CN101176285B - 基于单载波频分多址的上行导频复用方法、系统及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单载波频分多址的上行导频复用方法，包括用户终端占用一个符号中的若干子载波进行导频信号发送；并在至少另一个符号中占用与在前一符号中占用的子载波存在位置交错的若干子载波进行导频信号发送；用户终端发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用。其中用户终端可在网络侧的指示下占用所述符号中的若干子载波进行导频信号的发送。本发明还相应的公开了一种用户终端及其一种基于单载波频分多址的上行导频复用方法。本发明可以减小导频符号在频域上占用的导频子载波的间隔，进而获得较好的插值处理效果。

Description

基于单载波频分多址的上行导频复用方法、系统及终端

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其是涉及一种基于单载波频分多址的上行导频复用方法及其系统、以及用户终端。

背景技术

近年来，多载波技术成为宽带无线通信的热点技术，其基本思想是将一个宽带载波划分成为多个子载波，并在划分出的多个子载波上并行传输数据。通常子载波的宽度要小于信道的相干带宽，这样在频率选择性信道上，每个子载波的衰落就为平坦衰落，可以减少数据符号间的串扰，并且不需要复杂的信道均衡，适合于高速率的数据传输。多载波技术通常会采用到频域信道估计技术和频域均衡技术。一些单载波系统也可通过在接收端进行傅立叶变换(FFT，Fourier Transformation)，把单载波系统等效为由多个并行子载波构成的系统，以进行频域信道估计和频域均衡处理。

频域信道估计通常采用基于辅助信息的相干解调方法，在发送端发送信号的某些固定位置插入一些已知的导频符号或训练序列，并在接收端利用这些导频信号按照某种算法进行频域信道估计。其中对信道进行频域估计，相当于系统具有时频二维结构(即时域性和频域性)，因此这里采用的导频符号设计要尽可能考虑到信道的时频二维相关特性。其中只要导频符号在时间和频率方向上的间隔与信道的相关时间和信道相干带宽相比足够小，在接收端就可以较好地估计所插入导频符号位置的信道传输函数，然后再采用二维插值的方法来估计所有数据符号位置的信道响应。因此插入的导频符号的设计在采用频域信道估计和频域均衡处理的系统中日益成为一个关键问题。

在无线通信系统的上行链路中，发射功率的峰均比是一个不可忽视的问题，它将直接影响到用户终端功放的有效性和耗电特性。现有的单载波频分多址技术，通过在时域波形上进行信号的承载，使得发射功率的峰均比比较低；同时，不同用户之间占用的时频资源也互不相交，从而可以保证小区内不同用户之间的干扰减小。单载波技术可以通过时域处理来实现，也可以通过频域处理来实现，其时域处理的实现方式称为交织频分复用多址(IFDMA，Interleaved Frequency Division Multiple Accessing)；其频域处理的实现方式称为离散傅立叶扩展正交频分复用多址(DFT-S-OFDMA，Discrete FourierTransform-Spread-Orthogonal Frequency Division Multiple Accessing)，这两种实现方式都能获得发射功率峰均比较低的时域波形。两种实现方式的不同之处在于对发送数据的处理，其中基于时域处理的IFDMA，是通过时域的重复来实现频域上的梳状谱；而基于频域处理的DFT-S-OFDMA，则是直接根据频域特征来构造梳状谱，然后通过快速傅立叶反变换(IFFT，Inverse FastFourier Transform)处理形成时域波形。下面将分别说明使用时域处理过程和频域处理过程实现单载波频分系统中的梳状谱的具体处理过程。

1、时域处理实现过程

这里假设某一用户i的Q个数据符号d_q ⁽ⁱ⁾(d_q ⁽ⁱ⁾可以为实数，也可以为复数)组成一个数据块block，其中每个数据符号时长为T_s，该用户的一个数据块block可以表示为 $d^{\left(i\right)}={[d_0^{\left(i\right)},d_1^{\left(i\right)},...,d_{Q-1}^{\left(i\right)}]}^T$ (其中T表示矩阵转置)，现在压缩这个数据块block中的数据符号，使其由数据符号时长T_s变为码片时长T_c，然后再对该数据块block进行L次的重复，得到重复处理后的数据符号为：

其中times表示该数据块block的重复次数，该重复处理后的数据符号可以进一步表示为：

$c_l^{\left(i\right)}=\frac{1}{L}\·d_{l\mathrm{mod}Q}^{\left(i\right)},$ l＝0，1，…，QL-1，其中modQ表示进行模Q运算。

这样经过重复处理后得到的数据符号序列在频率轴上呈现为一组梳状的频谱形状，如图1所示。

由于每个用户的数据块block都经过上述相同的处理，所以在频率轴上表现为相同的梳状谱，同时为了避免多用户之间的相互干扰，需将各个用户之间的梳状谱彼此交错开来，这样就需要在此选择一组用户特定的相位向量：

$s_l^{\left(i\right)}=\exp \{-j\·l\·{\mathrm{\Φ}}^{\left(i\right)}\},$ l＝0，…，QL-1， ${\mathrm{\Φ}}^{\left(i\right)}=i\·\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{QL}},$ 其中S表示用户的相位向量，Φ表示相位旋转因子；

将得到的用户i的这组相位向量与上述得到的数据符号c_l ⁽ⁱ⁾按元素进行相乘，最后得到用户i的发送信号的有用数据部分为：

$x^{\left(i\right)}={[c_0^{\left(i\right)},c_1^{\left(i\right)}{e}^{-\mathrm{j\Φ}\left(i\right)},...,c_{\mathrm{QL}-1}^{\left(i\right)}{e}^{-j(\mathrm{QL}-1)\mathrm{\Φ}\left(i\right)}]}^T.$

在实际处理中，还需要进一步加入保护时间以减少或消除由于信道多径时延而引起的数据符号间干扰，其中加入的保护时间要求满足T_Δ＞τ_max(其中T_Δ表示加入的保护时间值，τ_max表示信道的最大多径时延扩展)；同时为了简化接收端的频域均衡处理过程，在发送信号符号前加入了循环前缀(CP，cyclicprefix)，即将每个发送信号符号的末尾一段符号复制到该信号符号的起始位置之前，这样得到的发送信号符号长度将变为T_s+T_Δ，而接收端在处理接收信号之前要相应去除CP部分的冗余。

相应的，在接收端需要将多个用户的梳状谱进行分离，并且合并各自重复的数据符号；同时还需要引入频域均衡器来抵抗在无线传输过程中引起的数据块中数据符号间的干扰ISI。由时域处理方式IFDMA实现的单载波频分复用系统能够支持的最大复用用户数目将不超过其数据块的重复次数L。

2、频域处理实现过程(DFT-S-OFDMA)

如图2所示为现有DFT-S-OFDMA的实现原理示意图：发送端首先将发送的时域数据进行离散傅立叶变换(DFT，Discrete Fourier Transform)处理，即对预发送的时域数据进行“预编码”操作；然后对DFT处理后的频域数据进行频域加窗处理，以进一步降低预发送时域数据的峰均比(此过程可选)；然后根据预先规定的映射规则将频域数据映射到更宽的频带上，最后对映射处理后的频域数据进行快速傅立叶反变换(IFFT)，以得到对应的时域波形。

这个处理过程的关键步骤就是频域数据的映射处理，如果DFT与IFFT的变换点数相等，那么映射就是一一对应的，此时DFT处理与IFFT处理完全抵消，等效为一个单载波链路；而如果DFT的长度要小于IFFT，那么就需要通过等间隔的映射处理，即：

以得到与上述时域处理方式中对数据块重复L次形成的频谱相同的梳状谱(如图1所示)，其中上述矩阵中的每个X[m]表示经DFT变换得到的频域样点，而区分不同的用户是通过不同的频域子载波偏移来实现的，等效为IFDMA系统中的用户相位旋转。

经上述过程处理后的时域波形同样需要经过加CP的操作。

相应的，在接收端去掉CP后，对应的首先需要对去除CP后的数据进行FFT处理，然后按照发送端的映射规则将不同用户的梳状谱分离，再经过频域的均衡处理后进行IDFT，以得到解调处理需要的时域数据。同理，由频域处理方式实现的单载波频分多址系统能够支持的最大复用用户数目也将不超过其数据块的重复次数L。

在上述频域处理实现方式实现的单载波频分多址系统中，通过频域的子载波映射处理，每个用户至少要占用一个子载波系(即一组频率子载波的“梳齿”)，而该子载波系在整个频带上分散分布，从频率上看，用户的信号符号经过实际信道传输时，经历了不同的频率衰落，因此具有频率分集的效果。

在实际的单载波频分多址系统中，需要每个用户在发送上行数据的同时，也要提供给接收方用于频域信道估计的导频符号，由于单载波频分多址系统中发送信号采用时域波形承载信息，同时为了避免引起过高的峰均比，要选择导频符号与数据符号进行时分复用的方式。但是导频符号的利用还需要考虑效率的问题，设计的原则是导频符号的资源占用在所有符号资源(导频符号和数据符号之和)中不超过20％为佳；并且为了跟踪时变信道，如用户的移动速度比较高的情况下，一个发射时间间隔(TTI，Transmission TimeInterval)为0.5ms或为更长时，一个TTI中需要多个分散的导频符号，显然导频符号比数据符号短的结构很容易满足上述条件的要求：既能够保证符号资源的占用率较低，又能够跟踪时变信道。目前在现有技术中，为了处理的方便性，可假设将导频符号设定为数据符号的一半长度，称为“半符号导频”，如图3所示为采用半符号导频的典型TTI结构示意图，其中该TTI中包括了两个短的导频符号，并且分散在一个TTI内的数据符号之间。

以图3所示的TTI结构为例，这样的TTI结构满足设计上的要求，但是在实际应用中，尤其是在单载波系统中的多址方式下，半符号导频方式又带来了其它问题。在数字信号处理中，时间长度决定了在频域上的数字频率的粒度，导频符号和数据符号不等长，将造成该用户的导频符号和数据符号在频域上的频率分量不相对应。也就是说，在经过无线信道传输之后，导频符号不能够直接提供数据符号的所有频率分量经历的衰落信息，从而可能影响到接收信号符号的解调性能。以下将具体阐述导致这个缺陷的原因：

在数字信号处理中，通常使用FFT/IFFT变换对来表示信号符号的时域波形和频域表现，即：

$X\left[m\right]=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(n\right)\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{mn}}{N})$ m＝0，1，…，N-1  X[m]表示频域表现，即各子载波；

$x\left(n\right)=\frac{1}{N}\underset{m=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}X\left[m\right]\exp \left(j2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{mn}}{N}\right)$ n＝0，1，…，N-1      x(n)表示时域波形的各样点；

按照上面单载波系统中的梳状谱时域处理方式，在半符号导频与数据符号的时分复用TTI结构中，数据符号和导频符号具有不同的相位旋转因子：用户i数据部分的相位旋转因子为 $\mathrm{\Φ}\left(i\right)=i\·\frac{2\mathrm{\π}}{\mathrm{QL}},$ i＝0，1，...，L-1，为了支持同样多的用户数目，半符号长度的导频部分的相位旋转因子为：

${\mathrm{\Φ}}^{\′}\left(i\right)=i\·\frac{2\mathrm{\π}}{(Q/2)\·L}=2i\·\frac{2\mathrm{\π}}{Q\·L}=2\mathrm{\Φ}\left(i\right),$ i＝0，1，...，L-1

以上均假设Q和L为偶数，则将数据符号和导频符号的重复部分分别写出，则获得数据部分的发送信号符号为：

${x_d}^{\left(i\right)}={[c_0^{\left(i\right)},c_1^{\left(i\right)}{e}^{-\mathrm{j\Φ}\left(i\right)},...,c_{N-1}^{\left(i\right)}{e}^{-j(N-1)\mathrm{\Φ}\left(i\right)}]}^T,$

而获得导频部分的发送信号符号为：

${x_p}^{\left(i\right)}={[c_0^{\left(i\right)},c_1^{\left(i\right)}{e}^{-j2\mathrm{\Φ}\left(i\right)},...,c_{N/2-1}^{\left(i\right)}{e}^{-j(N/2-1)2\mathrm{\Φ}\left(i\right)}]}^T,$

分别将获得的数据符号和导频符号的时域信号进行FFT变换到频域，则分别得到各自的频率分量：

$X_d\left[m\right]=\underset{n=0}{\overset{\mathrm{QL}-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_n^{\left(i\right)}\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{i\·n}{\mathrm{QL}})\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{mn}}{\mathrm{QL}})=\underset{n=0}{\overset{\mathrm{QL}-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_n^{\left(i\right)}\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{(m+i)\·n}{\mathrm{QL}})$

m＝0，1，…，QL-1，i＝0，1，…，L-1

$X_p\left[m\right]=\underset{n=0}{\overset{\frac{Q}{2}L-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_n^{\left(i\right)}\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{2i\·n}{\mathrm{QL}})\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{2\mathrm{mn}}{\mathrm{QL}})=\underset{n=0}{\overset{\frac{Q}{2}L-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_n^{\left(i\right)}\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{2(m+i)\·n}{\mathrm{QL}})$

m＝0，1，…，i＝0，1，…，L-1

显然，如上公式所示导频部分含有的频率分量是数据部分的一半，同时由于导频符号的长度正好是数据符号的一半，则得出导频符号的频率分量间隔正好是数据符号频率分量间隔的两倍，也就是子载波的间隔不相同，具体如图4所示。

为了在接收端进行有效的频域均衡处理，就需要获得与数据符号相同的频率粒度的信道信息，为此进行频域插值处理。其中对频域信道估计结果进行插值处理的原理是：假设两个频点的间隔在信道相干带宽以内，利用其相关性获得中间的若干个频点。目前通常选择FFT插值算法，接收端的频域信道估计和插值处理的步骤为：

首先将接收到的导频信号符号x_p ⁽ⁱ⁾进行FFT变换到频域中，变换长度为

用已知的发送导频信号进行频域信道估计，得到

个频点；

然后对频域信道估计得到的信道进行IFFT变换到时域中，变换长度为

并对变换后的时域信号补零处理，做QL点的FFT变换：

${\stackrel{\‾}{X}}_p\left[m\right]=\underset{n=0}{\overset{\mathrm{QL}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\‾}{c}}_n^{\left(i\right)}\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{2i\·n}{\mathrm{QL}})\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{mn}}{\mathrm{QL}})=\underset{n=0}{\overset{\mathrm{QL}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\‾}{c}}_n^{\left(i\right)}\exp (-j2\mathrm{\π}\frac{(m+2i)\·n}{\mathrm{QL}})$

m＝0，1，Λ，QL-1；i＝0，1，Λ，L-1

由此获得与数据部分相等频率粒度的信道频域响应；

最后就可以利用该得到的信道频率响应计算频域均衡器的系数，从而对接收到的数据信号符号进行频域均衡处理。

其中在单载波梳状谱系统中，当一个用户的导频符号所占用子载波的间隔比较大时，如大于相干带宽时，会使得上述的频域插值处理的效果不够理想，从而导致信道估计的精确度也会较低。

发明内容

本发明提出一种基于单载波频分多址的上行导频复用方法，以减小导频符号在频域上占用的导频子载波间隔，进而获得较好的插值处理效果，提高信道估计的精确度。

相应的，本发明还提出了一种基于单载波频分多址的上行导频复用系统及其用户终端。

为解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种基于单载波频分多址的上行导频复用方法，包括步骤：

用户终端占用一个符号中的若干子载波进行导频信号发送；并

在至少另一个符号中占用与在前一符号中占用的子载波存在位置交错的若干子载波进行导频信号发送；用户终端发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用。

较佳地，所述用户终端发送导频信号的符号的时间长度分别小于用户终端发送数据信号的符号的时间长度。较佳地，用户终端在所述用户终端发送导频信号的符号中分别占用的若干子载波所在的频带与该用户终端在发送数据信号的符号中占用的频带存在重叠。一种基于单载波频分多址的用户终端，包括：

用于占用一个符号中的若干子载波，并在至少另一个符号中占用与在前一符号中占用的子载波存在位置交错的若干子载波的单元；和

用于基于在各符号中占用的各个子载波进行导频信号发送的单元；所述用户终端发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用。

一种基于单载波频分多址的上行导频复用方法，包括步骤：

网络侧将参与上行导频复用的各个用户终端划分为不同用户终端组；并

分别为所述各用户终端组分配导频复用资源；

网络侧将分配给每个用户终端组的导频复用资源分别下发到组内的各个用户终端；

每个用户终端按照网络侧下发的导频复用资源指示，占用一个指定符号中的若干子载波进行导频信号发送；并

在至少另一个符号中占用与在指定符号中占用的子载波不全相同的若干子载波进行导频信号发送；用户终端发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用。

较佳地，所述每个用户终端在至少另一个符号中，以在指定符号中占用的各子载波位置作为参考，分别对各子载波进行相同移位量的循环移位；并

占用移位后确定的各子载波进行导频信号发送。

较佳地，用户终端在所述用户终端发送导频信号的符号中分别占用的若干子载波所在的频带与该用户终端在发送数据信号的符号中占用的频带存在重叠。

一种基于单载波频分多址的上行导频复用系统，包括网络侧和用户终端侧，其中网络侧包括：

用于将参与上行导频复用的各个用户终端划分为不同用户终端组的单元；

用于分别为所述各用户终端组分配导频复用资源的单元；和

用于将分配给每个用户终端组的导频复用资源分别下发到组内各个用户终端的单元；

用户终端侧包括：

用于按照网络侧下发的导频复用资源指示，占用一个指定符号中的若干子载波，并在至少另一个符号中占用与在指定符号中占用的子载波不全相同的若干子载波的单元；和

用于基于在各符号中占用的各个子载波进行导频信号发送的单元；所述用户终端发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号占用的符号时分复用。

较佳地，用户终端中用于在各符号中占用子载波的单元在至少另一个符号中，以在指定符号中占用的各子载波位置作为参考，分别对各子载波进行相同

移位量的循环移位，并占用移位后确定的各子载波。

较佳地，用户终端中用于在各符号中占用子载波的单元在所述用户终端发送导频信号的符号中分别占用的若干子载波所在的频带与用户终端在发送数据信号的符号中占用的频带存在重叠。

本发明能够达到的有益效果如下：

本发明技术方案主要是让用户终端在多个符号中(这些符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用)，通过占用这些符号中存在位置错开的若干子载波进行导频信号的发送，其中用户终端可以自行在这些符号上占用符合要求的若干子载波，也可以在网络侧的指示下在这些符号上占用符合要求的若干子载波。这样在单载波频分多址系统中，用户在多个导频符号上进行频域复用，接收端将多个符号上的导频子载波进行合并处理，就能够减小其所占用的导频子载波平均间隔，由此增加了频域采样率，进而提高了频域信道估计和插值处理的有效性，及信道估计的精确度。

附图说明

图1为数据块经过重复处理后得到的数据符号序列在频率轴上呈现的梳状频谱形状示意图；

图2为现有DFT-S-OFDMA的实现原理示意图；

图3为采用半符号导频的典型TTI结构示意图；

图4为采用半符号导频后的数据符号的频率分量间隔和导频符号的频率分量间隔之间的关系示意图；

图5为本发明提出的第一种基于单载波频分多址技术的导频复用方法的主要实现原理流程图；

图6为本发明提出的第二种基于单载波频分多址技术的导频复用方法的主要实现原理流程图；

图7为按照本发明方法原理，以4个用户为例给出的数据符号和导频符号的第一实例复用方式示意图；

图8为按照本发明方法原理以4个用户为例给出的数据符号和导频符号的第二实例复用方式示意图；

图9为按照本发明方法原理以4个用户为例给出的数据符号和导频符号的第三实例复用方式示意图；

图10为按照本发明方法原理以6个用户、3个导频为例给出的数据符号和导频符号的第四实例复用方式示意图；

图11为按照本发明方法原理以6个用户、3个导频为例给出的数据符号和导频符号的第五实例复用方式示意图。

具体实施方式

本发明的设计目的是给出一种多个用户可以频分复用导频符号的方案，使得导频符号频域上的各个导频子载波之间的间隔变小，以获得较好的信道估计插值处理效果。

下面将结合各个附图对本发明的主要实现原理及其具体实施方式进行详细的阐述。

请参照图5，该图是本发明提出的第一种基于单载波频分多址技术的导频复用方法的主要实现原理流程图，主要用于在一个信道估计周期内(如一个TTI或几个TTI内)，至少两个和用户发送数据信号的符号时分复用的导频符号之间进行导频复用处理，其主要实现过程如下：

步骤10，在单载波频分多址系统中，用户终端占用一个符号中的若干子载波，并基于占用的这若干个子载波进行导频信号的发送处理；该符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用，且该符号的时间长度要小于用户终端发送数据信号的符号的时间长度，即这里用于发送导频信号的符号与用于发送数据信号的符号在时域上不重叠，且小于用户发送数据信号的符号的时间长度。

步骤20，用户终端在至少另一个符号中占用与在上述符号中占用的子载波存在位置交错的若干子载波，并基于占用的这若干个子载波进行导频信号的发送处理；这里提及的另外每个符号与用户终端发送数据信号的符号的关系同上述所述，即每个符号与用于发送数据信号的符号在时域上不重叠，且小于用户发送数据信号的符号的时间长度。

其中用户终端在发送导频信号的符号中占用的若干子载波所在的频带可以与该用户终端在发送数据信号的符号中占用的频带存在重叠。

请参照图6，该图是本发明提出的第二种基于单载波频分多址技术的导频复用方法的主要实现原理流程图，其涉及到网络侧对多个参与导频复用的用户终端进行分组的过程，分组内的用户终端会按照网络侧的指示进行导频复用处理，主要实现过程如下：

步骤100，网络侧将参与上行导频复用的各个用户终端划分为不同的用户终端组；

步骤110，网络侧分别为上述分出来的各个用户终端组分别分配相应的导频复用资源；

步骤120，网络侧将分配给每个用户终端组的导频复用资源分别下发到相应组内的各个用户终端中；

步骤130，每个用户终端按照网络侧下发的导频复用资源指示信息，首先占用一个指定符号中的若干子载波，并基于占用的若干子载波进行导频信号的发送处理；这里提及的指定符号与用户终端发送数据信号的符号在时域上不重叠(即时分复用)。

步骤140，网络侧在至少另一个符号中占用与在指定符号中占用的子载波不全相同(即可以完全不同，也可以部分不相同)的若干子载波进行导频信号的发送处理；较佳地用户终端在其他另外的符号上可以通过以在指定符号中占用的各子载波位置作为参考，分别对各子载波进行相同移位量的循环移位处理，然后占用移位处理后确定的各子载波进行导频信号的发送处理。这里提及的另外每个符号与用户终端发送数据信号的符号的关系同上述所述，即每个符号与用于发送数据信号的符号在时域上不重叠。

同上述方法一相似，用户终端在发送导频信号的各个符号中占用的若干子载波所在的频带可以与该用户终端在发送数据信号的符号中占用的频带存在重叠部分。

下述列举几个实施例对本发明方案的具体实现原理进行详述：

按照上述现有技术中叙述的基于单载波频分多址系统的时域实现方式特点，假设第k个用户数据符号的相位旋转因子为Φ(k)，则该用户其中一个半符号长度的导频符号的相位旋转因子就为2Φ(i)，其中的

其中L表示数据块的重复次数，

表示向下取整。

图7为按照本发明上述方法原理，以4个用户为例给出的数据符号和导频符号的第一实例复用方式示意图，即当L＝4；k＝0，1，2，3时，按照上述公式关系对应得到i＝0，2，1，3，也就是说当有4个用户进行单载波频分复用时，这4个用户在数据部分的相位偏移量分别为0，1，2，3，而在导频部分的相位偏移量则分别是0，2，1，3，并且是以两倍的步长进行相位旋转，相当于数据部分中每两个梳齿相邻的用户分为一组，这两个用户交替占用和自己的数据子载波有频谱重叠的导频子载波。也就是说，数据中用户复用的顺序是0，1，2，3，而导频中用户复用的顺序是0，2，1，3。

而通常在一个信道估计周期内，会采用多个时间上分散的导频符号，图8给出了示例。基于此原理，本发明这里还提出将上述第k个用户的第二个半符号长度的导频符号的相位旋转因子设为2Φ(j)，其中的

即当L＝4；k＝0，1，2，3时，按照上述公式对应得到j＝2，0，3，1，也就是说在第二个导频符号中，这4个用户的相位偏移分别是2，0，3，1，并且是以两倍的步长进行相位旋转，相当于数据部分中每两个梳齿相邻的用户分为一组(即用户0、1为一组，用户2、3为一组)，在第一个导频符号中用户0、1互相交错占用和用户0的数据子载波有频谱重叠的导频子载波，用户2、3互相交错占用和用户2的数据子载波有频谱重叠的导频子载波；在第二个导频符号中同组内的两个用户交换顺序后，再互相交错占用相应的导频子载波(即同样为用户0、1互相交错占用和用户0的数据子载波有频谱重叠的导频子载波，用户2、3互相交错占用和用户2的数据子载波有频谱重叠的导频子载波)。也就是说，在数据符号中用户基于频域上的复用顺序是0，1，2，3，而在第一个导频符号中用户基于频域的复用顺序是0，2，1，3，在第二个导频符号中用户基于频域上的复用顺序是1，3，0，2。具体如图8所示，为按照本发明上述方法原理以4个用户为例给出的数据符号和导频符号的第二实施例复用方式示意图；

如图8所示，在这样的导频复用方式下，同一用户在一个信道估计周期内的两个导频符号中所占用的子载波与在数据符号中占用的数据子载波呈现一种交错状态，接收端可以合并这两个导频符号中的子载波，等效于缩小导频符号在频域上的子载波间隔，如图7中的用户0，在两个导频符号中分别占用的导频子载波数目都为在数据符号中占用的数据子载波数目一半，接收端将两个导频符号中的各导频子载波合并后，得到用户0的导频子载波间隔正好可与其数据子载波的间隔相同，此时接收端甚至都不需要进行插值处理(当然如果将两个导频符号中的各导频子载波合并后还需要进行插值处理，可以进而采用上述现有技术中的FFT插值算法进行差值处理)，就可以获得较好的插值处理效果。

当然，也并不一定必须将频域梳齿相邻的用户分为一组，任何2个用户都可以划分形成组，同组用户之间在时间上分散的不同导频符号之间交替占用导频子载波，其中组内用户占用的导频子载波也并不一定和该组内用户占用的数据子载波存在频谱重叠。如图9所示为按照本发明方法原理以4个用户为例给出的数据符号和导频符号之间的第三实例复用方式示意图；如该图所示，这里将用户0和2分为一组，并将用户1和3分为一组，其中用户0、2在不同导频符号之间分别交替占用与用户2在数据符号上分别占用的数据子载波重叠的子载波，而用户1、3在不同导频符号之间分别交替占用与用户0在数据符号上分别占用的数据子载波重叠的子载波。

当然，当单载波频分复用系统为用户配置了在时间上分散的3个及3个以上的导频符号时，也可以在这多个导频符号之间使同组用户交替占用和用户占用的数据子载波位置最接近(或重叠)的导频子载波。

此外，也可以选择对多于2个的用户进行分组处理，并且同组用户按照规定的规则在多个导频符号之间交替占用导频子载波，使得该导频子载波位置与用户在数据符号中占用的数据子载波位置最接近(或存在重叠)。如图10所示为按照本发明方法原理以6个用户、3个导频符号为例给出的数据符号和导频符号的第四实例复用方式示意图，图中将用户0、1、2分为一组，将用户3、4、5分为一组，用户0、1、2在3个导频符号上分别占用和用户0、2在数据符号上占用的数据子载波存在频谱重叠的导频子载波，用户3、4、5在3个导频符号上分别占用和用户4、5在数据符号上占用的数据子载波存在频谱重叠的导频子载波。

如图11所示为按照本发明方法原理以6个用户、3个导频符号为例给出的数据符号和导频符号的第五实例复用方式示意图，其中导频2中各用户所占用的导频子载波位置是导频1中各导频子载波位置的一个循环移位，不同用户的导频子载波移位量相同，而在导频3中各用户占用的导频子载波的位置是导频1中各导频子载波位置的另一个循环移位，经过这种方式的复用后，每个用户的导频子载波在3个导频符号中的频域上都是具有较小的子载波间隔的。

基于本发明上述的第一种方法原理，本发明这里将具有能够实现该方法原理的用户终端也包括在保护范围内，即在本发明要求保护的用户终端中要包括一个单元，其能够执行占用一个符号中的若干子载波，并在至少另一个符号中占用与在前一符号中占用的子载波存在位置交错的若干子载波的处理，和另一个单元，其能够执行基于上述在各符号中占用的各个子载波进行导频信号的发送处理，其中这里所提及的各个用于发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用(即在时域上不重叠)。

基于本发明上述的第二种方法原理，本发明这里将能够实现该方法原理的系统也包括在保护范围内，即在本发明提出的基于单载波频分多址的上行导频复用系统中，网络侧包括有用于将参与上行导频复用的各个用户终端划分为不同用户终端组的单元；用于分别为各个用户终端组分别分配导频复用资源的单元；及用于将分配给每个用户终端组的导频复用资源分别下发到相应组内各个用户终端的单元。

而在用户终端侧则包括一个用于按照网络侧下发的导频复用资源指示信息，占用一个指定符号中的若干子载波，并在至少另一个符号中占用与在指定符号中占用的子载波不全相同的若干子载波的单元，和一个用于基于在各符号中占用的各个子载波进行导频信号发送的单元，其中各个用于发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号占用的符号时分复用(即在时域上不重叠)。同理，用户终端侧包含的该用于在各符号中占用子载波的单元可以通过在该至少另一个符号中，以在指定符号中占用的各子载波位置作为参考，分别对各子载波进行相同移位量的循环移位，并占用移位后确定的各子载波来实现。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于单载波频分多址的上行导频复用方法，其特征在于，包括步骤：

用户终端占用一个符号中的若干子载波进行导频信号发送；以及

在至少另一个符号中占用与在前一符号中占用的子载波存在位置交错的若干子载波进行导频信号发送；用户终端发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户终端发送导频信号的符号的时间长度分别小于用户终端发送数据信号的符号的时间长度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用户终端在所述用户终端发送导频信号的符号中占用的若干子载波所在的频带与该用户终端在发送数据信号的符号中占用的频带存在重叠。

4.一种基于单载波频分多址的用户终端，其特征在于，包括：

用于占用一个符号中的若干子载波，并在至少另一个符号中占用与在前一符号中占用的子载波存在位置交错的若干子载波的单元；和

用于基于在各符号中占用的各个子载波进行导频信号发送的单元；用户终端发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用。

5.一种基于单载波频分多址的上行导频复用方法，其特征在于，包括步骤：

网络侧将参与上行导频复用的各用户终端划分为不同用户终端组；以及

分别为所述各用户终端组分配导频复用资源；

网络侧将分配给每个用户终端组的导频复用资源分别下发到组内的各个用户终端；

每个用户终端按照网络侧下发的导频复用资源指示，占用一个指定符号中的若干子载波进行导频信号发送；以及

在至少另一个符号中占用与在指定符号中占用的子载波不全相同的若干子载波进行导频信号发送；用户终端发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号的符号时分复用。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述每个用户终端在至少另一个符号中，以在指定符号中占用的各子载波位置作为参考，分别对各子载波进行相同移位量的循环移位；以及

占用移位后确定的各子载波进行导频信号发送。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，用户终端在所述用户终端发送导频信号的符号中分别占用的若干子载波所在的频带与该用户终端在发送数据信号的符号中占用的频带存在重叠。

8.一种基于单载波频分多址的上行导频复用系统，其特征在于，包括网络侧和用户终端侧，其中网络侧包括：

用于将参与上行导频复用的各个用户终端划分为不同用户终端组的单元；

用于分别为所述各用户终端组分配导频复用资源的单元；和

用于将分配给每个用户终端组的导频复用资源分别下发到组内各个用户终端的单元；

用户终端侧包括：

用于按照网络侧下发的导频复用资源指示，占用一个指定符号中的若干子载波，并在至少另一个符号中占用与在指定符号中占用的子载波不全相同的若干子载波的单元；和

用于基于在各符号中占用的各个子载波进行导频信号发送的单元；用户终端发送导频信号的符号与用户终端发送数据信号占用的符号时分复用。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，用户终端中用于在各符号中占用子载波的单元在至少另一个符号中，以在指定符号中占用的各子载波位置作为参考，分别对各子载波进行相同移位量的循环移位，并占用移位后确定的各子载波。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，用户终端中用于在各符号中占用子载波的单元在所述用户终端发送导频信号的符号中分别占用的若干子载波所在的频带与用户终端在发送数据信号的符号中占用的频带存在重叠。

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