CN101151866A

CN101151866A - 带有非导频码元的自适应调制

Info

Publication number: CN101151866A
Application number: CNA200580049353XA
Authority: CN
Inventors: 亚历山大·戈利奇克埃德勒冯艾尔布沃特; 吉井勇; 克里斯琴·温格特
Original assignee: 松下电器产业株式会社
Current assignee: OPTICAL WIRELESS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2025-03-29
Also published as: EP1864457A1; US8160175B2; CN101151866B; JP4806446B2; WO2006102909A1; US20080151989A1; EP1864457B1; JP2008536378A

Abstract

为了改善信道估计的可靠性，用准导频码元代替所传送的数据流的预定位置上的数据码元。该准导频码元用与原始码元不同的调制方案承载被调制在载波上的数据。用于准导频码元的调制方案具有比用于原始数据码元的调制方案更小的幅度和/或相位模糊度。

Description

带有非导频码元的自适应调制

技术领域

本发明涉及发送器和接收器之间的数据通信。可以将其具体应用于诸如移动通信系统或者卫星通信之类的、在时变(time-variant)或者频变(frequency-variant)信道上传送数字数据的通信系统。

背景技术

由于实际传送信道使得经调制的信号通过相位移动和衰减而失真，而且由于它们将噪声添加到信号中，所以在解调之后在所接收到的数据中发生错误。错误的概率通常随着增加的数据速率而增加，也就是随着调制状态的数量增加和码元持续时间的下降而增加。为了应对这种错误，可以将允许识别和校正错误数据的冗余添加到数据中。更加经济的方法是信道特性的评估和编码和/或调制方案对该信道特性的自适应。

“自适应位加载(adaptive bit loading)”算法通过评估用以确定关于传送的频谱效率哪个调制方案是最有效的信道状态信息，来将调制方案分配给资源。例如，处于深度衰落状态中的信道对于噪声错误来说非常脆弱，所以分配仅仅承载非常少的数据位的非常健壮的调制方案(例如BPSK或者QPSK)；另一方面，正在放大信号的信道对于噪声错误来说非常健壮，所以可以分配承载许多数据位的频谱效率高的调制方案(例如，16-QAM或者64-QAM)。这涉及下面描述的“自适应调制和编码”技术。

“判定反馈解调”是重复过程，其中使用第一大致信道估计(或者根本不使用任何信道估计)来解调数据码元。在解调之后，而且最好在解码之后，将所获得的信息反馈给信道估计器用于从数据码元中得出改进的估计。应该非常明显，该过程不仅导致延迟而且在重复步骤中需要大量计算，但是由于反馈循环的缘故，其还极大地依赖于第一大致信道估计的质量。

从例如Lutz H.-J.Lampe and Rober Scholer，“Iterative Decision-FeedbackDifferential Demodulation of Bit-Interleaved Coded MDPSK for Flat RayleighFading Channels”，IEEE Transactions on Communications.Vol.49，No.7，pp.1176-1184，July 2001中可以知道这种过程。

“自适应调制和编码”(AMC)改变用于将数据从发送器传递到接收器的编码和调制方案。自适应最好基于标准信道状态、所需要的位错误率和所需要的数据传送速率中的一个或多个。在通信系统中，传送通常基于块或者帧传送，其中信道状态例如是针对每个这种帧获得的值。因此，由这种信道状态信息的速率和粒度(granularity)来限制自适应速率。明显地，该自适应速率不能超过信道状态信息速率，其针对每个帧通常可用一次。

有线通信系统和无线通信系统之间的主要差异是在其上传送信息的物理信道的性态(behavior)。由于其自身的特性，无线或者移动信道根据时间和/或频率变化。为了在最现代的移动通信系统中达到良好的性能，在接收器中的数据码元的解调需要对信道的准确估计(也称为信道状态信息)，通常由信道系数进行测量，其包括关于功率、相位或者信道的两种特性的信息。为此，通常将某些种类的导频码元插入到具有预定非模糊幅度和/或相位值的数据码元流中，其可以被使用来确定信道系数。

通常不能将数据码元自身准确地用于信道估计，这是因为对于解码来说幅度和/或相位不能先验地知道。这种情况可以从图1中看出，而且被进一步在用于示出在不同数字调制方案中所涉及的模糊度数的表1中详细说明。

调制方案	每个码元的位	幅度模糊度	相位模糊度
调制方案	每个码元的位	幅度模糊度	相位模糊度	BPSK	1	无/1级	2级
QPSK	2	无/1级	4级	BPSK	1	无/1级	2级
QPSK	2	无/1级	4级	8-PSK	3	无/1级	8级
2-ASK/4-PSK	3	2级	4级	8-PSK	3	无/1级	8级
2-ASK/4-PSK	3	2级	4级	4-ASK/2-PSK	3	4级	2级
8-ASK	3	8级	无/1级	4-ASK/2-PSK	3	4级	2级
8-ASK	3	8级	无/1级	16-PSK	4	无/1级	16级
16-QAM	4	3级	12级	16-PSK	4	无/1级	16级
16-QAM	4	3级	12级	4-ASK/4-PSK	4	4级	4级
64-QAM	6	9级	52级	4-ASK/4-PSK	4	4级	4级

表1.所选数字调制方法的特性

从表1中还可以明显看出，重复判决反馈解调方案的性能将进一步极大地依赖于调制方案中所涉及的模糊度数。关于所发送码元的错误假设导致信道估计的错误结果。特别在带有大量调制状态的调制方案中，由于不可避免的噪声导致存在错误码元的高概率。错误信道估计然后导致错误的信道校正，从而在所接收到的码元中导致更多的错误。因此在现有技术中存在对改进的信道估计可靠性的需要。

一般来说，如果在其幅度级中不显示或者显示非常少的模糊度，则数据调制方案可以很好地用于幅度估计。从表1中可以看出，最感兴趣的调制方案是BPSK、QPSK、8-PSK、16-PSK或者实际上任何其他单纯的PSK方案，这是因为所有的这些都针对它们的传送使用固定的幅度。还可以应用像2-ASK/4-PSK之类的方案，这是因为估计器“只”必须进行两个概率之间的一种“盲”判决。

另一方面，如果在其相位级中不显示模糊度或者显示非常少的模糊度，则数据调制方案可以很好地用于相位估计。从表1中可以看出，最感兴趣的调制方案是诸如所提到的8-ASK之类的单纯ASK方案，这是用于所有的这些都针对它们的传送使用相同的相位角。可以应用像BPSK或者4-ASK/2-PSK之类的方案，这是因为对于估计器提取关于信道相位角的信息来说，两个相位级的数量还合理地低。

使用针对数据码元的传送的高阶调制星座，涉及大量幅度/相位模糊度。因此，接收器不能容易地使用这些数据码元来改善其信道估计准确度，或者为此需要巨大的数学和处理能力。本发明的目标是接收器更容易提取关于信道的信息的数据码元传送的构思。

US 2004/0128605A1通过用导频码元代替所选的数据码元在高速环境中改善了OFDM系统的信道估计能力。这种方法使用不能承载信息的预定导频码元，并且因此降低了数据传送的效率。

EP 1083719A2要求了以总体传送例如依赖于分组尺寸以改善的效率操作的方式将参考(即，导频)码元的一部分适应到数据流中。该文献主要针对这种参考码元添加的分布或者间隔。而且，需要允许更加经济的使用传送容量的方法。

WO 9909720A1介绍了旋转不变调制(rotationally invariant modulation)编码器，将导频位插入到数据流中，涉及两种不同数据流的编码。接收器以重复方式解调和解码数据流以使用该导频位信息，进行改善的信道估计。存在对更加简单的方法的需要，这种方法既不要求将导频位添加到用户数据流中也不要求接收器上的位评估。

Jie Zhu；Wookwon Lee：“Channel estimation with power-controlled pilotsymbols and decision-directed reference symbols”，Vehicular Technology Conference，2003.VTC 2003-Fall.2003IEEE 58^th，Volume：2，6-9Oct.2003Pages：1268-1272Vol.2，介绍了用于面向判定的(decision-directed)虚拟导频信道估计的最小平方方案。将虚拟导频定义位在它们估计的传送值附近的数据码元。整个过程是多步方法，其中在第一步中仅仅将导频码元用于第一CSI估计。根据此，将数据码元试探性地解调和重新调制到码元上。如果所接收到和重新调制的码元之间的差小于阈值，则码元被定义为虚拟导频码元。随后将这些虚拟导频码元用于更新的CSI估计。这种现有技术是接收器特定的算法。需要允许接收器提取信息而不必解调和重新调制的方法。

Marc C.Necker，Gordon L.Stüber：“Totally Blind Channel Estimation forOFDM on Fast Varying Mobile Radio Channels”，IEEE TRANSACTION ONWIRELESS COMMUNICATION，Vol.3，No.5，September 2004，提出了不需要导频码元的盲估计技术。为了解析估计的相位模糊度，介绍了将例如QPSK置于一个子载波并且将3-PSK或者5-PSK置于相邻子载波上的方案。该组合有助于相位的非模糊估计。然而，需要允许使用已知的简单调制方案的方法。

发明内容

本发明的目的是提供在提供传送能力的改进的利用率的同时允许可靠的信道估计的方法和设备。

在将高阶调制码元用于数据传送的数据帧中，由仍然承载数据但是与原始调制码元星座相比较显示减小数量的幅度和/或相位模糊度的调制码元替代所选的某些码元。由于在接收器中其用于改善的信道估计，所以将这种替代码元在下面称为“准导频(Quasi-Pilot)”码元。

在本发明的一个方面中，用于在数字通信系统中传送信号的方法包括步骤：确定第一调制方案；确定在数据传送流中用于准导频码元的传送的至少一个位置；确定具有比第一调制方案更小数量的幅度或者相位模糊度的至少一个进一步的调制方案，用于准导频码元中的数据的调制；在所确定的准导频码元的位置上根据进一步的调制方案在数字通信系统中传送数据；和在数据传送流内的其他码元位置上根据第一调制方案在数字通信系统中传送数据。

在本发明的另一个方面中，用于数字通信系统的数据发送器包括：用于确定第一调制方案的装置；用于确定在数据传送流中用于准导频码元的传送的至少一个位置的装置；用于确定具有比第一调制方案更小数量的幅度或者相位模糊度的至少一个进一步的调制方案，以用于准导频码元中的数据的调制的装置；和调制器，配置来在所确定的准导频码元的位置上根据进一步的调制方案在调制数据，而且在数据传送流内的其他码元位置上根据第一调制方案调制数据。

附图说明

将附图合并到说明书中并且作为其一部分用于解释本发明的原理的目的。不应该将附图理解为对本发明的限制，其仅仅图示和描述如何进行和使用本发明的例子。如在附图中所示出的那样，本发明的进一步特点和优点将从下面对本发明的具体描述中变得明显，其中：

图1是用于在复合码元上传送二进制数字的一些已知数字调制方案的列表；

图2和3每个都示出了针对仅仅使用导频和数据码元的现有技术系统的示例结构和使用根据本发明的准导频码元的系统的示例结构之间的比较；

图4示出了使用BPSK准导频码元的替代率1/2和1/4的示例帧结构；

图5示出了使用QPSK准导频码元的替代率1/2和1/4的示例帧结构；

图6示出了其中将不能在准导频码元上传送的位与随后的数据码元的位组合的帧结构；

图7示出其中将不能在准码导频码元上传送的位与两个相邻数据码元的位组合的帧结构；

图8示出了模糊映射的例子；

图9示出了带有交替ASK和PSK准导频码元的帧结构的例子；

图10示出了示例性发送器结构；

图11示出了在下面所描述的方法的基本步骤；

图12示出了能够接收包含准导频码元的数据的流的接收器的结构；

图13示出了基站的示例框图；

图14示出了移动台的示例框图；和

图15示出了OFDM系统中数据传送的例子。

具体实施方式

将参照附图描述本发明的示例实施方式，其中通过类似的附图标记指示类似的元件和结构。

在下面，从时域中数据传送的角度解释根据本发明的方法，也就是说，数据码元的位置是时间中的位置，将间隔(spacing)描述为在时间中的距离等。然而，还可以在位置是载波频率而且间隔指的是频率差异等的情况下，在频域中相应地应用本方法。类似地，例如，如在OFDM系统中那样在时间和频率两方面，进一步的数据传送域或者域的组合的扩展也可以容易地实现，。

为了简化，下面将展现禁止有效使用这种码元进行信道估计的一些模糊度等级的数据调制方案称为HAM方案(HAM＝高模糊度调制)。应该很明显，依赖于具体调制方案，其可能不适合于幅度估计、相位估计或者两者。因此，将这些分别称为AHAM(幅度高模糊度调制)、PHAM(相位高模糊度调制)和CHAM(组合的高模糊度调制)。例子就是针对AHAM的16-ASK、针对PHAM的16-PSK和针对CHAM的16-QAM。

相反地，将展现有助于有效使用这种码元进行信道估计的一些模糊度等级的数据调制方案称为LAM方案(LAM＝低模糊度调制)。应该很明显，依赖于具体的调制方案，其可能适合于幅度估计、相位估计或者两者。因此，我们将这些分别称作ALAM(幅度低模糊度调制)、PLAM(相位低模糊度调制)和CLAM(组合的低模糊度调制)。例子就是针对ALAM的16-PSK、针对PLAM的16-ASK和针对CLAM的2-ASK/2-PSK。

使用带有大模糊度的数据码元的传送具有下列有利特性：

1.可以在一个HAM码元中传递大量位。

2.假设在码元上传递相等数量的位，则HAM码元的高斯噪声弹性(resilience)高于LAM码元的高斯噪声弹性。

假设选择HAM来传送高数据速率(例如通过AMC)，根据本发明，用LAM替代码元来替代一些HAM原始码元以在接收器一侧增加信道估计能力。还将这种LAM替代码元称为准导频码元，这是因为可以将其用于如之前概述的那样的、与导频码元类似的目的。

与现有技术的AMC的区别是AMC可以如在背景技术部分所概述的那样针对一个(或者多个)帧分配单个调制方案，以便在该帧中的所有码元使用所述分配的调制方案。本发明提出在这种帧内替代码元，以便调制方案在帧内变化。应该清楚的是，这是通过其自身的定义由AMC所不能实现的特点。

与现有技术导频传送的区别是将根据现有技术的导频码元定义为对于发送器和接收器两者来说都作为先验知道的码元。因此，其不能传递数据。应该清楚的是，准导频码元传递数据。

图2a和3a示出了使用导频码元202的传统帧结构的例子。在图2a中，每个帧都以2个导频码元202开始和结束，其允许针对该帧的信道估计。在其间，使用带有高模糊度的类似于16QAM或者64QAM之类的高阶调制方案来传送数据码元201。在接收器中的解调器存储整个帧，并且基于已经用预定幅度和相位发送的所接收到的导频码元的幅度和相位执行信道估计。然后可以以改善的准确度使用用于使得所接收到的经调制的信号的均衡(equalisation)的信道估计来解调数据码元201。可以将解调结果用于针对随后帧的判定反馈。而且，可以为了AMC的目的，将信道估计和解调的结果反馈到发送器。

图2b示出了使用本发明以改善信道估计的准确度的例子。如图2a中所示，每个帧以两个导频码元202开始和结束。在图2b的例子中，由承载数据但是与用于其他数据码元201的调制方案相比较具有降低的模糊度的调制方案的准导频码元203来替代每第五数据码元(each fifth data symbol)。在图3b的例子中，用16QAM来调制原始数据码元，从而用QPSK来调制准导频码元。从于导频码元中获得的信道估计开始，使用准导频信号来估计帧的持续时间内的信道特性变化。降低的模糊度减少了所接收到的码元的错误检测的风险，因此也减少了错误信道检测的风险。由于两个准导频码元之间的信道变化小于导频码元之间的信道变化，所以可以从针对错误检测具有合理的稳定性的准导频码元的解调中连续精练信道估计。

图4和5示出了使用准导频码元的再两个例子，其中图4中是BPSK调制而图5中是QPSK调制。在图4a中，用准导频码元401替代每第二个数据码元，而在图4b中，仅仅替代每第四个数据码元。下面将该比率称为“替代率”。因此，图4a和5a的帧示出1/2的替代率，而图4b和5b的帧具有1/4的替代率。

数据码元的准导频替代可能包括下列选择：

相等尺寸替代

假设原始数据码元承载n位，则准导频替代码元应该也承载m＝n位。这可能与原始数据码元相比较降低了在准导频替代码元中n位的传送质量，但是其简化了发送器和接收器的结构。

例子：

原始数据码元：16-QAM(n＝4)

这涉及3个幅度级和12个相位级

准导频替代码元：16-PSK、2-ASK/8-PSK、4-ASK/4-PSK、8-ASK/2-PSK、16-ASK每个能够承载m＝4位

这些的每一个都减少了幅度级、相位级或者两者的数量。

减少尺寸替换

假设原始数据码元承载n位，则准导频替代码元应该承载m＜n位。这可以通过在调制前对n-m位进行删减(puncture)，或者通过在系统中使用这种代码的情况下修改FEC代码的代码率来实现。这种选择的优点是与用于在准导频替代系统中所传送的m位的原始数据码元相比较，降低了传送质量的损失。实际上，对于特定调制方案，可以改善m位的传送质量。

例子：

原始数据码元：16-QAM(n＝4)

这涉及3个幅度级和12个相位级

准导频替代码元：BPSK、2-ASK(m＝1)；QPSK、2-ASK/2-PSK、4-ASK(m＝2)；8-PSK、2-ASK/4-PSK、4-ASK/2-PSK、8-ASK(m＝3)。

如在图3b的例子中那样，准导频QPSK码元301可以传送m＝2位以代替16-QAM码元201的n＝4位，数据流必须进行相应地适应。这可以通过每个准导频码元删减n-m＝2位，或者降低数据速率或者在经编码的系统中降低冗余量来实现。

替代地，将n-m＝2位与数据码元的n＝4位组合，使得经修改的数据码元现在在例如64-QAM码元上传递2*n-m＝6位；或者将n-m＝2位的每一个与数据码元的n＝4位组合，使得经修改的码元传递n+1＝5位，需要2个这样修改的数据码元使得总位数保持恒定。

这在图6个7中示出。图6a示出了在每一端都带有数据码元201(这里16-QAM调制)和导频码元202的传统数据帧。在图6b中，由使用QPSK调制的准导频码元301来代替四个数据码元。每个数据码元可以传送n＝4位，每个准导频码元m＝2位。将由准导频码元代替的数据码元的n-m＝2数据位与随后数据码元的4位组合到经修改的数据码元601中，而且使用能够每个码元传送6位的64-QAM进行传送。在图7b中，每个准导频码元在两个经修改的数据码元701中传送不能在准导频码元上传送的n-m＝2位，使得每个经修改的数据码元传送5位以代替4位。因此，32-QAM调制对于这种情况中的经修改的数据码元足够了。因此，n-m位也可以在多于两个经修改的数据码元上分布。

应该进一步注意，经修改的数据码元的位置不必与它们从其承载数据的准导频码元相邻，虽然该位置可能具有容易实现的优点。

在另一种实施方式中，可以修改映射规则，使得n位到准导频码元的映射不是不模糊地可逆的，使得例如将n位中的四个不同的字映射到相同的准导频码元值上。这在图8中示出。对于四个调制状态801的每一个，映射4个4位数据字802，使得用一个QPSK准导频码元传送一个16-QAM码元。与图6和7不同，并且与删减方法类似，由于将4个字映射到相同的调制状态上导致用这种方法丢失了4个位的2个的信息。

增加尺寸替代

假设原始数据码元承载n位，则准导频替代码元应该承载m＞n位。这可以通过在调制之前重复n位中的m-n位，或者通过在系统中使用这种代码的情况下例如修改FEC代码的代码率来实现。虽然该选择能够传送较大量的位，但是其通常导致与用于准导频替代码元中的每个位的原始数据码元相比较严重的传送质量下降。

例子：

原始数据码元：2-ASK/4-PSK(n＝3)

这涉及2个幅度级和4个相位级

准导频替代码元：16-PSK、16-ASK(m＝4)

用于改善的幅度估计的替代

为了改善信道的幅度估计，优选解决方案是用不显示幅度模糊度的码元进行替代。参考表1，我们发现PSK方案可能适合于此(BPSK、QPSK、m-PSK)，这是因为所有信号点都使用相同的功率传送，通常被规范化到值1。

用于改善的相位估计的替代

为了改善信道的相位估计，优选解决方案是用不显示相位模糊度的码元进行替代。参见表1，我们发现任何ASK方案可能适合于此，这是因为使用相同的角或者相位来传送所有信号点，通常针对实轴被规范化到0度的值。

用于改善的幅度和相位估计的替代

明显地，改善幅度和相位估计的最佳方法是传送完全已知的码元，例如复数值e^j·p/4。这实际上是导频码元，因为从用户或者服务特定数据的角度来说不在码元中传送数据位。

因此，优选的解决方案是在幅度、或者相位或者两者中存在模糊度的限制下，传送将幅度和相位中的模糊度最小化的准导频码元。这些模糊度有助于数据位的传送。例如，BPSK的准导频替代码元显示一个幅度级和两个相位级，承载一个数据位。相反地，2-ASK的准导频替代码元显示两个幅度级和一个相位级，也承载一个数据位。依赖于信道的所预期的特性，幅度级或者相位级的下降可以给予优先级，因此对于针对准导频的LAM方案的选择起决定作用。另一方面，在准导频替代码元中传送许多数据位的要求可能需要带有更多模糊度级的LAM方案的传送。

在另一个优选解决方案中，为了改善信道的幅度和相位估计两者，可以通过使用带有不同目标的几个准导频码元来获得级的下降。第一准导频码元可以使用改善幅度估计的ALAM方案，而另一个准导频码元可以使用改善相位估计的PLAM方案。

图9示出了所述方法的例子，其中使用两个不同的调制方案用于准导频码元。用ASK来调制准导频码元的部分901，用PSK调制另一个部分902。针对原始数据码元交替地替代准导频码元901和902。因此可以使用两种不同类型的准导频码元来获得信道的相位估计和幅度估计。在图9的例子中，准导频码元具有相同数量的调制状态，其允许以稍微增加错误概率为代价维持原始输入数据速率和冗余。在其实施形式中，可以针对准导频码元选择较少量的调制状态。

导频码元之间的准导频码元的放置

通常，在非连续导频码元之间的位置上的准导频码元的放置由通信系统的设计和所期望的信道变化决定。然而，这里给出一些普通的准则。

在图3和图4中，选择准导频码元的放置使得准导频码元之间的距离恒定，而且还等于导频码元和其最近的准导频码元之间的距离。这以导频/准导频码元之间的间隔与采样速率的倒数相关的方式与恩奎斯特(Nyquist)采样定理相关。根据恩奎斯特定理，模拟过程的采样速率必须是该过程的最高发生速率(例如，时间过程的频率)的至少两倍，才能从所获得的数字样本中无损失地重新构建该模拟过程。使用本发明，可以将信道特性当作由导频和准导频码元进行采样。因此，依赖于通信系统，例如在时间或者频率中导频和准导频码元(即采样点)等距是合理的。

替代地，可以在相邻位置中放置一些准导频码元以能够获得其中信道状态不显著波动的一些样本，从而减少噪声对于估计的影响。至此，可以通过例如平均来组合基于这种相邻准导频码元的估计。当然，可以将相邻准导频码元组之间的间距选择为等距。

图15示出了在OFDM系统中数据传送的例子。在图15a中，在帧的开始和结尾将导频码元202放置在某些频率信道中。因为信道特性可能在频率上仅仅变化一点，特别是在窄带频率信道的情况下，所以不必总将导频码元放置在所有频率信道中。

将剩余的码元位置用于数据码元。在图15b中，在导频码元202中间的相等间隔的位置上用数据码元201的一部分替代准导频码元301。在该例中，在时间方向和频率方向中间隔都是等距的。与从时间位置的角度来说一样，从频率信道的角度来说，间隔也不需要相同。例如，在图15c中，通过时间方向中的6个码元位置和通过频率方向中的3个频率位置将准导频码元分隔。

如果假设在确定的位置中信道比在其他位置中更加波动，则其他更加不规则的图案可能更优。假设信道为恒定的那些区域可以在导频/准导频码元之间具有更大的距离，而带有高波动的那些区域可能在导频/准导频码元之间需要更小的距离。

可以基于信道估计结果来动态适应替代率。在这种情况中，发送器必须从接收器接收关于信道质量的信息，并且将实际替代率通知给接收器。以类似的方式，用于准导频码元的调制方案可以依赖于信道速率和其变化率。例如，在噪声大的信道中，比带有较好信噪比的信道中更要使用带有模糊度的较大降低的调制方案。

图10示出了应用了更加本发明的方法的示例发送器结构。

在发送器1000中，在编码器1001中编码要被传送的信息位流。在随机位交织器1002中对经编码的位流进行交织。在S/P单元1003中，将位组组合为数据字。要被组合的位的数量依赖于在第一调制状态中可用的调制状态的数量。例如，对于16-QAM，将Id 16＝4位组合到一个数据字中，对于64-QAM，将Id 64＝6位组合到一个数据字中。将所产生的字发送到映射器/调制器1004。映射器/调制器1004根据几种调制方案之一将数据字映射到调制状态。这些调制方案包括至少针对数据码元所选择的那些和准导频码元。这些调制方案可以随时间变化，如在AMC中那样。

在映射之后，添加导频数据并且在导频/数据帧创建单元1005中组合帧。将所产生的信号经由信道1006发送到接收实体。

准导频控制器1007用子单元1009确定用于数据码元的传送的第一调制方案，用子单元1010确定帧中的准导频码元的位置，并且用子单元1011确定用于准导频码元的传送的至少一种进一步调制状态。在数据传送期间，其指令映射器/调制器1004内的替代单元1008来根据上述的方法和变型之一用对应准导频码元代替原始数据码元。如果用于准导频码元的调制方案比应用于原始数据码元的第一调制方案具有更少的调制状态，则映射器可以将多个数据字值映射到至少一部分调制状态，这是数据位的有效删减。替代地，可以改变位到码元的组合，这导致较低的输入数据速率。替代地，将不能在准导频码元上传递的位与一个或者多个码元的位进行组合，以增加这些经修改的数据码元的调制状态数量。

依赖于具体实施形式，发送器100还可以包括类似于IF级、混频器(mixer)、功放或者天线之类的单元。从信号流的角度来说，还可以见到这种单元包括在信道1006中，这是因为它们都可能将噪声添加到信号上或者对信号产生相位偏移或者衰减。

可以用专用硬件或者数字信号处理器来实现单元1001到1005以及1007到1011。在这种情况下，处理器通过执行从类似于只读存储器、电可擦除只读存储器或者闪存之类的计算机可读存储介质中读取的指令，来执行这里所描述的方法。这些指令还可以被存储在类似于磁盘、光盘或者磁带之类的其他计算机可读介质上，以在被使用之前下载到装置中。而且混合的硬件和软件也可以。

在图11中图示了上述方法的基本步骤。在S1101中，针对数据码元的正常传送确定第一调制方案。这可以静态地通过从存储器中读取相应数据或者动态地依赖于从另一个实体接收来的数据或者依赖于信道特性来完成。在S1102中，确定用于所传送的数据流中的准导频码元的位置。例如可以相对于现存的帧结构或者相对于系统时间标定(scale)来定义这些位置。在S1103中，针对准导频码元确定一个或多个进一步的调制方案。这些调制方案具有与第一调制方案相比较降低的幅度模糊度或者降低的相位模糊度或者两者。如果确定了多于一个的进一步的调制方案，将它们与所确定的位置相关联，每个位置一个调制方案。甚至进一步的调制方案可以被静态地确定或者随时间变化。

在数据传送期间，准导频控制器1007在步骤S1104检查下一个要被传送的码元的位置是否属于在步骤S1102中所确定的位置。在这种情况下，在S1105中将进一步的调制方案之一应用于下一个数据码元传送。否则，在S1106中将第一调制方案应用于下一个数据码元的传送。

应该注意，为了简化，参照图11的这些步骤没有详细显示本发明允许的所有可能性。然而，在本发明的公开内根据对其详细描述可以将这些细节容易地进行合并。

图12示出了可以接收包含准导频码元数据的流的接收器的结构。导频/数据提取单元1201更加它们在帧结构中的确定位置，将导频码元从数据码元中分离。将导频码元转发到能够从所接收到的导频码元的幅度和相位中得到传送信道的幅度增益和相位偏移值的信道估计单元1203。将数据和准导频码元从导频/数据提取单元1201交给准导频提取单元1202。与单元1201不同，该单元将所有接收到的码元发送给LLR计算单元，这是因为准导频码元也承载数据。准导频控制器1205控制准导频提取单元1202以将来自帧内特定位置的准导频码元的拷贝发送到信道估计单元1203，以支持在导频码元之间的调制域间隔中的信道估计。进一步，准导频控制器1205将与用于普通(plain)数据码元的调制方案不同的、用于准导频码元的调制方案通知给日志可能性计算单元1204。因此，由准导频控制器1205将每个码元的位数量通知给并行/串行转换器1206，其可能因为针对普通数据码元和针对准导频码元而不同。然后，随机位解交织器(1207)和解码器(1208)可以以现有技术的方式工作。

在准导频码元的情况中，信道估计单元1203可能必须进行关于所传送的准导频码元的决定以确定信道特性。这导致检测错误，但是由于降低的相位和/幅度模糊度，该错误率与普通数据码元相比较被显著降低。如果将带有ASK调制的准导频码元用于相位估计，而带有PSK调制的准导频码元用于增益估计，则可以省略这种决定，这是因为针对相应信道特性不存在剩余的模糊度。

在用具有增加数量的调制状态的其他码元来传送由于它们降低数量的调制状态导致不能在准导频码元上传送的位的图6和7的情况中，准导频控制器1205控制LLR计算单元1204以在用于这些码元的不同的数据调制方案上进行操作，而且P/S单元1206将码元之间的位重新排列使得其输出位流等于已经原始地进入到发送器的S/P单元1003的位流。

在帧内的相邻位置中传送准导频码元组的情况中，准导频控制器1205可以控制信道估计单元1203以将从相邻准导频码元获得的信道估计结果进行平均。

对本领域的技术人员应该很明显，准导频码元的位置例如可以通过通信系统来预先确定，可以在发送器和接收器之间的连接建立可以进行静态地协商，或者可以通过发送器或者接收器静态地或者动态地确定并信令到相应的其他实体。

可以用专用硬件或者用数字信号处理器来实现单元1201到1208。在这种情况下，处理器通过执行从类似于只读存储器、电可擦除只读存储器或者闪存之类的计算机可读存储介质中读取的指令来执行各单元的任务。可以将这些指令进一步存储在类似于磁盘、光盘或者磁带之类的其他计算机只读介质上，以在被使用前下载到装置中。而且混合的硬件和软件实施也可以。

发送器1000和/或接收器1200可以是如图13所示的基站的一部分。这种基站可以进一步包括数据处理单元1301和1302以及核心物理接口1303。

基站1300的对应部分可以是如图14所示的移动台1400。除了发送器1000和接收器1200之外，移动台还包括天线1401、天线开关1402、数据处理单元1403和控制器1404。

移动台1400可以是移动电话或者集成到便携计算机、PDA、车辆、自动售货机等中的模块。移动电话还可以包括混合信号单元1405和包括键盘1406、显示器1407、扬声器1408和话筒1409的用户接口。

本发明有利地允许与使用导频信号相比较带有减少的传送容量损失的改进的信道估计。而且，其允许通过选择模糊度下降的不同等级，将传送容量的必要折衷适应到传送信道的要求。

虽然已经关于这里构建的实施方式描述了本发明，但是对本领域的技术人员来说非常明显，在不偏离本发明的精神和所意指的范围的情况下，可以更加上述教导并且在所附权利要求的范围内对本发明进行各种修改、变型和改进。此外，这里没有描述被认为是本领域的技术人员熟悉的那些内容，以不对这里所描述的本发明进行不必要的干扰。特别是，对本领域的技术人员应该明显，可以将已经主要被描述为可以针对时间选择性的无线电环境在时域中应用的方法和设备应用于展示选择性动作的任何其他域。而且，当使用准导频码元时，可以根本不必使用导频码元。因此，应该理解，本发明不被特定示例实施方式限制，而只被所附权利要求的范围限制。

Claims

1.一种用于在通信系统中传送信号的方法，包括步骤：

确定第一调制方案(S1101)；

确定数据传送流中用于准导频码元的传送的至少一个位置(S1102)；

确定用于准导频码元中的数据的调制的、具有比第一调制方案更小数量的幅度或者相位模糊度的至少一个进一步的调制方案(S1103)；

在用于准导频码元的所确定的位置上，根据该进一步的调制方案在通信系统中传送数据(S1105)；和

在数据传送流内的其他码元位置上，根据第一调制方案在通信系统中传送数据(S1106)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个进一步的调制方案不具有幅度模糊度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，至少一个进一步的调制方案不具有相位模糊度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定至少两种进一步的调制方案，并且该进一步的调制方案中的至少一种具有比第一调制方案低的幅度模糊度，而且该进一步的调制方案中的至少一种具有比第一调制方案低的相位模糊度。

5.根据权利要求1到4之一所述的方法，其中，在确定该至少一种进一步的调制方案的所述步骤中，依赖于其上传送数据的信道的现存或者所期待的特性，来确定与所述第一调制方案相比较的所述进一步的调制方案的幅度和/或相位模糊度的降低。

6.根据权利要求1到5之一所述的方法，其中，针对多个准导频码元确定多个进一步的调制方案，并且基于传送信号的数字通信系统的信道的特性动态地确定该进一步的调制方案的至少一部分。

7.根据权利要求1到6之一所述的方法，其中，该进一步的调制方案中的至少一种具有与第一调制方案相同数量的调制状态。

8.根据权利要求1到7之一所述的方法，其中，该进一步的调制方案中的至少一种具有比第一调制方案更少数量的调制状态，并且将要用相应准导频码元传送的数据进行删减以将要传送的数据的量调整到调制状态的数量。

9.根据权利要求1到8之一的方法，其中，该进一步的调制方案的至少一种具有比第一调制方案更少数量的调制状态，该方法还包括下面步骤：

选择比第一调制方案具有更多调制状态的调制方案；

使用具有比第一调制方案更少数量的调制状态的调制方案来传送准导频码元，从而替代原始数据码元；和

使用具有比第一调制方案更多调制状态的所述所选择的调制方案，将来自由准导频码元所代替的原始数据码元的位与另一个数据码元的位一同传送。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，第一调制方案包括2ⁿ个调制状态，而且该进一步的调制方案之一包括2^m个调制状态，其中m＜n，该方法还包括步骤：

选择具有2^2n-m个调制状态的调制方案；

使用带有2ⁿ个调制状态的调制方案来传送准导频码元，从而替代具有n位的原始数据码元；和

使用具有2^2n-m个调制状态的所述调制方案，将由准导频码元替代的原始数据码元的n-m个位和数据码元的n个位一同作为经修改的数据码元传送。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，第一调制方案包括2ⁿ个调制状态，而该进一步的调制方案之一包括2^m个调制状态，其中m＜n，该方法还包括步骤：

选择具有2ⁿ⁺¹个调制状态的调制方案；

使用带有2^m个调制状态的调制方案来传送准导频码元，从而替代具有n位的原始数据；和

使用具有2ⁿ⁺¹个调制状态的所述调制方案，将由准导频码元替代的原始数据码元的n-m位，每一个都与数据码元的n位一同作为经修改的数据码元传送。

12.根据权利要求1到11之一所述的方法，其中，在数据传送域的至少一个中，将准导频码元位置在数据传送流中等距进行间隔。

13.根据权利要求1到12之一所述的方法，还包括步骤：在数据传送流内的确定码元位置上传送导频码元。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在数据传送域的至少一个中，将导频码元位置和准导频码元位置在数据传送流中等距进行间隔。

15.根据权利要求1到11或者13之一所述的方法，其中，关于数据传送域的至少一个以至少两个相邻码元位置的组来确定准导频码元位置，并且在所述至少一个数据传送域中将准导频码元位置的组在数据传送流中等距进行间隔。

16.根据权利要求1到13之一所述的方法，其中，在相邻码元位置中传送多个准导频码元。

17.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，当被数据发送器的处理器执行时，该程序指令使得数据发送器执行权利要求1到16之一的方法。

18.一种用于通信系统的数据发送器(1000)，包括：

用于确定第一调制方案的装置(1009)；

用于确定在数据传送流中用于准导频码元的传送的至少一个位置的装置(1010)；

用于确定用于准导频码元中的数据的调制的、具有比第一调制方案更小数量的幅度或者相位模糊度的至少一种进一步的调制方案的装置(1011)；和

调制装置(1004)，配置来在用于准导频码元的所确定位置上根据该进一步的调制方案将数据调制到载波上，并且在数据传送流内的其他码元位置上根据第一调制方案将数据调制在相同的载波上。

19.一种包括至少一个根据权利要求18所述的发送器的基站(1300)。

20.一种包括至少一个根据权利要求18所述的发送器的移动台(1400)。

21.一种用于在通信系统中接收信号的方法，该方法包括步骤：

接收数据传送流，在其中根据第一调制方案调制数据码元并且根据比第一调制方案具有更小数量的幅度或者相位模糊度的至少一种进一步的调制方案将在帧内的所确定的位置中的准导频码元进行调制；

根据所确定的码元位置选择准导频码元；

使用所述准导频码元对传送信道特性进行估计；和

解调和检测所述准导频码元。

22.根据权利要求21所述的方法，包括步骤：将来自不同准导频码元的结果进行平均。

23.根据权利要求21或者22所述的方法，其中，将由于经降低的调制状态数量而导致不能在准导频码元中被传送的数据位在具有带有较高数量的调制状态的至少一种进一步的调制方案的其他码元中传送，而且该方法包括步骤：对码元之间的位重新排列，以便恢复在由准导频码元和所述其他码元替代原始码元之前的位的原始顺序。

24.一种其上存储有指令的计算机可读存储介质，当被数据接收器的处理器执行时，该指令使得数据接收器执行根据权利要求21到23之一的方法。

25.一种用于通信系统的数据接收器，配置为接收数据传送流，在其中根据第一调制方案调制数据码元并且根据具有比第一调制方案更小数量的幅度或者相位模糊度的至少一种进一步的调制方案调制在帧内所确定的位置中的准导频码元，该接收器包括：

准导频控制器(1205)，配置为根据所确定的码元位置来选择准导频码元；

信道估计单元(1203)，配置为使用所述准导频码元来对传送信道特性进行估计；和

准导频提取单元(1202)，配置来将准导频控制器(1205)所选择的准导频码元发送到信道估计单元(1203)并且同时发送到用于解调和检测的单元(1204)。