用于多天線通信系統(tǒng)中的導(dǎo)頻功率分配的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 這里的實施方式總體上涉及基站和基站中的方法、以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的 方法。這里的實施方式尤其涉及確定對四路發(fā)射（4Tx)天線通信系統(tǒng)中的公共導(dǎo)頻功率的 調(diào)整。
【背景技術(shù)】
[0002] 在典型的蜂窩網(wǎng)絡(luò)（還被稱為無線通信系統(tǒng)或通信系統(tǒng)）中，用戶設(shè)備（UE)經(jīng)由 無線電接入網(wǎng)（RAN)與一個或更多個核心網(wǎng)（CN)進(jìn)行通信。
[0003] 用戶設(shè)備是一種移動終端，訂戶可通過該移動終端接入由運(yùn)營商的核心網(wǎng)提供的 服務(wù)以及運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)之外的服務(wù)（運(yùn)營商的無線電接入網(wǎng)和核心網(wǎng)提供對其的接入）。 用戶設(shè)備可以是例如通信設(shè)備，比如移動電話、蜂窩電話、智能手機(jī)、平板電腦或具有無線 能力的膝上電腦。用戶設(shè)備可以是便攜式的、口袋存放式的、手持式的、包括在計算機(jī)中的、 或安裝在車輛上的移動設(shè)備，其能夠經(jīng)由無線電接入網(wǎng)與另一實體（比如另一移動站或服 務(wù)器）傳遞語音和/或數(shù)據(jù)。用戶設(shè)備能夠在網(wǎng)絡(luò)中無線通信?？稍诶鐑蓚€用戶設(shè)備之 間、用戶設(shè)備和常規(guī)電話之間和/或用戶設(shè)備和服務(wù)器之間經(jīng)由包括在通信系統(tǒng)內(nèi)的無線 電接入網(wǎng)以及可能的一個或更多個核心網(wǎng)執(zhí)行通信。
[0004] 無線電接入網(wǎng)覆蓋的地理區(qū)域被分成小區(qū)區(qū)域，每個小區(qū)區(qū)域由基站（BS)(例 如無線電基站（RBS))進(jìn)行服務(wù)，其中在一些無線電接入網(wǎng)中，BS還被稱為演進(jìn)型節(jié)點(diǎn) B(eNB)、節(jié)點(diǎn)B或B節(jié)點(diǎn)。小區(qū)是由基站站點(diǎn)處的無線電基站提供無線電覆蓋的地理區(qū)域。 每個小區(qū)通過本地?zé)o線電區(qū)域內(nèi)的標(biāo)識來區(qū)分，其中在小區(qū)內(nèi)廣播所述標(biāo)識?；就ㄟ^操 作于無線電頻率上的空中接口與基站范圍內(nèi)的一個或更多個用戶設(shè)備進(jìn)行通信。
[0005] 通過第三代合作伙伴計劃（3GPP)的標(biāo)準(zhǔn)化，高速下行鏈路分組接入（HSPA)支持 提供與移動寬帶數(shù)據(jù)服務(wù)相結(jié)合的語音服務(wù)。HSPA包括高速下行鏈路分組接入（HSDPA)、 高速上行鏈路分組接入（HSUPA)和HSPA+。HSDPA允許基于通用移動電信系統(tǒng)（UMTS)的 網(wǎng)絡(luò)具有更高的數(shù)據(jù)傳輸速度和容量。在HSDPA中，新的傳輸層信道，即高速下行鏈路共 享信道（HS-DSCH)，已經(jīng)被添加到了 UMTS版本5以及后續(xù)規(guī)定。這是通過引入如下三個新 的物理層信道來實施的：高速共享控制信道（HS-SCCH)、上行鏈路高速專用物理控制信道 (HS-DPCCH)和高速物理下行鏈路共享信道（HS-PDSCH)。HS-SCCH提前兩個時隙向用戶設(shè)備 通知將在HS-DSCH上發(fā)送數(shù)據(jù)。HS-DPCCH承載應(yīng)答信息和用戶設(shè)備的當(dāng)前信道質(zhì)量指示符 (CQI)。然后，基站使用該值來計算在下一個傳輸中將向用戶設(shè)備發(fā)送多少數(shù)據(jù)。HS-PDSCH 是映射到承載實際用戶數(shù)據(jù)的以上HS-DSCH傳輸信道的信道。
[0006] 多輸入多輸出（MMO)指的是在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處都具有多個天線的任意通信 系統(tǒng)，并且它被用來改進(jìn)通信性能。術(shù)語輸入和輸出指的是承載所述信號的無線電信道， 而不是具有天線的設(shè)備。在發(fā)射機(jī)（Tx)處，可使用多個天線來借助發(fā)送分集減輕衰減的 影響以及借助空分多址增加吞吐量。在接收機(jī)（Rx)處，可將多個天線用于接收機(jī)合并 (combining)，接收機(jī)合并提供分集和合并增益。如果在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處均有多個天線可 用，則可從每個天線發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流，其中每個數(shù)據(jù)流承載不同的信息但使用相同的頻 率資源。例如，通過使用兩個發(fā)射天線，一個發(fā)射機(jī)可以發(fā)送兩個不同的數(shù)據(jù)流。在接收機(jī) 處，需要多個天線來基于數(shù)據(jù)流的空間特性對數(shù)據(jù)流進(jìn)行解調(diào)。總的來講，所需的接收機(jī)天 線的最小數(shù)量等于不同的數(shù)據(jù)流的數(shù)量。4x4 MMO(也被稱為四分支MMO)可支持多達(dá)四 個數(shù)據(jù)流。
[0007] 當(dāng)前，在3GPP標(biāo)準(zhǔn)化中討論了針對HSDPA的4Tx MMO傳輸方案。一個基本問題 是使用何種導(dǎo)頻方案（當(dāng)這一特性被開啟時）。在HSDPA中，導(dǎo)頻信號（主要）用于兩件事 情，首先，當(dāng)數(shù)據(jù)信道（例如HS-PDSCH)應(yīng)該被解調(diào)時，導(dǎo)頻信號被用作相位參考；其次，導(dǎo) 頻信號還被用于估計信道狀態(tài)信息（CSI)，比如CQI和預(yù)編碼器矩陣指示符（PMI)。導(dǎo)頻信 號可以是單個頻率。CSI可被看作是通信鏈路的已知信道屬性并且描述信號如何從發(fā)射機(jī) 傳播到接收機(jī)。CSI使傳輸能夠適應(yīng)于當(dāng)前信道狀況，其中當(dāng)前信道狀況對于在多天線通信 系統(tǒng)中實現(xiàn)具有高數(shù)據(jù)率的可靠通信來講是重要的。
[0008] 總的來講，大多數(shù)系統(tǒng)提供具有預(yù)定結(jié)構(gòu)的下行鏈路信號，其被稱作下行鏈路導(dǎo) 頻信號或下行鏈路參考信號。下行鏈路導(dǎo)頻信號使用恒定的功率從基站發(fā)送到用戶設(shè)備。 用戶設(shè)備使用接收的下行鏈路導(dǎo)頻信號來估計即時下行鏈路信道狀況，并能夠?qū)⒃摖顩r報 告回基站。公共導(dǎo)頻信道（CPICH)是用于導(dǎo)頻信號的傳輸?shù)男诺阑a。公共導(dǎo)頻信道包括 已知數(shù)據(jù)并且被基站所服務(wù)的小區(qū)內(nèi)的所有用戶設(shè)備用作下行鏈路信道估計的參考。與下 行鏈路不同的是，在使用公共導(dǎo)頻信號的地方，上行鏈路傳輸源自不同的地點(diǎn)。因此，公共 導(dǎo)頻信號不能被用于上行鏈路傳輸。在上行鏈路傳輸中，每個用戶設(shè)備必須具有不同的專 用導(dǎo)頻信號。專用導(dǎo)頻信號承載于專用物理控制信道（DPCCH)之上。
[0009] 對于四分支MMO系統(tǒng)來講，針對兩個主要功能性需要導(dǎo)頻信號：通過信道探測的 信道狀態(tài)信息估計，其中對信道秩、CQI和預(yù)編碼信道指示符（PCI)進(jìn)行估計；以及用于解 調(diào)目的的信道估計。無線設(shè)備將信道秩信息告知基站。為了支持4Tx MMO傳輸，需要定義 新的導(dǎo)頻信號。對于四分支MMO來講，以下兩種不同的途徑是可能的：
[0010] ?針對CSI估計和信道估計兩者的公共導(dǎo)頻信號
[0011] ?針對CSI估計的公共導(dǎo)頻信號和針對信號估計的專用導(dǎo)頻信號
[0012] 一種選擇是，將當(dāng)今的公共導(dǎo)頻信號方案擴(kuò)展為支持四個傳輸天線（4TX)。在這種 情況中，可針對解調(diào)目的以及針對CSI估計都使用相同的導(dǎo)頻信號。另一種選擇是，可針對 數(shù)據(jù)信道的解調(diào)定義專用導(dǎo)頻信號。除此之外，針對CSI估計還需要一些稀疏和/或低功 率公共導(dǎo)頻信號。之所以需要這些公共導(dǎo)頻信號，是因為專用導(dǎo)頻一般來講不可被用于CSI 估計。這是由于專用導(dǎo)頻信號只存在于特定用戶設(shè)備被調(diào)度時，而CSI估計則應(yīng)該由小區(qū) 中的所有用戶設(shè)備完成。同樣，如果專用導(dǎo)頻信號被預(yù)編碼，則由于專用信號一般來講不遍 及總的信道子空間，所以用戶設(shè)備不可將其用于預(yù)編碼器估計。例外的是當(dāng)滿秩傳輸發(fā)生 于用戶設(shè)備時。
[0013] 兩個導(dǎo)頻信號方案分別具有優(yōu)缺點(diǎn)，但在本公開中，焦點(diǎn)在于只有公共導(dǎo)頻信號 被定義用于解調(diào)和CSI估計兩種目的的情況。
[0014] 已經(jīng)研宄了針對CSI的公共導(dǎo)頻信號方法，以及信道估計選項和將專用導(dǎo)頻信號 以及公共導(dǎo)頻信號方案用于對針對CSI估計的信道的估計的選項。在數(shù)據(jù)解調(diào)的評估過程 中應(yīng)該考慮的是碼分復(fù)用專用導(dǎo)頻信號，而不是時分復(fù)用導(dǎo)頻信號。
[0015] 在下文中，描述了引入只是公共導(dǎo)頻信號的方案所帶來的影響，即公共導(dǎo)頻信號 被用于信道估計并且被用于CQI估計和數(shù)據(jù)解調(diào)。
[0016] 將導(dǎo)頻信道的數(shù)量從一個（或兩個）擴(kuò)展到四個時所發(fā)生的最大問題在于對遺留 用戶設(shè)備的負(fù)面影響。遺留用戶設(shè)備可以是即使已經(jīng)存在更新的技術(shù)或更有效的方法也還 繼續(xù)被使用的舊設(shè)備（一般由于其針對用戶設(shè)備的需要仍能起到作用）。對系統(tǒng)性能的主 要影響源自系統(tǒng)中普遍存在的高秩干擾。熟知的是，具有N個Rx天線的接收機(jī)可以抑制來 自N-I個源的干擾，其中N是正整數(shù)。由此，具有兩個Rx天線的典型的用戶設(shè)備接收機(jī)只 可抑制一個干擾信號。當(dāng)2Tx MMO被引入時，這被看作主要障礙，并且解決方案是降低發(fā) 送自第二發(fā)射天線的第二導(dǎo)頻信號的功率。一般地，使用主公共導(dǎo)頻信號的3dB(即一半功 率）來發(fā)送第二導(dǎo)頻信號。這將在把第二信道的信道估計的質(zhì)量保持在可接受的級別的同 時最小化對遺留用戶設(shè)備的影響。當(dāng)進(jìn)展到4Tx傳輸時，可對此進(jìn)行一般化，從而第三和第 四導(dǎo)頻信號的功率被進(jìn)一步降低，以便最小化對遺留用戶設(shè)備的影響。然而，降低導(dǎo)頻功率 還意味著更差的信道估計性能并進(jìn)而導(dǎo)致更低的吞吐量。
[0017] 在圖1中，描述了附加公共導(dǎo)頻對遺留用戶設(shè)備的影響。在圖1中，站點(diǎn)到站點(diǎn)的 距離是500米，并且用戶設(shè)備速度是3千米/小時。圖1的X軸表示以百萬比特/秒（Mbps) 為單位計量的小區(qū)吞吐量， y軸表示以Mbps為單位計量的平均用戶設(shè)備吞吐量。圈線示出 了實施4Tx的R99用戶設(shè)備，其中第二、第三和第四導(dǎo)頻功率是-13dB。星線示出了實施2Tx 的R99用戶設(shè)備，其中第二導(dǎo)頻信號是-13dB。三角線示出了實施ITx的R99用戶設(shè)備?？?以看出，向ITx場景添加一個附加的導(dǎo)頻（即2Tx)對R99用戶設(shè)備有負(fù)面影響，即使第二 導(dǎo)頻的功率降低3dB也是如此。然而，當(dāng)添加3個附加導(dǎo)頻（即4Tx)時，即使導(dǎo)頻功率降 低，吞吐量也降低50%。
[0018] 圖2示出了由版本7 MIMO用戶設(shè)備的附加導(dǎo)頻功率導(dǎo)致的對具有兩個發(fā)射天線 和兩個接收天線的一種版本的HSDPA系統(tǒng)的系統(tǒng)級別影響。圖2的X軸表示每個扇區(qū)中用 戶設(shè)備的數(shù)量。Y軸表示以Mbps為單位計量的每扇區(qū)吞吐量。方塊線表示第三和第四導(dǎo)頻 功率等于-13dB。圈線表示只是2x2MM0。從圖2可以觀察到，由于附加導(dǎo)頻功率，存在由 附加干擾導(dǎo)致的吞吐量損耗。所述損耗在較高載荷處是顯著的。由此可見，為了將影響保 持在合理的級別，需要將導(dǎo)頻功率降低遠(yuǎn)不止3dB。另一方面，由于針對附加天線的信道估 計將會很差，所以這將對MIMO用戶設(shè)備有負(fù)面的影響。這將意味著這一用戶設(shè)備的吞吐量 將被嚴(yán)重降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 因此，這里的實施方式的目標(biāo)是排除以上缺點(diǎn)中的至少一個并且提供通信網(wǎng)絡(luò)中 的改善的系統(tǒng)吞吐量。
[0020] 根據(jù)第一方面，通過一種在基站中用于確定對四路發(fā)射天線通信系統(tǒng)中的公共導(dǎo) 頻功率的調(diào)整的方法實現(xiàn)所述目標(biāo)?；景ǖ谝话l(fā)射天線、第二發(fā)射天線、第三發(fā)射天線 和第四發(fā)射天線?；咀R別通信系統(tǒng)中的被調(diào)度的用戶設(shè)備的集合。基站確定應(yīng)該基于與 所