CN104349444A

CN104349444A - 一种tdd系统中下行探测参考信号的发送方法

Info

Publication number: CN104349444A
Application number: CN201310398806.6A
Authority: CN
Inventors: 杨海斌; 罗明胜; 高子龙; 林志坚
Original assignee: Beijing Jiuhuaxin Information Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Jiuhuaxin Information Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2015-02-11
Anticipated expiration: 2033-09-05
Also published as: CN104349444B

Abstract

本发明涉及一种在TDD MIMO系统中发送下行探测参考信号的方法，该方法包括如下步骤：产生一个基本参考信号集合，基站根据基站身份信息从基本参考信号集合中选择一个基本参考信号，根据此基本参考信号以及本基站的发送天线数目和天线序号，得到每根天线的参考信号；每根天线在本天线的参考信号上添加循环前缀构成探测参考信号，并在每一个下行子帧的固定位置上发送该探测参考信号。由于多天线发送的参考信号之间具有正交性，所以避免了不同天线信号之间的混叠。不同小区之间的参考信号互相关性很小，降低了相邻小区的下行探测参考信号之间的干扰。采用和数据独立的下行探测参考信号，避免了在不必要的时隙和频率上发送数据导频带来的干扰，有利于同频组网。

Description

一种TDD系统中下行探测参考信号的发送方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种在TDD（时分双工）的MIMO（多输入多输出）系统中发送下行探测参考信号的方法。

背景技术

在移动通信系统中，为了避免远近效应引起的上行用户（UE）之间的干扰，需要根据用户和基站（BS）之间的信道质量对每个用户的上行发送功率进行调整。上行功率控制方法可以分为闭环功率控制和开环功率控制。闭环功率控制是指根据基站侧收到的上行信号质量来调整上行发送功率的方法，开环功率控制是指UE侧根据下行信号质量来调整上行发送功率的方法。在时分双工（TDD）系统中，由于上行和下行链路采用的是相同的频率，所以UE可以根据对下行信号质量的测量结果来估计上行的信道质量，因此在TDD系统中可以采用开环功控。开环功控的优点是从测量到生效的时延短，通常小于一个无线帧的时长。在高速移动的环境中，为了适应信道的快速衰落特征，要求功控的响应时间尽量短，因此通常需要进行开环功控。

开环功控对下行信道质量的估计是通过对下行参考信号的测量得到的。下行参考信号是基站发送的一组特定的信号，该信号在UE侧是已知的。UE侧根据收到的下行参考信号的强度可以估计出信道的衰减。在通常的移动通信系统中，一般是用一个固定的导频序列作为下行参考信号。在多输入多输出（MIMO）系统中，如果基站侧不同的天线发送相同的参考信号，会使在UE侧收到的不同天线的参考信号互相叠加，影响测量的准确度，因此在MIMO系统中基站需要在不同天线上发送特殊的下行参考信号，使得在UE侧可以同时测量出其和基站不同天线之间的信道质量。

在OFDM（正交频分复用）系统中，UE发送的上行信号一般占用整个系统带宽内一部分子带，因此开环功控的测量要求能够得到每一个子带的信道质量。这要求下行测量的参考信号必须能够覆盖整个带宽。并且，由于信道的时变特性，为了使下行测量的信道结果和上行信号发送时的信道状态一致，下行测量的参考信号应该尽量接近下行帧的结尾（在保证测量和功控的处理时延的前提下）。

在通常的系统通信系统中，基站在下行信号中会随数据发送一些下行导频，用于下行数据的相干解调。在现有的技术中一般使用这些数据导频作为下行测量的参考信号，好处是不需要发送额外的参考信号。但是现有的方法至少存在以下问题：

其一，为了保证下行测量能够覆盖整个带宽，无论下行的数据占用的实际带宽是多少，下行的数据导频都必须在整个带宽上发送。这会增加导频信号对相邻小区信号的干扰。特别是对于同频组网的系统，为了避免小区边界的用户收到的来自不同基站的信号相互干扰，一般可以通过资源调度让属于不同小区的用户占用不同的子带，从而保证数据信号的正交。但是，如果要求导频信号必须在全频段发送，则不可避免的会对邻小区产生干扰。

其二，为了保证UE能够进行下行测量，无论是否需要发送下行数据，都必须在指定的位置发送下行的数据导频。而在同频组网系统中，当某个基站的某个时隙没有下行数据需要发送时，在该时隙也不发送数据导频可以降低对邻小区的干扰，提高整个系统的频谱利用效率。但是，如果要求导频信号必须发送，则不可避免的增加对邻小区的干扰。

发明内容

本发明主要解决的技术问题包括：在TDD的MIMO无线通信系统中，发送下行探测参考信号的方法。该方法可以使UE侧快速得到其与本基站每根天线的下行信道的状态信息，用于进行上行开环功率控制。该方法可以使UE获得整个带宽内的信道状态信息，并且可以降低对相邻小区数据信号的干扰。

本发明通过如下技术方案实现：

一种在TDD的MIMO无线通信系统中发送下行探测参考信号的方法。该方法包括：

首先产生一个基本参考信号集合，基站根据基站身份信息从基本参考信号集合中选择一个基本参考信号，根据此基本参考信号以及本基站的发送天线数目和天线序号，得到每根天线的参考信号。

进一步的，每根天线在本天线的参考信号上添加循环前缀构成探测参考信号，在每一个下行子帧的固定位置上发送该探测参考信号。

如上所述方法，其中基本参考信号集合由M个长度为L的序列组成，其中M，L为正整数；M不小于最大可能的相邻基站数目，L由系统带宽和所需的探测频率分辨率决定。

如上所述的方法，其中相邻基站选择不同的基本参考信号，不同的基本参考信号之间的互相关性很小。

如上所述的方法，其中所有可选的基本参考信号的非0循环移位自相关为0。

如上所述的方法，其中按如下的方式生成每个天线的参考信号：天线序号为n的天线上发送的下行参考信号为其中p_k(i),i＝0,1,2,...,L-1为基本参考信号集合中序号为k的参考信号，k＝0,1,...,M-1；N为下行发送天线的数目，为正整数；表示为不大于x的最大整数；AmodB表示A对B取模。

如上所述的方法，其中基站在系统支持的最大带宽上发送参考信号。

如上所述的方法，其中在下行子帧中发送参考信号的时间到上行子帧的起始时间的间隔应大于下行信号测量的处理时间以及上行功率控制的响应时间，并且在满足上述条件的前提下，发送下行参考信号的时间尽量接近下行子帧结尾。

如上所述的方法，其中基站所有天线在相同的时间和频率上发送下行探测参考信号。在发送下行探测参考信号的同时不发送数据信号。

由上述技术方案的描述可以看出，多天线发送的参考信号之间具有正交性，从而避免了不同天线信号之间的混叠。不同小区之间的参考信号互相关性很小，降低了相邻小区的下行探测参考信号之间的干扰。采用和数据独立的下行探测参考信号，避免了在不必要的时隙和频率上发送数据导频带来的干扰，有利于同频组网。

附图说明

图1为时域参考信号产生方法。

具体实施方式

本发明提出了一种TDD的MIMO无线通信系统中下行探测参考信号的发送方法，其主要方案是不同基站采用不同的基本参考信号，并且同一基站各根天线发送相互正交的参考信号，辅助终端完成信道质量测量，进而完成上行开环功控。下面结合具体实施例对本发明所述技术方案做进一步描述。

首先生成基本参考信号集合：

以系统带宽为4MHz，符号速率为3.584MHz，基站天线数目N＝4的TDD无线通信系统为例，取L＝224，M＝222。选用长度为223的ZC（Zadoff–Chu)序列循环扩展为长度为224的序列，构成长度L＝224的频域基本参考序列。其中序号为k的长度为223的ZC序列可表示为：

a_{k} (m) = \exp [- j 2 π (k + 1) \frac{m (m + 1) / 2}{223}], m = 0,1, . . ., 222, k = 0,1, . . ., M - 1

因此，对上述长度为223的ZC序列经过循环扩展，得到对应序号为k的长度L＝224的频域基本参考序列，可表示为：

b_{k} (m) = \{\begin{matrix} a_{k} (m), m = 0,1,2, . . ., 222 \\ a_{k} (0), m = 223 \end{matrix}, k = 0,1, . . ., M - 1

将系统带宽均匀的划分成L个子带，在L=224时，每个子带的频率间隔在每个子带上发送频域参考序列的一个符号。序号为k的频域参考信号经过IFFT后，可以得到相应的时域参考信号p_k，全部M个时域参考信号构成基本参考信号集合{p_k}，k＝0,1,...,M-1。

每个基站根据本基站的身份信息，按照某种给定的映射关系，得到一个索引值k，则选择p_k作为本基站的基本参考序列。

按照如下的方法得到本基站内所有天线的参考信号：天线数目为4，同一基站下各根天线对应时域参考信号的循环移位间隔为对于当前基站的时域基本参考信号为p_k，各根天线的时域参考信号分别为：

天线序号n＝0的天线时域参考信号为：

p_{k}^{0} (i) = p_{k} (i), i = 0,1,2, . . ., 223

天线序号n＝1的天线时域参考信号为：

p_{k}^{1} (i) = \{\begin{matrix} p_{k} (i + 56), i = 0,1,2, . . ., 167 \\ p_{k} (i - 168), i = 168,169, . . ., 223 \end{matrix}

天线序号n＝2的天线时域参考信号为：

p_{k}^{2} (i) = \{\begin{matrix} p_{k} (i + 112), i = 0,1,2, . . ., 111 \\ p_{k} (i - 112), i = 112,113, . . ., 223 \end{matrix}

天线序号n＝3的天线时域参考信号为：

p_{k}^{3} (i) = \{\begin{matrix} p_{k} (i + 168), i = 0,1,2, . . ., 55 \\ p_{k} (i - 56), i = 56,57, . . ., 223 \end{matrix}

一个基站下所有天线的参考信号的生成方法可以用图1表示。

按照上述方法得到基站侧各根天线的时域参考信号后，分别对每根天线的时域参考信号添加长度为CP循环前缀，避免信道时延扩展对参考信号正交性的破坏。

最后，网络中所有基站的所有天线在下行子帧的最后(L+CP)个符号同时发送下行探测参考信号。

本发明并不局限于上述具体实施方式，本发明可以有各种修改和替代形式，在附图和详细说明中一些具体的实施例只是作为实例加以表述。但应理解，这些附图和详细说明绝不是为了将本发明限制在所公开的具体形式上，相反，本发明应包括在权利要求书所定义的范围内的全部修改、等效形式和替代形式。

Claims

1.一种在TDD的MIMO系统中发送下行探测参考信号的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

产生一个基本参考信号集合，基站根据基站身份信息从基本参考信号集合中选择一个基本参考信号，根据此基本参考信号以及本基站的发送天线数目和天线序号，得到每根天线的参考信号；

每根天线在本天线的参考信号上添加循环前缀构成探测参考信号，并在每一个下行子帧的固定位置上发送该探测参考信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，相邻基站选择不同的基本参考信号，不同的基本参考之间的互相关性很小。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所有可选的基本参考信号的非0循环移位自相关为0。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，按如下的方式生成每根天线的参考信号：天线序号为n的天线上发送的下行参考信号为其中p_k(i)为基本参考信号集合中序号为k的参考信号，i＝0,1,2,...,L-1，k＝0,1,...,M-1；N为下行发送天线的数目，L为基本参考信号的长度，M为基本参考信号集合中基本参考信号的数目，L,M,N都为正整数；表示为不大于x的最大整数；AmodB表示A对B取模。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，基站在系统支持的最大带宽上发送参考信号。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，在下行子帧中发送参考信号的时间到上行子帧的起始时间的间隔应大于下行信号测量的处理时间以及上行功率控制的响应时间，并且在满足上述条件的前提下，发送下行参考信号的时间尽量接近下行子帧结尾。

7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，基站所有天线在相同的时间和频率上发送下行探测参考信号，在发送下行探测参考信号的同时不发送数据信号。