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一种基于加权聚合传输控制信号的方法与设备

摘要

本发明的目的是提供一种用于基于加权聚合传输控制信号的方法与设备。具体地,确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量;根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号。与现有技术相比,本发明通过。与现有技术相比,本发明的一个实施例通过确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量,以根据各聚合级别权重矢量,通过多天线元,传输控制信号,实现了3D‑MIMO系统中公共控制信道的覆盖增强,解决了因引入2D平面阵列在3D‑MIMO中的覆盖漏洞问题,而且本发明的天线阵列增益在整个EOD跨度内更均匀分布,增益也是显著的。

著录项

  • 公开/公告号CN106688260A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-05-17

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 上海贝尔股份有限公司;

    申请/专利号CN201480081843.7

  • 发明设计人 罗庆霖;

    申请日2014-09-30

  • 分类号

  • 代理机构北京汉昊知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人罗朋

  • 地址 201206 上海市浦东新区金桥宁桥路388号

  • 入库时间 2023-06-19 02:10:49

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2019-11-26

    授权

    授权

  • 2018-02-27

    著录事项变更 IPC(主分类):H04W16/00 变更前: 变更后: 申请日:20140930

    著录事项变更

  • 2017-06-09

    实质审查的生效 IPC(主分类):H04W16/00 申请日:20140930

    实质审查的生效

  • 2017-05-17

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种用于基于加权聚合传输控制信号的技术。

背景技术

在传统多输入多输出(MIMO,Multiple Input Multiple Output)系统中,如图1示出传统MIMO一个示例,演进型基站(eNB,evolved Node B)主要优化服务地面上的用户设备(UE,User Equipment)。在垂直维度中,相同的窄波束被用于数据和控制传输,垂直波束通常指向地面上具有最多业务流的UE。在水平维度中,窄波束仅被用于数据传输,宽波束被用于控制传输以保证其在目标覆盖区域中的可靠性。然而,在三维MIMO(3D-MIMO)系统中,如图2示出3D-MIMO的一个示例,eNB需要覆盖地面和高楼层上的UE。为达到相同目标,eNB使用不同的垂直波束来服务位于不同楼层上的UE。为保证物理下行控制信道(PDCCH,Physical Downlink Control Channel)解码的可靠性,使用固定的垂直窄波束存在风险,特别是对于在高楼层上的UE。因此,eNB需要实现宽的垂直波束来用于PDCCH传输。该宽的垂直波束能够修补在垂直维度中由窄垂直波束引起的PDCCH覆盖漏洞,其也为每一eNB创建了合理的3D小区覆盖,以便eNB能够调整垂直窄波束以将数据传输至位于其PDCCH的3D覆盖区域中的任何UE。而现有的实现用于3D-MIMO系统中控制信道传输的宽波束方案,如在3GPP会议3GPP RAN1 R1-142860中的方案“On cell association in FD-MIMO systems”(关于FD MIMO系统中的小区关联),虽然该方案在垂直维度中不存在关于PDCCH传输的覆盖漏洞,但问题是,10个天线元阵列的增益相对于单一天线元的增益减小,而且,覆盖漏洞的避免是以降低覆盖范围为代价的。因此,在3D-MIMO系统中,需要既能避免垂直维度覆盖漏洞又可增强3D-MIMO公共控制 信道的覆盖范围从而达到一定性能目标,如实现至少与2D-MIMO系统相匹配的性能的解决方案。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于基于加权聚合传输控制信号的方法与设备。

根据本发明的一个方面,提供了一种在基站端用于基于加权聚合传输控制信号的方法,其中,该方法包括以下步骤:

a确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量;

b根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号。

根据本发明的另一方面,还提供了一种在用户设备端辅助用于基于加权聚合传输控制信号的方法,其中,该方法包括:

-接收对应基站经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号,其中,所述控制信号是根据对应于所述多天线元的各聚合级别权重矢量传输的;

其中,该方法还包括:

-接收所述基站发送的所述各聚合级别权重矢量,以用于执行DCI盲检操作,获得与所述控制信号相对应的下行控制信息。

根据本发明的一个方面,还提供了一种用于基于加权聚合传输控制信号的基站,其中,该基站包括:

矢量确定装置,用于确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量;

传输装置,用于根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号。

根据本发明的另一个方面,还提供了一种辅助用于基于加权聚合传输控制信号的用户设备,其中,该用户设备包括:

第一接收装置,用于接收对应基站经公共控制信道端口所对应的多 天线元传输的控制信号,其中,所述控制信号是根据对应于所述多天线元的各聚合级别权重矢量传输的;

其中,该用户设备还包括:

第二接收装置,用于接收所述基站发送的所述各聚合级别权重矢量,以用于执行DCI盲检操作,获得与所述控制信号相对应的下行控制信息。

根据本发明的再一个方面,还提供了一种用于基于加权聚合传输控制信号的系统,其中,该系统包括如前述根据本发明一个方面的一种用于基于加权聚合传输控制信号的基站,以及如前述根据本发明另一个方面的一种辅助用于基于加权聚合传输控制信号的用户设备。

与现有技术相比,本发明的一个实施例通过确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量,以根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号,实现了3D-MIMO系统中公共控制信道的覆盖增强,解决了因引入2D平面阵列在3D-MIMO中的覆盖漏洞问题,而且本发明的天线阵列增益在整个EOD(垂直方向角)跨度内更均匀分布,增益也是显著的。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1示出传统MIMO一个示例的示意图;

图2示出3D-MIMO的一个示例的示意图;

图3示出根据本发明一个方面的一种用于基于加权聚合传输控制信号的基站的设备示意图;

图4示出不同方案(“3D UMa”和“3D UMi”)在不同配置下的累计分布函数的示意图;

图5示出相同聚合级别但不同时/频域重复的加权聚合的示意图;

图6示出具有半波长间隔的不同天线元的天线阵列波束增益图谱 的示意图;

图7示出通过基于本发明的方案来模拟每一PDCCH端口具有8个垂直天线元的天线阵列(即N=8)得到的增益图谱的示意图;

图8示出根据本发明另一个方面的一种用于基于加权聚合传输控制信号的方法流程图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图3示出根据本发明一个方面的一种用于基于加权聚合传输控制信号的基站1的设备示意图,其中,基站1包括矢量确定装置11和传输装置12。具体地,矢量确定装置11确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量;传输装置12根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号。在此,基站1是指移动通信系统中,连接固定部分与无线部分,并通过空中的无线传输与移动台相连的设备,其包括但不限于如Node B基站、eNB基站等。本领域技术人员应能理解上述基站仅为举例,其他现有的或今后可能出现的基站如可适用于本发明,也应包含在本发明保护范围以内,并在此以引用方式包含于此。

在此,为更好地理解本发明,首先说明对3D-MIMO系统覆盖增强需求进行分析:

为确定3D-MIMO下PDCCH的覆盖增强,分别采用基于标准TR36.973中3GPP 3D-MIMO信道模型的UMa方案(即Urban Macro cell with high(outdoor/indoor)UE density,以下简称“3D UMa”)和UMi方案(即Urban Micro cell with high(outdoor/indoor)UE density,以下简称“3D UMi”)的两种方案进行了系统级模拟,一个方案采用每一端口具有单一天线元的配置1(即具有线性阵列的传统2D-MIMO),另一个方案采用每一端口具有10个天线元的配置2(即具有平面阵列的3D-MIMO)。通过测量所有UE在给定端口如端口0的信号与干扰 加噪声比(SINR,Signal to Interference plus Noise Ratio),得到如图4所示的不同方案和不同配置的累计分布函数(CDF,cumulative distribution function),从而示出对应SINR的差别,从图4可以看出,配置1的每端口SINR比配置2的每端口SINR高3dB,这说明3D-MIMO系统的公共控制信道比2D-MIMO系统的公共控制信道糟糕3dB。原因是在2D-MIMO系统中,每一天线端口由多个天线元组成,而在3D-MIMO系统中,每一天线端口仅由一个天线元组成,因此具有低的组合增益。

在当前LTE规范中,用于PDCCH和EPDCCH(增强的PDCCH)的搜索空间分别为每一聚合级别(aggregation level)L和子帧K定义了一组控制信道候选,3GPP TS 36.213中的搜索空间公式给出了属于每一候选的CCE(控制信道单元,Control Channel Element)或ECCE(增强的CCE,Enhanced Control Channel Element)。除L和K之外,RNTI(无线网络临时标识,Radio Network Temporary Identifier)和EPDCCH集的索引与大小均影响搜索空间表达。

为增强3D-MIMO的控制信道覆盖,简单的方法是在子带/时间窗口(如连续的几个RBs/子帧)中重复传输由相同搜索空间给出的CCEs/ECCEs。假设聚合级别为L,起始子帧为k0,且重复时间窗口扩展最大的K个子帧,直到子帧kend。为避免对于增强的覆盖UE的控制信道候选之间的冲突,在重复子带/时间窗口中的所有聚合的CCEs/ECCEs可共享相同的搜索空间,即对于a=1,...,A,其中A为频域(由传统的聚合级别L给出)和时域(由时域重复因子K给出)的聚合级别的总数量。因此,UE在加权的聚合子带/时间窗口中监测各聚合的CCE/ECCE资源块中的相同候选m。

为实现覆盖增强目标,UE需要总的CCE或ECCE聚合级别为A,若每一子帧的候选m中的聚合级别在整个K子帧上相加为A,如图5所示,对于各子帧中的聚合级别L,具有关系式A=L·K,该关系式恒成立,在图5中,相同聚合级别但不同时/频域重复的加权聚合,不同颜色表示不同的权重。eNB可确定该三个参数中的两个并根据性能目 标确定另一个。

考虑到3D-MIMIO天线阵列——每一天线端口可由多个垂直天线元组成——的特性,为增强3D-MIMO公共控制信道的覆盖以实现性能目标,如至少与2D-MIMO系统的性能相匹配并避免垂直维度覆盖漏洞,本发明的方案实现了该性能目标。以下参照图3对本发明的一种用于基于加权聚合传输控制信号的基站1进行说明:

具体地,基站1矢量确定装置11确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量。

在此,所述各聚合级别权重矢量是指每一聚合级别均有对应的聚合级别权重矢量,不同聚合级别的聚合权重矢量可由以下公式(1)统一表达:

wa=(wa,1,wa,2,...,wa,N)          (1)

其中,N为每一PDCCH或ePDCCH端口的天线元的数量,a表示聚合级别,wa为聚合级别a对应的聚合级别权重矢量。

在此,所述聚合级别权重矢量可以是离散傅里叶变换(DFT)矢量,也可以是3D-MIMO方案的下倾角(downtilt angle)矢量。

对于所述聚合级别权重矢量中的各权重分量,矢量确定装置11可通过以下公式(2)来确定:

其中,wa,n表示所述多个天线元中第n个天线元第a个集合级别所对应的权重分量,d表示所述多天线元中天线元之间的间隔,N表示所述多天线元中天线元的数量,n表示所述多个天线元中的第n个天线元,λ表示拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输控制信号时所采用的波长,θa表示对应于聚合级别a的下倾角。

进而,矢量确定装置11可得到对应于聚合级别a的聚合级别权重矢量wa。例如,假设在一3D-MIMO系统中,PDCCH端口所对应的天线阵列包括4个天线元(即N=4),该系统中的基站1采用两个聚合级别分别为1和2,则根据公式(2),对于聚合级别L=2时,可得到w1,1、w1,2、 w1,3、w1,4共4个权重分量,相应地,对应的聚合级别权重矢量w1=(w1,1,w1,2,w1,3,w1,4);类似地,对于聚合级别L=2,矢量确定装置11也可根据公式(2)得到对应的4个权重分量w2,1、w2,2、w2,3、w2,4,相应地,对应的聚合级别权重矢量w2=(w2,1,w2,2,w2,3,w2,4)。

本领域技术人员应能理解上述确定所述聚合级别权重矢量中的各权重分量的方式仅为举例,其他现有的或今后可能出现的确定所述聚合级别权重矢量中的各权重分量的方式如可适用于本发明,也应包含在本发明保护范围以内,并在此以引用方式包含于此。

在此,可选择聚合级别权重矢量使得搜索空间中信道控制信息的加权的聚合联合盲检性能可被优化。

对于搜索空间中加权的聚合,确定权重标量集合W={w1,...,wA},使得

对于由N个垂直天线元组成的端口,第n个天线元第a个聚合级别的权重可根据对应于该聚合级别的给定的下倾角得到,即如上述公式(1)所示。

在公式(3)中,所有加权信号的合并功率应大于任何单个加权信号的功率,即。换句话说,为增强控制信道的联合检测性能,可确定W中单个矢量从而UE可以升高的功率接收控制信号的至少一个版本。另一方面,若任何加权的聚合信号具有升高的功率,本发明的加权聚合方案将优于传统的聚合/重复方案。

考虑标准TR 36.873中3GPP 3D-MIMO信道模型(UMa方案和UMi方案)中的UE分布模型(dropping model),对于UMi方案,EOD在(70~120)度范围内,对于UMa方案,EOD在(90~120)度范围内。因此,对于UMi方案,EOD跨度为50度,对于UMa方案,EOD跨度为30度。图6以分别具有2、4、8个天线元的天线阵列为例,示出具有半波长间隔的不同天线元的天线阵列波束增益图谱,从图6可以看出,为对达到3dB覆盖增益,即对于图6中3dB增益处,对 于具有2个天线元的天线阵列,其波束增益均在0dB以下,对于具有4个天线元的天线阵列,其在3dB波束增益对应的角度范围为(-18度~+18度),对于具有8个天线元的天线阵列,其在3dB波束增益处对应的角范围为(-11度~+11度)。因此,对于图6中3dB增益处,具有2、4、8个天线元(AE,Antenna Element)的天线阵列的最大角覆盖范围分别为0、36、22度。

接着,传输装置12根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号,如将所述各聚合级别权重矢量分别作用于所述控制信号,即将各聚合级别权重矢量分别与所述控制信号对应的矢量相乘,从而通过所述多天线元,将所述控制信号发送出去。

例如,对于搜索空间的聚合的CCEs/ECCEs,将公式(1)的权重矢量wa=(wa,1,wa,2,...,wa,N)应用于每一聚合的控制信号的信号其中,标记由搜索空间给出的CCEs或ECCEs中的从PDCCH或ePDCCH端口的多个天线发出的控制信号,从而通过PDCCH或ePDCCH端口的多个天线,发送出所述控制信号。

基站1的各个装置之间是持续不断工作的。具体地,矢量确定装置11持续确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量;传输装置12持续根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号。在此,本领域技术人员应能理解,所述“持续”是指基站1的各装置之间分别不断地进行各聚合级别权重矢量的确定,以及控制信息的传输,直至基站1在较长时间内停止确定所述各聚合级别权重矢量。

优选地,基站1还包括下倾角确定装置(未示出)。具体地,下倾角确定装置根据目标角度覆盖范围以及聚合级别应用信息,确定与每一聚合级别相对应的下倾角。在此,所述聚合级别应用信息是指系统所采用的聚合级别的数量信息,如采用了4个聚合级别,或者采用了2个聚合级别等。在此,所述目标角度覆盖范围是指需要覆盖的角度,如需要覆盖的垂直角度。

例如,假设在一3D-MIMO系统中,有4个聚合级别,如L1、L2、L3和L4,需要覆盖的垂直角度为(80~120)度,共40度范围区间,则下倾角确定装置可将该40度范围平均分配至每个聚合级别,即每个聚合级别需可覆盖10度区间,从而得到聚合级别L1、L2、L3和L4对应的下倾角分别为85、95、105、115度;或者,下倾角确定装置也可按照预定的方式确定每一聚合级别对应的下倾角,如假设预定聚合级别L1、L2需要覆盖5度区间,而L3和L4需要覆盖15度区间,则下倾角确定装置可得到聚合级别L1、L2、L3和L4对应的下倾角分别为82.5、87.5、97.5、112.5度。

本领域技术人员应能理解上述确定与每一聚合级别相对应的下倾角的方式仅为举例,其他现有的或今后可能出现的确定与每一聚合级别相对应的下倾角的方式如可适用于本发明,也应包含在本发明保护范围以内,并在此以引用方式包含于此。

更优选地,基站1还包括基本确定装置(未示出)。具体地,基本确定装置根据所述多天线元中天线元的数量信息,以及所述目标角覆盖范围,确定对应的基本聚合级别。在此,所述基本聚合级别是指所需的角覆盖范围的最小数量的聚合级别。

对于搜索空间中CCEs/ECCEs加权的聚合,为实现控制信道覆盖增益目标,关于每一PDCCH或EPDCCH端口的天线元数量、天线阵列图谱和所需的角覆盖范围的最小数量的聚合级别即所述基本聚合级别(Amin)可被确定。

例如,根据图6所示的天线阵列即3GPP 3D-MIMO中UE掉话模型(dropping model),基本确定装置可得到:

1)对于UMi方案,若天线元数量N=4,此时对应的最大角覆盖范围为36度,UMi方案的EOD跨度为50度,则类似地,若N=8,则Amin=3;

2)对于UMa方案,若N=4,Amin=1;若N=8,Amin=2。

在实际应用中,可使用比Amin大的K并将带来较大的覆盖增益但以牺牲更多的CCE/ECCE资源占用为代价。每一PDCCH或EPDCCH 端口的天线元数量可以是预定的系统参数。

在一个优选实施例中(参考图3),其中,基站1还包括发送装置(未示出),用户设备2包括第一接收装置(未示出)和第二接收装置(未示出)。具体地,基站1的传输装置12根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,将所述控制信号发送至对应的用户设备;相应地,用户设备2的第一接收装置接收对应基站经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号,其中,所述控制信号是根据对应于所述多天线元的各聚合级别权重矢量传输的;基站1的发送装置将所述各聚合级别权重矢量发送至对应的用户设备,以用于DCI盲检;相应地,用户设备2的第二接收装置接收所述基站发送的所述各聚合级别权重矢量,以用于执行DCI盲检操作,获得与所述控制信号相对应的下行控制信息。

在此,用户设备2是指在移动通信设备中,终止来自或送至网络的无线传输,并将终端设备的能力适配到无线传输的部分,即用户接入移动网络的设备。其包括但不限于任何一种可与用户通过键盘、触摸板、或声控设备进行人机交互并能通过移动网络与基站进行信号的相互传送和接收来达到移动通信信号的传送的电子产品,例如平板电脑、智能手机、PDA、车载电脑等。在此,所述移动网络包括但不限于GSM、3G、LTE、Wi-Fi、WiMax、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSPA、LTD等。本领域技术人员应能理解上述用户设备仅为举例,其他现有的或今后可能出现的用户设备如可适用于本发明,也应包含在本发明保护范围以内,并在此以引用方式包含于此。

具体地,基站1的传输装置12根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,将所述控制信号发送至对应的用户设备。

例如,对于搜索空间的聚合的CCEs/ECCEs,传输装置12将公式(1)的权重矢量wa=(wa,1,wa,2,...,wa,N)应用于每一聚合的控制信号的信号其中,标记由搜索空间给出的CCEs或ECCEs中的从PDCCH或ePDCCH端口的多个天线发出的控制信号,从而通过PDCCH或ePDCCH端口的多个天线,发送 出所述控制信号。

相应地,用户设备2的第一接收装置接收对应基站经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号,其中,所述控制信号是根据对应于所述多天线元的各聚合级别权重矢量传输的。

基站1的发送装置将所述各聚合级别权重矢量发送至对应的用户设备,以用于DCI盲检。例如,假设在一3D-MIMO系统中,PDCCH端口所对应的天线阵列包括4个天线元(即N=4),该系统中的基站1采用两个聚合级别分别为1和2,则根据公式(2),对于聚合级别L=2时,可得到w1,1、w1,2、w1,3、w1,4共4个权重分量,相应地,对应的聚合级别权重矢量w1=(w1,1,w1,2,w1,3,w1,4);类似地,对于聚合级别L=2,矢量确定装置11也可根据公式(2)得到对应的4个权重分量w2,1、w2,2、w2,3、w2,4,相应地,对应的聚合级别权重矢量w2=(w2,1,w2,2,w2,3,w2,4),则发送装置将w1=(w1,1,w1,2,w1,3,w1,4)和w2=w2,1,w2,2,w2,3,w2,4)均发送至用户设备2。

相应地,用户设备2的第二接收装置接收所述基站发送的所述各聚合级别权重矢量,以用于执行DCI盲检操作,获得与所述控制信号相对应的下行控制信息。例如,接上例,用户设备2的第二接收装置接收到基站1发送的聚合级别权重矢量w1=(w1,1,w1,2,w1,3,w1,4)和w2=(w2,1,w2,2,w2,3,w2,4),则第二接收装置根据聚合权重矢量可确定对应的聚合级别,从而首先在该聚合级别所对应的CCEs/ECCEs中进行空间搜索,即首先在w1对应的聚合级别为1和w2对应的聚合级别为2进行空间搜索,从而加快盲检过程。

在此,本领域技术人员应当理解,在具体实施例中,基站1的传输装置12和发送装置可以是串行的执行,也可以是并行的执行;传输装置12和发送装置可以集成在一起,也可以是相互独立的模块。

在此,本领域技术人员应当理解,在具体实施例中,用户设备2的第一接收装置和第二接收装置可以是串行的执行,也可以是并行的执行;第一接收装置和第二接收装置可以集成在一起,也可以是相互独立的模块。

图7示出通过基于本发明的方案来模拟每一PDCCH端口具有8 个垂直天线元的天线阵列(即N=8)得到的增益图谱,从图7可以看出,在需要EOD跨度为50度(对于3D UMi方案)且按照不存在覆盖漏洞(也就是说,所有UE均在3dB带宽内)的情况下,具有最小聚合级别A=3的本发明的加权聚合方案(即图7中的情形4(加权聚合A=3))可被采用,优选地,也可采用最小聚合级别A=4的本发明的加权聚合方案(即图7中的情形3(加权聚合A=4))。在其他情形中,一方面,相比与传统单一聚合A=4的方案(即图7中的情形2(传统单一聚合)),本发明的天线阵列增益在整个EOD跨度内更均匀分布。另一方面,相对于无聚合(即图7中的情形1(无聚合))和单一天线元(即图7中的情形5(单一天线元))情形,本发明的增益亦是显著的。

图8示出根据本发明另一个方面的一种用于基于加权聚合传输控制信号的方法流程图。

其中,该方法包括步骤S1和步骤S2。具体地,在步骤S1中,基站1确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量;在步骤S2中,基站1根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号。在此,基站1是指移动通信系统中,连接固定部分与无线部分,并通过空中的无线传输与移动台相连的设备,其包括但不限于如Node B基站、eNB基站等。本领域技术人员应能理解上述基站仅为举例,其他现有的或今后可能出现的基站如可适用于本发明,也应包含在本发明保护范围以内,并在此以引用方式包含于此。

在此,为更好地理解本发明,首先说明对3D-MIMO系统覆盖增强需求进行分析:

为确定3D-MIMO下PDCCH的覆盖增强,分别采用基于标准TR36.973中3GPP 3D-MIMO信道模型的UMa方案(以下简称“3D UMa”)和UMi方案(以下简称“3D UMi”)的两种方案进行了系统级模拟,一个方案采用每一端口具有单一天线元的配置1(即具有线性阵列的传统2D-MIMO),另一个方案采用每一端口具有10个天线元的配置 2(即具有平面阵列的3D-MIMO)。通过测量所有UE在给定端口如端口0的信号与干扰加噪声比(SINR,Signal to Interference plus Noise Ratio),得到如图4所示的不同方案和不同配置的累计分布函数(CDF,cumulative distribution function),从而示出对应SINR的差别,从图4可以看出,配置1的每端口SINR比配置2的每端口SINR高3dB,这说明3D-MIMO系统的公共控制信道比2D-MIMO系统的公共控制信道糟糕3dB。原因是在2D-MIMO系统中,每一天线端口由多个天线元组成,而在3D-MIMO系统中,每一天线端口仅由一个天线元组成,因此具有低的组合增益。

在当前LTE规范中,用于PDCCH和EPDCCH(增强的PDCCH)的搜索空间分别为每一聚合级别(aggregation level)L和子帧K定义了一组控制信道候选,3GPP TS 36.213中的搜索空间公式给出了属于每一候选的CCE(控制信道单元,Control Channel Element)或ECCE(增强的CCE)。除L和K之外,RNTI(无线网络临时标识,Radio Network Temporary Identity)和EPDCCH集的索引与大小均影响搜索空间表达。

为增强3D-MIMO的控制信道覆盖,简单的方法是在子带/时间窗口(如连续的几个RBs/子帧)中重复传输由相同搜索空间给出的CCEs/ECCEs。假设聚合级别为L,起始子帧为k0,且重复时间窗口扩展最大的K个子帧,直到子帧kend。为避免对于增强的覆盖UE的控制信道候选之间的冲突,在重复子带/时间窗口中的所有聚合的CCEs/ECCEs可共享相同的搜索空间,即对于a=1,...,A,其中A为频域(由传统的聚合级别L给出)和时域(由时域重复因子K给出)的聚合级别的总数量。因此,UE在加权的聚合子带/时间窗口中监测各聚合的CCE/ECCE资源块中的相同候选m。

为实现覆盖增强目标,UE需要总的CCE或ECCE聚合级别为A,若每一子帧的候选m中的聚合级别在整个K子帧上相加为A,如图5所示,对于各子帧中的聚合级别L,具有关系式A=L·K,该关系式恒成立,在图5中,相同聚合级别但不同时/频域重复的加权聚合,不同 颜色表示不同的权重。eNB可确定该三个参数中的两个并根据性能目标确定另一个。

考虑到3D-MIMIO天线阵列——每一天线端口可由多个垂直天线元组成——的特性,为增强3D-MIMO公共控制信道的覆盖以实现性能目标,如至少与2D-MIMO系统的性能相匹配并避免垂直维度覆盖漏洞,本发明的方案实现了该性能目标。以下参照图8对本发明的一种用于基于加权聚合传输控制信号的方法进行说明:

具体地,在步骤S1中,基站1确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量。

在此,所述各聚合级别权重矢量是指每一聚合级别均有对应的聚合级别权重矢量,不同聚合级别的聚合权重矢量可由以下公式(4)统一表达:

wa=(wa,1,wa,2,...,wa,N)         (4)

其中,N为每一PDCCH或ePDCCH端口的天线元的数量,a表示聚合级别,wa为聚合级别a对应的聚合级别权重矢量。

在此,所述聚合级别权重矢量可以是离散傅里叶变换(DFT)矢量,也可以是3D-MIMO方案的下倾角(downtilt angle)矢量。

对于所述聚合级别权重矢量中的各权重分量,在步骤S1中,基站1可通过以下公式(5)来确定:

其中,wa,n表示所述多个天线元中第n个天线元第a个集合级别所对应的权重分量,d表示所述多天线元中天线元之间的间隔,N表示所述多天线元中天线元的数量,n表示所述多个天线元中的第n个天线元,λ表示拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输控制信号时所采用的波长,θa表示对应于聚合级别a的下倾角。

进而,在步骤S1中,基站1可得到对应于聚合级别a的聚合级别权重矢量wa。例如,假设在一3D-MIMO系统中,PDCCH端口所对应的天线阵列包括4个天线元(即N=4),该系统中的基站1采用两个聚合 级别分别为1和2,则根据公式(5),对于聚合级别L=2时,可得到w1,1、w1,2、w1,3、w1,4共4个权重分量,相应地,对应的聚合级别权重矢量w1=(w1,1,w1,2,w1,3,w1,4);类似地,对于聚合级别L=2,在步骤S1中,基站1也可根据公式(5)得到对应的4个权重分量w2,1、w2,2、w2,3、w2,4,相应地,对应的聚合级别权重矢量w2=(w2,1,w2,2,w2,3,w2,4)。

本领域技术人员应能理解上述确定所述聚合级别权重矢量中的各权重分量的方式仅为举例,其他现有的或今后可能出现的确定所述聚合级别权重矢量中的各权重分量的方式如可适用于本发明,也应包含在本发明保护范围以内,并在此以引用方式包含于此。

在此,可选择聚合级别权重矢量使得搜索空间中信道控制信息的加权的聚合联合盲检性能可被优化。

对于搜索空间中加权的聚合,确定权重标量集合W={w1,...,wA},使得

对于由N个垂直天线元组成的端口,第n个天线元第a个聚合级别的权重可根据对应于该聚合级别的给定的下倾角得到,即如上述公式(4)所示。

在公式(6)中,所有加权信号的合并功率应大于任何单个加权信号的功率,即。换句话说,为增强控制信道的联合检测性能,可确定W中单个矢量从而UE可以升高的功率接收控制信号的至少一个版本。另一方面,若任何加权的聚合信号具有升高的功率,本发明的加权聚合方案将优于传统的聚合/重复方案。

考虑标准TR 36.973中3GPP 3D-MIMO信道模型(UMa方案和UMi方案)中的UE分布模型(dropping model),对于UMi方案,EOD在(70~120)度范围内,对于UMa方案,EOD在(90~120)度范围内。因此,对于UMi方案,EOD跨度为50度,对于UMa方案,EOD跨度为30度。图6以分别具有2、4、8个天线元的天线阵列为例,示出具有半波长间隔的不同天线元的天线阵列波束增益图谱,从图6 可以看出,为对达到3dB覆盖增益,即对于图6中3dB增益处,对于具有2个天线元的天线阵列,其波束增益均在0dB以下,对于具有4个天线元的天线阵列,其在3dB波束增益对应的角度范围为(-18度~+18度),对于具有8个天线元的天线阵列,其在3dB波束增益处对应的角范围为(-11度~+11度)。因此,对于图6中3dB增益处,具有2、4、8个天线元(AE,Antenna Element)的天线阵列的最大角覆盖范围分别为0、36、22度。

接着,在步骤S2中,基站1根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号,如将所述各聚合级别权重矢量分别作用于所述控制信号,即将各聚合级别权重矢量分别与所述控制信号对应的矢量相乘,从而通过所述多天线元,将所述控制信号发送出去。

例如,对于搜索空间的聚合的CCEs/ECCEs,将公式(4)的权重矢量wa=(wa,1,wa,2,...,wa,N)应用于每一聚合的控制信号的信号其中,标记由搜索空间给出的CCEs或ECCEs中的从PDCCH或ePDCCH端口的多个天线发出的控制信号,从而通过PDCCH或ePDCCH端口的多个天线,发送出所述控制信号。

该方法的各个步骤之间是持续不断工作的。具体地,在步骤S1中,基站1持续确定拟经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号所对应的各聚合级别权重矢量;在步骤S2中,基站1持续根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,传输所述控制信号。在此,本领域技术人员应能理解,所述“持续”是指该方法的各步骤之间分别不断地进行各聚合级别权重矢量的确定,以及控制信息的传输,直至基站1在较长时间内停止确定所述各聚合级别权重矢量。

优选地,该方法还包括步骤S3(未示出)。具体地,在步骤S3中,基站1根据目标角度覆盖范围以及聚合级别应用信息,确定与每一聚合级别相对应的下倾角。在此,所述聚合级别应用信息是指系统所采用的聚合级别的数量信息,如采用了4个聚合级别,或者采用了2个聚合级别等。在此,所述目标角度覆盖范围是指需要覆盖的角度,如需要覆盖 的垂直角度。

例如,假设在一3D-MIMO系统中,有4个聚合级别,如L1、L2、L3和L4,需要覆盖的垂直角度为(80~120)度,共40度范围区间,则在步骤S3中,基站1可将该40度范围平均分配至每个聚合级别,即每个聚合级别需可覆盖10度区间,从而得到聚合级别L1、L2、L3和L4对应的下倾角分别为85、95、105、115度;或者,在步骤S3中,基站1也可按照预定的方式确定每一聚合级别对应的下倾角,如假设预定聚合级别L1、L2需要覆盖5度区间,而L3和L4需要覆盖15度区间,则在步骤S3中,基站1可得到聚合级别L1、L2、L3和L4对应的下倾角分别为82.5、87.5、97.5、112.5度。

本领域技术人员应能理解上述确定与每一聚合级别相对应的下倾角的方式仅为举例,其他现有的或今后可能出现的确定与每一聚合级别相对应的下倾角的方式如可适用于本发明,也应包含在本发明保护范围以内,并在此以引用方式包含于此。

更优选地,该方法还包括步骤S4(未示出)。具体地,在步骤S4中,基站1根据所述多天线元中天线元的数量信息,以及所述目标角覆盖范围,确定对应的基本聚合级别。在此,所述基本聚合级别是指所需的角覆盖范围的最小数量的聚合级别。

对于搜索空间中CCEs/ECCEs加权的聚合,为实现控制信道覆盖增益目标,关于每一PDCCH或EPDCCH端口的天线元数量、天线阵列图谱和所需的角覆盖范围的最小数量的聚合级别即所述基本聚合级别(Amin)可被确定。

例如,根据图6所示的天线阵列即3GPP 3D-MIMO中UE掉话模型(dropping model),在步骤S4中,基站1可得到:

1)对于UMi方案,若天线元数量N=4,此时对应的最大角覆盖范围为36度,UMi方案的EOD跨度为50度,则类似地,若N=8,则Amin=3;

2)对于UMa方案,若N=4,Amin=1;若N=8,Amin=2。

在实际应用中,可使用比Amin大的K并将带来较大的覆盖增益但 以牺牲更多的CCE/ECCE资源占用为代价。每一PDCCH或EPDCCH端口的天线元数量可以是预定的系统参数。

在一个优选实施例中(参考图8),其中,该方法还包括步骤S5(未示出)。具体地,在步骤S2中,基站1根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,将所述控制信号发送至对应的用户设备;相应地,用户设备2接收对应基站经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号,其中,所述控制信号是根据对应于所述多天线元的各聚合级别权重矢量传输的;在步骤S5中,基站1将所述各聚合级别权重矢量发送至对应的用户设备,以用于DCI盲检;相应地,用户设备2收所述基站发送的所述各聚合级别权重矢量,以用于执行DCI盲检操作,获得与所述控制信号相对应的下行控制信息。

在此,用户设备2是指在移动通信设备中,终止来自或送至网络的无线传输,并将终端设备的能力适配到无线传输的部分,即用户接入移动网络的设备。其包括但不限于任何一种可与用户通过键盘、触摸板、或声控设备进行人机交互并能通过移动网络与基站进行信号的相互传送和接收来达到移动通信信号的传送的电子产品,例如平板电脑、智能手机、PDA、车载电脑等。在此,所述移动网络包括但不限于GSM、3G、LTE、Wi-Fi、WiMax、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、HSPA、LTD等。本领域技术人员应能理解上述用户设备仅为举例,其他现有的或今后可能出现的用户设备如可适用于本发明,也应包含在本发明保护范围以内,并在此以引用方式包含于此。

具体地,在步骤S2中,基站1根据所述各聚合级别权重矢量,通过所述多天线元,将所述控制信号发送至对应的用户设备。

例如,对于搜索空间的聚合的CCEs/ECCEs,在步骤S2中,基站1将公式(4)的权重矢量wa=(wa,1,wa,2,...,wa,N)应用于每一聚合的控制信号的信号其中,标记由搜索空间给出的CCEs或ECCEs中的从PDCCH或ePDCCH端口的多个天线发出的控制信号,从而通过PDCCH或ePDCCH端口的多个天线,发送出所述控制信号。

相应地,用户设备2接收对应基站经公共控制信道端口所对应的多天线元传输的控制信号,其中,所述控制信号是根据对应于所述多天线元的各聚合级别权重矢量传输的。

在步骤S5中,基站1将所述各聚合级别权重矢量发送至对应的用户设备,以用于DCI盲检。例如,假设在一3D-MIMO系统中,PDCCH端口所对应的天线阵列包括4个天线元(即N=4),该系统中的基站1采用两个聚合级别分别为1和2,则根据公式(5),对于聚合级别L=2时,可得到w1,1、w1,2、w1,3、w1,4共4个权重分量,相应地,对应的聚合级别权重矢量w1=(w1,1,w1,2,w1,3,w1,4);类似地,对于聚合级别L=2,在步骤S1中,基站1也可根据公式(5)得到对应的4个权重分量w2,1、w2,2、w2,3、w2,4,相应地,对应的聚合级别权重矢量w2=w2,1,w2,2,w2,3,w2,4),则在步骤S5中,基站1将w1=(w1,1,w1,2,w1,3,w1,4)和w2=(w2,1,w2,2,w2,3,w2,4)均发送至用户设备2。

相应地,用户设备2接收所述基站发送的所述各聚合级别权重矢量,以用于执行DCI盲检操作,获得与所述控制信号相对应的下行控制信息。例如,接上例,在步骤S5中,用户设备2接收到基站1发送的聚合级别权重矢量w1=(w1,1,w1,2,w1,3,w1,4)和w2=(w2,1,w2,2,w2,3,w2,4),则在步骤S5中,用户设备2根据聚合权重矢量可确定对应的聚合级别,从而首先在该聚合级别所对应的CCEs/ECCEs中进行空间搜索,即首先在w1对应的聚合级别为1和w2对应的聚合级别为2进行空间搜索,从而加快盲检过程。

在此,本领域技术人员应当理解,在具体实施例中,步骤S2和步骤S5可以是串行的执行,也可以是并行的执行。

需要注意的是,本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施,例如,可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中,本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地,本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中,例如,RAM存储器,磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外,本发明的一些步骤或 功能可采用硬件来实现,例如,作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外,本发明的一部分可被应用为计算机程序产品,例如计算机程序指令,当其被计算机执行时,通过该计算机的操作,可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令,可能被存储在固定的或可移动的记录介质中,和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输,和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此,根据本发明的一个实施例包括一个装置,该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器,其中,当该计算机程序指令被该处理器执行时,触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。

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