[发明专利]帧信号生成方法、信道估计方法及相应的发送、接收装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信系统技术领域，特别是涉及一种帧信号生成方法、信道估计方法及相应的发送、接收装置。

背景技术

在无线通信中，对信道信息的获取是至关重要的，几乎实际应用的无线通信系统无一例外的要采用某种形式的信道估计技术。自适应的信道均衡器利用信道信息来对抗码间干扰(Inter Symbol Interference，以下简称ISI)的影响；分集技术利用信道估计，实现与接收信道信号最佳匹配的接收机；最大似然检测通过信道估计使得接收端错误最小化。信道估计的另外一个重要好处在于它使相关解调成为可能。因此信道估计在任何一个无线通信系统中都是必不可少的重要一环。

信道估计分为盲信道估计和导频信道估计。由于盲估计复杂度高且会使系统性能有所损失，基于导频的非盲估计仍然是当今大多数系统的优选实用方案。插入的导频数据过长会影响通信的速率，过短又不能有效的估计出信道参数，因此导频的最优设计就显得至关重要。

信道估计的设计主要有两个问题：一是导频信息的选择，由于无线信道的时变性，需要接收机不断对信道进行跟踪，因此导频信号也必须不断传送；二是既有较低的复杂度又有良好的导频跟踪能力的信道估计器的设计。

未来移动通信对上行链路的要求：如支持可升级带宽，适中的峰值平均功率比(peak to average power ratio，以下简称PAPR)/立方度量(CubicMetric，以下简称CM)，保证上行传输的正交性等。在这些要求下，单载波频分复用(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access，以下简称SC-FDMA)具有较低的PAPR，能够提高功率的有效性并增大覆盖范围，成为目前长期演进(Long Term Evolution，以下简称简称LTE)上行传输的标准方案。SC-FDMA根据信号生成的方法的不同，可分为时域生成的交织FDMA(Interleaved FDMA，简称IFDMA)和频域生成的离散傅立叶变换扩展OFDM(DFT-S OFDM)。由于上行的DFT-S OFDM技术和下行的OFDM方案具有类似的结构，上下行可以共用部分参数，因此DFT-S OFDM已被第三代合作伙伴计划(3rd Generation PartnershipProject，以下简称3GPP)选为LTE上行传输链路拟定的物理层技术。

在对DFT-S OFDM的深入研究中，导频的设计及对应的信道估计方案成为各机构的研究热点，主要包括基于频域正交(frequency divisionmultiplexing，以下简称FDM)的导频设计方案和基于码域正交(CodeDomain Multiplexing，以下简称CDM)的导频设计方案。其中，FDM方案即多用户的导频序列频分复用且复用方式与数据块相同，不同用户占用不同的正交子载波簇传输导频序列；CDM方案是指利用CAZAC序列良好的循环正交性和不同族序的恒定幅度零自相关(Constant Amplitude ZeroAuto Correlation，简称CAZAC)序列间的准正交性来区分不同用户的导频序列，并以此来作信道估计。由于FDM导频能量集中在需要预测的子载波上，且载波之间具有良好的正交性，所以在接入用户较多时，信道估计的准确性较CDM更好。另外，由于FDM方案的复杂度低，且不存在码数限制的问题，在支持用户数的扩展性和灵活性上更胜一筹，因而已成为最有可能的上行传输系统的信道估计技术。

传统的信道估计方法是采用傅立叶变换，将短块中的导频信号变换到频域上得到频域响应估计值。设在发送端，导频在用户所占子载波上的频域信号为{X_k}，在接收端对应子载波上的信号为{Y_k}，每一个用户的频域响应估计值{H_K}可以由公式：Hk=YkXk]]>得到。