专利名称：一种上行符号交织和资源映射方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种上行符号交织和资源映射方法和装置。
背景技术：
宽带无线移动接入技术能为用户提供大带宽应用；但在提供高速无线体验的同时，随着带宽的增加，用户终端在技术方面面临不小的挑战；其中就包括路径损耗和链路预算(建筑物穿透损耗等)方面的挑战。和现有窄带系统相比，宽带技术在频谱效率方面并没有革命性的突破。设窄带系统(8kbps)和宽带系统(以512kbps为例)，带宽相差512/8 = 64倍，就是说至少需要增加 10Xlg64= 18dB的链路预算；若接收灵敏度不变(技术限制)，这部分增加的链路预算就需要依靠增大发射功率来补偿；以GSM终端(Slcbps)发射功率23daiK200mw)计算，宽带终端(5121ibpS)若要达到同样覆盖范围，其发射功率就需要达到200mWX64 = 12. Sff0由于宽带终端受功耗，体积和成本等多种因素的限制，如果仅靠功率补偿，无论成本、可靠性还是环保等方面都是无法接受的；另外，宽带系统在多径信道(频率选择性衰落)以及小区间干扰(宽带系统的同频组网)等方面都存在比窄带系统更复杂的问题。排除系统容量以及通信体制方面的限制，为补偿路径损耗，提高上行覆盖，一般可以采用低码率编码、扩频等技术。低码率编码技术通过降低编码码率，发送同样的信息将占用更多的资源，从而获得编码增益；直列扩频等扩频技术通过占用更大的频率范围，可以获得扩频增益。但是，仅仅依靠降低码率，当码率降低到一定程度，复杂的编码方式所能带来的增益变化并不明显，但处理复杂度却会提高；直列扩频技术带来的增益需要利用更大的带宽资源，对于目前采用OFDMA多址方式的宽带系统(如LTE等)，如果利用码分多址技术会存在多用户干扰(MUI)；如果仅利用扩频增益提高覆盖，即非多址扩频，又存在资源效率问题。
发明内容
本发明提供了一种上行符号交织和资源映射方法和装置，在终端发送功率受限的条件下，提高上行信号的覆盖；与低码率编码技术相比，获得的增益更加显著，且实现简单。本发明实施例提出一种上行符号交织和资源映射的方法，终端包括至少两个天线，终端执行如下步骤A、配置上行信号子帧，对已经配置好的一个子帧的上行信号，当生成时域基带信号时，缓存两个相邻的时域基带符号，记为SO和Sl ；B、在终端的第一天线上发送时域基带符号SO ；切换到终端的第二天线并发送时域基带符号Si ；切换到第一天线并发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Si* ；以及切换到第二天线并发送时域基带符号的共轭信号so*。
较佳地，所述步骤A之前，进一步包括基站根据终端实际路损情况，配置能补偿终端路损的重复次数，并将相应的上行授权发送给终端；步骤A所述生成时域基带信号包括终端收到上行授权后，根据该上行授权的链路自适应极限配置生成上行信号的时域基带信号。较佳地，步骤A所述生成时域基带信号进一步包括采用单载波频分多址方法，将每个上行符号的频域信号先经离散傅里叶变换，然后再做逆快速傅里叶变换形成时域单载波信号。较佳地，步骤A所述配置上行信号子帧包括通过降低码率的方式，将两个子帧的信号扩充到4个子帧上。较佳地，步骤B所述切换到第一天线并发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Si* 之后进一步包括第一天线发送一个时隙的参考信号。较佳地，步骤B所述切换到第二天线并发送时域基带符号的共轭信号SO*之后进一步包括切换到第一天线并发送一个时隙的参考信号。较佳地，步骤B所述切换到终端的第二天线并发送时域基带符号Sl之后进一步包括在第二天线上发送一个时隙的参考信号；以及步骤B所述切换到第一天线并发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Sf为 切换到第一天线并发送一个时隙的参考信号，再发送时域基带符号Si的负共轭信号-Sf。较佳地，该方法进一步包括C、基站在接收上行信号时，根据对该终端的配置对接收信号进行符号级解码和合并，恢复出该终端发送的上行信息。较佳地，所述步骤C包括Cl、基站利用接收到的参考信号做信道估计和均衡；C2、对均衡后的符号进行解交织和合并处理。本发明实施例还提出一种上行符号交织和资源映射装置，所述装置位于终端侧， 所述终端包括至少两个天线，该装置包括缓存模块，用于对于终端配置好的一个子帧的上行信号，当生成时域基带信号时， 缓存两个相邻的时域基带符号，记为SO和Sl ；符号交织和资源映射模块，在终端的第一天线上发送时域基带符号SO ；切换到终端的第二天线并发送时域基带符号Sl ；切换到第一天线并发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Sf ；以及切换到第二天线并发送时域基带符号的共轭信号SO*。较佳地，所述装置进一步包括时域基带信号生成模块，用于接收来自基站的上行授权，根据该上行授权的链路自适应极限配置生成上行信号的时域基带信号。较佳地，所述时域基带信号生成模块进一步包括时域单载波生成单元，用于采用单载波频分多址方法，将每个上行符号的频域信号先经离散傅里叶变换，然后再做逆快速傅里叶变换形成时域单载波信号。较佳地，该装置进一步包括码率降低模块，用于通过降低码率的方式，将两个子帧的信号扩充到4个子帧上，所述扩充后的子帧传送至所述缓存模块。较佳地，该装置进一步包括第一参考信号配置模块，用于在所述符号交织和资源映射模块切换到第一天线并发送时域基带符号Si的负共轭信号-Sr之后，在第一天线发送一个时隙的参考信号。较佳地，该装置进一步包括第二参考信号配置模块，用于在所述符号交织和资源映射模块切换到第二天线并发送时域基带符号的共轭信号S(f之后，切换到第一天线并发送一个时隙的参考信号。较佳地，该装置进一步包括第三参考信号配置模块，用于在所述符号交织和资源映射模块切换到终端的第二天线并发送时域基带符号Si之后，在第二天线上发送一个时隙的参考信号；以及，在所述符号交织和资源映射模块切换到第一天线之后，且发送时域基带符号Sl 的负共轭信号-Sf之前，在第一天线发送一个时隙的参考信号。从以上技术方案可以看出，UE上行时域基带信号生成后，再根据配置的重复次数， 以两个时域符号为一组，进行交织，生成一个重复信号组；并分别在不同天线端口上交替发送重复信号组中的符号。当终端移动速度不高，信道变化较慢时，这样做可以模拟出空时分集的效果。对于一帧上行数据，在链路自适应配置采用最大增益配置仍无法达到解调门限时，可以采用本发明方案进一步提高上行信号增益。
图1为本发明实施例提出的上行符号交织和资源映射的处理流程图；图2为子步骤103-1至103-2的转换过程示意图；图3为映射方式1的参考信号的发送方案；图4为映射方式2的参考信号的发送方案；图5为映射方式3的参考信号的发送方案；图6为终端的上行发送信号的一个示例。
具体实施例方式终端上行发送由于受到成本，体积和功耗的限制，一般期望使用小数目的功放，同时在下行接收，为支持下行MIMO而配有多根天线。在这种情况下，终端一般会采用天线选择发送技术，即利用一个功放单元在不同时刻从不同天线进行上行传输，以获得空间分集
增 ο本发明方法的基本原理如下对于配置有两根天线和一个功放的终端，这两根天线的端口分别记作DO和D1，当终端进行上行发送时，采用如下处理流程对已经配置好的一个子帧的上行信号，当生成时域基带信号时，缓存两个相邻的时域基带符号，记为SO和Sl ；先将符号SO在终端的一根天线上发送，例如从DO发送，并缓存SO ；然后将符号Sl在终端的另一根天线上发送，例如从Dl发送，并缓存Sl ；然后切换回天线DO并发送信号-Sf ；再切换回天线Dl并发送信号SO* ；这里*号表示复符号的共轭。根据以上方式，在上行带宽不变，但时域发送持续时间延长的前提下，通过空间分集方式取得分集增益。
以下通过具体实施例对本发明方案进行进一步详细阐述。本发明实施例中，终端(UE)配置有两根天线，但只配置了一个功放单元；对于距离基站较远的终端，当需要进行上行发送，但已达到链路自适应配置极限时，可以根据基站的指示，采用本方案进一步增加上行资源增益。以LTE/LTE-A系统为例，本发明实施例提出的上行符号交织和资源映射的处理流程如图1所示，包括如下步骤步骤101 基站根据UE实际路损情况，配置能补偿UE路损的重复次数并将相应的上行授权(记为DCI F0)发送给UE。对于TDD模式，所述UE路损情况可以利用测量上报或互易性机制得到。所述上行授权用于指示终端在哪个频谱资源上，哪个时间位置上，以及采用怎样的方式进行上行传输。其中，重复次数可以根据路损情况进行多种配置，重发次数的取值可以是2的幂次，如重发次数为2，4，8等。步骤102 =UE收到上行授权后，根据该上行授权的链路自适应极限配置生成上行信号的时域基带信号。以下对配置能补偿UE路损的重复次数进行举例说明。例如，UE的路损已大于最大链路预算对应的增益时，基站可以指示UE采用本发明所述的方法在调度该终端进行上行传输时，将最大链路预算对应的上行传输信号在时间长度上再增加一倍或更多时间长度。 增加一倍时间长度，则重发次数为2，增加3倍时间长度则重发次数为4。例如，在LTE/LTE-A系统中，上行数据经基带编码，加扰，DFT变换以及iFFT之后形成时域基带信号；其码率和调制方式由上行授权中的MCS配置参数确定。步骤103 :UE生成上行信号的时域基带信号，根据DCI FO中有关重复次数的配置， 以两个时域符号为一组，对时域基带信号进行符号交织得到重复信号组，并分别在不同天线端口上交替发送重复信号组中的时域符号。步骤103可以包括如下子步骤子步骤103-1 采用单载波频分多址(SC-FDMA)方法，将每个上行符号的频域信号先经离散傅里叶变换(DFT)，然后再做逆快速傅里叶变换(IFFT)形成时域单载波信号。子步骤103-2 通过降低码率的方式，将两个子帧的信号扩充到4个子帧上。如图2所示为上述子步骤103-1至103-2的转换过程示意图。所要发送的两个子帧的上行时频符号，横坐标表示时域，纵坐标表示频域，SO至Sll表示不同的时域符号，阴影部分表示参考信号(RS)。子步骤103-3 将相邻两个时隙的符号生成一个重复信号组，即S1I=^f1S0 S1 -5； S0*]子步骤103-4 重复信号组在UE的两个天线端口上作资源映射，将相邻时隙的符号分时映射到两个天线端口上，即
^"!天线端口(DO) 终端在发送时，每个符号之间都做天线切换；当终端移动速度不高，信道变化较慢时，这样做可以模拟出空时分集的效果。
由于在不同天线端口上进行上行传输，需要在每根天线上发送参考信号，参考信号可以采用多种发送方式。图3至图5分别示出了一种参考信号发送方法。图3所示的映射方式1中，在第1个时隙，天线端口 DO发送时域符号S0，在第2个时隙，天线端口 Dl发送时域符号Si，在第3-4个时隙，天线端口 DO分别发送时域符号-Sf和RS，在第5个时隙， 天线端口 Dl发送时域符号SO*。可以看出，映射方式1中，参考信号在时间域中的发送位置与未采用本发明方式的LTE/LTE-A上行参考信号时间域位置相同，在未进行重复子帧的参考信号位置，由UE通过不同天线分别发送参考信号。图4所示的映射方式2中，参考信号在时间域中的发送位置与LTE/LTE-A上行参考信号时间域位置不同。虽然和映射方式1类似，也是由UE通过不同天线分别发送参考信号，但为使重复信号组G个符号)能尽量靠近发送，对参考信号的符号位置根据需要做了向前或向后一个符号的偏移，以使发送的上行信号组中的符号连续发送。为提高信道估计可靠性和性能还可以采用多种增加参考信号密度的措施和方法， 其中一种可选的参考信号配置方法如图5所示的映射方式3。映射方式3中，参考信号在时间域中的发送位置与LTE/LTE-A上行参考信号时间域位置不同；具体做法是在时间域相邻的符号上，分别由不同天线发送参考信号。步骤104 基站在接收上行信号时，根据对终端上行授权的指示，分别处理不同终端的上行信号对采用本发明方法进行上行传输的终端，执行步骤105 ；对于采用现有技术进行上行传输的终端，执行步骤106。步骤105 基站根据对该UE的配置对接收信号进行符号级解码和合并，恢复出该 UE发送的上行信息。步骤105可以包括如下子步骤子步骤105-1 基站利用接收到的参考信号做信道估计和均衡。设终端发送天线数为Nt，基站接收天线数为Nr，根据终端不同天线发送的参考信号对Nt X Nr维信道矩阵进行信道估计。子步骤105-2 对均衡后的符号进行解交织和合并处理。由于本发明上行传输方法的应用场景一般都发生在路损较大的情况，基站接收到该终端的上行信号可能难以达到基站正常覆盖范围内上行信号的信噪比/信干比；这里假定采用本发明上行传输方法的终端移动速度较低，信道相关时间满足解调要求；此时，可以按照以下方式进行处理设终端的上行发送信号如图6所示。相应地，基站天线i接收信号为t0 时刻，r (t0) =Ii0," S0^lj i · 0+n (t0)ti 时刻，r U1) = h0, i · (Hh1, j · Sl+n U1)t2 时刻，r(t2) = hQ i · (-5； ) + A1, 0 + n(t2)t3 时刻，/"(Y3) = K i ■ 0 + hX i · + n(t3)假设信道在tO到t3时间内为准静态信道，则t0 禾口、时亥lj，r(t0, ti) = h0jJ · (so+O)+^, j · ((Hs1)+η (t0，t^ = h0j j · S0^lj j · S^nU0, ti)
t2 和t3 时亥Ij，
权利要求
1.一种上行符号交织和资源映射的方法，其特征在于，终端包括至少两个天线，终端执行如下步骤A、配置上行信号子帧，对已经配置好的一个子帧的上行信号，当生成时域基带信号时， 缓存两个相邻的时域基带符号，记为SO和Sl ；B、在终端的第一天线上发送时域基带符号SO；切换到终端的第二天线并发送时域基带符号Sl ；切换到第一天线并发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Si* ；以及切换到第二天线并发送时域基带符号的共轭信号SO*。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前，进一步包括基站根据终端实际路损情况，配置能补偿终端路损的重复次数，并将相应的上行授权发送给终端；步骤A所述生成时域基带信号包括终端收到上行授权后，根据该上行授权的链路自适应极限配置生成上行信号的时域基带信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A所述生成时域基带信号进一步包括采用单载波频分多址方法，将每个上行符号的频域信号先经离散傅里叶变换，然后再做逆快速傅里叶变换形成时域单载波信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤A所述配置上行信号子帧包括通过降低码率的方式，将两个子帧的信号扩充到4个子帧上。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，步骤B所述切换到第一天线并发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Sf之后进一步包括第一天线发送一个时隙的参考信号。
6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，步骤B所述切换到第二天线并发送时域基带符号的共轭信号so*之后进一步包括切换到第一天线并发送一个时隙的参考信号。
7.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，步骤B所述切换到终端的第二天线并发送时域基带符号Sl之后进一步包括在第二天线上发送一个时隙的参考信号；以及步骤B所述切换到第一天线并发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Si*为切换到第一天线并发送一个时隙的参考信号，再发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Sf。
8.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括C、基站在接收上行信号时，根据对该终端的配置对接收信号进行符号级解码和合并， 恢复出该终端发送的上行信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括Cl、基站利用接收到的参考信号做信道估计和均衡；C2、对均衡后的符号进行解交织和合并处理。
10.一种上行符号交织和资源映射装置，其特征在于，所述装置位于终端侧，所述终端包括至少两个天线，该装置包括缓存模块，用于对于终端配置好的一个子帧的上行信号，当生成时域基带信号时，缓存两个相邻的时域基带符号，记为SO和Sl ；符号交织和资源映射模块，在终端的第一天线上发送时域基带符号SO ；切换到终端的第二天线并发送时域基带符号Si ；切换到第一天线并发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Sf ；以及切换到第二天线并发送时域基带符号的共轭信号SO*。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括时域基带信号生成模块，用于接收来自基站的上行授权，根据该上行授权的链路自适应极限配置生成上行信号的时域基带信号。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述时域基带信号生成模块进一步包括时域单载波生成单元，用于采用单载波频分多址方法，将每个上行符号的频域信号先经离散傅里叶变换，然后再做逆快速傅里叶变换形成时域单载波信号。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括码率降低模块，用于通过降低码率的方式，将两个子帧的信号扩充到4个子帧上，所述扩充后的子帧传送至所述缓存模块。
14.根据权利要求10至13任一项所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括第一参考信号配置模块，用于在所述符号交织和资源映射模块切换到第一天线并发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Sf之后，在第一天线发送一个时隙的参考信号。
15.根据权利要求10至13任一项所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括第二参考信号配置模块，用于在所述符号交织和资源映射模块切换到第二天线并发送时域基带符号的共轭信号SO*之后，切换到第一天线并发送一个时隙的参考信号。
16.根据权利要求10至13任一项所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括第三参考信号配置模块，用于在所述符号交织和资源映射模块切换到终端的第二天线并发送时域基带符号Sl之后，在第二天线上发送一个时隙的参考信号；以及，在所述符号交织和资源映射模块切换到第一天线之后，且发送时域基带符号Sl的负共轭信号-Sf之前，在第一天线发送一个时隙的参考信号。
全文摘要
本发明提供了一种上行符号交织和资源映射的方法，终端包括至少两个天线，终端执行如下步骤A、配置上行信号子帧，对已经配置好的一个子帧的上行信号，当生成时域基带信号时，缓存两个相邻的时域基带符号，记为S0和S1；B、在终端的第一天线上发送时域基带符号S0；切换到终端的第二天线并发送时域基带符号S1；切换到第一天线并发送时域基带符号S1的负共轭信号-S1*；以及切换到第二天线并发送时域基带符号的共轭信号S0*。本发明还提供了一种上行符号交织和资源映射的装置。本发明可以提高上行信号的增益。
文档编号H04W72/04GK102547990SQ20101062254
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者周欣, 张向阳, 杜显丰, 赵顾良, 邢妍, 郑辰 申请人:普天信息技术研究院有限公司