CN101141428A - 正交频分复用系统中的导频编译码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在正交频分复用系统的发射机中用于对导频序列进行编码的方法，其特征在于，通过将一个导频符号加权调制到相应的一个子载波组中的多个相邻子载波上，使得该组相邻子载波上的导频符号对其他子载波的干扰相互抵消。本发明中的导频符号编码方法提高信道估计对子载波间干扰的鲁棒性并获得额外的信道估计的信噪比增益，放松了对频率同步准确性的要求。同时本发明的导频符号编码方法消除导频符号间的子载波干扰，因此提高了具有大的剩余频率偏移或者高多普勒扩展的信道的估计性能。

Description

正交频分复用系统中的导频编译码方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统，尤其涉及无线通信中的正交频分复用系统。

背景技术

维来通信系统提供的新业务要求在快速移动环境中具有高数据速率。由于正交频分复用的高频谱效率和符号间干扰的鲁棒性，通常选择正交频分复用作为空中接口技术。在一个正交频分链路中，数据符号由相移键控或者是正交幅度调制技术调制到子载波上。为了在接收端检测发送的数据符号，通常用基于训练序列的信道估计方法来估计信道状态信息，用于衰落信道中的均衡和解调。通常，训练序列设计包括两个方面，导频模式设计和导频序列设计。导频模式是指导频子信道根据最小化信道估计器的均方差的准则在时域或者频域的排列方式。在正交频分复用系统中，导频模式可以分为块状导频模式和散射导频模式。导频序列是指调制到导频子信道上的符号序列。导频模式和导频序列对信道估计的性能有很大的影响。另外，导频信号的信号干扰噪声比也是影响信道估计准确性的另外一个重要因素。

现有的导频设计主要有两个方面，一方面是导频模式设计，用来最佳化导频开销和信道估计的精度，一方面是导频序列设计，用来在噪声或者符号间干扰的信道中最优化导频序列性能。目前已有公开的鲁棒导频设计来减少小区间干扰。但是还没有用来减少载波间干扰的导频序列设计。

图1是一个正交频分复用系统的块状导频模式的示意图，其特征是正交频分复用导频符号在时域周期性地重复，并且承载导频的正交频分复用符号所有的子载波都用来传输导频符号。设X_k，k＝1，...，N为已知的导频子载波上的导频序列，其中N是正交频分复用符号的快速傅立叶变换的位数，也就是正交频分复用系统中的信道个数或者是子载波个数。并假设由载波频率偏移或多普勒频移引起的信道频率偏移为ε，这是用子载波间距归一化后的频率偏移。在第k个子载波上接收到的正交频分复用导频符号中的信号可用如下公式(1)来表示：

$Y_k=H_{k}C=(\mathrm{\ϵ},0)X_k+\underset{i\≠k}{\overset{N-1}{\underset{i=0}{\mathrm{\Σ}}}}C(\mathrm{\ϵ},i-k)H_i{X}_i+W_k---\left(1\right)$

其中H_k(k＝0，....，N-1)是信道频率响应，X_k(k＝0，...，N-1)是已知的导频符号序列，C(ε，i-k)定义为第i个和第k个子载波之间的干扰系数，W_k是加性高斯白噪声，

根据公式(1)，利用现有的各种导频序列，信道估计算法根据最小均方差、迫零或者其他准则来估计信道频率响应。在公式(1)右边的三项中，第一项代表目标信号，最后两项是载波间干扰和噪声。基于现有导频序列的信道估计准确性取决于接收端的信道估计的信号干扰噪声比，其可用如下公式(2)来表示：

当没有频率偏移(ε＝0)，且C_k(ε，0)等于1的时候，信号干扰信噪比取得最大值。当存在频率偏移的时候子载波间干扰降低了目标信号的信号干扰噪声比，大大地降低了信道估计的准确度。图2示出了基于现有导频模式的信道估计的信号干扰噪声比的降低，其中快速傅立叶变换的位数是1024。导频序列是一个随机序列。显然，当相对频率偏移变大的时候，信号干扰噪声比变得更低，尤其在高信噪比的范围。

发明内容

正交频分复用对载波频率偏移或多普勒频移和相位噪声很敏感，载波频率偏移破坏了子载波的正交性，引起子载波间干扰，导致基于导频符号的信道估计性能下降。相对应于块状导频模式，本发明设计了一种新的导频序列，有效地抑制了导频符号的载波间干扰，使得信道估计的性能获得很大的提高。

根据本发明的第一个方面，提供一种在正交频分复用系统的发射机中用于对导频序列进行编码的方法，其特征在于，通过将一个导频符号加权调制到相应的一个子载波组中的多个相邻子载波上，使得该组相邻子载波上的导频符号对其他子载波的干扰相互抵消。首先接收一个导频符号序列，其中包括N/K个导频符号；然后将所述导频符号序列中的每个导频符号分别乘以一组K个加权因子，以获得K个相应的加权导频符号；最后将所述每个导频符号的K个加权导频符号分别调制到相应的一个子载波组中的各个相邻子载波上。其中，所述正交频分复用系统的N个子载波分为N/K个子载波组，每个子载波组包含K个相邻的子载波，其中N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于2的正整数，K为大于1且小于N的正整数。

根据本发明的第二个方面，提供了一种在正交频分复用系统的发射机中用于对导频序列进行编码的导频编码装置，其特征在于通过将一个导频符号加权调制相应的一个子载波组中的多个相邻子载波上，使得该组相邻子载波上的导频符号对其他子载波的干扰相互抵消。该导频编码装置包括接收装置、加权装置和调制装置。接收装置接收符号长度为N/K的导频序列；加权装置将所述导频符号序列中的每个导频符号分别乘以一组K个加权因子，以获得K个相应的加权导频符号；调制装置将所述每个导频符号的K个加权导频符号分别调制到相应的一个子载波组中的各个相邻子载波上。其中，所述正交频分复用系统的N个子载波分为N/K个子载波组，每个子载波组包含K个相邻的子载波，其中N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于2的正整数，K为大于1且小于N的正整数。

根据本发明的第三个方面，提供了一种在正交频分复用系统的接收机中用于对导频符号进行译码的方法，其特征在于，按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成多个导频符号组，并对每个导频符号组中的多个导频符号分别进行与发射机端相对应的加权处理与相加处理，以获得译码后的导频符号。首先接收多个导频符号；然后按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成N/K个导频符号组，其中每个导频符号组包含经由K个相邻子载波传输的K个导频符号，N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于1的自然数，K为小于N的自然数；最后对所述每个导频符号组中K个导频符号分别进行与发射机端加权处理相对应的加权合并处理，以得到译码后的导频符号。

根据本发明的第四个方面，提供了一种在正交频分复用系统中的接收机中的导频译码装置，其特征在于，按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成多个导频符号组，并对每个导频符号组中的多个导频符号分别进行与发射机端相对应的加权处理与相加处理，以获得译码后的导频符号。该导频译码装置包括接收装置、分离装置和加权合并装置。接收装置接收多个导频符号；分离装置按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成N/K个导频符号组，其中每个导频符号组包含经由K个相邻子载波传输的K个导频符号，N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于1的自然数，K为小于N的自然数；加权合并装置对所述每个导频符号组中K个导频符号分别进行与发射机端加权处理相对应的加权合并处理，以得到译码后的导频符号。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.通过导频符号编码提高信道估计对子载波间干扰的鲁棒性。

2.通过导频符号编码获得额外的信道估计的信噪比增益。

3.消除导频符号间的子载波干扰，因此提高了具有大的剩余频率偏移或者高多普勒扩展的信道的估计性能。

4.通过使用本发明的导频编码序列获得信噪比增益，放松了对频率同步准确性的要求。

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中的块状导频示意图；

图2为正交频分复用系统中在各种不同的相对频率偏移下，基于现有导频序列的信道估计的信号干扰噪声比与信噪比的比较示意图；

图3a为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中子载波干扰系数幅度的变化示意图；

图3b为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中子载波干扰系数实部的变化示意图；

图3c为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中子载波干扰系数虚部的变化示意图；

图4为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统的发射机中对导频序列进行编码的方法流程图；

图5为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统的接收机中对导频序列进行译码的方法流程图；

图6为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统的发射机中的导频编码装置框图；

图7为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统的接收机中的导频译码装置框图；

图8为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中的发射机结构框图；

图9为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中的接收机结构框图；

图10为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中在不同的相对频率偏移下，已有导频模式和本发明导频模式的最小方差性能比较示意图；

图11为根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中在不同的移动速度下，已有导频模式和本发明导频模式的最小方差性能比较示意图。

具体实施方式

下面参照附图，并结合具体实施方式来对本发明作进一步描述。从上述公式(1)可推导出以下公式(3)：

$C(\mathrm{\ϵ},i-k)=\frac{\sin \left(\mathrm{\π}(i-k+\mathrm{\ϵ})\right)}{N\sin \left(\frac{\mathrm{\π}}{N}(i-k+\mathrm{\ϵ})\right)}\·\exp (\mathrm{j\π}(1-\frac{1}{N})\·(i-k+\mathrm{\ϵ}))---\left(3\right)$

C(ε，i-k)定义为第i个和第k个子载波之间的干扰系数，公式(3)说明子载波间干扰仅仅同相对频率偏移ε和i-k相关，同k不直接相关。其中N是正交频分复用符号的快速傅立叶变换的位数，也就是正交频分复用系统中的信道个数或者是子载波个数，i，k为0至N-1。

图3a、图3b和图3c说明了当k＝0和N＝16时，不同子载波下标i的情况下，C(ε，i-k)的一个例子。频率偏移值是ε＝0.2和ε＝0.4。我们可以看出图很平滑，在子载波间干扰系数从0到15之间没有突变。因此，子载波间干扰系数的实部和虚部是随着子载波下标i的变化而逐渐地变化。如果一个导频对(a，-a)调制到两个相邻的第i和i-1个子载波上，其中a是一个复数导频符号，由第i个子载波产生的对第k个导频符号的子载波间干扰将被由第i-1个子载波产生的符号间干扰大大地抵消。这是本发明中新的导频序列设计的基本思想。同现有的导频模式不同，本发明中的导频符号是用加权因子编码的序列，减轻从其他子载波来的子载波间干扰，因此接收端基于新的导频序列的信道估计质量得到了很大的提高。

下面将结合图4-图7对本发明作进一步详细的描述。

图4示出了根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统的发射机中对导频序列进行编码的方法流程图。与现有技术不同，本发明的导频编码方法在于通过将一个导频符号加权调制到相应的一个子载波组中的多个相邻子载波上，使得该组相邻子载波上的导频符号对其他子载波的干扰相互抵消。

首先，在步骤S11中，接收一个初始导频符号序列，其中包括N/K个初始导频符号，所述初始导频符号序列可以由发射机内一个导频序列发生器(未示出)所产生，其中，所述正交频分复用系统的N个子载波分为N/K个子载波组，每个子载波组包含K个相邻的子载波，其中N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于2的正整数，K为大于1且小于N的正整数。这里需要说明的是，当N不是K的整数倍时，N/K是指N除以K所得的商，余下的M(M为自然数，且小于K)个子载波可以单独另外处理或者不作处理。

然后，在步骤S12中，将所述初始导频符号序列中的每个初始导频符号分别乘以一组K个加权因子，从而，对于每个初始导频符号可获得K个相应的加权导频符号，具体的，所述K个加权因子可以为多项式(1-x)^k-1的系数。

最后，在步骤S13中，将所述每个初始导频符号的K个加权导频符号分别调制到相应的一个子载波组中的K个相邻子载波上。

在一个优选实施例中，其中K为2时，系统的子载波分为N/2个组，每个分组包含两个子载波，多项式(1-x)^k-1的系数为1，-1，将其作为加权因子。上述导频编码方法的具体流程如下所示：首先，在步骤S11中，接收来自导频发生器的包含N/2个初始导频符号的初始导频符号序列；然后，在步骤S12中，将每个初始导频符号乘以加权因子{1，-1}，从而对于每个初始导频符号都获得两个加权导频符号；最后，在步骤S13中，将所述每个导频符号的两个加权导频符号分别调制到相应的一个子载波组中的两个相邻子载波上。

图5示出了根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统的接收机中对导频序列进行译码的方法流程图。与现有技术不同，本发明的导频译码方法在于按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成多个导频符号组，并对每个导频符号组中的多个导频符号分别进行与发射机端相对应的加权处理与相加处理，以获得译码后的导频符号。

首先，在步骤S21中，接收经过接收机前端处理后获得的多个输入导频符号，所述前端处理可包括下变频转换、同步处理、以及去正交频分复用处理(包括解帧、去前缀、快速傅立叶变换处理等)，如下图9所示。

然后，在步骤S22中，按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将上述多个输入导频符号分成N/K个导频符号组，其中每个输入导频符号组包含经由K个相邻子载波传输的K个输入导频符号，N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于1的自然数，K为小于N的自然数。这里需要说明的是，当N不是K的整数倍时，N/K是指N除以K所得的商，余下的M(M为自然数，且小于K)个子载波同编码方法相对应地进行另外处理或者不作处理。

最后，在步骤S23中，对所述每个导频符号组中K个输入导频符号分别进行与发射机端加权处理相对应的加权合并处理，以得到译码后的导频符号。在一个优选实施例中，步骤S23可由以下两个子步骤S231和S232来实现：在子步骤S231中，将所述每个导频符号组中K个导频符号分别乘以与发射机端K个加权因子相对应的K个规一化加权因子，以获得K个规一化加权导频符号；然后，在步骤S232中，将所述K个规一化加权导频符号进行相加，以获得译码后的导频符号。

同上述根据本发明的在发射机中导频编码方法的优选实施例相对应，根据本发明的在接收机中的导频译码方法的一个优选实施例为：当K＝2时，其具体流程为：首先，在步骤S21中，接收经过接收机前端处理后获得的的多个输入导频符号；然后，在步骤S22中，与发送端相对应地将输入的导频符号分成N/2个组，每个组有一对调制在相邻子载波上的导频符号，用{1，-1}对每对接收到的符号进行加权，并将其相加，然后将和除以2得到译码后的导频符号。

经译码的导频符号在接收机中进行后续处理(例如信道估计等)。

图6示出了根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统的发射机中的导频编码装置12的框图。与现有技术不同，该导频编码装置12在于通过将一个导频符号加权调制相应的一个子载波组中的多个相邻子载波上，使得该组相邻子载波上的导频符号对其他子载波的干扰相互抵消。

该导频编码装置12包括接收装置121、加权装置122和调制装置123。

接收装置121接收初始导频符号序列，其中包括N/K个初始导频符号，所述初始导频符号序列可以由发射机内一个导频序列发生器(未示出)所产生，其中，所述正交频分复用系统的N个子载波分为N/K个子载波组，每个子载波组包含K个相邻的子载波，其中N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于2的正整数，K为大于1且小于N的正整数。这里需要说明的是，当N不是K的整数倍时，N/K是指N除以K所得的商，余下的M(M为自然数，且小于K)个子载波可以单独另外处理或者不作处理。

加权装置122将来自接收装置121的初始导频符号序列中的每个初始导频符号分别乘以一组K个加权因子，从而，对于每个初始导频符号可获得K个相应的加权导频符号，其中，该K个加权因子可以是多项式(1-x)^k-1的系数。

调制装置123将所述每个初始导频符号的K个加权导频符号分别调制到相应的一个子载波组中的各个相邻子载波上。

在一个优选实施例中，其中K为2时，系统的子载波分为N/2个组，每个分组包含两个子载波，多项式(1-x)^k-1的系数为1，-1，将其作为加权因子。具体地，接收装置121接收来自导频发生器的包含N/2个初始导频符号的初始导频符号序列，并提供给加权装置122；加权装置122将每个初始导频符号分别乘以加权因子{1，-1}，从而对于每个初始导频符号都获得两个加权导频符号；调制装置123将每个初始导频符号的两个加权导频符号分别调制到相应的一个子载波组中的两个相邻子载波上。

图7示出了根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统的接收机中的导频译码装置26框图。与现有技术不同，本发明的导频译码装置26在于按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成多个导频符号组，并对每个导频符号组中的多个导频符号分别进行与发射机端相对应的加权处理与相加处理，以获得译码后的导频符号。

该导频译码装置26包括接收装置261、分离装置262和加权合并装置263，其中加权合并装置263包括加权装置2631和相加装置2632。

接收装置261接收经过接收机前端处理后获得的多个输入导频符号，所述前端处理可包括下变频转换、同步处理、以及去正交频分复用处理(包括解帧、去前缀、快速傅立叶变换处理等)，如下图9所示。

分离装置262按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将上述多个输入导频符号分成N/K个导频符号组，其中每个输入导频符号组包含经由K个相邻子载波传输的K个输入导频符号，N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于1的自然数，K为小于N的自然数。这里需要说明的是，当N不是K的整数倍时，N/K是指N除以K所得的商，同编码装置相对应地，余下的M(M为自然数，且小于K)个子载波进行另外的处理或者不作处理。

加权合并装置263对所述每个导频符号组中K个输入导频符号分别进行与发射机端加权处理相对应的加权合并处理，以得到译码后的导频符号。在一个优选实施例中，加权合并装置263还可包括加权装置2631与相加装置2632，其中，加权装置2631先将所述每个导频符号组中K个输入导频符号分别乘以与发射机端K个加权因子相对应的K个规一化加权因子，以获得K个规一化加权导频符号；然后由相加装置2632将所述K个规一化加权导频符号进行相加，以获得译码后的导频符号。

同上述根据本发明的在发射机中的导频编码装置的优选实施例相对应，根据本发明的在接收机中的译码方法的一个优选实施例为：当K＝2时，接收装置261接收经过接收机前端处理后获得的的多个输入导频符号，并提供给分离装置262；分离装置262与发送端相对应地将输入的导频符号分成N/2个组，每个组有一对调制在相邻子载波上的导频符号；加权合并装置263用{1，-1}对每对接收到的符号进行加权，并将其相加，然后将和除以2得到译码后的导频符号。在一个具体实施例中，加权合并装置263包含加权装置2631与相加装置2632，其中加权装置2631先将所述每个导频符号组中2个输入导频符号分别乘以与发射机端相对应的加权规一化因子{1/2，-1/2}，以获得2个规一化加权导频符号；然后相加装置2632将所述2个规一化加权导频符号进行相加，以获得译码后的导频符号。

导频译码装置26输出经译码的导频符号被提供给接收机后面的装置(例如信道估计器)进行后续处理。

下面将结合图8和图9对本发明在正交频分复用系统中的发射机和接收机中的应用进行详细的说明。

图8示出了根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中的发射机1的结构框图。该发射机1包括信道编码器/调制器11、导频编码装置12、反快速傅立叶变换装置13和13’、循环前缀添加装置14和14’、组帧器15和中频/射频单元16。

正如一般的无线发射机，首先用信道编码器/调制器11对信息比特进行编码和调制，然后反快速傅立叶变换装置13对调制后的符号进行反快速傅立叶变换，循环前缀添加装置14对傅立叶变换后的数据符号添加循环前缀，这样产生了一个正交频分复用数据符号。

同时，本发明的导频编码装置12根据选定的加权因子对每个初始导频符号进行加权，将根据现有导频序列同样的优化准则设计的初始导频符号序列编码成导频符号序列，这样产生了编码后的导频符号，并提供给反快速傅立叶变换装置13’。具体的，如图6所述，该导频编码装置12包括接收装置121、加权装置122和调制装置123。其中，接收装置121初始导频符号序列，其中包括N/K个初始导频符号，所述初始导频符号序列可以由发射机内一个导频序列发生器(未示出)所产生，其中，所述正交频分复用系统的N个子载波分为N/K个子载波组，每个子载波组包含K个相邻的子载波，其中N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于2的正整数，K为大于1且小于N的正整数。这里需要说明的是，当N不是K的整数倍时，N/K是指N除以K所得的商，余下的M(M为自然数，且小于K)个子载波可以单独另外处理或者不作处理。加权装置122将来自接收装置121的导频符号序列中的每个导频符号分别乘以一组K个加权因子，以获得K个相应的加权导频符号，其中，该K个加权因子可以是多项式(1-x)^k-1的系数。调制装置123将所述每个导频符号的K个加权导频符号分别调制到相应的一个子载波组中的各个相邻子载波上。

此后，反快速傅立叶变换装置13’将经过编码的导频符号变换到时域，循环前缀添加装置14’为反快速傅立叶变换后的时域导频符号添加循环前缀。最后，组帧器15根据输入的正交频分复用数据符号和正交频分复用导频符号产生一个数据帧，在经过中频/射频单元16处理之后，该数据帧被发射到无线信道中。

图9示出了根据本发明的一个具体实施方式在正交频分复用系统中的接收机2的结构框图。该接收机2包括中频/射频单元21、同步装置22、解帧器23、去前缀装置24和24’、快速傅立叶变换装置25和25’、导频译码装置26、信道估计器27和信道译码器/解调器28。

接收端接收到的信号首先经过中频/射频单元21变换为基带信号。在同步装置22对所述基带信号进行时域和频域同步之后，解帧器23提取正交频分复用的数据符号和导频符号。去循环前缀装置24和24’分别对所述提取的数据符号和导频符号移去循环前缀，然后快速傅立叶变换装置25和25’分别对去前缀后的正交频分复用数据符号和导频符号进行快速傅立叶变换。此后，根据本发明的导频译码装置26在频域对快速傅立叶变换后的导频信号进行译码，并将经译码处理的导频符号提供给信道估计器进行信道估计。具体地，如图7所述，该导频译码装置26包括接收装置261、分离装置262和加权合并装置263。分离装置262按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将上述多个输入导频符号分成N/K个导频符号组，其中每个输入导频符号组包含经由K个相邻子载波传输的K个输入导频符号，N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于1的自然数，K为小于N的自然数。这里需要说明的是，当N不是K的整数倍时，N/K是指N除以K所得的商，同导频编码装置相对应地，余下的M(M为自然数，且小于K)个子载波进行另外的处理或者不作处理。加权合并装置263对所述每个导频符号组中K个输入导频符号分别进行与发射机端加权处理相对应的加权合并处理，以得到译码后的导频符号。在一个优选实施例中，加权合并装置263还可包括加权装置2631与相加装置2632，其中，加权装置2631先将所述每个导频符号组中K个输入导频符号分别乘以与发射机端K个加权因子相对应的K个规一化加权因子，以获得K个规一化加权导频符号；然后由相加装置2632将所述K个规一化加权导频符号进行相加，以获得译码后的导频符号。

信道估计器27根据输入的译码后的导频符号来估计信道频率响应。在移去循环前缀和快速傅立叶变换之后，信道译码器/解调器28根据从信道估计器得到的信道频率响应对数据符号进行解调和译码。

为了说明本发明中的新的导频序列好于已有的导频序列，下面给出了性能比较。定义最小方差作为信道估计准确性的度量 $\mathrm{MSE}=E\left(\right|H-\hat{H}\left|\right),$ 其中H是理想的信道频率响应，

是估计的信道频率响应。

1)第一次仿真，其仿真参数如表1所示：

表1：第一次仿真的仿真参数

快速傅立叶变换大小	1024	抽样率	10MHz
				初始导频序列	随    机QPSK符号序列	移动速率	3kmph
衰落信道	COST207	频率	3.2GHz
				循环前缀长度	190采样	仿真点数	106
每个分组中的子载波个数	2	信道估计器	迫零准则

图10示出该次仿真的结果，即在不同的相对频率偏移下，已有导频模式和本发明导频模式的最小方差性能的比较示意图，从中可以看出在接收端由于剩余频率偏移导致导频符号被载波间干扰破坏的情况下，本发明的导频序列大大地提高了信道估计的性能。除此之外，最小方差的下限值更低，获得了额外3dB合并增益，来对抗额外的噪声。

2)第二次仿真，其仿真参数如下表2所示

表2：第二次仿真的仿真参数

快速傅立叶变换大小	1024	抽样率	10MHz
				初始导频序列	随机QPSK符号序列	移动速率	250,500kmph
衰落信道	COST207	频率	3.2GHz
				循环前缀长度	190采样	仿真点数	106
每个分组中的子载波个数	2	信道估计器	迫零准则

图11示出该次仿真的结果，即在不同的移动速度下，已有导频模式和本发明导频模式的最小方差性能的比较示意图。从中可以看出在接收端由于多普勒频移导致导频符号被载波间干扰破坏的情况下，本发明的导频序列大大地提高了信道估计的性能。除此之外，最小方差下限值进一步变小，也获得了额外3dB合并增益，来对抗额外的噪声。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (14)

1.一种在正交频分复用系统的发射机中用于对导频序列进行编码的方法，其特征在于，通过将一个导频符号加权调制到相应的一个子载波组中的多个相邻子载波上，使得该组相邻子载波上的导频符号对其他子载波的干扰相互抵消。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.接收一个导频符号序列，其中包括N/K个导频符号；

b.将所述导频符号序列中的每个导频符号分别乘以一组K个加权因子，以获得K个相应的加权导频符号；

c.将所述每个导频符号的K个加权导频符号分别调制到相应的一个子载波组中的各个相邻子载波上；

其中，所述正交频分复用系统的N个子载波分为N/K个子载波组，每个子载波组包含K个相邻的子载波，其中N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于2的正整数，K为大于1且小于N的正整数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述K个加权因子为多项式(1-x)^k-1的系数。

4.一种在正交频分复用系统的发射机中用于对导频序列进行编码的导频编码装置，其特征在于通过将一个导频符号加权调制相应的一个子载波组中的多个相邻子载波上，使得该组相邻子载波上的导频符号对其他子载波的干扰相互抵消。

5.根据权利要求4所述的导频编码装置，其特征在于，包括：

-接收装置，用于接收符号长度为N/K的导频序列；

-加权装置，用于将所述导频符号序列中的每个导频符号分别乘以一组K个加权因子，以获得K个相应的加权导频符号；

-调制装置，用于将所述每个导频符号的K个加权导频符号分别调制到相应的一个子载波组中的各个相邻子载波上；

其中，所述正交频分复用系统的N个子载波分为N/K个子载波组，每个子载波组包含K个相邻的子载波，其中N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于2的正整数，K为大于1且小于N的正整数。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述K个加权因子为多项式(1-x)^k-1的系数。

7.一种在正交频分复用系统的接收机中用于对导频符号进行译码的方法，其特征在于，按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成多个导频符号组，并对每个导频符号组中的多个导频符号分别进行与发射机端相对应的加权处理与相加处理，以获得译码后的导频符号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.接收多个导频符号；

b.按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成N/K个导频符号组，其中每个导频符号组包含经由K个相邻子载波传输的K个导频符号，N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于1的自然数，K为小于N的自然数；

c.对所述每个导频符号组中K个导频符号分别进行与发射机端加权处理相对应的加权合并处理，以得到译码后的导频符号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤c还包括：

c1.将所述每个导频符号组中K个导频符号分别乘以与发射机端K个加权因子相对应的K个规一化加权因子，以获得K个规一化加权导频符号；

c2.将所述K个规一化加权导频符号进行相加，以获得译码后的导频符号。

10.一种在正交频分复用系统中的接收机中的导频译码装置，其特征在于，按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成多个导频符号组，并对每个导频符号组中的多个导频符号分别进行与发射机端相对应的加权处理与相加处理，以获得译码后的导频符号。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，包括：

-接收装置，用于接收多个导频符号；

-分离装置，用于按发射机端的每个子载波组中所包含的子载波数目来将接收到的导频符号分成N/K个导频符号组，其中每个导频符号组包含经由K个相邻子载波传输的K个导频符号，N为所述正交频分复用系统的子载波个数，N为大于1的自然数，K为小于N的自然数；

-加权合并装置，用于对所述每个导频符号组中K个导频符号分别进行与发射机端加权处理相对应的加权合并处理，以得到译码后的导频符号。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于所述加权合并处理装置还包括：

加权装置，用于将所述每个导频符号组中K个导频符号分别乘以与发射机端K个加权因子相对应的K个规一化加权因子，以获得K个规一化加权导频符号；

相加装置，用于将所述K个规一化加权导频符号进行相加，以获得译码后的导频符号。

13.一种正交频分复用系统中的发射机，包括权利要求4-6中任一项所述的装置。

14.一种正交频分复用系统中的接收机，包括权利要求10-12中任一项所述的装置。

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