CN101822010B - 蜂窝正交频分复用***中的通用频率再用的导频设计 - Google Patents

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Abstract

提供了***和方法，用于在预期的源和接收器之间传送信息以最小化来自至少一个干扰源的同信道干扰。导频副载波和数据副载波可从预期的源和至少一个干扰源被广播。导频副载波可在基站中被共享，或在频率、时间或频率和时间两者上在基站中分布。另外，导频副载波的频率再用因数可以不同于数据副载波的频率再用因数。接收器接收对应于来自预期的源的预期的信号和来自至少一个干扰源的干扰信号的复合信号。对应于预期的信号的所接收到的信号的部分可被接收器根据导频副载波的广播而恢复。

Description

蜂窝正交频分复用***中的通用频率再用的导频设计
技术领域
以下总体上涉及在通信***中的预期的源和接收器之间传送信息，更特别地涉及频率再用和导频副载波的设计，以最小化在来自导致干扰的其他源的传送过程中的同信道干扰。
背景技术
有若干个增加无线网络吞吐量的常规技术。这些技术目的在于扩大能够通过网络被传送的信息的量，同时最小化传送过程中错误发生的概率。这些技术中的一个是频率再用，其需要在网络上使用相同的频率用于多个同时传送。多数的无线通信***被设计成实现频率再用为一(frequencyreuse of one)，其常被称为“通用”频率再用因数。频率再用为一意思是指网络中的每个小区的源或基站同时使用相同的频率集用于信息的传送。但是在无线***中，由于由相邻小区的源产生的同信道干扰，实现频率再用为一是个挑战。因此，单独的通信技术可被用于信息的传送以区分由每个小区中的源传送的信息。
用于减小同信道干扰的技术之一是正交频分复用(OFDM)。OFDM是使用大数目的密集副载波来传送信息的数字多载波调制方案，该密集副载波包括正交数据符号集。这些副载波典型地在频率上重叠，但是通过使用例如快速傅里叶变换之类的算法而被分离。每个副载波典型地用常规调制方案进行调制，例如正交幅度调制或幅度和相移键控，以使得数据率保持与单载波调制方案相近似。
传统的OFDM需要估计信道以确定源之间的同信道干扰。但是，为了确定源之间的干扰，人必须知道用于传送的信道的参数。这个必需的知识提出了蜂窝通信***的难题——频率再用为一的实现产生了同信道干扰，该同信道干扰使得更难以估计信道的参数，而使用例如OFDM的多载波调制方案去消除同信道干扰又需要知道信道的参数。
发明内容
因此，公开了***和方法，其用于在源和接收器之间传送信息以在最小化同信道干扰时最大化吞吐量。这些***和方法使得无线通信更可靠地发生，而不必浪费网络中的宝贵的吞吐量资源。
所公开的实施方式可被应用于任何适当的无线通信***中，例如包括多个装置或***的蜂窝***(例如，移动网络)或无线互联网***(例如，WiMAX网络)。使用蜂窝***作为例子，蜂窝***可包括多个源或基站，所述多个源可各自与在指派给该基站的区域中的接收器或移动台(例如蜂窝电话)进行通信。但是，当移动台被连接到蜂窝网络时，移动台可不仅从预期的源(例如，被指派覆盖移动台所处区域的基站)接收无线电信号，还可从一个或多个干扰源(例如，传送数据到其他移动台的相邻的或邻近的基站)接收无线电信号。因此，移动台可被配置为以不仅考虑预期的源的特征而且还考虑任何干扰源的特征的方式对所接收到的信号进行解码。
所预期的源和干扰源可针对称为“数据副载波”和“导频副载波”的数据序列和导频序列分别广播单独的信号。特定的基站可不使用一个或多个可用于传送导频模式或数据的副载波频率。这些频带可被称为“未用副载波”。数据序列可包括通过网络传送的信息，而导频序列可包括用于特定的传送区域的信道信息。导频和数据副载波可在不同的频带上被广播。为了为数据副载波保持频率再用为一同时避免同信道干扰，导频副载波和数据副载波可用不同的频率再用因数被广播。例如，数据副载波的频率再用可以是一，而导频副载波的频率再用可以是分数。这个传送方案折衷(compromise)了真正的通用频率再用，但允许有更好的信道估计的导频副载波的设计。
所预期的源和干扰源可用特定的设计广播导频副载波以最小化同信道干扰的影响。这个设计可包括在多个基站中分布导频副载波。这些导频副载波可以按照频率、时间或频率和时间被分布。这个设计还可包括在多个基站中共享导频副载波。这些导频副载波可包括正交序列。另外，导频副载波可包括伪噪声码序列。伪噪声码序列可被用作导频副载波的符号，或者伪噪声码序列可被应用于现存导频序列的每个符号。
移动台可接收信号，该信号对应于与预期的源有关的预期的信号和与干扰源有关的干扰信号。移动台可检测所接收到的信号中的导频副载波和数据副载波，并且估计与干扰源相关的信道信息。信道信息可允许移动台确定所接收到的信号中的哪个部分与干扰信号相对应。移动台可通过分析从干扰源接收到的导频副载波来作出这个确定。根据导频副载波的导频序列，移动台可确定与移动台和干扰源之间的物理空间相关的干扰信道增益(例如，增益的幅度和相位)。或者，移动台可以只计算干扰信道增益的大小信息，例如干扰信道增益的平均幅度平方或瞬时幅度平方。
移动台可使用所估计的信道信息来恢复所接收信号中与干扰信号相对应的部分。这个恢复可以是基于由预期的源和至少一个干扰源广播的导频副载波的设计的。恢复可以基于以下事实，即，数据副载波的频率再用和导频副载波的频率再用是不同的，导频副载波包括正交序列，以及/或导频副载波包括伪噪声码序列。例如，数据副载波的频率再用可以是1/P，导频副载波的频率再用可以是1/P*Q，其中P和Q是大于1的整数，1/P大于1/P*Q。
移动装置可能能够检测导频副载波是否被分布在频率、时间或频率和时间当中的至少一个中。另外，移动装置可能能够检测导频副载波是否在装置中被共享。这些功能中的每一个都可被移动装置的适当的信号处理和/或控制电路执行。如果导频副载波被在基站中共享并包括正交序列，则接收器可使用前向快速傅里叶变换来解调信号并恢复原始被传送的信息。
附图说明
基于以下详细描述的考虑，连同随附的图，本发明的以上和其他方面和优势将很明显，图中，同样的参考符号在所有图中指同样的部分，并且其中：
图1为说明性的蜂窝***的三个无线小区的图示；
图2为说明性的基站发射器的方框图；
图3为说明性的移动台接收器的方框图；
图4为在频率上分布导频副载波的说明性的方案的图示；
图5为在频率上分布导频副载波和在时间上位移该分布的说明性方案的图示；
图6为在时间上分布导频副载波的说明性方案的图示；
图7为在多个基站中共享导频副载波的说明性方案的图示；
图8示出了在预期的源和接收器之间传送信息以最小化来自干扰源的同信道干扰的说明性的过程的流程图；
图9为可利用所公开的技术的示范性的硬盘驱动器的方框图；
图10为可利用所公开的技术的示范性的数字多功能盘的方框图；
图11为可利用所公开的技术的示范性的蜂窝电话的方框图；
图12为可利用所公开的技术的示范性的机顶盒的方框图；以及
图13为可利用所公开的技术的示范性的媒体播放器的方框图。
具体实施方式
图1示出了说明性的蜂窝***100的简图。蜂窝***100可包括被互连以形成移动或蜂窝网络的多个基站。这些基站可包括基站122、142和162。这些基站中的每一个可被配置成与位于该基站的无线电通信范围内的特定的物理区域内的移动台进行通信。物理区域可被称为无线小区。特别地，基站122可与无线小区120中的移动台通信，基站142可与无线小区140中的移动台(例如，移动台144和146)进行通信，并且基站162可与无线小区160中的移动台(例如，移动台164)进行通信。在图1中，无线小区120、140和160被表示为六边形区域，但这个形状仅仅是说明性的。
移动台144、146和164可以是与移动网络的基站兼容的任何合适类型的蜂窝电话。例如，移动台144、146和164可以基于与基站122、142和162兼容的通信标准或协议进行操作。蜂窝***100的基站和移动台可以使用任何适当的常规蜂窝协议进行操作，例如全球移动通信***(“GSM”)标准，基于码分多址(“CDMA”)的标准，基于正交频分多址(“OFDMA”)的标准(例如WiMAX)，或使用非常规协议进行操作。
蜂窝***100中的基站和移动台可使用多种调制和编码方案中的任何一种使得通信可靠。例如，基站122、142和162可用基于正交频分复用(“OFDM”)的调制方案进行操作。适当的调制和编码方案的进一步的例子将在以下连同图2和图3一起进行详细讨论。为了向移动台通知基站所用的调制和编码，基站122、142和162可向至少它们各自的无线小区中的移动台广播控制序列。这个控制序列可以具有导频序列或导频模式的形式。除了编码和调制信息，控制序列还可包括任何其他适当的控制信息，移动台可使用该控制信息解释被基站发送的数据。例如，控制序列可包括关于以下的信息：数据帧如何被构造、每个帧中包括有多少符号、下一个数据块的预期的接收者(例如，移动台)。
基站122、142和162可传送导频模式或序列到其无线小区中的每个移动台以为每个移动台提供相位对准信息等等。导频模式可基于特定的伪噪声(“PN”)序列，并且每个基站可使用不同的PN序列。不同的PN序列可允许移动台(例如，移动台144)识别与所接收到的导频模式相关的基站。
基站122、142和162可将导频模式或序列和网络数据广播到无线电通信范围内的所有移动台。这使得每个基站不仅传送信息到该基站的无线小区中的任意移动台，还可传送信息到与该基站充分近的邻近无线小区中的移动台。例如，由于无线小区140中的移动台144与基站142的邻近，移动台144可主要接收来自基站142的信息。另一方面，移动台146可能能够不仅接收来自无线小区140中的基站142的信息，还可以接收来自邻近的无线小区160中的基站162的干扰信息。导频模式或序列和网络数据可在基站122、142和162的主要传送所承载的独立信号上被传送。这些独立的传送可被称为副载波。每个副载波可在不同的频带上被传送，或者它们可在重叠频带上被传送。如果基站142和162使用副载波频率进行操作而使得从这两个源接收的信号不容易被区分，则移动台146可受到有时被称为“小区间同信道干扰”(或简称“同信道干扰”或“干扰”)的效应的影响。
为了简单，移动台146所期待的(例如，来自基站142，或“预期的源”的)无线电信号有时候可被称为“预期的信号”，并且相应信道(例如，“预期的信道”)的信道增益有时候可被符号hk表示。来自邻近的移动台(例如，来自基站162，或“干扰源”)的无线电信号有时候可被称为“干扰信号”，并且相应信道(例如，“干扰信道”)的信道增益有时候可被符号gk表示。
在很多情况中，同信道干扰(例如，基站162对移动台146的影响)可以强于可在从基站到移动台的数据传送过程中发生的任何噪声。当移动台在两个无线小区边界附近时可能尤其如此。在常规的通信协议中，同信道干扰可通过使邻近的基站使用不同的频道广播网络数据来被避免。例如，如果蜂窝***100要使用这些常规协议中的一个进行操作，则移动网络可指派第一频道给基站122和无线小区120，指派第二频道给基站142和无线小区140，指派第三频道给基站162和无线小区160。通过使邻近的基站使用不同的频道，在特定的无线小区中的移动台可受到来自邻近无线小区中的基站的很小干扰到无干扰的影响。例如，在这种情况下，即使移动台146可能能够接收来自邻近的基站162的干扰信号，移动台146也可仅调谐到基站142的频道上以保证来自基站162的无线电信号实质上被排除掉。
在一些实施方式中，蜂窝***100的每个无线小区都可被进一步地分割成物理区域，有时候这些物理区域被称为扇区，当前的协议可为每个扇区指派不同的频道。无线小区可被分解为任何适当数目的扇区(例如，2-10个扇区)。例如，无线小区120可被分解为三个扇区：扇区130、扇区132和扇区134。同样地，无线小区140可被分解为扇区150、扇区152和扇区154，并且无线小区160可被分解为扇区170、174和176。在当前协议中，这些扇区中的每一个都可被移动网络指派不同或相同的频道。例如，移动网络可将无线小区120、140和160中的三个扇区的每一个指派到不同频道，使得没有邻近的扇区使用相同的频道。如同每个无线小区被指派了不同频率的以上的例子一样，这种情况也允许移动台将所接收到的信号解码而不考虑干扰的影响。
为邻近的基站或扇区指派不同的频带的通信技术可被称为频率再用。如以上所述，蜂窝***100可以使用三个不同频道以实现频率再用。这样的通信***可被称为具有1/3的频率再用。
虽然频率再用减小了干扰，但频率再用没有有效地利用可用于蜂窝***的带宽。也就是说，蜂窝***被指派了有限数量的带宽。每个基站仅使用可用带宽的一部分，每个基站所具有的频谱效率(以及因此所具有的最大数据率)远低于可能的频谱效率和可被实现的数据率。因此，如以下更加详细的描述，实施方式包括可实现更大的频率再用的技术。这些技术可被用于常规的通信协议例如OFDM。进一步地，提供了可对抗小区间同信道干扰的影响以使得不必要在邻近的无线小区或扇区内使用不同的频道的技术。
虽然本发明的一些实施方式是按照蜂窝***，例如蜂窝***100来进行描述的，但那只是说明性的。实施方式的技术、特征和功能可被应用于其他适当的通信***，例如wifi和无线互联网***(例如，WiMAX***)。
图2示出了可为作为无线电信号270传送而准备网络信息210的基站发射器200的简化的方框图。在一些实施方式中，基站发射器200可被实现为用于图1的基站122、142和162中的一个或多个的发射器。基站发射器200可包括编码器220、交织器240和调制器260。
编码器220可基于适当的纠错码(“ECC”)对网络信息210进行编码。例如，编码器220可使用记忆(memory)为m的卷积码(例如，比率为1/2或比率为2/3的卷积码)进行操作。编码器220因此可将网络信息210转换为编码的二进制数据的流，所述网络信息210可以是某种形式的数字信息(例如，二进制数据的流)。由于编码器220可具有m的记忆，因此由编码器220生成的编码流中的每m个连续比特都依赖于网络信息210的同一个比特的值。为了消除可能由这个依赖性导致的负面影响(例如，当存在突发错误时无法可靠地解码)，编码流可被交织器240进行交织。特别地，交织器240可改变编码流中的比特的顺序以保证被交织的序列中的相邻比特有效地相互独立。
基站发射器200的调制器260可被配置为将交织器240产生的交织的数字序列转换成用于传送的信号。调制器260可首先基于调制方案的大小(size)将被交织后的序列的比特分组成符号，然后可将符号调制成具有由调制方案所指定的特定的大小和相位的信号。调制器260可使用具有不同大小中任何一个的任何适当的调制方案。例如，调制器260可利用正交调幅(“QAM”)方案(例如，4QAM，16QAM，32QAM)或相移键控(“PSK”)调制方案(例如，QPSK，16PSK，32PSK)。
调制器260所用的特定的调制方案可被设计为用编码器200所使用的特定的纠错码(ECC)有效地进行操作。这种类型的通信技术通常被称为编码调制。因此，由于图2的基站发射器200也包括交织器240，由基站发射器200所使用的整体通信技术可被称为比特交织编码调制(“BICM”)。
调制器260可产生用于传送到一个或多个移动台(例如，移动台144、146或162)的无线电信号270。无线电信号270有时候可由变量x表示。在某个时刻，k，无线电信号270可代表编码/交织的网络信息210的符号，在某个时刻，k+1，无线电信号270可代表编码/交织的网络信息210的下一个符号。为了简单，变量xk将以下用于表示在特定的时刻k被采样的无线电信号270的值。在一些实施方式中，k代表无线电信号270的另一类型的维度而不是时间，例如空间维度或频率维度。
无线电信号270可能在从基站发射器200到移动台的数据传送过程中受到噪声(例如，随机噪声或信号相关噪声)的影响。在一些情况下，无线电信号270还可受到进一步使无线电信号270失真的同信道干扰的影响。因此，即使无线电信号270被传送，移动台接收器实际上接收到的无线电信号也可能与无线电信号270有相当大的不同。
图3示出了移动台接收器300的简化的方框图。在一些实施方式中，移动台接收器300可作为一个或多个移动台144、146和164的部分被实现。移动台接收器300可被配置为对无线电信号270的有噪声的或失真形式进行接收和解码(图2)。特别地，移动台接收器300可接收无线电信号370，其可能是受到随机或信号相关噪声和小区间同信道干扰的影响之后的无线电信号270。对于某个时刻k，无线电信号370有时候可被变量yk表示。数学上，无线电信号370可由下式给出：
yk＝hkxk+vk.(式1)
在式1中，hk是信道增益，其代表预期信道的幅度和相位效果，vk可代表影响无线电信号270的噪声和干扰。
因为式1中的vk可以是噪声和干扰的组合，所以式1可被重写为：
yk＝hkxk+wk+zk，(式2)
其中zk构成了vk的噪声分量，wk构成了vk的干扰分量。最后，由于干扰信号可与干扰信道增益gk有关(如以上连同图1所述)，式2可被重写为：
yk＝hkxk+gksk+zk.(式3)
这里，sk可以是无线电信号，其代表干扰基站意图传送到不同移动台的符号。注意到sk可与带有不同数目的信号星座点、不同幅值和不同符号到信号点映射(symbol-to-signal point mapping)的调制方案相关。
移动台接收器300可被配置为解码无线电信号370并且获得初始传送信息(例如，图2的网络信息210)的估计。为了解码无线电信号370，移动台接收器300可包括解调器360，解交织器340和解码器320。这些接收器部件中的每一个可对应于基站发射器200中的传送部件并可有效地撤销(undo)由相应发射器部件执行的操作。例如，解调器360可对应于调制器260，其可使用至少如调制器260所设定的调制方案和信号星座来解调/解映射无线电信号370。解交织器340可对应于交织器240并且可将所接收到的数据的顺序返回到其初始顺序，例如，解码器320所期望的顺序。解码器320可以是相应于编码器220的软解码器，并且可基于与编码器220的相同的纠错码(例如，卷积码)来执行解码。因此，解码器320可产生网络信息(例如，网络信息210)的估计310。如果移动台300成功地解释了无线电信号370，估计310就可能是与网络信息210相同的数字序列。
图3的移动台接收器300可使用干扰源的准确的信道和调制信息来为所接收到的信号370计算软信息。不仅使用噪声和干扰的功率，解调器360可计算可靠和准确得多的对数似然比或其他软度量。为了计算信道信息估计，移动台接收器300例如可以包括被配置为估计干扰信道增益的计算逻辑(未示出)。计算逻辑还可被配置为计算预期的信道增益。计算逻辑可通过分析从每个源接收到的导频模式的特征来计算这些信道信息估计。这个分析可基于由基站所广播的导频模式的特定的设计。在一个例子中，如果每个源基于正交序列广播导频模式，则计算逻辑可在不同导频模式之间作出区分。在另一个例子中，如果每个源基于唯一的PN序列广播导频模式，则计算逻辑可在不同的导频模式之间作出区分。例如，根据各种导频模式的分析，计算逻辑产生干扰和/或预期的信道增益的估计。移动台接收器300可计算在操作过程中的任何适当时间的信道信息估计，所述适当时间例如是在加电时，当初始连接到基站时，周期地，每当导频序列被传送时，等等。软信息的改进的估计可允许解码器320产生网络信息310的更准确的估计。
现参考图4-图7，导频副载波的广播的各种说明性的方案被示出。如以上关于图3所提到的，蜂窝通信***中用于由例如期望的源和干扰源之类的基站所广播的导频副载波的特定的设计可允许移动台接收器在不同的导频模式之间作出区分。这种在移动台接收器上的导频模式的分离可使得有更好的信道估计，其最终导致更准确地恢复所接收到的信号中对应于所期望的信号的部分。这些说明性的方案中的每个都示出了三个基站的广播副载波。但是，这个数目仅仅是说明性的，这是因为图4-图7中的每个方案都可被任何数目的基站所使用，例如5、10、50、100、500、1000、5000或多于5000个基站。另外，图4-图7中所示的副载波的数目仅仅是说明性的，这是因为可以有任意数目的副载波被基站广播，例如5、10、50、100、500、1000、5000或多于5000个副载波。进一步地，图4-图7中的特定的基站的每个副载波都可与另一个基站的副载波在频率上对准，或者可与另一个基站的副载波在频率上有重叠。
参考图4，用于在频率上分布导频副载波的说明性方案400的图示被示出。在方案400中，独特的导频模式或序列在独特的导频副载波集416、426和436中被每个基站410、420和430所广播。进一步地，导频副载波在每个基站410、420和430中被广播，其所用的频率再用因数与用于广播数据副载波412、422和432的频率再用因数不同。如方案400中所示，导频副载波的频率再用因数是分数(这种情况下为1/3)，而数据副载波的频率再用因数等于一。因此，方案400牺牲了通用的频率再用以消除在接收器所接收到的信号中的可能的同信道干扰。
进一步地，在方案400中，用于每个基站的每个导频副载波都在唯一的频率范围内被广播。因此，方案400可包括未使用的副载波414、424和434，其中的每一个对应于另外的基站410、420和430的导频副载波。例如，基站430可不在基站410的导频副载波416和基站420的导频副载波426所使用的频率上广播数据副载波或导频副载波。尽管方案400示出未使用的副载波414、424和434在频率上与导频副载波416、426和436相邻，但未使用的副载波414、424和434在频率上可与导频副载波416、426和436不相邻。
移动台接收器(例如图3的移动台接收器300)可接收具有从基站410、420和430广播的所有副载波的叠加的信号。因此，假设副载波在每个基站410、420和430之间在频率上对准，在导频副载波之间作出区分就可能不需要在导频副载波416、426和436的广播中有进一步的设计考虑。但是，如果副载波在频率上不对准，在导频副载波的广播中就可能需要有进一步的设计考虑。这些设计考虑将在以下参考图7进行讨论。
未使用的副载波和导频副载波的模式可在每个基站410、420和430所广播的副载波中特定的频带上重复。这些未使用的副载波和导频副载波的模式的重复可允许在移动台接收器上的关于导频模式或序列的更大的信息冗余，因此就使得由数据副载波412、422和432的分析所提供的网络信息的估计有较少的错误。
现参考图5，用于在频率上分布导频副载波和随时间位移该分布的说明性方案500的图示被示出。在方案500中，数据副载波，导频副载波和未使用的副载波的模式512、522和532可在特定的时间段之后，在每个基站510、520和530中在频率上进行位移，形成副载波的新的模式514、524和534。时间段可以是任意时间段，例如一纳秒、一微秒，一毫秒或大于一毫秒。这些位移可以是规则的，意思是它们可发生在每个时间段，或者它们可根据时间上的任何特定的模式发生。例如，数据副载波，导频副载波，和未使用的副载波特定的模式512、522或532可每两个时间段在频率上进行位移，然后是在一个时间段后的另一位移。另外，每个位移过程中的频率上的位移可以是相同的，或者可根据任何特定的模式而不同。如果一定的某些频率被淹没在干扰之中或由于环境或网络条件而不可用于传送，则位移的这样的模式可使得移动台接收器(例如，图3中的移动台接收器300)在导频副载波之间更快且更有效地作出区分。
在某些实施方式中，频率上的位移将在基站510、520和530之间被协调。也就是说，频率上的位移将会发生以使得导频副载波在频率上的位置将总是与在所有基站510、520和530中未使用的副载波在频率上相对准。
现参考图6，用于在时间上分布导频副载波的说明性方案600的图被示出。在方案600中，由基站610、620和630广播的导频模式时间上错开特定的时间段，如模式612、622和632所示出。例如，基站610在时刻t0，再次在时刻t3，并且随后每两个时间段，广播导频副载波P1；基站620在时刻t1，再次在时刻间t4，并且随后每两个时间段，广播导频副载波P2；以及基站630在时刻t2，再次在时刻t5，并且随后每两个时间段，广播导频副载波P3。另外，每个基站610、620和630以相同的频率集广播它们的导频副载波。在这种方式中，导频副载波的广播占用极小的带宽量，同时允许移动台接收器(例如，图3中的移动台接收器300)在所接收到的导频副载波之间作出区分。
在某些实施方式中，模式612、622和632可在每个基站610、620和630所广播的副载波中的特定的频带上重复。另外，在与关于图5所讨论的方案500相类似的特定的时间段之后，模式612、622和632可同时地位移频率。
通过在时间上稀疏地传送特定的导频副载波，方案600可仅在某些***中有用，在该***中对于信道检测并不总需要导频模式的副本。但是，方案600具有为基站提供额外的副载波以用于广播数据副载波，因此增加了***的总的吞吐量的优势。
现参考图7，在多个基站中共享导频副载波的说明性方案700的图示被示出。在方案700中，基站710、720和730在相同的或重叠的频率集上广播导频副载波712、722和732。单独的导频副载波P1、P2和P3可根据信道上广播的数据的期望的冗余度被广播任意数目的次数。例如，如方案700中所示，导频副载波P1、P2和P3的每个被广播三次。另外，在方案700中优选地，导频副载波712、722和732在频率上相邻。
共享导频副载波的设计选择可与前述所讨论的任意设计相组合——例如，方案500和600。例如，在与关于图5所讨论的方案500相类似的特定的时间段之后，导频副载波712、722和732可同时地位移频率。在另一个例子中，导频副载波712、722和732可在类似于关于图6所讨论的方案600在时间上错开。另外，导频副载波712、722和732可在每个基站710、720和730中在副载波中的特定的频带上重复。
移动台接收器(例如，图3的移动台接收器300)可接收具有由基站710、720和730广播的所有副载波的叠加的信号。因为由基站710、720和730所广播的导频副载波712、722和732可至少部分地在频率上重叠，如果不使用进一步的技术设计所共享的导频副载波，移动台接收器可能不能够在共享的导频副载波P1、P2和P3之间作出区分。
为了使移动台接收器在共享的导频副载波之间作出区分，它们可被设计成包括正交序列。例如，在网络中有三个传送基站的方案700中，假设符号是二进制数字，P1可能是序列[100]，P2可能是序列[010]，P3可能是序列[001]。在网络中有三个基站的另一个例子中，假设符号是复数，P1可能是序列[111]，P2可能是序列[1 ej2π/3 ej4π/3]，P3可能是序列[1 ej4π/3 ej2π/3]。进一步地，用于具有N个基站(其中N为任意数字)的网络的正交序列可以是大小为N乘N的傅立叶矩阵的列。另外，用于具有N个基站(其中N为偶数)的网络的正交序列可以是大小为N乘以N的哈达马矩阵的列。
为了通过使用被设计为包括正交序列的共享导频副载波而使信道估计成功，信道的特征在相应于正交序列的长度的时间段内保持不变是重要的。如果信道的特征在该时间段内改变，移动接收器将很难在所接收到的导频副载波内的正交序列之间作出区分。
进一步地，为了使移动台接收器在所共享的导频副载波之间作出区分，它们可被设计为包括从伪噪声(PN)码生成的数据符号的序列。这个设计可能在以下情况特别有用：当网络中的基站的数目大约有成百上千时，或者来自预期的源的传送功率与干扰源相比有大的不同时，在广播导频副载波之间作出区分。PN码具有与随机的符号序列的值的范围相似的值的范围，但是符号被确定性地生成。PN码的例子可包括最大长度序列、戈德(Gold)码、卡沙米(Kasami)码和巴克码。伪噪声码可被应用于导频副载波中的每个符号。例如，假设网络中有N个基站，每个基站广播长度为N个符号的导频副载波。假定导频序列是二进制的，导频序列的每个比特都可乘以N比特长的伪噪声序列。结果所得到的比特序列就可被用作导频副载波的导频序列。N符号长的导频序列可以是如以上所提到的正交序列。
另外，PN码可被应用于先前所提到方案中的任一个，这些方案对于每个基站使用独特的导频副载波集——例如，关于图4、5和6所讨论的方案400、500和600。在这样的方案中，唯一的PN序列可被生成并用作每个独特的导频副载波的导频序列自身。
现参考图8，在预期的源和接收器之间传送信息以最小化来自至少一个干扰源的同信道干扰的说明性过程800的流程图被示出。过程800开始于步骤810。在步骤810，导频副载波和数据副载波从预期的源和干扰源广播。副载波可以无线电信号270(图2)的形式被广播。源可以与基站发射器200(图2)实质上类似。数据副载波和导频副载波的频率再用可根据任何特定的设计而不同，例如在关于图4、图5、图6和图7的方案400、500、600和700中所讨论的设计。例如，数据副载波的频率再用可与导频副载波的频率再用不同。更具体地，导频副载波的频率再用可能是分数，而数据副载波的频率再用可能是一。这个传送方案折衷了真正通用的频率再用，但是允许导频副载波的设计以有更好的信道估计。导频副载波可根据关于图4、图5、图6和图7的方案400、500、600和700中任一个被设计。副载波的频率再用和导频副载波的设计可由编码器220、交织器240和调制器260(图2)中一个或多个实现。
在步骤810中导频副载波和数据副载波被广播之后，过程800进行到步骤820。在步骤820，信号在接收器被接收。接收器可与移动台接收器300(图3)在实质上类似。信号的部分可对应于与预期的源相关的预期信号，以及与干扰源相关的干扰信号，如关于无线电信号370(图3)所描述的一样。
一旦在步骤820信号被接收到，所接收到的信号的对应于预期信号的部分在步骤830被恢复。这个恢复可由解码器320、解交织器340和解调器360使用关于图3所讨论的技术中的一个或多个而实现。
现参考图9-图15，本发明的各种示范性的实现被示出。
现参考图9，本发明可在硬盘驱动器(HDD)900中被实现。本发明可实现信号处理和/或控制电路中的任一个或两者，其在图9中一般被标识为902。在一些实现中，HDD 900中的信号处理和/或控制电路902和/或其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算，和/或对输出到和/或接收自磁性存储介质906的数据进行格式化。
HDD 900可与主机装置(未示出)通过一个或多个有线或无线通信链接908进行通信，所述主机装置例如计算机、移动计算装置例如个人数字助手、蜂窝电话、媒体或MP3播放器等诸如此类，和/或其他装置。HDD 900可被连接到存储器909例如随机存取存储器(RAM)，非易失性存储器例如闪存，只读存储器(ROM)和/或其他适当的电子数据储存设备。
现参考图10，本发明可在数字多功能盘(DVD)驱动器910中实现。本发明可实现信号处理和/或控制电路中任一个或两者，其在图10中一般被标识为912，以及/或DVD驱动器910的海量数据储存设备918。DVD驱动器910中的信号处理和/或控制电路912和/或其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算，和/或将从光储存介质916读取的数据和/或写到该光储存介质916上的数据格式化。在一些实现中，DVD驱动器910中的信号处理和/或控制电路912和/或其他电路(未示出)也可执行其他功能例如编码和/或解码和/或任何其他与DVD驱动器相关的信号处理功能。
DVD驱动器910可与输出装置(未示出)通过一个或多个有线或无线通信链接917进行通信，所述输出装置例如计算机、电视或其他装置。DVD驱动器910可与以非易失性方式存储数据的海量数据储存设备918进行通信。海量数据储存设备918可包括硬盘驱动器(HDD)。HDD可具有图9中所示的配置。HDD可以是包括一个或多个直径大约小于1.8”的盘片的微型HDD。DVD驱动器910可被连接到存储器919，例如RAM、ROM，非易失性存储器例如闪存和/或其他适当的电子数据储存设备。
现参考图11，本发明可在可包括蜂窝天线951的蜂窝电话950中实现。本发明可实现在图11中一般被标识为952的信号处理和/或控制电路中任一个或两者，蜂窝电话950的WLAN网络接口968和/或海量数据储存设备964。在一些实现中，蜂窝电话950包括麦克风956、音频输出958例如扬声器和/或音频输出插孔、显示器960和/或输入装置962例如键盘、定点装置、声音启动和/或其他输入装置。蜂窝电话950中的信号处理和/或控制电路952和/或其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行其他蜂窝电话功能。
蜂窝电话950可与以非易失性方式储存数据的海量数据储存设备964例如光和/或磁性储存装置例如硬盘驱动器和/或DVD进行通信。至少一个HDD可具有图9中所示的配置以及/或至少一个DVD具有图10中所示的配置。HDD可为包括一个或多个直径大约小于1.8”的盘片的微型HDD。蜂窝电话950可被连接到存储器966例如RAM、ROM、非易失性存储器例如闪存和/或其他适当的电子数据储存设备。蜂窝电话950也可支持通过WLAN网络接口968与WLAN的连接。
现参考图12，本发明可在机顶盒980中被实现。本发明可实现在图14中一般被标识为984的信号处理和/或控制电路中任一个或两者、机顶盒980的WLAN网络接口996和/或海量数据储存设备990。机顶盒980接收来自诸如宽带源的源的信号，并且输出适合于诸如电视和/或监视器和/或其他视频和/或音频输出装置的显示器988的标准的和/或高清晰度音频/视频信号。机顶盒984的信号处理和/或控制电路984和/或其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行其他机顶盒功能。
机顶盒980可与以非易失性方式储存数据的海量数据储存设备990进行通信。海量数据储存设备990可包括光和/或磁性储存装置例如硬盘驱动器和/或DVD。至少一个HDD可具有图9中所示的配置以及/或至少一个DVD可具有图10中所示的配置。HDD可以是包括一个或多个具有大约小于1.8”的直径的盘片的微型HDD。机顶盒980可被连接到存储器994，例如RAM、ROM、非易失性存储器例如闪存和/或其他适当的电子数据储存设备。机顶盒980也可支持通过WLAN网络接口996的与WLAN的连接。
现参考图13，本发明可在媒体播放器1000中被实现。本发明可实现在图15中一般被标识为1004的信号处理和/或控制电路中任一个或两者、媒体播放器1000的WLAN网络接口1016和/或海量数据储存设备1010。在一些实现中，媒体播放器1000包括显示器1007和/或用户输入1008例如键盘、触摸板等诸如此类。在一些实现中，媒体播放器1000可利用图形用户接口(GUI)，其典型地通过显示器1007和/或用户输入1008来利用菜单、下拉菜单、图标和/或点击界面。媒体播放器1000进一步地包括音频输出1009例如扬声器和/或音频输出插孔。媒体播放器1000的信号处理和/或控制电路1004和/或其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据和/或执行任何其他媒体播放器功能。
媒体播放器1000可与以非易失性方式储存例如压缩的音频和/或视频内容的数据的海量数据储存设备1010进行通信。在一些实现中，压缩的音频文件包括符合MP3格式或其他适当的压缩的音频和/或视频格式的文件。海量数据储存器可包括光和/或磁性储存装置例如硬盘驱动器HDD和/或DVD。至少一个HDD可具有图9所示的配置以及/或至少一个DVD可具有图10所示的配置。HDD可以是包括一个或多个具有大约小于1.8”的直径的盘片的微型HDD。媒体播放器1000可连接到存储器1014例如RAM、ROM、非易失性存储器例如闪存和/或其他适当的电子数据储存设备。媒体播放器1000也可支持通过WLAN网络接口1016的与WLAN的链接。除上述那些实现以外的另外的其他实现是预期的。
前面描述用于在蜂窝正交频分复用***中的通用频率再用的导频设计。本领域技术人员将意识到本发明可通过所描述的实施方式之外的其他实施方式实现，所描述的实施方式被呈现的目的用于说明而非用于限制。

Claims (35)

1.一种用于在第一装置和第二装置之间传送信息以最小化来自至少一个干扰装置的同信道干扰的方法，所述方法包括：
广播来自于所述第一装置和所述至少一个干扰装置的多个导频副载波和多个数据副载波，其中所述数据副载波的频率再用和所述导频副载波的频率再用是不同的，并且其中第一导频副载波在第一时间段被广播，而其他导频副载波在不同于所述第一时间段的时间段被广播；
在所述第二装置接收复合信号，其中所述复合信号的部分对应于与所述第一装置相关的第一信号和与所述至少一个干扰装置相关的干扰信号；以及
基于所述多个导频副载波恢复对应于所述第一信号的所述复合信号的所述部分。
2.如权利要求1所述的方法，其中广播所述多个导频副载波包括在第一频带上广播第一导频副载波并且在不同于所述第一频带的频带上广播其他导频副载波和数据副载波。
3.如权利要求2所述的方法，其中用于广播所述多个导频副载波的频谱是连续的。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述第一频带在一时间段后改变。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一时间段在一时间段后改变。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述多个导频副载波包括多个正交序列。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述多个正交序列相应于大小为N乘N的傅立叶矩阵或哈达马矩阵中之一的列，其中N为源的总数，所述源由所述第一装置和所述至少一个干扰装置的组组成。
8.如权利要求6所述的方法，其中广播所述多个导频副载波包括所述第一装置和至少一个干扰装置中的每一个在至少一个重叠的频带上广播导频副载波。
9.如权利要求8所述的方法，其中广播所述多个导频副载波进一步包括所述第一装置和至少一个干扰装置中的每一个在一数量的重叠频带上广播导频副载波，重叠频带的数量与由所述第一装置和至少一个干扰装置的组组成的源的总数量相等。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述重叠频带的数量在一时间段后改变。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述多个导频副载波的每一个包括伪噪声码序列。
12.如权利要求6所述的方法，其中所述多个导频副载波的每一个的每个符号被伪噪声码序列乘，所述伪噪声码序列的长度等于由所述第一装置和至少一个干扰装置组成的源的总数量。
13.如权利要求1所述的方法，进一步包括估计与所述第一装置相关的预期的信道信息。
14.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据副载波的所述频率再用是1/P，并且所述导频副载波的所述频率再用是1/(P*Q)，其中，P和Q为大于1的整数，并且数1/P大于数1/(P*Q)。
15.一种用于在多个源和第二装置之间传送信息以最小化来自所述多个源的同信道干扰的***，所述***包括：
第一装置和至少一个干扰装置，所述第一装置和至少一个干扰装置配置为从所述第一装置和所述至少一个干扰装置广播多个导频副载波和多个数据副载波，其中所述数据副载波的频率再用和所述导频副载波的频率再用是不同的，并且其中第一导频副载波在第一时间段被广播，而其他导频副载波在不同于所述第一时间段的时间段被广播；
所述第二装置，被配置为：
接收复合信号，其中所述复合信号的部分对应于与所述第一装置相关的第一信号和与所述至少一个干扰装置相关的干扰信号；以及
基于所述多个导频副载波恢复对应于所述第一信号的所述复合信号的所述部分。
16.如权利要求15所述的***，其中所述第一装置和至少一个干扰装置进一步配置为在第一频带上广播第一导频副载波并且在不同于所述第一频带的频带上广播其他导频副载波和数据副载波。
17.如权利要求16所述的***，其中用于广播所述多个导频副载波的频谱是连续的。
18.如权利要求16所述的***，其中所述第一频带在一时间段后改变。
19.如权利要求15所述的***，其中所述第一时间段在一时间段后改变。
20.如权利要求15所述的***，其中所述多个导频副载波包括多个正交序列。
21.如权利要求20所述的***，其中所述多个正交序列对应于大小为N乘N的傅立叶矩阵和哈达马矩阵中之一的列，其中N为由所述第一装置和至少一个干扰装置的组组成的源的总数量。
22.如权利要求20所述的***，其中所述第一装置和至少一个干扰装置中的每一个进一步配置为在至少一个重叠频带上广播导频副载波。
23.如权利要求22所述的***，其中所述第一装置和至少一个干扰装置中的每一个在重叠频带上广播导频副载波，重叠频带的数量与由所述第一装置和至少一个干扰装置的组组成的源的总数量相等。
24.如权利要求23所述的***，其中所述重叠频带的数量在固定时间段后改变。
25.如权利要求15所述的***，其中所述多个导频副载波的每一个包括伪噪声码序列。
26.如权利要求20所述的***，其中所述多个导频副载波的每一个的每个符号被伪噪声码序列乘，所述伪噪声码序列的长度等于由所述第一装置和至少一个干扰装置组成的源的总数量。
27.如权利要求15所述的***，其中，所述数据副载波的所述频率再用是1/P，并且所述导频副载波的所述频率再用是1/(P*Q)，其中，P和Q为大于1的整数，并且数1/P大于数1/(P*Q)。
28.如权利要求15所述的***，其中，所述第二装置还被配置用于估计与所述第一装置相关的预期的信道信息。
29.一种移动装置，其最小化同信道干扰对所接收到的复合信号的影响，其中所述复合信号的至少部分对应于与第一装置相关的第一信号和与至少一个干扰装置相关的干扰信号，所述移动装置包括信号处理电路，所述信号处理电路配置为：
检测所接收到的信号中的多个导频副载波和多个数据副载波；
分析所述多个导频副载波中的至少一个导频副载波的导频序列，以确定广播所述至少一个导频副载波的至少一个干扰装置中的至少一个和所述移动装置之间的干扰信道增益；以及
基于所述干扰信道增益和所述多个导频副载波恢复对应于所述第一信号的所述所接收到的复合信号的部分，其中所述数据副载波的频率再用和所述导频副载波的频率再用是不同的，并且其中第一导频副载波在第一时间段被广播，而其他导频副载波在不同于所述第一时间段的时间段被广播。
30.如权利要求29所述的移动装置，其中所述多个导频副载波包括多个正交序列。
31.如权利要求30所述的移动装置，其中所述信号处理电路被进一步配置为使用快速傅立叶变换解调所述复合信号。
32.如权利要求29所述的移动装置，其中所述多个导频副载波中的每一个包括伪噪声码序列。
33.如权利要求29所述的移动装置，其中所述信号处理电路进一步配置为检测所述多个导频副载波是否被分配在至少一个频率、时间或频率和时间两者中。
34.如权利要求29所述的移动装置，其中所述信号处理电路进一步配置为检测所述多个导频副载波是否在至少一个第一装置和干扰装置中被共享。
35.如权利要求29所述的移动装置，其中，所述数据副载波的所述频率再用是1/P，并且所述导频副载波的所述频率再用是1/(P*Q)，其中，P和Q为大于1的整数，并且数1/P大于数1/(P*Q)。
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