DE102013224871A1 - Transmitter for use in multi-antenna wireless communication system for multi-shed input multi-shed output communication, has symbol generator to generate reference symbols and applying phase shifts to reference symbols respectively - Google Patents
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Abstract
Description
Querverweis auf verwandte AnmeldungenCross-reference to related applications
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 61/734,214, eingereicht am 6. Dezember 2012, die hierin durch Bezugnahme miteingeschlossen ist.This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61 / 734,214, filed December 6, 2012, which is incorporated herein by reference.
Technisches GebietTechnical area
Diese Anmeldung betrifft generell eine Referenzsignalgestaltung und genauer eine Referenzsignalgestaltung für eine Mehrfacheingangs-Mehrfachausgangs-(MIMO)-Kommunikation.This application relates generally to a reference signal design, and more particularly to a reference signal design for multiple input multiple output (MIMO) communication.
Hintergrundbackground
Mehrfachantennentechniken werden in Kommunikationssystemen verwendet, um die Leistung zu verbessern. Diese Techniken beruhen auf mehreren Antennen am Sender und/oder Empfänger und können in drei unterschiedliche Kategorien gruppiert werden: Diversität, Interferenzunterdrückung und räumliches Multiplexing. Diese drei Kategorien werden oft gemeinsam als MIMO-Kommunikation bezeichnet, obwohl nicht alle der Mehrfachantennentechniken, die in diese Kategorien fallen, zumindest zwei Antennen an sowohl dem Sender als auch dem Empfänger erfordern.Multiple-antenna techniques are used in communication systems to improve performance. These techniques are based on multiple antennas at the transmitter and / or receiver and can be grouped into three different categories: diversity, interference cancellation and spatial multiplexing. These three categories are often collectively referred to as MIMO communication, although not all of the multiple-antenna techniques that fall into these categories require at least two antennas at both the transmitter and the receiver.
Um ein spezifisches Beispiel einer Mehrfachantennentechnik bereitzustellen, ist bekannt, dass ein Signal, das über einen Funkkanal übertragen wird, aufgrund einer Zeitdispersion beschädigt wird. Eine Zeitdispersion tritt auf, wenn das übertragene Signal sich über den Funkkanal über mehrere unabhängige Fading-Pfade mit unterschiedlichen Verzögerungen zu einem Empfänger verbreitet. Wie in
In dem Fall, in dem das übertragene Signal einen relativen Breitbandträger
Die Mehrfachantennentechnik einer Diversität kann verwendet werden, um die Leistung in solch einem Fall zu verbessern. Zum Beispiel bezieht sich in zumindest einer Anwendung eine Diversität auf das unterschiedliche Fading, das durch Signale erfahren wird, die von Sendeantennen übertragen werden, die räumlich getrennt sind. Diese Diversität beim Fading kann ausgenutzt werden, um eine künstliche Frequenz-Diversität durch Übertragen des gleichen Schmalbandträgers
Allgemein müssen viele der Mehrfachantennentechniken, die innerhalb der vorstehend erwähnten drei Kategorien liegen (das heißt Diversität, Interferenzunterdrückung und räumliches Multiplexing), eine Kanalschätzung durchführen, um die Leistung zu verbessern. In Abhängigkeit der spezifischen implementierten Mehrfachantennentechnik können die Kanalschätzung am Empfänger und/oder dem Sender erforderlich sein. Eine Kanalschätzung wird üblicherweise unter Verwendung eines trainingsbasierten Verfahrens durchgeführt, in dem bekannte Symbole, die als Referenzsymbole oder Pilotsymbole bezeichnet werden, an einen Empfänger übertragen werden, um ihm bei der Schätzung des Kanals zu helfen. Wenn es mehrere Übertragungsantennen gibt, ist das Signal, das durch eine Empfangsantenne empfangen wird, eine Überlagerung der Signale, die von jeder der Sendeantennen übertragen wird. Somit müssen die Referenzsymbole, die von jeder der mehreren Sendeantennen übertragen werden, allgemein derart übertragen werden, dass sie sich nicht gegenseitig stören, um den Kanal genau zu schätzen.Generally, many of the multiple-antenna techniques that fall within the aforementioned three categories (ie, diversity, interference cancellation, and spatial multiplexing) must perform channel estimation to improve performance. Depending on the specific multi-antenna technique implemented, channel estimation at the receiver and / or the transmitter may be required. A channel estimation is typically performed using a training-based method in which known symbols, called reference symbols or pilot symbols, are transmitted to a receiver to aid in estimating the channel. When there are multiple transmission antennas, the signal received by a reception antenna is a superposition of the signals transmitted from each of the transmission antennas. Thus, the reference symbols used by each of the plurality of transmission antennas are transmitted in a general manner so as not to interfere with each other to accurately estimate the channel.
Unter Verwendung einer TDM-Technik werden Referenzsymbole jeweils von einer Sendeantenne über die gleiche Frequenz übertragen. Ein Beispiel eines Referenzsignalmusters
Unter Verwendung einer FDM-Technik werden Referenzsymbole gleichzeitig von Sendeantennen übertragen, aber über unterschiedliche Frequenzen. Ein Beispiel eines Referenzsignalmusters
Schließlich werden unter Verwendung einer CDM-Technik Referenzsymbole von Sendeantennen über die gleiche Frequenz und zu gleichen Symbolzeitperioden unter Verwendung von gegenseitig verschiedenen orthogonalen Abdeckungscodes („cover codes”) übertragen. Ein Beispiel eines Referenzsignalmusters
Standardisierte drahtlose Kommunikationssysteme, wie etwa 3GPP ”Long Term Evolution (LTE)”, verwenden vordefinierte Referenzsignalmuster, um eine Kanalschätzung zu unterstützen. Diese Muster verwenden üblicherweise eine Kombination von TDM, FDM und möglicherweise CDM, um eine gewisse Anzahl von Referenzsignalen (das heißt Signale, die aus einem oder mehreren Referenzsymbolen bestehen) zu definieren, die jeweils über unterschiedliche Sendeantennen übertragen werden können, ohne sich gegenseitig an einer Empfangsantenne zu stören. Werden die drei Techniken von TDM, FDM und CDM alleine verwendet, können die vordefinierten Referenzsignalmuster dieser standardisierten drahtlosen Kommunikationssysteme oft nicht erweitert werden, um viele (wenn überhaupt) zusätzlichen Referenzsignale zu definieren, ohne zusätzliche Ressourcenelemente zu verwenden (wobei ein Ressourcenelement der Ressource von einem verfügbaren Träger/Ton über eine Symbolperiode entspricht). Eine Verwendung von zusätzlichen Ressourcenelementen ist unvorteilhaft, weil diese Ressourcenelemente nicht länger verwendet werden können, um Informationssymbole zu tragen und deren Hinzufügung zu einem existierenden Referenzsignalmuster Rückwärtskompatibilitätsprobleme mit älteren Einrichtungen, die innerhalb dieser Systeme arbeiten, verursachen können.Standardized wireless communication systems, such as 3GPP Long Term Evolution (LTE), use predefined reference signal patterns to support channel estimation. These patterns typically use a combination of TDM, FDM and possibly CDM to define a certain number of reference signals (that is, signals consisting of one or more reference symbols) that can each be transmitted through different transmitting antennas without being mutually connected to one another Disrupt receiving antenna. Often, when using the three techniques of TDM, FDM, and CDM alone, the predefined reference signal patterns of these standard wireless communication systems can not be extended to define many (if any) additional reference signals without using additional resource elements (where a resource element of the resource available carrier / sound over a symbol period). Use of additional resource elements is disadvantageous because these resource elements can no longer be used to carry information symbols and their addition to an existing reference signal pattern can cause backward compatibility problems with older devices operating within those systems.
Es wird jedoch erwartet, dass neue Versionen der standardisierten drahtlosen Kommunikationssysteme fortsetzen, die Anzahl von Sendeantennen zu erhöhen, die verwendet werden, um Mehrfachantennentechniken durchzuführen, was eine entsprechende Notwendigkeit verursacht, deren vordefinierte Referenzsignalmuster zu erweitern, um weitere Referenzsignale zu definieren, die sich nicht gegenseitig stören, um eine Kanalschätzung durchzuführen. Es wird zum Beispiel erwartet, dass die neuen Versionen des 3GPP LTE drahtlosen Standards (Version 12 und Folgende) zum Beispiel 16, 32, 64 oder mehr Sendeantennen an einer Basisstation zum Durchführen von Multiantennentechniken unterstützen, oder was als massives MIMO bezeichnet wird, angesichts der großen Anzahl von zu verwendenden Antennen. Es ist ebenso möglich, dass in einer neuen Version ein Benutzerendgerät (UE) oder Terminal mehrere Sendeantennen unterstützen wird.However, new versions of the standardized wireless communication systems are expected to continue to increase the number of transmit antennas used to perform multiple antenna techniques, thus creating a corresponding need to expand their predefined reference signal patterns to define other reference signals that do not annoy each other to perform a channel estimation. For example, it is expected that the new versions of the 3GPP LTE wireless standards (
Kurze Beschreibung der Zeichnungen/FigurenShort description of the drawings / figures
Die anhängigen Zeichnungen, die hierin miteinbezogen sind und einen Teil der Spezifikation bilden, stellen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung dar, und dienen weiter zusammen mit der Beschreibung zum Erklären der Prinzipien der Ausführungsbeispiele und um einem Fachmann zu ermöglichen, die Ausführungsbeispiele zu verwenden.The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate the embodiments of the present disclosure, and together with the description serve to explain the principles of the embodiments and to enable one skilled in the art to utilize the embodiments.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf die anhängigen Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnung, in der ein Element das erste Mal erscheint, wird üblicherweise durch die linke Ziffer in dem entsprechenden Bezugszeichen angegeben.The embodiments of the present disclosure will be described with reference to the attached drawings. The drawing in which an element appears for the first time is usually indicated by the left numeral in the corresponding reference numeral.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein volles Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Es ist für den Fachmann jedoch offensichtlich, dass die Ausführungsbeispiele inklusive Strukturen, Systemen und Verfahren ohne die spezifischen Details umgesetzt werden können. Die Beschreibung und Darstellung hierin sind die geläufigen Mittel, die durch den Fachmann verwendet werden, um die Substanz seiner Arbeit dem anderen Fachmann nahezubringen. In anderen Fällen werden wohlbekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und Schaltungen nicht detailliert beschrieben, um eine unnötige Verwirrung von Aspekten der Offenbarung zu vermeiden.In the following description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the embodiments of the present disclosure. However, it will be apparent to those skilled in the art that the embodiments including structures, systems and methods may be practiced without the specific details. The description and illustration herein are the common means used by those skilled in the art to convey the substance of their work to others skilled in the art. In other instances, well-known methods, procedures, components, and circuits are not described in detail to avoid unnecessary confusion of aspects of the disclosure.
Bezugnahmen in der Spezifikation auf ”ein Ausführungsbeispiel”, ”ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel” usw. geben an, dass dieses beschriebene Ausführungsbeispiel ein bestimmtes Merkmal, Struktur oder Charakteristik aufweisen kann, aber jedes Ausführungsbeispiel nicht notwendigerweise das bestimmte Merkmal, Struktur und Charakteristik umfasst. Außerdem beziehen sich solche Ausdrücke nicht notwendigerweise auf das gleiche Ausführungsbeispiel. Wenn weiterhin ein bestimmtes Merkmal, Struktur oder Charakteristik in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben wird, liegt es innerhalb des Fachwissens des Fachmanns, solch ein Merkmal, Struktur oder Charakteristik in Verbindung mit anderen Ausführungsbeispielen zu bewirken, ob es explizit beschrieben ist oder nicht.References in the specification to "one embodiment," "an exemplary embodiment," etc., indicate that this described embodiment may have a particular feature, structure, or characteristic, but each embodiment does not necessarily encompass the particular feature, structure, and characteristic. In addition, such terms do not necessarily refer to the same embodiment. Further, when describing a particular feature, structure, or characteristic in connection with one embodiment, it is within the skill of those in the art to effect such feature, structure, or characteristics in conjunction with other embodiments, whether explicitly described or not.
1. Übersicht 1. Overview
Die vorliegende Offenbarung ist auf ein System und ein Verfahren zum Erweitern eines Referenzsignalmusters zum Definieren von zusätzlichen Referenzsignalen unter Verwendung einer Phasenaufteilungsmultiplex-(Phase Division Multiplexing, PDM)-Technik gerichtet. In einem Ausführungsbeispiel ist das Referenzsignalmuster ein vordefiniertes Referenzsignalmuster in einem drahtlosen Kommunikationsstandard und wird erweitert, zum Beispiel um massive MIMO-Kommunikation zu unterstützen. Dieses und andere Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden nachstehend beschrieben.The present disclosure is directed to a system and method for extending a reference signal pattern for defining additional reference signals using Phase Division Multiplexing (PDM) technique. In one embodiment, the reference signal pattern is a predefined reference signal pattern in a wireless communication standard and is extended, for example, to support massive MIMO communication. These and other features of the present disclosure will be described below.
Es wird angemerkt, dass jede ”Sendeantenne”, auf die nachstehend Bezug genommen wird, als einem einzelnen bzw. eindeutigem Antennenanschluss entsprechend angesehen wird. Es wird weiter angemerkt, dass wenn nachstehend gesagt wird, dass eine Kanalschätzung durchgeführt wird, stattdessen möglicherweise auch Kanalzustandsinformationen beschafft werden können.It is noted that each "transmit antenna" referred to below is considered to correspond to a single antenna port. It is further noted that when it is said below that channel estimation is performed, channel state information may possibly be obtained instead.
2. Referenzsignalmustergestaltung unter Verwendung von Phasenaufteilungsmultiplexing (PDM)2. Reference Signal Pattern Design Using Phase Split Multiplexing (PDM)
Um H(f) zu schätzen, kann ein Referenzsignalmuster, das M Referenzsignale definiert, unter Verwendung einer Phasenaufteilungsmultiplex-(„phase division multiplexing”, PDM)-Technik entworfen werden. Unter Verwendung einer PDM-Technik wird jedes der M Referenzsignale von einer unterschiedlichen der Sendeantennen
Es sei angemerkt, dass die einzelne Trägerfrequenz f1 für beispielhafte Zwecke verwendet wird und dass in anderen Ausführungsbeispielen entsprechende der M Referenzsymbole, die jedes der Referenzsignale ausmachen, über andere Trägerfrequenzen übertragen werden können, um H(f) weiter bei diesen anderen Trägerfrequenzen zu schätzen. Zum Beispiel kann das zweite Referenzsymbol von jedem Referenzsignal RS12, RS22, ..., RSM2 über die Trägerfrequenz f2 übertragen werden, um H(f) weiter bei der Trägerfrequenz f2 zu schätzen. Es sei weiterhin angemerkt, dass in dem Fall, in dem zwei oder mehr Trägerfrequenzen verwendet werden, entsprechende der M Referenzsymbole, die jeweils die Referenzsignale ausmachen, zur gleichen Symbolzeitperiode aber über die verschiedenen zwei oder mehr Trägerfrequenzen übertragen werden können. Zum Beispiel kann das zweite Referenzsymbol von jedem Referenzsignal RS12, RS22, ..., RSM2 über die Trägerfrequenz f2 bei der gleichen Symbolzeitperiode t1 wie das erste Referenzsymbol von jedem Referenzsignal RS111, RS21, ..., RSM1 übertragen werden.It should be noted that the single carrier frequency f1 is used for exemplary purposes and that in other embodiments corresponding ones of the M reference symbols making up each of the reference signals may be transmitted over other carrier frequencies to further estimate H (f) at these other carrier frequencies. For example, the second reference symbol of each reference signal RS 12 , RS 22 , ..., RS M2 may be transmitted over the carrier frequency f2 to further estimate H (f) at the carrier frequency f2. It should also be noted that in the case where two or more carrier frequencies are used, corresponding ones of the M reference symbols each making up the reference signals may be transmitted at the same symbol time period but over the different two or more carrier frequencies. For example, the second reference symbol RS 22, ..., RS can M2 of each reference signal RS 12, on the Carrier frequency f2 at the same symbol time period t1 as the first reference symbol of each reference signal RS1 11 , RS 21 , ..., RS M1 are transmitted.
Um zu verhindern, dass sich die Referenzsignale gegenseitig stören, wird jedes der M Referenzsymbole, das über die gleiche Symbolzeitperiode und Frequenz übertragen wird, mit einer verschiedenen entsprechenden Phasenverschiebung multipliziert. Diese Phasenverschiebungen sind gegeben durch: wobei der Exponent T eine Transponierte bezeichnet, N die Anzahl von Frequenzbereichträgern (oder Unterträgern) ist, die durch jede der Sendeantennen
Als Reaktion auf ein Übertragen der vorstehend beschriebenen Referenzsymbole wird die Empfangsantenne
Unter der Annahme, dass sich H über die Symbolzeitperioden t1 bis tM nicht wesentlich ändert und (der Einfachheit halber) dass es kein Rauschen und keine Störungen gibt, kann jedes der M Referenzsymbole, das durch die Empfangsantenne
Es sei angemerkt, dass die „Zero-Forcing”-Funktion in Gleichung (4) nur eine Funktion zum Schätzen von H darstellt und dass andere Verfahren zum Schätzen von H möglich sind, wie durch den Fachmann anerkannt wird. Es sei weiterhin angemerkt, dass der Empfänger von Ci für alle i durch Empfangen von Informationen über die bestimmten zyklischen Zeitverzögerungen τ1i, ..., τMi von dem Sender
3. Erweitern von Referenzsignalmustern unter Verwendung von PDM3. Extend reference signal patterns using PDM
Das System und Verfahren der vorliegenden Offenbarung ist konfiguriert, um die PDM-Technik, die vorstehend beschrieben wurde, zu verwenden, um ein Referenzsignalmuster zu erweitern, um zusätzliche Referenzsignale zu definieren, und dadurch eine Kanalschätzung für eine größere Anzahl von Sendeantennen zu unterstützen. Das Referenzsignalmuster kann zum Beispiel ein vordefiniertes Referenzsignalmuster in einem drahtlosen Kommunikationsstandard sein und kann erweitert werden, um zum Beispiel eine massive MIMO-Kommunikation zu unterstützen.The system and method of the present disclosure is configured to use the PDM technique described above to expand a reference signal pattern to define additional reference signals, thereby supporting channel estimation for a larger number of transmit antennas. The reference signal pattern may be, for example, a predefined reference signal pattern in a wireless communication standard and may be extended to support, for example, massive MIMO communication.
Um ein Beispiel bereitzustellen, wird das Referenzsignalmuster
Alle 12 Referenzsymbole, die in dem Ressourcenblockpaardiagramm
Das System und Verfahren der vorliegenden Offenbarung kann das Referenzsignalmuster
Nachdem die Sendeantennen in Cluster gruppiert werden, kann jedes Antennencluster zugewiesen werden, um ein unterschiedliches der einzelnen Referenzsignale, die durch das Referenzsignal 00 definiert sind, zu übertragen. Zum Beispiel wird angenommen, dass es erwünscht ist, das Referenzsignalmuster
Um zu verhindern, dass sich die Referenzsignale, die durch jede Antenne innerhalb einem der Cluster
Um diese Funktionalität weiter zu beschreiben, stellt
Wie in
Wird für beispielhafte Zwecke angenommen, dass Cluster
Zum Beispiel wird ein Referenzsymbol betrachtet, das durch den Referenzsymbolgenerator
Es sei angemerkt, dass andere vordefinierte Referenzsignalmuster in dem 3GPP LTE Standard wie vorstehend beschrieben erweitert werden können. Zum Beispiel können die vordefinierten Referenzsignalmuster, die zellspezifische Referenzsignale (CRS) und Kanalzustandsinformationsreferenzsignale (CSI-RS) definieren, wie vorstehend beschrieben erweitert werden. Außerdem wird weiter angemerkt, dass die vordefinierten Referenzsignalmuster (zum Beispiel CSI-RS) erweitert werden können, um speziell eine Elevationsstrahlformung zu unterstützten. Schließlich ist anzumerken, dass der Vorkodierer
Bezug nehmend nun auf
Allgemein kann die Teilempfängerkette
Bezug nehmend nun auf
Wird zum Beispiel ein rechteckiges Feld von Antennen an dem Sender angenommen, können vier unterschiedliche Arten von Antennenclustermustern
Es sei angemerkt, dass die Antennenclustermuster
4. Schlussfolgerung4. Conclusion
Die vorliegende Offenbarung wurde mithilfe von funktionalen Bausteinblöcken beschrieben, die die Implementierung von spezifischen Funktionen und Beziehungen von diesen darstellen. Die Grenzen dieser funktionalen Bausteinblöcke wurden hierin der Einfachheit halber beliebig definiert. Andere Grenzen können definiert werden, solange die spezifischen Funktionen und Beziehungen von diesen angemessen durchgeführt werden.The present disclosure has been described by means of functional building blocks that illustrate the implementation of specific functions and relationships of these. The boundaries of these functional building blocks have been arbitrarily defined herein for the sake of simplicity. Other limits may be defined as long as the specific functions and relationships are adequately performed by them.
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und Verfahren zum Erweitern eines Referenzsignalmusters, um zusätzliche Referenzsignale zu definieren, unter Verwendung einer Phasenaufteilungsmultiplex-(PDM)-Technik. Das Referenzsignalmuster kann ein vordefiniertes Referenzsignalmuster in einem drahtlosen Kommunikationsstandard sein und kann erweitert werden, um eine massive MIMO-Kommunikation zu unterstützen.The present disclosure relates to a system and method for expanding a reference signal pattern to define additional reference signals using a Phase Division Multiplexing (PDM) technique. The reference signal pattern may be a predefined reference signal pattern in a wireless communication standard and may be extended to support massive MIMO communication.
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