[发明专利]正交频分复用系统中的导频传输方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)技术领域，尤其涉及OFDM系统中的导频传输方法和装置。

背景技术

由于OFDM系统一般采用相干解调，当系统采用相干解调时，必须进行信道估计。在实际应用中，OFDM系统通常采用基于导频的信道估计方法，即在发射数据流中插入导频信号，接收端提取导频信号，从而得到导频上的信道响应，再利用插值的方法估计其他数据载波位置上的信道响应，导频设计的目标是以较低的实现复杂度和开销获得较好的信道估计性能。

导频图案是指导频分布的结构，导频图案的选择是OFDM系统的重要参数，它直接影响到信道估计结果的精度和系统最大的数据传输速率。例如，在发射端插入的导频数过长会影响通信的速率，导频数过短又不能有效地估计出信道参数。导频图案选择的重要依据是信道的最小相干带宽、最小相干时间以及信道估计算法，其中，最小相干带宽与最大多径时延有关，最小相干时间与最大多普勒频移有关。导频符号是专门用于做导频的符号，时域内导频符号的放置必须使信道估计器能够跟上信道传输函数的变化，而又不过多地增加系统的额外开销，需要控制导频密度，导频密度即指时域或者频域导频之间的间隔。导频密度的下限由二维奈奎斯特(Nyquist)采样定理确定。设频域方向导频间隔为N_F，最大多径时延为τ_max，子载波间隔为Δ_F，时域方向导频间隔为N_T，最大多普勒频移为f_Dmax，OFDM符号周期为T，则根据采样定理要求N_F和N_T应该满足以下条件：

τmaxΔFNF≤12;]]>fDmaxTNT≤12;]]>

目前，业界提出了一些导频设计指导准则，现归纳如下：

1)设无噪声信道的长度为L，子载波总数为K时，可以用L个导频准确地估计出信道；

2)当L各导频等间距分布时，信道的最小均方误差最小；

3)当信道为时变信道时，在每一帧符号中等距插入导频的方案比在时域上周期性地插入导频的均方误差要小；

4)导频必须等能量；

5)不同OFDM符号的导频等间隔交错分布比矩形分布信道的均方误差要小；

6)不同发射天线的导频互相正交。

这些准则只是一些理论上的指导原则，离实际应用还有一定距离。

现有技术中应用的一种导频设计方案如下：对于快速傅立叶变换(FFT，Fast Fourier Transform)点数大于等于512点的情况，提供了3种专用的导频格式，其中，格式0是缺省的导频图案，能够支持秩等于3的情况；格式1用于支持高时延扩展信道，格式2用于支持秩等于4的情况。参照图1，为现有技术一中的专用导频图案，其中，黑色方格表示导频符号，白色方格表示数据符号。三种导频图案均支持FFT点数大于等于512点以上的情况，FFT点数表示子载波的数目，图中只显示了其中16个子载波的情况。而秩不同，代表支持的天线数目不同。格式0、格式2与格式1在频域上的导频密度不同，反映了支持频域选择性衰落快慢的不同，即多径数目不同。对于FFT点数小于512点的情况，只提供格式0和格式1两种导频图案，参照图1中的格式0和格式1。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述导频设计方案虽然考虑了不同天线模式，不同多径的情况，但是无法适应OFDM系统对导频设计图案的其他要求。例如，无法满足不同业务对服务质量(QoS，Quality of Service)的要求，也无法适应不同的信道质量。