专利名称：用于低时延ofdm传输的方法、基站、用户终端和网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于低时延OFDM(OFDM＝正交频分复用)传输的方法、用户终端、基站以及网络。
背景技术：
当前正交频分复用(OFDM)无线系统在许多地方被讨论，例如在第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)、WiFi标准IEEE 802.11或WiMax标准IEEE 802.16。
OFDM是一种多载波调制技术。数据划分在多个紧密隔开的子载波上。通过利用例如QPSK(QPSK＝四相移相键控)、16-QAM或64-QAM(QAM＝正交振幅调制)来调制复振幅，比特流的几个比特被映射到一个子载波上。
时延，即通过通信信道的传输延迟，是高级无线宽带系统的一项最关键的标准并且应该尽可能的小，特别是为了对例如VoIP(VoIP＝网际协议上的语音)或视频会议的支持以及对例如文件下载/上传或游戏的高容量分组业务的支持。
在3GPP LTE中，建议将几个所谓的OFDM符号组合成所谓的传输时间间隔(TTI)，在3GPP LTE中其也被称为子帧。在每一个传输时间间隔内，所谓的参考符号，即导频符号，位于第一个OFDM符号中。如果需要额外的参考符号，则这样的额外参考符号可位于每个传输时间间隔的另外的OFDM符号中。
具有建议的导频符号分布的该OFDM传输方案在例如3GPP TR25.814 V1.0.3(2006-2)的7.1.1.2部分中得到描述。
需要导频符号以便执行信道估计，即，以便导出所谓的信道传递函数，该函数被用于OFDM符号的均衡。在FEC(前向纠错)码字可被解码之前，必须执行OFDM符号的均衡。在相应的传输时间间隔结尾处，可得到包含传输时间间隔的完整FEC码字的OFDM符号。
由于需要解码的FEC码字来用于用户数据的评估，FEC码字可被解码的时间点确定了传输的时延。
利用在3GPP LTE建议的导频符号分布，在时域中，或者可利用先前的导频符号，执行外插，当用户终端例如位于以不可忽略的速度移动的车中时，这可能引入传输质量的恶化，或者不得不等待一个另外的OFDM符号直到下一个导频符号变得可用，而启用使用最近的导频符号的内插或使用先前和随后导频符号的线性内插。后两种方法保持了传输质量，但引入了额外的时延。
发明内容
因此本发明的目的是提出一种导频符号的分布，其允许在没有引入额外时延的情况下对信道传递函数进行精确估计。
本发明的目的通过如下的方法实现，一种用于低时延OFDM传输的方法，其中在传输时间间隔内传输至少一个导频符号，所述至少一个导频符号用于信道估计，根据所述信道估计均衡OFDM符号并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其中在所述传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号中的一个导频符号。
本发明的目的还通过如下的用户终端实现，一种用户终端，包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收在传输时间间隔内的至少一个导频符号，为信道估计而使用所述至少一个导频符号，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其中所述至少一个处理装置适于执行接收在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号中的一个导频符号。
本发明的目的还通过如下的基站实现，一种基站，包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号的装置，其中所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号中的一个导频符号。
本发明的目的还通过如下的网络实现，一种使用低时延的OFDM传输的网络，其包括至少一个基站和至少一个用户终端，其中所述基站包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号的装置，而所述用户终端包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收在传输时间间隔内的所述至少一个导频符号，为信道估计而使用所述至少一个导频符号，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其中所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号中的一个导频符号，而所述至少一个处理装置适于执行接收在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号中的所述一个导频符号。
本发明的目的还通过如下的基站实现，一种基站，包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收在传输时间间隔内的至少一个导频符号，为信道估计而使用所述至少一个导频符号，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其中所述至少一个处理装置适于执行接收在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号中的一个导频符号。
本发明的目的还通过如下的用户终端实现，一种用户终端，包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号的装置，其中所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号中的一个导频符号。
本发明的目的还通过如下的网络实现，一种使用低时延的OFDM传输的网络，其包括至少一个用户终端和至少一个基站，其中所述用户终端包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号的装置，而所述基站包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收在传输时间间隔内的所述至少一个导频符号，为信道估计而使用所述至少一个导频符号，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其中所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号中的一个导频符号，而所述至少一个处理装置适于执行接收在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号中的所述一个导频符号。
本发明的主要思想是在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输导频符号，使得在传输时间间隔的结尾处，当相应的传输时间间隔的完整FEC码字可用时，这些导频符号是可用于信道估计的最近的几个导频符号。
同时在传输时间间隔的结尾处，在接收机的存储器中，先前的传输时间间隔的导频符号依然是可用的，使得可在没有时延和复杂度增加的情况下执行用于信道估计的最近导频内插和线性内插。
利用导频符号的新颖定位结构，在传输时间间隔内携带完整FEC码字的所有OFDM符号的接收和它们的均衡之间不存在等待期间，在单载波解调和FEC解码可被执行之前，均衡是必需的任务。在传输性能没有任何的恶化并且在发射机或接收机没有任何复杂度的增加的情况下，时延被减小一个OFDM符号。
本发明的另外的发展可从从属权利要求和下面的描述获得。
在下文中，将参考附图对本发明作进一步解释。
图1示意性地表示出其中可实施本发明的网络；图2示意性地表示出根据现有技术的基本下行链路导频符号分布；图3示意性地表示出根据现有技术的三个传输时间间隔上的导频符号安排；图4示意性地表示出通过几个外插和内插原理的信道传递函数的外插和内插的结果；图5示意性地表示出针对处于不同速率的三个传输时间间隔的持续时间的信道传递函数的典型曲线；图6示意性地表示出根据本发明的三个传输时间间隔上的建议导频符号分布，其中多个导频符号位于一个OFDM符号中；图7示意性地表示出根据本发明的三个传输时间间隔上的建议导频符号分布，其中每个传输时间间隔中多个导频符号位于两个OFDM符号中。
具体实施例方式
其中可实施本发明的网络包括用户终端和基站。
图1表示出此类网络CN的例子，其包括基站BS1到BS8和用户终端T1到T4。
所述用户终端T1到T4的每个被连接到所述基站BS1到BS8的一个或多个，其由图1中的双箭头表示。然后基站BS1到BS8连接到核心网，为了简化而没有在图1中示出核心网。
用户终端T1到T4包括用于在使用OFDM传输的网络中传输和接收的用户终端的功能性。
另外，根据本发明的用户终端T1到T4包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收在传输时间间隔内的至少一个导频符号，为信道估计而使用所述至少一个导频符号，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其中所述至少一个处理装置适于接收在执行传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号中的一个导频符号。
在另一实施方式中，根据本发明的用户终端T1到T4包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号的装置，其中所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号中的一个导频符号。
基站BS1到BS8包括使用OFDM传输的网络的基站的功能性，即，它们提供用户终端连接到所述网络以及通过OFDM传输进行所述用户终端的数据交换的可能性。
另外，根据本发明的基站BS1到BS8包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号的装置，其中所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号中的一个导频符号。
在另一实施方式中，根据本发明的基站BS1到BS8包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收在传输时间间隔内的至少一个导频符号，为信道估计而使用所述至少一个导频符号，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其中所述至少一个处理装置适于执行接收在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号中的一个导频符号。
图2表示出根据在技术报告3GPP TR 25.814 V1.0.3(2006-2)中披露的现有技术的基本下行链路导频符号结构，其针对具有示例性的7个OFDM符号和0.5ms持续时间的传输时间间隔的频域中的几个子载波。
在图2中示出的时间-频率示图中，第一导频符号以P1表示，第二导频符号以P2表示并且传输的数据以D表示。根据技术报告3GPP TR25.814 V1.0.3(2006-2)，第一导频符号位于第一OFDM符号中而另外的导频符号位于每个传输时间间隔的倒数第三个OFDM符号中。
图3表示出根据现有技术的没有第二导频符号的时间-频率栅格中的下行链路导频符号结构，其针对三个传输时间间隔TTIn-1、TTIn和TTIn+1上的几个子载波。同样，导频符号由P1表示而数据由D表示。可以看到在每个传输时间间隔的第一OFDM符号中重复地传输导频符号。
在时间点T0处，包括传输时间间隔TTIn的完整FEC码字的OFDM符号在接收机处是可用的。
在子载波解调和FEC解码可以开始之前，必须均衡OFDM符号。
在时间点T0处，可用于信道估计的最近的导频符号P1是传输时间间隔TTIn的第一OFDM符号中的那些，其已经过了6个OFDM符号。
为了估计信道传递函数，选择要么执行使用传输时间间隔TTIn的第一个OFDM符号的导频符号的先前导频符号外插，当用户终端例如以不可忽略的速度移动时，这可能引入传输质量的恶化，或者等待一个另外的OFDM符号直到下一个导频符号变得可用，而启用最近导频符号的内插或最近导频符号和先前导频符号的线性内插。后两种方法保持了传输质量，但引入了额外的时延。
图4上一行中表示出三幅示图，其中针对OFDM符号将信道传递函数的实部的示例性趋向绘制为实曲线。用于这样的OFDM符号的信道传递函数的实部的值被绘制成被环绕的点，其中这些OFDM符号包括用于确定信道传递函数的导频符号，所述信道传递函数的实部的值可通过导频符号的评估来确定。在图4中示出的例子中，每第五个OFDM符号包括导频符号。
在第一个图中，以相互之间没有连接的点示出了信道传递函数的实部的值，这些值是通过使用先前的导频符号的外插针对每个OFDM符号估计的。
在第二个图中，以相互之间没有连接的点示出了信道传递函数的实部的值，这些值是通过使用最近的导频符号的内插针对每个OFDM符号估计的。
在第三个图中，以相互之间没有连接的点示出了信道传递函数的实部的值，这些值是通过使用先前导频符号和随后导频符号的线性内插针对每个OFDM符号估计的。
图4下一行中表示出三幅示图，其中针对OFDM符号绘制了信道传递函数的实部的精确值与通过外插或内插的信道传递函数的实部的估计值之间的绝对差。
在第一个图中，针对通过使用先前导频符号的外插估计的值示出了所述绝对差。
在第二个图中，针对通过使用最近导频符号的内插估计的值示出了所述绝对差。
在第三个图中，针对通过使用先前导频符号和随后导频符号的内插估计的值示出了所述绝对差。
利用根据现有技术的导频符号分布，使用先前导频符号的外插是用于不会引入额外的时延的时域信道估计的仅有方法。然而，在动态信道的情况下，对于那些没有导频符号的OFDM符号来说，其将导致实际信道传递函数的实质偏差，正如可从图4的下一行的第一个图中看出，从而导致传输质量的恶化。使用最近导频符号的内插以及使用先前导频符号和随后导频符号的线性内插分别表示出对信道传递函数的更好跟踪和更大程度的更好跟踪，正如可在图4的下一行中的第二个和第三个图中分别看出，导致更高的传输质量。对于所有的三种方法来说，计算复杂度大抵是相同的，当与整个接收机的复杂度相比时，该计算复杂度是很小的。
图5在4幅图中表示出针对处于3km/h、30km/h、120km/h和250km/h的速度的用户终端的信道传递函数的典型趋向，其中具有每个传输时间间隔为0.5ms的持续时间的三个传输时间间隔的持续时间。信道传递函数的实部被绘制成实线，而信道传递函数的虚部被绘制成虚线。
以填充的正方形绘制出针对这样的OFDM符号的信道传递函数的实部的值，这些OFDM符号包括用于确定信道传递函数的根据现有技术的第一导频符号。
以空白的正方形绘制出针对这样的OFDM符号的信道传递函数的实部的值，这些OFDM符号包括用于确定信道传递函数的根据现有技术的第二导频符号。
以填充的菱形绘制出针对这样的OFDM符号的信道传递函数的虚部的值，这些OFDM符号包括用于确定信道传递函数的根据现有技术的第一导频符号。
以空白的菱形绘制出针对这样的OFDM符号的信道传递函数的虚部的值，这些OFDM符号包括用于确定信道传递函数的根据现有技术的第二导频符号。
根据图5中的各幅图，在用户终端的速度处于和高于30km/h时，使用先前导频符号以估计信道传递函数的外插仅可通过使用第二导频符号来保持传输质量。
在用户终端的速度处于和高于120km/h时，使用先前导频符号以估计信道传递函数的外插甚至在使用第二导频符号的情况下也将不再能够保持传输质量。
在用户终端的速度处于和高于120km/h时，使用最近导频符号以估计信道传递函数的内插必须使用第二导频符号并且在用户终端的速度处于和高于250km/h时，甚至在使用第二导频符号的情况下也将不再能够保持传输质量。
相反，使用先前导频符号和随后导频符号以估计信道传递函数的线性内插甚至在250km/h时，甚至不必使用第二导频符号而显示出很精确的跟踪。
因此，作为最具有鲁棒性的算法，线性内插是优选的方法。然而，正如已经提到，根据现有技术的导频符号分布允许使用线性内插并且允许使用利用最近导频符号的内插，仅具有额外时延缺点。
根据本发明，提出一种新的导频符号分布，实现应用使用先前导频符号和随后导频符号的线性内插以及使用最近导频符号的内插来估计信道传递函数，而相比较于使用先前导频符号的外插来说没有额外的复杂度并且没有额外的时延。
图6表示出根据本发明的没有第二导频符号的时间-频率栅格中的下行链路导频符号结构，其针对三个传输时间间隔TTIn-1、TTIn和TTIn+1上的几个子载波。导频符号以P表示而数据以D表示。可以看出在每个传输时间间隔的最后一个OFDM符号中重复地传输导频符号。
在时间点T0处，包括传输时间间隔TTIn的完整FEC码字的OFDM符号在接收机处是可用的，如同现有技术中的情况。
在子载波解调和FEC解码可以开始之前，必须均衡OFDM符号，如同现有技术中的情况。
在时间点T0处，可用于信道估计的最近的导频符号P是传输时间间隔TTIn的最后一个OFDM符号中的那些，即，可没有延迟地使用所述的最近的导频符号。
在相同的时间点T0处，在接收机的存储器中，先前传输时间间隔TTIn-1的导频符号依然是可用的，即新的导频符号分布使得使用最近导频符号的内插和使用先前导频符号以及随后导频符号的优选的线性内插都能够估计信道传递函数而没有时延和复杂度的增加。
正如所提到的，当应用使用先前导频符号以及随后导频符号的线性内插来估计信道传递函数时，当用户终端的速度处于和低于250km/h时，不需要传输时间间隔中的第二导频符号，因此节约了用于导频分配以及可能用于信令的资源。
在传输时间间隔中第二导频符号是必需的情况下，例如，因为标准化规定需要它们，则建议根据本发明的导频符号分布在传输时间间隔中包括第二导频符号。
图7表示出根据本发明的具有第一和第二导频符号的时间-频率栅格中的这样的示例性的导频符号结构，其针对三个传输时间间隔TTIn-1、TTIn和TTIn+1上的几个子载波。第一导频符号位于每个传输时间间隔的最后一个OFDM符号中并且以Pf表示，而第二导频符号位于每个传输时间间隔的第三OFDM符号中并且以Ps表示，而数据以D表示。可以看出在每个传输时间间隔中重复地传输导频符号。第二导频符号的位置在每个传输时间间隔的第三OFDM符号中仅仅是个例子，因为第二导频符号可以被放置到除了最后一个OFDM符号以外的任何其他的OFDM符号中。
权利要求
1.一种用于低时延OFDM传输的方法，其中在传输时间间隔(TTIn)内传输至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，所述至少一个导频符号(P，Pf，Ps)用于信道估计，根据所述信道估计均衡OFDM符号并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其特征在于，在所述传输时间间隔(TTIn)的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号(P，Pf)中的一个导频符号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个导频符号(P，Pf)中的所述一个导频符号用于通过时域中的内插执行针对邻近的OFDM符号的信道估计。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个导频符号(P，Pf)中的所述一个导频符号和先于所述至少一个导频符号中的所述一个导频符号的另一个导频符号(P，Pf，Ps)用于通过时域中的线性内插执行信道估计。
4.一种用户终端(T1-T4)，包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收传输时间间隔内的至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，为信道估计而使用所述至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其特征在于，所述至少一个处理装置适于执行接收在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号(P，Pf)中的一个导频符号。
5.一种基站(BS1-BS8)，包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号(P，Pf，Ps)的装置，其特征在于，所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号(P，Pf)中的一个导频符号。
6.一种使用低时延的OFDM传输的网络(CN)，其包括至少一个基站和至少一个用户终端，其中所述基站包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号(P，Pf，Ps)的装置，而所述用户终端包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收在传输时间间隔内的所述至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，为信道估计而使用所述至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其特征在于，所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号(P，Pf)中的一个导频符号，而所述至少一个处理装置适于执行接收在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号(P，Pf)中的所述一个导频符号。
7.一种基站(BS1-BS8)，包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收在传输时间间隔内的至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，为信道估计而使用所述至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其特征在于，所述至少一个处理装置适于执行接收在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号(P，Pf)中的一个导频符号。
8.一种用户终端(T1-T4)，包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号(P，Pf，Ps)的装置，其特征在于，所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号(P，Pf)中的一个导频符号。
9.一种使用低时延的OFDM传输的网络(CN)，其包括至少一个用户终端和至少一个基站，其中所述用户终端包括适于执行在传输时间间隔内传输至少一个导频符号(P，Pf，Ps)的装置，而所述基站包括至少一个处理装置，该处理装置适于执行接收在传输时间间隔内的所述至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，为信道估计而使用所述至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，根据所述信道估计对OFDM符号进行均衡并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，其特征在于，所述装置适于执行在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号(P，Pf)中的一个导频符号，而所述至少一个处理装置适于执行接收在传输时间间隔的最后一个OFDM符号中的所述至少一个导频符号(P，Pf)中的所述一个导频符号。
全文摘要
本发明涉及用于低时延OFDM传输的方法，其中在传输时间间隔(TTIn)内传输至少一个导频符号(P，Pf，Ps)，所述至少一个导频符号(P，Pf，Ps)用于信道估计，根据所述信道估计均衡OFDM符号并且在所述OFDM符号的均衡之后对至少一个前向纠错码字进行解码，在所述传输时间间隔(TTIn)的最后一个OFDM符号中传输所述至少一个导频符号(P，Pf)中的一个导频符号，本发明还涉及用于低时延OFDM传输的基站、用户终端和网络。
文档编号H04L1/00GK101039127SQ20071008831
公开日2007年9月19日 申请日期2007年3月15日 优先权日2006年3月16日
发明者P·A·M·比纳, R·莱茵施米特, M·利岑布格尔 申请人:阿尔卡特朗讯