CN102223339A - 用于多天线无线通信系统的传输方法，发送机和接收机 - Google Patents

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Abstract

一种发送机，包括第一产生器通过调制导频序列产生导频源信号，第二产生器通过调制数据序列产生时间长度大于该导频源信号的时间长度的数据源信号，第一循环偏移器对该导频源信号执行第一偏移量的循环偏移以产生第一导频信号，第二循环偏移器对该数据源信号执行第二偏移量的循环偏移以产生第一数据信号，第三循环偏移器对该导频源信号执行第三偏移量的循环偏移以产生第二导频信号，第四循环偏移器对该数据源信号执行第四偏移量的循环偏移以产生第二数据信号，第一发送天线发送该第一导频信号和该第一数据信号，以及第二发送天线发送该第二导频信号和该第二数据信号。

Description

用于多天线无线通信系统的传输方法,发送机和接收机
本申请是申请日为2007年5月31日、申请号为200780000755.X、发明名称为“用于多天线无线通信系统的传输方法，发送机和接收机”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于使用循环延迟分集的多天线无线通信系统的传输方法，发送机和接收机。
背景技术
发送天线分集是用于无线通信的发送分集技术中的一种，其从多个天线发送相同信号。对于发送天线分集，组成传输数据块、操作其代码、并且改变传输顺序、然后发送数据的空时块编码(STBC)；和同时发送经过了块的循环偏移(cyclic shift)的信号的循环延迟分集(CDD)都是众所周知的。
如所述的在CDD中，例如，在G.Bauch和J.S.Malik的“Parameter Optimization，interleaving and multiple access in OFDM with cyclic delay diversity”VTC-2004年春，第1卷，第505-509页(2004)(在下文中，被称作参考文献1)中，发送机从一个天线发送数据信号，并且它从其它天线也发送对其执行了循环偏移的相同的数据信号。在接收机中，混合和接收发送机的每个天线发送的数据信号。
循环偏移信号在频域具有高速度相位旋转。因此，把循环偏移信号与非循环偏移信号混合使得使信号相互加强的频率和使信号相互减弱的频率以短的频率间隔处于频域上。由此，CDD消除了频率方向上的突发功率下降。因此，如果执行了纠错编码，并且传输数据在频率方向完全交织，那么CDD在接收机中可以完全发挥纠错能力，并且可以期望提高接收性能。
在参考文献1的技术中，CDD要求幅度基准和相位基准，用于解调在频域中随高速度而变化的频谱，以便解调接收的信号。发送机必须发送系统中定义的导频信号以在数据信号之前从多个天线估计信道。
每个导频信号是冗余信号，并不直接作用于数据传输，使用具有长的时间长度的导频信号导致数据的传输效率的降低。因此，期望短的导频信号长度(时间长度)。然而，虽然参考文献1提到了数据信号的循环偏移量，但是它没有提到导频信号的循环偏移量和导频信号长度。
本发明的目的就是尽可能地缩短导频信号长度，同时还享有CDD改进数据传输效率的效果。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种发送机，包括：第一产生器，通过调制导频序列产生导频源信号；第二产生器，通过调制数据序列产生时间长度比导频源信号的时间长度更长的数据源信号；第一循环偏移器，对导频源信号执行第一偏移量的循环偏移以产生第一导频信号；第二循环偏移器，对数据源信号执行第二偏移量的循环偏移以产生第一数据信号；第三循环偏移器，对导频源信号执行第三偏移量的循环偏移以产生第二导频信号；第四循环偏移器，对数据源信号执行第四偏移量的循环偏移以产生第二数据信号；第一发送天线，发送第一导频信号和第一数据信号；第二发送天线，发送第二导频信号和第二数据信号。
附图说明
图1是根据一个实施例描述无线通信系统的示意性结构图；
图2是根据该实施例描述无线通信系统的另一个示意性结构图；
图3是描述实施例中发送信号格式的示意性视图；
图4A是描述实施例中恒定幅度零自相关(CAZAC)序列导频信号的示意性视图；
图4B是描述以图4A的导频信号为基础的循环偏移导频信号的示意性视图；
图5是描述实施例中发送信号产生过程的示意性视图；
图6是描述实施例中接收过程的示意性视图；
图7是描述实施例中详细的接收过程的示意性视图；
图8是描述根据实施例的发送机的示意性结构图；
图9是描述根据实施例的接收机的示意性结构图；
图10是描述接收机的一个部分的特定示例的示意性结构图；
图11是描述接收机的一个部分的另一个特定示例的示意性结构图；
图12是描述接收机的详细操作的示意性视图；
图13是描述接收机的一个部分的其它特定示例的示意性结构图；
图14是描述发送信号的帧机构的示意性视图；
图15是描述发送机的一个部分的特定示例的示意性结构图；
图16是描述发送机的一个部分的另一个特定示例的示意性结构图；
图17是描述另一个实施例中发送信号产生过程的示意性视图；和
图18是描述根据另一个实施例的发送机的示意性结构图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。
(无线通信系统)
通过参考图1将提出关于本发明的一个示例的无线通信系统。发送机1具有第一发送天线2，和第二发送天线3。接收机7具有接收天线6。图1中的系统典型的用于蜂窝通信系统，但不局限用于这样的系统。图1中的系统也有可能应用于无线LAN、固定无线接入网络等。
为了无线地把用户数据发送到接收机7，发送机1具有调制用户数据把其转换为射频(RF)信号的功能。发送机1通过从第一和第二发送天线2和3发送RF信号执行发送分集。
从第一和第二发送天线2和3发送的RF信号通过第一和第二信道(传播路径)4和5到达接收机7的接收天线6。如果第一和第二信道4和5都是多径信道，假设从第一信号到达接收天线6的路径到最后的信号到达接收天线6的路径之间的最大延迟时间(最大传输延迟时间)在T3之内。
接收天线6接收信号，其中混合了从第一发送天线2发送的信号和从第二发送天线3发送的信号。接收机7对从接收天线6接收的信号执行解调过程以再现用户数据。
图2根据本发明的实施例描述另一种无线通信系统。在图1中，发送机表现为只有一个设备，图2中的系统包括多个发送机，例如，第一发送机1A和第二发送机1B。假设通常，不同用户使用分别发送不同用户数据的每个发送机1A和1B。每个发送机1A和1B各自具有第一发送天线2A和2B，和第二发送天线3A和3B。从第一发送机1A的天线2A和3A发送的信号分别通过第一和第二信道4和5到达接收天线6。从第二发送机1B的天线2B和3B发送的信号分别通过第三和第四信道(传播路径)8和9到达接收天线6。假设信道4、5、8和9的最大传输延迟时间是T3。
接收机7必须分离从第一和第二发送机1A和1B发送的信号。因此，在此实施例中，从第一和第二发送机1A和1B发送的数据信号分别通过不同的频率发送。就是假设执行频分复用(FDM)。在这种情况下，可以假设对于在一个用户的数据信号通过其发送的频带之内的解调，执行与如图1所示的系统配置的处理过程类似的处理。
(发送信号格式)
图3说明了从发送机发送的发送信号的格式。发送信号具有单一载波信号的形式，即：使由数据信号的调制产生的传输符号在时间方向上线性地排成一列的形式。一个信号块由连续的多个传输符号构成；等同于某个信号块的尾部的时间TCP的信号被复制，并连接到信号块的头部。在图3的例子中，一个信号块长度是时间T，并安排了M块调制的符号。加入到头部的部分通常称之为循环前缀(以后称之为CP)，并且加入其是为了使接收机能够频域均衡。
从发送机发送的信号主要分为两类。一类是使用的导频信号，以便接收机预测信道中的条件。另一类是由调制用户数据得到的数据信号。假设每个信号每个占用一个块，并且假设对于一个接收机的导频信号和数据信号是通过实现时分复用(TDM)发送的。然而，并不局限于TDM；例如，码分复用(CDM)和FDM也可以应用于本实施例。
接收机从要接收的一个信号块中提取时间T的一部分，并把提取的信号通过快速傅里叶变换(FFT)等转换成频域信号。从CP选择要提取的部分的开始点。把要提取的部分设置成CP的较后的位置使能够阻止之前信号块的延迟波的混合。除了这些，CP已经循环地加入到初始调制信号上，提取的时间T的信号也保证它在两端的连贯性。
对于导频信号，例如，使用了称之为恒定幅度零自相关(CAZAC)序列的序列。CAZAC序列具有恒定包络，并且是进一步具有在除延迟时间“0”之外自相关值变为“0”的特性的序列，也就是，具有完全自相关特性的序列。CAZAC序列具有恒定包络，它可以减少后退以阻止传输放大器等的失真。根据CAZAC序列的完美自相关特性，通过使用已根据时间进行循环偏移的CAZAC序列的码复用是可用的。
在实施例中，已经使用了FDM的数据信号，对于导频信号，CAZAC序列的循环偏移产生用户之间正交的信号以达到用户之间的码复用。也就是说，实施例中的系统产生特定CAZAC序列中的导频信号A(如图4A所示)，以及由时间T3循环偏移导频信号A产生的导频信号B(如图4B所示)。在图4A和4B中省略了通过加入CP产生传输块。
导频信号A和B由于CAZAC序列的特性是相互正交的。信道的最大传输延迟时间位于时间T3之内，两组发送机各自发送导频信号A和B，即使最大延迟波已经到达接收机，导频信号A的延迟波并不覆盖导频信号B的最快到达波形。图4A和4B只说明了两个序列作为举例，通过以2T3、3T3、4T3、...偏移导频信号A来产生序列，系统可以产生多个序列直到循环偏移循环一圈。
(发送信号的产生过程)
下面参考图5详细描述本发明实施例中的发送信号的产生过程。发送信号包括测量第一和第二信道的冲激响应(或者频率特性)的导频信号和通过调制用户数据得到的数据信号。
通过调制作为A比特的CAZAC序列的导频序列13产生导频信号。期望预先设置发送机和接收机之间的调制方案，例如，二进制调制，例如二进制相移键控(BPSK)或者幅移键控(ASK)是适合使用的。借助调制，导频序列被转换成导频源信号15。导频源信号15的时间长度是T1。如果假设通过调制产生例如L个符号，那么在使用BPSK调制的情况下，L等于A。
对导频源信号15执行循环偏移和CP加入。假设执行循环偏移的方式，尤其是，循环偏移量根据发送天线而不同。从第一发送天线发送的信号受到k1个符号或者等同于k1个符号的时间τ1的循环偏移。循环偏移是与循环替换相同的过程。就是，循环偏移是通过移位由于延迟处理而变得比源信号更长的那部分以及向信号增加延迟，来不改变发送的信息量的替换过程。以这种方式执行循环偏移之后，以图3所示的方法加入CP。
把与从第一发送天线发送的信号具有不同时间的循环偏移给予从第二发送天线发送的导频信号。假设从第二发送天线发送的导频信号的循环偏移量等于k3个符号，或者等同于k3个符号的时间τ3。循环偏移之后，加入CP。从第一发送天线发送的循环偏移导频信号称之为第一导频信号，以及从第二发送天线发送的循环偏移导频信号称之为第二导频信号。从每个天线同时发送第一和第二导频信号。
接下来，描述数据信号的产生过程。发送机产生J比特的用户数据11。对用户数据11执行差错纠正编码(ECC)产生B比特的数据序列12。进一步，系统调制数据序列12以产生具有M段符号以及时间长度T2的数据源信号。对于这里的调制，例如，调制方案，例如BPSK，正交相移键控(QPSK)，16QAM，和64QAM是可用的。假设在发送机和接收机之间已经预先设置了这里使用的调制方案，或者以其他方法由发送机通知接收机。
与导频信号类似，对数据源信号14执行偏移量不同的两种循环偏移。从第一发送天线发送的第一数据信号16是信号，其中对数据源信号14执行k2个符号，或者等同于k2个符号的时间τ2的循环偏移，以及进一步加入CP。
类似地，从第二发送天线发送的第二数据信号18是对数据源信号14执行k4个符号，或者等同于k4个符号的时间τ4的循环偏移，以及进一步加入CP产生的信号。第一和第二数据信号16和18同时从每个发送天线发送出去。
在此实施例中，不失一般性，假设τ1＜τ3，和τ2＜τ4。这里，区分第一导频信号和第二导频信号之间的循环偏移量的差值τ3-τ1与第一导频信号和第二导频信号之间的循环偏移量的差值τ4-τ2带来以下优点。
在循环偏移中，如果偏移量超过了传输块长度，那么偏移的信号超过一个周期；存在偏移量成为与长度比传输块长度更短的序列相同的序列的风险。因此，第一和第二导频信号17和19的循环偏移量小于T1，以及第一和第二数据信号16和18的循环偏移量必须设置成小于T2。这同时表达了τ3-τ1的差值必须小于T1，以及τ4-τ2的差值必须小于T2。
这里，如果τ3-τ1的差值等于τ4-τ2的差值，那么时间长度T1和T2不可避免地必须大于τ3-τ1的差值以及τ4-τ2的差值。然后，例如，系统不能一直满足使第一和第二导频信号17和19的时间长度T1小于第一和第二数据信号16和18的时间长度T2的期望的情况就发生了。更详细地，不可能使第一和第二导频信号17和19的时间长度T1小于第一和第二数据信号16和18的τ4-τ2的差值。导频信号是不直接有助于用户数据的传输的冗余信号。因此，如果系统不能够缩短导频信号长度，冗余信号的过量传输的情况就会发生，以及系统必须进一步缩短数据信号长度和使得降低传输速率，或者在低传输速率饱和。
在此，类似于实施例，如果假设τ3-τ1的差值以及τ4-τ2的差值是互不相同的，或者它们是独立设置的，时间长度T1足够成为τ3-τ1的差值或者更多，以及时间长度T2足够成为τ4-τ2的差值或者更多。然后，时间长度T1就不由τ4-τ2的差值限制，导频信号长度有可能设置得更短。因此，系统减少了冗余，由于这种减少而提高了可以减少发送的用户数据量，以及因此提高了传输速率。
进一步在实施例中，当τ4-τ2的差值等于时间长度T2/2，CDD的效果最大化了。在此，如果τ3-τ1的差值等于τ4-τ2的差值，时间长度T1就必须设置成大于时间长度T2/2。严格地讲，最大时间长度时间长度T3的延迟波发生于信道中，这样时间长度T1就必须设置成大于时间长度T3加上T2/2的时间长度。然而，根据实施例，如果τ3-τ1的差值设置成小于T2/2减去T3的时间长度，那么时间长度T1可以位于比τ3-τ1的差值更大的范围之内。例如，如果满足T1＝T2/2，导频源信号15的时间长度T1成为数据源信号14的时间长度T2的一半。因此，系统可以容易地执行发送机的存储器管理，进一步的，由于接收机中用于频率补偿的FFT，系统可能在安装上具有优点。此时，没有破坏CDD的效果。
(接收方法)
参考图6说明本发明实施例中的接收操作过程。发送机1的第一发送天线2发送由时间τ1循环偏移的第一导频信号17，以及由紧跟着时间τ1的时间τ2循环偏移的第一数据信号16。同时，第二天线3发送由时间τ3循环偏移的第二导频信号19，以及由时间τ4循环偏移的第二数据信号18。
混合从第一和第二发送天线2和3发送的信号，并通过具有最大延迟时间T3的第一信道4和第二信道5由接收天线6接收。导频信号是那些CAZAC序列中的信号，通过对于在接收天线混合的第一和第二导频信号17和19获得与导频源信号15的相关，系统可以获得第一和第二信道4和5的冲激响应(impulse response)。
第一信道4的冲激响应称之为第一冲激响应，以及第二信道5的冲激响应称之为第二冲激响应。在图6中，各自举例显示了第一和第二冲激响应的每个波形。应当均衡混合了从第一和第二发送天线2和3发送的第一和第二数据信号16和18的信号，即：使用这些冲激响应补偿信号的失真。为了均衡混合数据信号，需要获得与数据信号偏移量相同的偏移之后混合的冲激响应。下面参考图7说明冲激响应的产生方法。
为了产生冲激响应以均衡通过混合第一和第二数据信号16和18得到的信号，系统在时间T2的阶段重新设置第一和第二冲激响应。
如果第一数据信号的第一到达时间设置为t2，第一冲激响应设置为位于与时间t2的距离为τ2的位置。第二冲激响应设置为位于与时间t2的距离为τ4的位置。前述的重新设置过程称之为轮廓(profile)调整。系统可以通过轮廓调整获得具有与数据信号的偏移量相同偏移量的冲激响应，以及系统可以使用冲激响应来补偿接收数据信号的失真。
(发送机)
下面参考图8说明关于本发明的发送机。图8中的发送机包括导频序列产生器103，导频序列调制器105，用户数据产生器101，纠错编码单元102，数据序列调制器104，第一到第四循环偏移器106-109，偏移量控制器110，第一到第四CP加入器111-114，发送信号选择单元117，第一和第二选择器115和116，模拟发送机单元118和119，以及第一和第二发送天线121和122。
导频序列产生器103产生发送机和接收机之间预设的导频序列。在实施例中，假设导频序列为CAZAC序列。把产生的导频序列提供给导频序列调制器105。
导频序列调制器105对序列产生器103产生的导频序列执行规定的调制以产生导频源信号15。产生的导频源信号15提供给第一循环偏移器106以及第三循环偏移器108。
用户数据产生器101产生要发送给接收机7的用户数据。由用户数据产生器101产生的用户数据提供给编码单元102。编码单元102对从产生器101获得的用户数据执行纠错编码。编码可以使用，例如，卷积编码，turbo编码等。编码的数据是图2中所示的数据序列12，并把它提供给数据序列调制器104以便调制。
数据序列调制器104调制来自于编码单元102的数据序列。作为调制方法，例如，BPSK，QPSK，16QAM，或者64QAM都是可以使用的。假设在此使用的调制方法在发送机1和接收机7之间共享。产生的信号就是图5中所示的数据源信号14，并把该信号应用到第二循环偏移器107和第四循环偏移器109。
第一到第四循环偏移器106-109对输入的导频源信号15或者数据源信号14执行循环偏移。循环偏移量由控制器110给出。把循环偏移过的信号应用到第一到第四CP加入器111-114。
控制器110设置对第一到第四循环偏移器106-109的循环偏移量。更详细地，控制器110对第一到第四循环偏移器106-109各自设置τ1，τ2，τ3，τ4的循环偏移量。为了获得CDD中的最大分集效果，作为时间τ1和τ2设置的例子，优选的是τ4-τ2为数据信号的块长度T2的一半。作为τ1和τ3设置的例子，当多个用户如图2所示同时发送导频信号时，系统这样设置，从而τ1和τ3不变为与其他导频信号的循环偏移量相同。
CP加入器111-114向由循环偏移器106-109循环偏移的每个信号加入CP。第一到第四CP加入器111-114的所有操作是相同的，只是它们的输出目的地互不相同。从第一到第四CP加入器111-114的输出各自连接到第一和第二选择器115和116。
第一选择器115把从第一CP加入器111获得的第一导频信号或从第二CP加入器获得的第一数据信号提供给之后的第一模拟发送机单元118。类似地，第二选择器116把从第三CP加入器113获得的第二导频信号或从第四CP加入器获得的第二数据信号提供给之后的第二模拟发送机单元119。发送信号选择单元117指示每个选择器115和116以决定哪个信号应当输出后续状态。
选择单元117指示两个选择器115和116，或者导频信号或者数据信号应当提供给模拟发送机单元118和119。也就是说，它指示以在导频信号的传输时刻应用导频信号，以及在数据信号的传输时刻应用数据信号。第一和第二导频信号17和19是同时发送的，以及第一和第二数据信号16和18也是同时发送的。导频信号17和19和数据信号16和18各自在不同的时刻发送。
模拟发送机单元118和119把从选择器115和116输出的发送信号各自转换成RF信号，以及把它们各自输出给第一和第二发送天线121和122。第一和第二发送天线121和122把从模拟发送机单元118和119输出的RF信号发送给信道。
(接收机)
参考图9说明关于本发明实施例的接收机。接收机包括接收天线201，模拟接收机单元202，参考信号产生器205，相关器206，轮廓调整单元207，补偿信号产生器209，同步器204，CP移除单元203，FFT单元208，失真补偿器210，IFFT单元211，数据序列解调器212，以及用户数据提取器213。
由接收天线201接收的接收导频信号和接收数据信号转发给随后的模拟接收机单元202。模拟接收机单元202把接收的射频信号转换成基带信号。把转换成基带信号的接收信号转发给CP移除单元203、同步器204和相关器206。
同步器204主要通过使用导频信号获得CP位置，以及把关于CP位置的信息提供给CP移除单元203。
参考信号产生器205产生由相关器206使用的参考信号。参考信号是通过相关器206计算参考信号和接收的信号之间的相关的信号，以及在实施例中，参考信号是由时间τ1和τ3循环偏移的导频源信号，即发送的第一和第二导频信号17和19。
相关器206执行接收期间的导频信号(接收的导频信号)与产生器205产生的参考信号之间的相关计算以获得互相关值。相关计算处理产生上述的第一和第二冲激响应。下面将详细描述相关器206。把相关器206计算的互相关值提供给轮廓调整单元207。
轮廓调整单元207根据图7所述的方法从通过相关器206获得的互相关值(即从第一和第二冲激响应)产生用于补偿的冲激响应以补偿数据信号中的失真。把产生的用于补偿的冲激响应提供给补偿信号产生器209。
信号产生器209把从调整单元207获得的冲激响应转换成补偿信号用于失真补偿过程。在实施例中，使用了频域均衡，补偿信号产生过程成为FFT过程。从产生器209产生的补偿信号转发给失真补偿器210。
CP移除单元203从接收的信号中除去CP，并从中提取信号块以提供给FFT单元208。
FFT单元208把从中除去CP的信号块转换成位于频率范围中的信号以将其提供给失真补偿器210。补偿器210主要补偿数据信号中由于信道造成的失真。就是，补偿器210通过把补偿冲激响应的反向响应乘以数据信号执行失真补偿。
在类似于本实施例使用CDD的系统中，失真补偿器210进一步执行处理过程以恢复由于循环偏移造成的延迟。为了执行失真补偿，可以使用，例如，已知的算法，例如迫零(ZF)方法、最小均方(LS)方法、或者最小均方误差(MMSE)方法。
在这种情况下，系统可以通过执行失真补偿(失真补偿通过使用与第一和第二数据信号16和18的循环偏移量相同的偏移量循环偏移的冲激响应的和实现，即通过使用由轮廓调整单元208获得的补偿冲激响应而实现)恢复循环偏移。
IFFT单元211把从失真补偿器210输出的补偿频谱转换成位于时间范围内的信号以将其提供给数据序列解调器212。解调器212通过使用解调器212和发送机1之间已经确定的解调方法解调数据序列。解调的信号转发给用户数据提取器213。提取器213把纠错代码解调为从解调器212获得的接收数据序列以提取用户数据214。
接下来，参考图10给出图9中所示的参考信号产生器205、相关器206、以及轮廓调整单元207的具体示例。
参考信号产生器205通过第一导频信号产生器2051产生与发送机侧第一导频信号相同的信号，以及通过第二导频信号产生器2052产生与发送机侧第二导频信号相同的信号。也就是，第一导频信号产生器2051产生把导频源信号15循环偏移时间τ1的信号，以及第二导频信号产生器2052产生把导频源信号15循环偏移时间τ3的信号。
从信号产生器205产生的第一和第二导频信号以这种方式提供给相关器206。相关器206具有第一匹配滤波器2061和第二匹配滤波器2062。通过第一匹配滤波器2061把第一导频信号设置成抽头系数，获得了第一导频信号和接收信号221中的导频信号(接收的导频信号)之间的第一互相关值。第一互相关值表示第一信道中的第一冲激响应。类似地，通过第二匹配滤波器2062把第二导频信号设置成抽头系数，获得了第二导频信号和接收的导频信号之间的第二互相关值。第二互相关值表示第二信道中的第二冲激响应。
把来自于相关器206的两个输出信号(互相关值)输入给轮廓调整单元207。调整单元207具有第一延迟单元2071和第二延迟单元2072。第一延迟单元2071把来自于第一匹配滤波器的输出(第一冲激响应)延迟τ2-τ1，以及第二延迟单元2072把来自于第二匹配滤波器的输出(第二冲激响应)延迟τ4-τ3。来自于延迟单元2071和2072的输出由加法器2073相加。也就是，把用于第一补偿的冲激响应与用于第二补偿的冲激响应相加产生用于第三补偿223的冲激响应以补偿数据信号的失真。
接着，参考图11说明图9中所示的参考信号产生器205、相关器206和轮廓调整单元207另一个特定示例。
类似于上述示例，信号产生器205产生由相关器206使用的一个序列以计算互相关值，输出信号的时间长度相比较于上述示例是其两倍。也就是，信号产生器205输出通过重复器2054从导频源信号产生器2053重复两次产生的导频源信号。
在相关器206中，第三匹配滤波器2063产生从信号产生器205产生的导频源信号的两次重复的信号与接收信号中的导频信号之间的互相关。第三匹配滤波器2063具有两倍于导频源信号长度的抽头，以及通过重复导频源信号两次得到抽头系数。
可以假设导频源信号循环偏移任意时间段的序列作为导频源信号重复两次的信号的一部分。因此，如果不管循环偏移量而把导频信号输入给第三匹配滤波器2063，就可以获得互相关值。然而，与输入没有应用循环偏移的导频源信号而产生的冲激响应相比较，如果输入应用了循环偏移时间τ的导频信号，也输出具有延迟时间τ的冲激响应。
根据实施例把接收信号输入到相关器206产生类似于图12中的虚线所示的冲激响应。换句话说，在时间长度T1输出其中冲激响应延迟时间τ1的第一信道4中的冲激响应以及其中冲激响应延迟时间τ3的第二信道5中的冲激响应。
为了利用第三匹配滤波器2063的输出来补偿数据信号的失真，轮廓调整单元207执行调整。在调整单元207中，把来自于第三匹配滤波器2063的输出通过开关2075输入给或者第三延迟单元2076或者第四延迟单元2077。开关2075由开关控制器2074控制。开关控制器2074把控制信号应用到开关2075，这样在从时间τ1到τ1+T3时间段把来自于第三匹配滤波器2063的输出输入给第三延迟单元2076，以及在从时间τ3到τ3+T3时间段把来自于第三匹配滤波器2063的输出输入给第四延迟单元2077。
第三延迟单元2076和第四延迟单元2077各自把输入延迟τ2-τ1和τ4-τ3。加法器2078把第三和第四延迟单元2076和2077的输出相加。
第三和第四延迟单元2076和2077以及加法器2078的这些操作产生类似于图12中虚线所示的冲激响应。根据以这种方式得到的冲激响应，其位置等同于数据信号的循环偏移量，冲激响应可以用于数据信号的失真补偿。
图13显示了调整单元207的另一个具体示例。根据图13，把来自于图11的相关器206的输出信号222通过串-并转换器(S/P)2081从串行数据传换成并行数据。从S/P 2081输出的参数保存在存储器2082中一次。一旦从存储器2082中读出数据，就通过开关2083改变数据的顺序，以及数据的一部分也输出为“0”。这种顺序改变是为了对应于图11中的第三和第四延迟单元2076和2077的操作，和为了改变循环偏移量。把来自于开关2083的输出信号通过并-串转换器(P/S)2084从并行数据转换成串行数据。结果，产生了用于第三补偿223的冲激响应。
根据图11和图13中的具体示例，与图10中的具体示例相比较，其配置简化了。在图10的配置中，相关器206应当具有多个匹配滤波器(在图10的例子中，两个匹配滤波器2061和2062)。更详细地，在同时接收多个循环偏移量不同的导频信号时，需要与偏移量类型数量相同的匹配滤波器。相反，在图11中，匹配滤波器的长度成为两倍，只有一个匹配滤波器(第三匹配滤波器2063)也可以响应任何的偏移量。因此，接收机的电路尺寸可以减少，这样也可以减少操作中的功率消耗，以及接收机更易于装配。
(帧配置)
图4举例说明了实施例中的帧配置。一个帧是10毫秒长度，并划分为20个子帧。一个子帧是0.5毫秒长度。子帧进一步分为8个块(从时间的开始称之为第一到第八传输块)。把CP加入每个传输块。第二和第七传输块是每个具有一半时间长度的短块(SB)。在此，时间长度不包括CP。第一、第三到第六、以及第八块称为长块(LB)，尤其，假设LB具有66.7微秒的长度，SB具有33.3微秒的长度，以及CP具有4.13微秒的长度。假设SB发送导频信号，以及LB发送数据信号。
第一和第二发送天线同时发送子帧，但是从两个发送天线发送的子帧之间每个块的循环偏移量互不相同。在此，区别包括一个没有循环偏移而另一个循环偏移的情况。例如，来自于第一发送天线的发送信号的每个传输块没有循环偏移，以及来自于第二发送天线的发送信号循环偏移为LB和SB的一半，也就是，分别对于LB和SB每个传输块循环偏移33.3微秒和16.7微秒。或者，来自于第一发送天线的发送信号的LB循环偏移16.7微秒，以及来自于第二发送天线它的SB循环偏移25微秒。
(数据序列调制单元和导频序列调制单元的特定示例)
图15和16各自显示了用于导频序列调制器105和数据序列调制器104的序列调制单元的详细的配置示例。在图15中，序列调制单元通过DFY单元302把输入信号301转换成曾经位于频率范围的信号，将其输入到IFFT大小大于DFT大小的IFFT单元303，然后，调制单元完成频率转换。IFFT大小比DFT大小大，将“0”输入到在给IFFT单元303的输入中、从DFT单元302的输出未连接到的一部分。
在图16中，调制单元使用与图15相同的DFT和IFFT，但是把“0”插入在把输入信号401转换成位于频率范围中的信号的DFT单元402的输出中的每个频率分量中，这样把其输出输入给IFFT单元403。根据图16，例如，如果在时间轴上每隔一个DFT单元402输出插入“0”，DFT单元402的输入信号401被频率转换，以及把信号重复两次从IFFT单元403输出。
对导频序列调制器105和数据序列调制器104使用例如图15或者16的配置，就有可能产生任意频率的单个载波信号。
(其它实施例)
下面，参考图17和18说明其它实施例。图17显示了在其它实施例中发送信号的产生过程。在上述实施例中，如图5所示，在产生第一导频信号17和第一数据信号16时，各自对导频源信号15和数据源信号14执行CP加入和循环偏移。
相反，在图17中，该实施例不进行循环偏移，但是通过将CP加入每个导频源信号15和数据源信号14而产生第一导频信号17和第一数据信号16。也就是，图17举例显示了时间τ1和τ2设置为“0”的情况。
在这种情况下，类似于上述实施例，期望使第二导频信号19和第二数据信号18的循环偏移量互不相同，以及第二导频信号19的循环偏移量设置为小于时间长度T1，以及第二数据信号的循环偏移量设置为小于时间长度T2。因此，类似于上述实施例，导频信号的长度就有可能缩短，减少冗余，以及提高数据信号的传输速率。
进一步，类似于上述实施例，优选的时间长度T1是时间长度T2的一半或者更短，以及第二数据信号18的循环偏移量是时间长度T2的一半或者更短。
图18说明了另一个实施例中的发送机。图17与图8的不同在于省略了图8中的第一循环偏移器106和第二循环偏移器107，以及把来自于导频序列调制器105的导频源信号和来自于数据序列调制器104的数据源信号直接输入第一CP添加器111和第二CP添加器112。
另一方面，本实施例中的接收机基本上类似于图6中的接收机，轮廓调整单元207的配置与上述实施例不同。也就是，轮廓调整单元207具有循环偏移器进行循环偏移，其循环偏移量为响应于第二冲激响应从第二数据信号的循环量中减去第二导频信号的循环量而得到的循环偏移量。调整单元207通过加法器把第二补偿的冲激响应与第一冲激响应相加，然后得到第三补偿的最终冲激响应以用于数据信号的失真补偿。
如上所述，根据实施例，在使用CDD的多天线无线通信系统中，尽可能地缩短导频信号的长度同时享受CDD的效果使能够改进数据的传输效率。
对于本领域技术人员，其它优点和修改是很容易的。因此，本发明在其范围方面并不局限于在此显示和描述的特定细节和代表性实施例。因此，在不脱离由附加的权利要求和它们的等同体定义的整体发明概念的精神或范围的情况下，可以作出各种修改。
工业实用性
本发明在多天线无线通信系统例如移动通信系统中是有效的。

Claims (15)

1.一种发送机，用于至少通过第一天线和第二天线发送信号，该发送机包括：
第一序列产生单元，被配置为产生用于估计第一信道条件的第一序列，该第一序列与通过对CAZAC序列执行第一循环偏移而得到的序列相同，该第一循环偏移是为该发送机设置的第一量；
第二序列产生单元，被配置为产生用于估计第二信道条件的第二序列，该第二序列与通过对所述CAZAC序列执行第二循环偏移而得到的序列相同，该第二循环偏移是为该发送机设置的第二量并且不同于第一量；
第一块信号产生单元，被配置为产生第一块信号，该第一块信号与通过对从数据产生的块信号执行第三循环偏移而得到的信号相同，该第三循环偏移是第三量；和
第二块信号产生单元，被配置为产生第二块信号，该第二块信号与通过对从所述数据产生的块信号执行第四循环偏移而得到的信号相同，该第四循环偏移是不同于第三量的第四量；
其中，
发送第一序列和第二序列的时间段与发送第一块信号和第二块信号的时间段不同；
发送第一块信号和第二块信号的频率被设置到每个发送机；
第一量和第二量被设置到每个发送机；
第一量与第二量之间的差距不同于第三量与第四量之间的差距；
第一序列和第一块信号至少通过第一天线被发送；并且
第二序列和第二块信号至少通过第二天线被发送。
2.根据权利要求1所述的发送机，其中
第一序列产生单元和第二序列产生单元至少执行IFFT；并且
第一块信号产生单元和第二块信号产生单元至少执行DFT和IFFT。
3.根据权利要求1所述的发送机，还包括纠错编码单元，该纠错编码单元被配置为对数据执行纠错编码。
4.根据权利要求1所述的发送机，其中向数据施加调制方案，该调制方案对应于在要与其进行通信的终端中采用的解调方案。
5.根据权利要求1所述的发送机，还包括添加单元，该添加单元被配置为将循环前缀添加到第一序列、第二序列、第一块信号、和第二块信号。
6.根据权利要求1所述的发送机，其中第一序列、第二序列、第一块信号、和第二块信号是单载波信号。
7.一种通信装置，包括：
如权利要求1所述的发送机、第一天线、和第二天线，
其中
第一序列和第一块信号至少通过第一天线被发送；并且
第二序列和第二块信号至少通过第二天线被发送。
8.一种通信装置，包括：
如权利要求1所述的发送机、第一天线、和第二天线，
其中
第一序列和第一块信号至少通过第一天线被发送到另一通信装置；
第二序列和第二块信号至少通过第二天线被发送到所述另一通信装置；并且
至少通过第一天线和第二天线这两者从所述另一通信装置接收信号。
9.一种通信装置，包括：
如权利要求1所述的发送机、第一天线、和第二天线；
连接到第一天线的第一发送模拟电路；和
连接到第二天线的第二发送模拟电路，
其中
第一发送模拟电路将从发送机输出的第一序列和第一块信号转换为具有射频的第一信号，并将该第一信号输出到第一天线；并且
第二发送模拟电路将从发送机输出的第二序列和第二块信号转换为具有射频的第二信号，并将该第二信号输出到第二天线。
10.一种用于从发送机接收信号的接收机，包括：
接收单元，被配置为接收第一序列、第二序列、第一块信号、和第二块信号，该第一序列与通过对CAZAC序列执行第一循环偏移而得到的序列相同，该第一循环偏移是第一量，该第二序列与通过对所述CAZAC序列执行第二循环偏移而得到的序列相同，该第二循环偏移是不同于第一量的第二量，该第一块信号与通过对从数据产生的块信号执行第三循环偏移而得到的信号相同，该第三循环偏移是第三量，该第二块信号与通过对从所述数据产生的块信号执行第四循环偏移而得到的信号相同，该第四循环偏移是不同于第三量的第四量，
其中
接收第一序列和第二序列的时间段与发送第一块信号和第二块信号的时间段不同；
接收第一块信号和第二块信号的频率被设置到每个发送机；
第一量和第二量被设置到每个发送机；
第一量与第二量之间的差距不同于第三量与第四量之间的差距；
第一序列和第一块信号至少通过第一天线被发送；并且
第二序列和第二块信号至少通过第二天线被发送。
11.一种通信装置，包括：
如权利要求10所述的接收机；
第一接收天线；和
第二接收天线，
其中
通过第一接收天线和第二接收天线这两者接收第一序列、第二序列、第一块信号、和第二块信号。
12.一种通信装置，包括：
如权利要求10所述的接收机；和
第一接收天线；
其中
至少通过第一接收天线接收第一序列、第二序列、第一块信号、和第二块信号。
13.一种通信装置，包括：
如权利要求10所述的接收机；
第一接收天线；和
连接到第一接收天线的第一接收模拟电路，
其中
第一接收模拟电路将至少通过第一接收天线接收的第一序列、第二序列、第一块信号、和第二块信号转换为基带信号，并将该基带信号输出到接收机。
14.一种用于发送机的传输方法，该发送机用于至少通过第一天线和第二天线发送信号，该传输方法包括：
产生用于估计第一信道条件的第一序列，该第一序列与通过对CAZAC序列执行第一循环偏移而得到的序列相同，该第一循环偏移是为该发送机设置的第一量；
产生用于估计第二信道条件的第二序列，该第二序列与通过对所述CAZAC序列执行第二循环偏移而得到的序列相同，该第二循环偏移是为该发送机设置的第二量并且不同于第一量；
产生第一块信号，该第一块信号与通过对从数据产生的块信号执行第三循环偏移而得到的信号相同，该第三循环偏移是第三量；和
产生第二块信号，该第二块信号与通过对从所述数据产生的块信号执行第四循环偏移而得到的信号相同，该第四循环偏移是不同于第三量的第四量；
其中，
发送第一序列和第二序列的时间段与发送第一块信号和第二块信号的时间段不同；
发送第一块信号和第二块信号的频率被设置到每个发送机；
第一量和第二量被设置到每个发送机；
第一量与第二量之间的差距不同于第三量与第四量之间的差距；
第一序列和第一块信号至少通过第一天线被发送；并且
第二序列和第二块信号至少通过第二天线被发送。
15.一种用于接收机的接收方法，该接收机用于从发送机接收信号，该接收方法包括：
接收第一序列、第二序列、第一块信号、和第二块信号，该第一序列与通过对CAZAC序列执行第一循环偏移而得到的序列相同，该第一循环偏移是第一量，该第二序列与通过对所述CAZAC序列执行第二循环偏移而得到的序列相同，该第二循环偏移是不同于第一量的第二量，该第一块信号与通过对从数据产生的块信号执行第三循环偏移而得到的信号相同，该第三循环偏移是第三量，该第二块信号与通过对从所述数据产生的块信号执行第四循环偏移而得到的信号相同，该第四循环偏移是不同于第三量的第四量，
其中
接收第一序列和第二序列的时间段与发送第一块信号和第二块信号的时间段不同；
接收第一块信号和第二块信号的频率被设置到每个发送机；
第一量和第二量被设置到每个发送机；
第一量与第二量之间的差距不同于第三量与第四量之间的差距；
第一序列和第一块信号至少通过第一天线被发送；并且
第二序列和第二块信号至少通过第二天线被发送。
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