引导信号图样的产生方法、采用方法、基地台及行动台的制作方法

专利名称：引导信号图样的产生方法、采用方法、基地台及行动台的制作方法
技术领域：
本发明涉及产生用于通信的引导信号图样(pilot pattern)的系统、装置及方法。
背景技术：
诸如正交分频多任务(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技 术或离散多载波传输(discrete multi-tone transmission, DMT)技术等基于多重子载波 (subcarrier)的无线通信技术，因其应用广泛而在全球广受欢迎。举例而言，基于OFDM的 通信系统可用于多种网络中，包括全球互通微波存取(Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMax)网络、无线保真(Wireless Fidelity, Wi-Fi)网络、无线宽带 (Wireless Broadband, WiBro)网络等。OFDM技术利用多个紧密相间的正交子载波来载送数据。举例而言，数据可被分配 于多个平行的数据信道(data channel)上，各数据信道分别对应其中的一子载波。可通 过现有的调变方案(例如正交调幅(quadrature amplitude modulation))而以一相对较 低的符码率(symbol rate)来调变每一子载波。另外，根据OFDM技术，可对用来表示OFDM 通信系统的传送端的数据的OFDM符号执行快速傅立叶反变换(inverse fast Fourier transform, IFFT)，并可在OFDM通信系统的接收端执行快速傅立叶变换(fast Fourier transform,FFT)以恢复此OFDM符号。其中，包含OFDM符号的信号是经由通信信道自传送 端传送至接收端。在传送信号时，通信信道可对信号产生影响。为精确地恢复数据，接收端需要通信 信道的知识以消除此种影响。为使估计通信信道变的更为容易，可在传送端将对于传送端 与接收端二者而言都为已知的引导信号(Pilot signal)嵌入OFDM符号。接收端可根据 所接收信号中的资源区块(resource block)执行通道估计，其中每一资源区块包含多个 OFDM符号，而其中包含引导符号(pilot symbol)。对于OFDM通信系统来说，通信信道可能会因多路径延迟扩展(multipath delay spread)而具有高度的频率选择性。而且，接收端的行动性也可导致通道状态发生快速变 化。基此，需产生能提供良好通道估计能力的引导信号图样(pilot pattern) 0

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种引导信号图样的产生方法、采用方法、 基地台及行动台，以解决现有OFDM通信系统不能提供良好通道估计能力的引导信号图样 的问题。本发明的一实施范例提供一种引导信号图样的产生方法，此引导信号图样系用于 正交分频多任务(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)通信系统。此方 法包括产生基本资源单元，其中多个引导符号被分配至此基本资源单元，且各个引导符号 对应于一子载波频率及一 OFDM符号。自基本资源单元导出一或多个变型资源单元。以及 将基本资源单元与上述变型资源单元进行组合，以产生包含引导信号图样之资源区块。
其中，该些引导符号被分配至该基本资源单元以形成多个引导丛集，各该引导丛 集包含一第一引导符号与一第二引导符号，该第一引导符号与该第二引导符号分别用于一 第一数据流与一第二数据流。其中，产生该基本资源单元的步骤包括决定该基本资源单元包含一第一数目的 该子载波频率及一第二数目的该OFDM符号，该第一数目是该资源区块中所包含的该子载 波频率的数目的因子，该第二数目则是该资源区块中所包含的该OFDM符号的数目的因子。其中，导出该至少一变型资源单元中的一第一变型资源单元的步骤包括互换该 些引导符号其中的一第一引导符号与一第二引导符号在该基本资源单元中的位置，其中该 第一引导符号与该第二引导符号分别用于一第一数据流与一第二数据流。其中，导出该至少一变型资源单元中的一第一变型资源单元的步骤包括将该些 引导符号其中的一第一引导符号自该基本资源单元中的一第一位置移动至该基本资源单 元中的一第二位置，该第一位置与该第二位置在时间上或在频率上对称。其中，导出该至少一变型资源单元中的一第一变型资源单元的步骤包括依时间 或依频率对该基本资源单元中的该些引导符号执行一循环移位。其中，更包括在组合该基本资源单元与该至少一变型资源单元以产生该资源区 块之后，修改该资源区块。本发明的一实施范例提供一种引导信号图样的产生方法，以产生用于OFDM通信 系统之第一引导信号图样及第二引导信号图样，此方法包括产生基本资源单元，其中多个 弓I导符号被分配至此基本资源单元，且每一引导符号对应于一子载波频率及一 OFDM符号。 自基本资源单元导出一或多个变型资源单元。将基本资源单元与上述变型资源单元进行组 合，以产生包含第一引导信号图样之第一资源区块，以及将基本资源单元与上述变型资源 单元进行组合，以产生包含第二引导信号图样之第二资源区块。其中，该些引导符号被分配至该基本资源单元以形成多个引导丛集，各该些引导 丛集包含一第一引导符号与一第二引导符号，该第一引导符号与该第二引导符号分别用于 一第一数据流与一第二数据流。其中，产生该基本资源单元的步骤包括决定该基本资源单元包含一第一数目的 该子载波频率及一第二数目的该OFDM符号，该第一数目是该第一资源区块中所包含的该 子载波频率的数目与该第二资源区块中所包含的该子载波频率的数目的共有因子，该第二 数目是该第一资源区块中所包含的该OFDM符号的数目与该第二资源区块中所包含的该 OFDM符号的数目的共有因子。其中，导出该至少一变型资源单元中的一第一变型资源单元的步骤包括互换该 些引导符号其中的一第一引导符号与一第二引导符号在该基本资源单元中的位置，其中该 第一引导符号与该第二引导符号分别用于一第一数据流与一第二数据流。其中，导出该至少一变型资源单元中的一第一变型资源单元的步骤包括将该些 引导符号其中的一第一引导符号自该基本资源单元中的一第一位置移动至该基本资源单 元中的一第二位置，该第一位置与该第二位置在时间上或在频率上对称。其中，导出该至少一变型资源单元中的一第一变型资源单元的步骤包括依时间 或依频率对该基本资源单元中的该些引导符号执行一循环移位。其中，更包括修改该第一资源区块与该第二资源区块至少其中之一。
本发明的一实施范例提供一种引导信号图样的产生方法，以产生用于OFDM通信 系统之引导信号图样。此方法包括在包含引导信号图样之资源区块中，决定各引导符号之 位置，俾使资源区块中所有数据符号处之信道估计均方误差(mean square error, MSE)之 总和最小化。本发明的一实施范例提供一种引导信号图样的产生方法，以产生用于OFDM通信 系统之引导信号图样，此方法包括在包含此引导信号图样之资源区块中，决定各引导符号 之位置，俾使数个通道相关向量之范数平方(norm square)之总和最大化，其中各通道相关 向量都表示一个数据符号与用于数据流的多个引导符号间的信道相关性。本发明的一实施范例提供一种使基地台适应性地采用新引导信号图样之方法，此 方法包括将包含当前引导信号图样之数据传送至行动台。从行动台接收由行动台决定之引 导信号图样索引，其中行动台通过估计基地台与行动台间之信道状态来决定引导信号图样 索引。以及根据所接收的引导信号图样索引决定新引导信号图样。本发明的一实施范例提供一种基地台，包括一组天线与处理器。该组天线用以将 包含当前引导信号图样之数据传送至行动台，并自行动台接收由行动台决定之引导信号图 样索引，其中行动台通过估计基地台与行动台间之信道状态来决定引导信号图样索引。处 理器用以根据所接收的引导信号图样索引决定新引导信号图样。本发明的一实施范例提供一种辅助基地台适应性地采用新引导信号图样的方法， 此方法包括自基地台接收包含当前引导信号图样之数据。根据当前引导信号图样，估计基 地台与行动台间之信道状态，此信道状态包括都卜勒频率(Doppler frequency)或延迟扩 展(delay spread)。根据所估计的信道状态决定新引导信号图样的索引。将新引导信号图 样之索引传送至基地台，以使基地台采用新引导信号图样。本发明的一实施范例提供一种行动台，包括一组天线与处理器。其中，该组天线是 用以自基地台接收包含当前引导信号图样之数据。处理器则用以根据当前引导信号图样， 估计基地台与行动台间之通道状态，并根据所估计的信道状态决定新引导信号图样的索 引，其中信道状态包括都卜勒频率或延迟扩展。而该组天线更用以将新引导信号图样之索 引传送至基地台，以使基地台适应性地采用新引导信号图样。本发明的一实施范例提供一种基地台，用以产生用于OFDM通信系统的引导信号 图样，此基地台包括处理器，此处理器用以产生基本资源单元，其中多个引导符号被分配至 此基本资源单元，且每一引导符号对应于一子载波频率及一 OFDM符号。处理器还用以自基 本资源单元导出一或多个变型资源单元，并将基本资源单元与上述变型资源单元进行组合 以产生包含引导信号图样的资源区块。本发明的一实施范例提供一种基地台，用于产生用于OFDM通信系统的第一引导 信号图样及第二引导信号图样，此基地台包括处理器，用以产生基本资源单元，其中多个引 导符号被分配至此基本资源单元，且每一引导符号对应于一子载波频率及一 OFDM符号。处 理器用以自基本资源单元导出一或多个变型资源单元，并将基本资源单元与上述变型资源 单元进行组合，进而产生包含第一引导信号图样的第一资源区块，以及将基本资源单元与 上述变型资源单元进行组合，以产生包含第二引导信号图样的第二资源区块。如上所述，本发明具有产生能提供良好通道估计能力的引导信号图样的技术效^ ο7
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。


图1是依照一范例实施例所绘示产生于资源区块中的引导信号图样的示意图。图2是根据一范例实施例所绘示的引导信号图样的产生方法的流程图。图 3A-1、图 3A-2、图 3B、图 3C-1、图 3C-2、图 3C-3、图 3C-4、图 3C-5、图 3D、图 3E 绘 示的是根据图2所示的引导信号图样的产生方法来产生第一引导信号图样与第二引导信 号图样的示意图。图4A至图4F绘示的是根据图2所示的引导信号图样的产生方法来产生引导信号 图样的示意图。图5A及图5B是根据一范例实施例所绘示之调整靠近基本资源单元与变型资源单 元之边界的引导符号位置的方法的示意图。图6是根据一范例实施例所绘示的引导信号图样的产生方法的示意图。图7是根据一范例实施例所绘示的使OFDM通信系统在通信期间适应性地采用新 引导信号图样的方法的流程图。图8是根据一范例实施例所绘示的基地台的方块图。图9是根据一范例实施例所绘示的行动台的方块图。其中，附图标记100:资源区块Pl 引导符号P2:引导符号S1:0FDM 符号S6: OFDM 符号200 引导信号图样的产生方法202 208 本发明的一实施例所述的引导信号图样的产生方法的各步骤。302 第一资源区块304 第二资源区块306 基本资源单元308-1 变型资源单元308-2 变型资源单元308-3 变型资源单元308-4 变型资源单元308-5 变型资源单元402 资源区块404 基本资源单元406 第一变型资源单元408 第二变型资源单元410 第三变型资源单元500 调整引导符号位置的方法
502-1 资源区块502-2 资源区块504 基本资源单元506 变型资源单元507 边界508 虚线框510 虚线框600 引导信号图样的产生方法602 资源区块604:区块700 使OFDM通信系统在通信期间采用新引导信号图样的方法702 716 本发明的一实施例所述的使OFDM通信系统在通信期间适应性地采用 新引导信号图样的方法的各步骤800基地台802处理器804随机存取存储器806只读存储器808储存器810数据库8121/0装置814介面816天线900行动台902处理器904随机存取存储器906只读存储器908储存器910数据库9121/0装置914介面916天线
具体实施例方式本申请是基于2009年11月10号提出申请的美国临时专利申请案第61/259，689 号并主张该美国临时专利申请案的优先权，该美国临时专利申请案所揭露的内容完整结合 于本说明书中。以下将以范例实施例辅以对应的图示进行详细说明。在以下参照的附图中，除了 特别说明之处，基本上不同图示中相同的标号都表示相同或相似的元件。在以下对本发明 范例实施例的说明中所提及的实施方案并不代表根据本发明的所有实施方案。相反，此等实施方案只是根据如随附权利要求所述揭露的相关态样的系统、装置及方法的范例。以下的范例实施例提供产生供用于无线通信系统的引导信号图样的系统、装 置及方法。为便于说明，以下所示的实施例假设无线通信系统是基于正交分频多任务 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术的通信系统(以下称的为 OFDM通信系统)，其用于传送第一数据流及第二数据流。图1是依照一范例实施例所绘示产生于资源区块100中的引导信号图样。举例而 言，资源区块可表示为包括多个连续的OFDM符号，且该些OFDM符号显示在时间一频率域 中。资源区块100的每一列对应于通信系统的一子载波频率，且资源区块100的每一行则 对应于一 OFDM符号。资源区块100包含多个OFDM符号(例如OFDM符号Sl至S6)，此等 OFDM符号更包含多个数据符号(图未示出)及多个引导符号。其中，每个数据符号分别对 应一空白的小区块，而每个引导符号则分别以包括索引字母“P”的小区块来表示。举例而 言，标示了索引字母“P1”及“P2”的小区块分别表示对应于第一数据流及第二数据流的引 导符号。在资源区块100中，OFDM符号Sl至S6中的每个OFDM符号是由其中一行数据符 号与包含于其中的任何引导符号所组成。资源区块100的大小可由两个参数定义(1)资 源区块100中子载波频率的数目，也即资源区块100的列数，以及⑵资源区块100中OFDM 符号的数目，即资源区块100的行数。举例而言，在本实施例中，资源区块100的大小为18 个子载波频率X6个OFDM符号，其中“ X，，是用于表达该两个参数的符号。图2是根据一范例实施例所绘示的引导信号图样的产生方法200的流程图，此方 法可产生用于OFDM通信系统之一或多个引导信号图样，例如图1所示的资源区块100中的 引导信号图样。参见图2，首先决定基本资源单元的大小(步骤202)。在本范例实施例中， 基本资源单元的大小可定义为基本资源单元中子载波频率之数目X基本资源单元中OFDM 符号的数目。在需要产生一个引导信号图样的实施例中，假设此引导信号图样包含于具有第一 数目个子载波频率χ第二数目个OFDM符号的资源区块中。基此，基本资源单元的大小可 决定为W个子载波频率XN2个OFDM符号，其中m为第一数目的因子，N2为第二数目的因 子。以下所述的“因子(factor)”是指当一数字可被表达为第一整数与第二整数的乘积， 则第一整数与第二整数分别为该数字的一因子。在一范例实施例中，将产生如图1所示的包含于资源区块100中的引导信号图样。 因资源区块100的大小为18个子载波频率X6个OFDM符号，故基本资源单元的大小可被 决定为6(18的因子)个子载波频率X6(6的因子)个OFDM符号，或9(18的因子)个子载 波频率X 2 (6的因子)个OFDM符号等等。在需产生多个引导信号图样(例如第一引导信号图样与第二引导信号图样)的 实施例中，若第一引导信号图样包含于具有第一数目个子载波频率χ第二数目个OFDM符 号的第一资源区块中，且第二引导信号图样包含于具有第三数目个子载波频率X第四数 目个OFDM符号之第二资源区块中。那么基本资源单元的大小可被决定为N3个子载波频 率XN4个OFDM符号，其中N3为第一数目与第三数目的共有因子，N4则为第二数目与第四 数目的共有因子。在一范例实施例中，假设第一引导信号图样包含于大小为18个子载波频率X6个 OFDM符号的资源区块中，第二引导信号图样则包含于大小为12个子载波频率X 12个OFDM10符号的资源区块中。基本资源单元的大小可被决定为6 (18与12的共有因子)个子载波频 率X6(6与12之共有因子)个OFDM符号。在决定基本资源单元的大小后，接着分配数个引导符号以产生基本资源单元(步 骤204)。例如，基于预设的引导符号负担限制(pilot overhead constraint)来分配上述 引导符号。一方面，引导符号通常不带有传送端欲传送至接收端的信息，因而可能造成通信 负担(communication overhead)。另一方面，增加嵌入于OFDM符号中的引导符号的数量则 有益于提高通道估计之精确度。举例而言，对于具有16. 7%的预设引导符号负担的资源区 块所包含用于两个数据流的弓I导信号图样来说，最多可有六个弓I导符号被分配至上述6 X 6 基本资源单元。另外，可将用于数据流的各引导符号的频率间隔设定得相对较小，以将良好的内 插提供给频率选择性信道(frequency-selective channel)。另外，上述引导符号会被分配 至基本资源单元以形成多个引导丛集(Pilot cluster)，其中每个引导丛集都包含分别用 于第一数据流与第二数据流的第一引导符号Pl与第二引导符号P2。举例而言，在一 OFDM 符号中的第一引导符号Pl与第二引导符号P2可分别分配给通信系统的相邻的子载波频 率，及/或在相邻OFDM符号中的第一引导符号Pl与第二引导符号P2可分配给通信系统的 同一子载波频率。据此产生基本资源单元。在产生基本资源单元后，接下来自基本资源单元导出一或多个额外的资源单元 (以下称的为变型资源单元)(步骤206)。举例而言，可通过互换第一引导符号Pl与第二 引导符号P2在基本资源单元中的位置来导出变型资源单元，其中第一引导符号Pl与第二 引导符号P2属于同一丛集。再举例而言，可通过镜像操作(mirroring operation)来导出 变型资源单元，此镜像操作是将引导符号自基本资源单元中的第一位置移动至基本资源单 元中的第二位置，该第一位置与该第二位置在时间上或在频率上对称。再举例而言，可依时 间或依频率对基本资源单元中的引导符号执行循环移位(cyclic shift)来导出变型资源 单元。又举例而言，可以基本资源单元的中心为准，对基本资源单元中的引导符号执行旋转 移位来导出变型资源单元。再举例而言，也可使用基本资源单元来作为变型资源单元。一 般来说，上述导出变型资源单元的操作并不会改变引导符号负担。在一范例实施例中，可同时采用两种以上前述导出变型资源单元的操作方式来产 生一变型资源单元。另外，也可将第一变型资源单元与基本资源单元或第二变型资源单元 相组合以形成新的变型资源单元。以下，将更详细地说明上述用于导出变型资源单元的运笪弁。在本范例实施例中，在产生基本资源单元并导出一或多个变型资源单元后，可通 过组合基本资源单元与变型资源单元以产生一或多个分别包含一引导信号图样的资源区 块(步骤208)。资源单元的组合可沿时间轴或频率轴来进行。另外，在某些实施例中，所产生的资源区块可更进一步修正。举例而言，以下的实 施例便是在将基本资源单元与变型资源单元相组合而产生资源区块之后，调整靠近基本资 源单元与变型资源单元间的边界的弓I导符号的位置。图 3A-1、图 3A-2、图 3B、图 3C-1、图 3C-2、图 3C-3、图 3C-4、图 3C-5、图 3D、图 3E 绘示的是根据图2所示的引导信号图样的产生方法200来产生第一引导信号图样与第二引导 信号图样的示意图。举例而言，第一引导信号图样与第二引导信号图样分别包含于第一资源区块302与第二资源区块304中，且都可用于上述OFDM通信系统。参见图3A-1，在本范例实施例中，第一资源区块302的大小为18个子载波频 率X6个OFDM符号，参见图3A-2，第二资源区块304的大小则为12个子载波频率X 12个 OFDM符号。因此，如图3Α-1、3Α-2中的阴影区域所示，第一资源区块302与第二资源区块 304的基本资源单元的大小可决定为6个子载波频率X6个OFDM符号(图2的步骤202)。具体来说，就基本资源单元中子载波频率的数目而言，6是第一资源区块302中子 载波频率数目(即18)与第二资源区块304中子载波频率数目(即12)的共有因子。就基 本资源单元中OFDM符号的数目而言，6是第一资源区块302中OFDM符号数目(S卩12)与第 二资源区块304中OFDM符号数目(即12)的共有因子。图;3B是依照一实施例所绘示的基本资源单元306的示意图，此基本资源单元306 是根据6个子载波频率X6个OFDM符号这样的基本资源单元大小而产生。举例而言，将数 个引导符号分配至基本资源单元306，以形成多个引导丛集(在图;3B中，各引导丛集分别以 虚线圈划表示)。其中，每个引导丛集都包含分别用于第一数据流与第二数据流的第一引导 符号Pl与第二引导符号P2。如上文所述，可基于预定的引导符号负担限制来分配这些引导 符号，据此产生基本资源单元306(图2的步骤204)。接着，自基本资源单元306导出一或多个变型资源单元(图2的步骤206)。举例 而言，图3C-1、图3C-2、图3C-3、图3C-4、图3C-5是依照一实施例所绘示从基本资源单元 306导出的变型资源单元308-1至308-5的示意图。本实施例是依时间(例如参照时间一 频率域的时间轴)对基本资源单元306中的该些引导符号执行循环移位，以分别导出变型 资源单元308-1至308-5。接下来，通过将基本资源单元306与变型资源单元308-1至308_5中的某些资源 单元相组合，进而产生包含第一引导信号图样的第一资源区块302(图2的步骤208)。举例 而言，如图3D所示，依频率(例如依照时间一频率域的频率轴)串联基本资源单元306、变 型资源单元308-1及变型资源单元308-2而产生第一资源区块302。再举例而言，如图3E所示，可通过依频率串联基本资源单元306、变型资源单元 308-3、变型资源单元308-4及变型资源单元308-5而产生包含第一引导信号图样的第一资 源区块302。在此种组合中，基本资源单元306与变型资源单元308-5之间有部份相互重 迭，且在变型资源单元308-3、308-4与308-5之间也有部份相互重迭。类似于以上说明，同样可产生包含第二引导信号图样的第二资源区块304(图未 示出)。图4A至图4F绘示的是根据图2所示的引导信号图样的产生方法200来产生引导 信号图样的示意图。举例而言，引导信号图样包含于资源区块402中，并可用于上述OFDM 通信系统。参见图4A，在范例实施例中，资源区块402的大小为18个子载波频率X6个OFDM 符号。因此举例来说，可将资源区块402的基本资源单元的大小决定为9个子载波频率X6 个OFDM符号(图2的步骤202)。更具体而言，以本实施例的基本资源单元中子载波频率的数目来说，9是资源区块 402中子载波频率数目(即18)的因子。以基本资源单元中OFDM符号的数目来说，6是资 源区块402中OFDM符号数目(即6)的因子。
图4B是依照一实施例所绘示的基本资源单元404的示意图，本实施例是根据9个 子载波频率X6个OFDM符号这样的基本资源单元大小来产生基本资源单元404。举例而 言，将数个引导符号分配至基本资源单元404，以形成分别由图4B中的虚线所圈划表示的 多个引导丛集。其中每个引导丛集包含分别用于第一数据流与第二数据流的第一引导符号 Pl与第二引导符号P2。如上文所述，可基于预定的引导符号负担限制来分配上述引导符 号。如此一来，产生基本资源单元404(图2的步骤204)。接着，自基本资源单元404导出一或多个变型资源单元(图2的步骤206)。举例 而言，图4C是依照一实施例所绘示的第一变型资源单元406。其中，第一变型资源单元406 是通过依频率(例如沿时间一频率域的频率轴)对基本资源单元404中的该些引导符号执 行镜像操作而导出。如图4D所示，直接组合基本资源单元404与第一变型资源单元406将 会得到大小可预期为18个子载波频率X6个OFDM符号的资源区块。然而，在所组成的资 源区块中，所有的引导符号仅分布于六个OFDM符号中的四个OFDM符号(S卩，OFDM符号Si、 S2、S4及S6)之中，这种情况可能造成功率波动(power fluctuation)，因而会降低系统效 能。因此，参见图4E，在第一变型资源单元406中，交换每个丛集内引导符号Pl与引导 符号P2的位置，进而导出第二变型资源单元408。然后，在第二变型资源单元408中，依时 间(例如沿时间一频率域的时间轴)执行引导符号的镜像操作，以导出第三变型资源单元 410。接着，如图4F所示，组合基本资源单元404与第三变型资源单元410以产生包含引导 信号图样的资源区块402 (图2的步骤206)。在本范例实施例中，在通过组合基本资源单元与一或多个变型资源单元而产生资 源区块后，更可修改所产生的资源区块。举例而言，在通过组合基本资源单元与变型资源单 元而产生资源区块后，可调整靠近基本资源单元与变型资源单元间的边界的引导符号的位置。图5A及图5B是根据一范例实施例所绘示的方法500的示意图，此方法500用于 调整靠近基本资源单元与变型资源单元间的边界的引导符号的位置。参见图5A，类似于上 文结合图3D、图3E及图4F所述，通过组合基本资源单元504与变型资源单元506而产生包 含引导信号图样的资源区块502-1。在此范例实施例中，变型资源单元506相同于基本资源 单元504。在组合之后，如图5A中的虚线框508所示，在靠近基本资源单元504与变型资 源单元506的边界507处的引导符号显得较为拥挤，而会降低通道估计效能。因此，可调整 靠近边界507的引导符号其中的某些引导符号的位置，调整的结果如图5B的虚线框510所 示。使用调整后的资源区块502-2来作为引导信号图样，可提高通道估计效能。图6是根据一范例实施例所绘示的引导信号图样的产生方法600的示意图，此方 法600用于产生供用于OFDM通信系统的引导信号图样，此引导信号图样包含于资源区块 602中。参见图6，资源区块602的每一列对应于通信系统的一子载波频率，且资源区块602 的每一行对应于一 OFDM符号。在此范例实施例中，资源区块602包含多个OFDM符号(例 如OFDM符号Sl至S6)，此等OFDM符号更包含多个数据符号(图未示出)及多个引导符号， 每个数据符号分别对应一空白的小区块，各引导符号则分别由具有索引字母“P”的小区块 表示。举例而言，具有索引字母“P1”及“P2”的小区块分别表示用于第一数据流及第二数 据流的引导符号。在资源区块602中，OFDM符号Sl至S6其中的每一 OFDM符号都由其中一行数据符号与包含于其中的任何引导符号构成。在范例实施例中，基于线性最小均方误差(linear minimum mean square error, LMMSE)通道估计，小区块604所对应的数据符号的最佳维纳滤波器系数(Wiener filter coefficient)、可以下列算式(1)来表示Wd = R-Jrp0⑴其中，Rpp为通道相关矩阵，Rpp中的每一元素表示资源区块602中两个引导符号间 的信道相关性，且rpD为通道相关向量，rpD中的每一元素表示区块604所对应的数据符号 与用于数据流(例如第一数据流)的各引导符号其中之一之间的通道相关性，如图6中的 双头箭头所示。在区块604所对应的数据符号处的信道估计均方误差(MSE)可用下列算式 (2)来表示MSEho = O2ho - rpHDRpJrpD(2)其中，σ〗。为通信信道的脉冲响应(impulse response)的平均功率，其值可预先定 义，且上标“H”表示共轭转置运算。在范例实施例中，基于LMMSE通道估计，可通过确使资源区块602中所有数据符号 处的信道估计MSE的总和最小化，进而决定出各个引导符号的位置。举例而言，Rpp或rpD中 的每一元素可用下列算式( 来表示T(AXtM) = CT^rt(At)rf(Af)(3 )其中，rt(At) Rrf(Af)分别表示各符号(引导符号或数据符号)的时间及频率 相关函数，At表示各符号(引导符号或数据符号)间的时间差，Δ f则表示各符号(引导 符号或数据符号)间的频率差。在一个范例实施例中，rt(At)可更以下列算式 (4)来表示(Δ ) = sin^At) = Sin(UAfTm)L0132」A、 2nFaAt fV ) πΔ Τ,(4)其中，”j”为数学上的虚数符号，其定义为j2 = _l。此外，为都卜勒频率(Doppler frequency)且1为最大延迟扩展(delay spread)，上述二者都可由诸如行动台的接收端来 决定或估计。举例而言，都卜勒频率是用于衡量因通信信道的变化而造成的信号频率扩散 的参数，都卜勒频率可表示因接收端的行动性或通信环境变化所引起的通道时间变化。再 举例而言，延迟扩展是用于衡量通信信道的脉冲响应分散的参数，延迟扩展表示通信信道 的多路径效应的程度。通过使资源区块602中所有数据符号处的信道估计MSE的总和最小 化(其中每一数据符号处的信道估计MSE可根据算式(2)来计算)，可确定出‘及rpD。因 此，便可决定出资源区块602中各引导符号的位置。在一范例实施例中，也可通过将各通道相关向量的范数平方(norm square)的总 和f |「pd12最大化来决定出各引导符号的位置，其中每个信道相关向量都表示资源区块602 中第i个数据符号与用于数据流的各引导符号间的信道相关性。在一范例实施例中，上述引导信号图样的产生方法可为由计算机执行的方法，其 利用例如计算机、应用特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC) 或数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)来执行。而所产生的引导信号图样可储存于通信系统以供其使用。除此之外，上述引导信号图样的产生方法也可由通信系统 实时执行。如上文所述，通道相关向量rpD可由时间及频率相关函数rt( At)来决 定。因此在通信期间，可使用都卜勒频率Fd及延迟扩展1来采用引导信号图样。举例而 言，可预先利用上述算式根据不同的都卜勒频率&及延迟扩展Tm来产生不同的引导信号图 样，以及将所产生的各引导信号图样加上索引并储存于通信系统的基地台中。当基地台与 通信系统中的行动台进行通信时，基地台可将关于引导信号图样的索引、都卜勒频率 ^及 延迟扩展Tm的值的对应关系的信息传送至行动台。因此，如下文所述，在通信期间使通信 系统采用引导信号图样。图7是根据一范例实施例所绘示的使OFDM通信系统在通信期间适应性地采用新 引导信号图样的方法700的流程图。参见图7，OFDM通信系统中的基地台(base station, BS)将数据传送至OFDM通信系统中的行动台(mobile station, MS)，该数据包含对应于当 前引导信号图样的资源区块(步骤70 。行动台基于此资源区块来估计通道状态，举例来 说，通道状态包括都卜勒频率&及延迟扩展Tm(步骤704)。然后，行动台根据所估计的都卜勒频率I7d及延迟扩展Tm，决定欲采用的引导信号图样的索引(步骤706)，并将所决定的 索引传送至基地台(步骤708)。在一范例实施例中，基地台会根据接收自行动台的索引来决定对应的引导信号图 样(步骤710)。接着，基地台判断引导信号图样是否改变(步骤712)，也即，判断对应行 动台所传送的索引的引导信号图样与当前引导信号图样是否相同。若基地台判定对应此 索引的引导信号图样相同于当前引导信号图样(表示引导信号图样并未改变)，则重复步 骤702。反之若引导信号图样有改变，基地台会将引导信号图样改变的控制信号(pilot pattern change control signaling)传送至行动台，以指示要改变当前引导信号图样的 预定时间(步骤714)。当达到要改变当前引导信号图样的预定时间时，基地台便会采用接 收自行动台的索引所对应的新引导信号图样(步骤716)。图8是根据一范例实施例所绘示的基地台800的方块图。参见图8，基地台800 可包括下列组件其中的一或多个元件处理器802，用以运行计算机程序指令，以执行各种 处理程序及方法。随机存取存储器(Random Access Memory，RAM) 804及只读存储器(Read Only Memory, ROM)806用以存取及储存信息及计算机程序指令。储存器808用以储存数 据及信息。数据库810用以储存表、列表或其它数据结构。基地台800还包括输入/输出 (input/output, 1/0)装置812、接口 814、一组天线816等等。上述元件在此项技术中众所 现有，故不再赘述。在一范例实施例中，在执行图7的方法700时，该组天线816用以向行动台传送包 含当前引导信号图样的数据，并自行动台接收由行动台所决定的引导信号图样索引，其中 行动台通过估计基地台800与行动台间的通道状态而决定此引导信号图样索引。处理器 802用以根据所接收的引导信号图样索引来确定新引导信号图样。图9是根据一范例实施例所绘示的行动台900的方块图。举例而言，行动台900 可包括以下组件其中的一或多个组件处理器902，用以运行计算机程序指令，以执行各种 处理程序及方法。随机存取存储器904及只读存储器906，用以存取及储存信息及计算机 程序指令。储存器908，用以储存数据及信息。数据库910，用以储存表、列表或其它数据结构。行动台900还包括I/O装置912、接口 914、一组天线916等等。上述组件在此项技术 中众所习知，故不再赘述。在一范例实施例中，在执行图7的方法700时，该组天线916用以自基地台接收包 含当前引导信号图样的数据，且处理器902用以根据当前引导信号图样估计基地台与行动 台900间的通道状态，并根据所估计通道状态来决定新引导信号图样的索引。该组天线916 更用以向基地台传送新引导信号图样的索引，以使基地台采用新引导信号图样。上述系统、装置及方法均可实作于包含基地台(如图8的基地台800)与行动台 (如图9的行动台900)的无线通信系统中。尽管上文是根据两个数据流来阐述各实施例，然而本发明并非仅限于此。也可以 更多或更少的数据流同等有效地实施本发明。虽然上文是根据OFDM通信系统来阐述各实施例，然而本发明并非仅限于此。也可 使用基于多重子载波的其它通信系统类型同等有效地实施本发明。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形 都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种引导信号图样的产生方法，该引导信号图样用于一正交分频多任务通信系统， 其特征在于，该方法包括产生一基本资源单元，多个引导符号被分配至该基本资源单元，其中各该引导符号对 应于一子载波频率及一正交分频多任务符号；自该基本资源单元导出至少一变型资源单元；以及组合该基本资源单元与该至少一变型资源单元，以产生包含该引导信号图样的一资源 区块。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该些引导符号被分配至该基本资源单元 以形成多个引导丛集，各该引导丛集包含一第一引导符号与一第二引导符号，该第一引导 符号与该第二引导符号分别用于一第一数据流与一第二数据流。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，产生该基本资源单元的步骤包括决定该基本资源单元包含一第一数目的该子载波频率及一第二数目的该正交分频多任务符号，该第一数目是该资源区块中所包含的该子载波频率的数目的因子，该第二数目 则是该资源区块中所包含的该正交分频多任务符号的数目的因子。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，导出该至少一变型资源单元中的一第一 变型资源单元的步骤包括互换该些引导符号其中的一第一引导符号与一第二引导符号在该基本资源单元中的 位置，其中该第一引导符号与该第二引导符号分别用于一第一数据流与一第二数据流。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，导出该至少一变型资源单元中的一第一 变型资源单元的步骤包括将该些引导符号其中的一第一引导符号自该基本资源单元中的一第一位置移动至该 基本资源单元中的一第二位置，该第一位置与该第二位置在时间上或在频率上对称。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，导出该至少一变型资源单元中的一第一 变型资源单元的步骤包括依时间或依频率对该基本资源单元中的该些引导符号执行一循环移位。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，更包括在组合该基本资源单元与该至少一变型资源单元以产生该资源区块之后，修改该资源 区块。
8.一种引导信号图样的产生方法，以产生用于一正交分频多任务通信系统的一第一引 导信号图样及一第二引导信号图样，其特征在于，该方法包括产生一基本资源单元，多个引导符号被分配至该基本资源单元，其中各该些引导符号 对应于一子载波频率及一正交分频多任务符号；自该基本资源单元导出至少一变型资源单元；组合该基本资源单元与该至少一变型资源单元，以产生包含该第一引导信号图样的一 第一资源区块；以及组合该基本资源单元与该至少一变型资源单元，以产生包含该第二引导信号图样的一 第二资源区块。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该些引导符号被分配至该基本资源单元 以形成多个引导丛集，各该些引导丛集包含一第一引导符号与一第二引导符号，该第一 引导符号与该第二引导符号分别用于一第一数据流与一第二数据流。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，产生该基本资源单元的步骤包括决定该基本资源单元包含一第一数目的该子载波频率及一第二数目的该正交分频多任务符号，该第一数目是该第一资源区块中所包含的该子载波频率的数目与该第二资源区 块中所包含的该子载波频率的数目的共有因子，该第二数目是该第一资源区块中所包含的 该正交分频多任务符号的数目与该第二资源区块中所包含的该正交分频多任务符号的数 目的共有因子。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，导出该至少一变型资源单元中的一第一 变型资源单元的步骤包括互换该些引导符号其中的一第一引导符号与一第二引导符号在该基本资源单元中的 位置，其中该第一引导符号与该第二引导符号分别用于一第一数据流与一第二数据流。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，导出该至少一变型资源单元中的一第一 变型资源单元的步骤包括将该些引导符号其中的一第一引导符号自该基本资源单元中的一第一位置移动至该 基本资源单元中的一第二位置，该第一位置与该第二位置在时间上或在频率上对称。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，导出该至少一变型资源单元中的一第一 变型资源单元的步骤包括依时间或依频率对该基本资源单元中的该些引导符号执行一循环移位。
14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，更包括修改该第一资源区块与该第二资源区块至少其中之一。
15.一种引导信号图样的产生方法，该引导信号图样用于一正交分频多任务通信系统， 其特征在于，该方法包括在包含该引导信号图样的一资源区块中，决定多个引导符号个别的一位置，以使该资 源区块中多个数据符号处的信道估计均方误差的总和最小化。
16.一种引导信号图样的产生方法，该引导信号图样用于一正交分频多任务通信系统， 其特征在于，该方法包括在包含该引导信号图样的一资源区块中，决定多个引导符号个别的一位置，以使多个 通道相关向量的范数平方的总和最大化，其中各该通道相关向量都表示一个数据符号与用 于一数据流的多个弓I导符号间的信道相关性。
17.一种使基地台适应性地采用新引导信号图样的方法，其特征在于，该方法包括将包含一当前引导信号图样的数据传送至一行动台；自该行动台接收由该行动台决定的一引导信号图样索引，其中该行动台通过估计该基 地台与该行动台间的一通道状态来决定该引导信号图样索引；以及根据所接收的该引导信号图样索引决定该新引导信号图样。
18.—种基地台，其特征在于，包括一组天线，以将包含一当前引导信号图样的数据传送至一行动台，并自该行动台接收 由该行动台决定的一引导信号图样索引，其中该行动台通过估计该基地台与该行动台间的 一通道状态来决定该引导信号图样索引；以及一处理器，根据所接收的该引导信号图样索引决定一新引导信号图样。
19.一种辅助基地台适应性地采用新引导信号图样的方法，用于一行动台，其特征在 于，该方法包括自该基地台接收包含一当前引导信号图样的数据；根据该当前引导信号图样，估计该基地台与该行动台间的一信道状态，该信道状态包 括一都卜勒频率或一延迟扩展；根据所估计的该通道状态决定一新引导信号图样的一索引；以及传送该新引导信号图样的该索引至该基地台，以使该基地台采用该新引导信号图样。
20.一种行动台，其特征在于，包括一组天线，以自一基地台接收包含一当前弓I导信号图样的数据；以及一处理器，根据该当前引导信号图样，估计该基地台与该行动台间的一通道状态，并根 据所估计的该通道状态决定一新引导信号图样的一索引，其中该信道状态包括一都卜勒频 率或一延迟扩展；其中该组天线更用以将该新引导信号图样的该索引传送至该基地台，以使该基地台采 用该新引导信号图样。
21.—种基地台，以产生用于一正交分频多任务通信系统的一引导信号图样，其特征在 于，该基地台包括一处理器，该处理器用以产生一基本资源单元，多个引导符号被分配至该基本资源单元，其中各该引导符号对 应于一子载波频率及一正交分频多任务符号；自该基本资源单元导出至少一变型资源单元；以及组合该基本资源单元与该至少一变型资源单元，以产生包含该引导信号图样的一资源 区块。
22.—种基地台，以产生用于一正交分频多任务通信系统的一第一引导信号图样及一 第二引导信号图样，其特征在于，该基地台包括一处理器，该处理器用以产生一基本资源单元，多个引导符号被分配至该基本资源单元，其中各该些引导符号 对应于一子载波频率及一正交分频多任务符号；自该基本资源单元导出至少一变型资源单元；组合该基本资源单元与该至少一变型资源单元，以产生包含该第一引导信号图样的一 第一资源区块；以及组合该基本资源单元与该至少一变型资源单元，以产生包含该第二引导信号图样的一 第二资源区块。
全文摘要
本发明公开了一种产生用于通信的引导信号图样的系统、装置及方法，以产生用在正交分频多任务通信系统的引导信号图样。所述方法包括产生基本资源单元，其中数个引导符号被分配至此基本资源单元，且各引导符号对应于一子载波频率及一正交分频多任务符号。自基本资源单元导出至少一变型资源单元，并且组合基本资源单元与上述变型资源单元其中的部分资源单元，进而产生包含引导信号图样的资源区块。
文档编号H04W88/08GK102055712SQ20101054139
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者丁邦安, 吴家豪, 谢雨滔 申请人:财团法人工业技术研究院