专利名称：用于在无线通信系统中发射参考信号的装置和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，更确切地说，涉及用于在无线通信系统中发射参考信号的装置和方法。
背景技术：
无线通信系统广泛分布于世界各地，以提供诸如语音或数据的各种类型的通信业务。设计无线通信系统的目的是为了向多个用户提供可靠的通信业务，而无论他们的位置和移动性如何。然而，无线信号具有异常特征，诸如由路径丢失、噪声和多路径导致的衰落现象、符号间干扰(ISI)、用户设备(UE)的移动性导致的多普勒效应等。因此，已经开发了各种技术来克服无线信道的异常特征，以提高无线通信的可靠性。多输入多输出(MIMO)方案被用作用于支持可靠高速数据业务的技术。MIMO方案使用多发射(Tx)天线和多接收(Rx)天线来提高数据发射/接收效率。MIMO方案的示例包括空间复用、发射分集、波束形成等。由多Rx天线和多Tx天线形成MIMO信道矩阵。从MIMO信道矩阵，能够获得秩。秩是空间层的数目。秩也可以被定义为能够被发射机同时发射的空间流的数目。秩也被称为空间复用率。如果Tx天线的数目是Nt，并且Rx天线的数目是Nr，秩R满足R彡min{Nt， Nr}。无线通信系统需要对于发射机和接收机均已知的信号来执行信道测量、信息解调等。对于发射机和接收机均已知的信号被称为参考信号(RS)。RS也可以被称为导频。接收机可以通过使用RS，估计发射机和接收机之间的信道，并且通过使用估计的信道，解调信息。例如，当UE接收到由基站发射的RS时，用户设备可以通过使用RS测量信道，并且将信道状态信息反馈给基站。从发射机发射的信号经历对应于每个Tx天线或每个空间层的信道，因此，RS可以针对每个Tx天线或每个空间层而被发射。同时，在国际电信联盟(ITU)中，正在努力将国际移动电信-高级(IMT-A)标准化，作为下一代(即，后第三代)移动通信系统。IMT-A系统旨在通过在下行链路中使用每秒千兆比特tebps)以及在上行链路中使用每秒500兆比特(Mbps)的高速数据传输速率， 支持基于内部协议(IP)多媒体无缝业务。第三代伙伴项目(3GPP)正在考虑将3GPP长期演进-高级(LTE-A)作为用于IMT-A系统的候选技术。LTE系统在上行链路发射中支持多达4个Tx天线，而LET-A系统在下行链路发射中支持多达8个Tx天线。然而，被应用了 LTE系统的UE(以下称为LTE UE)和被应用了 LTE-A系统的UE (以下称为LTE-A UE)在小区中可以共存。因此，LTE-A系统需要被设计成支持LTE UE和LTE-A UE。此外，对于下行链路发射可存在多种发射方案。发射方案的示例包括单天线方案、多天线方案等。MIMO方案的示例包括发射分集方案、闭环空间复用方案、 开环空间复用方案以及MU-MIMO方案。同样，当支持的Tx天线的最大数目不同时，以及被应用了各种发射方案的UE在系统中共存时，需要提供一种能够发射对于每个UE而言尽可能优化的参考信号的发射装置
4和方法。
发明内容
技术问题本发明提供了用于在无线通信系统中发射参考信号的装置和方法。技术方案根据本发明的一方面，提供了一种在无线系统中由基站发射参考信号的方法。该方法包括生成多个不同类型的用于信道测量的参考信号；以及发射该多个用于信道测量的参考信号，其中，使用一个或多个子帧作为工作周期来发射该多个用于信道测量的参考信号。在本发明的前述方面中，如果该多个用于信道测量的参考信号包括第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号，那么可以根据多天线发射方案来确定第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号。此外，如果该多个用于信道测量的参考信号包括第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号，那么可以根据用户设备的类型来确定第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号。此外，用户设备可以根据时间接收并使用第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号。根据本发明的另一方面，提供了用于发射参考信号的装置。该装置包括N个天线；以及耦合至N个天线的处理器，并且该处理器被构造成生成多个不同类型的用于信道测量的参考信号；以及发射该多个用于信道测量的参考信号，其中，使用一个或多个子帧作为工作周期来发射该多个用于信道测量的参考信号。有益效果能够在无线通信系统中发射多种类型的参考信号。在多种类型参考信号中，用户设备能够根据发射方案、反馈模式等接收适当的参考信号。因此，整体系统性能能够被改
口 ο
图1示出了无线通信系统。图2示出了无线电帧的结构。图3示出了用于一个下行链路时隙的资源网格的示例。图4示出了下行链路子帧的示例性结构。图5示出了当使用正常循环前缀时用于四个天线的公共参考信号(RS)的示例性映射。图6示出了当使用扩展CP时用于四个天线的公共RS的示例性映射。图7示出了当使用正常CP时在长期演进(LTE)中的专用RS的示例性映射。图8示出了当使用扩展CP时在LTE中的专用RS的示例性映射。图9是示出了根据本发明实施例的发射机的示例性结构的结构图。图10是示出了图9的信息处理器的示例性结构的结构图。
图11是示出了用于生成非预编码信道状态信息-RS(CSI-RS)的发射机的示例性结构的结构图。图12是示出了用于生成预编码CSI-RS的发射机的示例性结构的结构图。图13是示出了通过使用天线虚拟化方案用于生成预编码CSI-RS的示例性结构的结构图。图14是示出了通过一个虚拟天线发射参考信号的无线通信系统的示例性结构的结构图。图15示出了根据本发明的实施例的发射CSI-RS的方法。图16示出了在工作周期内的多个子帧中发射的CSI-RS的示例。图17示出了其中以特定工作周期发射不同类型CSI-RS的示例。图18示出了其中不同类型CSI-RS具有不同工作周期的示例。图19示出了以偏移量发射不同类型CSI-RS的示例。图20示出了其中多个载波出现在多载波系统中的频带中的示例。图21是示出了用于实现本发明的实施例的无线通信装置的结构图。
具体实施例方式
在诸如码分多址(⑶MA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(0FDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等的各种无线通信系统中，能够使用下述技术。能够利用诸如通用陆地无线电接入(UTRA)或者CDMA-2000的无线电技术能够实施CDMA。能够利用诸如移动通信全球系统(GSM)/通用分组无线电业务(GPRS)/增强型数据速率GSM演进(EDGE)的无线技术实施TDMA。能够利用诸如电子与电气工程师协会 (IEEE) 802. 11 (Wi-Fi)、IEEE802. 16 (WiMAX)、IEEE802-20、演进 UTRA(E-UTRA)等的无线电技术实施OFDMA。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的部分。第三代合作伙伴计划(3GPP) 长期演进(LTE)是使用E-UTRA的演进UMTS (E-UMTS)的部分。3GPP LTE在下行链路中使用 0FDMA，并且在上行链路中使用SC-FDMA。高级LTE (LTE-A)是LTE的演进。为了简洁，将在下文主要描述LTE (版本8) /LTE-A (版本10)。然而，本发明的技术特征不限于此。图1示出了无线通信系统。参考图1，无线通信系统包括至少一个基站(BS) 11。各个基站BS 11向特定的地理区域(通常称为小区)15a、15b以及15c提供通信服务。能够将小区分成多个区域(称为扇区)。用户设备(UE) 12可以是固定的或者移动的，并且可以被称为另一术语，诸如移动站(MS)、高级MS(AMS)、用户终端(UT)、订户站(SS)、无线设备、个人数字助理(PAD)、无线调制解调器、手持设备等。BS 11通常是与UE 12通信的固定站，并且可以被称为另一术语，诸如，演进型节点B(eNB)、高级BS(ABS)、基站收发系统(BTS)、接入点等。在下文中，下行链路(DL)是指从BS至UE的通信，并且上行链路(UL)是指从UE 到BS的通信。在DL中，发射机可以是BS的一部分，并且接收机可以是UE的一部分。在UL 中，发射机可以是UE的一部分，并且接收机可以是BS的一部分。无线通信系统能够支持多个天线。发射机可以使用多个发射(Tx)天线，并且接收机可以使用多个接收(Rx)天线。Tx天线是指用于一个信号或流发射的物理或逻辑天线。Rx天线是指用于一个信号或流的接收的物理或逻辑的天线。当发射机和接收机使用多个天线时，可以将无线通信系统称为多输入多输出(MIMO)系统。优选地，利用多个独立分层而非一个单一层实施无线通信处理。多个分层的结构被称为协议栈。协议栈可以被称为开放系统互连(OSI)模型，其是用于通信系统的广泛已知的协议。图2示出了无线电帧的结构。参考图2，无线电帧由10个子帧构成。一个子帧由两个时隙构成。包括在无线电帧中的时隙将以时隙编号#0至#19而编号。发射一个子帧需要的时间被定为传输时间间隔 (TTI)。TTI可以是用于数据传输的调度单元。例如，一个无线电帧可以具有10毫秒(ms) 的长度，一个子帧可以具有Ims的长度，并且一个时隙可以具有0. 5ms的长度。示出的图2 的无线电帧仅为示例的目的。因此，可以不同地更改包括在无线电帧内的子帧的数目或者包括在子帧内的时隙的数目。图3示出了用于一个DL时隙的资源网格的示例。参考图3，DL时隙在时域中包括多个正交频分复用(OFDM)符号，并且在频域中包括N_DL资源块。OFDM符号用于表达一个符号周期，并且根据多接入方案，也可以被称为另一术语，诸如OFDMA符号、SC-FDMA符号等。包括在DL时隙中的资源块的数目N_DL取决于在小区中确定的DL传输带宽。在LTE中，N_DL可以是60至110的范围中的任何一个值。 一个资源块在频域中包括多个子载波。在资源网格上的各个元素被称为资源元素。通过在时隙内的索引对(k，l)能够识别在资源网格上的资源元素。此处，k(k = 0，. . .，N_DLX12-1)表示在频率中的子载波索弓丨，并且1(1 =0，...，6)表示在时域中的符号索引。虽然此处描述一个资源块例如在时域中包括由7个OFDM符号组成的7 X 12资源元素以及在频域中的12个子载波，包括在资源块中的OFDM符号的数目和子载波的数目不限于此。OFDM符号的数目根据循环前缀(CP)长度和子载波间隔不同地更改。例如，在正常 CP的情形下，OFDM符号的数目是7，并且在扩展CP的情形下，OFDM符号的数目是6。用于图3的一个DL时隙的资源网格也能够应用到用于UL时隙的资源网格。图4示出了 DL子帧的示例性结构。参考图4，DL子帧包括两个连续时隙。包括在DL子帧中的第一时隙的前3个OFDM 符号与控制区域相对应，并且剩余的OFDM符号与数据区域相对应。此处，仅为示例性目的， 控制区域包括的3个OFDM符号。能够将物理下行链路共享信道(PDSCH)分配到数据区域。DL数据通过PDSCH发射。能够将控制信道分配到控制区域。控制信道的示例包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理混合自动重传请求(HARQ)指示符信道(PHICH)、物理下行链路控制信道 (PDCCH)等。PCFICH承载指示子帧中用于将PDCCH发射到UE的OFDM符号的数目的信息。在各个子帧中可以更改用于PDCCH发射的OFDM符号的数目。PHICH承载对UL数据的HARQ应答 (ACK) / 否定应答(NACK)。PDCCH承载DL控制信息。DL控制信息的示例包括DL调度信息、UL调度信息、或者UL功率控制命令等。DL调度信息也可以被称为DL许可。UL调度信息也可以被称为UL许可。UL许可可以包括指示用于发射DL数据的时频资源的资源分配字段、指示DL数据的MCS级的调制和编码方案(MCS)字段等。无线通信系统需要对于发射机和接收机均已知的信号，以执行信道测量、信息解调等。对发射机和接收机均已知的信号被称为参考信号(旧)。RS也可以被称为导频。RS 不承载从较高层得到的信息，并且可以在物理层中被生成。当RS被发射时，RS可以乘以预定RS序列。RS序列可以是二进制序列或复序列。 例如，RS序列可以使用伪随机(RN)序列、m序列等。然而，此仅为示例的目的，并且因此未特别限制RS序列。当BS通过RS序列乘以RS来发射RS时，UE能够减少通过相邻小区的信号对RS的干扰动作。因此，能够改善信道估计执行。RS可以被分成公共RS和专用RS。公共RS是发射到小区中的所有UE的RS。小区中的所有UE可以接收公共RS。为了避免小区之间的干扰，可以以小区特定方式确定公共RS。在该情形下，公共RS被称为小区特定RS。在信道估计和信息解调中可以使用公共RS。仅用于信道检测的RS的示例包括信道状态信息RS (CSI-RS)。专用RS是通过小区中的特定UE组或者特定UE接收的RS。除了小区中的特定UE 或特定UE组，其他UE不能使用专用RS。专用RS也称为UE特定RS。可以使用为特定UE 的DL数据发射的资源块发射专用RS。专用RS在信息解调中可以使用。用于信息解调的 RS也被称为解调RS (DRS)。图5示出了当使用正常CP时用于4个天线的公共RS的示例性映射。图6示出了当使用扩展CP时用于4个天线的公共RS的示例性映射。参考图5和图6，Rp是指通过天线#p(其中，ρ = 0,1,2,3)用于RS发射的资源元素。在下文中，用于RS发射的资源元素被称为参考资源元素。资源元素Rp被定义为用于天线#p的参考资源元素。资源元素RP仅用于通过天线#P的发射，并且不用于任何其他发射。换言之，通过子帧中的某一天线用于RS发射的资源元素不用于通过在同一子帧中的其他天线的任何其他发射，并且可以被设置成“0”。其避免天线之间的干扰。为了解释方便，在下文中，将在时-频资源中的RS图样的最小单元称为基本单元。 RS图样确定在时-频资源中的参考资源元素的位置。如果基本单元被扩展到时域和/或频域，RS图样被重复。此处，基本单元是时域中的一个子帧和频域中的一个资源块。在每个DL子帧中可以发射公共RS。为各个天线发射一个公共RS。公共RS与子帧中的参考资源元素的集相对应。通过将预定义的公共RS序列乘以公共RS，BS可以发射公共RS。公共RS的RS图样被称为公共RS图样。用于各个天线的公共RS图样在时-频域中彼此正交。公共RS图样对小区中的所有UE是公共的，公共RS序列对小区中的所有UE 也是公共的。然而，为了最小化小区之间的干扰，可以以小区特定方式确定各个公共RS图样和公共RS序列。在一个子帧中可以在OFDM符号基础上生成公共RS序列。根据小区识别符(ID)、 一个无线电帧中的时隙数目、一个时隙中的OFDM符号索引、CP长度等公共RS序列可以不同。在包括基本单元中的参考资源元素的OFDM符号中，用于一个天线的参考资源元素的数目是2。即，在包括基本单元中的资源元素Rp的OFDM符号中，资源元素Rp的数目是2。子帧在频域中包括N_DL个资源块。因此，在包括子帧中的资源元素Rp的OFDM符号中，参考元素Rp的数目是2 X N_DL。此外，在包括子帧内的资源元素Rp的OFDM符号中，用于天线#P的公共RS序列的长度是2XN_DL。下列等式示出了为一个OFDM符号中的公共RS序列生成的复序列r(m)的示例。[等式1]T*( ft7、=............'J=^1 2 * (2//7))............··■「■■■■ ( 1 *Tfl
^ ν 2\J 2m = 0，1，· · ·，2N_max, DL-I此处，N_maX，DL表示与在无线通信系统中支持的最大下行链路发射带宽相对应的资源块的数目。在LTE中，N_max，DL是110。如果N_DL少于N_max，DL，那么2XN_DL的长度的某些部分可以被用作通过从生成以具有2XN_maX，DL的长度的复序列中选择的公共 RS序列。c(i)表示PN序列。能够通过具有31长度的黄金序列定义PN序列。下列等式示出了 c(i)的示例。[等式2]c (η) = (χ (n+Nc)+y (n+Nc))mod 2x(n+31) = (χ(n+3)+x(η))mod 2y(n+31) = (y (n+3) +y (n+2) +x (n+1) +x (n)) mod 2此处，Nc是1600，x(i)是第一m序列，并且y (i)是第二m序列。例如，在各个OFDM 符号的开始，第一 m序列可以被初始化为X(O) = 1，x(i) = 0(i = 1,2, ..，30)。在各个 OFDM符号的开始，可以根据小区ID、在无线电帧中的时隙数、在时隙中的OFDM符号索引、CP 长度等初始化第二m序列。下列等式示出了第二 m序列的初始化的示例。[等式3]
30Σγ( t) ‘ 2 =210(7( _5+1)+^ + 1 )(2N—cell—ID+1、+2N —ceil—ID+N—CP
/=0此处，n_s表示在无线电帧中的时隙数目，1表示在时隙中的OFDM符号索引，并且 N_cell_ID表示小区ID。在正常CP的情形下，N_CP是1。在扩展CP的情形下，N_CP是0。当根据上述等式生成公共RS序列时，公共RS序列与天线不相关。因此，如果以相同的OFDM符号为多个天线的各个发射公共RS，那么多个天线中的各个使用相同的公共RS 序列。为包括参考资源元素的各个OFDM符号生成的公共RS序列根据公共RS图样被映射到参考资源元素。公共RS序列以子载波索引的升序被相继地映射到参考资源元素。在该情形下，为各个天线生成公共RS序列，并且为各个天线将公共RS序列映射到参考资源元
O图7示出了当使用正常CP时在LTE中专用RS的示例性映射。图8示出了当使用扩展CP时在LTE中专用RS的示例性映射。参考图7和图8，R5表示用于通过天线#5的专用RS发射的资源元素。在LTE中， 专用RS支持单一天线发射。仅当通过较高层将通过天线#5的单一天线发射配置成在PDSCH 上的DL数据发射时，专用RS能够存在并且对于PDSCH解调是有用的。可以仅在PDSCH被映射至的资源块上发射专用RS。该专用RS与在PDSCH被映射至的资源块中的参考资源元素的集相对应。BS可以通过专用RS乘以预定专用RS序列发射专用RS。此处，基本单元是时域中的一个子帧和频域中的一个资源块。专用RS可与公共RS同时发射。因此较之用于仅发射公共RS信号的情形的RS开销而言，RS开销变得非常大。UE可以一起使用公共RS和专用RS。在子帧中用于发射控制信息的控制区域中，UE使用公共RS。除了控制区域之外，在子帧中存在的数据区域中，UE 可以使用专用RS。例如，控制区域由其ODFM符号索引1在子帧的第一时隙中是0至2的 OFDM符号构成(参见图4)。专用RS图样是专用RS的RS图样，并且可对小区中的所有UE公共。然而，为了最小化小区之间的干扰，可以以小区特定方式确定专用RS图样。可以以UE特定方式确定专用RS序列。因此，仅小区中的特定UE能够接收专用RS。专用RS序列可以在子帧基础上生成。根据小区ID、在一个无线电帧中的子帧位置、UE ID等专用RS序列可以不同。用于基本单元12中的专用RS的参考资源元素的数目是12。即，基本单元中的资源元素R5的数目是12。如果N_PDSCH表示PDSCH被映射至的资源块的数目，那么用于专用 RS的资源元素R5的全部数目是12XN_PDSCH。因此，专用RS序列的长度是12XN_PDSCH。 根据分配到UE用于PDSCH发射的资源块的数目，专用RS序列的长度可以不同。下列等式示出了专用RS序列r (m)的示例。[等式4]
_8]
权利要求
1.一种在无线通信系统中由基站发射参考信号的方法，所述方法包括生成多个用于信道测量的参考信号，其中，所述多个用于信道测量的参考信号是不同类型；以及发射所述多个用于信道测量的参考信号，其中，使用一个或多个子帧作为工作周期来发射所述多个用于信道测量的参考信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个用于信道测量的参考信号的每个是用于不同数目的发射天线的用于信道测量的参考信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个用于信道测量的参考信号包括用于虚拟天线的用于信道测量的参考信号以及用于物理天线的用于信道测量的参考信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个用于信道测量的参考信号的每个在不同工作周期中发射。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述多个用于信道测量的参考信号包括第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号，那么通过从所述第一用于信道测量的参考信号被发射的点移动一个偏移量，来发射所述第二用于信道测量的参考信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述多个用于信道测量的参考信号包括第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号，那么所述第一用于信道测量的参考信号被周期性发射，并且所述第二用于信道测量的参考信号被非周期性地发射。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括发射用于解调的参考信号，其中，在每个子帧中发射所述用于解调的参考信号。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个用于信道测量的参考信号具有相同的参考信号图样，并且所述参考信号图样是在参考信号序列发射中使用的时间-频率资源图样。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个用于信道测量的参考信号的每个具有不同的参考信号图样。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，如果所述多个用于信道测量的参考信号包括第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号，那么所述第二用于信道测量的参考信号的参考信号图样具有其中所述第一用于信道测量的参考信号的参考信号图样沿着时间轴或频率轴被移动的格式。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，如果基站通过使用多个载波发射所述用于信道测量的参考信号，那么为各个载波，确定所述多个用于信道测量的参考信号的类型。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述多个用于信道测量的参考信号包括第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号，那么根据多天线发射方案来确定所述第一用于信道测量的参考信号和所述第二用于信道测量的参考信号。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述多个用于信道测量的参考信号包括第一用于信道测量的参考信号和第二用于信道测量的参考信号，那么根据用户设备的类型来确定所述第一用于信道测量的参考信号和所述第二用于信道测量的参考信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述用户设备根据时间接收并使用所述第一用于信道测量的参考信号和所述第二用于信道测量的参考信号的任何一个。
15. 一种用于发射参考信号的装置，所述装置包括 N个天线；以及处理器，所述处理器被耦合至所述N个天线，并且被构造成生成多个用于信道测量的参考信号，其中，所述多个用于信道测量的参考信号是不同类型；以及发射所述多个用于信道测量的参考信号，其中，使用一个或多个子帧作为工作周期来发射所述多个用于信道测量的参考信号。
全文摘要
提供了一种在无线通信系统中将由基站执行的发射参考信号的方法。该方法包括步骤生成彼此不同类型的多个用于信道测量的参考信号；以及发射该多个用于信道测量的参考信号，其中，该多个用于信道测量的参考信号用作为工作周期的一个或多个子帧发射。
文档编号H04B7/04GK102414999SQ201080018042
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者任彬哲, 具滋昊, 李文一, 郑载薰, 高贤秀 申请人:Lg电子株式会社