用于具有多个天线的OFDM系统的导频模式技术方案

本发明专利技术涉及具有多个发射天线接收天线的正交频分复用（OFDM）通信系统，具体地说，涉及用于将分散导频（SP）插入到这种OFDM系统的发射信号中，以及基于分散导频、多天线OFDM发射机和OFDM接收机来估计信道属性的方法。在该上下文中，本发明专利技术的特定方法是保持与单发射机放入情况相同的SP模式，将导频划分到与发射机（发射天线）一样多的子集中，并将这些子集在时间和频率两者中进行交织。在这种方式中，减少了同一子集中的导频的粒度。这提供了在设计分散导频模式中的灵活性，以及所估计的信道属性较高的准确性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
概括地说，本专利技术涉及具有多个(例如，4个)发射天线和一个或多个接收天线的OFDM (正交频分复用)通信系统，具体地说，涉及用于将分散导频插入到这种OFDM系统的发射信号中，以及基于分散导频、多天线OFDM发射机和OFDM接收机来估计信道属性的方法。
技术介绍
正交频分复用(OFDM)是一种数字多载波调制方案，其使用大量紧密间隔的正交子载波。使用传统的调制方案(诸如正交幅度调制)以低符号速 率对每个子载波进行调制，在相同的带宽中维持类似于传统的单载波调制方案的数据速率。OFDM对比单载波方案的主要优势在于，其无需复杂的均衡滤波器来处理多种信道状况的能力，例如，在高频率在较长的铜线上的衰减，窄带干扰以及由于多径造成的频率选择性衰落。由于可以将OFDM视作为使用许多慢速调制的窄带信号而不是一个快速调制的宽带信号，因此简化了信道均衡。低符号速率使得能够负担得起符号之间保护间隔的使用，这使其能够处理时间扩频并消除符号间干扰。在OFDM通信中，分散导频(SP)典型地用于信道估计和均衡。分散导频是具有根据定义的模式在频率和时间中排列的已知相位和幅度的复数个OFDM单元。这些导频通常是从二进制字母表(例如，{+1;_1})中选择的，并在与数据单元相比的功率中进行提升。图I示出了以对角线网格形式的这种模式的示例，如在DVB-T (地面数字视频广播)所使用的，即，基于OFDM的数字广播标准(参阅ETSI标准ETS 300744，“用于电视、声音和数据服务的数字广播系统；用于数字地面电视的帧结构、信道编码和调制”)。导频由黑圈来指示，而数据单元由空心圆来指示。图I中所示的分散模式的特征在于两个参数DS是在导频承载子载波中沿着时间轴的相邻的SP之间的距离，Dk是沿着频率轴的相邻的两个SP承载子载波之间的距离。这两个参数还分别称为时间和频率中的SP间隔。在这种类型的模式中，SP出现在每个OFDM符号中，并且符号中的两个SP之间的距离是DsDk。本专利技术建立于这种SP模式之上。在DVB-T中，如图I中所示，Ds=4,并且Dk=3。由于信道(信道的状态)通常在时间上(由于多普勒变化)和在频率上(由于多径延迟)而变化(衰落)，因此SP模式必须足够密集，以便通过采样定理来根据需要沿着两个轴对信道变化进行采样。Ds参数定义了沿着时间轴的采样，而Dk参数定义了沿着频率轴的采样。信道估计过程由两个步骤组成。第一，通过将所接收的值除以已知的导频值(参考信号)，以在SP位置处估计信道。第二，通过在SP位置处的估计之间进行内插来计算对其它单元的信道估计。内插在概念上是二维的，但可以实际地通过首先在时间上进行内插然后再在频率上进行内插来执行，如图9中所示。此外，可以将内插与噪声减少进行组合，以便提闻估计的精确度。为了增加通信可靠性，可以使用在相同频带中并行操作的多个发射机。这在本领域中称为多输入单输出(MISO)(当存在一个接收机时)，或者多输入多输出(MIMO)(当存在多个接收机时)。如在单发射机情况中，需要信道估计来进行相干解调。在一般的MMO情况下，必须对每个发射机和每个接收机之间的信道进行估计。作为例子，附图说明图10中不出了 4个发射机和2个接收机的MIMO配置。可以将所接收的信号向量y表达为所发射的信号向量X和信道矩阵H的函数，如下面的数学公式I中所示。[数学公式I]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.13 EP 10150668.11.一种具有N个天线的多天线OFDM发射机，N是大于或等于2的整数，所述多天线OFDM发射机包括 用于生成多个数据流的多天线编码器，所述多个数据流中的每个数据流针对所述N个发射天线中的每个发射天线，每个数据流由连续的OFDM符号组成，每个OFDM符号由多个OFDM小区(单元)组成，每个OFDM小区与多个子载波中的一个子载波相关联； 用于针对所述多个数据流中的每个数据流生成多个分散导频的导频生成单元，所述多个分散导频划分成M个子集，所述分散导频中的每个分散导频是基于该分散导频所属于的子集和该分散导频要插入的数据流来进行编码的；以及 多个导频插入单元，每个导频插入单元用于根据预定义的周期模式，将所述多个分散导频中的一个分散导频插入到所述多个数据流中的相应的一个数据流中，其中在所述预定义的周期模式中，在具有与同一子载波相关联的OFDM小区中的分散导频的两个OFDM符号之间的时间间隔等于Ds，并且承载所述OFDM符号中的任何一个OFDM符号中的分散导频的两个子载波的频率间隔等于Dk，Ds和Dk中的每一个是大于或等于2的整数，其中M大于或等于N，并且满足关系M=MsMk, Ms和Mk中的每一个是大于或等于2的整数，并且所述多个导频插入单元中的每一个以下面的方式插入所述分散导频在具有与同一子载波相关联的OFDM小区中的同一子集的分散导频的两个OFDM符号之间的时间间隔等于DsMs,并且承载所述OFDM符号中的任何一个OFDM符号中的所述同一子集的分散导频的两个子载波的频率间隔等于DkMk。2.根据权利要求I所述的多天线OFDM发射机，其中， M和N中的每一个等于4，并且 Ms和Mk中的每一个等于2。3.根据权利要求2所述的多天线OFDM发射机，其中， Dk等于2、3或者4。4.根据权利要求2或3所述的多天线OFDM发射机，其中， 所述导频生成单元通过针对每个子集将该子集的所有分散导频与常量系数进行相乘来对所述分散导频进行编码，其中，所述常量系数取决于该子集和该子集的所述所有分散导频要插入其中的数据流。5.根据权利要求4所述的多天线OFDM发射机，其中， 由用于与所述分散导频相乘的所述常量系数形成的矩阵是可逆的，特别是酉对角矩阵或者阿达玛矩阵。6.一种OFDM接收机，包括 OFDM解调器，其用于获得由连续的OFDM符号组成的数据流，每个OFDM符号由多个OFDM小区组成，每个OFDM小区与多个子载波中的一个子载波相关联； 导频提取单元，其用于(i )根据预定义的周期模式来从所述数据流中提取分散导频，其中在所述预定义的周期模式中，在具有与同一子载波相关联的OFDM小区中的分散导频的两个OFDM符号之间的时间间隔等于Ds，并且承载所述OFDM符号中的任何一个OFDM符号中的分散导频的两个子载波的频率间隔等于Dk，Ds和Dk中的每一个是大于或等于2的整数，并且(i i )将所提取的分散导频划分成M个子集；以及 信道估计单元，其用于根据所述分散导频的M个子集来估计多个信道分量，每个信道分量表不多个发射机中的一个发射机和所述OFDM接收机之间的信道状况,其中 M满足关系M=MsMk, Ms和Mk中的每一个是大于或等于2的整数，并且在具有与同一子载波相关联的OFDM小区中的同一子集的分散导频的两个OFDM符号之间的时间间隔等于MsDs,并且承载所述OFDM符号中的任何一个OFDM符号中的所述同一子集的分散导频的两个子载波的频率间隔等于MkDk。7.根据权利要求6所述的OFDM接收机，其中， M等于4，并且 Ms和Mk中的每一个等于2。8.根据权利要求7所述的OFDM接收机，其中， Dk等于2、3或者4。9.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：米海尔皮特洛夫，木村知弘，大内干博，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：