專利名稱：上行鏈路正交頻分復用接入系統(tǒng)中的導頻設計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種移動通信系統(tǒng)，特別是涉及一種用于正交頻分復用接入(OFDMA)系統(tǒng)上行鏈路上的信道估計的導頻設計方法。
背景技術(shù)：
為提供具有改進質(zhì)量的各種多媒體服務，下一代移動通信需要高速、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸。
由于頻率可選衰落信道的低均衡復雜性，作為OFDMA基礎(chǔ)的正交頻分復用(OFDM)，以其高速通信引以為豪。因此，在包括無線局域接入網(wǎng)絡(WLAN)、數(shù)字電視廣播、和下一代移動通信系統(tǒng)的各種無線通信系統(tǒng)中OFDM被廣泛用作為物理層傳輸方案。
OFDMA是一種為多個用戶分配不同副載波的多路訪問方案。在下行鏈路上，所有用戶都可以使用信道估計導頻信息，這樣便于導頻傳輸和信道估計。但是在上行鏈路上，當特定用戶在一個預定的導頻采樣中傳輸導頻信息時，禁止其它用戶使用相同的導頻采樣。因此，許多用戶共享固定數(shù)量的導頻信息單元。對每個用戶可利用的導頻信息的限制降低了信道估計性能。
圖1A和1B是說明在已知的上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中為用戶分配副載波的圖表。
參考圖1A和1B，上行鏈路OFDMA分配資源給用戶，每個都基于同一幀內(nèi)的傳輸塊110。傳輸塊110包括數(shù)據(jù)副載波103和導頻副載波105，僅使用傳輸塊110中的導頻信道為分配到傳輸塊110的用戶進行信道估計。
圖2是說明在上行鏈路OFDMA中基于內(nèi)差法的信道估計的信道增益圖。當給用戶1#和用戶2#分配同一幀內(nèi)的資源時，在頻域中等距離地設置用戶1#的導頻副載波205a和用戶2#的導頻副載波205b。在用戶1#(或用戶2#)的傳輸塊中，通過內(nèi)插導頻的信道估計來估計導頻副載波205a(或205b)之間的信道。但是，在兩個用戶的傳輸塊之間的邊界A上，在用戶1#的傳輸塊之外對他來說導頻載波就不存在，并且因此也不能獲得用于內(nèi)插法的參考信道估計。結(jié)果是，信道估計錯誤增加，從而導致整個數(shù)據(jù)檢測性能的退化。為了解決這個問題，已經(jīng)建議在邊界A上分配額外的導頻副載波，或者在邊界上設置導頻副載波而不增加導頻副載波的數(shù)量。然而，額外的導頻副載波分配降低了帶寬效率，并且以較寬間隔設置導頻副載波而不增加導頻副載波的數(shù)量增加了導頻副載波之間的信道變化，從而增加了信道估計錯誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是實質(zhì)上解決至少上述問題和/或缺點并至少提供下述優(yōu)點。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于最大化信道估計效率、同時維持在上行鏈路OFDMA幀中為每個用戶分配的傳輸塊中的導頻副載波的數(shù)量的導頻設計方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于通過在分配到OFDMA幀中相鄰的傳輸塊的用戶之間共享導頻副載波而最大化信道估計效率的導頻設計方法。
本發(fā)明進一步的目的是提供一種用于通過在分配到OFDMA幀中相鄰的傳輸塊的用戶之間交換導頻碼元而最大化信道估計效率的導頻設計方法。
通過在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中提供一種導頻設計方法獲得上述目的。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中的導頻設計方法中，其中在被分割成時間-頻率柵格(lattice)的幀中完成通信并且每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，該幀被分割成多個塊，將塊分配給終端，并且在相鄰的終端之間共享預定的已分配的導頻時間-頻率柵格。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送方法中，其中為了通信，將具有時間-頻率柵格的幀分割成多個塊并將塊分配給終端，每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，在分配給終端的塊的數(shù)據(jù)碼元周期和導頻碼元周期中安排每個終端的數(shù)據(jù)信號和導頻信號，通過在分配給不同終端的相鄰塊的預定導頻時間-頻率柵格中插入終端的導頻信號而生成傳輸幀，并傳送該傳輸幀。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送方法中，其中為了通信，將具有時間-頻率柵格的幀分割成多個塊并將塊分配給終端，每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，在分配給終端的塊的數(shù)據(jù)碼元周期和導頻碼元周期中安排每個終端的數(shù)據(jù)信號和導頻信號，閑置(empty)終端的第一個導頻碼元周期的至少兩個時間-頻率柵格中的一個，用來在該空閑時間-頻率柵格中填充不同終端的導頻信號，通過在分配給不同終端的相鄰塊的至少兩個導頻時間-頻率柵格中的空閑導頻時間-頻率柵格中插入終端的導頻信號而產(chǎn)生傳輸幀，并傳送該傳輸幀。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中的信道估計方法中，其中為了通信，將具有時間-頻率柵格的幀分割成多個塊并將塊分配給終端，每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，接收具有在相鄰塊之間共享的時間-頻率柵格的幀，并且使用包含在與分配給不同終端的相鄰塊共享的時間-頻率柵格中的導頻信號來估計每個終端的信道。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中的信道估計方法中，其中為了通信，將具有時間-頻率柵格的幀分割成多個塊并將塊分配給終端，每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，接收具有在相鄰塊之間交換的時間-頻率柵格的幀，并且使用包含在從分配給不同終端的相鄰塊交換的時間-頻率柵格中的導頻信號來估計每個終端的信道。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中的導頻設計方法中，其中在被分割成時間-頻率柵格的幀中完成通信，每個時間-頻率柵格由頻率軸副載波指數(shù)(index)和時間軸碼元周期指數(shù)識別并且每個時間-頻率柵格包括多個間歇安排的導頻副載波，將該幀分割成預定大小的傳輸塊并將傳輸塊分配給終端。在至少一個碼元周期中，在終端之間共享分配給不同終端的相鄰傳輸塊的導頻副載波。
優(yōu)選地是，分配給每個終端的傳輸塊被終端的至少兩個天線共享。而且，這些天線優(yōu)選地把正交導頻信號映射成傳輸塊中的導頻副載波。
此外，優(yōu)選地是，導頻副載波在四個碼元周期期間由不同的終端共享并且可以對于兩個連續(xù)的碼元周期有選擇地被分配到終端的兩個天線。優(yōu)選地是，對于相同的兩個連續(xù)的碼元周期，將導頻副載波分配給終端的兩個天線。
而且，優(yōu)選地是，對于不同碼元周期，將導頻信號映射成傳輸塊中具有不同指數(shù)的導頻副載波。映射到終端的兩個天線的導頻信號最好是正交的。最好對于不同的碼元周期將導頻副載波有選擇的分配到終端的兩個天線。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中的導頻設計方法中，其中在被分割成時間-頻率柵格的幀中完成通信，每個時間-頻率柵格由頻率軸副載波指數(shù)和時間軸碼元周期指數(shù)識別并且每個時間-頻率柵格包括多個間歇安排的導頻副載波，將該幀分割成預定大小的傳輸塊并將傳輸塊分配給終端。在至少一個副載波中，在終端之間共享分配給不同終端的相鄰傳輸塊的導頻碼元周期。


當結(jié)合附圖時，從下面詳細的描述中本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將變得更明顯，在附圖中圖1A是圖示在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中到每個用戶的資源分配的示例的圖；圖1B是圖示在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中到每個用戶的資源分配的另一示例的圖；圖2是圖示常規(guī)的上行鏈路OFDMA系統(tǒng)的基于內(nèi)差法的信道估計的信道增益圖；圖3是圖示根據(jù)一個本發(fā)明的實施例的導頻設計方法的概念視圖；圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的導頻設計方法的概念視圖；圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明第三個實施例的導頻設計方法的概念視圖；圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明第四個實施例的導頻設計方法的概念視圖；圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明第五個實施例的導頻設計方法的概念視圖；圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明第六個實施例的導頻設計方法的概念視圖；圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明第七個實施例的導頻設計方法的概念視圖；圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明第八個實施例的導頻設計方法的概念視圖；圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明第九個實施例的導頻設計方法的概念視圖。
具體實施例方式
下面將參考相關(guān)的

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在下面描述中，由于眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)將使本發(fā)明在不需要的細節(jié)中顯得模糊，因此將不詳細描述它們。
本發(fā)明試圖通過在分配到上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中相鄰塊的用戶之間共享或交換導頻副載波來增加基站的信道估計性能。
在導頻共享的方法中，具有相鄰傳輸塊的兩個用戶使用正交導頻模式(pattern)來共享相同的導頻副載波。在導頻交換的方法中，具有相鄰傳輸塊的兩個用戶在特定時間交換導頻副載波中的至少一個。
圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的導頻設計方法的概念視圖。
為簡化標記，假設有四個用戶終端分配到相鄰的傳輸塊并且對于兩個連續(xù)的碼元周期每個傳輸塊包括16個副載波。
參考圖3，給用戶終端#a、用戶終端#b、用戶終端#c和用戶終端#d中的每一個分配包括數(shù)據(jù)副載波303的傳輸塊，此數(shù)據(jù)副載波303不與在兩個碼元周期中的其它用戶終端的數(shù)據(jù)副載波303重疊。但是，至少兩個用戶在副載波指數(shù)#k、#k+16和#k+32處共享導頻副載波305a、305b、305c和305d中的一些。
典型地，間歇地安排導頻副載波并且最好是這樣設計導頻副載波，使得相鄰導頻副載波之間的距離不寬于相干的帶寬。
以用戶終端#a和用戶終端#b的傳輸塊為例，用戶終端#b的傳輸塊的第一個副載波(即，副載波#k)是導頻副載波。用戶終端#b與用戶終端#a共享導頻副載波#k。特別地，用戶終端#b與用戶終端#a分別使用相互正交導頻模式[1 1]和[1 -1]。
在根據(jù)本發(fā)明實施例的導頻設計方法中，對一個用戶終端來說通過與其相鄰的用戶終端的導頻共享而可以獲得的附加導頻副載波的最大數(shù)量是以下述方式計算的。令Npilot表示OFDM系統(tǒng)中導頻副載波的總數(shù)，NUser表示多路訪問終端的數(shù)量。那么，每個用戶平等地可獲得的導頻副載波的原始數(shù)量NOriginal在等式(1)中表示出來NOriginal=NpilotNUser]]>等式(1)如果每兩個相鄰用戶共享一個導頻副載波，則可以給每個用戶另外分配與原先分配的導頻副載波的數(shù)量相同的導頻副載波。因此，如等式(2)所示計算分配給一個用戶的導頻副載波的總數(shù)(NTotal)NTotal=2NpilotNUser]]>等式(2)假設Npilot＝16，NUser＝4，以圖3所示的模式將8個導頻副載波分配給每個用戶。
當兩個相鄰的用戶A和B共享副載波#k時，在假定用戶A和B的信道對于碼元周期最小地改變的情況下，基站在第n和第n+1個碼元周期接收的信號表示成等式(3)和(4)Yn(k)=HA(k)XnA(k)+HB(k)XnB(k)+Wn(k)]]>等式(3)Yn+1(k)=HA(k)Xn+1A(k)+HB(k)Xn+1B(k)+Wn+1(k)]]>等式(4)其中XnA(k)和XnB(k)是來自用戶A和B的第n個OFDM碼元的副載波#k上的傳輸信號，HA(K)和HB(K)是用戶A和B的副載波#k的信道系數(shù)，Wn(k)是第n個OFDM碼元中的副載波#k的附加白高斯噪聲(AWGN)，Yn(k)是在第n個OFDM碼元的副載波#k上接收的信號。
上述等式(3)和等式(4)等價于下面的矩陣(5)Yn(k)Yn+1(k)=XnA(k)XnB(k)Xn+1A(k)Xn+1B(k)HA(k)HB(k)+Wn(k)Wn+1(k)]]>等式(5)等式(5)可以進一步被簡化成下面的等式(6)y(k)＝X(k)h(k)+w(k)等式(6)其中Yn(k)是通過第k個副載波在第n個周期接收的信號，Xn(k)是通過第k個副載波在第n個周期發(fā)送的信號，H(k)是第k個信道的信道系數(shù)，W(k)是附加白高斯噪聲(AWGN)，k是通用的副載波指數(shù)。所有這些都是在等式5上定義的。
從上述等式中注意到用于獲得在用戶A和B之間共享的導頻副載波信道的等式被表示成附加AWGN的線性等式。如果X(k)的逆即X(k)-1存在，則用戶A和B的導頻副載波信道的最大似然(maximum likelihood，ML)估計可表示成等式(7)hΛ(k)ML=X(k)-1y(k)]]>等式(7)如等式(8)所示計算估計的導頻副載波信道的最小方差(minimum squarederror，MSE)MSE＝σ2.tr((XHX)-1)等式(8)這里σ2是方差，X是最小化MSN的歸一矩陣并且其特征為XXH＝XHX＝aI 等式(9)這里I是單位矩陣。
當共享導頻副載波的用戶使用相互正交的模式例如[1 1]和[1 -1]時，上述條件被滿足。從而獲得最佳的信道估計性能。
本發(fā)明利用多項式內(nèi)插法函數(shù)估計數(shù)據(jù)副載波信道。具體而言，通過使用數(shù)據(jù)副載波左邊的兩個導頻副載波和右邊的兩個導頻副載波計算三階多項式函數(shù)的系數(shù)、然后使用所得的多項式內(nèi)插函數(shù)來估計導頻副載波之間的三個數(shù)據(jù)副載波信道。
同時，可以考慮其中兩個用戶終端使用兩個或多個發(fā)射天線的系統(tǒng)。在利用NTX發(fā)射天線的多天線OFDMA系統(tǒng)中，要利用共享的或交換的導頻子信道來估計的信道參數(shù)的數(shù)量是2NTX。因此，至少需要2NTX個用于估計的線性公式。例如，如果使用兩個發(fā)射天線并共享第k個導頻副載波，則需要用于四個接收的信號的線性公式并且基站在第n個到第n+3個OFMA碼元周期接收的信號被表示為如下述等式(10)所定義。這里假定用戶A和B的信道對于四個OFDMA碼元周期不改變。
Yk(n)Yk(n+1)Yk(n+2)Yk(n+3)=Xk,1A(n)Xk,2A(n)Xk,1B(n)Xk,2B(n)Xk,1A(n+1)Xk,2A(n+1)Xk,1B(n+1)Xk,2B(n+1)Xk,1A(n+2)Xk,2A(n+2)Xk,1B(n+2)Xk,2B(n+2)Xk,1A(n+3)Xk,2A(n+3)Xk,1B(n+3)Xk,2B(n+3)Hk,1AHk,2AHk,1BHk,2B+Wk(n)Wk(n+1)Wk(n+2)Wk(n+3)]]>等式(10)這里Xk，iA(n)和Xk，iB(n)是來自用戶A和B的第i個發(fā)射天線的第n個OFDM碼元中的第k個副載波信號，Hk，iA和Hk，iB是第n個到第n+3個OFDM碼元中來自用戶A和B的第k個發(fā)射天線的信道系數(shù)，Wk(n)是第n個OFDM碼元中第k個副載波的AWGN，Yk(n)是第n個OFDM碼元中在第k個副載波上接收的信號。
在本發(fā)明的實施例中，給每個用戶分配4個導頻副載波并且通過與相鄰用戶終端共享導頻，對每個用戶來說總共8個導頻副載波可用。
由于使用兩倍于原先分配給用戶終端的導頻副載波來估計相同的數(shù)據(jù)副載波，因而能夠?qū)崿F(xiàn)更準確的信道估計。
圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明第二個實施例的導頻設計方法的概念視圖。
如同本發(fā)明的第一個實施例，假設有四個用戶終端分配到相鄰的傳輸塊，對于兩個連續(xù)的碼元周期每個傳輸塊包括16個副載波，并且對于碼元周期信道不改變。
參考圖4，給用戶終端#a、用戶終端#b、用戶終端#c和用戶終端#d中的每一個分配包括數(shù)據(jù)副載波403的傳輸塊，此數(shù)據(jù)副載波403在兩個碼元周期中不與其它用戶終端的數(shù)據(jù)副載波403重疊。
在碼元周期#1中，用戶終端#a使用位于分配給用戶終端#b自己的導頻副載波位置#k的導頻副載波，用戶終端#c使用位于分配給用戶終端#d自己的導頻副載波位置第#(k+32)的導頻副載波。
在碼元周期#2中，用戶終端#b使用位于分配給用戶終端#c自己的導頻副載波位置第#(k+16)的導頻副載波，用戶終端#d使用位于分配給用戶終端#a自己的導頻副載波位置#0的第一導頻副載波。
正如上面所描述的，假設沒有信道變動，每個用戶終端使用在兩個碼元周期中的一個周期分配給其相鄰用戶終端的導頻副載波。因此，能夠更準確地進行信道估計。
在本發(fā)明的第二個實施例中，由于相鄰的用戶終端在不同的碼元周期交替使用相同的碼元，故不需要在導頻副載波之間保持正交。
圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明第三個實施例的導頻設計方法的概念視圖。
為簡化標記，假設有二個用戶終端分配到相鄰的傳輸塊并且對于28個連續(xù)碼元周期，每個傳輸塊包括2個副載波。
參考圖5，分別給用戶終端#a和用戶終端#b分配導頻碼元周期505a和505b，它們相對于數(shù)據(jù)碼元周期503是間歇的。在用戶終端#a傳輸塊的結(jié)尾時間區(qū)域，沒有導頻碼元周期。因此，用戶終端#a共享分配給用戶終端#b的導頻碼元周期#k。用戶終端#a和用戶終端#b使用正交的導頻模式[11]和[1 -1]。
圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明第四個實施例的導頻設計方法的概念視圖。
如同本發(fā)明的第三個實施例中那樣，假設有二個用戶終端分配到相鄰的傳輸塊并且對于28個連續(xù)碼元周期每個傳輸塊包括2個副載波。
參考圖6，分配給用戶終端#a和用戶終端#b導頻碼元周期605a和605b，其相對于數(shù)據(jù)碼元周期603是間歇的。為補償在用戶終端#a傳輸塊的結(jié)尾時間區(qū)域?qū)ьl信號的不存在，將用戶終端#b的第一個副載波的第一個導頻碼元周期分配給第一個副載波中的用戶終端#a，用戶終端#a的第一個副載波的最后一個導頻碼元周期分配給第一個副載波中的用戶終端#b。
圖7至10是圖示根據(jù)本發(fā)明第五至八個實施例的導頻設計方法的概念視圖。這些實施例中的導頻設計是用于其中終端使用兩個發(fā)射天線的系統(tǒng)。但是，發(fā)射天線的數(shù)量并不受限，因此例如終端可以具有三個或更多發(fā)射天線。
第五至八個實施例基于將兩個相鄰的傳輸塊分配給兩個用戶終端并且對于5個碼元周期每個傳輸塊包括17個副載波的假設。
在圖7中，分配給用戶終端#a和用戶終端#b的傳輸塊700和750包括導頻副載波702到705。為補償用于用戶終端#a的傳輸塊700的頻域開始和結(jié)束時沒有導頻副載波，傳輸塊700共享毗鄰于傳輸塊700、分配給其他用戶終端的導頻副載波701和704。類似地，用戶終端#b借用分配給他自己的傳輸塊750之外的其他用戶終端的導頻副載波703和706。
用戶終端#a的第一和第二個天線共享傳輸塊700，用戶終端#b的第一和第二個天線共享傳輸塊750。
依照第五個實施例，為避免同一終端中的天線之間的干擾，使用相同的導頻副載波的第一和第二個天線的導頻信號被設計成在時域上是相互正交的。
因此，對于四個碼元周期711到714，用戶終端#a的第一個天線映射導頻信號[1 1 1 1]以及第二個天線映射導頻信號[1 -1 1 -1]。對于四個碼元周期715到718，用戶終端#b的第一個天線映射導頻信號[1 1 -1 -1]以及第二個天線映射導頻信號[1 -1 -1 1]。
同樣，在用戶終端的天線之間保持正交。也就是說，用戶終端#a中第一個天線的導頻信號[1 1 1 1]正交于用戶終端#b的第一、二個天線的導頻信號[1 1 -1 -1]和[1 -1 -1 1]。
圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明第六個實施例的導頻設計方法的概念視圖。參考圖8，正如第五個實施例中那樣，分配給用戶終端#a和用戶終端#b的傳輸塊800和850包括導頻副載波802到805，導頻副載波802到805相對于數(shù)據(jù)載波間歇地安排。為補償用于用戶終端#a的傳輸塊800的頻域開始和結(jié)束時沒有導頻副載波，傳輸塊800共享毗鄰于傳輸塊800、分配給其他用戶終端的導頻副載波801和804。用戶終端#a的第一和第二個天線共享傳輸塊800，用戶終端#b的第一和第二個天線共享傳輸塊850。
在本發(fā)明的第六個實施例中，為避免天線之間的干擾使用相同的導頻副載波的第一和第二個天線被設計成在不同的碼元周期發(fā)送導頻信號。
具體而言，用戶終端#a的第一個天線將導頻信號[1 1]映射到傳輸塊800中的第一和第二個碼元周期811和812，并且第二個天線將相同的導頻信號[1 1]映射到第三和第四個碼元周期813和814。以相同的方式，用戶終端#b的第一個天線將導頻信號[1 -1]映射到傳輸塊850中的第一和第二個碼元周期815和816，并且第二個天線將相同的導頻信號[1 -1]映射到第三和第四個碼元周期817和818。
而且，將導頻信號映射到同一塊中對于不同的兩個連續(xù)碼元周期具有不同副載波指數(shù)的導頻副載波。
具體而言，用戶終端#a的第一天線將相同的導頻信號[1 1]分配到傳輸塊800中第一和第二碼元周期811和812中的第一導頻副載波802以及第三和第四碼元周期813和814中的第二導頻副載波803。用戶終端#a的第二天線將相同的導頻信號[1 1]分配到傳輸塊800中第三和第四碼元周期813和814中的第一導頻副載波802以及第一和第二碼元周期811和812中的第二導頻副載波803。
用戶終端#b的第一天線將相同的導頻信號[1 -1]分配到傳輸塊850中第一和第二碼元周期815和816中的第一導頻副載波804以及第三和第四碼元周期817和818中的第二導頻副載波805。用戶終端#b的第二天線將相同的導頻信號[1 -1]分配到傳輸塊850中第三和第四碼元周期817和818中的第一導頻副載波804以及第一和第二碼元周期815和816中的第二導頻副載波805。
圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明第七個實施例的導頻設計方法的概念視圖。參考圖9，正如在第5和第6實施例中那樣，分配給用戶終端#a和用戶終端#b的傳輸塊900和950包括相對于數(shù)據(jù)副載波間歇地安排的導頻副載波902至905。為補償用于用戶終端#a的傳輸塊900的頻域開始和結(jié)束時沒有導頻副載波，傳輸塊900共享毗鄰于傳輸塊900、分配給其他用戶終端的導頻副載波901和904。用戶終端#a的第一和第二天線共享傳輸塊900，用戶終端#b的第一和第二天線共享傳輸塊950。
在本發(fā)明的第七個實施例中，為避免天線之間的干擾，使用相同的導頻副載波的第一和第二天線中的每一個都對于不同的碼元周期將相同的導頻信號映射到不同的導頻副載波，并且第一和第二天線在同一碼元周期中映射正交導頻信號。
因此，用戶終端#a的第一和第二天線分別將導頻信號[1 1]和[1 -1]分配到第一和第二碼元周期911和912中的第一導頻副載波902。
用戶終端#a的第一和第二天線分別將導頻信號[1 1]和[1 -1]分配到第三和第四碼元周期913和914中的第二導頻副載波904。
當用戶終端#b以與用戶終端#a相同的方式映射導頻信號時，最好映射與來自用戶終端#a的天線的導頻信號正交的導頻信號。
為服務于此目的，用戶終端#b的第一和第二天線分別將導頻信號[1 1]和[1 -1]分配給傳輸塊950中第三和第四碼元周期917和918中的第一導頻副載波904。并且，用戶終端#b的第一和第二天線分別將導頻信號[1 1]和[1 -1]分配給傳輸塊950中第一和第二碼元周期915和916中的第二導頻副載波905。
這里需要注意的是用戶終端的兩個天線將不同的導頻信號映射到已分配的傳輸塊中用于不同的兩個連續(xù)碼元周期的相同的導頻副載波。
圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明第八個實施例的導頻設計方法的概念視圖。類似于上面討論的第五、第六、第七實施例，分配給用戶終端#a和用戶終端#b的傳輸塊1000和1050包括相對于數(shù)據(jù)副載波間歇地安排的導頻副載波1002至1005。為補償用于用戶終端#a的傳輸塊1000的頻域開始和結(jié)束時沒有導頻副載波，傳輸塊1000共享毗鄰于傳輸塊1000、分配給其他用戶終端的導頻副載波1001和1004。用戶終端#a的第一和第二天線共享傳輸塊1000，用戶終端#b的第一和第二天線共享傳輸塊1050。
在本發(fā)明的第八個實施例中，為避免同一終端內(nèi)以及終端之間天線間的干擾，兩個終端的天線對于不同的碼元周期發(fā)送導頻信號。
因此，用戶終端#a的第一和第二天線將導頻信號[1]分別分配給第一和第二碼元周期1011和1012中的第一導頻副載波1002。
并且，用戶終端#a的第一和第二天線將導頻信號[1]分別分配給第三和第四碼元周期1013和1014中的第二導頻副載波1003。
同時，用戶終端#b的第一和第二天線將導頻信號[1]分別分配給第二和第四碼元周期1016和1018中的第一導頻副載波1004。并且，用戶終端#b的第一和第二天線將導頻信號[1]分別分配給第四和第二碼元周期1018和1016中的第二導頻副載波1005。
上面描述的映射使導頻信號在同一終端以及在兩個終端之間的第一和第二天線之間正交。因此，可以避免終端之間的、同一終端的天線之間的、同一天線的信道之間的干擾。
圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明第九個實施例的導頻設計方法的概念視圖。對于預定的碼元周期，將導頻信號映射到分配給終端的副載波。除了時間軸和頻率軸的位置變化，第九個實施例類似于第五個實施例。
分配給用戶終端#a和用戶終端#b的傳輸塊10和20包括相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的導頻碼元周期12至15。為補償用于用戶終端#a的傳輸塊10的時間域開始和結(jié)束時沒有導頻碼元，傳輸塊10共享毗鄰于傳輸塊10、分配給其他用戶終端的導頻碼元周期11和14。類似地，為補償用于用戶終端#b的傳輸塊20的時間域開始和結(jié)束時沒有導頻碼元，傳輸塊20共享毗鄰于傳輸塊20、分配給其他用戶終端的導頻碼元周期13和16。
用戶終端#a的第一和第二天線共享傳輸塊10，用戶終端#b的第一和第二天線共享傳輸塊20。
以此方式，假定兩個連續(xù)副載波的信道響應在頻域是一樣的，相鄰的用戶終端交換分配給它們的副載波之一的導頻碼元周期，從而獲得更正確的信道估計。
根據(jù)上面描述的本發(fā)明，與相鄰用戶終端共享或交換分配給每個用戶終端的預定數(shù)量的導頻副載波(或?qū)ьl碼元周期)。因此，事實上使用了比分配給用戶終端的導頻副載波多的導頻副載波(導頻副載波周期)。
并且，用戶終端利用相鄰用戶終端的導頻副載波作為他自己的，而不增加對于用戶終端的導頻副載波(導頻碼元周期)的分配率。因此，改善了信道估計性能。
由于考慮到對用戶終端中多個天線的使用來設計導頻信號，因此獲得了天線分集增益。
盡管已參考其特定優(yōu)選實施例示出和說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不背離如后附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進行形式和細節(jié)上的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種上行鏈路正交頻分復用接入(OFDMA)系統(tǒng)中的導頻設計方法，其中在被分割成時間-頻率柵格的幀中完成通信，每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，該方法包括下列步驟將所述幀分割成多個塊；將所述塊分配給終端；以及在相鄰的終端之間共享預定的分配的導頻時間-頻率柵格。
2.如權(quán)利要求1所述的導頻設計方法，其中共享時間-頻率柵格的步驟包括在分配給預定終端的第一個導頻碼元周期的至少一個導頻時間-頻率柵格中插入預定終端的導頻信號和相鄰終端的導頻信號。
3.如權(quán)利要求2所述的導頻設計方法，其中所述預定終端的導頻信號正交于相鄰終端的導頻信號。
4.如權(quán)利要求1所述的導頻設計方法，其中共享時間-頻率柵格的步驟包括在分配給預定終端的第一個導頻碼元周期的至少兩個導頻時間-頻率柵格的一個中僅插入相鄰終端的導頻信號。
5.一種上行鏈路正交頻分復用接入(OFDMA)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其中為了通信，將具有時間-頻率柵格的幀分割成多個塊，將塊分配給終端，每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，該方法包括下列步驟分別在分配給終端的塊的數(shù)據(jù)碼元周期和導頻碼元周期中安排每個終端的數(shù)據(jù)信號和導頻信號；通過在分配給不同終端的相鄰塊的預定導頻時間-頻率柵格中插入終端的導頻信號來產(chǎn)生傳輸幀；以及發(fā)送該傳輸幀。
6.一種上行鏈路正交頻分復用接入(OFDMA)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)發(fā)送方法，其中將具有時間-頻率柵格的幀分割成多個塊，將塊分配給終端，每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，該方法包括下列步驟分別在分配給終端的塊的數(shù)據(jù)碼元周期和導頻碼元周期中安排每個終端的數(shù)據(jù)信號和導頻信號；閑置終端的第一個導頻碼元周期的至少兩個時間-頻率柵格中的一個，用來在該空閑時間-頻率柵格中填充不同終端的導頻信號；通過在分配給不同終端的相鄰塊中至少兩個導頻時間-頻率柵格中的空閑導頻時間-頻率柵格中插入終端的導頻信號而生成傳輸幀；以及發(fā)送該傳輸幀。
7.一種上行鏈路正交頻分復用接入(OFDMA)系統(tǒng)中的信道估計方法，其中將具有時間-頻率柵格的幀分割成多個塊，將塊分配給終端，每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，該方法包括下列步驟接收具有在相鄰塊之間共享的時間-頻率柵格的幀；以及使用包含在與分配給不同終端的相鄰塊共享的時間-頻率柵格中的導頻信號來估計每個終端的信道。
8.一種上行鏈路正交頻分復用接入(OFDMA)系統(tǒng)中的信道估計方法，其中將具有時間-頻率柵格的幀分割成多個塊，將塊分配給終端，每個時間-頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期，該方法包括下列步驟接收具有在相鄰塊間交換的時間-頻率柵格的幀；以及使用包含在從分配給不同終端的相鄰塊交換的時間-頻率柵格中的導頻信號來估計每個終端的信道。
9.一種上行鏈路正交頻分復用接入(OFDMA)系統(tǒng)中的導頻設計方法，其中在被分割成時間-頻率柵格的幀中完成通信，每個時間-頻率柵格由頻率軸副載波指數(shù)和時間軸碼元周期指數(shù)識別并且每個時間-頻率柵格包括多個間歇安排的導頻副載波，該方法包括下列步驟將幀分割成預定大小的傳輸塊并將傳輸塊分配給終端；以及在至少一個碼元周期中共享分配給不同終端的相鄰傳輸塊的導頻副載波。
10.如權(quán)利要求9所述的導頻設計方法，其中在預定的碼元周期間隔將導頻副載波轉(zhuǎn)移到其它的副載波指數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的導頻設計方法，其中分配給每個終端的傳輸塊由終端的至少兩個天線共享。
12.如權(quán)利要求11所述的導頻設計方法，其中天線將正交導頻信號映射到傳輸塊中的導頻副載波。
13.如權(quán)利要求10所述的導頻設計方法，其中對于四個碼元周期導頻副載波由不同的終端共享。
14.如權(quán)利要求13所述的導頻設計方法，其中分配給每個終端的傳輸塊由終端的至少兩個天線共享。
15.如權(quán)利要求14所述的導頻設計方法，其中對于兩個連續(xù)的碼元周期有選擇地將導頻副載波分配給終端的兩個天線。
16.如權(quán)利要求15所述的導頻設計方法，其中對于不同的碼元周期將導頻信號映射到傳輸塊中具有不同指數(shù)的導頻副載波。
17.如權(quán)利要求14所述的導頻設計方法，其中對于相同的兩個連續(xù)碼元周期將導頻副載波分配給終端的兩個天線。
18.如權(quán)利要求17所述的導頻設計方法，其中對于不同的碼元周期將導頻信號映射到傳輸塊中具有不同指數(shù)的導頻副載波。
19.如權(quán)利要求18所述的導頻設計方法，其中映射到終端的兩個天線的導頻信號相互正交。
20.如權(quán)利要求13所述的導頻設計方法，其中對于不同的碼元周期有選擇地將導頻副載波分配給終端的兩個天線。
21.如權(quán)利要求20所述的導頻設計方法，其中對于不同的碼元周期將導頻信號映射到傳輸塊中具有不同指數(shù)的導頻副載波。
22.一種上行鏈路正交頻分復用接入(OFDMA)系統(tǒng)中的導頻設計方法，其中在被分割成時間-頻率柵格的幀中完成通信，每個時間-頻率柵格由頻率軸副載波指數(shù)和時間軸碼元周期指數(shù)識別并且每個時間-頻率柵格包括多個間歇安排的導頻碼元周期，該方法包括下列步驟將幀分割成預定大小的傳輸塊并將傳輸塊分配給終端；以及在至少一個副載波中共享分配給不同終端的相鄰傳輸塊的導頻碼元周期。
23.如權(quán)利要求22所述的導頻設計方法，其中分配給每個終端的傳輸塊由終端的至少兩個天線共享。
24.如權(quán)利要求23所述的導頻設計方法，其中天線將正交導頻信號映射到傳輸塊中的導頻碼元周期。
全文摘要
提供了一種上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中的導頻設計方法。在上行鏈路OFDMA系統(tǒng)中，在被分割成時間－頻率柵格的幀中完成通信，并且每個時間－頻率柵格包括多個數(shù)據(jù)碼元周期和相對于數(shù)據(jù)碼元周期間歇地安排的多個導頻碼元周期。將幀分割成多個塊。將塊分配給終端。在相鄰終端之間共享預定的分配的導頻時間－頻率柵格。
文檔編號H04L27/26GK1677970SQ200510068559
公開日2005年10月5日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者丁英鎬, 鄭在學, 黃讚洙, 南承勛, 李甬勛, 樸弘善 申請人:三星電子株式會社, 韓國科學技術(shù)院