LTETDD系统中发送SRS的方法和装置.pdf

本发明提出了一种在LTE TDD系统中传输SRS的方法，可以基本做到LTE FDD按照2ms周期发送SRS信号的效果。同时，与LTE FDD相比，不增加系统的下行信令开销，保征SRS上行覆盖，有利与系统调度，达到更大的系统频谱效率。

1.  一种LTE TDD用户终端发送上行SRS信息的方法，包括步骤：
a)网络配置2个SCFDMA符号的UpPTS时隙；
b)网络端通知UE系统SRS的配置信息；
c)UE生成SRS序列；
d)UE根据收到的SRS配置信息，在UpPTS的两个SCFDMA符号上发送SRS信息。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤b)中，网络端通过D-BCH信道通知UE系统中SRS的配置信息。

3.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤b)中，网络端通过RRC信令通知UE该用户使用的SRS配置信息。

4.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤b)中，网络端通过隐含的方法指定系统中SRS的配置信息。

5.  根据权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，使用码字指示的方法来通知UE SRS在同一个UpPTS的两个SCFDMA符号内传输。

6.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤d)中，当UE在UpPTS信道上面的两个SCFDMA符号上发送SRS信息时，UE在第一个SCFDMA符号和第二个SCFDMA符号上使用不同天线发送SRS信息。

7.  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当UE在UpPTS信道上面的两个SCFDMA符号使用不同天线发送SRS信息时，考虑到UE在不同天线间发送信号需要转换时间，第一个符号上面的SRS的时域信号做截短处理。

8.  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当UE在UpPTS信道上面的两个SCFDMA符号使用不同天线发送SRS信息时，考虑到UE在不同天线间发送信号需要转换时间，第二个符号上面的SRS的时域信号做截短处理。

9.  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当UE在UpPTS信道上面的两个SCFDMA符号使用不同天线发送SRS信息时，考虑到UE在不同天线间发送信号需要转换时间，第一个和第二个符号上面的SRS的时域信号均做截短处理。

10.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤d)中，当UE在UpPTS信道上面的两个SCFDMA符号上发送SRS信息时，UE在第一个SCFDMA符号和第二个SCFDMA符号上使用相同天线发送SRS信息。

11.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤d)中，当UE在UpPTS信道上面的两个SCFDMA符号上发送SRS信息时，UE在第一个SCFDMA符号和第二个SCFDMA符号上使用不同频率资源发送SRS信息。

12.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤d)中，当UE在UpPTS信道上面的两个SCFDMA符号上发送SRS信息时，UE在第一个SCFDMA符号和第二个SCFDMA符号上使用相同频率资源发送SRS信息。

13.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤d)中，当UE在UpPTS信道上面的两个SCFDMA符号上发送SRS信息时，UE在第一个SCFDMA符号和第二个SCFDMA符号上使用不同comb发送SRS信息。

14.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤d)中，当UE在UpPTS信道上面的两个SCFDMA符号上发送SRS信息时，UE在第一个SCFDMA符号和第二个SCFDMA符号上使用相同comb发送SRS信息。

15.  一种LTE TDD UE发送SRS的装置，包括：
a)SRS序列产生模块，用于生成SRS序列；
b)SRS发送控制模块，用于控制SRS序列的发送；
c)SRS发送功率调整模块，使用功率因子对发射功率进行调整；
d)天线模块，用于将功率调整后的SRS信号发射出去。

LTE TDD系统中发送SRS的方法和装置
技术领域
本发明涉及通信系统，特别是涉及通信系统中发送SRS的方法和装置。
背景技术
3GPP(The 3^rd Generation Partner Project)标准化组织正在进行新一代无线通信标准的制订，该标准名称为LTE(Long Term Evolution)。在物理层接口上，新标准采用了与传统CDMA(Code Division MultipleAccess)技术不同的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术，在下行链路采用OFDMA方式，在上行链路采用SCFDMA(SingleCarrier Frequency Division Multiple Access)。该新的标准技术能够有效对抗多径传输，采用了频域均衡操作降低了传统时域均衡的复杂度，更适合应用于宽带高速数据传输。
LTE标准技术从空中接口可以划分为TDD(Time Division Duplex)与FDD(Frequency Division Duplex)两类，LTE系统支持可变带宽，支持的带宽包括1.4、3、5、10、15和20MHz，能够满足不同场景的需求。
LTE FDD系统的物理层帧结构如图一所示：无线帧(101)的长度是10ms，每个无线帧由10个无线子帧(102)组成，每个无线子帧的时长是1ms，每个无线子帧由2个时隙(103)组成，每个时隙的时长是0.5ms。
LTE TDD系统的物理层帧结构如图二所示：无线帧(201)的长度是10ms，每个无线帧由10个无线子帧(204)组成，每个无线子帧的时长是1ms，5个连续的无线子帧组成一个半帧(202)，半帧的时长是5ms。与LTEFDD系统不同的是，LTE TDD无线帧中的第1(211)和第6个无线子帧(212)是2个特殊子帧。特殊子帧的时长是1ms，由3个特殊时隙构成，这3个特殊时隙分别定义为DwPTS(205或者208)，GP(206或者209)和UpPTS(207或者210)。DwPTS时隙、GP时隙和UpPTS时隙的长度可变，由系统配置，总时间长度等于1ms。除了2个特殊子帧外的其它8个子帧分别由2个时隙(203)组成，每个时隙的时间长度是0.5ms。根据目前的讨论结果，子帧0、子帧5和DwPTS固定用于下行传输；对5ms转换周期，UpPTS、子帧2和子帧7固定用于上行传输，对10ms转换周期，UpPTS、子帧2固定用于上行传输。UpPTS的长度可以是0或者1或者是2个SCFDMA符号。当UpPTS的长度是2时，UpPTS用来传输上行的短随机接入信道(ShortRACH)或者是SRS信号或者是同时传递Short RACH信道和SRS信号；当UpPTS的长度是1时，UpPTS用来传输上行SRS信号。UpPTS的长度为0是指在10ms转换周期时，子帧6内的UpPTS长度为0。
LTE系统中，根据网络调度，UE(User Equipment：用户终端)向eNodeB(evolved NodeB:LTE系统中的基站)发送SRS(SoundingReference Signal：监测参考信号)信号。SRS信号的主要作用有：eNodeB通过检测SRS信号，估计在传输SRS的频段上UE到eNodeB链路中的信道质量，从而进行频率选择性数据调度；通过接收检测SRS信号，eNodeB对UE做定时跟踪；完成闭环功率控制。
根据到目前为止标准化的进展，LTE FDD系统关于SRS传输的主要结论包括：根据需要由eNodeB调度在某些子帧中周期性传输SRS；传输SRS的周期将包括{2，5，10，20，40，80，160，320}ms，具体的周期值由网络配置；在某个调度的子帧中将使用一个完整的SCFDMA符号或者占用一个SCFDMA符号中频率资源的一部分来传输SRS；在一个传输SRS的SCFDMA无线时频资源(即多个无线资源块联合组成的子载波组，每个无线资源块有若干个子载波组成)中，传输SRS信号的频率资源将按照间隔为一个子载波的原则进行划分为2组，每个组称之为一个comb，记为comb 0(301)与comb 1(302)，这里，comb 0和comb 1通过网络调度的方法分配给不同用户使用。
LTE TDD系统中SRS传输设计主要与LTE FDD系统中的SRS传输机制保持一致。但是，LTE TDD系统与LTE FDD系统结构有所不同，其中一个区别是LTE TDD系统中，对5ms转换周期，每5ms有一次上行传输时间段；对10ms转换周期，每10ms才有一次上行传输时间段，每个上行传输时间段包含UpPTS和一个或者多个上行子帧。这样，根据LTE FDD与LTE TDD之间的差别，我们发现按照目前的设计，在LTE FDD系统中采纳的2ms SRS传输周期在LTE TDD系统中无法实现。
为了解决这个问题，本专利提出了一种新的在LTE TDD系统中传输SRS的方法和装置，采用此发明，可以使LTE TDD系统中的UE在UpPTS时隙中两次发送上行SRS信号。与LTE FDD相比，不增加系统的下行信令开销，增强了SRS信号上行覆盖，有利与系统调度，达到更大的系统频谱效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种LTE TDD通信系统中传输SRS信号的方法和装置。
为实现上述目的，当LTE TDD系统中配置使用两个SCFDMA符号传输的UpPTS时隙的时候，UE根据网络调度在UpPTS时隙的两个SCFDMA符号上发送预先生成的SRS信号，具体的步骤如下：
1)网络配置由2个SCFDMA符号构成的UpPTS时隙；
2)网络通知UE系统中SRS的配置信息；
3)UE生成SRS序列；
4)UE根据收到的SRS配置信息，在UpPTS的两个SCFDMA符号上发送SRS信息。
在上面的步骤1)中网络配置2个SCFDMA符号构成UpPTS时隙，可以通过P-BCH，或者是D-BCH，或者是隐含指定的方法实现。一种实现隐含指定的方法是与系统的带宽绑定，比如，1.4M，3M，5M带宽的系统固定使用该配置。
在上面的步骤2)中，网络通知UE系统SRS配置信息的方法包括：使用D-BCH来通知；使用RRC消息来通知；使用系统隐含信息的方法来通知。具体通知的方法是这些方法的一种或者是综合运用。一种实现隐含指定的方法是与系统的带宽绑定，比如，1.4M，3M，5M带宽的系统固定使用某种配置。
在上面的步骤4)中，UE在UpPTS时隙的两个SCFDMA符号上发送SRS信息。发送信息的方式根据在两个SCFDMA符号上面使用资源的类别有如下分类。
按照使用的频率资源做分类：第一个SCFDMA符号上面发送SRS的信息与第二个SCFDMA符号上面发送SRS的信息使用相同的频率资源；或者第一个SCFDMA符号上面发送SRS的信息与第二个SCFDMA符号上面发送SRS的信息使用不同的频率资源。
按照使用的天线资源做分类：第一个SCFDMA符号上面发送SRS的信息与第二个SCFDMA符号上面发送SRS的信息使用相同的天线；或者第一个SCFDMA符号上面发送SRS的信息与第二个SCFDMA符号上面发送SRS的信息使用不同的天线。当在两个SCFDMA符号上发送SRS信号使用不同天线的时候，因为需要为天线转换留出处理时间，因此第一个SCFDMA符号上面SRS的时域信号的一部分或者第二个SCFDMA符号上面SRS的时域信号的一部分或者所有两个SCFDMA符号上面SRS的时域信号的一部分需要做截短处理。这里面涉及对第二个SRS的时域信号进行截短处理的另外一种替代方式是对第二个SCFDMA符号的CP(CyclicPrefix：循环前缀)进行截短处理。
按照使用的comb做分类，这里关于comb的定义可以参考图3。按照使用的comb做如下分类，一类是第一个SCFDMA符号上面发送SRS的信息与第二个SCFDMA符号上面发送SRS的信息使用相同的comb；一类是第一个SCFDMA符号上面发送SRS的信息与第二个SCFDMA符号上面发送SRS的信息使用不同的comb。
采用本发明与LTE FDD中传输SRS信号的方法相比，不增加系统的下行信令开销，有效保证SRS上行覆盖，有利与系统调度，达到更大的系统频谱效率。
附图说明
图1是LTE FDD的帧结构示意图；
图2是LTE TDD的帧结构示意图；
图3是LTE系统SRS传输占用频率资源划分的示意图；
图4是UE传输SRS的过程图；
图5是示例一；
图6是示例二；
图7是示例三。
具体实施方式
本发明的装置参考图四，具体实现的方法包括四个步骤：
1)网络配置由2个SCFDMA符号构成的UpPTS时隙；
2)网络端通知UE系统SRS的配置信息；
3)UE生成SRS序列(401)；
4)UE接收UpPTS与SRS的配置信息(402，403)后，在UpPTS的两个SCFDMA符号上发送SRS信息(404)，经过功率因子对发射功率调整后在天线上完成SRS信号发送(405，406)。
下面对每个步骤具体的实施方式做进一步描述。
第一部分：步骤1)的具体实施方式
对于LTE TDD系统，目前在标准化中达成的结论是，UpPTS时隙由零个或者1个或者2个SCFDMA符号构成；对10ms转换周期，子帧6内的UpPTS时隙长度为0，即没有UpPTS配置。
该配置信息可以由下面的方式之一来配置：P-BCH信息，或者D-BCH信息，或者隐含地与其他系统参数绑定，比如与系统带宽绑定，定义某些带宽采用给定的配置方式。
第二部分：步骤2)的具体实施方式
标准化进一步的结论认为，当UpPTS由1个SCFDMA符号组成的时候，UpPTS用于传输SRS。当UpPTS由2个SCFDMA符号组成的时候，UpPTS用于传输SRS或者Short RACH(短的上行随机信道，由两个SCFDMA符号组成，占据六个无线资源块)。对于1.4MHz带宽，UpPTS的无线资源要么用于short RACH传输，要么用于传输SRS，而不能在同一个UpPTS内同时传输SRS与short RACH。这里，有可能按照时分复用的方式配置SRS和short RACH，根据系统对short RACH的配置，未用于short RACH的UpPTS可以传输SRS。例如short RACH和SRS交替占用UpPTS：一个UpPTS用于传输short RACH，而下一个UpPTS用于传输SRS。对于大于1.4MHz的带宽(例如，3MHz、5MHz、10MHz、15MHz或者20MHz)，有三种工作方式可以采用：第一种工作方式是全部无线资源用于传输SRS；第二种方式是一部分无线资源用于传输shortRACH，剩余的无线资源用于传输SRS；第三种方式是全部无线资源用于传输short RACH。
总之，对于1.4MHz系统传输带宽系统，有两种工作方式。对于大于1.4MHz的系统传输带宽系统，有三种工作方式。这些具体的工作方式将通过下面的方法由网络进行配置：1)P-BCH传输配置信息；或者2)D-BCH传输配置信息；或者3)隐含地与其他系统参数绑定，比如与系统带宽绑定，定义某些带宽采用预先指定的工作方式。
网络向UE发送对SRS的配置信息，包括，SRS占用的comb索引、SRS带宽、SRS占用的子帧、SRS占用的频率开始位置、SRS周期和SRS的循环移位值(Cyclic shift)等。根据LTE当前的讨论结果，SRS周期T的备选值是{2，5，10，20，40，80，160，320}ms，即UE每隔T ms在一个SCFDMA发送SRS。对FDD系统，这8种周期值都是可以支持的；但是，对TDD系统，受其帧结构的限制，5ms转换周期的TDD结构只能支持5ms的倍数的SRS周期值，即不能支持2ms周期；10ms转换周期的TDD结构只能支持10ms的倍数的SRS周期值，同样不能支持2ms周期。另一反面，当UpPTS包含两个SCFDMA符号时，网络可以配置用户设备同时在UpPTS的两个SCFDMA上发送SRS信号，这个配置不同于一般的每隔Tms在一个SCFDMA符号上发送SRS的结构。这样，既然在TDD系统中2ms的SRS周期是不可用的，在网络配置SRS的信令中，可以复用SRS周期控制信息的指示2ms周期的码字来指示网络配置用户设备同时在UpPTS的两个SCFDMA上发送SRS信号。
第三部分：步骤3)的具体实施方式
SRS的产生方法与普通的RS(Reference Signal：参考信号)的方法相同，具体如下：
r u , v ( α ) ( n ) = e jαn r &OverBar; u , v ( n ) , 0 ≤ n < M sc RS ]]>
其中，代表基本的序列，α代表参考信号相对基本序列的偏移，n代表参考序列中第n个元素的编号，代表组成参考信号的子载波的个数。u代表分组的数目，v代表给定分组中的基本序列的序号。
因为本发明并不需要新的基本序列生成公式，仅列出主要的生成思想，用来描述本发明不可缺少的实现过程。其他关于参考信号生成的细节可以参考3GPP相关的技术规范。例如，根据目前的结果，长度为12和24的RS序列是通过计算机搜索得到的。
第四部分：步骤4)的具体实施方式
在本步骤，UE根据得到的SRS配置信息，在UpPTS的两个SCFDMA符号上发送SRS信号。
根据SRS在两个SCFDMA符号传输使用资源的不同，步骤四完成的完成方式可以有下面的分类：
根据SRS在两个SCFDMA符号传输使用频率资源的不同，步骤四可以按照下面方式完成。
UE在UpPTS上的两个SCFDMA符号上传输SRS信号。第一个发送SRS的SCFDMA符号使用的频率资源可以与第二个发送SRS的SCFDMA符号使用的频率资源相同，也可以不同。当使用的频率资源相同，并且两个SCFDMA符号发送的是同一根天线的SRS的情况下，可以达到重复2次发送SRS信号的作用，从而增强SRS的信号接收能量，达到增加SRS上行覆盖的目的。当使用的频率资源不同的情况下，SRS将覆盖更多的频率宽度，从而使eNodeB监测更多的不同频带的信道信息。
根据SRS在两个SCFDMA符号传输使用天线的不同，步骤四可以按照下面方式完成。
UE在UpPTS上的两个SCFDMA符号上传输SRS信号。第一个发送SRS的SCFDMA符号使用的天线可以与第二个发送SRS的SCFDMA符号使用的天线相同，也可以不同。当使用相同天线，并且在两个SCFDMA符号的相同的频率上发送SRS的情况下，可以达到重复2次发送SRS信号的作用，从而增强SRS的信号接收能量，达到增加SRS上行覆盖的目的。当使用不同天线的情况下，SRS传输将携带两个发送天线的信息，从而使eNodeB监测不同天线与eNodeB接收天线之间的信道信息。
根据SRS在两个SCFDMA符号传输使用comb的不同，步骤四可以按照下面方式完成。
UE在UpPTS上的两个SCFDMA符号上传输SRS信号。第一个发送SRS的SCFDMA符号使用的comb可以与第二个发送SRS的SCFDMA符号使用的comb相同，也可以不同。
本发明的装置示意图可以参考图四，主要由SRS序列生成模块(401)，SRS序列发送控制模块(404)，经过功率因子调整模块(407)后，经过天线(405)(406)完成SRS传输。
实施例
本部分给出了该发明的三个实施例。为了避免使本专利的描述过于冗长，在下面的说明中，略去了对公众熟知的功能或者装置等的详细描述。
第一实施例：
本实施例中UpPTS由2个SCFDMA符号构成，UE首先生成需要发送的SRS序列，根据接收到的SRS配置信息，在2个SCFDMA符号上发送SRS信号。传输SRS信号占用了4个RB(每个RB由12个子载波组成，共48个子载波)，在第一个SCFDMA符号(503)使用了Comb0(501)来传输SRS，在第二个SCFDMA符号(504)使用Comb1(502)来传输SRS。
第二实施例：
本实施例中UpPTS由2个SCFDMA符号构成，UE首先生成需要发送的SRS序列，根据接收到的SRS配置信息，在2个SCFDMA符号上发送SRS信号。系统的频带一端(在图6的上方)是传输6个RB的shortRACH(604)，传输SRS占用了2个RB(共24个子载波)。第一个SCFDMA符号(602)使用与第二个SCFDMA符号(603)不同的频率资源传输SRS，第一个SCDMA符号使用的频率资源是601，第二个SCDMA符号使用的频率资源是605。在第一个SCFDMA符号(602)使用了Comb 0(601)来传输SRS，在第二个SCFDMA符号(603)使用了Comb 1(605)来传输SRS。
第三实施例：
本实施例中UpPTS由2个SCFDMA符号构成，UE首先生成需要发送的SRS序列，根据接收到的SRS配置信息，在2个SCFDMA符号上发送SRS信号。传输SRS占用了4个RB(共48个子载波)，在第一个SCFDMA符号(703)使用了Comb 0(701)来传输SRS，在第二个SCFDMA符号(704)使用Comb 1(702)来传输SRS。其中，SRS信号在第一个SCFDMA符号使用天线0发送，RS信号在第二个SCFDMA符号使用在天线1发送。
尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。