CN1697351B - 一种用于时分双工系统的辅助导频方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于时分双工系统的辅助导频方法，包括步骤：当终端在所述时分双工系统中高速移动时，在传输业务数据的同时传输辅助导频，其中所述辅助导频占用所述时分双工系统的资源，并且在时间上与所述业务数据同步地传输所述辅助导频。辅助导频可独立或与原有间歇导频结合进行信道估计。

Description

一种用于时分双工系统的辅助导频方法

技术领域

本发明涉及时分双工(TDD)系统的时隙结构，尤其针对终端高速移动时TDD时隙结构中辅助导频的排列方式。

背景技术

近年来，随着网络和移动通信技术的不断发展，人们对高速率和高质量无线通信业务的需求显著增长。这种显著增长的需求激励着人们研究新一代的移动通信系统，时分双工(TDD)模式由此进入人们的眼帘。在对TDD模式的研究中，人们发现其发射和接收信号在不同时隙中进行，彼此之间采用一定的保护时间予以分离，不需要分配对称频段的频率。在进行不对称的数据传输时，使用该模式可以灵活改变上行和下行时隙的比例，充分利用有限的无线电频谱资源。该模式在第三代移动通信乃至超三代的移动通信方案中具有一定的竞争性。另一方面，使用该模式的系统多采用间歇导频进行信道估计，导致系统抗快衰落能力相对较差。以图1所示的TDD典型系统——TD-SCDMA为例，当终端高速运动从而信道变化剧烈时，TDD系统时隙中的间歇导频，无法准确反映数据部分的信道变化，以间歇导频估计出的信道值用于整个时隙，则无疑带来系统性能的极大下降，使得TDD支持高速运动终端的能力较FDD差。

发明内容

针对现有TDD系统中存在的间歇式导频难以应对终端高速运动的问题，本发明提出了一种用于时分双工系统的辅助导频方法，

根据本发明，提供了一种用于时分双工系统的辅助导频方法，包括步骤：

当终端在所述时分双工系统中高速移动时，在传输业务数据的同时传输辅助导频，其中所述辅助导频占用所述时分双工系统的资源，并且在时间上与所述业务数据同步地传输所述辅助导频。辅助导频可独立地或与原有间歇导频结合进行信道估计。

根据本发明的方法，通过增加辅助导频，可以记录信道的变化，从而得到精确的信道信息，改善终端高速运动时的系统性能。

附图说明

下面参照附图并结合实例来描述本发明辅助导频的构造方法。

图1示出了在现有TD-SCDMA中终端高速运动时的信道幅度-时间特性曲线；

图2示出了根据本发明的辅助导频示意图；

图3示出了根据本发明的低密度辅助导频示意图；

图4示出了根据本发明的用于TD-SCDMA系统的辅助导频排列示意图；

图5示出了根据本发明的基于辅助导频模式的TD-SCDMA信道特性估计，其中车速为120km/h；

图6示出了根据本发明的基于辅助导频信道估计的系统性能，其中车速为120km/h。

具体实施方式

在本发明中，对于终端高速运动的系统，在传输业务数据的同时并行传输辅助导频。辅助导频可以与业务数据相互正交，以消除二者之间的干扰。设待发送的辅助导频为d₀，业务数据为d_i。令X₀、 X₁、…、X_i、…代表这样的一组特定的正交化运算：设X₀ ^-1、X₁ ^-1、…、X_i ^-1、…与X₀、X₁、…、X_i、…一一对应、互为反运算，则X_i ^-1、X_j满足当i＝j时， $X_i^{-1}\left[X_j\left(a\right)\right]=a,$ 当i≠j时， $X_i^{-1}\left[X_j\left(a\right)\right]=0.$ 使s₀＝X₀(d₀)、s_i＝X_i(d_i)，则s₀与s_i相互正交，信道中传输的信号为s＝s₀+s_i。

对于不同的移动通信系统，正交化运算X_i表现形式不同，对应系统资源的不同分配方式。对于TD-SCDMA系统，X_i表现为扩频，系统资源主要用码分配，辅助导频占用系统码道资源。对于使用OFDM技术的系统，X_i表现为信号进行正交化载波调制，系统资源主要用载波分配，辅助导频占用系统予载波资源。图2为辅助导频的示意图，横轴代表时间，纵轴为辅助导频和数据占用的系统资源。

根据终端实际的移动速度及性能需求，辅助导频的密度可以采用不同的比例。图2所示的辅助导频为高车速下采用的高密度导频，一个导频符号对应一个业务数据符号。图3为中等车速或性能要求不高时的偏低密度辅助导频，以一个导频符号对应多个业务数据符号，在导频间歇处可以传递少量数据。

下面举例说明辅助导频在TD-SCDMA系统中的应用。

采用辅助导频模式的TD-SCDMA系统时隙结构如图4所示，在此辅助导频占用一特定码道，称之为导频码道。为保持导频码道与数据码道之间的正交性，辅助导频的704个chip，由与扩频之前的数据序列等长的导频序列经过扩频获得，分为前后各352chip对应数据排列，其余依原有时隙结构放置间歇导频或留空。

令d_k(n_s)表示发送端对应第k个用户的第n_s个业务数据符号。c_k表示d_k(n_s)的扩频码，长度为Q，即c_k＝[c_k(1)，c_k(2)，…，c_k(Q)]。d_p，(n_s)表示相应的导频符号，c_p表示d_p(n_s)的扩频码。s_k(t_s)表示发送端在t_s时刻瞬时发送的信号，则在t_s时刻瞬时，发送端发出的信号s_k(t_s)可以表示为：

s_k(t_s)＝d_k(n_s)c_k(t_s-(n_s-1)Q)+d_p(n_s)c_p(t_s-(n_s-1)Q)    (1)

其中，n_s是发送端在t_s时刻应发送的导频及业务数据符号的序号，它与时刻t_s的关系为：

符号

表示向正无穷方向取整。

利用扩频码之间的正交性，在接收端可以分离出导频码道和业务数据码道的不同信息进行信道估计及数据检测。

本方法可以用于前向信道，也可以用于反向信道。

在终端高速移动时使用辅助导频进行信道估计得到的信道幅度．时间特性曲线如图5所示。利用辅助导频估计得到的数据部分信道幅度-时间特性用实线表示；作为比较，抽取该时间段的实际信道幅度-时间特性用虚线表示(图中实线虚线基本重合)；对同一段信道特性使用TDD系统中的间歇导频进行信道估计，得到的信道幅度-时间特性用点划线表示。可以看出，使用辅助导频可以得到比使用间歇导频更加接近实际信道的信道特性。使用辅助导频对终端高速移动时TDD系统性能的改善如图6所示。图中实线为使用辅助导频进行信道估计的系统BER性能，虚线为使用间歇导频进行信道估计的系统误码率(BER)性能。可以看出，使用辅助导频对系统性能的改善，随着系统信噪比的增大而愈加明显。

本发明已结合具体实例作了说明。然而，对于熟悉本领域的人员来说，显而易见，可以在不偏离本发明的精神的情况下，将本发明的思想应用到不同的具体实例中去。这里的描述只是说明性的，而完全不应认为是限制性的。本发明的专利保护范围由所附权利要求给出，而不是前面的说明。因此所有落在权利要求范围内的各种变型和等效形式都应属于本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于时分双工系统的辅助导频方法，包括步骤：

当终端在所述时分双工系统中高速移动时，在传输业务数据的同时传输辅助导频，其中所述辅助导频占用所述时分双工系统的资源，并且在时间上与所述业务数据同步地传输所述辅助导频，所述辅助导频与间歇导频结合用于信道估计。

2.根据权利要求1所述的辅助导频方法，其中所述辅助导频与所述业务数据相互正交。

3.根据权利要求1所述的辅助导频方法，其中所述资源是码道。

4.根据权利要求1所述的辅助导频方法，其中所述资源是子载波。

5.根据权利要求1所述的辅助导频方法，其中一个辅助导频符号对应于一个业务数据符号。

6.根据权利要求1所述的辅助导频方法，其中一个辅助导频符号对应于多个业务数据符号。

7.根据权利要求1所述的辅助导频方法，所述方法用于前向信道估计。

8.根据权利要求1所述的辅助导频方法，其中所述方法用于反向信道估计。

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