多輸入多輸出-正交頻分復用發送、接收設備和方法

2023-10-09 11:43:34 1

專利名稱：多輸入多輸出-正交頻分復用發送、接收設備和方法
技術領域：
本發明涉及多輸入多輸出-正交頻分復用(MIMO-OFDM)技術，尤其涉及MIMO-OFDM系統中的導頻傳輸。
背景技術：
MIMO-OFDM系統的提出是無線通信領域的重大突破，其頻鐠利用率高、信號傳輸穩定、高傳輸速率等基本特性能夠滿足第四代無線傳輸網^LIL要求。MIMO-OFDM系統內組合了多輸入多輸出(MIMO)天線和正交頻分復用(OFDM)調製兩大關鍵技術。這種系統通過空間復用技術可以提供更高的數據傳輸速率，又可以通過空時分集和正交頻分復用達到很強的可靠性和頻鐠利用率。
在MIMO-OFDM系統中，由於多個發iii/接收天線的使用，發送天線和接收天線之間的空間信道大大增加。相應地，由於在接收方需要^L據導頻或者訓練信號估計每個空間信道的信道^t，使得估計信道M的開銷急劇增加。

發明內容
本發明所要解決的技術問M提供一種MIMO-OFDM發送設備、MIMO-OFDM接收設備、MIMO-OFDM發送方法和MIMO-OFDM接收方法，其能夠降低估計信道參數的開銷，並保持一定的信道M估計質量。
在本發明的一個實施例中，MIMO-OFDM發送方法用於從N個天線發送OFDM數據符號，其中]\>1。發送方法包含根據模式插入導頻符號以形成物理資源塊，其中，所述物理資源塊在時域包括P個OFDM符號，在頻域包括Q個子載波，P、 Q>1，並且所i^式包括在對應於物理資源塊的QxP陣列中，包含針對N個天線的每個天線的至少兩個導頻位置，所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開，並且同一天線的導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於時^/頻域方向上所述同一天 線的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置與最接近端之間的時^/頻域 間隔，其中，針對每個天線，在針對該天線的導頻位置插入用於該天線的
導頻符號，並且在除了導頻位置之外的位置承載OFDM數據符號。
在本發明的一個實施例中，MIMO-OFDM接收方法用於通過M個 接收天線接收從N個發送天線發送的信號，其中N>1， M>0。接收方法 包含針對每個接收天線和每個發送天線，根據模式從轉換到頻域的物理 資源塊中提取導頻符號；和根據^t取的導頻符號估計所述接收天線和所述 發送天線之間的信道的參數，其中，所述物理資源塊在時域包括P個 OFDM符號，在頻域包括Q個子載波，P、 Q>1，並且所^式包括在 對應於物理資源塊的Qxp陣列中，包含針對N個發送天線的每個發送天 線的至少兩個導頻位置，所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開，並且同 一發送天線的導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於時J^/ 頻域方向上所述同一發送天線的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置 與最接近端之間的時^/頻域間隔，其中，針對每個發送天線，從針對該 發送天線的導頻位置提取導頻符號，並且除導頻位置之外的位置承載 OFDM數據符號。
在本發明的一個實施例中，MIMO-OFDM發送設備用於從N個天線 發送OFDM數據符號，其中]\>1。發送設備包含導頻插入器，其根據 模式插入導頻符號以形成物理資源塊，其中，所述物理資源塊在時域包括 P個OFDM符號，在頻域包括Q個子栽波，P、 Q>1,並且所i^式包 括在對應於物理資源塊的Qxp陣列中，包^^針對N個天線的每個天線 的至少兩個導頻位置，所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開，並且同一 天線的導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於時J^/頻域方 向上所述同一天線的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置與最接近端 之間的時J^/頻域間隔，其中，針對每個天線，在針對該天線的導頻位置 插入用於該天線的導頻符號，並且在除了導頻位置之外的位置承載 OFDM數據符號。
在本發明的一個實施例中，MIMO-OFDM接收設備用於通過M個 接收天線接收從N個發送天線發送的信號，其中N>1， M>0。接收設備 包含導頻提取器，其針對每個接收天線和每個發送天線，根據模式從轉 換到頻域的物理資源塊中提取導頻符號；和信道估計器，其才艮據4I:取的導 頻符號估計所述接收天線和所述發送天線之間的信道的參數，其中，所述物理資源塊在時域包括P個OFDM符號，在頻域包括Q個子載波，P、 Q>1，並且所i^式包括在對應於物理資源塊的QxP陣列中，包>^針 對N個發送天線的每個發送天線的至少兩個導頻位置，所有導頻位置在 時域和頻域方向間隔開，並且同 一發送天線的導頻位置間的最大時域間隔 /最大頻域間隔大於或等於時^/頻域方向上所述同一發送天線的導頻位置 中最接近陣列兩端的導頻位置與最接近端之間的時域/頻域間隔，其中， 導頻提取器針對每個發送天線，從針對該發送天線的導頻位置提取導頻符 號，並且除導頻位置之外的位置承載OFDM數據符號。
在本發明的實施例中，在同 一物理資源塊中有至少兩個導頻符號來估 計相應子載波的^， ^吏得可通過內插和外推方法來估計同 一子載波在鄰 近時域位置的^lt和鄰近頻域位置的不同子載波的^lt。這至少兩個導頻 符號中，相鄰導頻符號間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於時^/ 頻域方向上最接近陣列兩端的導頻符號與相應端之間的時域/頻域間隔， 4吏得用內插方法估計的參數多於或等於用外推方法估計的^IL因而，本 發明的實施例能夠以減少實際根據導頻符號來估計信道M的次數，並且 保持一定的信道^lt估計質量。


參照下面結合附圖對本發明實施例的說明，會更加容易地理解本發明 的以上和其它目的、特點和優點。在附圖中，相同的或對應的技術特徵或 部件將釆用相同或對應的附圖標記來表示。
圖1是示出根據本發明實施例的MIMO-OFDM發送設備的框圖。
圖2是示出根據本發明實施例的MIMO-OFDM發送方法的;i^f呈圖。
圖3是示出根據本發明實施例的MIMO-OFDM接收設備的框圖。
圖4是示出根據本發明實施例的MIMO-OFDM接收方法的流程圖。
圖5是示出8發送天線的開銷為4/27的模式1的示意圖。
圖6是示出8發送天線的開銷為4/27的模式2的示意圖。
圖7是示出8發送天線的開銷為2/9的模式1的示意圖。
圖8是示出8發送天線的開銷為2/9的模式2的示意圖。
圖9是示出一個物理資源塊的結構的示意圖。
1具體實施例方式
下面參照附圖來說明本發明的實施例。應當注意，為了清楚的目的， 附圖和說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和 處理的表示和描述。
圖1是示出根據本發明實施例的MIMO-OFDM發送設備100的框 圖，其中僅出於作為示例來幫助理解的目的，示出了與解決技術問題無關 的部件，例如編碼器、符號調製器、復用器、串並轉換器、逆快速傅立葉 變換器(IFFT)、循環前綴(CP)插入器、發送天線等。
如圖1所示，MIMO-OFDM發送設備100包含編碼器101、符號調 制器102、復用器103、導頻插入器104、串並轉換器105-1至105-N、 IFFT 106-1至106-N、 CP插入器107-1至107-N和發送天線108-1至108畫N， 其中N>1。
編碼器101對要發送的信息比特流進行壓縮、檢錯編碼、糾錯編碼等 處理，產生編碼數據。符號調製器102將編碼數據調製為OFDM數據符 號。復用器103基於空時編碼、空間復用等技術將OFDM數據符號分配 到與發送天線108-1至108-N對應的發送支路上。針對每個支路，導頻插 入器104根據模式向OFDM數據符號流中插入針對相應發送天線的導頻 符號，產生OFDM符號流。串並轉換器105-1至105-N分別將相應支路 中每個發送周期的OFDM符號流分配到各個子載波。IFFT 106-1至106-N 分別將相應支路中分配到各個子載波的OFDM符號流從頻域轉換到時 域。CP插入器107-1至107-N分別向相應支路中各子載波上的OFDM符 號流中插入循環前綴，以提供保護間隔。發送天線108-1至108-N分別發 il^目應支路的OFDM符號流的射頻信號。
如前所述，導頻插入器104根據模式向每個支路的OFDM數據符號 流中插入針對相應發送天線的導頻符號，產生物理資源塊。
圖9示意性示出了一個物理資源塊的結構。如圖9所示，物理資源塊 可被視為一個QxP陣列，其中各列沿時域方向排列，各行沿頻域方向排 列，在時域包括P個OFDM符號，在頻域包括Q個子載波，P、 Q>1。 陣列中每個元素(由小方框表示)代表通常在發送周期的一個時刻通過一 個子載波發送的OFDM符號。在每個支路中，物理資源塊的OFDM符號 經由相應串並轉換器105-1至105-N被分為Q個組，每個子載波一組。例如，第1行的P個符號被分配給第1個子載波、第2行的P個符號被 分配給第2個子載波Q個、...、第Q行的P個符號被分配給第Q個子載 波。OFDM符號可以是OFDM數據符號(如圖9中空白小方框所示)，也 可以是導頻符號(如圖9中帶陰影線小方框所示)。雖然圖9中將物理資源 塊示出為二維結構，但實際上各元素按一維排列，即按第l行從左至右、 第2行從左至右、依此類推直到第Q行的順序排列。
模式定義物理資源塊中每個元素所承載的是OFDM數據符號還是 OFDM導頻符號，以及OFDM導頻符號是哪個發送天線的導頻符號。例 如，模式可包含指示物理資源塊的QxP陣列中各元素位置是數據符號位 置還是導頻符號位置的信息，以及每個導頻符號所針對的發送天線的信 息。
根據導頻插入器104所使用的模式，在物理資源塊的Qxp陣列中，
1) 發送天線108-1至108-N中的每個均有至少兩個導頻位置；
2) 所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開。例如發送天線108-1至 108-N的所有導頻位置彼此不重疊；
3) 同一天線的導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於 時域/頻域方向上該同 一天線的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置與 最接近端之間的時J^/頻域間隔。
當處理每個發送天線的發送數據時，根據該模式，導頻插入器10在 該發送天線的導頻位置插入用於該發送天線的導頻符號，並且在除了導頻 位置之外的位置承載OFDM數據符號。例如對於發送天線108-1的支路， 導頻插入器104確定該支路上來自復用器103的OFDM數據符號流中的 當前位置是否導頻位置。如果是導頻位置，則確定是否發送天線108-1的 導頻位置。如果是發送天線108-1的導頻位置，則在該位置插入發送天線 108-1的導頻符號。如果不l良送天線108-1的導頻位置，則插入任意的 填充符號(優選為空符號(例如O)或對其它傳輸造成幹擾較低的符號)。如果 不是導頻位置，則將當前位置移至下一個OFDM數據符號。導頻插入器 104如上所述進行處理，直至形成一個物理資源塊，並且接著繼續形成下 一個物理資源塊。
應當注意，雖然在前面的實施例中將導頻插入器104描述為一個，然 而本發明不限於此。MIMO-OFDM發送設備100可以包括多個導頻插入 器，分別處理不同的支路。例如，如圖l所示，MIMO-OFDM發送設備100可以包括導頻插入器104-1至104-N,分別處理髮送天線108-1至108-N 的相應支路。
圖2是示出根據本發明實施例的MIMO-OFDM發送方法的^^圖， 其中僅出於作為示例來幫助理解的目的，示出了與解決技術問題無關的步 驟，例如編碼步驟、符號調製步驟、復用步驟、串並轉換步驟、逆傅立葉 變換步驟、CP插入步猓、天線發送步驟等。
如圖2所示，方法從步驟200開始。在步驟202，對要發送的信息比 特流進行壓縮、檢錯編碼、糾錯編碼等處理，產生編碼數據。在步驟204， 將編碼數據調製為OFDM數據符號。在步驟206，基於空時編碼、空間 復用等技術將OFDM數據符號分配到與各發送天線對應的發送支路上。 在步驟208，針對每個支路，根據模式向OFDM數據符號流中插入針對 相應發送天線的導頻符號，產生OFDM符號流。在步驟210，分別將相 應支路中每個發送周期的OFDM符號流分配到各個子載波。在步驟212， 分別將相應支路中分配到各個子載波的OFDM符號流從頻域轉換到時 域。在步驟214，分別向相應支路中各子栽波上的OFDM符號流中插入 循環前綴，以提供保護間隔。在步驟216，分別發ilU目應支路的OFDM 符號流的射頻信號。在步驟218，方法結束。針對每個物理資源塊來執行 圖2所示的方法。在連續拔^供信息比特流的情況下，可循環執行該方法。
在步驟208中，所採用的模式規定在物理資源塊的QxP陣列中，
1) 發送天線108-1至108-N中的每個均有至少兩個導頻位置；
2) 所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開；
3) 同一天線的導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於 時域/頻域方向上該同一天線的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置與 最接近端之間的時^/頻域間隔。
當處理每個發送天線的發送數據時，根據該模式，在該發送天線的導 頻位置插入用於該發送天線的導頻符號，並且在除了導頻位置之外的位置 承載OFDM數據符號。例如對於一個發送天線的支路，確定該支路上從 步驟206輸出的OFDM數據符號流中的當前位置是否導頻位置。如果是 導頻位置，則確定是否該發送天線的導頻位置。如果是該發送天線的導頻 位置，則在該位置插入該發送天線的導頻符號。如果不是該發送天線的導 頻位置，則插入任意的填充符號(優選為空符號或對其它傳輸造成幹擾較 低的符號)。如果不是導頻位置，則將當前位置移至下一個OFDM數據符號。如上所述進行處理，直至形成一個物理資源塊。
圖3是示出根據本發明實施例的MIMO-OFDM接收設備300的框 圖，其中僅出於作為示例來幫助理解的目的，示出了與解決技術問題無關 的部件，例如解碼器、解復用器、並串轉換器、快速傅立葉變換器(FFT)、 CP消除、接收天線等。
如圖3所示，MIMO-OFDM接收設備300包含解碼器301、解復用 器302、導頻換_取器303、並串轉換器304-1至304-N、FFT 305-1至305-N、 CP消除器306-1至306-N、接收天線307-1至307-N和信道估計器308， 其中N>1。
接收天線307-1至307-N分別接收各發送天線發送的OFDM符號流 的射頻信號。射頻信號被信號處理部分(未示出)處理為OFDM符號流。 CP消除器306-1至306-N分別去除各接收天線的相應支路中由發送設備 插入的循環前綴。FFT 305-1至305-N分別將相應支路中各個子載波的 OFDM符號流從時域轉換到頻域。並串轉換器304-1至304-N分別將相 應支路中每個發送周期各個子載波的OFDM符號流合併為物理資源塊。 針對每個支路，導頻提取器303根據模式從物理資源塊中提料目應發送天 線的導頻符號，並去除所有導頻符號，從而產生OFDM符號流。信道估 計器308才艮據導頻拔^取器303提取的導頻符號估計相應空間信道各子栽波 在發送周期各時間的信道參數。解復用器302基於空時編碼、空間復用等 技術將各支路的OFDM數據符號合併為OFDM數據符號流，其中根據估 計的信道M獲得信道響應矩陣。解碼器301將OFDM數據符號符號解 調為編碼數據，並且對編碼數據進行解壓縮、檢錯編碼、糾錯編碼等的解 碼處理，產生信息比特流。
導頻提取器303根據模式(與前面發送設備100使用的模式相同)，從 來自並串轉換器304-1至304-N、對應於每個接收天線和每個發送天線間 的空間信道的物理資源塊中提取導頻符號，以獲得OFDM數據符號流。 例如，當處理對應於一個接收天線和一個發送天線間的空間信道的物理資 源塊時，根據該模式，導頻提取器303確定該物理資源塊中的當前位置是 否導頻位置。如果是導頻位置，則確定是否該發送天線的導頻位置。如果 是該發送天線的導頻位置，則從該位置提取並去除該發送天線的導頻符 號。如果不是該發送天線的導頻位置，則去除該位置的符號。如果不是導 頻位置，則將當前位置移至下一個OFDM符號。導頻去除器303如上所 述ii行處理，直至處理完一個物理資源塊(其中保留的OFDM符號形成OFDM數據符號流)，並且接著繼續處理下一個物理資源塊。
根據導頻提取器303從物理資源塊中提取的導頻符號，信道估計器 308估計相應接收天線和發送天線之間的空間信道的信道^lt。可通過本 領域已知的方法來估計信道M。例如，在估計信道參數時，根據模式可 知發送天線的導頻位置，並且可知從導頻位置提取的導頻符號。因而可利 用已知的導頻信息估計出導頻位置上的信道^。對於同一發送天線的任 意兩個相鄰導頻位置，即陣列中第Ml行第Nl列和第M2行第N2列的 導頻位置上獲得的信道參數，假定第M2行第Nl列和第Ml行第N2列 的位置上的信道^lt分別與第Ml行第Nl列和第M2行第N2列的導頻 位置上的信道^^lt相同。剩餘的數據符號位置上的信道響應採用內插或者 外推的方法估計得到。
應當注意，雖然在前面的實施例中將導頻拔:取器303描述為一個，然 而本發明不限於此。MIMO-OFDM接收設備300可以包括多個導頻提取 器，分別處理不同的支路。例如，如圖3所示，MIMO-OFDM接收設備 300可以包括導頻揭^取器303-1至303-N，分別處理接收天線307-1至307-N 的相應支路。
圖4是示出根據本發明實施例的MIMO-OFDM接收方法的$錄圖， 其中僅出於作為示例來幫助理解的目的，示出了與解決技術問題無關的步 驟，例如解碼步驟、解復用步驟、並串轉換步驟、傅立葉變換步驟、去除 CP步驟、天線接收步驟等。
如圖4所示，方法從步驟400開始。在步驟402，分別接收各發送天 線發送的OFDM符號流的射頻信號，射頻信號被處理為OFDM符號流。 在步驟404，分別去除各接收天線的相應支路中由發送設備插入的循環前 綴。在步驟406，分別將相應支路中各個子載波的OFDM符號流從時域 轉換到頻域。在步驟408,分別將相應支路中每個發送周期各個子載波的 OFDM符號流合併為物理資源塊。在步驟410，針對每個支路，根據模式 從物理資源塊中提糾目應發送天線的導頻符號，並去除所有導頻符號，從 而產生OFDM符號流；^^據4^取的導頻符號估計相應空間信道各子載波 在發送周期各時間的信道參數。在步驟412基於空時編碼、空間復用等技 術將各支路的OFDM數據符號合併為OFDM數據符號流，其中根據估計 的信道^lt獲得信道響應矩陣。在步驟414,將OFDM數據符號符號解 調為編碼數據，並且對編碼數據進行解壓縮、檢錯編碼、糾錯編碼等的解 碼處理，產生信息比特流。方法在步驟416結束。針對每個物理資源塊的接收來執行圖4所示的方法。在連續接收物理資源塊的情況下，可循環執 行該方法。
在步驟410，根據模式(與前面發送設備100使用的模式相同)，M 應於每個接收天線和每個發送天線間的空間信道的物理資源塊中提取導 頻符號，以獲得OFDM數據符號流。例如，當處理對應於一個接收天線 和一個發送天線間的空間信道的物理資源塊時，#>據該模式，確定該物理 資源塊中的當前位置是否導頻位置。如果是導頻位置，則確定是否該發送 天線的導頻位置。如果是該發送天線的導頻位置，則從該位置拔:取並去除 該發送天線的導頻符號。如果不是該發送天線的導頻位置，則去除該位置 的符號。如果不是導頻位置，則將當前位置移至下一個OFDM符號。在 步驟410如上所述進行處理，直至處理完一個物理資源塊(其中保留的 OFDM符號形成OFDM數據符號流)。
在步驟410，還根據從物理資源塊中提取的導頻符號，估計相應接收 天線和發送天線之間的空間信道的信道參數。可通過本領域已知的方法來 估計信道^。例如，在估計信道^lt時，^L據模式可知發送天線的導頻 位置，並且可知從導頻位置提取的導頻符號。因而可利用已知的導頻信息 估計出導頻位置上的信道M。對於同一發送天線的任意兩個相鄰導頻位 置，即陣列中第Ml行第Nl列和第M2行第N2列的導頻位置上獲得的 信道參數，假定第M2行第Nl列和第Ml行第N2列的位置上的信道參 數分別與第Ml行第Nl列和第M2行第N2列的導頻位置上的信道^ 相同。剩餘的lt據符號位置上的信道響應採用內插或者外推的方法估計得 到。
根據本發明的實施例，由於每個發送天線均有至少兩個導頻位置，可
和外推來獲得其它位置的信道M。這樣可減少實際祁^據導頻位置的導頻 符號估計信道參數的次數。另外，所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開， 保證不同發送天線的導頻符號不會相互幹擾。此外，同一天線的導頻位置 間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於時^/頻域方向上該同一天線 的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置(例如，最左、右/最上、下導頻 位置)與最接近端(左、右/上、下端)之間的時^/頻域間隔，使得用內插方 法估計的M多於或等於用外推方法估計的^lt。由於發明人觀察到內插 方法估計的M比用外推方法估計的^更加準確，因而本發明的模式能 夠提高M估計質量。
18間隔/頻域間隔儘量接近，以使對數據符號位置的信道參數的估計誤差能 夠更低。
在一個優選實施例中，對於所有發送天線，所有同一發送天線的相鄰 導頻位置之間的時域間隔/頻域間隔儘量接近，以使信道參數估計質量更 加均勻，並且對數據符號位置的信道^lt的估計誤差能夠更低。
在一個優選實施例中，N=8， P-6並且C^18，並且陣列中包含下述 導頻位置
(Pxhl，l、 Px7，2,l、 Px2，5，l、 Px8，6,l、
Px3,l，6、 Px5，2，6、 Px4,5，6、 Px6，6，6、
Px2，l，13、 Px8,2,13、 Pxi，5，13、 Px7，6，13、
Px4，l，18、 Px6，2，18、 Px3，5，18、 Px5,6,18}，
其中PXi，y,z表示在陣列中時域第y個OFDM符號(例如，從左向右 數)、頻域第z個子載波(例如，從上向下數)處的針對第Xi個發送天線的導 頻位置，Xl、 x2、 x3、 x4、 x5、 x6、 x7、 Xs大於0小於9並且互不相等。
在這個模式中，對於第1、 2、 5、 6個符號，不等間隔的放置共16 個導頻。在頻率域的兩端均有導頻。中間的兩個符號全部用於數據傳輸。 分配給8個天線的導頻交錯排開，避免了不同天線間的互相干擾。分配給 每個天線的導頻位置為2個。導頻位置在OFDM符號域的間隔為3,在 頻率域的間隔為11。
圖5示出了這樣的陣列的一個具體示例，其中Pn表示第n個天線的 導頻位置。
可選地，陣列中可包含下述導頻位置
^,1,2、 Px7,2,2、 Px2,5，2、 Px8，6，2、
Px3，l，7、 Px5,2，7、 Px4，5，7、 Px6,6,7、
Px2，l，12、 Px8，2,12、 Px!,5，12、 Px7，6,12、
Px4,l,17、 Px6，2，17、 Px3，5，17、 Px5，6，17}。
在這個模式中，對於第l、 2、 5、 6個符號，以第二個子載波為起始， 等間隔的放置共16個導頻。第一個和最後一個子載波用於數據傳輸，中 間的兩個符號全部用於數據傳輸。分配給8個天線的導頻交錯排開，避免了不同天線間的互相干擾。分配給每個天線的導頻位置為2個。導頻位置 在OFDM符號域的間隔為3，在頻率域的間隔為9。
圖6示出了這樣的陣列的一個具體示例，其中Pn表示第n個天線的 導頻位置。
上述兩種模式的導頻開銷為4/27。
可選地，陣列中可包含下述導頻位置
《Pxhl，1、 Px7，2,l、 Px2,5，l、 Px8,6,l、
Px3，l，2、 Px5,2，2、 Px4，5，2、 Px6，6，2、
Pxi,3，8、 Px7，4,8、
Px3，3，9、 Px5,4,9、
Px2，3，10、 Px8，4，10、
Px4，3,ll、 Px6，4，ll、
Px2，l,17、 Px8，2，17、 Px"5，17、 Px7，6，17、 Px4，l,18、 Px6，2,18、 Px3,5,18、 Px5，6,18}。
在這個模式中，在108個子栽波的物理資源單元中的四個頂點未知分 別放置4個導頻，在中間位置放置8個導頻。共計24個導頻分配給8個 發送天線。分配給8個天線的導頻交錯排開，避免了不同天線間的互相干 擾。用於每個天線的導頻位置在OFDM符號域以及頻率域內的分布均為 不等間隔。在OFDM符號域內的間隔為l，在頻率域內的間隔為6或者8。
圖7示出了這樣的陣列的一個具體示例，其中Pn表示第n個天線的 導頻位置。
可選地，陣列中可包含下述導頻位置
(Pxi，1，2、 Px7，2，2、 Px2，5,2、 Px8，6，2、
Px3，l，3、 Px5,2，3、 Px4，5，3、 Px6,6，3、
Pxlv3，8、 Px7，4，8、
Px3，3，9、 Px5,4，9、
Px2，3，10、 Px8,4,10、
Px4，3,ll、 Px6,4，ll、Px2,l,16、 Px8,2,16、 Pxh5，16、 Px7，6，16、 Px4,l，17、 Px6，2，17、 Px3，5，17、 Px5，6，17}。
在這個模式中，在108個子載波的物理資源單元中，在除第一個以及 最後一個子載波之外的四個頂點位置分別放置4個導頻，在中間位置放置 8個導頻。共計24個導頻分配給8個發送天線。分配給8個天線的導頻 交錯排開，避免了不同天線間的互相干擾。用於每個天線的導頻位置在 OFDM符號域以及頻率域內的分布均為等間隔。在OFDM符號域內的間 隔為l，在頻率域內的間隔為5或者7。
圖8示出了這樣的陣列的一個具體示例，其中Pn表示第n個天線的
導頻位置。
上述兩種模式的導頻開銷為2/9。
在一個優選實施例中，MIMO-OFDM發送設備100可包括模式控制 器(未示出)，其根據信道估計性能要求或信道頻率選擇性特性，從本發明
的各種模式中選擇適合於信道估計性能要求或信道頻率選擇性特性的模 式來使用，並通知MIMO-OFDM接收設備300。相應地，MIMO-OFDM 接收設備300可包括模式開關(未示出)，其根據來自MIMO-OFDM發送 設備100的模式選擇信號，確定MIMO-OFDM發送設備100所使用的模 式。
在前面的說明書中參照特定實施例描述了本發明。然而本領域的 普通技術人員理解，在不偏離如權利要求書限定的本發明的範圍的前 提下可以進行各種修改和改變。
權利要求
1.一種MIMO-OFDM發送方法，用於從N個天線發送OFDM數據符號，其中N＞1，所述發送方法包括根據模式插入導頻符號以形成物理資源塊，其中，所述物理資源塊在時域包括P個OFDM符號，在頻域包括Q個子載波，P、Q＞1，並且所述模式包括在對應於物理資源塊的Q×P陣列中，包含針對N個天線的每個天線的至少兩個導頻位置，所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開，並且同一天線的導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於時域/頻域方向上所述同一天線的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置與最接近端之間的時域/頻域間隔，其中，針對每個天線，在針對該天線的導頻位置插入用於該天線的導頻符號，並且在除了導頻位置之外的位置承載OFDM數據符號。
2. 如權利要求1所述的MIMO-OFDM發送方法，其中，同一天線 的所有相鄰導頻位置之間的時域間隔/頻域間隔儘量接近。
3. 如權利要求2所述的MIMO-OFDM發送方法，其中，對於所述 N個天線，所有同一天線的相鄰導頻位置之間的時域間隔/頻域間隔儘量 接近。
4. 如權利要求l或2或3所述的MIMO-OFDM發送方法，其中， N=8， P-6並且C^18,並且所述陣列包含下述導頻位置集之一(Pxi,1,1、 Px7,2,l、 Px2，5，l、 Px8，6，l、Px3，l，6、 Px5,2,6、 Px4，5，6、 Px6,6,6、Px2，l，13、 Px8，2，13、 Px"5,13、 Px7,6，13、Px4，l，18、 Px6，2，18、 Px3,5,18、 Pxs,6，18}，{Pxbl,2、 Px7，2,2、 Px2，5，2、 Px8，6，2、 Px3，l,7、 Px5，2,7、 Px4，5，7、 Px6，6，7、 Px2,l,12、 Px8，2，12、 Px!，5，12、 Px7，6，12、 Px4,l,17、 Px6,2,17、 Px3,5，17、 Px5,6，17}，{Pxhl,l、 Px7，2，l、 Px2,5,l、 Px8，6，l、 Px3，l,2、 Px5，2，2、 Px4，5,2、 Px6，6，2、 Pxb3,8、 Px7，4，8、 Px3,3,9、 Px5，4，9、 Px2，3，10、 Px8，4,10、 Px4，3，ll、 Px6,4,ll、Px2，l，17、 Px8，2,17、 Pxi，5，17、 Px7,6，17、 Px4，l，18、 Px6,2，18、 Px3,5,18、 Px5，6，18}，和(Pxi，1，2、 Px7，2，2、 Px2,5,2、 Px8，6，2、 Px3，l，3、 Px5，2,3、 Px4，5，3、 Px6，6，3、 Pxi,3,8、 Px7，4，8、 Px3,3，9、 Px5，4，9、 Px2,3,10、 Px8,4，10、 Px4，3,ll、 Px6,4，ll、Px2，l，16、 Px8，2，16、 Pxi，5，16、 Px7，6，16、 Px4，l，17、 Px6，2,17、 Px3，5，17、 Px5，6，17}，其中Pxi,y,z表示在陣列中時域第y個OFDM符號、頻域第z個子載波處的針對第Xi個天線的導頻位置， 大於0小於9並且互不相等。
5. 如權利要求l或2或3所述的MIMO-OFDM發送方法，其中， 當針對每個天線插入導頻符號時，在非針對該天線的導頻位置插入空符號。
6. 如權利要求1或2或3所述的MIMO-OFDM發送方法，還包括根據信道估計性能要求或信道頻率選擇性特性，確定所述模式，並通 知接收端。
7. —種MIMO-OFDM接收方法，用於通過M個接收天線接收從N個發送天線發送的信號，其中]\>1, M>0，所述接收方法包括針對每個接收天線和每個發送天線，根據模式從轉換到頻域的物理資源塊中提取導頻符號；和根據提取的導頻符號估計所述接收天線和所述發送天線之間的信道的錄，其中，所述物理資源塊在時域包括P個OFDM符號，在頻域包括Q個子栽波，P、 Q>1，並且所i^式包括在對應於物理資源塊的Qxp陣列中，包含針對N個發送天線的每個發送天線的至少兩個導頻位置，所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開，並且同一發送天線的導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於時域/頻域方向上所述同 一發送天線的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置與最接近端之間的時J^/頻域間隔，其中，針對每個發送天線，從針對該發送天線的導頻位置^C取導頻符號，並且除導頻位置之外的位置承載OFDM數據符號。
8. 如權利要求7所述的MIMO-OFDM接收方法，其中，同一發送天線的所有相鄰導頻位置之間的時域間隔/頻域間隔儘量接近。
9. 如權利要求8所述的MIMO-OFDM接收方法，其中，對於所述N個發送天線，所有同一發送天線的相鄰導頻位置之間的時域間隔/頻域間隔儘量接近。
10. 如權利要求7或8或9所述的MIMO-OFDM接收方法，其中，N=8, P-6並且Q48，並且所述陣列包含下述導頻位置集之一(Pxi，1，1、 Px7，2，l、 Px2，5，l、 Px8,6,l、Px3，l，6、 Px5，2,6、 Px4，5，6、 Px6,6,6、Px2，l，13、 Px8,2，13、 Px"5，13、 Px7，6,13、Px4,l，18、 Px6，2，18、 Px3，5，18、 Px5，6，18}，(Px"l，2、 Px7,2，2、 Px2，5，2、 Px8，6，2、Px3，l，7、 Px5，2，7、 Px4,5，7、 Px6，6，7、Px2,l,12、 Px8，2,12、 Px"5，12、 Px7,6,12、Px4，l，17、 Px6，2，17、 Px3，5，17、 Px5，6，17}，{PXl，l，l、 Px7,2，l、 Px2，5,l、 Px8，6,l、Px3，l，2、 Px5，2，2、 Px4，5，2、 Px6,6,2、Pxh3,8、 Px7,4，8、Px3,3,9、 Pxs,4，9、Px2，3，10、 Px8，4,10、Px4，3,ll、 Px6,4，ll、Px2，l，17、 Px8，2，17、 Pxi，5，17、 Px7，6，17、Px4，l,18、 Px6，2，18、 Px3，5，18、 Px5，6，18}，和(Pxbl，2、 Px7，2，2、 Px2，5，2、 Pxs，6，2、Px3，l,3、 Px5,2,3、 Px4,5，3、 Px6,6,3、Pxlv3，8、 Px7，4，8、Px3，3，9、 Px5，4，9、Px2,3,10、 Px8，4,10、Px4，3，ll、 Px6,4,ll、Px2，l，16、 Px8,2，16、 Px^5，16、 Px7，6，16、Px4，l,17、 Px6，2，17、 Px3,5，17、 Px5，6,17}，其中Pxj，y，z表示在陣列中時域第y個OFDM符號、頻域第z個子載波處的針對第Xi個發送天線的導頻位置，大於0小於9並且互不相等。
11. 如權利要求7或8或9所述的MIMO-OFDM接收方法，還包括根據來自發送端的模式選擇信號，確定所述模式.
12. —種MIMO-OFDM發送設備，用於從N個天線發送OFDM數據符號，其中N〉1,所iUL送設備包括導頻插入器，其根據模式插入導頻符號以形成物理資源塊，其中，所述物理資源塊在時域包括P個OFDM符號，在頻域包括Q個子載波，P、Q>1，並且所i^漠式包括在對應於物理資源塊的QxP陣列中，包含針對N個天線的每個天線的至少兩個導頻位置，所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開，並且同一天線的導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於時^/頻域方向上所述同一天線的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置與最接近端之間的時J^/頻域間隔，其中，針對每個天線，在針對該天線的導頻位置插入用於該天線的導頻符號，並且在除了導頻位置之外的位置承栽OFDM數據符號。
13. 如權利要求12所述的MIMO-OFDM發送設備，其中，同一天線的所有相鄰導頻位置之間的時域間隔/頻域間隔儘量接近。
14. 如權利要求13所述的MIMO-OFDM發送設備，其中，對於所述N個天線，所有同一天線的相鄰導頻位置之間的時域間隔/頻域間隔儘量接近。
15. 如權利要求12或13或14所述的MIMO-OFDM發送設備，其中，N=8， P-6並且Q48，並且所述陣列包含下述導頻位置集之一{Pxa,l、 Px7，2，l、 Px2，5，l、 Px8，6，l、Px3，l，6、 Px5，2，6、 Px4，5，6、 Px6，6，6、Px2，l,13、 Px8,2，13、 Pxh5，13、 Px7,6，13、Px4，l,18、 Px6，2，18、 Px3，5，18、 Px5,6，18}，(Pxi，1，2、 Px7，2,2、 Px2，5，2、 Px8，6，2、Px3，l，7、 Px5，2，7、 Px4，5，7、 Px6，6，7、Px2，l,12、 Px8,2，12、 Px"5,12、 Px7,6，12、Px4，l，17、 Px6，2，17、 Px3，5，17、 Px5,6，17}，《Pxhl,1、 Px7,2,l、 Px2,5,l、 Px8，6,l、Px3，l，2、 Px5，2,2、 Px4，5，2、 Px6，6，2、Pxi，3,8、 Px7，4，8、Px3，3,9、 Pxs,4,9、Px2,3，10、 Px8,4,10、Px4,3，ll、 Px6，4，ll、Px2，l，17、 Px8,2,17、 Px"5，17、 Px7，6，17、Px4，l，18、 Px6，2，18、 Px3,5,18、 Px5，6，18}，和(Pxi，1，2、 Px7，2,2、 Px2，5，2、 Px8,6,2、Px3，l，3、 Px5,2，3、 Px4,5,3、 Px6,6，3、Pxi，3，8、 Px7,4,8、Px3，3，9、 Px5，4，9、Px2，3，10、 Px8，4，10、Px4,3,ll、 Px6,4,ll、Px2,l,16、 Px8，2，16、 Px^5，16、 Px7，6,16、Px4，l，17、 Px6，2,17、 Px3,5,17、 Px5，6，17}，其中PXi，y，z表示在陣列中時域第y個OFDM符號、頻域第z個子栽波處的針對第Xi個天線的導頻位置， 大於0小於9並且互不相等。
16. 如權利要求12或13或14所述的MIMO-OFDM發送設備，其中，當針對每個天線插入導頻符號時，所述導頻插入器在非針對該天線的導頻位置插入空符號。
17. 如權利要求12或13或14所述的MIMO-OFDM發送設備，還包括模式控制器，其根據信道估計性能要求或信道頻率選擇性特性，確定所^式，並通知接收端。
18. —種MIMO-OFDM接收設備，用於通過M個接收天線接收從N個發送天線發送的信號，其中]\>1， M>0，所述接收設備包括導頻提取器，其針對每個接收天線和每個發送天線，根據模式從轉換到頻域的物理資源塊中提取導頻符號；和信道估計器，其^l據4C取的導頻符號估計所述接收天線和所iOL送天線之間的信道的^，其中，所述物理資源塊在時域包括P個OFDM符號，在頻域包括Q個子載波，P、 Q>1,並且所i^漠式包括在對應於物理資源塊的Qxp陣列中，包含針對N個發送天線的每個發送天線的至少兩個導頻位置，所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開，並且同一發送天線的導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於時域/頻域方向上所述同一發送天線的導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置與最接近端之間的時^/頻域間隔，其中，導頻提取器針對每個發送天線，從針對該發送天線的導頻位置4^取導頻符號，並且除導頻位置之外的位置承栽OFDM數據符號。
19. 如權利要求18所述的MIMO-OFDM接收設備，其中，同一發送天線的所有相鄰導頻位置之間的時域間隔/頻域間隔儘量接近。
20. 如權利要求19所述的MIMO-OFDM接收設備，其中，對於所述N個發送天線，所有同 一發送天線的相鄰導頻位置之間的時域間隔/頻域間隔儘量接近。
21. 如權利要求18或19或20所述的MIMO-OFDM接收設備，其中，N=8， P-6並且Q-18，並且所述陣列包含下述導頻位置集之一{Pxlvl，l、 Px7,2，l、 Px2，5，l、 Px8，6,l、Px3，l，6、 Px5，2，6、 Px4，5,6、 Px6，6，6、Px2，l，13、 Px8，2,13、 Pxi，5，13、 Px7,6，13、Px4，l，18、 Px6,2，18、 Px3,5,18、 Px5，6，18}，{Pxhl，2、 Px7，2，2、 Px2，5，2、 Px8，6，2、Px3,l,7、 Px5，2，7、 Px4,5,7、 Px6，6，7、Px2，l，12、 Px8，2,12、 Px"5，12、 Px7,6,12、Px4,l，17、 Px6，2,17、 Px3，5，17、 Px5,6,17}，{Pxhl，l、 Px7，2，l、 Px2，5,l、 Px8，6,l、Px3，l，2、 Px5,2,2、 Px4，5,2、 Px6，6,2、Px^3，8、 Px7，4,8、Px3，3，9、 Px5，4，9、Px2，3，10、 Px8,4,10、Px4，3，ll、 Px6,4,ll、Px2，l,17、 Px8,2,17、 Pxi，5，17、 Px7，6，17、Px4，l，18、 Px6，2，18、 Px3，5,18、 Px5,6，18}，和(PXi,1,2、 Px7,2,2、 Px2,5，2、 Px8,6,2、Px3，l，3、 Px5,2，3、 Px4，5，3、 Px6，6，3、Pxh3,8、 Px7，4，8、Px3，3,9、 Px5，4，9、Px2,3，10、 Px8，4，10、Px4，3,ll、 Px6，4，ll、Px2，l，16、 Px8，2，16、 Pxi，5，16、 Px7,6，16、Px4,l，17、 Px6，2,17、 Px3，5，17、 Px5，6,17}，其中Pxi,y,z表示在陣列中時域第y個OFDM符號、頻域第z個子載波處的針對第Xi個發送天線的導頻位置， Xi 、 X2 、 X3 、 X4 、 X5 、 X6 、 X7 、大於0小於9並且互不相等。
22.如權利要求18或19或20所述的MIMO-OFDM接收設備，還包括模式開關，其根據來自發送端的模式選擇信號，確定所^ 式。
全文摘要
多輸入多輸出-正交頻分復用(MIMO-OFDM)發送、接收設備和方法。發送方法包含根據模式插入導頻符號以形成在時域有P個OFDM符號，在頻域有Q個子載波(P、Q＞1)的物理資源塊，模式包括在對應於物理資源塊的Q×P陣列中，包含每個天線的至少兩個導頻位置，所有導頻位置在時域和頻域方向間隔開，同一天線導頻位置間的最大時域間隔/最大頻域間隔大於或等於該同一天線導頻位置中最接近陣列兩端的導頻位置與最接近端間的時域/頻域間隔，針對每個天線，在針對該天線的導頻位置插入用於該天線的導頻符號，在除了導頻位置之外的位置承載OFDM數據符號。每個天線上的導頻互不幹擾，並且開銷小、性能高、容易實現。
文檔編號H04B7/08GK101674119SQ20081021200
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月9日 優先權日2008年9月9日
發明者華 周, 傑 張, 軍 田 申請人:富士通株式會社