CN101594334A - 具有频率陷波的多载波系统中的改进导频分配 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为具有频率陷波的多载波系统中的改进导频分配，涉及用于在多载波系统中接收信号的接收设备(69)，其中映射到频率载波上的导频信号和数据在某传输带宽中传送，所述传输带宽的部分未用于传送信号，包括：用于根据导频模式中配置的导频信号对接收的信号执行信道估计的信道估计部件(73)，所述导频模式允许对与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波进行信道估计。本发明还涉及相应的方法、包括接收设备和传送设备的系统以及相应的传送和接收方法。

Description

具有频率陷波的多载波系统中的改进导频分配

技术领域

本发明涉及多载波系统中改进的导频信号分配方案，其中传输带宽的一部分未用于传送信号。

背景技术

在现代通信世界中，不同种类的通信系统在相同或相邻区域操作时经常共享相同的频率范围或使用重叠的频率范围。例如，陆地服务和基于有线的通信系统经常使用相似的频率范围。由此，来自有线网络的辐射，例如来自有线出口和/或到电视机的连接的未屏蔽部分，可能会干扰陆地服务的操作。另一方面，有线服务的传输质量可能受到陆地服务的不利影响，导致有线媒体中的附加噪声。特别是在陆地服务与安全相关的情况下(紧急服务、机场控制等)，必须在有线通信系统中采取相应的防范措施。为了避免此类频率范围冲突，经常使用频率陷波以避免一个或两个通信系统或服务中的不利影响。

图1显示以下示例的频率/幅度图：在五个相对窄的频带1′中传送信号的陆地无线短波无线电服务的频谱1，以及在传送陆地服务的窄频带2′陷波的频谱2。此类陆地服务的非限制性示例为无线电业余传输(radio amateur transmission)、短波无线电服务、安全相关无线电传输，如飞行安全等等以及更多。陷波或需要陷波的传输或通信系统的非限制性示例为有线广播传输、输电线通信系统、xDSL系统等等更多。

但是，应该理解，陷波的概念可广泛用于与在更小带宽中操作的任何其它无线或有线传输或通信系统的频率范围重叠的任何无线或有线传输或通信系统中。还应该理解，在更宽频率范围内陷波小频率或无线通信系统中应用和使用。为了最大化传输和通信能力，频率陷波的宽度应尽可能小，这表示只有真正与该频率重叠的频率才应被忽略并不被使用。

但是，特别是在必需的陷波宽度有时或定期变化的情况下，频率陷波对信道估计有不利影响，因为丢失陷波频率相邻的频率区域(频率载波)进行信道估计所必需的重要部分，如导频信号。

发明内容

因此，本发明具有在多载波系统中实现更可靠的信道估计的目的，其中导频符号用于信道估计并且其中频率带宽的一部分未用于传送信号。

通过如权利要求1所述的接收设备、如权利要求10所述的接收方法、如权利要求19所述的系统以及如权利要求20所述的另一方法来实现上述目的。

根据本发明，用于在多载波系统中接收信号的接收设备，其中映射到频率载波上的导频信号和数据在传输带宽中传送，所述传输带宽的部分未用于传送信号，该接收设备包含用于根据导频模式中配置的导频信号对接收的信号执行信道估计的信道估计部件，所述导频模式允许对与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波进行进行信道估计。

根据本发明，用于在多载波系统中接收信号的接收方法，其中映射到频率载波上的导频信号和数据在传输带宽中传输，所述传输带宽的部分未用于传输信号，所述接收方法包含根据导频模式中配置的导频信号对接收的信号执行信道估计的步骤，所述导频模式允许对未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波进行信道估计。

本发明还针对包含用于在多载波系统中传送信号的传送设备的系统，其中映射到频率载波上的导频信号和数据在传输带宽中传送，其中所述传输带宽的部分未用于传送信号，所述系统包含用于按照适合于在相应接收设备中的信道估计的导频模式将导频信号映射到所选频率载波上的导频信号映射部件，所述导频模式允许对未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波进行信道估计，所述系统还包含适合于接收从所述传送设备传送的信号的根据本发明的接收设备。

本发明还针对在多载波系统中传送和接收信号的方法，其中映射到频率载波上的导频信号和数据在传输带宽中传送，所述传输带宽的部分未用于传输信号，所述方法包括按照适合于在接收侧进行信道估计的导频模式将导频信号映射到所选频率载波上的步骤，所述导频模式允许对与所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波进行信道估计、传送所述信号以及根据本发明的接收方法接收所述信号的步骤。

为了在其中传输带宽的一部分(或若干部分)未用于传送信号，即其中频率带宽的一个或多个部分被陷波的多载波系统中，在接收侧如本发明的接收设备上实现更可靠的信道估计(或可靠性增强的信道估计)，本发明提议使用导频信号的频率(并且最终是时间)分布，即实现特别针对与未用于传送信号的传输带宽的部分邻近或相邻的区域或范围内的频率载波的信道估计的导频模式。本发明提议使用一种导频模式，其中在未用于传送信号的所述传输带宽的部分中不存在带有导频信号的频率载波，使得更可靠的信道估计所必需的所有导频信号可在接收侧接收和处理。

本发明可广泛应用于其中使用多频率载波来传送数据、导频信号和其它必需信息的任何无线或有线单向(点到点)、多向或广播传输系统、通信系统或传输链路。此类系统的非限制性示例为正交频分复用(OFDM)系统，但本发明可应用于其中传输或通信(频率)带宽分成数据、导频信号(及其它必需信息)映射或调制到的各个频率载波的任何系统。据此，所有频率载波可以是等距的并且全部具有相同长度(带宽)，如在OFMD系统中一样，或它们可以不等距和/或不具有全部相同的带宽。

据此，本发明可应用于其中导频信号映射到携带数据频率载波之中的频率载波上的系统(此类系统的非限制性示例为传统OFDM广播系统，如其中在接收侧上只使用嵌入数据载波中的导频载波进行信道估计的数字视频广播系统)，或应用于其中在接收侧上使用带有导频信号的前同步码进行同步和信道估计并且其中数据载波在单独的数据符号中传送的系统(此类系统的示例为典型双向通信系统，如输电线通信系统，或使用带有导频信号的前同步信号定义新数据符号帧的起点的更新的广播标准)。可能的应用(除了别的以外)是下一代或未来基于有线的数字视频广播系统。但是，本发明不限于这些示例，还可应用于其他系统，如使用带有导频信号的前同步码和带有嵌入导频信号的数据符号的混合的系统。

在其中带有导频信号的频率载波嵌入带有数据的频率载波内、即数据和导频信号混合的多载波系统中，本发明提议根据带有附加导频信号的导频模式对与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的频率载波执行所述信道估计。换言之，频率陷波之外的导频信号的原始分布和分配，即导频模式保持不变，只是附加导频信号映射到与未用于传送信号的传输带宽部分相邻的一些或全部频率载波上。术语“相邻(adjacent to)”，据此在本文中通篇表示附加导频信号应添加到陷波的频率部分和原始(未更改)导频模式的邻近(next)载波之间的载波。例如，附加导频信号可仅添加到与频率陷波紧邻或接界的载波，但也可另外或备选地添加到与陷波接近但不紧邻的其它载波。

然后，在接收侧，这些附加导频信号可在与未用于传送信号的传输带宽部分相邻的区域中用于频率载波的信道估计。据此，当导频模式具有导频信号在时间维中的分布的情况下，所述信道估计可根据如下所述导频模式来执行，即该导频模式包含使用对应于原始导频模式的时间分布的时间分布映射到与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的频率载波上的附加导频信号。时间分布可以是规则的，也可以是不规则的。换言之，在其中频率载波另外分配到时隙的系统中，如OFDM系统中，可能不一定要将附加导频信号分配到与未用于传送信号的传输带宽的部分相邻的每个频率载波和每个时隙，而在对应于原始导频模式的时隙分布的时隙分布中根据包含附加导频信号的所述导频模式对与未用于传送信号的传输带宽的所述部分相邻的频率载波执行所述信道估计可能是足够的。据此，实现了增大的数据传输容量但仍实现更可靠的信道。或者，可根据如下导频模式执行信道估计，即包含可映射到在时间维中与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的每个频率载波上的附加导频信号的导频模式。据此，在接收侧上可以实现更可靠的信道估计。

本发明还适用于多载波系统，其中带有导频信号的频率载波在一个或多个训练或前同步码模式中配置并且带有数据的频率载波在一个或多个数据模式中配置。换言之，导频信号在前同步码符号或训练符号中传送，而数据在数据符号中传送，由此前同步码符号或训练符号在接收侧上用于信道估计(并且最终视系统要求而定用于另外的任务，如频率和时间同步等)。在此类系统中，本发明提议根据包含附加导频信号的所述导频模式对与未用于传送信号的传输带宽部分相邻的所述数据模式的频率载波执行所述信道估计。由于带有训练或前同步码模式的导频信号的频率载波的部分因频率陷波而无法传送以及接收，本发明提议根据包含附加导频信号的导频模式对与频率陷波相邻的数据模式的频率载波执行所述信道估计。换言之，由于训练模式(通常)仅包含以特定方式配置的导频信号，本发明提议不在训练模式内而在数据模式内映射附加导频符号以实现更可靠的接收侧信道估计。据此，本发明提议根据包含映射到与所述频率陷波相邻的数据模式的每个载波上的附加导频信号的导频模式，或根据包含使用对应于原始导频模式的(规则或不规则)时间分布的(规则或不规则)时间分布的附加导频信号的导频模式，来执行所述信道估计。

应该理解，本发明的上述两个概念可以混合并且应用于如下系统，即其中导频信号在前同步码或训练模式中传送以及接收并且嵌入数据符号中的数据内。

还应该理解，上述用于带有陷波频率的多载波系统的导频模式的概念可用于永久或半永久(semi-permanent)系统中，其中陷波频率在系统设置时已知，使得导频模式从开始可适应陷波频率并且传送侧(设备)以及接收侧(设备)知道陷波频率的存在、位置和宽度。据此，在系统工作期间发射器和接收器之间不需要就陷波频率进行进一步的信息交换，并且系统设置(包括最终的不时更新)在外部完成。或者，上述用于带有陷波频率的多载波系统的导频模式的概念可用于动态系统中，其中必须定期或不时地调整和更改陷波频率的位置和宽度。例如，这可以通过使发射器能够视频率陷波是否存在而定动态地更改导频模式来实现。根据本发明，这通过允许接收器根据如下导频模式执行所述信道估计来实现，即，该导频模式取决于未用于信号传输的所述传输带宽的部分的存在而更改。频率陷波的存在(及位置和宽度等)可被发射器检测并且发信号通知(signal)接收器(或反之亦然)，或可被系统的另一实体检测并且发信号通知发射器和接收器。据此，信令(signal)信息可以只包括频率陷波的位置(和宽度等)，并且发射器和接收器随后会根据预先存储的这方面的信息得知应使用哪种新导频模式。或者，信令信息包括陷波的位置(或宽度等)以及要使用的各个新导频模式。

作为在与未用于传送信号的传输带宽的部分相邻的频率载波上使用附加导频信号的备选或添加，本发明提议根据在频率维中移动的已更改导频模式执行所述信道估计，以使得对与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波的信道估计成为可能。在频率陷波，即未用于传送信号的传输带宽的部分，小于频率方向上的导频信号的(时间内插的)重复率的情况下，如果原始导频模式的一些导频信号落在频率陷波中，可以在频率维中移动导频模式，以使得频率陷波落在频率维中的两个相邻频率信号内。由此，没有导频信号会丢失并且接收侧能够对所有接收的频率载波执行更可靠的信道估计。另一方面，在频率陷波大于频率维中两个相邻导频信号之间的距离的情况下，附加导频信号必须映射到紧邻上述频率陷波的频率载波上。

应该理解，本说明中使用的术语“传送设备”和“接收设备”意在涵盖所有可能的现在或将来的无线、有线、移动、便携式、非便携式、独立、结合的等等装置，并且意在包含所描述和要求保护的功能的所有可能实现。例如，传送设备可包含接收功能，包括但不限于为本发明的接收设备描述的功能并且反之亦然。还应该注意，术语“模式”，如用于导频、前同步码、训练和数据模式，意在描述通常发生频率多载波系统的装置的基带处理的频域中的情形，包括导频信号、数据信号或其它信息信号到频率载波的调制或映射。然后，术语“符号”描述频域信号(或模式)在发射器中转换到的、并随后视所用的传输或通信系统而定经过相应的必需处理之后传输的时域中的情形。还应该理解，对于多载波系统中使用的传输带宽，本发明意在涵盖所有现在和将来的频率范围。此外，本发明意在涵盖传输带宽中的频率陷波的所有可能位置、宽度等。本发明亦不限于频率载波的任何特定种类、宽度等。

附图说明

在以下优选实施例的说明中结合附图更详细地描述了本发明，其中：

图1显示因几个小带宽服务陷波的宽带频谱的频率/幅度图；

图2显示带有嵌入的导频载波的数据载波的频率/时间图；

图3显示部分传输带宽未用于传输的情况下的图2的频率/时间图；

图4显示带有附加导频信号的图3的频率/时间图；

图5A显示前同步码的频域表示；以及

图5B显示图5A的前同步码的时域表示；

图6A显示前同步码的频域表示的又一示例；以及

图6B显示图6A的前同步码的时域表示；

图7显示带有缩短的训练符号和几个数据符号的OFDM突发的示例的示意表示。

图8显示部分传输带宽未用于传输的缩短的前同步码或训练模式的频域表示；

图9A再次显示图8的缩短的前同步码；以及

图9B显示在未用于信号传输的传输带宽部分的边缘处带有附加导频信号的相应数据模式的频域表示；

图10显示类似图2的频率/时间图，但用于两个发射器的情况；

图11显示在未用于信号传输的传输带宽部分的边缘处带有附加导频信号的图10的情况的频率/时间图；

图12显示嵌入数据信号的导频信号的频率/时间图，其中频率维中两个相邻导频信号之间的距离大于未使用的传输带宽的宽度；

图13显示图12的情况，但具有移动的导频模式以使得未使用的传输带宽与导频信号不一致；

图14显示根据本发明的传送设备的示意框图；以及

图15显示根据本发明的接收设备的示意框图。

具体实施方式

在以下优选实施例的描述中，本发明基于OFDM系统进行说明，其中数据，即信令数据、信息内容数据或任何其它种类的数据，以及导频信号映射到相互正交的频率副载波上。但是，如上所述，本发明可应用于使用多个单独频率载波的任何通信系统或传输系统或链路，数据、导频信号等映射于其上，用于指定频率带宽内的传输。

图2显示OFDM系统的副载波的示意频率/时间图，其中在导频模式中配置的多个导频信号嵌入映射到各个频率副载波上的数据信号(瞬时)流内。大部分广播系统使用嵌入导频信号的数据符号的连续传输，但一些最近提议的广播系统使用导频符号在训练符号或前同步码符号中传送并且数据在数据符号中传送的瞬时帧结构。在两个收发信机之间交换内容、信令数据等的双向通信系统通常使用瞬时帧结构，如帧突发，但也可使用其它适当的结构。

图2显示每个时隙中的第一个频率副载波携带导频信号3、4、5、6的示例。此外，具有导频信号7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17的规则频率和时间分布的导频模式被分布到并且嵌入携带数据的副载波中。据此，在图2的图表中所示的第一个时隙中，第四个副载波7携带导频信号，第十三个副载波11和第二十二个副载波15也携带导频信号。在第二个时隙中，第七个副载波9、第十六个副载波13和第二十五个副载波17携带导频信号。在第三个时隙中，第十个副载波10和第十九个副载波14携带导频信号。在第四个时隙中，导频信号在与第一个时隙中相同的副载波上配置，即第四个副载波8、第十三个副载波12以及第二十二个副载波16携带导频信号。换言之，每第四个时隙重复导频信号的配置，导频信号在每第十时隙上配置，特定时隙和紧随其后的时隙中的导频信号之间的位移是三个副载波。例如，图2中第一个时隙中第四个副载波7上的导频信号和第二个时隙中第七个副载波上的导频信号移动了三个副载波。

应该理解，图2(以及本发明的其它附图)中所示的每个时隙中导频信号的重复率以及导频信号的瞬时重复率仅为一个示例，并且可以视各系统要求而定使用任何其它导频模式。此外，虽然带有重复和/或规则结构的规则导频模式似乎更经常使用，可以视系统要求而定使用任何种类的适当的(在时间维和/或频率维中)规则或不规则导频模式。在本发明的描述中，术语“导频模式”不限于任何种类的规则或重复模式，但包括导频信号的任何种类的适当配置。

在如图2中所示的带导频信号和数据信号的副载波模式的生成和副载波到时域的相应转换以及取决于各个传送设备或收发设备中各自使用的通信或传输系统的时域信号到实际传输信号、符号突发等的处理和转换之后，信号在接收侧的接收或收发设备中接收并且处理回频域。在接收信号的接收或收发设备中，信号被处理并转换回频域。然后，接收的导频信号用于对携带数据的频率副载波执行信道估计，导频信号的内容和特征对于接收器已知，例如，接收器知道预期的导频信号的幅度和相位。通常使用伪噪声(pn)序列，但也可以应用其它适当的序列。已知和预期的导频信号与实际接收的导频信号的对比使接收器能够对在频率维以及时间维中相邻导频信号之间携带数据的频率副载波执行信道估计。例如，接收器可先在两个相邻的导频信号之间执行时间内插，随后每个频率副载波的时间内插值在频率方向上再次内插，以便获得每个副载波的信道估计和校正值。当然，也可以使用其它方法获得数据副载波的信道估计值。

导频模式和导频信号密度的具体选择取决于系统要求和架构。虽然导频信号数量的增加通常可增强信道估计质量，传输容量会减小，因此导频模式的设计总是信道吞吐量和信道估计质量之间的折中。一个重要的设计因素是所谓的Nyquist标准，该标准经常添加一些过抽样以保证接收侧的适当的信道估计。

但是，根据大多数系统的设计方式，如果一个或多个导频信号丢失或在接收侧无法接收，信道估计质量会降低。图3中的示例显示图2的频率/时间图，其中传输带宽的部分18丢失。对于陷波的系统，如上所述，整个传输带宽的一小部分被切掉或陷波，因此未用于信号的传输。例如，在图3的示例中，有六个副载波未用于传送信号，使得副载波的导频信号，所示示例中的导频信号11、12、13未被传送并且因此无法用于执行接收侧的信道估计。因此，与未用于信号传输的部分18相邻的区域中的副载波19和20无法在接收侧进行适当的信道估计。这些相邻的区域包含频率陷波18与带有导频信号的(在频率维中)邻近的副载波即所示示例中的副载波10和14之间的副载波。

在第一实施例中，本发明提议将附加导频信号映射到与未用于信号传输的传输带宽的部分18相邻的频率副载波，如图4中所示。图4显示图3的频率/时间图，其中附加导频信号21、22、23、24、25、26、27、28映射到未用于信号传输的传输带宽的部分18的紧邻或边缘的每个频率副载波上。如果附加导频信号映射到紧邻部分18的每个频率副载波，接收侧信道估计的可靠性将大大增强。但是，为了避免过于减小数据吞吐量，如果附加导频信号不映射到紧邻部分18的每个频率副载波而只映射到这些频率副载波中的一些频率副载波上可能足够进行更可靠的信道估计。例如，如果附加导频信号具有与原始导频模式相同的时间分布可能是足够的。这样，在图4的示例中，如果仅附加导频信号21、24、25、28映射到紧邻部分18的频率副载波上以使原始导频模式的三个符号的瞬时重复率得以保持可能是足够的。然后，频率副载波22、23、26、27可用于数据信号。更广泛地，以实现良好和更可靠的接收侧信道估计但仍提供良好的数据吞吐量的任何种类的适当频率和/或时间方案或分布将附加导频信号映射到与部分18相邻的副载波可能是足够的。在这种情况下，附加导频信号的密度可能比原始导频模式的时间和/或频率分布更宽或更窄。而且，仅分配附加导频信号到紧邻频率陷波18的副载波上可能是有利的，但备选地或额外地也可以将附加导频信号添加到频率陷波18与带有导频信号的(在频率维中)相邻的副载波即所示示例中的副载波10和14之间的任何适当副载波。而且，使用伪噪声(pn)序列用于附加导频信号可能是有利的，但也可以应用其它适当的序列。以上与附加导频信号的位置、性质和特征相关的陈述适用于本文中所述的所有实施例。

本发明的以上示例和实施例基于导频信号嵌入数据载波的系统，例如数据在其中具有嵌入的导频的持续瞬时流中传输的传统广播系统。

以下示例和实施例针对导频信号在前同步码符号或训练符号中传送并且数据在数据符号中传送的系统。在双向通信系统中，前同步码和训练符号例如用于接收侧的时间和/或频率同步、(频率和抽样频率)偏差校正、信道估计和/或自动增益控制调整。在最近提出的广播OFDM系统中，前同步码或训练符号例如用在每个瞬时帧的开头，其中帧包含一个或多个前同步码或训练符号和多个数据符号，用于初始信道估计和/或偏差校正，并且还用于非常基本的传输参数的可能的信令。

图5A显示前同步码或训练模式的示例的频域表示，其中每个副载波29携带导频信号，以使得例如所有可用的2048个频率副载波携带各自的导频。图5B显示图5A的前同步码或训练模式的时域表示。在所示示例中，时域前同步码符号或训练符号具有形成符号的2048个时间样本30，并且重复率为2048个时间样本。图6A显示前同步码模式或训练模式的频域表示，其中只有每第四个副载波31携带导频信号，并且中间副载波32使用零映射。在图6B所示的时域中的转换之后，前同步码符号或训练符号的时域信号显示四个重复(对应于每第四个副载波携带导频信号的事实)，每个重复模式33、34、35、36具有相同的时间样本37。每个重复模式长度为512个样本，使得在所示示例中总符号长度亦为2048个样本。当然，取决于所需的应用和所用的通信系统，其它数量可能是适当的。一般来说，频域中导频信号密度的减小会导致时域中更大数量的重复。如果满足一般条件，如Nyquist条件，这些缩短的训练符号或前同步码符号，即每个重复模式被视为缩短的训练符号或前同步码符号，仍能够实现完整的信道估计。图7显示带有缩短的训练符号38跟随一些数据符号39的典型OFDM突发的示意示例。相比更长的训练符号，缩短的训练符号能够实现在更短时间内进行可靠和良好的信道估计。在我们的示例中，相比图5的示例，得自图6的示例的缩短的训练符号能够实现快得多但仍可靠的信道估计。

但是，在整个传输带宽的一部分未用于信号传输的情况下，这表示前同步码符号或训练符号的一部分将不被传送，以使得接收侧缺少用于信道估计的导频符号。图8中的示例显示类似图6A的前同步码模式或训练模式的频域表示，其中整个传输带宽的部分40未用于信号传输。特别是在只有训练或前同步码模式的每个第m个频率副载波(m是大于1的自然数)携带导频信号的情况下，无法在未用于信号传输的部分40紧邻的频率副载波上添加导频信号，例如副载波41，因为前同步码模式或训练模式中的导频信号的重复率会受到影响并且无法在时域中获得正确的重复模式(比较图6B的解释)。因此，在此实施例中，本发明提议在未用于信号传输的部分40紧邻的数据模式的频率副载波上添加附加导频信号。图9A和图9B显现此概念。图9A本质上对应于图8并且显示前同步码或训练模式的频域表示，其中每第四个副载波31携带导频信号，并且中间副载波32是空的或携带零。未用于传送信号的带宽部分40会携带现在无法传送到接收器的导频信号。因此，在图9B所示的数据模式中，附加导频信号被添加到未用于信号传输的部分40紧邻或边缘上的每个副载波42。数据模式通常仅在每个频率副载波上携带数据信号，但现在在与频率陷波相邻的副载波42上携带附加导频信号。这样，在接收侧，根据前同步码或训练模式对携带数据的副载波进行信道估计，与未使用的传输带宽的部分40相邻的区域中的副载波除外。在图9B的示例中，例如通过将接近副载波44的频率陷波的边缘上的附加导频信号42以及相同副载波上的前同步码或训练模式中的导频信号用作数据副载波之一，对数据模式的副载波44进行信道评估。同样地，通过使用频率陷波边缘的附加导频信号42和来自前同步码或训练模式的导频信号，对与频率陷波相邻的对面区域中的数据副载波45进行信道评估。虽然图9B仅显示单个数据模式，应该了解，取决于时域OFDM突发或符号的设计，每个突发包含一个或多个数据符号是可能的。在这种情况下，仅在跟随前同步码或训练模式的一个数据模式、若干数据模式或所有数据模式中添加附加导频信号是可能的。未受频率陷波影响的数据模式中的所有副载波仍可根据缩短的训练模式中的导频信号进行信道评估。受到频率陷波影响的数据模式的副载波可以根据来自训练模式的导频信号和一个或多个数据模式的附加导频信号42的混合进行信道评估。根据这样的概念，OFDM突发的时间结构保持不变。

应该注意，在一些系统中，带有导频信号的前同步码或训练模式与带有嵌入导频信号的数据模式之间的混合是可能的。对于这些情况，结合本发明就图4和图9B说明的概念是可能的。

第一和第二实施例的概念也适用于具有两个或更多发射器的MIMO(多输入多输出)系统。此类MIMO系统需要正交导频结构以使接收器能够提取所有可用传播路径的信道估计。对于具有两个(或更多)发射器的M1MO系统，可以使用交替导频结构，其中一个发射器传送原始导频模式，而另一个发射器为频率(并且最终还在时间)方向上的每隔一个导频交替原始导频结构的标记(sign)(或使用复共轭)。使用由两个或更多发射器传送的特定正交导频信号(无反转(inversion))也是可能的，只要接收器可以区别各个导频信号来自哪个发射器。

图10显示具有两个类似图2中所示的发射器的MIMO系统(非限制性示例)的频率时间图。据此，在MIMO系统中，每个时隙的最前两个副载波和每个时隙中的最后两个频率副载波使用各导频信号映射。在图10中，除了第一频率副载波的导频信号3、4、5、6，第二副载波也携带导频信号3′、4′、5′和6′。据此，如果第一发射器传送对应于图10中所示的频域信号的时域信号，第二发射器将传送类似信号，但每隔一个导频信号具有反转的标记或是共轭复数，例如，第二发射器传送的导频信号3′、4′、5′和6′可被反转(相对于第一发射器传送的各导频信号的相反标记或复共轭)。此外，例如，第二发射器可传送与第一发射器传送的各导频信号相比带有反值(inverted value)的导频信号7、9、10、12、15、17等。图11显示图10的系统经频率陷波的情况下的附加导频信号的分配。类似于先前的实施例，特别是参照图4所述的实施例，附加导频信号映射到与未用于信号传输的传输带宽的部分18紧邻的频率副载波上。据此，对于具有两个发射器的所述MIMO系统，两个紧邻的频率副载波携带附加的导频信号21、21′、22、22′、23、23′、24、24′、25、25′、26、26′、27、27′、28、28′。据此，第二发射器传送的每隔一个导频信号相对于第一发射器传送的相同频率副载波中的各导频信号是反转的(标记交替或复共轭)。例如，第二发射器可传送具有与第一发射器相同值的导频信号21、22、23、24、25、26、27、28，但导频信号21′、22′、23′、24′、25′、26′、27′和28′具有相对第一发射器的相应反转的值。其它导频信号(即在频率陷波内的频率副载波中接受的由第一和第二发射器传送的原始导频模式)保持不变。

下面将说明本发明的又一备选实施例。图12显示类似于参照图2说明的系统的频率时间图，其中导频符号的导频模式插入或嵌入数据载波流中。类似图2，图12的系统在每个时隙的第一频率副载波中具有导频信号50、51、52和53。此外，系统使导频信号54、55、56、57、58、59、60、61的规则分布模式嵌入带数据的频率副载波之间。频率带宽的部分18未用于信号的传输，即已陷波，因此例如导频信号58和59未传送。但是，由于未用于传送信号的部分18的宽度小于时间内插的重复率或导频信号与频率方向之间的距离，可以移动整个导频模式(而不是第一频率副载波中的导频)以使得部分18处于导频信号之间，从而避免原始导频模式的导频信号落在频率陷波内。图13显现导频模式的这种移动之后的情形。图12的导频模式已经在频率维中移动三个副载波以使得频率陷波现在处于相邻导频之间并且没有导频落在未用于信号传输的部分18内。这样，整个导频模式被保留，接收侧可以对所有频率副载波执行良好和可靠的信道估计。换言之，导频模式被移动一个或多个频率副载波以使得频率陷波内无导频。该移动，即导频模式移动的副载波数量，可作为基本物理层信息，例如前同步码的部分，或通过任何其它适当方式从发射器发信号到接收器。

图14显示本发明的传送设备的示意图，其包含必需的元件和结构以执行本发明提议并在上述实施例中描述的导频模式的更改。应该理解，图14(以及图15)仅显示执行本发明功能必需并且适合的结构元件，但为了简洁起见，未示出传送设备和接收设备的实际操作所必需的其它元件。相应地，本发明的传送设备62包含适合于调制或映射导频信号到分别使用的多载波系统的频率载波上的调制部件或元件63。传送设备62还包含导频模式信息部件或元件64，适合于向调制部件63提供关于导频信号应如何映射到频率载波上的信息，例如，是否要对传输带宽的一部分进行陷波，即不用于信号传输，以及附加导频载波是否应分配到紧邻频率陷波的副载波，如就图2到11所述，或者导频模式是否应移动，如就图12和13所述。导频模式信息部件64获得此类信息并且相应地控制(至少通知)调制部件63，以使得附加导频信号被分配或整个导频模式被移动。导频模式信息部件64可以据此经由信令信息接收各导频模式更改和来自另一实体的信息，或在本发明的传送设备62初始化时此类信息可存储在导频模式信息部件64中，或传送设备62具有某种可能性以检测或测量频率陷波并且相应地修改导频模式。在此类情况下，导频模式信息部件64中可包含频率陷波的检测器。传送设备62还包含调制部件65，适合于根据来自导频模式信息部件64的相应信息将数据信号调制到频率载波上。特别是在导频模式更改之后，调制部件65需要知道哪些频率载波可以用于数据以及哪些不可以。然后，按照所需的通信系统结合来自调制部件65的数据载波和来自调制部件63的导频载波，例如通过在数据载波内嵌入导频载波，或通过使用导频信号形成前同步码或训练模式以及通过使用数据信号形成单独的数据模式。然后，在导频信号和数据信号转换到时域(未示出)之后，信号形成部件或元件66由导频信号和数据信号形成典型的时域信号或符号，随后刚刚形成的信号经过处理和准备用于传输部件67的传输并且由传输接口68传送。传输接口68可以是无线接口，如天线、天线模式(antenna pattern)等，或有线接口。

图15显示根据本发明的接收设备69的示意框图，适合于例如从本发明的传送设备62接收信号，并且包含适用于执行如以上实施例所述的本发明的功能的必需结构元件。据此，信号由接收接口70接收，接收接口70可以是无线接口，如天线、天线模式等，或有线接口。接收的信号随后经过接收部件或元件71处理，例如向下变换等，再在解调部件或元件72中解调。解调部件72执行接收的(时域)信号到频域即频率载波的转换。然后，在数据处理部件或元件75中对数据载波执行进一步处理，如通过从频率载波去映射(demap)数据信息。来自解调部件72的嵌入数据载波或在频率载波中呈现为单独的训练或前同步码模式的导频载波由信道估计部件或元件73检测和处理，该信道估计部件或元件73向数据处理部件或元件75提供必要信息以允许适当的信道估计和数据载波的去映射。据此，包含导频模式信息部件或元件74的接收设备69向信道估计部件或元件73提供关于导频信号映射到频率载波上的位置和方法的必要信息。导频模式信息部件或元件74获得关于如以上实施例中所述的当前使用或更改的导频模式的信息并将其提供给信道估计部件或元件73。例如，在附加导频信号添加到紧邻频率陷波的频率载波的情况下，如就图2到11所述，导频模式信息部件或元件74将此类信息提供给信道估计部件73以便实现适当的信道估计。同样地，在导频模式如就图12和13所述的移动时，导频模式信息部件或元件74会将此类信息提供给信道估计部件或元件73。在接收设备69中，关于移动的导频模式或附加导频信号的信息可从传送设备通过信令数据等获得，或通过通知接收设备69导频和/或导频模式的更改的另一信道获得。而且，接收设备可仅接收关于陷波频率或频带的信息，之后导频模式信息部件或元件74自动知道将使用哪些导频模式更改和附加导频信号并且相应地通知信道估计部件73。

应该理解，每个附加导频信号都会导致数据吞吐量减小。因此，为了节省开销，附加导频信号的动态处理可能是有利的。据此，传送设备62和/或接收设备69可确定或从第三实体获得频率陷波是否包括信道估计所需的导频位置的相应信息。如是，则紧邻频率陷波的附加导频信号在发射器侧插入并且在接收器侧评估，如上所述。如果没有导频位置受到频率陷波的影响，则不插入附加导频信号。而且，仅在特定时间和位置，对不应用于信号传输的部分频带进行动态的陷波是可能的。通常，传送设备62可向接收设备69发信号通知陷波的存在和/或反之亦然。此方法在双向系统中是有利的，如数字有线系统等，其中发射器和接收器之间的数据信令已启用。本发明还适合于传送设备62和接收设备69在总是必需对某些频率范围进行陷波的环境中工作的情况中的半永久方法，其中陷波和附加导频信号或导频模式移动在初始化系统时预先存储在发射器和接收器中。

Claims (20)

1.一种用于在多载波系统中接收信号的接收设备(69)，其中映射到频率载波上的导频信号和数据在传输带宽中传输，其中所述传输带宽的部分未用于传送信号，所述接收设备包括：

用于根据导频模式中配置的导频信号对接收的信号执行信道估计的信道估计部件(73)，所述导频模式允许对与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波进行信道估计。

2.如权利要求1所述的接收设备(69)，

其中带有所述导频信号的频率载波嵌入带有所述数据的频率载波内，其中所述信道估计部件(73)适合于根据包含映射到与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的频率载波上的附加导频信号的所述导频模式执行信道估计。

3.如权利要求2所述的接收设备(69)，

其中，在所述导频模式具有所述导频信号在时间维中的分布的情况下，所述信道估计部件(73)适合于使用对应于所述导频模式的时间分布的时间分布根据包含映射到与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的频率载波上的附加导频信号的所述导频模式执行信道估计。

4.如权利要求3所述的接收设备(69)，

其中所述信道估计部件(73)适合于根据包含映射到在时间维中与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的每个频率载波上的所述附加导频信号的所述导频模式执行信道估计。

5.如权利要求1所述的接收设备(69)，

其中带有所述导频信号的频率载波在至少一个训练模式中配置并且带有所述数据的频率载波在数据模式中配置，其中所述信道估计部件(73)适合于根据包含映射到与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的所述数据符号的频率载波上的附加导频信号的所模式执行信道估计。

6.如权利要求5所述的接收设备(69)，

其中，在所述导频模式具有所述导频信号在时间维中的分布的情况下，所述信道估计部件(73)适合于使用对应于所述导频模式的时间分布的时间分布根据包含映射到与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的所述数据模式的频率载波上的所述附加导频信号的所述导频模式执行信道估计。

7.如权利要求5所述的接收设备(69)，

其中所述信道估计部件(73)适合于根据包含映射到在时间维中与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的所述数据符号的每个频率载波上的所述附加导频信号的所述导频模式执行信道估计。

8.如权利要求1所述的接收设备(69)，

其中所述信道估计部件(73)适合于根据取决于未用于传送信号的所述传输带宽的部分的存在而更改的导频模式执行信道估计。

9.如权利要求1所述的接收设备(69)，

其中带有所述导频信号的频率载波嵌入带有所述数据的频率载波内，所述信道估计部件(73)适合于根据在频率维中移动的已更改导频模式执行信道估计以使得对与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波的信道估计成为可能。

10.一种用于在多载波系统中接收信号的接收方法，其中映射到频率载波上的导频信号和数据在传输带宽中传输，其中所述传输带宽的部分未用于传送信号，所述接收方法包括以下步骤：

根据导频模式中配置的导频信号对接收的信号执行信道估计，所述导频模式允许对与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波进行信道估计。

11.如权利要求10所述的接收方法，

其中带有所述导频信号的频率载波嵌入带有所述数据的频率载波内，其中所述信道估计根据包含映射到与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的频率载波上的附加导频信号的所述导频模式执行。

12.如权利要求11所述的接收方法，

其中，在所述导频模式具有所述导频信号在时间维中的分布的情况下，所述信道估计使用对应于所述导频模式的时间分布的时间分布根据包含映射到与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的频率载波上的所述附加导频信号的所述导频模式执行。

13.如权利要求11所述的接收方法，

其中所述信道估计根据包含映射到在时间维中与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的每个频率载波上的所述附加导频信号的所述导频模式执行。

14.如权利要求11所述的接收方法，

其中带有所述导频信号的频率载波在至少一个训练模式中配置并且带有所述数据的频率载波在数据模式中配置，其中所述信道估计根据包含映射到与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分紧邻的所述数据符号的频率载波上的所述附加导频信号的所述导频模式执行。

15.如权利要求14所述的接收方法，

其中，在所述导频模式具有所述导频信号在时间维中的分布的情况下，所述信道估计使用对应于导频模式的时间分布的时间分布根据包含映射到与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分相邻的所述数据模式的频率载波上的所述附加导频信号的所述导频模式执行。

16.如权利要求14所述的接收方法，

其中所述信道估计根据包含映射到在时间维中与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分紧邻的所述数据符号的每个频率载波上的所述附加导频信号的所述导频模式执行。

17.如权利要求11所述的接收方法，

其中所述信道估计根据取决于未用于传送信号的所述传输带宽的部分的存在而更改的导频模式执行。

18.如权利要求11所述的接收方法，

其中带有所述导频信号的频率载波嵌入带有所述数据的频率载波内，其中所述信道估计根据在频率维中移动的已更改导频模式执行以使得对与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波的信道估计成为可能。

19.一种包含用于在多载波系统中传送信号的传送设备(62)的系统，其中映射到频率载波上的导频信号和数据在传输带宽中传送，其中所述传输带宽的部分未用于传送信号，所述系统包含用于按照适合于相应接收设备中的信道估计的导频模式将导频信号映射到所选频率载波上的导频信号映射部件(63)，所述导频模式允许对与未用于传送信号的所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波的信道估计，所述系统还包含适合于接收从所述传送设备(69)传送的信号的、如权利要求1所述的接收设备。

20.一种用于在多载波系统中传送和接收信号的方法，其中映射到频率载波上的导频信号和数据在传输带宽中传输，所述传输带宽的部分未用于传送信号，所述方法包括以下步骤：

按照适合于在接收侧的信道估计的导频模式将导频信号映射到所选频率载波上，所述导频模式允许对所述传输带宽的所述部分邻近的频率载波的信道估计、传送所述信号以及根据如权利要求10所述的方法接收所述信号。

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