二维参考信号序列的制作方法

专利名称：二维参考信号序列的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运用在蜂窝式通信系统中的方法，该方法用于产生参考序列矩阵，并用于将参考序列矩阵的元素映射到二维多载波时间-频率符号空间中预定的参考信号位置。
本发明还涉及一种运用在蜂窝式通信系统中的收发器，该收发器用于产生参考序列矩阵，并将参考序列矩阵的元素映射到二维多载波时间-频率符号空间中预定的参考信号位置。
本发明还涉及一种通信系统。

背景技术：
在使用正交频分复用(OFDM)、频分多址(FDMA)、多载波码分多址(MC-CDMA)技术或相似技术的移动通信系统中，参考信号通常用于信道估计。运用参考信号进行信道估计的基本思想为将发射器和收发器都已知的参考信号从发射器传输到接收器，然后接收器将收到的参考信号与已知的参考信号进行比较，并根据比较的结果确定信道特性。
以下，以使用OFDM的第三代合作伙伴计划长期演进(3GGP LTE)蜂窝式通信系统为例，对本发明的背景技术和本发明进行说明。本发明还可以应用到其它的通信系统和传输方法中。本发明主要是应用到多载波系统中。因此在下文中，Node B等术语可以广泛地解释为是包括基站或与UE或类似的节点通信的小区中的任何其它节点；用户设备(UE)等术语可以解释为是包括移动站，或与Node B或类似的移动单元通信的任何其它移动单元。
在OFDM系统中，二维参考信号用于进行信道估计，二维指的是时间和频率。二维时间-频率空间确定后，参考符号的位置也就确定了。在3GPPLTE中，二维时间-频率空间通过参考文献[1](在说明书结尾处有参考文献表)确定为 在子帧#n中的参考符号位置(子载波) ■第一参考符号子载波x(n)+k＊6(在OFDM符号#0中)。
■第二参考符号x(n)+k＊6+3(在OFDM符号#4或符号#5中)。
另一种形式为 1.x(n)恒定，所有小区相同

没有跳频/移位 2.x(n)恒定，小区特定

小区特定的频率移位 3.x(n)随时间改变，小区特定

小区特定跳频 参考符号通过二维参考符号序列(RSS)进行调制。为了改善小区间的干扰随机化，在不同的小区内使用不同的参考符号序列。为了将参考符号用于信道估计，参考符号序列首先必须被系统中的UE所确定。UE确定参考符号序列的步骤在小区搜索过程中完成，小区搜索过程包括小区ID的检测过程。小区搜索过程包括以下三个步骤第一步，使用同步信道进行同步；第二步，从同步信道中检测组ID和帧同步；第三步，从参考信号中检测出完整的小区ID。根据参考文献[1]，二维参考符号序列和小区ID之间是一一对应的关系。
在3GPP LTE中，参考符号序列为伪随机序列(PRS)和正交序列(OS)的乘积。本发明主要涉及正交序列的构造。如参考文献[2]中所述，PRS可以设计为不同序列的乘积。典型地，相同的PRS可以用于所有连接到相同NodeB并在其控制下的小区。但是不同的正交序列可以用于由Node B控制的不同的小区。假定伪随机序列和序列x(n)由组ID确定，如参考文献[3]中，组ID在小区搜索流程中的第二步中获得，这样组ID就可以用于对参考信号进行再调制(即伪随机序列被去掉)。因此，在上述的这种情况下，组ID的数量必须与伪随机序列的数量相等。在第二步以后，伪随机序列的准确的相位可从已获得的帧同步中获得。因此，在第二步骤以后，伪随机序列就可确定，并可以从参考信号中去除。由于只有正交序列保留在参考信号中，故在第三步中的检测序列为正交序列。在小区搜索过程的第三步中，能够通过将接收的参考符号的值与所有可能的正交序列进行相互关联，从而检测出所使用的正交序列。
上述的这些参考序列，特别是正交序列，存在很多问题。现有技术中的小区搜索过程受限于正交序列和伪随机序列特性的一些固定规则。这些固定规则使得小区搜索流程的设计缺乏灵活性，从而可能导致低效率的小区搜索。因此，需要提出一种比现有技术中的小区搜索更具优化性能的小区搜索。
此外，在现有技术的解决方案中，还存在无线传输开销的问题。在一般的无线通信系统中，总是希望能尽可能地有效利用系统中的无线资源，并降低信号传输的开销。
另外，在现有技术中，如果Node B控制了多个小区，正交序列可能必须重用。这就可能导致正交序列重用的问题，例如正交序列重用规划，在具有重用正交序列的相邻小区或扇区之间的强的导频间干扰。


发明内容
本发明的目的在于提供解决上述问题的一种方法、一种收发器和一种通信系统。
本发明提供的解决方案，与现有技术中的解决方案相比，具有更低的信令开销，更高的可能性来优化小区搜索，和降低重用正交序列的相邻小区间的导频间干扰。
上述的目的通过一使用在蜂窝式通信系统中的方法来实现，该方法用于产生参考序列矩阵，并用于将所述参考序列矩阵的元素映射到二维多载波时间-频率符号空间中预定的参考信号位置，所述方法包括如下步骤 产生NxN维的矩阵SN，其具有N个正交的行或正交的列，并且行或列的部分之间也相互正交，其中N为大于3的正整数； 在所述正交矩阵SN的第(k+1)行或列的至少部分的基础上，分别形成第k个参考序列矩阵OS(k)的行或列，以便产生N个参考序列矩阵OS(k)，其中k＝0，...，N-1； 在一个小区内，在预定的时间段内，将所述N个参考序列矩阵中的一个参考序列矩阵OS(k)的元素映射到所述小区的时间-频率符号空间中，所述的映射是将所述参考序列矩阵OS(k)中彼此邻近的元素分配到彼此邻近的参考信号位置。
上述的目的同样可以通过一种在蜂窝式通信系统中使用的收发器来实现，所述收发器布置为产生参考序列矩阵，并用于将所述参考序列矩阵的元素映射到二维多载波时间-频率符号空间中预定的参考信号位置，所述收发器包括 第一装置，用于产生NxN维矩阵SN，其中所述矩阵SN具有N个正交的行或正交的列，并且是行或列的部分之间也正交，其中N为大于3的正整数； 第二装置，用于在所述正交矩阵SN的第(k+1)行或列的至少部分的基础上，分别形成第k个参考序列矩阵OS(k)的行或列，以便产生N个参考序列矩阵OS(k)，其中k＝0，...，N-1； 第三装置，在一个小区内，在预定的时间段内，将所述N个参考序列矩阵中的一个参考序列矩阵OS(k)的元素映射到所述小区的时间-频率符号空间中，所述映射是将所述参考序列矩阵OS(k)中彼此邻近的元素分配到彼此邻近的参考信号位置。
上述目的还可以通过一种包括至少一个以上所述的收发器的通信系统来实现。
所述本发明的方法、收发器和通信系统，其特征在于比现有技术的解决方案产生并映射了更多数量的OS，N＞3。根据本发明，进一步产生了OSs，并且产生的OS的元素映射到参考信号位置，以便使参考序列实现正交特性。
根据本发明产生多于三个OS具有以下的多个优点。一个重要的优点在于，由于与现有技术相比，可以实现对小区搜索的优化，因为在本发明中可以对所使用的PRS和OS的数量有更多的选择。
根据本发明产生多于三个OS的另一个主要优点在于，增加的OS可以通过编码隐性地增加小区搜索中需要检测的小区特定信息。例如，涉及小区天线配置的信息可以上述的方式进行编码并传输给UE。根据本发明的实施例，对小区特定信息的隐性编码是通过给小区选择某个特定OS子集中的一个OS来实现的。
根据本发明，产生的OS被划分成多个子集，然后这些子集与特定的小区信息相关联。例如，为了通知UE小区内所使用的天线配置，该UE只需要执行小区搜索，并确定哪个OS被使用。当OS被识别时，该UE得知与OS所属子集相关联的天线配置，从而得知哪种天线配置被使用。根据本发明，上述的信息不需要使用任何额外的无线资源来传送给用户，因而从无线资源优化的观点来看，这也是本发明的一个主要优点。
产生的增加的OS的另一个主要优点在于，在Node B控制的小区多于三个时，增加的OS可以用于防止OS重用。由于相邻小区之间的导频间干扰是OS重用系统中的一个问题，因此Node B控制下的小区中不重用OS是非常有利的。
在下文中，将参照附图，对本发明的方法、收发器和电信系统的具体实施例和优点进行描述。



图1示出了在现有技术的LTE系统中设计OS的一个例子。
图2示出了现有技术中，参考信号位置在时间和频率下的OFDM符号网格的一个例子。

具体实施例方式 在小区搜索中，如果组ID的数量相对较小，由于只有很少的候选序列需要被估计，因此在前述的第二步中可以实现高的检测率。但是，由于PRS的数量乘以OS的数量应该等于固定的小区ID的数量，因此组ID(即PRS)数量的减少需要通过增加OS的数量来进行补偿。另一方面，由于有更多的OS候选序列需要被估计，且由于OS的长度必须等于OS的数量，即OS越多则OS越长，所以增加OS的数量可能会减小前述第三步中的检测率。OS越长，相关检测越容易受到参考符号上的信道变化的影响。因此，就小区搜索的性能而言，PRS的数量和OS的数量之间要有一个折中。如参考文献[1]中的建议，就任意地设定为170个PRS和3个OS，并产生了510(170*3)个小区ID。上述数量是根据参考文献[4]中限定3个OS的设计得到的。与现有技术中固定数量的PRS和OS相比，只要PRS和OS的数量具有了更多选择，因而就可以实现更灵活的RSS设计。RSS还可以设计为不是170个PRS和3个OS的情况。这种更灵活的设计将需要考虑对PRS和OS的数量的优化。这就需要构造多于三个OS。例如，如果有六个可用的OS，通过使用85个PRS和6个OS也可以获得510(85*6)个小区ID。使用85个PRS和6个OS可以为RSS的设计提供更多的选择，因而可以产生更好的小区搜索性能。
另外，除了保持510个小区ID，通过优化OS的数量来将小区搜索时间最小化外，通过提高OS的数量还可以来增加在小区搜索中要被检测到的小区特定信息，例如小区的天线配置信息。在3GPP LTE中，在同步信道中的一个符号中有12个专门用于OS的子载波，本发明者发现这样最多允许使用12个OS。通过保持170个PRS并使用12个OS，可以产生2040(170*3*4)个小区ID，这样就可以用于编码更多的诸如小区特定信息的信息。小区特定信息可以进行设定，例如可以指定四个天线配置中的哪一个配置在小区中被使用。因此，如果产生多于三个OS，就有OS可以用于传输这些信息。
因此，本发明公开了一种方案，其生成了大于三的任意数量的OS，这样就可以使小区搜索的流程更加灵活，并且可以通过选择OS来携带系统信息。本发明进一步揭示了一种用于产生此OS的有效方法。
因此，本发明介绍了一种用于产生二维参考符号序列的OS的设计方案，其允许更灵活的小区ID分组，并可用于优化蜂窝式通信系统中小区搜索的性能。依据本发明，对通常增加了系统开销的小区特定信息可以使用所产生的OS进行编码，这样使用本发明中产生的OS就可以降低系统中的开销。
在产生多于三个OS的方案中，也可以产生比现有技术中更多的小区ID。这些，增加的小区ID就可以用于避免在小区中重用OS。但是，这样就需要比现有技术中使用更大集合的OS。在现有技术中，OS的数量为三个；而在本发明中，OS的数量高于三个。在本发明中，产生的OS也可用于正交相关检测。同时，本发明所设计的OS的序列结构可用于属于一个Node B的不同小区的OFDM参考信号进行正交解扩，其中正交解扩为信道估计中的一个特性。
二维正交参考信号应当满足如下两个条件 1.在给定的所定义的二维栅格下，OS的数量应最大化。
2.在定义的整个二维栅格的子栅格中，部分OS应当正交。
上述的第一条件给定了一个大集合OS，这样就增加了为用于优化小区搜索流程和/或编码小区特定信息的OS选择适当数量的可能性。
上述的第二条件确保了在较小栅格上的正交解扩，这样就减小了在信道估计中RSS之间的干扰。
图1示出了在参考文献[4]中提出的LTE系统中的OS的一个设计例子。OS是通过参考文献[5]中公开的相移来进行构造的。要注意的是，图1和参考文献对为了将小区划分为更小区域，都使用了术语小区和扇区；但是在下面的描述中，术语小区和在一个Node B控制下的小区是被交替使用的。
从图1中可知，在一个子帧中用于一个小区的二维OS的最小构成块可以通过2x3的矩阵进行描述的，矩阵的行表示时间，列表示频率。在图1中，由于相移，从而产生了具有以三个元素/OFDM符号为周期的序列。如果使用多于三个导频位置/OFDM符号，则上述的序列将会重复。因此，选取三个元素/OFDM符号来描述OS是足够的。
使用图1中给定的相移，一个Node B控制下的三个小区的矩阵可以表示为OS(k)，k＝0，1，2，其中第k+1个小区使用OS(k)， 由于是通过相位旋转构造了上述的序列，故可以通过设定周期，在图1的子帧中的正交序列可以通过矩阵OS(k)在频率范围内的重复来进行描述。
假定有12个子载波用于参考符号，OS矩阵重复了4次，(OS(k)，OS(k)，OS(k)，OS(k))，因此尽管每个OFDM符号使用了12个参考符号，但是仍然只有三个正交序列。因此，上面所给的OS设计的一个特性，即在给定的所定义的二维栅格下正交序列个数最大化的条件没有满足，因为在一个OFDM符号中可以最多有12个正交序列。
图2示出了在时间和频率内具有参考信号位置的OFDM符号栅格的一个例子。在LTE中，首先产生OS，然后OS与PRS之间作元素-元素的乘法后生成RSS。OS矩阵的第一行调制第一OFDM符号中的参考符号R1，OS矩阵的第二行调制第二OFDM符号中的参考符号R2。
这样设计OS的目的是为了使OS不仅在频率维度上是正交的，如图1中“case1”的栅格所示，而且是为了保持在时间维度上是相邻参考符号的正交性，如图1中“case2”和“case3”的栅格所示。这些“case1”、“case2”和“case3”将在以下做进一步的描述。
上述的正交特性可以运用到使用解扩的信道估计中。在现有的解扩中，三个接收的参考符号与这些符号中的传输参考序列相关，传输参考序列产生一个单独的输出值。如果信道在子栅格(也就是在包含三个解扩参考符号的时间/频率域的矩形区域)中是恒定的，则解扩的输出可以代表序列在其中解扩的子栅格的信道值。为了捕获变化的信道，这种子栅格不应当太大。这种方法与不使用解扩的信道估计是不同的，不解扩的信道估计是只与发送的序列进行再调制，然后在子载波之间是进行插值得到。
以上的OS在整个定义栅格的子栅格中正交解扩，这一点可以通过以下条件方便地进行校验 ■解扩任意行的三个接近的RS符号(case1)。
■解扩一行中的两个接近的RS符号和下一行中的一个RS符号(case2)。
■解扩一行中的一个RS符号和在下一行中的两个接近的RS符号(case3)。
上述的三个子栅格(case)在图1中有描述。
因为每个子栅格包括OS矩阵的一行中的全部3个元素(并且不同OS的行中是正交的)，所以解扩的正交性可以保证。因此，OS可以构造为其一行中的全部元素是通过根据格1、格2和格3中的任意一个进行解扩RS符号来获得的。
在参考文献[4]中的六扇区小区格中，是建议重用三个OS的。这样在相同的小区内，相同的OS在相互相对的扇区中被重用。因此，扇区k+1获得如下的序列 OS(k)＝OS(kmod3)，k＝0，1，..，5。
因此，在相同小区内的邻近扇区之间获得了正交性。不过，由于上述这组二维序列OS(k)，k＝0，1，...，5只包含三个不同的序列，故这组二维序列不能在小区搜索的第三步中用来明确地识别这六个扇区。
以上，已根据现有技术描述了OS的产生和使用。以下，将根据本发明对更大数量的OS的产生和使用进行描述。
在本发明中，OS的产生是基于一组正交的复合序列，其中该复合序列根据两个正交的矩阵A和B的Kronecker乘积

(在以下定义)获得。上述正交矩阵A是为了提供相同小区ID组中的参考序列之间的正交性；而上述正交矩阵B提供了在参考序列的子集中的正交解扩操作，其中参考序列的子集是分配给相同Node B控制下的不同小区的。
本发明揭示了一个一维正交序列的设计，其通过矩阵SN进行描述；并根据一维正交序列构造出了二维序列，其中二维序列是通过矩阵OS进行描述的。这OSs然后映射在导频符号上。
在OFDM系统中，导频图案可以表现为许多不同的形式。通常，在时间-频率栅格中的资源元素的任何子集能够被选择用于导频符号的传输。
在许多应用中，所选择的导频图案具有常规的结构，例如离散的时间-频率栅格的笛卡儿结构。具体地说，导频图案可具有晶格结构。在数学上，晶格结构在R2上定义了离散的附加子群。在上述的晶格结构中，用于导频符号的资源元素组可以写为 x＝m1a1+m2a2 其中，m1和m2为整数，而a1和a2为栅格中的独立的元素，其对应于晶格的基。这些晶格结构在某种意义上保留了时间-频率资源栅格的笛卡儿结构。
本发明涉及由晶格描述的导频结构。这样，二维导频序列的映射可以为直接地从矩阵描述映射到用于导频符号的资源元素。
然后，映射依次地执行，即矩阵OS的条目按行(沿矢量a1)映射到栅格中的行结构，且按列(沿矢量a2)映射到栅格中的列结构。
根据本发明，如以上所述，正交矩阵SN为MxM维正交矩阵A和LxL维正交矩阵B的Kronecker乘积。矩阵A用于提供相同小区ID组中的参考序列之间的正交性，而矩阵B用于在参考序列的小子集中提供正交解扩操作，其中每个参考序列的子集是分配给相同Node B控制下的小区的。
在数学上，rxn维矩阵A和pxq维矩阵B的Kronecker乘积

为rpxnq维的矩阵
因此，在数学上，正交矩阵SN可以表示为

式(1) 如果矩阵A为2mx2m的西尔维斯特(Silvester)式哈达码(Hadamard)矩阵，其能够从2m-1x2m-1的Silvester式Hadamard矩阵递归获得。因此，SN也能够通过递归产生。
上述递归的起始矩阵为2x2维矩阵，其可以设定为 而递归遵循为 因此，如果A＝HM，N＝ML，M＝2m，然后矩阵SN，能够从递归获得 其中SL＝B。
这里假定一个(N/2)x(N/2)的矩阵SN/2包括N/2个正交的行和列，则包括N个正交的行和列的NxN维的矩阵SN构造为 式(2) 上述的方法还适用于满足SSH＝I的非正方形矩阵，其中H表示厄密共轭转置矩阵。根据式(2)的构造，序列长度从N/2增大到N，可用于最大化矩阵SN的正交行或正交列的数量。因此，矩阵SN中的每行可以表示一个分配给一个特定小区的序列。因此，可以对任意一个N个长度为N的正交序列进行检测。则L＝3，M＝2及N＝6矩阵的一个例子如下 式(3) 因此，这些序列在其完整周期内是正交的，也就是这些序列在一个完整的行或列上是正交的。同样地，根据递归式(2)，一些上述序列也可以在部分周期内正交，也就是一些上述序列也可以在部分行或列上是正交的。上述这一特性通过解扩操作，可以运用到整个信道估计中。具体地，由于式(3)的递归构造，在只考虑N/2列的情况下，从SN中取出的一些行之间也是相互正交的。因此，基于式(2)的二维OS其在某些二维子栅格中是可以实现正交的。因此，基于式(2)的二维OS，就可以满足上述的第二条件，也就是在整个二维定义栅格的子栅格中，部分OS应该正交。
因为式(3)是由3x3维的正交矩阵构造的，所以在式(3)中的部分行或列上是可以实现正交的。例如，在列1到列3中，行1与除行4以外的所有行都正交，其中行4在列1到列3中与行1是相同的。对于其它列，例如列2到列4，行1只与行2和行3正交。根据不同行中的不同符号可以容易看出这一结果。
因此，为了使长度为3的正交序列的数量最大，前3行(或后3行)定义了序列的子集，其中序列能够优选地被分配给在一个Node B控制下的小区。从式(1)中得出，为了满足在L个元素上的正交特性(也就是为了满足上述case1到case3的条件)，分配到一个Node B的小区的L个序列的子集应当对应于矩阵A中相同的行(或列)。
如果能够假定在一个Node B的小区中使用的不是序列的全部而是序列的小的子集，则小区特定信息可以由序列携带传送。在式(3)中，序列能够被分为两个子集。通常，要么是将行(或列)1到3的序列分配给小区，要么是将行(或列)4到6的序列分配给小区，接着选择一要使用的OS所属的子集对信息进行隐含编码。然后检测OS属于哪个子集，再对信息来进行解码。
例如，如果一个Node B的所有小区都具有相同的天线配置，前三行的序列能够用于描述一个天线配置，而后三行描述了另一个天线配置。因此，OS一旦被检测到，就可以获得天线配置。因此，根据本发明，能够通过从包含OS的特定子集中选择出一个OS来传输小区特定信息。在现有技术的系统中，小区特定信息是以常规的方式进行编码和传输的，这样就会产生信号传输的开销。因此，本发明可以降低了系统中的开销。
进一步地，本发明中的小区特定信息的传输也可对其它信道的检测性能有积极的影响，例如对广播信道。在现有技术中，不像本发明要对小区特定信息进行隐含编码和传输；在现有技术中，诸如使用的天线的数量的小区特定信息将在广播信道中进行传输。但是，在广播信道上接收的信号要被检测时，因为像上述的天线数量这样的小区特定信息还没有被检测，故接收器不知道上述的小区特定信息。在现有技术中，接收器只有在检测到广播信道后才能得知使用的天线数量，因此其不能使用天线数量这样的小区特定信息来检测广播信道本身。但是，在本发明的接收器中，在小区搜索之后，诸如天线数量的小区特定信息会被接收器获知，并可以由该接收器用于提高包括广播信道的所有信道的检测性能。
进一步地，如前所述，通过对子集的进行限定，可以使前述case1到case3保持正交特性以便用于一个子集中的解扩序列。
对于OS矩阵的产生，这里假设存在一根据式(2)的矩阵SN，其中N＝ML。根据需要在哪个时间-频率栅格中实现正交性，可以依据矩阵SN构造出不同的二维正交序列OS(k)，k＝0，...，N-1。
为了能够在N个序列之间保持正交性，需要确定序列的整个长度。从而，OS矩阵应当包含至少N个元素。因此，SN的整个行(或列)可以分配给一个OS。
此外，OS的结构应该满足可以在例如长度L＜N的子栅格上的部分OS中实现正交。为了使子栅格足够地小，SN的一行中的L个连续元素应当在OS中相邻的。然后，彼此相邻的L个元素可以被映射到在OFDM时间-频率信号空间中彼此邻近的参考信号位置。
以下给出四个例子，以说明根据SN中的行或列产生OS的方法。该方法特别适合于图2的导频图案，该导频图案限定为使第二参考符号的参考符号子载波在频率上与第一参考符号的参考信号子载波是错开的。上述这四个方法分别使用重复、循环移位、置换和行分离来产生OS。在这些方法中，通过使用SN的行或列来产生OS中的行或列，这样SN的行或列，或者SN的部分行或列，要么是复制到各自的OS的行或列中，要么是先根据四个方法进行转换，然后传输到各自的OS的行或列中。
重复 一个OS能够通过重复SN的一行来进行构造，例如 其中SN(m，n)表示了上述矩阵的第m行第n列处的元素SN。根据case1(以上定义的)的条件，上述的OS适于具有行的正交性。通过任何行的L个连续符号中的一个子栅格，可以在一些OS中实现正交解扩。不过，如前面所述，长度为L的正交序列的数量取决于列的选择。通常，为了使所有OS中的长度为L的正交序列的数量最大，L个连续符号应该取自通过集合{1+Lj，...，L(j+1)}，j＝0，1，...，M-1进行描述的列中的任何一列。
循环移位 为了给包含L个符号的二维子栅格(也就是满足前面所定义的case2和case3的条件)提供正交性，可以在OS的不同行中进行循环移位(适当数量的移位步骤)。如下所示，其中第二行中包含有第一行的一步循环移位 例如，如果根据式(3)生成S12，则后面的的2x12维OS或OS的转置可以通过以下方式获得 这里(·)T表示矩阵的转置。
置换 这里将介绍另外一种使子栅格具有正交性的方法，其中子栅格包含有L个符号，定义为具有两个维度，并在不同的行上进行置换。具体地说，这里认为对行的一部分进行循环移位来实现置换。OS的行是OS的第一行的循环移位，其中循环移位在每L个符号段中完成。因此，每一行被分成M个长度为L的段，并且每个段都做了适当数量的循环移位。
以下以L＝3为例进行说明，在下式的第二行中，每三个符号构成的符号段进行一步循环移位
示例如下，如果依据式(3)产生S12，则2x12维的OS或OS的转置可以依据下面的表达式获得 对于通过上述循环移位产生的OS来说，这种OS设计具有如下的优点即既可以根据case1的条件来实现正交性，也可以根据case2和case3的条件来实现正交性。
行/列分离 在上述的运用了重复、循环移位和置换的OS设计示例中，SN的一整行包含在OS矩阵的一行中。进一步地，SN的行(或列)可以分成OS矩阵中的几行(或列)。例如，一个2x12维的OS可以根据S24矩阵的一行进行构造，其中OS的第一行包含有S24矩阵的那一行中的前12个元素，OS的第二行包含有S24矩阵的那一行中的后12个元素。在这种情况下，OS中的行(或列)也可以包含旋转移位，以维持正交的解扩。
在以上的示例方法中，示例OS由SN的行按行生成。但是，如上所述，对应地由SN的列按列生成OS也是可以执行的。这一点，本领域技术人员是可以根据上述的示例得出由SN的列按列生成OS的。
进一步地，如上所述，生成OS的矩阵可以是一个N1xN2维的矩阵S。本领域技术人员清楚的是，可以使用对应的方法生成min(N1，N2)个长度为max(N1，N2)的正交序列。
以上描述了如何通过使用SN矩阵的递归，以有效的且相对不复杂的方式生成大数量的OS。下面将描述如何将生成的OS分配到小区。
就解扩处理的正交性而言，背景技术中的OS和本发明中构造的OS的区别在于子栅格上的正交序列的数量取决于子栅格。上述的这一区别是在N＞L时得出的结论。在现有技术中，谈及的是三个长度为3的OS(N＝L)的情况。因此，如果根据现有技术中的原理，仅仅把N个OS中的L个分配给Node B的小区，这样可能会使大小为L的子栅格具有相同的正交性。
OS是可以以不同的方式分配到小区的。如果OS不携带任何的小区特定信息，则N个OS中的任何一个可以被分配在一个小区中。一方面，因为Node B控制了多个小区，这就可以避免OS在Node B控制的多个小区中重用。另一方面，如前述示例，这意味着对于解扩而言，子栅格的位置影响正交序列的数量。
可选地，如以上所讨论的，OS能够划分到不同的子集，其中Node B的小区中所分配的OS仅可来自相同子集。一方面，这意味着OS在Node B的小区中重用，这对于控制多个小区的Node B是必需的。另一方面，以上所述的OS的划分可以使子栅格的位置将不会影响正交性；另外，可以使小区特定信息根据选择和鉴别所使用的子集来进行编码和解码。
考虑上述的具有12个OS的示例。如果定义子集为Ωk＝{OS3(k-1)，OS1+3(k-1)，OS2+3(k-1)}，k＝1，2，3，4，且m∈Ωk，则对于所有的OS(m)，可以校验出OS(m)的任意位置上的元素的符号(正号或负号)是一样的。因此，如果3个OS是从一个指数集Ωk中选出的，则本发明中的正交性条件与参考文献[4]中谈及的正交性条件完全相同。在现有技术中，对于上述的分配而言，在哪一个子栅格中进行解扩并不重要，且OS的数量也不会随子栅格的位置改变。本发明的这些正交特性使一个Node B控制下的小区的导频间干扰最小，这是的效果是很有好处的。
通过检测OS是属于哪个集合来确定小区特定信息k。如以上所述，小区特定信息k可以标识涉及小区中使用的天线配置的信息，例如天线的数量。
进一步地，如果参考符号的时间-频率栅格的维数与OS的维数不一样，可以再一次使用递归式(2)，这样就会增加OS的维数并增加数列的数量。但是，通常可以简单地串联OS矩阵来实现OS的重复，这样通过重复OS构成的

就能达到合适的大小。
进一步地，本发明还公开了一种执行上述方法的收发器。该收发器包括装置用于执行所述方法中的步骤，即产生SN的装置，产生OS的装置和将产生的OS的元素映射到小区的时间-频率符号空间的装置。同时，本发明进一步地公开了一种至少包括一个上述收发器的通信系统。根据本发明的收发器和通信系统可以适于执行本发明所述方法的任意步骤。当然，本发明所述方法中的这些步骤分别涉及了上述的收发器或上述的电信系统。
本领域技术人员可以根据上述的实施例改进本发明的参考序列矩阵的产生和映射。
显然对于技术人员而言，能够在以上实施例中采用其它的执行方式，或对以上实施例进行改进、变化和/或增加。要理解的是，本发明保护范围包括上述的其他执行方式、改进、变化和/或增加。
参考文献 [1]Ericsson，“Downlink reference-signals”，3GPP RAN1 Tdoc R1-063008，Seoul，Korea，Oct.，2006. [2]Motorola，“Simulation results for GCL based DL reference signals”，3GPPRAN1 Tdoc R1-063055，Riga，Latvia，Nov.，2006. [3]Nokia et al.，”Outcome of cell search drafting session”，3GPP RAN1 TdocR1-062990，Seoul，Korea，Oct.，2006. [4]NTT DoCoMo et al.，“Reference signal structure in E-UTRA downlink”，3GPPRAN1 Tdoc R1-062724，Seoul，Korea，Oct.，2006. [5]Y.Kishiyama，K.Higuchi，and M.Sawahashi，“Intra-Node B orthogonal pilotchannel structure for OFDM radio access in Evolved UTRA downlink”，in Proc.IEEE VTC-Spring，vol.1，pp.201-205，2006.
权利要求
1.一种在蜂窝式通信系统中的方法，其用于产生参考序列矩阵，并用于将所述参考序列矩阵的元素映射到二维多载波时间-频率符号空间中预先设定的参考信号位置，其特征在于，所述方法包括
产生NxN维的矩阵SN，其具有N个正交的行或正交的列，并且行或列的部分之间也正交，其中N为大于3的正整数；
通过在所述正交矩阵SN的第(k+1)行或列的至少部分元素的基础上，分别形成第k个参考序列矩阵OS(k)的行或列，从而产生N个参考序列矩阵OS(k)，其中k＝0，...，N-1；
在一个小区内，在预定的时间段内，将所述N个参考序列矩阵中的一个参考序列矩阵OS(k)中的元素映射到所述小区的时间-频率符号空间中，其中所述映射是通过将所述参考序列矩阵OS(k)中彼此邻近的元素分配到彼此邻近的参考信号位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矩阵SN根据以下公式
进行计算得到，其中A为维数为MxM的正交矩阵，B为维数为LxL的正交矩阵，
表示Kronecker乘积。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述矩阵A为尺度为2mx2m的西尔维斯特Silvester式哈达码Hadamard矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述系统中的一个NodeB控制着多个小区；
所述映射的步骤包括
对于由所述Node B控制的每个小区，在用于该小区的时间-频率符号空间上映射一个参考序列矩阵OS(k)，这样便实现了总数为1到N的参考序列矩阵OS(k)的映射。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射步骤中使用了重用的参考序列矩阵，从而实现了将至少一个所述参考序列矩阵中的元素映射在时间-频率符号空间上的映射，其中所述时间-频率符号空间在所述NodeB控制的至少两个小区中使用。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生的N个参考序列矩阵OS(k)布置在多个子集中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每个所述子集中的多个参考序列矩阵OS(k)相正交，以便所述多个参考序列矩阵OS(k)的至少部分行分别相互正交或至少部分列相互正交。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，每个所述子集与小区特定信息相关联，从而当所述子集被选择在小区中使用时，就隐含地编码了所述小区特定信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，每个所述子集与在小区中使用的天线配置是相关联的。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述产生的参考序列矩阵OS(k)排列在以下定义的子集中
Ωk＝{OSL(k-1)，OS1+L(k-1)，...，OSL-1+L(k-1)}，k＝1，...，M。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维多载波时间-频率符号空间以晶格结构进行组织，所述晶格结构定义为
x＝m1a1+m2a2，
其中，m1和m2为整数，而a1和a2为时间-频率栅格中的独立元素。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生矩阵SN的步骤包括
按照如下公式递归地产生矩阵S2L.l
其中SL为矩阵B。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述矩阵B为
其中0≤φ＜2π。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述矩阵B为
其中0≤φ＜2π。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生N个参考序列矩阵OS(k)的步骤为
通过对所述正交矩阵SN的第(k+1)行或列的循环移位，产生第k个参考序列矩阵OS(k)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述产生的N＝12个参考序列矩阵OS(k)为
其中(·)T表示矩阵的转置。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述产生的N＝12个参考序列矩阵OS(k)的转置为
其中(·)T表示矩阵的转置。
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生N个参考序列矩阵OS(k)的步骤包括
通过对所述正交矩阵SN的第(k+1)行或第(k+1)列的片段的循环移位，产生第k个参考序列矩阵OS(k)。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，产生的所述N＝12个参考序列矩阵OS(k)为
其中(·)T表示矩阵的转置。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，产生的所述N＝12个参考序列矩阵OS(k)的转置为
其中(·)T表示矩阵的转置。
21.根据权利要求16，17，19或20中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述产生的参考序列矩阵OS(k)排列在以下定义的子集中
Ωk＝{OS3(k-1)，OS1+3(k-1)，OS2+3(k-1)}，k＝1，2，3，4
其中所述每个子集Ωk与一个天线配置的信息相关联。
22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生N个参考序列矩阵OS(k)的步骤包括
通过重复所述正交矩阵SN的第(k+1)行或列进行，来产生第k个参考序列矩阵OS(k)。
23.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射的步骤在所述参考信号位置上依次地执行。
24.根据权利要求1所述的方法，其中所述映射的步骤包括
将参考序列矩阵OS(k)作为元素进行串联排列，即
25.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生N个参考序列矩阵OS(k)的步骤包括
在所述矩阵SN中将一个单独的行或列分别划分成几部分；
将所述单独的行或列划分的几部分分配给一个所述参考序列矩阵OS(k)中的一个以上的行或列，以产生一个参考序列矩阵OS(k)的一个以上的行或者列。
26.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产生的N个参考序列矩阵OS(k)用于在小区搜索程序中标识至少部分的小区ID。
27.一种在蜂窝式通信系统中使用的收发器，其用于产生参考序列矩阵，并用于将所述参考序列矩阵的元素映射到二维多载波时间-频率符号空间中预定的参考信号位置，其特征在于，所述收发器包括
第一装置，用于产生NxN维矩阵SN，其中所述矩阵SN具有N个正交的行或正交的列，并且行或列的部分之间正交，其中N为大于3的正整数；
第二装置，用于在所述正交矩阵SN的第(k+1)行或列的至少部分的基础上，分别形成第k个参考序列矩阵OS(k)的行或列，以便产生N个参考序列矩阵OS(k)，其中k＝0，...，N-1；
第三装置，在一个小区内，在预定的时间段内，将所述N个参考序列矩阵中的一个参考序列矩阵OS(k)的元素映射到所述小区的时间-频率符号空间中，所述的映射是将所述参考序列矩阵OS(k)中彼此邻近的元素分配到彼此邻近的参考信号位置。
28.一种通信系统，其特征在于，其包括至少一个如权利要求27所述的收发器。
全文摘要
本发明公开了一种蜂窝式通信系统中的方法，其用于产生参考序列矩阵，并用于将参考序列矩阵的元素映射到二维多载波时间-频率符号空间中预定的参考信号位置。上述方法包括产生NXN维的矩阵SN，其具有N个正交的行或N个正交的列，并且部分的行或列之间也相互正交，其中N为大于3的正整数；在正交矩阵SN的第(k+1)行或列的至少部分的基础上，分别形成第k个参考序列矩阵OS(k)的行或列，以便产生N个参考序列矩阵OS(k)，其中k＝0，...，N-1；在预定的时间段内，通过将各个参考序列矩阵OS(k)中彼此邻近的元素分配到彼此邻近的参考信号位置，从而实现在一个小区内，将N个参考序列矩阵OS(k)中的一个参考序列矩阵的元素映射到小区的时间-频率符号空间中。
文档编号H04W48/20GK101574010SQ200780049041
公开日2009年11月4日 申请日期2007年1月5日 优先权日2007年1月5日
发明者布兰尼斯拉夫·波波维奇, 弗雷迪克·伯格恩, 雅普·范·德比克 申请人:华为技术有限公司