用于大規(guī)模mimo通信的參考信號(hào)設(shè)計(jì)的制作方法
【專利摘要】本公開涉及用于大規(guī)模MIMO通信的參考信號(hào)設(shè)計(jì)，并提出了一種使用相分復(fù)用（PDM）技術(shù)擴(kuò)展參考信號(hào)模式以定義額外的參考信號(hào)的系統(tǒng)和方法。參考信號(hào)模式可以是無線通信標(biāo)準(zhǔn)中的預(yù)定參考信號(hào)模式并能夠擴(kuò)展以支持大規(guī)模的MIMO通信。
【專利說明】用于大規(guī)模MIMO通信的參考信號(hào)設(shè)計(jì)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年12月6日提交的美國臨時(shí)專利申請第61/734，214號(hào)的權(quán)益，其通過引用結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本申請大體涉及參考信號(hào)設(shè)計(jì)，并且更具體地，涉及用于多輸入多輸出(MMO)通信的參考信號(hào)設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0004]多天線技術(shù)用于通信系統(tǒng)中以提高性能。這些技術(shù)依靠在發(fā)射器和/或接收器處的多天線并可以分成三大不同分類:分集(diversity)、干擾抑制、以及空間復(fù)用。這三大類通常統(tǒng)稱為MMO通信，即使并不是屬于這三大類的多天線技術(shù)在發(fā)射器和接收器兩處都至少要求兩個(gè)天線。
[0005]為了提供多天線技術(shù)的特定實(shí)例，眾所周知在無線電信道上發(fā)射的信號(hào)由于時(shí)間擴(kuò)散(time dispersion)而被毀壞。當(dāng)發(fā)射的信號(hào)經(jīng)由多個(gè)獨(dú)立的衰落路徑以不同的延遲通過無線電信道傳送至接收器時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)間擴(kuò)散。如在圖1中所示，這種時(shí)間擴(kuò)散信道對應(yīng)頻域中的非平坦信道響應(yīng)102。
[0006]在這種情況下，發(fā)射的信號(hào)使用相對寬帶載波104，信號(hào)攜帶的每個(gè)符號(hào)將會(huì)在時(shí)間擴(kuò)散信道的頻率上高質(zhì)(高信號(hào)強(qiáng)度)和劣質(zhì)(低信號(hào)強(qiáng)度)地傳輸。因此，即是說這些符號(hào)會(huì)經(jīng)歷頻率分集。另一方面，在發(fā)射的信號(hào)使用相對窄帶載波106的情況下，諸如在正交頻分復(fù)用(OFDM)傳輸中使用的那些，信號(hào)攜帶的每個(gè)符號(hào)將會(huì)經(jīng)歷相對較少的頻率分集。因此，符號(hào)可以局限于在時(shí)間擴(kuò)散信道的頻率上僅劣質(zhì)地(低信號(hào)強(qiáng)度)傳輸，導(dǎo)致接收器處的誤碼性能差。
[0007]在這種情況中分集的多天線技術(shù)可以用于提高性能。例如，在至少一種應(yīng)用中，分集指從空間上分離的發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)所經(jīng)歷的不同的衰落。通過從多發(fā)射天線不同相對延遲地發(fā)射相同的窄帶載波106能夠利用衰落中的分集創(chuàng)造人造頻率分集。重要的是，需要在接收器處估計(jì)無線電信道以在對窄帶載波106攜帶的符號(hào)進(jìn)行解碼時(shí)利用人為創(chuàng)造的頻率分集。特別地，接收器需要估計(jì)無線電信道并應(yīng)用其反向響應(yīng)(inverseresponse)以在對窄帶載波106攜帶的符號(hào)進(jìn)行解碼時(shí)利用人為創(chuàng)造的頻率分集。
[0008]總的來說，屬于上述三個(gè)分類(B卩，分集、干擾抑制、以及空間復(fù)用)的多天線技術(shù)中的很多技術(shù)都需要執(zhí)行信道估計(jì)以提高性能。根據(jù)實(shí)現(xiàn)的特定多天線技術(shù)，可以要求在接收器和/或發(fā)射器處要求信道估計(jì)。通常使用基于培養(yǎng)(training)的方法進(jìn)行信道估計(jì)，其中稱為參考符號(hào)或?qū)ьl(Pilot)符號(hào)的已知符號(hào)被發(fā)射至接收器以幫助其進(jìn)行信道估計(jì)。當(dāng)存在多發(fā)射天線時(shí)，接收天線接收的信號(hào)是從每個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)的疊加。因而，從每個(gè)多發(fā)射天線發(fā)射的參考符號(hào)通常需要傳輸為使得其自身不會(huì)彼此干擾以準(zhǔn)確地估計(jì)信道。[0009]圖2示出了使用不同的復(fù)用技術(shù)防止從多發(fā)射天線發(fā)射的參考符號(hào)間的干擾以便能夠執(zhí)行準(zhǔn)確的信道估計(jì)的三個(gè)實(shí)例參考信號(hào)模式200。三個(gè)實(shí)例參考信號(hào)模式200分別使用時(shí)分復(fù)用(TDM)技術(shù)、頻分復(fù)用(FDM)技術(shù)、以及碼分復(fù)用(CDM)技術(shù)。
[0010]使用TDM技術(shù),參考符號(hào)在相同的頻率上一次從一個(gè)發(fā)射天線傳輸。在圖2的頂部示出使用TDM技術(shù)的兩個(gè)發(fā)射天線的實(shí)例參考信號(hào)模式202。在第一符號(hào)時(shí)段tl期間，頂部發(fā)射天線在頻率f2上發(fā)射參考符號(hào)，而底部發(fā)射天線在頻率f2上什么都沒發(fā)射。在第二符號(hào)時(shí)段t2期間，輪到底部發(fā)射天線在頻率f2上發(fā)射參考符號(hào)，而頂部發(fā)射天線在頻率f2上什么都不發(fā)射。因?yàn)閰⒖挤?hào)在頻率f2上的時(shí)間分別從兩個(gè)發(fā)射天線發(fā)射一個(gè)，參考符號(hào)在時(shí)域彼此正交并且彼此不干擾。
[0011]使用FDM技術(shù)，在相同的時(shí)間卻在不同的頻率上從發(fā)射天線發(fā)射參考符號(hào)。在圖2的中部示出兩個(gè)發(fā)射天線的使用FDM技術(shù)的實(shí)例參考信號(hào)模式204。在符號(hào)時(shí)段tl期間，頂部發(fā)射天線在頻率f3上發(fā)射參考符號(hào)但在頻率f2上卻不發(fā)射，而底部發(fā)射天線在頻率f2上發(fā)射參考符號(hào)但在頻率f3上卻不發(fā)射。因?yàn)樵谙嗤姆?hào)時(shí)段tl期間參考符號(hào)在不同的頻率上分別通過兩個(gè)發(fā)射天線發(fā)射，所以參考符號(hào)頻域上彼此正交并且彼此不干擾。
[0012]最后，使用CDM技術(shù)，使用互相正交的覆蓋碼在相同的頻率上和相同的符號(hào)時(shí)段內(nèi)從發(fā)射天線發(fā)射參考符號(hào)。在圖2的底部示出兩個(gè)發(fā)射天線使用CDM技術(shù)的實(shí)例參考信號(hào)模式206。在第一符號(hào)時(shí)段tl和第二符號(hào)時(shí)段t2期間，頂部和底部發(fā)射天線兩者都在頻率f2上發(fā)射兩個(gè)參考符號(hào)(每個(gè)符號(hào)時(shí)段一個(gè))。頂部發(fā)射天線對其發(fā)射的兩個(gè)參考符號(hào)分別施加覆蓋碼+1、+1 (在圖2中標(biāo)記為覆蓋碼I)，并且底部發(fā)射天線對其發(fā)射的兩個(gè)參考符號(hào)分別施加覆蓋碼+1、-1 (在圖2中標(biāo)記為覆蓋碼2)。因?yàn)楦采w碼I和2互相正交，假設(shè)信道基本固定于符號(hào)時(shí)段tl和t2上，那么從各天線發(fā)射的兩個(gè)參考符號(hào)可彼此分開。
[0013]標(biāo)準(zhǔn)無線通信系統(tǒng)(諸如3GPP長期演進(jìn)(LTE))使用預(yù)定參考信號(hào)模式支持信道估計(jì)。這些模式通常使用TDM、FDM、以及潛在CDM的某種組合來定義各自能夠通過不同的發(fā)射天線發(fā)射的而且在接收天線處彼此互不干擾的一定數(shù)量的參考信號(hào)(即，由一個(gè)或多個(gè)參考符號(hào)組成的信號(hào))。單獨(dú)使用TDM、FDMJP CDM這三種技術(shù)，往往不能夠擴(kuò)展這些標(biāo)準(zhǔn)無線通信系統(tǒng)中的預(yù)定參考信號(hào)模式來在不使用額外資源單元(其中資源單元對應(yīng)一個(gè)符號(hào)周期的一個(gè)可用載波/調(diào)頻(tone)的資源)的情況下定義很多(如果有的話)額外的參考信號(hào)。使用額外的資源單元是不利的因?yàn)檫@些資源單元不能再用來攜帶信息符號(hào)并且額外資源單元的添加對于老式的設(shè)備還在這些系統(tǒng)內(nèi)操作的現(xiàn)有參考信號(hào)模式會(huì)引起倒退的兼容性的問題。
[0014]然而，期望標(biāo)準(zhǔn)無線通信系統(tǒng)的新版本將繼續(xù)增加用以執(zhí)行多天線技術(shù)的發(fā)射天線的數(shù)量，致使需要相應(yīng)擴(kuò)展其預(yù)定參考信號(hào)模式以進(jìn)一步定義彼此互不干擾的參考信號(hào)以進(jìn)行信道估計(jì)。例如，期望3GPP LTE無線標(biāo)準(zhǔn)的新版本(版本12以上)將支持例如基站處的16、32、64或更多的發(fā)射天線用來執(zhí)行多天線技術(shù)，或者在使用大量天線情況下被稱為大規(guī)模ΜΜ0。在新版本中，用戶設(shè)備(UE)或終端將支持更多的發(fā)射天線也是可能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種發(fā)射器，包括:參考符號(hào)發(fā)生器，被配置為生成用于信道估計(jì)的第一參考符號(hào)和第二參考符號(hào)；第一參考符號(hào)插入器，被配置為將第一參考符號(hào)插入第一信息符號(hào)流，用于在一符號(hào)時(shí)段和頻率處由第一天線傳輸；以及第二參考符號(hào)插入器，被配置為將第二參考符號(hào)插入第二信息符號(hào)流，用于在該符號(hào)時(shí)段和頻率處由第二天線傳輸；其中，作為相分復(fù)用技術(shù)的一部分，參考符號(hào)發(fā)生器將第一相移施加至第一參考符號(hào)并將第二相移施加至第二參考符號(hào)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面的一種實(shí)施方式，其中，作為相分復(fù)用技術(shù)的一部分，第
一天線和第二天線組成集群。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面的一種實(shí)施方式，其中，作為碼分復(fù)用技術(shù)的一部分，參考符號(hào)發(fā)生器進(jìn)一步將正交覆蓋碼的一部分施加至第一參考符號(hào)和第二參考符號(hào)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面的一種實(shí)施方式，其中，第一參考符號(hào)和第二參考符號(hào)是解調(diào)參考信號(hào)的一部分。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面的一種實(shí)施方式，其中，第一參考符號(hào)和第二參考符號(hào)與在符號(hào)時(shí)段由第三天線發(fā)射的第三參考符號(hào)頻率復(fù)用。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面的一種實(shí)施方式，其中，從第一天線以第一正交頻分復(fù)用符號(hào)發(fā)射第一參考符號(hào)，并且從第二天線以第二正交頻分復(fù)用符號(hào)發(fā)射第二參考符號(hào)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的該一個(gè)方面的一種實(shí)施方式，其中，第一相移等于
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)射器，包括: 參考符號(hào)發(fā)生器，被配置為生成用于信道估計(jì)的第一參考符號(hào)和第二參考符號(hào)； 第一參考符號(hào)插入器，被配置為將所述第一參考符號(hào)插入第一信息符號(hào)流，用于在一符號(hào)時(shí)段和頻率處由第一天線傳輸；以及 第二參考符號(hào)插入器，被配置為將所述第二參考符號(hào)插入第二信息符號(hào)流，用于在所述符號(hào)時(shí)段和頻率處由第二天線傳輸； 其中，作為相分復(fù)用技術(shù)的一部分，所述參考符號(hào)發(fā)生器將第一相移施加至所述第一參考符號(hào)并將第二相移施加至所述第二參考符號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射器，其中，作為所述相分復(fù)用技術(shù)的一部分，所述第一天線和所述第二天線組成集群。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射器，其中，作為碼分復(fù)用技術(shù)的一部分，所述參考符號(hào)發(fā)生器進(jìn)一步將正交覆蓋碼的一部分施加至所述第一參考符號(hào)和所述第二參考符號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)射器，其中，所述第一參考符號(hào)和所述第二參考符號(hào)是解調(diào)參考信號(hào)的一部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射器，其中，所述第一參考符號(hào)和所述第二參考符號(hào)與在所述符號(hào)時(shí)段由第三天線發(fā)射的第三參考符號(hào)頻率復(fù)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射器，其中，從所述第一天線以第一正交頻分復(fù)用符號(hào)發(fā)射所述第一參考符號(hào)，并且從所述第二天線以第二正交頻分復(fù)用符號(hào)發(fā)射所述第二參考符號(hào)。
7.一種發(fā)射器，包括: 參考符號(hào)發(fā)生器，被配置為生成第一參考符號(hào)和第二參考符號(hào)，這兩者構(gòu)成用于信道估計(jì)的參考信號(hào)的一部分； 第一參考符號(hào)插入器，被配置為將所述第一參考符號(hào)插入第一信息符號(hào)流，用于在一個(gè)符號(hào)時(shí)段和頻率處由第一天線傳輸；以及 第二參考符號(hào)插入器，被配置為將所述第二參考符號(hào)插入第二信息符號(hào)流，用于在所述符號(hào)時(shí)段和頻率處由第二天線傳輸， 其中，作為相分復(fù)用技術(shù)的一部分，所述參考符號(hào)發(fā)生器將第一相移施加至所述第一參考符號(hào)并將第二相移施加至所述第二參考符號(hào)以擴(kuò)展預(yù)定的參考信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)射器，其中，作為所述相分復(fù)用技術(shù)的一部分，所述第一天線和所述第二天線組成集群。
9.一種接收器，包括: 參考符號(hào)移除器，被配置為從信息符號(hào)流中移除接收的參考符號(hào)，所述接收的參考符號(hào)是從不同的天線發(fā)射的至少第一和第二參考符號(hào)的重疊；以及信道估計(jì)器，被配置為使用所述接收的參考符號(hào)估計(jì)信道， 其中，作為相分復(fù)用技術(shù)的一部分，所述第一參考符號(hào)和所述第二參考符號(hào)被施加了不同的相移。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收器，其中，所述信道估計(jì)器進(jìn)一步使用所施加的不同的相移來估計(jì)所述信道。
【文檔編號(hào)】H04B7/04GK103856313SQ201310653325
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月6日
【發(fā)明者】盧?！べZ盧勒, 阿明·莫巴舍爾, 西里吉·阿里亞夫斯塔庫爾 申請人:美國博通公司