CN101005472A - 正交频分复用系统的导频信号发送方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种正交频分复用系统的导频信号发送方法，将导频信号映射到帧或子帧的最后一个正交频分复用符号并发送。该导频信号可以是所有导频信号、具有系统同步作用的所有导频信号或具有系统同步作用的导频信号中的部分导频信号。本发明的正交频分复用系统的导频信号发送方法，将导频信号映射到每帧或子帧的最后一个正交频分复用符号并发送，移动台不用考虑系统的符号定时和多种循环前缀长度对符号定时的影响就可以把这些导频信号提取出来，同时保证了导频信号在信道估计、信道质量测量方法的性能，还具有处理延时小、功耗低的优点。

Description

正交频分复用系统的导频信号发送方法
技术领域
本发明涉及数字通信领域，特别是涉及一种基于正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplex，OFDM)技术的导频信号发送方法。
背景技术
作为一种多载波传输模式，正交频分复用通过将一速传输的数据流转换为低速并行传输的数据流，使系统对多径衰落信道频率选择性的敏感度大大降低，而循环前缀的引入，又增强了系统抗符号间干扰(Inter-symbol Interference，ISI)的能力，除此之外的带宽利用率高、实现简单等特点使OFDM在无线通信流域的应用越来越广，比如，WLAN系统，基于正交频分复用多址的WiMax系统等都是基于OFDM技术的系统。“3GPP，TR25.814“Physical Layer Aspectsfor Evolved UTRA(release 7)”给出了WCDMA后长期演进(LTE)的各种技术方案，其中，基于OFDM技术的下行链路方案也是最为引人瞩目的方案。
在基于OFDM移动通讯系统中，一般用导频信号来进行信道估计和信道质量测量。为减小接收机的处理延时和功耗，发射机通常在帧/子帧的开始位置发送导频信号，如在WLAN系统、WiMax系统，导频信号都位于每帧的第一个OFDM符号上。
在不牺牲系统性能的情况下，尽可能减小系统开销是提高系统效率的一个重要方法。为达到目的，新一代OFDM系统的导频信号还须完成系统同步的全部或部分功能。如，在基于OFDM技术的LTE系统中，导频除了具有信道估计和信道质量测量功能外，还具有小区搜索和初始捕获的功能。在这种情况下，再把导频信号放在帧或子帧的开始位置已经不合时宜，因为在OFDM系统中，移动台为了提取导频信号进行同步，需要事先获得准确的符号定时，而这一点对于还没有和系统完全同步的移动台来说，常常无法满足。仍以基于OFDM技术的LTE系统为例，在该系统中，有两种循环前缀设置，长循环前缀设置的OFDM符号用来传送广播、组播信息或者在超远覆盖情况下传送一般信息。而短循环前缀设置的OFDM符号用在前面所述场景之外的场景。由于移动台还没有和系统取得同步，无法准确知道系统采用的是长循环前缀OFDM符号还是短循环前缀OFDM符号，要取得准确的符号定时也就非常困难，利用来导频来实现小区搜索和初始捕获也就无从谈起。
综上所述，当导频信号具有系统同步这个“额外”功能后，如何设置导频是新一代OFDM所面临的一个新挑战。
发明内容
为解决现有OFDM系统中由于导频符号设置在帧/子帧的开始位置，移动台在与系统同步前，无法获取符号定时，从而无法提取导频信号进行同步的问题，本发明的目的在于提供一种正交频分复用系统的导频信号发送方法，使移动台不用考虑系统的符号定时和循环前缀长度，即可准确提取导频信号。
为了实现上述目的，本发明提供了一种正交频分复用系统的导频信号发送方法，将导频信号映射到每帧的最后一个正交频分复用符号并发送。
上述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其中，当一帧包括多个子帧，且每个子帧都有一定数目的导频信号时，将导频信号映射到每个子帧的最后一个正交频分复用符号并发送。
上述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其中，所述导频信号包括所有导频信号。
上述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其中，所述导频信号为所有具有系统同步作用的导频信号。
上述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其中，所述导频信号为具有系统同步作用的导频信号中的部分导频信号。
本发明的正交频分复用系统的导频信号发送方法，将导频信号映射到每帧的最后一个正交频分复用符号并发送，映射到每帧(或者子帧)最后一个符号的导频和系统的帧或子帧定时是相同的，移动台不用考虑系统的符号定时和多种循环前缀长度对符号定时的影响就可以把这些导频信号提取出来，同时保证了导频信号在信道估计、信道质量测量方法的性能，还具有处理延时小、功耗低的优点。
附图说明
图1(a)和图1(b)分别是不同循环前缀长度的子帧示意图；
图2当一个子帧有6个符号时导频信号设置示意图；
图3当一个子帧有7个符号时导频信号设置示意图；
图4当一个子帧有7个符号时另一种导频信号设置示意图。
具体实施方式
在OFDM系统中，每帧都有一定数目的导频，该导频除能进行信道估计、信道质量测量外，还具有系统同步的功能(或部分导频具有系统同步的功能)。
本发明的正交频分复用系统的导频信号发送方法在发射端执行以下操作：在每帧的最后一个OFDM符号发送导频信号(或部分导频信号)，其可以通过以下几种方式实现：
每帧中的所有导频信号都在该帧最后一个OFDM符号上发送；或
每帧中具有系统同步作用的导频信号(或每帧中具有系统同步作用的所有导频信号中的任意一部分导频信号)在每帧的最后一个OFDM符号上发送，其它导频在其它OFDM符号上发送。
当一帧可以进一步细分为若干子帧，每个子帧有若干个OFDM符号，并且每个子帧都有一定数目的导频时，在发射端，本发明的正交频分复用系统的导频信号发送方法在发射端执行以下操作：
在子帧的最后一个OFDM符号发送导频信号(或部分导频信号)，其可以通过以下几种方式实现：
每子帧中的所有导频信号都在子帧最后一个OFDM符号上发送；或
每子帧中具有系统同步作用的导频信号(或每帧中具有系统同步作用的所有导频信号中的任意一部分导频信号)在子帧的最后一个OFDM符号上发送，而其它导频在其它OFDM符号上发送。
为了便于理解本发明，下面以基于OFDM技术的LTE下行链路为例，对本发明做进一步的描述。
图1(a)标识的是一个采用长循环前缀的子帧，其中，矩形框中填充左斜线的部分为OFDM符号的循环前缀，矩形框中没有填充内容的为OFDM符号的有用符号部分；图1(b)标识的是一个采用短循环前缀的子帧，其中，矩形框中填充右斜线的部分为OFDM符号的循环前缀，矩形框中没有填充内容的为OFDM符号的有用符号部分。
如图1(a)和图1(b)所示，由于循环前缀长度的差异，采用长循环前缀的子帧内有6个OFDM符号，采用短循环前缀的子帧内有7个OFDM符号。对于超远覆盖或者多播、广播信息传送的应用场景，系统会选用长循环前缀的子帧，此时，每个子帧有6个符号，可以减小接收信号的符号间干扰；对于一般的应用，系统会选用短循环前缀的子帧，此时，每个子帧有7个符号，可以提高系统的吞吐量。
在基于OFDM技术的LTE下行链路中，一个无线帧是10ms，每个无线帧包括20个子帧，每个子帧是0.5ms。系统可以采用的OFDM符号有两种：长循环前缀OFDM符号和短循环前缀OFDM符号。
不管是采用短循环前缀的子帧，还是采用长循环前缀的子帧，每个子帧中都有一定数目的导频，这些导频具有以下作用：信道估计、信道质量测量、小区搜索和初始捕获。
图2给出了当一个子帧有6个符号时导频信号设置示意图。其中，一个矩形框表示在时域上为一个OFDM符号，频域上为一个子载波。矩形框中有字母P的表示在一个OFDM符号时间内，该载波为导频载波。从图2可以看出，当一个子帧有6个符号时，导频信号都映射在子帧最后一个符号上。
图3给出了当一个子帧有7个符号时导频信号设置示意图。其中，一个矩形框表示在时域上为一个OFDM符号，频域上为一个子载波。矩形框中有字母P的表示在一个OFDM符号时间内，该载波为导频载波。从图3可以看出，当一个子帧有7个符号时，导频信号都映射在子帧最后一个符号上。
图4当一个子帧有7个OFDM符号时另一种导频信号设置示意图。其中，一个矩形框表示在时域上为一个OFDM符号，频域上为一个子载波。矩形框中有字母P的表示在一个OFDM符号时间内，该载波为导频载波。该图表示每子帧中具有系统同步作用的导频都映射到位于每子帧的最后一个OFDM符号上。而其它导频，则映射到子帧内其它OFDM符号上。当然，这种方法也可以应用到一个子帧有7个符号的情况。
需要说明的是，图2～图4只是示意说明，图2～图4所示的导频密度与导频数目并不表示本发明只应用于这种情况。
利用本发明的正交频分复用系统的导频信号发送方法，映射到每帧(或者子帧)最后一个符号的导频和系统的帧(或子帧)定时是相同的。因此，在接收端，接收机利用现有的帧(或子帧)定时技术获得帧(或子帧)定时后，不用考虑系统的符号定时和多种循环前缀长度对符号定时的影响，就可以把映射在帧(或子帧)最后一个符号上的数据提取出来，对该数据进行傅立叶变换，可以进一步获得可以用于同步的导频符号。接收机获得这些具有同步作用的导频符号后，就可以实现特定的同步目的，如小区扫描，最优小区识别，符号定时等等。
需要说明的一点，和传统的把导频信号映射到帧或子帧的开始相比，本发明提出的导频信号设置方法并没有降低导频信号在信道估计、信道质量测量方法的性能，并且，采用本发明提出的导频信号设置方法，一样具有处理延时小、功耗低的优点。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1、一种正交频分复用系统的导频信号发送方法，其特征在于，将导频信号映射到每帧的最后一个正交频分复用符号上并发送。
2、根据权利要求1所述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其特征在于，当一帧包括多个子帧，且每个子帧都有一定数目的导频信号时，将导频信号映射到每个子帧的最后一个正交频分复用符号并发送。
3、根据权利要求1或2所述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其特征在于，所述导频信号包括所有导频信号。
4、根据权利要求1或2所述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其特征在于，所述导频信号为所有具有系统同步作用的导频信号。
5、根据权利要求4所述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其特征在于，其他导频信号映射到帧或子帧的其它正交频分复用符号上并发送，所述其他导频信号是具有系统同步作用的导频信号之外的导频信号，所述其它正交频分复用符号为帧或子帧的最后一个正交频分复用符号之外的正交频分复用符号。
6、根据权利要求1或2所述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其特征在于，所述导频信号为所有具有系统同步作用的导频信号中的部分导频信号。
7、根据权利要求6所述的正交频分复用系统的导频信号发送方法，其特征在于，其他导频信号映射到帧或子帧的其它正交频分复用符号上并发送，所述其他导频信号为映射到帧或子帧的最后一个正交频分复用符号之外的导频信号，所述其它正交频分复用符号为帧或子帧的最后一个正交频分复用符号之外的正交频分复用符号。
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