CN100525274C - 上行链路正交频分复用接入系统中的导频设计方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种上行链路OFDMA系统中的导频设计方法。在上行链路OFDMA系统中，在被分割成时间-频率栅格的帧中完成通信，并且每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期。将帧分割成多个块。将块分配给终端。在相邻终端之间共享预定的分配的导频时间-频率栅格。

Description

上行链路正交频分复用接入系统中的导频设计方法

技术领域

本发明一般地涉及一种移动通信系统，特别是涉及一种用于正交频分复用接入(OFDMA)系统上行链路上的信道估计的导频设计方法。

背景技术

为提供具有改进质量的各种多媒体服务，下一代移动通信需要高速、高质量的数据传输。

由于频率可选衰落信道的低均衡复杂性，作为OFDMA基础的正交频分复用(OFDM)，以其高速通信引以为豪。因此，在包括无线局域接入网络(WLAN)、数字电视广播、和下一代移动通信系统的各种无线通信系统中OFDM被广泛用作为物理层传输方案。

OFDMA是一种为多个用户分配不同副载波的多路访问方案。在下行链路上，所有用户都可以使用信道估计导频信息，这样便于导频传输和信道估计。但是在上行链路上，当特定用户在一个预定的导频采样中传输导频信息时，禁止其它用户使用相同的导频采样。因此，许多用户共享固定数量的导频信息单元。对每个用户可利用的导频信息的限制降低了信道估计性能。

图1A和1B是说明在已知的上行链路OFDMA系统中为用户分配副载波的图表。

参考图1A和1B，上行链路OFDMA分配资源给用户，每个都基于同一帧内的传输块110。传输块110包括数据副载波103和导频副载波105，仅使用传输块110中的导频信道为分配到传输块110的用户进行信道估计。

图2是说明在上行链路OFDMA中基于内差法的信道估计的信道增益图。当给用户1#和用户2#分配同一帧内的资源时，在频域中等距离地设置用户1#的导频副载波205a和用户2#的导频副载波205b。在用户1#(或用户2#)的传输块中，通过内插导频的信道估计来估计导频副载波205a(或205b)之间的信道。但是，在两个用户的传输块之间的边界A上，在用户1#的传输块之外对他来说导频载波就不存在，并且因此也不能获得用于内插法的参考信道估计。结果是，信道估计错误增加，从而导致整个数据检测性能的退化。为了解决这个问题，已经建议在边界A上分配额外的导频副载波，或者在边界上设置导频副载波而不增加导频副载波的数量。然而，额外的导频副载波分配降低了带宽效率，并且以较宽间隔设置导频副载波而不增加导频副载波的数量增加了导频副载波之间的信道变化，从而增加了信道估计错误。

发明内容

本发明的一个目的是实质上解决至少上述问题和/或缺点并至少提供下述优点。因此，本发明的一个目的是提供一种用于最大化信道估计效率、同时维持在上行链路OFDMA帧中为每个用户分配的传输块中的导频副载波的数量的导频设计方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于通过在分配到OFDMA帧中相邻的传输块的用户之间共享导频副载波而最大化信道估计效率的导频设计方法。

本发明进一步的目的是提供一种用于通过在分配到OFDMA帧中相邻的传输块的用户之间交换导频码元而最大化信道估计效率的导频设计方法。

通过在上行链路OFDMA系统中提供一种导频设计方法获得上述目的。

根据本发明的一个方面，在上行链路OFDMA系统中的导频设计方法中，其中在被分割成时间-频率栅格(lattice)的帧中完成通信并且每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，该帧被分割成多个块，将块分配给终端，并且在相邻的终端之间共享预定的已分配的导频时间-频率栅格。

根据本发明的另一方面，在上行链路OFDMA系统中的数据发送方法中，其中为了通信，将具有时间-频率栅格的帧分割成多个块并将块分配给终端，每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，在分配给终端的块的数据码元周期和导频码元周期中安排每个终端的数据信号和导频信号，通过在分配给不同终端的相邻块的预定导频时间-频率栅格中插入终端的导频信号而生成传输帧，并传送该传输帧。

根据本发明的另一方面，在上行链路OFDMA系统中的数据发送方法中，其中为了通信，将具有时间-频率栅格的帧分割成多个块并将块分配给终端，每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，在分配给终端的块的数据码元周期和导频码元周期中安排每个终端的数据信号和导频信号，闲置(empty)终端的第一个导频码元周期的至少两个时间-频率栅格中的一个，用来在该空闲时间-频率栅格中填充不同终端的导频信号，通过在分配给不同终端的相邻块的至少两个导频时间-频率栅格中的空闲导频时间-频率栅格中插入终端的导频信号而产生传输帧，并传送该传输帧。

根据本发明的另一方面，在上行链路OFDMA系统中的信道估计方法中，其中为了通信，将具有时间-频率栅格的帧分割成多个块并将块分配给终端，每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，接收具有在相邻块之间共享的时间-频率栅格的帧，并且使用包含在与分配给不同终端的相邻块共享的时间-频率栅格中的导频信号来估计每个终端的信道。

根据本发明的另一方面，在上行链路OFDMA系统中的信道估计方法中，其中为了通信，将具有时间-频率栅格的帧分割成多个块并将块分配给终端，每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，接收具有在相邻块之间交换的时间-频率栅格的帧，并且使用包含在从分配给不同终端的相邻块交换的时间-频率栅格中的导频信号来估计每个终端的信道。

根据本发明的再一方面，在上行链路OFDMA系统中的导频设计方法中，其中在被分割成时间-频率栅格的帧中完成通信，每个时间-频率栅格由频率轴副载波指数(index)和时间轴码元周期指数识别并且每个时间-频率栅格包括多个间歇安排的导频副载波，将该帧分割成预定大小的传输块并将传输块分配给终端。在至少一个码元周期中，在终端之间共享分配给不同终端的相邻传输块的导频副载波。

优选地是，分配给每个终端的传输块被终端的至少两个天线共享。而且，这些天线优选地把正交导频信号映射成传输块中的导频副载波。

此外，优选地是，导频副载波在四个码元周期期间由不同的终端共享并且可以对于两个连续的码元周期有选择地被分配到终端的两个天线。优选地是，对于相同的两个连续的码元周期，将导频副载波分配给终端的两个天线。

而且，优选地是，对于不同码元周期，将导频信号映射成传输块中具有不同指数的导频副载波。映射到终端的两个天线的导频信号最好是正交的。最好对于不同的码元周期将导频副载波有选择的分配到终端的两个天线。

根据本发明的再一方面，在上行链路OFDMA系统中的导频设计方法中，其中在被分割成时间-频率栅格的帧中完成通信，每个时间-频率栅格由频率轴副载波指数和时间轴码元周期指数识别并且每个时间-频率栅格包括多个间歇安排的导频副载波，将该帧分割成预定大小的传输块并将传输块分配给终端。在至少一个副载波中，在终端之间共享分配给不同终端的相邻传输块的导频码元周期。

附图说明

当结合附图时，从下面详细的描述中本发明的上述和其它目的、特点和优点将变得更明显，在附图中：

图1A是图示在上行链路OFDMA系统中到每个用户的资源分配的示例的图；

图1B是图示在上行链路OFDMA系统中到每个用户的资源分配的另一示例的图；

图2是图示常规的上行链路OFDMA系统的基于内差法的信道估计的信道增益图；

图3是图示根据一个本发明的实施例的导频设计方法的概念视图；

图4是图示根据本发明另一个实施例的导频设计方法的概念视图；

图5是图示根据本发明第三个实施例的导频设计方法的概念视图；

图6是图示根据本发明第四个实施例的导频设计方法的概念视图；

图7是图示根据本发明第五个实施例的导频设计方法的概念视图；

图8是图示根据本发明第六个实施例的导频设计方法的概念视图；

图9是图示根据本发明第七个实施例的导频设计方法的概念视图；

图10是图示根据本发明第八个实施例的导频设计方法的概念视图；

图11是图示根据本发明第九个实施例的导频设计方法的概念视图。

具体实施方式

下面将参考相关的附图说明本发明的优选实施例。在下面描述中，由于众所周知的功能或结构将使本发明在不需要的细节中显得模糊，因此将不详细描述它们。

本发明试图通过在分配到上行链路OFDMA系统中相邻块的用户之间共享或交换导频副载波来增加基站的信道估计性能。

在导频共享的方法中，具有相邻传输块的两个用户使用正交导频模式(pattern)来共享相同的导频副载波。在导频交换的方法中，具有相邻传输块的两个用户在特定时间交换导频副载波中的至少一个。

图3是图示根据本发明的一个实施例的导频设计方法的概念视图。

为简化标记，假设有四个用户终端分配到相邻的传输块并且对于两个连续的码元周期每个传输块包括16个副载波。

参考图3，给用户终端#a、用户终端#b、用户终端#c和用户终端#d中的每一个分配包括数据副载波303的传输块，此数据副载波303不与在两个码元周期中的其它用户终端的数据副载波303重叠。但是，至少两个用户在副载波指数#k、#k+16和#k+32处共享导频副载波305a、305b、305c和305d中的一些。

典型地，间歇地安排导频副载波并且最好是这样设计导频副载波，使得相邻导频副载波之间的距离不宽于相干的带宽。

以用户终端#a和用户终端#b的传输块为例，用户终端#b的传输块的第一个副载波(即，副载波#k)是导频副载波。用户终端#b与用户终端#a共享导频副载波#k。特别地，用户终端#b与用户终端#a分别使用相互正交导频模式[11]和[1-1]。

本发明的实施例中，在分配给终端的第一个导频码元周期的至少一个导频时间-频率栅格中插入该终端的导频信号和相邻终端的导频信号。

在根据本发明实施例的导频设计方法中，对一个用户终端来说通过与其相邻的用户终端的导频共享而可以获得的附加导频副载波的最大数量是以下述方式计算的。令N_pilot表示OFDM系统中导频副载波的总数，N_User表示多路访问终端的数量。那么，每个用户平等地可获得的导频副载波的原始数量N_Original在等式(1)中表示出来：

$N_{\mathrm{Original}}=\frac{N_{\mathrm{pilot}}}{N_{\mathrm{User}}}$                      等式(1)

如果每两个相邻用户共享一个导频副载波，则可以给每个用户另外分配与原先分配的导频副载波的数量相同的导频副载波。因此，如等式(2)所示计算分配给一个用户的导频副载波的总数(N_Total)：

$N_{\mathrm{Total}}=2\frac{N_{\mathrm{pilot}}}{N_{\mathrm{User}}}$            等式(2)

假设N_pilot＝16，N_User＝4，以图3所示的模式将8个导频副载波分配给每个用户。

当两个相邻的用户A和B共享副载波#k时，在假定用户A和B的信道对于码元周期最小地改变的情况下，基站在第n和第n+1个码元周期接收的信号表示成等式(3)和(4)：

$Y_k\left(k\right)=H^A\left(k\right)X_n^A\left(k\right)+H^B\left(k\right)X_n^B\left(k\right)+W_n\left(K\right)$       等式(3)

$Y_{n+1}\left(k\right)=H^A\left(k\right)X_{n+1}^A\left(k\right)+H^B\left(k\right)X_{n+1}^B\left(k\right)+W_{n+1}\left(k\right)$    等式(4)

其中和

是来自用户A和B的第n个OFDM码元的副载波#k上的传输信号，H^A(K)和H^B(K)是用户A和B的副载波#k的信道系数，W_n(k)是第n个OFDM码元中的副载波#k的附加白高斯噪声(AWGN)，Y_n(k)是在第n个OFDM码元的副载波#k上接收的信号。

上述等式(3)和等式(4)等价于下面的矩阵(5)：

$\left[\begin{array}{c}{Y}_n\left(k\right)\\ Y_{n+1}\left(k\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{X}_n^A\left(k\right)& X_n^B\left(k\right)\\ X_{n+1}^A\left(k\right)& X_{n+1}^B\left(k\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{H}^A\left(k\right)\\ H^B\left(k\right)\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{W}_n\left(k\right)\\ W_{n+1}\left(k\right)\end{array}\right]$    等式(5)

等式(5)可以进一步被简化成下面的等式(6)：

y(k)＝X(k)h(k)+w(k)               等式(6)

其中Y_n(k)是通过第k个副载波在第n个周期接收的信号，X_n(k)是通过第k个副载波在第n个周期发送的信号，H(k)是第k个信道的信道系数，W(k)是附加白高斯噪声(AWGN)，k是通用的副载波指数。所有这些都是在等式5上定义的。

从上述等式中注意到用于获得在用户A和B之间共享的导频副载波信道的等式被表示成附加AWGN的线性等式。如果X(k)的逆即X(k)^-1存在，则用户A和B的导频副载波信道的最大似然(maximum likelihood，ML)估计可表示成等式(7)：

$\hat{h}{\left(k\right)}_{\mathrm{ML}}=X{\left(k\right)}^{-1}y\left(k\right)$                   等式(7)

如等式(8)所示计算估计的导频副载波信道的最小方差(minimum squarederror，MSE)：

MSE＝σ².tr((X^HX)^-1)  等式(8)

这里σ²是方差，X是最小化MSN的归一矩阵并且其特征为

XX^H＝XH^X＝αI             等式(9)

这里I是单位矩阵。

当共享导频副载波的用户使用相互正交的模式例如[1 1]和[1 -1]时，上述条件被满足。从而获得最佳的信道估计性能。

本发明利用多项式内插法函数估计数据副载波信道。具体而言，通过使用数据副载波左边的两个导频副载波和右边的两个导频副载波计算三阶多项式函数的系数、然后使用所得的多项式内插函数来估计导频副载波之间的三个数据副载波信道。

同时，可以考虑其中两个用户终端使用两个或多个发射天线的系统。在利用N_TX发射天线的多天线OFDMA系统中，要利用共享的或交换的导频子信道来估计的信道参数的数量是2N_TX。因此，至少需要2N_TX个用于估计的线性公式。例如，如果使用两个发射天线并共享第k个导频副载波，则需要用于四个接收的信号的线性公式并且基站在第n个到第n+3个OFMA码元周期接收的信号被表示为如下述等式(10)所定义。这里假定用户A和B的信道对于四个OFDMA码元周期不改变。

$\left[\begin{array}{c}{Y}_k\left(n\right)\\ Y_k(n+1)\\ Y_k(n+2)\\ Y_k(n+3)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{X}_{k,1}^A\left(n\right)& X_{k,2}^A\left(n\right)& X_{k,1}^B\left(n\right)& X_{k,2}^B\left(n\right)\\ X_{k,1}^A(n+1)& X_{k,2}^A(n+1)& X_{k,1}^B(n+1)& X_{k,2}^B(n+1)\\ X_{k,1}^A(n+2)& X_{k,2}^A(n+2)& X_{k,1}^B(n+2)& X_{k,2}^B(n+2)\\ X_{k,1}^A(n+3)& X_{k,2}^A(n+3)& X_{k,1}^B(n+3)& X_{k,2}^B(n+3)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{H}_{k,1}^A\\ H_{k,2}^A\\ H_{k,1}^B\\ H_{k,2}^B\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{W}_k\left(n\right)\\ W_k(n+1)\\ W_k(n+2)\\ W_k(n+3)\end{array}\right]$

等式(10)

这里

和

是来自用户A和B的第i个发射天线的第n个OFDM码元中的第k个副载波信号，

和

是第n个到第n+3个OFDM码元中来自用户A和B的第k个发射天线的信道系数，W_k(n)是第n个OFDM码元中第k个副载波的AWGN，Y_k(n)是第n个OFDM码元中在第k个副载波上接收的信号。

在本发明的实施例中，给每个用户分配4个导频副载波并且通过与相邻用户终端共享导频，对每个用户来说总共8个导频副载波可用。

由于使用两倍于原先分配给用户终端的导频副载波来估计相同的数据副载波，因而能够实现更准确的信道估计。

图4是图示根据本发明第二个实施例的导频设计方法的概念视图。

如同本发明的第一个实施例，假设有四个用户终端分配到相邻的传输块，对于两个连续的码元周期每个传输块包括16个副载波，并且对于码元周期信道不改变。

参考图4，给用户终端#a、用户终端#b、用户终端#c和用户终端#d中的每一个分配包括数据副载波403的传输块，此数据副载波403在两个码元周期中不与其它用户终端的数据副载波403重叠。

在码元周期#1中，用户终端#a使用位于分配给用户终端#b自己的导频副载波位置#k的导频副载波，用户终端#c使用位于分配给用户终端#d自己的导频副载波位置第#(k+32)的导频副载波。

在码元周期#2中，用户终端#b使用位于分配给用户终端#c自己的导频副载波位置第#(k+16)的导频副载波，用户终端#d使用位于分配给用户终端#a自己的导频副载波位置#0的第一导频副载波。

本发明的实施例中，在分配给终端的第一个导频码元周期的至少两个导频时间-频率栅格的一个中插入该终端的相邻终端的导频信号。

正如上面所描述的，假设没有信道变动，每个用户终端使用在两个码元周期中的一个周期分配给其相邻用户终端的导频副载波。因此，能够更准确地进行信道估计。

在本发明的第二个实施例中，由于相邻的用户终端在不同的码元周期交替使用相同的码元，故不需要在导频副载波之间保持正交。

图5是图示根据本发明第三个实施例的导频设计方法的概念视图。

为简化标记，假设有二个用户终端分配到相邻的传输块并且对于28个连续码元周期，每个传输块包括2个副载波。

参考图5，分别给用户终端#a和用户终端#b分配导频码元周期505a和505b，它们相对于数据码元周期503是间歇的。在用户终端#a传输块的结尾时间区域，没有导频码元周期。因此，用户终端#a共享分配给用户终端#b的导频码元周期#k。用户终端#a和用户终端#b使用正交的导频模式[1 1]和[1 -1]。

图6是图示根据本发明第四个实施例的导频设计方法的概念视图。

如同本发明的第三个实施例中那样，假设有二个用户终端分配到相邻的传输块并且对于28个连续码元周期每个传输块包括2个副载波。

参考图6，分配给用户终端#a和用户终端#b导频码元周期605a和605b，其相对于数据码元周期603是间歇的。为补偿在用户终端#a传输块的结尾时间区域导频信号的不存在，将用户终端#b的第一个副载波的第一个导频码元周期分配给第一个副载波中的用户终端#a，用户终端#a的第一个副载波的最后一个导频码元周期分配给第一个副载波中的用户终端#b。

图7至10是图示根据本发明第五至八个实施例的导频设计方法的概念视图。这些实施例中的导频设计是用于其中终端使用两个发射天线的系统。但是，发射天线的数量并不受限，因此例如终端可以具有三个或更多发射天线。

第五至八个实施例基于将两个相邻的传输块分配给两个用户终端并且对于5个码元周期每个传输块包括17个副载波的假设。

在图7中，分配给用户终端#a和用户终端#b的传输块700和750包括导频副载波702到705。为补偿用于用户终端#a的传输块700的频域开始和结束时没有导频副载波，传输块700共享毗邻于传输块700、分配给其他用户终端的导频副载波701和704。类似地，用户终端#b借用分配给他自己的传输块750之外的其他用户终端的导频副载波703和706。

用户终端#a的第一和第二个天线共享传输块700，用户终端#b的第一和第二个天线共享传输块750。

依照第五个实施例，为避免同一终端中的天线之间的干扰，使用相同的导频副载波的第一和第二个天线的导频信号被设计成在时域上是相互正交的。

因此，对于四个码元周期711到714，用户终端#a的第一个天线映射导频信号[1 1 1 1]以及第二个天线映射导频信号[1 -1 1 -1]。对于四个码元周期715到718，用户终端#b的第一个天线映射导频信号[1 1 -1 -1]以及第二个天线映射导频信号[1 -1 -1 1]。

同样，在用户终端的天线之间保持正交。也就是说，用户终端#a中第一个天线的导频信号[1 1 1 1]正交于用户终端#b的第一、二个天线的导频信号[1 1 -1 -1]和[1 -1 -1 1]。

图8是图示根据本发明第六个实施例的导频设计方法的概念视图。参考图8，正如第五个实施例中那样，分配给用户终端#a和用户终端#b的传输块800和850包括导频副载波802到805，导频副载波802到805相对于数据载波间歇地安排。为补偿用于用户终端#a的传输块800的频域开始和结束时没有导频副载波，传输块800共享毗邻于传输块800、分配给其他用户终端的导频副载波801和804。用户终端#a的第一和第二个天线共享传输块800，用户终端#b的第一和第二个天线共享传输块850。

在本发明的第六个实施例中，为避免天线之间的干扰使用相同的导频副载波的第一和第二个天线被设计成在不同的码元周期发送导频信号。

具体而言，用户终端#a的第一个天线将导频信号[1 1]映射到传输块800中的第一和第二个码元周期811和812，并且第二个天线将相同的导频信号[1 1]映射到第三和第四个码元周期813和814。以相同的方式，用户终端#b的第一个天线将导频信号[1 -1]映射到传输块850中的第一和第二个码元周期815和816，并且第二个天线将相同的导频信号[1 -1]映射到第三和第四个码元周期817和818。

而且，将导频信号映射到同一块中对于不同的两个连续码元周期具有不同副载波指数的导频副载波。

具体而言，用户终端#a的第一天线将相同的导频信号[1 1]分配到传输块800中第一和第二码元周期811和812中的第一导频副载波802以及第三和第四码元周期813和814中的第二导频副载波803。用户终端#a的第二天线将相同的导频信号[1 1]分配到传输块800中第三和第四码元周期813和814中的第一导频副载波802以及第一和第二码元周期811和812中的第二导频副载波803。

用户终端#b的第一天线将相同的导频信号[1 -1]分配到传输块850中第一和第二码元周期815和816中的第一导频副载波804以及第三和第四码元周期817和818中的第二导频副载波805。用户终端#b的第二天线将相同的导频信号[1 -1]分配到传输块850中第三和第四码元周期817和818中的第一导频副载波804以及第一和第二码元周期815和816中的第二导频副载波805。

图9是图示根据本发明第七个实施例的导频设计方法的概念视图。参考图9，正如在第5和第6实施例中那样，分配给用户终端#a和用户终端#b的传输块900和950包括相对于数据副载波间歇地安排的导频副载波902至905。为补偿用于用户终端#a的传输块900的频域开始和结束时没有导频副载波，传输块900共享毗邻于传输块900、分配给其他用户终端的导频副载波901和904。用户终端#a的第一和第二天线共享传输块900，用户终端#b的第一和第二天线共享传输块950。

在本发明的第七个实施例中，为避免天线之间的干扰，使用相同的导频副载波的第一和第二天线中的每一个都对于不同的码元周期将相同的导频信号映射到不同的导频副载波，并且第一和第二天线在同一码元周期中映射正交导频信号。

因此，用户终端#a的第一和第二天线分别将导频信号[1 1]和[1 -1]分配到第一和第二码元周期911和912中的第一导频副载波902。

用户终端#a的第一和第二天线分别将导频信号[1 1]和[1 -1]分配到第三和第四码元周期913和914中的第二导频副载波904。

当用户终端#b以与用户终端#a相同的方式映射导频信号时，最好映射与来自用户终端#a的天线的导频信号正交的导频信号。

为服务于此目的，用户终端#b的第一和第二天线分别将导频信号[1 1]和[1 -1]分配给传输块950中第三和第四码元周期917和918中的第一导频副载波904。并且，用户终端#b的第一和第二天线分别将导频信号[1 1]和[1 -1]分配给传输块950中第一和第二码元周期915和916中的第二导频副载波905。

这里需要注意的是用户终端的两个天线将不同的导频信号映射到已分配的传输块中用于不同的两个连续码元周期的相同的导频副载波。

图10是图示根据本发明第八个实施例的导频设计方法的概念视图。类似于上面讨论的第五、第六、第七实施例，分配给用户终端#a和用户终端#b的传输块1000和1050包括相对于数据副载波间歇地安排的导频副载波1002至1005。为补偿用于用户终端#a的传输块1000的频域开始和结束时没有导频副载波，传输块1000共享毗邻于传输块1000、分配给其他用户终端的导频副载波1001和1004。用户终端#a的第一和第二天线共享传输块1000，用户终端#b的第一和第二天线共享传输块1050。

在本发明的第八个实施例中，为避免同一终端内以及终端之间天线间的干扰，两个终端的天线对于不同的码元周期发送导频信号。

因此，用户终端#a的第一和第二天线将导频信号[1]分别分配给第一和第二码元周期1011和1012中的第一导频副载波1002。

并且，用户终端#a的第一和第二天线将导频信号[1]分别分配给第三和第四码元周期1013和1014中的第二导频副载波1003。

同时，用户终端#b的第一和第二天线将导频信号[1]分别分配给第二和第四码元周期1016和1018中的第一导频副载波1004。并且，用户终端#b的第一和第二天线将导频信号[1]分别分配给第四和第二码元周期1018和1016中的第二导频副载波1005。

上面描述的映射使导频信号在同一终端以及在两个终端之间的第一和第二天线之间正交。因此，可以避免终端之间的、同一终端的天线之间的、同一天线的信道之间的干扰。

图11是图示根据本发明第九个实施例的导频设计方法的概念视图。对于预定的码元周期，将导频信号映射到分配给终端的副载波。除了时间轴和频率轴的位置变化，第九个实施例类似于第五个实施例。

分配给用户终端#a和用户终端#b的传输块10和20包括相对于数据码元周期间歇地安排的导频码元周期12至15。为补偿用于用户终端#a的传输块10的时间域开始和结束时没有导频码元，传输块10共享毗邻于传输块10、分配给其他用户终端的导频码元周期11和14。类似地，为补偿用于用户终端#b的传输块20的时间域开始和结束时没有导频码元，传输块20共享毗邻于传输块20、分配给其他用户终端的导频码元周期13和16。

用户终端#a的第一和第二天线共享传输块10，用户终端#b的第一和第二天线共享传输块20。

以此方式，假定两个连续副载波的信道响应在频域是一样的，相邻的用户终端交换分配给它们的副载波之一的导频码元周期，从而获得更正确的信道估计。

根据上面描述的本发明，与相邻用户终端共享或交换分配给每个用户终端的预定数量的导频副载波(或导频码元周期)。因此，事实上使用了比分配给用户终端的导频副载波多的导频副载波(导频副载波周期)。

并且，用户终端利用相邻用户终端的导频副载波作为他自己的，而不增加对于用户终端的导频副载波(导频码元周期)的分配率。因此，改善了信道估计性能。

由于考虑到对用户终端中多个天线的使用来设计导频信号，因此获得了天线分集增益。

尽管已参考其特定优选实施例示出和说明了本发明，但本领域的技术人员可以理解，在不背离如后附权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行形式和细节上的各种修改。

Claims (24)

1、一种上行链路正交频分复用接入(OFDMA)系统中的导频设计方法，其中在被分割成时间-频率栅格的帧中完成通信，每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，该方法包括下列步骤：

将所述帧分割成多个块；

将所述块分配给多个终端；以及

在这些终端的相邻的终端之间共享预定的分配的导频时间-频率栅格。

2、如权利要求1所述的导频设计方法，其中共享时间-频率栅格的步骤包括在分配给多个终端中的一终端的第一个导频码元周期的至少一个导频时间-频率栅格中插入该终端的导频信号和相邻终端的导频信号。

3、如权利要求2所述的导频设计方法，其中所述终端的导频信号正交于相邻终端的导频信号。

4、如权利要求1所述的导频设计方法，其中共享时间-频率栅格的步骤包括在分配给多个终端中的一终端的第一个导频码元周期的至少两个导频时间-频率栅格的一个中插入该终端的相邻终端的导频信号。

5、一种上行链路正交频分复用接入(OFDMA)系统中的数据发送方法，其中为了通信，将具有时间-频率栅格的帧分割成多个块，将块分配给终端，每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，该方法包括下列步骤：

分别在分配给终端的块的数据码元周期和导频码元周期中安排每个终端的数据信号和导频信号；

通过在分配给不同终端的相邻块的预定导频时间-频率栅格中插入终端的导频信号来产生传输帧；以及

发送该传输帧。

6、一种上行链路正交频分复用接入(OFDMA)系统中的数据发送方法，其中将具有时间-频率栅格的帧分割成多个块，将块分配给终端，每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，该方法包括下列步骤：

分别在分配给终端的块的数据码元周期和导频码元周期中安排每个终端的数据信号和导频信号；

闲置终端的第一个导频码元周期的至少两个时间-频率栅格中的一个，用来在该空闲时间-频率栅格中填充不同终端的导频信号；

通过在分配给不同终端的相邻块中至少两个导频时间-频率栅格中的空闲导频时间-频率栅格中插入终端的导频信号而生成传输帧；以及

发送该传输帧。

7、一种上行链路正交频分复用接入(OFDMA)系统中的信道估计方法，其中将具有时间-频率栅格的帧分割成多个块，将块分配给终端，每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，该方法包括下列步骤：

接收具有在相邻块之间共享的时间-频率栅格的帧；以及

使用包含在与分配给不同终端的相邻块共享的时间-频率栅格中的导频信号来估计每个终端的信道。

8、一种上行链路正交频分复用接入(OFDMA)系统中的信道估计方法，其中将具有时间-频率栅格的帧分割成多个块，将块分配给终端，每个时间-频率栅格包括多个数据码元周期和相对于数据码元周期间歇地安排的多个导频码元周期，该方法包括下列步骤：

接收具有在相邻块间交换的时间-频率栅格的帧；以及

使用包含在从分配给不同终端的相邻块交换的时间-频率栅格中的导频信号来估计每个终端的信道。

9、一种上行链路正交频分复用接入(OFDMA)系统中的导频设计方法，其中在被分割成时间-频率栅格的帧中完成通信，每个时间-频率栅格由频率轴副载波指数和时间轴码元周期指数识别并且每个时间-频率栅格包括多个间歇安排的导频副载波，该方法包括下列步骤：

将帧分割成预定大小的传输块并将传输块分配给终端；以及

在至少一个码元周期中共享分配给不同终端的相邻传输块的导频副载波。

10、如权利要求9所述的导频设计方法，其中在预定的码元周期间隔将导频副载波转移到其它的副载波指数。

11、如权利要求10所述的导频设计方法，其中分配给每个终端的传输块由终端的至少两个天线共享。

12、如权利要求11所述的导频设计方法，其中天线将正交导频信号映射到传输块中的导频副载波。

13、如权利要求10所述的导频设计方法，其中对于四个码元周期导频副载波由不同的终端共享。

14、如权利要求13所述的导频设计方法，其中分配给每个终端的传输块由终端的至少两个天线共享。

15、如权利要求14所述的导频设计方法，其中对于两个连续的码元周期有选择地将导频副载波分配给终端的两个天线。

16、如权利要求15所述的导频设计方法，其中对于不同的码元周期将导频信号映射到传输块中具有不同指数的导频副载波。

17、如权利要求14所述的导频设计方法，其中对于相同的两个连续码元周期将导频副载波分配给终端的两个天线。

18、如权利要求17所述的导频设计方法，其中对于不同的码元周期将导频信号映射到传输块中具有不同指数的导频副载波。

19、如权利要求18所述的导频设计方法，其中映射到终端的两个天线的导频信号相互正交。

20、如权利要求13所述的导频设计方法，其中对于不同的码元周期有选择地将导频副载波分配给终端的两个天线。

21、如权利要求20所述的导频设计方法，其中对于不同的码元周期将导频信号映射到传输块中具有不同指数的导频副载波。

22、一种上行链路正交频分复用接入(OFDMA)系统中的导频设计方法，其中在被分割成时间-频率栅格的帧中完成通信，每个时间-频率栅格由频率轴副载波指数和时间轴码元周期指数识别并且每个时间-频率栅格包括多个间歇安排的导频码元周期，该方法包括下列步骤：

将帧分割成预定大小的传输块并将传输块分配给终端；以及

在至少一个副载波中共享分配给不同终端的相邻传输块的导频码元周期。

23、如权利要求22所述的导频设计方法，其中分配给每个终端的传输块由终端的至少两个天线共享。

24、如权利要求23所述的导频设计方法，其中天线将正交导频信号映射到传输块中的导频码元周期。

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