CN104144038B - 一种lte系统下行控制信道的信号发射方法与装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种LTE系统下行控制信道发射方法，包括：将双极化天线根据极化方向分为两组，每一组的4个天线极化方向相同；组与组之间按照空频块码SFBC的方案发射，两组内4个天线分别存在一个相对时延，且时延数值互不相同。本申请方案不需要进行广播加权，从而使得控制信道的覆盖能力增强，并且对天线降秩带来的影响降低。

Description

一种LTE系统下行控制信道的信号发射方法与装置

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种LTE系统下行控制信道发射方法与装置。

背景技术

LTE系统的下行发射信道分为小区级和用户级。小区级的下行发射信道即通常所说的控制信道，包括物理下行控制信道(PDCCH)、物理混合自动重传请求指示信道(PHICH)、物理控制格式指示信道(PCFICH)、物理广播信道(PBCH)以及同步信号(PSS和SSS)，需要发射信号对应的波束进行小区级覆盖。根据通常的布网方案采用三扇区组网，覆盖每个扇区的3dB波束宽度一般为65度，或称作小区级的波束为65度。

考虑到未来无线通信制式的增多，站址的选择将会越来越困难，因此多系统共天馈将会是一种发展趋势，从而需要天线具有宽带性。目前，时分同步码分多址 (TD-SCDMA)系统和时分长期演进项目(TD-LTE)系统的宽带双极化天线(FAD 天线)已经研发成功，并且成为运营商布网的重要选择。FAD天线的一个重要特征就是，在F和A频段，其单元波束为90度，在D频段，单元波束为65度。

目前LTE系统中基于双极化天线的控制信道发射方案为静态赋形与空频块码(SFBC，Space Frequency Block Code)相结合，即将双极化天线依极化方向分为两组，每组之间进行广播赋形，组与组之间实现SFBC，图1给出了该方案的示意图。SFBC 基于Alamouti编码，其编码矩阵为：该公式表示同一个SFBC编码块将占据两根(组)发射天线的两个相邻的子载波i,i+1，发射天线1在两个子载波上承载信息符号s₁和发射天线2在这两个子载波上依次承载信息符号s₂和

静态赋形与SFBC相结合的方案的一个重要技术就是同极化的天线单元需要进行广播加权，形成广播波束。对于FAD天线的F频段和A频段，由于其单元波束为90 度，其广播权值的效率较高(60％多)，而对于D频段，由于其本身的单元波束宽度仅65度，其广播权值的效率仅40％左右，这样对于控制信道的覆盖会带来很大的影响。同时广播波束的形成对天线校准的要求很高，且一旦天线降秩会对广播波束带来较大影响，因此该方案从实际应用的角度具有一定的局限性。

发明内容

本申请提供了一种LTE系统下行控制信道发射方法，不需要进行广播加权，从而使得控制信道的覆盖能力增强，并且对天线降秩带来的影响降低。

本申请实施例提供的一种LTE系统下行控制信道发射方法，包括：

将双极化天线根据极化方向分为两组，每一组的4个天线极化方向相同；组与组之间按照空频块码SFBC的方案发射，两组内4个天线分别存在一个相对时延，且时延数值互不相同。

较佳地，每一组4个天线的时延数值取等差数列。

较佳地，所述时延最大值不超过循环前缀的长度。

较佳地，所述时延最大值不超过10Ts，Ts为采样点的间隔。

从以上技术方案可以看出，将双极化天线根据极化方向的不同分为两组，每组极化天线的4根天线之间采用时间延迟的方案，并且两组极化天线之间的时间延迟不同，以保证两组极化天线所形成的频率选择性衰落不同。这样将两组天线映射到两个天线端口，利用SFBC的方案对控制信道进行发射。本申请利用单元波束覆盖小区，相对于静态赋形与SFBC相结合的方案，本申请方案不需要进行广播加权，从而使得控制信道的覆盖能力增强，并且对天线降秩带来的影响降低。同时由于保证了两个极化天线组之间的时间延迟不同，从而能带来频率分集增益。

附图说明

图1为现有技术的LTE系统中基于双极化天线的控制信道发射方案示意图；

图2为本申请实施例的LTE系统中基于双极化天线的控制信道发射方案示意图；

图3a为AWGN信道下，本申请方案与现有技术对于PDCCH信道的对应曲线对比示意图；

图3b为AWGN信道下本申请方案与现有技术对于PCFICH的对应曲线对比示意图；

图3c为AWGN信道下本申请方案与现有技术对于PHICH的对应曲线对比示意图。

具体实施方式

本申请方案将双极化天线根据极化方向的不同分为两组，每组极化天线的4根天线之间采用时间延迟的方案，并且两组极化天线之间的时间延迟不同，以保证两组极化天线所形成的频率选择性衰落不同。这样将两组天线映射到两个天线端口，利用 SFBC的方案对控制信道进行发射。申请利用单元波束覆盖小区，相对于静态赋形与 SFBC相结合的方案，本申请方案不需要进行广播加权，从而使得控制信道的覆盖能力增强，并且对天线降秩带来的影响降低。同时由于保证了两个极化天线组之间的时间延迟不同，从而能带来频率分集增益。

为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。

本申请利用双极化天线的阵列特点，将双极化天线根据极化方向分为两组，即每组4个天线的极化方向相同。如图2所示，天线1、天线2、天线3、天线4为一组，天线5、天线6、天线7、天线8为另一组。组与组之间按照SFBC的方案发射，两组内4个天线分别存在一个相对时延[t11,t12,t13,t14]和[t21,t22,t23,t24]，且时延数值互不相等。每组4个天线的时延一般取等差数列，但是最大时延不会超过循环前缀(CP) 的长度(144Ts，Ts表示采样点的间隔，1/30.72M)，通常10Ts内。在本申请中，两组天线之间的时延不一致。这样本申请方案就能实现单元65度波束覆盖小区，避免了广播加权。同时由于两组天线所选的延迟不同，从而能有效解决频率选择性衰落的影响。

以下针对本申请实施例方案进行具体描述：

将双极化天线按照图2进行编号，{1,2,3,4}和{5,6,7,8}分别为一组虚拟天线。第一组虚拟天线通过端口0发射信号，第二组虚拟天线通过端口1发射信号。记端口0 (port0)对应的发射信号为s₀(t)，端口1(port1)对应的发射信号为s₁(t)。

第一组虚拟天线发射的信号可以记为s₀(t-t₁₁)+s₀(t-t₁₂)+s₀(t-t₁₃)+s₀(t-t₁₄)，第二组虚拟天线发射的信号可以记为s₁(t-t₂₁)+s₁(t-t₂₂)+s₁(t-t₂₃)+s₁(t-t₂₄)，其中两组虚拟天线发射的信号之间满足SFBC预编码的要求，其编码矩阵为：该公式表示同一个 SFBC编码块将占据两根(组)发射天线的两个相邻的子载波i,i+1，发射天线1在两个子载波上承载信息符号s₁和发射天线2在这两个子载波上依次承载信息符号s₂和

针对以上描述的方案，在加性高斯白噪声((AWGN，Additive White GaussianNoise)信道下进行了仿真，并与现有技术中的静态赋形与SFBC相结合的方案进行了对比。其中，图3a示出了AWGN信道下，PDCCH两种方案对应的曲线对比。图3b示出了AWGN信道下PCFICH两种方案对应的曲线对比，图3c示出了AWGN 信道下PHICH两种方案对应的曲线对比。其中，old表示现有技术中的静态赋形与SFBC相结合的方案，new表示本申请方案。可以看出，在信噪比(SNR)相同的情况下，本申请方案的误检率(Miss Detect Rate)均显著低于现有技术中的静态赋形与SFBC相结合的方案。

本申请技术方案可以实现如下技术效果：

以同极化单元波束组覆盖小区，避免了广播加权，提高了控制信道的覆盖；

两组天线之间采用不同的延迟因子，从而有效的克服了频率选择性衰落。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种LTE系统下行控制信道的信号发射方法，其特征在于，包括：

将双极化天线根据极化方向分为两组，每一组的4个天线极化方向相同；组与组之间按照空频块码SFBC的方案发射，两组内4个天线分别存在一个相对时延，且时延数值互不相同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一组4个天线的时延数值取等差数列。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时延最大值不超过循环前缀的长度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时延最大值不超过10Ts，Ts为采样点的间隔。