CN105656608B - 一种导频资源分配方法、装置和基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导频资源分配方法、装置和基站，用以提高无线通信系统导频资源分配的合理性，避免随着天线数量的增加导致数据传输速率下降。导频资源分配方法，包括：根据预先配置的时频相干资源数和导频资源比例，确定天线数量临界值，所述天线数量临界值为使得系统数据传输速率达到最大值的天线数量；若预先配置的天线数量大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为数量不大于所述天线数量临界值的天线正交分配导频资源，其余天线复用已分配的导频资源。

Description

一种导频资源分配方法、装置和基站

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种导频资源分配方法、装置和基站。

背景技术

现有的无线通信系统，如LTE(长期演进，Long Time Evolution)系统中，采用每根天线导频资源正交分配的方式进行分配，即对于不同的天线端口，采用正交方式为其分配的天线资源。分别如图1a、图1b、图1c和图1d所示，为四端口天线导频资源分配示意图，其中，R₀、R₁、R₂和R₃分别为不同的天线端口分配的导频资源，图1a、图1b、图1c和图1d中，不同的天线端口分配的导频资源互不重叠。

大规模天线系统可有效地提升无线通信系统的频谱效率，并有效地降低发射能量，且随着天线数量的增加，谱效和能效近似呈线性增加。然而当天线数量呈大规模地增加时，按照传统的导频资源分配方式，导频所占用无线通信系统的资源也将呈线性增加，对资源受限的无线通信系统而言，这将减少用于传输数据的资源，在资源受限的无线通信系统中，系统数据传输速率与天线数量/导频资源存在如公式(1)所示的关系：

R＝(1-r(N))*S*f(r(N),N) (1)

其中，R表示无线通信系统的数据传输速率，N表示天线数量，S表示系统最小的时频相干的资源数，包括用于数据传输的资源数和导频资源数，r为系统的导频比例函数(导频资源数/S)；函数f(r(N),N)表示随着天线数量、导频比例的变化，系统数据传输速率的变化函数，例如，f(r(N),N)可以为N*log(r(N))。

根据公式(1)可知，当N增加到一定程度时R将减小的，也就是说，当天线数量增加到一定程度时，系统数据传输速率反而会下降，而天线数量增加的目的之一在于提升系统的数据速率。由此可见，现有的导频资源分配方法并不合理。

发明内容

本发明实施例提供一种导频资源分配方法、装置和基站，用以提高无线通信系统导频资源分配的合理性，避免随着天线数量的增加导致数据传输速率下降。

本发明实施例提供一种导频资源分配方法，包括：

根据预先配置的时频相干资源数和导频资源比例，确定天线数量临界值，所述天线数量临界值为使得系统数据传输速率达到最大值的天线数量；

若预先配置的天线数量大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为数量不大于所述天线数量临界值的天线正交分配导频资源，其余天线复用已分配的导频资源。

根据预先配置的时频相干资源数和系统的导频资源比例，确定天线数量临界值，具体包括：

按照以下公式确定天线数量临界值：R＝(1-r(N))*S*f(r(N),N)；

其中，R表示系统数据传输速率；

N表示预先配置的天线数量；

S表示预先配置的时频相干的资源数；

r(N)为系统的导频比例函数；

f(r(N),N)表示系统数据传输速率随天线数量、导频比例的变化函数。

本发明实施例提供的导频资源分配方法，还包括：

若预先配置的天线数量不大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为各天线正交分配导频资源。

本发明实施例提供的导频资源分配方法，还包括：

减少导频资源数量；或者

根据信道状态，增加所述时频相干的资源数。

本发明实施例提供一种导频资源分配装置，包括：

确定单元，用于根据预先配置的时频相干资源数和导频资源比例，确定天线数量临界值，所述天线数量临界值为使得系统数据传输速率达到最大值的天线数量；

导频资源分配单元，用于若预先配置的天线数量大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为数量不大于所述天线数量临界值的天线正交分配导频资源，其余天线复用已分配的导频资源。

所述导频资源分配单元，具体用于按照以下公式确定天线数量临界值：R＝(1-r(N))*S*f(r(N),N)；

其中，R表示系统数据传输速率；

N表示预先配置的天线数量；

S表示预先配置的时频相干的资源数；

r(N)为系统的导频比例函数；

f(r(N),N)表示系统数据传输速率随天线数量、导频比例的变化函数。

本发明实施例提供的导频资源分配装置，还包括：

所述导频资源分配单元，还用于若预先配置的天线数量不大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为各天线正交分配导频资源。

本发明实施例提供的导频资源分配装置，还包括：

资源调整单元，用于减少所述导频资源数量；或者根据信道状态，增加所述时频相干的资源数。

本发明实施例提供一种基站，包括上述的导频资源分配装置。

本发明实施例提供的导频资源分配方法、装置和基站，在系统配置的天线数量达到临界值时，不再为每一天线正交分配导频资源，而是对于数量不大于临界值的天线正交分配导频资源，其他天线复用已分配的导频资源，避免在天线数量超过一定数量之后，由于导频数量的增加导致的系统数据传输速率下降的问题，从而，使得导频资源分配更加合理，保证系统数据传输的性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a为现有技术中，导频资源分配示意图；

图1b为现有技术中，导频资源分配示意图；

图1c为现有技术中，导频资源分配示意图；

图1d为现有技术中，导频资源分配示意图；

图2导频资源分配方法的实施流程示意图；

图3为本发明实施例中，导频资源分配装置的结构示意图。

具体实施方式

为了提高导频资源分配的合理性，保证无线通信系统数据传输性能，本发明实施例提供了一种导频资源分配方法、装置和基站，避免大规模天线系统中随着天线数量的增加导致数据传输速率下降的问题。

以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了保证每根天线导频资源的正交性，随着天线数量的增加，导频资源开销呈线性增加，导频资源增加，r(N)(系统配置的导频资源数与时频相干的资源数之比)也随之增加，而随着天线数量的增加，f(r(N),N)也增大，根据公式(1)可知，r(N)和f(r(N),N)同时增加时，R将在达到最大值之后下降，这将影响无线通信系统数据传输的性能。

为了解决上述问题，本发明实施中，根据系统配置的时频相干的资源数和导频资源比例利用公式(1)确定出使得R达到最大值的天线数量临界值N’，若系统配置的天线数量不大于N’时，按照系统配置的导频比例正交分配导频资源；若系统配置的天线数量大于N’时，对于数量不大于N’的天线按照系统配置的导频比例正交分配导频资源，而对于其余天线，不再分配新的导频资源，而是复用已分配的导频资源。使得这些天线主要带来分集增益，而非天线复用增益，其同样可以提升公式(1)中的函数f(r(N),N)。

基于上述原理，如图2所示，为本发明实施例提供的导频资源分配方法的实施流程示意图，可以包括以下步骤：

S21、根据预先配置的时频相干资源数和导频资源比例，确定天线数量临界值。

其中，天线数量临界值为使得系统数据传输速率达到最大值的天线数量。

具体实施时，根据系统配置的最小的时频相干资源数和导频资源比例，利用公式(1)确定出使得系统数据传输速率R达到最大值的天线数量N’。

本发明实施例中，可以按照以下公式确定天线数量临界值：R＝(1-r(N))*S*f(r(N),N)；其中，R表示系统数据传输速率；N表示预先配置的天线数量；S表示预先配置的时频相干的资源数；r(N)为系统的导频比例函数；f(r(N),N)表示系统数据传输速率随天线数量、导频比例的变化函数。

S22、若系统配置的天线数量大于天线数量临界值时，按照导频资源比例为数量不大于天线数量临界值的天线正交分配导频资源，其余天线复用已分配的导频资源。

具体的，基于步骤S21中确定出的天线数量临界值N’，在进行导频资源分配时，若系统配置的天线数量N不大于N’时，则根据系统配置的导频资源比例为每一天线正交分配导频资源，也即为各天线分配的导频资源遵循导频分配比例函数r(N)。

如果系统配置的天线数量N大于N’，对于其中的N’根天线根据系统配置的导频资源比例为每一天线正交分配导频资源，而对于其余的(N-N’)根天线不再分配新的导频资源，而是复用已为N’根天线分配的导频资源。

较佳的，为了提高系统数据传输数量，本发明实施例中，在保证满足系统配置最小的时频相干资源数的前提下，还可以通过调整导频比例函数r(N)来提高系统数据传输速率。例如，可以降低r(N)的斜率，即降低导频资源比例随着天线数量N变化的速率，具体实施时，可以减少导频资源数。

现有技术中，采用静态资源分配方式，即系统预先配置时频相干的资源数，并按照配置的导频资源比例分配导频资源。随着天线数量的增加，导频资源开销增大而导致数据传输速率下降。本发明实施例中，可以改变现有的静态分配导频资源的方式，动态调整相干资源的时频划分，以保证资源的充足。例如，可以根据信道状态，增加时频相干的资源数。本发明实施例提供的导频资源分配方法中，在系统配置的天线数量达到临界值时，不再按照系统配置的导频资源比例分配导频资源，而是对于其中数量不大于临界值的天线按照系统配置的导频资源比例分配导频资源，对于其余天线复用已分配的导频资源，这样，由于导频资源数不再变化，因此公式(1)中的r(N)可以保持不变，而对于f(r(N),N)来说，其可以通过天线分集增益带来系统数据传输速率的提升，因此，能够保证系统的数据传输速率。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种导频资源分配装置及基站，由于上述装置及设备解决问题的原理与导频资源分配方法相似，因此上述装置及设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图3所示，为本发明实施例提供的导频资源分配装置的结构示意图，包括：

确定单元31，用于根据预先配置的时频相干资源数和导频资源比例，确定天线数量临界值.

其中，天线数量临界值为使得系统数据传输速率达到最大值的天线数量。

导频资源分配单元22，用于若预先配置的天线数量大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为数量不大于天线数量临界值的天线正交分配导频资源，其余天线复用已分配的导频资源。

具体实施时，导频资源分配单元32，可以用于按照以下公式确定天线数量临界值：R＝(1-r(N))*S*f(r(N),N)；其中，R表示系统数据传输速率；N表示预先配置的天线数量；S表示预先配置的时频相干的资源数；r(N)为系统的导频比例函数；f(r(N),N)表示系统数据传输速率随天线数量、导频比例的变化函数。

具体实施时，本发明实施例提供的导频资源分配系统，还可以包括：

资源调整单元，用于减少所述导频资源数量；或者根据信道状态，增加所述时频相干的资源数。

为了描述的方便，以上各部分按照功能划分为各模块(或单元)分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块(或单元)的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

具体实施时，本发明实施例提供的导频资源分配装置可以设置于基站中，由基站完成导频资源的分配。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种导频资源分配方法，其特征在于，包括：

根据预先配置的时频相干资源数和导频资源比例，确定天线数量临界值，所述天线数量临界值为使得系统数据传输速率达到最大值的天线数量，具体包括：

按照以下公式确定天线数量临界值：R＝(1-r(N))*S*f(r(N),N)；

其中，R表示系统数据传输速率；

N表示预先配置的天线数量；

S表示预先配置的时频相干的资源数；

r(N)为系统的导频比例函数；

f(r(N),N)表示系统数据传输速率随天线数量、导频比例的变化函数；

若预先配置的天线数量大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为数量不大于所述天线数量临界值的天线正交分配导频资源，其余天线复用已分配的导频资源。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若预先配置的天线数量不大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为各天线正交分配导频资源。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

减少导频资源数量；或者

根据信道状态，增加所述时频相干的资源数。

4.一种导频资源分配装置，其特征在于，包括：

确定单元，用于根据预先配置的时频相干资源数和导频资源比例，确定天线数量临界值，所述天线数量临界值为使得系统数据传输速率达到最大值的天线数量；

导频资源分配单元，用于若预先配置的天线数量大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为数量不大于所述天线数量临界值的天线正交分配导频资源，其余天线复用已分配的导频资源，具体用于按照以下公式确定天线数量临界值：R＝(1-r(N))*S*f(r(N),N)；

其中，R表示系统数据传输速率；

N表示预先配置的天线数量；

S表示预先配置的时频相干的资源数；

r(N)为系统的导频比例函数；

f(r(N),N)表示系统数据传输速率随天线数量、导频比例的变化函数。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述导频资源分配单元，还用于若预先配置的天线数量不大于所述天线数量临界值，按照所述导频资源比例为各天线正交分配导频资源。

6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，还包括：

资源调整单元，用于减少所述导频资源数量；或者根据信道状态，增加所述时频相干的资源数。

7.一种基站，其特征在于，包括权利要求4～6任一权利要求所述的装置。