Mimo通信方法、终端和基站设备的制造方法
【专利说明】MI MO通信方法、终端和基站设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请涉及并且要求2014年6月6日提交的美国临时申请序列号62/008898的优先权，该申请的内容在此以引用方式并入本文。
技术领域
[0003]本公开涉及M頂0(多输入，多输出)通信方法，更特别地，涉及发送和接收导频信号的M頂O通信方法。
【背景技术】
[0004]近年来，随着智能电话的普及使用，移动终端执行的无线通信量爆发性增长。预期未来将在没有人干扰的情况下执行装置之间的通信。从2020年开始，业务量有可能增加1000至10000倍。因此，正在积极研究新的通信系统。也就是说，除了已经在商业上实际使用的LTE和LTE-A之外，实现更高频率利用效率的系统正处于研究中并且预期被提议作为第三代合作伙伴计划(3GPP)的第五代系统。
[0005]大规模M頂O是有效技术之一。
[0006]如图10中所示，在通信系统中，基站BS具有许多(Nb个)发送天线(Ant#l至Ant_b)，并且借助信道h00至hO(N-l)至信道h(Nb-l)0至h(Nb-l) (N-1)同时与多个(N个)终端(多台用户设备:UE#1至UE#N)通信。基站BS中的发送天线的数量(Nb)例如大致是100个，终端的数量例如大致是10个。
[0007]用这种结构，可稳定地获得受到通信路径噪声和快速变化衰落影响的频率利用效率，而几乎没有这样的影响。相比于现有技术中的ΜΜ0，通信路径容量显著增加。出于这些原因，大规模MIMO是最有前途的下一代技术。
[0008]大规模MMO系统是在2010年左右的论文中介绍的，并且其实际运用已经被研究。自2013年年中开始，已经积极报道了研究结果。研究结果的详细示例是例如非专利文献I和2。参照这些文献，研究的最重要部分是用导频信号执行的信道估计。例如，当基站的天线的数量是100并且终端(各具有一个天线)的数量是10时，MIMO信道变成1X 100矩阵。这种情况与现有技术中的MMO系统中的情况非常不同。需要更精确的信道估计。
[0009]在大规模MMO数据段中，终端同时执行相互重叠的发送操作。发送的信号被基站BS的许多接收天线接收。对接收到的信号执行自相关，以进行信道对角化。信道对角化允许终端被相互区分开。当信道对角化被不完全执行时，终端之间出现干扰并且通信失败。为了进行精确对角化，需要更精确的信道估计。
[0010]当前作为主流的信道估计方法是用从终端发送并且被基站接收的导频执行的。在这种方法中，为了避免从终端发送的导频之间的干扰，假设导频是在时间-频率轴上没有重叠的时隙中发送的。
[0011]将参照图9描述这种方法。在本公开中，作为区分上行链路(从终端发送到基站，上行链路:UL)和下行链路(从基站发送到终端，下行链路:DL)的方法，采用时分双工(TDD)。在TDD方法中，上行链路和下行链路在时间轴上交替布置，以便防止上行链路和下行链路使用不同信道的情形并且灵活适应业务量的变化。为了简化附图，图9中示出八个终端。
[0012]信号流在上行链路和下行链路中都包括在数据时隙之前的头部。当导频信号到达基站时，因为多径而出现延迟。假设最大延迟时间是Tg，在单个TDD时隙Ts中没有互相干扰的导频的数量是Ts/Tg。参照图9，在单个TDD时隙Ts中包括四个导频。由于在这种状态下不能包括八个终端的所有导频，所以还用下一个TDD时隙执行导频的发送。在某个终端发送导频的同时，其它终端不能执行发送。在图中，这个时期被图示为NA(不可用)。因此，导频时段增加了总体开销，并且降低了频率利用效率和吞吐量。
[0013]如果终端不移动，则单个信道估计的结果被保持。然而，当终端移动并且出现信道变化时，不能执行对角化。因此，需要以规则的时间间隔执行信道更新。这个时间间隔被称为相干时间。基站BS—直需要具有较准确的信道信息。因此，期望的是，基站BS在可能的最短时间内执行信道更新。然而，另一方面，对不是正在移动的终端执行信道更新造成开销增加。
[0014]此外，许多控制信号在基站BS和用户设备UE之间发送。由于这些控制信号的发送也是用头部执行的，所以当头部被导频和控制信号占用时，开销会增加并且整体吞吐量会下降。
[0015][引用列表]
[0016][非专利文献 I] Thomas L.Marzetta/^Noncooperative Cellular Wireless withUnlimited Numbers of Base Stat1n Antennas”， IEEE TRANSACT1NS ON WIRELESSCOMMUNICAT1NS，第 9 卷，第 11 期，2010 年 11 月，第 3590-3600 页
[0017][非专利文献 2]Fredrik Rusek、Daniel Persson、Buon K1ng Lau、ErikG.Larsson、Thomas L.Marzetta、Ove Edfors 和 Fredrik Tufvesson，“Scaling up ΜΙΜ0，，，IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE, 2013 年 I 月，第 40-60 页
[0018]在现有技术中的方法的情况下，除了上述开销增加的问题之外，还存在另一个问题。这个问题是，特定基站检测到从相邻小区发送到该基站的小区的导频，这被称为导频污染。
[0019]在现有技术中的方法中，对于不同小区，使用相同的导频发送时隙和相同种类的导频信号，以将重复率设置为“I”。这导致频率利用效率增大。当出现导频污染时，也就是说，当基站从另一个小区中的终端接收到导频时，基站误识别该终端，就好像终端在该基站的小区中一样。结果，终端被多个基站访问，出现干扰。
[0020]此外，在大规模MMO中，当多个终端彼此紧邻时，难以针对终端执行信道之间的分离。在这种情况下，即使执行信道相关，也不能实现信号之间的分离并且通信失败。
[0021]发明人认识到需要适于大规模MIMO的导频信号通信方法。
【发明内容】
[0022]根据本公开，提供了一种使用交替布置在时间轴上的上行链路数据时隙和下行链路数据时隙在具有多个天线的基站和被所述基站覆盖的多个终端中的每个之间执行MMO通信的MIMO通信方法。所述MIMO通信方法包括:在所述多个终端中的每个中，将预定头部间隔的用于发送导频信号的导频发送头部设置成所述上行链路数据时隙的头部；使用被分派给所述多个终端并且相互正交的正交码中的对应的一个正交码在所述导频发送头部中扩展所述导频信号，并且发送经扩展的导频信号；使用与所述导频发送头部中使用的正交码不同的数据正交码在所述上行链路数据时隙中扩展所述导频信号，将经扩展的导频信号叠加在发送数据上，并且发送所述发送数据；在所述基站中，使用被分派给终端的正交码，将从所述多个终端中的每个发送的并且包括在所述导频发送头部中的接收到的信号进行解扩，估计所述基站的所有天线中的每个和所述终端之间的信道，并且存储估计信道的值；基于所述估计信道的值，将从所述终端发送的发送数据进行解调；使用分派给所述终端的数据正交码将所述上行链路数据时隙中包括的接收到的信号进行解码，并且估计所述基站的所有天线中的每个和所述终端之间的当前信道；比较所述估计信道的存储值与估计的当前信道的值，并且当所述值之差大于预先设置的值时将所述估计信道的存储值更新成估计的当前信道的值。
[0023]由于导频发送头部是以预定头部间隔布置的，所以可防止头部被导频占用，头部负荷减小，可防止总吞吐量减小。
[0024]由于使用与导频发送头部中使用的码不同的正交码在上行链路数据时隙中扩展导频信号，导频信号被叠加在发送数据上并且被发送，所以基站可在数据接收时执行信道估计并且可一直获得最新的信道信息。
[0025]使用正交码，可分离来自相互紧邻的终端的信号。此外，由于来自其它小区的信号可被分离，所以可解决导频污染。在本公开中，由于可将长时段正交码用于在数据时隙中将导频信号叠加在数据上，所以不会出现码短缺。
【附图说明】
[0026]图1是示出根据本公开的第一实施例的在大规模M頂O中从基站发送/被基站接收的信号流的时隙构造的示图。
[0027]图2是示出根据第一实施例的用户设备中发送单元的构造和基站中用于执行接收处理和