大规模MIMO系统中公共广播信道的低PAPR信令技术方案

公开一种用于公共信道低PAPR信令的方法和设备，具有功率放大器集，用于通过窄于可用带宽的频段传输采用低PAPR序列调制的宽波束信号。第二功率放大器集可用于传输窄波束单播信号。

Low PAPR signaling for public broadcast channels in large scale MIMO systems

A method and apparatus for low PAPR signaling in a public channel having a power amplifier set for transmitting a wide beam signal using a low PAPR sequence modulated by a band that is narrower than the available bandwidth. The second power amplifier set can be used to transmit narrow beam unicast signals.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案交叉申请本申请要求于2014年9月18日递交专利技术名称为“大规模MIMO系统中公共广播信道的低PAPR信令”的第14/490,483号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文。
本专利技术大体涉及无线通信，更特别地，涉及大规模多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称MIMO)系统中公共广播信道的低峰均功率比(peak-to-averagepowerratio，简称PAPR)信令。
技术介绍
多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称MIMO)系统在无线网络的发射器处和接收器处均采用多根天线，以通过利用空间分集提高信号性能(例如，频谱效率和链路可靠性等)。更具体地，MIMO无需额外带宽或增加传输功率便极大地提高了数据吞吐量并扩大链路范围。相对于所服务的用户设备的数量(例如，几十个或几百个)，被称为大规模MIMO(也被称为非常大MIMO或超级MIMO)的大型天线系统在基站处采用大量的服务天线(例如，几百根或几千根)，以将信号能量发送和接收集中到越来越小的空间区域，从而提高了吞吐量和能效。M-MIMO的其他效益包括：M-MIMO设计允许广泛应用廉价低功率组件、低时延、媒体接入控制(MediaAccessControl，简称MAC)层简化以及对有意干扰(intentionaljamming)具有鲁棒性。相应地，需要将M-MIMO系统集成到下一代无线网络的技术。功率密度是一个用于描述通信信号的发射功率是如何在频率上进行分配的值。功率密度通过功率除以带宽的较小单位进行表示(例如，dBW/kHz)，且通常参考天线的输入。单位dBW或dB-Watts是一种表达以10为底取对数的次方(dBW＝10log10[PWatts])的公认方式。数字信息的流动速度即为信号的数据速率。通常，随着信号数据速率的上升，该信号所占用的频率范围也会扩大。假设信号的总功率为常数，则增加该数据速率将会使功率扩展到更大的频率范围，并降低功率密度。反之亦然。根据第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject，简称3GPP)技术规范组无线接入网的版本10(3GPPTR36.913V8.0.0(2008-06))——E-UTRA未来改进的要求(LTE-Advanced或LTE-A)，LTE-Advanced技术网络应当将1Gbps的下行(downlink，简称DL)峰值数据速率作为目标。为了提供更高的数据速率，LTE-Advanced引入了“多载波”，其中，多载波是指多个载波聚合以提升数据速率。然而，多载波信号表现出高峰均功率比(peak-to-averagepowerratio，简称PAPR)，且需要昂贵的高线性功率放大器。线性功率放大器也非常浪费功率。已知的PAPR降低技术包括峰值加窗、缩放和限幅，但这类技术会造成干扰，导致OFDM信号失真，且需要信号经过滤波才将干扰和失真降低至可接受水平。块编码是另一种降低PAPR的技术。现在介绍LTE/LTE-Advanced中的公共广播信号。正如第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject，简称3GPP)定义一样，长期演进(LongTermEvolution，简称LTE)有两种小区搜索流程。一种是初始同步，另一种用于检测邻小区以准备进行切换。在这两种情况下，用户设备(userequivalent，简称UE)采用邻小区的两种公共广播信号，即主同步信号(primarysynchronizationsignal，简称PSS)和辅同步信号(secondarysynchronizationsignal，简称SSS)。每10毫秒无线帧传输两次PSS和SSS信号，并将其固定在信道的中心62个子载波上。检测这些信号使得UE完成时间和频率同步，并获取如小区标识、循环前缀长度和接入模式(FDD/TDD)等有用系统参数。UE还解码物理广播控制信道(physicalbroadcastcontrolchannel，简称PBCH)公共广播信号，其中，UE可从该信号获得重要的系统信息。采用空频块编码(spacefrequencyblockcoding，简称SFBC)传输PBCH，每隔40毫秒重复该传输过程，且该PBCH携带有主信息块(masterinformationblock，简称MIB)消息。将PBCH上的MIB消息映射至信道的中心72个子载波上。物理下行控制信道(physicaldownlinkcontrolchannel，简称PDCCH)公共广播信号携带有下行控制信息(downlinkcontrolinformation，简称DCI)消息所包含的UE的资源分配。在PDCCH上发送系统信息无线网络临时标识(systeminformationradionetworktemporaryidentifier，简称SI-RNTI)，并将其传送给小区中的所有UE，其中，广播系统信息块(systeminformationblock，简称SIB)承载在下行共享物理信道(physicaldownlinksharedchannel，简称PDSCH)上。下行共享物理信道(physicaldownlinksharedchannel，简称PDSCH)公共广播信号是动态和随机分配给用户的主要的数据承载信道。PDSCH承载有传输块(transportblock，简称TB)中的数据。降低峰均功率比(peak-to-averagepowerratio，简称PAPR)的技术应当复杂性低，并带来最小性能退化和带外辐射。限幅是降低PAPR的最简单方法，但由于非线性处理会造成带外辐射。相位旋转技术可查找相位因子最优集合。然而，最优相位的查找复杂性会随着子块的数量呈指数增加，且接收器中的相位因子必须为已知。动态星座扩展(activeconstellationextension，简称ACE)技术能够通过向原星座外部扩展星座点而降低PAPR。与先前提及的技术相比，ACE不会导致BER下降，也不需要特殊处理。然而，因为迭代的星座扩展过程，ACE会导致功率上升和复杂性提高。相应地，需要在放松功率放大器等级的同时提供MIMO系统公共广播信道的低PAPR信令。
技术实现思路
公开一种多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称MIMO)系统中公共广播信道的低峰均功率比(peak-to-averagepowerratio，简称PAPR)信令的系统和方法。根据本专利技术第一方面，提供了一种采用多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称MIMO)发射器向用户设备(userequipment，简称UE)传输宽波束信号的方法。所述方法包括以下步骤：采用低峰均功率比PAPR序列调制宽波束信号；通过窄于可用带宽的频段传输所述调制的宽波束信号。在第一方面的一个实施例中，所述低PAPR序列为Zadoff-Chu序列和Golay互补序列其中之一。在另一个实施例中，所述宽波束信号为主同步信号。可选地，所述可用带宽包括多个子载波，将所述频段定义为所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于采用多输入多输出(multiple‑input multiple‑output，简称MIMO)发射器向用户设备(user equipment，简称UE)传输宽波束信号的方法，其特征在于，包括：采用低峰均功率比PAPR序列调制所述宽波束信号；通过窄于可用带宽的频段传输所述调制的宽波束信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.18 US 14/490,4831.一种用于采用多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称MIMO)发射器向用户设备(userequipment，简称UE)传输宽波束信号的方法，其特征在于，包括：采用低峰均功率比PAPR序列调制所述宽波束信号；通过窄于可用带宽的频段传输所述调制的宽波束信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低PAPR序列为Zadoff-Chu序列。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低PAPR序列为Golay互补序列。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宽波束信号为主同步信号。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述可用带宽包括多个子载波，将所述频段定义为所述可用带宽的中心62个子载波。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宽波束信号为辅同步信号。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述可用带宽包括多个子载波，将所述频段定义为所述可用带宽的中心62个子载波。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：通过向量跳变引入发射分集而不影响所述低PAPR序列。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述向量跳变使两根天线从子帧到子帧在[+1,+1]T和[+1,-1]T间交替进行加权。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据每个新无线帧对所述向量跳变进行重置。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宽波束信号为物理广播控制信道信号。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述可用带宽包括多个子载波，将所述频段定义为所述可用带宽的中心72个子载波。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述低PAPR序列为离散傅里叶变换扩展正交频分复用(discreteFouriertransformspreadorthogonalfrequencydivisionmultiplexing，简称DFT-S-OFDM)。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述DFT-S-OFDM与基于空间-时间块编码的发射分集(space-timeblockcodingbasedtransmitdiversity，简称STTD)一起使用。15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宽波束信号为物理下行控制信道信号。16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，采用正交频分复用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，简称OFDM)和空间-频域发射分集(space-frequencytransmitdiversity，简称SFTD)对所述物理下行控制信道信号进行调制。17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述低PAPR序列为具有迭代限幅的QPSK，以进一步减低PAPR。18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宽波束信号为下行共享物理信道信号。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，采用正交频分复用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，简称OFDM)和空间-频域发射分集(space-frequencytransmitdiversity，简称SFTD)对所述下行共享物理信道信号进行调制。20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述低PAPR序列为具有迭代限幅的QPSK，以进一步减低PAPR。21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，简称MIMO)发射器的天线数量大于所述发射器所服务的用户设备(userequipment，简称UE)的数量。22.一种用于向用户设备(usere...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾明，马江镭，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44