專利名稱：基于3g-lte的虛擬導(dǎo)頻序列中的多小區(qū)信道估計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于估計(jì)包括多個基站和至少一個移動站的多蜂窩無線電電信系統(tǒng) 中的干擾信道的方法和系統(tǒng)。此外，本發(fā)明涉及此類多蜂窩無線電電信系統(tǒng)中的基站和移 動站。最后，本發(fā)明涉及適合于用于估計(jì)此類多蜂窩無線電電信系統(tǒng)中的干擾信道的導(dǎo)頻信號。
背景技術(shù)：
多小區(qū)干擾毋庸置疑地是全覆蓋寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)中的主要限制因素。在下行鏈 路數(shù)據(jù)傳輸上減輕此效應(yīng)是未來無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。關(guān)于干擾信道的知識越 好，用于任何干擾減輕的基礎(chǔ)也越好?？梢酝ㄟ^如干擾抑制組合(IRC)(參考C. A. Baird和C. L. Zahm的“Performance criteria for narrowband array processing", IEEE conference on Decision and Control, 1971年第10卷564-565頁)以便增加下行鏈路中、特別是在LTE (長期演進(jìn))下 行鏈路中的終端的均衡后SINR (信噪比，其中噪聲包括熱噪聲和干擾)并因此增加吞吐 量的簡單的基于接收機(jī)的方案、或基于協(xié)作基站的高級方案諸如聯(lián)合傳輸(JT)(參考T. Weber、I. Maniatis、A. Sklavos、Y. Liu、Ε· Costa、H. Haas、禾口 Ε· Schulz 的"Joint transmission and detection integrated network (joint) a generic proposal for beyond 3g systems,9th International Conference on Telecommunications (ICT' 02), 北京，2002 年 6 月，第 3 卷 479-483 頁”；H. Huang 和 S. Venkatesan 的"Asymptotic downlink capacity of coordinated cellular networks，，，Conference Record of the Thirty-Eighth Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, 2004,2004^ 第1卷第850-855頁)來開發(fā)多小區(qū)信道知識。為了估計(jì)干擾源(interferer)的信道，基站(多個基站)必須發(fā)送導(dǎo)頻符號作為在 不同扇區(qū)和站點(diǎn)的天線之間正交的訓(xùn)練信號，其中，在移動終端(MT)中的接收站點(diǎn)處，將接 收到的導(dǎo)頻符號與基準(zhǔn)相比較以便判斷各信道中的干擾的種類和程度。另一方面，必須估 計(jì)很多的這些信道以抵抗干擾直至達(dá)到本底噪聲(noise floor)為止。干擾源信道越可識 別，就越必須發(fā)送正交導(dǎo)頻。這消耗很大一部分潛在的容量增益。特別地，在蜂窩系統(tǒng)LTE的標(biāo)準(zhǔn)中，上述問題保持開放，然而，對于實(shí)現(xiàn)較高吞吐 量的完全工作系統(tǒng)而言需要對此進(jìn)行考慮。因此，很大的興趣在于如上已經(jīng)所述地獲得干 擾信道的知識。3G-LTE (第三代長期演進(jìn))系統(tǒng)提供內(nèi)置裝置以基于導(dǎo)頻獨(dú)立地估計(jì)屬于 相同B節(jié)點(diǎn)(Node-B)的小區(qū)內(nèi)信道。到目前為止，沒有如何將此擴(kuò)展至此類系統(tǒng)中的所有 節(jié)點(diǎn)-基站的有效提議。對于FDD (頻分雙工)多小區(qū)應(yīng)用中的B節(jié)點(diǎn)協(xié)作而言，在節(jié)點(diǎn)-基站處要求任何 種類的信道狀態(tài)信息(相干信道狀態(tài)信息(CSI)或不相干信道質(zhì)量信息(CQI))。可以基于 將基于正交導(dǎo)頻在終端側(cè)執(zhí)行的多小區(qū)信道估計(jì)來獲得此知識。不可能定義多蜂窩信道的 合理估計(jì)所需的那么多正交導(dǎo)頻，因?yàn)檫@將由于導(dǎo)頻開銷而降低系統(tǒng)的頻譜效率。因此，必須在標(biāo)準(zhǔn)中找到如何使基站信號正交的某種間隙。在現(xiàn)有技術(shù)中，從WCDMA (寬帶碼分多址)系統(tǒng)中已知碼分復(fù)用的使用。在此系統(tǒng) 中，公共下行鏈路導(dǎo)頻信道(CDPICH)被小區(qū)特定的256長度的序列擴(kuò)展，其在通過序列長 度的相關(guān)之后相對于其它信號給出至多M dB的估計(jì)器增益。以這種方式，可以在終端側(cè) 估計(jì)至少最強(qiáng)的干擾信號。沒有可用于基于OFDM的蜂窩系統(tǒng)的可比技術(shù)，其中以頻率選擇的方式來估計(jì)信 道，并且可用于干擾抑制的大部分導(dǎo)頻資源被用于準(zhǔn)確的頻率選擇信道估計(jì)。如在WCDMA 標(biāo)準(zhǔn)中的那么高的擴(kuò)頻增益是未知的且在如3G LTE的OFDM系統(tǒng)中是不可行的。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)難以獲得如基站處的聯(lián)合傳輸所需的精確的下行鏈路CSI ；即， 該要求比對在相反上行鏈路方向上的聯(lián)合檢測的要求更嚴(yán)格(參考T. Haustein, C. von Helmolt、Ε· Jorswieck、V. Jungnickel、禾口 V. Pohl 的"Performance of ΜΙΜΟ systems with channel inversion，，，IEEE 55th Vehicular Technology Conference, 2002, VTC Spring 2002. 2002年第1卷第35-39頁)。如上已經(jīng)所述的，遺憾的是，現(xiàn)代蜂窩系統(tǒng)可能 未提供獨(dú)立地估計(jì)所有信道所需的那么多的正交導(dǎo)頻符號。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供如何將信道估計(jì)擴(kuò)展至多蜂窩無線電系統(tǒng)中的所有基站的 有效建議。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于可適用于多個物理層構(gòu)思、特別是協(xié)調(diào)的聯(lián)合 傳輸和干擾抑制組合構(gòu)思的下行鏈路中的多小區(qū)信道估計(jì)的構(gòu)思。為了實(shí)現(xiàn)以上及其它目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于估計(jì)包括多 個基站和至少一個移動站的多蜂窩無線電通信系統(tǒng)中的干擾信道的方法，包括步驟從所 述基站向所述至少一個移動站發(fā)送導(dǎo)頻信號，并使用在移動站處接收到的導(dǎo)頻信號來估計(jì) 來自發(fā)送所述導(dǎo)頻信號的基站的通信信道中的干擾，其中，生成附加導(dǎo)頻序列，提供定義用 于將所述導(dǎo)頻序列分發(fā)到所述基站的規(guī)則的模式，并且所述導(dǎo)頻序列被調(diào)制并疊加到所述 導(dǎo)頻信號上。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于估計(jì)包括多個基站和至少一個移動站的 多蜂窩無線電通信系統(tǒng)中的干擾信道的系統(tǒng)，包括用于從所述基站向至少一個移動站發(fā)送 導(dǎo)頻信號的裝置、用于生成附加導(dǎo)頻序列的裝置、用于提供定義用于將所述導(dǎo)頻序列分發(fā) 到所述基站的規(guī)則的模式的裝置、用于將所述導(dǎo)頻序列調(diào)制并疊加到所述導(dǎo)頻信號上的裝 置、以及用于使用在移動站處接收到的導(dǎo)頻信號來估計(jì)來自發(fā)送所述導(dǎo)頻信號的基站的通 信信道中的干擾的裝置。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種包括多個基站和至少一個移動站的多蜂窩無 線電通信系統(tǒng)中的基站，包括用于向至少一個移動站發(fā)送導(dǎo)頻信號的發(fā)送機(jī)、用于根據(jù)分 配給此基站的單獨(dú)模式生成附加導(dǎo)頻序列的發(fā)生器、以及用于將所述導(dǎo)頻序列調(diào)制并疊加 到所述導(dǎo)頻信號上的調(diào)制器。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種包括多個基站和至少一個移動站的多蜂窩無 線電通信系統(tǒng)中的移動站，包括用于接收從基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)，所述導(dǎo)頻信號 至少包括被調(diào)制并疊加到導(dǎo)頻信號上的導(dǎo)頻序列，其中，提供了定義用于將導(dǎo)頻序列分發(fā)到基站的規(guī)則的模式；和估計(jì)器，用于估計(jì)來自被依照導(dǎo)頻序列確定為發(fā)送所述導(dǎo)頻信號 的基站的通信信道中的干擾。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種適合于用于估計(jì)包括多個基站和至少一個移 動站的多蜂窩無線電通信系統(tǒng)中的干擾信道的導(dǎo)頻信號，至少包括被調(diào)制到此導(dǎo)頻信號的 附加導(dǎo)頻序列，其中，提供了定義用于將所述導(dǎo)頻序列分配給預(yù)定基站或一組預(yù)定基站的 規(guī)則的模式。在從屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本發(fā)明提供了允許具有小區(qū)間干擾的多小區(qū)方案中的最佳信道估計(jì)的參考信號 序列分配的定義。根據(jù)本發(fā)明的提議的構(gòu)思導(dǎo)致跟蹤干擾信道的能力與用戶的移動性之間 的權(quán)衡。根據(jù)本發(fā)明的虛擬導(dǎo)頻方案不消耗比在當(dāng)前系統(tǒng)中任何更多的導(dǎo)頻。但是其使得 移動終端能夠?qū)崿F(xiàn)其在服務(wù)區(qū)域中移動得越慢則識別越多的強(qiáng)干擾信道。因此，在不增加 導(dǎo)頻開銷的情況下，低移動性終端可以獲取高級干擾減輕方案的最大益處。優(yōu)選地，本發(fā)明的構(gòu)思是基于規(guī)定不同扇區(qū)之間的正交導(dǎo)頻信號的3G-LTE的當(dāng) 前草案規(guī)范，而不同的站點(diǎn)不是正交的而是用由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商定義的偽隨機(jī)序列(PRS)標(biāo)記。 本發(fā)明提出使用被表示為虛擬導(dǎo)頻的非隨機(jī)而是確定性的序列并基于部分相關(guān)原理提供 導(dǎo)頻重復(fù)使用方案。以這種方式，附近基站的信道可以由于根據(jù)本發(fā)明提供的模式而在初 期階段被估計(jì)，并因此使用短相關(guān)窗口(例如在兩個傳輸時(shí)間間隔(TTI)上)被分離，而估計(jì) 更遠(yuǎn)站的信道要求更長的相關(guān)窗口并因此要求降低的用戶移動性，因?yàn)檫b遠(yuǎn)小區(qū)平均上被 較高的路徑損耗衰減，即這些小區(qū)對于協(xié)作目的而言不那么重要。此外，這里要注意的是依照本發(fā)明生成并使用的虛擬導(dǎo)頻序列不限于阿達(dá)馬 (Hadamard)序列，而是可以使用如例如DFT序列的各種正交序列。
現(xiàn)在將參照附圖基于實(shí)施例來描述本發(fā)明，在附圖中
圖1示意性地示出包括為小區(qū)內(nèi)信道估計(jì)保留的正交導(dǎo)頻符號的3G-LTE成幀結(jié)構(gòu)； 圖2示意性地示出用于針對三重分區(qū)(triple-sectorized)蜂窩系統(tǒng)中的前四個步驟 給定的虛擬導(dǎo)頻模式的分配平面的開發(fā)；
圖3示意性地示出作為三重分區(qū)蜂窩系統(tǒng)中的圖2的步驟的最終結(jié)果的基于正交碼序 列的導(dǎo)頻重復(fù)使用模式；
圖4是示出用于接收信號協(xié)方差估計(jì)技術(shù)和多小區(qū)信道估計(jì)技術(shù)的傳輸時(shí)間間隔 (TTI)上的平均歸一化均方誤差(MSE)的圖表；
圖5是示出在用于五個最強(qiáng)扇區(qū)(圖fe、b和c)和用于內(nèi)部扇區(qū)(圖5d)的靜態(tài)信道的 情況下在傳輸時(shí)間間隔(TTI)上為相關(guān)估計(jì)器獲得的歸一化均方誤差(MSE)的圖表；以及 圖6是示出在(圖6a)用于五個最強(qiáng)扇區(qū)的動態(tài)信道的情況下使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例的提議虛擬導(dǎo)頻模式在傳輸時(shí)間間隔(TTI)上為相關(guān)估計(jì)器獲得的歸一化均方誤差 (MSE)(圖6a)和與靜態(tài)信道情況相比的歸一化均方誤差中的損失(圖6b)的圖表。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)地描述示例性實(shí)施例之前，首先描述背景以便更好地理解本發(fā)明。
用下式來描述OFDMA (正交頻分多址)系統(tǒng)中的每個子載波Ω上的ΜΙΜΟ (多輸入 多輸出)傳輸，其具有數(shù)目Nt的發(fā)送天線和數(shù)目Nk的接收天線，其中Nt = NE
權(quán)利要求
1.一種用于估計(jì)包括多個基站和至少一個移動站的多蜂窩無線電通信系統(tǒng)中的干擾 信道的方法，包括步驟從所述基站向至少一個移動站發(fā)送導(dǎo)頻信號，以及使用在移動站處接收到的導(dǎo)頻信號來估計(jì)來自發(fā)送所述導(dǎo)頻信號的基站的通信信道 中的干擾，其中生成附加導(dǎo)頻序列，提供定義用于將所述導(dǎo)頻序列分發(fā)到所述基站的規(guī)則的模式，以及 所述導(dǎo)頻序列被調(diào)制和疊加到所述導(dǎo)頻信號上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述模式定義用于所述導(dǎo)頻序列的預(yù)定數(shù)目的預(yù)定 不同長度，所述不同序列長度中的每一個被分配給預(yù)定基站或一組預(yù)定基站。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述序列長度對應(yīng)于用于估計(jì)干擾信道的時(shí)間段。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其中，所述序列長度越長，獨(dú)立地估計(jì)越遠(yuǎn)的基站信道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，所述最短序列長度被分配給相鄰基站。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少任一項(xiàng)的方法，其中，所述導(dǎo)頻序列是正交導(dǎo)頻序列。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述導(dǎo)頻序列是阿達(dá)馬序列。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其中，所述模式定義不同階的正交性，最高階的正交性 被用于相鄰基站。
9.根據(jù)權(quán)利要求5和8的方法，其中，具有最短長度的序列包括所述最高階的正交性。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少任一項(xiàng)的方法，其中，所述模式是隨著時(shí)間可縮放的。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少任一項(xiàng)的方法，其中，所述導(dǎo)頻信號包括符號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，所述符號是正交符號。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少任一項(xiàng)的方法，其中，所述多蜂窩無線電通信系統(tǒng)是 基于OFDM的蜂窩系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，所述多蜂窩無線電通信系統(tǒng)是根據(jù)3G-LTE標(biāo)準(zhǔn)的 系統(tǒng)。
15.一種用于估計(jì)包括多個基站和至少一個移動站的多蜂窩無線電通信系統(tǒng)的干擾 信道的系統(tǒng)，包括用于從所述基站向至少一個移動站發(fā)送導(dǎo)頻信號的裝置， 用于生成附加導(dǎo)頻序列的裝置，用于提供定義用于將所述導(dǎo)頻序列分發(fā)到基站的規(guī)則的模式的裝置， 用于將所述導(dǎo)頻序列調(diào)制并疊加到所述導(dǎo)頻信號上的裝置，以及 用于使用在移動站處接收到的導(dǎo)頻信號來估計(jì)來自發(fā)送所述導(dǎo)頻信號的基站的通信 信道中的干擾的裝置。
16.一種包括多個基站和至少一個移動站的多蜂窩無線電通信系統(tǒng)中的基站，包括 發(fā)送機(jī)，用于向至少一個移動站發(fā)送導(dǎo)頻信號，發(fā)生器，用于根據(jù)分配給此基站的單獨(dú)模式生成附加導(dǎo)頻序列，以及 調(diào)制器，用于將所述導(dǎo)頻序列調(diào)制并疊加到所述導(dǎo)頻信號上。
17.一種包括多個基站和至少一個移動站的多蜂窩無線電通信系統(tǒng)中的移動站，包括接收機(jī)，用于接收從基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號，所述導(dǎo)頻信號至少包括被調(diào)制和疊加到導(dǎo) 頻信號上的導(dǎo)頻序列，其中，提供定義用于將導(dǎo)頻序列分發(fā)到基站的規(guī)則的模式，以及估計(jì)器，用于估計(jì)來自被依照導(dǎo)頻序列確定為發(fā)送所述導(dǎo)頻信號的基站的通信信道中 的干擾。
18.一種適合于用于估計(jì)包括多個基站和至少一個移動站的多蜂窩無線電通信系統(tǒng) 中的干擾信道的導(dǎo)頻信號，至少包括被調(diào)制并疊加到此導(dǎo)頻信號上的附加導(dǎo)頻序列，其中， 提供定義用于將所述導(dǎo)頻序列分發(fā)到預(yù)定基站或一組預(yù)定基站的規(guī)則的模式。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的信號，其中，所述模式定義用于導(dǎo)頻序列的預(yù)定數(shù)目的預(yù)定不 同長度，所述不同序列長度中的每一個被分配給預(yù)定基站或一組預(yù)定基站。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的信號，其中，所述序列長度對應(yīng)于用于估計(jì)干擾信道的時(shí)間段。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的信號，其中，所述序列長度越長，獨(dú)立地估計(jì)越遠(yuǎn)的基站信道。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的信號，其中，所述最短序列長度被分配給相鄰基站。
23.根據(jù)權(quán)利要求18至22中的至少任一項(xiàng)的信號，其中，所述導(dǎo)頻序列是正交導(dǎo)頻序列。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的信號，其中，所述導(dǎo)頻序列是阿達(dá)馬序列。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或M的信號，其中，所述模式定義不同階的正交性，最高階的正 交性被用于相鄰基站。
26.根據(jù)權(quán)利要求22和25的信號，其中，具有最短長度的序列包括所述最高階的正交性。
27.根據(jù)權(quán)利要求18至沈中的至少任一項(xiàng)的信號，其中，所述模式是隨著時(shí)間可縮放的。
28.如權(quán)利要求18至27中的至少任一項(xiàng)所述的信號，其中，所述導(dǎo)頻信號包括至少一 個符號。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀的信號，其中，所述符號是正交符號。
30.根據(jù)權(quán)利要求18至四中的至少任一項(xiàng)的信號，其中，所述多蜂窩無線電通信系統(tǒng) 是基于OFDM的蜂窩系統(tǒng)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的信號，其中，所述多蜂窩無線電通信系統(tǒng)是根據(jù)3G-LTE標(biāo)準(zhǔn)的 系統(tǒng)。
全文摘要
建議了一種用于估計(jì)包括多個基站和至少一個移動站的多蜂窩無線電通信系統(tǒng)中的干擾信道的構(gòu)思，其中，從基站向至少一個移動站發(fā)送導(dǎo)頻信號，生成附加導(dǎo)頻序列，提供定義用于將所述導(dǎo)頻序列分發(fā)到基站的規(guī)則的模式，所述導(dǎo)頻序列被調(diào)制并疊加到所述導(dǎo)頻信號上，并且在移動站處接收到的導(dǎo)頻信號被用于估計(jì)來自發(fā)送所述導(dǎo)頻信號的基站的通信信道中的干擾。
文檔編號H04L25/02GK102090012SQ200880130266
公開日2011年6月8日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者L·蒂勒, M·舍爾曼, S·希弗米勒, T·沃特, T·豪斯泰因, V·容尼克爾, W·齊瓦斯 申請人:弗勞恩霍弗實(shí)用研究促進(jìn)協(xié)會, 諾基亞西門子通信公司