優(yōu)先權(quán)要求

本申請要求享有題為“Method and apparatus for transmitting pilots from multiple antennas(用于從多個天線傳送導頻的方法和裝置)”并于2008年3月14日提交的美國臨時專利申請S/N.61/036,895的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，該申請實質(zhì)上通過援引完全納入于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的某些實施例一般涉及無線通信，尤其涉及一種為多天線傳輸選取恰當?shù)难h(huán)延遲值以便準確估計信道增益的方法。

概述

某些實施例提供了一種在無線通信系統(tǒng)中傳送導頻的方法。該方法一般包括基于第一循環(huán)延遲生成給第一發(fā)射天線的第一導頻，以及基于比第一循環(huán)延遲大至少循環(huán)前綴長度的第二循環(huán)延遲生成給第二發(fā)射天線的第二導頻。

某些實施例提供了一種在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行信道估計的方法。該方法一般包括獲得包含第一和第二導頻的第一輸入樣本，其中第一導頻是基于第一循環(huán)延遲生成并且自第一發(fā)射天線發(fā)送的，第二導頻是基于第二循環(huán)延遲生成并且自第二發(fā)射天線發(fā)送的，第二循環(huán)延遲比第一循環(huán)延遲大至少循環(huán)前綴長度，且這些第一輸入樣本是來自第一接收天線；以及處理這些第一輸入樣本以獲得對于第一發(fā)射天線的第一信道估計和對于第二發(fā)射天線的第二信道估計。

某些實施例提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中傳送導頻的裝置。該裝置一般包括用來基于第一循環(huán)延遲生成給第一發(fā)射天線的第一導頻的邏輯，以及用來基于比第一循環(huán)延遲大至少循環(huán)前綴長度的第二循環(huán)延遲生成給第二發(fā)射天線的第二導頻的邏輯。

某些實施例提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行信道估計的裝置。該裝置一般包括用于獲得包含第一和第二導頻的第一輸入樣本的邏輯，其中第一導頻是基于第一循環(huán)延遲生成并且自第一發(fā)射天線發(fā)送的，第二導頻是基于第二循環(huán)延遲生成并且自第二發(fā)射天線發(fā)送的，第二循環(huán)延遲比第一循環(huán)延遲大至少循環(huán)前綴長度，且這些第一輸入樣本是來自第一接收天線；以及用于處理這些第一輸入樣本以獲得對于第一發(fā)射天線的第一信道估計和對于第二發(fā)射天線的第二信道估計的邏輯。

某些實施例提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中傳送導頻的裝置。該裝置一般包括用于基于第一循環(huán)延遲生成給第一發(fā)射天線的第一導頻的裝置，以及用于基于比第一循環(huán)延遲大至少循環(huán)前綴長度的第二循環(huán)延遲生成給第二發(fā)射天線的第二導頻的裝置。

某些實施例提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行信道估計的裝置。該裝置一般包括用于獲得包含第一和第二導頻的第一輸入樣本的裝置，其中第一導頻是基于第一循環(huán)延遲生成并且自第一發(fā)射天線發(fā)送的，第二導頻是基于第二循環(huán)延遲生成并且自第二發(fā)射天線發(fā)送的，第二循環(huán)延遲比第一循環(huán)延遲大至少循環(huán)前綴長度，且這些第一輸入樣本是來自第一接收天線；以及用于處理這些第一輸入樣本以獲得對于第一發(fā)射天線的第一信道估計和對于第二發(fā)射天線的第二信道估計的裝置。

某些實施例提供一種用于在無線通信系統(tǒng)中傳送導頻的計算機程序產(chǎn)品，包括其上存儲有指令的計算機可讀介質(zhì)，這些指令可由一個或更多個處理器執(zhí)行。這些指令一般包括用來基于第一循環(huán)延遲生成給第一發(fā)射天線的第一導頻的指令，以及用來基于比第一循環(huán)延遲大至少循環(huán)前綴長度的第二循環(huán)延遲生成給第二發(fā)射天線的第二導頻的指令。

某些實施例提供一種用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行信道估計的計算機程序產(chǎn)品，包括其上存儲有指令的計算機可讀介質(zhì)，這些指令可由一個或更多個處理器執(zhí)行。這些指令一般包括用于獲得包含第一和第二導頻的第一輸入樣本的指令，其中第一導頻是基于第一循環(huán)延遲生成并且自第一發(fā)射天線發(fā)送的，第二導頻是基于第二循環(huán)延遲生成并且自第二發(fā)射天線發(fā)送的，第二循環(huán)延遲比第一循環(huán)延遲大至少循環(huán)前綴長度，且這些第一輸入樣本是來自第一接收天線；以及用于處理這些第一輸入樣本以獲得對于第一發(fā)射天線的第一信道估計和對于第二發(fā)射天線的第二信道估計的指令。

附圖簡述

為了能詳細地理解本公開上面陳述的特征所用的方式，可以參照實施例來對以上簡要概述的進行更具體的描述，其中一些實施例在附圖中圖解。然而應(yīng)該注意，附圖僅圖解了本公開的某些典型實施例，故不應(yīng)被認為限定其范圍，因為該描述可以準入其他同等有效的實施例。

圖1圖解根據(jù)本公開的某些實施例的示例無線通信系統(tǒng)。

圖2圖解根據(jù)本公開的某些實施例的用于時分雙工(TDD)的示例正交頻分復(fù)用/正交頻分多址(OFDM/OFDMA)幀。

圖3圖解根據(jù)本公開的某些實施例的可以在無線通信系統(tǒng)內(nèi)使用的示例發(fā)射機和示例接收機。

圖4圖解根據(jù)本公開的某些實施例的OFDM調(diào)制器的設(shè)計的框圖。

圖5圖解根據(jù)本公開的某些實施例的循環(huán)延遲分集的示例。

圖6圖解根據(jù)本公開的某些實施例的用于一個OFDM碼元的示例導頻副載波結(jié)構(gòu)。

圖7圖解根據(jù)本公開的某些實施例的在圖3中的基站處的調(diào)制器的設(shè)計的框圖。

圖8圖解根據(jù)本公開的某些實施例的用于為多輸入單輸出(MISO)或多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)生成導頻的過程。

圖8A圖解有能力執(zhí)行圖8中所圖解的操作的示例組件。

圖9圖解根據(jù)本公開的某些實施例的信道估計器的設(shè)計的框圖。

圖10圖解根據(jù)本公開的某些實施例的用于在MISO或MIMO系統(tǒng)中執(zhí)行信道估計的過程。

圖10A圖解有能力執(zhí)行圖10中所圖解的操作的示例組件。

詳細描述

本文中使用措詞“示例性”來表示“起到示例、實例、或例示的作用”。本文中描述為“示例性”的任何實施例不必被解釋為優(yōu)于或勝過其他實施例。

可以對多天線正交頻分復(fù)用(OFDM)傳輸應(yīng)用循環(huán)延遲分集(CDD)方案來提供更高的頻率分集以及改善差錯率性能。通過從多個天線傳送經(jīng)循環(huán)延遲的數(shù)據(jù)便可生成多條人為的信道路徑。可以在接收機方使用已知導頻或訓練序列來執(zhí)行對與這多個發(fā)射天線相關(guān)聯(lián)的信道增益的估計。然而，在某些情形中，若經(jīng)循環(huán)延遲的諸導頻序列匹配信道剖視中諸路徑延遲，則諸時域信道路徑在接收機處不能被完全分離。

示例性無線通信系統(tǒng)

本文中所描述的技術(shù)可以用于各種寬帶無線通信系統(tǒng)，其中包括基于正交多路復(fù)用方案的通信系統(tǒng)。此類通信系統(tǒng)的示例包括正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)、單載波頻分多址(SC-FDMA)系統(tǒng)等。OFDMA系統(tǒng)利用正交頻分復(fù)用(OFDM)，這是一種將整個系統(tǒng)帶寬劃分成多個正交副載波的調(diào)制技術(shù)。這些副載波也可以被稱為頻調(diào)、頻槽等。有了OFDM，每個副載波就可以用數(shù)據(jù)獨立調(diào)制。SC-FDMA系統(tǒng)可以利用交織式FDMA(IFDMA)在跨系統(tǒng)帶寬分布的副載波上傳送，利用局部式FDMA(LFDMA)在由毗鄰副載波構(gòu)成的塊上傳送，或者利用增強式FDMA(EFDMA)在多個由毗鄰副載波構(gòu)成的塊上傳送。一般而言，調(diào)制碼元在OFDM下是在頻域中發(fā)送的，而在SC-FDMA下是在時域中發(fā)送的。

基于正交多路復(fù)用方案的通信系統(tǒng)的一個具體示例是WiMAX系統(tǒng)。代表微波接入全球可互操作性的WiMAX是基于標準的寬帶無線技術(shù)，它提供長距離上的高吞吐量寬帶連接。當今有兩種主要的WiMAX應(yīng)用：固定WiMAX和移動WiMAX。固定WiMAX應(yīng)用是點對多點的，其使得能夠?qū)拵Ы尤肜缱艉推髽I(yè)。移動WiMAX提供蜂窩網(wǎng)絡(luò)在寬帶速度的全移動性。

IEEE 802.16是為固定和移動寬帶無線接入(BWA)系統(tǒng)定義空中接口的新興的標準組織。這些標準定義了至少四個不同的物理層(PHY)和一個媒體接入控制(MAC)層。這四個物理層中的OFDM和OFDMA物理層分別是固定和移動BWA領(lǐng)域中最流行的。

圖1圖解可以在其中采用本公開的實施例的無線通信系統(tǒng)100的示例。無線通信系統(tǒng)100可以是寬帶無線通信系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)100可以為各自由基站104服務(wù)的數(shù)個蜂窩小區(qū)102提供通信。基站104可以是與用戶終端106通信的固定站?；?04也可以替換地用接入點、B節(jié)點、或其他某個術(shù)語稱之。

圖1描繪了遍布系統(tǒng)100的各種用戶終端106。用戶終端106可以是固定(即，靜止)的或移動的。用戶終端106可以替換地用遠程站、接入終端、終端、訂戶單元、移動站、臺、用戶裝備、訂戶站等稱之。用戶終端106可以是諸如蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、手持式設(shè)備、無線調(diào)制解調(diào)器、膝上型計算機、個人計算機等無線設(shè)備。

可以對無線通信系統(tǒng)100中在基站104與用戶終端106之間的傳輸使用各種算法和方法。例如，可以根據(jù)OFDM/OFDMA技術(shù)在基站104與用戶終端106之間發(fā)送和接收信號。如果是這種情形，則無線通信系統(tǒng)100可以被稱為OFDM/OFDMA系統(tǒng)。

幫助進行從基站104向用戶終端106的傳輸?shù)耐ㄐ沛溌房梢员环Q為下行鏈路(DL)108，而幫助進行從用戶終端106向基站104的傳輸?shù)耐ㄐ沛溌房梢员环Q為上行鏈路(UL)110。替換地，下行鏈路108可以被稱為前向鏈路或前向信道，而上行鏈路110可以被稱為反向鏈路或反向信道。

蜂窩小區(qū)102可以被劃分為多個扇區(qū)112。扇區(qū)112是蜂窩小區(qū)102內(nèi)的物理覆蓋區(qū)。無線通信系統(tǒng)100內(nèi)的基站104可以利用將功率流集中在蜂窩小區(qū)102的特定扇區(qū)112內(nèi)的天線。如此的天線可以被稱為定向天線。

圖2示出IEEE 802.16中用于時分雙工(TDD)模式的示例幀結(jié)構(gòu)200。傳輸時間線可以被分割成以幀為單位。每個幀可橫跨預(yù)定歷時，例如5毫秒(ms)，并且可以被分割成下行鏈路子幀和上行鏈路子幀。一般而言，下行鏈路和上行鏈路子幀可以覆蓋幀的任何片斷。下行鏈路和上行鏈路子幀可以由發(fā)射傳輸間隙(TTG)和接收傳輸間隙(RTG)分隔開。

可以定義數(shù)個物理子信道。每個物理子信道可以包括可以毗連、也可以跨系統(tǒng)帶寬分布的副載波集。也可以定義數(shù)個邏輯子信道并且可以基于已知映射將其映射至物理子信道。邏輯子信道可以簡化資源的分配。

如圖2中所示，下行鏈路子幀可以包括前同步碼、幀控制頭部(FCH)、下行鏈路映射(DL-MAP)、上行鏈路映射(UL-MAP)、以及下行鏈路(DL)陣發(fā)。前同步碼可以攜帶可以被訂戶站用來作幀檢測和同步的已知傳輸。FCH可以攜帶用來接收DL-MAP、UL-MAP、以及下行鏈路陣發(fā)的參數(shù)。DL-MAP可以攜帶DL-MAP消息，該消息可以包括用于下行鏈路接入的各種類型的控制信息(例如，資源分配或指派)的信息元素(IE)。UL-MAP可以攜帶UL-MAP消息，該消息可以包括用于上行鏈路接入的各種類型的控制信息的IE。下行鏈路陣發(fā)可以攜帶給正被服務(wù)的訂戶站的數(shù)據(jù)。上行鏈路子幀可以包括上行鏈路陣發(fā)，后者可以攜帶被調(diào)度進行上行鏈路傳輸?shù)挠啈粽舅鶄魉偷臄?shù)據(jù)。

本文中所描述的導頻傳輸技術(shù)既可以用于多輸入多輸出(MIMO)傳輸也可以用于多輸入單輸出(MISO)傳輸。這些技術(shù)還可以用于在下行鏈路以及上行鏈路上的導頻傳輸。為了清楚起見，以下針對MIMO情形中下行鏈路上的導頻傳輸來描述這些技術(shù)的某些方面。

圖3示出作為圖1中的基站之一和訂戶站之一的基站104和訂戶站106的設(shè)計的框圖?；?04裝備有多個(M個)天線334a到334m。訂戶站106裝備有多個(R個)天線352a到352r。

在基站104處，發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器320可以接收來自數(shù)據(jù)源312的數(shù)據(jù)，基于一個或更多個調(diào)制和編碼方案處理(例如，編碼和碼元映射)該數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)碼元。如在此所使用的，數(shù)據(jù)碼元是對應(yīng)于數(shù)據(jù)的碼元，導頻碼元是對應(yīng)于導頻的碼元，而碼元可以是實數(shù)或復(fù)數(shù)值的。數(shù)據(jù)碼元和導頻碼元可以是源于諸如PSK或QAM等調(diào)制方案的調(diào)制碼元。導頻可以包括為基站和訂戶站雙方先驗已知的數(shù)據(jù)。TX MIMO處理器330可以處理這些數(shù)據(jù)和導頻碼元并將M個輸出碼元流提供給M個調(diào)制器(MOD)332a到332m。每個調(diào)制器332可以處理其輸出碼元流(例如，用于實現(xiàn)OFDM)以獲得輸出樣本流。每個調(diào)制器332可以進一步調(diào)理(例如，轉(zhuǎn)換為模擬、濾波、放大、以及上變頻)其輸出樣本流并生成下行鏈路信號。來自調(diào)制器332a到332m的M個下行鏈路信號可以分別經(jīng)由天線334a到334m被發(fā)射。

在訂戶站106處，R個天線352a到352r可以接收來自基站104的這M個下行鏈路信號，且每個天線352可以將收到的信號提供給相關(guān)聯(lián)的解調(diào)器(DEMOD)354。每個解調(diào)器354可以調(diào)理(例如，濾波、放大、下變頻、以及數(shù)字化)其收到的信號以獲得輸入樣本并且可以進一步處理這些輸入樣本(例如，用于實現(xiàn)OFDM)以獲得收到碼元。每個解調(diào)器354可以將收到數(shù)據(jù)碼元提供給MIMO檢測器360并將收到導頻碼元提供給信道處理器394。信道處理器394可以基于收到導頻碼元估計從基站104到訂戶站120的MIMO信道的響應(yīng)并將MIMO信道估計提供給MIMO檢測器360。MIMO檢測器360可以基于此MIMO信道估計執(zhí)行對收到碼元的MIMO檢測并提供檢測出的碼元，后者是對所傳送的數(shù)據(jù)碼元的估計。接收(RX)數(shù)據(jù)處理器370可以處理(例如，碼元解映射和解碼)檢測出的碼元并將解碼出的數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)阱372。

訂戶站106可以評價信道狀況并生成可以包括各種類型的信息的反饋信息。反饋信息和來自數(shù)據(jù)源378的數(shù)據(jù)可以由TX數(shù)據(jù)處理器380處理(例如，編碼和碼元映射)、由TX MIMO處理器382空間處理、并由調(diào)制器354a到354r進一步處理以生成R個上行鏈路信號，這些信號可以經(jīng)由天線352a到352r被發(fā)射。在基站104處，來自訂戶站106的這R個上行鏈路信號可以被天線334a到334m接收、由解調(diào)器332a到332m處理、由MIMO檢測器336空間處理、并由RX數(shù)據(jù)處理器338進一步處理(例如，碼元解映射和解碼)以恢復(fù)出訂戶站106發(fā)送的反饋信息和數(shù)據(jù)?？刂破?處理器340可以基于該反饋信息來控制向訂戶站106的數(shù)據(jù)傳輸。

控制器/處理器340和390可以分別指導基站104和訂戶站106處的操作。存儲器342和392可以分別存儲供基站104和訂戶站106使用的數(shù)據(jù)和程序代碼。調(diào)度器344可以基于接收自所有訂戶站的反饋信息來調(diào)度訂戶站106和/或其他訂戶站進行下行鏈路和/或上行鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸。

IEEE 802.16對下行鏈路和上行鏈路利用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)。OFDM將系統(tǒng)帶寬分割成多個(N_FFT個)正交副載波，它們也可被稱為頻調(diào)、頻槽等。每一副載波可以用數(shù)據(jù)或?qū)ьl調(diào)制。副載波的數(shù)目可以取決于系統(tǒng)帶寬以及毗鄰副載波之間的頻率間隔。例如，N_FFT可以等于128、256、512、1024、或2048。這總共N_FFT個副載波可能僅其子集可供數(shù)據(jù)和導頻傳輸使用，而其余副載波可以用作允許系統(tǒng)滿足頻譜框罩要求的保護副載波。在以下描述中，數(shù)據(jù)副載波是用于數(shù)據(jù)的副載波，而導頻副載波是用于導頻的副載波。OFDM碼元可以在每個OFDM碼元周期(或簡稱碼元周期)中傳送。每個OFDM碼元可以包括用以發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)副載波、用以發(fā)送導頻的導頻副載波、和/或未用于數(shù)據(jù)或?qū)ьl的保護副載波。

圖4示出可以被包括在圖3中的調(diào)制器332a到332m以及調(diào)制器354a到354r之中的每一個里的OFDM調(diào)制器400的設(shè)計的框圖。在OFDM調(diào)制器400內(nèi)，碼元-副載波映射器410接收輸出碼元并將其映射到這總共N_FFT個副載波。在每個OFDM碼元周期中，單元412用N_FFT點離散傅立葉逆變換(IDFT)將對應(yīng)于這總共N_FFT個副載波的N_FFT個輸出碼元變換到時域并提供包含N_FFT個時域樣本的有用部分。每個樣本是要在一個碼片周期中傳送的復(fù)數(shù)值。并-串(P/S)轉(zhuǎn)換器414將該有用部分中的這N_FFT個樣本串行化。循環(huán)前綴生成器416復(fù)制該有用部分的最后N_CP個樣本并將這N_CP個樣本附加至該有用部分的前面以形成包含N_FFT+N_CP個樣本的OFDM碼元。每個OFDM碼元由此包含有N_FFT個樣本的有用部分和有N_CP個樣本的循環(huán)前綴。循環(huán)前綴被用于對抗由于無線信道中的延遲張開所導致的碼元間干擾(ISI)和載波間干擾(ICI)。

回到圖3，在下行鏈路上，MIMO信道是由基站104處的這M個發(fā)射天線和訂戶站106處的這R個接收天線形成的。該MIMO信道是由M·R個單輸入單輸出(SISO)信道或即每一可能的發(fā)射和接收天線對一個SISO信道構(gòu)成的。每個SISO信道的信道響應(yīng)可以由時域信道沖激響應(yīng)或?qū)?yīng)的頻域信道頻率響應(yīng)兩者之中的任意一者來表征。信道頻率響應(yīng)是信道沖激響應(yīng)的離散傅立葉變換(DFT)。

每個SISO信道的信道沖激響應(yīng)可以由L個時域信道抽頭來表征，其中L典型情況下比N_FFT小得多。即，若在發(fā)射天線處施加沖激，則在接收天線處關(guān)于該沖激激激勵所取到的在采樣率的L個時域樣本將足以表征該SISO信道的響應(yīng)。信道沖激響應(yīng)所要求的信道抽頭數(shù)目(L)取決于系統(tǒng)的延遲張開，后者是最早和最晚到達接收天線處的具有充分能量的信號實例之間的時間差。

每個SISO信道在對應(yīng)于該SISO信道的發(fā)射天線與接收天線之間可能包括一條或更多條傳播路徑，其中這些傳播路徑是由無線環(huán)境所決定的。每條路徑可以與特定的復(fù)增益和特定的延遲相關(guān)聯(lián)。對于每條SISO信道，這L個信道抽頭的復(fù)增益是由該SISO信道諸路徑的復(fù)增益決定的。每條SISO信道因此有具有路徑d₀到d_L-1的信道剖視，其中每條路徑d_l的復(fù)增益可以是零或非零值。

循環(huán)延遲分集(CDD)可以被用于在MIMO傳輸中創(chuàng)生頻率分集，這可以改善差錯率性能。有了循環(huán)延遲分集，給每個發(fā)射天線的OFDM碼元可以如下所描述地被循環(huán)延遲不同的量。M個不同的經(jīng)循環(huán)延遲的信號可以從這M個發(fā)射天線被發(fā)射。然而，循環(huán)延遲分集在一些情形中可能不利地影響MIMO信道估計。特別是，如果經(jīng)循環(huán)延遲的信號匹配信道剖視中的路徑延遲，則也許不可能將諸路徑分離開。例如，對于給定的接收天線，或許不可能確定對應(yīng)于2樣本延遲的復(fù)增益是源于(i)來自沒有循環(huán)延遲的發(fā)射天線0且經(jīng)由有2樣本延遲的路徑接收到的下行鏈路信號，還是(ii)來自有1樣本循環(huán)延遲的發(fā)射天線1且經(jīng)由有1樣本延遲的路徑接收到的下行鏈路信號，還是(iii)來自有2樣本循環(huán)延遲的發(fā)射天線2且經(jīng)由沒有延遲的路徑接收到的下行鏈路信號。

如果信道剖視具有路徑d₀到d_L-1且如果來自這M個發(fā)射天線的M個下行鏈路信號具有t₀到t_M-1的循環(huán)延遲，則在(d_l+t_m)mod T_S對索引l和m的所有值各不相同的情況下，每個SISO信道的L個信道抽頭能被無歧義地確定，其中l(wèi)＝0,...,L-1，m＝0,...,M-1，T_S是有用部分的歷時且等于N_FFT個樣本，并且“mod”標示取模運算。該條件對全頻率重用也適用。

對于某些實施例，每個發(fā)射天線(具有0循環(huán)延遲的那一個發(fā)射天線除外)的循環(huán)延遲t_m可以被選擇成等于或大于該系統(tǒng)中的最大預(yù)計延遲張開。循環(huán)前綴長度N_CP可以被選擇成使其等于或大于該系統(tǒng)中的最大預(yù)計延遲張開，從而使得L≤N_CP。因此，對于某些實施例，用于每個發(fā)射天線的循環(huán)延遲可以被如下選擇：

其中N_C,0≥0，且對于有N_C,i≥N_CP。

圖5示出式(1)在N_C,0＝0且對于i＝1,...,M-1有N_C,i＝N_CP時的一個示例性情形下的循環(huán)延遲分集，其中M＝4個發(fā)射天線。發(fā)射天線0具有為0的循環(huán)延遲，且對于該發(fā)射天線，有用部分被循環(huán)移位/延遲0個樣本。發(fā)射天線1具有為N_CP的循環(huán)延遲，且對于該發(fā)射天線，有用部分被循環(huán)移位N_CP個樣本。發(fā)射天線2具有為2·N_CP的循環(huán)延遲，且對于該發(fā)射天線，有用部分被循環(huán)移位2·N_CP個樣本。發(fā)射天線3具有為3·N_CP的循環(huán)延遲，且對于該發(fā)射天線，有用部分被循環(huán)移位3·N_CP個樣本。

按照式(1)，用于這M個發(fā)射天線的循環(huán)延遲可以被選擇為：

t_m+1-t_m≥N_CP，m＝0,...,M-2, (2)

同時t_M-1≤N_FFT-N_CP。

式(2)中的這種設(shè)計確保d_l+t_m對l和m的所有值各不相同。由此對來自所有M個發(fā)射天線的所有L條路徑的無歧義的信道估計(其被稱為完全信道估計)將變成可能。若用于這M個發(fā)射天線的循環(huán)延遲被標準化或先驗已知，則無需顯式地為這些循環(huán)延遲發(fā)送信令。

基站104可以用幫助訂戶站106進行完全信道估計的方式來從這M個發(fā)射天線傳送導頻碼元。導頻碼元可以在S個副載波k₀到k_S-1上發(fā)送，其中一般S≤N_FFT。這S個導頻副載波可以如下所描述地確定。

可以定義有個系數(shù)的集合如下：

其中對于m＝0,...,M-1，有l(wèi)＝0,...,N_C,m-1，且N_C,m≥N_CP，q＝l·M+m＝0,...,Q-1，并且b_q是該集合中的第q個系數(shù)。由于L≤N_CP，可能有少于N_CP個信道抽頭?？梢允褂萌￠搧韺⒉淮嬖诘男诺莱轭^消零。

可以為這S個導頻副載波定義S×Q矩陣B，如下：

其中是矩陣B的第i行第q列中的元素，其中i＝0,...,S-1并且q＝0,...,Q-1。

完全信道估計的充分條件是矩陣B的秩等于L·M。這導出要b_q各不相同的必要條件，這意味著d_l+t_m在對T_S取模的情況下應(yīng)各不相同。

該系統(tǒng)可以與全頻率重用一起操作，且每個蜂窩小區(qū)可以在所有總共N_FFT個副載波(保護副載波除外)上傳送。對于全頻率重用，導頻碼元可以在能用于傳輸?shù)拿總€副載波上發(fā)送，或即S＝N_FFT，且矩陣B可以是具有以下形式的S×S范德蒙(Vandermonde)矩陣V：

對于全頻率重用，要b_q各不相同這一必要條件足以允許實現(xiàn)完全信道估計。即使一些副載波被保留用于保護，但所有其他副載波都被使用且有多于Q個這樣的副載波，由此矩陣V將為滿秩。

該系統(tǒng)可以與部分頻率重用一起操作，且每個蜂窩小區(qū)可以在總共N_FFT個副載波的子集上傳送。例如，在部分頻率重用因子為3的情況下，每個蜂窩小區(qū)可以在總共N_FFT個副載波的約三分之一上傳送。對于部分頻率重用，導頻碼元可以在總共N_FFT個副載波的子集上發(fā)送，矩陣B可以是范德蒙矩陣的子矩陣，且要b_q各不相同這一必要條件或許是不充分的。然而，這S個導頻副載波k₀到k_S-1可以被選擇成使得該必要條件對于實現(xiàn)全信道估計是充分的。

對于某些實施例，這S個導頻副載波可以相隔p個副載波，其中p是不能將N_FFT除盡的質(zhì)數(shù)。這些導頻副載波可以被選擇如下：

k_i＝i·p，i＝0,...,S-1, (6)

其中k_i是第i個導頻副載波的索引，并且標示求基限(floor)運子。

圖6示出對應(yīng)于式(6)中所示的設(shè)計的用于一個OFDM碼元的示例導頻副載波結(jié)構(gòu)。在該示例中，p＝3且各導頻副載波相隔三個副載波。導頻碼元可以在副載波0、3、6等上發(fā)送?？梢詫@M個發(fā)射天線之中的每一個使用相同的導頻副載波集，如圖6中所示。具有這些導頻副載波的OFDM碼元可以用于圖2中所示的前同步碼或其他某種OFDM碼元。

對于式(6)中所示的設(shè)計，矩陣B是與S×S范德蒙矩陣當中前Q列由q＝0,...,Q-1的元素構(gòu)成、且第Q列第S列的元素用全都不同于這些元素之中每一個的任何元素構(gòu)成的一樣。由此完全信道估計在以下條件下變成可能：

1.p·(d_l+t_m)mod N_FFT對l和m的所有值應(yīng)當是各不相同的，并且

2.矩陣B中的行數(shù)S應(yīng)等于或大于矩陣B中的列數(shù)Q，或即S≥Q。

如果p為不能除盡N_FFT的質(zhì)數(shù)且N_FFT/p≥Q，就可滿足以上兩個條件，不管循環(huán)前綴長度L如何皆是如此。然而，N_CP的最大值(N_CP,max)可能受到副載波總數(shù)(N_FFT)、發(fā)射天線數(shù)目(M)、以及導頻副載波間隔(p)的限制如下：

例如，對于M＝2、N_FFT＝1024且p＝3的情形，N_CP,max＝170。對于該示例可以選擇循環(huán)前綴長度為128。作為另一示例，對于M＝2、N_FFT＝1024、且p＝3的情形，N_CP,max＝85。對于該示例可以選擇循環(huán)前綴長度為64。作為又一示例，對于M＝2、N_FFT＝1024且p＝5的情形，N_CP,max＝102。對于該示例可以選擇循環(huán)前綴長度為64。

導頻副載波間隔可以基于在M個發(fā)射天線上應(yīng)用的循環(huán)延遲長度以及副載波總數(shù)N_FFT來選擇如下：

圖7示出圖3中基站104處調(diào)制器332a到332m的設(shè)計的框圖。為了簡單起見，圖7僅示出為這M個發(fā)射天線生成導頻的處理。在用于發(fā)射天線0的調(diào)制器332a內(nèi)，碼元-副載波映射器710a將導頻碼元映射至導頻副載波(例如，如式(6)中所示那樣確定的)并將零碼元映射至其余副載波。IDFT單元712a對這N_FFT個導頻及零碼元執(zhí)行N_FFT點IDFT并提供N_FFT個時域樣本。P/S轉(zhuǎn)換器714a將這N_FFT個樣本串行化。對于某些實施例，循環(huán)延遲單元716a將這N_FFT個樣本為發(fā)射天線0循環(huán)移位N_C,0個樣本。循環(huán)前綴生成器718a附加循環(huán)前綴并提供包括給發(fā)射天線0的第一導頻的OFDM碼元。

調(diào)制器332b可以類似地生成包括給發(fā)射天線1的第二導頻的OFDM碼元。然而，循環(huán)延遲單元716b將這N_FFT個樣本為發(fā)射天線1循環(huán)移位N_C,0+N_C,1≥N_CP個樣本。每個其余的調(diào)制器332可以類似地生成包括給其發(fā)射天線的導頻的OFDM碼元，但是可以將這N_FFT個樣本為發(fā)射天線m循環(huán)移位個樣本，其中m＝0,1,...,M-1。

圖8示出了用于為MISO或MIMO系統(tǒng)生成導頻的過程800的設(shè)計。過程800可以由基站104執(zhí)行以用于下行鏈路上的導頻傳輸，由訂戶站106執(zhí)行以用于上行鏈路上的導頻傳輸，或者由其他某個實體執(zhí)行。

在810，可以基于第一循環(huán)延遲——例如零個樣本的循環(huán)延遲來生成給第一發(fā)射天線的第一導頻。在820，可以基于長度比第(m-1)循環(huán)延遲長度大至少循環(huán)前綴長度N_CP的第m循環(huán)延遲來生成給第m個發(fā)射天線的第m個導頻序列，其中m＞1。對于某些實施例，用于每個發(fā)射天線的循環(huán)延遲是如由式(1)所示地給出的，其中N_C,0＝0且對于有N_C,m＝m·N_CP給更多發(fā)射天線的更多導頻可以基于合適的循環(huán)延遲來生成。

在810，可以生成包括第一導頻的第一樣本序列并將其循環(huán)延遲第一循環(huán)延遲。包括第一導頻且具有第一循環(huán)延遲的第一OFDM碼元可以基于經(jīng)循環(huán)延遲的第一樣本序列來生成。在820，可以生成包括第m導頻的第m樣本序列并將其循環(huán)地延遲第m循環(huán)延遲，其中m＞1。包括第m導頻且具有第m循環(huán)延遲的第m OFDM碼元可以基于經(jīng)循環(huán)延遲的第m樣本序列來生成，其中m＞1。對于第一OFDM碼元，導頻碼元可以被映射至相隔p的副載波，其中p可以是不能除盡N_FFT的質(zhì)數(shù)。對于第m OFDM碼元，導頻碼元可以被映射至相隔p的副載波，其中m＞1。相同的導頻副載波集可以被用于所有的OFDM碼元。導頻副載波數(shù)目(S)可以等于或大于M·N_CP。導頻副載波間隔(p)可以如式(8)中所示地選擇。

訂戶站106可以推導出對基站104與訂戶站106之間的MIMO信道中這M·R個SISO信道之中每一個的信道估計。對于每一接收天線，訂戶站106可以獲得來自S個導頻副載波的S個收到導頻碼元，并且可以移除導頻調(diào)制以獲得對這S個導頻副載波的S個觀測。每一接收天線j的S個觀測可以被表達為：

y_j＝B h_j+n， (9)

其中y_j是接收天線j上對這S個導頻副載波的S×1觀測向量，B是式(4)中所定義的S×Q矩陣，h_j是關(guān)于這M個發(fā)射天線的Q×1信道增益向量，并且n是S×1噪聲向量。

向量h_j包括個元素h_j,0到h_j,Q-1。前N_C,0≥N_CP個元素h_j,0到是關(guān)于發(fā)射天線0的信道增益，接下來N_C,1≥N_CP個元素到是關(guān)于發(fā)射天線1的信道增益，依此類推，并且最后N_C,M-1≥N_CP個元素到h_j,Q-1是關(guān)于發(fā)射天線M-1的信道增益。h_j的估計可以基于各種技術(shù)從y_j獲得。在一個設(shè)計中，h_j的估計可以基于諸如最小均方誤差(MMSE)技術(shù)之類從y_j獲得，如下：

其中且是h_j的估計。

可以對每個接收天線執(zhí)行相同處理以獲得對這M個發(fā)射天線與該接收天線之間的M個SISO信道的M個信道估計。

圖9示出信道估計器900的設(shè)計的框圖。在信道估計器900內(nèi)，R個單元910a到910r分別從R個接收天線0到R-1獲得對應(yīng)于這S個導頻副載波的S個收到導頻碼元。每個單元910移除來自其接收天線的這S個收到導頻碼元上的導頻調(diào)制并提供S個觀測。導頻調(diào)制移除可以通過將每個收到導頻碼元乘以所傳送的導頻碼元的復(fù)共軛來達成。R個信道估計器912a到912r分別接收來自單元910a到910r的S個觀測。每個信道估計器912例如像式(10)中所示之類那樣推導出對關(guān)于其接收天線j的h_j的估計，并提供R個分用器(Demux)914a到914r分別從信道估計器912a到912r接收每個分用器914分用中的信道增益并提供對于這M個發(fā)射天線的M個信道估計。

圖10示出了用于為MISO或MIMO系統(tǒng)執(zhí)行信道估計的過程1000的設(shè)計。過程1000可以由訂戶站106執(zhí)行用于下行鏈路信道估計，由基站104執(zhí)行用于上行鏈路信道估計，或者由其他某個實體執(zhí)行。在1010，M個經(jīng)循環(huán)延遲的導頻序列可以從M個發(fā)射天線被發(fā)射，其中第m導頻序列是基于長度比第(m-1)循環(huán)延遲長度至少大循環(huán)前綴長度N_CP的第m循環(huán)延遲(m＝1,...,M)來循環(huán)延遲的。

在1020，可以為所有R個接收天線處理收到樣本以獲得對于M個被利用的發(fā)射天線的估計信道增益。一般而言，收到樣本可以從任何數(shù)目的接收天線獲得并被處理來為每一接收天線獲得對于任何數(shù)目個發(fā)射天線的信道估計。在1020，可以處理收到樣本來獲得對導頻副載波的觀測，例如通過(1)對收到樣本執(zhí)行OFDM解調(diào)以獲得對應(yīng)于這些導頻副載波的收到導頻碼元以及(ii)從這些收到導頻碼元移除導頻調(diào)制以獲得對這些導頻副載波的觀測來作此處理?？梢蕴幚磉@些觀測(例如，基于如式(10)中所示的MMSE技術(shù))來獲得對于所有被利用的發(fā)射天線的信道估計。

上面描述的方法的各種操作可以由與附圖中所圖解的裝置加功能框相對應(yīng)的各種硬件和/或軟件組件和/或模塊來執(zhí)行。例如，圖8中所圖解的框810-820對應(yīng)于圖8A中所示的裝置加功能框810A-820A。類似地，圖10中所圖解的框1010-1020對應(yīng)于圖10A中所圖解的裝置加功能框1010A-1020A。更一般化地，在圖中圖解的方法具有相應(yīng)的配對裝置加功能附圖的場合，操作框?qū)?yīng)于具有相似編號的裝置加功能框。

結(jié)合本公開描述的各種說明性邏輯框、模塊、以及電路可以用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件(PLD)、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件組件、或其設(shè)計成執(zhí)行本文中描述的功能的任何組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但在替換方案中，處理器可以是任何市售的處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機。處理器還可以被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協(xié)作的一個或更多個微處理器、或任何其他此類配置。

結(jié)合本公開描述的方法或算法的步驟可以直接在硬件中、在由處理器執(zhí)行的軟件模塊中、或在這兩者的組合中實施。軟件模塊可以駐留在本領(lǐng)域所知的任何形式的存儲介質(zhì)中?？梢允褂玫拇鎯橘|(zhì)的一些示例包括隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、閃存、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM等。軟件模塊可以包括單條指令、或許多條指令，且可以分布在若干不同的代碼段上、分布在不同的程序之間、以及跨多個存儲介質(zhì)分布。存儲介質(zhì)可以耦合到處理器以使得該處理器能從/向該存儲介質(zhì)讀和寫信息。在替換方案中，存儲介質(zhì)可以被整合到處理器。

本文中所公開的方法包括用于達成所描述的方法的一個或更多個步驟或動作。這些方法步驟和/或動作可以彼此互換而不會脫離權(quán)利要求的范圍。換言之，除非指定了步驟或動作的具體次序，否則具體步驟和/或動作的次序和/或使用可以修改而不會脫離權(quán)利要求的范圍。

所描述的功能可以在硬件、軟件、固件、或其任何組合中實現(xiàn)。如果在軟件中實現(xiàn)，則各功能可以作為一條或更多條指令存儲在計算機可讀介質(zhì)上。存儲介質(zhì)可以是能被計算機訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定，這樣的計算機可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設(shè)備、或者能被用來攜帶或存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的合需程序代碼且能被計算機訪問的任何其它介質(zhì)。如本文中所使用的碟和盤包括壓縮盤(CD)、激光盤、光盤、數(shù)字多功能盤(DVD)、軟碟、和盤，其中碟常常用磁的方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而盤用激光以光學方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。

軟件或指令也可以在傳輸介質(zhì)上傳送。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)從web網(wǎng)站、服務(wù)器、或其它遠程源傳送而來，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)就被包括在傳輸介質(zhì)的定義之中。

此外，應(yīng)領(lǐng)會，用于執(zhí)行本文中所描述的方法和技術(shù)的模塊和/或其他恰當裝置可以在適用情況下由用戶和/或基站下載和/或以其他方式獲取。例如，如此的設(shè)備可以被耦合至服務(wù)器來幫助轉(zhuǎn)送用于執(zhí)行本文所描述的方法的裝置。替換地，本文中所描述的各種方法可以經(jīng)由存儲裝置(例如，RAM、ROM、諸如壓縮盤(CD)或軟碟之類的物理存儲介質(zhì)等)來提供，以使得一旦將該存儲裝置耦合到或提供給用戶終端和/或基站，該設(shè)備就能獲得各種方法。此外，可以利用用于向設(shè)備提供本文中所描述的方法和技術(shù)的任何其他合適的技術(shù)。

應(yīng)該理解的是權(quán)利要求并不被限定于以上所例示的精確配置和組件?？梢栽谏厦嫠枋龅姆椒把b置的布局、操作和細節(jié)上作出各種修改、更換和變形而不會脫離權(quán)利要求的范圍。