專利名稱：多使用者及單使用者mimo通信預編碼導引傳輸的制作方法
技術領域：
通信預編碼導引傳輸
技術領域：
本實用新型是關于無線通信系統。背景技術：
第三代合作伙伴計劃(3GPP)與3GPP2考慮了無線接口與網絡架構的長期演進技 術(LTE)。近年來，接收器使用共同參考信號進行信道估計、根據所估計的共同信 道決定預編碼矩陣，并將關于預編碼矩陣的信息反饋至傳輸器，傳輸器接著使用發信 的預編碼矩陣并將其與欲傳輸的數據信號相乘。由于反饋誤差之故，傳輸器所使用的 預編碼矩陣可與接收器所發信的預編碼矩陣不同；同時，由于網絡彈性之故，即使沒
有反饋誤差，傳輸器亦可決定使用與接收器發信者不同的預編碼矩陣。因此，傳輸器 所使用的關于預編碼矩陣的信息必須通過控制信道而發信至接收器，接收器接著可譯 碼所述控制信道以取得預編碼信息，并使用此預編碼信息來解調變經預編碼的數據信 號。
正交頻分復用(OFDM)是一種數據傳輸方案，其中，數據被分為較小的數據流， 且利用一次載波、以小于總可用傳輸頻寬的較小頻寬來傳輸各數據流。OFDM的效率是 選擇次載波使其彼此正交的結果；換言之，次載波在分別載送總使用者數據的一部份 時并不彼此干擾。
多重輸入多重輸出正交頻分復用(MIMO OFDM)與MIMO單一載波頻分復用存取 (SC-FDMA)是用于高數據吞吐量(HT)服務的空中接口技術。近來針對這些技術考 慮有多種型式的傳送波束成型，包括特征波束成型、空間復用與空時編碼。雖然這些 技術中的每一種在傳輸器處都需要可用的信道狀態信息，以達最大可用容量。由于反
饋所需的信息量可超出實際系統，因此已發展出用以減少所需反饋量的方法。用于減 少反饋的方法包括了編碼本方法、相位量化方法、包括信道響聲與統計預濾波的開放 回路方法。對于多重輸入多重輸出(MIMO)系統而言，自傳輸器(節點B)對接收器(UE) 的預編碼信息或天線權重的有效發信是演進通用移動通信系統陸地無線接入網 (E-UTRA)所必須的，特別是對于使用預編碼或波束成型的SU與MU MIMO而言。
因此，需要一種方法與設備來提供在預編碼信息與天線權重的傳輸器與接收器之 間的有效通信，且在接收器端(或UE)可具有較佳的有效信道估計。

實用新型內容
一種方法與設備，其包括了一WTRU專用的參考信號方案，其提供有效預編碼導引 傳輸與使用專用導引信號的有效信道估計。所述方法對于單一使用者(SU)與多使用 者(MU)的多重輸入多重輸出(MIMO)系統都有用。


由下文并結合伴隨的圖式來更詳細了解，其中 圖l說明了無線通信系統的示例方塊圖2說明了布局以利用WTRU特定專用參考信號來執行預編碼導引傳輸的傳輸器與 接收器的示例方塊圖3說明了在利用專用參考信號的預編碼導引傳輸方案中，傳輸于不同次載波中 的專用導引；
圖4說明了使用專用參考信號的預編碼導引傳輸的示例布局，預編碼導引藉其而 被置于不同的次載波、但相同的正交頻分復用(OFDM)符號中；
圖5說明了使用專用RS的預編碼導引傳輸的另一種示例布局，預編碼導引藉其而 被置于不同的次載波與不同的OFDM符號中；
圖6說明了使用專用RS的預編碼導引傳輸的另一種示例布局，預編碼導引藉其而 被置于不同的次載波、相同的OFDM符號中，并重復于不同的OFDM符號中；
圖7說明了有效信道估計方法的流程圖8說明了有效信道估計的替代方法的流程圖；以及圖9說明了用于對有效信道估計傳輸一0FDM布局的方法的流程圖。
具體實施方式
在下文中，用語"無線傳輸/接收單元(WTRU)"包括但不限于使用者設備(UE)、 移動站、固定或移動用戶單元、呼叫器、移動電話、個人數字助理(PDA)、計算機、 或任何一種可于無線環境中操作的使用者裝置；而在下文中，用語"基站"包括但不 限于節點B、地址控制器、接入點(AP)、或任何一種于無線環境中操作的接口裝置。
請參考圖l， 一LTE無線通信網絡(NW) 10，例如一多重輸入多重輸出(MIMO)系 統，包括了一或多個WTRUs 20、 一或多個節點B 30以及一或多個胞元40;各胞元40 包括一或多個節點B (NB或eNB) 30。
圖2是布局以使用WTRU特定專用參考信號來執行預編碼導引傳輸的傳輸器110與 接收器120的功能方塊圖，除了典型的傳輸器/接收器中所包括的組件之外，傳輸器IIO 包括一預編碼向量決定器115、 一預編碼處理器117以及一天線數組118;預編碼決定 器115耦合至預編碼處理器117，其決定傳輸器110在傳輸一數據傳輸至接收器120時所 使用的一預編碼向量，例如正交頻分復用(OFDM)符號。預編碼處理器117耦合至預 編碼決定器115與天線數組118，其對數據符號與一導引信號進行預編碼，其使用WTRU 特定專用參考符號而傳輸，下文將有所說明。
接收器120包括一接收器126—有效信道處理器124、 一信道估計器125與一解調變 器127。如下文將詳細說明者，包括接收器126之接收器120從節點B 20接收一傳輸的 OFDM區塊，通過信道估計器125執行信道估計，使用有效信道處理器124來計算一有效 信道估計，以及使用所述有效信道估計來解調變所接收的OFDM符號。
在本文中，節點B 30包括傳輸器110，而WTRU 20包括接收器120;應注意的是傳 輸器110可位于一WTRU處或位于一基站，而接收器120可位于WTRU或基站，或兩者。
揭露一種方法，其使用了一WTRU特定專用參考信號。使用所述WTRU專用參考信號 (RS)來傳輸經預編碼的導引。根據所揭露的方法，接收器120的信道估計器125使用 從所接收的OFDM符號中接收的共同參考信號(例如共同導引信號)而得的信道信息 來決定一預編碼矩陣或向量；預編碼矩陣或向量是利用例如一編碼本而加以選擇，其 中信道估計器選擇與最佳預編碼矩陣或向量相關的指示符，所述指示符、或指標則傳輸至傳輸器IIO。
如本領域中具有通常知識者所知，所述共同參考信號是接收從傳輸器iio傳輸的 信號的胞元內針對所有WTRU特定的胞元。應注意的是，雖然在本文中使用了用語「預
編碼向量」，然接收器與傳輸器也可以相同的方式來選擇及使用一預編碼矩陣。
一旦傳輸器110接收了指示符，預編碼向量決定器115便接著使用所接收的指標來 選擇適當的預編碼向量，例如從與接收器120所使用的編碼本相似的編碼本。應注意 的是，傳輸器110可以從編碼本中選擇一個跟接收器120所參考的不同的預編碼向量。
根據所揭露的方法，傳輸器110接著使用所選擇的預編碼向量來對數據符號進行 預編碼，同時也使用與對應的數據流或層中的數據所使用之預編碼向量相同的預編碼 向量來對導引進行預編碼。對于n的天線與m個數據流或m層而言(M《iV)，存在m 個導引，其中每一個都使用具有N個元素的相應預編碼向量來進行預編碼。舉例而言， 在M個數據流或層的情況中，需要M個預編碼向量與M個專用RSs;因此，M個預編碼導 引被用于M個專用RSs。
每一個預編碼導引都可由下列式子加以表示
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中m二l、 2、…、M;向量^=[^ vw2 vw 、wr為第m個數據流或層的預編碼 向量，因此，預編碼導引的第n個元素等于-<formula>formula see original document page 7</formula>在式(2)中第m個預編碼導引的第n個元素是使用第n個傳輸天線(其中r^1、 2、…、 N)來傳輸。相同預編碼導引的N個元素是由相同次載波與相同OFDM符號中的N個傳輸 天線傳輸，不同的預編碼導引則傳輸于不同的次載波及/或不同的OFDM符號，如圖4、圖5與圖6所示。圖3則說明了所揭露的預編碼導引傳輸方法之示意圖，其中各天線都 傳輸一個專用預編碼導引的元素。
如上述說明，所接了的方法包括了使用專用RS的預編碼導引傳輸，其被映射置資 源。在單一專用RS中每一個預編碼導引的元素可針對每一個天線端口進行傳輸。專用 RS的分配具有固定的布局且被映射至資源分配。舉例而言，在兩數據流的情形中，專 用RS (例如RS一xl與RS—x2)具有與資源區塊RBSx相關的固定位置，而專用RS (例如 RS—yl與RS—y2)具有與RBHy相關的固定位置。資源分配的信息通過下鏈控制授予信道 而傳輸至WTRU20，其包括時間與頻率中的資源分配。因此，WTRU 20譯碼所述控制信 道已決定所指定的資源的位置。所指定的位置是映像至專用RS的位置，舉例而言，在 兩數據流的例子中，如果RBfcc被發信與譯碼，則WTRU20應讀取與RBfec相關的專用RS， 亦即RS—xl與RS—x2;如果RBtty被發信與譯碼，則WTRU 20應讀取與RBtty相關的專用RS， 亦即RS—yl與RS—y2。
因此，WTRU 20針對分配的次載波中的預編碼導引來擷取信息。
應注意到的是，根據所揭露的方法的專用RS是針對每一層或每一數據流而傳輸； 在單一使用者MIMO中，預編碼導引被用于屬于相同使用者的空間流或層，而在多使用 者MIMO中，預編碼導引使用于屬于不同使用者的數據流或層。
圖4說明了在不同次載波但在相同0F簡中的預編碼導引的示例布局。在此例中，
凡(n=l、 2、…、N)代表第n個傳輸天線的共同導引，P& (m=l、 2、…、M)代 表第m層或數據流的預編碼導引。在圖4所示的例子中，N-4且^4， D代表數據符號或 控制信道。
如圖4所示，在時序上的第一OFDM符號包括n個傳輸天線中每一個的共同導引信號 R,、 R2、 R3、 R4，在時序上的第二OFDM符號包括了在分別分配給專用RSs的次載波l、 4、 7、 IO中每一個預編的碼導引PP,、 PP3、 PP2、 PP4。共同參考信號R1與R2則包括于時序 上第五OFDM符號中，其允許使用共同參考信號R,、 R2、 R3、 R4的添補。
應注意到的是，D可包括數據或控制信道；舉例而言，在最初三個OF匿符號(亦 即，圖4所示時序中的前三行)中，D的一部份可為控制信道。
圖5說明了另一種示例布局，其中預編碼導引是位于不同的次載波與不同的OFDM符號中。在此例中，A" (n=l、 2、…、N)代表第n個傳輸天線的共同導引，f、 ( m=l、 2、…、M)代表第m層或數據流的預編碼導引。在圖5中說明了^4且M:4的例子，預編 碼導弓IPP,與PP2是傳輸于時序上的第二0FDM符號，而剩下的預編碼導弓IPP3與PP4是傳輸 于時序上的第六OFDM符號。此布局可實現多樣化，舉例而言，如果第二OFDM符號具有. 深的強弱，其可于第五0FDM符號不具深強弱時破壞PP,與PP2，并因而留下PP3與PP4。
圖6說明了另一種示例布局，其中預編碼導引PP,、 PP3、 PP2與PP4是包括于相同的 OFDM符號中并于時序上不同的一個OFDM符號中重復。如圖6所示，PP,、 PP3、 PP2與PPa 是包括于時序上的第二OF函符號中，而PP,與PP2是重復于時序上的第六0FDM符號中。 這種布局允許了欲使用的預編碼導引之增補。
本領域中具有通常知識者應該了解，在不同次載波與OF面符號的組合中的預編碼 導引的其它布局亦為可行；同時，當較常使用數據流1與2時，數據流1與2的預編碼導 引可以比數據流3與4的預編碼導引更為緊密，數據流的預編碼導引的位置也可交換或 改變。
如上所述，有效信道估計是MIMO所必須，因此本文揭露了一種使用專用參考信號 傳輸的預編碼導引的有效信道估計方法。WTRU20于接收器126處接收了0FDM區塊，接 收器126將區塊前送至有效信道估計器124以估計有效信道； 一旦有效信道被估計，解 調變器127便可使用此信息來解調變所接收的數據符號，并控制OF函區塊中所包含的 信道。
有效信道是針對所有天線所傳輸的每一個預編碼導引而加以估計；舉例而言，如 果存在四個天線與兩個數據流，則對于每一個專用導引HFl、 2以及N-4所接收的信號 模式可表示為
<formula>formula see original document page 9</formula>編碼效果的信道脈沖響應的有效信道，因此式(3)可表示為:<formula>formula see original document page 10</formula>
因此，在四個傳輸天線與兩個接收天線(MIM0 4x2)的例子中，有效信道可使用 下列式子而使用兩個預編碼導引加以估計
式<formula>formula see original document page 10</formula>式(6)
有效信道的估計可以輕易延伸至N個傳輸天線、具有Z個接收天線的M個數據流， 例如N二4、 M二4且Z二4。
圖7說明了利用預編碼導引進行有效信道估計的方法流程圖。WTRU 20從節點B 30 接收0F函區塊(步驟700) ; WTRU20根據所述共同參考信號所得的信道狀態信息、使 用各傳輸天線的共同參考信號來從一編碼本中選擇一預編碼或向量(步驟701);與 所選擇的預編碼向量有關的識別符，例如一指標，被傳送至節點B 30 (步驟702)。
接著，節點B 30的預編碼向量決定器115使用WTRU 20所傳輸、或根據其它準則所 選擇的指示符來選擇一預編碼向量(步驟703); —旦節點B 30選擇了預編碼向量， 預編碼處理器117即利用所選擇的預編碼向量對各傳輸天線的數據符號與導引信號進 行預編碼(步驟704);利用一傳輸的OFDM區塊的WTRU特定專用參考信號將預編碼導 引PP,…PPJ專輸至WTRU 20 (步驟705)。
WTRU20接收所傳輸的0FDM區塊，其包括了共同參考信號、數據符號或控制信道、 以及次載波中每一個傳輸天線的預編碼導引信號(步驟706);接著，有效信道估計 器124使用預編碼導引信號來針對每一個數據流估計有效信道(步驟707)，且WTRU20接著便使用估計的有效信道來對數據符號進行解調變。
揭露了一種替代方法，其中一部份的共同參考信號或預編碼導引信號可被估計以 插入其它數據至這些次載波中。根據此一替代例，于一L2/3發信、RRC發信、高層發 信或L1控制發信中將一觸發指示符傳輸至WTRU 20，其指示WTRU 20不應在時序上衣決 定的OFDM符號中接收一部份的共同參考信號(胞元特定參考信號)或預編碼導引信號 (WTRU特定專用參考信號)，WTRU接著會用于接收一數據符號；舉例而言，在高速條 件期間，節點B 30 (以L2/3發信、RRC發信、高層發信或L1控制發信)傳輸觸發指示 符通知WTRU 20尋找次載波中的參考符號，其中共同參考信號與編碼導引符號以重復 于OF匿信號中；在低速條件期間，節點B 30 (以L2/3發信、RRC發信、高層發信或L1 控制發信)傳輸觸發指示符通知WTRU 20尋找次載波中的參考符號，其中共同參考信 號與編碼導引符號以重復于OFDM信號中、或由于效率之故而不需使用。在此例中，數 據符號取代了參考符號，其中胞元特定參考信號與WTRU特定參考信號已經重復，此外， 可使用一專用參考觸發指示符來切換整個WTRU特定參考信號為開啟與關閉，亦即在不 需要所述專用參考信號時將所述WTRU特定參考信號切換關閉，而在需要時將所述WTRU 特定參考信號切換開啟。專用參考觸發指示的發信可以通過高層發信(例如L2/3 發信或無線電資源控制(RRC)發信)而半統計性地完成以降低花費；RS布局的發信 也可以通過層l控制發信而動態完成以利快速適應。觸發指示符與專用參考觸發指示 符可結合為一個2位或N位指示符，以供任何適當應用。觸發指示符或專用參考觸發指 示符也可產生至具有Q位的指示符中，其中QM。
圖8說明了替代方法的流程圖。節點B 30決定WTRU 20是否要尋找共同參考信號、 專用參考信號以及是否應該完全期待專用參考信號(步驟800); —旦節點B 30決定 了這些情況中任一個，則觸發指示符與專用參考觸發指示符會根據上述決定而被傳輸 至WTRU 20 (步驟801) 。 WTRU 20接收所述觸發指示符與專用參考觸發指示符(步驟 802);當WTRU 20接收那一個OFDM區塊時，WTRU 20即根據所接收的每一個觸發指示 符來讀取每一個次載波中的信息(步驟803);然后，有效信道估計器124根據所接收 的專用參考觸發指示符來決定有效信道估計(步驟804)。
揭露了另一種替代方法，其中使用了特定數量的WTRU特定參考信號的布局。在此 一方法中，節點B 30決定WTRU特定參考信號的特定布局；接著通過L2/3發信、RRC發 信、高層發信或L1控制發信，將所選擇之WTRU特定參考信號的布局的指示符發信至WTRU20，其指示WTRU 20應被期待以接收共同參考信號(胞元特定參考信號)與一預 編碼導引(WTRU特定專用參考信號)的一特定布局。舉例而言，當圖4、圖5與圖6中 的布局分別被標示為布局A、布局B與布局C時，節點B 30可于布局A、布局B與布局C 之間選擇一種布局，并將所選擇的布局發信至WTRU。在這個例子中，可以使用2位來 表示從三種可能布局中所選擇的布局。RS布局的發信可以通過高層發信(例如L2/3 發信或RRC發信)而半統計性地完成，以減少花費，RS布局的發信也可通過層1控制發 信而動態完成，以利快速適應。
圖9說明了所揭露方法的流程圖。節點B 30決定將使用多個0FDM區塊布局中的哪 一個來傳輸至WTRU 20 (步驟900); —旦節點B決定了OFDM布局， 一布局指示符即被 發信至WTRU 20 (步驟901)。根據從節點B 30接收到的布局指示符，WTRU 20在適當 的OF函布局內所分配的次載波中尋找共同參考信號與專用參考信號(步驟902)。
預編碼導引也可以取代部分的共同導引以減少整體導引花費，可以根據性能與導 引花費之間的考慮來決定最佳布局。預編碼導引可于胞元之間跳躍或調和以緩和或移 除胞元間干擾。預編碼導引可與相位、循環偏移碼、密碼、CAZAC序列等相乘以緩和 或移除胞元間干擾。
所揭露的方法可應用至演進通用移動通信系統陸地無線接入網(E-UTRA)的單一 使用者(SU)與多使用者(MU) MIMO系統，同時也可用于下鏈(DL) MIMO通信。
雖然在上述說明中是以特定組合來說明特征與組件，然每一個特征或組件可以單 獨使用而不需其它的特征與組件，或是在有或沒有其它特征或與組件下以不同的組合 加以使用。此處所提供的方法或流程可植于計算機程序、軟件或整合于計算機可讀儲 存媒體的韌體中，以由一通用計算機或處理器執行。計算機可讀儲存媒體的實例包括 只讀存儲器(ROM)、隨機存取內存(RAM)、緩存器、高速緩存、半導體記憶裝置、 磁性媒體(例如內部硬盤與可移除盤片)、磁光媒體、以及光學媒體(例如CD-ROM 盤片與數字多功能光盤(DVDs))。
適當的處理器包括，舉例而言，通用處理器、專用處理器、傳統處理器、數字信 號處理器(DSP)、多個微處理器、與DSP核心關聯的一或多個微處理器、控制器、微 控制器、專用集成電路(ASICs)、場可邊程門陣列(FPGAs)電路、任何型態的集成 電路(IC)、以及/或狀態機。與軟件相關的處理器可用于執行無線頻率收發器，以用于無線傳輸接收單元 (WTRU)、使用者設備(UE)、終端、基站、無線電網絡控制器(RNC)或任一計算 機主機。WTRU可結合模塊使用，植于硬件及/或軟件中，例如照相機、影音照相機 模塊、影音電話、喇叭擴音器、震動裝置、揚聲器、擴音器、電視收發器、耳機、鍵 盤、藍牙模塊、頻率調變(FM)無線電單元、液晶顯示器(LCD)顯示單元或有機發 光二極管(OLED)顯示單元、數字音樂播放器、影音游戲播放模塊、因特網瀏覽器、 以及/或任何一種無線局域網絡(WLAN)或超寬帶(UWB)模塊。
組件代表符號說明10LTE無線通信網絡
20WTRU
30節點B
40胞元
110傳輸器
115預編碼向量決定器
117預編碼處理器
118天線數組
120接收器
124信道處理器
125信道估計器
126接收器
127解調變器
70(T707步驟
80CT804步驟
900 902步驟
權利要求1. 一種用于傳輸一導引信號的傳輸器，包括一預編碼向量決定器，用于根據一準則來決定一預編碼向量；以及一預編碼處理器，用于利用所選擇的預編碼向量來預編碼所述導引信號；經預編碼的導引信號被傳輸于一接收器特定的專用參考信號中。
2. 如權利要求1所述的傳輸器，其特征在于，還包括一或多個傳輸天線以傳輸一數 據傳輸。
3. 如權利要求2所述的傳輸器，其特征在于，所述一或多個傳輸天線被設置以傳輸 所述數據傳輸，所述數據傳輸還包括所述接收器特定的專用參考信號。
4. 如權利要求3所述的傳輸器，其特征在于，所述一或多個傳輸天線被設置以傳輸 所述數據傳輸，所述數據傳輸還包括多個共同參考信號。
5. 如權利要求3所述的傳輸器，其特征在于，所述一或多個傳輸天線被設置以傳輸 所述數據傳輸，所述數據傳輸是一正交頻分復用區塊。
6. 如權利要求5所述的傳輸器，其特征在于，所述一或多個傳輸天線被設置以傳輸 所述正交頻分復用區塊中的一次載波，所述接收器特定的專用參考信號被分配至 所述正交頻分復用區塊中的所述次載波。
7. 如權利要求6所述的傳輸器，其特征在于，所述一或多個傳輸天線被設置以傳輸 一資源區塊，所述接收器特定的專用參考信號被映像至所述資源區塊，使得所述 接收器特定的專用參考信號的分配與所述資源區塊相關聯。
8. 如權利要求7所述的傳輸器，其特征在于，所述一或多個傳輸天線被設置以響應 所述資源區塊通過一控制授予信道的發信而傳輸所述資源區塊。
9. 如權利要求8所述的傳輸器，其特征在于，所述一或多個傳輸天線被設置以傳輸 所述次載波，所述接收器特定的專用參考信號被分配至在所述接收器特定的專用 參考信號的一位置中的所述次載波。
10. 如權利要求2所述的傳輸器，其特征在于，所述一或多個傳輸天線被設置以傳輸 多個數據流，以使一專用參考信號針對所述多個數據流中的每一個數據流而被傳 輸。
11. 如權利要求l所述的傳輸器，其特征在于，所述預編碼處理器被設置以預編碼所 述導引信號，所述導引信號被用以計算一有效信道估計。
12. 如權利要求6所述的傳輸器，其特征在于，更包含一觸發指示符，所述觸發指示 符發信以指示一共同參考信號或所述接收器特定的專用參考信號是否已重復于所 述正交頻分復用區塊中。
13. 如權利要求12所述的傳輸器，其特征在于，所述觸發指示符被設置以指示所述 共同參考信號或所述接收器特定的專用參考信號位于可以重復所述共同參考信號 或所述接收器特定的專用參考信號的一重復位置中。
14. 如權利要求13所述的傳輸器，其特征在于，所述觸發指示符被設置以指示在所 述重復位置中的一數據符號。
15. 如權利要求14所述的傳輸器，其特征在于，所述預編碼處理器被設置以預編碼 用于空間流或層的導引信號。
16. 如權利要求15所述的傳輸器，其特征在于，所述預編碼處理器被設置以預編碼 用于數據流或編碼字符的導引信號。
專利摘要一種包括WTRU專用的參考信號方案的方法與設備，其提供了有效的預編碼導引傳輸以及使用專用導引信號的有效信道估計。所述方法對于單一使用者(SU)與多使用者(MU)多重輸入多重輸出(MIMO)系統都有效。
文檔編號H04L1/06GK201307860SQ20082000710
公開日2009年9月9日 申請日期2008年2月18日 優先權日2007年2月16日
發明者潘俊霖, 阿連·Y·蔡 申請人:美商內數位科技公司