CN102860121B - 用于下行链路高阶mimo的参考信号设计 - Google Patents

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Abstract

在支持遵循传统标准的移动终端和遵循下一代标准的移动终端这二者的蜂窝网络中，支持传统参考信号和下一代参考信号这二者。一种遵循两种标准的MIMO发射机的操作方法包括：在蜂窝网络的信息信道内定义资源块的矩阵，其中每个资源块对应于在给定频率子带的传输时隙的子载波的区域；将用于遵循传统标准的移动终端的参考信号（RS）的第一集合分配到要由MIMO发射机发射的矩阵内特定位置处的资源块，所述特定位置由传统标准定义；和将用于遵循下一代标准的移动终端的RS的第二集合分配到要由MIMO发射机发射的矩阵内的其他资源块。

Description

用于下行链路高阶MIMO的参考信号设计
技术领域
本申请涉及蜂窝通信系统。更具体地，本申请涉及支持传统和当前移动系统的蜂窝网络中的参考信号设计。
背景技术
用于蜂窝网络的标准随时间推移而演进。目前，3GPP和/或"3G Rel-8"标准在使用中。然而，3GPP已经演进成3GPP长期演进（LTE）标准，通常称之为"LTE-A"。
如将预期的，会逐渐地采用许多下一代的技术。这因为多种原因而发生，包括例如消费者延迟采用遵循下一代系统的电子设备。特别地，在两种技术（例如Rel-8和LTE-A）之间的过渡时段期间，一些用户可能使用传统的遵循Rel-8的移动终端，而其他用户（例如先行者）可能已经改用遵循LTE-A的移动终端。因此，在该时段期间，可能需要蜂窝网络提供商支持传统和新系统这二者。
在蜂窝网络提供商支持传统（例如Rel-8）和新系统（例如LTE-A）这二者时会出现许多问题。一种这样的问题是如何使得诸如基站（LTE-A术语中的eNB）或中继站之类的单个发射终端能够在两种系统中高效地通信。在其中发射终端知道它向其进行发射的给定移动终端遵循哪个系统的情况下，该发射终端可以相应地对其去往该移动终端的传输进行编码。然而，该简单化技术实际上无法被依赖，这是因为基站和中继站预计同时为多于一个的移动终端服务。因此，实际上，在发射侧和移动终端侧这两侧处支持传统Rel-8和LTE-A系统这二者的复杂度是相当大的。此外，为了区分传统系统和新系统传输，在上行链路和下行链路这两个方向中可能会引入相当大的开销。
甚至还有，如所预期的，新系统可能包括在传统系统中不可用的特征，因此出现了可以如何支持这些新特征且同时仍保持与传统系统的向后兼容的难题。特别地，Rel-8支持低阶MIMO，而LTE-A支持高阶MIMO（在此考虑大于4x4并且多达8x8个发射和接收天线）。高阶MIMO需要特定的参考信号设计。然而，Rel-8 MIMO（低阶MIMO）也利用参考信号。因此，蜂窝系统，特别是诸如基站之类的向后兼容Rel-8且与更新的LTE-A兼容的发射终端必须支持这两种参考信号设计。
这样，就需要一种与传统Rel-8和下一代LTE-A系统这二者兼容的参考信号设计。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供了一种在支持遵循传统标准的移动终端和遵循下一代标准的移动终端这二者的蜂窝网络中的MIMO发射机的操作方法。该方法包括：在蜂窝网络的信息信道内定义资源块的矩阵，其中每个资源块对应于在给定频率子带的传输时隙的子载波的区域；将用于遵循传统标准的移动终端的参考信号（RS）的第一集合分配到要由MIMO发射机发射的矩阵内特定位置处的资源块，所述特定位置由传统标准定义；和将用于遵循下一代标准的移动终端的RS的第二集合分配到要由MIMO发射机发射的矩阵内的其他资源块。
在本发明的第二方面中，提供了一种在能够根据传统标准和下一代标准这二者操作的蜂窝网络中的发射机。该发射机包括多个天线和处理器，所述处理器可操作用于使发射机：在第一时隙中发射用于遵循传统标准的移动终端的参考信号；和在第二时隙中发射用于遵循下一代标准的移动终端的参考信号。
在本发明的第三方面中，提供了一种在能够根据传统标准和下一代标准这二者操作的蜂窝网络中的发射机。所述发射机包括多个天线和处理器，所述处理器可操作用于使所述发射机：在给定时隙的第一频率子带发射用于遵循所述传统标准的移动终端的参考信号；和在所述给定时隙的第二频率子带发射用于遵循所述下一代标准的移动终端的参考信号。
在结合附图审阅了本公开具体实施例的以下描述后，本发明的其他方面和特征对于本领域普通技术人员将变得明显。
附图说明
在仅仅通过举例说明本公开的实施例的附图中，
图1是蜂窝通信系统的框图；
图2是可以被用于实施本申请的一些实施例的示例性基站的框图；
图3是可以被用于实施本申请的一些实施例的示例性无线终端的框图；
图4是可以被用于实施本申请的一些实施例的示例性中继站的框图；
图5是可以被用于实施本申请的一些实施例的示例性OFDM发射机架构的逻辑分解的框图；
图6是可以被用于实施本申请的一些实施例的示例性OFDM接收机架构的逻辑分解的框图；
图7是根据本申请的一个实施例提供的用于单输入单输出（SISO）配置的示例性SC-FDMA发射机和接收机；
图8A是根据本申请的实施例的用于信息信道的示例性复用技术的示意图；
图8B是根据本申请的另一实施例的用于信息信道的另一示例性复用技术的示意图；
图9A是根据本申请的实施例的用于附加公共参考信号的示例性复用技术的示意图；
图9B是根据本申请的实施例的用于附加公共参考信号的另一示例性设计的示意图；
图10A是根据本申请的实施例的用于专用参考信号的示例性设计的示意图；和
图10B是根据本申请的实施例的用于专用参考信号的另一示例性设计的示意图。
在不同附图中使用的同样的附图标记表示类似元素。
具体实施方式
参考附图，图1示出了控制多个小区12内的无线通信的基站控制器（BSC）10，所述小区由对应基站（BS）14服务。在一些配置中，每个小区进一步被分成多个扇区13或分区（zone）（未示出）。通常，每个基站14使用OFDM来促进与移动和/或无线终端16的通信，所述移动和/或无线终端16位于与对应基站14相关联的小区12内。移动终端16相对于基站14的移动导致信道条件的明显波动。如所示，基站14和移动终端16可以包括多个天线以提供用于通信的空间分集。在一些配置中，中继站15可以辅助基站14与无线终端16之间的通信。无线终端16能够从任何小区12、扇区13、分区（未示出）、基站14或中继站15切换18到其他小区12、扇区13、分区（未示出）、基站14或中继站15。在一些配置中，基站14彼此通信并且通过回程网络11与另一网络（例如核心网或互联网，二者均未示出）进行通信。在一些配置中，不需要基站控制器10。
参考图2，图示了基站14的示例。基站14通常包括控制系统20、基带处理器22、发射电路24、接收电路26、多个天线28和网络接口30。接收电路26从由（在图3图示的）移动终端16和（在图4图示的）中继站15所提供的一个或多个远程发射机接收承载信息的射频信号。低噪声放大器和滤波器（未示出）可以进行协作以放大信号并从信号中去除宽带干扰以供处理。下变频和数字化电路（未示出）然后将把经滤波的接收信号下变频成中间或基带频率信号，其然后被数字化成一个或多个数字流。
基带处理器22对数字化的接收信号进行处理以提取在接收信号中所运送的信息或数据比特。该处理通常包括解调、解码和纠错操作。因而，基带处理器22一般在一个或多个数字信号处理器（DSP）或专用集成电路（ASIC）中实施。所接收的信息然后经由网络接口30跨越无线网络发送，或者直接地或在中继站15的辅助下被传送到由基站14服务的另一移动终端16。
在发射侧，基带处理器22在控制系统20的控制下从网络接口30接收可以表示语音、数据或控制信息的数字化数据，并且对该数据进行编码以供传输。经编码的数据被输出到发射电路24，其中通过具有一个或多个期望发射频率的一个或多个载波信号对所述数据进行调制。功率放大器（未示出）将把已调载波信号放大到适合于传输的电平，并且通过匹配网络（未示出）将已调载波信号递送到天线28。以下更详细地描述调制和处理细节。
参考图3，图示了移动终端16的示例。与基站14类似，移动终端16将包括控制系统32、基带处理器34、发射电路36、接收电路38、多个天线40和用户接口电路42。接收电路38接收来自一个或多个基站14和中继站15的承载信息的射频信号。低噪声放大器和滤波器（未示出）可以进行协作以放大信号并从信号中去除宽带干扰以供处理。下变频和数字化电路（未示出）然后将把经滤波的接收信号下变频成中间或基带频率信号，其然后被数字化成一个或多个数字流。
基带处理器34对数字化的接收信号进行处理以提取在接收信号中所运送的信息或数据比特。该处理通常包括解调、解码和纠错操作。基带处理器34一般在一个或多个数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）中实施。
对于传输，基带处理器34从控制系统32接收可以表示语音、视频、数据或控制信息的数字化数据，所述控制系统32对数据进行编码以供传输。经编码的数据被输出到发射电路36，其中调制器使用该数据来对处于一个或多个期望发射频率的一个或多个载波信号进行调制。功率放大器（未示出）将把已调载波信号放大到适合于传输的电平，并且通过匹配网络（未示出）将已调载波信号递送到天线40。本领域技术人员可用的各种调制和处理技术被用于移动终端和基站之间的直接地或经由中继站的信号传输。
在OFDM调制中，传输频带被分成多个正交的载波。每个载波根据待传送的数字数据来调制。因为OFDM将传输频带划分成多个载波，所以每个载波的带宽减小并且每个载波的调制时间增加。因为多个载波被并行发射，所以任何给定载波上的数字数据或符号的传输速率都比使用单个载波时要低。
OFDM调制利用对待传送的信息执行快速傅里叶逆变换（IFFT）。对于解调，对接收信号执行快速傅里叶变换（FFT）恢复了所传送信息。实际上，IFFT和FFT是由分别执行离散傅里叶逆变换（IDFT）和离散傅里叶变换（DFT）的数字信号处理来提供的。因此，OFDM调制的表征性特征是为传输信道内的多个频带生成正交载波。已调信号是具有相对低传输速率并且能够停留在其相应频带内的数字信号。单独载波不是直接由数字信号调制的。而是通过IFFT处理对所有载波一起调制。
在操作中，OFDM优选地被用于从基站14到移动终端16的至少下行链路传输。每个基站14配备有"n"个发射天线28（n > = 1），并且每个移动终端16配备有"m"个接收天线40（m> = 1）。值得注意地，各个天线能够通过使用适当的双工器或开关而被用于接收和发射，因此如此标记只是为了清楚起见。
当使用中继站15时，OFDM优选地被用于从基站14到中继站15和从中继站15到移动终端16的下行链路传输。
参考图4，图示了中继站15的示例。与基站14和移动终端16类似，中继站15将包括控制系统132、基带处理器134、发射电路136、接收电路138、多个天线130和中继电路142。中继电路142使得中继站14能够辅助基站14和移动终端16之间的通信。接收电路138接收来自一个或多个基站14和移动终端16的承载信息的射频信号。低噪声放大器和滤波器（未示出）可以进行协作以放大信号并从信号中去除宽带干扰以供处理。下变频和数字化电路（未示出）然后将把经滤波的接收信号下变频成中间或基带频率信号，其然后被数字化成一个或多个数字流。
基带处理器134对数字化的接收信号进行处理以提取在接收信号中所运送的信息或数据比特。该处理通常包括解调、解码和纠错操作。基带处理器134一般在一个或多个数字信号处理器（DSP）和专用集成电路（ASIC）中实施。
对于传输，基带处理器134从控制系统132接收可以表示语音、视频、数据或控制信息的数字化数据，所述控制系统对数据进行编码以供传输。经编码的数据被输出到发射电路136，其中调制器使用该数据来对处于一个或多个期望发射频率的一个或多个载波信号进行调制。功率放大器（未示出）将把已调载波信号放大到适合于传输的电平，并且通过匹配网络（未示出）将已调载波信号递送到天线130。如上所述，本领域技术人员可用的各种调制和处理技术被用于移动终端和基站之间的直接或经由中继站间接的信号传输。
参考图5，将描述逻辑OFDM传输架构。最初，基站控制器10将直接地或在中继站15的辅助下把要传送到各个移动终端16的数据发送到基站14。基站14可以使用与移动终端相关联的信道质量指示器（CQI）来对用于传输的数据进行调度以及为传送经调度数据而选择适当编码和调制。CQI可以直接来自于移动终端16或在基站14处基于移动终端16所提供的信息来确定。在任一情况下，每个移动终端16的CQI是信道振幅（或响应）跨OFDM频带变化的程度的函数。
使用数据加扰逻辑46以减少与数据相关联的峰均功率比的方式对经调度的数据44（其为比特流）进行加扰。为加扰数据确定循环冗余校验（CRC）并使用CRC添加逻辑48将其附加到加扰数据。接下来，使用信道编码器逻辑50来执行信道编码以有效地向数据增加冗余以促进移动终端16处的恢复和纠错。同样，用于特定移动终端16的信道编码基于CQI。在一些实施方式中，信道编码器逻辑50使用已知的涡轮（Turbo）编码技术。然后通过速率匹配逻辑52对编码数据进行处理以补偿与编码相关联的数据扩展。
比特交织器逻辑54系统地对编码数据中的比特进行重排序以使得连续数据比特的损失最小化。结果得到的数据比特通过映射逻辑56根据所选择的基带调制而被系统地映射到对应的符号。优选地，使用正交调幅（QAM）或正交相移键控（QPSK）调制。优选地基于特定移动终端的CQI来选择调制度。可以使用符号交织器逻辑58对符号进行系统地重排序以进一步加强所传送信号对于由频率选择性衰落引起的周期性数据损失的抗扰性。
此时，比特组已经被映射到表示振幅和相位星座中的位置的符号。当期望空间分集时，然后通过空时块码（STC）编码器逻辑60对符号块进行处理，所述编码器逻辑60以使得所传送信号更抗干扰并且在移动终端16处更容易解码的方式来修改符号。STC编码器逻辑60将处理输入的符号并且提供与基站14的发射天线28的数目相对应的"n"个输出。如上关于图5所描述的控制系统20和/或基带处理器22将提供映射控制信号以控制STC编码。此时，假设"n"个输出的符号表示待传送数据并且能够由移动终端16恢复。
对于本示例，假设基站14具有两个天线28（n =2）并且STC编码器逻辑60提供两个输出符号流。因此，STC编码器逻辑60所输出的每个符号流被发送到对应的IFFT处理器62，其被分别图示以便于理解。本领域技术人员将会认识到一个或多个处理器可以被用于单独地或与在此描述的其他处理相结合地提供这样的数字信号处理。IFFT处理器62将优选地对各个符号进行操作以提供傅里叶逆变换。IFFT处理器62的输出在时域中提供符号。时域符号被分组成帧，通过前缀插入逻辑64将所述帧与前缀相关联。每个结果所得到的信号经由对应的数字上变频（DUC）和数模（D/A）转换电路66在数字域中被上变频到中频并且转换成模拟信号。结果所得的（模拟）信号然后以期望的RF频率同时调制、放大并经由RF电路68和天线28进行发射。值得注意地，预定移动终端16所已知的导频信号分散在子载波之中。以下详细讨论的移动终端16将使用导频信号进行信道估计。
现在参考图6以图示由移动终端16直接地从基站14或在中继站15的辅助下接收所传送信号。在所传送信号到达移动终端16的每个天线40时，通过对应的RF电路70对各个信号进行解调和放大。为了简明和清楚起见，仅详细描述和说明两个接收路径之一。模数（A/D）转换器和下变频电路72对模拟信号进行数字化和下变频以进行数字处理。结果所得到的数字化信号可以被自动增益控制电路（AGC）74用于基于接收信号电平来控制RF电路70中放大器的增益。
最初，数字化信号被提供给同步逻辑76，所述同步逻辑76包括粗同步逻辑78，其缓冲若干OFDM符号并且计算两个连续的OFDM符号之间的自相关。与相关性结果的最大值相对应的结果所得到的时间索引确定了细同步搜索窗，该细同步搜索窗被细同步逻辑80用于基于首部来确定精确的成帧起始位置。细同步逻辑80的输出促进通过帧定位（framealignment）逻辑84进行的帧捕获（acquisition）。适当的成帧定位是重要的，从而后续的FFT处理提供从时域到频域的准确转换。细同步算法基于由首部载送的所接收导频信号与已知导频数据的本地副本之间的相关性。一旦发生了帧定位捕获，就利用前缀去除逻辑86来去除OFDM符号的前缀并且结果所得到的样本被发送到频偏校正逻辑88，所述频偏校正逻辑88补偿由发射机和接收机中不匹配的本地振荡器所引起的系统频率偏移。优选地，同步逻辑76包括频偏和时钟估计逻辑82，所述频偏和时钟估计逻辑82基于首部以帮助估计对所传送信号的这种影响并且将那些估计提供给校正逻辑88以适当地处理OFDM符号。
此时，时域中的OFDM符号准备好通过使用FFT处理逻辑90转换到频域。结果是频域符号，所述频域符号被发送到处理逻辑92。处理逻辑92使用分散导频提取逻辑94来提取分散的导频信号，使用信道估计逻辑96基于所提取的导频信号来确定信道估计，并且使用信道重建逻辑98来为所有子载波提供信道响应。为了确定每个子载波的信道响应，导频信号实质上是在时间和频率这二者中以已知模式在遍及OFDM子载波的数据符号之中分散的多个导频符号。继续图6，所述处理逻辑将所接收导频符号与在某些子载波中在某些时间所预期的导频符号进行比较以确定其中传送导频符号的子载波的信道响应。结果被内插以估计为其提供导频符号的剩余子载波中的大多数（如果不是所有）的信道响应。实际和内插信道响应被用于估计总信道响应，所述总信道响应包括OFDM信道中的子载波中的大多数（如果不是所有）的信道响应。
从每个接收路径的信道响应得到的频域符号和信道重建信息被提供给STC解码器100，所述STC解码器100在这两个接收路径上提供STC解码以恢复所传送的符号。信道重建信息向STC解码器100提供在处理各个频域符号时足以去除传输信道的影响的均衡信息。
使用符号去交织器逻辑102将所恢复的符号依次放回，所述符号去交织器逻辑102对应于发射机的符号交织器逻辑58。然后使用解映射逻辑104将去交织的符号解调或解映射到对应的比特流。然后使用比特去交织器逻辑106将比特去交织，所述比特去交织器逻辑106对应于发射机架构的比特交织器逻辑54。然后通过解速率匹配逻辑108对去交织的比特进行处理，并且将其提供给信道解码器逻辑110以恢复最初加扰的数据和CRC校验和。相应地，CRC逻辑112去除CRC校验和，以传统方式检查加扰数据，并且将其提供给解扰逻辑114以用已知的基站解扰码进行解扰以恢复原始传送的数据116。
与恢复数据116并行地，确定CQI或至少足以在基站14处创建CQI的信息并且将其传送到基站14。如上所述，CQI可以是载波与干扰比（CR）以及信道响应跨OFDM频带中的各个子载波变化的程度的函数。对于该实施例，用于传送信息的OFDM频带中的每个子载波的信道增益相对于彼此进行比较以确定信道增益跨OFDM频带变化的程度。虽然可以使用许多技术来测量变化程度，但是一种技术是计算遍及用于传送数据的OFDM频带的每个子载波的信道增益的标准偏差。
参考图7，图示了根据本申请的一个实施例提供的单输入单输出（SISO）配置的示例性SC-FDMA发射机7(a)和接收机7(b)。在SISO中，移动站在一个天线上发射并且基站和/或中继站在一个天线上接收。图7图示了针对LTE SC-FDMA上行链路在发射机和接收机处所需的基本信号处理步骤。在一些实施例中，使用SC-FDMA（单载波频分多址接入）。SC-FDMA是为3GPP长期演进（LTE）宽带无线第四代（4G）空中接口标准等等的上行链路所引入的调制和多址接入方案。SC-FDMA可以被视为DFT预编码OFDMA方案，或，它可以被视为单载波（SC）多址接入方案。在SC-FDMA和OFDMA的整体收发器处理中存在若干相似性。OFDMA和SC-FDMA之间的那些共同方面通常在OFDMA发射电路和OFDMA接收电路中说明，因为它们对于考虑到本说明书的本领域普通技术人员而言将是显而易见的。由于已调符号的DFT预编码和已解调符号的对应IDFT，SC-FDMA明显不同于OFDMA。由于该预编码的缘故，SC-FDMA子载波并不与OFDMA子载波的情况一样被独立地调制。因此，SC-FDMA信号的PAPR低于OFDMA信号的PAPR。较低的PAPR就发射功率效率而言对于移动终端非常有利。
图1到7提供了能够被用于实施本申请的实施例的通信系统的一个具体示例。应该理解的是，可以利用具有不同于该具体示例的架构但是以与在此描述的实施例的实施方式一致的方式操作的通信系统来实施本申请的实施例。
具体地，图1到7的通信系统可以是多输入多输出（MIMO）无线通信系统。如可以理解的，MIMO系统具有在发射机和接收机处的多个天线之间使用的多个通信信道。因此，在MIMO系统中，发射设备（例如基站14或中继站15）将具有N个天线，并且接收设备（例如移动终端16）将具有M个天线。相反地，移动终端16处的任何一个或多个天线可以是发射机，并且基站14/中继站15处的任何一个或多个天线可以是接收机。空时编码控制从N个天线中的每一个发射什么数据。发射机处的空时编码功能处理待发射的数据并且创建唯一信息（依赖于编码功能，该信息可以是待发射的数据流的子集或可以是完整数据流的副本，如以下进一步详述的那样）以从N个天线进行发射。M个天线中的每一个将接收从N个天线中的每一个发射的信号。接收设备处的空时解码功能将处理从N个天线发送的信息以恢复数据。
更具体地，传统Rel-8系统支持低阶MIMO（即少于4个发射天线乘4个接收天线（"4x4"）），而LTE-A支持高阶MIMO（即，大于4个发射天线并且尤其是多达8个发射天线乘8个接收天线（"8x8"））。因此，eNB（例如基站14）处的相对大量的发射天线可以部署在给定eNB处。在eNB处的天线之间可能存在较小相关性（与传统较低阶MIMO站点处的天线之间相比）并且因此这些eNB也许能够在LTE-A下行链路传输中支持单站点高阶MIMO（多达8x8）。这继而可以带来更大的频谱效率。
如可以理解的，MIMO技术不限于给定发射站点处的多个天线。在这点上，LTE-A支持协同（coordinated）多点（即从多个分立天线）发射和接收。尤其是，多点传输可以在以下情形中形成：从相同的eNB（例如基站14）；从不同的eNB；在eNB和NR（例如中继站15）之间；在不同的NR之间。多点传输技术所提供的优点包括改进宏分集和多用户传输（例如MU-MIMO）。此外，多点传输技术可以通过减少小区间干扰和/或将小区间干扰转换成有益信号来提高小区边缘的吞吐量。
如可以理解的，传统Rel-8和LTE-A标准这二者提供用于支持MIMO发射/接收的规范。这样的规范包括例如致力于对控制信息信号进行编码和解码的规范。参考信号的编码尤其是本申请的焦点。
如本领域普通技术人员将理解的，参考信号（"RS"）是被插入（例如来自基站14（eNB）的）下行链路传输信号中的信号，其对于预定接收机（例如目标移动终端16）而言是可识别的。参考信号可以提供用于促进信道估计的指示器以用于在接收机处所接收信号的测量和解调。在下行链路方向，可以提供小区特定的RS；这些对于该小区中的所有移动终端都是可用的。此外，移动终端特定的RS可以被嵌入发射到该特定移动终端的数据信号中。在上行链路方向，用于解调和探测的RS可以分别为了解调和信道探测的目的而被提供用于信道估计。有关RS的更多信息，包括除了在此具体论述的那些之外的RS，可以在LTE标准和其他LTE标准参考文献中找到（例如，在）。
RS被用于传统Rel-8系统和LTE-A系统这二者中。因此，目前，并且更具体地说，在两个系统之间的过渡期间，所希望的是支持两种RS设计以使得遵循LTE-A的移动终端可以被支持并且保持遵循Rel-8的移动终端的向后兼容。
在这点上，由在两种系统中采用RS的方式所引起的约束必须在任何常见的Rel-8/LTE-A RS编码方案中被加以考虑。以下讨论了一些这样的约束。
更具体地，在LTE-A中，用于在下行链路方向上支持高阶MIMO的RS应该提供良好的信道测量/估计以增强系统性能（例如高阶MIMO系统吞吐量）。此外，各种RS的管理开销应该被最小化以使得诸如数据速率之类的其他因素可以在系统中被最大化。因为引入了较高阶的发射分集，所以应该在顾及性能增益和开销之间的权衡的情况下对管理控制信道信息（例如物理下行链路控制信道（"PDCCH"））予以考虑。关于协同多点发射和接收（如之前所解释的，这在LTE-A中予以支持），以下非穷举约束列表可能适用：来自多点的RS应该彼此正交；数据和信道信息必须能够在多点之间共享；信道信息必须能够从移动终端反馈；并且必须允许NR（例如一个或多个中继站15）之间以及NR和eNB（例如一个或多个基站14）之间的协同多点传输。
鉴于上文，本申请给出了一种支持在Rel-8和LTE-A系统这二者中定义的RS的RS设计。尤其是，本申请的RS设计可以同时支持遵循Rel-8和LTE-A的移动终端这二者。具体地，如以下进一步解释的，本申请的RS设计将遵循LTE-A和Rel-8的移动终端这二者的下行链路RS复用在一起。
在本申请的第一示例性实施例中，在其中特定eNB（遵循LTE-A的基站14）处具有多于4个发射天线的LTE-A系统中，可以使用多达4-发射机发射分集方案来发射物理下行链路控制信道（PDCCH）控制信号。已经观察到，使用多于4-发射机发射分集方案的增益是微小的，因为信号的控制区中附加RS的开销很大。在该实施例中，对于遵循LTE-A和Rel-8的移动终端，可以采用常见的发射分集方案。尤其是，可以使用4-发射机发射分集方案。方便地，PDCCH信道可以在不进行任何修改的情况下为LTE-A移动终端和Rel-8移动终端这二者工作。而且方便地，除了在Rel-8标准中所定义的那些，可能不需要在PDCCH的控制区中发射附加的公共RS。如可以理解的，以这种方式，PDCCH的控制区中的开销被最小化。
在LTE-A系统中，虚拟天线映射可以供eNB（例如基站14）处的多于4-发射天线使用。为一些这样的虚拟天线映射方案定义参考信号。在这点上，在本申请的第二示例性实施例中，可以保持最小数目的公共RS端口(例如4个)以用于针对LTE-A和Rel-8移动终端这二者解码PDCCH信号。可以保持最小数目的公共RS端口（例如，4个）以用于针对Rel-8移动终端解码PDSCH（物理下行链路共享信道）信号。可以由eNB在半静态或静态的基础上根据部署情况来配置虚拟天线映射。附加的天线端口（例如大于4个）可以由eNB针对不同的LTE-A移动终端适应性地进行配置以支持不同层传输。虚拟天线编码可以伴随有使用固定预编码、循环延迟分集（CDD）或RF切换。
可替换地，因为PDSCH被用于所有的用户数据以及用于广播系统信息，所以用于Rel-8和LTE-A设备的PDSCH资源可以被复用。具体地，在本申请的第三示例性实施例中，在其中在eNB（例如基站14）处具有多于4个发射天线的LTE-A系统中，可以使用时分复用（TDM）技术或者频分复用（FDM）技术来复用在PDSCH中编码的RS。对于TDM（图8A），每个子帧可以被分配给Rel-8或者LTE-A移动终端传输。对于FDM（图8B），在相同的子帧内，不同的资源块（RB）可以被同时分配给Rel-8和LTE-A移动终端。支持高阶MIMO所需的附加RS（例如大于4-发射机）可以被限于在分配给LTE-A移动终端的资源内载送。TDM和FDM技术之间的选择可以基于各种考虑。然而，尤其是，FDM复用可能优于TDM，因为在引入附加RS（大于4-发射机）以便支持高阶MIMO时对于Rel-8移动终端的影响较小；这是因为任何新的RS仅影响分配给LTE-A移动终端（正是很可能能够支持高阶MIMO的终端）的资源。此外，因为可以使用FDM来同时发射用于Rel-8和LTE-A移动终端这二者的RS，所以这种技术允许以低等待时间同时支持两种类型的移动终端。
图8A是用于公共PDCCH资源、Rel-8 PDSCH资源和PDSCH资源的TDM复用方案的示意图。如所图示，每x ms的时间块被分配给PDCCH资源并且这些与分别分配给Rel-8 PDSCH资源和LTE-A PDSCH资源的时间块交替。
图8B是FDM复用方案的示意图。正如TDM复用一样，每x ms的时间块被分配给公共PDCCH资源。然而，在FDM中，不同的资源块（RB）（即由频域中的多个子载波（可能地在给定频率子带）和时域中的时隙组成的传输单元）可以被分别分配到Rel-8 PDSCH资源和LTE-APDSCH资源。如所图示的，RB 90被分配到LTE-A PDSCH资源，而RB 92被分配到Rel-8 PDSCH资源。
如可以理解的，RS还可以被用于Rel-8和LTE-A系统这二者中的信道和等级测量和反馈。因此，在本申请的第四示例性实施例中，所公开的RS设计可以支持两种系统的这样的RS。
尤其是，在其中在eNB（例如基站14）处具有多于4个发射天线的LTE-A系统中，用于2-或4-发射机端口的Rel-8公共参考信号（CRS）可以用于4个虚拟发射机端口的信道质量指示器（CQI）、预编码矩阵指示器（PMI）和等级测量。
此外，在其中在eNB（例如基站14）处具有多于4个发射天线的LTE-A系统中，CQI和等级变化与具有2-4个天线端口的系统相比可能较小。因而，对于CQI和等级测量，可能需要大于4个的天线端口的较低密度CRS。因此，RS可以不覆盖整个系统带宽和每个子帧。在这点上，可以针对所有的天线端口或大于4的端口周期性地发射CRS。这样的发射的周期是可根据需要来配置的。例如，CRS可以在与PSCH/SSCH信道（即主/辅同步信道）相同的子帧中发射以允许5 ms的测量周期。可替换地，CRS可以在某些保留资源处发射，例如未使用的业务信道，或OFDM帧内的备用音调。
可以使用预编码来实现支持高阶MIMO的RS设计。例如，对于FDD系统，模拟信道信息可以由目标移动终端（例如移动终端16）测量并且通过双向探测而反馈到服务eNB。所述测量可以基于CRS或CRS和专用RS的组合。对于TDD系统，可以在eNB（例如基站14）处根据上行链路传输来测量信道信息。eNB可以对数据应用预编码并且可以发射附加的CRS或专用的RS以供移动终端解码数据。方便地，在该实施例中，eNB负责根据从移动终端反馈或探测信道所获得的信道信息（对于FDD）和通过上行链路信道测量（对于TDD）进行等级和预编码矩阵选择。因此，方便地，并不需要移动终端选择和反馈等级和预编码矩阵指示器。
在接收方（即移动终端16）侧，RS可以被用于促进数据解调。具体地，移动终端专用RS或组合的专用RS和Rel-8 CRS可以被用于促进由接收移动终端进行的数据解码。在本申请的所提出的RS设计中，对于1到4个流传输，可以采用1、2或4个Rel-8 CRS。可替换地，可以采用1、2或4个传统CRS和一个（或多个）移动终端特定的专用RS。在各选项之间进行选择时，可以对开销对性能权衡予以考虑。对于5个或更多的流传输，可以采用Rel-8 1、2或4个CRS和附加的移动终端特定的专用RS。可替换地，可以采用4个Rel-8 CRS和4个附加CRS的组合（总共8个CRS）。然而，这需要复用技术。示例性复用技术可以包括在与Rel-8 CRS不同的子载波发射4个附加CRS，或者通过码分复用（CDM）将两种类型的CRS复用。
方便地，如以下进一步解释的，上述实施例技术的技术可以被组合以提供用于具有大于4个发射天线的LTE-A系统的更鲁棒的RS设计和用于协同MIMO的更鲁棒的RS设计。
用于具有大于4个发射天线的LTE-A系统的示例性RS设计可以包括针对其中支持Rel-8移动终端的PDCCH或PDSCH区域维护用于Rel-8的小区特定的公共RS端口（2或4个端口）。对于其中支持LTE-A移动终端的PDSCH区域，可以维护用于Rel-8的小区特定的公共RS端口。在分配给LTE-A移动终端的PDSCH区域中，可以配置多达4个的附加小区特定的（公共）RS端口。可替换地，在分配给LTE-A移动终端的PDSCH区域中，可以配置附加的移动终端特定的（专用）RS端口。这样的附加移动终端特定的RS端口的数目可以由eNB（例如基站14）在每个移动终端的基础上进行配置。可能优选的是，这些附加CRS或专用RS端口具有与Rel-8CRS类似的RS模式以用于改进向后兼容性。方便地，由于高阶MIMO系统中较小的信道变化，附加专用RS的密度可能小于Rel-8公共RS的密度。在图9和10中提供了示出复用Rel-8和LTE-A RS的示例性模式的示意图。
图9A和9B描绘了两种示例性RS设计，它们均支持具有大于4个发射天线的LTE-A系统以及Rel-8系统，并且其合并了附加的公共RS。如所示，Rel-8小区特定的RS被分配到CRS端口#_0到#_3并且LTE-A小区特定的RS被分配到CRS端口#_4到#_7。可以理解的是，这些端口中的每一个可以对应于物理天线或虚拟天线。时间-频率网格（或矩阵）中的每个块（或"资源块"）表示处于给定频率子带的特定时间段（例如传输时隙）上的子载波。值得注意地，Rel-8和LTE-A RS在某些时间被分配了某些子载波。参考图9A，可以注意到Rel-8 RS被分配了24个子载波，而LTE-A RS被分配了16个子载波。因此，应该注意到，虽然RS设计合并了Rel-8和LTE-A RS这二者，但是RS的密度却没有加倍。对于图9B中所描绘的示例性设计同样如此。可以进一步注意到，Rel-8 RS子载波相对于LTE-A RS资源块的布置在图9B的设计中有所不同。在时间-频率网格的特定子载波中各种RS的最优放置可以取决于诸如信道条件之类的因素并且可以通过实验、分析或仿真来确定。方便地，Rel-8 RS可以被置于遵循Rel-8的移动终端所预期的子载波位置；如此，通过添加新的RS可以减小对这些Rel-8移动终端的影响。
图10A和10B描绘了两种示例性RS设计，它们均支持具有大于4个发射天线的LTE-A系统以及Rel-8系统，并且合并了附加的专用RS。Rel-8小区特定的RS被分配到CRS端口#_0到#_3并且LTE-A移动终端特定的RS被分配到DRS端口#_0和#_1。同样，这些天线端口可以对应于物理天线或虚拟天线。在图10A的实施例中，Rel-8小区特定的RS被分配了24个子载波并且LTE-A移动终端特定的RS被分配了4个子载波。图10B提供了图10A的设计的变型。正如附加的公共RS的分布（图9A和9B）一样，在时间-频率矩阵的特定子载波中各种RS的最优放置可以取决于诸如信道条件之类的因素并且可以通过实验、分析和仿真来确定。
如可以理解的，可能存在三种类型的协同MIMO：eNB（例如基站14）和eNB协同MIMO；eNB和NR（例如中继站15）协同MIMO；以及NR和NR协同MIMO。因此，用于协同MIMO的示例性RS设计可以支持所有三种类型。在示例性设计中，根据目标移动终端的正确接收所需要的，eNB和eNB协同MIMO可以采用来自不同eNB的正交RS和时移或频移RS。对于eNB和NR协同MIMO，NR可以使用eNB的时移或频移RS，或者新的RS模式可以被分配给NR，其与eNB的RS正交。此外，NR可以使用专用RS来进行数据解码并且一个或多个物理混合ARQ指示器信道（PHICH）资源可以被保留以用于发射用于信道测量的RS。来自不同NR的RS可以在保留的PHICH资源上进行CDM或FDM复用。对于NR和NR协同MIMO，NR可以使用位移或CDM复用的RS。新的RS模式可以被分配给NR，其与eNB的RS正交。正如eNB和NR协同MIMO一样，一个或多个PHICH资源可以被保留用于发射用于NR的信道测量的RS。来自不同NR的RS可以在保留的PHICH资源上进行CDM或FDM复用。
总之，以上所公开的示例性RS设计可以支持Rel-8和LTE-A移动终端这二者。更具体地说，所公开的RS设计可以支持其中在基站（eNB）处具有多于4个发射天线的LTE-A系统。假设多达4个发射机，可以使用发射分集来发射下行链路控制信号。除了Rel-8中定义的那些，在控制区中可以不发射附加的公共RS。如此，可以维护最小数目的小区特定的或公共RS端口（例如4个）以便解码LTE-A和Rel-8移动终端这二者的PDCCH信号以及解码用于Rel-8终端的PDSCH信号，例如通过虚拟天线映射。附加的RS端口可以被配置为小区特定的或移动终端特定的。如果移动终端特定的或专用RS端口，它们可以由eNB在每个移动终端的基础上适应性地分配/形成以便支持高阶MIMO传输。可以由eNB在半静态或静态的基础上根据部署情况、信道条件或移动终端能力来配置虚拟天线映射。虚拟天线技术可以通过使用固定预编码、CDD或RF切换来实现。Rel-8和LTE-A RS的FDM/TDM复用可以得到支持以便适应高阶和低阶MIMO这二者。在这点上，用于附加的天线或所有的天线端口的RS可以被配置成在用于下行链路信道测量的保留资源上周期性地进行发射。eNB可以通过在移动终端反馈或探测信道中接收的信道信息（对于FDD）和通过上行链路信道测量（对于TDD）来确定等级和预编码矩阵。移动终端可以通过小区特定的RS或公共RS，或者公共RS和移动终端特定的/专用RS的组合来解码使用高阶MIMO发射的数据。
为了支持协同MIMO，上述示例性RS设计通过对来自不同eNB的RS进行时移或频移而包括正交的RS。可以保留一个或多个PHICH资源以便发射用于NR的信道测量的RS。来自不同NR的RS可以在相同的PHICH资源上进行CDM或FDM复用。
当然，上述实施例旨在仅是说明性的而绝非进行限制。执行本发明的所述实施例易受形状、部件布置、细节和操作次序的许多修改的影响。更确切地，本发明意在包含在如权利要求所限定的其范围内的所有这样的修改。

Claims (18)

1.一种在支持遵循传统标准的移动终端和遵循下一代标准的移动终端这二者的蜂窝网络中MIMO发射机的操作方法，所述方法包括：
定义所述蜂窝网络的通信信道内的多个资源块，其中每个资源块对应于给定频带处传输时隙的子载波区域；
所述MIMO发射机使用第一周期以由所述MIMO发射机发射的所述多个资源块中的第一资源块集合中的第一时间频率资源集合，周期性地发送用于所述遵循传统标准的移动终端的第一参考信号(RS)集合；和
所述MIMO发射机使用第二周期以由所述MIMO发射机发射的所述多个资源块中与所述第一资源块集合不同的第二资源块集合中的第二时间频率资源集合，周期性地发送用于所述遵循下一代标准的移动终端的第二RS集合。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
发送用于所述遵循下一代标准的移动终端的专用RS集合，其中，所述专用RS位于指派给所述遵循下一代标准的移动终端的物理下行链路共享信道(PDSCH)区域中。
3.如权利要求2所述的方法，还包括：
使用选择的预编码矩阵对所述专用RS进行预编码，其中，所述预编码矩阵是由eNB针对FDD至少部分基于从移动终端反馈或探测信道获得的信道信息并且针对TDD通过上行链路信道测量而选择的。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于时分复用(TDM)对用于所述遵循传统标准的移动终端的PDSCH中编码的RS和用于所述遵循下一代标准的移动终端的PDSCH中编码的RS进行复用。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于频分复用(FDM)对用于所述遵循传统标准的移动终端的PDSCH中编码的RS和用于所述遵循下一代标准的移动终端的PDSCH中编码的RS进行复用。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在所述多个资源块中，所述第二RS集合中的附加专用RS的密度比所述第一RS集合中的Rel-8公共RS的密度小。
7.如权利要求1所述的方法，还包括：
使用多于4根发射天线，在相同子帧，发送用于遵循传统标准的移动终端的物理下行链路共享信道(PDSCH)信号和用于遵循下一代标准的移动终端的PDSCH信号。
8.如权利要求7所述的方法，其中，用于遵循传统标准的移动终端的所述物理下行链路控制信道信号和用于遵循下一代标准的移动终端的所述物理下行链路控制信道信号是使用多达4个发射机的发射分集分别利用发射天线的不同子集发送的。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述遵循传统标准的移动终端是长期演进(LTE)Rel-8移动终端，而所述遵循下一代标准的移动终端是LTE高级(LTE-A)移动终端。
10.一种设备，所述设备在既支持遵循传统标准的移动终端也支持遵循下一代标准的移动终端的蜂窝网络中操作，所述设备包括：
用于定义所述蜂窝网络的通信信道内的多个资源块的装置，其中每个资源块对应于给定频带处传输时隙的子载波区域；
用于使用第一周期以由MIMO发射机发射的所述多个资源块中的第一资源块集合中的第一时间频率资源集合，周期性地发送用于所述遵循传统标准的移动终端的第一参考信号(RS)集合的装置；以及
用于使用第二周期以由所述MIMO发射机发射的所述多个资源块中与所述第一资源块集合不同的第二资源块集合中的第二时间频率资源集合，周期性地发送用于所述遵循下一代标准的移动终端的第二RS集合的装置。
11.如权利要求10所述的设备，还包括：
用于发送用于所述遵循下一代标准的移动终端的专用RS集合的装置，其中，所述专用RS位于指派给所述遵循下一代标准的移动终端的物理下行链路共享信道(PDSCH)区域中。
12.如权利要求11所述的设备，还包括：
用于使用选择的预编码矩阵对所述专用RS进行预编码的装置，其中，所述预编码矩阵是由eNB针对FDD至少部分基于从移动终端反馈或探测信道获得的信道信息并且针对TDD通过上行链路信道测量而选择的。
13.如权利要求10所述的设备，还包括：
用于基于时分复用(TDM)对用于所述遵循传统标准的移动终端的PDSCH中编码的RS和用于所述遵循下一代标准的移动终端的PDSCH中编码的RS进行复用的装置。
14.如权利要求10所述的设备，还包括：
用于基于频分复用(FDM)对用于所述遵循传统标准的移动终端的PDSCH中编码的RS和用于所述遵循下一代标准的移动终端的PDSCH中编码的RS进行复用的装置。
15.如权利要求10所述的设备，其中，在所述多个资源块中，所述第二RS集合中的附加专用RS的密度比所述第一RS集合中的Rel-8公共RS的密度小。
16.如权利要求10所述的设备，还包括：
用于使用多于4根发射天线，在相同子帧，发送用于遵循传统标准的移动终端的物理下行链路共享信道信号和用于遵循下一代标准的移动终端的物理下行链路共享信道信号的装置。
17.如权利要求16所述的设备，其中，用于遵循传统标准的移动终端的所述物理下行链路控制信道信号和用于遵循下一代标准的移动终端的所述物理下行链路控制信道信号是使用多达4个发射机的发射分集分别利用发射天线的不同子集发送的。
18.如权利要求10所述的设备，其中，所述遵循传统标准的移动终端是长期演进(LTE)Rel-8移动终端，而所述遵循下一代标准的移动终端是LTE高级(LTE-A)移动终端。
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