高级长期演进系统中参考信号序列的映射系统及方法

摘要

本发明公开了一种LTE-A系统参考信号序列的映射系统及方法，用于系统采用常规循环前缀时将所述参考信号序列映射到正交频分复用符号l上，其中该系统包括映射模块，符号l为：；；ns为一个无线帧中的时隙索引。本发明实现了高阶的MIMO传输，提高了系统的整体性能。

说明书

技术领域

本发明涉及高级长期演进(Further Advancements for E-UTRA，LTE-Advanced或者LTE-A)无线通信系统，尤其涉及LTE-A系统中一种参考信号序列的映射系统及方法。

背景技术

多入多出(MIMO)技术可以增大系统容量，提高传输性能，并能很好地和其它物理层技术融合，因此成为后三代(B3G)和第四代(4G)移动通信系统的关键技术。但是，在信道相关性强时，由多径信道带来的分集增益和复用增益大大降低，造成MIMO系统性能的大幅下降。

现有技术中有一种新的MIMO预编码方法，该方法是一种高效的MIMO复用方式，其通过收发端的预编码处理将MIMO信道化成多个独立的虚拟信道。因为有效消除了信道相关性的影响，所以预编码技术保证了MIMO系统在各种环境下的稳定性能。

长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统是第三代伙伴组织(3GPP)的重要计划。图1(a)和图1(b)分别为长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)模式和时分双工(TimeDivision Duplex，TDD)模式的帧结构示意图。

在图1(a)所示的FDD模式的帧结构中，一个10ms的无线帧(radioframe)由二十个长度为0.5ms，编号0～19的时隙(slot)组成，时隙2i和2i+1组成长度为1ms的子帧(subframe)i。

在图1(b)所示的TDD模式的帧结构中，一个10ms的无线帧(radioframe)由两个长为5ms的半帧(half frame)组成，一个半帧包含5个长为1ms的子帧(subframe)。子帧i定义为2个长为0.5ms的时隙2i和2i+1。

其中，一个特殊子帧包括三个特殊时隙，即下行导频时隙(DwPTS)、保护时隙(GP)、上行导频时隙(UpPTS)，三个特殊时隙在一个子帧中的比例关系共有如下表1中9种配置，T_s为采样频率。

表1特殊子帧中特殊时隙的配置

两种帧结构里，当系统采用常规循环前缀(Normal Cyclic Prefix，NormalCP)的时候，一个时隙包含7个长度的上/下行符号；当系统采用扩展CP的时候，一个时隙包含6个长度的上/下行符号。上述的符号为正交频分复用(OFDM)符号。

一个资源单元(Resource Element，RE)为一个OFDM符号上的一个子载波，而一个下行资源块(Resource Block，RB)由连续12个子载波和连续7个(采用扩展循环前缀时为6个)OFDM符号构成，在频域上为180kHz，时域上为一个一般时隙的时间长度，如图2所示。LTE系统在进行资源分配时，以资源块为基本单位进行分配。

LTE系统支持4天线的MIMO应用，相应的天线端口#0、天线端口#1、天线端口#2及天线端口#3采用全带宽的小区公有参考信号(Cell-specificreference signals，CRS)方式。当循环前缀为常规循环前缀的时候，这些公有参考信号在物理资源块中的位置如图3(a)所示。当循环前缀为扩展循环前缀的时候，这些公有参考信号在物理资源块中的位置如图3(b)所示。图3(a)和图3(b)中，横坐标1表示子帧在OFDM符号上的序号，C₁、C₂、C₃以及C₄，对应于小区公有参考信号逻辑端口#0、逻辑端口#1、逻辑端口#2以及逻辑端口#3。

另外，还有一种用户专有的参考信号(UE-specific reference signals)，该参考信号仅在用户专有的物理下行共享信道(Physical downlink sharedchannel，PDSCH)所在的时频域位置上传输。其中小区公有参考信号功能包括对下行信道质量测量和下行信道估计(解调)。

高级长期演进(Further Advancements for E-UTRA，LTE-Advanced或者LTE-A)是LTE Release-8的演进版本。除满足或超过3GPP TR 25.913：“Requirements for Evolved UTRA(E-UTRA)and Evolved UTRAN(E-UTRAN)”的所有相关需求外，还要达到或超过国际电信联盟无线电通信组(ITU-R)提出的IMT-Advanced的需求。其中，与LTE Release-8后向兼容的需求是指：LTE Release-8的终端可以在LTE-Advanced的网络中工作；LTE-Advanced的终端可以在LTE Release-8的网络中工作。

另外，LTE-Advanced应能在不同大小的频谱配置，包括比LTE Release-8更宽的频谱配置(如100MHz的连续的频谱资源)下工作，以达到更高的性能和目标峰值速率。

由于LTE-Advanced网络需要能够接入LTE用户，所以其操作频带需要覆盖目前LTE频带，在这个频段上已经不存在可分配的连续100MHz的频谱带宽了，所以LTE-Advanced需要解决的一个直接技术是将几个分布在不同频段上的连续分量载频(频谱)采用载波聚集(Component carrier)技术聚合起来，形成LTE-Advanced可以使用的100MHz带宽。即对于聚集后的频谱，被划分为n个分量载频(频谱)，每个分量载频(频谱)内的频谱是连续的。

在2008年9月提出的LTE-Advanced的需求研究报告TR 36.814V0.1.1中已经明确了LTE-Advanced下行最多可以支持8天线的应用。在2009年2月3GPP第56次会议上对LTE-Advanced明确了为支持8天线的应用以及多点协作传输(CoMP)、双流波束赋形(Beamforming)等技术的使用下LTE-Advanced下行参考信号的设计基本框架(Way forward)，将对LTE-Advanced操作的下行参考信号定义为两种类型的参考信号：面向PDSCH解调的参考信号和面向信道状态信息(Channel Status Information，CSI)产生的参考信号，并且，面向PDSCH解调的参考信号基于层发送，每层对应一种参考信号，在LTE-Advanced系统中，最多可以支持的层数是8。

目前，关于两层的参考信号在一个子帧中的时频位置已经确定，如图4(a)和图4(b)所示，关于序列的映射方法有两种方式：先频域再时域映射，或者，按照逐个物理资源块映射，再在物理资源块内按照先频域再时域的方式进行映射，但是，两种方案都没有具体的实现方法，所以，有必要提供一种具体的实现方法，以保证多天线传输功能应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于需要提供一种LTE-A系统中参考信号序列的映射系统及方法，用于将参考信号序列映射到相应的物理资源上。

为了解决上述技术问题，本发明首先提供了一种高级长期演进系统中参考信号序列的映射方法，用于将参考信号序列映射到正交频分复用符号l上，系统采用常规循环前缀时，根据如下表达式确定所述符号l：

其中，

n_s为一个无线帧中的时隙索引。

优选地，

其中，

a_k，l^(p)表示天线端口p的所述符号l上的子载波k的位置；

或者

或者或者或者s＝(-1)^T；

m′＝0、1或2；

n_PRB表示系统分配的物理资源块索引；

N_sc^RB表示一个资源块中包含的子载波数量。

优选地，

其中，

a_k，l^(p)表示天线端口p的所述符号l上的子载波k的位置；

或者

或者或者或者s＝1；

m′＝0、1或2；

n_PRB表示系统分配的物理资源块索引；

N_sc^RB表示一个资源块中包含的子载波数量。

优选地，

其中，

a_k，l^(p)表示天线端口p的所述符号l上的子载波k的位置；

或者

或者或者或者s＝(-1)^T；

m′＝0、1或2；

m_PRB表示系统分配的物理资源块索引；

N_sc^RB表示一个资源块中包含的子载波数量。

优选地，

其中，

a_k，l^(p)表示天线端口p的所述符号l上的子载波k的位置；

或者

或者或者或者s＝1；

m′＝0、1或2；

n_PRB表示系统分配的物理资源块索引；

N_sc^RB表示一个资源块中包含的子载波数量。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种高级长期演进系统中参考信号序列的映射系统，用于将所述参考信号序列映射到正交频分复用符号l上，该系统包括映射模块：

所述映射模块，用于在系统采用常规循环前缀时根据如下表达式确定所述符号l：

其中，

n_s为一个无线帧中的时隙索引。

优选地，该系统进一步包括第一获取模块及第二获取模块，其中：

所述第一获取模块，用于获取系统分配的物理资源块索引n_PRB；

所述第二获取模块，用于获取资源块中包含的子载波数量N_sc^RB；

其中，

所述映射模块进一步用于根据所述物理资源块索引n_PRB、子载波数量N_sc^RB及如下表达式，将所述参考信号序列映射到天线端口p的所述符号l上的子载波k的位置a_k，l^(p)：

其中，

或者

或者或者或者s＝(-1)^T；

m′＝0、1或2；

或者，

其中，或者或者或者s＝1；

或者，

其中，或者或者或者s＝(-1)^T；

或者，

其中，或者或者或者s＝1。

本发明系统及方法在保证了干扰随机化的同时，还保证了传输的性能，并且可以很好地兼容已有的LTE系统，实现了高阶的MIMO传输，支持了相应技术的使用，提高了系统的整体性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1(a)为LTE系统FDD模式的帧结构示意图；

图1(b)为LTE系统TDD模式的帧结构示意图；

图2为系统带宽为5MHz的LTE系统的物理资源块示意图；

图3(a)为常规CP时公有参考信号在物理资源块中的位置示意图；

图3(b)为扩展CP时公有参考信号在物理资源块中的位置示意图；

图4(a)为常规CP时两层参考信号的层1在物理资源块中的位置示意图；

图4(b)为常规CP时两层参考信号的层2在物理资源块中的位置示意图；

图5是本发明产生系统实施例的组成示意图；

图6为本发明映射系统实施例的组成示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本发明提出的针对LTE-Advanced系统的参考信号的发送方法中，各层对应的参考信号分别记为层1的参考信号#0以及层2的参考信号#1，各参考信号在各自相应的层上发送。

本发明方法中，发送参考信号的层数为2，分别发送参考信号#0及参考信号#1。

参考信号#0，位于子帧中第一个时隙的倒数第二个符号的第一、第六及第十一个子载波上和倒数第一个符号的第一、第六及第十一个子载波上，以及第二个时隙的倒数第二个符号的第一、第六及第十一个子载波上和倒数第一个符号的第一、第六及第十一个子载波上；对应正交码为{1，1}。

参考信号#1，位于子帧中第二个时隙的倒数第二个符号的第一、第六及第十一个子载波上和倒数第一个符号的第一、第六及第十一个子载波上，以及第二个时隙的倒数第二个符号的第一、第六及第十一个子载波上和倒数第一个符号的第一、第六及第十一个子载波上；对应正交码为{1，-1}，{-1，1}中一个或两个。

或者，

参考信号#0，位于子帧中第一个时隙的倒数第二个符号的第二、第七及第十二个子载波上和倒数第一个符号的第二、第七及第十二个子载波上，以及第二个时隙的倒数第二个符号的第二、第七及第十二个子载波上和倒数第一个符号的第二、第七及第十二个子载波上；对应正交码为{1，1}。

参考信号#1，位于子帧中第二个时隙的倒数第二个符号的第第二、第七及第十二个子载波上和倒数第一个符号的第二、第七及第十二个子载波上，以及第二个时隙的倒数第二个符号的第二、第七及第十二个子载波上和倒数第一个符号的第二、第七及第十二个子载波上；对应正交码为{1，-1}，{-1，1}中一个或两个。

参考信号在一个物理资源块中的一个OFDM符号上占用3个子载波。

图4(a)和图4(b)示出了在第一实施例和第二实施例中本发明方法基于层的参考信号在其相应资源块中的具体载波位置。

图4(a)和图4(b)中标号T₁及T₂，分别对应于层1的参考信号#0及层2的参考信号#1。

第一实施例

参考信号仅在用户专有的物理共享信道所在的时频域位置上传输。天线端口(层)号为p(p＝7，8)，则天线端口7和天线端口8的参考信号序列产生和映射方法如下：

参考信号的序列r(m)根据如下表达式产生：

$>r\left(m\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2·c\left(2m\right))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2·c(2m+1)),m=\mathrm{0,1}...,L-1$>式(1)

其中：

L为参考信号需要的序列长度；

伪随机序列c(i)按照如下表达式产生：

c(i)＝(x₁(i+N_C)+x₂(i+N_C))mod2                    式(2)

x₁(i+31)＝(x₁(i+3)+x₁(i))mod2                    式(3)

x₂(i+31)＝(x₂(i+3)+x₂(i+2)+x₂(i+1)+x₂(i))mod2    式(4)

其中：

N_C＝1600；

x₁(0)＝1，x₁(n)＝0，n＝1，2，...，30；

x₂根据伪随机序列初始值由

c_init取值如下：

式(5)

其中：

n_s为一个无线帧中的时隙索引；

N_ID^cell为小区的标识；

为下取整运算；

n_SCID取值为0或者1，根据信令确定。

L为系统的最大带宽N_RB^max，DL，将序列映射到天线端口p的时域OFDM符号l上的子载波k上，具体方式如下：

当系统采用常规循环前缀的时候：

其中，

a_k，l^(p)表示天线端口p的时域OFDM符号l上的子载波k的位置；

$>k=5·m^{\prime }+N_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}}·n_{\mathrm{PRB}}+1;$>

$>s={(-1)}^{n_{\mathrm{PRB}}+l^{\prime }+m^{\prime }};$>

m′＝0、1或2；

其中，

n_PRB表示系统分配的物理资源块索引；

N_sc^RB表示一个资源块中包含的子载波数量；

上述表达式中正交序列索引s也可以为或者或者s＝(-1)^T，子载波索引k也可以为或者，

其中，

a_k，l^(p)表示天线端口p的时域OFDM符号l上的子载波k的位置；

$>k=5·m^{\prime }+N_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}}·n_{\mathrm{PRB}}+1;$>

$>s={(-1)}^{n_{\mathrm{PRB}}+m^{\prime }};$>

以及

m′＝0、1或2；

其中，

n_PRB表示系统分配的物理资源块索引；

N_sc^RB表示一个资源块中包含的子载波数量。

上述表达式中正交序列索引s也可以为或者或者s＝1，子载波索引k也可以为

第二实施例

参考信号仅在用户专有的物理共享信道所在的时频域位置上传输。天线端口(层)号为p(p＝7，8)，则天线端口7和天线端口8的参考信号序列产生和映射方法如下：

参考信号的序列r(m)根据式(1)至式(5)产生。

L为系统的最大带宽N_RB^max，DL，将序列映射到天线端口p的时域OFDM符号l上子载波k上，具体方式如下：

当系统采用常规循环前缀的时候：

其中，

a_k，l^(p)表示天线端口p的时域OFDM符号l上的子载波k的位置；

$>k=5·m^{\prime }+N_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}}·n_{\mathrm{PRB}}+1;$>

$>s={(-1)}^{n_{\mathrm{PRB}}+l^{\prime }+m^{\prime }};$>

m′＝0、1或2；

其中，

n_PRB表示系统分配的物理资源块索引；

N_sc^RB表示一个资源块中包含的子载波数量；

上述表达式中正交序列索引s也可以为或者或者s＝(-1)^T，子载波索引k也可以为

或者，

其中，

a_k，l^(p)表示天线端口p的时域OFDM符号l上的子载波k的位置；

$>k=5·m^{\prime }+N_{\mathrm{sc}}^{\mathrm{RB}}·n_{\mathrm{PRB}}+1;$>

$>s={(-1)}^{n_{\mathrm{PRB}}+m^{\prime }};$>

m′＝0、1或2；

其中，

n_PRB表示系统分配的物理资源块索引；

N_sc^RB表示一个资源块中包含的子载波数量。

上述表达式中正交序列索引s也可以为或者或者s＝1，子载波索引k也可以为

图5是本发明产生系统实施例的组成示意图，该产生系统实施例用于产生天线端口7和天线端口8的参考信号序列。如图5所示，该产生系统实施例主要包括第一产生器510及第二产生器520，其中：

该第一产生器510，用于根据如下表达式产生伪随机序列c(i)：

c(i)＝(x₁(i+N_C)+x₂(i+N_C))mod2；

x₁(i+31)＝(x₁(i+3)+x₁(i))mod2；

x₂(i+31)＝(x₂(i+3)+x₂(i+2)+x₂(i+1)+x₂(i))mod2；

其中：

N_C＝1600；

x₁(0)＝1，x₁(n)＝0，n＝1，2，...，30；

x₂根据伪随机序列初始值由产生；

其中：

n_s为一个无线帧中的时隙索引；

N_ID^cell为小区的标识；

为下取整运算；

n_SCID取值为0或者1，根据信令确定；

该第二产生器520，与该第一产生器510相连，用于根据该伪随机序列c(i)及如下表达式产生该参考信号序列r(m)：

$>r\left(m\right)=\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2·c\left(2m\right))+j\frac{1}{\sqrt{2}}(1-2·c(2m+1)),$>m＝0，1，...，L-1；

其中，L为系统的最大带宽。

如图5所示，该第一产生器510包括第一参数产生模块511及第二参数产生模块512，其中：

第一参数产生模块511，与该第二产生器520相连，用于根据表达式x₁(i+31)＝(x₁(i+3)+x₁(i))mod2产生第一参数x₁，其中x₁(0)＝1，x₁(n)＝0，n＝1，2，...，30；

第二参数产生模块512，与该第二产生器520相连，用于根据伪随机序列初始值由产生第二参数x₂，其中：

其中：

n_s为一个无线帧中的时隙索引；

N_ID^cell为小区的标识；

为下取整运算；

n_SCID取值为0或者1，根据信令确定。

图6为本发明映射系统实施例的组成示意图，用于映射参考信号序列。如图6所示，该映射系统主要包括第一获取模块610、第二获取模块620及映射模块630：

该第一获取模块610，用于获取系统分配的物理资源块索引n_PRB；

该第二获取模块620，用于获取资源块中包含的子载波数量N_sc^RB；

该映射模块630，与该第一获取模块610及该第二获取模块620相连，用于在系统采用常规循环前缀根据该物理资源块索引n_PRB、子载波数量N_sc^RB及如下表达式将该参考信号序列映射到天线端口p的时域正交频分复用符号l上的子载波k的位置a_k，l^(p)：

其中，

或者

或者或者或者s＝(-1)^T；

m′＝0、1或2；

或者，

该映射模块630根据该物理资源块索引n_PRB、子载波数量N_sc^RB及如下表达式将该参考信号序列映射到a_k，l^(p)：

其中，或

者或者或者s＝1；

或者，

该映射模块630根据该物理资源块索引n_PRB、子载波数量N_sc^RB及如下表达式将该参考信号序列映射到a_k，l^(p)：

其中，或者

或者或者s＝(-1)^T；

或者，

该映射模块630根据该物理资源块索引n_PRB、子载波数量N_sc^RB及如下表达式将该参考信号序列映射到a_k，l^(p)：

其中，或者或者或者s＝1。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。