CN101291306A - 兼容WiMAX的***导频设计方法及基于该导频的信道估计方法 - Google Patents
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Abstract
一种兼容微波存取全球互通WiMAX***的演进***的导频设计方法，将WiMAX***的前导码作为公共导频，专用导频按用户***，不同的用户按照设定的***比例***专用导频。及提出一种在此导频方式下的信道估计方法，首先每个接收机在具有公共导频或专用导频的子载波位置利用导频进行信道估计；在那些既有公共导频，又有专用导频的位置利用估计结果测算出从公共导频到专用导频这段时间上信道的预测规律；对每两个预测值位置之间的子载波利用这两个预测值的规律进行预测，得到用户区这部分子载波的信道估计；或根据该预测规律，在只有公共导频子载波位置上，预测用户区的信道估计值；利用预测的信道估计值和得到的估计结果，插值得到其它子载波信道估计值。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种基于同频兼容IEEE802.16e(WiMAX，微波存取全球互通)的无线***的公共导频和专用导频的设计方法及基于该导频的信道估计方法。
背景技术
基于平滑演进以及运营商的需求，必然涉及在现有***上发展出更先进的新无线通信***的问题，这一问题体现在同频兼容原有***的新***设计。图1所示是一个兼容WiMAX***的帧结构示意图。现有***通常是在帧头放置Preamble(前导码)，而在每个OFDM符号中***专用导频。这样的设计往往不能够适应现代***的需求：对于高速移动用户导频不够，导致接收机性能下降，而对于固定或者低速移动用户，导频开销显得过多，不能发挥出***的频谱效率。此外，目前的Preamble(前导码)只提供cell IDinformation(小区标识信息)，有点浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种导频***方法，解决现有导频***方法对资源利用的效率较低，不能满足用户需求的问题。
一种兼容微波存取全球互通WiMAX***的演进***的导频设计方法，其特征在于：将WiMAX***的前导码作为公共导频，专用导频按用户***，不同的用户按照设定的***比例***专用导频。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：根据用户的无线传输条件或需要设定专用导频的***比例。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：移动速度快或噪声干扰大的用户其专用导频***比例大于移动速度慢或噪声干扰小的用户。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：在传输距离小于1km或固定点对点传输时，不***专用导频。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：在用户移动速度大于60km/h时，***专用导频的比例为1/7或1/8或1/10。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：在用户移动速度大于120km/h时，***专用导频的比例为1/4或1/3或1/2。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述***为多天线时，所述多个天线的公共导频被重新设计，彼此正交。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种在上述导频***方式下的信道估计方法。
一种信道估计方法，包含如下步骤：
(a)每个接收机在具有公共导频的子载波位置利用公共导频进行信道估计，并存储信道估计的结果；
(b)每个接收机在各自用户区具有专用导频的子载波位置利用专用导频进行信道估计，并存储信道估计结果；
(c)在那些既有公共导频，又有专用导频的位置利用步骤(a)，(b)中的信道估计结果测算出从公共导频到专用导频这段时间上信道的预测规律；根据该预测规律，在只有公共导频而没有专用导频的子载波位置上，预测用户区的子载波的信道估计值；利用上述预测的子载波信道估计值和所存储的信道估计结果，对用户区其它子载波的信道进行插值。
一种信道估计方法，包含如下步骤：
(a)每个接收机在具有公共导频的子载波位置利用公共导频进行信道估计，并存储信道估计的结果；
(b)每个接收机在各自用户区具有专用导频的子载波位置利用专用导频进行信道估计，并存储信道估计结果；
(c)在那些既有公共导频，又有专用导频的位置利用步骤(a)，(b)中的信道估计结果测算出从公共导频到专用导频这段时间上信道的预测规律；对每两个预测值位置之间的子载波利用这两个预测值的规律进行预测，得到用户区这部分子载波的信道估计。
本发明采用前导码作为公共导频，按用户***专用导频，达到较佳的传输效果，且提出一种利用公共导频和用户专用导频共同完成信道估计的方法，本发明具有下述优势(1)没有新增公共导频开销；(2)以用户为单位进行专用导频的***，对无线信道的适应会更准确；(3)增强了信道估计的鲁棒性。
附图说明
图1是IMT-Adv兼容WiMAX的帧结构示意图；
图2是本发明单天线和多天线的公共导频-Preamble的图样示意图；
图3是本发明信道估计方法流程图；
图4是本发明专用导频和公共导频结合进行信道估计的示意图。
具体实施方式
本发明的特点是利用原有***的前导码作为公共导频，而专用导频按照用户***。不同的用户根据其传输环境和需要进行专用导频的***，辅之以公共导频，达到最有效的传输效果。
本发明利用原有***(即WiMAX***)的Preamble(前导码)作为公共导频。然后在帧结构的后面部分不同的用户时频资源区，进行不同比例的专用导频***，这种专用导频仍然用于信道估计。显然在WiMAX占用的频谱中，公共导频即Preamble是全带宽的，因而其信道估计的效果好。而在用户区，导频则只占用部分带宽，但是，用户区的导频密度可根据该用户的无线传输条件选择安排导频的比例，在比较静态的环境中，可以***较少的导频，甚至可以不用专用导频；而在快速移动环境中或者干扰较大时，可以选择***较多的导频。无线传输条件可以根据CQI(信道质量指示)来衡量，也可以根据由导频计算得到的接收SNR来衡量，方法较多，这里不局限于上述参数。
从性能最优的角度来说，例如近距离(＜1km)，固定点对点的传输可以不用***专用导频，而对于低速移动的用户(＜60km/h)，可以采用较小的比例***专用导频譬如，均匀***的比例是1/7，1/8，1/10等；对于较高速移动(＞120km/h)的用户，可采用较大的比例掺入专用导频(譬如1/4，1/3，1/2等)。本发明所述的***比例不限于上述的给出的实例。
基于上述导频进行信道估计，单天线情况下，首先每个用户都可以利用Preamble进行信道估计，而每个用户区中则是根据自己的专用导频进行信道估计，由于专用导频是***式的导频，需要进行频率域的插值，这时可以利用公共导频估计的(相对比较准确的)信道进行时频二维插值，以提高信道估计的质量。
本发明信道估计方法详细步骤如图3所示：
步骤310：每个接收机先用公共导频进行(全频段的)信道估计，并存储信道估计的结果；
步骤320：每个接收机在各自的用户区利用专用导频进行信道估计，并存储信道估计结果；
步骤330：插值，得到无导频的子载波的信道估计值，具体方法如下：
(1)在那些既有公共导频，又有专用导频的位置测算出从公共导频到专用导频这段时间上信道的预测规律；
(2)在那些只有公共导频而没有专用导频的子载波上，预测用户区的信道；
具体预测的方法较多，这里给出一种简单的方法说明，参照图4。若预测模型是Hded＝αHpub，利用位置1，3处公共导频和专用导频的信道估计结果，(可用最小二乘)可以得到α的值。然后再利用前面的预测模型即可得到位置2的用户信道。本发明预测方法不限定于此。后面的预测方法类似理解。
(3)利用上述预测的子载波信道估计值和步骤310，步骤320得到的各子载波信道估计的结果，对用户区其它子载波的信道进行插值，获得其他子载波的信道估计值。
在本发明另一实施例中，步骤310，320同上，步骤330中的插值方法如下：(1)在那些既有公共导频，又有专用导频的位置测算出从公共导频到专用导频这段时间上信道的预测规律；
(2)对每两个预测值位置之间的子载波利用这两个预测值的规律进行预测，得到用户区这部分子载波的信道估计；从而完成插值过程。
多天线情况下，信道估计的处理方法相同。只是公共导频被专门进行了设计，不同天线上的公共导频彼此之间应该保持正交。多天线的一个示例如图2所示，共有两个天线，其公共导频彼此正交。
实例一
图4所示是利用本发明方法进行信道估计的示意图，如果公共导频按照1，3，5，...的子载波位置排列，而专用导频则是按照1，5，9，13，...的子载波的位置安排，那么，在奇数位置可以得到信道由公共导频到用户专用导频时间段的预测(在1，5，9才有用户专用导频)，从而利用该预测预测出偶数位置的用户区的信道。利用刚刚获得的位置1～8的估计结果插值补出其它位置的信道。
本发明用这种公共导频和用户专用导频共同完成信道估计的优势在于：(1)没有新增公共导频开销；(2)以用户为单位进行专用导频的***，对无线信道的适应会更准确；(3)增强了信道估计的鲁棒性。
Claims (9)
1、一种兼容微波存取全球互通WiMAX***的演进***的导频设计方法，其特征在于：将WiMAX***的前导码作为公共导频，专用导频按用户***，不同的用户按照设定的***比例***专用导频。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：根据用户的无线传输条件或需要设定专用导频的***比例。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于：移动速度快或噪声干扰大的用户其专用导频***比例大于移动速度慢或噪声干扰小的用户。
4、如权利要求2所述的方法，其特征在于：在传输距离小于1km或固定点对点传输时，不***专用导频。
5、如权利要求2所述的方法，其特征在于：在用户移动速度大于60km/h时，***专用导频的比例为1/7或1/8或1/10。
6、如权利要求2所述的方法，其特征在于：在用户移动速度大于120km/h时，***专用导频的比例为1/4或1/3或1/2。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述***为多天线时，所述多个天线的公共导频被重新设计，彼此正交。
8、一种信道估计方法，包含如下步骤：
(a)每个接收机在具有公共导频的子载波位置利用公共导频进行信道估计，并存储信道估计的结果；
(b)每个接收机在各自用户区具有专用导频的子载波位置利用专用导频进行信道估计，并存储信道估计结果；
(c)在那些既有公共导频，又有专用导频的位置利用步骤(a)，(b)中的信道估计结果测算出从公共导频到专用导频这段时间上信道的预测规律；根据该预测规律，在只有公共导频而没有专用导频的子载波位置上，预测用户区的子载波的信道估计值；利用上述预测的子载波信道估计值和所存储的信道估计结果，对用户区其它子载波的信道进行插值。
9、一种信道估计方法，包含如下步骤：
(a)每个接收机在具有公共导频的子载波位置利用公共导频进行信道估计，并存储信道估计的结果；
(b)每个接收机在各自的用户区具有专用导频的子载波位置利用专用导频进行信道估计，并存储信道估计结果；
(c)在那些既有公共导频，又有专用导频的位置利用步骤(a)，(b)中的信道估计结果测算出从公共导频到专用导频这段时间上信道的预测规律；对每两个预测值位置之间的子载波利用这两个预测值的规律进行预测，得到用户区这部分子载波的信道估计。
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