宏分集ofdm传输的数据和导频符号的加扰的制作方法

专利名称：宏分集ofdm传输的数据和导频符号的加扰的制作方法
技术领域：
本发明涉;5L^i4jt^J5分复用(OFDM )信号的方法及其发4^^^I^几。
技术背景宏分 收技术作为无线通信系统中的接收#*^一而被大家所熟知。在宏分集中，相同的导频信号和相同的数M号从多个发射4;uti^目同的载波频 率,嫂送。这些从^^发4^^斤发射的信号在接^l^咸被接收^f，以获得预定增益。Rl-051300， "MBMS transmission in E曙UTRA ，，( LG电子，3GPPTSG RAN WG1# 43, 2005年11月，7-11) 了 一种用于实现OFDM无^it信系 统中的宏分集的帧结构，其中适于和不适于宏分集接收的信号共存。在该帧结 构中，利用为每个发4^几i经的加^i^莫i^导频信号进行加扰。不对数4^f言号 进#^。扰。"^1> 式以确定相对于船匕的正交或伪正交关系。4娥该帧结构，由于从特^^射才;i^射的导频信号与从其它发射^^射的信号^it交或伪正交关系，所以接J^A^能够分离从特^J^/l^射的信号与来自其它发J^几的信号。因此，导频信号可^c^于不适于宏分i^收的信号的信道估计。 为了扭軒在帧结构中发射的信号的宏分iy^收，在接》1^成需^~种两步处理。在第一步骤中，利用正交或伪正交关系，单独估计从每个发4^AJ'J该接^的每^HI"道响应。在第二步骤中，每个单独估计的信道响应^4M于通过均衡(也^1信道均衡)来州絲收的数据信号的信道失真。按这种方式，可对从每个发4^膽由每^f言道而到达接脉的数^f言号^^亍信道均衡。为了使接ili^i^l^ftt贞结构信号的宏分,收，必须单独估计从每个发射才;L^接jl^几的每^H言道响应。本来，对于宏分絲收中的信道均衡，仅仅需要 每^H言号响应的和。但是，在帧结构中，对于信道均衡，必须单独获^^H言 道响应，因此，这增加了计算量。同时，在单独估计每^H言道响应的处理中，通过利用正交或伪正交关系抵 消其它信道，可单^^f寻期望的信道响应。但是，在某些情况下，信道失真会削弱正交'1^伪正交性，从而抵消其它信道响应的效果被斷氐。^i^种情况下， 其它信道响应作为对于期望信道响应的干i^^数相加，这劣化了期望信道响 应的精确估计。it(^卜，在单独估计每^HIT道响应的处理中，接^I^U需J^只别接收信号中所包括的所有;^4 式。在接^^几无^^只别-^分加"l^莫式的情况下，接^J^Mf 不能估计M^射才;iJiJ接j^几的信道响应，从而接收性能劣化。jtb^卜，当接餘 #^>识别接收信号中未包括的加鄉式时，由该加鄉式生成的信道响应的 估计值仅包針扰。因此，接收性能再一次劣化。为了使接>1^;1#欣别加鄉式，必须控制关于在接fjiC^iP!iiE^接收与哪个加M^莫i^目对应的信号的信息。发明内容根据本发明的第 一方面，提供了 一种从多个发射机发射正交频分复用(OFDM)信号的方法，包括分别将第一导频信号和第一数^f言号分酉eJ'J在所述多个发射机之间相同的子载波组内的至少一个第一导频子载波和第一数据 子载波；分别将第二导频信号和第^t^f言号分配所述子载》:^且^t的至少一个第二导频子载波和第^t据子栽波；将第一导频信号和第一数"J^f言号乘以为 所述子载波组所设置的复数；通过对第二导频信号和第二教皿号以及与所述 复数相乘的第一导频信号和第一数^f言号MOFDM调制，而生成OFDM信 号；和发械OFDM信号。才^&本发明的第二方面，提供了 一种发射OFDM信号的OFDM发4^几， 包括分酉详元，,颠己置为分别将第一导频信号和第一数据信号分KJij在所述 多个发射机之间相同的子载波组内的至少一个第一导频子栽波和第一数据子栽 波，并且分別将第二导频信号和第^^U^f言号分配到所述子载波组之外的至少 一个第二导频子载波和第^r^^据子载波；乘法器，tt&置为将第一导频信号和 第一数拾f言号乘以为所述子载波组所设置的复数；调制器，净颠己置为通iW第 二导频信号和第二教拾〖言号以及与所述复数相乘的第一导频信号和第一数## 号"^f亍OFDM调制而生成OFDM信号；和发射单元，被配置为发射所生成的 OFDM信号。才 本发明的第三方面，提供了 一种接收OFDM信号的OFDM接》1^几， 包括OFDM解调器，被配置为对OFDM信号进行OFDM解调以将所接收的OFDM信号分^t应于^H"载波的多^Ht号；分离器，^CS己置为从^f载波的信号中分离出分别,^酉eJiJ至少一^H"载^i且中所包括的至少一个笫一导 频子载波和第一数据子载波的第一导频信号和第一数^f言号；估计单元，#颇己 置为利用分离器分离出的第一导频信号来估计信道响应；均衡器，净颠己置为根 据估计单元所估计的信道响应对分离出的第一数4^f言号进行均衡和数据解调 器，朝嗽置为对由均衡器进行了均衡的第一数^f言号进^t^调。才N^本发明的第四方面，提供了一种MOFDM信号的OFDM接收K, 包括OFDM解调器，,颜己置为对OFDM信号进行OFDM解调以将所接收的 OFDM信号分^t应于^K"载波的多^ft号；分离器，^S己置为从^^载 波的信号中分离出净，己到至少一个子载波组中所包括的至少一个第一导频子 载波的第一导频信号、净#配到所述子载波组中所包括的第一数据子载波的第 一数:t^f言号、,a配到所述子载波組之外的第二导频子载波的第二导频信号和 ^^西e^所述子载^i且之外的第^nlt据子载波的第^i^言号；第一估计单元， ^S己置为利用分离出的第一导频信号来估计第"H言道响应；第一均衡器，神站己 置为才缺所估计的第^j言道响应对分离出的第一数滅号进行均衡；)IW器， 净颜己置为对分离出的第二导频信号和第>= |^射言号进#^;第二估计单元， ^m置为利用经,的第二导频信号来估计第二信道响应；第二均衡器，^J己 置为才娥所估计的第二信道响应对经麟的第^t総号进行均衡；和数据解 调器，,颠&置为对经均衡的第一数^f言号和经均衡的第二"lt^f言号进^^调。


图1 ^i鹏一个实施例的OFDM无线系统的示意图。图2 B示了图1中的OFDM发^l L的例子的框图。图3示出了 OFDM发浙K中的子载波分西沐子载^M的iO:。图4是显示了图1中的OFDM接J^几的一个例子的框图。图5U示了图1中的OFDM发4^几的另"H^，]子的框图。图6 示了图1中的OFDM接Jlfc^的另 一种i]子的框图。图7示出了第一子载波组设置方法。图8示出了第一子载波组设置方法。图9示出了第一子栽波组设置方法。图10示出了第一子载波组设置方法。图11示出了第二子栽^^且设置方法。图12示出了第二子载^i且设置方法。图13示出了第二子载波组设置方法。图14示出了子载》^i且内的导频子栽》^i且的^S己方法。图15示出了子载^i且内的导频子载^^且的分配方法。图16示出了子载^1且内的导频子载》^且的射己方法。图17A示出了给予每M载:^且的复lfc^列。图17B示出了给予每^H"载必且的复I^列。图18是显示了图1中的OFDM^^的又一个例子的框图。图19示出了保护间隔^/l的设置方法。图20示出了保护间隔M的iU方法。图21示出了4^^去掉一个OFDM符号时的保护间隔长度设置的例子。 M实施方式如图1所示，才娥本发明第一实施例的无^it信系统包括多个(N个) OFDMj^I^几11、 12、 .，.、 lN以及一个OFDM^fcf几20，该OFDM^^J^f几 20经不同的信道传#^^^接》|^^每个OFDM发射k 11、 12、…、1N发射的 OFDM信号。OFDM发射机ll、 12、…、1N中的^-"个发射OFDM信号。OFDM发l^几11、 12.....1N不必^CM^各自不同的位置。因此，它们中的一些可净^^J^目同的位置。^^来说，OFDM发舶^中的两个可被包括在一个无^it信设备中。在该情况下，作为OFDM发4^几中的^1^^且件的在多个OFDM发4^l^间共享。子载7細详;^子栽^^且iM单it^拟肖后解 释。图2显示了 OFDM ;^^H几的结构。图3显示了用于分配子载波的子栽波 分酉详元103和用于设置子载波组的子栽^i且iU单元104的多个方面。在图3 中，OFDM符号沿水平的时间轴布置，且形成每个OFDM符号的多个子栽波沿垂直的频率轴布置。沿频率轴标出的l、 2.....M代^^子栽波编号。沿时间轴标出的l、 2.....4议OFDM符号编号。在图2中，导频信号生成器101通ii^"作为导频信号的源的位串进^i^如正交相移键控(qpsk)的数字调制而生成导频信号。类々:^，数^f言号生成器102通ii^t作为数旨号的源的位串进^iH口 qpsk的数字调制而生^Jt据 信号。导频信号和数纖号都以复錄示。射卜，例如，导频信号净捐于信道 估计(估计信道响应)。导频信号还可用于定时同步或频率同步。下面的实施例 解释了利用导频信号进行信道估计的情况。通过子载》:fc^S详元103将所生成的导频信号和数^f言号^SeJiJ^^相应 的子载波，也^bl^配到导频子栽波和数据子栽波。"骸号分配到子载波"指的是向以复lt4示的该信号添加子栽波索引(subearrier index )。子载波索引代 勤目应子载波在时间#频率轴上的位置。#^来说，在图3中，向数据信号 300添加了子栽波索引(3, l2)。各自被子载波射e^元103分seJ"导频子载波和数据子载波的导频信号和 !U^f言"fi皮输入到子载波i且iM单元104。子载波组iM单元104 fe包^^至少 一个或多个分配了导频信号的导频子载波以及一个或多个分配了数^f言号的数 据子载波的至少一个子栽波组。在图3的例子中，设置了多个(m个)子载波组301、 302.....30m。 "i^子载^i且"指的是向添加了子载波索引的导频信号和数据信号添加一个索引(称为組索引)。不向不属于^K子载波组的信号添 加组索引。M，子载波i^3:单元104为图1中的ofdm发4^lu、 12.....1n建立M些发^^之间樹目同的至少一^H"载波组。换言之，ofdm发舶&u、 12、…、1n中的每个子载波iM单元104所建立的至少一个子载波MA共有的。 在该共有的子载波組中，将对于每个OFDM发射机ll、 12、…、11\*有的 导频信号和数:t^f言号分别射ejij导频子载波和数据子栽波。子栽波组iM单元104已建立了子载波组的信号121, ^fc^已添加了组 索引的导频信号(第一导频信号)和数^(言号(第一数^f言号)，经由复tt法 器105被输aj'Bfet傅立叶逆变换(ifft)单元106，其是ofdm调制器。尚 ^Mt立子载波组的信号122，也tbU^加组索引的导频信号(第二导频信号)和数l射言号(第^^^i^言号)，,jiJ:^rA^ ifft单元106。复数乘法器105将添加了组索引的导频信号和数皿号乘以给予具有相同 组索引的每个导频信号和数据信号的复数或复数序列。在图3的例子中，子载;i^且301、 302、…、30M中的#-~个#紛别乘以一个复数R[l、R[2、…、 R[M]。给予每^H^^i且的复数可以嘲滇有相同的鍵对值。通itii^H故，可以 i^在子载波组之间出现电功率差。这里，复数包括实数值，该实数值例如可 以是±1。乘以复数的导频信号和数皿"f^皮输AJijIFFr单元106。通it^"从子载^i且iM单元104和复lfc^"器105输入的信号进行OFDM 调制，IFFT单元106生成OFDM信号，该OFDM信号是多个OFDM符号的 序列。换言之，EFFT单元106通过将频域信号转a^7时域信号而生成OFDM 信号。所生成的OFDM信"^皮保护间隔(GI)添加单元107附加了GI， #狄 ^X射单元108转涵棘(RF)信号，并A^^109发射出去，所g紋 射单元108例如包括数^^换器、上变换器和功率放大器。如下i^斤述的那样， GI添加单元107所添加的4呆护间隔的"^U^来自子载波组iU单元104的 指令而M的。将利用图4 4y^释图1中的OFDM接>|^几20。图4显示了与OFDM 机20的宏分tt^目关的结构。天线201所接收的RF信"f^ib,收单元202 转^/基带数字信号，所i^L,收单元202例如包樹氐噪声放大器(LNA )、 下变换器^^:转换器。M过GI去除单元203 4带数字信号中去除保护间 隔后，基带数字信^^皮十;fei傅立叶变换(FFT)单元204从时域信号转妙频 域信号，即，,紛为"M^栽波的信号。来自FFT单元204的输出信"fi皮输入 到信号分离器205。信号分离器205分离分别^^eJ'J子载:^且内的各^波的导频信号221 和数^f言号222。^C^离的导频信号221和数4^ft号222 ^别输A^信道估计 单元206和信道均衡器207。信道估计单元206通ii^f^^载^^且的导频信号 221进行平均或内插来4W亍信道估计，并输出表示信道响应的信道估计值。信道 均衡器207利用从信道估计单元206输出的信道估计*均衡用于数^f言号222 的信道。信道均衡后获得的数l^f言号通ii^调器208解调，从而作为数||#号 的源的位串被再现。##细解#|言道估计单元206的操怍。为了简单起见，子载波组的时间方向肖率方向的^^被^:为分别充分小于信道时间方向^M率方向的变化周期。在这种情况下，分酉eJU子载波组内的子栽波的信号的信道响应可被认为是 几乎恒定的。如图2所解释的，朝C^酉eJ'j子载波组iM单元104所设置的子栽^^且内的^H^载波的所有导频信号和数^f言号乘以4树^^子载^U且而给出 的系数。当iU乂表系婆t并且H代^4信道响应时，分酉e^相同子载^l且内的M 子载波的导频信号和数^f言号共同经历由『R表示的失真。结果，这可被i/v^等同于从OFDM发4^U^射的OFDM信号受到由H*R表示的信道响应。换言之，即使在各个OFDM发胁ll、 12、…、1N发射分别乘以了不同 复数并分配到相同子载^i且内的子载波的信号的情况下，OFDM接》}^几20也 能像不乘以复lfcHk^射信号的情况那样^M:理信号。因此，与在OFDM发4^几11、 12.....1N中所乘以的复mt关，信道估计单元206可通过将所接收的导频信号除以原始导频信号^^W道估计值。原始导频信号是OFDM # 1^几中 的给定信号。当在子载i^且内存在多个导频子栽波时，通过旨酉iJ'J每个导频子载波的 导频信号除以原始导频信号所获得的值取平均，可获得高度准确的信道估计值。 jH^卜，当在子栽^i且内多个导频子栽^^目远离辆置时，通it^用将分配到 每个导频子载波的导频信号除以原始导频信号所获得的树间隙进行内插，可 获得高度准确的信道估计值。将利用下面的等式^^释关于子载波组内的数据子载波的信道估计和信道均衡的处理。在下面的解释中，特定数^f言"fi錄示为d,分酉eJ'j子载^l且内的导频子载波的导频信" iic4示为P，并且在第n个OFDM发射K In中被分 酉2JiJ子栽^l且内的子载波的导频信号和数旨号要乘以的复数^^示为A。另外，为了简单M，射e^子载^i且内的子载波的导频信号和数4^f言号所受到的信道失真可被iM7是恒定的，并且OFDM发4^几ln和OFDM接收 机20之间的信道的信道失JPf錄示为Hn。在该情况下，从OFDM发4^Un发射的导频信号和数4^f言号分别净姊出 为P'Rn和D'R 。在受到信道失^-^， P'Rn和D'Rn被OFDM接^1^几的A^201进行复数相加。所接收的导频信号P^表示为下面的等式。但是，N表示OFDM发胁的数量。同时，所接收的数拾f言号Drx表示为下面的等式。= ".1; (2)在该情况下，正如下面的等式所示，数M号D可通过将数皿号D^与 所M的导频信号P 的倒数和给定的原始导频信号P相乘而恢复。同时，根提Rl-051300, "MBMS transmission in E-UTRA " (LG电子， 3GPPTSGRAN WG1#43, 2005年11月，7-11)所示的方法，^i^L中， 数1^言号不#姊以复数。因此，所接收的导频信号P^变为，C-尸如"乂) (4)JUf接收的数l^f言号Dra变为，D"="'t("") (5)在该情况下，正如在下面的等式中所示，很明显，即使将数掩f言号与所接 收的导频信号的倒数以及P相乘，原始数据信号D也不^*恢复。D-^rr^-(6)为了'tll^始数^f言号D,需要基于单独估计"^个Hn来计算(7)的处理。正如之前所描述的，在单独估计每个Hn的处理中，在某些情况下会加入千扰。^Lit种情况下，信道估计值的准确度制氐。JiiL描述了通过将所接收的数掩f言号乘以所接收的导频信号的倒数以及P 来'ttt^始!St^f言号的方法。但是，下面 述了一些其它方法。当将H^biM为<formula>formula see original document page 13</formula> (8)时可通过将所接收的数^f言号与He。mb的复共辄以及H^b^t"值的倒数相絲恢复数^f言号，如下面的等式所示。<formula>formula see original document page 14</formula>但是，在该情况下，由于幅度被移动了IHeombl，所以解调时要HS^的调制点也需 要移动IH^bi。如Jii^斤述，才娥本实施例，当OFDM4^bf几20对从OFDM发4^几U、 12、 .,.、 1N发射的信号^ft宏分^)t时，由于不需要^单独估计从每个OFDM发射机ll、 12.....lN到OFDM接收机20的每^Ht道响应，所以可减少计算量。换言之，如等式(3)所述，可通过仅将所接收的数才射言号D^与所抓 的导频信号Pra的倒数以及原始导频信号P相乘，来'1^原始数据信号D。 jtb^卜， 可以iS^单独估计每^H言道响应时所发生的干扰问题。贝W卜，不必为了单独估 计每^M言道响应而控制加4W式的管理。下面将解释OFDM发4^A^ OFDM接收机的其它例子。在图5所示的 OFDM发^^几中，加扰器110i^fPAJ!]图2所示的OFDM发舶K中。加扰器 110对分配到未包括在子载波組^i单元104所设置的子载波组内的子载波的 信号122进^^口扰，即，对^M^加组索引的导频信号和数^f言号加扰。该加扰 是通錄补OFDM发4^化间不同的;N^莫式^f亍的。劍口扰的信^i皮输入 到IFFT单元106。图6为对应于图5的OFDM接^l^几。该图示出,器210、第二信道估计 单元2U以^二信道均衡器212被添加到图4中的OFDM接4^/W分酉i^子 栽波组内的子栽波的信号以与图4所示的OFDM接Jli^M目同的方式进行处理。 换言之，分酉eJiJ子载^l且内的子载波并从信号分离器205输出的导频信号221 和222被分别输Afij信道估计单元206和信道均衡器207。信道均衡器207利用 从信道估计单元206输出的信道估计^f数浦号222进行均衡。经历了信道 均衡器207进行的信道均衡的数皿" iiblf调器213解调，从而作为数^f言号 的源的位串被再现。同时，跳器210对分酉eJ'J不包括在子栽^i且中的子栽波并从信号分离器205输出的导频信号和数^f言号进^1^， 。 )W器210通过OFDM发4^W斤 使用的加扰模式的i^。扰模式来^f亍,，所述OFDM发射机发射要被该OFDM接J]t^^t的信号。,Wi器213 )W的导频信号223和数l^f言号224 齡别输AJ'J信道估计单元211和信道均衡器212。信道估计单元211通iW目邻的导频信号进行平均或内插^Mt信^i行估 计，^i十算表示信道响应的信道估计值。信道均衡器212利用从信道估计单元 211输出的信道估iHW经g的数^f言号^W亍信道均衡。经历了信道均衡器 212进行的信道均衡的数l^言"^皮输AJiJ解调器213，由*为教:1^言号的源的 位串被再现。信道估计单元211所执行的取平均处理能够减小从具有不同加4^莫式的 OFDM发^Ha^射的导频信号的功率，并f缺高期望信道估计值的准确度。按这种方式，每个OFDM发^利用不同的加，i^t分酉eJ"不包括在 子载波组中的子载波的信号进O扰，即，对不受制于OFDM^il^几20的宏 分 收的信号进行加扰。通过这樹故，在"fit接收而不是宏分tt收的情况 下，可获得高度准确的信道估计值。J^卜，可在发4#1^接》1^几之间预先确定 加4^lt式。另絲，当OFDM接》1^几20 ^^与OFDM发4^几(诸如OFDM 发4t^几11)的通信时，可向OFDM接>1^几20通知来自OFDM发射机11的加 ^t莫式传输。由于加^B十对不受制于宏分絲收的信号^W亍的，所以OFDM 接*1^几20不需^it^斤有OFDM发4^几的加^+莫式。如可从上面的解释所理解的，在分酉ejij不包括在子载波组中的子载波的信 号之中，数^f言号不必进4沐扰。因此，图5中的加扰器110可只对导频信号 加扰。在该情况下，图6中的,器210只对导频信号觯阮。下面将利用图7至图16以及图17A和图17B ^Mf衬载^Ua的更M的 设置方法。如上所述,子载波la,皮i殳置为至少包:^一个导频子载波和一个lt据子载波。 在下面的说明中，通过列举如下的周期的情况来说明子载波组iM方法的特定示例，在所述周期中，在频率轴上，每四个子载波插入一个导频子栽波；在时 间轴上，每七个子载波插7v—个导频子栽波。在下面的解释中， 一个OFDM符 号^RJi^f亍一次IFFT所生成的OFDM信号的单元。在一个OFDM符号中包 括多个子载波。在图7至16以及图17A和17B中，频率轴指出一个OFDM符 号内的子栽波编号，而时间轴指出OFDM符号编号。 (第一子载波组设置方法)根据第一子载波組设置方法，将按时间w^率l^ia'j分为四边形的特定 区域(时间-频率域)内的子载必斌一付载^且。换言之，将包括在多个连续的OFDM符号中的子载波(导频子载波和数据子载波)M—个子载波组。 例如，图7的例子能以下面的等式4t^示。在图7中，频率轴上的位置被称为"i"， 并且时间轴上的位置被称为"j"。因此，子载波401的位置被称为(i， j) = (l, 1),而分配到位于位置(i, j)的子载波的信号被称为Sy。分SeJ'J子载波组301 内的子栽波的信号与称为R[lj的复数相乘，且子载波组302与称为R[2的复数 相乘。下面的等^J:示了^^H"载i^且与一个复数相乘的处理。<formula>formula see original document page 16</formula>根据第一子栽波设置方法，在边界故以频率轴和时间轴上恒定的子栽波间 隔定义的情况下，有一个阮点就是，子载波可^^易地以子栽波组不^^这种 边界的方式布置。#^来说，当形成一个具有7个OFDM符号的帧时，四边形 子载波组301和302或者子栽波组301、 302和303被设置为如下的大小在频 率方向上有4个子载波并且在时间方向上有7个子栽波，如图7、 8和9所示。 因此，可以生成不，帧边界的子栽波组，其中每个子载波组包括一个导频子 栽波。图7和8显示了各自的帧边^f立于从具有导频子载波的OFDM符号^ 的第七和第六个位置的情况的示例。图9显示了在频率方向平铺子栽^i且301、 302和303的例子，即在特定时间区域内在OFDM符号的4H^J^续布置子栽 ^la301、 302和303的例子。根椐图9的例子，在该时间区域中的所有子载波 都属于子载波组302、 302和303中的任意一个。因此，OFDM接^lfcf几^^该 时间区域内对任意子载波^^亍宏分 收。图IO显示了与子载波组之外的子载 波相比增加了子栽波组301和302内的导频子栽波密度的例子。根据图10的例 子，可以提高子栽>彭且内的数据子载波的接收性能。(第二子载波组设置方法)在第二子载波组设置方法中，将四边形时间-频率区域内的子载波(导频子 载波和数据子载波)和布置在该四边形区^卜的至少一个导频子载波的组^i殳 置为一个子栽波组，其中所述导频子栽波被布置成位于与这些四边形区域内的至少一个导频子载波或数据子栽波相同的频率轴上，但位于不同的时间轴上。换言之，将包括在多个连续OFDM符号中的子载波(导频子载波和数据子载波) 和一个导频子载波i^成该子载波组，所述导频子载波具有与包括在所述多个连续OFDM符号中的至少一个导频子载波或数据子载波相等的频率并且包括 在靠近所述多个连续OFDM符号的至少一个OFDM符号中。例如，图U显示了子载波组301和302，每个子载波组均包括一个位于与 图7所示的子载波组(四边形区域)内的导频子载波相同的频率轴JiJL靠近该 四边形的右边的导频子载波。类似地，图12显示了子载波组301和302，每个 子载波组均包括一个位于与图8所示的子载波组(四边形区域)内的导频子载 波相同的频率轴上且靠近该四边形区域的右边的导频子载波。jtb^卜，图13显示 了子载波组301和302，每个子载波组均包括位于图11中的子载^l且之前和之 后的两个导频子载波。才財居第二子载波组设置方法，对于为每个子载》:^且^wm信道估计，可以帮助估计信道响应的时域变化。因此，具有能够在该变化较大的情况下提高信 道估计准确度的优点。在对图5所示的OFDM发^H几应用第二子栽波组设置方法的情况下，子 载波组的范围可作出不同的解释。在图5所示的OFDM发浙K中，对分SeJiJ子 栽波组0卜的子载波的信号执^^扰。当分酉ejij图7中的子载波组301内的子 载波的信^f皮乘以与用于对分配到导频子栽波402的导频信号进^t^a扰的复数 相同的复数时，图7和图11中的子载^i且可被iM 是相同的。类A她，当分酉eJ'J图8中的子载》^i且301内的子载波的信"!iW以与用于 对分酉eJ"导频子载波403的导频信号进4沐扰的复数相同的复数时，图8中的 子载波组可被认为等同于图12中的子载^l且。这样，通过将分酉eJ'J子载i^且内的子载波的信号乘以与用于对射e^J子载 》:^且之外的子载波的导频信号进行加扰的复数相同的复数，可以旨配到子栽 》W且"卜的子载波的导频信号视为等同于分酉ejij子载波组内的子栽波的导频信 号。因此，可以提高与子载i^树应的信道的信道估计;^角度。子栽波组的形状不必是完整的四边形。例如，可通过排除子栽波组内少于 全部子载波一半的子载波来形成该四边形。通itil^^故，可设计出具有更高灵 活性的子载》彭且。当需要进一步提高子载^i且的灵活性时，子载^i且内的子载到所述信息信号，并且在前向链路上将所述信息信号传送给AT站101。 然后，AN105在前向链路上将所述信息信号传送给站101。所述前向链路 是指从AN 105到无线站101的传送，而且所述反向M是指从站101到 AN 105的传送。AN 105在反向链路上接收来自无线站上的第一用户的数 据，并且通过公共交换电话网(PSTN)将所述数据路由到在陆上通信线站 点上的第二用户。在很多通信系统中，例如，IS-95、宽带CDMA( WCDMA ) 和IS-2000，所述前向链路和所述反向链路被分配分开的频率。在典型实施例中，AN 105包括高速分组数据(HRPD)基站以支持高 数据速率服务。应理解，所述基站在接入终端和网络之间通过一个或多个 4议机提供无线频率(RF)接口 (载波)。HRPD基站提供单独的仅数据 (DO )载波用于所述HRPD基站所服务的每个扇区(或小区)的HRPD 应用。分开的基站或载波(未示出)提供用于语音应用的语音载波。HRPD 接入终端可以是DO接入终端，或能够使用语音和数据服务的双模移动终 端。为了进行数据会话，HRPD接入终端连接到DO载波以使用DO高速 数据月1务。数据会话由分组数据服务节点(PDSN) lll控制，所述PDSN 路由所述HRPD接入终端和互联网之间的所有数据分组。PDSN lll具有 到分組控制功能(PCF) 109的直接连接，PCF 109与HRPD基站的基站 控制器(BSC)相连。BSC负责所述HRPD基站的操作、维护和管理、语 音编码、速率适配以及无线资源的处理。应理解，所述BSC可以是单独节 点或者可以是与一个或多个HRPD基站共处一地。在lx载波中，每个HRPD基站能够服务多个(例如，三个)扇区(或 小区)。然而，应理解每个HRPD基站可以主要仅服务单个小区(被称为 全方位小区)。也应理解，网络100可以包括多个HRPD基站，每个HRPD 基站服务一个或多个扇区，同时HRPD移动终端能够在同 一个HRPD基 站的扇区之间或不同HRPD基站的扇区之间切换。对于每个扇区(或小区)， HRPD基站进一步采用单独共享的时分复用(TDM)前向链路，其中在任 何情况下一个单独HRPD移动终端能够被单独用户分组服务，而且多个移 动终端可以;故多用户分組服务。前向链路吞吐率由所有HRPD移动终端共频子载波的导频信号的干扰，并且也能用于非宏分絲收中的信道估计。M，如之前所彩'J的，"W目正交"意pM相关值为0，而"W目伪正交":^M相关值 的鍵对M小于自相关值的值。某序列x[kl(1^1，…，K)的自相关值和两个 序列x[k、y[k(k=l，…，K)的相关值可由下面的等式;^示。t掛JC[W (11)i>w.;#r (i2)当序列^JL为4时，下面的四个序列R、 R2、 R3和R(可净妙'J举为具有互 相正交关系的复数序列的例子。 R产(+l， +1， +1， +1}R2={+1, +1, -1， -1} (13) R3={+1,國l,腸l， +1} R4={+1，画l, +1， -1}等式(13)中的四个复数序列R,、 R2、 R3和R4具有六个都为0的相关值， 財^目正交。通常，当序列^1^72K时，可生成最多^个具有^f目正交关系的复数序列。如下面四个复数序列Rp R2、 R3和R4的其它例子^Mr有六个都为0的相关值，JLX相正交。 R产(+i， +i， +i, +i}R2={+" +i, -i, -i} (14) R3={+i， -i,國i， +i} R4={+i,画i, +i， -i}同时，作为具有伪正交关系的复数序列的例子，可列举下面六个序列R,、 R2、 R3、 Rt、 Rs和R^ R产(+l， +1， +1, +1} R2={+1， +1， -1， -1}R3={+1， -1， -1， +1} (15) Rr(十l,画l， +1， -1}Rs={+1， +1， +1， -1} R6={+1, -1， +1, +1}对于等式(15)中序列M为4的六个复数序列R2、 R3、 Rp Rs和R6，相关值为0或2，而每个自相关值均为4。例如，Rp R2、 R3和Rt之间的六个 相关值以及Rs和R6之间的相关值都为0。但是，Rp R2、 R3和Rt与R5和R6 之间的四个相关,为2。因此，与具有i^目正交关系的序列(也MP艮制相关 值为0的序列)相比，通过包括具有5^目伪正交关系的序列(也M不P艮制相 关值为0的序列)作为复数序列，可生成更多的序列。图18显示了适于如下情况的OFDM接^l^几，在该情况下，^C^ML间， 复数序列正交或伪正交。与图6中的OFDM^Jl^;L之间的区别在于，分酉ejij子 载^i且内的导频子载波并从信号分离器205输出的导频信号221被输Af'J复数 乘法器214;通itUrt法器214而与复数相乘的导频信号225被输A^J信道估 计单元211;以及信道估计单元211 ^f亍导频信号223和225的信道估计。与图6中所示的OFDM"^bK中的处^i^f目同M理射eJij子载波组 内的子载波的信号。换句"^兌，从信号分离器205输出的每^H"载^i且的导频 信号221和数^f言号222被分别输A^信道估计单元206和信道均衡器207。信 道均衡器207利用从信道估计单元206输出的^f言ii^f古i十^N言ii^i居222进行 均衡。在信道均衡器207进行信道均衡^获得的数才射言"fiW调器213解调， 从而作为数##号的源的位串被再现。同时，也与图6中所示的OFDM接J)^几中的处對目同舰理射e^子载 i^且"卜的子载波的信号。换句话说，,器210对分配到子载波组^卜的子 载波并从信道分离器205输出的导频信号和数^j言号进^^。,器210按 OFDM发射^Mt^的力0,式的i^，式^ft)W,所迷OFDM发4^A^ 射^f皮该OFDM接J)^;L^收的信号。经,器210 )IW的导频信号223和数据 信号224齡别输AJ'j信道估计单元211稀道均衡器212。同时，分酉tJ"子载波组内的导频子载波并从信号分离器205输出的导频信 号221进一^MLUtt法器214乘以复数。复1*法器214将导频信号221乘 以这样的一个复数，该复数与发射J^皮该OFDM接J)i^L^收的信号的OFDM 发4#1中的、图5中所示的复,法器105所使用的复数的复共树目关。通过 复ltt法器214而被乘以复数的导频信号225净皮^T入到信道估计单元211。信道估计单元211通i^t相邻的导频信号进行均衡和内插来计算表示信道 响应的信道估计值，从而执行信道估计。信道均衡器212利用从信道估计单元 211输出的信道估计树经麟的数^f言号进行均衡。在信道均衡器212进行信道均衡之后获得的数才射言"f^皮输A^解调器213，由此作为数据信号的源的位串被再现。信道估计单元211所执行的平均处理能够降4^具有不同加状模式的 OFDM发4^U^射的导频信号的功率，从而提高期望信道估计值的^j^角度。此外，除了分sc^子载波组之外的子载波^HWt器210WL的导频信号 223 W卜，信道估计单元211还利用导频信号225^f亍信道估计，所述导频信号 225^^酉eJiJ子载^^且内的子栽波并^iLl錄法器214乘以了一复数。因此，与 图6中的OFDM接4^^目比，信道估计单元211可将更多的导频信号用于信道估计。因此，信道估计;^角度可进一步提高。H呆护间隔长^li殳置方法) 现在，将解#^ 由图2或图5中所示的GI添加单元107添加的保护间 隔M的方法。通过将时间波形的-^P分复制到每个OFDM符号上来添加^M^ 间隔。通过向OFDM符号添加^M^'司隔，可以减少符号间由g波引起的干扰。 通常，保护间隔的长^r艮，皿能忍^^i^T展(g剖面)的多径环 境。如之前所彬寸的，OFDM接Jli^120育树分酉eJij子载^^且内的子载波的信 号^/f亍宏分,收。在该情况下，由于OFDM接4W几20同时从多个OFDM发 4^几11、 12.....1N接收信号，所以在某些情况下，与从一个发4#1^收信号相比，；^r展可能变得相对较大。因此，对包針栽^i且内的子栽波的OFDM符号的接收性能可通过i^ 比其它OFDM符号长的保护间隔而得到改善。具体地说，如图2和5所示，子 载i^且iM单元104向GI添加单元107 !^供了^^示子载^^子载》^^且内的位置 的子载波位置信息。当从IFFT单元106输入包針载^^且内的至少一付载 波的OFDM符号时，基于子载波位置信息，GI添加单元107向该OFDM信 号添加与输入包括子载波组之外的子栽波的OFDM符号的情;W目比更长的保 护间隔。通过以这种方式iU保护间隔长变，OFDM接收机20处理癌宏分集接收时发生的大延迟扩展， 从而改善接收性能。下面将说明保护间隔长度的具体示例。^H^来说，在图7中所示的子 载波组设置的例子中，包括子载波组内的子载波的7个OFDM符号的保护间隔^JL被iM为比不包M载^^且内的子载波的OFDM符号的^^'司隔长。同 时，在图ll中所示的子栽^i且设置的例子中，包括子载波组内的数据子载波的OFDM符号的保护间隔长。jHW卜，在图11中所示的子载波组设置的例子中，可被设置为比不包括子载波组内的子载波的OFDM符号的保护间隔长。在图19中所示的子载波组设置的例子中，包括子载波组内的子栽波的 OFDM符号的保护间隔"^l被i线为比不包^^^ia内的子载波的OFDM 符号的^^'司隔长。J^卜，包針载i^且内的子载波的OFDM符号可被^^去 掉(decimate )。在图20中所示的子载^iaiU的例子中，包衬载;AI且内的导频子载波和数据子载波的OFDM符号的保护间隔"^l被iU为比不包M载^i且内的子 栽波的OFDM符号的保护间隔长。此外，包旨载波组内的导频子载波和数据 子载波的OFDM符号可,皮4^>去掉。下面将利用图21来解释Jii^斤提到的在抽取去掉OFDM符号的情况下设 置保护间隔M的例子。^常的保护间隔M中， 一个帧由7个OFDM符号 纟赋，如图21中的帧结构501所示。#^来说，当<錄间隔狄比其它OFDM 符号的保护间隔长的OFDM符号被^#在如图19所示的一个帧中时，如帧结 构502所示，至少一个OFDM符号净皮^^去掉，而保护间隔长JL被拉长。与图20的例子中使包旨栽irf^且内的导频子载波和^:据子栽波的OFDM，当具有比其在一个帧内时，该帧的""^^，Ci^i于后继帧的开始处的OFDM符号的保 护间隔，如帧结构503所示。于是，后继帧的OFDM符号不需^jfcWl去掉， 而仅可把第一 OFDM符号的保护间隔长度iM得较长。 (数l^f言号内容)下面将解释射eJ'J子载波组内的数据子载波的数掩f言号的内容的例子。图2或图5中所示的OFDM发l^几是蜂窝系统(移动电话系统)的基站。将通过 图4、 6或18中所示的OFDM接Jl4^L为终端的示例进^^释。差J占可形成多个 扇区。^il种情况下，M包括与扇区的数量一样多的OFDM发4^几。数^f言^i^i^皮用于下面的广播通信、多播通信或軟切换。首先，描述^f亍广^it信和多^if信的例子。相同的数^f言"fi細eJ'J子 载波组内的数据子载波并从多个J^发射。在这种情况下，连接到基站的所有 终端都能同时接收该相同的数^f言号。因此，蜂窝系统能够通it^用子载^ia 内的子载》^MW广播通信和多播通信。广播通信指的是在不指^户的情况 下发射数^f言号的服务。多播通信指的是向两个或更多个指定终端发糾目同数 ^f言号的服务。在某些情况下，广播通信和多播通信净i^称为多^^体广播和多 播服务(MBMS)通信。同时，向一个指定终端发射数据的服务被称为徘。因此，可以考虑对子栽^i且内的子载波^^I广播通信和多播通信，并JL^ 子载波组"卜的子载波^^^f通信。例如，运动图像数据或音乐数据的流以 及电子邮件的多地址传输可^妙'J举为通过广播通信或多播通信^Mc射数椐信号 的例子。下面将解释^y亍软切换的例子。相同的数^f言"fi細eJ'J子载^^a内的数 据子栽波并从多个J^fe发射。在该情况下，在小区边界线上的终端能同时从接 近该边界线的多个_^#收信号。因此，蜂窝系统能够通it^用分配到子载波 组内的M波的数:^f言号而如下地识别软切换。首先，当终端存在于第一絲的小区中央附近时，该终端对分酉eJ'J第一基 站所设置的子载波组之外的子载波的数^f言号^mt常的接收。接下来，当终 端来到第一基站和与其相邻的第二，t间的小区边界附近时，该终端对分配 到第一和第二M所iM的M子栽^i且内的子载波的数^(言号#^亍宏分 收。 ，当终端移动到第二M的小区中央区域时，该终端对分酉eJ)J第二基 站所设置的子载波组之外的子载波的数^f言号^WM常的接收。这样，可利用 分酉eJ!j子载》^^且的^t^f言号来^W亍4^切换。对于4^页域技^A员来说，可以4膝易地想到另外的优点和修改。因此，实施例。因此，在不脱离由所附权利要求书及其等同物所限定的本发明总， 思的##或范围的情况下，可进行多种修改。工业实用性本发明提供用于无线通信系统的宏分 收的服务。
权利要求
1、一种从多个发射机发射正交频分复用OFDM信号的方法，包括分别将第一导频信号和第一数据信号分配到在所述多个发射机之间相同的子载波组内的至少一个第一导频子载波和第一数据子载波；分别将第二导频信号和第二数据信号分配到所述子载波组之外的至少一个第二导频子载波和第二数据子载波；将第一导频信号和第一数据信号乘以为所述子载波组所设置的复数；通过对第二导频信号和第二数据信号以及与所述复数相乘的第一导频信号和第一数据信号执行OFDM调制，而生成OFDM信号；和发射该OFDM信号。
2、 才M^U'J要求1所述的方法，还包括才W^定的加鄉W第二导 频信号和第二教才射言号进^^扰，通一旨扰的第二导频信号和#扰的第 Jilt据信号以及与所ii^数相乘的第一导频信号和第一数拾像号执行OFDM 调制来^i^于所i^调制。
3、 一种发射OFDM信号的OFDM发4^几，包括分酉详元，被配置为分别将第一导频信号和第一数据信号分配到在所述 多个发射机之间相同的子载波组内的至少一个第一导频子载波和第一数据子载波，并且分别将第二导频信号和第二数据信号分ge^所述子载波组之外的至少一个第二导频子载波和第_=^据子载波；乘法器，#^置为将第一导频信号和第一数才糾言号乘以为所述子栽波组所 的复数；调制器，被配置为通i^第二导频信号和第二数据信号以及与所iiX数 相乘的第一导频信号和第一数l^f言号执行OFDM调制而生成OFDM信号；和 发射单元，,iLS己置为发射所生成的OFDM信号。
4、 才娥权利要求3所述的OFDM发4^L，还包括加扰器，,AS己置为才M居预定的加拭模式对第二导频信号和第二数拾f言号 进份口拔所述调制器被配置为对^口扰的第二导频信号和B扰的第二教拾f言号 以及与所述复数相乘的第一导频信号和第一数^f言号执行OFDM调制。
5、根据权利要求3所述的OFDM发4^几，其中所述子载^ia包括布置 在特定时间-频率区域内的第一导频子载波和第一数針载波。
6、 根据权利要求要求3所述的OFDM发^N L,其中所述子栽波组净颜己置为 包括多个，OFDM符号中所包含的第一导频子载波和第一数据子载波。
7、 根据权利要求3所述的OFDM发^f几，其中所述子载》^^且#颠己置为 包括布置在特定时间-频率区域内的第一导频子载波和第一数据子载波以及布 置在该区域^Ut位于与该区域内的至少一个第一导频子载波或第一数据子栽波 相同的频率M置但位于不同的时间轴位置的第一导频子载波。
8、 根据权利要求3所述的OFDM发浙k，其中所述子载^I且^CS&置为 包括多个连续OFDM符号中所包含的第一导频子载波和第一数据子载波，以 及具有与所述多个连续OFDM符号内的至少一个第一导频子载波或第一数据 子载波相同的频率并JLii一步包括在接i^斤述多个连续OFDM符号的至少一 个OFDM符号中的第一导频子载波。
9、 根据权利要求3所述的OFDM发4^几，其中多个第一导频子载波分 to所述子载;&且内。
10、 根据权利要求3所述的OFDM发4^几，其中第一导频子载波被优先 布置在所述子载波组内频率轴方向上的两端。
11、 根据权利要求3所述的OFDM发^H几，其中导频子载波被优先布置 在所迷子载:^且内时间轴方向上的两端。
12、 根据权利要求3所述的OFDM发脉〖几，其中乘法器所使用的复M 为子载波组所设置的复数序列中的复数，并且该复数序列被设置成与其它 OFDM发^^之间建立正交或伪正交关系。
13、 根据权利要求12所述的OFDM发射机，其中该复数序列和其它关值。
14、 根据权利要求3所述的OFDM发#|/1,其中OFDM调制器通过 OFDM调制生成包括子载波组内的子载波的第一 OFDM符号和不同于第一 OFDM符号的第二 OFDM符号从而生成OFDM信号，并且该OFDM调制器 还^S己置为分别将第^f呆护间隔和第二保护间隔加入第一 OFDM符号和第二 OFDM符号，至少一个第一保护间隔的&变比第二保护间隔长。
15、 才^t^5U'J要求3所述的OFDM发射f几，其中OFDM调制器通过 OFDM调制生成包旨载ito内的第一数旨载波的第一 OFDM符号和不同 于第一 OFDM符号的第二 OFDM符号从而生成OFDM信号，并且并且该 OFDM调制器还被配置为分别将第一保护间隔和第二保护间隔加入第一 OFDM符号和第二 OFDM符号，至少一个第一保护间隔的M比第二保护间 隔长。
16、 條W怯求3所述的OFDM发胁，该OFDM发4WiU l作蜂 窝系统的M。
17、 一种接收OFDM信号的OFDM接脉，包括 OFDM解调器，^C^置为对OFDM信号进行OFDM解调以将所接收的OFDM信号分^t应于^H"栽波的多*号；分离器，^S己置为从M子载波的信号中分离出分别被分配到至少一个 子载波组中所包括的至少一个第一导频子载波和第一数据子载波的第一导频信 号和第一数^^言号；估计单元，,妙己置为利用分离H^离出的第一导频信号来估计信道响应；均衡器，净颠i置为4N^估计单元所估计的信道响应对分离出的第一数据 信号i^f于均^;和数据解调器，^m置为对由均衡器进行了均躺第一数4^f言号进^1^调。
18、 一种接收OFDM信号的OFDM接》)^几，包括 OFDM解调器，,如己置为对OFDM信号进行OFDM解调以将所M的OFDM信号分离为对应于M子载波的多个信号；分离器，#^己置为从*子载波的信号中分离出^^配到至少一个子载 》W且中所包括的至少一个笫一导频子栽波的第一导频信号、^^配到所述子载^!a中的第一数据子栽波的第一数据信号、被分酉eJ'j所述子载波组^卜的第二导频子栽波的第二导频信号和^^配到所述子栽波组o卜的第二数据子栽波的第4雑号；第一估计单元，,颠己置为利用分离出的第一导频信号来估计第—言道响应；第一均衡器，被配置为4娥所估计的第一信道响应对分离出的第一数据 信号进行均衡；解扰器，初配置为对分离出的第二导频信号和第二导频信号进解扰; 第二估计单元，被配置为利用经解扰的第二导频信号来估计第二信道响应；第二均衡器，被配置为才娥所估计的第二信道响应对经均衡的第以数据 信号进行均衡;和数据解调器，,颇己置为对经均衡的第一数据信号和经均衡的第二数据信号进行记解调。
19、 根据权利要求18所述的OFDM接收机，还包括乘法器，该乘法器 #颠己置为将第一导频信号乘以复数，所述第二估计单元被配置为利用经,的 第二导频信号和与复数相乘的第一导频信号来估计第二信道响应。
全文摘要
本发明涉及宏分集OFDM传输的数据和导频符号的加扰。广播OFDM信息加扰的分集传输被用于在接收机处分离多个传输并估计各个相关的信道响应。将由一个导频符号及其相邻数据符号组成的组中的所有符号乘以相同的复数，从而在接收机处不需要解扰操作。加扰处理和信道响应被一起估计并均衡。
文档编号H04L27/26GK101228759SQ20068002720
公开日2008年7月23日 申请日期2006年9月27日 优先权日2006年1月16日
发明者秋田耕司 申请人:株式会社东芝