CN101174866A - 基于正交频分复用的多发射天线***的导频信号发送方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于正交频分复用的多发射天线***的导频信号发送方法，将N个导频图案划分为M个导频图案组，将N个发射天线划分为M组；在初始时刻，发射机选定至少一个发射天线组，为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组，由所述被选定的发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号；每隔时间T，发射机重新选定至少一个发射天线组，重新为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组，由所述被选定的发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号。本发明解决了多发射天线的信号不平衡和调度复杂的问题，同时还兼顾多发射天线***的导频开销和***性能。

Description

基于正交频分复用的多发射天线***的导频信号发送方法

技术领域

本发明涉及多发射天线***，具体地涉及到基于正交频分复用技术的多天线***的导频信号发送方法。

背景技术

无线通信技术正在向宽带无线接入的方向发展。而为了实现无线传输的高效率、高速率和***的高容量，综合利用正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)技术是未来无线通信技术的选择。

与单发射天线相比，MIMO***下多发射天线***的导频开销与性能折中是一个不得不考虑的问题。为了兼顾多发射天线***的导频开销和***性能，不同发射天线的导频开销常常是不同的。

但是，多发射天线发送不同开销的导频信号具有如下弊端：

1.不同发射天线的信号质量不平衡。由于不同发射天线发送的导频信号开销不同，接收机对来自不同发射天线的信道估计质量不同(接收机对导频信号开销大的发射天线的信号的信道估计的也更准确些，)，相应地，来自不同发射天线的信号在解调后的差别更加显著，这对于MIMO***的链路稳定性、容量最大化是非常不利的；

2.接收机对来自不同发射天线的信道质量指示的质量不同，这增加了发射机利用信道质量指示进行调度的复杂度，不利于***的实现。

对于利用正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)技术的***，提出一种新的多天线的导频信号发放方法，解决上述问题的影响是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种增强的多发射天线***的导频信号发送方法，以解决了多发射天线的信号不平衡和调度复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于正交频分复用的多发射天线***的导频信号发送方法，所述多发射天线***的天线数量为N，采用N个导频图案，每个导频图案对应一种开销，共有M种导频图案的开销互不相同，所述方法包括如下步骤：

根据导频图案的开销，将N个导频图案划分为M个导频图案组，每个导频图案组包括开销相同的N/M个导频图案；相应的，将N个发射天线划分为M组，每组包括N/M个发射天线；

在初始时刻，发射机为每组发射天线分配一个导频图案组，每个天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案；其中至少有一个发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号；

每隔时间T，发射机重新为每个发射天线组分配导频图案组，每个天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案；其中至少有一个发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号。

其中，所述发射机重新为每个发射天线组分配导频图案组的步骤，包括：

每隔时间T，发射机重新为每个发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组。

其中，所述发射机重新为每个发射天线组分配导频图案组的步骤，包括：

每隔时间T，发射机依据接收的信道质量指示为每个发射天线组分配一个导频图案组。

其中，所述为每个发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组的步骤，包括：

设某天线组当前使用导频图案组m发送导频信号，则在下一个分配时刻，发射机为该组天线分配导频图案组[(m+p)Mod M]来发送导频信号，其中，m＝0，1，2，...M-1；p是一个大于0但小于M的整数。

其中，所述发射机通过如下步骤接收信道质量指示：

接收机接收来自导频发射机的导频信号，利用该导频信号进行信道质量测量，然后将信道质量指示发送给发射机。

其中，所述发射机依据接收的信道质量指示为每个发射天线组分配一个导频图案组的步骤，包括：

发射机为信道质量好的发射天线组分配开销小的导频图案组。

本发明进而提供一种基于正交频分复用的多发射天线***的导频信号发送方法，所述多发射天线***的天线数量为N，采用N个导频图案，每个导频图案对应一种开销，共有M种导频图案的开销互不相同，所述方法包括如下步骤：

根据导频图案的开销，将N个导频图案划分为M个导频图案组，每个导频图案组包括开销相同的N/M个导频图案；相应的，将N个发射天线划分为M组，每组包括N/M个发射天线；

在初始时刻，发射机从M个发射天线组中选定至少一个发射天线组，为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组，每个选定的发射天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案，由所述被选定的发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号；

每隔时间T，发射机重新从M个发射天线组中选定至少一个发射天线组，重新为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组，每个选定的发射天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案，由所述被选定的发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号。

其中，所述发射机重新为每个选定的发射天线组分配导频图案组的步骤，包括：

每隔时间T，发射机重新为每个选定的发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组。

其中，所述发射机重新为每个选定的发射天线组分配导频图案组的步骤，包括：

每隔时间T，发射机依据接收的信道质量指示为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组。

其中，所述为每个选定的发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组的步骤，包括：

设某个选定的天线组当前使用导频图案组m发送导频信号，则在下一个分配时刻，发射机为选定的该组天线分配导频图案组[(m+p)Mod M]来发送导频信号，其中，m＝0，1，2，...M-1；p是一个大于0但小于M的整数。

其中，所述发射机通过如下步骤接收信道质量指示：

接收机接收来自导频发射机的导频信号，利用该导频信号进行信道质量测量，然后将信道质量指示发送给发射机。

其中，所述发射机依据接收的信道质量指示为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组的步骤，包括：

发射机为信道质量好的发射天线组分配开销小的导频图案组。

采用本发明提供的方法，在没有增加额外的导频开销的情况下，即有效的解决了多发射天线的信号不平衡和调度复杂的问题，同时还兼顾多发射天线***的导频开销和***性能。

附图说明

图1是一种多天线***发送导频信号的示意图。

图2是根据本发明的第一实施例提出的多天线***发送导频信号的示意图(开环方式)。

图3是根据本发明的第一实施例的一个多天线***发送导频信号的流程图(闭环方式)。

具体实施方式

第一实施例：

本实施例针对N(N＞＝2)发射天线***提出一种导频信号发送方法，适用于不同发射天线发送的导频信号开销不同的情况。为不失一般性，N个发射天线分别用天线1，天线2...和天线N。每个发射天线按照一种已知的导频图案发送导频信号，而每种导频图案对应一种开销。共有M种导频图案的开销互不不同(N/M通常是个整数)。本发明提出的导频发送方法可以描述为：

依据导频图案的开销，划分N个导频图案为M个导频图案组，每个导频图案组包括N/M个导频图案，这些导频图案的开销都相同；相应地，划分N个发射天线为M组，每组包括N/M个发射天线。

在初始时刻(t＝0)，发射机为每组发射天线分配一个导频图案组。天线组内的每个发射天线选用一个导频图案组内的一个导频图案发送导频信号。

每隔时间T(T为导频图案分配的周期，它可以是一个或者多个发送时间间隔)，发射机重新为每个发射天线组分配导频图案组。每个发射天线选用一个导频图案组内的一个导频图案发送导频信号。发射机可以按照如下两种方式之一为每个发射天线组分配导频图案组：

开环方式：每隔时间T，发射机重新为每个发射天线组分配一个与目前导频图案组不同的导频图案组。比如，设某天线组目前使用导频图案组m发送导频信号(m＝0，1，2，...M-1)，则在下一个时刻，发射机分配导频图案组：[(m+P)Mod M]为该天线组。这里P是一个大于0但小于M的整数。

闭环方式：每隔时间T，发射机依据接收的信道质量指示为每个发射天线组分配一导频图案组(接收机接收来自导频发射机的导频信号，利用该导频信号进行信道质量测量，然后把信道质量指示发送给发射机)。比如：发射机可以为信道质量好的发射天线组分配开销小的导频图案组。信道质量越好，分配的导频图案组可以越小。

为便于深刻理解本发明，下面以附图1所示的帧结构为例，给出一些包含本发明的实施例。

图1给出了一种基于OFDM技术的多发射天线的导频信号发送示意图(天线1发送的导频符号在图中用有横线阴影的矩形框表示；天线2发送的导频符号在图中用有竖线阴影的矩形框表示；天线3发送的导频符号在图中用有右斜划线阴影的矩形框表示；天线4发送的导频符号在图中用有左斜划线阴影的矩形框表示)。在该示意图中，一个发送时间间隔(TTI)包括两个子帧，每个子帧包括6个或者7个OFDM符号(示意图是7个OFDM符号)，导频符号位于子帧的两个OFDM符号中(第一个OFDM符号和倒数第三个OFDM符号，下面分别称为第一导频符号和第二导频符号)。天线1/2发送的导频信号在开销是天线3/4发送的导频信号开销的两倍。

该图同时也给出了四种导频图案，设有横线阴影的矩形框表示导频图案1；有竖线阴影的矩形框表示导频图案2；有右斜划线阴影的矩形框表示导频图案3；有左斜划线阴影的矩形框表示导频图案4，从该图可以看出，导频图案1和导频图案2具有相同的开销；导频图案3和导频图案4具有相同的开销。并且，导频图案1/2的时域密度是导频图案3/4的时域密度的两倍，相应的，导频图1/2的开销也是导频图案3/4开销的2倍。

应用本发明提出的方法，依据导频图案的开销，4个导频图案被划分为2个导频图案组，每个导频图案组包括2个导频图案，这些导频图案的开销都相同；相应地，划分4个发射天线为2组，每组包括2个发射天线。为不失一般性，设发射天线1/2为一个天线组；发射天线3/4为一个天线组。设导频图案的持续时间为一个TTI，附图2给出了一个本发明提出的多天线***发送导频信号的示意图(开环方式)，其中，天线1发送的导频符号在图中用有横线阴影的矩形框表示；天线2发送的导频符号在图中用有竖线阴影的矩形框表示；天线3发送的导频符号在图中用有右斜划线阴影的矩形框表示；天线4发送的导频符号在图中用有左斜划线阴影的矩形框表示。从该图可以看出，在奇数TTI，天线组1采用导频图案组1发送导频信号，天线组2采用导频图案组2发送导频信号；在偶数TTI，天线组1采用导频图案组2发送导频信号，天线组2采用导频图案组1发送导频信号。需要说明的是，在该示意图中，所有的奇数(或者偶数)TTI，天线组中的发射天线总是固定的采用相同导频图案发送导频信号，实际上，该发射天线也可以采用不同的导频图案发送导频信号，只要开销相同即可。这两种情况，都被本发明的专利范围所涵盖。

图3给出了包含本发明一个多天线***发送导频信号的流程图(闭环方式)：

步骤301发射天线与导频图案初始分组，初始分组：依据导频图案的开销，划分N个导频图案为M个导频图案组，每个导频图案组包括N/M个导频图案，这些导频图案的开销都相同；相应地，划分N个发射天线为M组，每组包括N/M个发射天线。

步骤302导频图案初始分配：在初始时刻(t＝0)，导频信号发射机为每组发射天线分配一个导频图案组。天线组内的每个发射天线选用一个导频图案组内的一个导频图案发送导频信号。

步骤303信道质量测量与反馈：接收机接收到发射机发送的导频信号，利用该信号进行信道质量测量，然后把信道质量指示反馈给发射机。

步骤304发射天线重新分组：发射机根据信道质量指示的好坏对发射天线进行排序，然后按照排序的发射天线顺序把发射天线分为M组，每组包括N/M个发射天线。

步骤305导频图案重新分配：每隔时间T(T导频图案分配的周期)，发射机重新为每个发射天线组分配导频图案组，信道质量指示较好的组分配开销较小的导频图案。

步骤306导频信号发送：发射天线按照分配好的导频图案发送导频信号。

重复执行步骤303-306。

第二实施例：

参考上述第一实施例的说明，下面再提供本发明的第二实施例。

本发明的第二实施例提供了一种增强的多发射天线***的导频信号发送方法，所述多发射天线***的天线数量为N，采用N个导频图案，每个导频图案对应一种开销，共有M种导频图案的开销互不相同，所述方法包括如下步骤：

根据导频图案的开销，将N个导频图案划分为M个导频图案组，每个导频图案组包括开销相同的N/M个导频图案；相应的，将N个发射天线划分为M组，每组包括N/M个发射天线；

在初始时刻，发射机为每组发射天线分配一个导频图案组，每个天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案；其中至少有一个发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号；

每隔时间T，发射机重新为每个发射天线组分配导频图案组，每个天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案；其中至少有一个发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号。

同样，发射机可以按照如下开环和闭环两种方式为每个发射天线组分配导频图案组：

开环方式：每隔时间T，发射机重新为每个发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组。

闭环方式：每隔时间T，发射机依据接收的信道质量指示为每个发射天线组分配一个导频图案组。

具体的分配实例可参照上述第一实施例的说明，在此不再赘述。

第二实施例与第一实施例的主要区别在于：无论是初始时刻，还是以后再次分配的时刻，在为每个发射天线组分配导频图案后，第二实施例不再要求每个发射天线组都按照分配的导频图案发射导频信号，而是选定其中至少一个发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号，其他未选定的发射天线组可以按照分配的导频图案发送导频信号，也可以不发送导频信号。

第三实施例：

参考上述第一、第二实施例，下面再提供本发明的第三实施例。

本发明的第三实施例提供一种增强的多发射天线***的导频信号发送方法，所述多发射天线***的天线数量为N，采用N个导频图案，每个导频图案对应一种开销，共有M种导频图案的开销互不相同，所述方法包括如下步骤：

根据导频图案的开销，将N个导频图案划分为M个导频图案组，每个导频图案组包括开销相同的N/M个导频图案；相应的，将N个发射天线划分为M组，每组包括N/M个发射天线；

在初始时刻，发射机从M个发射天线组中选定至少一个发射天线组，为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组，每个选定的发射天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案，由所述被选定的发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号；

每隔时间T，发射机重新从M个发射天线组中选定至少一个发射天线组，重新为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组，每个选定的发射天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案，由所述被选定的发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号。

同样，发射机可以按照如下开环和闭环两种方式为每个选定的发射天线组分配导频图案组：

开环方式：每隔时间T，发射机重新为每个选定的发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组。

闭环方式：每隔时间T，发射机依据接收的信道质量指示为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组。

具体的分配实例可参照上述第一实施例的说明，在此不再赘述。

第三实施例与第二实施例的主要区别在于：第三实施例不再事先为每个发射天线组分配导频图案，然后再选定用于发射导频信号的发射天线组，而是首先选定用于发射导频信号的发射天线组，然后仅针对选定的发射天线组分配导频图案。这进一步提高了效率。

Claims (12)

1.一种基于正交频分复用的多发射天线***的导频信号发送方法，所述多发射天线***的天线数量为N，采用N个导频图案，每个导频图案对应一种开销，共有M种导频图案的开销互不相同，所述方法包括如下步骤：

根据导频图案的开销，将N个导频图案划分为M个导频图案组，每个导频图案组包括开销相同的N/M个导频图案；相应的，将N个发射天线划分为M组，每组包括N/M个发射天线；

在初始时刻，发射机为每组发射天线分配一个导频图案组，每个天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案；其中至少有一个发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号；

每隔时间T，发射机重新为每个发射天线组分配导频图案组，每个天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案；其中至少有一个发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述发射机重新为每个发射天线组分配导频图案组的步骤，包括：

每隔时间T，发射机重新为每个发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述发射机重新为每个发射天线组分配导频图案组的步骤，包括：

每隔时间T，发射机依据接收的信道质量指示为每个发射天线组分配一个导频图案组。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述为每个发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组的步骤，包括：

设某天线组当前使用导频图案组m发送导频信号，则在下一个分配时刻，发射机为该组天线分配导频图案组[(m+p)Mod M]来发送导频信号，其中，m＝0，1，2，...M-1；p是一个大于0但小于M的整数。

5.如权利要求3所述的方法，其中，所述发射机通过如下步骤接收信道质量指示：

接收机接收来自导频发射机的导频信号，利用该导频信号进行信道质量测量，然后将信道质量指示发送给发射机。

6.如权利要求3所述的方法，其中，所述发射机依据接收的信道质量指示为每个发射天线组分配一个导频图案组的步骤，包括：

发射机为信道质量好的发射天线组分配开销小的导频图案组。

7.一种基于正交频分复用的多发射天线***的导频信号发送方法，所述多发射天线***的天线数量为N，采用N个导频图案，每个导频图案对应一种开销，共有M种导频图案的开销互不相同，所述方法包括如下步骤：

根据导频图案的开销，将N个导频图案划分为M个导频图案组，每个导频图案组包括开销相同的N/M个导频图案；相应的，将N个发射天线划分为M组，每组包括N/M个发射天线；

在初始时刻，发射机从M个发射天线组中选定至少一个发射天线组，为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组，每个选定的发射天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案，由所述被选定的发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号；

每隔时间T，发射机重新从M个发射天线组中选定至少一个发射天线组，重新为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组，每个选定的发射天线组内的每个发射天线选用该被分配的导频图案组内的一个导频图案，由所述被选定的发射天线组按照分配的导频图案发送导频信号。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述发射机重新为每个选定的发射天线组分配导频图案组的步骤，包括：

每隔时间T，发射机重新为每个选定的发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述发射机重新为每个选定的发射天线组分配导频图案组的步骤，包括：

每隔时间T，发射机依据接收的信道质量指示为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组。

10.如权利要求8所述的方法，其中，所述为每个选定的发射天线组分配一个与当前导频图案组不同的导频图案组的步骤，包括：

设某个选定的天线组当前使用导频图案组m发送导频信号，则在下一个分配时刻，发射机为选定的该组天线分配导频图案组[(m+p)Mod M]来发送导频信号，其中，m＝0，1，2，...M-1；p是一个大于0但小于M的整数。

11.如权利要求9所述的方法，其中，所述发射机通过如下步骤接收信道质量指示：

接收机接收来自导频发射机的导频信号，利用该导频信号进行信道质量测量，然后将信道质量指示发送给发射机。

12.如权利要求9所述的方法，其中，所述发射机依据接收的信道质量指示为每个选定的发射天线组分配一个导频图案组的步骤，包括：

发射机为信道质量好的发射天线组分配开销小的导频图案组。

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