Mimo通信方法、終端和基站設備的制造方法
【專利說明】MI MO通信方法、終端和基站設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請涉及并且要求2014年6月6日提交的美國臨時申請序列號62/008898的優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容在此以引用方式并入本文。
技術領域
[0003]本公開涉及M頂0(多輸入，多輸出)通信方法，更特別地，涉及發(fā)送和接收導頻信號的M頂O通信方法。
【背景技術】
[0004]近年來，隨著智能電話的普及使用，移動終端執(zhí)行的無線通信量爆發(fā)性增長。預期未來將在沒有人干擾的情況下執(zhí)行裝置之間的通信。從2020年開始，業(yè)務量有可能增加1000至10000倍。因此，正在積極研究新的通信系統(tǒng)。也就是說，除了已經(jīng)在商業(yè)上實際使用的LTE和LTE-A之外，實現(xiàn)更高頻率利用效率的系統(tǒng)正處于研究中并且預期被提議作為第三代合作伙伴計劃(3GPP)的第五代系統(tǒng)。
[0005]大規(guī)模M頂O是有效技術之一。
[0006]如圖10中所示，在通信系統(tǒng)中，基站BS具有許多(Nb個)發(fā)送天線(Ant#l至Ant_b)，并且借助信道h00至hO(N-l)至信道h(Nb-l)0至h(Nb-l) (N-1)同時與多個(N個)終端(多臺用戶設備:UE#1至UE#N)通信?；綛S中的發(fā)送天線的數(shù)量(Nb)例如大致是100個，終端的數(shù)量例如大致是10個。
[0007]用這種結(jié)構(gòu)，可穩(wěn)定地獲得受到通信路徑噪聲和快速變化衰落影響的頻率利用效率，而幾乎沒有這樣的影響。相比于現(xiàn)有技術中的ΜΜ0，通信路徑容量顯著增加。出于這些原因，大規(guī)模MIMO是最有前途的下一代技術。
[0008]大規(guī)模MMO系統(tǒng)是在2010年左右的論文中介紹的，并且其實際運用已經(jīng)被研究。自2013年年中開始，已經(jīng)積極報道了研究結(jié)果。研究結(jié)果的詳細示例是例如非專利文獻I和2。參照這些文獻，研究的最重要部分是用導頻信號執(zhí)行的信道估計。例如，當基站的天線的數(shù)量是100并且終端(各具有一個天線)的數(shù)量是10時，MIMO信道變成1X 100矩陣。這種情況與現(xiàn)有技術中的MMO系統(tǒng)中的情況非常不同。需要更精確的信道估計。
[0009]在大規(guī)模MMO數(shù)據(jù)段中，終端同時執(zhí)行相互重疊的發(fā)送操作。發(fā)送的信號被基站BS的許多接收天線接收。對接收到的信號執(zhí)行自相關，以進行信道對角化。信道對角化允許終端被相互區(qū)分開。當信道對角化被不完全執(zhí)行時，終端之間出現(xiàn)干擾并且通信失敗。為了進行精確對角化，需要更精確的信道估計。
[0010]當前作為主流的信道估計方法是用從終端發(fā)送并且被基站接收的導頻執(zhí)行的。在這種方法中，為了避免從終端發(fā)送的導頻之間的干擾，假設導頻是在時間-頻率軸上沒有重疊的時隙中發(fā)送的。
[0011]將參照圖9描述這種方法。在本公開中，作為區(qū)分上行鏈路(從終端發(fā)送到基站，上行鏈路:UL)和下行鏈路(從基站發(fā)送到終端，下行鏈路:DL)的方法，采用時分雙工(TDD)。在TDD方法中，上行鏈路和下行鏈路在時間軸上交替布置，以便防止上行鏈路和下行鏈路使用不同信道的情形并且靈活適應業(yè)務量的變化。為了簡化附圖，圖9中示出八個終端。
[0012]信號流在上行鏈路和下行鏈路中都包括在數(shù)據(jù)時隙之前的頭部。當導頻信號到達基站時，因為多徑而出現(xiàn)延遲。假設最大延遲時間是Tg，在單個TDD時隙Ts中沒有互相干擾的導頻的數(shù)量是Ts/Tg。參照圖9，在單個TDD時隙Ts中包括四個導頻。由于在這種狀態(tài)下不能包括八個終端的所有導頻，所以還用下一個TDD時隙執(zhí)行導頻的發(fā)送。在某個終端發(fā)送導頻的同時，其它終端不能執(zhí)行發(fā)送。在圖中，這個時期被圖示為NA(不可用)。因此，導頻時段增加了總體開銷，并且降低了頻率利用效率和吞吐量。
[0013]如果終端不移動，則單個信道估計的結(jié)果被保持。然而，當終端移動并且出現(xiàn)信道變化時，不能執(zhí)行對角化。因此，需要以規(guī)則的時間間隔執(zhí)行信道更新。這個時間間隔被稱為相干時間?；綛S—直需要具有較準確的信道信息。因此，期望的是，基站BS在可能的最短時間內(nèi)執(zhí)行信道更新。然而，另一方面，對不是正在移動的終端執(zhí)行信道更新造成開銷增加。
[0014]此外，許多控制信號在基站BS和用戶設備UE之間發(fā)送。由于這些控制信號的發(fā)送也是用頭部執(zhí)行的，所以當頭部被導頻和控制信號占用時，開銷會增加并且整體吞吐量會下降。
[0015][引用列表]
[0016][非專利文獻 I] Thomas L.Marzetta/^Noncooperative Cellular Wireless withUnlimited Numbers of Base Stat1n Antennas”， IEEE TRANSACT1NS ON WIRELESSCOMMUNICAT1NS，第 9 卷，第 11 期，2010 年 11 月，第 3590-3600 頁
[0017][非專利文獻 2]Fredrik Rusek、Daniel Persson、Buon K1ng Lau、ErikG.Larsson、Thomas L.Marzetta、Ove Edfors 和 Fredrik Tufvesson，“Scaling up ΜΙΜ0，，，IEEE SIGNAL PROCESSING MAGAZINE, 2013 年 I 月，第 40-60 頁
[0018]在現(xiàn)有技術中的方法的情況下，除了上述開銷增加的問題之外，還存在另一個問題。這個問題是，特定基站檢測到從相鄰小區(qū)發(fā)送到該基站的小區(qū)的導頻，這被稱為導頻污染。
[0019]在現(xiàn)有技術中的方法中，對于不同小區(qū)，使用相同的導頻發(fā)送時隙和相同種類的導頻信號，以將重復率設置為“I”。這導致頻率利用效率增大。當出現(xiàn)導頻污染時，也就是說，當基站從另一個小區(qū)中的終端接收到導頻時，基站誤識別該終端，就好像終端在該基站的小區(qū)中一樣。結(jié)果，終端被多個基站訪問，出現(xiàn)干擾。
[0020]此外，在大規(guī)模MMO中，當多個終端彼此緊鄰時，難以針對終端執(zhí)行信道之間的分離。在這種情況下，即使執(zhí)行信道相關，也不能實現(xiàn)信號之間的分離并且通信失敗。
[0021]發(fā)明人認識到需要適于大規(guī)模MIMO的導頻信號通信方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]根據(jù)本公開，提供了一種使用交替布置在時間軸上的上行鏈路數(shù)據(jù)時隙和下行鏈路數(shù)據(jù)時隙在具有多個天線的基站和被所述基站覆蓋的多個終端中的每個之間執(zhí)行MMO通信的MIMO通信方法。所述MIMO通信方法包括:在所述多個終端中的每個中，將預定頭部間隔的用于發(fā)送導頻信號的導頻發(fā)送頭部設置成所述上行鏈路數(shù)據(jù)時隙的頭部；使用被分派給所述多個終端并且相互正交的正交碼中的對應的一個正交碼在所述導頻發(fā)送頭部中擴展所述導頻信號，并且發(fā)送經(jīng)擴展的導頻信號；使用與所述導頻發(fā)送頭部中使用的正交碼不同的數(shù)據(jù)正交碼在所述上行鏈路數(shù)據(jù)時隙中擴展所述導頻信號，將經(jīng)擴展的導頻信號疊加在發(fā)送數(shù)據(jù)上，并且發(fā)送所述發(fā)送數(shù)據(jù)；在所述基站中，使用被分派給終端的正交碼，將從所述多個終端中的每個發(fā)送的并且包括在所述導頻發(fā)送頭部中的接收到的信號進行解擴，估計所述基站的所有天線中的每個和所述終端之間的信道，并且存儲估計信道的值；基于所述估計信道的值，將從所述終端發(fā)送的發(fā)送數(shù)據(jù)進行解調(diào)；使用分派給所述終端的數(shù)據(jù)正交碼將所述上行鏈路數(shù)據(jù)時隙中包括的接收到的信號進行解碼，并且估計所述基站的所有天線中的每個和所述終端之間的當前信道；比較所述估計信道的存儲值與估計的當前信道的值，并且當所述值之差大于預先設置的值時將所述估計信道的存儲值更新成估計的當前信道的值。
[0023]由于導頻發(fā)送頭部是以預定頭部間隔布置的，所以可防止頭部被導頻占用，頭部負荷減小，可防止總吞吐量減小。
[0024]由于使用與導頻發(fā)送頭部中使用的碼不同的正交碼在上行鏈路數(shù)據(jù)時隙中擴展導頻信號，導頻信號被疊加在發(fā)送數(shù)據(jù)上并且被發(fā)送，所以基站可在數(shù)據(jù)接收時執(zhí)行信道估計并且可一直獲得最新的信道信息。
[0025]使用正交碼，可分離來自相互緊鄰的終端的信號。此外，由于來自其它小區(qū)的信號可被分離，所以可解決導頻污染。在本公開中，由于可將長時段正交碼用于在數(shù)據(jù)時隙中將導頻信號疊加在數(shù)據(jù)上，所以不會出現(xiàn)碼短缺。
【附圖說明】
[0026]圖1是示出根據(jù)本公開的第一實施例的在大規(guī)模M頂O中從基站發(fā)送/被基站接收的信號流的時隙構(gòu)造的示圖。
[0027]圖2是示出根據(jù)第一實施例的用戶設備中發(fā)送單元的構(gòu)造和基站中用于執(zhí)行接收處理和