CN102449967B - 移动通信系统及其中的数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种移动通信系统及其中的数据传输方法，所述移动通信系统包括：第一设备、第二设备和用户终端，第一设备、第二设备到所述用户终端的下行信道分别为第一信道、第二信道；所述第一设备通过第一信道发送用于信道估计的参考信号；所述第二设备通过第二信道发送数据信号；所述第二设备在发送所述数据信号之前，对所述数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理，以使得所述用户终端能够使用所述第一信道的信道估计正确地解调接收到的数据信号。通过使用本发明中所提供的方法、系统及设备，无需对用户终端做任何改动即可使得用户终端能够根据第一信道的信道估计来正确地解调由第二信道接收到的数据信号。

Description

移动通信系统及其中的数据传输方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及移动通信系统及其中的数据传输方法，更具体地，本发明涉及中继系统及其中用于为终端提供数据信号的方法。

背景技术

在3GPP的长期演进项目(LTE)中，中继是一种非常重要的技术。中继技术可以提高信号覆盖范围、增加通信容量、并提供更加灵活的配置选项。

在3GPP的工作会议中，类型II中继已经获得同意并被纳入了标准(R1-091632)。类型II中继框架定义为如下：

1.类型II中继不应该有单独的小区ID，并因此不产生任何新小区；

2.类型II中继能够向版本8用户终端(UE)中继数据，并且能够中继来自版本8用户终端的数据；

3.至少版本8用户终端应当不意识到类型II中继的存在。

LTE小区特定参考信号(CRS)可以看作是LTE物理层小区身份的指示符。类型II中继节点(RN)没有它自己的CRS，换句话说，类型II中继节点不发送CRS，或者发送与其相关联的进化节点B(Evolved Node B，eNB)发送的CRS相同的CRS。

对于版本8用户终端来说，为了实施下行解调，需要通过CRS来获得下行信道估计。然而，由于中继节点不发送其自己的CRS，因此尽管是从中继节点获得下行数据，但用户终端必须使用来自相应的进化节点B的CRS来获得进化节点B至该用户终端的信道估计，并使用该信道估计来解调从中继节点获得的下行数据。由于用户终端获得的是进化节点B至用户终端的信道估计，而用户终端接受到底数据信号经历的是从中继节点至该用户终端的下行信道，通常两个下行信道并不相同，因此，用户终端使用进化节点B至用户终端的信道估计来对来自中继节点的下行数据进行解调会产生失真。

因此，需要一种方案，不需要对用户终端作任何改动，就可以使用户终端能够使用可以获得的某一信道的信道估计来正确地解调由不同的信道接收到的数据信号。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了新的技术方案，包括移动通信系统及其中的数据传输方法。

根据本发明的第一方面，提出了一种在移动通信系统中的数据传输方法，所述方法包括：通过第一信道发送用于信道估计的参考信号；通过第二信道发送数据信号；以及在发送所述数据信号之前，对所述数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理，以使得所述用户终端能够使用根据接收到的参考信号确定的所述第一信道的信道估计正确地解调接收到的数据信号。

根据本发明的第二方面，提出了一种移动通信系统，包括：第一设备、第二设备和用户终端，其中所述第一设备到所述用户终端的下行信道为第一信道，所述第二设备到所述用户终端的下行信道为第二信道；所述第一设备通过第一信道发送用于信道估计的参考信号；所述第二设备通过第二信道发送数据信号；所述第二设备在发送所述数据信号之前，对所述数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理，以使得所述用户终端能够使用根据接收到的参考信号确定的所述第一信道的信道估计正确地解调接收到的数据信号。

通过使用本发明中所提供的方法、系统及设备，无需对用户终端做任何改动即可使得用户终端能够根据第一信道的信道估计来正确地解调由第二信道接收到的数据信号。

附图说明

通过阅读以下参照附图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示出了根据本发明的一个具体实施例的移动通信系统的组成示意图；

图2示出了根据本发明的一个具体实施例的在移动通信系统中的数据传输方法的流程图；

图3示出了根据本发明的一个具体实施例的伪信道预编码及功率调整处理的流程图；

图4示出了根据本发明的又一个具体实施例的伪信道预编码及功率调整处理的流程图；

其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置(模块)。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个具体实施例的移动通信系统的组成示意图。如图所示，该实施例的移动通信系统中包括第一设备1、第二设备2以及用户终端3。其中，第一设备1到用户终端3的下行信道为第一信道，第二设备2到用户终端3的下行信道为第二信道。

图2示出了根据本发明的一个具体实施例的在移动通信系统中的数据传输方法的流程图。以下结合图1，对该实施例的移动通信系统中的数据传输方法进行说明。

在步骤S1中，将通过第一信道发送用于信道估计的参考信号。亦即，参考信号的发送方为第一设备1，接收方为用户终端3。用户终端3可以根据接收到的参考信号得到第一信道的信道估计

。

在步骤S22中，将通过第二信道发送数据信号。亦即，数据信号的发送方是第二设备2，接收方是用户终端3。

完成了步骤S1、S22，数据传输方法已经完成。在用户终端3中，将执行步骤S3，根据接收到的参考信号所作的信道估计来解调接收到的数据信号。

将第一设备1所发送的参考信号表示为P，将第二设备发送的数据信号表示为S。第一设备1至用户终端3的第一信道的归一化下行信道表示为H₁，第二设备2至用户终端3的第二信道的归一化下行信道表示为H₂。ρ₁和ρ₂分别表示第一信道和第二信道(亦即从第一设备1至用户终端3以及从第二设备2至用户终端3)的路径损耗因子，其中已经分别包含了第一设备1的参考信号的发送功率和第二设备的数据信号的发送功率。

则用户终端3接收到的参考信号和数据信号分别表示为：

Y₁＝ρ₁·H₁·P+n＝H′₁·P+n

                     (1)

Y₂＝ρ₂·H₂·S+n＝H′₂·S+n

其中H′₁和H′₂分别表示第一设备1至用户终端3的等效信道以及第二设备2至用户终端3的等效信道。根据公式(1)，用户终端3根据接收到的参考信号作出的信道估计可以表示为：

${\hat{H}}_1=Y_1/({\mathrm{\ρ}}_1\·P)---\left(2\right)$

因为第一信道和第二信道的信道响应不同，因此，为了使得用户终端3能够使用根据接收到的参考信号确定的第一信道的信道估计来正确地解调接收到的数据信号，在步骤S22之前，还有一个步骤S21。在步骤S21中，将对要发送的数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理，该步骤由发送数据信号的第二设备2来执行。

将伪信道预编码矩阵设置为

不考虑功率调整，则用户终端3收到的数据信号表示为：

Y′₂＝ρ₂·H₂·α·S+n＝H′₁·S+n                    (3)

因而，用户终端3可以使用第一信道的信道估计

来正确地解调接收到的数据信号Y′₂以恢复出数据信号S。

伪信道预编码矩阵的表达式中的H′₁和H′₂分别为第一信道和第二信道的等效信道，这是理论分析的结果，在实际操作中，通常分别采用第一信道和第二信道的信道估计

和

来替代，亦即，伪信道预编码矩阵为

根据本发明的一个具体实施例，在步骤S21之前，还包括一个步骤。在该步骤中，将获取第二信道的信道估计用于计算伪信道预编码矩阵。通常该步骤由第二设备2来执行。

具体地，例如在时分双工(TDD)系统中，可以由用户终端3发送探通信号(sounding signal)，第二设备2可以根据接收到的探通信号做出的信道估计来作为第二信道的信道估计。同样地，在时分双工系统中，可以由第一设备1根据来自用户终端3的探通信号做出的信道估计作为第一信道的信道估计并通知给第二设备2。或者，也可以是用户终端3根据来自第一设备1的参考信号做出第一信道的信道估计并反馈给第一设备1和/或第二设备2。

通常，采用上述控制信号与数据信号分离的方案是在第一信道的信道质量较差的情况下，亦即第一信道的等效信道的幅值小于第二信道的等效信道的幅值。因而，伪信道预编码矩阵α的幅值(模值)通常小于1。此时，第二设备2的实际发送功率减小，使得用户终端3接收到的数据信号的信噪比增大，从而使得接收效果受到一定影响。因此，在步骤S21中，第二设备2所执行的伪信道预编码及功率调整处理中还用考虑发送功率。

图3示出了根据本发明的一个具体实施例的伪信道预编码及功率调整处理的流程图。如图3所示，对数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理的步骤S21进一步包括步骤S211和步骤S212。

在步骤S211中，将确定伪信道预编码矩阵为

并将其应用于所述数据信号，其中

表示所述第二信道的信道估计的逆，

表示所述第一信道的信道估计。

在步骤S212中，将对所述数据信号应用一个功率调整因子τ以调整所述数据信号的发送功率。

根据本发明的一个具体实施例，功率调整因子被设置为τ＝ρ₂/ρ₁。则用户终端3接收到的数据信号表示为：

${Y^{\′\′}}_2={\mathrm{\ρ}}_2\·H_2\·\left({\hat{H}}_2^{-1}\·{\hat{H}}_1\right)\·\mathrm{\τ}\·S+n\≈{\mathrm{\ρ}}_2\·H_1\·S+n---\left(4\right)$

由上式可以看出，虽然数据信号经历的归一化信道响应已经由第二信道的归一化信道H₂转变为第一信道的归一化信道H₁，但其经历的路径损耗因子仍然为ρ₂。也就是第二设备2的发送功率并未发生变化，从而可以充分利用第二信道的链路增益，使得数据信号的接收性能得以改善。

可选地，第一设备1还将功率调整因子τ通知给用户终端3。用户终端3将认为参考信号和数据信号之间的功率比根据功率调整因子τ进行了调整，于是，用户终端3将在数据解调时应用该功率调整因子。具体地，用户终端3在对第一信道进行信道估计时会计入这一功率调整因子，则用户终端3所确定的第一信道的信道估计变为：

${{\hat{H}}^{\′}}_1=\frac{Y_1}{{\mathrm{\ρ}}_1\·P}\·\frac{1}{\mathrm{\τ}}=\frac{Y_1}{{\mathrm{\ρ}}_2\·P}---\left(5\right)$

功率调整因子并非一定固定为τ＝ρ₂/ρ₁，其还可以根据实际情况而调整。根据本发明的一个具体实施例，功率调整因子只需要被设置为τ＞1即可。

图4示出了根据本发明的一个具体实施例的伪信道预编码及功率调整处理的流程图。如图4所示，对数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理的步骤S21进一步包括步骤S211’和步骤S212’。

在步骤S211’中，将确定伪信道预编码矩阵为

其中

表示所述第二信道的信道估计的逆，表示所述第一信道的信道估计。

在步骤S212’中，将伪信道预编码矩阵进行归一化并应用于数据信号。

因为

和

分别为第一信道和第二信道的信道估计，所以有：

${\hat{H}}_1\≈{H^{\′}}_1$ 以及 ${\hat{H}}_2\≈{H^{\′}}_2.$

因此，归一化的伪信道预编码矩阵约等于

其中H₁表示第一信道的归一化下行信道，H₂表示第二信道的归一化下行信道。

将归一化的伪信道预编码矩阵应用于数据信号之后，数据信号的发送功率并未发生改变，从而可以充分利用第二信道的链路增益，使得数据信号的接收性能得以改善。

本领域技术人员应能理解，步骤S21通过子步骤S211’和S212’来实现与通过子步骤S211和S212并采用功率调整因子τ＝ρ₂/ρ₁来实现是等效的。

根据本发明的一个具体实施例，其中的移动通信系统是支持中继的系统，第一设备1是一个基站，第二设备2是其所辖的一个中继节点，用户终端3由该基站以及该中继节点提供服务，第一信道是基站1至用户终端3的下行信道，第二信道是中继节点2至用户终端3的下行信道。该实施例的具体应用场景为：基站1发送用于信道估计的参考信号；中继节点2发送数据信号，并在发送之前对数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理。通常，这样的场景发生在第一信道的质量较差而第二信道的质量较好时。则用户终端3在接收到参考信号和数据信号之后，可以正确地使用由接收到的参考信号所确定的信道估计来对接收到的数据信号进行解调，以恢复出所发送的数据信号。

更具体地，根据本发明的一个具体实施例，其中的移动通信系统是一个3GPP LTE-A的系统，且支持类型II中继；第一设备1是3GPPLTE-A中的进化节点B(eNB)，第二设备2是其所辖的一个类型II中继节点；第一信道是该进化节点B到用户终端3的下行信道，第二信道是中继节点2到用户终端3的下行信道。该实施例的具体应用场景为：进化节点B发送用于信道估计的小区特定参考信号(CRS)；中继节点2发送数据信号，并在发送之前对数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理。通常，这样的场景发生在第一信道的质量较差而第二信道的质量较好时。则用户终端3在接收到参考信号和数据信号之后，可以正确地使用由接收到的参考信号所确定的信道估计来对接收到的数据信号进行解调，以恢复出所发送的数据信号。

本领域技术人员应能理解，上述实施例中对移动通信系统、第一设备1、第二设备2的限定均为示例性而非限制性的。根据本发明的另一些实施例，第一设备1和第二设备2可以均为基站或进化节点B，两者协同为用户终端3提供服务。第一信道是基站1到用户终端3的下行信道，第二信道是基站2到用户终端3的下行信道。该实施例的具体应用场景为：基站1发送用于信道估计的参考信号；基站2发送数据信号，并在发送之前对数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理。通常，这样的场景发生在第一信道的质量较差而第二信道的质量较好时。则用户终端3在接收到参考信号和数据信号之后，可以正确地使用由接收到的参考信号所确定的信道估计来对接收到的数据信号进行解调，以恢复出所发送的数据信号。

以上对本发明的非限定性实施例进行了描述，但是本发明并不局限于特定的系统、设备和具体协议，本领域内技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (12)

1.一种在移动通信系统中的数据传输方法，所述方法包括： 

通过第一信道发送用于信道估计的参考信号； 

通过第二信道发送数据信号；以及 

在发送所述数据信号之前，对所述数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理，以使得用户终端能够使用根据接收到的参考信号确定的所述第一信道的信道估计正确地解调接收到的数据信号； 

其中，所述伪信道预编码及功率调整处理包括： 

确定伪信道预编码矩阵

并将其应用于所述数据信号，其中 

表示所述第二信道的信道估计的逆，

表示所述第一信道的信道估计；以及 

对所述数据信号应用一个功率调整因子以调整所述数据信号的发送功率； 

或者所述伪信道预编码及功率调整处理包括： 

确定伪信道预编码矩阵

其中

表示所述第二信道的信道估计的逆，

表示所述第一信道的信道估计；以及 

将确定的伪信道预编码矩阵进行归一化处理并应用于所述数据信号。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 

获取所述第二信道的信道估计。 

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率调整因子为ρ₂/ρ₁，其中ρ₁表示第一信道的计入了发送功率的路径损耗，ρ₂表示第二信道的计入了发送功率的路径损耗。 

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率调整因子大于1。 

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动通信系统支持中继，所述第一信道是基站到所述用户终端的下行信道，所述第二信道是中继节点到所述用户终端的下行信道。 

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述移动通信系统支持类型II中继，所述第一信道是3GPP LTE-A中的进化节点B到所述用户终端的下行信道，所述第二信道是中继节点到所述用户终端的下行信道。 

7.一种移动通信系统，包括：第一设备、第二设备和用户终端，其中所述第一设备到所述用户终端的下行信道为第一信道，所述第二设备到所述用户终端的下行信道为第二信道； 

所述第一设备通过第一信道发送用于信道估计的参考信号； 

所述第二设备通过第二信道发送数据信号； 

所述第二设备在发送所述数据信号之前，对所述数据信号进行伪信道预编码及功率调整处理，以使得所述用户终端能够使用根据接收到的参考信号确定的所述第一信道的信道估计正确地解调接收到的数据信号； 

其中，所述伪信道预编码及功率调整处理包括： 

确定伪信道预编码矩阵

并将其应用于所述数据信号，其中 

表示所述第二信道的信道估计的逆，

表示所述第一信道的信道估计；以及 

对所述数据信号应用一个功率调整因子以调整所述数据信号的发送功率； 

或者所述伪信道预编码及功率调整处理包括： 

确定伪信道预编码矩阵

其中

表示所述第二信道的信道估计的逆，

表示所述第一信道的信道估计；以及 

将确定的伪信道预编码矩阵进行归一化处理并应用于所述数据信号。 

8.根据权利要求7所述的移动通信系统，其特征在于，所述第二设备还获取所述第二信道的信道估计。

9.根据权利要求7所述的移动通信系统，其特征在于，所述功率调整因子为ρ₂/ρ₁，其中ρ₁表示第一信道的计入了发送功率的路径损耗，ρ₂表示第二信道的计入了发送功率的路径损耗。 

10.根据权利要求7所述的移动通信系统，其特征在于，所述功率调整因子大于1。 

11.根据权利要求7所述的移动通信系统，其特征在于，所述移动通信系统支持中继，所述第一设备为基站，所述第二设备为中继节点。 

12.根据权利要求11所述的移动通信系统，其特征在于，所述移动通信系统支持类型II中继，所述第一设备为3GPP LTE-A中的进化节点B，所述第二设备为中继节点。 

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