CN102308505A - Ofdma的发送天线端口的数目的非相干检测方法 - Google Patents

Abstract

一种通信装置的小区特定发送天线端口的数目的非相干检测的方法，包括在通信装置处进行的以下步骤：(a)生成下行链路参考信号(RS)序列复本；(b)仅对于第一可能发送天线端口，根据所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的非相干相关运算来确定下行链路***带宽；(c)在所确定的下行链路***，对于多个可能的发送天线端口中的每一个，执行所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的相关运算；以及(d)根据对步骤(c)中的相关运算结果的比较来确定发送天线的数目。

Description

OFDMA的发送天线端口的数目的非相干检测方法

优先权要求

要求2009年2月10日提交的澳大利亚临时专利申请No.2009900530的优先权，这里通过引用并入该申请的内容。

技术领域

本发明总地涉及诸如长期演进(LTE)通信***之类的正交频分多址(OFDMA)通信***，具体而言涉及由形成LTE通信***的一部分的诸如用户设备(UE)之类的通信装置确定与该UE通信的服务小区(servingcell)的小区特定天线端口(cell-specific antenna port)的数目。

背景技术

在诸如LTE***之类的OFDMA***中，一般地，服务小区的小区特定天线端口的数目经由物理广播信道(PBCH)循环冗余校验(CRC)掩码被隐式地通知给UE，这是在第三代合作伙伴计划(3GPP)技术规范36.212中定义的。然而，为了成功地接收PBCH，UE需要确定小区特定天线端口的数目。由于添加到小区特定天线端口的数目的信息只能经由对PBCH数据上的CRC校验和的成功确认才能为UE所知，所以存在不可解决的循环问题。

规避此问题的一种方式是通过基于不同的关于小区特定天线端口的数目的假定反复地尝试接收PBCH来执行一系列的假设性测试。如果这些假设性测试是顺序完成的，则通信的等待时间可超过期望的限度。然而，如果这些假设性测试是并行完成的，则需要额外的信号处理模块，从而导致增大的芯片大小和过多的功耗。

发明内容

因此，需要提供一种方法，用于独立于PBCH处理，在OFDMA通信***中可靠地检测小区特定天线端口的数目。还需要提供一种在OFDMA***中检测小区特定天线端口的数目的方法，其改善或克服了现有的小区特定天线端口检测方法的一个或多个问题或不便之处。

考虑到此，本发明的一个方面提供了一种通信装置的小区特定发送天线端口的数目的非相干检测的方法，该方法包括在通信装置处进行的以下步骤：

(a)生成下行链路参考信号(RS)序列复本；

(b)仅对于第一可能发送天线端口，根据所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的非相干相关运算来确定下行链路***带宽；

(c)在所确定的下行链路***，对于多个可能的发送天线端口中的每一个，执行所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的相关运算；以及

(d)根据对步骤(c)中的相关运算结果的比较来确定发送天线的数目。

RS序列复本在步骤(a)中可以是对于最大***带宽生成的。

下行链路***带宽在步骤(b)中可以是通过在多个可能带宽上执行非相干相关运算并识别出获得最大相关运算结果的带宽来确定的。

步骤(c)可在多个不同的RS偏移和时隙号码上执行。

发送天线的数目在步骤(d)中可以是通过识别获得最大相关运算结果的发送天线来确定的。

本发明的另一方面提供了一种执行小区特定发送天线端口的数目的非相干检测的通信装置，该装置包括：

RS序列生成器，用于生成下行链路参考信号(RS)序列复本；

带宽确定块，其仅对于第一可能发送天线端口，根据所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的非相干相关运算来确定下行链路***带宽；

相关运算计算器，用于在所确定的下行链路***，对于多个可能的发送天线端口中的每一个，执行所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的相关运算；以及

相关运算结果比较器，用于根据对相关运算计算器执行的相关运算结果的比较来确定发送天线的数目。

附图说明

参考附图将更充分理解本发明的各种方面和特征，附图中：

图1是检测在OFDMA通信***中用于发送数据的帧结构的示意图；

图2是示出在OFDMA通信***中用于发送数据的资源块的示意图；

图3是示出分别使用1个、2个和4个发送天线并形成OFDMA通信***的一部分的资源块中的参考信号的发送的示意图；

图4是形成具有发送分集并使用多个发送天线的OFDMA通信***的一部分的基站和通信装置两者处的多个收发器的示意图；

图5是用于检测形成OFDMA通信***的一部分的通信装置中的小区特定发送天线端口的数目的通信装置的一部分的示意图；并且

图6是示出图5中所示的通信装置的一部分的功能元件之一的示意图。

具体实施方式

在OFDMA***中，用户在预定量的时间中被分配以特定数目的副载波。这些在LTE规范中被称为物理资源块(PRB)。PRB既具有时间维度也具有频率维度。PRB的分配是由基站处的调度功能处理的。图1示出了用于在OFDMA***中发送数据的通用帧结构。从图中可见，LTE帧10的持续时间是10毫秒。每个帧被划分成10个子帧，每个子帧为1.0毫秒长。每个子帧被进一步划分成两个时隙，每个时隙的持续时间为0.5毫秒。取决于是采用普通循环前缀还是扩展循环前缀，时隙由6个或7个OFDMA符号构成。

可用副载波的总数取决于***的整体传送带宽。LTE规范为从1.2MHz到20MHz的***带宽定义了参数，如以下表1所示。

表1

PRB被定义为对于一个时隙(0.5毫秒)的持续时间由12个连续的副载波构成。PRB是由基站调度器进行的资源分配指派的最小元素。所发送的下行链路信号对于N_symb个OFDM符号的持续时间由N_BW个副载波构成。这可由如图2中所示的资源网格表示。该网格内的每个方框表示对于一个符号时段的单个副载波并且被称为资源元素。一个这种资源元素在图22中是标号22。在多输入多输出应用中，对于每个发送天线有这样的一个资源网格。

与面向分组的网络不同，LTE通信***不采用物理层前导来帮助载波偏置估计、信道估计、定时同步等等。取而代之，特殊的参考信号被嵌入在PRB中，如图3中所示。这些参考信号在使用普通循环前缀(CP)时是在每个时隙的第一和第五OFDM符号期间发送的并且在使用扩展CP时是在第一和第四OFDM符号期间发送的。每六个副载波发送参考符号。另外，参考符号在时间和频率上都是交错的。可以直接计算承载参考符号的副载波上的信道响应。插值被用于估计剩余副载波上的信道响应。

在基站和移动站或UE处都可使用多个收发器，以便增强链路健壮性并且为LTE下行链路增加数据辅助。在LTE通信***中用于增大***数据速率的一种技术是多输入多输出(MIMO)。MIMO通过在发送端和接收端都使用多个天线来增大***数据速率。为了成功地接收MIMO发送，接收机必须确定来自每个发送天线的信道冲击响应。在LTE中，通过从每个发送天线顺序地发送已知的参考信号来确定信道冲击响应。

图4示出了包括四个收发器40至46的示例性2×2MIMO***，其中每个收发器配备有单个天线，分别标记为48至54。因此，在此***中提供总共4个信道冲击响应。当一个发送天线在发送参考信号时，另一天线空闲。一旦信道冲击响应已知，就可以同时通过两个天线发送数据。两个接收器天线处的两个数据流的组合的结果是一组两个方程和两个未知数，这可被解成两个原始数据流。

然而，为了发生这种情况，每个收发器必须能够检测小区特定发送天线端口的数目。虽然这在别的情况下可以经由PBCH解调和解码来盲检测，但本发明使得通信装置或UE能够在没有PBCH处理的情况下确定小区特定发送天线端口的数目。

如图5中所示，此过程中需要的第一步是针对最大可能***带宽生成下行链路参考信号(RS)序列复本。如3GPP TS 36.21的第6.10.1.1节中所述，RS序列复本由下式定义

$r_{l,n_s}\left(m\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·c\left(2m\right))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2\·c(2m+1)),m=\mathrm{0,1},...,{2N}_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-1$

其中n_s是无线电帧内的时隙号码，l是时隙内的OFDM符号号码，并且

是用资源块(RB)的数目表达的最大下行链路带宽配置。

伪随机序列c(i)在3GPP 36.211的第7.2节中定义。伪随机序列生成器在每个OFDM符号的开始处由下式来初始化

$c_{\mathrm{init}}=2^{10}\·(7\·(n_s+1)+l+1)\·(2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+1)+2\·N_{\mathrm{ID}}^{\mathrm{cell}}+N_{\mathrm{CP}}$

其中

将会明白，小区ID和CP模式是UE已经从传统的小区搜索过程中知道的。RS序列复本生成由图5中所示的数据处理块60来执行。

其次，数据处理块62根据在若干个可能的带宽上所生成的RS序列复本和所接收的RS样本的非相干相关运算(仅针对第一可能发送天线端口(即发送天线端口0))来确定下行链路***带宽。非相干相关运算检测仅对从发送天线端口0发送的RS执行，因为只有它是保证存在的RS序列。将会理解，在这个阶段，3GPP TS 36.211的第6.10.1.1节中规定的RS偏移(RS shift)是UE已经知道的，因为它是根据从小区搜索过程获得的小区ID得出的。

如3GPP TS 36.211的第6.10.1.2节中定义的，实际从发送天线端口0发送的RS序列将依据实际的下行链路***带宽而变化。在接下来的描述中，

是在给定3GPP TS 36.211的第6.10.1.2节中描述的RS偏移

并假定带宽是x MHz的情况下，第l个OFDM符号的接收天线端口0处的接收信号样本中提取的UE处的接收RS样本的向量。

表示发送天线端口0的RS偏置。另外，是在假定带宽为x MHz的情况下在UE处由数据处理块60生成的RS序列复本。

下行链路***带宽由下式确定

$\hat{x}=\arg \underset{x}{\max }{|y_{l,s}^{\left(0\right)}(\mathrm{BW}=x)\·{{\hat{r}}_l}^{*}(\mathrm{BW}=x)|}^2$

其中(.)^*用于表示复共轭，和x是1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz或20MHz。以上式子在具有一个接收天线(例如如图4所示)的UE的情况中适用，但对于具有两个发送天线的UE，通过计算下式可以利用接收分集

$\hat{x}=\arg \underset{x}{\max }{|(y_{l,s}^{\left(0\right)}(\mathrm{BW}=x)+y_{l,s}^{\left(1\right)}(\mathrm{BW}=x))\·{{\hat{r}}_l}^{*}(\mathrm{BW}=x)|}^2$

因此，对于以上的表1中列出的所有可能的带宽执行UE处的接收RS样本和UE处生成的RS序列复本的非相干相关运算，从而从计算出的最大相关值来确定下行链路***带宽。

接下来，在所确定的下行链路***带宽上，对于所有可能的RS偏移和时隙号码，由数据处理块64(图6中所示)执行针对所有可能的发送天线端口的所生成下行链路RS序列复本和所接收RS样本的相关运算。根据以下式子，如3GPP TS 36.211的第6.10.11节中所示，对于发送天线端口0、1、2和3关于RS分配的s和l的所有组合，由数据处理块66处理相关运算C(s，l)，

其中，s表示3GPP TS 36.211的第6.10.11节中规定的范围从0到5的RS偏移。向量是

是在给定由处理块62确定的***带宽的情况下在RS导频型式生成模块中计算的RS序列。向量y_l，s是通过对于OFDM符号l从接收信号中以起始偏置s每六个样本进行提取来获得的，因为参考信号是每六个副载波发送的。同样地，以上适用于具有仅一个接收天线端口的UE，而对于具有两个接收天线端口的UE，

最后，由数据处理块68根据对相关运算的结果的比较来确定发送天线端口的数目。相关运算结果比较是基于以下标准来处理的：

1.如果天线端口3的RS序列存在，则天线端口2、1、0的RS导频必定存在。

2.如果天线端口1的RS序列存在，则天线端口0的RS导频必定存在。

3.天线端口0和1在一个OFDM符号中具有相同的RS序列。天线端口2和3在一个OFDM符号中具有相同的RS序列。

步骤1：

比较天线端口0的相关运算结果

与其他4个相关运算结果 $C(s\≠\{{\mathrm{RS}}_{\mathrm{shift}}^{(p=0)},\mathrm{mod}({\mathrm{RS}}_{\mathrm{shift}}^{(p=0)}+\mathrm{3,6})\},l=0)$ (排除了位置

因为天线端口1的RS导频可能存在于这里，其具有相同的RS序列)。如果天线端口0的相关运算结果远大于其他4个位置，则可以得出天线端口1存在的判决。否则，整个检测失败，不进行进一步处理，因为如果没有天线端口0则其他天线端口1、2或3不可能存在。

步骤2：

比较天线端口1的相关运算结果与其他4个相关运算结果 $C(s\≠\{{\mathrm{RS}}_{\mathrm{shift}}^{(p=0)},\mathrm{mod}({\mathrm{RS}}_{\mathrm{shift}}^{(p=0)}+\mathrm{3,6})\},l=0).$ 如果天线端口1的相关运算结果远大于其他4个位置，则可以得出天线端口1存在的判决。这进而意味着至少天线端口0和1存在。否则，不需要更多处理，并且得出只有1个发送天线的判决。

步骤3：

比较天线端口2和3的相关运算结果与其他4个相关运算结果 $C(s\≠\{{\mathrm{RS}}_{\mathrm{shift}}^{(p=0)},\mathrm{mod}({\mathrm{RS}}_{\mathrm{shift}}^{(p=0)}+\mathrm{3,6})\},l=0).$ 如果两者都远大于其他4个位置，则可以得出有4个发送天线的判决。否则，作为步骤2的结果，只有2个发送天线。一般相关运算

$c(s,l)={|y_{l,s}\left(0\right)\×{\hat{r}}_l^{*}\left(0\right)+y_{l,s}\left(1\right)\×{\hat{r}}_l^{*}\left(1\right)+\·\·\·+y_{l,s}(m-1)\×{\hat{r}}_l^{*}(m-1)|}^2,$

$m=\mathrm{0,1},...,{2N}_{\mathrm{RB}}^{\max ,\mathrm{DL}}-1$

其中，y_l，s(i)表示以上定义的接收信号序列y_l，s的第i个元素，并且

表示导频序列

的第i个元素。

上述判决做出过程在此示例中是由以下一系列指令实现的：

其中表示从3GPP TS 36.211的第6.10.12节得出的发送天线端口2的RS偏置。N_TX表示在检测成功的情况下发送天线的数目的检测结果。

以上只描述了一个时隙的处理，为了提高正确检测的概率，可以通过处理多个时隙来利用时间分集。

虽然已经结合了有限数目的实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将会清楚，根据以上描述可以进行许多替换、修改和变化。因此，本发明想要包含在所公开的本发明的精神和范围内即刻进行的所有这种替换、修改和变化。

工业应用性

本发明可应用到诸如长期演进(LTE)通信***之类的正交频分多址(OFDMA)通信***。本发明尤其也可应用于由形成LTE通信***的一部分的诸如用户设备(UE)之类的通信装置对与该UE通信的服务小区的小区特定天线端口的数目的确定。

Claims (6)

1.一种通信装置的小区特定发送天线端口的数目的非相干检测的方法，该方法包括在所述通信装置处进行的以下步骤：

(a)生成下行链路参考信号(RS)序列复本；

(b)仅对于第一可能发送天线端口，根据所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的非相干相关运算来确定下行链路***带宽；

(c)在所确定的下行链路***处，对于多个可能的发送天线端口中的每一个，执行所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的相关运算；以及

(d)根据对步骤(c)中的相关运算结果的比较来确定发送天线的数目。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RS序列复本在步骤(a)中是对于最大***带宽生成的。

3.根据权利要求1或2的任一个所述的方法，其中，所述下行链路***带宽在步骤(b)中是通过在多个可能带宽上执行所述非相干相关运算并识别出获得最大相关运算结果的带宽来确定的。

4.根据前述权利要求中的任何一个所述的方法，其中，步骤(c)是在多个不同的RS偏移和时隙号码上执行的。

5.根据前述权利要求中的任何一个所述的方法，其中，所述发送天线的数目在步骤(d)中是通过识别获得最大相关运算结果的发送天线来确定的。

6.一种执行小区特定发送天线端口的数目的非相干检测的通信装置，该装置包括：

RS序列生成器，用于生成下行链路参考信号(RS)序列复本；

带宽确定块，其仅对于第一可能发送天线端口，根据所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的非相干相关运算来确定下行链路***带宽；

相关运算计算器，用于在所确定的下行链路***处，对于多个可能的发送天线端口中的每一个，执行所生成的下行链路RS序列复本和所接收的RS样本的相关运算；以及

相关运算结果比较器，用于根据对相关运算计算器执行的相关运算结果的比较来确定发送天线的数目。

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