用於在無線通信系統中傳送信號的裝置和方法
2023-05-12 02:27:56 1
用於在無線通信系統中傳送信號的裝置和方法
【專利摘要】提供了一種用於在工作於超高頻帶的無線通信系統中傳送波束截獲所需的信號的裝置和方法，其中，考慮到移動臺(MS)的通信特性，確定相對於數據調製符號長度而言較小的參考調製符號長度，根據所確定的數據調製符號長度來傳送通過使用預定的調製方案調製數據信號而生成的數據調製符號，以及根據所確定的參考調製符號長度，傳送通過使用預定的調製方案調製參考信號而生成的參考調製符號。
【專利說明】用於在無線通信系統中傳送信號的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於在無線通信系統中傳送信號的裝置和方法，更具體地，涉及用於在工作於超高頻帶的無線通信系統中傳送波束截獲所需要的信號的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]為了滿足不斷增長的對數據通信量的需求，已經研發了無線通信系統來支持更高的數據速率。
[0003]迄今為止建議的第四代(4G)系統的技術發展趨勢是朝向提高光譜頻率以便增大數據速率。然而，簡單地通過提高光譜頻率難以滿足急劇增長的對數據通信量的需求。
[0004]被提議來解決這個問題的技術之一是使用非常寬的頻帶。然而，難以在工作於5GHz或更低頻率的蜂窩系統(這是無線通信系統的主要示例)中保護寬的頻帶。因此，必須在高於蜂窩系統的頻帶的頻帶中保護寬帶頻率。
[0005]隨著更高的傳輸頻率被用於無線通信，傳播路徑損耗增大。結果相對短的傳播距離導致服務的覆蓋範圍減小。在這個上下文中，已經提議了波束成形作為用於減輕傳播路徑損耗和增加傳播距離的重要技術之一。
[0006]一種波束成形，即傳輸波束成形，是將來自多個天線中的每一個的信號引導向一個特定的方向的方案。這樣的天線的集合被稱為「天線陣列」，並且所述天線陣列的天線被稱為「天線單兀(antenna element)」。
[0007]通常，信號的傳播距離可以通過傳輸波束成形而增加。另外，傳輸波束成形可以減少與其它用戶的幹擾，因為信號幾乎不在除了所意圖的方向之外的方向上傳送。
[0008]接收器也可以使用接收天線陣列執行接收波束成形。接收波束成形還可以通過集中在來自特定方向的波接收來增加從所述特定方向接收的信號的靈敏度，並且可以通過將來自其它方向的信號從所接收的信號中排除來消除幹擾。
[0009]隨著傳輸頻率提高，信號波的波長減小。因此，在天線陣列中，天線可以以半波長的間隔來配置。在這種情況下，可以在相同的區域上形成具有更多天線的天線陣列。也就是說，相對於低頻帶中的波束成形，工作於高頻帶的通信系統能夠通過波束成形獲得較高的天線增益。因此，工作於高頻帶的通信系統適合于波束成形。
[0010]這是工作於高頻帶的通信系統使用波束成形來減輕巨大的傳播路徑損耗的原因。波束成形應該無差別地應用於數據和控制信號。
[0011]傳統地，電氣和電子工程師學會(IEEE) 802.1lad中的波束成形涉及扇區級掃描(SLS)和波束優化協議(BRP)。
[0012]IEEE 802.1lad標準是基於無線區域網(WLAN)的技術，其以60GHz的超高頻帶提供具有10米到20米之間的半徑的非常小的服務區域。尤其是為了解決超高頻帶中遇到的傳播特性問題，IEEE 802.1lad標準推薦波束成形。
[0013]在IEEE 802.1lad中定義的SLS方案中，將執行波束成形的站(STA)在多個方向上重複地傳送相同的扇區幀。然後，同等STA使用準全向天線接收每個扇區幀，並且傳送關於提供最佳靈敏度的方向的反饋。STA可以從同等STA獲取關於最佳方向的信息並且在所述最佳方向上執行波束成形。
[0014]在IEEE 802.1lad中定義的BRP方案中，在以SLS方案進行了波束成形之後，傳輸和接收波束的方向被精細調整以便增大傳輸波束成形增益和接收波束成形增益。
[0015]典型地，在兩個STA通過SLS方案檢測到最佳傳輸波束之後，它們使用BRP方案來檢測最適於所述傳輸波束的接收波束。此外，傳輸波束方向和接收波束方向的組合被精細地調整。
[0016]尤其是工作於超高頻帶的通信系統(以下稱為「毫米波通信系統」)會鑑於超高頻帶中的無線通信而採用波束成形來減輕傳播路徑損耗和增大傳播距離。
[0017]為了通過波束成形最大化天線增益，毫米波通信系統應該能夠選擇最佳的傳輸/接收波束。例如，它可以使用如IEEE 802.1lad提議的SLS方案和BRP方案來選擇最佳的傳輸/接收波束。
[0018]例如，和傳輸-接收波束組合的數目一樣多的參考信號被重複地傳送以便選擇最佳的傳輸/接收波束。每個參考信號是以特定的傳輸/接收波束而被傳送和接收，並且最佳傳輸-接收波束組合是通過比較所接收的信號的強度來選擇的。
[0019]如果更窄的波束被用於獲得更高的天線增益，則傳輸/接收波束的數目增大。所導致的必需的參考信號的數目的增大會增加總體系統開銷並因此減小總系統容量。因此，存在對於研發這樣的方法的迫切的需要:當波束成形被用於毫米波通信系統中時，最小化選擇傳輸/接收波束所需的參考信號的系統開銷。
【發明內容】
[0020]技術問題
[0021]本發明的一個方面將解決至少所述問題和/或缺點，並且提供至少下述優點。因此，本發明實施例的一個方面將提供一種在毫米波通信系統中以降低波束截獲所需的參考信號的開銷的方式來配置參考信號的參考信號傳輸裝置和方法。
[0022]本發明實施例的另一個方面將提供一種考慮到毫米波通信系統中的用戶終端的通信特性，為不同的基站(BS)或者不同的用戶設定不同的參考調製符號長度的信號傳輸裝置和方法。
[0023]本發明實施例的另一個方面將提供一種在毫米波通信系統中在BS處考慮到用戶終端的通信特性，為正交頻分復用(OFDM)調製設定快速傅立葉逆變換(IFFT)點數(size)的信號傳輸裝置和方法。
[0024]本發明實施例的另一個方面將提供一種考慮到毫米波通信系統中的用戶終端的通信特性、用於設定用于波束成形的波束寬度的信號傳輸裝置和方法。
[0025]本發明實施例的又一個方面將提供用於根據毫米波通信系統中的用戶終端的速度為不同的用戶終端設定不同的參考調製符號長度的信號傳輸裝置和方法。
[0026]技術方案
[0027]根據本發明的一個實施例，提供了一種用於在支持超高頻帶中的通信的無線通信系統中的傳輸裝置處傳送信號的方法，其中:考慮到移動臺(MS)的通信特性，確定相對於數據調製符號長度而言較小的參考調製符號長度；根據所確定的數據調製符號長度，傳送通過使用預定的調製方案調製數據信號而生成的數據調製符號；以及根據所確定的參考調製符號長度，傳送通過使用預定的調製方案調製參考信號而生成的參考調製符號。
[0028]根據本發明的另一個實施例，提供了一種用於在支持超高頻帶中的通信的無線通信系統中傳送信號的傳輸裝置，其中:第一調製器根據基於MS的通信特性確定的數據調製符號長度，通過使用預定的調製方案調製數據信號來生成數據調製符號；第二調製器根據基於所述MS的通信特性確定的、相對於所述數據調製符號長度較小的參考調製符號長度，通過使用預定的調製方案調製參考信號來生成參考調製符號；信號選擇器從接收自第一調製器的數據調製符號序列或者接收自第二調製器的參考調製符號序列中選擇性地輸出數據調製符號或者參考調製符號，以便生成具有基於所述MS的通信特性來確定的結構的幀；並且傳送器將接收自所述信號選擇器的數據調製符號或者參考調製符號轉換為模擬信號，並且通過波束成形經由天線陣列傳送所述模擬信號。
[0029]發明的有益效果
[0030]根據本發明實施例，將被傳送的參考調製符號的數目是考慮到通信環境而在數據調製符號長度內調節。因此，歸因于波束成形的天線增益能夠增大並且整個系統的開銷能夠被降低。
[0031]其它各種效果將在本發明的實施例的下面的詳細描述中被明確地或者隱含地披露。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]從以下結合附圖的詳細描述，本發明的某些實施例的以上及其它目標、特徵和優點將更加清楚，其中:
[0033]圖1示出了根據本發明實施例的、毫米波通信系統中的波束選擇程序中的參考信號傳輸的構思；
[0034]圖2示出了根據本發明實施例的被用於毫米波通信系統中的波束成形的波束的類型；
[0035]圖3示出了根據本發明實施例的、毫米波通信系統中用於減少由參考信號傳輸所引起的系統開銷的示範性信號傳輸的構思；
[0036]圖4示出根據本發明實施例的、在毫米波通信系統中不同的小區或者基站(BS)將不同的正交頻分復用(OFDM)符號長度用於參考信號的操作情景；
[0037]圖5示出根據本發明另一個實施例的、在毫米波通信系統中小區或者BS將不同的OFDM符號長度用於參考信號的操作情景；
[0038]圖6示出根據本發明實施例的毫米波通信系統中的傳輸裝置的配置；以及
[0039]圖7是示出根據本發明實施例的、用於在毫米波通信系統中的傳輸裝置處傳送信號的控制操作的流程圖。
[0040]貫穿附圖，相同的附圖參考標號將被理解為指代相同的元素、特徵、和結構。【具體實施方式】
[0041]將參考附圖對本發明的優選實施例進行參考。將避免對本發明中的通常熟知的功能和結構進行詳細描述，以免它模糊本發明的主題。本發明中使用的術語是考慮到本發明中的功能而定義的，並且可以根據用戶或操作者的意圖或者慣例而改變。因此，不能簡單地通過所使用的實際的術語，而是必須通過每個術語所含有的含義來理解本發明。
[0042]在如稍後描述的本發明的實施例中，幀被配置成使得傳輸裝置可以在毫米波通信系統中根據特定的符號選擇條件來傳送數據信號和參考信號。為了配置所述幀，在所述幀中定義了用於傳送數據信號的「數據信號傳輸時段」和用於傳送參考信號的「參考信號傳輸時段」。
[0043]當定義了數據信號傳輸時段時，根據預定的符號選擇條件為數據信號傳輸確定的OFDM符號(以下稱為「數據OFDM符號」)的長度被考慮。當定義了參考信號傳輸時段時，根據預定的符號選擇條件為參考信號傳輸確定的OFDM符號(以下稱為「參考OFDM符號」)的長度被考慮。數據OFDM符號和參考OFDM符號的長度被設定為不相同。優選地，數據OFDM符號長度大於參考OFDM符號長度。也就是說，數據OFDM符號長度和參考OFDM符號長度被確定為使得多個參考OFDM符號可以在數據OFDM符號長度內被傳送，每個參考OFDM符號具有參考OFDM符號長度。
[0044]用於確定數據OFDM符號長度和參考OFDM符號長度的預定的符號選擇條件反映了將連接至基站(BS)或者小區的用戶終端的通信特性。用戶終端的通信特性能夠從BS或者用戶終端的周圍環境中預測。
[0045]也就是說，可以考慮到安裝BS的環境中的位置和地形或者考慮到BS的服務範圍中的用戶終端的位置來預測連接至BS的用戶終端的通信特性。
[0046]例如，如果第一 BS安裝在容納了飯店、咖啡店、等等的商業區中，則第一 BS可以預測連接至第一BS的大部分用戶終端非常有可能靜止或者緩慢移動。另一方面，如果第二BS安裝在高速公路和普通公路或者鐵路附近，則第二 BS可以預測連接至第二 BS的大部分用戶終端非常有可能快速移動。
[0047]因此，第一 BS和第二 BS將考慮到以上描述的用戶終端的通信特性而確定不同的數據OFDM符號長度Ts和參考OFDM符號長度ts。也就是說，參考OFDM符號長度ts被設定為小於數據OFDM符號長度Ts。由第一 BS和第二 BS確定的數據OFDM符號長度可以相等。然而，第一 BS和第二 BS可以設定不同的參考OFDM符號長度。例如，由第一 BS確定的參考OFDM符號長度可以小於由第二 BS確定的參考OFDM符號長度，從而增大歸因于波束成形的天線增益以及最小化上述示例中由參考信號傳輸所引起的系統開銷。
[0048]在另一個示例中，當容納了飯店、咖啡店等等的商業區與高速公路和普通公路共同存在於BS的服務範圍(或者小區)內時，位於商業區的第一用戶終端非常有可能靜止或者緩慢移動，而高速公路和普通公路附近的第二用戶終端非常有可能快速移動。
[0049]因此，BS將考慮到以上描述的第一用戶終端和第二用戶終端的通信特性，為第一用戶終端和第二用戶終端確定不同的數據OFDM符號長度Ts和參考OFDM符號長度ts。也就是說，參考OFDM符號長度ts被設定為小於數據OFDM符號長度Ts。為第一用戶終端和第二用戶終端確定的數據OFDM符號長度可以相等。然而，可以為第一 BS和第二 BS的用戶終端設定不同的參考OFDM符號長度。例如，為第一用戶終端確定的參考OFDM符號長度可以小於為第二用戶終端確定的參考OFDM符號長度，從而增大歸因于波束成形的天線增益以及最小化上述示例中由參考信號傳輸所引起的系統開銷。
[0050]為了實施本發明的以上兩個實施例，BS需要向用戶終端通知將被使用的幀結構。也就是說，BS需要向用戶終端傳送關於數據OFDM符號長度和參考OFDM符號長度的信息。或者BS可以向用戶終端僅僅傳送關於參考OFDM符號長度的信息。
[0051]BS可以向用戶終端傳送能夠讓用戶終端從中確定數據OFDM符號長度和參考OFDM符號長度的隱式信息，而不是直接向用戶終端傳送關於數據OFDM符號長度和參考OFDM符號長度的信息。例如，BS可以向用戶終端傳送關於數據OFDM符號長度的信息以及關於將在數據OFDM符號長度內被傳送的參考OFDM符號的數目的信息。如果數據OFDM符號長度固定，則BS可以僅僅向用戶終端傳送關於參考OFDM符號長度或者參考OFDM符號的數目的信息。如果用戶終端的通信特性沒有在跨過區域時發生改變，則BS可以將關於數據OFDM符號長度和參考OFDM符號長度的信息以及能夠從中確定數據OFDM符號長度和參考OFDM符號長度的隱式信息作為系統信息來提供，從而避免信息的重複傳輸的需要。關於數據OFDM符號長度的信息的傳輸也是可選的。
[0052]下面將參考附圖對本發明的優選實施例進行詳細描述。
[0053]圖1示出了根據本發明實施例的、毫米波通信系統中的波束選擇程序中的參考信號傳輸的構思。在所示出的圖1的情況中，最佳波束是使用多個參考信號來選擇的。選擇最佳波束的原因是通過在毫米波通信系統中進行波束成形來最大化天線增益。
[0054]參考圖1, BS100傳送與傳輸波束和接收波束的組合的總數一樣多的參考信號,如參考標號120所指示的。傳輸波束和接收波束的組合的總數是BS100的傳輸波束的數目與移動臺(MS) 110、112、和114的接收波束的數目的乘積。與組合的總數一樣多的參考信號通過時間、頻率和/或空間而被區分。
[0055]更具體地說，與組合的總數一樣多的參考信號中的每一個是以特定的傳輸/接收波束，即，通過特定方向上的波束成形，而被傳送和接收的。隨後，MS110、112、和114中的每一個測量所接收的全部參考信號的強度，並且通過比較信號強度測量來選擇最佳傳輸/接收波束組合。也就是說，MS從通過根據MS的位置和地形情況的波束成形在扇區內的全部方向上傳送的參考信號當中選擇從特定波束方向接收的信號。
[0056]為了獲得更高的天線增益，天線陣列被配置為具有更多的天線單元。如果波束成形被應用在天線陣列，則由每個天線單元形成的波束的寬度變得更小。
[0057]因此，考慮到波束變窄，傳輸/接收波束的數目增大以便均勻地填滿全部方向。此夕卜，所導致的傳輸波束和接收波束的組合的總數的增大會線性地增大被重複地傳送的參考信號的數目。被重複地傳送的參考信號的數目等於傳輸波束和接收波束的組合的總數的數目。
[0058]這意味著用于波束截獲的以預定間隔傳送的參考信號佔用更多的符號，因此增大總體系統開銷。結果，總體系統容量減小。因此，存在對於用於最小化由波束截獲期間的參考信號所引起的系統開銷的方法的需要。
[0059]圖2示出了根據本發明實施例的被用於毫米波通信系統中的波束成形的波束的類型。在圖2中，寬波束和窄波束被顯示為用于波束成形。
[0060]通常，波束的形狀和寬度是根據天線陣列中的天線單元的數目，即被用于波束成形的天線單元的數目來確定的。如果使用更多的天線單元來形成波束，則波束窄。相反地，如果使用更少天線單元來形成波束，則波束寬。
[0061]所述兩種類型的波束，即具有較大波束寬度的波束210和具有較小波束寬度的波束212有它們各自的優點和缺點。例如，圖2中假設BS200通過寬波束210與第一 MS210通信並且通過窄波束212與第二 MS212通信。
[0062]在寬波束210的情況下，可以利用相對較小數目的波束來覆蓋全部方向，因為一個波束能夠覆蓋較寬的區域。由于波束的數目較小，因此被重複地傳送的參考信號的數目也小。結果，系統開銷減小並且總體系統容量增大。
[0063]然而，天線增益相對較小，因為波束被形成為覆蓋較寬的區域。此外，由於天線增益較小，接收的信號的強度較小，從而降低了接收性能。
[0064]在窄波束212的情況下，可以通過使用許多天線單元進行波束成形來將信號引導向窄方向上。因此，能夠獲得相對較高的天線增益。這意味著能夠接收到較強的信號，因此接收性能的改進可以被預期。
[0065]然而，因為一個波束僅僅能覆蓋較窄的區域，因此，可以利用相對較大數目的波束來覆蓋全部方向。因此，更多的參考信號被需要用于波束選擇，並且系統開銷增大，因此降低了總系統容量。
[0066]如果基於以上描述根據通信環境和用戶條件而靈活地採用所述兩種波束類型，則在毫米波通信系統中所述兩種波束類型可以被認為是不同的技術。
[0067]圖3示出了根據本發明實施例的、毫米波通信系統中用於減少由參考信號傳輸所引起的系統開銷的示範性信號傳輸的構思。
[0068]如圖3中所示，本發明實施例的主要技術特徵在於，不同的OFDM符號長度被用於不同的傳輸信號類型。例如，為數據信號300和參考信號310設定不同的OFDM符號長度。如果N個參考信號310的總OFDM符號長度Ts等於數據信號300的OFDM符號長度Ts，則一個參考信號的OFDM符號長度ts是Ts/N。換句話說，N個參考信號310的總OFDM符號長度或者數據信號300的OFDM符號長度Ts可以被定義為Nxts。
[0069]因為可以在一個數據符號長度期間傳送一個或多個參考信號，因此儘管使用了相同數目的傳輸/接收波束，整個系統的開銷能夠降低。這裡，OFDM符號長度的差別等價於頻率軸上的相鄰子載波之間的間距的差別。
[0070]也就是說，為數據信號300分配較大的OFDM符號長度意味著頻率軸上的相鄰子載波之間的間距相對較短。相反，為參考信號310分配相對於數據信號300的OFDM符號長度而言較小的OFDM符號長度意味著頻率軸上的相鄰子載波之間的間距相對較大。
[0071]相對於數據信號而言為參考信號分配大量子載波是不必要的參考信號設計。因此，通過在傳送參考信號時分配較小的OFDM符號長度並且加寬頻率軸上的相鄰子載波之間的間距，可以在波束捕獲性能和系統開銷方面達到最佳性能。
[0072]然而，不管是數據信號300還是參考信號310，相同尺寸的保護間隔都被添加在OFDM符號之前，因為保護間隔受小區半徑的影響。在具有較小的半徑的小區中，信號傳輸花費較短的時間，因此較短的保護間隔被使用。另一方面，較長的保護間隔被用於具有較大的半徑的小區中，以便防止來自相鄰符號的幹擾。
[0073]然而，在本發明的實施例中，當數據信號300和參考信號310在相同的小區半徑內被傳送時，不同的OFDM符號長度被應用在數據信號300和參考信號310上。因此，相同的保護間隔被應用。
[0074]圖4示出根據本發明實施例的、在毫米波通信系統中不同的小區或者BS將不同的OFDM符號長度用於參考信號的操作情景。在所示出的圖4的情況下，具有不同的OFDM符號長度的參考信號是在小區的基礎上或者在BS的基礎上被使用。
[0075]參考圖4，分別連接至第一 BS400和第二 BS420(BS-1和BS-2)的第一 MS 410和第二 MS 430 (MS-1和MS-2)可以依據BS-1和BS-2的位置和地形而在通信環境和狀態方面有所不同。
[0076]例如，如果BS-1安裝在容納了飯店、咖啡店、等等的商業區中，則連接至BS-1的大部分MS非常有可能靜止或者緩慢移動。另一方面，如果BS-2安裝在高速公路和普通公路或者鐵路附近，則連接至BS-2的大部分MS非常有可能快速移動。也就是說，典型的是嘗試通過BS-2通信的MS或者連接至BS-2的MS在大多數情況下快速移動。
[0077]在圖4中所示的操作情景中，BS-1和BS-2將不同的OFDM符號長度用於參考信號。也就是說，用於參考信號的OFDM符號長度與連接至圖4中的BS的MS的速度相關聯。很明顯，可以構建這樣的操作情景:每個BS基於除了 MS的速度以外的因素使用具有不同的OFDM符號長度的參考信號。
[0078]下面將給出連接至具有不同的速度的MS的BS中所使用的幀的詳細描述。
[0079]安裝在MS幾乎保持靜止的區域中，例如，容納了飯店或者咖啡店的地區中，BS-1使用窄波束執行波束成形。
[0080]預計在MS幾乎不移動的區域中波束不會由於用戶的移動而經常改變。也就是說，如果在MS幾乎保持靜止的同時確定了最佳傳輸/接收波束組合，則改變所確定的最佳傳輸/接收波束組合的概率將非常低。
[0081]即使為位於MS幾乎不移動的區域中的MS選擇了支持窄波束的傳輸/接收波束組合，傳輸/接收波束組合也不會經常改變。另外，波束成形可以帶來歸因於對窄波束的使用的高天線增益。
[0082]儘管存在這些好處，但是窄波束的使用會增大波束數目或者參考信號符號的數目，從而增大整個系統的開銷。因此，根據本發明實施例，幀412被配置成在數據符號長度內包括相對較大數目的參考信號符號，以便降低系統開銷。
[0083]安裝在MS大量移動或者快速移動的區域中，例如，其中車輛或者火車快速移動的公路或者鐵路附近，BS-2使用寬波束執行波束成形。
[0084]預計在MS大量移動或者快速移動的區域中波束會由於MS的移動而經常改變。也就是說，如果在MS移動快速的同時確定了最佳傳輸/接收波束組合，則改變所確定的最佳傳輸/接收波束組合的概率將非常高。
[0085]如果為位於MS大量移動或者快速移動的區域中的MS選擇了支持寬波束的傳輸/接收波束組合，則傳輸/接收波束組合將經常改變。為了最小化所選擇的傳輸/接收波束組合的改變，優選的是選擇使用相對較寬的波束的傳輸/接收波束組合。也就是說，儘管天線增益較低，但是寬波束的使用是高效的。
[0086]然而，當使用寬波束時，均勻地覆蓋全部方向的波束的數目減少。也就是說，所需的參考信號的數目減少。因此，根據本發明實施例，幀432被配置成在數據符號長度內包括相對較小數目的參考信號符號。
[0087]如上所述，BS-1和BS-2根據它們的位置，即，它們的周圍環境，來使用具有不同的配置的幀412和432。BS的周圍環境表示BS的服務範圍內的MS的移動特性。[0088]因此，每個BS需要向它的小區內的全部MS通知將被使用的幀結構，即，將被使用的幀的類型。例如，每個BS向它的小區內的MS廣播關於所使用的幀的類型的信息。
[0089]所述關於所使用的幀的類型的信息可以指定對應於一個數據符號的參考信號符號的數目。例如，關於所使用的幀的類型的信息指示被包括在一個數據符號長度內的參考信號符號的數目。在另一個示例中，關於所使用的幀的類型的信息可以指示預定的符號圖案當中將被使用的符號圖案的索引。在這種情況下，MS可以基於從BS接收的索引信息來確定數據符號長度所跨越的參考信號符號的數目。
[0090]圖5示出根據本發明另一個實施例的、在毫米波通信系統中小區或者BS將不同的OFDM符號長度用於參考信號的操作情景。在所示出的圖5的情況下，小區或者BS根據MS的條件和周圍環境將具有不同的OFDM符號長度的參考信號用於不同的MS。不同的參考信號根據用戶條件和周圍環境而被分配，因此參考信號可以專門用於特定的用戶或者用戶組。
[0091]參考圖5，第一 MS 510和第二 MS 520 (MS-1和MS-2)可以根據它們在BS500 (BS-1)或者小區中的用戶條件和周圍環境而在通信環境和狀態方面有所不同。
[0092]例如，可以預測MS-1非常有可能靜止或者緩慢移動較短的距離，因為它位於容納了飯店和咖啡店的商業區中。另一方面，可以預測MS-2非常有可能在車輛或者火車上快速移動，因為它位於高速公路和普通公路或者鐵路附近。也就是說，在嘗試通過BS-1通信的MS或者連接至BS-1的MS中，預計會快速移動的MS典型地與預計幾乎不移動的MS共存。
[0093]在圖5中所示的本發明的實施例中，可以根據MS 510和520的條件和環境來定義具有不同的OFDM符號長度的專用參考信號。此外，使用專用參考信號的操作情景將關於相同的BS或者小區內的MS的不同的條件和環境而被描述。
[0094]在圖5中所示的操作情景中，BS-1將具有不同的OFDM符號長度的參考信號用於MS-1和MS-2。也就是說，OFDM符號長度與連接至圖5中的BS或者小區的MS的速度相關聯。很明顯，可以構建這樣的操作情景:BS基於除了 MS的速度以外的因素將具有不同的OFDM符號長度的專用參考信號用於不同的MS。
[0095]下面將給出被用於連接至一個BS的、具有不同的速度的MS的幀的詳細描述。
[0096]優選地,針對位於MS幾乎保持靜止的區域中的MS,例如,容納了飯店或者咖啡店的地區中的MS，BS 500使用窄波束執行波束成形。
[0097]預計在MS幾乎不移動的區域中波束不會由於用戶的移動而經常改變。也就是說，如果在MS幾乎保持靜止的同時確定了最佳傳輸/接收波束組合，則改變所確定的最佳傳輸/接收波束組合的概率將非常低。
[0098]即使為位於MS幾乎不移動的區域中的MS選擇了支持窄波束的傳輸/接收波束組合，所述傳輸/接收波束組合也不會經常改變。另外，波束成形可以帶來歸因於對窄波束的使用的高天線增益。
[0099]儘管存在這些好處，但是窄波束的使用會增大波束數目或者專用參考信號符號的數目，從而增大整個系統的開銷。因此，根據本發明實施例，幀512被配置成在數據符號長度內包括相對較大數目的專用參考信號符號，以便降低系統開銷。
[0100]優選地,針對位於MS大量移動或者快速移動的區域中，例如,其中車輛或者火車快速移動的公路或者鐵路附近的MS-2, BS 500使用寬波束執行波束成形。
[0101]預計在MS大量移動或者快速移動的區域中波束會由於MS的移動而經常改變。也就是說，如果在MS移動快速的同時確定了最佳傳輸/接收波束組合，則改變所確定的最佳傳輸/接收波束組合的概率將非常高。
[0102]如果為位於MS大量移動或者快速移動的區域中的MS選擇了支持寬波束的傳輸/接收波束組合，則傳輸/接收波束組合將經常改變。為了最小化所選擇的傳輸/接收波束組合的改變，優選的是選擇使用相對較寬的波束的傳輸/接收波束組合。也就是說，儘管天線增益較低，但是寬波束的使用是高效的。
[0103]然而，當使用寬波束時，均勻地覆蓋全部方向的波束的數目減少。也就是說，所需的專用參考信號的數目減少。因此，根據本發明實施例，幀522被配置成在數據符號長度內包括相對較小數目的專用參考信號符號。
[0104]如上所述，BS 500將具有不同的配置的幀512和5222用於不同的用戶或者用戶組。可以根據諸如MS的周圍環境的用戶條件來確定將被用於不同的用戶或者用戶組的幀配置。例如，MS的周圍環境包括MS的速度等等。
[0105]因此，BS 500需要向它的小區內的全部MS通知將被用於MS 510和MS520的幀結構，即，將被用於MS 510和MS 520的幀的類型。例如，BS 500向它的小區內的MS廣播關於所使用的幀的類型的信息。
[0106]關於所使用的幀的類型的信息可以指定對應於一個數據符號的參考信號符號的數目。例如，關於所使用的幀的類型的信息指示被包括在一個數據符號長度內的參考信號符號的數目。在另一個示例中，關於所使用的幀的類型的信息可以指示預定的符號圖案當中將被使用的符號圖案的索引。在這種情況下，MS可以基於從BS接收的索引信息來確定包括在數據符號長度內的參考信號符號的數目。
[0107]圖6示出本發明實施例的毫米波通信系統中的傳輸裝置的示範性配置。也就是說，傳輸裝置被配置為在前述兩種情景中為不同的BS或者不同的MS傳送具有不同的OFDM符號長度的參考信號。
[0108]參考圖6，傳輸裝置包括具有多個天線單元的數據機和傳送器。傳送器包括用於形成波束的波束成形器640和天線陣列650。所述數據機包括:對應於根據輸入信號的類型的至少兩個調製器的至少兩個快速傅立葉逆變換(IFFT)處理器602和612 ;對應於所述至少兩個IFFT處理器602和612的並行/串行(P/S)轉換器604和614 ;和數模轉換器(DAC) 630。
[0109]例如，下面的描述是在假定輸入了兩種類型的信號，即數據信號和參考信號的條件下給出的。因此，不同的OFDM符號長度被用於傳送數據信號和參考信號。也就是說，數據信號和參考信號是以不同的、頻率軸上的相鄰子載波之間的間距來傳送的，其可以使用不同的IFFT/FFT點數來實施。
[0110]數據信號600被提供給N1IFFT處理器602，而參考信號610被提供給N2IFF處理器612。N1和N2是IFFT點數並且N1等於或大於N2。
[0111]N1IFFT處理器602通過IFFT將頻域內的輸入數據信號轉換為時域內數據信號數據信號。N2IFFT處理器612通過IFFT將頻域內的輸入參考信號轉換為時域內的參考信號。N1IFFT處理器602和N2IFFT處理器612具有不同的IFFT點數，即N1和N20
[0112]在相同的帶寬內將不同的IFFT點數應用在數據信號600和參考信號610上的原因是為了根據將在相同時段期間被傳送的信號的類型來區分OFDM符號長度。也就是說，從N1IFF處理器602輸出的時域數據信號(以下稱為「數據OFDM符號序列」)和從N2IFF處理器612輸出的時域參考信號(以下稱為「參考OFDM符號序列」)變成具有不同的長度的OFDM符號。例如，一個數據OFDM符號長度Ts可以等於五個參考OFDM符號的總長度Nxts (N=5)。這意味著假定數據信號600和參考信號610是以不同的子載波間距被傳送。
[0113]同時，第一 P/S轉換器604將從N1IFF處理器602接收的並行數據OFDM符號序列轉換為串行信號，而第二 P/S轉換器614將從N2IFF處理器604接收的並行參考OFDM符號序列轉換為串行信號。
[0114]信號選擇器620從第一 P/S轉換器604接收串行數據OFDM符號序列並且從第二P/S轉換器614接收串行參考OFDM符號序列。
[0115]信號選擇器620根據預定的符號選擇條件，從接收自第一 P/S轉換器604的數據OFDM符號序列和接收自第二 P/S轉換器614的參考OFDM符號序列中選擇所打算的那麼多的OFDM符號。也就是說,信號選擇器620根據將被用於數據信號和參考信號的傳輸的巾貞結構來選擇性地輸出數據OFDM符號和參考OFDM符號。
[0116]例如，在假定被應用在數據信號的傳輸的OFDM符號長度Ts是被應用在參考信號的傳輸的OFDM符號長度ts的N倍的條件下，當輸出參考OFDM符號時，信號選擇器620在時段Ts期間輸出N個參考OFDM符號。相反，當輸出數據OFDM符號時，信號選擇器620在時段Ts期間輸出一個數據OFDM符號。
[0117]以上已經提出了本發明的兩個實施例。也就是說，已經參考圖4描述了其中一個實施例並且已經參考圖5描述了另一個實施例。因此，傳輸裝置的信號選擇器620可以根據所支持的實施例來執行不同的操作，，那就是說，可以根據所支持的實施例選擇性地將符號選擇條件用於符號選擇。
[0118]例如，在圖4中所示的本發明的實施例中，將被信號選擇器620引用的符號選擇條件可以基於對每個BS而言特定的幀結構來定義。相反，在圖5中所示的本發明的實施例中，將被信號選擇器620引用的符號選擇條件可以基於對每個MS而言特定的幀結構來定義。
[0119]在前面的實施例中，信號選擇器620根據數據信號傳輸時段或者參考信號傳輸時段來確定將被輸出的OFDM符號的類型，並且根據OFDM符號類型來選擇數據OFDM符號和參考OFDM符號之一。當輸出所選擇的OFDM符號時，信號選擇器620考慮將被應用的OFDM符號長度。例如，在假定被應用在數據信號的傳輸的OFDM符號長度Ts是被應用在參考信號的傳輸的OFDM符號長度ts的N倍的條件下，當輸出參考OFDM符號時，信號選擇器620在時段Ts期間輸出N個參考OFDM符號。相反，當輸出數據OFDM符號時，信號選擇器620在時段Ts期間輸出一個數據OFDM符號。
[0120]在後一個實施例中，信號選擇器620根據數據信號傳輸時段或者參考信號傳輸時段來確定將被輸出的OFDM符號的類型，並且根據OFDM符號類型來選擇數據OFDM符號和參考OFDM符號之一。當輸出所選擇的OFDM符號時,信號選擇器620基於MS的位置來考慮將被應用的OFDM符號長度。也就是說，參考信號是根據MS的條件和環境以不同長度的OFDM符號被傳送到MS。
[0121]例如，對於預計存在快速移動的區域中的MS 430和520，在一個數據OFDM符號長度內N被設定為2 (幀432和522)，而對於預計存在少量移動的區域中的MS 410和510，在一個數據OFDM符號長度內N被設定為4(幀412和512)。N是將在傳輸時段(即一個數據OFDM符號長度)期間被傳送的參考OFDM符號的數目。也就是說，在相同的時段期間信號選擇器620為預計存在快速移動的區域中的MS 430和520選擇兩個參考OFDM符號(Ts=2ts)。另一方面，在相同的時段期間信號選擇器620為預計存在少量移動的區域中的MS412和512選擇四個參考OFDM符號(Ts = 4ts)。
[0122]DAC 630將從信號選擇器620接收的OFDM符號轉換為模擬信號並且將該模擬信號輸出到波束成形器640。波束成形器640為從小區分段的每個區域分配具有預定寬度的波束。例如，可以使用與確定幀結構時所使用的條件類型的條件來設定波束寬度。也就是說，針對預計存在快速的或頻繁的移動的區域，利用較大的波束寬度執行波束成形，而針對預計存在少量移動的區域，利用較小的波束寬度執行波束成形。
[0123]例如，覆蓋預計存在快速移動的區域並且在相同的時段Ts期間兩個參考OFDM符號將被傳送到其中的波束的寬度被設定為大於覆蓋預計存在少量移動的區域並且在相同的時段Ts期間四個參考OFDM符號將被傳送到其中的波束的寬度。也就是說，在相同的時段Ts期間攜載較大數目的參考OFDM符號的波束被設定為是寬的，而在相同的時段Ts期間攜載較小數目的參考OFDM符號的波束被設定為是窄的。
[0124]波束成形器640向天線陣列650提供根據以上規則確定的波束成形圖案。天線陣列650利用波束成形圖案中的數據信號和參考信號生成OFDM幀。
[0125]圖7是示出根據本發明實施例的、用於在毫米波通信系統中的傳輸裝置處傳送信號的控制操作的流程圖。圖7的控制操作包括設定數據調製符號長度和參考調製符號長度(步驟710到714)以及數據調製符號和參考調製符號的傳輸(步驟716)。
[0126]參考圖7，在步驟710，傳輸裝置基於MS的通信特性設定符號選擇條件。例如，根據諸如速度或移動概率的MS的通信特性來設定符號選擇條件。也就是說，相對於預計快速移動或頻繁移動的MS而言，為預計少量移動或緩慢移動的MS設定相對較小的參考調製符號長度。另外，可以針對數據調製符號長度來定義符號選擇條件。
[0127]在步驟712，傳輸裝置基於所設定的符號選擇條件來確定將被用於傳送包括數據信號和參考信號的信號的幀結構。例如，傳輸裝置根據所設定的符號選擇條件來定義幀中的數據調製符號時段和參考調製符號時段。此外，傳輸裝置可以根據符號選擇條件確定將在參考調製符號時段期間被傳送的參考調製符號的數目。
[0128]在步驟714，傳輸裝置根據所確定的幀結構選擇將被傳送的調製符號。例如，在數據調製符號時段中，由OFDM調製所生成的數據OFDM符號被選擇，而在參考調製符號時段中，與所確定的數目一樣多的、由OFDM調製所生成的參考OFDM符號被選擇。
[0129]在步驟716，傳輸裝置基於MS的通信特性或者數據調製符號長度和參考調製符號長度來確定波束成形圖案。然後，傳輸裝置根據所確定的波束成形圖案傳送所選擇的調製符號，即數據調製符號或參考調製符號。
[0130]雖然已經參考本發明的某些實施例而特別地示出和描述了本發明，本領域普通技術人員將理解，可以在這裡進行各種形式和細節上的改變而不脫離由所附權利要求所定義的本發明的精神和範圍。
【權利要求】
1.一種用於在支持超高頻帶中的通信的無線通信系統中的傳輸裝置處傳送信號的方法，該方法包括:考慮到移動臺(MS)的通信特性，確定相對於數據調製符號長度而言較小的參考調製符號長度；根據所確定的數據調製符號長度，傳送通過使用預定的調製方案調製數據信號而生成的數據調製符號；以及根據所確定的參考調製符號長度，傳送通過使用預定的調製方案調製參考信號而生成的參考調製符號。
2.如權利要求1所述的方法，其中，MS的通信特性是通過具有所述傳輸裝置的基站(BS)的通信環境或者連接至所述BS的MS的通信環境來確定的。
3.如權利要求1所述的方法，其中，所述確定包括，如果通過MS的速度確定所述MS的通信特性，則為預計緩慢移動的MS確定相對於用於預計快速移動的MS的參考調製符號長度而言較小的參考調製符號長度。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述確定包括，如果通過MS的速度確定所述MS的通信特性，則為連接至預計緩慢移動的MS的BS確定相對於用於連接至預計快速移動的MS的BS的參考調製符號長度而言較小的參考調製符號長度。
5.如權利要求1所述的方法，還包括向能夠連接的MS傳送關於所確定的參考調製符號長度的信息。
6.如權利要求1到5中的任何一個所述的方法，其中，所述數據調製符號長度是所述參考調製符號長度的整數倍。
7.如權利要求6所述的方法，其中，所述確定包括為不同的BS確定不同的參考調製符號長度，或者為具有與一個BS的服務區域的分段相對應的多個波束寬度的波束確定不同的參考調製符號長度。
8.如權利要求3或權利要求4所述的方法，其中，參考調製符號的傳輸包括，利用相對於用於預計快速移動的MS的參考調製符號的寬度而言較小的用於預計緩慢移動的MS的波束寬度，對參考調製符號進行波束成形。
9.如權利要求1所述的方法，其中，預定的調製方案是正交頻分復用(OFDM)調製。
10.一種用於在支持超高頻帶中的通信的無線通信系統中傳送信號的傳輸裝置，該傳輸裝置包括:第一調製器，用於根據基於移動臺(MS)的通信特性確定的數據調製符號長度，通過使用預定的調製方案調製數據信號來生成數據調製符號；第二調製器，用於根據基於所述MS的通信特性確定的、相對於所述數據調製符號長度較小的參考調製符號長度，通過使用預定的調製方案調製參考信號來生成參考調製符號；信號選擇器，用於從接收自第一調製器的數據調製符號序列或者接收自第二調製器的參考調製符號序列中選擇性地輸出數據調製符號或者參考調製符號，以便生成具有基於所述MS的通信特性來確定的結構的幀；以及傳送器，用於將接收自所述信號選擇器的數據調製符號或者參考調製符號轉換為模擬信號，並且通過波束成形經由天線陣列傳送所述模擬信號。
11.如權利要求10所述的傳輸裝置，其中，MS的通信特性是通過具有所述傳輸裝置的基站(BS)的通信環境或者連接至所述BS的MS的通信環境來確定的。
12.如權利要求10所述的傳輸裝置，其中，如果通過MS的速度確定MS的通信特性，則第二調製器為預計緩慢移動的MS確定相對於用於預計快速移動的MS的參考調製符號長度而言較小的參考調製符號長度。
13.如權利要求10所述的傳輸裝置，其中，如果通過MS的速度確定所述MS的通信特性，則第二調製器為連接至預計緩慢移動的MS的BS確定相對於用於連接至預計快速移動的MS的BS的參考調製符號長度而言較小的參考調製符號長度。
14.如權利要求10所述的傳輸裝置，其中，所述傳送器向能夠連接的MS傳送關於所確定的參考調製符號長度的信息。
15.如權利要求10到14中的任何一個所述的傳輸裝置，其中，所述數據調製符號長度是所述參考調製符號長度的整數倍。
16.如權利要求15所述的傳輸裝置，其中，第二調製器為不同的BS確定不同的參考調製符號長度，或者為具有與一個BS的服務區域的分段相對應的多個波束寬度的波束確定不同的參考調製符號長度。
17.如權利要求12或權利要求13所述的傳輸裝置，其中，所述傳送器包括波束成形器，其用於利用相對於用於預計快速移動的MS的參考調製符號的寬度而言較小的用於預計緩慢移動的MS的波束寬度，對參考調製符號進行波束成形。
18.如權利要求10所述的傳輸裝置，其中，預定的調製方案是正交頻分復用(OFDM)調製。
【文檔編號】H04B7/04GK103999421SQ201280062206
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月17日 優先權日:2011年12月16日
【發明者】金泰瑩, 樸廷鎬, 薛志允, 柳炫圭 申請人:三星電子株式會社