WO2010115300A1

WO2010115300A1 - 定位导频信号的传输方法及装置

Info

Publication number: WO2010115300A1
Application number: PCT/CN2009/071181
Authority: WO
Inventors: 李元杰; 陈实; 唐臻飞; 夏小梅
Original assignee: 深圳华为通信技术有限公司
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2010-10-14
Also published as: CN102204202A; CN102204202B

Description

-l- 定位导频信号的传输方法及装置技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及通信系统中定位导频信号的传输方法及装置。背景技术

3GPP ( 3rd Generation Partnership Project, 第三代合作伙伴计划）长期演进（LTE , Long Term Evolution ) 釆用正交频分复用（OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) 和多输入多输出 ( MIMO , Multiple Input Multiple Output )作为其核心空口技术，在 20MHz频谱带宽下能够提供下行 100Mbps和上行 50Mbps的峰值速率，提高小区容量，降低系统时延。

LTE系统中 UE ( User Equipment, 用户设备 ) 的定位可以支持 IMS ( IP Multimedia Subsystem, IP多媒体子系统）提供紧急呼叫（ emergency call )。目前， LTE 系统中釆用的是基于 OTDOA ( Observed Time Difference Of Arrival, 观察到达时间差）的定位技术。 OTDOA定位技术的原理是：当系统中存在三个或以上基站时，可以根据不同基站下行传输信号的到达时间差确定 UE的位置；其中，下行传输信号可以称为定位导频。由双曲线的定义知，到两个定点距离之差为恒定值的点构成一条双曲线，两条双曲线的交点即为 UE的位置。定位的原理如图 1所示，其中， dl、 d2、 d3分别为 UE到小区 1、小区 2、小区 3的距离； hl、 h2分别为根据这些距离之差得到的双曲线； hi 与 h2的交点即为 UE的位置。当系统中存在的基站数量越多时，确定的 UE 位置越精确。

可见，定位的关键在于对下行定位导频的测量，而不同定位导频图案设计会影响有效定位测量的门限值。门限值越低， UE能够测量到的基站数量就越多。在 OFDM的宽带无线通信系统中，不同小区占用相同的频率资源。如果相邻小区的定位导频釆用相同时频二维导频图案， UE在测量某个小区时，会受到相邻其他小区导频的强干扰，从而影响 TO A ( time of arrival, 到达时间）测量的准确性，降低定位精度。为了降低导频信道受到邻小区的导频干扰，可以为不同小区设计彼此正交或准正交的导频图案。而如何设计出更多彼此正交或准正交的定位导频图案则是目前定位技术设计中一个重要的研究内容。

一种定位导频的图案设计如图 2 所示，在该用于定位的子帧中，每个 OFDM符号上的导频在频域上间隔 6个子载波，不同小区的定位导频通过在频域上的移位实现彼此正交，这样得到的正交图案最多为 6个，因此小区间的干扰较强。

另一种设计导频的方案是利用跳频序列生成导频图案，即设计数量较多的没有交点或交点个数有限的跳频序列，利用这些跳频序列来分别生成相互正交或准正交的导频图案，不同小区选择不同的图案，从而降低相邻小区间导频图案出现碰撞的概率。一种基于 Costas序列的定位导频设计图案如图 3 所示，使用了长度为 10的 Costas序列 {0,1,8,2,4,9,7,3,6,5}。如图 3所示， Costas 序列只能够产生方阵图案，而正常的一个 RB ( Resource Block, 资源块）内是 12 x 10的矩形阵，因此该技术釆用 10 X 10的阵列产生导频图案，导致 RB 内有两个连续子载波没有导频。如果导频图案以 RB 为单位排列，将导致频域上周期出现两个没有导频的子载波，从而序列自相关存在较强旁瓣，影响 UE对小区的导频信号的测量。另外，图 3所示的定位导频图案中，导频在频域上间隔较多子载波，使每个小区的导频个数较少，从而影响 UE对小区的有效测量，降低定位的精度。发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种定位导频信号的传输方法，包括：在釆用 OFDM的通信系统中，基站向用户设备传输定位导频信号；其中，该定位导频信号的图案包括根据组合跳频序列生成的定位导频图案；其中，该的初始跳频序列根据预定的导频间隔生成。

本发明实施例还提供了一种定位导频图案的生成方法，该生成的定位导频图案可以在釆用 OFDM的通信系统中分配给各个小区使用。该定位导频图案的生成方法包括：根据预设的导频间隔生成至少两个不同的初始跳频序列；列生成适合在 OFDM的通信系统中传输的定位导频图案；然后，将该定位导频图案经过时频移位后得到不同的定位导频图案。

本发明实施例还提供了一种定位导频信号的传输装置，包括：发送单元，用于在釆用 OFDM的通信系统中，基站向用户设备传输定位导频信号；其中，该定位导频信号的图案包括根据组合跳频序列生成的定位导频图案；其中，同的初始跳频序列根据预定的导频间隔生成。

本发明实施例提供的本发明实施例提供的定位导频信号的传输方法、装置以及定位导频图案的生成方法，根据组合跳频序列生成定位导频图案，可以获得数量更多的低干扰的定位导频图案，有利于降低各个小区之间定位导频信号的干扰，提高 UE定位测量的准确性。附图说明

图 1为现有技术 UE定位的原理示意图；

图 2为现有技术中一个定位导频图案；

图 3为现有技术中另一个定位导频图案；

图 4为本发明实施例提供的一种定位导频图案的生成方法流程示意图; 图 5a为本发明实施例提供的 Costas序列 {0, 5 , 2 , 1 , 3 , 4} ;

图 5b为本发明实施例提供的 Costas序列 {0, 4, 2 , 5 , 1 , 3} ; 图 5c为本发明实施例提供的一个定位导频图案；

图 6a为本发明实施例提供的 Costas序列 {5 , 2, 4 , 3 , 1 , 0} ;

图 6b为本发明实施例提供的 Costas序列 {0, 1 , 5 , 3 , 2 , 4} ;

图 6c为本发明实施例提供的另一个定位导频图案；

图 7为本发明实施例提供的又一个定位导频图案；

图 8为本发明实施例提供的又一个定位导频图案；

图 9为本发明实施例提供的一种定位导频信号的传输方法流程示意图；图 10为本发明实施例提供的一种定位导频信号的传输装置结构示意图。具体实施方式的详细描述。

本发明各个实施例中，考虑到 LTE系统中长 CP ( Cyclic Prefix, 循环前缀）和 MBSFN ( Multicast Broadcast Single Frequency Network, 广播多播单频网）子帧的 RB在频域上占 12个子载波，时域上有 12个 OFDM符号，去掉前面两个符号用于放置控制信令。因此，定位导频主要在 12 X 10的资源单位里进行设计。

实施例一

图 4为本发明实施例提供的一种定位导频图案的生成方法。釆用图 4所示的方法生成的定位导频图案可以在釆用 OFDM的通信系统中分配给各个小区使用。如图 4所示，该生成定位导频图案的方法包括：

步骤 401 , 根据预设的导频间隔生成至少两个不同的初始跳频序列。本步骤中，根据该预设的导频间隔可以生成不同的跳频序列。该跳频序列可以是 Costas序列、拉丁序列、线性同余序列等。根据预设的导频间隔生成跳频序列的方法现有技术中有多种实现方法，在此不再赘述。举例而言，如果预设的导频间隔为 6个子载波，可以生成至少两个长度为 6的不同的初始跳频序列；将至少两个长度为 6的不同的初始跳频序列组合成长度至少为 12的组合跳频序列。

当然，本发明实施例中预设的导频间隔并不局限为 6个子载波。比如，还可以设置 4个子载波的导频间隔，生成至少 3个长度为 4的不同的初始跳频序列；然后将至少 3个长度为 4的不同的初始跳频序列组合成长度至少为 12的组合跳频序列。

步骤 403 , 根据所述组合跳频序列生成适合在 OFDM的通信系统中传输的定位导频图案。

如上所述，根据 LTE系统中 RB的特点，在 12 X 10的资源单位里设计定位导频。 4艮设导频间隔为 6个子载波为例，可以将至少长度为 12的组合跳频序列进行截取得到 12 10的定位导频图案。

步骤 404, 将所述定位导频图案经过时频移位后得到不同的定位导频图案。

可以将步骤 404得到的不同的定位导频图案分配个各个小区使用或者将所述不同的定位导频图案打孔后得到的不同的定位导频图案分配给各个小区使用。分配定位导频图案时，还可以在同一小区的不同频段上，分配不同的定位导频图案；或者在不同的小区的相同频段上，分配不同的定位导频图案。

本实施例提供的定位导频图案的生成方法中，根据组合跳频序列生成定位导频图案，可以获得数量更多的低干扰的定位导频图案，有利于降低各个小区之间定位导频信号的干扰，提高 UE定位测量的准确性。本实施例提供的定位导频图案的生成方法，还可以根据定位测量的实际需求，调整预设的导频间隔，生成不同导频间隔的定位导频图案，具有很好地灵活性。

当然，还可以进一步设定定位导频图案满足一定的碰撞个数门限，这样有利于进一步减少各个小区之间定位导频信号的干扰，提高定位测量的准确性。实施例二

本实施例中，设定定位导频在频域间隔为 M=6个子载波，根据该间隔可以生成不同的初始跳频序列，例如 Costas序列、拉丁序列、线性同余序列等。这些生成的初始跳频序列都满足多小区导频要求，即生成的导频图案与其在时频域偏移后的图案之间的重合数量较小。由于 M=6 , 生成的定位导频图案为 6 x 6的二维时频图案，因此将该定位导频图案分别在时域和频域上做频偏移后得到的定位导频图案数量最多为 M²=36个。然后，将不同的初始跳频序列进行组合，得到 6 X 12的二维时频图案。为了符合 10个 OFDM符号长度的限制，将该 6 x 12的图案进行截短，即可得到一个 6 X 10的定位导频图案。

以下举两个示例具体说明本实施例定位导频图案的设计：

例一：根据定位导频在频域间隔为 M=6个子载波可以生成两个如图 5a 和图 5b所示的 Costas序列（图中黑色的单元块表示定位导频信号）。然后，将如图 5a所示的 Costas序列 {0, 5 , 2 , 1 , 3 , 4}与如图 5b所示的 Costas序列 {0, 4, 2, 5 , 1 , 3}组合，可以得到一个长度为 12的序列 {0, 5 , 2, 1 , 3 , 4, 0, 4 , 2, 5 , 1 , 3} , 进而构成一个 6 X 12的图案。为了符合 10个 OFDM 符号长度的限制，将该 6 X 12的图案进行截短（比如，去掉图 5b的最后两列 ), 得到的一个定位导频图案如图 5c所示。

然后，对图 5c所示的图案的 SDA ( Side-lobe Distribution Array, 旁瓣分配列阵：用以考察一个序列和将其时频移位后得到的序列之间碰撞的程度）进行考察，判断生成的导频图案与其在时频域偏移后图案之间的重合数。图

5c所示的图案的 SDA如表 1所示。

表 1 : 图 5c所示定位导频图案的 SDA

0 2 0 2 2 2 2 2 2 2

0 2 1 2 1 3 1 2 3 2

0 2 2 2 2 0 2 2 2 2

0 2 3 2 1 3 1 2 1 2

0 2 2 2 2 2 2 2 0 2

10 0 2 0 2 0 2 0 2 0 从表 1 (表 1 中数字表示碰撞点个数）可以看出，利用这种序列组合的方式生成的定位导频图案有 60个，并且绝大多数的定位导频图案之间的碰撞点个数不超过 3个，碰撞点个数为 3的点个数为 4个。也就是说，在 6 X 10 的 RB块内，任意两个小区导频图案碰撞的个数最多为 3个。

如果减少不同定位导频图案的个数，还可以进一步降低图案之间的碰撞点个数。例如，如果将频域上的移位限制为 1个子载波，则可以有 20个彼此碰撞点个数不超过 2的图案。如果将时域上的移位限制为 4, 则产生的 30个图案中，碰撞点个数为 3的图案只有 1个。

例二：根据定位导频在频域间隔为 M=6个子载波还可以生成两个如图 6a 和图 6b所示的 Costas序列。然后，将如图 6a所示的 Costas序列 {5, 2, 4, 3, 1, 0}与如图 6b所示的 Costas序列 {0, 1, 5, 3, 2, 4}组合，可以得到一个长度为 12的跳频序列 {5, 2, 4, 3, 1, 0, 0, 1, 5, 3, 2, 4}, 进而构成一个 6x 12的图案。为了符合 10个 OFDM符号长度的限制，将该 6 χ 12的图案进行截短（比如，去掉图 6a的最后两列 ), 得到的一个定位导频图案如图 6c所示，对应的跳频序列为 {5, 2, 4, 3, 0, 1, 5, 3, 2, 4}。

然后，对图 6c所示的图案的 SDA进行考察，判断生成的导频图案与其在时频域偏移后图案之间的重合数。图 6c所示的图案的 SDA如表 1所示。

表 2: 图 6c所示定位导频图案的 SDA

从表 2可以看出，利用这种序列组合的方式生成的定位导频图案有 60个, 并且绝大多数的定位导频图案之间的碰撞点个数不超过 3个，碰撞点个数为 3的点个数为 2个。也就是说，在 6 x 10的 RB块内，任意两个小区导频图案碰撞的个数最多为 3个。

如果减少不同定位导频图案的个数，还可以进一步降低图案之间的碰撞点个数。例如，如果将频域上的移位限制为 4个子载波，并将时域上的移位限制为 5 , 则可以有 30个彼此碰撞点个数不超过 2的图案。

在本实施例中，利用不同序列的组合产生的定位导频图案，经过时频域移位后能够产生足够多的低干扰图案，且导频在频域上间隔为 6个子载波，与图 2所示的定位导频图案相比，在相同的导频数量下彼此低干扰的图案要多很多；与图 3所示的定位导频图案相比，每个小区能够提供足够多的导频数量（比图 3所示的定位导频图案中的导频数量多一倍）。

本领域技术人员可以理解，导频在频域上的间隔可以并不局限于 6个子载波，可以根据系统的性能要求进行其他的设置。实施例三

在本实施例中，可以利用长度为 12的 Costas序列、拉丁序列或线性同余序列等跳频序列，将其截短后得到 12 X 10的图案。本实施例中，可以釆用现有的长度为 12的跳频序列或者根据预设的导频间隔生成的初始跳频序列通过截短，生成适合在 OFDM通信系统中传输的定位导频图案。图 7示出了一个定位导频的图案，该定位导频图案是利用长度为 12的 Costas 序列 {0,7,4,2,3,11,5,9,8,10,1,6}去掉后两列得到的。该定位导频图案的 SD A如表 3所示。

表 3: 图 7所示定位导频图案的 SDA

0 1 1 1 1 1 1 0 1 1

0 1 1 0 1 1 0 1 1 2

0 1 2 1 0 0 1 2 1 0

0 1 0 1 1 0 2 0 2 1

0 1 1 1 2 2 1 1 0 0

0 1 0 2 0 2 0 2 0 1 0 0 0 1 1 2 2 1 1 1

0 1 2 0 2 0 1 1 0 1

0 0 1 2 1 0 0 1 2 1

0 2 1 1 0 1 1 0 1 1

0 1 1 0 1 1 1 1 1 1

10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 如表 3所示 ,该图案进行不同的时频移位后得到的图案碰撞点数最多为 2 , 且利用这种方法得到的低干扰序列个数为 120个。间隔生成的初始跳频序列经过简单的截短操作即可生成定位导频图案，因此可以根据系统对测量精度的需求灵活选择合适的跳频序列生成定位导频图

实施例四

在本实施例中，可以对实施例一、实施例二或实施例三设计的定位导频图案进行打孔，即：在某些符号上，定位导频不进行传输。将某些 OFDM符号上的定位导频打掉，使得在该符号上，可以正常传输公共导频等其他信号，从而避免了定位导频和正常公共导频之间的冲突。通过这样的打孔操作，所设计出的导频图案可以用于普通的子帧传输。例如，对图 7所示的定位导频图案进行打孔生成的一个定位导频图案如图 8所示。

在本实施例中，利用打孔的方法使得所设计的定位导频图案可用于系统传输普通的子帧。因此，可以保证在进行定位的同时，该子帧内能进行正常的公共导频传输，不影响系统利用公共导频进行其他的测量。本实施例提供的定位导频图案通过时频移位产生的图案数量没有发生变化，各定位导频图案之间的低相关性也不受影响，扩大了定位导频的适用范围。实施例五在本实施例中，可以设计同一个小区内的 costas序列在频域上是不同的，例如以 RB为单位，在一个 TTI ( Transmission Time Interval, 传输时间间隔 ) 内，在不同 RB上使用不同的 Costas序列。这些 Costas序列可以是根据实施本实施例提供一个示例如图 9所示，其中，模式 1到模式 n为表示一个小区的整个带宽内不同的频段使用不同的定位导频图案。当然，还可以在不同小区相同频段上使用不同的图案，可以进一步降低小区之间的干扰，提高 UE 检测的准确性，进而提高定位的精度。

在本实施例中，将不同的 Costas序列在一个小区的频域上进行组合产生的定位导频图案，其低相关特性没有改变，而且在频域上还能够有更多的移位以产生供更多的小区使用的低干扰的定位导频图案。

本领域普通技术人员可以理解：实现定位导频图案的生成方法的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括： R0M、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。本发明实施例提供一种定位导频信号传输的方法。该方法包括：基站向 UE传输定位导频信号，该定位导频信号的图案可以包括图 5c、图 6c、图 7 和图 8所示的图案的任意一个。本领域技术人员可以理解， UE传输的定位导频信号的图案并不局限于图 5c、图 6c、图 7和图 8所示的图案，还可以包括才艮据实施例一至实施例五所述的生成定位导频图案的方法得到的其他图案。

其中，基站可以是与 UE通信的接入点，或者节点 B, 或者某些其他术语； UE也可以称为移动台、移动站、无线通信设备、终端或其他技术术语。

釆用本实施例提供的定位导频信号传输的方法，不仅可以满足每个小区内有足够的定位导频信号，还可以保证相邻小区间定位导频信号之间有较低的干扰，从而很好地满足定位测量需求。

本领域普通技术人员可以理解：实现定位导频信号传输方法的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括： ROM、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图 10 为本发明实施例提供的一种定位导频信号的传输装置。该装置包括：发送单元 1001 , 用于向 UE传输定位导频信号，该定位导频信号的图案可以包括图 5c、图 6c、图 7和图 8所示的图案的任意一个。本领域技术人员可以理解，发送单元 1001向 UE传输的定位导频信号的图案并不局限于图 5c、图 6c、图 7和图 8所示的图案，还可以包括根据实施例一至实施例五所述的生成定位导频图案的方法得到的其他图案。

本实施例中的传输定位导频信号的装置可以为基站中的一个物理单元或者逻辑单元。本发明实施例提供的定位导频信号的传输装置不仅可以满足每个小区内有足够的定位导频信号，还可以保证相邻小区间定位导频信号之间有较低的干扰，从而很好地满足定位测量需求。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

权利要求

1、一种定位导频信号的传输方法，其特征在于，包括：

在釆用正交频分复用的通信系统中，基站向用户设备传输定位导频信号；其中，所述定位导频信号的图案包括根据组合跳频序列生成的定位导频

2、根据权利要求 1所述的定位导频信号的传输方法，其特征在于，所述定位导频图案包括：

将所述组合跳频序列进行截取所生成的定位导频图案；或者将所述组合跳频序列进行截取并打孔所生成的定位导频图案。

3、根据权利要求 1所述的定位导频信号的传输方法，其特征在于，所述跳频序列为 Costas序列、拉丁序列或线性同余序列。

4、根据权利要求 1所述的定位导频信号的传输方法，其特征在于，同一个小区内不同频段上的定位导频图案不同；或者不同小区内相同频段上的定位导频图案不同。

5、根据权利要求 1所述的定位导频信号的传输方法，其特征在于，所述定位导频图案包括：

将两个长度为 6的不同的初始跳频序列组合并截取后生成的 6 χ 10的定位导频图案；其中，所述两个长度为 6的不同的初始跳频序列的导频间隔为 6个子载波。

6、根据权利要求 5所述的定位导频信号的传输方法，其特征在于，所述两个长度为 6的不同的跳频序列为 Costas序列 {5 , 2, 4, 3 , 1 , 0} 和 Costas序列 {0, 1 , 5 , 3 , 2, 4} ;

所述生成的 6 X 10的定位导频图案对应的 Costas序列为 {5 , 2, 4, 3 , 0, 1 , 5 , 3 , 2, 4}。

7、一种定位导频图案的生成方法，所述生成的定位导频图案在釆用正交频分复用的通信系统中分配给各个小区使用，其特征在于，所述方法包括：根据预设的导频间隔生成至少两个不同的初始跳频序列；根据所述组合跳频序列生成适合在正交频分复用的通信系统中传输的定位导频图案；

将所述定位导频图案经过时频移位后得到不同的定位导频图案。

8、根据权利要求 7所述的定位导频图案的生成方法，其特征在于，还包括：将所述不同的定位导频图案分配个各个小区使用或者将所述不同的定位导频图案打孔后得到的不同的定位导频图案分配给各个小区使用。

9、根据权利要求 7所述的定位导频图案的生成方法，其特征在于，在同一小区的不同频段上，分配不同的定位导频图案；或者在不同的小区的相同频段上，分配不同的定位导频图案。

10、一种定位导频信号的传输装置，其特征在于，包括：

发送单元，用于在釆用正交频分复用的通信系统中，基站向用户设备传输定位导频信号；其中，所述定位导频信号的图案包括根据组合跳频序列生

11、根据权利要求 10所述的定位导频信号的传输装置，其特征在于，所述定位导频图案包括：

将所述组合跳频序列截取所生成的定位导频图案；或者将所述组合跳频序列截取并进行打孔所生成的定位导频图案。

12、根据权利要求 10所述的定位导频信号的传输装置，其特征在于，所述跳频序列为 Costas序列、拉丁序列或线性同余序列。

13、根据权利要求 10所述的定位导频信号的传输装置，其特征在于，同一个小区内不同频段上的定位导频图案不同；或者不同小区内相同频段上的定位导频图案不同。

14、根据权利要求 10所述的定位导频信号的传输装置，其特征在于，所述定位导频图案包括：

将两个长度为 6的不同的初始跳频序列组合并截取后生成的 6χ 10的定位导频图案；其中，所述两个长度为 6的不同的初始跳频序列的导频间隔为 6个子载波。

15、根据权利要求 14所述的定位导频信号的传输装置，其特征在于，所述两个长度为 6的不同的跳频序列为 Costas序列 {5, 2, 4, 3, 1, 0} 和 Costas序列 {0, 1, 5, 3, 2, 4};

所述生成的 6 X 10的定位导频图案对应的 Costas序列为 {5, 2, 4, 3, 0, 1, 5, 3, 2, 4}。

16、一种基站，其特征在于，包括：

根据权利要求 10至 16任意一项所述的定位导频信号的传输装置。