CN103095421B - 获得控制信道发射分集增益的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在LTE通信系统中获得控制信道发射分集增益的方法，该方法包括下列步骤，在基站处，对用户特定参考信号a预编码得到预编码用户特定参考信号ā＝W·a，W为预编码矩阵；通过物理信道发送预编码用户特定参考信号ā，在用户设备端得到信号b＝H·ā，H为物理信道的矩阵；在用户设备端处，接收信号b；根据用户特定参考信号a和信号b，得到等价信道矩阵其中满足：根据预编码矩阵W的逆矩阵W^-1，基于

Description

获得控制信道发射分集增益的方法

技术领域

本发明涉及获得发射分集增益的方法，特别涉及一种在LTE通信系统中获得控制信道发射分集增益的方法。

背景技术

在3GPPLTE-A标准化过程中，设计新的控制信道的课题已经被提上日程，例如扩展控制信道(E-PDCCH)。E-PDCCH基于用户特定参考信号(DM-RS)解码，而不是基于小区特定参考信号(CRS)解码。通常地，使用DM-RS解码的E-PDCCH可为低速移动的用户终端(UE)提供波束赋形增益。然而，对于高速移动的用户终端或其它处于较差通信环境中的用户终端，使用DM-RS解码E-PDCCH以提供波束赋形增益的方法并不凑效，从而导致用户终端无法很好地接收在E-PDCCH中传输的下行控制信息(DCI)。有人考虑使用发射分集来解决上述问题，为了获得控制信道的发射分集增益，目前普遍使用的是CRS。CRS在传统PDCCH的情形中应用广泛，但它并不适用于E-PDCCH的情形，因为此时无法从MBSFN子帧中获取CRS，并且在具有共享小区ID的CoMP场景4的应用中，也无法使用CRS对E-PDCCH解调，因为公用参考信号要么只由宏eNB发射，要么由宏eNB和RRH发射。在LTE通信系统中，还没有实现使用DM-RS获得控制信道的发射分集增益。如果能实现使用DM-RS获得控制信道的发射分集增益，那么使用DM-RS解码的E-PDCCH就可为高速移动的用户终端或其它处于较差通信环境中的用户终端提供发射分集增益，从而保证用户终端在高速移动或其它较差的通信环境中也能很好地接收在E-PDCCH中传输的下行控制信息(DCI)。

发明内容

本发明提出了一种解决上述问题的方法，即涉及一种在LTE通信系统中使用DM-RS获得控制信道发射分集增益的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种在基站中获得控制信道发射分集增益的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

a.对用户特定参考信号a预编码得到预编码用户特定参考信ā＝W·a，其中预编码的预编码矩阵为W；

b.通过物理信道发送预编码用户特定参考信号ā给用户终端，预编码用户特定参考信号ā经过物理信道后在用户设备端得到信号b＝H·ā，其中，物理信道的矩阵为H。

相应地，根据本发明的第二个方面，提供了一种在用户设备端获得控制信道发射分集增益的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

c.接收信号b，信号b由预编码用户特定参考信号ā经过物理信道后在用户设备端得到，即b＝H·ā，其中，物理信道矩阵为H，预编码用户特定参考信号ā由用户特定参考信号a经预编码得到，即ā＝W·a，其中，预编码的预编码矩阵为W；

d.根据用户特定参考信号a和信号b，得到等价信道矩阵其中，等价信道矩阵为物理信道矩阵H和预编码矩阵W相乘，即满足：

e.根据预编码矩阵W的逆矩阵W^-1，基于得到物理信道矩阵H；

f.使用物理信道矩阵H解调控制信道。

使用本发明的方法，可以实现使用DM-RS获得控制信道的发射分集增益，从而保证用户终端在高速移动或其它较差的通信环境中也能很好地接收在控制信道中传输的下行控制信息(DCI)。

根据一个优选的实施方式，其中所述的预编码矩阵W是对角矩阵或单位矩阵。这个实施方式的优点在于可以简化计算过程。

根据一个优选的实施方式，其中所述的预编码矩阵W是从码本中选择的矩阵。这个实施方式的优点在于可以简化计算过程。

根据一个优选的实施方式，在基站处的方法在步骤a之前还包括如下步骤：

向用户设备端发送控制信道的发送模式的指示，用于在用户设备端确定发送模式是波束赋形或发射分集；

当发送模式是发射分集时，进行步骤a至b。

相应地，在用户终端处的方法在步骤c之前还包括如下步骤：

接收来自基站的控制信道的发送模式的指示，用于在用户设备端确定发送模式是波束赋形或发射分集；

当发送模式是发射分集时，进行步骤c至f。

该实施方式的优点在于可以确保UE基于E-PDCCH的发射模式正确解调E-PDCCH。

进一步优选地，所述方法使用高层信令方式、双DCI指示方式或预定义资源指示方式发送所述指示。高层信令方式的优点在于易于实施。双DCI指示方式或预定义资源指示方式的优点在于可以跟踪信道变化，实现资源的动态配置，使得资源配置更加优化。

具体实施方式

在LTE通信系统中，假设用户特定参考信号为a，对其预编码得到的预编码用户特定参考信号为ā，预编码矩阵为W，那么满足：

ā＝W·a；(1)

用户特定参考信号的天线端口通常表示通过预编码组合的多个物理信道的等价信道。这种参考信号设计可以简化解调，并且对UE是透明的。假设没有噪声，那么通过物理信道H发送预编码用户特定参考信号ā得到的信号b满足：

其中，物理信道矩阵H和预编码矩阵W的乘积为等价信道矩阵

根据用户特定参考信号a和信号b得到所述等价信道矩阵若预编码矩阵W可逆，则很容易推出下述公式：

根据公式(3)可得到物理信道矩阵H。UE使用该物理信道矩阵H解调E-PDCCH以获得发射分集增益。

为了简化计算，可以优选预定义的预编码矩阵W。为了确保UE正确解调E-PDCCH，可以优选预通知UE发射模式是波束赋形或发射分集。

更详细地，在eNB端，假设向量x(i)＝[x⁽⁰⁾(i)...x^(υ-1)(i)]^T是经过层映射后E-PDCCH信号，其中υ是层的数目，又假设向量y(i)＝[...y^(p)(i)...]^T，表示发射分集编码后的信号，其中y(p)(i)表示发射分集编码后第p个端口在第i个频域数据位置所承载的编码后的信号。例如，在二端口发射分集的情况下，端口数为2，即p∈{0，1}，预编码操作的输出信号为y(i)＝[y⁽⁰⁾(i)y⁽¹⁾(i)]^T，其中满足：

$\left[\begin{array}{c}{y}^{\left(0\right)}\left(2i\right)\\ y^{\left(1\right)}\left(2i\right)\\ y^{\left(0\right)}(2i+1)\\ y^{\left(1\right)}(2i+1)\end{array}\right]=\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cccc}1& 0& j& 0\\ 0& -1& 0& j\\ 0& 1& 0& j\\ 1& 0& -j& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{Re}\left(x^{\left(0\right)}\left(i\right)\right)\\ \mathrm{Re}\left(x^{\left(1\right)}\left(i\right)\right)\\ \mathrm{Im}\left(x^{\left(0\right)}\left(i\right)\right)\\ \mathrm{Im}\left(x^{\left(1\right)}\left(i\right)\right)\end{array}\right]$

其中， $i=\mathrm{0,1},...,M_{\mathrm{symb}}^{\mathrm{layer}}-1,M_{\mathrm{symb}}^{\mathrm{ap}}=2M_{\mathrm{symb}}^{\mathrm{layer}}.$

假设经过层映射后的DM-RS序列可以表示为：a(i)＝[a⁽⁰⁾(i)…a^(υ-1)(i)]^T，其中对a(i)进行预编码，预编码矩阵为w(i)，则预编码后DM-RS序列b(i)可表示为：

$\left[\begin{array}{c}{b}^{\left(0\right)}\left(i\right)\\ \·\\ \·\\ \·\\ b^{(\mathrm{\υ}-1)}\left(i\right)\end{array}\right]=w\left(i\right)\·\left[\begin{array}{c}{a}^{\left(0\right)}\left(i\right)\\ \·\\ \·\\ \·\\ a^{(\mathrm{\υ}-1)}\left(i\right)\end{array}\right]$

其中，预编码矩阵为w(i)是可逆的υ*υ的矩阵。eNB需设定层数υ与发射天线数相等。

优选地，为了简化计算，可以设定矩阵w(i)为对角矩阵或单位矩阵。通常地，如果使用QPSK调制E-PDCCH，此时幅度信息不是必须的，那么w(i)可选择为对角矩阵。如果使用16/64QAM调制E-PDCCH，那么w(i)选择为单位矩阵更好，更有利于简化计算并减少其它杂项开销。除了上述方式，还可以从配置在eNB和UE中的码本中选择预编码矩阵为w(i)。需要注意的是，必须将预编码矩阵w(i)通知给UE。

为了让UE正确地解调E-PDCCH，eNB必须将E-PDCCH的发射模式(波束赋形或发射分集)预先通知给UE。通知的方式可以是下面几种方式中的一种：

高层信令方式：无线资源控制协议(RRC)信令可以为E-PDCCH半静态地配置或再配置天线和MCS。这种方式的优点是容易实施。

双DCI指示方式：还可以设计新的可以传输E-PDCCH配置的DCI格式。使用群RNTI减少由此引起的额外的杂项开销。新的DCI将包含群内所有UE的配置信息。这种方式的优点是可以跟踪信道变化，实现动态配置，可以更优化地配置资源。

预定义资源指示方式：为配置信息分配专用资源，并让UE预先知道该专用资源。这种方式的优点是可以跟踪信道变化，实现动态配置，可以更优化地配置资源。

在UE端，UE解调其对应的E-PDCCH的具体过程如下：

步骤1：UE基于eNB发送的指示确定其对应的E-PDCCH的发射模式(即，发射分集或波束赋形)。

步骤2：若E-PDCCH的发射模式是天线发射分集，则UE使用预定义的预编码矩阵(例如，对角矩阵或单位矩阵)或使用从码本中选择的预编码矩阵解调接收到的在E-PDCCH中的DM-RS。

步骤3：基于接收到的DM-RS，UE估计等价信道矩阵然后根据公式(3)计算物理信道矩阵H。

步骤4：UE使用获得的物理信道矩阵H解调其对应的E-PDCCH以获得相应的下行调度信息。

上述实施仅是以E-PDCCH为例来说明本发明，值得注意的是，本发明的方法还可以实施在其它类似E-PDCCH的控制信道上，例如增强型PHICH、增强型PCFICH等基于DM-RS解调的控制信道，也能获得本发明实施在E-PDCCH上的类似的效果。

尽管上面的文本阐述了本发明的各种不同实施方式的详细描述，但是应当理解到，本发明的法律范围由本专利所附的权利要求的文字来界定。详细描述应当被解释为仅是示范性的，并非描述本发明的每种可能的实施方式，因为描述每种可能的实施方式，即使有可能，也是不切实际的。利用当前技术或在本专利申请日之后研发的技术，能够实现各种可替换的实施方式，这仍将落入界定本发明的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种在基站中获得基于DM-RS解调的控制信道发射分集增益的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

a.对经发射分集编码和层映射后的用户特定参考信号a预编码以得到预编码用户特定参考信号其中所述预编码的预编码矩阵为W；

b.通过物理信道发送所述预编码用户特定参考信号给用户终端，所述预编码用户特定参考信号经过物理信道后在用户设备端得到信号其中，所述物理信道的矩阵为H。

2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，其中所述预编码矩阵W是对角矩阵或单位矩阵。

3.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，其中所述预编码矩阵W是从码本中选择的矩阵。

4.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤a之前还包括如下步骤：

向用户设备端发送控制信道的发送模式的指示，用于在用户设备端确定所述发送模式是波束赋形或发射分集；

当所述发送模式是发射分集时，进行所述步骤a至b。

5.如权利要求4中所述的方法，其特征在于，所述方法使用高层信令方式、双DCI指示方式或预定义资源指示方式发送所述指示。

6.一种在用户设备端获得基于DM-RS解调的控制信道发射分集增益的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

c.接收信号b，其中所述信号b由预编码用户特定参考信号经过物理信道后在用户设备端得到，即其中，所述物理信道的矩阵为H，其中，预编码用户特定参考信号是由经发射分集编码和层映射后的用户特定参考信号a经预编码得到的，即其中所述预编码的预编码矩阵为W；

d.根据所述经发射分集编码和层映射后的用户特定参考信号a和所述信号b，得到等价信道矩阵其中等价信道矩阵为物理信道矩阵H和预编码矩阵W相乘，即满足：

e.根据预编码矩阵W的逆矩阵W^-1，基于得到所述物理信道矩阵H；

f.使用所述物理信道矩阵H解调所述控制信道。

7.如权利要求6中所述的方法，其特征在于，其中所述预编码矩阵W是对角矩阵或单位矩阵。

8.如权利要求6中所述的方法，其特征在于，其中所述预编码矩阵W是从码本中选择的矩阵。

9.如权利要求6中所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤c之前还包括如下步骤：

接收来自基站的控制信道的发送模式的指示，用于在用户设备端确定所述发送模式是波束赋形或发射分集；

当所述发送模式是发射分集时，进行所述步骤c至f。

10.如权利要求9中所述的方法，其特征在于，使用高层信令方式、双DCI指示方式或预定义资源指示方式接收所述指示。