专利名称：多使用者及单使用者mimo通信预编码导引传输的制作方法
技术领域：
通信预编码导引传输
技术领域：
本实用新型是关于无线通信系统。背景技术：
第三代合作伙伴计划(3GPP)与3GPP2考虑了无线接口与网络架构的长期演进技 术(LTE)。近年来，接收器使用共同参考信号进行信道估计、根据所估计的共同信 道决定预编码矩阵，并将关于预编码矩阵的信息反馈至传输器，传输器接着使用发信 的预编码矩阵并将其与欲传输的数据信号相乘。由于反馈误差之故，传输器所使用的 预编码矩阵可与接收器所发信的预编码矩阵不同；同时，由于网络弹性之故，即使没
有反馈误差，传输器亦可决定使用与接收器发信者不同的预编码矩阵。因此，传输器 所使用的关于预编码矩阵的信息必须通过控制信道而发信至接收器，接收器接着可译 码所述控制信道以取得预编码信息，并使用此预编码信息来解调变经预编码的数据信 号。
正交频分复用(OFDM)是一种数据传输方案，其中，数据被分为较小的数据流， 且利用一次载波、以小于总可用传输频宽的较小频宽来传输各数据流。OFDM的效率是 选择次载波使其彼此正交的结果；换言之，次载波在分别载送总使用者数据的一部份 时并不彼此干扰。
多重输入多重输出正交频分复用(MIMO OFDM)与MIMO单一载波频分复用存取 (SC-FDMA)是用于高数据吞吐量(HT)服务的空中接口技术。近来针对这些技术考 虑有多种型式的传送波束成型，包括特征波束成型、空间复用与空时编码。虽然这些 技术中的每一种在传输器处都需要可用的信道状态信息，以达最大可用容量。由于反
馈所需的信息量可超出实际系统，因此已发展出用以减少所需反馈量的方法。用于减 少反馈的方法包括了编码本方法、相位量化方法、包括信道响声与统计预滤波的开放 回路方法。对于多重输入多重输出(MIMO)系统而言，自传输器(节点B)对接收器(UE) 的预编码信息或天线权重的有效发信是演进通用移动通信系统陆地无线接入网 (E-UTRA)所必须的，特别是对于使用预编码或波束成型的SU与MU MIMO而言。
因此，需要一种方法与设备来提供在预编码信息与天线权重的传输器与接收器之 间的有效通信，且在接收器端(或UE)可具有较佳的有效信道估计。
实用新型内容
一种方法与设备，其包括了一WTRU专用的参考信号方案，其提供有效预编码导引 传输与使用专用导引信号的有效信道估计。所述方法对于单一使用者(SU)与多使用 者(MU)的多重输入多重输出(MIMO)系统都有用。
由下文并结合伴随的图式来更详细了解，其中 图l说明了无线通信系统的示例方块图2说明了布局以利用WTRU特定专用参考信号来执行预编码导引传输的传输器与 接收器的示例方块图3说明了在利用专用参考信号的预编码导引传输方案中，传输于不同次载波中 的专用导引；
图4说明了使用专用参考信号的预编码导引传输的示例布局，预编码导引藉其而 被置于不同的次载波、但相同的正交频分复用(OFDM)符号中；
图5说明了使用专用RS的预编码导引传输的另一种示例布局，预编码导引藉其而 被置于不同的次载波与不同的OFDM符号中；
图6说明了使用专用RS的预编码导引传输的另一种示例布局，预编码导引藉其而 被置于不同的次载波、相同的OFDM符号中，并重复于不同的OFDM符号中；
图7说明了有效信道估计方法的流程图8说明了有效信道估计的替代方法的流程图；以及图9说明了用于对有效信道估计传输一0FDM布局的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，用语"无线传输/接收单元(WTRU)"包括但不限于使用者设备(UE)、 移动站、固定或移动用户单元、呼叫器、移动电话、个人数字助理(PDA)、计算机、 或任何一种可于无线环境中操作的使用者装置；而在下文中，用语"基站"包括但不 限于节点B、地址控制器、接入点(AP)、或任何一种于无线环境中操作的接口装置。
请参考图l， 一LTE无线通信网络(NW) 10，例如一多重输入多重输出(MIMO)系 统，包括了一或多个WTRUs 20、 一或多个节点B 30以及一或多个胞元40;各胞元40 包括一或多个节点B (NB或eNB) 30。
图2是布局以使用WTRU特定专用参考信号来执行预编码导引传输的传输器110与 接收器120的功能方块图，除了典型的传输器/接收器中所包括的组件之外，传输器IIO 包括一预编码向量决定器115、 一预编码处理器117以及一天线数组118;预编码决定 器115耦合至预编码处理器117，其决定传输器110在传输一数据传输至接收器120时所 使用的一预编码向量，例如正交频分复用(OFDM)符号。预编码处理器117耦合至预 编码决定器115与天线数组118，其对数据符号与一导引信号进行预编码，其使用WTRU 特定专用参考符号而传输，下文将有所说明。
接收器120包括一接收器126—有效信道处理器124、 一信道估计器125与一解调变 器127。如下文将详细说明者，包括接收器126之接收器120从节点B 20接收一传输的 OFDM区块，通过信道估计器125执行信道估计，使用有效信道处理器124来计算一有效 信道估计，以及使用所述有效信道估计来解调变所接收的OFDM符号。
在本文中，节点B 30包括传输器110，而WTRU 20包括接收器120;应注意的是传 输器110可位于一WTRU处或位于一基站，而接收器120可位于WTRU或基站，或两者。
揭露一种方法，其使用了一WTRU特定专用参考信号。使用所述WTRU专用参考信号 (RS)来传输经预编码的导引。根据所揭露的方法，接收器120的信道估计器125使用 从所接收的OFDM符号中接收的共同参考信号(例如共同导引信号)而得的信道信息 来决定一预编码矩阵或向量；预编码矩阵或向量是利用例如一编码本而加以选择，其 中信道估计器选择与最佳预编码矩阵或向量相关的指示符，所述指示符、或指标则传输至传输器IIO。
如本领域中具有通常知识者所知，所述共同参考信号是接收从传输器iio传输的 信号的胞元内针对所有WTRU特定的胞元。应注意的是，虽然在本文中使用了用语「预
编码向量」，然接收器与传输器也可以相同的方式来选择及使用一预编码矩阵。
一旦传输器110接收了指示符，预编码向量决定器115便接着使用所接收的指标来 选择适当的预编码向量，例如从与接收器120所使用的编码本相似的编码本。应注意 的是，传输器110可以从编码本中选择一个跟接收器120所参考的不同的预编码向量。
根据所揭露的方法，传输器110接着使用所选择的预编码向量来对数据符号进行 预编码，同时也使用与对应的数据流或层中的数据所使用之预编码向量相同的预编码 向量来对导引进行预编码。对于n的天线与m个数据流或m层而言(M《iV)，存在m 个导引，其中每一个都使用具有N个元素的相应预编码向量来进行预编码。举例而言， 在M个数据流或层的情况中，需要M个预编码向量与M个专用RSs;因此，M个预编码导 引被用于M个专用RSs。
每一个预编码导引都可由下列式子加以表示
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中m二l、 2、…、M;向量^=[^ vw2 vw 、wr为第m个数据流或层的预编码 向量，因此，预编码导引的第n个元素等于-<formula>formula see original document page 7</formula>在式(2)中第m个预编码导引的第n个元素是使用第n个传输天线(其中r^1、 2、…、 N)来传输。相同预编码导引的N个元素是由相同次载波与相同OFDM符号中的N个传输 天线传输，不同的预编码导引则传输于不同的次载波及/或不同的OFDM符号，如图4、图5与图6所示。图3则说明了所揭露的预编码导引传输方法之示意图，其中各天线都 传输一个专用预编码导引的元素。
如上述说明，所接了的方法包括了使用专用RS的预编码导引传输，其被映射置资 源。在单一专用RS中每一个预编码导引的元素可针对每一个天线端口进行传输。专用 RS的分配具有固定的布局且被映射至资源分配。举例而言，在两数据流的情形中，专 用RS (例如RS一xl与RS—x2)具有与资源区块RBSx相关的固定位置，而专用RS (例如 RS—yl与RS—y2)具有与RBHy相关的固定位置。资源分配的信息通过下链控制授予信道 而传输至WTRU20，其包括时间与频率中的资源分配。因此，WTRU 20译码所述控制信 道已决定所指定的资源的位置。所指定的位置是映像至专用RS的位置，举例而言，在 两数据流的例子中，如果RBfcc被发信与译码，则WTRU20应读取与RBfec相关的专用RS， 亦即RS—xl与RS—x2;如果RBtty被发信与译码，则WTRU 20应读取与RBtty相关的专用RS， 亦即RS—yl与RS—y2。
因此，WTRU 20针对分配的次载波中的预编码导引来撷取信息。
应注意到的是，根据所揭露的方法的专用RS是针对每一层或每一数据流而传输； 在单一使用者MIMO中，预编码导引被用于属于相同使用者的空间流或层，而在多使用 者MIMO中，预编码导引使用于属于不同使用者的数据流或层。
图4说明了在不同次载波但在相同0F簡中的预编码导引的示例布局。在此例中，
凡(n=l、 2、…、N)代表第n个传输天线的共同导引，P& (m=l、 2、…、M)代 表第m层或数据流的预编码导引。在图4所示的例子中，N-4且^4， D代表数据符号或 控制信道。
如图4所示，在时序上的第一OFDM符号包括n个传输天线中每一个的共同导引信号 R,、 R2、 R3、 R4，在时序上的第二OFDM符号包括了在分别分配给专用RSs的次载波l、 4、 7、 IO中每一个预编的码导引PP,、 PP3、 PP2、 PP4。共同参考信号R1与R2则包括于时序 上第五OFDM符号中，其允许使用共同参考信号R,、 R2、 R3、 R4的添补。
应注意到的是，D可包括数据或控制信道；举例而言，在最初三个OF匿符号(亦 即，图4所示时序中的前三行)中，D的一部份可为控制信道。
图5说明了另一种示例布局，其中预编码导引是位于不同的次载波与不同的OFDM符号中。在此例中，A" (n=l、 2、…、N)代表第n个传输天线的共同导引，f、 ( m=l、 2、…、M)代表第m层或数据流的预编码导引。在图5中说明了^4且M:4的例子，预编 码导弓IPP,与PP2是传输于时序上的第二0FDM符号，而剩下的预编码导弓IPP3与PP4是传输 于时序上的第六OFDM符号。此布局可实现多样化，举例而言，如果第二OFDM符号具有. 深的强弱，其可于第五0FDM符号不具深强弱时破坏PP,与PP2，并因而留下PP3与PP4。
图6说明了另一种示例布局，其中预编码导引PP,、 PP3、 PP2与PP4是包括于相同的 OFDM符号中并于时序上不同的一个OFDM符号中重复。如图6所示，PP,、 PP3、 PP2与PPa 是包括于时序上的第二OF函符号中，而PP,与PP2是重复于时序上的第六0FDM符号中。 这种布局允许了欲使用的预编码导引之增补。
本领域中具有通常知识者应该了解，在不同次载波与OF面符号的组合中的预编码 导引的其它布局亦为可行；同时，当较常使用数据流1与2时，数据流1与2的预编码导 引可以比数据流3与4的预编码导引更为紧密，数据流的预编码导引的位置也可交换或 改变。
如上所述，有效信道估计是MIMO所必须，因此本文揭露了一种使用专用参考信号 传输的预编码导引的有效信道估计方法。WTRU20于接收器126处接收了0FDM区块，接 收器126将区块前送至有效信道估计器124以估计有效信道； 一旦有效信道被估计，解 调变器127便可使用此信息来解调变所接收的数据符号，并控制OF函区块中所包含的 信道。
有效信道是针对所有天线所传输的每一个预编码导引而加以估计；举例而言，如 果存在四个天线与两个数据流，则对于每一个专用导引HFl、 2以及N-4所接收的信号 模式可表示为
<formula>formula see original document page 9</formula>编码效果的信道脉冲响应的有效信道，因此式(3)可表示为:<formula>formula see original document page 10</formula>
因此，在四个传输天线与两个接收天线(MIM0 4x2)的例子中，有效信道可使用 下列式子而使用两个预编码导引加以估计
式<formula>formula see original document page 10</formula>式(6)
有效信道的估计可以轻易延伸至N个传输天线、具有Z个接收天线的M个数据流， 例如N二4、 M二4且Z二4。
图7说明了利用预编码导引进行有效信道估计的方法流程图。WTRU 20从节点B 30 接收0F函区块(步骤700) ; WTRU20根据所述共同参考信号所得的信道状态信息、使 用各传输天线的共同参考信号来从一编码本中选择一预编码或向量(步骤701);与 所选择的预编码向量有关的识别符，例如一指标，被传送至节点B 30 (步骤702)。
接着，节点B 30的预编码向量决定器115使用WTRU 20所传输、或根据其它准则所 选择的指示符来选择一预编码向量(步骤703); —旦节点B 30选择了预编码向量， 预编码处理器117即利用所选择的预编码向量对各传输天线的数据符号与导引信号进 行预编码(步骤704);利用一传输的OFDM区块的WTRU特定专用参考信号将预编码导 引PP,…PPJ专输至WTRU 20 (步骤705)。
WTRU20接收所传输的0FDM区块，其包括了共同参考信号、数据符号或控制信道、 以及次载波中每一个传输天线的预编码导引信号(步骤706);接着，有效信道估计 器124使用预编码导引信号来针对每一个数据流估计有效信道(步骤707)，且WTRU20接着便使用估计的有效信道来对数据符号进行解调变。
揭露了一种替代方法，其中一部份的共同参考信号或预编码导引信号可被估计以 插入其它数据至这些次载波中。根据此一替代例，于一L2/3发信、RRC发信、高层发 信或L1控制发信中将一触发指示符传输至WTRU 20，其指示WTRU 20不应在时序上衣决 定的OFDM符号中接收一部份的共同参考信号(胞元特定参考信号)或预编码导引信号 (WTRU特定专用参考信号)，WTRU接着会用于接收一数据符号；举例而言，在高速条 件期间，节点B 30 (以L2/3发信、RRC发信、高层发信或L1控制发信)传输触发指示 符通知WTRU 20寻找次载波中的参考符号，其中共同参考信号与编码导引符号以重复 于OF匿信号中；在低速条件期间，节点B 30 (以L2/3发信、RRC发信、高层发信或L1 控制发信)传输触发指示符通知WTRU 20寻找次载波中的参考符号，其中共同参考信 号与编码导引符号以重复于OFDM信号中、或由于效率之故而不需使用。在此例中，数 据符号取代了参考符号，其中胞元特定参考信号与WTRU特定参考信号已经重复，此外， 可使用一专用参考触发指示符来切换整个WTRU特定参考信号为开启与关闭，亦即在不 需要所述专用参考信号时将所述WTRU特定参考信号切换关闭，而在需要时将所述WTRU 特定参考信号切换开启。专用参考触发指示的发信可以通过高层发信(例如L2/3 发信或无线电资源控制(RRC)发信)而半统计性地完成以降低花费；RS布局的发信 也可以通过层l控制发信而动态完成以利快速适应。触发指示符与专用参考触发指示 符可结合为一个2位或N位指示符，以供任何适当应用。触发指示符或专用参考触发指 示符也可产生至具有Q位的指示符中，其中QM。
图8说明了替代方法的流程图。节点B 30决定WTRU 20是否要寻找共同参考信号、 专用参考信号以及是否应该完全期待专用参考信号(步骤800); —旦节点B 30决定 了这些情况中任一个，则触发指示符与专用参考触发指示符会根据上述决定而被传输 至WTRU 20 (步骤801) 。 WTRU 20接收所述触发指示符与专用参考触发指示符(步骤 802);当WTRU 20接收那一个OFDM区块时，WTRU 20即根据所接收的每一个触发指示 符来读取每一个次载波中的信息(步骤803);然后，有效信道估计器124根据所接收 的专用参考触发指示符来决定有效信道估计(步骤804)。
揭露了另一种替代方法，其中使用了特定数量的WTRU特定参考信号的布局。在此 一方法中，节点B 30决定WTRU特定参考信号的特定布局；接着通过L2/3发信、RRC发 信、高层发信或L1控制发信，将所选择之WTRU特定参考信号的布局的指示符发信至WTRU20，其指示WTRU 20应被期待以接收共同参考信号(胞元特定参考信号)与一预 编码导引(WTRU特定专用参考信号)的一特定布局。举例而言，当图4、图5与图6中 的布局分别被标示为布局A、布局B与布局C时，节点B 30可于布局A、布局B与布局C 之间选择一种布局，并将所选择的布局发信至WTRU。在这个例子中，可以使用2位来 表示从三种可能布局中所选择的布局。RS布局的发信可以通过高层发信(例如L2/3 发信或RRC发信)而半统计性地完成，以减少花费，RS布局的发信也可通过层1控制发 信而动态完成，以利快速适应。
图9说明了所揭露方法的流程图。节点B 30决定将使用多个0FDM区块布局中的哪 一个来传输至WTRU 20 (步骤900); —旦节点B决定了OFDM布局， 一布局指示符即被 发信至WTRU 20 (步骤901)。根据从节点B 30接收到的布局指示符，WTRU 20在适当 的OF函布局内所分配的次载波中寻找共同参考信号与专用参考信号(步骤902)。
预编码导引也可以取代部分的共同导引以减少整体导引花费，可以根据性能与导 引花费之间的考虑来决定最佳布局。预编码导引可于胞元之间跳跃或调和以缓和或移 除胞元间干扰。预编码导引可与相位、循环偏移码、密码、CAZAC序列等相乘以缓和 或移除胞元间干扰。
所揭露的方法可应用至演进通用移动通信系统陆地无线接入网(E-UTRA)的单一 使用者(SU)与多使用者(MU) MIMO系统，同时也可用于下链(DL) MIMO通信。
虽然在上述说明中是以特定组合来说明特征与组件，然每一个特征或组件可以单 独使用而不需其它的特征与组件，或是在有或没有其它特征或与组件下以不同的组合 加以使用。此处所提供的方法或流程可植于计算机程序、软件或整合于计算机可读储 存媒体的韧体中，以由一通用计算机或处理器执行。计算机可读储存媒体的实例包括 只读存储器(ROM)、随机存取内存(RAM)、缓存器、高速缓存、半导体记忆装置、 磁性媒体(例如内部硬盘与可移除盘片)、磁光媒体、以及光学媒体(例如CD-ROM 盘片与数字多功能光盘(DVDs))。
适当的处理器包括，举例而言，通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信 号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心关联的一或多个微处理器、控制器、微 控制器、专用集成电路(ASICs)、场可边程门阵列(FPGAs)电路、任何型态的集成 电路(IC)、以及/或状态机。与软件相关的处理器可用于执行无线频率收发器，以用于无线传输接收单元 (WTRU)、使用者设备(UE)、终端、基站、无线电网络控制器(RNC)或任一计算 机主机。WTRU可结合模块使用，植于硬件及/或软件中，例如照相机、影音照相机 模块、影音电话、喇叭扩音器、震动装置、扬声器、扩音器、电视收发器、耳机、键 盘、蓝牙模块、频率调变(FM)无线电单元、液晶显示器(LCD)显示单元或有机发 光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、影音游戏播放模块、因特网浏览器、 以及/或任何一种无线局域网络(WLAN)或超宽带(UWB)模块。
组件代表符号说明10LTE无线通信网络
20WTRU
30节点B
40胞元
110传输器
115预编码向量决定器
117预编码处理器
118天线数组
120接收器
124信道处理器
125信道估计器
126接收器
127解调变器
70(T707步骤
80CT804步骤
900 902步骤
权利要求1. 一种用于传输一导引信号的传输器，包括一预编码向量决定器，用于根据一准则来决定一预编码向量；以及一预编码处理器，用于利用所选择的预编码向量来预编码所述导引信号；经预编码的导引信号被传输于一接收器特定的专用参考信号中。
2. 如权利要求1所述的传输器，其特征在于，还包括一或多个传输天线以传输一数 据传输。
3. 如权利要求2所述的传输器，其特征在于，所述一或多个传输天线被设置以传输 所述数据传输，所述数据传输还包括所述接收器特定的专用参考信号。
4. 如权利要求3所述的传输器，其特征在于，所述一或多个传输天线被设置以传输 所述数据传输，所述数据传输还包括多个共同参考信号。
5. 如权利要求3所述的传输器，其特征在于，所述一或多个传输天线被设置以传输 所述数据传输，所述数据传输是一正交频分复用区块。
6. 如权利要求5所述的传输器，其特征在于，所述一或多个传输天线被设置以传输 所述正交频分复用区块中的一次载波，所述接收器特定的专用参考信号被分配至 所述正交频分复用区块中的所述次载波。
7. 如权利要求6所述的传输器，其特征在于，所述一或多个传输天线被设置以传输 一资源区块，所述接收器特定的专用参考信号被映像至所述资源区块，使得所述 接收器特定的专用参考信号的分配与所述资源区块相关联。
8. 如权利要求7所述的传输器，其特征在于，所述一或多个传输天线被设置以响应 所述资源区块通过一控制授予信道的发信而传输所述资源区块。
9. 如权利要求8所述的传输器，其特征在于，所述一或多个传输天线被设置以传输 所述次载波，所述接收器特定的专用参考信号被分配至在所述接收器特定的专用 参考信号的一位置中的所述次载波。
10. 如权利要求2所述的传输器，其特征在于，所述一或多个传输天线被设置以传输 多个数据流，以使一专用参考信号针对所述多个数据流中的每一个数据流而被传 输。
11. 如权利要求l所述的传输器，其特征在于，所述预编码处理器被设置以预编码所 述导引信号，所述导引信号被用以计算一有效信道估计。
12. 如权利要求6所述的传输器，其特征在于，更包含一触发指示符，所述触发指示 符发信以指示一共同参考信号或所述接收器特定的专用参考信号是否已重复于所 述正交频分复用区块中。
13. 如权利要求12所述的传输器，其特征在于，所述触发指示符被设置以指示所述 共同参考信号或所述接收器特定的专用参考信号位于可以重复所述共同参考信号 或所述接收器特定的专用参考信号的一重复位置中。
14. 如权利要求13所述的传输器，其特征在于，所述触发指示符被设置以指示在所 述重复位置中的一数据符号。
15. 如权利要求14所述的传输器，其特征在于，所述预编码处理器被设置以预编码 用于空间流或层的导引信号。
16. 如权利要求15所述的传输器，其特征在于，所述预编码处理器被设置以预编码 用于数据流或编码字符的导引信号。
专利摘要一种包括WTRU专用的参考信号方案的方法与设备，其提供了有效的预编码导引传输以及使用专用导引信号的有效信道估计。所述方法对于单一使用者(SU)与多使用者(MU)多重输入多重输出(MIMO)系统都有效。
文档编号H04L1/06GK201307860SQ20082000710
公开日2009年9月9日 申请日期2008年2月18日 优先权日2007年2月16日
发明者潘俊霖, 阿连·Y·蔡 申请人:美商内数位科技公司