与上行链路资源分配请求相对应的调度请求(SR)。用于一个用户设备的PUCCH使用一个资源块,该资源块在该子帧内的每个时隙中占据不同的频率。即,分配给PUCCH的两个资源块在该时隙的边界处经历跳频。具体地,图6示例性地图示了对子帧分配m=0的PUCCH、m=1的PUCCH、m=2的PUCCH和m=3的PUCCH。
同时,当在基站和用户设备之间的信道状态不好时,在基站和用户设备之间提供中继节点(RN),从而可以向用户设备提供具有更加出色的信道状态的无线电信道。而且,在离基站具有差的信道状态的小区边缘区中提供中继节点,从而可以较高的速度提供数据信道,并且可以扩展小区服务区。以该方式,已经引入了中继节点的技术以在无线通信系统中移除无线电波阴影区,并且目前广泛地使用。
与仅放大信号并且传送所放大的信号的转发器的功能相比,中继节点的技术近来正在开发为更加智能的类型。而且,该中继节点的技术在下一代移动通信系统中降低用于安装基站的扩展成本和回程网络的维护成本,并且同时必然需要扩展服务范围并且改善数据处理速率。由于逐渐开发中继节点的技术,所以需要新的无线通信系统应该支持在相关技术的无线通信系统中使用的中继节点。
在第三代合作伙伴计划长期演进高级(3GPP LTE-A)系统中,由于针对在基站和用户设备之间的链路连接进行转发被引入给中继节点,具有不同属性的两个类型的链路适用于上行链路和下行链路载波频带中的每一个。在基站和中继节点的链路之间建立的连接链路部分将被定义为回程链路。基于下行链路资源的频分双工(FDD)模式或者时分双工(TDD)模式的传输将被定义为回程下行链路,并且基于上行链路资源的频分双工(FDD)模式或者时分双工(TDD)模式的传输将被定义为回程上行链路。
图8是在无线通信系统中图示中继回程链路和中继接入链路的配置的示图。
参考图8,由于针对在基站和用户设备之间的链路连接进行转发而引入中继节点,具有不同属性的两个类型的链路适用于上行链路和下行链路载波频带中的每一个。在基站和中继节点之间建立的连接链路部分将被定义为回程链路。如果使用下行链路频带(在FDD的情况下)的资源或者下行链路子帧(在TDD的情况下)的资源来执行回程链路的传输,该回程链路可以表示为回程下行链路。如果使用上行链路频带(在FDD的情况下)的资源或者上行链路子帧(在TDD的情况下)的资源来执行回程链路的传输,则该回程链路可以表示为回程上行链路。
另一方面,在中继节点和一系列用户设备之间的连接链路部分将定义为中继接入链路。如果使用下行链路频带(在FDD的情况下)的资源或者下行链路子帧(在TDD的情况下)的资源执行中继接入链路的传输,该中继接入链路可以表示为接入下行链路。如果使用上行链路频带(在FDD的情况下)的资源或者上行链路子帧(在TDD的情况下)的资源来执行中继接入链路的传输,则该中继接入链路可以表示为接入上行链路。
该中继节点(RN)可以通过中继回程下行链路从基站接收信息,并且可以通过中继回程上行链路将信息传送给基站。此外,该中继节点可以通过中继接入下行链路将信息传送给用户设备,并且可以通过中继接入上行链路从用户设备接收信息。
同时,相对于中继节点的频带(或者频谱),如果该回程链路在与接入链路相同的频带中进行操作,该操作被称为“带内”操作。如果该回程链路在不同于接入链路的频带中进行操作,该操作被称为“带外”操作。在带内和带外二者中,根据现有的LTE系统(例如,版本8)进行操作的用户设备(在下文中,称为“遗留用户设备”)应当接入施主小区。
该中继节点可以根据用户设备是否识别中继节点来被划分成透明的中继节点和不透明的中继节点。该透明的中继节点指其无法认识到用户设备是否通过中继节点来执行与网络的通信。该不透明的中继节点指其识别用户设备是否通过中继节点执行与网络的通信。
相对于中继节点的控制,该中继节点可以被划分为配置为施主小区一部分的中继节点以及自己控制小区的中继节点。
虽然配置为施主小区的一部分的中继节点具有中继节点ID,但是其不具有其自己的小区标识。如果无线电资源管理(RRM)的至少一部分由施主小区所属于的基站来控制(即使RRM的其他的部分位于中继节点中),则其被称为配置为施主小区的一部分的中继节点。优选地,该中继节点可以支持该遗留用户设备。例如,这种类型的中继节点的示例包括智能转发器、解码和转发中继器、L2(第二层)中继节点和类型2中继节点。
由自己控制小区的中继节点控制一个小区或者几个小区,并且唯一的物理层小区标识被提供给由中继节点控制的小区中的每一个。此外,相同的RRM机制可以用于该小区中的每一个。从用户设备来看,在对由中继节点控制的小区的接入和对由基站控制的小区的接入之间没有差别。优选地,由中继节点控制的小区可以支持遗留用户设备。例如,这种类型的中继节点的示例包括自动回程中继节点、L3(第三层)中继节点、类型1中继节点和类型1a中继节点。
类型1中继节点是带内中继节点并且控制多个小区,从用户设备来看,其中的每一个都被认为是与施主小区区分的单独小区。此外,多个小区分别地具有其物理小区ID(在LTE版本8中定义),并且该中继节点可以传送其同步信道、基准信号等。在单个小区操作的情况下,该用户设备直接从中继节点接收调度信息和HARQ反馈,并且将其控制信道(调度请求(SR)、CQI、ACK/NACK等)传送给中继节点。此外,从(根据LTE版本8系统操作的)遗留用户设备来看,类型1中继节点被认为是遗留基站(按照LTE版本8系统工作)。即,类型1中继节点具有向后兼容性。同时,从根据LTE-A系统操作的用户设备来看,类型1中继节点被认为是与遗留基站不同的基站,从而可以提供吞吐量改善。
类型1a中继节点除了带外操作之外具有与前述类型1中继节点相同的特征。类型1a中继节点可以以下述方式进行配置:其操作很少或者不受L1(第一层)操作的操作的影响。
类型2中继节点是带内的中继节点,并且不具有单独的物理小区ID,从而没有形成新的小区。类型2中继节点相对于遗留用户设备是透明的,并且该遗留用户设备不能识别类型2中继节点的存在。虽然类型2中继节点可以传送PDSCH,但是其不传送CRS和PDCCH。
同时,为了使中继节点根据带内进行操作,在时间频域中的某些资源将预留给回程链路,并且可以被建立以不用于接入链路。这将称为资源分割。
将如下描述在中继节点的资源分割中的一般原理。可以根据TDM模式在一个载频上复用回程下行链路和接入下行链路(即,对于特定的时间仅启用回程下行链路和接入下行链路中的一个)。类似地,可以根据TDM模式在一个载频上复用回程上行链路和接入上行链路(即,对于特定的时间仅启用回程上行链路和接入上行链路中的一个)。
根据以FDD模式复用的回程链路,在下行链路频带中执行回程下行链路传输,并且在上行链路频带中执行回程上行链路传输。根据以TDD模式复用的回程链路,在基站和中继节点的下行链路子帧中执行回程下行链路传输,并且在基站和中继节点的上行链路子帧中执行回程上行链路传输。
在带内中继节点的情况下,如果在预先确定的频带中同时执行来自基站的回程下行链路接收以及对用户设备的接入下行链路传输,则可以在中继节点的接收机中接收从中继节点的发射机传送的信号,从而信号干扰或者RF堵塞可以在中继节点的RF前端发生。类似地,如果在预先确定的频带中同时执行来自用户设备的接入上行链路接收以及对基站的回程上行链路传输,则信号干扰可以在中继节点的RF前端发生。因此,除非提供了在接收信号和传送信号之间的足够的间隔(例如,发射天线和接收天线在本地相互间隔(例如,发射天线安装在地面上,并且接收天线安装在地面之下),难以在中继频带的一个频带中执行同时传送和接收。
用于解决信号干扰问题的一种解决方案是,当从施主小区接收信号时,中继节点进行操作以便于不向用户设备传送信号。换句话说,在从中继节点到用户设备传输时出现间隙,并且用户设备(包括遗留用户设备)可以被配置成针对该间隙不期望来自中继节点的任何传输。该间隙可以通过多播广播单频率网络(MBSFN)子帧来配置。
图9是图示中继节点的资源分割的示例的示图。
在图9中,第一子帧是一般子帧,并且从中继节点向用户设备传送下行链路(即,接入下行链路)控制信号和数据。第二子帧是MBSFN子帧,并且在下行链路子帧的控制区中从中继节点向用户设备传送控制信号,但是在下行链路子帧的其他区中不从中继节点向用户设备传送信号。由于对于遗留用户设备的正常操作来说,遗留用户设备期望来自所有下行链路子帧(即,由于中继节点需要在其区中支持遗留用户设备以每子帧地接收PDCCH,并且执行测量功能)的物理下行链路控制信道(PDCCH)的传输,需要从所有下行链路子帧传送PDCCH。因此,即使在配置用于从基站到中继节点的下行链路(即,回程下行链路)的子帧(第二子帧)上,对于该子帧的前N(N=1、2或者3)个OFDM符号间隔,中继节点需要执行接入下行链路传输而不是回程下行链路接收。由于从中继节点向用户设备传送PDCCH,所以性可以在第二子帧的控制区中提供对于由中继节点服务的遗留用户设备的向后兼容。对于在不执行从中继节点到用户设备传输时的时间,该中继节点可以在第二子帧的其他区中接收来自基站的传输。因此,该资源分割允许不在带内中继节点中同时执行接入下行链路传输和回程下行链路接收。
将更详细地描述作为MBSFN子帧的第二子帧。第二子帧的控制区可以被认为是中继节点非监听间隔。该中继节点非监听间隔指中继节点不接收回程下行链路信号,而是传送接入下行链路信号。该间隔可以被设置为如上所述的1、2或者3个OFDM长度。对于该中继节点非监听间隔,该中继节点执行对用户设备的接入下行链路传输,并且在其他的区中从基站接收回程下行链路。此时,由于中继节点无法在相同的频带中同时执行传送和接收,所以需要时间来将中继节点的传送模式切换为中继节点的接收模式。因此,对于回程下行链路接收区的开始的某些间隔需要保护时间(GT),使得该中继节点执行传输/接收模式切换。类似地,即使操作中继节点以从基站接收回程下行链路并且将接入下行链路传送到用户设备的情况下,可以设置用于中继节点的接收/传送模式切换的保护时间(GT)。该保护时间的长度可以由时域的值给出。例如,保护时间的长度可以由k(k≥1)个时间采样(Ts)值或者一个或多个OFDM符号长度给出。此外,如果中继节点的回程下行链路子帧被连续地设置,或者根据预先确定的子帧的定时对准,则该子帧的最后部分的保护时间不能定义或者不能设置。该保护时间可以仅在针对回程下行链路子帧传输设置的频域中定义,以保持向后兼容性(如果针对接入下行链路间隔设置保护时间,则不能支持该遗留用户设备)。对于除保护时间之外的回程下行链路接收间隔,该中继节点可以从基站接收PDCCH和PDSCH。从专用于中继节点的物理信道来看,PDCCH和PDSCH可以被称为中继PDCCH(R-PDCCH)和中继PDSCH(R-PDSCH)。
图10是图示由时域和频域配置的相应的资源的示图。
参考图10,在以Px-yy(x、y=0、1、2、3、…)标记的资源区中的频域和时域可以被配置为具有各种大小。具体地,Px-y1指第一时隙或第一时隙的一部分,并且Px-y2指第二时隙或第二时隙的一部分。
将基于例如3GPP LTE系统来描述该资源区。可以假设该资源区以RB为单位进行分割。在这种情况下,P0-12由在频域中的十二个子载波和在时域中的七个OFDM符号来配置。此外,可以假设该资源区以RBG(其包括四个RB)为单位进行分割。在这种情况下,P0-12由在频域中的48个子载波来配置,其被提高了四倍。
此外,区域Px-y1是由等于或者小于区域Px-y2的符号配置的资源区。符号的数目可以根据循环前缀(CP)长度而变化。例如,假设该资源区以RB为单位进行分割,Px-y1由在频域中的十二个子载波和在时域中的四个OFDM符号来配置。此外,假设该资源区以RBG为单位进行分割,该频域被提高差不多RB单位的倍数。
此外,在图10中,Pn(n=0,1,2,3…)指示天线端口或者用于通过多个天线的多层传输的层索引,其中天线端口可以指可以彼此识别并且可以传送不同种类的信息的资源区。
在下文中,将描述用于在前述资源配置中分配控制信息和数据的方法。为了方便,假设前述资源配置是以RB的单位来识别。
优选地,在基站和中继节点之间的控制信息R-PDCCH被传送到预先地定义的特定区。具体地,如果使用LTE系统的资源分配(RA)类型0,则建议控制信息R-PDCCH被限制在RBG的第K个RB(K是小于在RBG组内RB数目的整数)。换句话说,这指的是R-PDCCH可以传送给每个RBG的第K个RB。K可以是RBG的第一个RB或者最后的RB。RBG原理可以由RA类型1和来2共享。同样地,RBG的特定RB可以用作用于R-PDCCH传输的资源区。
图11是图示根据本发明的第一个实施例在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的示图。具体地,在图11中,假设执行通过四个天线端口执行MIMO天线传输。
如在图11中图示,如果分别通过两个天线端口向中继节点1和中继节点2传送下行链路信号,天线端口0和1可以分配给中继节点1,并且天线端口2和3可以分配给中继节点2。数据和控制信息二者都不被传送到该天线端口1和3的空区域,以确保用于中继节点1的下行链路准许的性能和用于中继节点2的下行链路准许的性能。
优选地,如果可能的话,使用小数的天线端口传送R-PDCCH,以根据控制信息的属性提高可靠性。因此,优选地,DL准许被设置成被传送到一个天线端口。换句话说,对于R-PDCCH使用两个天线端口。
扰频码可用于识别用于每个中继节点的天线端口。换句话说,如果在该系统中可用的天线端口的数目是2,则可以使用两个扰频码来形成全部的逻辑天线端口。
图12是图示根据本发明第二个实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的示图。
图12与图11的不同之处在于,数据和控制信息都不被传送到与对其传送下行链路准许的所有端口区域相对应的区域,以便于改善控制信息的可靠性。考虑到频率,频分复用适用于用于中继节点1的下行链路准许和用于中继节点2的下行链路准许,并且用于中继节点1的下行链路准许具有不同于用于中继节点2的天线端口。
同时,参考图12,本发明建议指示上行链路准许或者R-PDSCH是否已经被调度的映射和复用信息(MAMI)被插入到R-PDCCH中。将更详细地描述映射和复用信息。
图13是图示在本发明中提出的插入R-PDCCH中的映射和复用信息的示图。此外,图14是图示R-PDSCH或者可以在由三个RB配置的RBG中调度的上行链路准许的组合的示图。具体地,在图14中,在区域P0-12中标记的“?”指示上行链路准许或者R-PDSCH。
参考图13,假设下行链路准许位于由三个RB配置的RBG的P0-11中。而且,可以在包括下行链路准许的子帧的第二时隙处调度上行链路准许或者R-PDSCH。在这种情况下,如果映射和复用信息包括在位于P0-11中的下行链路准许中,则在图14中示出的可能的调度组合可以以由三个RB配置的RBG来表示。具体地,所有情况可以由在由三个RB配置的RBG中的3比特的信息来表示。
图15是图示在本发明中提出的插入R-PDCCH中的另一个映射和复用信息的示图。此外,图16是图示R-PDSCH或者可以在由三个RB配置的RBG中调度的上行链路准许的组合的示图。具体地,在图16中,在区域P0-12中标记的“?”指示上行链路准许或者R-PDSCH。
图17是图示根据本发明的第二个实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的另一个示例的示图。
在图17中,提出了仅对于分配给相应的中继节点的天线端口执行位于RB(在这里存在下行链路准许)的第二时隙处的数据的空间复用,但是对于所有天线端口执行在不存在下行链路准许的RB处的数据的空间复用。例如,由于天线端口2的区域P2-22用于位于存在于中继节点2的下行链路准许的RB的第二时隙上的数据传输,在天线端口0处不使用区域P0-22。
图18是图示根据本发明的第三实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的示图。图18与图17的不同之处在于,控制信息位于一个天线点处。
在图18中,天线端口0的P0-22和天线端口1的P1-22可以用于中继节点1,并且天线端口2的P2-22和天线端口3的P3-22可以用于中继节点2。
图19是图示了根据本发明的第三实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的另一个示例的示图。
在图19中,中继节点2的R-PDSCH位于下一个时隙处,位于天线端口0处的中继节点2的下行链路准许被传送给下一个时隙。这种映射方法是有利的,因为使用一个天线端口来解码控制信息,并且数据可以通过一个天线端口在相应的RB中进行解调。具体地,由于中继节点2的R-PDSCH存在于区域P0-22中,优选地执行空间复用被执行为使得中继节点2的R-PDSCH位于区域P1-22中。因此,可以使用一个天线端口和/或扰频码来复用中继节点2的R-PDSCH。
具体地,在图19中,如果成功地执行存在于区域P1-11中的下行链路准许的盲解码,该中继节点1通过识别其数据或者上行链路准许(在图19中的数据)是否存在于下一个时隙处来执行解调和解码。此时,使用一个扰频码来解扰频P0-12和P1-12,并且针对每个天线端口执行双层解复用,从而解调R-PDSCH。
而且,在属于相同的RBG的RB中,针对中继节点1的下行链路准许1存在的RB的第二时隙(P0-12)、和中继节点1或者中继节点2的下行链路准许不存在的RB(P-31,P0-32)执行R-PDSCH解码。考虑到空间复用,对于P1-12、P1-31和P1-32执行R-PDSCH解码。
在中继节点2的情况下,通过解码存在于P0-21中的下行链路准许获得控制信息。由于中继节点2识别出R-PDSCH存在于检测到下行链路准许的下一个时隙处,所以可以解调R-PDSCH。然而,根据中继节点2的R-PDSCH所位于的天线端口的位置,可以使用不同的扰频码。例如,虽然可以与用于调度P2-32、P3-31和P3-32相同的中继节点来调度P0-22、P1-22和P2-31,但是不同的扰频码用于资源块。与中继节点2不同,中继节点1与中继节点2的不同之处在于,一个相同的扰频码用于P0-12、P0-31、P0-32、P1-12、P1-31和P1-32。
图20是图示根据本发明的第三个实施例的在多用户MIMO系统中复用的R-PDCCH和R-PDSCH的其他示例的示图。如在图20中图示的,对于与中继节点1的对称性,作为中继节点2的数据的P1-22的R-PDSCH可以位于P3-22中。
与此同时,本发明可以考虑用于指示对其传送控制区的RB大小的方法。该RB大小信息可以通过R-PDCCH或者上层,即,RRC信令来指示。
在图12的示例中,两个RB由下行链路准许占据,并且两个RB的该信息可以用于辅助行链路准许和R-PDSCH的解调和解码。换句话说,可以限制R-PDCCH的盲解码区。因此,有利的是,R-PDSCH存的区域可以明确地指示。
例如,如果通过R-PDCCH用信号通知关于两个RB由下行链路准许占据的信息,在天线端口0处根据R-PDCCH来从包括DL准许的RBG的第一RB执行盲解码,并且在天线端口1处以与包括DL准许区的RBG的第二RB相反的顺序执行盲解码。
如果所有中继节点的聚合水平是1,用于由下行链路准许占据的区域大小的信令与空间地复用的中继节点的数目的信令相同。换句话说,如果每个中继节点的R-PDCCH存在于分配给每个中继节点,即,天线端口0或者天线端口2,的天线端口对的第一天线端口处,则该中继节点基于存在于在天线端口0或者天线端口2上的基准信号来对下行链路准许执行盲解码。
图21是图示根据本发明的一个实施例的通信装置的框图。
参考图21,通信装置2100包括处理器2110、存储器2120、射频(RF)模块2130、显示模块2140和用户接口模块2150。
为了描述方便起见来说明该通信装置2100,并且其模块中的一些可以被省略。而且,该通信装置2100可以进一步包括必要的模块。另外,该通信装置2100中的一些模块可以被分成分割模块。该处理器2110被配置成根据参考附图举例说明的本发明的实施例来执行操作。更详细地,将参考根据图1至图20描述的公开来理解处理器2110的详细操作。
存储器2120与处理器2110连接,并且在其中存储操作系统、应用程序、程序代码和数据。RF模块2130与处理器2110连接,并且将基带信号转换为无线电信号或者反之亦然。为此,该RF模块2130执行模拟转换、放大、滤波和频率上行链路转换或者其逆处理。该显示模块2140与处理器2110连接,并且显示各种信息。显示模块2140的示例包括但不限于,液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)。该用户接口模块2150与处理器2110连接,并且可以通过诸如小键盘和触摸屏的公知的用户接口的组合来配置。
前述实施例通过本发明的结构元件和特征以预定的类型的组合来实现的。该结构元件或者特征中的每一个除了分别规定的之外应该被认为是选择性地。可以在不与其它的结构元件或者特征相结合的情况下执行该结构元件或者特征中的每一个。而且,一些结构元件和/或特征可以彼此结合以构成本发明的实施例。可以改变在本发明的实施例中描述的操作顺序。一个实施例的一些结构元件或者特征可以被包括在另一个实施例中,或者可以用另一个实施例的相应的结构元件或者特征来替换。另外,明显的是,除了构成该实施例的特定的权利要求以外,涉及特定权利要求的一些权利要求可以与涉及另一个权利要求的其他权利要求相结合,或者在提交了申本申请之后,通过修改增加新的权利要求。
已经基于在基站和用户设备之间的数据传送和接收描述了本发明的实施例。已经描述为由基站执行的特定操作可以根据情况而定由基站的上层节点来执行。换句话说,显然是在包括与基站一起的多个网络节点的网络中针对与用户设备通信所执行的各种操作可以由除该基站以外的基站或者网络节点来执行。该基站可以用诸如固定站、节点B、eNodeB(eNB)和接入点的术语来替换。
根据本发明的实施例可以通过各种手段,例如,硬件、固件、软件或者其组合来实现。如果根据本发明的实施例通过硬件实现,则本发明的实施例可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程序逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现。
如果根据本发明的实施例是通过固件或者软件来实现,则本发明的实施例可以通过一种执行如上描述的功能或者操作的模块、过程或者功能来实现。软件代码可以被存储在存储单元中,并且然后可以由处理器来驱动。该存储单元可以被设置在处理器的内部或者外部,以通过公知的各种装置来传送和接收数据往返于处理器。
对于那些本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下,本发明可以以其他特定的形式来实施。因此,以上的实施例将考虑为在所有的方面是说明性的而不是限制性的。本发明的范围将由所附的权利要求书的合理的解释来确定,并且在本发明的等效范围内的所有变化包括在本发明的范围中。
工业实用性
虽然已经基于3GPP LTE系统描述了在多用户多天线无线通信系统中用于在基站和中继节点之间发送和接收信号的方法及其装置,但是除了3GPP LTE系统之外,可以适用于各种多天线无线通信系统。
Claims (7)
1.一种在多天线无线通信系统中在基站处将中继节点特定的下行链路物理控制信道(R-PDCCH)和中继节点特定的下行链路物理共享信道(R-PDSCH)传送到中继节点的方法,所述方法包括:
在多个天线端口中的特定天线端口上,在一个或多个资源块(RB)对的至少一个RB对的第一时隙中,将包含下行链路分配的R-PDCCH映射到资源元素(RE);
在所述多个天线端口上,在一个或多个RB对中将所述R-PDSCH映射到RE;以及
将所述映射的R-PDCCH和所述映射的R-PDSCH传送到所述中继节点,
其中,在多个天线端口上,在所述至少一个RB对的所述第一时隙中,不将所述R-PDSCH映射到任何RE。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
将有关所述一个或多个RB对的信息传送到所述中继节点。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述多个天线端口上,所述R-PDSCH被映射到所述至少一个RB对的第二时隙中的RE。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述R-PDSCH基于所述下行链路分配来进行映射。
5.一种在多天线无线通信系统中在中继节点处从基站接收中继节点特定的下行链路物理共享信道(R-PDSCH)的方法,所述方法包括:
在多个天线端口中的特定天线端口上的一个或多个资源块(RB)对的至少一个RB对的第一时隙中检测包含下行链路分配的中继节点特定的下行链路物理控制信道(R-PDCCH);以及
在所述多个天线端口上的所述一个或多个RB对中接收所述R-PDSCH;以及
其中,所述R-PDSCH不在多个天线端口上的所述至少一个RB对的所述第一时隙中进行接收。
6.根据权利要求5所述的方法,进一步包括:
接收有关到所述基站的所述一个或多个RB对的信息。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,在所述多个天线端口上在所述至少一个RB对的第二时隙中接收所述R-PDSCH。
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