[发明专利]使用Costas阵列的导频设计

说明书

技术领域

本申请要求2008年4月10日提交的标题为“使用Costas阵列的导频设计”的美国临时专利申请61/043980的优先权益，通过引用将其完整地结合到本文中。

本发明涉及通信系统，具体来说，涉及将导频模式用于例如同步、信道估计、精细到达时间估计和/或装置识别等功能的通信系统。

背景技术

在典型的蜂窝无线电系统中，无线终端(又称作移动终端、移动台和移动用户设备单元(UE))经由无线电接入网(RAN)的基站与一个或多个核心网络进行通信。无线终端(WT)可以是移动台，例如移动电话(“蜂窝”电话)和具有移动终端的膝上型计算机，并且因而可以是例如便携、袖珍、手持、计算机内置或者车载移动装置，它们与无线电接入网进行语音和/或数据通信。基站、如无线电基站(RBS)在一些网络中又称作“NodeB”或“B节点”。基站通过空中接口(例如射频)与基站范围内的无线终端进行通信。

通用移动电信系统(UMTS)是第三代移动通信系统，它从全球移动通信系统(GSM)演变而来，目的是根据宽带码分多址(WCDMA)接入技术来提供改进的移动通信服务。UTRAN本质上是为用户设备单元(UE)提供宽带码分多址的无线电接入网。UMTS网络中的无线电接入网覆盖分为小区的地理区域，各小区由基站提供服务。基站可连接到UMTS类型网络中的其它元件，例如无线电网络控制器(RNC)。第三代合作伙伴项目(3GPP或“3G”)已经着手进一步发展原有技术，例如基于GSM和/或第二代(“2G”)无线电接入网技术。

宽带无线接入标准的IEEE 802.16工作组制订宽带无线城域网的全球部署的正式规范。虽然802.16系列标准被官方称作WirelessMAN，但是它由称作WiMAX论坛的行业群体称作WiMAX(来自全球微波接入互通)。要获得与WiMAX有关的进一步信息，一般参见例如IEEE标准802.16e-2005和IEEE标准802.16-2004/Cor1-2005(IEEE标准802.16-2004的修正和更正)，“IEEE局域网和城域网标准，第16部分：固定和移动宽带无线接入系统的空中接口，修正案2：许可频带中的组合固定和移动操作的物理和um接入控制层(Physical and um Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in License Bands)”，2006年2月28日，通过引用将其全部完整地结合到本文中。

移动宽带的新标准正在IEEE 802.16m中制订。IEEE 802.16m标准利用例如正交频分复用(OFDM)。参见例如“IEEE 802.16m系统描述文档[草案]，IEEE 802.16m-08/003r7，通过引用将其完整地结合到本文中。

正交频分复用(OFDM)是频分复用(FDM)的特殊子集，并且是一种多载波调制方案。在正交频分复用(OFDM)中，通过多个副载波对数据同时编码。将数据流分为降低数据速率的N个并行流，并且各并行流在单独副载波上传送。当副载波具有适当间距来满足正交性(例如，副载波的频率彼此相差基本(最低)副载波频率的整数倍)时，载波相互正交，并且其频谱重叠。

因此，在正交频分复用(OFDM)系统中，将数据符号调制到由OFDM符号的副载波所定义的时间-频率网格或阵列的正交时间-频率单元上。OFDM符号的持续时间通常设计为足够短，使得传播信道保持不变。在各OFDM符号中，可用带宽分为多个正交副载波，将上述数据符号调制到其上。

OFDM系统通常使用时间-频率平面中的已知符号，又称作导频符号。导频信号设计是重要的，因为它便于系统的操作所需的多个功能，例如信道估计、信道质量反馈、多输入多输出(MIMO)模式自适应、精细到达时间估计和同步等等。

通常使用规则模式或者时间和频率上的规则模式的某些变体来设计导频信号。在J.P.Costas的“对声纳设计和性能的um限制(um Constraints on Sonar Design and Performance)”(in EASCON Conv.Rec，1975，pp.68A-68L)中提出基于Costas阵列的不规则导频设计，通过引用将其完整地结合到本文中。