CN100563232C - 一种多载波系统的离散导频信号发送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多载波系统的离散导频信号发送方法，所述方法包括以下步骤：(1)在每个时隙内，在时间方向上，依照OFDM符号的顺序，将每四个OFDM符号作为一组；(2)在每组OFDM符号内，在频率方向上，分别为每个OFDM符号选择多个用于发送离散导频的有效子载波，其中，对于同一个OFDM符号，每两个选定的所述有效子载波之间相隔7个有效子载波，对于同一组内不同OFDM符号之间，选定的有效子载波在频域上交错排列；(3)在选定的有效子载波上发送导频信号。利用本发明的多载波系统的离散导频信号发送方法可以辅助系统对抗较大延时扩展的多径信道，可以确保更准确的信道估计，使得系统的接收性能更好。

Description

一种多载波系统的离散导频信号发送方法

技术领域

本发明涉及移动多媒体广播系统领域，尤其涉及一种多载波系统的离散导频信号发送方法。

背景技术

信道描述了信号从发端到收端所经历的一切媒介，包括从发射机到接收机之间信号传播所经过的物理媒质，如电缆信道、光缆信道、无线信道等。其中无线传播信道具有很大的随机性，会引起传输信号幅度、相位和频率的失真，产生符号间干扰等，对接收机的设计提出了很大的挑战，这就要求对无线信道进行估计和预测。在理论研究中，为了更好地描述信道对信号的影响，引入了信道模型统计的方法，通过研究信号在特定环境下的特性来进行信道建模。

信道估计可以定义为描述物理信道对输入信号的影响而进行定性研究的过程，是信道对输入信号影响的一种数学表示。“好”的信道估计就是使得某种估计误差最小化的估计算法。信道估计从大的角度可以分为非盲估计和盲估计以及在此基础上产生的半盲估计。非盲估计是指在估计阶段首先利用导频来获得导频位置的信道信息，为下面获得整个数据传输阶段的信道信息做好准备。盲估计是指不使用导频信息，通过使用相应信息处理技术获得信道的估计值，与传统的非盲信道估计技术相比，盲信道估计技术使得系统的传输效率大大提高，然而由于盲信道估计算法一般收敛速度较慢，这阻碍了它在实际系统中的应用。由此出现了半盲信道估计，它在数据传输效率和收敛速度之间做一个折中，即采用较少的训练序列来获得所有时刻信道的信息。

正交频分复用(OFDM)是一种多载波技术，在基于正交频分复用的新一代无线通信系统中，系统对频偏比较敏感，所以一般使用相干检测。由于传输速率较高，并且需要使用相干检测(coherent detection)技术获得较高的性能，因此通常使用非盲估计获得较好的估计效果，这样可以更好地跟踪无线信道的变化，提高接收机性能。

基于导频的OFDM信道估计的非盲估计算法，其基本过程是：在发送端适当位置插入导频，接收端利用导频恢复出导频位置的信道信息，然后利用某种处理手段(如内插，滤波，变换等)获得所有时段的信道信息。

导频的选择与插入是实现基于导频的信道估计的基础。

在OFDM系统中，导频信号是时频二维的。为了提高估计的精度，可以插入连续导频和分散导频，导频的数量是估计精度和系统复杂的折衷。导频信号之间的间隔取决于信道的相干时间和相干带宽，在时域上，导频的间隔应小于相干时间；在频域上，导频的间隔应小于相干带宽。移动多媒体广播系统最常见的网络设计是单频网。单频网络方案在接收端建立了自己的多径传播环境，多发射机的引入带来了更大的时延扩展。

参照图1所示，为GY/T220.1-2006标准中的离散导频信号分布图。离散导频发送已知符号，每个时隙中第n个OFDM符号中离散导频对应的有效子载波编号m取值规则如下所示：(用B_f表示物理层带宽)

当B_f＝8Mhz：

if mod(n，2)＝＝0

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+1,p=\mathrm{0,1,2},.....191\\ 8p+3,p=\mathrm{192,193,194},.....383\end{array}\right.$

if mod(n，2)＝＝1

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+5,p=\mathrm{0,1,2},.....191\\ 8p+7,p=\mathrm{192,193,194},.....383\end{array}\right.$

当B_f＝2Mhz：

if mod(n，2)＝＝0

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+1,p=\mathrm{0,1,2},.....38\\ 8p+3,p=39,40,41,.....77\end{array}\right.$

if mod(n，2)＝＝1

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+5,p=\mathrm{0,1,2},.....38\\ 8p+7,p=39,40,41,.....77\end{array}\right.$

GY/T 220.1-2006技术标准中设计的离散导频信号间隔模式及按照该间隔模式所进行的离散导频信号发送方法，不利于大时延扩展信道的信道估计，对系统的接收性能会产生不利的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多载波系统的离散导频信号发送方法，提高信道估计的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种多载波系统的离散导频信号的发送方法，所述系统的发送端在每个OFDM符号的有效子载波中插入离散导频，所述方法包括以下步骤：

(1)在每个时隙内，在时间方向上，依照OFDM符号的顺序，将每四个OFDM符号作为一组；

(2)在每组OFDM符号内，在频率方向上，分别为每个OFDM符号选择多个用于发送离散导频的有效子载波，其中，对于同一个OFDM符号，每两个选定的所述有效子载波之间相隔7个有效子载波，对于同一组内不同OFDM符号之间，选定的有效子载波在频域上交错排列；

(3)在选定的有效子载波上发送离散导频信号。

进一步地，所述步骤(2)，对于物理层信号为8MHz的系统，还包括以下步骤：

(21)确定当前要发送离散导频信号的OFDM符号在一个时隙内的序号n；

(22)如果mod(n，4)＝＝0， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+1,p=\mathrm{0,1,}.....191\\ 8p+3,p=\mathrm{192,193,}.....383\end{array};\right.$

如果mod(n，4)＝＝1， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+5,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+7,p=\mathrm{192,193,}.....383\end{array};\right.$

如果mod(n，4)＝＝2， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+3,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+5,p=\mathrm{192,193,}.....383\end{array};\right.$

如果mod(n，4)＝＝3， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+7,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+9,p=\mathrm{192,193,}.....383\end{array};\right.$

其中，m为所述选定的发送离散导频信号的有效子载波在频率方向上的编号。

进一步地，所述步骤(2)，对于物理层信号为2MHz的系统，还包括以下步骤：

(21)确定当前要发送离散导频信号的OFDM符号在一个时隙内的序号n；

(22)如果mod(n，4)＝＝0， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+1,p=\mathrm{0,1,}.....38\\ 8p+3,p=39,40,.....77\end{array}\right.;$

如果mod(n，4)＝＝1， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+5,p=\mathrm{0,1,}.....38\\ 8p+7,p=39,40,.....77\end{array};\right.$

如果mod(n，4)＝＝2， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+3,p=\mathrm{0,1,}.....38\\ 8p+5,p=39,40,.....77\end{array}\right.;$

如果mod(n，4)＝＝3， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+7,p=\mathrm{0,1,}.....38\\ 8p+9,p=39,40,.....77\end{array}\right.;$

其中，m为所述选定的发送离散导频信号的有效子载波在频率方向上的编号。

利用本发明的多载波系统的离散导频信号发送方法可以辅助系统对抗较大延时扩展的多径信道，可以确保更准确的信道估计，使得系统的接收性能更好。

附图说明

图1为GY/T220.1-2006标准中的离散导频信号分布图。

图2为本发明离散导频信号发送方法流程图。

图3为本发明离散导频信号分布图。

具体实施方式

本发明中，为了应对长回波环境，设计了一种新型的离散导频模式。系统发射端在发射的每个OFDM符号的子载波中发送离散导频信号。而在一个时隙内，每四个OFDM符号为一组，在组内离散导频信号交错排列。本发明并设置了离散导频信号的发送方法。本发明对离散导频信号的数量不作改动，改变离散导频的模式，以应对长回波环境。

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

参照图2所示，为本发明离散导频信号发送方法流程图。该方法包括以下步骤：

步骤201：在每个时隙内，在时间方向上，依照OFDM符号的顺序，将每四个OFDM符号作为一组；

步骤202：在每组OFDM符号内，在频率方向上，分别为每个OFDM符号选择多个用于发送离散导频的有效子载波，其中，对于同一个OFDM符号，每两个选定的所述有效子载波之间相隔7个有效子载波，对于同一组内不同OFDM符号之间，选定的有效子载波在频域上交错排列；

步骤203：在选定的有效子载波上发送导频信号。

参照图3所示，为本发明离散导频信号分布图。图中示出了一组OFDM符号的离散导频信号分布，一组包括四个OFDM符号。图中离散导频信号位于选定的有效子载波，对于同一个OFDM符号，每两个选定的有效子载波之间相隔7个有效子载波，对于同一组内不同OFDM符号之间，选定的有效子载波在频域上交错排列。而在一个时隙内，OFDM符号以图3所示的四个为一组顺序排列。

离散导频发送已知符号。用n表示OFDM符号在每个时隙的序号，用m表示选定的发送离散导频信号的有效子载波在频率方向上的编号。每个时隙的第n个OFDM符号中离散导频对应的有效子载波编号m的一种取值规则见式(1)和式(2)，分别对应8MHz模式和2MHz模式，在取值时，首先确定n。

B_f＝8Mhz：

if mod(n，4)＝＝0

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+1,p=\mathrm{0,1,}.....191\\ 8p+3,p=\mathrm{192,193,}.....383\end{array}\right.$

if mod(n，4)＝＝1

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+5,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+7,p=\mathrm{192,193,}.....383\end{array}\right.$

if mod(n，4)＝＝2          ....................................(1)

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+3,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+5,p=\mathrm{192,193,}.....383\end{array}\right.$

if mod(n，4)＝＝3

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+7,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+9,p=\mathrm{192,193,}.....383\end{array}\right.$

B_f＝2Mhz：

if mod(n，4)＝＝0

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+1,p=\mathrm{0,1,}.....38\\ 8p+3,p=39,40,.....77\end{array}\right.$

if mod(n，4)＝＝1

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+5,p=\mathrm{0,1,}.....38\\ 8p+7,p=39,40,.....77\end{array}\right.$

if mod(n，4)＝＝2         ............................(2)

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+3,p=\mathrm{0,1,}.....38\\ 8p+5,p=39,40,.....77\end{array}\right.$

if mod(n，4)＝＝3

$m=\left\{\begin{array}{c}8p+7,p=\mathrm{0,1,}.....38\\ 8p+9,p=39,40,.....77\end{array}\right.$

以上每种模式的四个公式在同一组内的四个OFDM符号间可以任意组合。

本发明的离散导频信号发送方法，可以在不改变一个时隙内发送的离散导频信号数量的情况下，通过改变离散导频信号的发送时机，对离散导频信号的发送方法进行优化。利用本发明的多载波系统的离散导频信号发送方法可以辅助系统对抗延时扩展的多径信道，可以确保更准确的信道估计，使得系统的接收性能更好。

当然，上述具体实施例不是对本发明技术方案的进一步限定，任何熟悉本领域的技术人员对本发明技术特征所作的等同替换或相应改进，仍在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1、一种多载波系统的离散导频信号的发送方法，所述系统的发送端在每个OFDM符号的有效子载波中插入离散导频，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)在每个时隙内，在时间方向上，依照OFDM符号的顺序，将每四个OFDM符号作为一组；

(2)在每组OFDM符号内，在频率方向上，分别为每个OFDM符号选择多个用于发送离散导频的有效子载波，其中，对于同一个OFDM符号，每两个选定的所述有效子载波之间相隔7个有效子载波，对于同一组内不同OFDM符号之间，选定的有效子载波在频域上交错排列；

(3)在选定的有效子载波上发送离散导频信号，

其中，所述步骤(2)，对于物理层信号为8MHz的系统，还包括以下步骤：

(21)确定当前要发送离散导频信号的OFDM符号在一个时隙内的序号n；

(22)如果mod(n，4)＝＝0， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+1,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+3,p=\mathrm{192,193},.....383\end{array}\right.;$

如果mod(n，4)＝＝1， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+5,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+7,p=\mathrm{192,193},.....383\end{array}\right.;$

如果mod(n，4)＝＝2， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+3,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+5,p=\mathrm{192,193},.....383\end{array}\right.;$

如果mod(n，4)＝＝3， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+7,p=\mathrm{0,1},.....191\\ 8p+9,p=\mathrm{192,193},.....383\end{array}\right.;$

其中，m为所述选定的发送离散导频信号的有效子载波在频率方向上的编号。

2、一种多载波系统的离散导频信号的发送方法，所述系统的发送端在每个OFDM符号的有效子载波中插入离散导频，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

(1)在每个时隙内，在时间方向上，依照OFDM符号的顺序，将每四个OFDM符号作为一组；

(2)在每组OFDM符号内，在频率方向上，分别为每个OFDM符号选择多个用于发送离散导频的有效子载波，其中，对于同一个OFDM符号，每两个选定的所述有效子载波之间相隔7个有效子载波，对于同一组内不同OFDM符号之间，选定的有效子载波在频域上交错排列；

(3)在选定的有效子载波上发送离散导频信号，

其中，所述步骤(2)，对于物理层信号为2MHz的系统，还包括以下步骤：

(21)确定当前要发送离散导频信号的OFDM符号在一个时隙内的序号n；

(22)如果mod(n，4)＝＝0， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+1,p=\mathrm{0,1},.....38\\ 8p+3,p=\mathrm{39,40},.....77\end{array}\right.;$

如果mod(n，4)＝＝1， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+5,p=\mathrm{0,1},.....38\\ 8p+7,p=\mathrm{39,40},.....77\end{array}\right.;$

如果mod(n，4)＝＝2， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+3,p=\mathrm{0,1},.....38\\ 8p+5,p=\mathrm{39,40},.....77\end{array}\right.;$

如果mod(n，4)＝＝3， $m=\left\{\begin{array}{c}8p+7,p=\mathrm{0,1},.....38\\ 8p+9,p=\mathrm{39,40},.....77\end{array}\right.;$

其中，m为所述选定的发送离散导频信号的有效子载波在频率方向上的编号。

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