CN104488215B - 用于弱信道组件的估计 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种装置和方法，由此控制参考信号的输出，以使得根据在用户设备侧的参考信号的接收强度，在不同的时间间隔传输所述参考信号。此外，还提供了一种装置和方法，由此接收用于测量参考信号的配置信息，其中所述配置信息包括关于时间间隔的指示，在所述时间间隔期间发送具有不同传输强度的参考信号。

Description

用于弱信道组件的估计
技术领域
本发明涉及用于估计弱信道组件的装置、方法以及计算机程序产品。
背景技术
在本说明书中使用的下列缩写的含义适用于
ADC 模拟-数字转换器
AGC 自动增益控制
AP 接入点
CA 协作区域
CC 信道组件
CDM 码分多路复用
CoMP 协作多点传输
CSI 信道状态信息
eNB 增强节点B
FDM 频分多路复用
IQ 以基带表示的信号的分量
ISD 站点间距离
JT 联合传输
LTE 长期演进
LTE-A 高级LTE
MIMO 多输入多输出
MSE 均方差
MU 多用户
OFDM 正交频分复用
RE 资源单元
RS 参考信号
RSRP 参考信号接收功率
Rx 接收
SI 研究项目
SINR 信干噪比
TDM 时分多路复用
Tx 传输
UE 用户设备
WB 宽带
本发明的实施方式涉及移动无线电系统概念，比如3GPP LTE，LTE-A，尤其是CoMP的未来优化。欧洲联盟建立的Artist4G高级CoMP项目被研究用于下行传输，而且尤其是一种称之为IFM-A的新颖的干扰抑制方案已经基于联合传输CoMP而开发完成。这种新颖的干扰抑制架构已经开发，有望相对于3GPP CoMP SI迄今为止所报道的技术获得显著的性能增益。例如，作为参考，与4x2MU MIMO方案相比，就类似的仿真假设而言，对于干扰抑制(IFM-A)架构增益有可能超过200％。这两种方案都是理想的信道估计，但是对于CoMP系统，能够预期更高的灵敏度。
对于实际JT CoMP系统，准确的信道估计是非常重要的，并且对于IMF-A而言，对于弱信道组件尤其如此。业已发现，信道估计中的任何改进将有助于提高系统级性能。
因此，将需要高度复杂的CSI估计和反馈概念，以充分利用上述提及的性能增益，甚至是对于低到中等的移动速度也是如此。
因此，期望显著改善CSI估计质量，尤其是相对于弱信道组件的信道估计。同时，应当保持小到中等参考信号开销。
发明内容
本发明的实施方式解决这种情况，并旨在提供改善的信道估计质量。
根据本发明第一方面提供的装置，提供了一种装置和方法，由此控制参考信号的传输，以使得可以根据在用户设备(UE)侧的参考信号的接收强度，在不同的时间间隔传输所述参考信号。
静噪和/或功率增强方案可以用于控制参考信号的传输。
所述时间间隔可以被动态地定义。
可以向用户设备通知该时间间隔。
可以接收来自用户设备的关于在用户设备处的参考信号的接收强度的报告。
对于协作多点传输，可以应用信道状态信息参考信号激活模式。
根据本发明的第二方面，提供了一种装置和方法，由此接收测量参考信号的配置信息，其中所述配置信息包括关于时间间隔的指示，在此时间间隔期间发出不同接收强度的参考信号。
所述配置信息可以包括关于用于控制参考信号的传输的静噪和/或功率增强方案的指示。
接收器的输入动态范围可以在相应的时间间隔内调整，以便使接收器适于接收强参考信号或弱参考信号。
可以传输关于参考信号的接收强度的报告。
对于协作多点传输，配置信息可以包括关于信道状态信息参考信号激活模式的指示。
根据本发明的再一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括用于处理设备的程序，所述程序包括软件代码部分，用于当在处理设备上运行相应程序时执行本发明的方法。
所述计算机程序产品可以包括计算机可读介质，在所述计算机存储介质上存储有相应的软件代码部分。
所述计算机程序产品可以直接加载到处理设备的内部存储器。
附图说明
从下面将结合本发明附图进行的详细说明，可以完全清楚这些和其他目标、特征、细节以及优点，其中：
图1示出其中单个协作区域利用36个宽带(WB)波束来服务27个UE的情形，
图2示出根据本发明实施方式的站点激活模式，
图3示出在LTE版本10中针对LTE-A定义的CSI RS，
图4示出根据本发明实施方式的信道估计概念向不同覆盖移位(cover shift)的扩展，
图5A到5C示出了根据本发明实施方式的测量弱信道组件和强信道组件的问题和解决方案，以及，
图6A和6B示出了根据本发明实施方式的装置的示例。
具体实施方式
在下文中，将描述本发明的实施方式。然而，应当理解的是，该描述仅仅是通过示例的方式而给出的，并且所描述的实施方式决不应该被理解为将本发明限制于此。
然而，在讨论本发明的详细实施方式之前，在下面给出了与改进信道估计质量问题相关的一些更多的考虑。
特别地，对上述提及的干扰抑制架构，一个重要的部分是通过一种新颖的干扰低限(interference floor)成形技术连同所谓的覆盖移位(cover shift)概念，来解耦所谓的遍布整个网络的协作区域(CA)，所述所谓的协作区域是主要是重叠的CA。
就性能分析而言，非常有益的是-或者在此处更为重要的是-能够将调查限制到单个CA的信道估计。不幸的是，单个CA的尺寸必须相对较大，比如示范性地可以包括3个站点，在每个站点3个扇区的情况下，这导致9个小区。结合每个小区4个发射天线，每个CA由总共36个信道组件(CC)形成。
由于CA里的许多CC都极小，所谓的部分CoMP概念限制了对接收功率超过特定阈值TH的相关CC的报告。被选择为使得与理想CSI估计相比仅仅存储微小性能下降的阈值将会对于一些UE导致几个至10个或者甚至20个相关的CC。
图1示出了CC到UE的一种典型分布。不同强度的CC由不同灰度阴影来表示。图1的示例示出了利用36个WB波束(x轴)服务27个UE(y轴)的单个CA。颜色-或者更确切地来说灰度等级-与CC的信号强度|hkm|2以及量化位的相应最优分配相关。未报告的CC是浅黑色的，该CC未被报道是由于强度低于上述的阈值TH。在右侧，给出了特定功率需求窗的CC数量，而且此外，给出了针对简单IQ量化的理想情况下所需要的位数。
如在图1的示例中看到的，有13个CC具有最高的强度(功率值从1.4到2.0)，47个CC功率值从1到1.4，46个CC功率值从0.7到1，47个CC功率值从0.5到0.7，以及185个CC功率值低于0.5且高于上述阈值TH。可以看出的是，随着接收功率的下降，所需要的CSI估计精度提高。这样导致了严重的挑战，因为弱信道本身更加难以估计，而且同时精度要求明显更加严格。
假定专业的测量设备提供了一个大的动态范围，将足以确保接收接近无干扰的正交CSI RS，以允许估计弱CC和强CC。然而，出于成本的原因，现在典型的UE具有相当严格的动态范围，比如20dB到或许25dB。进一步演进可以改善动态范围到也许30dB，但是这样仍距离上面给定的要求很远。
本发明的实施方式利用了能够从图1获得的一些观察结果，图1示出从每个发射天线到每个UE的信号强度。对于较弱CC，精度的要求在增加(此处在右侧从量化位的给定数量可见)，这可以部分上由更高数量的较弱CC来解释。
现在重要的是，对于较弱CC，高位是毫无意义的而且可以省略。以另一种方式，就最强CC而言的绝对CSI精度，对于较弱的CCs而言是增加的，但是对于各个级别的接收功率，每CC的相对精度差不多是恒定的。因此，相对精度要低得多，并且在25dB到30dB的范围，即其可以在将来UE的动态范围内。
能够利用这种知识，但需要一种适合的CSI RS概念，以避免UE必须在一个OFDM符号中同时估计强CC和弱CC。在这种情况下，强信号将覆盖弱信号，即使CSI RS是在不同的频率窗(frequency bin)。对图1进一步观察指示，强CC从包含服务小区的站点的传输，而弱CC通常从其他站点传输。
因此，提出了根据图2的来自不同站点的CSI RS传输的激活模式，即，在每CA中每次只有一个激活的站点，而另两个站点是静噪的(muted)。尤其是，图2示出了确保最佳相互正交性的建议站点激活模式。具有相同颜色的点(更确切地说，灰度等级)表示CSI-RS的同时传输。不同颜色的WB波束(更确切的说，灰度等级)表示相互正交的CSI-RS。图2中的数目表示协作区域的WB波束的索引。每一小区具有4个WB(宽带)波束，每个站点有3个小区，即，3乘以4个WB波束。每个协作区域包括3个站点(以三角形表示)。这样，在每个协作区域中一共有3乘12＝36个WB波束。
根据本施方式，为了最小化来自其他CA的相互干扰，对站点激活进行协调，以使得邻近站点总是使用正交的RS(例如通过FDM或是TDM)。结果，到传输相同CSI RS的下一站点的距离至少是3个基站间距离那么远，并且因此将仅产生极其微弱的干扰。
所述概念进一步要求传输被限制为每次一个站点，以避免同时在UE处接收来自弱小区和强小区的信号。重要的是，UE要么接收强CC的CSI RS，要么接收弱CC的CSI RS，这允许UE使动态输入范围最佳地适配于相应的Rx功率。这能够通过适配AGC或在更高级的版本中使用较高位的或者较低位的模数转化器来完成，以用于将来的UE处理。
如图3示出，根据LTE版本10，弱信号和强信号之间的正交性建议采用来自典型的CSI RS子帧的OFDM符号9和10。这些符号仅仅包括CSI RS，而且没有额外的数据，并且他们提供24个RE，允许带有12个天线端口的站点(3个站点，4个发射天线)，每个AP具有2个RE。这能够用于增加信道估计的频率选择性。
作为另一部分，图4示出了作为整体干扰抑制概念的一部分，CSI RS的分配如何可以应用到不同覆盖移位(cover shift)。在这个例子中，上排示出两个CA，每个CA包括3个站点，以数字1到18表示的总共18个WB波束。下排示出覆盖移位后的两个CA，即，将CA移位为使得例如，在上排属于右侧CA的两个站点现在在下排属于左侧的CA。灰色块表示通过干扰低限成形对CA的解耦。解耦能够通过小区单个垂直天线倾斜和功率分配实现。更确切地说，入站WB波束使用低垂直倾斜和高TX功率，而出站WB波束将强垂直倾斜与低发射功率相结合。
因此，根据上述实施方式，采取了以下措施：
应用CSI RS站点激活模式，由此将强CC和弱CC分开。注意，上述每站点激活仅仅是一个示例。
此外，正交的CSI RS被用在同时激活的邻近CA中，以使得在传输相同的CSI RS的激活站点之间的距离最大化。
所述UE对于强CC或弱CC单独调整他们的输入动态范围，以使得所有的CC能够以相同的相对精度来估计。
此外，只有OFDM符号9和10被用于CSI RS传输，以使得OFDM符号仅仅携带CSI RS。否则，数据信号将会必须被静噪或者UE将同时接收强信号和弱信号。
相同的CSI RS被用于所有的覆盖移位。因此，在每一覆盖移位，具有特定AP范围的CSI RS视为来自不同站点。因此，站点的信号强度也可能变化，该变化应当是为UE所已知的。
在下文中，描述了与上述实施方式的实现相关的一些细节。
上文中已经解释了在UE侧的一种典型的实施。对于所有相关CC，按照每个UE进行的AGC值的适配应当基于半静态RSRP测量值来执行。理想情况下，应当向eNB报告这些RSRP值，以使得其对哪些UE看到具有何种强度的何种CC有一个认知。
由于每一站点有3个小区，每小区4个AP，为了改善CSI估计精度，功率增强是更进一步的自然选择，尤其是对于弱信道。由于在每一小区中，只有三分之一的CSI RS是激活的，因此4.7dB的功率增强是有可能的。
迄今为止，开销都非常低，大约4.3％(24个RE每一帧à10msà24/168/10＝0.043)，所以甚至能够考虑将每AP的RE数量加倍或成为三倍，以提供例如3dB或4.7dB的更进一步减少噪声和干扰，并且仍同时保持开销低于或接近10％。
因此，整体概念现在非常强大：
仅仅是略微增强的UE就能够以非常高的精度以及与接收功率强度无关的类似性能，来估计弱的信道组件到非常弱的信道组件。在整体干扰抑制架构中结合静噪和功率增强概念实现了对激活的CSI RSs的极其低的小区间干扰。信道估计与用户数据一样同样受益于CA的互相解耦，并且与传统的蜂窝网络相比将会允许若干级别更高的信道估计性能。
在下文中，将通过图5A到5C在下文中更加详细地描述与测量弱参考信号和强参考信号相关的问题和根据本发明实施方式的解决方案。
如上所述，对于弱信道组件(CC)的估计(见图5A所示)，存在两个主要问题。首先，这些CC的SINR可能不好。如上述实施方式所已示出，这可以通过一种对于从根本上稀少的CSI RS确保足够的正交资源的适当系统设计来解决。
更详细地，图5A示出了一种在协作区域具有非常强的信道组件以及若干相对弱的信道组件的典型情形。根据噪声低限和CSI RS间的干扰低限-其能够被适当的参考信号设计影响-弱信道组件可能也具有高的SINR，但是可能被强信道组件所隐藏。
对于现实世界系统的第二个问题是有限的UE能力，即，UE接收器有限的动态范围，该动态范围通常在20dB到25dB范围。通过适配于强CC，弱CC或多或少会被该强CC隐藏。如果UE试图适配到弱CC，接收器将处于溢出状态，这使得任何有用的信道估计都是不可能的。见图5B所示。
图5B详细示出了被强信道组件掩蔽的弱信道组件，这限制了弱信道组件的估计精度。
注意，对于弱CC，它意味着CSI RS低于最强CSI RS的接收功率10dB到20dB。为了以这样的高精度估计CSI RS-例如，以用于适当的信道预测-可能需要30dB到40dB的动态范围。
因此，根据本发明的实施方式，引入了两个测量阶段，即，一个用于强CC估计，而第二个用于弱CC估计。eNB确保在一定的测量和时间点将只有弱CC或强CC在操作。
图5C示出了具有2个测量阶段的建议方案。在“弱CC”阶段，强CC(CSI RS 1)被关闭，从而允许UE适配他们的AGC值，以使得能够将UE的全动态范围和/或最佳动态范围用于弱信道(CSI RS2)估计。
这项建议的益处在于，允许具有类似精度的强CC和弱CC的精确的测量。注意，这在对于所有CC的所有CSI RS而言整个系统设置确保良好的SINR的假设下，是成立的。
为了实现，现在必须在eNB和UE之间协调CSI测量，以便UE确切地了解在什么时隙将只有弱CSI RS或强CSI RS，以使得他们能够相应地适配他们的AGC值。
这些测量阶段要么是直接被标准化，要么eNB将不得不根据给UE的信息而广播或在PDCCH上发送。
在下文中将通过参照图6A和6B描述一种通常的实施方式，在图6A和图6B中示出了根据实施方式的装置的一些示例。
图6A示出了根据本发明通常的实施方式的作为对应装置的示例eNB 1，所述对应装置例如是网络控制单元，基站或是类似示例。eNB1包括连接单元12(例如收发器)和处理器11。连接单元12被配置为提供至网络的连接(例如，至图6B示出的至少一个用户设备2)。处理器21被配置为控制参考信号的传输，以使得可以根据在用户设备(UE)侧的参考信号的接收强度，在不同时间间隔传输参考信号。
例如，参考信号可以包括弱参考信号和强参考信号，以使得在第一个时间间隔期间，可以传输弱参考信号，而可以在第二时间间隔期间传输第二个参考信号。可以使用阈值来区分弱参考信号和强参考信号。
根据一种变型，也可以应用若干阈值，即，在特定时间间隔，可以传输具有特定接收强度范围的参考信号，其中，可以应用多个接收强度范围和对应的时间间隔。
处理器11可以被配置为定义时间间隔，或者备选地，可以在网络中预配置所述时间间隔。
处理器11可以被配置为向用户设备通知该时间间隔(例如，图6B示出的UE2)。
图6B示出作为能够对参考信号执行测量的设备的示例的用户设备(UE)2。UE 2包括连接单元22(例如，收发器)和处理器21。连接单元22被配置为提供至网络的连接(例如，至图6A示出的eNB1)。处理器21被配置为接收用于测量参考信号的配置信息，其中配置信息包括关于时间间隔的指示，在此时间间隔期间发送具有不同接收强度的参考信号。
此外，处理器21可以被配置为执行用于测量参考信号的增益调整。
例如，处理器21可以被配置为在特定的时间间隔期间，根据参考信号的接收强度，调整用于参考信号测量的增益控制参数。
增益控制参数的示例是AGC参数。
所述eNB 1和UE2也可以包括分别用于存储数据和程序的存储器13和23，通过这些存储器对应的处理器可以执行其对应的功能。
参考信号的示例是上文与本发明更详细的实施方式结合描述的CSI RS。
弱参考信号和强参考信号可以相互正交。
根据本发明的再一方面，还提供了一种方法，所述方法包括执行由上述处理器执行的功能。
此外，也提供了对应的计算机程序，所述计算机程序包括代码装置，当在处理装置或模块上运行时，所述代码装置执行上述方法中的任何方法。
因此，更详细地，根据本方明的实施方式，对基站处的发射信号控制被执行，以使得在不同的时间间隔，能够由UE测量强CSI-RS和弱CSI-RS，并且可以向UE通知各自用于调整用于CSI-RS测量的AGC参数的时间间隔。
应当指出，一般而言实施方式和本发明并不受限于上述给出的具体示例。
应当理解的是，除非明确声称为排除替代方式，任何上面的修改能够单独地或与他们所引用的相应的方面和/或实施方式结合地应用。
在这里，出于如上述的本发明的目的，应当指出的是
-方法步骤很可能实现为以软件代码部分并且实现为使用处理器在网络单元或终端运行(例如设备、装置和/或其模块，或者例如因此包括装置和/或模块的实体)，独立的软件代码，并且能够使用任何已知的或将来开发的编程语言来载明，只要保留方法步骤所定义的功能性。
-通常，任何方法步骤均适合于按照所实现的功能性以软件或硬件实现，而不改变本发明的想法；
-很可能在上面定义的装置(例如，根据上述实施方式执行装功能的设备，上述eNode-B等)或其中任何模块处被实现为硬件组件的方法步骤和/或设备、单元或装置是硬件独立的，并且能够使用任何已知或将来开发的硬件技术或这些技术的任何组合来实现，例如MOS(金属氧化物半导体)，CMOS(互补MOS)，BiMOS(双极性MOS)，ECL(发射极耦合逻辑)，TTL(晶体管-晶体管逻辑)等，使用例如ASIC(专用集成电路)，FPGA(现场可编程门阵列)组件，CPLD(复杂可编程逻辑器件)组件或是DSP(数字信号处理器)组件；
-设备、单元或装置(例如，上面定义的装置或其中任何一种相应的装置)能够以单个的设备、单元或装置实现，但是这不排除以遍布系统的分布式方式实现，只要保留设备、单元或装置的功能性；
-一种设备可以由半导体芯片、芯片组或包括诸如芯片或芯片组的(硬件)模块来表示；然而，这并不排除装置或模块的功能性在(软件)模块被实现为软件而不是以硬件实现的可能性，例如包括用于在处理器上执行/运行的可执行的软件代码部分的计算机程序或计算机程序产品；
-一种设备可以被视为一种装置或被视为多于一个装置的组合装置，例如，无论是彼此合作地实施功能性或是彼此独立地实施功能性，但是他们都在同一个设备外壳里。
应当指出，上述实施方式和示例仅仅是出于说明目而提供的，而决非意在将本发明限制于此。

Claims (13)

1.一种用于协作多点传输的方法，包括：控制参考信号的传输，以使得根据在用户设备处的参考信号的接收强度，在不同的时间间隔内传输所述参考信号，以及应用信道状态信息参考信号激活模式，所述激活模式从弱信道分量中分离强信道分量。
2.一种用于协作多点传输的方法，包括：接收用于测量参考信号的配置信息，其中所述配置信息包括关于时间间隔的指示，在所述时间间隔期间发送具有不同接收强度的参考信号，其中所述配置信息包括关于信道状态信息参考信号激活模式的指示，所述激活模式从弱信道分量中分离强信道分量。
3.一种用于协作多点传输的装置，包括：
连接单元，被配置为提供至移动网络的连接；以及
处理器，被配置为控制参考信号的传输，以使得根据在用户设备处的参考信号的接收强度，在不同的时间间隔内传输所述参考信号，
其中所述装置进一步被配置为应用信道状态信息参考信号激活模式，所述激活模式从弱信道分量中分离强信道分量。
4.根据权利要求3所述的装置，其中静噪和/或功率增强方案被用于控制所述参考信号的所述传输。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，所述处理器进一步被配置为定义所述时间间隔。
6.根据权利要求3或4所述的装置，所述装置进一步被配置为向所述用户设备通知所述时间间隔。
7.根据权利要求3或4所述的装置，所述装置进一步被配置为接收来自所述用户设备的关于在所述用户设备处的所述参考信号的所述接收强度的报告。
8.一种用于协作多点传输的装置，包括：
连接单元，被配置为提供至移动网络的连接，以及
处理器，被配置为接收用于测量参考信号的配置信息，其中所述配置信息包括关于时间间隔的指示，在所述时间间隔期间发送具有不同接收强度的参考信号，其中所述配置信息包括关于信道状态信息参考信号激活模式的指示，所述激活模式从弱信道分量中分离强信道分量。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述配置信息包括关于用于控制所述参考信号的所述传输的静噪和/或功率增强方案的指示。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中所述处理器进一步被配置为在所述时间间隔调整所述连接单元的输入动态范围，以便使所述连接单元适于接收强参考信号或弱参考信号。
11.根据权利要求8或9所述的装置，所述装置进一步被配置为传输关于所述参考信号的所述接收强度的报告。
12.一种用于协作多点传输的系统，包括：
处理器，以及
存储器，存储包括软件代码部分的计算机程序，当所述计算机程序在所述处理器上运行时，致使所述处理器执行:
控制参考信号的传输，以使得根据在用户设备处的参考信号的接收强度，在不同的时间间隔内传输所述参考信号，以及
应用信道状态信息参考信号激活模式，所述激活模式从弱信道分量中分离强信道分量。
13.一种用于协作多点传输的系统，包括：
处理器，以及
存储器，存储包括软件代码部分的计算机程序，当所述计算机程序在所述处理器上运行时，致使所述处理器执行:
接收用于测量参考信号的配置信息，其中所述配置信息包括关于时间间隔的指示，在所述时间间隔期间发送具有不同接收强度的参考信号，其中所述配置信息包括关于信道状态信息参考信号激活模式的指示，所述激活模式从弱信道分量中分离强信道分量。
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