[發明專利]無線通信系統中的上行鏈路導頻信號和信令傳輸

有效

• 申請號: 201010106823.4
• 申請日: 2003-10-29
• 公開（公告）號: CN101848531B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 蘭加納坦·克里希南;拉吉夫·維賈亞恩;塔梅爾·卡多斯
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H04W52/24
• 分類號: H04W52/24;H04W52/32;H04L25/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 宋獻濤,王英

本申請是申請日為2003/10/29、申請號為200380102367.4、名稱為“無線通信系統中的上行鏈路導頻信號和信令傳輸”的中國專利申請的分案。

相關申請

本申請要求2002年10月29日提交的、題為“Uplink Pilot AndSignaling Transmission In Wireless Communication Systems”的美國臨時專利申請60/422368和2002年10月29日提交的、題為“ChannelEstimation for OFDM Communication Systems”的美國臨時專利申請60/422362的優先權，這兩篇申請并入此處，作為參考。

發明領域

本發明一般涉及數據通信，尤其涉及在無線通信系統中通過上行鏈路傳輸導頻信號和信令(如速率控制)信息的技術。

技術背景

無線通信系統廣泛用于提供各種類型的通信，如語音、分組數據等。這些系統可以是能夠通過共享可用系統資源而支持與多個用戶順序或同時通信的多址系統。這些系統的例子包括：碼分多址(CDMA)系統、時分多址(TDMA)系統和正交頻分多址(OFDMA)系統。

OFDM系統采用正交頻分復用(OFDM)，將整個系統帶寬有效地分為數個(N個)正交子帶。這些子帶也被稱為音(tones)、頻率段(frequency bins)和頻率子信道。可將各子帶視為可以用于傳輸數據的獨立傳輸信道。

在無線通信系統中，來自發射機的RF調制信號經由多個傳播路徑到達接收機。由于很多因素，傳播路徑的特征通常隨時間而變化。對于OFDM系統來說，這N個子帶會經歷不同的信道狀況，獲得不同的信噪比(SNR)。

為了在可用子帶上有效地傳輸數據，通常需要準確地估計發射機和接收機之間的無線信道響應。通常情況下，信道估計是通過從發射機發送導頻信號和在接收機測量該導頻信號而執行的。由于導頻信號是由接收機先驗得知的符號構成，所以，可以將信道響應估計為收到的導頻符號與發射的導頻符號的比。

導頻信號傳輸代表著無線通信系統中的開銷(overhead)。因此，希望將導頻信號傳輸降低到盡可能小的程度。但是，由于無線信道中存在噪音和其他干擾(artifacts)，為了使接收機對信道響應獲得相當準確的估計，需要發送足夠量的導頻信號。此外，由于傳播路徑對信道響應的影響以及傳播路徑本身通常隨時間而變化，因此需要重復導頻信號發射。將無線信道假設為相對穩定的持續時間常被稱為信道相干時間(channel coherence time)。為了維持較高的系統性能，重復發射導頻信號的間隔應明顯小于信道相關時間。

在無線通信系統的下行鏈路中，多個終端使用從一個接入點(或一個基站)發射的單個導頻信號，來估計從該接入點到各終端的不同信道的響應。在上行鏈路中，通常需要通過從各終端發射的單獨導頻信號，對從各終端到該接入點的信道進行估計。

所以，對于無線通信系統來說，多個終端各需要通過上行鏈路向接入點發射導頻信號。此外，信令信息，如速率控制信息和對下行鏈路發射的確認，也需要通過上行鏈路發送。如果以時分復用(TDM)方式執行上行鏈路發射，則可以為各終端分配不同的時隙，然后在所分配的時隙中發射其導頻信號和信令信息。根據活動終端的數量和時隙的持續時間，相當大部分的上行鏈路傳輸時間會被導頻信號和信令傳輸占用。導頻信號和信令信息的上行鏈路傳輸中的這種低效率在OFDM系統中被進一步惡化，在OFDM系統中，最小的傳輸單位(通常為一個OFDM符號)的數據承載能力可能會很大。

因此，本領域需要在無線通信系統(如OFDM系統)中更高效地傳輸導頻信號和信令信息的技術。

發明內容

這里提供的技術用于在無線通信系統中通過上行鏈路更高效地傳輸導頻信號和信令。通過子帶復用，系統中M個可用子帶可以被分為Q個不相交的子帶組，其中，如果任一子帶包含于某組，則它只包含于唯一一個組內。然后，可以將各子帶組分配給不同的終端。多個終端可以在分配給它們的信道上同時發射信號。

通過子帶復用，各終端只根據在可用子帶的一個小的子集中傳輸的上行鏈路導頻信號，就可獲得對全部可用頻帶的準確信道估計。如果維持用于在S個子帶上發射導頻信號的總能量，使其等于用于在所有M個可用子帶上發射導頻信號的總能量，那么，只使用在S個子帶上傳輸的導頻信號，就可以準確地插入其他M-S個子帶的信道響應。