在无线通信系统中基于csi-rs的信道评估方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种在无线通信系统中终端执行评估操作的方法。更加详细地，该方法包括：从基站接收由多个天线端口定义的信道状态信息-参考信号（CSI-RS）的设置信息；组合由多个天线端口当中的特定天线端口的每个定义的CSI-RS；以及基于被组合的CSI-RS执行评估操作。在此，评估操作包括参考信号接收功率（RSRP）、参考信号接收质量（RSRQ）、以及路径损耗中的至少一个。
【专利说明】在无线通信系统中基于CS1-RS的信道评估方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线通信系统，并且更具体地，涉及一种在无线通信系统中基于CS1-RS (信道状态信息-参考信号)评估信道的方法及其设备。
【背景技术】
[0002]3GPP LTE (第三代合作伙伴计划长期演进)通信系统被示意性地描述用于本发明可应用于其的无线通信系统的一个示例。
[0003]图1是作为无线通信系统的示例的E-UMTS网络结构的示意图。E-UMTS(演进的通用移动电信系统)是从常规的UMTS (通用移动电信系统)演进的系统，并且其基本标准化正在由3GPP进行。通常，E-UMTS可以称作LTE(长期演进)系统。对于UMTS和E-UMTS的技术规范的细节，可以参考“3rd Generation Partnership Project:Technical SpecificationGroup Radio Access Network (第三代合作伙伴计划:技术规范组无线电接入网络)”的版本7和版本8。
[0004]参考图1，E-UMTS由用户设备(UE) 120、基站(e节点B:eNB) IlOa和IlOb以及接入网关(AG)组成，接入网关(AG)被提供给网络(E-UTRAN)的末端终端以连接到外部网络。基站能够同时地传输用于广播服务、多播服务和/或单播服务的多个数据流。
[0005]在一个基站中存在至少一个或多个小区。小区被设置为包括1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等带宽中的一个，然后将上行链路或者下行链路传输服务提供给多个用户设备。不同的小区可以被设置成分别地提供不同的带宽。基站控制用于多个用户设备的数据传输和接收。基站发送有关下行链路(DL)数据的下行链路调度信息以通知相应的用户设备用于传输数据给相应的用户设备的时间/频率区、编码、数据大小、HARQ (混合自动重复和请求)相关信息等。并且，基站发送有关上行链路(UL)数据的上行链路调度信息给相应的用户设备以通知相应的用户设备可用于相应的用户设备的时间/频率区、编码、数据大小、HARQ相关信息等。用于用户业务传输或者控制业务传输的接口在基站之间是可使用的。核心网络(CN)可以由AG、用于用户设备的用户注册的网络节点等组成。AG通过包括多个小区的TA (跟踪区)的单元来管理用户设备的移动性。
[0006]无线通信技术已经基于WCDMA开发至LTE，但是用户和服务提供者的需求和期望正在不断地上升。由于继续不断开发其它的无线电接入技术，所以需要新的技术演进以变得在将来具有竞争性。为此，需要每比特成本的降低、服务可利用性提高、灵活的频带使用、简单结构和开放接口、用户设备的合理的功率消耗等。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]基于上述论述，在下面的描述中将会提出在无线通信系统中基于CS1-RS评估信道的方法及其设备。
[0009]技术解决方案[0010]为了实现这些目的和其它的优点以及按照本发明的目的，如具体化和广泛描述的，一种在无线通信系统中由用户设备执行测量的方法，根据本发明的一个实施例包括下述步骤:从基站接收由多个天线端口定义的CS1-RS (信道状态信息-参考信号)的配置信息，由多个天线端口中的特定天线端口定义其中的每一个；和基于被组合的CS1-RS执行测量。
[0011]优选地,在基站中通过相同的天线端口发射由特定天线端口定义的CS1-RS。
[0012]优选地，该方法可以进一步包括下述步骤:通过上层从基站接收关于特定天线端口的信息。优选地，该方法可以进一步包括从基站接收用于通过组合由特定天线端口定义的CS1-RS执行测量的触发信号的步骤。
[0013]优选地,该方法进一步包括下述步骤:使用由多个天线端口定义的CS1-RS向基站报告信道状态信息，其中在计算信道状态信息中多个天线端口当中的特定天线端口被假定为单个天线端口。更加优选地，在计算信道状态信息中，可以假定在多个天线端口当中的特定天线端口中存在相同的干扰数量。
[0014]为了进一步实现这些和其它的优点以及按照本发明的目的，如具体化和广泛描述的，在无线通信系统中，根据本发明的另一实施例的用户设备包括:无线通信模块，该无线通信模块被配置成从基站接收由多个天线端口定义的CS1-RS (信道状态信息-参考信号)的配置信息；和处理器，该处理器被配置成组合CS1-RS，通过多个天线端口当中的特定天线端口定义其中的每一个，该处理器被配置成基于被组合的CS1-RS执行测量。
[0015]优选地，上述的测量基于被组合的CS1-RS测量RSRP (参考信号接收功率)、RSRQ(参考信号接收质量)以及路径损耗中的至少一个。
[0016]有益效果
[0017]根据本发明的实施例，无线通信系统中的用户设备能够使用CS1-RS更加有效地评估信道。
[0018]从本发明可获得的效果不受以上提及的效果限制。并且，其它的未提及的效果可以由本发明所属的领域技术中的普通技术人员从以下的描述中清楚地理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是作为移动通信系统的示例的E-UMTS网络结构的示意图。
[0020]图2是基于3GPP无线电接入网络规范在用户设备和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制和用户面的结构的示意图。
[0021]图3是用于解释被用于3GPP系统的物理信道和使用其传输信号的一般方法的图。
[0022]图4是用于被用于LTE系统的无线电帧的结构的示例的图。
[0023]图5是用于由LTE系统使用的下行链路(DL)子帧的结构的一个示例的图。
[0024]图6是用于由LTE系统使用的上行链路(UL)子帧的结构的一个示例的图。
[0025]图7是用于通用的多天线(MMO)通信系统的配置的图。
[0026]图8是用于在LTE系统中存在4个发射天线端口的情况下的一般CRS模式的一个示例的图。
[0027]图9是用于LTE系统中的发射天线端口 O的CRS模式的一个示例的图。
[0028]图10是用于可应用异构网络的CoMP方案的配置的一个示例的图。[0029]图11是用于由3GPP标准定义的CS1-RS模式的一个示例的图。
[0030]图12是用于根据本发明的第一实施例的配置CS1-RS的天线端口的一个示例的图。
[0031]图13是用于根据本发明的第一实施例的配置CS1-RS的天线端口的另一示例的图。
[0032]图14是用于根据本发明的第二实施例的配置CS1-RS的天线端口的一个示例的图。
[0033]图15是用于根据本发明的第二实施例的配置CS1-RS的天线端口的另一示例的图。
[0034]图16是用于根据本发明的一个实施例的通信装置的一个示例的框图。
【具体实施方式】
[0035]现在将详细地参考本发明的优选实施例，其示例在附图中图示。在以下的描述中描述的实施例包括示出本发明的技术特征适用于3GPP系统的示例。
[0036]虽然本发明的实施例在当前的说明书中使用LTE系统和LTE-A系统示范性地描述，但是本发明的实施例也适用于与以上定义相对应的任何种类的通信系统。虽然本发明的实施例在本说明书中参考FDD方案来示范性地描述，但是本发明的实施例是容易修改和适用于H-FDD或者TDD方案。
[0037]图2是基于3GPP无线电接入网络规范在用户设备和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制面和用户面的结构的示意图。首先，控制面指的是用于传输由用户设备和网络所使用的控制消息以管理呼叫的通道。用户面指的是用于传输从应用层产生的诸如语音数据、因特网分组数据等这样的数据的通道。
[0038]物理层，即，第一层使用物理信道对上层提供信息传送服务。该物理层经由传送信道被连接到位于上方的媒体接入控制层。数据经由传送信道在媒体接入控制层和物理层之间传送。数据经由物理信道在发送侧的物理层和接收侧的物理层之间传送。该物理信道使用时间和频率作为无线电资源。尤其是，物理层在下行链路中通过OFDMA (正交频分多址)方案进行调制，并且在上行链路中通过SC-FDMA (单个载波频分多址)方案进行调制。
[0039]第二层的媒体接入控制(在下文中，简写为MAC)层经由逻辑信道对上层的无线电链路控制(在下文中，简写为RLC)层提供服务。第二层的RLC层支持可靠的数据传送。RLC层的功能可以使用在MAC内的功能块来实现。第二层的分组数据汇聚协议(在下文中，简写为rocp)层执行用于减小不必要的控制信息的报头压缩功能，以在具有窄带宽的无线电接口中传输诸如IPv4和IPv6的这样的IP分组。
[0040]位于在第三层的最低层上的无线电资源控制(在下文中，简写为RRC)层仅在控制面中定义。与配置、重新配置和无线电承载(RB)的释放相关联地，RRC层负责控制逻辑信道、传送信道和物理信道。在这种情况下，RB指的是由第二层提供的、用于在用户设备和网络之间数据传送的服务。为此，用户设备的RRC层与网络的RRC层交换RRC消息。在用户设备的RRC层与网络的RRC层之间建立RRC连接的情况下，用户设备处于连接的模式下。否则，用户设备是处于空闲模式下。在RRC层上面的NAS (非接入层)层执行会话管理的功能、移动性管理的功能等等。[0041]构造基站(eNB)的一个小区被设置为包括1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz等带宽的一个，然后将上行链路或者下行链路传输服务提供给多个用户设备。不同的小区可以被设置成分别地提供不同的带宽。
[0042]用于从网络到用户设备传送数据的下行链路传送信道包括用于传送系统信息的广播信道(BCH)、用于传输寻呼消息的寻呼信道(PCH)、用于传输用户业务或者控制消息等的下行链路共享信道(SCH)。下行链路多播或者广播服务的业务或者控制消息可以经由下行链路SCH或者单独的下行链路多播信道(MCH)来传输。同时，用于从用户设备到网络传输数据的上行链路传送信道包括用于传输起始控制消息的随机接入信道、用于传输用户业务或者控制消息等的上行链路共享信道(SCH)。位于传送信道上方以由传送信道映射的逻辑信道包括BCCH (广播控制信道)、PCCH (寻呼控制信道)、CCCH (公共控制信道)、MCCH (多播控制信道)、MTCH (多播业务信道)等。
[0043]图3是用于解释通过3GPP系统使用的物理信道和使用其的一般信号传输方法的图。
[0044]如果接通用户设备的电源，或者用户设备进入新的小区，则用户设备执行初始小区搜索，用于匹配与基站的同步等[S301]。为此，用户设备从基站接收主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)，匹配与基站的同步，并且然后获得诸如小区ID等的信息。随后，用户设备从基站接收物理广播信道，并且然后能够获得小区内广播信息。同时，用户设备在初始小区搜索步骤中接收下行链路基准信号(DL RS)，并且然后能够检查下行链路信道状态。
[0045]已经完成初始小区搜索之后，用户设备根据物理下行链路控制信道(PDCCH)上承载的信息接收物理下行链路控制信道(PDCCH)和物理下行链路共享控制信道(PDSCH)，并且然后能够获得更详细的系统信息[S302]。
[0046]同时，如果用户设备最初接入基站或者未能具有用于信号传输的无线电资源，则用户设备能够在基站上执行随机接入过程(RACH) [S303至S306]。为此，用户设备经由物理随机接入信道(PRACH)传输特定序列作为前导[303，S305]，并且然后能够响应于前导经由HXXH和对应的I3DSCH接收响应消息[S304，S306]。在基于竞争的RACH情况下，能够另外执行竞争解决过程。
[0047]在已经执行完上述过程之后，用户设备能够执行roCCH/PDSCH接收[307]和PUSCH/PUCCH (物理上行链路共享信道/物理上行链路控制信道)传输[308]作为一般上行链路/下行链路信号传输过程。特别地，用户设备经由HXXH接收下行链路控制信息(DCI)。在这种情况下，DCI包括诸如关于用户设备的资源分配信息这样的控制信息，并且能够根据其用途在格式上不同。
[0048]同时，由用户设备在上行链路中向基站传输/在下行链路中从基站接收的控制信息包括ACK/NACK信号、CQI (信道质量指示符)、PMI (预编码矩阵索引)、RI (秩指示符)等。在3GPP LTE系统的情况下，用户设备能够经由PUSCH和/或PUCCH传输诸如CQ1、PM1、RI等的上述控制信息。
[0049]图4是用于由LTE系统使用的无线电帧的结构的示例的图。
[0050]参照图4，无线电帧具有IOms (327200XTs)的长度，并由10个大小相同的子帧构成。每个子帧具有Ims的长度，并由两个时隙构成。每个时隙具有0.5ms (15360XTS)的长度。在这种情况下，Ts指示采样时间，并表达为Ts=I/ (15kHz X 2048) =3.2552X Kr8 (约33ns)。时隙在时域中包括多个OFDM符号，并在频域中包括多个资源块(RB)。在LTE系统中，一个资源块包括“12个子载波X7或6个OFDM符号”。传输时间间隔(TTI)是传输数据的单位时间，能够由至少一个子帧单元确定。无线电帧的上述结构只是示例性的。并且，能够以各种方式修改在无线电帧中包括的子帧的数量、在子帧中包括的时隙的数量和/或在时隙中包括的OFDM符号的数量。
[0051]图5是用于由LTE系统使用的下行链路(DL)子帧的结构的一个示例的图。
[0052]参考图5，子帧可以包括14个OFDM符号。根据子帧配置，前面的I个至3个OFDM符号可以被用作控制区，并且其它的13至11个OFDM符号可以被用作数据区。在附图中，Rl至R4分别指示用于天线O至3的基准信号(RS)。RS在子帧中被固定为预定的模式(pattern)，不论控制区或数据区如何。控制信道可以被指配给在控制区中RS没有被指配给其的资源。并且，业务信道也被指配给在数据区域中RS没有被指配其的资源。被指配给控制区域的控制信道可以包括PCFICH (物理控制格式指示符信道)、PHICH (物理混合-ARQ指示符信道)、H)CCH (物理下行链路控制信道)等等。
[0053]PCFICH是物理控制格式指示符信道，并且通知用户设备在每个子帧中被用于PDCCH的OFDM符号的数目。PCFICH位于第一 OFDM符号处，并且被设置在PHICH和PDCCH之前。PCFICH由4个资源元素组(REG)组成。基于小区ID在控制区域内分布REG的每个。一个REG由4个RE组成。在这样的情况下，RE指示被定义为“一个子载波X —个OFDM符号”的最小的物理资源。PCFICH的值指示“I?3”或者“2?4”的值，并且通过QPSK (正交相移键控)调制。
[0054]PHICH是物理HARQ (混合自动重传请求)指示符信道，并且在承载用于上下链路传输的HARQ ACK/NACK中使用。特别地，PHICH指示用于承载用于UL HARQ的DL ACK/NACK信息的信道。PHICH是由I个REG组成并且被小区特定地加扰。ACK/NACK被由I个比特指示，并且通过BPSK (二进制相移键控)调制。通过“SF (扩展因子)2或者4”扩展被调制的ACK/NACK。被映射到相同资源的多个PHICH配置PHICH组。取决于扩展码的数目确定被复用成PHICH组的PHICH的数目。并且，PHICH (组)被重复三次，以在频域和/或时域中获得分集增益。
[0055]PDCCH是物理下行链路控制信道并且被指配给子帧的前面η个OFDM符号。在这样的情况下，“η”是等于或者大于I的整数，并且由PCFICH指示。PDCCH通知每个用户设备或者UE组关于传送信道的PCH (寻呼信道)和DL-SCH (下行链路共享信道)的资源指配的信息、上行链路调度许可、HARQ信息等等。在I3DSCH上承载PCH (寻呼信道)和DL-SCH (下行链路共享信道)。因此，除了特定控制信息或者特定服务数据之外，基站和用户设备经由PDSCH正常地传输或者接收数据。
[0056]通过被包括在HXXH中传输指示I3DSCH的数据被发送到指定的用户设备(一个或者多个用户设备)的信息、指示用户设备如何接收和解码roscH数据的信息等等。例如，假定特定的roCCH是被掩码有RNTI (无线电网络临时标识)“A”的CRC并且经由特定子帧传输关于使用无线电资源“B”(例如，频率位置)传输的数据的信息和传输格式信息“C”(例如，传送块大小、调制方案、编码信息等等)。如果这样，使用其自己的RNTI信息位于相对应的小区中的至少一个用户设备监视roCCH。如果存在具有RNTI “A”的至少一个用户设备，则用户设备接收PDCCH并且然后通过接收到的PDCCH的信息接收由“B”和“C”指示的TOSCH。[0057]图6是用于由LTE系统使用的上行链路(UL)子帧的结构的一个示例的图。
[0058]参考图6，UL子帧可以被划分为用于指配被配置成承载控制信息的PUCCH(物理上行链路控制信道)的区域，和用于指配被配置成承载用户数据的PUSCH (物理上行链路共享信道)的区域。子帧的中间部分被指配给PUSCH，并且在频域中数据区域的两侧部分被指配给PUCCH。在PUCCH上承载的控制信息可以包括被用于HARQ的ACK/NACK、指示DL信道状态的CQI (信道质量指示符)、用于MMO的RI (秩指示符)、为UL资源分配请求的SR (调度请求)等等。用于单个用户设备的PUCCH使用单一资源块，其在子帧内在各个时隙中占用不同的频率。特别地，被指配给PUCCH的一对资源块在时隙边界上经历跳频。特别地，图6示出 PUCCH (m=0),PUCCH (m= I),PUCCH (m=2)、以及 PUCCH (m=3)被指配给子帧的一个示例。
[0059]在下面的描述中，解释MIMO系统。首先，MIMO (多输入多输出)是使用多个发射天线和多个接收天线的方法。并且，该方法能够提高收发数据的效率。特别地，无线通信系统的发射或者接收级使用多个天线以增加容量或者增强性能。在下面的描述中，MIMO可以被称为“多天线(多-天线)”。
[0060]MMO技术不取决于单个天线路径来接收一个整个消息。取而代之，MMO技术通过将经由数个天线接收到的片段放在一起来完成数据。如果MMO技术被采用时，可以提高具有特定大小的小区区域中的数据传输速度，或者可以通过确保特定数据传输速度来增加系统覆盖。此外，此技术可以广泛地应用于移动通信终端、中继站等等。根据MIMO技术，能够克服被用于使用单个数据的现有技术的移动通信的传输大小限制。
[0061]图7是用于通用的多天线(MIMO)通信系统的配置的图。Nt个发射天线被提供给发射级，而Nk个接收天线被提供给接收级。在发射和接收级中的每个使用多个天线的情况下，与发射级或者接收级使用多个天线的情况相比，理论的信道传输容量被增加更多。信道传输容量的增加与天线的数目成比例。因此，传输速率被增强，并且频率效率能够被提高。假定在使用单个天线的情况下最大传输速率被设置为R0，在使用多个天线的情况下传输速率在理论上可以被提高了从最大传输速率Rtj乘以速率增加率Ri的结果的量，如公式I中所示。在这样的情况下，Ri是Nt和Nk中的较小值。
[0062][公式I]
[0063]Ri=Iiiin (NT, Ne)
[0064]例如，在使用四个发送天线和四个接收天线的MIMO通信系统中，能够获得高于单天线系统4倍的传输速率。在MMO系统的这个理论容量提高在二十世纪九十年代中期已经证明之后，正在对各种技术进行许多努力以实质地提高数据传输速率。并且，这些技术中已经部分被作为用于3G移动通信和诸如下一代无线LAN等等的各种无线通信的标准而采用。
[0065]MMO相关研究的趋势解释如下。首先，正在各种方面中进行许多的努力，以开发和研究以下内容:在各种信道配置和多址环境下与MMO通信容量计算等等有关的信息理论研究，用于MIMO系统的无线电信道测量和模型推导研究，用于传输可靠性增强和传输速率改善等等的空时信号处理技术研究。
[0066]为了详细地解释在MMO系统中的通信方法，数学建模能够表示如下。参考图1，假定存在Nt个发射天线和Nk个接收天线。首先，关于传输信号，如果存在Nt个发射天线，存在Nt个最大可发射的信息。因此，传输信息可以通过公式2中示出的矢量表示。[0067][公式2]
[0068]
【权利要求】
1.一种在无线通信系统中由用户设备执行测量的方法，所述方法包括: 从基站接收由多个天线端口定义的CS1-RS (信道状态信息-参考信号)的配置信息， 组合由所述多个天线端口中的特定天线端口定义的CS1-RS ;以及 基于被组合的CS1-RS执行所述测量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述测量包括基于所述被组合的CS1-RS测量RSRP (参考信号接收功率)、RSRQ (参考信号接收质量)以及路径损耗中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中从所述基站中通过相同的天线端口发射由所述特定的天线端口定义的CS1-RS。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:通过较高层从所述基站接收关于所述特定天线端口的信息。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:从所述基站接收用于通过组合由所述特定天线端口定义的CS1-RS执行测量的触发信号。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括:使用由所述多个天线端口定义的所述CS1-RS向所述基站报告信道状态信息，其中当计算所述信道状态信息时所述多个天线端口中的所述特定天线端口被假定为单个天线端口。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，当计算所述信道状态信息时，假定在所述多个天线端口当中的所述特定天线端口中存在相同的干扰数量。
8.一种无线通信系统中的用户设备，包括: 无线通信模块，所述无线通信模块被配置成从基站接收由多个天线端口定义的CS1-RS(信道状态信息-参考信号)的配置信息；和 处理器，所述处理器被配置成组合由所述多个天线端口中的特定天线端口定义的CS 1-RS,并且基于被组合的CS1-RS执行测量。
9.根据权利要求8所述的用户设备，其中所述处理器基于所述被组合的CS1-RS测量RSRP (参考信号接收功率)、RSRQ (参考信号接收质量)以及路径损耗中的至少一个。
10.根据权利要求8所述的用户设备，其中从所述基站通过相同的天线端口发射由所述特定的天线端口定义的所述CS1-RS。
11.根据权利要求8所述的用户设备，其中所述无线通信模块通过较高层从所述基站接收关于所述特定天线端口的信息。
12.根据权利要求8所述的用户设备，其中所述无线通信模块从所述基站接收用于通过组合由所述特定天线端口定义的CS1-RS执行测量的触发信号。
13.根据权利要求8所述的用户设备，其中所述处理器使用由所述多个天线端口定义的所述CS1-RS计算信道状态信息，并且其中当计算所述信道状态信息时，所述多个天线端口当中的所述特定天线端口被假定为单个天线端口。
14.根据权利要求13所述的用户设备，其中，当计算所述信道状态信息时，假定在所述多个天线端口当中的所述特定天线端口中存在相同的干扰数量。
【文档编号】H04B7/04GK103597753SQ201280023373
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年5月3日 优先权日:2011年5月13日
【发明者】徐翰瞥, 金沂濬, 李大远 申请人:Lg电子株式会社