CN105052231B - 无线通信系统中的接收设备和信道估计控制方法 - Google Patents

无线通信系统中的接收设备和信道估计控制方法 Download PDF

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Abstract

问题：提供一种能够改善信道估计的延迟和解码信道信息的错误率的无线通信系统中的接收设备和信道估计控制方法。解决方法：在使用不与控制信息信号复用的第一参考信号以及与控制信息信号复用的第二参考信号的无线通信系统中，接收器(200)包括：A/N检测选择部(211)，用于选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计；以及信道估计部(209)，用于通过使用所选择的参考信号来进行信道估计。

Description

无线通信系统中的接收设备和信道估计控制方法
技术领域
本发明涉及使用与控制信息信号复用的参考信号的无线通信系统，尤其涉及无线通信系统中的接收设备和信道估计控制方法。
背景技术
在3GPP所规定的演进型通用陆地无线接入(E-UTRA)中，通过使用物理上行链路控制信道(PUCCH)来发送作为控制信息的确认(ACK)信号或不确认(NACK)信号以及信道质量信息(CQI)。在以下说明中，为了方便起见，将ACK信号和NACK信号均简称为A/N信号。
在循环前缀(CP)为正常模式并且PUCCH为格式2的情况下，仅复用CQI信号。与此相对，在CP为正常模式并且PUCCH为格式2a或格式2b的情况下，在同一子帧内复用CQI信号和A/N信号(参考非专利文献1的第5.4.2章)。
如图1所示，A/N信号与分配到时隙的后半部分(＝OFDM符号编号#5)中的参考信号的OFDM符号复用。这里，OFDM表示正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing)。在以下说明中，将解调用的参考信号称为DM-RS(即，解调参考信号)。
如图1所示，在接收到复用DM-RS和A/N信号的无线信号的情况下，接收器检测与参考信号复用的A/N信号，通过使用去除了A/N信号的参考信号来进行CQI信道估计，并且将所估计的信道特性用于CQI信号的解调。为了降低这种A/N检测中的A/N信号的错误检测的影响，提出了一种无线基站(专利文献1)。该无线基站包括A/N检测部，该A/N检测部针对判断A/N信号是ACK还是NACK具有不同检测标准，并且使时隙的前半部分和后半部分(OFDM符号编号#1和#5)中的接收DM-RS平均，由此降低噪声。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-097364
非专利文献
非专利文献1：3GPP TS 36.211v8.6.0
发明内容
发明要解决的问题
然而，上述专利文献1由于需要计算时隙的前半部分和后半部分(OFDM符号编号#1和#5)中的两个接收DM-RS并且提供针对ACK和NACK具有不同检测标准的两个A/N检测部，因此具有复杂的构造。
此外，上述专利文献1中使用时隙的前半部分和后半部分(OFDM符号编号#1和#5)中的两个接收DM-RS来进行计算。因此，即使在通过仅使用不与接收A/N信号复用的时隙的前半部分中的接收DM-RS就可以实现更良好的CQI信道估计的情况下，仅使用前半部分中的接收DM-RS的这种检测也是不可以的。因此，难以例如降低CQI信道估计的延迟和解码CQI信息位的错误率。
有鉴于此，本发明目的在于提供能够降低信道估计的延迟和解码信道信息的错误率的无线通信系统中的接收设备和信道估计控制方法。
用于解决问题的方案
根据本发明的接收设备包括在使用不与控制信息信号复用的第一参考信号以及与控制信息信号复用的第二参考信号的无线通信系统中，所述接收设备包括：选择部件，用于选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计；以及信道估计部件，用于通过使用所选择的参考信号来进行信道估计。
根据本发明的信道估计控制方法用于使用不与控制信息信号复用的第一参考信号以及与控制信息信号复用的第二参考信号的无线通信系统中的接收设备，信道估计控制方法包括以下步骤：选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计；以及通过使用所选择的一个或多个参考信号来进行信道估计。
根据本发明的无线通信系统包括至少一个发送器和至少一个接收器，因此，所述发送器发送不与控制信息信号复用的第一参考信号和与控制信息信号复用的第二参考信号。所述接收器选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计，并且通过使用所选择的参考信号来进行信道估计。
发明的效果
本发明能够通过选择是使用第一参考信号和第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用第一参考信号来进行信道估计来降低信道估计的延迟和解码信道信息的错误率。
附图说明
图1是示出时隙的格式的图。
图2是示出根据本发明的典型实施例的接收设备的功能结构的框图。
图3是示出根据本典型实施例的控制信道接收方法的流程图。
图4是用于在解码CQI信息的错误率方面将已知示例与本典型实施例进行比较的图。
具体实施方式
根据本发明的典型实施例，根据接收A/N信号的接收状态，从不与接收A/N信号复用的时隙的前半部分中的接收DM-RS以及与接收A/N信号复用的时隙的后半部分中的接收DM-RS适当地选择进行计算所要使用的接收DM-RS。然后计算CQI信道估计值。更具体地，根据接收A/N信号的接收状态，决定是使用不与接收A/N信号复用的时隙的前半部分中的接收DM-RS以及与接收A/N信号复用的时隙的后半部分中的接收DM-RS二者，还是仅使用不与接收A/N信号复用的时隙的前半部分中的接收DM-RS。这使得能够通过仅使用不与接收A/N信号复用的时隙的前半部分中的接收DM-RS来进行CQI信道估计，因此可以降低CQI信道估计的延迟和解码CQI信息位中的错误率。注意，尽管使用A/N信号作为本典型实施例中的控制信息信号的示例，但控制信息信号不限于此并且本发明同样适用于例如使用CQI信号作为控制信息信号的情况。以下，参考附图详细说明根据本发明的典型实施例的接收设备和接收方法。
1.结构
如图2所示，根据本发明的典型实施例的无线通信系统包括单个发送器100和单个接收器200。假定发送器100向接收器200发送时域信号，其中在该时域信号中以诸如PUCCH格式2a或PUCCH格式2b等的格式来复用DM-RS、A/N信号和CQI信号(参考图1)。发送器100所发送的信号通常在受到传播路径等的影响的情况下到达接收器200。
接收器200包括模拟-数字(A/D)转换部201、快速傅里叶变换(FFT)部202、子载波提取部203、噪声功率估计部204、A/N信道估计部205、A/N解调部206、A/N解码部207、A/N调制部208、CQI信道估计部209、A/N接收状态测量部210、A/N检测选择部211、CQI解调部212和CQI解码部213。
A/D转换部201将受到传播路径等的影响的时域接收信号转换为数字信号并且将该数字信号输出至FFT部202。FFT部202将A/D转换部201所输入的时域接收信号通过FFT处理变换为频域接收信号，并且将通过变换所得到的频域接收信号输出至子载波提取部203。
子载波提取部203从FFT部202所输入的频域接收信号中提取复用了接收DM-RS、接收A/N信号和接收CQI信号的子载波。将时隙的前半部分和后半部分中的接收DM-RS输出至噪声功率估计部204和CQI信道估计部209。将不与接收A/N信号复用的时隙的前半部分中的接收DM-RS(以下称为时隙的前半部分中的接收DM-RS)输出至A/N信道估计部205。将与接收A/N信号复用的时隙的后半部分中的接收DM-RS(以下称为时隙的后半部分中的接收DM-RS)输出至A/N解调部206。将接收CQI信号输出至噪声功率估计部204和CQI解调部212。
噪声功率估计部204根据子载波提取部203所输入的接收DM-RS信号和接收CQI信号来计算噪声功率σ2，并且将所计算出的噪声功率σ2输出至A/N检测选择部211。
A/N信道估计部205根据子载波提取部203所输入的时隙的前半部分中的接收DM-RS来计算A/N信道估计值，并且将所计算出的A/N信道估计值输出至A/N解调部206。
A/N解调部206从子载波提取部203所输入的时隙的后半部分中的接收DM-RS中去除DM-RS成分，并且解扩(despread)所获得的信号。A/N解调部206通过使用A/N信道估计部205所输入的A/N信道估计值来校正例如由传播路径的波动所引起的信号失真，并且由此生成解调A/N信号Xdem。将所生成的解调A/N信号Xdem输出至A/N接收状态测量部210和A/N解码部207。
A/N解码部207通过对A/N解调部206所输入的解调A/N信号Xdem进行解码来生成解码A/N信息位，并且将所生成的解码A/N信息位输出至A/N调制部208。
A/N调制部208针对A/N解码部207所输入的解码A/N信息位，在使用PUCCH格式2a的情况下进行二进制相移键控(BPSK)调制或者在使用PUCCH格式2b的情况下进行正交相移键控(QPSK)调制，并且将通过调制所获得的调制A/N信号输出至CQI信道估计部209。如果A/N信号的接收状态劣化，则通过来自A/N检测选择部211的控制，省略了针对与接收A/N复用的时隙的后半部分中的接收DM-RS的处理。
A/N接收状态测量部210根据A/N解调部206所输入的解调A/N信号Xdem来计算A/N接收水平RSSIA/N并且将其输出至A/N检测选择部211。
A/N检测选择部211基于噪声功率估计部204所输入的噪声功率σ2以及A/N接收状态测量部210所输入的A/N接收水平RSSIA/N来决定如何选择时隙的前半部分和后半部分中的接收DM-RS，并且将选择信号输出至CQI信道估计部209。如果检测到A/N信号的接收状态的劣化，则A/N检测选择部211控制A/N调制部208以使得A/N调制部208省略针对与接收A/N复用的时隙的后半部分中的接收DM-RS的处理。
在CQI信道估计部209中，分别输入来自子载波提取部203的时隙的前半部分和后半部分中的接收DM-RS以及来自A/N调制部208的调制A/N信号。然后，根据来自A/N检测选择部211的选择信号，CQI信道估计部209通过使用时隙的前半部分和后半部分中的两个接收DM-RS或仅使用时隙的前半部分中的接收DM-RS来计算CQI信道估计值。CQI信道估计部209将所计算出的CQI信道估计值输出至CQI解调部212。
在CQI解调部212中，分别输入来自子载波提取部203的接收CQI信号以及来自CQI信道估计部209的CQI信道估计值。CQI解调部212通过使用CQI信道估计值校正例如由传播路径的波动所引起的各个接收CQI信号的失真并且解扩所获得的信号，来生成解调CQI信号。将所生成的解调CQI信号输出至CQI解码部213。然后，CQI解码部213通过对所输入的解调CQI信号进行解码来生成解码CQI信息位。
2.操作
接着，参考图3来具体说明根据本典型实施例的接收设备的控制信道接收方法。
在图3中，首先，在接收到复用DM-RS、A/N信号和CQI信号的时域发送信号时，A/D转换部201通过A/D转换将时域接收信号转换为数字信号。然后，FFT部202通过FFT处理将时域接收信号变换至频域。子载波提取部203从频域接收信号提取接收DM-RS、接收A/D信号和接收CQI信号(操作301)。
接着，噪声功率估计部204通过使用接收DM-RS、接收A/N信号和接收CQI信号来计算噪声功率σ2(操作302)，并且将噪声功率σ2输出至A/N检测选择部211。
A/N信道估计部205通过使用时隙的前半部分中的接收DM-RS来计算A/N信道估计值。A/N解调部206使用A/N信道估计值来校正例如由传播路径的波动所引起的时隙的后半部分中的接收DM-RS的失真并且解扩所获得信号。结果，A/N解调部206生成解调A/N信号Xdem(操作303)。
A/N接收状态测量部210按照如下方式通过使用解调A/N信号Xdem来计算A/N接收水平RSSIA/N(操作304)。
在使用PUCCH格式2a的情况下，根据下面的等式(1)来计算A/N接收水平RSSIA/N。
RSSIA/N＝|real(Xden)|2···（1）
其中，real()表示提取括号内的复数的实部。
在使用PUCCH格式2b的情况下，根据下面的等式(2)或(3)来计算A/N接收水平RSSIA/N。
数学式1
数学式2
其中imag()表示提取括号内的复数的虚部。将所计算出的A/N接收水平RSSIA/N输出至A/N检测选择部211。
在以上操作之后，A/N检测选择部211按照如下方式通过使用噪声功率估计部204所输入的噪声功率σ2来计算检测阈值THRdet(操作305)。
在根据上述等式(1)或(2)计算A/N接收水平RSSIA/N的情况下，A/N检测选择部211根据下面的等式(4)来计算检测阈值THRdet。
数学式3
其中，thrdet，rel表示使用任意值作为参数的相对检测阈值[dB]。
与此相对，在根据等式(3)来计算A/N接收水平RSSIA/N的情况下，A/N检测选择部211根据下面的等式(5)来计算检测阈值THRdet。
数学式4
接着，A/N检测选择部211将A/N接收水平RSSIA/N与检测阈值THRdet进行比较(操作306)。在RSSIA/N≥THRdet的情况下(操作306中的是)，A/N检测选择部211向A/N调制部208和CQI信道估计部209通知表示使用时隙的后半部分中的接收DM-RS来计算CQI信道估计值的第一选择信号(用于选择时隙的前半部分和后半部分中的两个接收DM-RS的选择信号)。在RSSIA/N<THRdet的情况下(操作306中的否)，A/N检测选择部211向A/N调制部208和CQI信道估计部209通知表示不使用时隙的后半部分中的接收DM-RS来计算CQI信道估计值的第二选择信号(用于仅选择时隙的前半部分中的DM-RS的选择信号)。
A/N解码部207对解调A/N信号Xdem进行解码并且由此生成解码A/N信息位。A/N调制部208通过使用解码A/N信息位在使用PUCCH格式2a的情况下进行BPSK调制并且由此生成调制A/N信号。可替代地，A/N调制部208通过使用解码A/N信息位在使用PUCCH格式2b的情况下进行QPSK调制并且由此生成调制A/N信号(操作307)。然而，如果A/N信号的接收状态劣化，则通过来自A/N检测选择部211的控制来省略针对与接收A/N复用的时隙的后半部分中的接收DM-RS的处理。
在向CQI信道估计部209通知使用时隙的后半部分中的接收DM-RS来计算CQI信道估计值的情况下，CQI信道估计部209选择时隙的前半部分和后半部分中的两个接收DM-RS(操作308)。然后，CQI信道估计部209从时隙的后半部分中的接收DM-RS中去除接收A/N信号(操作309)。此后，CQI信道估计部209通过使用时隙的前半部分和后半部分中的两个接收DM-RS来计算CQI信道估计值(操作311)。与此相对，在向CQI信道估计部209通知不使用时隙的后半部分中的接收DM-RS来计算CQI信道估计值的情况下(操作310)，CQI信道估计部209通过仅使用时隙的前半部分中的接收DM-RS来计算CQI信道估计值(操作311)。将按照如上方式所计算出的CQI信道估计值输出至CQI解调部212。
在CQI解调部212中，分别输入来自子载波提取部203的接收CQI信号和来自CQI信道估计部209的CQI信道估计值。然后，CQI解调部212通过使用CQI信道估计值校正例如由传播路径的波动所引起的各个接收CQI信号的失真并且解扩所获得的信号来生成解调CQI信号，并且CQI解调部212将解调CQI信号输出至CQI解码部213。CQI解码部213通过对所输入的解调CQI信号进行解码来生成解码CQI信息位(操作312)。
3.效果
如上所述，根据本发明的本典型实施例，可以减少解码CQI信息位中的错误的发生。原因是，根据接收A/N信号的接收状态来决定是否使用与A/N信号复用的接收DM-RS来生成CQI信道估计值。由此，本发明的本典型实施例使得能够生成高度精确的CQI信道估计值。
如图4所示，根据本典型实施例，应当理解，在使用PUCCH格式2a进行信号接收的情况下，减少了解码CQI信息位的错误的发生。在图4中，横轴上的S/N表示期望信号功率与噪声成分功率的比率。纵轴上的BLER表示CQI块的错误概率。此外，设置为图例的“仅使用时隙的前半部分中的DM-RS”表示通过使用常规情况下的时隙的前半部分中的接收DM-RS来计算CQI信道估计值。设置为图例的“使用时隙的前半部分和后半部分中的两个DM-RS”表示通过使用常规情况下的时隙的前半部分和后半部分中的接收DM-RS来计算CQI信道估计值。应当理解，根据图4，在使用本典型实施例的情况下的BLER是最理想的。
除以上所述外，根据本典型实施例，还可以减少处理延迟。原因是，在接收A/N信号的接收状态较差的情况下，很可能引起解码A/N信息位的错误，A/N调制部208和CQI信道估计部209省略针对与接收A/N复用的时隙的后半部分中的接收DM-RS的处理。
4.附注
可以在以下附注中记载上述典型实施例的一部分或整体，尽管本发明不限于此。
附注1
一种无线通信系统中的接收设备，其中所述无线通信系统使用不与控制信息信号复用的第一参考信号以及与控制信息信号复用的第二参考信号，所述接收设备包括：
选择部件，用于选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计；以及
信道估计部件，用于通过使用所选择的参考信号来进行信道估计。
附注2
根据附注1所述的接收设备，其中，所述选择部件基于所述控制信息信号的接收状态来选择进行所述信道估计要使用的参考信号。
附注3
根据附注2所述的接收设备，其中，所述选择部件测量所述控制信息信号的接收水平，并且根据所述接收水平与预定阈值之间的比较结果来选择进行所述信道估计要使用的参考信号。
附注4
根据附注2或3所述的接收设备，其中，所述选择部件基于所述控制信息信号的接收状态而使进行所述信道估计要使用的参考信号的数量最优化。
附注5
一种无线通信系统中的接收设备的信道估计控制方法，其中，所述无线通信系统使用不与控制信息信号复用的第一参考信号以及与控制信息信号复用的第二参考信号，所述信道估计控制方法包括以下步骤：
利用选择部件选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计；以及
通过使用所选择的参考信号来进行信道估计。
附注6
根据附注1所述的信道估计控制方法，其中，所述选择部件基于所述控制信息信号的接收状态来选择进行所述信道估计要使用的参考信号。
附注7
根据附注6所述的信道估计控制方法，其中，所述选择部件测量所述控制信息信号的接收水平，并且根据所述接收水平与预定阈值之间的比较结果来选择进行所述信道估计要使用的参考信号。
附注8
根据附注6或7所述的信道估计控制方法，其中，所述选择部件基于所述控制信息信号的接收状态而使进行所述信道估计要使用的参考信号的数量最优化。
附注9
一种无线通信系统，其包括至少一个发送器和至少一个接收器，其中，
所述发送器发送包括不与控制信息信号复用的第一参考信号和与控制信息信号复用的第二参考信号的发送信号，以及
所述接收器选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计，并且通过使用所选择的参考信号来进行信道估计。
附注10
根据附注9所述的无线通信系统，其中，所述接收器基于所述控制信息信号的接收状态来选择进行信道估计要使用的参考信号。
附注11
根据附注10所述的无线通信系统，其中，所述接收器测量所述控制信息信号的接收水平，并且根据所述接收水平与预定阈值之间的比较结果来选择进行信道估计要使用的参考信号。
附注12
根据附注10或11所述的无线通信系统，其中，所述接收器基于所述控制信息信号的所述接收状态来使信道估计要使用的参考信号的数量最优化。
附注13
一种程序，用于使计算机用作无线通信系统中的接收设备，其中所述无线通信系统使用不与控制信息信号复用的第一参考信号以及与控制信息信号复用的第二参考信号，所述程序利用所述计算机来实现以下功能：
选择功能，用于选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计；以及
信道估计功能，用于通过使用所选择的参考信号来进行信道估计。
附注14
根据附注13所述的程序，其中，所述选择功能基于所述控制信息信号的接收状态来选择进行信道估计要使用的参考信号。
产业上的可利用性
本发明适用于例如使用与ACK信号或NACK信号复用的参考信号的PUCCH接收系统中的无线基站。
附图标记说明
100 发送器
200 接收器
201 A/D转换部
202 FFT部
203 子载波提取部
204 噪声功率估计部
205 A/N信道估计部
206 A/N解调部
207 A/N解码部
208 A/N调制部
209 CQI信道估计部
210 A/N接收状态测量部
211 A/N检测选择部
212 CQI解调部
213 CQI解码部

Claims (3)

1.一种无线通信系统中的接收设备，其中所述无线通信系统使用不与控制信息信号复用的第一参考信号以及与控制信息信号复用的第二参考信号，所述接收设备包括：
选择部件，用于选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计；以及
信道估计部件，用于通过使用所选择的参考信号来进行信道估计，
其中，所述选择部件基于所述控制信息信号的接收水平RSSI来选择进行所述信道估计要使用的参考信号；以及
所述选择部件测量所述控制信息信号的接收水平RSSI，并且根据所述接收水平RSSI与预定阈值之间的比较结果来选择进行所述信道估计要使用的参考信号。
2.一种无线通信系统中的接收设备的信道估计控制方法，其中，所述无线通信系统使用不与控制信息信号复用的第一参考信号以及与控制信息信号复用的第二参考信号，所述信道估计控制方法包括以下步骤：
利用选择部件选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计；以及
通过使用所选择的参考信号来进行信道估计，
其中，所述选择部件基于所述控制信息信号的接收水平RSSI来选择进行所述信道估计要使用的参考信号；以及
所述选择部件测量所述控制信息信号的接收水平RSSI，并且根据所述接收水平RSSI与预定阈值之间的比较结果来选择进行所述信道估计要使用的参考信号。
3.一种无线通信系统，其包括至少一个发送器和至少一个接收器，其中，
所述发送器发送包括不与控制信息信号复用的第一参考信号和与控制信息信号复用的第二参考信号的发送信号；
所述接收器选择是使用所述第一参考信号和所述第二参考信号二者来进行信道估计还是仅使用所述第一参考信号来进行信道估计，并且通过使用所选择的参考信号来进行信道估计；
所述接收器基于所述控制信息信号的接收水平RSSI来选择进行所述信道估计要使用的参考信号；以及
所述接收器测量所述控制信息信号的接收水平RSSI，并且根据所述接收水平RSSI与预定阈值之间的比较结果来选择进行所述信道估计要使用的参考信号。
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