專利名稱：兼容WiMAX的系統(tǒng)導頻設(shè)計方法及基于該導頻的信道估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是涉及一種基于同頻兼容IEEE802.16e (WiMAX，微波存取全球互通)的無線系統(tǒng)的公共導頻和專用導頻的設(shè)計 方法及基于該導頻的信道估計方法。
背景技術(shù)：
基于平滑演進以及運營商的需求，必然涉及在現(xiàn)有系統(tǒng)上發(fā)展出更先進 的新無線通信系統(tǒng)的問題，這一 問題體現(xiàn)在同頻兼容原有系統(tǒng)的新系統(tǒng)設(shè) 計。圖1所示是一個兼容WiMAX系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)示意圖?，F(xiàn)有系統(tǒng)通常是在 幀頭放置Preamble (前導碼)，而在每個OFDM符號中插入專用導頻。這 樣的設(shè)計往往不能夠適應現(xiàn)代系統(tǒng)的需求對于高速移動用戶導頻不夠，導 致接收機性能下降，而對于固定或者低速移動用戶，導頻開銷顯得過多，不 能發(fā)揮出系統(tǒng)的頻譜效率。此外，目前的Preamble (前導碼)只提供cell ID information (小區(qū)標識信息)，有點浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種導頻插入方法，解決現(xiàn)有導頻插入 方法對資源利用的效率較低，不能滿足用戶需求的問題。
一種兼容微波存取全球互通WiMAX系統(tǒng)的演進系統(tǒng)的導頻設(shè)計方法， 其特征在于將WiMAX系統(tǒng)的前導碼作為公共導頻，專用導頻按用戶插入， 不同的用戶按照設(shè)定的插入比例插入專用導頻。
進一步地，上述方法還可具有以下特點根據(jù)用戶的無線傳輸條件或需 要設(shè)定專用導頻的插入比例。
進一步地，上述方法還可具有以下特點移動速度快或噪聲干擾大的用戶其專用導頻插入比例大于移動速度慢或噪聲干擾小的用戶。
進一步地，上述方法還可具有以下特點在傳輸距離小于lkm或固定 點對點傳輸時，不插入專用導頻。
進一步地，上述方法還可具有以下特點在用戶移動速度大于60km/h 時，插入專用導頻的比例為1/7或1/8或1/10。
進一步地，上述方法還可具有以下特點在用戶移動速度大于120km/h 時，插入專用導頻的比例為1/4或1/3或1/2。
進一步地，上述方法還可具有以下特點所述系統(tǒng)為多天線時，所述多 個天線的公共導頻被重新設(shè)計，彼此正交。
本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種在上述導頻插入方式下的信 道4古i十方法。
一種信道估計方法，包含如下步驟
(a)每個接收機在具有公共導頻的子載波位置利用公共導頻進行信道 估計，并存儲信道估計的結(jié)果；
(b )每個接收機在各自用戶區(qū)具有專用導頻的子載波位置利用專用導 頻進行信道估計，并存儲信道估計結(jié)果；
(c)在那些既有公共導頻，又有專用導頻的位置利用步驟(a) , (b) 中的信道估計結(jié)果測算出從公共導頻到專用導頻這段時間上信道的預測規(guī) 律；根據(jù)該預測規(guī)律，在只有公共導頻而沒有專用導頻的子載波位置上，預 測用戶區(qū)的子載波的信道估計值；利用上述預測的子載波信道估計值和所存 儲的信道估計結(jié)果，對用戶區(qū)其它子載波的信道進行插值。
一種信道估計方法，包含如下步驟
(a) 每個接收機在具有公共導頻的子載波位置利用公共導頻進行信道 估計，并存儲信道估計的結(jié)果；
(b) 每個接收機在各自用戶區(qū)具有專用導頻的子載波位置利用專用導 頻進行信道估計，并存儲信道估計結(jié)果；(c)在那些既有公共導頻，又有專用導頻的位置利用步驟(a) , (b) 中的信道估計結(jié)果測算出從公共導頻到專用導頻這段時間上信道的預測規(guī) 律；對每兩個預測值位置之間的子載波利用這兩個預測值的規(guī)律進行預觀'J， 得到用戶區(qū)這部分子載波的信道估計。本發(fā)明采用前導碼作為公共導頻，按用戶插入專用導頻，達到較佳的傳 輸效果，且提出一種利用公共導頻和用戶專用導頻共同完成信道估計的方 法，本發(fā)明具有下述優(yōu)勢(1)沒有新增公共導頻開銷；(2)以用戶為單位 進行專用導頻的插入，對無線信道的適應會更準確；(3)增強了信道估計 的魯棒性。


圖l是IMT-Adv兼容WiMAX的幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明單天線和多天線的公共導頻-Preamble的圖樣示意圖；圖3是本發(fā)明信道估計方法流程圖；圖4是本發(fā)明專用導頻和公共導頻結(jié)合進行信道估計的示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的特點是利用原有系統(tǒng)的前導碼作為公共導頻，而專用導頻按照 用戶插入。不同的用戶根據(jù)其傳輸環(huán)境和需要進行專用導頻的插入，輔之以 公共導頻，達到最有效的傳輸效果。本發(fā)明利用原有系統(tǒng)(即WiMAX系統(tǒng))的Preamble (前導碼)作為公 共導頻。然后在幀結(jié)構(gòu)的后面部分不同的用戶時頻資源區(qū)，進行不同比例的 專用導頻插入，這種專用導頻仍然用于信道估計。顯然在WiMAX占用的頻 譜中，公共導頻即Preamble是全帶寬的，因而其信道估計的效果好。而在 用戶區(qū)，導頻則只占用部分帶寬，但是，用戶區(qū)的導頻密度可根據(jù)該用戶的 無線傳輸條件選擇安排導頻的比例，在比較靜態(tài)的環(huán)境中，可以插入較少的 導頻，甚至可以不用專用導頻；而在快速移動環(huán)境中或者干擾較大時，可以選擇插入較多的導頻。無線傳輸條件可以根據(jù)CQI (信道質(zhì)量指示)來衡量， 也可以根據(jù)由導頻計算得到的接收SNR來衡量，方法較多，這里不局限于 上述參數(shù)。
從性能最優(yōu)的角度來說，例如近距離(<lkm),固定點對點的傳輸可 以不用插入專用導頻，而對于低速移動的用戶(〈60km/h),可以采用較小的 比例插入專用導頻譬如，均勻插入的比例是1/7, 1/8, 1/10等；對于較高速 移動(>120km/h)的用戶，可采用較大的比例摻入專用導頻(譬如1/4, 1/3, 1/2等)。本發(fā)明所述的插入比例不限于上述的給出的實例。
基于上述導頻進行信道估計，單天線情況下，首先每個用戶都可以利用 Preamble進行信道估計，而每個用戶區(qū)中則是根據(jù)自己的專用導頻進行信道 估計，由于專用導頻是插入式的導頻，需要進行頻率域的插值，這時可以利 用公共導頻估計的(相對比較準確的)信道進行時頻二維插值，以提高信道 估計的質(zhì)量。
本發(fā)明信道估計方法詳細步驟如圖3所示
步驟310:每個接收機先用公共導頻進行(全頻段的)信道估計，并存 儲信道估計的結(jié)果；
步驟320:每個接收機在各自的用戶區(qū)利用專用導頻進行信道估計，并 存儲信道估計結(jié)果；
步驟330:插值，得到無導頻的子載波的信道估計值，具體方法如下
(1) 在那些既有公共導頻，又有專用導頻的位置測算出從公共導頻到 專用導頻這段時間上信道的預測規(guī)律；
(2) 在那些只有公共導頻而沒有專用導頻的子載波上，預測用戶區(qū)的
信道；
具體預測的方法較多，這里給出一種簡單的方法說明，參照圖4。若預 測模型是//^="http://一，利用位置1, 3處公共導頻和專用導頻的信道估計結(jié) 果，(可用最小二乘)可以得到oc的值。然后再利用前面的預測模型即可得 到位置2的用戶信道。本發(fā)明預測方法不限定于此。后面的預測方法類似理解。(3)利用上述預測的子載波信道估計值和步驟310,步驟320得到的 各子載波信道估計的結(jié)果，對用戶區(qū)其它子載波的信道進行插值，獲得其他 子載波的信道估計值。在本發(fā)明另一實施例中，步驟310， 320同上，步驟330中的插值方法 如下(1)在那些既有公共導頻，又有專用導頻的位置測算出從公共導頻 到專用導頻這段時間上信道的預測規(guī)律；(2 )對每兩個預測值位置之間的子載波利用這兩個預測值的規(guī)律進行 預測，得到用戶區(qū)這部分子載波的信道估計；從而完成插值過程。多天線情況下，信道估計的處理方法相同。只是^^共導頻被專門進行了 設(shè)計，不同天線上的公共導頻彼此之間應該保持正交。多天線的一個示例如 圖2所示，共有兩個天線，其公共導頻彼此正交。實例一圖4所示是利用本發(fā)明方法進行信道估計的示意圖，如果公共導頻按照 1， 3， 5,...的子載波位置排列，而專用導頻則是按照1， 5， 9, 13,...的 子載波的位置安排，那么，在奇數(shù)位置可以得到信道由公共導頻到用戶專用 導頻時間段的預測(在l, 5, 9才有用戶專用導頻)，從而利用該預測預測 出偶數(shù)位置的用戶區(qū)的信道。利用剛剛獲得的位置1 8的估計結(jié)果插值補出 其它位置的信道。.明用迅肝么、秀矛頓和用尸虧用問逸1古" (1)沒有新增公共導頻開銷；(2)以用戶為單位進行專用導頻的插入，對 無線信道的適應會更準確；(3)增強了信道估計的魯棒性。
權(quán)利要求
1、一種兼容微波存取全球互通WiMAX系統(tǒng)的演進系統(tǒng)的導頻設(shè)計方法，其特征在于將WiMAX系統(tǒng)的前導碼作為公共導頻，專用導頻按用戶插入，不同的用戶按照設(shè)定的插入比例插入專用導頻。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于根據(jù)用戶的無線傳輸條件 或需要設(shè)定專用導頻的插入比例。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于移動速度快或噪聲干擾大 的用戶其專用導頻插入比例大于移動速度慢或噪聲干擾小的用戶。
4、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在傳輸距離小于lkm或固 定點對點傳輸時，不插入專用導頻。
5、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在用戶移動速度大于60km/h 時，插入專用導頻的比例為1/7或1/8或1/10。
6、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在用戶移動速度大于 120km/h時，插入專用導頻的比例為1/4或1/3或1/2。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述系統(tǒng)為多天線時，所 述多個天線的公共導頻被重新設(shè)計，彼此正交。
8、 一種信道估計方法，包含如下步驟(a)每個接收機在具有公共導頻的子載波位置利用公共導頻進行信道 估計，并存儲信道估計的結(jié)果；(b )每個接收機在各自用戶區(qū)具有專用導頻的子載波位置利用專用導 頻進行信道估計，并存儲信道估計結(jié)果；(c)在那些既有公共導頻，又有專用導頻的位置利用步驟(a) ， (b) 中的信道估計結(jié)果測算出從公共導頻到專用導頻這段時間上信道的預測規(guī) 律；根據(jù)該預測規(guī)律，在只有公共導頻而沒有專用導頻的子載波位置上，預 測用戶區(qū)的子載波的信道估計值；利用上述預測的子載波信道估計值和所存 儲的信道估計結(jié)果，對用戶區(qū)其它子載波的信道進行插值。
9、 一種信道估計方法，包含如下步驟(a) 每個接收機在具有公共導頻的子載波位置利用公共導頻進行信道 估計，并存儲信道估計的結(jié)果；(b) 每個接收機在各自的用戶區(qū)具有專用導頻的子載波位置利用專用 導頻進行信道估計，并存儲信道估計結(jié)果；(c) 在那些既有公共導頻，又有專用導頻的位置利用步驟(a) ， (b) 中的信道估計結(jié)果測算出從公共導頻到專用導頻這段時間上信道的預測規(guī) 律；對每兩個預測值位置之間的子載波利用這兩個預測值的規(guī)律進行預測， 得到用戶區(qū)這部分子載波的信道估計。
全文摘要
一種兼容微波存取全球互通WiMAX系統(tǒng)的演進系統(tǒng)的導頻設(shè)計方法，將WiMAX系統(tǒng)的前導碼作為公共導頻，專用導頻按用戶插入，不同的用戶按照設(shè)定的插入比例插入專用導頻。及提出一種在此導頻方式下的信道估計方法，首先每個接收機在具有公共導頻或?qū)Ｓ脤ьl的子載波位置利用導頻進行信道估計；在那些既有公共導頻，又有專用導頻的位置利用估計結(jié)果測算出從公共導頻到專用導頻這段時間上信道的預測規(guī)律；對每兩個預測值位置之間的子載波利用這兩個預測值的規(guī)律進行預測，得到用戶區(qū)這部分子載波的信道估計；或根據(jù)該預測規(guī)律，在只有公共導頻子載波位置上，預測用戶區(qū)的信道估計值；利用預測的信道估計值和得到的估計結(jié)果，插值得到其它子載波信道估計值。
文檔編號H04L25/02GK101291306SQ20071009378
公開日2008年10月22日 申請日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月18日
發(fā)明者張學林 申請人:中興通訊股份有限公司