專利名稱：在ofdm系統(tǒng)中用于sttd方案的導(dǎo)頻模式設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有時(shí)空發(fā)送分集(STTD)的無(wú)線正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備。另外，本發(fā)明涉及用于執(zhí)行在無(wú)線OFDM通信系統(tǒng)中的信道估算的信道估算方法，其中該系統(tǒng)中的包括第一和第二天線的發(fā)送設(shè)備利用時(shí)空發(fā)送分集來(lái)發(fā)射信號(hào)。
背景技術(shù)：
在無(wú)線電信中，在諸如基站的發(fā)送設(shè)備與諸如移動(dòng)終端的接收設(shè)備之間的傳輸質(zhì)量強(qiáng)烈地依賴于對(duì)應(yīng)的傳輸環(huán)境，且通常由于衰減的影響等而變壞。這通常導(dǎo)致了壞的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，特別是如果在發(fā)送一方只用一個(gè)單一天線而在接收一方只用一個(gè)單一天線的情況下。因此，諸如GSM系統(tǒng)等的無(wú)線電信系統(tǒng)的一些移動(dòng)終端包括兩個(gè)或多個(gè)不同種類的天線，作為在移動(dòng)終端上的內(nèi)部或外部天線。然而，希望是現(xiàn)代的移動(dòng)終端盡可能的輕少。因此增加了對(duì)在這些移動(dòng)終端中只使用一個(gè)單一天線的興趣。為了使在接收方(具體是移動(dòng)終端一側(cè))只使用一個(gè)單一天線，已提議在發(fā)送方(具體是基站一側(cè))使用多于一個(gè)的天線，使得可將分集增益用于更好的傳輸質(zhì)量。將這種方案稱為發(fā)送分集。發(fā)送分集通常意味著多于一個(gè)的天線，例如兩個(gè)天線，同時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送給接收設(shè)備。如果通過(guò)兩個(gè)天線并行發(fā)送同樣的數(shù)據(jù)，則該接收方具有至少?gòu)倪@些天線的一個(gè)以可接受的傳輸質(zhì)量接收這些信號(hào)的機(jī)會(huì)，從而可確保一個(gè)好的連接。在該發(fā)送分集方案中的一個(gè)具體的方法是稱為時(shí)空編碼的使用?，F(xiàn)在一直采用所得到的時(shí)空發(fā)送分集(STTD)，并成為移動(dòng)電信的下一代的UMTS標(biāo)準(zhǔn)的部分。
在時(shí)空發(fā)送分集系統(tǒng)中，諸如基站的發(fā)送設(shè)備包括例如以空間分集方案彼此隔開(kāi)安排的兩個(gè)天線。將要發(fā)送到接收設(shè)備(諸如移動(dòng)終端)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼和處理，使得產(chǎn)生兩個(gè)并行的數(shù)據(jù)流。在與各個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的進(jìn)一步處理之后，由兩個(gè)天線的各自一個(gè)發(fā)送該兩個(gè)數(shù)據(jù)流的每個(gè)的數(shù)據(jù)。盡管通常由兩個(gè)天線的每個(gè)發(fā)送同樣的數(shù)據(jù)內(nèi)容，由該兩個(gè)天線所發(fā)送的信號(hào)不是絕對(duì)相同的，而是將要發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元略有不同地映射成編碼到由每個(gè)天線發(fā)送的信號(hào)上。這使得接收從該兩個(gè)天線發(fā)送的信號(hào)的接收設(shè)備只利用一個(gè)單一天線，以便將來(lái)自一個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)與來(lái)自另一個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)區(qū)分開(kāi)。因?yàn)樵诳臻g分集方案中安排兩個(gè)發(fā)射天線，可避免交叉干擾，在相應(yīng)的信道估算以后，該接收設(shè)備可將來(lái)自該兩個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)區(qū)分和組合，從而獲得更好的傳輸質(zhì)量。通常根據(jù)從發(fā)送設(shè)備發(fā)射的導(dǎo)頻碼元來(lái)執(zhí)行在接收設(shè)備中的信道估算。該接收設(shè)備通過(guò)將接收的導(dǎo)頻碼元與預(yù)期的導(dǎo)頻碼元比較來(lái)執(zhí)行信道估算，以測(cè)量該信道響應(yīng)，并將該接收設(shè)備調(diào)諧到最好的傳輸信道，即存在更好連接的發(fā)射天線上。
上述的UMTS系統(tǒng)是基于碼分多址(CDMA)方案。該CDMA方案只是在無(wú)線電信中所用的幾個(gè)可能的多址方案之一。對(duì)于具有高數(shù)據(jù)速率的無(wú)線電信，正交頻分復(fù)用(OFDM)方案是已知的，其中將可用于通信的頻帶分成一組頻率副載波，借此使相鄰的頻率副載波分別彼此正交。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是利用時(shí)空發(fā)送分集以及對(duì)于這種通信系統(tǒng)的信道估算方法對(duì)無(wú)線OFDM系統(tǒng)提出一種發(fā)送設(shè)備和一種接收設(shè)備。使得執(zhí)行簡(jiǎn)單和有效的信道估算。
通過(guò)利用根據(jù)權(quán)利要求1的STTD在無(wú)線OFDM通信系統(tǒng)中發(fā)送信號(hào)的發(fā)送設(shè)備達(dá)到了這個(gè)目的。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送設(shè)備包括編碼裝置，用于根據(jù)STTD方案編碼數(shù)據(jù)流，并輸出第一和第二STTD編碼數(shù)據(jù)流；第一和第二天線裝置，用于分別發(fā)射在OFDM信號(hào)中的第一和第二數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)，在空間分集裝置中安排所述第一和所述第二天線裝置彼此隔開(kāi)；導(dǎo)頻碼元產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生在所述的第一和第二數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)中要發(fā)送的導(dǎo)頻碼元，經(jīng)第一天線發(fā)送第一導(dǎo)頻碼元而經(jīng)所述第二天線發(fā)送第二導(dǎo)頻碼元，所述第二導(dǎo)頻碼元的一些與所述第一導(dǎo)頻碼元的對(duì)應(yīng)一些是正交的。
通過(guò)利用根據(jù)權(quán)利要求8的STTD在無(wú)線OFDM通信系統(tǒng)中接收信號(hào)的接收設(shè)備進(jìn)一步達(dá)到了上述目的。根據(jù)本發(fā)明的該接收設(shè)備包括一個(gè)單一的天線裝置，用于從該OFDM通信系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備的第一和第二空間分集天線裝置發(fā)送的STTD編碼信號(hào)，所述第一和所述第二空間分集天線裝置在所述的STTD編碼信號(hào)中發(fā)送對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻碼元，從而使從該第二天線裝置發(fā)送的導(dǎo)頻碼元的至少一部分與從該第一天線裝置發(fā)送的對(duì)應(yīng)導(dǎo)頻碼元是正交的；處理裝置，用于檢測(cè)在該接收STTD編碼信號(hào)中的導(dǎo)頻碼元，用于處理檢測(cè)的導(dǎo)頻碼元并根據(jù)所述的處理執(zhí)行信道估算，以便分別確定分別從所述第一和所述第二天線裝置發(fā)送的STTD編碼信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
進(jìn)一步，通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求13的用于執(zhí)行在天線OFDM通信系統(tǒng)中的信道估算的信道估算方法，達(dá)到了上述目的，其中包括第一和第二天線的發(fā)送設(shè)備利用STTD發(fā)送信號(hào)，在空間分集裝置中安排所述第一和所述第二天線裝置彼此隔開(kāi)，該信道估算方法包括步驟分別通過(guò)所述第一和所述第二天線裝置發(fā)送第一和第二導(dǎo)頻碼元，所述第二導(dǎo)頻碼元的一些與所述第一導(dǎo)頻碼元的對(duì)應(yīng)一些是正交的；在接收設(shè)備的一個(gè)單一天線中接收所述導(dǎo)頻碼元；處理接收的導(dǎo)頻碼元并根據(jù)所述處理執(zhí)行信道估算，以便分別確定分別從所述第一和所述第二天線裝置發(fā)送的STTD編碼信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
該建議的發(fā)送，接收和處理第一和第二導(dǎo)頻碼元的分案，使得在接收一方能執(zhí)行簡(jiǎn)單有效的信道估算處理，從而可進(jìn)行該傳輸信道的更好的相干解調(diào)，以確保最好的傳輸質(zhì)量。特別是，本發(fā)明保證全時(shí)空分集。另外，不需要從接收方到發(fā)送方的反饋信息，可實(shí)現(xiàn)改善的數(shù)據(jù)傳輸容量。另外，該建議的系統(tǒng)對(duì)傳輸天線故障抵制是強(qiáng)有力的，保證了在發(fā)送一方功率放大器的平衡。
在各個(gè)從屬權(quán)利要求中描述了其它的優(yōu)越特征。優(yōu)點(diǎn)是，分別從發(fā)送設(shè)備的第一和第二天線裝置發(fā)送的對(duì)應(yīng)的第一和第二導(dǎo)頻碼元在該OFDM系統(tǒng)中具有同樣的頻率和時(shí)間分配。換句話說(shuō)，是在OFDM系統(tǒng)的同樣副載波和同樣的時(shí)隙中發(fā)送相應(yīng)的第一和第二導(dǎo)頻碼元。因此，在頻率以及時(shí)間軸上該第一和第二導(dǎo)頻碼元彼此方便地交替相同和正交。這意味著在該OFDM系統(tǒng)的頻率和時(shí)間坐標(biāo)中，相同的第一和第二導(dǎo)頻碼元與正交的第一和第二導(dǎo)頻碼元在頻率以及時(shí)間坐標(biāo)上彼此交替。
在這一點(diǎn)上必須明確，該接收設(shè)備的該單一天線只是作為一種組合的或重疊的導(dǎo)頻碼元來(lái)接收從發(fā)送設(shè)備的第一天線裝置發(fā)送的第一導(dǎo)頻碼元和從發(fā)送設(shè)備的第二天線裝置發(fā)送的第二導(dǎo)頻碼元。當(dāng)以相同的頻率副載波和相同的時(shí)間點(diǎn)發(fā)送的第一導(dǎo)頻碼元和第二導(dǎo)頻碼元為相同時(shí)，該接收設(shè)備接收包括該重疊的相同第一和第二導(dǎo)頻碼元的組合導(dǎo)頻碼元。而當(dāng)?shù)谝缓偷诙?dǎo)頻碼元為彼此正交時(shí)，該接收設(shè)備接收包括，該重疊的正交第一和第二導(dǎo)頻碼元的組合導(dǎo)頻碼元。因此，在該接收設(shè)備中，可將第一和第二導(dǎo)頻碼元的傳遞函數(shù)分別地分開(kāi)，使得可以簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行兩個(gè)發(fā)送天線的每個(gè)的各自信道估算。
優(yōu)點(diǎn)是，在時(shí)間以及在頻率軸上，該第二導(dǎo)頻碼元具有與對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元的相同和相反的復(fù)數(shù)值，故在接收方的處理和信道估算可以根據(jù)該接收導(dǎo)頻碼元的簡(jiǎn)單加和減計(jì)算來(lái)進(jìn)行。根據(jù)該信道估算的結(jié)果，將來(lái)自該發(fā)送設(shè)備的第一天線裝置和來(lái)自第二天線裝置的STTD編碼信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的處理，并將其用作為在該接收設(shè)備中的通信數(shù)據(jù)。
將本發(fā)明的發(fā)送設(shè)備可實(shí)施在，例如OFDM通信系統(tǒng)的基站中，將本發(fā)明的接收設(shè)備可實(shí)施在，例如OFDM通信系統(tǒng)的移動(dòng)站中。
附圖簡(jiǎn)述下面，將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中

圖1示意地表示包括根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送設(shè)備的基站，圖2示意地表示包括根據(jù)本發(fā)明的接收設(shè)備的移動(dòng)終端，圖3A和3B，分別為由本發(fā)明的發(fā)送設(shè)備的第一天線裝置發(fā)送的導(dǎo)頻碼元模式的第一和第二例子，和圖4A和4B，分別為由本發(fā)明的發(fā)送設(shè)備的第二天線裝置發(fā)送的導(dǎo)頻碼元模式的第一和第二例子。
詳細(xì)描述在圖1中，示出了無(wú)線正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)的基站1的框圖，它包括根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送設(shè)備。應(yīng)知道，在圖1中只示出了一些用于理解本發(fā)明的重要元件。其它的元件，諸如編碼裝置、調(diào)制裝置、為操作基站所必須的RF部分等，為清楚起見(jiàn)而省略了。
基站1包括第一天線5和第二天線6，以空間分集方案將其安排得彼此分隔開(kāi)。因此還可將第一天線5稱為非分集天線，而還可將第二天線6稱為分集天線。第一天線5和第二天線6的空間分集方案是兩個(gè)天線5和6在空間上足夠地分開(kāi)，使分別由第一天線5和第二天線6發(fā)送的信號(hào)不相關(guān)，在接收方可獲得有效的分集增益。
另外，該基站1包括編碼裝置3，用于根據(jù)時(shí)空發(fā)送分集(STTD)方案對(duì)數(shù)據(jù)流編碼，并對(duì)復(fù)用器4輸出第一和第二STTD編碼數(shù)據(jù)流。通過(guò)第一天線5發(fā)送第一STTD編碼數(shù)據(jù)流，通過(guò)第二天線6發(fā)送第二STTD編碼數(shù)據(jù)流。盡管從第一天線5和第二天線6發(fā)送的數(shù)據(jù)通常是相同的數(shù)據(jù)，即包含供給編碼裝置3的單一數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)不是由該兩個(gè)天線5和6同樣地發(fā)送。例如，由第一天線5發(fā)送的數(shù)據(jù)同樣對(duì)應(yīng)于供給該編碼裝置3的單個(gè)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)安排。如果，例如將在時(shí)間周期O-T中的第一數(shù)據(jù)碼元S1和在接著的時(shí)間周期T-2T中的第二數(shù)據(jù)碼元供給編碼裝置3，由該編碼裝置輸出的第一數(shù)據(jù)流可同樣對(duì)應(yīng)于該安排(數(shù)據(jù)碼元S1跟著有數(shù)據(jù)碼元S2)。然而，由編碼裝置3輸出的第二數(shù)據(jù)流包含在不同安排中的數(shù)據(jù)碼元S1和S2。例如，如圖中1所示，在第二數(shù)據(jù)流中，第一時(shí)間周期0-T的數(shù)據(jù)碼元可能是第一數(shù)據(jù)流的第二數(shù)據(jù)塊S2的負(fù)復(fù)共軛值，即-S2*。下面的該第二數(shù)據(jù)流的后繼數(shù)據(jù)碼元是第一數(shù)據(jù)流的第一數(shù)據(jù)碼元S1的復(fù)共軛值，即S1*。因此，第二數(shù)據(jù)流包含與第一數(shù)據(jù)流相同的數(shù)據(jù)內(nèi)容，但是在不同的安排中。因此，由于空間分集方案和該同樣數(shù)據(jù)內(nèi)容的不同方案，將來(lái)自第一天線5和第二天線6的信號(hào)作為重疊信號(hào)接收的接收設(shè)備，能夠清楚地區(qū)分從第一天線5發(fā)送的信號(hào)和從第二天線6發(fā)送的信號(hào)。該知道，在圖1中所示的并參照?qǐng)D1描述的該時(shí)空發(fā)送分集方案只是用作為說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例?？梢詰?yīng)用任何其它的用于經(jīng)第一天線5和第二天線6發(fā)送數(shù)據(jù)的STTD方案。
基站1還包括一個(gè)導(dǎo)頻碼元產(chǎn)生裝置2，用于產(chǎn)生要由第一天線5和第二天線6在第一和第二數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)中發(fā)送的導(dǎo)頻碼元。該導(dǎo)頻產(chǎn)生裝置2產(chǎn)生并提供分別通過(guò)第一天線5和第二天線6發(fā)送的不同導(dǎo)頻碼元模式給復(fù)用器4。本發(fā)明的總的構(gòu)思在于，由第一天線5和第二天線6發(fā)送的一些導(dǎo)頻碼元是彼此正交的，故可消除來(lái)自兩個(gè)天線5和6的交叉干擾，可將來(lái)自第一(非分集的)天線5和第二(分集的)天線6的信號(hào)區(qū)分，因此，在接收設(shè)備中可獲得天線5和6每個(gè)的公開(kāi)的信道估算。
圖2表示移動(dòng)終端10的示意框圖，包括一個(gè)接收設(shè)備，利用本發(fā)明的STTD在無(wú)線OFDM通信系統(tǒng)中接收信號(hào)。具體地，該移動(dòng)終端10用于接收來(lái)自圖1中所示基站1的信號(hào)。
移動(dòng)終端10包括一個(gè)單一天線11，用于接收從基站1的第一天線5和第二天線6發(fā)送的STTD編碼信號(hào)及導(dǎo)頻碼元。另外，移動(dòng)終端10包括接收裝置12，它包括例如，必須的RF部分等。此外，該移動(dòng)終端10包括一個(gè)解調(diào)裝置，用于解調(diào)由接收裝置12經(jīng)天線11接收的信號(hào)。應(yīng)理解，該移動(dòng)終端10還包括所有在對(duì)應(yīng)的無(wú)線OFDM系統(tǒng)中工作所必要的零件。然而，為了清楚起見(jiàn)未將這些元件示出。
該移動(dòng)終端10還包括一個(gè)處理裝置14，用于檢測(cè)在由該接收裝置12經(jīng)天線11接收的信號(hào)中的導(dǎo)頻碼元。該處理裝置14處理檢測(cè)的導(dǎo)頻碼元并根據(jù)該處理執(zhí)行信道估算，以便分別地確定分別從第一天線5和第二天線6發(fā)送的接收信號(hào)的傳輸質(zhì)量。換句話說(shuō)，通過(guò)處理包括由第一天線5和第二天線6同時(shí)發(fā)送的第一和第二導(dǎo)頻碼元的組合導(dǎo)頻碼元，即該接收導(dǎo)頻碼元，該處理裝置14能夠分別地確定從第一天線5發(fā)送的信號(hào)的傳輸質(zhì)量和從第二天線6發(fā)送的信號(hào)的傳輸質(zhì)量。根據(jù)這個(gè)信道估算結(jié)果，將來(lái)自第一天線5和來(lái)自第二天線6的STTD編碼信號(hào)進(jìn)一步地處理，并用作在移動(dòng)終端10中的通信數(shù)據(jù)。
如上所述，至少一些從第二天線6發(fā)送的第二導(dǎo)頻碼元是與由天線5發(fā)送的相應(yīng)第一導(dǎo)頻碼元正交的。在該處理裝置14中執(zhí)行的該處理是基于第一和第二導(dǎo)頻碼元的這種正交性，以使分別地進(jìn)行第一和第二天線5和6的分開(kāi)的信道估算。涉及圖3和4，提出了由基站1發(fā)送導(dǎo)頻碼元模式并在移動(dòng)終端10中接收和處理的一個(gè)具體例子。
圖3包括兩個(gè)圖3A和3B。圖3A表示由基站1的第一(非分集)天線5發(fā)送的導(dǎo)頻碼元模式的第一實(shí)施例。所示的導(dǎo)頻碼元模式在OFDM系統(tǒng)的時(shí)間和頻率方面具有規(guī)則的分布。總是以相同的頻率副載波并在等同的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送導(dǎo)頻碼元20，21，…，28。例如，以第一頻率副載波發(fā)送導(dǎo)頻碼元20，21和22，因此在相鄰的導(dǎo)頻碼元20，21和21，22之間發(fā)送分別的四個(gè)數(shù)據(jù)碼元。以第二頻率副載波發(fā)送導(dǎo)頻模式23，24和25，以第三頻率副載波發(fā)送導(dǎo)頻碼元26，27和28。因此，在相同的第一時(shí)間點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻碼元20，23和26，在相同的第二時(shí)間點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻碼元21，24和27，在相同的第三時(shí)間點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻碼元22，25和28。因此，總是將同樣的頻率副載波用于導(dǎo)頻碼元的發(fā)送，并且在各個(gè)副載波中的導(dǎo)頻碼元的發(fā)送總是發(fā)生在等距的時(shí)間點(diǎn)。從現(xiàn)有技術(shù)OFDM系統(tǒng)中已知這種導(dǎo)頻碼元模式。在接收一方，通過(guò)例如線性內(nèi)插法執(zhí)行相鄰導(dǎo)頻碼元(在頻率和時(shí)間上)之間的數(shù)據(jù)碼元的信道估算。例如，對(duì)于在同樣頻率副載波的導(dǎo)頻碼元20和21之間的數(shù)據(jù)碼元，在接收一方執(zhí)行導(dǎo)頻碼元20和21的線性內(nèi)插。對(duì)于在相同的時(shí)間點(diǎn)但在不同的頻率副載波上接收的相鄰導(dǎo)頻碼元20和23之間的數(shù)據(jù)碼元，也執(zhí)行線性內(nèi)插。對(duì)于其中無(wú)導(dǎo)頻碼元發(fā)送的頻率副載波中的數(shù)據(jù)碼元，執(zhí)行各個(gè)相鄰導(dǎo)頻碼元的時(shí)間和頻率內(nèi)插的組合。
圖3B也表示由基站1的第一天線5發(fā)送的第一導(dǎo)頻碼元的規(guī)則分布。與圖3A的導(dǎo)頻碼元模式不同的是不是以與先前的導(dǎo)頻碼元相同的頻率副載波而是以最鄰近副載波來(lái)發(fā)送(時(shí)間上)隨后的導(dǎo)頻碼元。例如，導(dǎo)頻碼元31不是以與先前的導(dǎo)頻碼元30相同的頻率副載波發(fā)送的，而是以最鄰近的(低的)頻率副載波發(fā)送的。這種導(dǎo)頻碼元模式可使其中無(wú)導(dǎo)頻碼元發(fā)送的頻率副載波的數(shù)據(jù)碼元的信道估算更精確。與圖3A中給出的導(dǎo)頻碼元模式相同，也以同樣的時(shí)間點(diǎn)發(fā)送在圖3B中提議的導(dǎo)頻碼元模式的導(dǎo)頻碼元。因此，在第一相同時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送導(dǎo)頻碼元30，34和38，在第二相同時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送導(dǎo)頻碼元31，35和39，在相同第三時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送導(dǎo)頻碼元32，36和40，在相同第四時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送導(dǎo)頻碼元33，37和41。
圖4包括兩個(gè)圖4A和4B，圖4A表示由基站1的第二天線6發(fā)送的第二導(dǎo)頻碼元的導(dǎo)頻碼元模式，它對(duì)應(yīng)于圖3A中所示的第一導(dǎo)頻碼元的導(dǎo)頻碼元模式。如可看到的，圖4A的導(dǎo)頻碼元模式也顯示了在頻率和時(shí)間上的導(dǎo)頻碼元42，43，…，53的很規(guī)則的分布?？偸且耘c對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元的同樣的頻率副載波在同樣的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送該第二導(dǎo)頻碼元。例如，以與對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元20同樣的頻率副載波并在同樣的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送第二導(dǎo)頻碼元42。以與第一導(dǎo)頻碼元21同樣的頻率副載波并在同樣的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)送第二導(dǎo)頻碼元43。第二導(dǎo)頻碼元46對(duì)應(yīng)于第一導(dǎo)頻碼元23，第二導(dǎo)頻碼元50對(duì)應(yīng)于第一導(dǎo)頻碼元26等等。因此，圖4A中的導(dǎo)頻碼元模式的第二導(dǎo)頻碼元與圖3A中所示的導(dǎo)頻碼元模式的對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元交替地相同和正交。第二導(dǎo)頻碼元42，44，47，50和52與它們對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元20，22，24，26和28是相同的。然而，每隔一個(gè)第二導(dǎo)頻碼元(在時(shí)間和頻率方面)是對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元的反復(fù)數(shù)值。例如，第二導(dǎo)頻碼元43是第一導(dǎo)頻碼元21的反復(fù)數(shù)值，第二導(dǎo)頻碼元46是第一導(dǎo)頻碼元23的反復(fù)數(shù)值。對(duì)于第二導(dǎo)頻碼元48和第一導(dǎo)頻碼元25，第二導(dǎo)頻碼元51和第一導(dǎo)頻碼元27，也是同樣。因此，相鄰的第二導(dǎo)頻碼元，例如第二導(dǎo)頻碼元42和43，以及第二導(dǎo)頻碼元42和46的比較是與對(duì)應(yīng)的一對(duì)第一導(dǎo)頻碼元，例如第一導(dǎo)頻碼元20和21，以及第一導(dǎo)頻碼元20和23正交的。因此確保了在頻率以及時(shí)間上的正交性。
對(duì)于與圖3B中所示的導(dǎo)頻碼元模式對(duì)應(yīng)的圖4B中所示的導(dǎo)頻碼元模式實(shí)質(zhì)上是同樣的。同樣，圖4B中所示的導(dǎo)頻碼元模式的導(dǎo)頻碼元與圖3B中所示的對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元是交替地相同和正交(反復(fù)數(shù))的。
可將本發(fā)明提供的該導(dǎo)頻碼元方案應(yīng)用到無(wú)線0FDM通信中的任何線性信道估算法。為了清楚起見(jiàn)，將基于簡(jiǎn)單的兩個(gè)導(dǎo)頻碼元平均的圖3A和圖4A的導(dǎo)頻碼元模式的信道估算法用作為下面進(jìn)一步詳細(xì)描述中的一個(gè)實(shí)施例。
假設(shè)所有第一導(dǎo)頻碼元20，21，…，28和具有相同值的對(duì)應(yīng)第二導(dǎo)頻碼元(即第二導(dǎo)頻碼元42，44，47，50，52，…，)是A。則具有對(duì)應(yīng)的正交值的第二導(dǎo)頻碼元43，46，48，51，…，的復(fù)數(shù)值是-A。對(duì)于在隨后的導(dǎo)頻碼元20和21，或42、43之間的所有數(shù)據(jù)碼元，能可靠地獲得對(duì)于第一(非分集)天線5和第二(分集)天線6的各自信道估算值，故可應(yīng)用該STTD方案。
如上所述，移動(dòng)終端10的天線11和接收裝置12以重疊或組合導(dǎo)頻碼元接收該第一和第二導(dǎo)頻碼元。因此，假定y1和y2是從第一20，21和第二42，43導(dǎo)頻碼元的接收值。因?yàn)樵诘谝缓偷诙炀€5，6之間的時(shí)間延遲是可忽略的，則下面的公式成立
y1＝A×h11＋A×h21＋n1和y2＝A×h12一A×h22＋n2，其中h11是對(duì)于具有值“A”的第一導(dǎo)頻碼20的從第一天線5到接收天線11的信道傳遞函數(shù)，h21是對(duì)于具有值“A”的對(duì)應(yīng)第二導(dǎo)頻碼元42的從第二天線6到接收天線11的信道傳遞函數(shù)，h12是對(duì)于具有值“A”的第一導(dǎo)頻碼元21的從第一天線5到接收天線11的信道傳遞函數(shù)，而h22是對(duì)于具有值“-A”的對(duì)應(yīng)第二導(dǎo)頻碼元43的從第二天線6到接收天線11的信道傳遞函數(shù)。n1和n2是噪聲值。如果將y1+y2用作對(duì)于第一(非分集)天線5的信道估算，而將y1-y2用作對(duì)于第二(分集)天線6的信道估算，則可將來(lái)自第一和第二天線的信號(hào)區(qū)分，如果假設(shè)在跨越時(shí)間軸的前面的和后面的導(dǎo)頻碼元之間的間隔里該傳遞函數(shù)保持不變，即，h11＝h12和h21＝h22，則可消除交叉干擾，并可在移動(dòng)終端10的處理裝置14中獲得天線5和6的可靠信道估算。
因此，在移動(dòng)終端10可區(qū)分來(lái)自第一和第二發(fā)射天線5，6的信號(hào)，從而可達(dá)到對(duì)于天線5和6每個(gè)的分別信道估算。因?yàn)榈谝缓偷诙?dǎo)頻碼元的導(dǎo)頻模式是正交的，故可消除來(lái)自第一天線5和第二天線6的交叉干擾。因此，可將STTD方案用在高數(shù)據(jù)速率的OFDM無(wú)線通信系統(tǒng)中。應(yīng)指出，也可將本發(fā)明的構(gòu)思應(yīng)用到基于OFDM的寬帶無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)(BRAN)，如H1PERLAN 2型系統(tǒng)。在這種情況下，在包括前序部分和數(shù)據(jù)部分的各個(gè)數(shù)脈沖串的前序部分中發(fā)送這些導(dǎo)頻碼元。在各個(gè)前序中包含的導(dǎo)頻碼元對(duì)于兩個(gè)發(fā)送天線應(yīng)是交替地相同和正交的。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)送設(shè)備，用于在無(wú)線正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中利用時(shí)空發(fā)送分集(STTD)發(fā)送信號(hào)，該設(shè)備包括編碼裝置(2)，根據(jù)STTD方案對(duì)數(shù)據(jù)流編碼并輸出第一和第二STTD編碼數(shù)據(jù)流，第一(5)和第二(6)天線裝置，用于以O(shè)FDM信號(hào)分別發(fā)送所述第一和所述第二數(shù)據(jù)流，在所述空間分集配置中安排所述第一(5)和所述第二(6)天線裝置彼此分開(kāi)，導(dǎo)頻碼元產(chǎn)生裝置(2)，用于產(chǎn)生要在所述第一和第二數(shù)據(jù)流的所述數(shù)據(jù)中發(fā)送的導(dǎo)頻碼元，通過(guò)所述第一天線(5)發(fā)送第一導(dǎo)頻碼元，通過(guò)所述第二天線(6)發(fā)送第二導(dǎo)頻碼元，所述第二導(dǎo)頻碼元的一些與所述第一導(dǎo)頻碼元的對(duì)應(yīng)一些正交。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)送設(shè)備，其特征在于對(duì)應(yīng)的第一(20；21)和第二(42；43)導(dǎo)頻碼元和OFDM系統(tǒng)中具有同樣的頻率和時(shí)間分配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)送設(shè)備，其特征在于具有相同頻率和時(shí)間分配的對(duì)應(yīng)的第一和第二導(dǎo)頻碼元在頻率以及時(shí)間軸上彼此交替地相同(20；42)和正交(21，43)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2，或3的發(fā)送設(shè)備，其特征在于在時(shí)間軸上相鄰的第一導(dǎo)頻碼元對(duì)(20；21)與對(duì)應(yīng)的第二導(dǎo)頻碼元對(duì)(42；43)分別正交。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的發(fā)送設(shè)備，其特征在于在頻率軸上相鄰的第一導(dǎo)頻碼元對(duì)(20；23)與對(duì)應(yīng)的第二導(dǎo)頻碼元對(duì)(40；46)分別正交。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的發(fā)送設(shè)備，其特征在于第一和第二導(dǎo)頻碼元在時(shí)間和頻率軸上具有規(guī)則的分配，在時(shí)間以及頻率軸上第二導(dǎo)頻碼元交替地具有與對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元相同和相反的復(fù)數(shù)值。
7.一種無(wú)線正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)的基站(1)，包括根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的發(fā)送設(shè)備。
8.一種接收設(shè)備，用于接收利用時(shí)空發(fā)送分集(STTD)的無(wú)線正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中的信號(hào)，包括單個(gè)天線裝置(11)，用于接收從OFDM通信系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備的第一(5)和第二(6)空間分集天線裝置發(fā)送的STTD編碼信號(hào)，所述第一(5)和所述第二(6)空間分集天線裝置以所述的STTD編碼信號(hào)發(fā)送對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻碼元，從第二天線裝置(6)發(fā)送的導(dǎo)頻碼元的至少一部分是與從第一天線裝置(5)發(fā)送的對(duì)應(yīng)導(dǎo)頻碼元正交的；處理裝置(24)，用于檢測(cè)在該接收的STTD編碼信號(hào)中的導(dǎo)頻碼元，處理所檢測(cè)的導(dǎo)頻碼元，并根據(jù)所述的處理執(zhí)行信道估算，以便分別地確定分別從所述第一(5)和所述第二(6)天線裝置發(fā)送的STTD編碼信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的接收設(shè)備，其特征在于從所述第一和第二天線裝置發(fā)送的所述第一(20；21)和第二(42；43)導(dǎo)頻碼元在該OFDM系統(tǒng)中具有相同的頻率和時(shí)間分配，并且在頻率以及時(shí)間軸上彼此交替地相同(20；42)和正交(21；43)，故處理相鄰對(duì)的導(dǎo)頻碼元可確定該傳輸質(zhì)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的接收設(shè)備，其特征在于在時(shí)間以及頻率軸上該第二導(dǎo)頻碼元交替地具有與對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元相同和相反的復(fù)數(shù)值，故根據(jù)對(duì)接收導(dǎo)頻碼元的加法和減法計(jì)算可執(zhí)行該處理和信道估算。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的接收設(shè)備，其特征在于根據(jù)該信道估算結(jié)果，進(jìn)一步地處理來(lái)自第一天線裝置(5)或來(lái)自第二天線裝置(6)的STTD編碼信號(hào)。
12.一種無(wú)線正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)的移動(dòng)終端，包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)的接收設(shè)備。
13.一種信道估算方法，用于執(zhí)行在無(wú)線正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中的信道估算，其中發(fā)送設(shè)備包括利用時(shí)空發(fā)送分集(STTD)發(fā)送信號(hào)的第一和第二天線，在空間分集配置中安排所述第一和第二天線彼此分隔開(kāi)，該方法包括步驟分別通過(guò)所述第一和所述第二天線裝置發(fā)送第一和第二導(dǎo)頻碼元，所述第二導(dǎo)頻碼元的一些與所述第一導(dǎo)頻碼元的對(duì)應(yīng)一些是正交的；以接收設(shè)備的單一天線接收所述導(dǎo)頻碼元，處理接收的導(dǎo)頻碼元，并根據(jù)所述處理執(zhí)行信道估算，以便分別地確定從所述第一和所述第二天線裝置分別發(fā)送的STTD編碼信號(hào)的傳輸質(zhì)量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的信道估算方法，其特征在于在該OFDM系統(tǒng)中從所述第一和第二天線裝置發(fā)送的所述第一和第二導(dǎo)頻碼元具有相同的頻率和時(shí)間分配，并且在頻率以及在時(shí)間軸上彼此交替地相同和正交，故處理相鄰的導(dǎo)頻碼元對(duì)來(lái)確定該傳輸質(zhì)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的信道估算方法，其特征在于在時(shí)間以及在頻率軸上，該第二導(dǎo)頻碼元交替地具有與對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)頻碼元相同和相反的復(fù)數(shù)值，故根據(jù)對(duì)接收的導(dǎo)頻碼元對(duì)的加和減計(jì)算進(jìn)行該處理和該信道估算。
16.根據(jù)權(quán)利要求13，14或15的信道估算方法，其特征在于根據(jù)該信道估算結(jié)果，在該接收設(shè)備中對(duì)來(lái)自第一天線裝置或來(lái)自第二天線裝置的STTD編碼信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
全文摘要
一種在具有時(shí)空發(fā)送分集(STTD)的天線正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)中的發(fā)送和接收設(shè)備,和在該無(wú)線通信系統(tǒng)中執(zhí)行信道估算的一種方法。其中該發(fā)送設(shè)備包括以STTD發(fā)送信號(hào)的第一和第二天線。在空間分集中安排它們彼此分開(kāi),故經(jīng)所述第一和第二天線分別發(fā)送第一和第二導(dǎo)頻碼元。第二導(dǎo)頻碼元的一些與第一導(dǎo)頻碼元的對(duì)應(yīng)一些是正交的,故在利用一個(gè)單一天線接收信號(hào)的接收設(shè)備中可執(zhí)行分別確定從第一和第二天線分別發(fā)送的信號(hào)的傳輸質(zhì)量的信道估算。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1331528SQ0112174
公開(kāi)日2002年1月16日 申請(qǐng)日期2001年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月5日
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