CN101056301A - 正交频分复用通信系统中收发导频码元的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供用于在基于正交频分复用(OFDM)的通信系统中发送和接收导频码元的方法。导频码元映射到分配给终端的导频音调频率，并且偶数编号或奇数编号的导频码元将相位旋转以便正交。提供在基于OFDM的通信系统中发送导频码元的设备。音调映射单元将分配给终端的导频音调频率映射到要发送的导频码元，而相位旋转单元对奇数编号或偶数编号的导频码元执行相位旋转。提供用于在基于OFDM的通信系统中发送导频码元的设备。音调映射单元将分配给终端的导频音调频率映射到要发送的导频码元，而传输单元将信号存储在缓存器中并以第一导频码元发送信号的第一部分而以第二导频码元发送信号的第二部分。

Description

正交频分复用通信系统中收发导频码元的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年2月16日提交的韩国专利申请2006-015239的优先权，该申请通过引用合并在此。

发明领域

本发明涉及移动通信系统，尤其涉及用于在基于正交频分复用(OFDM)的通信系统中发送和接收导频码元的方法和设备。

背景技术

正交频分复用(OFDM)是以频分复用原理为基础的，但是它用作数字调制方案。发送比特流分为若干并行比特流。可用频谱则分为若干子信道，并且每一个低速率比特流通过使用诸如相移键控(PSK)或正交幅度调制(QAM)之类的调制方案调制副载波，而在子信道上发送。选择副载波频率使得已调制比特流相互正交。因此，可以消除子信道之间的串扰。

OFDM的主要优点是在恶劣信道条件下——例如多径和窄带干扰——发送比特流而不需要复杂的均衡滤波器的能力。该比特流作为连续码元发送。为了将多径和窄带干扰减至最小，在连续OFDM码元之间置入长于无线信道的最大延迟扩展的保护段。将循环前缀(CP)添加到保护段。因此，可以防止码元间的多径干扰。此外，由于副载波被近似为窄带频率非选择性衰落信道，因此，在频域中可以轻易地构造用于信道估计和均衡的结构。

当输入到快速傅立叶逆变换(IFFT)单元中的信号经历离散傅立叶变换(DFT)时，可以减小信号的峰均功率比(PAPR)以便进行传输。减小了RAPR的传输信号会在传输中消耗较少功率。因此，OFDM适合于将要发送信号并具有严格功率限制或有限电源的终端。

此外，由于在传输信号具有减小的PARP的情况下可以提高覆盖范围以及功率效率，因此近来已经将对OFDM的研究导向了上行链路高速数据传输方法。

在基于OFDM的通信系统中，单帧中包括S_P个导频码元和S_L个数据码元。导频码元的数量S_P可以是2的倍数。将插入单帧中的导频码元和数据码元进行时间复用。导频码元的时期T_P是数据码元的时期T_L的一半，以便减小导频码元的传输所引起的带宽开销。在OFDM中，由于码元时期反比于构成码元的音调(tone)之间的间隔，因此，导频码元中的导频音调间的间隔Δf_P两倍于数据码元中的数据音调间的间隔Δf_L(Δf_P＝2·Δf_L)。

相应地，在将导频音调频率P_i，s分配给第s导频码元中的第i终端的情况下，用于导频音调传输的一组导频音调频率与用于数据音调传输的一组数据音调频率Ki的一半相等。与数据音调频率相关的、减少了的数量的导频音调频率导致实施信道估计的低采样速率。

为了解决上述问题，已经开发了音调映射方法。用于多址接入的音调映射方法的例子包括局部化数据音调映射法和分布式数据音调映射法。在局部化数据音调映射方法中，相邻数据音调将被分配给来发送数据。具体地说，局部化数据音调映射方法通过将相邻的M_L个数据音调的一频率组K_i分配给第i终端来执行多址接入。所述局部化数据音调映射方法使用导频音调间的内插值来执行信道估计。

在分布式数据音调映射方法中，排列在规则的间隔上的数据音调将被分配来发送数据。具体地说，分布式数据音调映射方法通过将排列在频率间隔L·Δf_L上的M_L个数据音调的一频率组K_i分配给第i终端来执行多址接入。分布式数据音调映射方法使用错列(staggered)导频来进行信道估计。

但是，使用错列导频的分布式数据音调映射方法存在一个问题。可以通过分配不同导频音调频率偏差给独立的导频音调来增加用于信道估计的采样速率。然而，由于导频音调只在与构成数据码元的独立数据音调相对应的一半频率上发送，因此导频码元的频率效率降低了。

发明内容

本发明提供在基于正交频分复用(OFDM)的通信系统中发送和接收用于信道估计的导频码元的方法。

本发明还提供在基于正交频分复用(OFDM)的通信系统中发送用于信道估计的导频码元的设备。

本发明还提供在基于正交频分复用(OFDM)的通信系统中接收用于信道估计的导频码元的设备。

在下文的说明书描述中，将会阐述本发明的附加特征，这些特征中的某些部分将从所述说明书中清楚了解，或可以通过实践本发明来习得。

本发明公开了用于在基于OFDM的通信系统中发送导频码元的方法，包括：对第一导频码元和第二导频码元采用快速傅立叶逆变换(IFFT)，其中第一导频码元和第二导频码元都被映射到分配给多个终端的导频音调频率；以及对第二导频码元执行相位旋转。

本发明还公开了用于在基于OFDM的通信系统中发送导频码元的方法，包括：对映射到分配给终端的导频音调频率的导频码元采用IFFT，存储从IFFT输出的信号；以及以第一导频码元发送该信号的第一部分并以第二导频码元发送该信号的第二部分。

本发明还公开了用于在基于OFDM的通信系统中接收导频码元的方法，包括：将导频码元转换成并行数据；从并行数据中消除循环前缀；将没有循环前缀的第一导频码元存储在缓存器中；将第一导频码元和第二导频码元连接在一起，对所连接的导频码元采用N_L点快速傅立叶变换(FFT)以输出FFT输出信号；从FFT输出信号中提取导频音调；使用该导频音调来估计信道；以及根据信道估计来执行数据码元的信道均衡以解调数据。

本发明还公开了用于在基于OFDM的通信系统中发送导频码元的设备，包括：音调映射单元，用于将分配给终端的导频音调频率映射到要发送的导频码元；以及相位旋转单元，用于接收导频码元，并且对偶数编号的导频码元或是奇数编号的导频码元执行相位旋转。

本发明还公开了用于在基于OFDM的通信系统中发送导频码元的设备，包括：音调映射单元，用于将分配给终端的导频音调频率映射到要发送的导频码元；以及传输单元，用于将信号存储在缓存器中，并且在两个导频码元上发送信号。

本发明还公开了用于在基于OFDM的通信系统中接收导频码元的设备，包括：转换单元，用于将导频码元转换成并行数据；循环前缀消除单元，用于从并行数据中消除循环前缀；缓存器，用于存储第一导频码元；快速傅立叶变换(FFT)单元，用于将第一导频码元和第二导频码元按接收顺序连接在一起，以便对这两个导频码元采用N_L点FFT并输出FFT输出信号；音调提取单元，用于从FFT输出信号中提取导频音调；信道估计单元，用于使用导频音调来估计信道；以及信道均衡单元，用于根据信道估计来执行数据码元的信道均衡。N_L代表数据码元的数据音调数量。

本发明还公开了用于在基于OFDM的通信系统中发送导频码元的方法，包括：对映射到分配给终端的导频音调频率的导频码元采用快速傅立叶逆变换(IFFT)；以及对两个相邻导频码元之一执行相位旋转。

本发明还公开了用于在基于OFDM的通信系统中发送导频码元的设备，包括：音调映射单元，用于将分配给终端的导频音调频率映射到要发送的导频码元；以及相位旋转单元，用于接收导频码元，并且对两个相邻导频码元之一执行相位旋转。

应该理解，上文的概括性描述和下文的详细描述都是例示和说明性的，这些描述旨在进一步说明本发明。

附图说明

通过包含下列附图，可以进一步理解本发明，其中所述附图将被引入并构成说明书的一部分，这些附图描述的是本发明的实施例，它们与本说明书一起用于说明本发明的原理。

图1图示基于OFDM的通信系统中的帧结构。

图2图示根据图1的帧结构处于时间和频率平面的数据码元和导频码元。

图3图示根据本发明例示实施例在基于OFDM的通信系统中配置第i终端的第s导频码元的方法。

图4图示根据本发明另一个例示实施例在基于OFDM的通信系统中配置第i终端的第s导频码元的方法。

图5是根据本发明另一个例示实施例来发送导频码元的设备的框图。

图6是根据本发明另一个例示实施例来发送导频码元的设备的框图。

图7是根据本发明另一个例示实施例来接收导频码元的设备的框图。

图8是根据本发明另一个例示实施例来发送导频码元的方法的流程图。

图9是根据本发明另一个例示实施例来发送导频码元的方法的流程图。

图10是根据本发明另一个例示实施例来接收导频码元的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中将会参考显示例示本发明实施例的附图来对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以采用多种方式实施，并且不应该将其解释成受这里描述的实施例限制。与之相反，通过提供这些实施例，可以使本发明更为全面，并且可以为本领域技术人员充分表述本发明的范围。为了清楚起见，在附图中，层和区域的大小和相对大小都可能被夸大。图中的相同附图标记表示相同的组成部分。

应该理解，在将某个组成部分称为处于另一个组成部分“之上”或是“与之相连”时，该组成部分可以通过电或机械方式直接连接到其他组成部分，也可以存在中间部分或层。相反，在将组成部分称为“直接连接到”另一个组成部分的情况下，不存在中间部分。

除非以其他方式定义，否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有本发明所属领域普通技术人员通常了解的相同含义。还应该理解，对常用字典中定义的术语来说，这些术语应该被解释成与在相关领域上下文中具有一致的含义，除非在这里以特别明确的方式定义，否则不应该使用理想化或过于正式的方式来解释这些术语。

图1图示基于正交频分复用(OFM)的通信系统中的帧结构。

排列在一系列帧(n-1)、n、(n+1)中并具有时间时期T_frame的第n个帧100包括S_P个导频码元和S_L个数据码元。数据码元具有时间时期T_L。在时间时期T_L中，数量为L的终端各自在由基站唯一分配的M_L个数据音调上携带数据，并发送该数据。所述音调也可以称为副载波。N_L是用于在发送器和接收器单元中调制数据音调的IFFT的大小，其与用在数据码元中的数据音调总数相等。因此，分配给一个终端的数据音调数量M_L等于N_L/L。

导频码元连同数据码元一起被时分复用，并且被携带在导频音调上，以便于信道估计、终端与基站之间的同步以及上行链路信号质量测量。导频码元具有时间时期T_P，它是数据码元的时间时期T_L的一半，以减少导频音调传输引起的带宽开销。

码元的时间时期与码元的音调间频率间隔成反比。由于导频码元时间时期T_P是数据码元时间时期T_L的一半，因此导频码元音调间的间隔Δf_P是数据码元的音调间的间隔Δf_L的二倍(Δf_P＝2·Δf_L)。相应地，导频码元音调数量N_P是数据码元音调数量N_L的一半。N_P可以是调制导频码元的导频音调的IFFT的大小。虽然L个终端可以使用为其分配的N_P个导频音调，但是所述L个终端中的每一个通常都发送M_P个导频音调，这与在L个终端中的每个终端上携带的数据码元的音调数量M_L的一半相等。在每个导频码元和数据码元之前插入具有时间时期为T_G的保护间隔，以便防止多径延迟分量在码元间引起的干扰。在图1中，将循环前缀(CP)作为保护间隔使用。

图2图解根据图1的帧结构在时间和频率平面上表示的数据码元和导频码元。

如上所述，在时间轴上，帧100包括S_P个导频码元和S_L个数据码元。每个终端使用频率轴所示的为其分配的频率带宽。例如，当终端1被设置成使用信道1时，如图2所示，信道1以规则的频率间隔被分配给终端1。类似地，当终端2被设置成使用信道2时，信道2以规则的频率间隔被分配给终端2。

用于多址接入的音调映射方法的例子包括局部化数据音调映射方法和分布式数据音调映射方法。如上所述，分布式数据音调映射方法通过将具有频率间隔L·Δf_L的M_L个数据音调的一频率组K_i分配给第i终端来执行多址接入。

根据本发明的例示实施例的基于OFDM的通信系统使用了分布式数据音调映射方法，该系统通过增加用于信道估计的频率采样速率并增加导频音调的频率效率来改善信道估计性能。

图3图示根据本发明例示实施例在基于OFDM的通信系统中配置第i终端的第s导频码元的方法。

也就是说，图3图示与分布式数据音调映射方法相适合的根据本发明例示实施例在基于OFDM的通信系统中配置第i终端的第s导频码元中的导频音调的方法。

从图3可以看出，导频音调映射是通过映射频率间隔为(L/2)·Δf_P的M_P个导频音调来执行的，以便于M_L个数据音调的一频率组K_i的信道估计。如图3所示，频率间隔(L/2)·Δf_P等于数据音调的频率间隔(L/2)·Δf_L。导频音调映射根据以下等式1在第i终端的第s导频码元中执行：

【等式1】

P_i，s＝{pΔf_p|p＝j(L/2)+floor(i/2)，0≤j＜M_L}，0≤i＜L，0≤s＜S_p}其中floor(x)项表示不大于x的最大整数。图3图示分配给四个终端的导频音调P_i，s的频率集合，其中N_L＝16，L＝4，M_L＝4，N_P＝8和M_P＝2。

第i终端对在其中依照等式1映射导频音调的信号采用N_P点IFFT，并且产生第s导频码元输出信号x_i，s(n)。在这种情况下，对整数a而言，可以满足如下条件x_i，s＝2a(n)x_i，s＝2a+1(n)，其中0≤a＜S_P/2。

如图3所示，当IFFT输出信号x_i，s(n)被作为导频信号插入，然后在执行基于等式1的导频音调映射之后被发送时，对于整数q，具有i＝2·q的终端和具有i＝2·q+1的终端使用同一导频音调，其中0≤q＜L/2。例如，同一导频码元将映射到被分配了相同频率的终端1和终端2。相应地，用于具有i＝2·q的终端的导频音调和具有i＝2·q+1的终端的导频音调可能在基站中相互干扰。这会使信道估计更加困难。

根据本发明的本实施例，可以通过应用下列等式2来对第(i＝2·q+1)终端的N_P点IFFT输出信号x_i，s(n)执行相位旋转，以阻止在第(i＝2·q)终端的导频音调与第(i＝2·q+1)终端的导频音调之间的干扰。

【等式2】

${\stackrel{\&OverBar;}{x}}_{i,s=2a}\left(n\right)=x_{i,s=2a}\left(n\right)\&CenterDot;e^{j2\mathrm{\&pi;n}\frac{1}{2N_P}},0\&le;n<N_P$

${\stackrel{\&OverBar;}{x}}_{i,s=2a+1}\left(n\right)=-x_{i,s=2a+1}\left(n\right)\&CenterDot;e^{j2\mathrm{\&pi;n}\frac{1}{2N_P}},0\&le;n<N_P$

其中i＝2·q+1，0≤q＜L/2。

x_i，s(n)项表示由第i终端发送的第s导频码元信号。第(i＝2·q)终端发送的导频码元信号 x_i＝2q，s(n)则是x_i＝2q，s(n)。在发送基于等式2获取的导频码元时，可以增加信道估计的采样速率而在基站中不会有导频音调之间的干扰，并且可以通过增加导频码元的频率效率来改善信道估计性能。

图4图示根据本发明另一例示实施例在基于OFDM的通信系统中配置第i终端的第s导频码元的方法。

也就是说，图4图示与分布式数据音调映射方法相适合的根据本发明另一个例示实施例在基于OFDM的通信系统中配置第i终端的第s导频码元中的导频音调的方法。

从图4可以看出，用于信道估计的导频音调映射通过对数量与数据音调数量M_L相等、频率间隔L·Δf_L等于M_L个数据音调的频率间隔L·Δf_L的导频音调进行映射来执行。在第i终端的第s导频码元中，导频音调映射依照以下等式3来执行：

【等式3】

 P_i，s＝2a＝{p·Δf_L|p＝x·L+i，0≤x＜M_L}，0≤i＜L，0≤a＜S_p/2}

图4图示分配给四个终端的导频音调P_i，s的一频率组，其中N_L＝16，L＝4，M_L＝4，N_P＝16和M_P＝4。第i终端对在其中映射了导频音调的信号采用N_L点IFFT，以便产生输出信号x_i，s＝2a(n)。由于IFFT输出信号x_i，s＝2a(n)的幅度N_L是导频码元幅度N_P的二倍，因此该输出信号会在两个导频码元上发送。也就是说，表示IFFT输出信号x_i，s＝2a(n)的前N_L/2个导频音调的信号将被发送到第(s＝2a)导频信号，而表示IFFT输出信号x_i，s＝2a(n)的次N_L/2个导频音调的信号将被发送到第(s＝2a+1)导频信号。以下等式4对此进行了显示：

【等式4】

x_i，s＝2a(n)＝x_i，s＝2a(n)，0≤n＜N_L/2，0≤a＜S_P/2

x_i，s＝2a+1(n-N_L/2)＝x_i，s＝2a(n)，N_L/2≤n＜N_L，0≤a＜S_P/2

虽然参考图3和图4描述的导频音调配置方法具有不同的数学和图形结构，但在这两种方法，同一信号 x_i，s(n)将在单帧内的两个导频码元上发送。

图5是根据本发明例示实施例的导频码元发送器的框图。

导频码元发送器包括导频值生成单元510，串并(S/P)转换单元520，并行排列的PSK/QAM调制单元530-1～530-n，音调映射单元540，IFFT单元550，相位旋转单元560，循环前缀插入单元570，并串(P/S)转换单元580以及射频(RF)传输单元590。

导频值生成单元510根据调制阶(modulation order)c来产生用于调制导频音调的c·M_L个导频值。S/P转换单元520将导频值转换成并行数据。PSK/QAM调制单元530-1～530-n接收并行数据，并且根据调制阶c来执行PSK/QAM调制。

音调映射单元540对以M_P为单元分组的、经PSK/QAM调制的导频码元执行导频音调映射(如上文中参考图3所述)，并且将这些单元发送到IFFT单元550。具体地说，M_P个导频码元被映射到以规则间隔L/2·Δf_P构成导频码元的N_P个音调，而将剩余音调分配为零(0)。然后，将它们发送到IFFT单元550。因此，对于数据音调的信道估计，这些导频音调将以所发送的数据音调的频率上、规则的间隔L/2·Δf_P进行映射，而所发送的数据音调的频率之外的剩余音调分配为零(0)值。

在IFFT单元550对在其中映射了导频音调的信号采用N_P点IFFT之后，相位旋转单元560将根据等式2只对第(i＝2·q+1)终端的输出信号x_i＝2q+1，s(n)执行相位旋转。循环前缀插入单元570将向经相位旋转的输出信号 x_i，s(n)和未经相位旋转的输出信号插入循环前缀CP。P/S转换单元580将输出信号转换成串行数据并将串行数据发送到RF传输单元590。

图6是根据本发明另一个例示实施例的导频码元发送器的框图。

该导频码元发送器包括导频值生成单元610，S/P转换单元620，并行排列的PSK/QAM调制单元630-1～630-n，音调映射单元640，IFFT单元650，缓存器660，循环前缀插入单元670，P/S转换单元680，以及RF传输单元690。

导频值生成单元610根据调制阶c产生用于导频音调调制的c·M_L个导频值。S/P转换单元620将串行导频值转换成并行数据，PSK/QAM调制单元630-1～630-n根据调制阶c执行并行数据的PSK/QAM调制。

音调映射单元640对以M_L为单元分组的、经PSK/QAM调制的码元执行导频音调映射(如上文中参考图4所示)，并且将这些单元发送到IFFT单元650。也就是说，将M_L个导频码元映射到以规则间隔L·Δf_L构成导频码元的N_L个导频音调，而所发送的数据音调的频率之外的剩余导频音调分配为零(0)值。然后，将它们发送到IFFT单元650。

IFFT单元650对在其中映射了导频音调的信号采用N_L点IFFT，并且将该信号存储在缓存器660中。循环前缀插入单元670将循环前缀CP插入到缓存器660的输出信号 x_i，s(n)。P/S转换单元680将其转换成串行数据，并将该串行数据发送到RF传输单元690。

在对在其中映射了导频音调的信号采用IFFT的情况下，包含缓存器660、循环前缀插入单元670、P/S转换单元680和RF传输单元690的传输单元接收输出信号 x_i，s(n)，并且将其存入缓存器660中，并且在两个导频码元上发送输出信号 x_i，s(n)。

图7是根据本发明另一个例示实施例的导频码元接收器设备的框图。

经由RF接收单元710接收的信号由S/P转换单元720转换成并行数据。循环前缀消除单元730从该并行数据中消除循环前缀CP。在消除了循环前缀CP之后，如果接收信号是导频码元，则将该导频码元存储在缓存器740中。FFT单元750接收两个导频码元并将其相互连接，并对这两个码元采用N_L点FFT。因此，FFT单元750的输出信号在规则间隔L·Δf_L上具有M_L个导频音调，但是不会丧失正交性。在组合导频码元时，对经由两个导频码元发送的导频音调的电属性进行相互组合。因此，可以在接收终端中增加每个导频音调的功率。这样，可以改善信道估计性能。

副载波提取单元760从FFT输出信号中提取导频音调，而信道估计单元770使用该导频音调来估计信道。本实施例描述了用于信道估计的导频码元的传输/接收，但是未详细描述使用该导频音调的信道估计方法。然而，根据计算能力和性能，可以应用诸如最小二乘(LS)信道估计技术或最小均方误差(MMSE)信道估计技术之类的信道估计技术。信道均衡单元780基于使用导频音调的信道估计值来执行数据码元的信道均衡处理。

图8是根据本发明例示实施例来发送导频码元的方法的流程图。

首先，根据调制阶c产生用于导频音调调制的c·M_L个导频值(S810)。这些导频值被转换成并行数据(S820)。根据导频音调调制阶c对并行数据执行PSK/QAM调制(S830)。

如上文参考图3所述，对每一个终端，对以M_P为单元分组的经PSK/QAM调制码元执行导频音调映射(S840)。也就是说，将导频码元映射到以规则间隔L/2·Δf_P构成导频码元的N_P个导频音调，而剩余音调则分配为零(0)值。然后，将这些导频音调发送到IFFT单元650。换句话说，对于数据音调的信道估计，将导频音调关于与所发送的数据音调相同的频率、以规则间隔L/2·Δf_P进行映射，剩余音调则被分配为零(0)值。

对在其中映射了导频音调的信号采用N_P点IFFT(S850)。根据等式2对第(i＝2·q+1)终端的输出信号x_i＝2q+1，s(n)执行相位旋转(S860)。向经相位旋转的输出信号 x_i，s(n)和未经相位旋转的输出信号插入循环前缀CP(S870)，并将输出信号转换成串行数据并将其发送到RF传输单元(S880)。

图9是根据本发明另一个实施例来发送导频码元的方法的流程图。

根据调制阶c产生用于导频音调调制的c·M_L个导频值(S910)。将该导频值转换成并行数据(S920)。根据导频音调的调制阶c对该并行数据执行PSK/QAM调制(S930)。

如上文参考图4所述，对以M_L为单元分组的PSK/QAM调制码元执行导频音调映射(S940)。也就是说，将导频码元映射到以规则间隔L·Δf_L构成导频码元的N_L个音调，而剩余音调分配为零(0)值。

对在其中映射了导频音调的信号采用N_L点IFFT(S950)，并且将该信号存储在缓存器中。该信号在两个导频码元上发送(S960)。向缓存器的输出信号 x_i，s(n)插入循环前缀CP(S970)。将插入了循环前缀的信号转换成串行数据并发送到RF传输单元(S980)。

图10是根据本发明例示实施例来接收导频码元的方法的流程图。

将经由RF接收单元接收的信号转换成并行数据(S1010)。从该并行数据中消除循环前缀CP(S1020)。在消除了循环前缀CP之后，如果所接收的信号是导频码元，则将该导频码元存入缓存器(S1030)。也就是说，该导频码元将一直存储在缓存器中，直至在实施FFT之前接收到两个导频码元为止。这两个导频码元按顺序相互连接，并且对该导频码元采用N_L点FFT(S1040)。在采用N_L点FFT时，输出信号具有处于规则间隔L·Δf_L的、不丧失正交性的M_L个导频音调。

从FFT输出信号中提取导频音调(S1050)，并使用所提取的导频音调执行信道估计(S1060)。可以应用在上文中描述的信道估计技术。接下来，根据使用导频音调的信道估计值来执行数据码元的信道均衡，并且解调数据(S1070)。

根据本发明例示实施例发送和接收导频码元的方法可以应用于使用OFDM的4G或无线局域网(LAN)。

根据本发明实施例的上述方法可以存储在任何形式的记录介质中，例如CD-ROM、RAM、ROM、软盘、硬盘或磁光盘，也可以以计算机可读形式存储，例如组织成可执行程序的计算机代码。

从以上描述中可以清楚了解。在基于OFDM的通信系统中，当插入单帧的导频码元时期等于数据码元时期一半时，导频码元的导频音调间的间隔等于数据码元的数据音调间的间隔的二倍。通常，在实施无线信道估计时，这会导致频率采样速率降低。为了防止频率采样速率降低，本发明提供了在基于OFDM的通信系统中发送和接收用于信道估计的导频码元的方法和设备，所述方法和设备可以提高无线信道估计的采样速率，但却不会损害使用分布式数据音调映射方法的传输单元中的带宽效率。

此外，根据本发明在基于OFDM的通信系统中发送和接收导频码元的方法和设备还适用于在OFDM系统中用于PAPR减小处理的DFT扩展方案。

对本领域技术人员来说，很明显，在不脱离发明实质或范围的情况下，各种修改和变更都是可行的。因此，本发明旨在覆盖那些处于附加权利要求及其等价物范围以内的针对本发明的修改和变更。

Claims (24)

1.一种用于在基于正交频分复用的通信系统中发送导频码元的方法，包括：

对第一和第二导频码元采用快速傅里叶逆变换(IFFT)，其中第一和第二导频码元都被映射到分配给多个终端的导频音调频率上；以及

对第二导频码元执行相位旋转。

2.根据权利要求1的方法，其中采用IFFT包括：

产生多个导频值；

将该导频值转换成并行数据；

根据调制阶调制该并行数据，以输出经调制的导频音调；

将该经调制的导频音调映射到分配给终端的导频音调频率；以及

对该经调制的导频音调采用IFFT。

3.根据权利要求2的方法，其中映射该经过调制的导频音调包括：

在用于信道估计的被发送的数据音调频率上以间隔L/2·Δf_P映射经调制的导频音调；以及

将处于被发送的数据音调频率之外的经调制的导频音调分配零值，

其中L表示终端数量，Δf_P表示第一导频码元或第二导频码元的经调制的导频音调之间的间隔。

4.根据权利要求2的方法，其中对经调制的导频音调采用IFFT包括：

对经调制的导频音调采用N_P点IFFT，

其中N_P表示第一导频码元或第二导频码元的导频音调数量。

5.根据权利要求1的方法，其中对第二导频音调执行相位旋转包括：

对终端的输出信号执行相位旋转；以及

向经相位旋转的输出信号和未经相位旋转的输出信号插入循环前缀。

6.一种用于在基于正交频分复用的通信系统中发送导频码元的方法，包括：

对映射到分配给终端的导频音调频率的导频码元采用快速傅里叶逆变换(IFFT)；

存储从IFFT输出的信号；以及

以第一导频码元发送该信号的第一信号部分，并且以第二导频码元发送该信号的第二信号部分。

7.根据权利要求6的方法，其中对导频码元采用IFFT包括：

产生多个导频值；

将导频值转换成并行数据；

根据调制阶来调制并行数据，以便输出经调制的导频音调；

将经调制的导频音调映射到分配给终端的导频音调频率；以及

对经调制的导频音调采用IFFT。

8.根据权利要求7的方法，其中映射经调制的导频音调包括：

在用于信道估计的被发送的数据音调频率上以间隔L/2·Δf_L映射经调制的导频音调；以及

将处于被发送的数据音调频率之外的经调制的导频音调分配零值，

其中L表示终端数量，Δf_L表示数据音调之间的间隔。

9.根据权利要求6的方法，其中对导频码元采用IFFT包括：

对在其中映射了导频音调的信号采用N_L点IFFT，

其中存储IFFT输出的信号包括：

将采用了N_L点IFFT的信号存储在缓存器中，以及

其中发送包括：

在两个导频码元上从缓存器输出信号；

将循环前缀插入从缓存器输出的信号；以及

将具有循环前缀的输出信号转换成串行数据，

其中N_L表示数据音调数量。

10.一种用于在基于正交频分复用的通信系统中接收导频码元的方法，包括：

将导频码元转换成并行数据；

从并行数据中消除循环前缀；

将没有循环前缀的第一导频码元存入缓存器；

将第一导频码元和第二导频码元连接在一起；

对所连接的导频码元采用N_L点快速傅里叶变换(FFT)，以输出FFT输出信号；

从FFT输出信号中提取导频音调；

使用导频音调估计信道；以及

根据信道估计执行数据码元的信道均衡，以解调数据。

11.一种用于在基于正交频分复用的通信系统中发送导频码元的设备，包括：

音调映射单元，用于将分配给终端的导频音调频率映射到要发送的导频码元；以及

相位旋转单元，用于接收导频码元，并且对偶数编号的导频码元或奇数编号的导频码元执行相位旋转。

12.根据权利要求11的设备，还包括：

导频值生成单元，用于根据调制阶来产生用于导频音调调制的导频值；以及

调制单元，用于将导频值转换成并行数据，并且根据调制阶来调制并行数据，以输出经调制的导频音调，

其中音调映射单元将经调制的导频音调映射到分配给终端的导频音调频率。

13.根据权利要求12的设备，其中音调映射单元在被发送数据音调的频率上以间隔L/2·Δf_p映射经调制的导频音调，并且将处于被发送的数据音调频率之外的经调制的导频音调分配零值，

其中L表示终端数量，Δf_p表示偶数编号的导频码元或奇数编号的导频码元的音调之间的间隔。

14.根据权利要求11的设备，还包括：

快速傅立叶逆变换(IFFT)单元，用于对映射到导频音调频率的导频音调采用IFFT；

循环前缀插入单元，用于向经相位旋转单元相位旋转的导频码元和未经相位旋转的导频码元插入循环前缀；以及

转换单元，用于将具有循环前缀的导频码元转换成串行数据。

15.根据权利要求14的设备，其中IFFT单元对映射到导频音调频率的导频音调采用N_P点IFFT，

其中N_P表示导频码元的导频音调数量。

16.一种用于在基于正交频分复用的通信系统中发送导频码元的设备，包括：

音调映射单元，用于将分配给终端的导频音调频率映射到要发送的导频码元；以及

传输单元，用于将信号存储在缓存器中，并且在两个导频码元上发送信号。

17.根据权利要求16的设备，还包括：

导频值生成单元，用于根据调制阶产生用于导频音调调制的导频值；以及

调制单元，用于将导频值转换成并行数据，并且根据调制阶来调制并行数据，以输出经调制的导频音调，

其中音调映射单元将经调制的导频音调映射到分配给终端的导频音调频率。

18.根据权利要求17的设备，还包括：快速傅立叶逆变换(IFFT)单元，用于对经调制的导频音调采用IFFT。

19.根据权利要求18的设备，其中音调映射单元在被发送数据音调的频率上以间隔L·Δf_L映射经调制的导频音调，并且将处于被发送的数据音调频率之外的经调制的导频音调分配零值，

其中L表示终端数量，Δf_L表示数据音调之间的间隔。

20.根据权利要求16的设备，其中传输单元包括：

缓存器，用于存储该信号并且在两个导频码元上输出该信号；

循环前缀插入单元，用于在该信号中插入循环前缀；以及

转换单元，用于将该信号转换成串行数据。

21.一种用于在基于正交频分复用的通信系统中接收导频码元的设备，包括：

转换单元，用于将导频码元转换成并行数据；

循环前缀消除单元，用于从并行数据中消除循环前缀；

缓存器，用于存储第一导频码元；

快速傅立叶变换(FFT)单元，用于按照接收顺序将第一导频码元和第二导频码元连接在一起，以对所连接的导频码元采用N_L点FFT，并且输出FFT输出信号；

音调提取单元，用于从FFT输出信号中提取导频音调；

信道估计单元，用于使用导频音调估计信道；以及

信道均衡单元，用于根据信道估计执行数据码元的信道均衡，

其中N_L表示数据码元的数据音调数量。

22.一种基于正交频分复用的通信系统中的移动通信终端，其中包括权利要求21的设备。

23.一种用于在基于正交频分复用的通信系统中发送导频码元的方法，包括：

对映射到分配给终端的导频音调频率的导频码元采用快速傅立叶逆变换(IFFT)；以及

对两个相邻导频码元之一执行相位旋转。

24.一种用于在基于正交频分复用的通信系统中发送导频码元的设备，包括：

音调映射单元，用于将分配给终端的导频音调频率映射到要发送的导频码元；以及

相位旋转单元，用于对两个相邻导频码元之一执行相位旋转。

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