CN106612163B - 一种导频信号传输方法和装置、以及发射端 - Google Patents

一种导频信号传输方法和装置、以及发射端 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种导频信号传输方法和装置、以及发射端；该方法包括：设置同一子载波上的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；在同一子载波上连续的三个符号上分别传输第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；其中，第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号均为非0数据；第一导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；第三导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；第一导频信号与所述第三导频信号的相位相差180度。通过该技术方案，节省了分离干扰的资源，节省了导频开销，通过干扰的抵消提高接收端的信道估计性能，从而能够在保持导频开销比较小的情况下，提高FBMC***或其他以时频为物理资源的***的信道估计性能。

Description

一种导频信号传输方法和装置、以及发射端
技术领域
本发明涉及数据通信领域，尤指一种导频信号传输方法和装置、以及发射端。
背景技术
长期演进技术LTE(Long Term Evolution)是4G(Fourth Generation)的无线蜂窝通信技术。LTE采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术，子载波和OFDM符号构成的时频资源组成LTE***的无线物理资源。目前OFDM技术在无线通信中已经应用比较广了。采用了循环前缀CP(cyclic prefix)的CP-OFDM***能很好的解决多径时延问题，并且将频率选择性信道分成了一套平行的平坦信道，这很好地简化了信道估计方法，并有较高的信道估计精度。然而，CP-OFDM***性能对频偏比较敏感，也即对多普勒频移比较敏感，这主要是由于该***的频谱泄漏比较大，因此容易导致子载波间干扰ICI(inter-carrier interference)。而且，CP也占用了时间资源，降低了频谱效率。
现在各大公司在开始研究无线通信5G(Fifth Generation)技术，其中FBMC-OQAM(Filter Bank-based MutiCarrier–Offset Quadrature Amplitude Modulation)技术有可能在5G中采用。在子载波间隔相同的情况下，FBMC-OQAM符号长度是OFDM符号长度的一半。FBMC-OQAM在有的资料中也称为OFDM-OQAM。FBMC-OQAM使用合适的波形(pulseshaping)函数进行滤波，减少了带外泄漏，也能更好的对抗频偏和多普勒频移影响。而且，FBMC-OQAM没有要求使用CP，因此也有利于提高频谱效率。
然而，在实际的衰弱信道下，FBMC-OQAM***的子载波间和符号间存在着内在固有的干扰，特别是相邻的子载波间和符号间的干扰比较大，这会严重影响到接收端的信道估计性能，进而影响到对数据的解调。原来CP-OFDM***的信道估计方法不能直接用在FBMC-OQAM***里，因此就需要对FBMC-OQAM***的导频进行特殊设计以及相应地采用不同的信道估计方法。
最近一些文献提出了一些FBMC-OQAM***的信道估计方法，其中一种方法是：使用空数据符号将导频符号和数据符号隔开，以减少数据符号对导频符号的干扰，进而提高信道估计性能。但这种设置方式中，导频信号开销比较大，而且在多天线的情况下，就需要多个空数据符号将每根天线的导频符号隔开，这样导频信号开销就更大了，而且这种方式中信道估计性能也不是很好。另一种方法是：使用辅助导频的方法来抵消周围数据对导频数据的干扰，如果辅助导频个数比较少的话，为了抵消干扰，则辅助导频的功率就会比较大，然而，辅助导频的功率比较大会影响信号的峰均比；如果辅助导频个数比较多的话，就会导致导频开销比较大，同时这种设置方式中，信道估计性能也不是很好。因此在FBMC-OQAM***里提出一个好的导频信号设计方法以及相应的信道估计方法是当前技术需要解决的一个重要问题。
在其他FBMC***里，比如GFDM(Generalized Frequency DivisionMultiplexing)，也需要解决导频信号设计及相应的信道估计方法的问题。因此我们希望能提出一种好的导频信号设计方法，尽可能适合在以时频物理资源为基础的多种***中通用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种导频信号传输方法和装置、以及发射端，能够减小导频开销、并提高信道估计性能。
为了达到上述目的，本发明提出了一种导频信号传输方法，所述方法包括：
设置同一子载波上的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
在同一子载波上连续的三个符号上分别传输第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；其中，
所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号均为非0数据；
所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第三导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第一导频信号与所述第三导频信号的相位相差180度。
优选地，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号的幅值相同。
优选地，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为-j*X(m)、X(m)、j*X(m)；或，
所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为j*X(m)、X(m)、-j*X(m)；
其中，X(m)是实数导频数据、复数导频数据、或虚数导频数据。
优选地，在频域上连续的子载波上传输导频信号；或
在频域上等频率间隔分布的子载波上传输导频信号。
优选地，所述方法还包括：
针对发射端中设置的多个天线，设置各个天线对应的子载波上传输的导频信号；
其中，发射端中设置的天线数为P*Q；
将发射天线划分为Q组，每组P根天线；其中，P和Q为正整数，
在同一组天线里，各个天线占用相同的符号来传输所述导频信号；
对于不同组的任两个天线，所述任两个天线在时域上占用不完全相同的符号来传输所述导频信号。
优选地，对于同一组的P根天线，
其中的任意两根天线分别在频域上不同的子载波上传输导频信号。
优选地，在同一组的P根天线中，对于P根天线中的第i根天线，在所述第i根天线对应的第j个子载波上设置导频信号；
其中，i为大于0且小于或等于P的整数；
其中，j＝a1*k+b1[i]；其中，a1为大于等于P的正整数，b1[i]为第i根天线对应的小于a1的非负整数、且不同天线对应的b1[i]值不同；k为非负整数、且为等差数列；
优选地，在同一组的P根天线中，当P根天线传输所述导频信号的子载波在频域上间隔连续分布时，当其中第i根天线上的子载波m1上传输有所述导频信号时，在与传输所述导频信号相同的三个符号上，将第i根天线上的子载波m1-1上的传输的信号数据设置为：0、I(m1-1)、0；将第i根天线上的子载波m1+1上传输的信号数据设置为：0、I(m1+1)、0；其中，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)；和/或，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)。
优选地，所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)包括：
Figure GDA0002401213490000041
或者
Figure GDA0002401213490000042
其中
Figure GDA0002401213490000043
Figure GDA0002401213490000044
所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)包括：
Figure GDA0002401213490000045
或者
Figure GDA0002401213490000046
其中，“*”为共轭运算，gm1为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1上的滤波函数；gm1+1为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+1上的滤波函数；gm1+2为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+2上的滤波函数。
为了达到上述目的，本发明还提出了一种导频信号传输装置，所述装置包括：
数据单元，用于设置同一子载波上的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
传输单元，用于在所述子载波上连续的三个符号上分别传输所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
其中，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号均为非0数据，所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第三导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第一导频信号与所述第三导频信号的相位相差180度。
优选地，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号的幅值相同。
优选地，所述数据单元设置的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为-j*X(m)、X(m)、j*X(m)；或，
所述数据单元设置的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为j*X(m)、X(m)、-j*X(m)；
其中，X(m)是实数导频数据、复数导频数据、或虚数导频数据。
优选地，在频域上连续的子载波上传输导频信号；或
在频域上等频率间隔分布的子载波上传输导频信号。
优选地，所述数据单元还用于针对发射端中设置的多个天线，设置各个天线对应的子载波上传输的导频信号；
其中，发射端中设置的天线数为P*Q；
将发射天线划分为Q组，每组P根天线；其中，P和Q为正整数，
在同一组天线里，各个天线占用相同的符号来传输所述导频信号；
对于不同组的任两个天线，所述任两个天线在时域上占用不完全相同的符号来传输所述导频信号。
优选地，对于同一组的P根天线，
其中的任意两根天线分别在频域上不同的子载波上传输导频信号。
优选地，在同一组的P根天线中，对于P根天线中的第i根天线，在所述第i根天线对应的第j个子载波上设置导频信号；
其中，i为大于0且小于或等于P的整数；
其中，j＝a1*k+b1[i]；其中，a1为大于等于P的正整数，b1[i]为第i根天线对应的小于a1的非负整数、且不同天线对应的b1[i]值不同；k为非负整数、且为等差数列；
优选地，所述数据单元还用于在同一组的P根天线中，当P根天线传输所述导频信号的子载波在频域上间隔连续分布时，当其中第i根天线上的子载波m1上传输有所述导频信号时，在与传输所述导频信号相同的三个符号上，将第i根天线上的子载波m1-1上的传输的信号数据设置为：0、I(m1-1)、0；将第i根天线上的子载波m1+1上传输的信号数据设置为：0、I(m1+1)、0；其中，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)；和/或，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)。
优选地，所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)包括：
Figure GDA0002401213490000061
或者
Figure GDA0002401213490000062
其中
Figure GDA0002401213490000063
Figure GDA0002401213490000064
所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)包括：
Figure GDA0002401213490000065
或者
Figure GDA0002401213490000066
其中，“*”为共轭运算，gm1为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1上的滤波函数；gm1+1为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+1上的滤波函数；gm1+2为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+2上的滤波函数。
为了达到上述目的，本发明还提出了一种发射端，所述发射端包括上述任一导频信号传输装置。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括：设置同一子载波上的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；在所述子载波上连续的三个符号上分别传输所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；其中，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号均为非0数据，所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；所述第三导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；所述第一导频信号与所述第三导频信号的相位相差180度。通过上述技术方案，采用同一子载波中连续3个符号传输导频信号，可以隔离第一符号之前符号和第三符号之后符号上的数据对第二符号上导频信号的干扰。所述第一符号上传输的导频数据元数与所述第二符号上传输的导频数据元数的相位相差90度，相位相差90度可以同向增加导频信号联合解调的信噪比；所述第三符号上传输的导频数据元数与所述第二符号上传输的导频数据元数的相位相差90度，同理，相位相差90度可以同向增加导频信号联合解调的信噪比；所述第一符号上传输的导频数据元数与所述第三符号上传输的导频数据元数的相位相差180度，相位相差180度的好处是：两边导频信号不但可以同向增加同一子载波上中间符号导频点信号联合检测的信噪比，而且两边导频信号对于相邻子载波上中间符号导频信号的干扰可以相互抵消。本发明可以节省分离干扰的资源，从而节省了导频开销。而且由于干扰的抵消可以提高接收端的信道估计性能。因此，通过本发明的方案，能够在保持导频开销比较小的情况下，提高FBMC***或其他以时频为物理资源的***的信道估计性能。
附图说明
下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。
图1为本发明实施例提出的一种导频信号传输方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中在频域上连续的子载波上传输导频信号的示意图；
图3为本发明实施例中在频域上等频率间隔分布的子载波上传输导频信号的示意图；
图4A和图4B为本发明实施例中2根发射天线上的子载波传输导频信号的设置示意图；
图5A和图5B为本发明实施例提供的另一种2根发射天线中的子载波传输导频信号的设置示意图；
图6为本发明实施例提出的一种导频信号传输装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述，并不能用来限制本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的各种方式可以相互组合。本发明提出的导频信号传输方法可以用于FBMC***里，也可以用于例如GFDM***之类的其他***。
发射端包括：基站、终端、中继(relay)、发射点(transmitting point)等各种发射设备，本专利将这些发射设备统称为发射节点。
本发明提出了一种导频信号传输方法，用于发射节点发射导频信号，参见图1，所述方法包括：
步骤100，设置同一子载波上的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
步骤200，在所述子载波上连续的三个符号上分别传输所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
其中，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号均为非0数据，所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；所述第三导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；所述第一导频信号与所述第三导频信号的相位相差180度。
本发明实施例中，采用连续3个符号传输导频信号，可以隔离第一符号之前符号和第三符号之后符号数据对第二符号上导频信号的干扰。所述第一符号上传输的导频数据元数与所述第二符号上传输的导频数据元数的相位相差90度，通过相位相差90度，可以同向增加导频信号联合解调的信噪比；并且，第三符号上传输的导频数据元数与所述第二符号上传输的导频数据元数的相位相差90度，同理，相位相差90度的好处是可以同向增加导频信号联合解调的信噪比；所述第一符号上传输的导频数据元数与所述第三符号上传输的导频数据元数的相位相差180度；相位相差180度的好处是：两边导频信号不但可以同向增加同一子载波上中间符号导频点信号联合检测的信噪比，而且两边导频信号对于相邻子载波上中间符号导频信号的干扰可以相互抵消。所述三个符号上传输的导频数据元数幅值相同，这样两边导频信号对于相邻子载波上中间符号导频信号的干扰可以完全相互抵消，而且三个符号导频信号联合检测的信噪比更好。本发明不需要额外的空符号来隔离其他数据符号对导频符号的干扰，可以节省分离干扰的资源，从而节省了导频开销。而且由于干扰的抵消可以提高接收端的信道估计性能。
本发明实施例中，优选地，第一符号和第三符号上传输的导频信号均为非0信号。
优选地，所述第一符号上传输的导频信号与所述第二符号上传输的导频信号的幅值相同、且相位相差90度；所述第三符号上传输的导频信号与所述第二符号上传输的导频信号的幅值相同、且相位相差90度；所述第一符号上传输的导频信号与所述第三符号上传输的导频信号的相位相差180度。
下面结合一个示例进行说明。
在天线对应的第m个子载波上的第1～3个符号来传输导频信号，其中，第一符号上传输的导频信号为j*X(m)，第二符号上传输的导频信号为X(m)，第二符号上传输的导频信号为-j*X(m)。其中j为-1的平方根，X(m)为子载波m上的实数导频数据。再例如，第m个子载波上的第1～3个符号上分别传输的导频信号可以依次为-j*X(m)、X(m)、j*X(m)。此外，X(m)除了是实数导频数据，也可以是复数导频数据或者纯虚数导频数据元素。优选地，X(m)为纯虚数。
本发明实施例中，优选地，在频域上连续的子载波上传输导频信号；或，在频域上等频率间隔分布的子载波上传输导频信号。
下面结合具体的示例进行说明。
结合图2所示，为本发明实施例中在频域上连续的子载波上传输导频信号的示意图。
其中，横坐标为时间t，每一格长度为每个FBMC-OQAM符号长度或间隔；纵坐标为频率f，每一格长度为每个子载波宽度或间隔。在时域上，从左到右，前三个符号为导频符号，这三个符号分别是：第一符号、第二符号、和第三符号。在频域上，从下往上，假定子载波的编号依次为：0、1、2…N，传输导频信号的子载波的编号依次为：0、1、2…M，其中M<＝N。也就是说，传输导频信号的子载波序列可以占用整个传输带宽，也可以占用部分传输带宽。
图2中，阴影部分表示用于传输导频信号的时频资源，其中，总共包括15个子载波，第0～11个子载波用于传输导频信号。对于传输导频信号的子载波，在三个符号中传输导频信号。
即，本示例中以N＝14，M＝11为例进行说明。可以通过公式m＝A*k+a来表示哪些子载波用于传输导频信号，本示例中，公式中A＝1，a＝0，k＝0、1、。。。11；其中，m为设置为传输导频信号的子载波的编号。
因此，对于传输导频信号的子载波m，在三个符号中传输导频信号可以依次是：j*X(m)、X(m)、-j*X(m)，其中，m为子载波序号，m＝0、1、2、。。。、11。图2中非阴影部分的时频资源传输其他数据。
表1为结合图2给出的示例中各个子载波上传输的导频信号。
Figure GDA0002401213490000111
其中，对于不同的子载波，X(m)的值可以设置为不同或相同，本示例中，X(m)的值为1或者-1。
结合图3所示，为本发明实施例中在频域上等频率间隔分布的子载波上传输导频信号的示意图。
图3是导频信号在频域上等频率间隔分布的子载波上传输的场景。在时域上，从左到右，前三个符号为导频符号，这三个符号分别是：第一符号、第二符号、和第三符号。在频域上，从下往上，假定子载波编号依次为：0、1、2、…、N，假定传输导频信号的子载波m编号依次为：0、2、4、…、M，M<＝N。图3中，是M＝12的例子。如果使用公式m＝A*k+a来表示的话，那公式中A＝2，a＝0，k＝0、1、…、6。因此图3中阴线部分的时频资源传输的导频信号为：j*X(m)、X(m)、-j*X(m)，其中，m为子载波序号，m＝0、2、…、12。图3中非阴线部分的时频资源传输其他数据。
表2为结合图3给出的示例中各个子载波上传输的导频信号。
Figure GDA0002401213490000121
其中，对于不同的子载波，X(m)的值可以设置为不同或相同，本示例中，X(m)的值为1或者-1。
上述示例中，以一根天线上的子载波为例进行说明。下面结合发射端上设置的多根天线上的场景为例进行说明。在LTE***中，一般是用天线端口来定义逻辑天线，本发明的天线数也表示为天线端口数，每根天线也表示为每个天线端口。为了方便起见，本发明统称为天线及天线数。
上述实施例中提供的导频信号传输方法可以用在1根发射天线上，也可以用在多根发射天线上(即每根天线都采用这种方式)。
本发明实施例中，优选地，当发射端中设置的天线数为P*Q、每根天线对应的子载波数目为N时；
将发射天线划分为Q组，每组P根天线；其中，P和Q为正整数，
对于同一组的天线，所述天线对应的子载波上的导频信号在时域上占用相同的符号；
对于不同组的天线，所述天线对应的子载波上的导频信号在时域上占用不完全相同的符号。例如，有两组天线，分别为组1和组2，其中，比如组1占用符号1、2、和3来传输导频信号，组2占用符号3、4、和5来传输导频信号。
优选地，对于同一组的P根天线，其中的任意两根天线分别在频域上不同的子载波上传输导频信号。
优选地，在同一组的P根天线中，对于P根天线中的第i根天线，在所述第i根天线对应的第j个子载波上设置导频信号；
其中，i为大于0且小于或等于P的整数；
其中，j＝a1*k+b1[i]；其中，a1为大于等于P的正整数，b1[i]为第i根天线对应的小于a1的非负整数、且不同天线对应的b1[i]值不同；k为非负整数、且为等差数列；a1、k、和b1[i]被设置为使得j的值小于或等于N。
本发明实施例中，在同一组的P根天线中，子载波序列m1、m2…mP均为等间隔分布的子载波序列；其中m1为天线1上传输导频信号的子载波序列、m2为天线2上传输导频信号的子载波序列，以此类推，mP为天线P上传输导频信号的子载波序列，并且，子载波序列m1、m2…mP组成连续分布的子载波序列。例如，P为4，m1为[0，4，8]、m2为[1，5，9]、m3为[2，6，10]、m4为[3，7，11]，子载波序列m1、m2、m3和m4组成连续分布的子载波序列[0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11]。
下面结合具体的示例进行说明。
结合图4A和4B所示，为本发明实施例中2根发射天线上的子载波传输导频信号的设置示意图。
其中，以发射端发射天线数为2的情况为例进行说明。其中，天线1上传输的承载所述导频信号的所述子载波序列m1与天线2上传输的承载所述导频信号的所述子载波序列m2在频域上错开分布。即m1不等于m2。采用公式表示为：m1＝a1*k+c1和m2＝a1*k+c2，其中a1为大于1的正整数；c1和c2为非负整数且小于a1，并且c1不等于c2；k为一定长度的整数序列；其中，整数序列是指等差为1的等差数列。
进一步地，当发射端发射天线数为2时，天线1上传输导频信号的子载波序列m1为等间隔分布的子载波序列，天线2上传输导频信号的子载波m2为等间隔分布的子载波序列，并且，子载波序列m1和子载波序列m2组成连续分布的子载波序列，即，m1＝2*k+d，m2＝2*k+d+1，其中d＝0或1，k为一定长度的整数序列。
进一步地，当发射端发射天线数为2时，天线1上传输导频信号的子载波序列m1为等间隔分布的子载波序列，天线2上传输导频信号的子载波m2为等间隔分布的子载波序列，并且子载波序列m1和子载波序列m2组成连续分布的子载波序列时，天线1上的子载波序列m1-1或者m1+1上的与传输所述导频信号相同的三个符号上传输的信号数据为：0、0、0。天线2上的子载波序列m2-1或者m2+1上的与传输所述导频信号相同的三个符号上传输的信号数据为：0、0、0。所述信号数据为0表示该时频资源上不发射数据，或者说该时频资源上没有信号功率。在某天线上对应的资源上将数据元素设为0的好处是可以减少某天线对另一根天线上导频信号的干扰。
其中，图4A为天线1上的子载波传输导频信号的分布示意图；图4B为天线2上的子载波传输导频信号的分布示意图。天线1上传输的承载所述导频信号的所述子载波m1系列为：0、2、…、12，天线1上的子载波m1+1(即1、3…、13)系列上的与传输所述导频信号相同的三个符号上传输的信号数据为：0、0、0。天线2上传输的承载所述导频信号的所述子载波m2系列为：1、3、…、13，天线2上的子载波m1-1(即0、2、…、12)系列上的与传输所述导频信号相同的三个符号上传输的信号数据为：0、0、0。
进一步地，当发射端发射天线数为2时，天线1上传输导频信号的子载波序列m1为等间隔分布的子载波序列，天线2上传输导频信号的子载波m2为等间隔分布的子载波序列，并且子载波序列m1和子载波序列m2组成连续分布的子载波序列时，当天线1上的子载波m1上传输有导频信号时，在与传输所述导频信号相同的三个符号上，天线1上的子载波序列m1-1上的传输的信号数据为：0、I(m1-1)、0；天线1上的子载波序列m1+1上传输的信号数据为：0、I(m1+1)、0。其中，I(m1-1)或I(m1+1)通过X(m1)计算得出。在某天线上对应的资源上将数据元素设为I(m1-1)或I(m1+1)的好处是可以减少某天线对另一根天线上导频信号的干扰。
具体的，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)；和/或，
根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)；
其中，
所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)包括：
Figure GDA0002401213490000151
或者
Figure GDA0002401213490000152
其中
Figure GDA0002401213490000153
Figure GDA0002401213490000154
所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)包括：
Figure GDA0002401213490000155
或者
Figure GDA0002401213490000156
其中，“*”为共轭运算，gm1为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1上的原型滤波函数；gm1+1为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+1上的原型滤波函数；gm1+2为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+2上的原型滤波函数。
其中，当天线2上的子载波m2上传输有导频信号时，在与传输所述导频信号相同的三个符号上，天线2上的子载波m2-1上的传输的信号数据为：0、I(m2-1)、0；天线2上的子载波m2+1上传输的信号数据为：0、I(m2+1)、0。其中，I(m2-1)或I(m2+1)通过X(m2)计算得出。
信号数据为0表示该时频资源上不发射数据，或者说该时频资源上没有信号功率。由于接收端是已知数据，因此，所述信号数据0也可以称为是一种导频数据，所述信号数据：I(m1-1)、I(m1+1)、I(m2-1)、或I(m2+1)也可以称为是一种导频数据。
结合图5A和4B所示，为本发明实施例提供的另一种在FBMC-OQAM***时频物理资源上，2根发射天线上的子载波传输导频信号的设置示意图。
图5A中，天线1上传输的承载所述导频信号的所述子载波m1系列为：0、2、…、12，天线1上的子载波m1+1(即1、3、…、13)系列上的与传输所述导频信号相同的三个符号上传输的信号数据为：0、I(m1+1)、0。图5B中，天线2上传输的承载所述导频信号的所述子载波m2系列为：1、3、…、13，天线2上的子载波m2-1(即0、2、…、12)系列上的与传输所述导频信号相同的三个符号上传输的信号数据为：0、I(m2-1)、0。
其中，I(m1+1)通过X(m1)计算得出，I(m2-1)通过X(m2)计算得出。也就是说，图5A中，符号2资源上的I1、I3、…、I13分别通过导频资源上的X(0)、X(2)、…、X(12)计算得出；图5B中，符号2资源上的I0、I2、…、I12分别通过导频资源上的X(1)、X(3)、…、X(13)计算得出。
基于与上述实施例相同或相似的构思，本发明实施例还提供一种导频信号传输装置，参见图6，本发明提出的一种导频信号传输装置包括：
数据单元10，用于设置同一子载波上的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
传输单元20，用于在所述子载波上连续的三个符号上分别传输所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
其中，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号均为非0数据，所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第三导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第一导频信号与所述第三导频信号的相位相差180度。
本发明实施例中，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号的幅值相同。
本发明实施例中，所述数据单元10设置的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为-j*X(m)、X(m)、j*X(m)；或，
所述数据单元10设置的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为j*X(m)、X(m)、-j*X(m)；
其中，X(m)是实数导频数据、复数导频数据、或虚数导频数据。
本发明实施例中，在频域上连续的子载波上传输导频信号；或
在频域上等频率间隔分布的子载波上传输导频信号。
本发明实施例中，所述数据单元10还用于针对发射端中设置的多个天线，设置各个天线对应的子载波上传输的导频信号；
其中，发射端中设置的天线数为P*Q、每根天线对应的子载波数目为N；
将发射天线划分为Q组，每组P根天线；其中，P和Q为正整数，
在同一组天线里，各个天线占用相同的符号来传输所述导频信号；
对于不同组的任两个天线，所述任两个天线在时域上占用不完全相同的符号来传输所述导频信号。
本发明实施例中，对于同一组的P根天线，
其中的任意两根天线分别在频域上不同的子载波上传输导频信号。
本发明实施例中，在同一组的P根天线中，对于P根天线中的第i根天线，在所述第i根天线对应的第j个子载波上设置导频信号；
其中，i为大于0且小于或等于P的整数；
其中，j＝a1*k+b1[i]；其中，a1为大于等于P的正整数，b1[i]为第i根天线对应的小于a1的非负整数、且不同天线对应的b1[i]值不同；k为非负整数、且为等差数列；a1、k、和b1[i]被设置为使得j的值小于或等于N。
本发明实施例中，所述数据单元10还用于在同一组的P根天线中，当P根天线传输所述导频信号的子载波在频域上间隔连续分布时，当其中第i根天线上的子载波m1上传输有所述导频信号时，在与传输所述导频信号相同的三个符号上，将第i根天线上的子载波m1-1上的传输的信号数据设置为：0、I(m1-1)、0；将第i根天线上的子载波m1+1上传输的信号数据设置为：0、I(m1+1)、0；其中，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)；和/或，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)。
本发明实施例中，所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)包括：
Figure GDA0002401213490000181
或者
Figure GDA0002401213490000182
其中
Figure GDA0002401213490000183
Figure GDA0002401213490000184
所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)包括：
Figure GDA0002401213490000185
或者
Figure GDA0002401213490000186
其中，“*”为共轭运算，gm1为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1上的滤波函数；gm1+1为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+1上的滤波函数；gm1+2为所述3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+2上的滤波函数。
基于与上述实施例相同或相似的构思，本发明实施例还提供一种发射端，所述发射端包括本发明实施例提供的任意一种导频信号传输装置。
接收端包括基站、终端、中继(relay)等等各种接收设备，上述这些接收设备统称为接收节点。接收节点接收所述导频数据用于信道估计，进而解调数据或确定信道状态信息。与现有技术相比，本发明实施例提供的导频信号传输方法和装置可以改善接收节点的信道估计性能。
本发明实施例提供的导频信号传输方法和装置除了可以使用在FBMC-OQAM***中，还可以使用在其他FBMC***里，或者更广泛一点，还可以使用在其他多载波***里。在其他FBMC***里，比如GFDM(Generalized Frequency Division Multiplexing)，也需要解决导频信号设计。当GFDM***的符号长度是FBMC-OQAM符号长度的2倍时，所述传输导频信号的三个符号间隔为GFDM的半个符号长度。也即在GFDM的一个导频符号n的两边半个符号长度的位置各***一个导频符号。本发明实施例提供的导频信号传输方法和装置中的其他内容与FBMC-OQAM中的对应内容相同或相似。
本发明实施例提供的导频信号传输方法和装置不但可以提高导频点信号联合检测的信噪比，而且可以抵消相邻子载波上的干扰和各天线间的干扰，而且还可以节省分离干扰的物理时频资源，因而，使用本发明实施例提供的导频信号传输方法和装置，可以很好地提高FBMC***或其他以时频为物理资源的***的信道估计性能，并且导频开销相对比较小。
需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种导频信号传输方法，其特征在于，所述方法包括：
设置同一子载波上的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
在同一子载波上连续的三个符号上分别传输第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；其中，
所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号均为非0数据；
所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第三导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第一导频信号与所述第三导频信号的相位相差180度。
2.根据权利要求1所述的导频信号传输方法，其特征在于，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号的幅值相同。
3.根据权利要求1所述的导频信号传输方法，其特征在于，
所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为-j*X(m)、X(m)、j*X(m)；或，
所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为j*X(m)、X(m)、-j*X(m)；
其中，X(m)是实数导频数据、复数导频数据、或虚数导频数据。
4.根据权利要求2所述的导频信号传输方法，其特征在于，
在频域上连续的子载波上传输导频信号；或
在频域上等频率间隔分布的子载波上传输导频信号。
5.根据权利要求2所述的导频信号传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
针对发射端中设置的多个天线，设置各个天线对应的子载波上传输的导频信号；
其中，发射端中设置的天线数为P*Q；
将发射天线划分为Q组，每组P根天线；其中，P和Q为正整数，
在同一组天线里，各个天线占用相同的符号来传输所述导频信号；
对于不同组的任两个天线，所述任两个天线在时域上占用不完全相同的符号来传输所述导频信号。
6.根据权利要求5所述的导频信号传输方法，其特征在于，对于同一组的P根天线，
其中的任意两根天线分别在频域上不同的子载波上传输导频信号。
7.根据权利要求6所述的导频信号传输方法，其特征在于，
在同一组的P根天线中，对于P根天线中的第i根天线，在所述第i根天线对应的第j个子载波上设置导频信号；
其中，i为大于0且小于或等于P的整数；
其中，j＝a1*k+b1[i]；其中，a1为大于等于P的正整数，b1[i]为第i根天线对应的小于a1的非负整数、且不同天线对应的b1[i]值不同；k为非负整数、且为等差数列。
8.根据权利要求6所述的导频信号传输方法，其特征在于，
在同一组的P根天线中，当P根天线传输所述导频信号的子载波在频域上间隔连续分布时，当其中第i根天线上的子载波m1上传输有所述导频信号时，在与传输所述导频信号相同的三个符号上，将第i根天线上的子载波m1-1上的传输的信号数据设置为：0、I(m1-1)、0；将第i根天线上的子载波m1+1上传输的信号数据设置为：0、I(m1+1)、0；其中，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)；和/或，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)。
9.根据权利要求8所述的导频信号传输方法，其特征在于，
所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)包括：
Figure FDA0002401213480000021
或者
Figure FDA0002401213480000031
其中
Figure FDA0002401213480000032
Figure FDA0002401213480000033
所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)包括：
Figure FDA0002401213480000034
或者
Figure FDA0002401213480000035
其中，“*”为共轭运算，gm1为3个导频符号中第2个符号的在子载波m1上的滤波函数；gm1+1为3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+1上的滤波函数；gm1+2为3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+2上的滤波函数。
10.一种导频信号传输装置，其特征在于，所述装置包括：
数据单元，用于设置同一子载波上的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
传输单元，用于在所述子载波上连续的三个符号上分别传输所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号；
其中，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号均为非0数据，
所述第一导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第三导频信号与所述第二导频信号的相位相差90度；
所述第一导频信号与所述第三导频信号的相位相差180度。
11.根据权利要求10所述的导频信号传输装置，其特征在于，所述第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号的幅值相同。
12.根据权利要求10所述的导频信号传输装置，其特征在于，
所述数据单元设置的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为-j*X(m)、X(m)、j*X(m)；或，
所述数据单元设置的第一导频信号、第二导频信号、第三导频信号分别为j*X(m)、X(m)、-j*X(m)；
其中，X(m)是实数导频数据、复数导频数据、或虚数导频数据。
13.根据权利要求11所述的导频信号传输装置，其特征在于，
在频域上连续的子载波上传输导频信号；或
在频域上等频率间隔分布的子载波上传输导频信号。
14.根据权利要求11所述的导频信号传输装置，其特征在于，
所述数据单元还用于针对发射端中设置的多个天线，设置各个天线对应的子载波上传输的导频信号；
其中，发射端中设置的天线数为P*Q；
将发射天线划分为Q组，每组P根天线；其中，P和Q为正整数，
在同一组天线里，各个天线占用相同的符号来传输所述导频信号；
对于不同组的任两个天线，所述任两个天线在时域上占用不完全相同的符号来传输所述导频信号。
15.根据权利要求14所述的导频信号传输装置，其特征在于，对于同一组的P根天线，
其中的任意两根天线分别在频域上不同的子载波上传输导频信号。
16.根据权利要求15所述的导频信号传输装置，其特征在于，
在同一组的P根天线中，对于P根天线中的第i根天线，在所述第i根天线对应的第j个子载波上设置导频信号；
其中，i为大于0且小于或等于P的整数；
其中，j＝a1*k+b1[i]；其中，a1为大于等于P的正整数，b1[i]为第i根天线对应的小于a1的非负整数、且不同天线对应的b1[i]值不同；k为非负整数、且为等差数列。
17.根据权利要求15所述的导频信号传输装置，其特征在于，
所述数据单元还用于在同一组的P根天线中，当P根天线传输所述导频信号的子载波在频域上间隔连续分布时，当其中第i根天线上的子载波m1上传输有所述导频信号时，在与传输所述导频信号相同的三个符号上，将第i根天线上的子载波m1-1上的传输的信号数据设置为：0、I(m1-1)、0；将第i根天线上的子载波m1+1上传输的信号数据设置为：0、I(m1+1)、0；其中，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)；和/或，根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)。
18.根据权利要求17所述的导频信号传输装置，其特征在于，
所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1+1)包括：
Figure FDA0002401213480000051
或者
Figure FDA0002401213480000052
其中
Figure FDA0002401213480000053
Figure FDA0002401213480000054
所述根据包含有X(m1)的公式计算得到所述I(m1-1)包括：
或者
Figure FDA0002401213480000056
其中，“*”为共轭运算，gm1为3个导频符号中第2个符号的在子载波m1上的滤波函数；gm1+1为3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+1上的滤波函数；gm1+2为3个导频符号中第2个符号的在子载波m1+2上的滤波函数。
19.一种发射端，其特征在于，所述发射端包括权利要求10～18提供的任一导频信号传输装置。
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