专利名称：发送和接收正交频分复用类型的多载波信号的方法以及对应的导频信号的制作方法
技术领域：
本发明的领域是数字信息的传输和广播的领域，尤其是以高比特率在有限频带上进行数字信息的传输和广播的领域。
更具体地，本发明属于一种发送和接收多载波信号的技术，其中通过该多载波信号在接收过程中可以获得例如无线电移动环境下的传输信道的估计。
本发明的技术特别适于多载波信号的传输，其中这些多载波信号已经历OFDM/OQAM(正交频分复用/偏置正交调幅)类型调制或者BFDM/OQAM(双正交频分复用/OQAM)类型调制，其中通过这些调制技术由原型函数对所述载波成形。
2.
背景技术：
2.1多载波调制 2.1.1OFDM调制 今天已知OFDM(正交频分复用)类型多载波调制。这种调制技术可以有效地解决广播信息(尤其是有线或无线多径信道)的广播信息的问题。
由此，在例如ADSL(非对称数字用户线)或PLC(电力线通信)的有线传输应用或者例如DAB(数字音频广播)、DVB-T(陆地数字视频广播)或WLAN(无线局域网)类型的系统的无线传输应用的几个标准和规范中选择了OFDM多载波调制技术。
然而，通过OFDM调制器进行的信号的矩形成形的缺点在于较差的频率布置。
因此，提出了替换方案以建立多载波调制系统，其中通过称为原型函数的函数对信号成形，从而获得更好的频率布置。
实际上，多载波调制的载波的集合形成了多路复用，并且可以通过相同的原型函数(即g(t))对这个多路复用的每个载波成形，其中g(t)表征了多载波调制。
2.1.2OFDM/OQAM调制 因此，提议的一个方案包括由一种调制替换在每个载波上实现的QAM(正交幅度调制)，其中对两个连续的载波频率，对通过半个符号(symbol)时间进行发送的复符号的实部和虚部进行偏移。
这种交替导致OFDM/OQAM类型多载波调制。这种方案使得尤其可以获得具有不一定是矩形的原型滤波器的期望的正交性条件。
实际上，通过OQAM调制引入的时间偏移放松了正交性约束，更加放松了双正交性约束。与OFDM调制的简单矩形原型函数相比较，这种类型的调制提供了原型函数的更宽选择。
因此，根据针对给定应用所考虑的传输信道的类型，例如无线电移动或者电力线通信(PLC)信道，可以选择适于所遇到的失真类型的原型函数。具体地讲，优选地选择比OFDM调制中使用的基数正弦具有更高频率选择性的原型函数，尤其在无线电移动信道中以克服由于多普勒效应所导致的频率分散或者在PLC信道中以更高效率抵抗窄带噪声现象并且一般更容易满足传输掩蔽的频率规范。
由此，OFDM/OQAM调制是经典OFDM调制的替代，依赖于明智地选择原型函数来调制需要很好布置在时间/频率空间内的信号的每个载波。
具体地讲，图1示出了由OFDM/OQAM调制发送的实值数据元素和由经典OFDM调制没有任何保护间隔发送的复值数据元素的时间/频率表示，由给定时刻t的数据元素的集合形成OFDM/QAM复值符号或者OFDM/OQAM实值符号。此外，每个时间/频率位置承载一个载波频率，这个载波频率在本文下面说明中称作子载波或者直接称作载波。
在图1，给定时刻t的三角形表示OFDM/QAM符号的复值数据元素。给定时刻t所示的圆圈和星号表示OFDM/QAM符号的实值数据元素。例如，对两个连续实值OFDM/OQAM符号，圆圈对应于复符号的实部、而星号对应于复符号的虚部，所述复符号来自QAM星座，其试图通过利用OFDM/OQAM调制发送。
实际上，对复数类型的经典OFDM调制，同时发送来自QAM星座的复值的实部和虚部，以每个符号时间段Tu为间隔；然而，在实数类型的OFDM/OQAM调制中，以一个复半个符号时间(Tu/2)的时间偏移来发送实部和虚部。
在图1可以看出，OFDM/OQAM的谱效率与没有任何保护间隔的经典OFDM相同。实际上，如果v0表示多路复用的两个相邻载波之间的间隔，并且τ0表示两个实值符号之间的时间间隔，则对相同的载波间隔v0进行下面的发送 -在OFDM/OQAM，在每个时隙v0按照每个载波发送一个实值； -在没有保护间隔的经典OFDM，按照每2×τ0＝Tu发送一个复值(即，两个实值)。
换言之，OFDM/OQAM的谱效率是具有持续时间Tg的保护间隔的经典OFDM的(Tg+2τ0)/2τ0倍。
2.1.3BFDM/OQAM调制 另外，如果我们选择接收端的解调函数不一定是发送使用的原型函数的共轭函数，则可能通过利用双正交性的属性将OFDM/OQAM概括成BFDM/OQAM调制技术。
关于OQAM家族的偏移原理在BFDM/OQAM调制的上下文中是严格一致的。由此，图1还可以应用到BFDM/OQAM类型调制。
更具体地，对给定长度的原型滤波器，BFDM/OQAM类型调制的值是可以减小由于传输系统所导致的延迟。
在本文如上所述，BFDM/OQAM调制技术与OFDM/OQAM调制技术相同，以OFDM发送复值符号的速率的两倍速率发送实值符号。因此，这两个调制在理论上具有相同的谱效率。
更具体地，BFDM/OQAM信号可以在基带中以下面形式表示
其中， -am，n，在载波m在时刻n发送的实数据元素； -M，载波频率的数目(需要是偶数)； -g，由调制器利用的原型函数； -τ0，BFDM/OQAM符号的持续时间； -v0，载波之间间隔； -φm，n，相位项，被选择为获得实部/虚部交替从而获得正交性或者更加一般的双正交性。
实际上，在双正交情况下，接收时的解调基础可以与发送不同，并且可以以下面形式表示 双正交性的条件于是可以以下面的形式表示
其中，<.，.>R表示实标量乘积而
表示实部。
然而，BFDM/OQAM(或者OFDM/OQAM)类型调制技术的一个缺点在于仅对要发送的符号的实值获得双正交性(或者正交性)条件。这导致了接收时的估计问题，尤其是传输信道的估计，因为所接收的符号多是复符号。
2.2传输信道 下文中，简要描述尤其是无线电移动环境中的传输信道的特征以及这种信道的估计的技术。实际上可以想到，从要发送的信息成形电信号的方法取决于发送这个信号的条件。
2.2.1传输信道的特征 在无线电移动环境中，所发送的波在它的旅途中经历大量的反射并且接收器由此接收该发送信号的延迟版本之和。这些版本各自被衰减并且相位随机漂移。这种称为“延迟扩展”的现象产生符号间干扰(ISI)。项ISI尤其是指时间符号之间和/或载波之间的干扰。例如，在城市类型的环境下，延迟扩展在一些微秒或更小的范围内。
由于假定接收器(例如，乘车者的车载无线电电话)正在运动，所以称为多普勒效应的效应还在每个路径上发挥作用，从而导致接收谱的频率漂移与车辆运动速度成比例。
这些效应的组合表示为非静态信道的形式，在某些频率上具有深度衰落效应。这种信道尤其可以作为频率选择信道。在某些应用中，尤其在本发明的上下文中有价值的，传输波段的宽度大于信道相干波段的宽度(即，可以认为信道频率响应是恒定的波段，给定的时间段内)。衰落现象由此出现于该波段内，即在给定时刻，某些频率高度衰减。
为了克服这些不同的现象(由于ISI和多普勒现象导致)，可以设想在OFDM类型系统内加入保护间隔，其中没有进行传输，从而确保接收的所有信息来自同一符号。在子载波的一致解调的情况下，通过估计在时间/频率网络的每个点的它的值来校正由信道所给定的失真。
这种保护间隔的引入由此减小了有关符号间干扰的现象。
然而，这种技术的一个主要缺点在于由于在保护间隔内没有发送有效载荷信息，所以它的谱效率受到限制。
另一方面，OFDM/OQAM和BFDM/OQAM类型调制技术不一定非要引入保护间隔或循环前缀，并且同时具有与经典OFDM调制相同的谱效率。
2.2.2传输信道的估计 当执行传输信道的估计时，一方面的实数型多载波调制和另一方面的复数型多载波调制的不同特征引起不同类型的处理。
下文中，详细描述用于估计实数型调制(例如OFDM/OQAM或者BFDM/OQAM型调制)的传输信道的技术。实际上，在实型多载波调制的情况下，具有实意义的转化值(translated values)的正交性这一事实使得信道估计过程更加困难。
实际上，为了估计给定子载波的信道的复增益，可以在所考虑的子载波上执行接收信号的复投影。现在，实意义的转化值的正交性和原型函数(甚至选择在时间和频率的最大程度上进行本地化的那些原型函数)对两个轴(即时间轴或频率轴)的至少一个具有无限支持的事实暗示了即使在理想信道上，也将会产生(固有)载波间干扰。
实际上，基于原型函数的转化值，接收信号的投影的虚部不是0。干扰产生项于是出现并且被加入到解调信号，并且在进行信道估计之前必须进行校正。由此，需要设计方法以补偿这个复正交性的损失并由此至少减少了OFDM/OQAM或者BFDM/OQAM型调制的这种现有技术的一些缺点。
让我们考虑接收信号，例如y(t)。
尤其假定多载波调制的参数选择确保可以认为信道对每个OFDM/OQAM符号在每个子载波上是平坦的。然后，可以通过每个子载波的一个复系数即Hm，n建模该信道，其中，m是子载波的索引，n是OFDM/OQAM符号的索引。
我们然后利用时间/频率空间的点(m0，n0)的多载波信号的复投影估计这个位置的传输信道
因此，如果我们这个位置发送我们得到 假定信道是理想的(y(t)＝s(t))，给定OFDM/OQAM和BFDM/OQAM调制仅具有实正交性(方程(3))，则我们不可以获得 因此，取并假定信道是理想的，则我们获得
其中，<.，.>C表示复标量乘积。
方程(5)表示如下事实完美发送的信号的复投影仍然受到表示为
的OFDM/OQAM和BFDM/OQAM调制所固有的符号间干扰(ISI)的影响。
具体地讲，这种符号间干扰的存在严重地扰乱了传输信道的估计以及由此符号的估计。
尤其在2002年3月28日公开的专利文献WO 02/25884中提议了对这个问题的一个方案。
更具体地，通过利用数据传输时的特定组帧方式，这个文献中提议的技术能够对这一干扰进行限制。因此，对于时间/频率网络的3x3区域，称作第一环，或者更大尺寸的区域，这种技术关联称作导频的基准数据元素以及控制数据。
这一现有技术的一个缺点在于当发送和接收时它要求进行矩阵计算，其中矩阵尺寸随着环的尺寸而增大。
在时间/频率资源分布在几个用户之间的发送的情况下，可以看出这个现有技术的另一缺点。这种情况下，环关系需要同一环的所有数据元素应该分配给相同用户。这一约束尤其引起粒度和资源的分配的问题，发送的导频数目通常位于2％与5％之间。
用于减小符号之间干扰项的另一现有技术包括发送插入在多载波信号中的导言作为帧启动符，一帧由一组称作导言的至少一个基准符号和一组有效载荷符号形成。这种情况下，导言具有3τ0的最小持续时间。
这个现有技术的一个缺点是与导言发送有关的谱效率损失。
因此，需要一种可以提供传输信道的较好估计以及给出多载波信号携带的信息数据元素的更精确估计的技术。
3.
发明内容
本发明提出一种不具有现有技术的缺点的新颖方案，其形式为一种接收对应于实施OQAM型调制的多载波信号的、由至少一个发送器装置经由传输信道发送的接收信号的方法，所述多载波信号由时间连续的多个符号形成，所述符号由一组数据元素形成，包括 -实值信息数据元素，以及 -用于至少一些所述符号的基准数据元素，称作导频，至少一个用于接收所述多载波信号的接收器知晓， 所述数据元素的每一个调制所述信号的载波频率，所述数据元素之一调制的载波频率称作载波。
根据本发明，至少两个导频的组，每个位于时间/频率空间内的称为邻域的区域内，邻域是其中认为所述传输信道大致恒定的区域，所述组的至少一个包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频，对所述邻域中的至少一个邻域，所述接收方法包括 -在通过所述传输信道后，提取与所述邻域的组的导频对应的至少两个复值的步骤， -从所述复值估计所述邻域中的所述传输信道的实部和虚部的步骤。
因此，本发明依赖一种新颖和有创造性的方案来进行实施承载实值数据元素的多载波信号的传输系统中的传输信道的估计。具体地，这种多载波信号是OFDM/OQAM或者BFDM/OQAM型。
术语“OQAM型调制”理解为尤其指OFDM/OQAM或者BFDM/OQAM型多载波调制。
可以想到，沿着时间轴和频率轴所述传输信道被划分成多个单元。时间/频率的每个单元或者位置被分配专用载波。由此，要传送的信息被分布到所有这些载波上。
更具体地，根据本发明的技术依赖于在接收端上实现其中置有一组至少两个导频的邻域内的传输信道的估计。
具体地，邻域是在其中传输信道在时间和/或频率上没有改变或者稍微改变的区域。
因此，这种技术允许对邻域的传输信道的估计，而不会浪费时间/频率资源，这是因为没有必要对所述组的每个导频的直接邻居(即，位于称作第一圈的区域)的载波所承载的数据元素的值施加约束。由此不需要施加第一圈关系以减小ISI。
实际上，与现有技术相比，本发明的技术能够用于优化时间/频率资源，这是因为它既不需要利用在其中没有发送有效载荷信息的保护间隔、也不需要在保持相同的导频密度的同时对正在发送的数据进行任何特定的成帧。
这些导频尤其可以被增强(boost)。
根据本发明的一个特定特征，所述各组的每一个包括一对导频。
根据一个特定实施例，成对导频的这种分布使得尤其可以在所述估计步骤中对所述导频对的每一个实现具有四个未知变量的四个方程的系统解析。
实际上，对每一对的每个导频，在这个估计步骤，本发明利用在所述导频的时间/频率地址(位置)接收的复值，以及这些值的信息，经由传输信道发送之前所述导频的实部或虚部。
根据本发明的另一方面，对包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频的组，所述系统实现下面的方程 其中 -(m0，n0)是邻域内的时间/频率空间的第一位置，(m1，n1)是邻域内的时间/频率空间的第二位置，
和
是实值，分别等于在(m0，n0)接收信号的复值的实部和虚部，
和
是实值，分别等于位于(m1，n1)的载波的复值的实部和虚部，
是位置(m0，n0)的所述传输信道的复值的实部，并且
是位置(m1，n1)的所述传输信道的复值的实部，其中
等于
认为在所述邻域内所述传输信道大致恒定，
and
是实值，分别等于位置(m0，n0)的所述邻域组的所述实值导频的复值的实部和虚部；
是与位置(m1，n1)的所述邻域组的所述纯虚值导频相邻的所述信息元素引发的干扰的虚部，
是位置(m1，n1)的所述邻域组的所述纯虚值导频的接收的虚值， -C是实数。
术语信息元素“相邻”所述导频应该理解为是指最靠近导频的数据元素。
具体地，所述估计步骤实现所述复值的所述实部与虚部之间的比率的中间计算。
这对导频应该包括实值导频和纯虚值导频，根据本发明的接收方法包括消除由所述纯虚值导频引入的固有干扰的步骤。
本发明的另一实施例有关一种装置，用于接收由至少一个发送器经由传输信道发送的、对应于实施这里以上描述的OQAM型调制的多载波信号的接收信号。
根据本发明，至少两个导频的组，每个导频位于时间/频率空间内的称为邻域的区域内，邻域是在其中认为所述传输信道大致恒定的区域，所述组的至少一个包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频，对所述邻域中的至少一个，所述这种接收装置包括 -在通过所述传输信道后，提取与所述邻域组的导频对应的至少两个复值的装置， -基于所述复值估计所述邻域内的所述传输信道的实部和虚部的装置。
这种接收装置尤其适于实现这里以上描述的接收方法。
例如，这种接收装置对应于或者被包括在终端(无线电电话、膝上型电脑、PDA等等)或者基站。
本发明的另一方面是一种方法，用于发送实施OQAM型调制的多载波信号，意图经由传输信道发送，由一组数据元素形成的时间连续符号形成，包括 -实值信息数据元素，以及 -用于至少一些所述符号的基准数据元素，称作导频，被至少一个设计用于接收所述多载波信号的接收器知道， 所述数据元素的每一个调制所述信号的载波频率，由所述数据元素之一调制的载波频率称作载波。
根据本发明，所述方法利用至少两个导频的组，每个导频位于时间/频率空间内的称为邻域的区域内，邻域是在其中认为所述传输信道大致恒定的区域，所述组中的至少一个包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频。
更具体地，这种技术依赖于在发送端实施至少两个导频的组，是至少两个基准数据元素的组，位于领域内，其中能够发送信息数据元素并且在其中认为传输信道相当恒定。
在接收端，由此可以进行邻域内的传输信道的估计。
根据本发明的特定方面，所述每一个组由一对导频构成。
具体地，构成一对的导频可以在时间和/或频率上分布。
因此，如果传输信道在时间上基本恒定，则导频对可以在时间上扩展，如果传输信道在频率上大致恒定，则导频对可以在频率上扩展。如果传输信道在时间和频率上基本恒定，则导频还可以在时间和频率上扩展。
根据本发明的特定方面，在其中至少一些所述载波承载意图分别用于不同用户和/或服务的至少两个数据元素的系统中，这种发送方法使用同一载波由至少两个导频调制，其中每一个与所述用户和/或服务之一相关联。
例如，这样的系统通过与每个用户关联的扩展码，允许利用某些载波携带用于不同用户的数据元素。
因此，根据本发明的这个特定方面，同一载波能够被至少两个导频调制，每个导频与不同用户关联。
相似地，这样的系统通过与每个服务关联的扩展码，允许利用某些载波携带用于不同服务或用户的数据元素。
因此，根据本发明的另一特定方面，同一载波能够被至少两个导频调制，每个导频与不同服务关联。
根据本发明的另一方面，通过实值导频和纯虚值导频形成所述各对中的至少一个。
因此，本发明的发送方法包括确定所述导频的属性的步骤，所述属性属于包括实属性和纯虚属性的组。
所述各导频对中的至少一个应该由实值导频和纯虚值导频构成，本发明的发送方法包括确定所述虚值导频的正负号(sign)的步骤。
根据本发明的特定方面，用于确定所述导频的属性和所述虚导频的正负号的至少一个所述步骤取决于与所述导频的每一个相邻的至少一个信息数据元素的值。
更具体地，所述纯虚值导频的正负号与相邻于所述导频的所述信息数据元素引入的干扰项的值的正负号相同。
本发明的另一实施例还关注发送实施这里以上描述的OQAM型调制的多载波信号的装置。
根据本发明，这种发送装置包括用于实现至少两个导频的组的装置，其中每个导频位于时间/频率空间内的称为邻域的区域内，邻域是其中认为所述传输信道基本恒定的区域，所述组中的至少一个包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频。
这种发送装置尤其适于实现这里以上描述的发送方法。
具体地，适于发送用于这里以上描述的接收装置的这种多载波信号。
例如，这种发送装置对应或者被包括在终端(无线电电话、膝上型电脑、PDA等)或者基站中。
本发明的另一方面关注计算机程序产品，可从通信网络进行下载和/或存储在计算机可读载体上和/或可由包括程序代码指令的处理器执行以实施这里以上描述的接收方法，以及计算机程序产品，可从通信网络进行下载和/或存储在计算机可读载体上和/或可由包括程序代码指令的处理器执行以实施这里以上描述的发送方法。
最后，本发明的另一方面关注实施OQAM型调制的多载波信号，由一组数据元素形成的时间连续符号形成，包括 -实值信息数据元素，以及 -用于至少一些所述符号的基准数据元素，称作导频，被至少一个设计用于接收所述多载波信号的接收器知道， 所述数据元素的每一个调制所述信号的载波频率，由所述数据元素之一调制的载波频率称作载波。
根据本发明，所述数据元素组包括至少两个导频的组，所述每个导频位于时间/频率空间内的称为邻域的区域内，邻域是在其中认为所述传输信道大致恒定的区域，所述各组中的至少一个包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频。
根据本发明的特定方面，所述各组中的至少一个由包括一个实值导频和一个纯虚值导频的一对构成。
诸如这样的信号可以尤其表示根据这里描述的发送方法发送的多载波信号。
还可以根据这里以上描述的接收方法接收。
4.
基于由简单非穷尽和示例性例子给出的优选实施例的下面描述，以及基于下面附图，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚，这些附图如下 -图1，已经参照现有技术进行了评论，它是根据经典OFDM调制发送的复值符号和根据现有技术OFDM/OQAM调制发送的实值符号的时间/频率表示； -图2A示出根据本发明的一个实施例的多载波信号的结构； -图2B和图2C示出根据本发明的实施例的多对导频的特定分布的例子； -图3示出根据本发明的一个实施例的多载波信号的导频的定位的例子； -图4示出根据本发明的一个实施例的接收方法的主要步骤； -图5示出完美信道估计以及根据本发明的一个特定实施例的信道估计的比较结果； -图6A和图6B分别示出根据本发明的一个特定实施例的发送装置和接收装置的结构。
5.
具体实施例方式 本发明的一般性原理依赖于考虑实现实值信息数据元素的多载波信号中的至少一组导频，从而当接收时获得发送器与接收器之间的传输信道的估计。
更具体地，在一个特定实施例中，本发明依赖于如下事实每组导频位于称为邻域区域的区域内，其中在该邻域区域内认为传输信道是恒定的。
因此，对所述邻域区域获得这个实施例中的传输信道的估计。
下文描述了在OFDM/OQAM型多载波调制的上下文中实现的本发明的特定实施例。
在发送端，一个或更多组的导频被插入到多载波信号中，至少一组包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频，即基准数据元素，被接收器所知，位于在其中认为传输信道是不变的邻域区域内。
具体地讲，根据在时间和/或频率上信道是否被认为是相当恒定的，在时间和/或频率上分布的一对导频构成根据本发明的这个实施例的一组导频。
这个实施例当然不是穷尽的，因为导频组可以包括超过两个的导频(例如，三个或四个导频)。另外，如果考虑几组导频，则这些组可以具有不同的基数(即，每组中的不同数目的导频)。
更具体地，如参照图2A所示，我们认为由一组数据元素构成的时间连续的符号211，212，...，21N形成的多载波信号包括 -与空白圈对应的实值信息数据元素；以及 -对至少一些所述符号，称作导频的基准数据元素，与空圈对应，注释有字母P，被至少一个意图接收多载波信号的接收器所知。
更具体地，这些导频成对地插入到多载波信号中，从而允许对其中以发送模式插入所述导频的区域的接收时的传输信道的估计。
例如，如果认为在由虚线划分的邻域区域22的时间内信道是相当恒定的，图2A中的实线划分的一对221导频P1和P2被加到区域22的两个实值的时间连续符号上的多载波信号。
根据传输信道的时间变动，导频可以插入在两个非连续符号(例如一对231导频P3和P4)，即由虚线划分的考虑用于信道估计的邻域区域23。
根据在其中传输信道的频率没有改变或者频率仅微小改变的另一替换实施例，一对241导频P5和P6(图2A的实线划分)被加到邻域区域24(由虚线划分)的两个连续频率上的多载波信号。
相似地，根据传输信道的频率变化，导频可以插入在两个非连续频率上。
根据本发明的另一替换实施例，一对251导频P7和P8被加到两个连续符号和两个连续频率上的多载波信号。这种情况下，在考虑用于信道估计的邻域区域(由虚线进行划分)内，认为信道在时间和频率上是相当恒定的。
例如，导频对251的导频P7具有实值，导频对251的导频P8具有纯虚值。
在图2B和图2C示出了其它实施例的两个例子。
在图2B，各自具有实值或纯虚值的导频对被插入到相同符号中以形成导言。这些导频对(P2m-1，P2m)用于估计时刻t的信道。可以想到，至少一对导频包括具有实值的导频和具有纯虚值的导频。
在图2C，各自具有实值或纯虚值的导频对被插入到时间连续的符号上的专用载波。这些导频对(P2m-1，P2m)实现频率m的信道估计。再次，至少一对包括实值导频和纯虚值导频。
在这两个替换实施例中，还可以基于三个或更多的导频组进行信道估计，由此根据信道实现更好的估计。
根据图3所示的另一替换实施例，多载波信号的某些载波承载分别用于不同用户和/或不同服务的至少两个数据元素。在这个实施例中，本发明的发送方法将两个导频P9和P10插入到相同载波中，在这幅图中示为时间/频率块，其中假定信道是恒定的，这两个导频P9和P10与数据同时发送并且用于两个不同的用户和/或两个不同的服务。称作“代码”轴的轴允许与每个数据元素(信息或者基准数据元素)的关联，被接收器所知并且用于区分用户和/或服务的代码。
在接收端，如参照图4所示，从接收信号y(t)提取出31与邻域中的导频组对应的复值。作为例子，考虑包括一对导频的组。
基于这些复值，为每对导频获得具有四个未知变量的四个方程的系统。
首先，考虑一对导频的两个导频的实值和/或虚值以及在它们的位置接收到并且在步骤31提取的复值，执行中间计算32所述信道的实部与虚部之间的比率。
然后，在步骤33中解析多个方程的系统以获得所考虑的导频对的邻域区域的传输信道的估计。
下文中，在BFDM/OQAM型调制的条件下，描述了根据本发明的这个特定实施例的第一变型的接收技术的实施方式的第一例子。
更具体地，接收信号y(t)能够书写成下面的形式 其中，Hm，n(c)是表示每个时间/频率位置的传输信道的复系数，m是频率索引，n是时间索引，b(t)是噪声成分。
如已经针对OFDM/OQAM型调制进行的规定，在基带中通过复数建模发送信号和传输信道，对时间/频率网络的每个元素(m0，n0)在接收时要估计的系数
也是复数。
还假定所述信道在时间/频率空间的给定区域上近似恒定，由于参照方程(3)描述的这对函数(f，g)的双正交性，所以通过下面方程对载波m0上在时刻n0接收的信号进行估计
在这个表达式中，项
链接到在假定传输信道恒定的区域中形成的干扰，项
与在传输信道不再假定恒定的区域中形成的干扰相关联。
在下文的说明中，省去了噪声成分b并且忽略了项
从而简化这些方程。
这里假定在时间上和/或频率上即在(δn+1)τ0上和/或(δm+1)v0上信道是相当恒定的，其中δn和δm是整数。
方程(7)于是书写如下 其中，
是实数，
是纯虚数。
我们由此考虑在时间/频率网络的任何位置(m，n)的接收信号可以被解释为复信道与复系数的乘积的结果，即 其中am，n(r)和am，n(i)是实值(指数(r)表示复值的实部，指数(i)表示虚部)。
这里，我们考虑实施例的特定变型，其中信道在持续时间
时间上是恒定的。这个例子中，导频
和
被插入到位置(m0，n0)和(m0，n0+1)的信号中，并且形成一对以估计认为信道在时间上是相当恒定的邻域内的信道。
假定接收信号ym，n(c)的实部和虚部可以书写如下 由于假定在2τ0上信道是恒定的，所以获得当假定时，C是实值，获得具有四个未知变量的四个方程的下面系统 基于它我们可以推导出 当采用两个方程的比率 并且假定方程(8)可以书写如下 我们获得 当采取这两个方程之和时，我们获得 由此 et 因此，我们获得在其中认为信道是相当恒定的邻域内的信道的估计，并且其中，根据这里以上描述的实施例插入一对导频。
更一般的，两个实导频能够插入到任何位置(m1，n1)和(m2，n2)的信号中，其中(m2＝m1+δm，n2＝n1+δn)，唯一的约束是所述信道关于对应于δm+1的频率数目和等效于δn+1的实符号的数目实际上保持不变。
这里以上描述的解决方法应用到这种一般情况。
在下文中，描述在BFDM/OQAM型调制的条件下本发明这个特定实施例的第二变型的接收技术的实施方式的第二例子。
这个例子中，用于估计在其中认为信道在时间上相当恒定的邻域中的信道的导频对包括，位置(m0，n0)的具有纯虚值的第一导频
和位置(m0，n0+1)的具有实值的第二导频
接收器知道第二导频的实值
不包括正负号，接收器还知道第一导频的
实际上，具有纯虚值的导频的值的正负号，称作第一导频，取决于具有在这个第一导频附近发送的实值的信息数据元素。
下文描述了一种方法，当基于下面关系计算关于第一导频的位置(m0，n0)的虚干扰时，用于确定第一导频
的值的正负号
其中ΩP，Q对应于点(m0，n0)的时间/频率平面的邻域，除了中心元素以外，最多在时间上分成±P个位置，在频率上分成±Q个位置，并且 其中βp，q是一种表达，它的实值取决于函数g和f以及相位项φm，n，并且它的主要元素呈现于附录A中，该附录A是本说明书的一部分。
下文中，P和Q应该认为等于1，并且虚导频的正负号如下确定 -如果则具有负号的虚值的导频在位置(m0，n0)发送，接收器知道它的模(例如，-1)， -如果则在位置(m0，n0)具有正号的实值的导频被发送，接收器知道它的模(例如，+1)。
一旦对具有纯虚值的导频
选择了正负号和值，则在位置(m0，n0+1)发送的具有实值的导频的值被确定。
通常，足以获得 优选的是，
和
的模被选择为相等。
现在的说明关注在时间/频率网络的任何位置接收信号，它可以解释为复信道与复系数的乘积的结果，即 其中am，n(r)和am，n(i)是实值(指数(r)表示复值的实部，指数(i)表示虚部)。
我们考虑一个例子，其中具有纯虚值的导频
在位置(m0，n0)发送，具有实值的导频
在位置(m0，n0+1)，其中
虚值具有与
相同的正负号，
实值并且被接收器知道。
我们于是在位置(m0，n0)和(m0，n0+1)获得两个导频，接收信号可以书写如下 以及 实际上，在位置(m0，n0)发送具有纯虚值的事实引发的干扰，在下文中应称作固有的，在(m0，n0+1)。
在本发明的这个特定实施例的这个第二变型中可以想到，与第一变型相同，信道也可以认为在时间上基本恒定。因此可以进行如下书写 其中R是信道的模(因此，是正实数)，φ0是信道的相位。
在两个导频的位置接收的信号由此能够书写如下 在(m0，n0)(具有纯虚值的导频的位置)，接收信号书写如下 如果我们根据(12)考虑φ1，即这个接收信号
的相位，我们获得 这对在位置(m0，n0+1)(具有实值的导频的位置)接收的信号给出下面的方程 我们现在应该考虑与
的两个正负号对应的两种情况 a)如果我们能够书写 给出
基于这个方程，我们能够推导出下面断言，这是因为知道是
的正负号
是正的，接收器知道它的模，因此接收器知道它的值， -信道的相位是
-信道的模能够书写为 b)如果我们能够书写 给出
同样在这里，基于这个表达，我们能够推导出下面断言，这是因为知道具有与
相反的正负号
是负的，接收器知道它的模，由此接收器知道它的值。
-信道的相位是
-信道的模能够书写如下 这两种情况下，我们因此获得信道的估计，并且知道
值使得可以消除具有纯虚值的导频的位置附近的干扰。
这个特定实施例的这个第二变型中(具有实值的导频和具有纯虚值的导频的情况)，还可以基于下面的方程系统重复与第一实施例(具有两个实导频的情况)相同的推理 本文中以上描述的图3所示的特定情况下，解决方法与在位置(m，n)接收到的导频值的情况一样，它能够书写如下 及am，n，u＝cu(m，n)dm，n (14) 其中cu(m，n)表示用于识别关联用户和/或服务的扩展码，并且dm，n表示导频值。
现在参照图5，我们呈现根据本发明的示例性实施例的考虑传输信道51的完美估计和估计信道52的二进制错误率条件下的性能曲线。
根据这个例子，考虑用于估计无线电型信道(称为空间信道模式)的参数如下 -中心频率2000MHz； -车辆的移动速度50km/h； -路径数目6； -功率概貌(in dB)-3.0、0.0、-2.0、-6.0、-8.0、-10.0； -时滞概貌(ns)0、195.315、488.28125、976.5625、2246.09375、4882.8125。
利用的原型函数是例如法国专利文献FR 2733869中描述的IOTA函数，具有长度4τ0，并且每个载波通过相位调制进行调制。曲线52表示接收时的二进制错误率，考虑根据本发明的特定实施例的信道的估计，其中假定信道在两个连续频率上基本恒定并且其中各对导频分布在整个帧上。另一曲线51表示接收时的二进制错误率，考虑发送时的传输信道的完美认识。
现在参照图6A和图6B，我们呈现了根据这里以上描述的特定实施例的发送装置和接收装置的简化结构。
如图6A所示，这种发送装置包括存储器61、处理单元62，其中处理单元62例如配备有微处理器μP并且由计算机程序63驱动，其中计算机程序63实现根据本发明的发送方法。
初始化时，计算机程序63的代码指令例如加载到RAM中并且然后由处理单元62的处理器执行。输入时，处理单元62接收要以信息数据元素的形式发送的数据。处理单元62的微处理器实现这里以上描述的发送方法的步骤从而构建包括至少两个实值导频的组的多载波信号，其中每个实值导频位于时间/频率空间内的称为邻域的区域内，邻域是其中认为所述传输信道相当恒定的区域。
为此，发送装置包括实现至少两个实值导频的组的装置。这些装置由处理单元62的微处理器驱动。
处理单元62输出上述多载波信号。
如图6B所示，这种接收装置包括存储器64、处理单元65，其中处理单元65例如配备有微处理器μP并且由计算机程序66驱动，其中计算机程序66实现根据本发明的接收方法。
初始化时，计算机程序66的代码指令例如加载到RAM中并且然后由处理单元65的处理器执行。输入时，处理单元65接收所接收的多载波信号y(t)。处理单元65的微处理器根据计算机程序66的指令实现这里描述的接收方法的步骤，以估计传输信道并且解码接收到的数据。为此，所述接收装置包括，通过所述传输信道后，提取与所述邻域组的导频对应的至少两个复值的装置，和从所述复值估计所述邻域内的所述传输信道的实部和虚部的装置。这些装置由处理单元65的微处理器驱动。
附录A 计算与基调制函数和相位有关的常量
下文中，我们呈现了计算实常量
的方法，例如
其中
表示
的虚部。
首先可以想到，发送的多载波信号能够以如下形式进行书写
如果还假定传输信道是完美的，则例如当采用它等于(1)时，至少局部地，下面给出了发送的系数的估计 假定 对双正交函数f和g，我们获得
给出
由此保留一个干扰项，其中当评估βm′，n′时能够对邻域P×Q内的任何导频
对其进行评估。
还注意到
对基调制函数和解调函数的表达式进行演化，我们获得 在(m0，n0)的邻域P×Q内，采用m＝m0，n＝n0，m′＝m0+p以及n′＝n0+q，能够重新书写这个方程，给出 由此注意到，在双正交情况下从交叉含糊函数f和g可以获得系数β，或者在正交情况下从含糊函数g可以获得系数β。
对它的数值评估，利用有限长度滤波器获得f和g，如果直接以离散形式完成这个计算，则这个计算是更加精确的。该离散形式如下 其中D＝αN-γ，M＝2N. 对于多路复用器的接收端上的它的移植，优选考虑事实必须考虑α个取样的延迟来应用这些系数。
下文中，在具有实的和奇偶校验连续原型函数的OFDM/OQAM型调制的条件下，我们呈现两个确定系数β的例子。
1.由定义的相位 假定 方程(22)变成 我们然后引入了函数x的含糊函数，具有这里以上描述的专利文献WO 02/25884中的符号 当改变方程(26)中的变量时，我们获得 知道然后获得下面表达式 假定在这种精确情况下，函数A是实的，然后可能验证系数βp，q是纯虚值。
2.由定义的相位 当执行与上述相同的计算时，假定我们获得
权利要求
1.一种方法，用于接收由至少一个发送器装置经由传输信道发送的、与实现OQAM型调制的多载波信号对应的接收信号，
所述多载波信号由用一组数据元素形成的时间连续符号形成，所述一组数据元素包括
-实值信息数据元素，以及
-用于至少一些所述符号的基准数据元素，称作导频，被至少一个设计用于接收所述多载波信号的接收器所知，
所述数据元素中的每一个调制所述信号的载波频率，由所述数据元素之一调制的载波频率称作载波，其特征在于至少两个导频(P1，P2)的组(221)，每个所述导频位于时间/频率空间内的称为邻域(22)的区域内，邻域是在其中认为所述传输信道大致恒定的区域，所述组中的至少一个包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频，
所述接收方法包括，对所述邻域(22)中的至少一个
-提取步骤(31)，在通过所述传输信道后，提取与所述邻域的组的导频对应的至少两个复值，
-估计步骤(33)，从所述复值估计所述邻域内的所述传输信道的实部和虚部。
2.权利要求1所述的接收方法，其特征在于所述各组的每一个包括一对导频。
3.权利要求2所述的接收方法，其特征在于对所述各对导频的每一个，所述估计步骤实施四个未知变量的四个方程的系统的解。
4.权利要求3所述的接收方法，其特征在于对包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频的所述组，所述系统实施下面方程
其中
-(m0，n0)是邻域内的时间/频率空间的第一位置，(m1，n1)是邻域内的时间/频率空间的第二位置，
和
是实值，分别等于在(m0，n0)接收的信号的复值的实部和虚部，
和
是实值，分别等于位于位置(m1，n1)的载波的复值的实部和虚部，
是在位置(m0，n0)的所述传输信道的复值的实部，并且
是在位置(m1，n1)的所述传输信道的复值的实部，其中
等于
认为在所述邻域内所述传输信道大致恒定，
和
是实值，分别等于在位置(m0，n0)的所述邻域的组的所述实值导频的复值的实部和虚部；
是与位置(m1，n1)的所述邻域的组的所述纯虚值导频相邻的所述信息元素引发的干扰的虚部，
是在位置(m1，n1)的所述邻域的组的所述纯虚值导频的接收的虚值，
-C是实数。
5.权利要求1到4任何之一所述的接收方法，其特征在于所述估计步骤实现所述复值的所述实部与所述虚部之间的比率(32)的中间计算。
6.权利要求1到5任何之一所述的接收方法，其特征在于该接收方法包括消除由所述纯虚值导频引起的固有干扰的步骤。
7.一种接收由至少一个发送器经由传输信道发送的、与实现OQAM型调制的多载波信号对应的接收信号的装置，
所述多载波信号由用一组数据元素形成的时间连续符号形成，所述一组数据元素包括
-实值信息数据元素，以及
-用于至少一些所述符号的基准数据元素，称作导频，被至少一个设计用于接收所述多载波信号的接收器所知，
所述数据元素中的每一个调制所述信号的载波频率，由所述数据元素之一调制的载波频率称作载波，其特征在于至少两个导频(P1，P2)的组(221)，每个所述导频位于时间/频率空间内的称为邻域(22)的区域内，邻域是其中认为所述传输信道大致恒定的区域，所述组中的至少一个包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频，
所述接收装置包括，对所述邻域(22)中的至少一个
-用于在通过所述传输信道后，提取与所述邻域的组的导频对应的至少两个复值的装置(31)，
-用于从所述复值估计所述邻域内的所述传输信道的实部和虚部的装置(33)。
8.一种计算机程序产品，它可以从通信网络进行下载和/或存储在计算机可读载体上和/或可由处理器执行，包括程序代码指令以实现根据权利要求1到6的至少一个的接收方法。
9.一种发送方法，用于实现OQAM型调制的多载波信号，该多载波信号意图经由传输信道发送，并且由一组数据元素形成的时间连续符号形成，所述一组数据元素包括
-实值信息数据元素，以及
-用于至少一些所述符号的基准数据元素，称作导频，被至少一个设计用于接收所述多载波信号的接收器所知，
所述数据元素的每一个调制所述信号的载波频率，由所述数据元素之一调制的载波频率称作载波，其特征在于所述发送方法实施至少两个导频(P1，P2)的组(221)，所述每个导频位于时间/频率空间内的称为邻域(22)的区域内，邻域是其中认为所述传输信道大致恒定的区域，所述组中的至少一个包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频。
10.权利要求9所述的发送方法，其特征在于所述各组的每一个包括一对导频。
11.权利要求9和10任何之一所述的发送方法，其特征在于该发送方法包括确定所述导频的属性的步骤，其中所述属性属于包括实属性和纯虚属性的组。
12.权利要求9到11任何之一所述的发送方法，其特征在于该发送方法包括确定所述虚值导频的正负号的步骤。
13.权利要求11和12任何之一所述的发送方法，其特征在于用于确定所述导频的属性和所述虚值导频的正负号的所述至少一个步骤取决于与所述每个导频相邻的至少一个信息数据元素的值。
14.权利要求12和13所述的发送方法，其特征在于所述纯虚值导频的正负号与所述导频上相邻于所述导频的所述信息数据元素引发的干扰项的值的正负号相同。
15.一种发送实现OQAM型调制的多载波信号的装置，该多载波信号意图经由传输信道发送，并且由用一组数据元素形成的时间连续符号形成，所述一组数据元素包括
-实值信息数据元素，以及
-用于至少一些所述符号的基准数据元素，称作导频，被至少一个设计用于接收所述多载波信号的接收器所知，
所述数据元素的每一个调制所述信号的载波频率，由所述数据元素之一调制的载波频率称作载波，其特征在于所述发送装置包括用于实施至少两个导频(P1，P2)的组(221)的装置，所述每个导频位于时间/频率空间内的称为邻域(22)的区域内，邻域是其中认为所述传输信道大致恒定的区域，所述组中的至少一个包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频。
16.一种计算机程序产品，它可以从通信网络进行下载和/或存储在计算机可读载体上和/或可由处理器执行，包括程序代码指令以实现根据权利要求9到14中的至少一个的发送方法。
17.一种实现OQAM型调制的多载波信号，由一组数据元素形成的时间连续符号形成，所述一组数据元素包括
-实值信息数据元素，以及
-用于至少一些所述符号的基准数据元素，称作导频，被至少一个设计用于接收所述多载波信号的接收器所知，
所述数据元素的每一个调制所述信号的载波频率，由所述数据元素之一调制的载波频率称作载波，其特征在于所述一组数据元素包括至少两个导频(P1，P2)的组(221)，所述每个导频位于时间/频率空间内的称为邻域(22)的区域内，邻域是其中认为所述传输信道大致恒定的区域，所述组中的至少一个由一对导频组成，所述一对导频包括至少一个实值导频和至少一个纯虚值导频。
全文摘要
本发明涉及一种接收与至少一个发送器经由传输信道发送的多载波信号对应的接收信号的方法，所述多载波信号由包括具有实值的信息数据元素的一组数据元素构成的时间连续符号和所述符号的至少一些的导频形成。根据本发明，由于至少两个导频(P1，P2)的组(221)分别位于时间/频率空间内的相邻区域(22)，这种接收方法包括在通过传输信道后提取与相邻区域的组的导频相对应的至少两个复值的步骤，和从所述复值估计相邻区域内的所述传输信道的步骤。所利用的调制是OFDM OQAM型。
文档编号H04L25/02GK101542991SQ200780030864
公开日2009年9月23日 申请日期2007年7月12日 优先权日2006年7月12日
发明者C·莱勒, J-P·贾瓦丁, R·里格保, P·西奥安 申请人:法国电信公司