CN1751489A - 无线多载波通信系统的导频传输方案 - Google Patents
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Abstract
适用于无线多载波(例如OFDM)通信系统的导频传输方案。这些导频传输方案可以利用频率、时间或同时频率和时间的正交性以获得由在下行链路上多个基站发送的导频间的正交性。频率正交性是通过在隔开的子带集合上发送导频而获得的。时间正交性是通过使用不同的正交码(例如Walsh码)发送导频而获得的。导频还可以使用不同的扰码被扰码，所述扰码用于使导频干扰随机化并使得能辨识这些导频的发射机。实现导频干扰对消可以用于改善性能，因为用于由一个发射机进行数据传输的子带还可以用于另一发射机的导频传输。估计导频干扰并随后从接收到的码元中减去以获得经质量改善的导频对消后的码元。
Description
本申请要求于临时美国申请序列号60/438,601的优先权，后者题为“PilotTransmission Schemes for Wireless Multi-Carrier CommunicationSystems”，提交于2003年1月7日，被转让给本发明的受让人，并在此完全引入作为参考。
技术领域
本发明一般涉及通信，尤其涉及用于无线多载波通信系统的导频传输方案。
背景技术
多载波通信系统使用多个载波用于将数据传输到单个端点。这些多个载波可以用于如正交频分复用(OFDM)或一些其他多载波调制技术中。OFDM有效地将总系统带宽分成多个(N)正交子带，它们也成为声调、频度区段和频率子信道。在OFDM中，每个子带与在其上调制数据的相应的载波相关联。
在无线通信系统中，要发送的数据在发射机处处理(例如编码和调制)，并上变频到射频(RF)载波信号以生成RF已调信号。RF已调信号然后在无线信道上被发送并可以通过多个传播路径到达接收机。传播路径的特性通常由于多个因素随着时间改变，所述因素诸如例如衰减、多路径以及外部干扰。因此，发送的RF已调信号可能经历不同信道条件(例如不同的衰减和多径效应)，且在时间上可能于不同复数增益以及信噪比(SNR)相关联。
在无线通信系统内，导频经常从发射机(例如基站)发送到接收机(例如终端)以帮助接收机实现多个功能。导频一般基于已知的码元生成并以已知的方式处理。导频可以由接收机用于信道估计、定时和频率获取、相干数据解调、接收到信号强度测量等。
在多载波通信系统的导频传输方案设计中面临多种挑战。一种考虑是由于导频传输表示系统内开销，期望尽可能最小化导频传输而同时仍然提供预期的性能。另一考虑是导频的发送方式要使得系统内的接收机能检测并区别系统内各个发射机发送的导频。而且，导频传输方案需要解决多载波系统的多个载波建立的附加维数。
因此本领域内有一种对多载波通信系统内导频传输方案的需要。
发明内容
在此提供了适于在无线多载波通信系统(例如OFDM系统)内使用的导频传输方案。这些导频传输方案可以利用频率正交性、时间正交性或两者以获得由下行链路上多个基站发送的导频间的正交性。频率正交性可以通过在隔开的子带集合上从不同基站发送导频而获得。时间正交性可以通过使用不同正交码(例如Walsh码)发送导频而获得。导频还可以用不同的扰码进行扰码，所述扰码用于随机化导频干扰并使得能辨识这些导频的发射机身份。
在此描述的导频传输方案有效地方便了信道估计和导频监测。这些方案允许系统内的终端能获得高质量的宽带信道估计以及系统内基站的导频强度估计。这些估计可以用于实现相干数据解调、软切换和硬切换，如下所述。
在此还提供了导频干扰的估计和对消技术。可以实现导频干扰对消以改善性能，因为由一个发射机用于数据或导频传输的子带还可以由另一发射机(即“干扰”发射机)用于导频传输。导频干扰的估计可以通过以下方式实现：获得信道对干扰源的估计；以干扰发射机实现的相同方式生成导频；以及将生成的导频乘以信道估计。导频干扰然后从接收到的码元中被减去以获得质量改善后的导频对消后码元。
本发明的各个方面和实施例在以下详细描述。
本发明的特征、特性和优点从下面结合附图的详述中变得更加明白，图中相同的参考字符标识对应物，其中：
附图的简要描述
图1示出无线多址多载波通信系统；
图2A示出OFDM子带结构；
图2B示出基于图2示出的OFDM子带结构的T个隔开子带集合；
图3A和3B示出为获得频率正交性的9-扇区3-小区簇以及21-扇区7-小区簇相应的示例子带分配；
图4A和4B分别示出正交码的示例分配以对每个扇区有一个天线和两个天线的3-扇区1-小区簇获得时间正交性；
图4C和4D分别示出9-扇区3-小区簇以及21-扇区7-小区簇的子带和正交码示例分配，以获得频率和时间正交性；
图5示出示例系统布局，其中不同的扰码被分配给每个7-小区簇；
图6A和6B分别示出对同步脉冲导频传输方案以及同步连续导频传输方案来自多个扇区的导频传输；
图7示出基站和终端的框图；
图8示出基站内调制器的框图；
图9A和9B示出终端内解调器的两个实施例的框图；以及
图10示出解调器内的导频干扰对消器的框图。
具体实施方式
“示例”一词在此用于指“用作示例、实例或说明”。任何在此描述为“示例”的实施例或设计不一定要被理解为优于其他实施例或设计。
图1示出无线多址多载波通信系统100，所述系统支持多个用户，且能实现在此描述的导频传输方案。系统100包括多个基站110，它们支持多个终端120的通信。基站是用于与终端通信的固定站，且还可以称为接入点、节点B或一些其他术语。
如图1示出，各个终端120可以散布在系统内，且每个终端可以是固定(即静止)或移动的。终端还可以被称为移动站、远程站、用户设备(UE)、无线通信设备、接入终端或一些其他术语。每个终端可以在下行链路和/或上行链路上与多个基站在任何给定时刻通信。下行链路(即前向链路)指从基站到终端的通信链路，而上行链路(即反向链路)指从终端到基站的通信链路。在图1内，终端120a到120o接收导频、信令以及从基站110a到110g可能的用户特定数据传输。
系统控制器(未在图1内示出)一般耦合到基站110，且可以设计成实现多个功能，诸如(1)为耦合到它的基站实现协调和控制，(2)将数据在这些基站间路由，以及(3)接入并控制这些基站服务的终端。
系统100可以是蜂窝系统或一些其他类型的无线系统。系统100还可以设计成实现任何一种标准和设计，诸如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)等。CDMA标准包括IS-95、cdma2000、IS-856、W-CDMA和TS-CDMA，而TDMA标准包括GSM。这些标准在本领域内是众知的。
系统内的每个基站110提供了特定地理区域102的覆盖。每个基站的覆盖区域可以被定义为例如终端可以获得特定服务等级(GoS)的区域。每个基站的覆盖区域的大小和形状一般取决于各种因素，诸如地形、障碍物等。为了简洁，每个基站的覆盖区域通常用理想六边形表示。基站和/或其覆盖区域一般通常被称为“小区”，取决于该术语使用的上下文。
在一般系统布署内，为了增加容量，每个基站的覆盖区域可以被分成多个扇区。如果每个小区被分成三个扇区，则扇区化的小区的每个扇区通常用理想的120度楔形表示，它是小区的1/3。在实际布署中，每个基站的覆盖区域通常具有不同于理想六角形的形状，且每个扇区的形状常常不同于理想的120楔形。而且，扇区化小区的扇区一般在边缘处重叠。每个扇区可以由对应收发基站子系统(BTS)服务。对于经扇区化的小区，该小区的基站通常包括所有服务该小区的扇区的BTS。“扇区”一术语还经常被用于指BTS以及/或其覆盖区域，这取决于该术语使用的环境。
为了简洁，以下描述假设每个小区被分成三个扇区，且其BTS位于该小区的基站内。该基站位于小区的中心。而且为了简洁，在以下描述中，“基站”一词一般用于服务小区的固定固定站以及服务扇区的固定站。
对于CDMA系统，每个基站发送的导频在无线信道上传输之前在频道上散布在整个系统带宽上。在终端处，每个基站发送的导频能以低信噪比(SNR)被接收。然而，终端实现的互补去扩展操作提供了处理增益，这依靠在有大量噪声和干扰情况下恢复导频。对于多载波系统，一般不能实现如CDMA内使用的对导频的直接序列扩展频谱处理。因而必须使用其他装置以从每个基站发送导频，使得它能被系统内的终端容易地检测到。
在此提供适用于多载波通信系统的导频传输方案，诸如图1内示出的那个。如上所述，发送导频以支持正常系统操作可能需要的各种功能，诸如定时和频率获取、信道估计、相干数据解调等。还可以由OFDM和一些其他多载波调制技术提供多个载波。在此描述的导频传输方案很好地适用于下行链路，也可以用于上行链路。
为了清楚，导频传输方案专门为OFDM系统的下行链路描述。该OFDM系统有N个正交子带。每个基站可以在每个OFDM码元时期内发送一个OFDM码元，如下描述。
I.导频传输构造
表格1列出了导频传输方案可以使用的三种“构造”。
表格1
| 构造 | 描述 |
| 频率正交性 | 由不同基站在不同的隔开子带集合上发送导频以获得导频传输的频域正交性 |
| 时间正交性 | 由不同基站为导频使用不同正交码(例如Walsh码)以获得导频传输的时域正交性 |
| 扰码 | 由不同基站为导频使用不同扰码用于导频干扰随机化以及基站身份标识 |
正交和扰“码”在以下描述中还被称为“序列”。表格1内列出的每个构建在以下详细描述。基站和终端处这些构建的处理也在以下描述。
各种导频传输方案还可以基于这些构建的任何一个或任何组合设计。例如，导频传输方案可以使用(1)频率和时间正交性，(2)频率正交性和扰码，(3)频率正交、时间正交性以及扰码，或(4)一些其他组合。
1.频率正交性
频率正交性可以用于避免多个基站同时进行导频传输造成的干扰。对于频率正交性，导频由多个基站在不同子带集合上发送，所述子带集合是“隔开”的(隔开在以下描述)以避免干扰。频率正交性能以各种方式实现，某些在下面描述。
图2A示出OFDM子带结构200，该结构可以用于多载波系统100。系统有总系统带宽W MHz，它被分为使用OFDM的N个正交子带。在一般OFDM系统内，N个总子带中只有M个用于导频和数据传输，其中M＜N。剩余的N-M个子带不用于导频/数据传输，而作为保护子以允许系统符合频谱遮掩要求。M个可用子带包括子带F到F+M-1，其中F是一整数，一般选择使得M个可用子带集中于操作频带的中心。
图2A还示出一划分导频传输的M个可用子带的实施例。在该实施例中，M个可用子带在开始时被分成K个组，每个组包括T个连续子带。一般，K、T和M每个可以是大于一的整数，且K·T≤M。每个组内的T个子带然后被分配给T个集合，使得在每个组内的第i个子带被分配给第i个集合。
图2B示出基于图2A示出的划分生成的T个子带集合。每个T集合内的K个子带用阴影框示出。对于该实施例，每个集合内的K个子带在M个可用的子带上均匀分布，且集合内的连续子带间由T个子带间隔。T个子带集合可以被分配给T个小区或T个扇区进行导频传输。每个小区或扇区只能在分配给该小区/扇区的集合内的子带上发送导频。
作为一特定示例，多载波系统可以有512个子带，它们被分配以1到512的索引。在这512个子带中，还可以为每个扇区内的导频传输分配50个子带。因此，这512个子带还可以用于形成9个50子带的集合(即T＝9且K＝50)，如表格2内示出。
表格2
| 集合 | 子带 |
| 1 | 10，20，30，…500 |
| 2 | 11，21，31，…501 |
| 3 | 12，22，32，…502 |
| 集合 | 子带 |
| 1 | 13，23，33，…503 |
| 2 | 14，24，34，…504 |
| 3 | 15，25，35，…505 |
| 集合 | 子带 |
| 1 | 16，26，36，…506 |
| 2 | 17，27，37，…507 |
| 3 | 18，28，38，…508 |
这些9个子带集合然后可以被分配给9个不同扇区进行导频传输。
一般，M个可用子带可以以各种方式被分配给T个集合，且这在本发明的范围内。T个集合可以包括相同或不同数量的子带。而且，每个集合内的子带可以均匀或不均匀地分布在M个可用子带上。T个子带集合相互“隔开”，以避免干扰。子带集合相互隔开，使得M个可用子带的每个被分配给最多一个集合。每个集合还包括足够数量的子带以使得终端能基于只在这些子带上的导频传输描述信道。一般，形成的集合数量以及包括在每个集合内的子带数量(即T和K的特定值)可能取决于各种因素，诸如：
●系统内可用子带的数量；
●系统的延时扩展和相干带宽，这确定了每个集合内连续导频子带间的最大间隔以避免性能恶化；
●获得频率正交性的簇的大小；以及
●时间正交性是否也用于导频传输。
OFDM码元的循环前缀(如下所述)可以被定义为包括Cp个采样，其中Cp基于系统的延时扩展而经合适选择，使得循环前缀包括所有多路径能量的重要部分。为了避免性能恶化，每个集合(K)内的子带数量的选择可以使得K≥Cp，且这些子带可以均匀地分布在系统操作带宽上。在该情况下，可以形成的隔开集合的最大数目为N/Cp。例如，如果N＝256，且Cp＝16，则可以形成多达16个子带集合。还可以形成数目更少的隔开集合，其中每个集合包括多于Cp的子集。在该情况下，包括多于最小要求的子带数可以使得导频接收具有更高的信号质量，从而可以获得改善的信道估计以及导频强度估计。或者，可以形成更多的隔开集合数，每个集合包括少于Cp个的子带。在该情况下，包括少于最小要求的子带数可能导致操作频带的频率选择性的特性不充分，可能发生某些性能的恶化。
为了简洁，以下描述假设T个子带集合的每个包括K个子带，每个集合内的子带均匀地分布且间隔为T个子带(如图2B示出)，且K·T＝M。形成的集合数取决于期望的频率正交性以及簇的大小，如以下所述。
图3A示出示例子带分配以获得带有对3个小区的簇的频率正交性，其中每个小区包括3个扇区(即9-扇区3-小区簇)。簇内的9个扇区的每个被分配以9个子带集合的一个(可以例如如表格2内示出地形成)。分配给每个扇区的子带集合由相邻于图3A的箭头的数字参考表示。每个扇区然后只在其分配的集合内的子带上发送其导频。簇内的9个扇区可以同时在9个隔开子带集合上发送其导频，而同时获得频域正交性并避免干扰。
图3B示出示例子带分配以为带有7个小区的簇获得频率正交性，其中每个小区包括3个扇区(即21-扇区7-小区簇)。在簇内的21个扇区的每个被分配以21个子带集合的一个。簇内的21个扇区可以同时在21个子带隔开集合上同时发送其导频，且同时获得频域内的正交性并避免干扰。
一般，簇可以被定义为包括任何数量的小区，且每个小区可以包括任何数量的扇区。作为示例，簇可以被定义为包括1，2，3，7或19个小区。簇的大小可以取决于各种因素，诸如如上所列举。
还可以为在每个扇区处为导频和数据传输使用多个天线的系统获得频率正交性，以获得空间分散性并改善可靠性。例如，每个扇区可以使用空时发射分集(STTD)方案或Almouti方案从两个天线发送数据。STTD方案在3G TS25.211内以及在临时美国专利申请序列号60/421,309内描述，后者题为“MIMOWLAN系统”，提交于2002年10月25日，在此被转让给本发明的受让人，并在此引入作为参考。A1amouti方案由S.M.Alamouti在题为“A Simple TransmitDiversity Technique for Wireless Communications”内描述，该文发表于IEEE JSAC，0ct.1998，在此还被包括作为参考。对于带有多个天线的扇区的系统，每个天线可以被分配以不同的子集集合。
2.时间正交性
时间正交性可以通过用不同正交码“覆盖”每个小区或扇区的导频而实现。在终端处，来自每个小区/扇区的导频可以通过用该小区/扇区使用的相同正交码对接收到信号“去覆盖”而恢复。覆盖过程是要发送的给定导频或数据码元(即带有已知值的Q个导频/数据码元集合)乘以Q个码片正交序列的所有Q个码片以获得Q个覆盖后码元，所述码元被进一步处理并随后发送。去覆盖过程是接收到的码元乘以(a)相同Q码片的正交序列的Q个码片以及(b)导频或数据码元的复数共轭(或Q个导频/数据码元的复数共轭)以获得Q个去覆盖码元，它们然后经累加以获得发送的导频或数据码元的估计。覆盖和去覆盖在本领域内是已知的，且在以下描述。去覆盖去除或抵消了由为其导频使用不同正交码的其他小区/扇区发送的导频。这样，可以实现来自多个小区/扇区的导频传输间的正交性。
通过覆盖的导频正交性的有效性可以取决于具有基站定时的信息。可以为相同小区的扇区获得时间正交性，因为这些扇区同时操作。每个簇内的小区或系统内的所有小区还可以同时操作以允许为这些小区发送的导频获得时间正交性。
时间正交性可以用各种类型正交码获得，诸如Walsh码和正交可变扩展因子(OVSF)码。用于导频覆盖的正交码的长度取决于要求的正交码的数量，这接着取决于获得时间正交性的簇的大小。例如，如果对带有3个扇区的小区期望时间正交性，则需要3个正交码(即每个扇区一个码)，且每个正交码会有4码片长度。
表格3列出了可以被分配给多达四个不同扇区、小区或天线的4码片Walsh码。
表格3
| Walsh码 | 值 |
| W1(n) | 1 1 1 1 |
| W2(n) | 1 1 -1 -1 |
| W3(n) | 1 -1 1 -1 |
| W4(n) | 1 -1 -1 1 |
特定的Walsh码可以被分配给给定小区的每个扇区或每个天线。Walsh码的“-1”的值可以指明导频码元的逆(即pk(n)-pk(n))，且值“1”可能指示无逆。相同的Walsh码可以应用到用于导频传输的每个子带。对于每个导频子带，Walsh码的四个码片被应用于要在四个连续OFDM码元时段内发送的四个导频码元。Walsh码的长度因此为Tw＝4·Tsym，其中Tsym表示一个OFDM码元时段。如果导频传输长于四个OFDM码元时段，则相同的Walsh码可以按需要重复多次。Walsh码还被称为Walsh序列或Walsh码元，且Tw表示一个Walsh码元时段。
图4A示出示例正交码分配以获得对带有三个扇区的小区的时间正交性(即3-扇区1-小区簇)。小区内的三个扇区的每个被分配以不同的正交码。分配给3个扇区的三个正交码被标为A，B和C。如图4A内表示，相同子带集合可以由小区内的所有三个扇区使用。然后通过使用不同正交码为从这三个扇区发送的导频传输获得时域正交性。
图4B示出示例正交码分配以获得带有三个扇区的小区的时间正交性，每个扇区使用两个天线用于导频和数据传输。小区内三个扇区的每个被分配以两个正交码，每个天线一个码。分配给三个扇区的三对正交码被标记为A/B、C/D和E/F。3扇区小区然后要求总共六个正交码，且每个正交码长度为8码片。
时间正交性特性可能由于基站和终端间的传播路径内暂时变化而恶化。因此，期望使用短正交码，使得传播路径在正交码持续期间基本恒定。
3.组合的频率和时间正交性
可以为导频传输使用频率和时间正交性组合。在一实施例中，为簇内的多个小区获得频率正交性，为每个小区内的多个扇区获得时间正交性。
图4C示出为9-扇区3小区簇获得频率和时间正交性的示例子带和码分配。簇内的三个小区的每个被分配以不同的子带集合以获得这三个小区间的频率正交性。每个小区的三个扇区还被分配以三个不同的正交码以获得三个扇区间的时间正交性。每个小区的每个扇区然后会使用其分配的正交码发送其导频并只在分配给其小区的集合内的子带上发送。然后获得了该簇内来自九个扇区的导频传输的正交性，并避免了干扰。
图4D示出为21-扇区7-小区簇获得频率和时间正交性的示例子带和码分配。。簇内的七个小区的每个被分配以不同的子带集合。每个小区的三个扇区还被分配以不同的正交码。然后每个小区的每个扇区会使用其分配的正交码发送其导频且只在分配的子带上发送。
还能以一些其他方式获得频率和时间正交性，且这在本发明的范围内。例如，多个小区可以被分配以相同的子带集合但不同的正交码。作为另一示例，多个子带集合可以被分配给相同小区的多个扇区，且簇内的不同小区可以被分配以不同的正交码。
对于带有多个天线的扇区的系统，能以多种方式为来自多个天线的导频传输获得正交性。在一实施例中，每个小区被分配以一个子带集合，且小区内的每个天线被分配以不同的正交码。如果每个扇区包括两个天线，则每个扇区可以被分配以一对正交码，如图4B示出。在另一实施例中，小区的多个扇区被分配以不同的正交码，且每个扇区的多个天线被分配以不同的子带集合。相同的子带集合可以用于相同小区的所有扇区，且分配以相同子带集合的天线被分配以不同的正交码。例如，对于3-扇区小区，每个扇区包括两个天线，可以将两个子带集合(例如集合1和2)分配给每个小区的两个天线，且三个扇区可以被分配以正交码A、B和C。小区的一个扇区可以被分配以子带集合/正交码对1-A和2-A，第二扇区可以被分配以1-B和2-B，且第三扇区可以被分配以1-C和2-C。
4.扰码
扰码可以用于随机化导频干扰并能对基站进行身份标识。不同的扰码可以被分配给每个扇区、每个小区或每个簇。扰码可以是伪随机数(PN)序列或一些其他唯一序列。扰码可以被应用到频域内的导频(例如在正交码覆盖前)，如以下所述。扰码还可以被应用到时域内(例如在OFDM处理后)，在此情况扰码速率不应大于OFDM码率以保留频率正交性。互补处理然后由终端实现以恢复导频。基站和终端处的扰码和去扰码处理如下描述。
图5示出示例系统布局500，其中不同的扰码被分配给每个7-小区簇。布局内的每个簇用粗实线绘出。一个示例簇用七个阴影小区示出。对于该实施例，每个簇内的七个小区被分配以不同的子带集合(被标记为1到7)，且每个小区内的三个扇区被分配以不同的正交码(被标为A、B和C)。来自布局内的每个扇区的导频传输可以被标识为(1)分配给扇区所属的小区的子带集合，(2)分配给扇区的正交码，以及(3)分配给扇区所属的簇的扰码。其他具有不同子带、正交码以及扰码分配的系统布局还可以被研发，且这在本发明范围内。
如图5示出，给定扇区内的终端只会接收到来自其他被分配以相同子带集合和相同正交码的扇区的导频干扰。例如，被标记为1-A的扇区内的终端只会接收到来自布局内标记为1-A的其他扇区的导频干扰。
每个扰码Si(n)是唯一码码片的序列，其中n是序列的码片索引。在一实施例中，每个扰码码片是形式为si(n)+ji(n)的复数值，其中si(n)和i(n)每个取值可以为1或-1。在其他实施例中，扰码可以以一些其他方式被定义，且码码片值或为实数或为复数。
扰码可以以多种方式实现，取决于无线信道的特性。一般，信道应在每个扰码码片被应用的整个持续时间上基本恒定。信道基本恒定的时间间隔被称为相干时间且可以用τ表示。正交码的长度表示为Tw，其中对于表格3内示出的4码片Walsh序列Tw＝4·Tsym。
对于第一扰码方案，如果信道的相干时间远远大于正交码长度(即τ＞＞Tw)，则扰码可以在多个正交序列上被应用。特别是，每个扰码码片可以被应用到长度为Tw的一个正交序列上。相同的扰码码片可以应用到用于导频传输的K个子带的每个上。对于表格3示出的示例Walsh序列，每个扰码码片被应用到四个Walsh码码片，所述码片应用于在四个连续OFDM码元时段内发送的四个导频码元。
对于第一扰码方案，为了恢复来自特定扇区的导频，终端可以使用分配给该扇区的正交码和扰码实现正交码去覆盖然后是扰码去扰码。终端还可以在扰码序列的所有或部分上实现相干积分以恢复导频并区分“共信道”扇区(即被分配以相同子带集合但不同正交码和/或扰码的扇区)。相干积分过程指多个复数值码元以考虑其相位信息的方式组合的过程。
对于第二扰码方案，如果信道的相干时间很短，使得终端能在单个正交序列(或一个Walsh码元)上实现相干积分，则每个扰码码片可以被应用到一个正交码片。相同或不同的扰码码片可以用于K个导频子带。例如，对于表格3内示出的示例4码片Walsh序列，扰码可以用4-K长度定义。第一K个扰码码片可以用于第一Walsh码码片的K个导频子带，下一K个扰码码片可以用于第二Walsh码码片的K个导频子带，接着K个扰码码片可以用于第三Walsh码码片的K个导频子带，最后K个扰码码片可以用于第四和最后Walsh码码片的K个导频子带。
对于两种第二扰码方案，相同的扰码序列可以由所有要获得时间正交性的基站使用。扰码提供导频干扰随机化。由于相同扰码序列由多个基站使用，每个基站可以由其分配的正交码标识，可能是扰码以及其分配的导频子带集合。
对于扰码方案，为了恢复导频，终端可以为每个导频子带导出导频估计，如下所述。接收机然后可以(1)基于所有K个导频子带的导频估计获得多个导频和数据子带的每个的信道响应估计，以及(2)获得接收到导频功率估计，这是所有K个导频子带的导频估计幅度的平方和。终端对导频进行的处理如下详细描述。
II.导频传输方案
导频可以由基站在下行链路上以各种方式发送以方便导频检测和信道估计。导频检测可以用于方便系统同步(频率和定时获取)、硬切换以及软切换。信道估计可以用于方便相干数据解调。表格4列出多载波通信系统的四个示例导频传输方案
表格4
| 系统定时 | 导频结构 | |
| TDM脉冲 | 连续 | |
| 同步 | 同步脉冲导频传输方案：导频在系统内由所有扇区相同指定时间间隔内发送。 | 同步连续导频传输方案：每个扇区连续地在基于系统定时指定的子带集合上发送其导频。 |
| 异步 | 异步脉冲导频传输方案：导频由扇区在基于其单独定时确定的时间间隔内由扇区发送。 | 异步连续导频传输方案：每个扇区连续地在基于其定时指定的子带集合上发送其导频。 |
对于脉冲导频结构，每个扇区在指定时间间隔或时隙(而不是连续地)以脉冲形式发送其导频。每个扇区可以以时分多路复用(TDM)方式发送导频和数据。对于连续导频结构，每个扇区连续在其被分配的导频子带集合上发送其导频。每个扇区可以在不指定用于导频传输的剩余可用子带上发送数据。
对于同步系统，系统内所有小区的所有扇区的定时被同步(例如基于GPS时间或一些其他公共的定时资源)。对于异步系统，每个小区的所有扇区定时可以被同步，但系统内不同小区的定时不同步。
对于同步脉冲导频传输方案，系统内扇区和小区是同步的，且在相同指定时隙内以脉冲发送其导频。对于该方案，所有扇区同时发送其导频，但导频通过使用导频子带和/或正交码的隔开的集合而正交化。数据不是在导频传输时段期间被发送。终端能为不同扇区获得更高质量的信道估计，因为从数据传输没有接收到任何干扰。而且，给定扇区的信道估计可以进一步通过对消来自在相同导频子带的集上由其他扇区发送的导频的干扰而得到改善，其中使用了如下描述的干扰对消技术。
图6A示出同步脉冲导频传输方案的来自多个扇区的导频的传输。对于该方案，扇区在特定持续时间的脉冲Tpilot内在隔开的子带集合上发送其导频，脉冲间特定时间间隔为Tint。如图6A内指出，扇区的定时是同步的，使得导频脉冲大致在其传输时间处对其。每个扇区可以在导频脉冲间的时间间隔内所有可用子带内发送数据。(为了简洁，频率和时间在图6A和图6B内不是按比例绘出)。
对于同步连续导频传输方案，系统内的扇区和小区是同步的，且每个扇区连续地在指定导频子带集合上发送其导频。对于该方案，来自不同扇区的导频可以进一步通过使用不同正交码而正交。对于每个扇区，数据不在导频传输指定的子带集合上发送。
图6B示出同步连续导频传输方案中来自多个扇区的导频传输。对于该方案，扇区连续在隔开的子带集合上发送其导频。每个扇区可以在不是指定用于导频传输的其他子带上发送数据。如图6B示出，扇区的定时是同步的。
对于异步脉冲导频传输方案，系统内的扇区在指定时隙内以脉冲发送其导频，且使用隔开的导频子带集合。每个小区内的扇区可以进一步通过使用不同正交码正交化其导频。然而，由于小区未经同步，来自不同小区的导频可以在不同时间处到达终端，终端需要实现对这些导频脉冲的搜索。而且，由于小区未经同步，来自一个小区内扇区的数据传输可能与来自其他小区的扇区的导频传输干扰，反之亦然。
对于异步连续导频传输方案，系统内的扇区和小区不是同步的，且每个扇区连续地在指定导频子带集合上发送其导频。同样，每个小区内的扇区可以通过使用不同正交码正交化其导频。由于小区未经同步，终端会需要确定恢复的每个扇区的时序。
对于同步脉冲导频传输方案，每个扇区的导频经历来自同信道干扰的最小恶化，即来自被分配以相同导频子带和正交码的其他扇区的干扰。对于同步连续导频传输方案，每个扇区的导频经历同信道干扰引起的恶化，所述干扰是由于相邻扇区在该导频子带上的数据传输引起的。对于异步脉冲/连续导频传输方案，每个扇区的导频经历来自同信道干扰引起的恶化，所述干扰是由于非同步OFDM码元定时引起的数据传输加载波间干扰引起的，其中载波间干扰在无多路径情况下不存在。
对于这些导频传输方案的每个在终端处的接收机处理在以下详细描述。
不管选用的导频传输方案，导频子带可以以各种方式被分配给扇区。在一实施例中，分配给每个扇区进行导频传输的子带集合是固定的。在另一实施例中，每个扇区在不同时隙处在不同子带集合上发送其导频。该实施例可以允许终端获得更好的扇区的信道估计。
III.系统
图7示出多载波通信系统100内基站110x和终端120x的实施例框图。为了简洁，基站110x为一个扇区实现处理并包括一个天线。
在下行链路上，在基站110x处，发射(TX)数据处理器714从数据源712接收话务数据并从控制器730接收信令和其他数据。TX数据处理器714对数据格式化、编码、交叉并调制(即码元映射)以提供数据调制码元或仅数据码元。调制器(MOD)720接收并用导频码元多路复用这些数据码元，实现要求的处理，并提供OFDM码元流。调制器720的处理如下描述。发射机单元(TMTR)722然后处理OFDM码元流以提供下行链路信号，它们随后从天线724发送到终端。
在终端120x处，多个基站为多个扇区发送的下行链路信号由天线752接收。接收到的信号经接收机单元(RCVR)754处理(例如放大、滤波、频率下变频并数字化)以提供采样。解调器(DEMOD)760然后以与调制器720实现互补的方式处理采样以为恢复的扇区提供导频强度估计以及数据码元估计。接收(RX)数据处理器762进一步处理(例如码元去映射、去交叉以及解码)数据码元估计以提供解码后数据，这些数据然后被提供给数据宿764进行存储和/或提供给控制器770进行进一步处理。
上行链路的处理可能与下行链路的处理相同或不同。数据和信令由TX数据处理器784处理(例如编码、交叉和调制)以提供数据码元，所述码元与导频码元多路复用并进一步由调制器790处理以提供发射码元。调制器790可以实现OFDM处理、CDMA处理等，这取决于用于上行链路的特定调制技术。发射机单元792进一步处理发射码元以生成上行链路信号，所述信号然后从天线752被发送。
在基站110x处，来自终端的上行链路信号由天线724接收，且接收到的信号由接收机单元738处理以提供采样。采样进一步由解调器740处理以提供数据码元估计，所述估计进一步由RX数据处理器742处理以提供被恢复的每个终端的解码后数据。解码后数据可以被提供给数据宿744以存储和/或提供给控制器730以进一步处理。
控制器730和770控制在基站和终端处相应的各种处理单元操作。存储器单元732和772存储分别由控制器730和770使用的数据和程序代码。
1.基站导频处理
图8示出调制器720的实施例的框图。在该实施例中，导频传输发生在被分配给第i个扇区的K个导频子带集合上。导频码元用Nw码片的Walsh码Wi(n)覆盖并用分配给第i个扇区的扰码Si(n)扰码。
一般，相同的导频码元可以用于所有导频子带或不同导频码元可以用于不同导频子带。导频码元是基于特定调制方案导出的调制码元(所述方案诸如BPSK、QPSK或M-QAM)，即对应调制方案的信号星座图内一点的复数值。而且，相同的导频码元可以被所有扇区使用，或不同导频码元可以由不同扇区使用。在一实施例中，为系统内M个可用子带定义特定的M个导频码元集合。每个扇区使用的导频码元取决于分配给该扇区的导频子带集合。无论如何，系统内终端有系统内扇区使用的导频码元的先验知识。
在调制器720内，由第i个扇区发送的导频码元pi(n)被提供给多路分解器(Demux)812并被多路分解为K个导频子带的K个导频码元子流。对于每个OFDM码元时段，相同的导频码元可以在所有K个导频子带上发射，或者K个导频码元集合可以在K个导频子带上发送。在任何情况下，K个导频码元子流的每个被提供给相应TX导频子带处理器820，该处理器为其分配的导频子带处理导频码元。
在每个TX导频子带处理器820内，被分配的第k个导频子带的导频码元pi，k(n)被提供给复数乘法器822并乘以第k个导频子带的扰码分段Si，k(n)。扰码能以各种方式实现。例如，扰码可以使得每个扰码码片被应用到(1)K个导频子带的每个的整个Walsh序列Wi(n)(对于上述的第一扰码方案)，(2)在一个导频子带中的一个Walsh码码片(对于上述的第二扰码方案)，(3)所有K个导频子带的一个Walsh码码片，或(4)Walsh码码片和导频子带的一些其他的组合。
K个TX导频子带处理器820a到820k使用的扰码码片的K个分段可以相同或不同，这取决于实现的特定扰码方案。对于第一扰码方案，相同的扰码序列用于K个导频子带的每个，且每个扰码码片被应用到Nw个连续导频码元，这是通过在Nw个连续OFDM码元周期上维持扰码码片不变实现的。对于第二扰码方案，扰码序列Si(n)被分成K个扰码分段(例如如上对于第二扰码方案描述)，K个导频子带的每个一个分段。每个扰码码片然后被应用到一个导频子带的一个导频码元。
来自乘法器822的扰码后导频码元然后被提供给乘法器824并用Walsh码Wi(n)覆盖。该覆盖是通过将要在Nw个连续OFDM码元时段内发送的Nw个扰码导频码元乘以Walsh码Wi(n)的Nw个码片相乘实现的，其中对于表格3内示出的示例Walsh码，Nw＝4。覆盖的导频码元然后由乘法器826用增益Gpilot进行比例缩放，这确定了用于导频传输的发射功率量。一般，每个扇区或每个天线的总发射功率Ptotal受到例如规范要求和/或功放限制的约束。该总发射功率Ptotal的部分为导频传输分配，且剩余的功率可以用于数据传输。用于导频传输的功率量Ppilot的选择可以使得加速扇区内终端的导频检测/获取，同时最小化其他扇区对数据传输的导频干扰。导频功率Ppilot可以是固定或变化的，且增益Gpilot基于导频功率Ppilot确定。来自K个TX导频子带处理器820a到820k的处理后导频码元然后被提供给MxN切换器848。
对于要用于数据传输的多达(M-K)个子带，要由第i个扇区发送的数据码元di(n)被提供给多路分解器832并被多路分解为多达(M-K)个数据码元子流。每个数据码元还是基于特定调制方案导出的调制码元(所述方案诸如BPSK、QPSK或M-QAM)。相同或不同的调制方案可以用于导频或数据码元。每个数据码元子流被提供给相应的TX数据子带处理器840，所述处理器为分配的数据子带处理数据码元。每个处理器840可以实现Walsh覆盖、扰码、比例缩放、一些其他处理或不作任何处理。来自(M-K)个数据子带处理器840a到840q的处理后数据码元也被提供给切换器848。
切换器848对来自K个TX导频子带处理器820的处理后导频码元以及来自(M-K)个TX数据子带处理器840的处理后数据码元排序，使得这些码元被提供给其指定的导频和数据子带。切换器848还向每个未使用的子带提供为零的信号值。对于每个OFDM码元时段，切换器848反快速傅立叶逆变化(IFFT)单元850提供N个总子带的N个输出码元集合(包括处理后导频和数据码元以及零)。
在IFFT单元850内，每个OFDM码元时段的N个码元使用快速傅立叶逆变换被转换到时域以获得包括N个时域采样的“变换”后码元。为了消除频率选择性衰减引起的码元间干扰(ISI)，每个变换后码元的部分由循环前缀发生器852重复以形成对应的OFDM码元，这包括N+Cp个采样，其中Cp是重复的采样数。重复的部分通常被称为循环前缀。OFDM码元时段对应一个OFDM码元的持续时间。循环前缀发生器852为在一个天线上传输提供OFDM码元流。
如果扇区备有多个天线，则可以对每个天线实现如图8所示的相同的导频处理。特别是，每个天线的导频码元用Walsh码覆盖，用扰码扰码，且被多路复用到分配给该天线的K个导频子带集合上。取决于实现的特定导频传输方案，可以分配给多个天线相同或不同的Walsh码，可以对天线使用相同或不同的扰码，且可以为天线使用相同或不同的子带集合。数据码元可以根据STTD或Alamouti方案处理以在多个天线上传输，如在前述的美国临时专利申请序列号60/421309内描述的。
2.终端导频处理
图9A示出解调器760a的实施例框图，该解调器可以用于如上所述的同步脉冲导频传输方案，其中扇区在指定时隙内以脉冲发送其导频。对于每个导频脉冲，解调器760a可以实现处理以恢复自多个扇区发射的导频。
在解调器760a内，接收到的OFDM码元被提供给循环前缀去除单元912，它去除了附于每个OFDM码元上的循环前缀以获得对应的接收到变换后码元。FFT单元914然后将每个接收到转换后码元转换到频域以获得N个总子带的N个接收到码元。NxM切换器916向K个RX导频子带处理器920aa到920ak的相应集合918提供每个K个导频子带集合的接收到码元，其中对集合内的每个导频子带有一个处理器920。对于同步脉冲导频传输方案，在隔开子带集合上从多个扇区接收导频。RX导频子带处理器集合然后可以用于为要恢复的每个扇区实现导频处理。由于多个扇区(例如来自不同小区或簇)可以在相同子带集合上用不同正交码发送，多个RX导频子带处理器集合还可以用于处理给定导频子带集合。为了简洁，在图9A内为每个导频子带集合只示出一个RX导频子带处理器集合。
终端的导频处理与扇区实现的导频处理互补，且进一步取决于信道的特性。为了改善导频检测性能并更好地区别不同扇区发送的导频，期望能在尽可能多的OFDM码元时段以及尽可能多的导频子带上实现相干积分。然而，在时域和频域内实现的相干积分的量分别取决于信道的相干时间和相干带宽。特别是，相干积分的持续时间(即在其上可以实现相干积分的OFDM码元数)应小于信道的相干时间(即信道基本恒定的持续时间)。而且，包括可以被相干地添加的子带的频率范围应小于信道的相干带宽。相干带宽是在其内信道基本恒定的频带，且与信道的延时扩展相关。
图9A内示出的导频处理在单个Walsh码元时段和单个导频子带上实现相干积分。为了简洁，给定扇区i的导频处理如下描述。在用于扇区i的每个RX导频子带处理器920内，被分配的第k个导频子带的接收到码元rk(n)被提供给乘法器922，且乘以该扇区i的Walsh码Wi(n)。去覆盖的码元然后被提供给复数乘法器924并乘以扰码码片的复数共轭Si，k *(n)，它由扇区i用于在第n个OFDM码元时段内的第k个子带。去扰码实现的方式与扇区i实现的扰码互补。对于第一扰码方案，每个扰码码片通过维持扰码码片在Nw个连续OFDM码元时段上恒定而被应用于Nw个连续去覆盖码元。对于第二扰码方案，一个扰码分段用于K个导频子带的每个，且每个扰码码片在一个导频子带内被应用于来自乘法器922的一个去覆盖码元。来自乘法器924的去扰码码元然后被提供给复数乘法器926并乘以导频码元的复数共轭pi，k *(n)，该导频码元在第n个OFDM码元周期内由扇区I在第k个子带上发送。来自乘法器926的输出然后由累加器(ACC)928在每个Walsh码元时段上累加以提供该Walsh码元时段的导频估计
乘法器922、924和926以OFDM码元速率操作(即1/Tsym)。累加器928以OFDM码元速率实现累加，但为每个Walsh码元时段提供导频估计并在每个Walsh码元时段的开始被清除。滤波器930和单元932以Walsh码元速率操作(即1/Tw，或对于4码片Walsh序列为1/4Tsym)。
来自累加器928的导频估计
还可以进一步由滤波器930滤波以向扇区i提供第k个导频子带的信道的估计
滤波器930可以用累加器、有限脉冲响应(FIR)滤波器、无限脉冲响应(IIR)滤波器或一些其他类型滤波器实现。单元932计算来自累加器928的导频估计
的平方幅度以为扇区i分配的第k个子带提供导频强度估计
对于导频传输的每个OFDM码元时段，求和器934接收扇区i的所有K个导频子带的导频强度估计
并对其求和以获得该OFDM码元时段的导频强度估计
累加器938然后累加部分或全部导频传输间隙上的导频强度估计
以为扇区i提供最终导频强度估计
例如，累加器938可以在整个导频脉冲上实现累加。累加器928实现相干积分而累加器938实现非相干积分。
如果无线信道的相干时间允许，相干积分还可以在多个Walsh码元时段上实现。在该情况下，多个Walsh码元时段的导频估计可以被累加(例如通过累加器928)，且产生的估计可以被提供给滤波器930和932。如果无线信道的相干带宽允许，相干积分还可以在多个导频子带上实现(例如一些或所有K个导频子带)。在该情况下，可以为多导频子带累加、幅度平方来自累加器928的导频估计(例如通过另一图9内未示出的累加器)并提供给求和器934。包括导频子带的频率范围应小于无线信道相干带宽，其中在该频率范围上实现相干积分。可以实现频域内的相干积分以获得改善的导频强度估计，但一般为单个子带获得信道估计。如果无线信道的相干时间和相干带宽允许，相干积分还可以在多个Walsh码元时段和多个导频子带上实现，以提供改善的导频强度估计。
上述的导频处理提供了扇区i的K个导频子带的信道估计。扇区i的剩余M-K个子带的信道估计可以基于扇区i的K个导频子带的信道估计(例如通过内插)而获得。对基于K个子带的信道估计的所有M个子带估计信道估计的技术在美国专利申请序列号60/422362以及60/427896内描述，前者题为“ChannelEstimation for OFDM Communication Systems”，提交于2002年10月29号，后者题为“Reduced Complexity Channel Estimation for WirelessCommunications Systems”，提交于2002年11月19日，两者被转让给本发明的受让人并在此包括作为参考。信号估计可以用于数据解调以及其他用途。
扇区i的M个可用子带的全部或一子集的信道估计可以用于为从扇区i接收到的数据传输实现相干数据解调。还可以为系统内的多个扇区获得信道估计。对于每个扇区，导频处理用该扇区使用的Walsh序列Wi(n)，扰码Si(n)以及导频码元pi(n)实现。
上述的导频处理还提供了扇区i的导频强度估计。导频强度估计可以为系统内的多个扇区获得。多个扇区的导频强度估计可以用于确定接收数据传输的最佳扇区，以从一个扇区切换到另一扇区(例如对于移动终端)以及可能其他用途。
对于同步脉冲导频传输方案，解调器760a只在导频由扇区发送的时间间隙内实现导频处理。一个或多个扇区的信道估计可以用于在导频脉冲间的时段内实现从一个或多个扇区接收到的数据传输的相干数据解调。
图9A示出示例导频处理技术，该技术可以由终端实现。还可以使用其他导频处理技术，且这在本发明范围内。为了简洁，在图9A内只示出了解调器760a的导频处理。数据处理可以由解调器760a以如下描述的方式实现。
图9B示出解调器760b的实施例框图，这可以用于上述的同步连续导频传输方案，其中每个扇区连续在其指定导频子带集合内发送导频，且在剩余的子带上发送数据。在以下描述中，解调器760b恢复由给定扇区i发送的导频和数据。
在解调器760b内，接收到的OFDM码元由循环前缀去除单元912和FFT单元914以上述方式处理。切换器916然后向K个RX导频子带处理器920a到920k提供K个导频子带的接收到码元，并向M-K个导频干扰对消器940a到940q提供M-K个剩余子带接收到的码元。
每个RX导频子带处理器920以图9A描述的方式为扇区i实现一个导频子带的导频处理。然而，由于扇区i的导频子带可以由其他扇区用作数据子带，相干积分可以在更长的时间间隙上实现(例如多个Walsh码元时段)以对消由于其他扇区的数据码元引起的干扰，以获得更准确的导频估计
相干积分时隙由信道相干时间决定，且应该小于该相干时间。
在每个RX导频子带处理器920内，乘法器922、924和926以OFDM码元速率操作(即1/Tsym)且实现与扇区i的Walsh序列Wi(n)、扰码Si(n)和导频码元pi(n)的乘法。累加器928以OFDM码元速率操作并在一个或(最好)多个Walsh码元时段上累加来自乘法器926的输出以为每个累加间隙提供导频估计
滤波器930以累加速率操作并过滤导频估计
以提供扇区i的k个子带的信道估计
所有K个导频子带的信道估计可以进一步被处理(例如内插)以获得数据子带的信道估计，如上所述。单元932、加法器934和累加器938以累加速率操作并为扇区i提供导频强度估计
对于连续导频传输方案，解调器760b可以在通信对话期间在所有时间实现导频处理。扇区i的信道估计可以用于实现在来自扇区i的数据子带上接收到的数据传输的相干数据解调。数据处理可以如下实现。
为了简洁，只有一个K个RX导频子带处理器920的集合和一个M-K个导频干扰对消器940的集合在图9B内示出。解调器760b还可以用多个RX导频子带处理器集合和多个M-K导频干扰对消器集合实现，以进发地处理来自多个扇区的导频和数据传输。
解调器760a和760b还可以用于为上述的异步脉冲/连续导频传输方案实现导频处理。如果扇区是异步的，则终端会需要确定要恢复的每个扇区的定时。这可以通过使用滑动(sliding)相关器获得，这类似于CDMA系统所用的。然后，每个扇区的处理可以根据该扇区的定时实现。特别是FFT操作、Walsh序列Wi(n)的去覆盖以及用扰码Si(n)的去扰码都根据要恢复的扇区的定时实现。而且，相干积分可以在更长的时间段上实现(例如多个Walsh码元时段)以对消由于其他扇区发送的数据码元引起的干扰，使得为要恢复的扇区获得更准确的导频估计
对于异步脉冲导频传输方案，每个扇区的导频处理可以如下实现(1)在当导频由扇区发送时的时间间隙内实现，和(2)基于该扇区的定时实现。对于异步连续导频传输方案，每个扇区的导频处理可以基于该扇区的定时在所有时间实现。
3.终端导频干扰对消
如上所述，来自系统内扇区的导频传输可以使得给定扇区i的导频传输使用的子带还可以用于其他扇区的导频传输。对于该扇区i，来自其导频子带上的其他扇区的导频传输表示一干扰，所述干扰如果有效地被对消，能改善该扇区i的信道估计和导频强度估计。而且，扇区i用于数据传输的子带还可以用于其他扇区的导频传输(例如对于连续导频传输方案)。对于该扇区i，在其数据子带上来自其他扇区的导频传输表示一干扰，所述干扰如果有效地被抵消会改善数据性能。
例如，终端可以从扇区1接收数据传输，扇区1的导频在子带集合1上发送(例如对于表格2和图2B内示出的示例OFDM系统的子带10、20、30、…500)。该终端还知道其他扇区发送的导频。这些导频的一些不会在子带集合1上被发送，例如相邻扇区2可能在子带集合2(例如子带11、21、31…501)上发送导频。一般扇区1使用几乎所有不在子带集合1内的可用子带向其覆盖区域内的终端发送数据。因此，集合2内的子带(可以由扇区2用于导频传输)可以由扇区1用作数据子带。扇区2使用的集合2内的子带上的导频传输会成为扇区1对这些相同子带上数据传输的干扰。
终端一般知道扇区2在子带集合2上的导频传输。因此，终端可以估计从在集合2内子带来自扇区2的导频干扰。导频干扰估计可以通过以下方式获得(1)估计从扇区2到集合2内的每个子带的终端的信道，(2)以如扇区2实现的相同方式为集合2内的每个子带生成处理后(即经扰码和覆盖)的导频码元，以及(3)用信道估计对这些处理后的导频码元进行比例缩放。扇区2的集合2内每个子带的导频干扰估计然后从相同子带的接收到码元中减去以获得该子带的导频对消后码元。
一般，可以在任意用于一个扇区进行下行链路导频或数据传输还用于另一扇区的下行链路的导频传输时，实现导频干扰对消，其中所述导频是终端已知的。一般，终端会知道另一扇区发送的导频，因为该信息用于方便扇区间的终端辅助切换。终端一般测量从其当前服务扇区接收到的导频功率以及从其他是切换候选的临近扇区接收到的导频。导频功率测量然后可以由终端用于请求切换到更好服务的扇区。
导频干扰对消可以为导频子带实现以获得更高质量的导频估计，由于来自其他扇区对该导频造成的干扰已被去除。例如，对于同步脉冲导频传输方案，所有扇区同时发送其导频，在该情况下，可以实现导频干扰对消以获得选定扇区的改善后的信道估计。导频干扰对消还可以为数据子带实现以获得更高质量的数据码元估计，其中已经去除了来自其他扇区导频对该导频的干扰。为了简洁，以下为数据子带描述导频干扰抵消。
回到图9B，(M-K)数据子带的每个的接收到码元被提供给相应的导频干扰对消器940。每个对消器940估计终端从每个干扰扇区接收到的导频估计，所述干扰被指定要被对消。每个对消器940然后(1)为所有指定干扰扇区获得总导频干扰估计，以及(2)对消来自接收到码元的总导频干扰估计，以为分配的数据子带提供导频对消后码元。
图10示出导频干扰对消器940x的实施例框图，这可以用于图9的导频干扰对消器940a到940q的每个。导频干扰对消在频域内快速傅立叶变换之后实现。对消器940x为一个数据子带实现导频干扰对消。
在导频干扰对消器940x内，对被分配的子带的接收到码元被提供给L个导频干扰估计器1020a到1020l，其中L可以是任何零或更大的整数。每个估计器1020估计在分配的第k个子带上来自被分配的第j个干扰扇区的导频干扰，并将为其分配的子带和扇区提供给导频干扰估计
在每个估计器1020内，被分配的第k个子带的接收到码元rk(n)被提供给乘法器1022并乘以第j个干扰扇区使用的Walsh码Wj(n)。乘法器1022的输出然后由复数乘法器1024乘以扰码码片的复数共轭Si，k *(n)，所述扰码由第j个干扰扇区用于第k个子带。来自乘法器1024的去扰码后码元然后由乘法器1026乘以导频码元的复数共轭pi，k *(n)，所述码元由第j个干扰扇区在第k个子带上发送。
来自乘法器1026的输出然后由累加器1028在每个Walsh码元时段上累加以为该Walsh码元时段内的第k个子带提供导频估计
来自累加器1028的导频估计进一步由滤波器1030滤波以为第k个子带提供第j个干扰扇区的信道估计
滤波器1030可以用累加器、FIR滤波器或IIR滤波器实现。滤波器1030的响应(例如累加持续时间)可以取决于信道衰减的速率。
为了为第j个干扰扇区导出导频干扰估计
第j个扇区使用的导频码元pi，k(n)(1)由乘法器1034乘以扰码码片Si，k(n)，(2)由乘法器1036用Walsh码Wj(n)覆盖，以及(3)由乘法器1038乘以信道估计
来自所有被分配的估计器1020的导频干扰估计然后由求和器1042求和以获得第k个子带的总导频干扰估计
总导频干扰估计
然后由求和器1044从接收到的码元rk(n)中减去以获得第k个子带的导频对消后码元。
回到图9，M-K个数据子带的来自导频干扰对消器940a到940q的导频对消后码元被分别提供给M-K个RX数据子带处理器980a到980q。每个处理器980为分配的数据子带处理导频对消后码元，其处理方式与图8内处理器840实现的互补。每个处理器980还可以通过计算导频对消后的码元与分配的数据子带的信道估计的点积实现相干数据解调，以提供数据码元估计
它们是在该子带上发送的数据码元的估计。恢复的第i个扇区的数据子带的信道估计可以基于为导频子带获得的信道估计而导出(例如使用内插)。
多路复用器990然后接收来自RX数据子带处理器980a到980q的数据码元并对其进行多路复用，以提供恢复的第i个扇区的数据码元估计
上述导频干扰对消技术可以直接扩展到终端处的多个接收天线情况。在该情况下，可以为从每个终端天线获得的接收到信号实现相同的导频处理。每个天线的导频对消后码元还可以进一步用信道估计进行相干解调以提供该天线的数据码元估计。来自所有天线的数据码元估计然后经加权并组合以提供最终数据码元估计，所述码元估计然后被解码。
上述的导频传输和导频干扰对消技术可以由各种方式实现。例如，接入点处的导频传输处理和终端处的导频检测和导频干扰对消处理能以硬件、软件或其组合内实现。对于硬件实现，用于为传输/接收处理导频以及用于导频干扰对消的元件可以在以下元件内实现：一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器和其他用于实现上述功能的电子单元内或其组合。
对于软件实现，导频传输/接收以及导频干扰对消处理可以在实现在此描述的功能的模块内实现(例如过程，函数等)。软件代码可以被存储在存储器单元内(例如图7内的存储器单元732和772)并由处理器执行(例如控制器730和770)。存储器单元可以实现在处理器内或处理器外部，在外部情况下，它可以通过本领域内已知的各种方式通信耦合到处理器。
标题在此被包括用于参考并用于帮助定位某些章节。这些标题不是用于限制标题下描述的概念，且这些概念可以应用到整个说明的其他章节。
本领域的技术人员还可以理解，这里揭示的结合这里描述的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块和算法步骤可以用电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。各种说明性的组件、方框、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计。技术人员可以认识到这些情况下硬件和软件的交互性，以及怎样最好地实现每个特定应用程序的所述功能。
上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不超出本发明的范围。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。
Claims (63)
1.一种在无线多载波通信系统内下行链路上发送导频的方法，其特征在于包括：
为在第一子带集合上的传输生成导频码元，其中所述第一子带集合用于第一发射实体的导频传输，并与用于第二发射实体的导频传输的第二子带集合隔开；
处理导频码元以获得带有导频码元的导频信号，所述导频码元包括在第一子带集合内；以及
从第一发射实体发送导频信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
用正交码处理导频码元以获得覆盖后的导频码元，且其中所述覆盖后导频码元进一步被处理以获得导频信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
用扰码处理导频码元以获得经扰码后的导频码元，且其中扰码后导频码元经进一步处理以获得导频信号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一集合内的子带在可由第一发射实体进行导频和数据传输的多个子带上均匀分布。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，导频信号从第一和第二发射实体以脉冲发送。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，导频信号从第一和第二发射实体以同步时序发送。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多载波通信系统实现正交频分复用(OFDM)。
8.无线多载波通信系统内的装置，其特征在于包括：
用于生成在第一子带集合上传输的导频码元的装置，其中所述第一子带集合用于第一发射实体的导频传输，且与第二发射实体的导频传输使用的第二子带集合隔开；
用于处理导频码元以获得带有导频码元的导频信号的装置，所述导频码元包括在第一子带集合内；以及
从第一发射实体发送导频信号的装置。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于还包括：
用正交码处理导频码元以获得覆盖后的导频码元的装置，且其中所述覆盖后导频码元进一步被处理以获得导频信号。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于还包括：
用扰码处理导频码元以获得经扰码后的导频码元的装置，且其中所述扰码后导频码元经进一步处理以获得导频信号。
11.无线多载波通信系统内的基站，其特征在于包括：
至少一个导频处理器，用于接收并处理被指定用于第一子带集合上传输的导频码元，其中所述第一子带集合用于由基站进行的导频传输，且与系统内另一基站进行的导频传输所使用的第二子带集合隔开；
转换单元，用于导出时域采样，所述采样带有包括在所述第一子带集合内的覆盖后导频码元；以及
发射机单元，用于处理所述时域采样以获得在下行链路上传输的导频信号。
12.一种计算机可读介质，用于在无线多载波通信系统内的下行链路上发送导频，所述计算机可读介质包括指令，所述指令在被处理器执行时会使得所述处理器执行以下步骤：
生成导频码元以在第一子带集合上从第一发射实体发送，所述第一子带集合与由第二发射实体进行导频传输所使用的第二子带集合隔开；以及
处理所述导频码元以获得时域采样，所述采样具有包括在所述第一子带集合内的导频码元。
13.一种处理在无线多载波通信系统内通过下行链路接收到导频的方法，其特征在于包括：
在第一子带集合上从第一发射实体接收第一导频信号，其中所述第一子带集合用于由第一发射实体进行的导频传输，且所述第一子带集合与由第二发射实体进行的导频传输所使用的第二子带集合隔开；以及处理所述第一导频信号以便为第一集合内的每个子带获得导频估计。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于还包括：
基于所述子带的导频估计为所述第一集合内的每个子带导出信道估计。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于还包括：
基于第一集合内子带的信道估计为至少一个不在所述第一集合内的子带导出信道估计。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于还包括：
基于所述第一子带集合的导频估计为所述第一导频信号导出信号强度估计。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于还包括：
在所述第二子带集合上从所述第二发射实体接收第二导频信号；以及处理所述第二导频信号以便为所述第二集合内的每个子带获得导频估计。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于还包括：
基于子带的导频估计为所述第二集合内的每个子带导出信号估计。
19.无线多载波通信系统内的装置，其特征在于包括：
在第一子带集合上从第一发射实体接收第一导频信号的装置，其中所述第一子带集合用于由第一发射实体进行的导频传输，且所述第一子带集合与由第二发射实体进行的导频传输所使用的第二子带集合隔开；以及
用于处理第一导频信号以便为所述第一集合内每个子带获得导频估计的装置。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于还包括：
基于所述子带的导频估计为所述第一集合内的每个子带导出信道估计的装置。
21.如权利要求19所述的装置，其特征在于还包括：
在所述第二子带集合上从所述第二发射实体接收第二导频信号的装置；以及处理所述第二导频信号以便为所述第二集合内的每个子带获得导频估计的装置。
22.无线多载波通信系统内的终端，其特征在于包括：
接收机单元，用于处理在第一子带集合上接收到的导频信号，其中所述第一子带集合用于由第一发射实体进行的导频传输，且所述第一子带集合与由第二发射实体进行的导频传输所使用的第二子带集合隔开；以及至少一个导频处理器，用于处理所述导频信号以便为第一集合内的每个子带获得导频估计。
23.用于处理在无线多载波通信系统内通过下行链路接收到的导频的计算机可读介质，所述计算机可读介质包括指令，所述指令当被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：
在第一子带集合上从第一发射实体接收第一导频信号，其中所述第一子带集合用于由第一发射实体进行的导频传输，且所述第一集合与由第二发射实体进行的导频传输所使用的第二子带集合隔开：以及
处理所述第一导频信号以便为所述第一集合内的每个子带获得导频估计。
24.一种在无线多载波通信系统内发送导频的方法，其特征在于包括：
生成导频码元，用于在由第一发射实体进行导频传输的第一子带集合上发送；
用第一码处理导频码元以获得覆盖的导频码元，其中所述第一码与第二发射实体进行导频传输所使用的第二码正交；
处理所述覆盖的导频码元以获得导频信号，所述导频信号带有包括在所述第一子带集合内的导频码元；以及
从所述第一发射实体发射所述导频信号。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第一码是Walsh码。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第一码被应用于所述第一集合内的每个子带。
27.如权利要求24所述的方法，其特征在于还包括：
用扰码处理所述覆盖后的导频码元以获得扰码后的导频码元，且其中所述扰码后的导频码元进一步经处理以获得导频信号。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述扰码是伪随机(PN)码。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一码包括Nw个码片，且其中所述扰码的每个码片都被应用到Nw个导频码元。
30.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述扰码被分成多个扰码分段，对于第一集合内的每个子带有一个扰码分段，且其中所述第一集合内每个子带的导频码元和该子带的扰码分段相乘。
31.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述扰码的每个码片被应用于一个导频码元。
32.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第一集合内的子带在第一发射实体用于导频和数据传输的多个子带上均匀分布。
33.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第一集合内的每一对相邻子带包括一频率范围，该范围小于或等于系统内无线信道的相干带宽。
34.如权利要求24所述的方法，其特征在于，从所述第一发射实体发送的导频码元不同于从所述第二发射实体发送的导频码元。
35.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述第一集合子带与由第三发射实体进行导频传输所使用的第二子带集合隔开。
36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，导频信号从所述第一和第二发射实体以脉冲发送。
37.如权利要求35所述的方法，其特征在于，导频信号连续地从所述第一和第二发射实体发送。
38.如权利要求24所述的方法，其特征在于，导频信号从所述第一和第二发射实体以同步时序发送。
39.如权利要求24所述的方法，其特征在于，导频信号从所述第一和第二发射实体以异步时序发送。
40.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述多载波通信系统实现正交频分复用(OFDM)。
41.无线多载波通信系统内的装置，其特征在于包括：
生成用于在第一发射实体进行导频传输所使用的子带集合上发送的导频码元的装置；
用第一码对导频码元进行处理以获得覆盖后的导频码元的装置，其中所述第一码与第二发射实体进行导频传输所使用的第二码正交；
用于处理所述覆盖导频码元，以获得带有包括在子带集合内的导频码元的导频信号的装置；以及
从所述第一发射实体发送导频信号的装置。
42.如权利要求41所述的装置，其特征在于还包括：
用扰码处理导频码元以获得扰码后导频码元的装置，且其中扰码后导频码元经处理以获得导频信号。
43.无线多载波通信系统内的基站，其特征在于包括：
至少一个导频处理器，用于接收导频码元并用第一码对其进行处理以获得覆盖后的导频码元，其中所述导频码元被指定用于在由基站进行导频传输所使用的子带集合上传输，且其中所述第一码与由系统内另一基站进行导频传输所使用的第二码正交；
转换单元，用于导出时域采样，所述样本带有包括在所述子带集合内的覆盖后导频码元；以及
发射机单元，用于处理时域采样以获得在无线链路上传输的导频信号。
44.一种计算机可读介质，用于在无线多载波通信系统内发送导频，所述计算机可读介质包括指令，所述指令当由处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：
生成用于在第一发射实体进行导频传输所使用的第一子带集合上发送的导频码元；
用第一码处理所述导频码元以获得覆盖后导频码元，其中第一码与第二发射实体进行导频传输所使用的第二码正交；以及
处理覆盖后的导频码元以获得导频信号，所述导频信号带有包括在所述第一子带集合内的导频码元。
45.一种处理在无线多载波通信系统内通过无线链路接收到导频的方法，其特征在于包括：
在第一发射实体进行导频传输所使用的第一子带集合上接收第一导频信号；
用第一码处理第一导频信号以便为第一发射实体获得去覆盖后码元，其中所述第一码用于由所述第一发射实体进行的导频传输，且与由第二发射实体进行的导频传输所使用的第二码正交；以及
为第一发射实体处理去覆盖码元以便为所述第一集合内的每个子带获得导频估计。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于还包括：
基于所述子带的导频估计为所述第一集合内的每个子带导出信道估计。
47.如权利要求46所述的方法，其特征在于还包括：
基于所述第一集合内的子带的信道估计，为不在所述第一集合内的至少一个子带导出信道估计。
48.如权利要求45所述的方法，其特征在于还包括：
基于所述第一集合内的子带的导频估计，导出所述第一导频信号的信号强度估计。
49.如权利要求45所述的方法，其特征在于还包括：
用所述第一发射实体的去扰码来处理所述第一发射实体的去覆盖码元。
50.如权利要求45所述的方法，其特征在于还包括：
在所述第二发射实体进行导频传输所使用的第二子带集合上接收第二导频信号；
用所述第二码处理第二导频信号以获得所述第二发射实体的去覆盖码元；以及
为所述第二发射实体处理去覆盖码元以便为所述第二集合内的每个子带获得导频估计。
51.无线多载波通信系统内的装置，其特征在于包括：
在由第一发射实体进行导频传输所使用的子带集合上接收导频信号的装置；
用第一码处理导频信号以获得去覆盖码元的装置，其中所述第一码用于由所述第一发射实体进行的导频传输，且与由第二发射实体进行导频传输所使用的第二码正交；以及
处理去覆盖码元以便为所述集合内的每个子带获得导频估计的装置。
52.无线多载波通信系统内的终端，其特征在于包括：
接收机单元，用于处理在第一发射实体进行导频传输所使用的子带集合上接收到的导频信号；以及
至少一个导频处理器，用于用第一码处理导频信号以获得去覆盖码元，并处理所述去覆盖码元以便为所述集合内的每个子带获得导频估计，其中所述第一码用于由第一发射实体进行的导频传输，并与由第二发射实体进行导频传输所使用的第二码正交。
53.一计算机可读介质，用于处理在无线多载波通信系统内通过无线链路接收到的导频，所述计算机可读介质包括指令，所述指令当由处理器执行时使得所述处理器执行以下步骤：
在第一发射实体进行导频传输所使用的第一子带集合上接收第一导频信号；
用第一码处理所述第一导频信号以便为第一发射实体获得去覆盖码元，其中所述第一码用于由所述第一发射实体进行的导频传输，且与第二发射实体进行导频传输所使用的第二码正交；以及
处理第一发射实体的去覆盖码元以便为第一集合内的每个子带获得导频估计。
54.一种在无线多载波通信系统内的接收机处对消导频干扰的方法，其特征在于包括：
为多个子带获得接收到的码元，其中所述接收到的码元包括从第一发射实体接收到的期望码元以及从第二发射实体接收到的导频码元；
基于接收码元为所述第二发射实体导出导频码元估计，其中所述导频码元估计是在多个子带上从所述第二发射实体接收到的导频码元的估计；以及
从所述接收到的码元中减去所述第二发射实体的导频码元估计以获得导频对消后的码元。
55.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述导出和减去步骤对于多个子带的每一个分开执行。
56.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述导出包括：
获得所述第二发射实体的信道估计，其中所述导频码元估计使用信道估计导出。
57.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述第一发射实体的期望码元是导频码元。
58.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述第一发射实体的期望码元是数据码元。
59.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述导出包括：
将多个子带的每一个的导频码元和一正交码相乘以获得子带的覆盖后导频码元，其中所述正交码由所述第二发射实体用于导频传输；以及
将多个子带的每一个的覆盖后导频码元和子带的信道估计相乘以获得所述子带的导频码元估计。
60.如权利要求59所述的方法，其特征在于，所述导出还包括：
将多个子带的每一个的导频码元和来自扰码的码片相乘以获得所述子带的扰码后导频码元，且其中扰码后导频码元和正交码相乘以获得覆盖后的导频码元。
61.如权利要求54所述的方法，其特征在于，所述接收到的码元还包括从第三发射实体接收到的导频码元，所述方法还包括：
基于所述接收到的码元导出第三发射实体的导频码元；以及
从接收到的码元中减去所述第三发射实体的导频码元估计以获得导频对消后的码元。
62.无线多载波通信系统内的装置，其特征在于包括：
获得多个子带的接收到的码元的装置，其中所述接收到的码元包括从第一发射实体接收到的期望码元以及从第二发射实体接收到的导频码元；
基于接收到的码元导出所述第二发射实体的导频码元估计的装置，其中所述导频码元估计是在多个子带上从所述第二发射实体接收到的导频码元的估计；以及
从接收到的码元中减去所述第二发射实体的导频码元估计以获得导频对消后的码元的装置。
63.无线多载波通信系统内的终端，其特征在于包括：
至少一个导频干扰估计器，用于处理多个子带的接收到的码元以获得所述多个子带的导频码元估计，其中所述接收到的码元包括从第一发射实体接收到的期望码元以及从第二发射实体接收到的导频码元，且其中所述导频码元估计是在多个子带上从所述第二发射实体接收到的导频码元的估计；以及
加法器，用于从接收到的码元中减去所述导频码元估计以获得导频对消后的码元。
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