專利名稱：一種降低小區(qū)間干擾的上行多用戶導頻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種降低小區(qū)間干擾的上行多用戶導頻方法，適用于單載波-頻分多址系統(tǒng)或正交頻分多址系統(tǒng)，尤其是目前的3GPP長期演進系統(tǒng)或第四代移動通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
3G移動通信系統(tǒng)已經(jīng)能支持一定的多媒體業(yè)務。同時，無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)已經(jīng)被廣泛地認為是未來的熱點覆蓋系統(tǒng)，包括IEEE 802.11a/b/g和HIPERLAN/2。盡管如此，在3G系統(tǒng)的普遍應用之前，一些大學、公司和組織已經(jīng)廣泛開展了B3G(超3G)方面的相關(guān)研究，并對B3G的未來發(fā)展都進行了初步而積極的討論。面對B3G的挑戰(zhàn)，還有來自于Wimax技術(shù)引入的競爭。自2004年11月以來，3GPP啟動了長期演進(LTE)項目，即E3G(Enhanced 3G)的標準化進程。由于不同的多址方式會直接影響基站的容量和系統(tǒng)的頻譜效率、發(fā)送、接收機的復雜度和實現(xiàn)的成本以及系統(tǒng)對不同業(yè)務速率的適應能力，所以多址方式的選擇對LTE系統(tǒng)是否滿足3GPP的要求至關(guān)重要。經(jīng)過3GPP RAN1在北京、魁北克、多倫多和倫敦等多次會議的討論，目前下行已經(jīng)基本統(tǒng)一為正交頻分多址(OFDMA)方式，而上行基本統(tǒng)一為單載波-頻分多址(SC-FDMA)。
對于上行SC-FDMA系統(tǒng)，它和OFDMA的實現(xiàn)區(qū)別在于發(fā)送端又進行了一個離散傅立葉變換(DFT)，可以有效降低系統(tǒng)的功率峰均比。然而，為了接收端的實現(xiàn)簡化和提高性能，SC-FDMA也要采用頻域信道估計和均衡技術(shù)，因而SC-FDMA和OFDMA在發(fā)送端的導頻設計上有一定的共同性。為了保證上行多用戶信道估計的性能，提供可以支持多用戶，并保證小區(qū)內(nèi)和小區(qū)間的正交導頻就至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降低小區(qū)間干擾的上行多用戶導頻方法，從而能夠靈活地支持可變帶寬并抑制相鄰小區(qū)之間的干擾。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種降低小區(qū)間干擾的上行多用戶導頻方法，其中在小區(qū)內(nèi)以無線資源調(diào)度的最小子載波資源塊為單元，為用戶分配不同數(shù)量的最小子載波資源塊，使得小區(qū)內(nèi)的用戶的導頻在頻域上正交；其中在每個最小子載波資源塊中的導頻使用重復的常幅度-零自相關(guān)序列，并且在相鄰小區(qū)之間使用不同偏移相位的常幅度-零自相關(guān)序列，使得小區(qū)間用戶的導頻在碼域上正交。
本發(fā)明的降低小區(qū)間干擾的上行多用戶導頻方法適用于單載波-頻分多址系統(tǒng)(SC-FDMA)或正交頻分多址系統(tǒng)(OFDMA)。
根據(jù)本發(fā)明的基本構(gòu)思，為了保證一個小區(qū)內(nèi)用戶間的上行導頻正交性，導頻以無線資源調(diào)度的最小子載波資源塊為單元的方式提供，用戶的導頻是以無線資源調(diào)度的最小子載波資源塊為分配單元，使得小區(qū)內(nèi)用戶的導頻在頻域上正交，這樣通過正交頻分就可以支持小區(qū)內(nèi)的多用戶。顯然，在本方法中通過為用戶分配不同數(shù)量的最小子載波資源塊，就可以提供不同帶寬的導頻信道，從而滿足未來移動通信系統(tǒng)對支持可變帶寬的要求。
再者，在本方法中為了降低小區(qū)間的導頻干擾，每個最小子載波資源塊內(nèi)的導頻使用重復的常幅度-零自相關(guān)序列(CAZAC)構(gòu)成，相鄰小區(qū)采用不同偏移相位的CAZAC序列。CAZAC序列良好的互相關(guān)特性可以實現(xiàn)小區(qū)間用戶在碼域上正交，抑制相鄰小區(qū)間干擾，而且降低了接收端的復雜度。


下面結(jié)合附圖并參照具體實施方式
來描述本發(fā)明，其中圖1是小區(qū)內(nèi)頻分導頻的結(jié)構(gòu)示意圖，導頻和數(shù)據(jù)采用時分復用方式，即占用不同的OFDM符號位置。在一個子幀或時隙內(nèi)，不同用戶的數(shù)據(jù)可能分配不同的子載波塊，導頻也是采用頻分，達到支持多用戶的目的。
圖2是以長度為M＝3的CAZAC序列周期重復為例，顯然不同小區(qū)之間采用不同初始相位的正交導頻，達到降低小區(qū)間干擾的目的。
圖3示出了上行傳輸子幀結(jié)構(gòu)的實例。
圖4給出了移動速度為3km/h、1×2天線時，占用同一組(chunk)的不同用戶數(shù)在1/2編碼率時的誤碼率(BER)隨Es/No性能。
具體實施例方式
本發(fā)明提出的上行導頻方法可以用于多小區(qū)間干擾抑制并降低接收機的復雜度，滿足SC-FDMA和OFDMA系統(tǒng)上行接入時的要求。
本發(fā)明中，以3GPP 25.814 V1.0.1版本的上行傳輸子幀結(jié)構(gòu)為例，如圖3所示。為降低峰均功率比(PAPR，Peak to Average PowerRatio)，數(shù)據(jù)和導頻傳輸采用了時分復用(TDM，Time DivisionDuplex)方式，即長塊(LB，Long block)用于數(shù)據(jù)傳輸，短塊(SB，Short block)用于導頻信息的傳輸。在每一個OFDM符號前加入循環(huán)前綴(CP，Cyclic Prefix)用于克服多徑傳輸?shù)姆栭g干擾(ISI，Inter-Symbol Interference)。導頻信息用于信道估計和頻域均衡。
圖1是基于小區(qū)內(nèi)頻分導頻的幀結(jié)構(gòu)示意圖，其中是以無線資源調(diào)度的最小子載波資源塊為最小單元，它由一定數(shù)量的子載波組成。通過對不同要求用戶分配不同數(shù)量的最小子載波資源塊，可以支持上行不同用戶可變帶寬的要求。在本發(fā)明中，最小子載波資源塊可以是組(chunk)，也可以是塊(block)。在一個優(yōu)選實施例中，組(chunk)內(nèi)的子載波數(shù)所占帶寬等于導頻所占用的子載波帶寬。
在本發(fā)明中，同一個扇區(qū)內(nèi)不同用戶的導頻采用頻分，這樣僅僅通過頻率復用就可以提高一個小區(qū)內(nèi)部支持的用戶數(shù)，提高系統(tǒng)容量。由于小區(qū)內(nèi)不同用戶導頻采用正交頻分，即同一小區(qū)內(nèi)的用戶使用相同導頻信息但占用不同頻段，通過使用頻率復用技術(shù)可以大大提高系統(tǒng)支持的用戶數(shù)。
在本發(fā)明中，一組(chunk)內(nèi)的導頻信息由長度為M的常幅度-零自相關(guān)序列(CAZAC)序列重復構(gòu)成。CAZAC序列的長度M需在相關(guān)帶寬內(nèi)，使得即使在頻率選擇性信道下，仍能保持小區(qū)間導頻的良好正交性。
而且，在本發(fā)明中采用截短的、長度等于組(chunk)的偽隨機序列來降低導頻序列的峰均功率比或立方量(PAPR或CM)。
圖2是多小區(qū)之間導頻正交示意圖，其中組(chunk)大小為10個子載波為例。基本的導頻序列通過長度為M＝3的CAZAC序列周期重復產(chǎn)生，不同小區(qū)間的導頻初始相位不同。利用CAZAC序列良好的互相關(guān)特性實現(xiàn)導頻序列在碼域上正交，減小了相鄰小區(qū)間的干擾。
結(jié)合實例證明本發(fā)明的有效性，仿真中所采用參數(shù)為3GPP25.814V1.0.1版本表9.1.1-1.中5MHz系統(tǒng)帶寬的上行傳輸參數(shù)，幀結(jié)構(gòu)為3GPP 25.814 V1.0.1版本中圖9.1.1-3.上行傳輸子幀結(jié)構(gòu)，信道是M.1225建議中的Pedestrian B信道。圖4給出了移動速度為3km/h、1×2天線時，占用同一組(chunk)的不同用戶數(shù)在1/2編碼率時的誤碼率(BER)隨Es/No性能?？梢钥闯?，即使在多小區(qū)干擾最強的情況下，即有3個分布于相鄰小區(qū)邊緣的用戶共用同一組(chunk)的情況下，在BER為10-3時，與單用戶時情況相比，其性能損失小于2dB。
通過以上的分析可以看出，本發(fā)明的上行導頻方法通過使用小區(qū)內(nèi)頻分、小區(qū)間碼分保證用戶導頻的正交性，從而抑制小區(qū)間干擾、降低了系統(tǒng)的復雜度。
權(quán)利要求
1.一種降低小區(qū)間干擾的上行多用戶導頻方法，其中在小區(qū)內(nèi)以無線資源調(diào)度的最小子載波資源塊為單元，為用戶分配不同數(shù)量的最小子載波資源塊，使得小區(qū)內(nèi)的用戶的導頻在頻域上正交；其中在每個最小子載波資源塊中的導頻使用重復的常幅度-零自相關(guān)序列，并且在相鄰小區(qū)之間使用不同偏移相位的常幅度-零自相關(guān)序列，使得小區(qū)間用戶的導頻在碼域上正交。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法用于單載波-頻分多址系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法用于正交頻分多址系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟利用截短的、長度等于無線資源調(diào)度子載波資源塊的偽隨機序列來降低導頻序列的功率峰均比或者立方量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述最小子載波資源塊中的子載波所占帶寬等于導頻所占用的子載波所占帶寬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述常幅度-零自相關(guān)序列的長度小于其相關(guān)帶寬。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低小區(qū)間干擾的上行多用戶導頻方法，其中在小區(qū)內(nèi)以無線資源調(diào)度的最小子載波資源塊為單元，為用戶分配不同數(shù)量的最小子載波資源塊，使得小區(qū)內(nèi)的用戶的導頻在頻域上正交；其中在每個最小子載波資源塊中的導頻使用重復的常幅度－零自相關(guān)序列，并且在相鄰小區(qū)之間使用不同偏移相位的常幅度－零自相關(guān)序列，使得小區(qū)間用戶的導頻在碼域上正交。根據(jù)本發(fā)明，通過使用小區(qū)內(nèi)頻分、小區(qū)間碼分保證用戶導頻的正交性，從而抑制小區(qū)間干擾、降低了系統(tǒng)的復雜度。
文檔編號H04L27/26GK1808961SQ200610002840
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月6日
發(fā)明者張建華, 張平, 黃琛, 李佳寧, 董偉輝, 周雯 申請人:北京郵電大學