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CN105743554B - 使用信令信道的上行链路信道估计 - Google Patents

使用信令信道的上行链路信道估计 Download PDF

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CN105743554B CN201610127197.4A CN201610127197A CN105743554B CN 105743554 B CN105743554 B CN 105743554B CN 201610127197 A CN201610127197 A CN 201610127197A CN 105743554 B CN105743554 B CN 105743554B
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Abstract

描述了用于高效地导出上行链路信道估计而无需消耗太多额外上行链路资源的技术。用户装备(UE)无论何时只要希望在上行链路上传送数据就可在请求信道(REQCH)上发送对上行链路资源的请求。UE可在副载波集合上并从多个天线发送REQCH，例如在数据副载波上发送REQCH数据而在导频副载波上发送导频。B节点可接收该请求，基于收到导频码元估计导频副载波的复信道增益，并基于信道增益估计相干解调收到数据码元。B节点可基于经解调的数据码元来估计数据副载波的复信道增益，并基于导频和数据副载波的信道增益估计导出每个UE天线的信道估计。B节点可使用该信道估计用于MIMO调度、子带调度、以及率选择。

Description

使用信令信道的上行链路信道估计
本分案申请是PCT国际申请日为2007年3月20日、国家申请号为200780009730.6、题为“使用信令信道的上行链路信道估计”的PCT国家阶段专利申请的分案申请。
背景
I.领域
本公开一般涉及通信，尤其涉及用于执行信道估计的技术。
II.背景
无线多址系统可包括与用户装备(UE)通信的B节点(或基站)。每个UE可经由下行链路和上行链路上的传输与一个或多个B节点通信。下行链路(或即前向链路)是指从B节点至UE的通信链路，而上行链路(或即反向链路)是指从UE至B节点的通信链路。
系统可支持下行链路和/或上行链路上的多输入多输出(MIMO)传输。在上行链路上，一个或多个UE可从多个(T个)发射天线向B节点处的多个(R个)接收天线发送传输。由这T个发射天线和R个接收天线构成的MIMO信道可被分解成C个空间信道，其中C≤min{T,R}。通过利用这多个发射和接收天线构成的空间信道可实现改善的性能(例如，更高的吞吐量和/或更大的可靠性)。
任意数目个UE可能在任一给定时刻希望在上行链路上向B节点传送数据。通过选择其传输在B节点处彼此干扰尽可能小的一个或多个“兼容”UE可实现较佳性能。可通过(i)估计从希望在上行链路上传送数据的每个UE的每个发射天线到B节点处的每个接收天线的信道响应以及(ii)选择具有彼此最为正交的信道响应的发射天线群来确定兼容性。每个发射天线的信道响应可基于发送自该发射天线的导频来估计。希望在上行链路上传送数据的每个UE可被分配无线电资源以从该UE处的每个天线发射导频。然而，为了选择兼容UE以在上行链路上进行MIMO传输而用于信道估计的上行链路导频可能消耗大量的上行链路资源。
因此，本领域中需要一种高效估计UE的上行链路信道响应而不会消耗过多上行链路资源的技术。
概要
这里描述了用于高效地导出上行链路信道估计而无需消耗太多额外上行链路资源的技术。在一方面，UE无论何时只要希望在上行链路上传送数据就可在请求信道(REQCH)上发送对上行链路资源的请求。UE可同时或者以时间切换方式——每个时间区间从一个天线——从多个天线发送REQCH。UE还可在可跨一个或多个子带或可能跨整个系统带宽分布的副载波集合上发送REQCH。UE可在数据副载波上发送REQCH数据且在导频副载波上发送导频。
B节点可接收由UE在REQCH上发送的请求，并可基于该接收到的导频码元来估计导频副载波的复信道增益。B节点可基于信道增益估计将接收自数据副载波的数据码元相干解调。B节点还可基于经解调的数据码元来估计数据副载波的复信道增益，经解调的数据码元应该是可靠的，因为只有在来自该UE的请求能够被B节点正确解调的情况下该UE才可被调度进行上行链路传输。B节点随后可基于被用于REQCH的导频和数据副载波的信道增益估计来导出该UE处的每个天线的信道增益。B节点可将UE处的多个天线的信道估计用于各种用途，诸如针对上行链路MIMO传输的UE选择、子带调度、率选择等。
本公开的各个方面和特征在下面进一步具体说明。
附图简述
图1示出一种无线通信系统。
图2A到2C示出了LFDM、IFDM、以及EFDM的副载波结构。
图3A和3B示出了两种数据和导频结构。
图4示出了信令和数据经由两个天线的上行链路传输。
图5A到5C示出了用于REQCH的三种数据和导频模式。
图6和7分别示出了用于UE的过程和装置。
图8和9分别示出了用于B节点的过程和装置。
图10示出了B节点和两个UE的框图。
图11示出了发射(TX)数据和信令处理器的框图。
图12示出了接收(RX)空间处理器以及RX数据和信令处理器的框图。
具体描述
图1示出具有多个B节点110和多个UE 120的无线通信系统100。B节点一般是与UE通信的固定站并且也可被称为演进B节点(eNode B)、基站、接入点等。每个B节点110提供对一特定物理区域的通信覆盖，并支持位于该覆盖区域内的诸UE的通信。术语“蜂窝小区”取决于使用该术语的上下文可指B节点和/或其覆盖区域。系统控制器130可耦合至B节点110并为这些B节点提供协调和控制。系统控制器130可以是单个网络实体或网络实体的集合，例如接入网关(AGW)、无线电网络控制器(RNC)等。
UE 120可遍布于该系统内，且每个UE可以是固定或移动的。UE也可被称为移动站、移动装备、终端、接入终端、订户单元、站等。UE可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线通信设备、手持式设备、无线调制解调器、膝上型计算机等等。
本文中描述的技术可用于各种无线通信系统，诸如码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交FDMA(OFDMA)系统、单载波FDMA(SC-FDMA)系统等。CDMA系统可实现诸如通用地面无线电接入(UTRA)、演进UTRA(E-UTRA)、cdma2000等无线电技术。UTRA包括宽带CDMA(W-CDMA)和时分同步CDMA(TD-SCDMA)。cdma2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA系统可实现诸如全球移动通信系统(GSM)等的无线电技术。OFDMA系统可实现诸如长期演进(LTE)(其为E-UTRA的一部分)、IEEE 802.20、IEEE 802.16、等无线电技术。UTRA、E-UTRA、GSM以及LTE在来自名为“第三代伙伴项目(3GPP)”的组织的文档中进行了描述。cdma2000在来自名为“第三代伙伴项目2”(3GPP2)的组织的文档中进行了描述。这些不同的无线电技术和标准在本领域中是公知的。为了简明起见，以下针对LTE对这些技术的特定方面进行描述，并且在以下大多描述中使用了3GPP术语。
LTE在下行链路上利用正交频分多路复用(OFDM)而在上行链路上利用单载波频分多路复用(SC-FDM)。OFDM和SC-FDM将系统带宽分划成多个(K个)正交副载波，其通常也可称作频调、频槽、等等。每一副载波可用数据作调制。一般而言，调制码元在OFDM下是在频域中的副载波上发送，而在SC-FDM下是在时域中发送。SC-FDM包括(i)在连续副载波上传送数据的局部型FDM(LFDM)、(ii)在跨系统带宽分布的副载波上传送数据的交织型FDM(IFDM)、(iii)在多个连续副载波群上传送数据的增强型FDM(EFDM)、以及(iv)SC-FDM的其它变形。
图2A示出了LFDM的副载波结构210。系统总带宽BW MHz被划分成多个(K个)正交副载波，这些副载波被给予1至K的索引，其中K可以是任意整数值。毗邻副载波之间的间隔是BW/K MHz。该总共K个副载波的子集可用于传输。通常位于两个带沿的剩余副载波可用作保护副载波以允许系统满足谱掩模要求。为了简单起见，以下描述假定总共所有K个副载波可用于传输。对于副载波结构210，总共K个副载波被排成S个无重叠的集合，其中每个集合包含N个连续副载波，其中S>1，N>1且K＝S·N。
图2B示出了IFDM的副载波结构220。对于副载波结构220，总共K个副载波被排成S个无重叠的集合，并且每个集合包含跨总共K个副载波均匀分布的N个副载波群，其中K＝S·N。每个集合中的连续副载波相隔S个副载波。
图2C示出了EFDM的副载波结构230。对于副载波结构230，总共K个副载波被排成S个无重叠的集合，其中每个集合包含跨总共K个副载波分布的G个副载波群。对于每个集合，这G个群相隔S·V个副载波，且每个群包含V个连续副载波，其中N＝G·V。
一般而言，副载波结构可包括任意数目个无重叠的副载波集合。每个副载波集合可包含任意数目个副载波和总共K个副载波中的任一个。副载波集合可包含相同或不同数目个副载波。对于每个集合，该集合中的各副载波可以如图2A所示的彼此毗邻，如图2B所示的跨系统带宽均匀分布，如图2C所示的排在可跨系统带宽分布的多个群中，或者以其它方式排列。每个副载波集合可被指派给一个或多个UE。图2A到2C中的副载波结构还可用于OFDM。
总共K个副载波还可被划分为多个子带。每个子带可包括Q个连续副载波，其中Q可以是任意整数值。在一种设计中，Q是N的整数倍，且每个子带包括多个连续副载波集合。子带还可对应特定带宽，例如1MHz的带宽。
图3A示出了可用于OFDM和SC-FDM的数据和导频结构310的设计。在该设计中，时频块覆盖M个码元周期的时隙中的一组L个副载波。时隙还可被称为传输时间区间(TTI)等。这L个副载波对于LFDM可能彼此毗邻，对于IFDM可能跨总共K个副载波分布，或对于EFDM可能分布在多个群中。在图3A所示的示例中，该时频块覆盖M＝8个码元周期中的L＝20个副载波，其中6个码元周期被用于数据而两个码元周期被用于导频。一般而言，这M个码元周期可具有相等或不同的持续时长。在图3A所示的设计中，数据在长码元周期中发送，而导频在为长码元周期的一半持续时长的短码元周期中发送。在该设计中，在每个长码元周期中有L个副载波，但在每个短码元周期中仅有L/2个副载波。用以发送数据的副载波被称为数据副载波，而被用以发送导频的副载波被称为导频副载波。
如图3A所示，不同的天线可被指派不同的导频副载波。导频可使用频分复用(FDM)从这些天线同时被发射。
图3B示出了也可用于OFDM和SC-FDM的数据和导频结构320的设计。在该设计中，时频块负载覆盖M个相等持续时长的码元周期的时隙中的一组L个副载波。在图3B所示的示例中，该时频块覆盖M＝7个码元周期中的L＝12个副载波，其中6个码元周期被用于数据而一个码元周期被用于导频。导频可使用码分复用(CDM)在相同导频结构上从一个或多个天线被发射。例如，不同天线可被指派不同的正交序列，例如不同的Chu序列。
图3A和3B示出了将时频资源分割成多个块的两个示例。也可使用其它结构发送数据和导频。还可将传输时间线分割为多个子帧。每个子帧可包括预定数目个时隙，例如两个时隙。还可将传输时间线分割为其它时间单元。
B节点可支持单用户MIMO(SU-MIMO)和/或多用户MIMO(MU-MIMO)。在上行链路上，SU-MIMO是指给定时频块上来自单个UE的MIMO传输。MU-MIMO是指同一时频块上来自多个UE的MIMO传输。MU-MIMO也被称为空分多址(SDMA)。SU-MIMO可被用于一些时频块，而MU-MIMO可被用于其它时频块。B节点还可支持空时发射分集(STTD)、空频发射分集(SFTD)、和/或其它传输方案。这些各种发射分集方案可被考虑为MIMO的特殊模式。
一给定时频块可被指派给一个或多个UE。单个UE可经由该UE处的多个发射天线在给定数据副载波上发送多个数据码元。多个UE也可经由这些UE处的不同发射天线在相同数据副载波上发送多个数据码元。
图3A示出了对于MU-MIMO情形一个时频块中数据和导频副载波到两个UE的示例指派。在该示例中，两个UE可共享每个长码元周期中的L个数据副载波。每个UE可被指派每个短码元周期中导频副载波的一半。在一个短码元周期中被指派给每个UE的L/4个导频副载波可如图3A所示的跨该时频块分布。每个UE在这两个短码元周期中可被指派相同的导频副载波(如图3A所示)或不同的导频副载波(图3A中未示出)。对于SU-MIMO，时频块还可被指派给具有两个发射天线的单个UE。在这种情形下，每个天线可被指派每个短码元周期中导频副载波的一半。
一般而言，时频块可对应MU-MIMO情形被指派给任意数目个UE或对应SU-MIMO情形可被指派给具有任意数目个发射天线的单个UE。对于MU-MIMO，不同UE可共享相同的数据副载波，但可被指派不同的导频副载波(例如，如图3A所示)或者可共享相同的导频副载波(例如，如图3B所示)。对于SU-MIMO，单个UE处的不同发射天线可共享相同的数据副载波，但可被指派不同的导频副载波(例如，如图3A所示)或者可共享相同的导频副载波(例如，如图3B所示)。对于SU-MIMO和MU-MIMO两者，B节点可基于指派给每个UE天线的导频副载波导出每个UE天线跨频率及可能跨时间的信道估计。为了简单起见，以下大多描述假定具有两个天线的UE。
图4示出用于具有两个发射天线1和2的UE的上行链路传输方案400的设计。发射天线1可被指定为主天线，而发射天线2可被指定为副天线。在该设计中，UE可周期性地估计B节点的下行链路信道质量，确定该下行链路的信道质量指示符(CQI)，并在CQI信道(CQICH)上将该CQI发送给B节点。例如，UE可每20子帧发送一次CQI报告。
只要UE希望在上行链路上传送数据，该UE就可在请求信道(REQCH)上向B节点发送对上行链路资源的请求。一般而言，请求信道可以是用以发送对用于传输的资源的请求的任何信道。请求可包括诸如UE处天线的数目、UE的数据队列大小、所请求的资源的量等任意信息。B节点可接收到来自UE的请求，向UE指派上行链路资源(例如，一个或多个时频块)，并在共享下行链路控制信道(SDCCH)上向UE发送对所指派的上行链路资源的许可。UE随后可在所指派的上行链路资源上传送数据。
在一种设计中，UE可经由主天线周期性地传送CQICH。B节点可基于CQICH对主天线执行链路的功率控制，并可将主天线的发射功率调节至合需电平，例如以实现目标收到信噪比(SNR)。B节点还可使用在CQICH上接收到的CQI为向UE的下行链路传输选择适当数据率。
UE可经由一个或多个天线以各种方式发射REQCH。UE可同时从多个天线发射REQCH，例如如图4所示。UE也可以时间切换方式从多个天线发射REQCH，例如在一个时间区间从一个天线而之后在另一时间区间从另一天线发射等，也是如图4所示。一般而言，时间区间可对应码元周期、时隙、子帧等。UE还可以其它方式从多个天线发射REQCH，例如相比于从副天线发射，更频繁地从主天线发射REQCH。UE可在特定子带上、在少数子带上、或跨整个系统带宽发射REQCH。REQCH上的传输可向B节点提供REQCH与CQICH之间的增量(△)功率谱密度(PSD)。REQCH和CQICHI可在相同时间区间(例如，如图4所示)和/或在不同时间区间(图4中未示出)中发射。例如，CQICH可在定期区间上发射，而REQCH可在UE希望在上行链路上发送数据时发射。
UE可具有可被耦合至该UE处的多个天线之一的单个功率放大器(PA)。该单PA UE在任意给定时刻仅能从一个天线发射。UE还可具有用于多个天线的多个PA，例如每个天线一个PA。该多PA UE能够同时从多个天线发射。
图5A示出了用于供具有单个PA或多个PA的UE以时间切换方式从多个天线发射REQCH的数据和导频模式510的设计。模式510基于图3A中所述的数据和导频副载波。UE可在一组数据和导频副载波上发射REQCH。这些数据和导频副载波可跨系统带宽(或总共K个副载波)分布以实现REQCH的频率分集，并允许B节点估计跨整个系统带宽的信道响应。或者，数据和导频副载波可跨系统带宽的一部分——例如一个或少数子带——分布。
在图5A所示的设计中，UE可在码元周期1中从天线1在数据副载波上发射REQCH数据，在码元周期2中从天线1在导频副载波上发射REQCH导频，在码元周期7中从天线2在导频副载波上发射REQCH导频，以及在码元周期8中从天线2在数据副载波上发射REQCH数据。UE由此可在任意给定码元周期从单个天线发射REQCH数据或导频。
图5B示出了用于供具有多个PA的UE同时从多个天线发射REQCH的数据和导频模式520的设计。模式520也是基于图3A中所述的数据和导频副载波。UE可在可跨全部或部分系统带宽的数据和导频副载波集合上发射REQCH。该数据和导频副载波的集合可被划分为两个子集。第一子集可包含该集合中数据和导频副载波的一半，而第二子集可包含该集合中数据和导频副载波的另一半。在图5B所示的设计中，UE可在码元周期1和2中从天线1在第一副载波子集上发射REQCH数据和导频而从天线2在第二副载波子集上发射它们。UE可在码元周期7和8中从天线1在第一副载波子集上发射REQCH数据和导频而从天线2在第二副载波子集上发射它们。UE由此可在任意给定码元周期从两个天线发射REQCH数据或导频。
图5C示出了用于供具有多个PA的UE同时从多个天线发射REQCH的数据和导频模式530的设计。模式530基于图3B中所述的数据和导频副载波。UE可在一个或多个时隙中的一个或多个时频块上发射REQCH。例如，UE可在一子帧的两个时隙中的两个时频块上发射REQCH，且这两个时频块位于系统带宽的不同部分。一般而言，UE可在任意数目的时频块上发射REQCH，这些时频块可以任意方式跨频率跳跃。在每个时频块中，UE可在导频副载波上发射REQCH导频并可在每个导频副载波的两侧的两个数据副载波上发射REQCH数据。
图5A到5C示出了用于从两个天线发射REQCH的三种示例数据和导频模式。REQCH还可以其它方式、基于其它数据和导频模式、和/或从不同数目的天线进行发射。此外，可以仅在REQCH上发送数据，或者可在REQCH上发送数据和导频两者。
一般而言，用于REQCH的数据副载波的数目可取决于在该REQCH上发送的请求中的信息量。导频副载波可被用来提供参考，该参考可被用于数据副载波的相干解调。数据和导频副载波可以群集来布置，其中每个群集包括一个或多个数据副载波和一个或多个导频副载波。在图5A到5C所示的设计中，每个群集包括两个数据副载波和一个导频副载波。REQCH数据和导频在每个群集中可从同一发射天线发送。信道增益估计可从每个群集中的导频副载波导出，并被用于该群集中数据副载波的相干解调。
UE可在可与其它UE共享的时频资源上——例如以类似于随机接入信道的方式——发射REQCH。这样，来自该UE的REQCH传输就可能与来自其它UE的REQCH传输相冲突。UE可为不同REQCH传输选择不同的时频资源以避免与其它UE的无休止冲突。系统还可为REQCH分配足够量的共享资源以实现对于REQCH传输而言的可接受的冲突率。
UE可被指派专用时频资源用于发射REQCH，则能够避免与其它UE的冲突。UE可在CQICH上发送一指定码字以指示该UE希望发射REQCH。B节点一旦在CQICH上接收到来自该UE的码字就可向该UE指派专用资源。不同的UE可被指派不同的时频资源用于发射REQCH。无论何时每个UE只要希望在上行链路上传送数据，该UE就可在其被指派的时频资源上发射其请求。任意数目的UE可在任意给定时刻在REQCH上发射请求。
B节点可接收来自每个UE的REQCH，并可基于该接收到的导频码元来估计该UE的导频副载波的复信道增益。B节点随后可基于从每个UE的导频副载波导出的信道增益估计相干解调该UE的数据副载波。B节点还可基于经解调的数据码元来估计每个UE的数据副载波的复信道增益。由于只有在来自UE的请求能够被B节点正确解码的情况下该UE才可被调度进行上行链路传输，因此来自该UE的经解码的请求可被用来重构该UE针对该请求所发送的数据码元。经重构的数据码元将是可靠的，并且可被用作信道估计的另外导频码元。B节点可基于被每个UE用于REQCH的导频和数据副载波的信道增益估计来导出该UE处的每个天线的信道增益。每个UE的MIMO信道估计可包括该UE处所有天线的信道估计。
B节点可将REQCH用于以下一项或多项：
·针对SU-MIMO和MU-MIMO的UE选择——在例如时频块的相同时频资源上选择单个UE进行SU-MIMO操作或选择多个UE进行MU-MIMO操作，
·子带调度——为UE选择子带，
·率选择——为每个调度的UE选择一个或多个率，以及
·功率控制和参考功率电平调节——调节每个UE的发射功率。
REQCH可被用于MIMO传输的UE选择。每个UE的MIMO信道估计可基于该UE发送的REQCH来估计。可评估不同UE的MIMO信道估计以选择兼容UE进行上行链路上的MIMO传输。例如，可如下选择两个UE进行一给定时频块上的MU-MIMO操作。不同UE的不同天线对可被标识。每个天线对的信道估计可被评估以确定用该天线对构成的MIMO信道的等级和可达数据率。等级和数据率可取决于天线对的信道估计之间正交性的量。具有最为正交的信道估计的天线对可被选中，且具有这些天线的UE可被调度在相同时频块上进行上行链路传输。除MU-MIMO之外，UE的MIMO信道估计还可被用于SU-MIMO和用于发射分集方案的天线选择。一般而言，一给定UE可被调度仅在主天线、或仅在副天线、或这两种天线上进行上行链路传输。如果一单个UE可实现比针对MU-MIMO所评估的所有天线对更佳的性能，则给定时频块也可被指派给该单个UE进行SU-MIMO。
REQCH可被用于子带调度。如果用于REQCH的数据和导频副载波跨系统带宽分布则可导出每个UE的宽带信道估计。每个UE的宽带信道估计可被用于子带调度以便为该UE选择合适子带。由于可能因无线环境中的多径而引起的频选衰落，一给定UE的信道估计可能会在系统带宽上变化较大。UE可被调度在具有高信道增益和/或高收到SNR的子带上进行上行链路传输。
REQCH可被用于率选择。B节点可估计被调度进行上行链路传输的每个UE处的每个天线的收到SNR。该SNR可以是基于接收自REQCH的导频码元、接收自REQCH的数据码元、和/或接收自其它上行链路传输的导频码元和数据码元来估计的。B节点可基于该SNR估计为每个被调度的UE处的每个天线选择数据率。
REQCH还可被用于功率控制和参考功率电平调节。CQICH的发射功率可经由功率控制来调节以实现目标SNR。REQCH可相对于CQICH以固定功率关系进行发送。REQCH的SNR则可以经由对CQICH的功率控制以及REQCH与CQICH之间的固定功率关系来控制。
这里所述的技术允许导出UE的上行链路信道估计而无需消耗较多(若消耗)额外资源。如果以及当UE希望在上行链路上传送数据时，这些UE可在REQCH上发送请求。REQCH的资源由此仅在需要时消耗。此外，如果支持MIMO操作并且UE希望这种操作，则UE可从多个天线发送REQCH。REQCH上的传输可被方便地用作参考信号以导出该UE的信道估计。由于在任意情形下UE发送REQCH用于上行链路调度，所以导致极少或无需额外的上行链路开销来“测探”上行链路MIMO信道和导出这些UE的信道估计。使用REQCH进行测探会远比向每个UE指派专用资源用于发射宽带导频更加高效。无论何时只要UE希望使用MIMO在上行链路上传送数据，REQCH就可被用作宽带导频。
图6示出了UE所执行的过程600的设计。用于信令信道的副载波集合可被确定(框612)。副载波集合可跨系统带宽或跨多个子带分布以支持宽带信道估计。可在该副载波集合上的信令信道上并从该UE处的多个天线发送消息(框614)。该信令信道可以是REQCH，且该消息可以是对上行链路资源的请求。该消息可以是同时或者每个时间区间从一个天线以时间切换方式从多个天线发送的。
用于信令信道的副载波集合可包括多个数据副载波和多个导频副载波。消息数据可在例如第一码元周期中的多个数据副载波上发送。导频可在例如紧跟第一码元周期的第二码元周期中的多个导频副载波上发送。第二码元周期可具有与第一码元周期相同或比第一码元周期短的持续时长。导频可以使用FDM(例如，如图5A和5B所示)或使用CDM(例如，如图5C所示)在导频副载波上并从多个天线被发送。
用于信令信道的副载波集合可以各种方式来获得。在一种设计中，副载波集合可包括多个副载波子集，例如如图5B中所示的每个天线一个副载波子集。消息可在同一码元周期中在多个副载波子集上从多个天线发送。副载波集合还可包括多个副载波群集，其中每个群集包括至少一个数据副载波和至少一个导频副载波。消息数据和导频可从一个天线在每个副载波群集上发送。在另一设计中，副载波集合可属于可跨系统带宽分布的多个时频块，例如如图5C所示。时频块可在不同时间区间或时隙中跨系统带宽跳跃。
可从多个天线当中的主天线在CQICH上发送CQI报告(框616)。CQICH的发射功率可经由功率控制来调节。REQCH的发射功率可被设置成与CQICH的发射功率有一预定偏移量。
图7示出了用于UE的装置700的设计。装置700包括用于确定用于信令信道——例如REQCH——的副载波集合的装置(模块712)，用于在该副载波集合上的信令信道上并从该UE处的多个天线发送消息的装置(模块714)，以及用于从这多个天线当中的主天线在CQICH上发送CQI报告的装置(模块716)。模块712到716可包括处理器、电子设备、硬件设备、电子组件、逻辑电路、存储器等，或其任意组合。
图8示出了B节点所执行的过程800的设计。可接收到在副载波集合上并从UE处的多个天线发送的信令信道上的消息(框812)。该信令信道可以是REQCH，且该消息可以是对上行链路资源的请求。对该UE处的多个天线的信道估计可基于接收到的消息——例如基于接收到的该消息的导频码元和/或数据码元来导出(框814)。
用于信令信道的副载波集合可包括多个数据副载波和多个导频副载波。该消息的相干解调可通过(i)基于接收自导频副载波的导频码元导出第一信道估计和(ii)基于该第一信道估计解调接收自数据副载波的数据码元来执行。接收到的消息的数据码元可被重构。随后可基于该经重构的数据码元和收到数据码元导出第二信道估计。对UE处的多个天线的信道估计可分别基于从收到导频码元和收到数据码元获得的第一和第二信道估计导出。
对于子带调度，可基于对UE的信道估计从多个可用子带当中选择用于该UE的子带(框816)。所选子带中的时频资源可被指派给UE进行上行链路传输。SNR也可基于接收到的消息来估计。可基于估计出的SNR选择至少一个用于上行链路传输的率。
对于MIMO调度，例如可基于接收自多个UE的消息导出对这些UE处的多个天线的信道估计(框818)。可基于对这些UE的信道估计从多个UE当中选择单个UE或多个UE来在共享时频资源上同时传输(框820)。例如可使用天线选择来选择将单个UE选择成经由一个或多个天线传输。多个UE可被选择成经由这些UE处的不同天线进行同时传输。框820的结果可以是多个UE处的多个天线、一个UE处的多个天线、一个UE处的仅一个天线等。最佳选择可取决于所有UE处的所有天线的MIMO信道。因此一个UE处的一个天线可在一给定时刻针对给定时频资源提供最佳链路吞吐量是可能的。MIMO调度还可被执行用于发射分集方案。在该情形下，可使用对UE处的两个天线的信道估计进行UE选择。
图9示出了用于B节点的装置900的设计。装置900包括用于接收在副载波集合上并从UE处的多个天线发送的信令信道(例如，REQCH)上的消息(例如，对上行链路资源的请求)的装置(模块912)，用于基于接收到的消息——例如基于接收到的该消息的导频码元和/或数据码元——来导出对该UE处的多个天线的信道估计的装置(模块914)，用于基于对UE的信道估计从多个子带当中选择用于该UE的子带的装置(模块916)，用于例如基于接收自多个UE的消息导出对这些UE处的多个天线的信道估计的装置(模块918)，以及用于基于对这些UE的信道估计从多个UE当中选择单个UE或多个UE以在共享时频资源上同时传输的装置(模块920)。模块912到920可包括处理器、电子设备、硬件设备、电子组件、逻辑电路、存储器等，或其任意组合。
图10示出了系统100中一个B节点110以及两个UE 120x和120y的设计的框图。在图10中，UE 120x配备有单个天线1032x，UE 120y配备有多个(T个)天线1032a到1032t，以及B节点110配备有多个(R个)天线1052a到1052r。每个天线可以是物理天线或天线阵。为了简单起见，图10仅示出了用于上行链路上的数据和信令传输以及下行链路上的信令传输的处理单元。
在每个UE 120处，发射(TX)数据和信令处理器1020可从数据源1012接收话务数据，处理(例如，格式化、编码、交织、及码元映射)该话务数据，并生成对应话务的数据码元。处理器1020还可从控制器/处理器1040接收信令数据(例如，对应REQCH和CQICH)，处理该信令数据，并生成对应信令的数据码元。处理器1020还可生成导频码元并将其与数据码元多路复用。如在此所使用的，数据码元是对应话务或信令的码元，导频码元是对应导频的码元，而码元通常是复数值。数据码元和导频码元可以是源于诸如PSK或QAM等调制方案的调制码元。导频是为UE和B节点两者先验已知的数据。
在UE 120y处，TX MIMO处理器1022y可对数据和导频码元执行发射机空间处理(例如，直接MIMO映射、预编码等)。数据码元可从一个天线发送以进行直接MIMO映射或可从多个天线发送以进行预编码。处理器1022y可向T个调制器(MOD)1030a到1030t提供T个输出码元流。在UE 120x处，处理器1020x可向调制器1030x提供单个输出码元流。每个调制器1030可对输出码元执行调制(例如，对应SC-FDM、OFDM等)以获得输出码片。每个调制器1030可进一步处理(例如，转换至模拟、滤波、放大、及上变频)其输出码片并生成上行链路信号。在UE120x处，来自调制器1030x的单个上行链路信号可从天线1032x被发射。在UE 120y处，来自调制器1030a到1030t的T个上行链路信号可分别从T个天线1032a到1032t被发射。
在B节点110处，R个天线1052a到1052r接收来自UE 120x和120y以及可能来自其它UE的上行链路信号。每个天线1052向相应的解调器(DEMOD)1054提供收到信号。每个解调器1054可处理(例如，滤波、放大、下变频、及数字化)其收到信号以获得样本。每个解调器1054还可对样本执行解调(例如，对应SC-FDM、OFDM等)以获得收到码元。接收(RX)空间处理器1060可基于收到导频码元估计不同UE的信道响应，对收到数据码元执行MIMO/SIMO检测，并提供数据码元估计。RX数据和信令处理器1070可处理(例如，码元映射、解交织、及解码)数据码元估计，向数据汇1072提供经解码的话务数据，并向控制器/处理器1080提供经解码的信令数据。
B节点110可将话务数据和信令数据(例如，对上行链路资源的许可、对CQICH的功率控制命令等)发送给UE。信令数据可由TX信令处理器1074处理并进一步由调制器1054a到1054r处理以生成R个下行链路信号，后者可经由R个天线1052a到1052r被发送。在每个UE120处，来自B节点110的下行链路信号可由一个或多个天线1032接收，由一个或多个解调器1030处理，并进一步由RX信令处理器1034处理以恢复B节点110发送的信令数据。
控制器/处理器1040x、1040y、和1080可分别控制UE 120x和120y以及B节点110处的各种处理单元的操作。存储器1042x、1042y、及1082可分别存储UE 120x和120y以及B节点110的数据和程序代码。调度器1084可基于接收自UE的请求、对UE导出的信道估计等来调度UE进行传输。 图11示出了图10中多天线UE 120y处的TX数据和信令处理器1020y的设计的框图。在处理器1020y内，TX数据处理器1110可处理话务数据并提供话务数据的数据码元。TX CQICH处理器1112可处理CQI报告并提供CQICH的数据码元。TX REQCH处理器1114可处理请求消息并提供REQCH的数据码元。导频处理器116可处理导频数据并提供话务的导频码元(例如，如图3A或3B所示)和REQCH的导频码元(例如，如图5A、5B或5C所示)。
码元-副载波映射器1120可从处理器1110到1116接收数据和导频码元并可在适当码元周期中将这些码元映射到适当天线上的适当副载波上。映射器1120可将数据码元映射到数据副载波，将导频码元映射到导频副载波，在每个数据码元周期中将经映射的数据码元提供给适当天线，并在每个导频码元周期中将经映射的导频码元提供给适当天线。例如，映射器1120可如图5A、5B或5C所示地映射REQCH的数据和导频码元。映射器1120例如可取决于可用PA的数目在每个码元周期中提供一个或多个经映射的码元的流。例如，映射器1120(i)在一个PA可用的情况下可将一个经映射的码元流在不同的码元周期提供给不同的天线或者(ii)在多个PA可用的情况下可将多个经映射的码元流提供给多个天线。
图12示出了图10中B节点110处的RX空间处理器1060以及RX数据和信令处理器1070的设计的框图。在RX空间处理器1060内，来自R个解调器1054a到1054r的收到码元可被分别提供给R个码元-副载波解映射器1210a到1210r。每个解映射器1210可将接收自导频副载波的导频码元提供给基于导频的信道估计器1212并将接收自数据副载波的数据码元提供给MIMO/SIMO检测器1220。信道估计器1212可基于收到导频码元导出导频副载波的信道增益估计。REQCH的导频副载波可如图5A、5B或5C所示。话务数据的导频副载波可如图3A或3B所示。MIMO/SIMO检测器1220可用该信道增益估计对收到数据码元执行检测并提供数据码元估计。对于REQCH，MIMO/SIMO检测器1220可用每个副载波群集的信道增益估计来对该群集中的收到数据码元执行检测。对于话务数据，MIMO/SIMO检测器1220可基于最小均方误差(MMSE)、具有连续干扰消除(SIC)的MMSE、迫零、或一些其它技术对来自所有R个接收天线的收到数据码元执行MIMO/SIMO检测。
在RX数据和信令处理器1070内，RX REQCH处理器1240可将REQCH的数据码元估计解调并解码并将经解码的请求消息提供给调度器1084。处理器1240还基于经解码的请求消息重构REQCH的数据码元并将经重构的数据码元提供给基于数据的信道估计器1222。RX数据处理器1242可将话务的数据码元估计解调并解码并将经解码的话务数据提供给数据汇1072。
信道估计器1222可基于经重构的数据码元和收到数据码元导出数据副载波的信道增益估计。REQCH的数据副载波可如图5A、5B或5C所示。最终信道估计器1230可从信道估计器1212和1222接收导频和数据副载波的信道增益估计并可导出在该REQCH上发射的每个UE处的每个天线的信道估计。对于每个UE天线，信道估计器1230可基于导频和/或数据副载波的信道增益估计导出该UE天线的信道冲激响应估计，对信道冲激响应估计的信道抽头滤波和/或设阈值，并导出对应总共K个副载波的全部或子集的UE天线的最终信道增益估计。信道估计器1230还可以其它方式——例如对导频和数据副载波的信道增益估计滤波或内插——来导出对应总共K个副载波的全部或子集的每个UE天线的最终信道增益估计。
噪声和干扰估计器1232可基于接收自信道估计器1212的导频码元和/或接收自信道估计器1222的数据码元和经重构的数据码元来估计每个UE天线的噪声和干扰。率选择器1234可基于信道估计和以及噪声和干扰估计来选择用于每个UE天线的率。
调度器1084可接收UE的经解码的请求消息以及这些UE处各天线的信道估计和率。调度器1084可基于它们的信道估计和率来选择UE进行SU-MIMO和/或MU-MIMO。调度器1084还可基于信道估计和率来执行子带调度。调度器1084可提供在每个调度区间中被调度进行上行链路传输的UE的列表、被指派给所调度的UE的上行链路资源(例如，时频块)、以及所调度的UE将用于上行链路传输的率。
本文中描述的这些技术可通过各种手段来实现。例如，这些技术可在硬件、固件、软件、或其组合中实现。对于硬件实现，用于执行这些技术的各个处理单元可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计成执行本文中描述的功能的其他电子单元、计算机、或其组合内实现。
对于固件和/或软件实现，这些技术可用执行本文中描述的功能的模块(例如，程序、函数等等)来实现。这些固件和/或软件指令可被存储在存储器(例如，图10中的存储器1042x、1042y或1082)中，并由处理器(例如，处理器1040x、1040y或1080)执行。该存储器可被实现在处理器内，或可外置于处理器。固件和/或软件指令还可被存储在诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦PROM(EEPROM)、闪存、压缩盘(CD)、磁或光数据存储设备等其它处理器可读介质中。
提供前面对公开的描述是为了使本领域任何技术人员皆能制作或使用本公开。对该公开各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他变形而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所述的示例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征一致的最广义的范围。

Claims (33)

1.一种用于通信的装置，包括：
处理器，配置成：
确定将用于信令信道的副载波集合；
在所述副载波集合上的所述信令信道上并从所述装置处的多个天线发送消息，其中所述副载波集合属于跨系统带宽分布的至少两个时频块，并且其中所述至少两个时频块在不同时间区间中跨所述系统带宽跳跃，并且其中所述消息是对上行链路资源的请求，并且其中所述处理器被配置成在时间区间中同时地从所述多个天线发送所述消息；
在所述副载波集合中的导频副载波上发送导频码元；以及
基于所述对上行链路资源的请求，接收与至少一个其他装置共享的时频资源的指派，其中所述指派是基于从所发送的导频码元导出的对在所述装置处的所述多个天线的信道估计以及从自所述至少一个其他装置传送的其他导频码元导出的对在所述至少一个其他装置处的天线的信道估计来选择的；以及
耦合至所述处理器的存储器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成从所述多个天线当中的主天线在CQI信道(CQICH)上发送信道质量指示符(CQI)报告。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副载波集合包括多个数据副载波和多个导频副载波，且其中所述处理器被配置成在所述多个数据副载波上发送消息数据而在所述多个导频副载波上发送所述导频码元。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成在第一码元周期中的所述多个数据副载波上发送所述消息数据而在紧跟所述第一码元周期的第二码元周期中的所述多个导频副载波上发送所述导频码元。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成使用频分复用(FDM)在所述多个导频副载波上并从所述多个天线发送所述导频码元。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成使用码分复用(CDM)在所述多个导频副载波上并从所述多个天线发送所述导频码元。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副载波集合包括多个副载波子集——所述多个天线中的每一天线一个副载波子集，且其中所述处理器被配置成在码元周期中在所述多个副载波子集上从所述多个天线发送所述消息。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副载波集合包括多个副载波群集，每个群集包括至少一个数据副载波和至少一个导频副载波，且其中所述处理器被配置成从所述多个天线之一在每个副载波群集上发送消息数据和导频。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述副载波集合跨系统带宽分布。
10.一种用于通信的装置，包括：
处理器，配置成：
确定将用于信令信道的副载波集合；
在所述副载波集合上的所述信令信道上并从所述装置处的多个天线发送消息，并且其中所述消息是对上行链路资源的请求；
从所述多个天线当中的主天线在CQI信道(CQICH)上发送信道质量指示符(CQI)报告；
在所述副载波集合中的导频副载波上发送导频码元；
基于所述对上行链路资源的请求，接收与至少一个其他装置共享的时频资源的指派，其中所述指派是基于从所发送的导频码元导出的对在所述装置处的所述多个天线的信道估计以及从自所述至少一个其他装置传送的其他导频码元导出的对在所述至少一个其他装置处的天线的信道估计来选择的；
经由功率控制调节所述CQICH的发射功率；以及
将所述信令信道的发射功率设置成与所述CQICH的发射功率具有一预定偏移量；以及
耦合至所述处理器的存储器。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述副载波集合属于跨系统带宽分布的至少两个时频块。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述至少两个时频块在不同时间区间中跨所述系统带宽跳跃。
13.一种用于通信的方法，包括：
确定将用于信令信道的副载波集合；以及
在所述副载波集合上的所述信令信道上并从装置处的多个天线发送消息，其中所述副载波集合属于跨系统带宽分布的至少两个时频块，并且其中所述至少两个时频块在不同时间区间中跨所述系统带宽跳跃，并且其中所述消息是对上行链路资源的请求，并且其中所述发送被配置成在时间区间中同时地从所述多个天线发送所述消息；
在所述副载波集合中的导频副载波上发送导频码元；以及
基于所述对上行链路资源的请求，接收与至少一个其他装置共享的时频资源的指派，其中所述指派是基于从所发送的导频码元导出的对在所述装置处的所述多个天线的信道估计以及从自所述至少一个其他装置传送的其他导频码元导出的对在所述至少一个其他装置处的天线的信道估计来选择的。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述副载波集合包括多个数据副载波和多个导频副载波，且其中在所述信令信道上发送所述消息包括
在所述多个数据副载波上发送消息数据，以及
在所述多个导频副载波上发送所述导频码元。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述发送导频包括
使用码分复用(CDM)在所述多个导频副载波上并从所述多个天线发送所述导频码元。
16.一种用于通信的装置，包括：
用于确定将用于信令信道的副载波集合的装置；以及
用于在所述副载波集合上的所述信令信道上并从所述装置处的多个天线发送消息的装置，其中所述副载波集合属于跨系统带宽分布的至少两个时频块，并且其中所述至少两个时频块在不同时间区间中跨所述系统带宽跳跃，并且其中所述消息是对上行链路资源的请求，并且其中所述用于发送的装置被配置成在时间区间中同时地从所述多个天线发送所述消息；
用于在所述副载波集合中的导频副载波上发送导频码元的装置；以及
用于基于所述对上行链路资源的请求，接收与至少一个其他装置共享的时频资源的指派的装置，其中所述指派是基于从所发送的导频码元导出的对在所述装置处的所述多个天线的信道估计以及从自所述至少一个其他装置传送的其他导频码元导出的对在所述至少一个其他装置处的天线的信道估计来选择的。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述副载波集合包括多个数据副载波和多个导频副载波，且其中所述用于在所述信令信道上发送所述消息的装置包括
用于在所述多个数据副载波上发送消息数据的装置，以及
用于在所述多个导频副载波上发送所述导频码元的装置。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述用于发送所述导频码元的装置包括用于使用码分复用(CDM)在所述多个导频副载波上并从所述多个天线发送所述导频码元的装置。
19.一种用于通信的装置，包括：
处理器，配置成：
接收在副载波集合上并从多个用户装备(UE)处的多个天线发送的信令信道上的消息；
在所述副载波集合中的导频副载波上接收导频码元；
基于所接收到的导频码元导出所述多个天线的信道估计，其中所述副载波集合属于跨系统带宽分布的至少两个时频块，并且其中所述至少两个时频块在不同时间区间中跨所述系统带宽跳跃，并且其中所述消息是对上行链路资源的请求，并且其中所述处理器被配置成在时间区间中同时地从所述多个天线接收所述消息；以及
基于所导出的所述多个UE处的所述多个天线的所述信道估计从所述多个UE当中选择至少两个UE在共享时频资源上同时进行传输；以及
耦合至所述处理器的存储器。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述副载波集合包括多个数据副载波和多个导频副载波，且其中所述处理器被配置成接收所述多个导频副载波上的所述导频码元，基于所述收到导频码元导出第一信道估计，接收所述多个数据副载波上的数据码元，并基于所述第一信道估计解调所述收到数据码元。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成重构所接收到的消息的数据码元，基于所述经重构的数据码元和所述收到数据码元导出第二信道估计，并基于所述第一和第二信道估计导出所述UE处的所述多个天线的所述信道估计。
22.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述选择基于所述多个UE的所述多个天线的天线对的信道估计之间正交性的量。
23.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成基于所述UE处的所述多个天线的所述信道估计从多个子带当中选择用于所述UE的子带，并将所选子带中的时频资源指派给所述UE以进行上行链路上的数据传输。
24.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述处理器被配置成基于所接收到的消息和所述信道估计来估计信噪比(SNR)，并基于所估计出的SNR来为由所述UE进行的上行链路传输选择至少一个率。
25.一种用于通信的方法，包括：
接收在副载波集合上并从多个用户装备(UE)处的多个天线发送的信令信道上的消息；
在所述副载波集合中的导频副载波上接收导频码元，其中所述副载波集合属于跨系统带宽分布的至少两个时频块，并且其中所述至少两个时频块在不同时间区间中跨所述系统带宽跳跃，并且其中所述消息是对上行链路资源的请求，并且其中所述接收被配置成在时间区间中同时地从所述多个天线接收所述消息；以及
基于所接收到的消息导出所述多个天线的信道估计；以及
基于所导出的所述多个UE处的所述多个天线的所述信道估计从所述多个UE当中选择至少两个UE在共享时频资源上同时进行传输。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述导频码元是在所述副载波集合中的导频副载波上接收的，所述方法还包括：
基于所述收到导频码元导出第一信道估计；
接收所述副载波集合中的数据副载波上的数据码元；以及
基于所述第一信道估计解调所述收到数据码元。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，导出所述UE处的所述多个天线的所述信道估计包括
基于所述收到数据码元和针对所接收到的消息所重构的数据码元导出第二信道估计，以及
基于所述第一和第二信道估计导出所述UE处的所述多个天线的所述信道估计。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述选择是基于所述多个UE处的所述多个天线的天线对的所述信道估计之间正交性的量。
29.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述UE处的所述多个天线的所述信道估计从多个子带当中选择用于所述UE的子带；以及
将所选子带中的时频资源指派给所述UE以进行上行链路上的数据传输。
30.如权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所接收到的消息估计信噪比(SNR)；以及
基于所估计出的SNR为由所述UE进行的上行链路传输选择至少一个率。
31.一种用于通信的装置，包括：
用于接收在副载波集合上并从多个用户装备(UE)处的多个天线发送的信令信道上的消息的装置；
用于在所述副载波集合中的导频副载波上接收导频码元的装置，其中所述副载波集合属于跨系统带宽分布的至少两个时频块，并且其中所述至少两个时频块在不同时间区间中跨所述系统带宽跳跃，并且其中所述消息是对上行链路资源的请求，并且其中所述接收被配置成在时间区间中同时地从所述多个天线接收所述消息；以及
用于基于所接收到的导频码元导出所述多个天线的信道估计的装置；以及
用于基于所导出的所述多个UE处的所述多个天线的所述信道估计从所述多个UE当中选择至少两个UE在共享时频资源上同时进行传输的装置。
32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述选择是基于所述多个UE的所述多个天线的天线对的所述信道估计之间正交性的量。
33.如权利要求31所述的装置，其特征在于，还包括：
用于基于所述UE处的所述多个天线的所述信道估计从多个子带当中选择用于所述UE的子带的装置；以及
用于将所选子带中的时频资源指派给所述UE以进行上行链路上的数据传输的装置。
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