CN1808961A - 一种降低小区间干扰的上行多用户导频方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低小区间干扰的上行多用户导频方法，其中：在小区内以无线资源调度的最小子载波资源块为单元，为用户分配不同数量的最小子载波资源块，使得小区内的用户的导频在频域上正交；其中在每个最小子载波资源块中的导频使用重复的常幅度－零自相关序列，并且在相邻小区之间使用不同偏移相位的常幅度－零自相关序列，使得小区间用户的导频在码域上正交。根据本发明，通过使用小区内频分、小区间码分保证用户导频的正交性，从而抑制小区间干扰、降低了系统的复杂度。

Description

一种降低小区间干扰的上行多用户导频方法
技术领域
本发明提供了一种降低小区间干扰的上行多用户导频方法，适用于单载波-频分多址系统或正交频分多址系统，尤其是目前的3GPP长期演进系统或第四代移动通信系统。
背景技术
3G移动通信系统已经能支持一定的多媒体业务。同时，无线局域网(WLAN)技术已经被广泛地认为是未来的热点覆盖系统，包括IEEE 802.11a/b/g和HIPERLAN/2。尽管如此，在3G系统的普遍应用之前，一些大学、公司和组织已经广泛开展了B3G(超3G)方面的相关研究，并对B3G的未来发展都进行了初步而积极的讨论。面对B3G的挑战，还有来自于Wimax技术引入的竞争。自2004年11月以来，3GPP启动了长期演进(LTE)项目，即E3G(Enhanced 3G)的标准化进程。由于不同的多址方式会直接影响基站的容量和系统的频谱效率、发送、接收机的复杂度和实现的成本以及系统对不同业务速率的适应能力，所以多址方式的选择对LTE系统是否满足3GPP的要求至关重要。经过3GPP RAN1在北京、魁北克、多伦多和伦敦等多次会议的讨论，目前下行已经基本统一为正交频分多址(OFDMA)方式，而上行基本统一为单载波-频分多址(SC-FDMA)。
对于上行SC-FDMA系统，它和OFDMA的实现区别在于发送端又进行了一个离散傅立叶变换(DFT)，可以有效降低系统的功率峰均比。然而，为了接收端的实现简化和提高性能，SC-FDMA也要采用频域信道估计和均衡技术，因而SC-FDMA和OFDMA在发送端的导频设计上有一定的共同性。为了保证上行多用户信道估计的性能，提供可以支持多用户，并保证小区内和小区间的正交导频就至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低小区间干扰的上行多用户导频方法，从而能够灵活地支持可变带宽并抑制相邻小区之间的干扰。
根据本发明，提供了一种降低小区间干扰的上行多用户导频方法，其中：
在小区内以无线资源调度的最小子载波资源块为单元，为用户分配不同数量的最小子载波资源块，使得小区内的用户的导频在频域上正交；
其中在每个最小子载波资源块中的导频使用重复的常幅度-零自相关序列，并且
在相邻小区之间使用不同偏移相位的常幅度-零自相关序列，使得小区间用户的导频在码域上正交。
本发明的降低小区间干扰的上行多用户导频方法适用于单载波-频分多址系统(SC-FDMA)或正交频分多址系统(OFDMA)。
根据本发明的基本构思，为了保证一个小区内用户间的上行导频正交性，导频以无线资源调度的最小子载波资源块为单元的方式提供，用户的导频是以无线资源调度的最小子载波资源块为分配单元，使得小区内用户的导频在频域上正交，这样通过正交频分就可以支持小区内的多用户。显然，在本方法中通过为用户分配不同数量的最小子载波资源块，就可以提供不同带宽的导频信道，从而满足未来移动通信系统对支持可变带宽的要求。
再者，在本方法中为了降低小区间的导频干扰，每个最小子载波资源块内的导频使用重复的常幅度-零自相关序列(CAZAC)构成，相邻小区采用不同偏移相位的CAZAC序列。CAZAC序列良好的互相关特性可以实现小区间用户在码域上正交，抑制相邻小区间干扰，而且降低了接收端的复杂度。
附图说明
下面结合附图并参照具体实施方式来描述本发明，其中：
图1是小区内频分导频的结构示意图，导频和数据采用时分复用方式，即占用不同的OFDM符号位置。在一个子帧或时隙内，不同用户的数据可能分配不同的子载波块，导频也是采用频分，达到支持多用户的目的。
图2是以长度为M＝3的CAZAC序列周期重复为例，显然不同小区之间采用不同初始相位的正交导频，达到降低小区间干扰的目的。
图3示出了上行传输子帧结构的实例。
图4给出了移动速度为3km/h、1×2天线时，占用同一组(chunk)的不同用户数在1/2编码率时的误码率(BER)随Es/No性能。
具体实施方式
本发明提出的上行导频方法可以用于多小区间干扰抑制并降低接收机的复杂度，满足SC-FDMA和OFDMA系统上行接入时的要求。
本发明中，以3GPP 25.814 V1.0.1版本的上行传输子帧结构为例，如图3所示。为降低峰均功率比(PAPR，Peak to Average PowerRatio)，数据和导频传输采用了时分复用(TDM，Time DivisionDuplex)方式，即长块(LB，Long block)用于数据传输，短块(SB，Short block)用于导频信息的传输。在每一个OFDM符号前加入循环前缀(CP，Cyclic Prefix)用于克服多径传输的符号间干扰(ISI，Inter-Symbol Interference)。导频信息用于信道估计和频域均衡。
图1是基于小区内频分导频的帧结构示意图，其中是以无线资源调度的最小子载波资源块为最小单元，它由一定数量的子载波组成。通过对不同要求用户分配不同数量的最小子载波资源块，可以支持上行不同用户可变带宽的要求。在本发明中，最小子载波资源块可以是组(chunk)，也可以是块(block)。在一个优选实施例中，组(chunk)内的子载波数所占带宽等于导频所占用的子载波带宽。
在本发明中，同一个扇区内不同用户的导频采用频分，这样仅仅通过频率复用就可以提高一个小区内部支持的用户数，提高系统容量。由于小区内不同用户导频采用正交频分，即同一小区内的用户使用相同导频信息但占用不同频段，通过使用频率复用技术可以大大提高系统支持的用户数。
在本发明中，一组(chunk)内的导频信息由长度为M的常幅度-零自相关序列(CAZAC)序列重复构成。CAZAC序列的长度M需在相关带宽内，使得即使在频率选择性信道下，仍能保持小区间导频的良好正交性。
而且，在本发明中采用截短的、长度等于组(chunk)的伪随机序列来降低导频序列的峰均功率比或立方量(PAPR或CM)。
图2是多小区之间导频正交示意图，其中组(chunk)大小为10个子载波为例。基本的导频序列通过长度为M＝3的CAZAC序列周期重复产生，不同小区间的导频初始相位不同。利用CAZAC序列良好的互相关特性实现导频序列在码域上正交，减小了相邻小区间的干扰。
结合实例证明本发明的有效性，仿真中所采用参数为3GPP25.814V1.0.1版本表9.1.1-1.中5MHz系统带宽的上行传输参数，帧结构为3GPP 25.814 V1.0.1版本中图9.1.1-3.上行传输子帧结构，信道是M.1225建议中的Pedestrian B信道。图4给出了移动速度为3km/h、1×2天线时，占用同一组(chunk)的不同用户数在1/2编码率时的误码率(BER)随Es/No性能。可以看出，即使在多小区干扰最强的情况下，即有3个分布于相邻小区边缘的用户共用同一组(chunk)的情况下，在BER为10-3时，与单用户时情况相比，其性能损失小于2dB。
通过以上的分析可以看出，本发明的上行导频方法通过使用小区内频分、小区间码分保证用户导频的正交性，从而抑制小区间干扰、降低了系统的复杂度。

Claims (6)

1、一种降低小区间干扰的上行多用户导频方法，其中：
在小区内以无线资源调度的最小子载波资源块为单元，为用户分配不同数量的最小子载波资源块，使得小区内的用户的导频在频域上正交；
其中在每个最小子载波资源块中的导频使用重复的常幅度-零自相关序列，并且在相邻小区之间使用不同偏移相位的常幅度-零自相关序列，使得小区间用户的导频在码域上正交。
2、根据权利要求1所述的方法，其中所述方法用于单载波-频分多址系统。
3、根据权利要求1所述的方法，其中所述方法用于正交频分多址系统。
4、根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：
利用截短的、长度等于无线资源调度子载波资源块的伪随机序列来降低导频序列的功率峰均比或者立方量。
5、根据权利要求1所述的方法，其中所述最小子载波资源块中的子载波所占带宽等于导频所占用的子载波所占带宽。
6、根据权利要求1所述的方法，其中所述常幅度-零自相关序列的长度小于其相关带宽。
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