[发明专利]二维导频图案

说明书

技术领域

本发明涉及具有多(子)载波的通信系统。更具体地，本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的方法。进一步地，本发明涉及分别根据权利要求10、11、12和13的一种发射机、接收机、多址接入通信系统和无线多址接入通信系统。

背景技术

多址接入通信系统具有在多个用户间有效地共享有限带宽的能力。可以通过诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、码分多址(CDMA)、多载波CDMA(MC-CDMA)等的不同机制来控制或完全消除多个用户信号之间的相互干扰。

除数据信号外，还有从各个用户发射的、用来支持数据信号正确接收的很多其它信号，例如：用于接收机中信道估计(channel estimation)的导频信号，这种导频信号位于通信信道中预定的某些时频单元处，并形成特定的图案(pattern)，即导频图案。在蜂窝系统中，这种用于信道估计的导频图案可以应用在下行链路(DL)和上行链路(UL)。

在FDMA、OFDMA或MC-CDMA系统中，接收机使用导频图案来获取时间维度(time dimension)和频率维度(frequency dimension)中的样本或传输信道响应。这些导频图案必须允许在上述两个维度中对信号进行等距的抽样，从而以最有效的方式来估计一个给定传输信道。这是为了减少对信道样本的插值和滤波。

在诸如数字视频广播(DVB)的广播系统中，整个系统用一个导频图案就足够了。然而，在诸如OFDM蜂窝系统中，或一般的多载波传输中，每个基站都需要通过下行链路发送用于用户设备(UE)中进行信道估计的二维导频图案。如果所有基站发送的导频图案都相同，那么它们在UE中将互相干扰，尤其是当UE靠近小区边缘时，更是如此。由于导频信号一般具有比数据信号更高的功率，因而，这种干扰变得特别严重。因此，就需要一个不同导频图案的集合，使每一对导频图案之间都有较少的交点(“交点”是指在UE处，在一个观测的OFDM符号间隔期间，服务小区和非服务小区在同一频率上传输导频信号)。可以把该集合中的不同导频图案分配给相邻的基站。

通过尝试优化各种参数，已经有了一些设计用于多址接入通信系统的导频图案的成果。

EP1 148 673 A2说明了基于拉丁方序列(Latin square sequences)的导频图案设计。其中，导频图案不仅用于信道估计，还用于基站识别(小区搜索)和DL同步。每个基站都有其特有的导频图案。以某一时间为周期，在整个可用频谱上定义每个导频图案。在这样的周期中，不同的导频图案最多碰撞(collide)一次。观察这些导频图案，可以发现它们在通信信道的时频栅格中形成了多条直线。不同导频图案的这些线的斜率不同。用该方法进行信道估计时存在的问题是，频域中的采样间隔取决于上述不同斜率，因此不同基站具有不同的最小采样间隔。

在2004年春举行的2004车载电信会议(VTC)的文章中，“跳频-正交频分多址(FH-OFDMA)系统的基站识别”中，由于导频格点在频率中是周期地设置的，因而可以独立于拉丁方序列的斜率来控制采样间隔，从而能够进行导频图案的等间隔采样，避免了这一问题的出现。

现有技术中导频图案存在的一个问题是，当通信信道的某一部分信道条件差时，或者当遭受相邻基站干扰时，导频可能会受到相当大的干扰。这可能会严重降低系统的性能。

当现有技术的导频图案与使用多个发射和接收天线的多输入多输出(MIMO)系统一起使用时，会出现另一个问题。对于这样的系统来说，每个发射天线都必须分配一个用于估计该特定天线的特定传输信道的正交导频图案。还有，不同的MIMO系统应该在同一时间内使用具有有限干扰的不同导频图案，这使得对可用导频图的数量需求加大。因为现有技术中可用导频的总量有限，所以当与MIMO系统一起使用时，可用导频可能很快就用完了。

现有技术的另一个问题是，导频图案是定义在整个频谱上的。这限制了灵活地规划资源使用的可能性。需要一种能够把导频分配给允许用于导频的时频栅格中预定部分的方法。通过这种方法，就有可能很容易地分开时频栅格中的不同传输信道(信令、数据和导频)。

还有一个问题是，要确保导频图案在任意时间偏移下，都是尽可能正交的，当用户没有被同步时也是如此。

发明内容