CN101547034B - 导频方法和导频装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种导频方法，包括：将各个天线所使用的导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列；将正交序列或准正交序列进行叠加生成导频单元，所述导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目。本发明实施例还涉及一种导频装置，包括：正交或准正交模块，用于将各个天线所使用的导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列；叠加模块，用于将正交序列或准正交序列进行叠加生成导频单元，所述导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目。本发明实施例通过采用所占用的时频单元数大于天线数目的导频单元，能够提高其检测性能，可以在保证检测性能的前提下降低导频密度，总的导频开销可以不变甚至更小。

Description

导频方法和导频装置

技术领域

本发明实施例涉及移动通信领域，尤其是一种导频方法和导频装置。

背景技术

多输入多输出(Multi-Input Multi-Output，以下简称MIMO)技术在无线通信技术系统中的应用越来越广泛，无论是从增加系统容量的角度还是改善系统性能的角度，MIMO都有不可替代的优越性，但对于接收端而言，要想确切的把信道估计出来，导频的使用将不可避免，而MIMO系统中各天线是独立的，各天线的导频必须是相互独立或者相互正交，这就涉及导频占用资源的问题，必须在导频粒度和信道估计准确性之间进行权衡。

下面以增强型移动宽带(Ultra Mobile Broadband，以下简称UMB)技术为例进行说明，在现有的UMB系统中，上行为单天线发射，因此其导频设计较为简单，下行传输采用多天线发送，其公共导频和专用导频的模式有所不同，图1为现有技术中公共导频模式示意图，图中每个格代表一个时频单元，X轴代表时域，Y轴代表频域，沿箭头所示方向频率升高，每一行的8个时频单元组成一个子载波，连续的16个子载波组成一个基节点，如图1所示，公共导频采用各天线单独发射的方式，导频单元中每个天线都只占用一个时频单元，这种导频发送模式虽然天线之间的干扰小，但是鲁棒性较差。

图2、图3、图4为现有技术中专用导频模式示意图，图2所示模式适用于单输入单输出或者天线数小于3的MIMO情况，导频开销为18/128；图3所示模式适用于大时延的情形，开销为24/128；图4所示模式适用于天线数为4的MIMO情况，其中的每个专用导频单元占4个时频单元，一个基节点中包含6组导频单元。专用导频设计采用的是所有天线捆绑式的方式，以3个天线为例，将三个天线的导频叠加在一起后进行发射，每个导频单元占三个时频单元。

随着通信技术的发展，天线数越来越多，将达到4个、6个甚至8个，导频单元的长度也会随着增加，发明人在实现本发明的过程中发现：若每组导频都只占用同一个子载波，对相干时间长度的要求也会提高。同时在通信过程中，由于信道衰落、邻区干扰等原因，导频单元的正交性遭到破坏，影响导频的检测性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种导频方法和导频装置，以实现在导频单元正交性破坏的情况下仍能提供一个检测基准。

本发明实施例提供了一种导频方法，包括：将各个天线所使用的导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，所述正交序列或准正交序列的长度大于天线的数目；将正交序列或准正交序列进行叠加生成导频单元，所述导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目。

本发明实施例还提供了一种导频装置，包括：正交或准正交模块，用于将各个天线所使用的导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，所述正交序列或准正交序列的长度大于天线的数目；叠加模块，用于将正交序列或准正交序列进行叠加生成导频单元，所述导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目。

本发明实施例的一种导频方法和导频装置，通过采用所占用的时频单元数大于天线数目的导频单元，增加了可用作干扰估计的多余序列，能够达到提高检测性能的效果，即使导频单元的正交性遭到破坏，也能提供一个检测基准。同时由于导频单元检测性能的提高，因此可以在保证检测性能的前提下降低导频密度，总的导频开销可以不变甚至更小。

附图说明

图1为现有技术中公共导频模式示意图；

图2为现有技术中专用导频模式示意图之一；

图3为现有技术中专用导频模式示意图之二；

图4为现有技术中专用导频模式示意图之三；

图5为本发明导频方法实施例一的流程图；

图6为本发明导频方法实施例二的流程图；

图7为本发明导频方法实施例二中专用导频单元分布示意图之一；

图8为本发明导频方法实施例二中专用导频单元分布示意图之二；

图9为本发明导频方法实施例二中专用导频单元分布示意图之三；

图10为本发明导频方法实施例二中专用导频单元分布示意图之四；

图11为本发明导频方法实施例二中专用导频单元分布示意图之五；

图12为本发明导频方法实施例二中专用导频单元分布示意图之六；

图13为本发明导频方法实施例三的流程图；

图14为本发明导频方法实施例三中公共导频单元分布示意图之一；

图15为本发明导频方法实施例三中公共导频单元分布示意图之二；

图16为本发明导频装置实施例中导频装置结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例以采用MIMO技术的UMB系统为例。

导频方法实施例一，图5为本发明导频方法实施例一的流程图，如图5所示，导频方法具体包括如下步骤：

步骤101，将各个天线所使用的导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，正交序列或准正交序列的长度大于天线的数目；

该步骤中的正交操作包括两种可能性，第一种可能性是对某一固定导频用不同的正交序列根据天线号进行相乘操作，类似于加扰操作，这里的固定导频为对所有天线都一致的全1序列或者其他已知的固定序列，第二种可能性是由某一选取装置直接按照天线号在已有的正交序列集中选取某一序列。正交或准正交后的导频可以是离散傅里叶变换序列或沃尔什序列等正交序列，也可以是伪随机码等准正交序列。

步骤102，将正交序列或准正交序列进行叠加生成导频单元，所述导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目。

UMB系统中的各个天线的导频叠加在一起生成一个导频单元，若干个导频单元分布于基节点中，每个导频单元所占时频单元数比系统所用天线数多1或者更多，长度增加后的导频单元的检测性能得到改善。UMB系统的导频分为专用导频和公共导频两种情况。

导频方法实施例二，图6为本发明导频方法实施例二的流程图，如图6所示，在专用导频情形下，专用导频的导频方法具体包括以下步骤：

步骤201，将各个天线所使用的专用导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，正交序列或准正交序列的长度大于天线的数目；

步骤202，将正交序列或准正交序列进行叠加生成专用导频单元，该专用导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目。

例如4天线的情况，具体包括如下步骤：首先将4个天线所使用的专用导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，正交序列可以是离散傅里叶变换序列或沃尔什序列等序列，准正交序列可以是伪随机码等序列，序列的长度大于天线的数目，可以为5、6，甚至更多；然后将正交序列或准正交序列进行叠加生成专用导频单元，该专用导频单元所占用的时频单元数为5个或6个，甚至更多。占用5个或6个时频单元，甚至更多时频单元的专用导频单元，其检测性能得到增强，在一个基节点内，所有专用导频单元在时域和频域上尽量均匀的分布，每个导频单元占一个或更多的子载波，这样可以有效避免因相干时间过短而引起的检测性能降低。

图7、图8、图9、图10、图11、图12为本发明导频方法实施例二中专用导频单元分布示意图，若干个专用导频单元分布于整个基节点，专用导频单元可以是由离散傅里叶变换序列或沃尔什序列等正交序列叠加而成的，也可以是由伪随机码等准正交序列叠加而成的，或者同一个基节点中包含上述两种类型的专用导频单元。每个专用导频单元可以按照不同的方式排布，组成不同的导频图案。如图7所示，一个专用导频单元占用两个相邻的子载波的5个时频单元，专用导频单元按“3+2”的方式排布，式子“3+2”中的数字为占用子载波中时频单元的个数，按照子载波频率由高到低的顺序排列，即被占用3个时频单元的子载波的频率高于被占用2个时频单元的子载波的频率，以下各式的意义与上式相同，“3+2”排布方式有两种分支，分别如图中A和B表示。图8中一个专用导频单元占用3个相邻子载波的5个时频单元，专用导频单元按“2+2+1”的方式排布，有两种分支，分别如图中C和D表示。图9中一个专用导频单元占用两个相邻子载波的6个时频单元，专用导频单元按“3+3”的方式排布，只有一种分支，如图中E表示。图10中一个专用导频单元占用三个相邻子载波的6个时频单元，专用导频单元按“2+2+2”的方式排布，只有一种分支，如图中F表示。

上述导频图案分布还有更多的排布方式，对于一个导频单元占5个时频单元的情况还可以有“1+4”、“4+1”、“2+1+2”、“1+2+2”和“2+3”等排布方式，甚至还可以占用更多的子载波；对于每个导频单元占6个时频单元的情况还可以有“1+5”、“5+1”、“2+4”、“4+2”、“1+2+3”、“2+1+3”、“1+3+2”、“2+3+1”、“3+1+2”、“3+2+1”等排布方式，甚至还可以占用更多的子载波，而且每个导频单元还可以如A和B一样有两种分支，或者每个导频单元占用同一个子载波，基节点内导频单元的分布不仅可以采用对称方式，也可以采用交错方式，这里不再一一列举。

在实施过程中，可以根据需求对天线进行分组，此时导频方法的步骤应当为：首先将所有天线进行分组，再将分组后各组天线的专用导频分别进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，正交序列或准正交序列的长度大于各自组内天线的数目；然后将各组天线的正交序列或准正交序列分别进行叠加生成子专用导频单元，子专用导频单元所占用的时频单元数大于各自组内天线的数目，所有子专用导频单元组合生成一个专用导频单元。根据具体要求的不同，还可以只对天线分组后部分组的天线的导频施行上述措施。

本发明实施例中的每个专用导频单元都增加了序列长度，占用了更多时频资源，其检测性能能够得到提高，因此可以减少基节点中专用导频单元的个数，以4天线为例，图4所示的专用导频模式中一个基节点中使用了6个专用导频单元，而当每个专用导频单元采用长度为6的专用导频单元时，可以只用4组专用导频单元、甚至更少，如图11、图12所示，图11为对称分布情况，图12为交错分布情况。增加长度后的专用导频单元其检测性能得到了改善，这样在导频开销相同的情况下，可以有效增加导频估计的精度。

导频方法实施例三，对于公共导频，分为不需要后向兼容和需要后向兼容两种情况。不需要考虑后向兼容时，公共导频与专用导频的情形类似，所有天线的公共导频按照导频方法实施例一所描述的方法生成第一子公共导频单元，该第一子公共导频单元即为系统的公共导频单元，其占用得时频单元数比天线数目多。当需要考虑后向兼容时，就要根据不同的需要设定用于后向兼容的天线，后向兼容天线的个数可以是一个或者多个。当选定一个天线用于后向兼容时，除后向兼容天线之外的天线的公共导频按导频方法实施例一所述的方法生成第一子公共导频单元，后向兼容天线所使用的公共导频作为第二子公共导频单元，第二子公共导频单元占用一个时频单元，第一子公共导频单元和第二子公共导频单元可以单独使用，分别分布于基节点中，也可以组合生成公共导频单元，公共导频单元所占的时频单元数大于总的天线数目。

在选定多个天线做后向兼容时，后向兼容天线组成第一天线模块，图13为本发明导频方法实施例三的流程图，如图13所示，具体步骤包括：

301、将第一天线模块中的天线所使用的公共导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，正交序列或准正交序列的长度大于第一天线模块中的天线的数目；

302、将正交序列或准正交序列进行叠加生成第三子公共导频单元，第三子公共导频单元所占用的时频单元数大于第一天线模块中的天线的数目；

301′、将除后向兼容天线之外的天线所使用的公共导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，正交序列或准正交序列的长度大于除后向兼容天线之外的天线的数目；

302′、将正交序列或准正交序列进行叠加生成第一子公共导频单元，第一子公共导频单元所占用的时频单元数大于除后向兼容天线之外的天线的数目；

上述步骤301、302和301′、302′无相关时序关系，各自独立进行正交或准正交及叠加操作，生成的第一子公共导频单元和第三子公共导频单元可以单独使用，分别分布于基节点中，也可以组合在一起使用，执行下面的步骤：

303、将第一子公共导频单元和第三子公共导频单元组合生成公共导频单元，公共导频单元所占的时频单元数大于总的天线数目。

仍是以4天线为例，图14为本发明导频方法实施例三中公共导频单元示意图之一，如图14所示，该方案选定一个天线用于后向兼容，该后向兼容天线的公共导频占用一个时频单元，其他三个天线的公共导频叠加成一个长度为4的子公共导频单元，该子公共导频单元和后向兼容天线的公共导频组合成一个公共导频单元。

还是以4天线为例，选择两个天线用于后向兼容，首先将两个后向兼容天线的导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，正交序列例如可以是离散傅里叶变换序列或沃尔什序列等序列，准正交序列可以是伪随机码等序列；然后将两个后向兼容天线的正交序列或准正交序列叠加成一个子公共导频单元，其余两个天线的公共导频按照导频方法实施例一的方法叠加生成一个子公共导频单元，上述两个子公共导频单元所占用的时频单元数可以各自为3个或4个，甚至更多，两个子公共导频单元组合生成一个公共导频单元。

图15为本发明导频方法实施例三中公共导频单元示意图之二，如图15所示两个后向兼容天线的子公共导频单元占用3个时频单元，其余两个天线的子公共导频单元也占用3个时频单元，一个公共导频单元占用6个时频单元。基节点中的公共导频单元可以是由离散傅里叶变换序列或沃尔什序列等正交序列叠加而成的，也可以是由伪随机码等准正交序列叠加而成的，或者同一个基节点中包含上述两种类型的公共导频单元。

增加长度后的公共导频单元的检测性能得到提高，因此可以在保证导频性能的前提下减少每个基节点中的公共导频单元组数，降低公共导频单元的密度以减少导频开销。公共导频单元在时域和频域应尽量均匀映射在物理资源上，公共导频单元占用至少一个子载波，这样可以有效避免因相干时间过短而引起的性能降低。公共导频单元在映射到物理资源上时，每个公共导频单元可以采用不同的排布方式，组成不同的导频图案，如同导频方法实施例二中所列举的专用导频单元的排布方式。

导频装置实施例，本发明实施例还涉及一种导频装置，图16为本发明导频装置实施例中导频装置结构示意图，如图16所示，导频装置包括正交或准正交模块1和叠加模块2两个模块，正交或准正交模块1用于将各个天线所使用的导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，正交序列或准正交序列的长度大于天线的数目；叠加模块2用于将正交序列或准正交序列进行叠加生成导频单元，导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目，长度增加后的导频单元的检测性能得到改善。

本发明实施例中每个专用导频单元和公共导频单元所占用的时频单元数比天线数目多，增加了可用作干扰估计的多余序列，能够达到提高检测性能的效果，即使导频单元的正交性遭到破坏，也能提供一个检测基准。同时由于导频单元检测性能的提高，可以在保证性能的前提下降低导频密度，总的导频开销可以不变甚至更小。同时同一基节点内的所有导频单元在时域和频域均匀分布，可以有效避免因相干时间过短引起的性能降低。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

权利要求的内容记载的方案也是本发明实施例的保护范围。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或部分处理是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种导频方法，其特征在于包括： 

将各个天线所使用的导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，所述正交序列或准正交序列的长度大于天线的数目； 

将正交序列或准正交序列进行叠加生成导频单元，所述导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目。 

2.根据权利要求1所述的导频方法，其特征在于所述导频为专用导频，所述叠加生成的导频单元为专用导频单元。 

3.根据权利要求2所述的导频方法，其特征在于所述将各个天线所使用的专用导频进行正交或准正交具体为：将所述各个天线进行分组；将分组后的各组天线的专用导频分别进行正交或准正交。 

4.根据权利要求3所述的导频方法，其特征在于所述将正交序列或准正交序列进行叠加生成专用导频单元，所述专用导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目具体为：将分组后的各组天线的正交序列或准正交序列分别进行叠加生成子专用导频单元，所述子专用导频单元所占用的时频单元数大于各自组内天线的数目，所有子专用导频单元组合成一个专用导频单元。 

5.根据权利要求2-4任一权利要求所述的导频方法，其特征在于所述专用导频单元在时域和频域都均匀的映射在物理资源上。 

6.根据权利要求5所述的导频方法，其特征在于所述的专用导频单元占用至少一个子载波。 

7.根据权利要求1所述的导频方法，其特征在于所述导频为公共导频，所述叠加生成的导频单元为第一子公共导频单元。 

8.根据权利要求7所述的导频方法，其特征在于还包括：一个用于后向兼容的第一天线使用一个第二子公共导频单元，所述第二子公共导频单元占用一个时频单元；所述生成第一子公共导频单元的正交序列或准正交 序列，是对非后向兼容的天线所使用的公共导频进行正交或准正交生成的。 

9.根据权利要求8所述的导频方法，其特征在于还包括：将所述第一子公共导频单元和所述第二子公共导频单元组合生成公共导频单元。 

10.根据权利要求7所述的导频方法，其特征在于还包括：

一个用于后向兼容的包括一个以上天线的第一天线模块，将所述第一天线模块中的天线所使用的公共导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，所述正交序列或准正交序列的长度大于所述第一天线模块中的天线的数目；

将正交序列或准正交序列进行叠加生成第三子公共导频单元，所述第三子公共导频单元所占用的时频单元数大于所述第一天线模块中天线的数目；

所述生成第一子公共导频单元的正交序列或准正交序列，是对非后向兼容的天线所使用的公共导频进行正交或准正交生成的。

11.根据权利要求10所述的导频方法，其特征在于还包括将所述第一子公共导频单元和所述第三子公共导频单元组合生成公共导频单元。 

12.根据权利要求7-11任一权利要求所述的导频方法，其特征在于所述公共导频单元在时域和频域都均匀映射在物理资源上。 

13.根据权利要求12所述的导频方法，其特征在于所述的公共导频单元占用至少一个子载波。 

14.一种导频装置，其特征在于包括： 

正交或准正交模块，用于将各个天线所使用的导频进行正交或准正交，生成正交序列或准正交序列，所述正交序列或准正交序列的长度大于天线的数目； 

叠加模块，用于将正交序列或准正交序列进行叠加生成导频单元，所述导频单元所占用的时频单元数大于天线的数目。 

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