[发明专利]MIMO系统中信道估计及插入导频的方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明设计无线通信领域，尤其涉及无线多输入多输出(MIMO，MultipleInput Multiple Output)通信系统中信道估计及插入导频的方法、装置和系统。

背景技术

在无线通信系统中，由于发射机和接收机之间的传播路径非常复杂，信号在无线信道上的传输质量会受到影响，另外无线信道不像有线信道那样固定并可预见，而是具有很大的随机性，常引起接收信号的幅度、相位和频率失真，影响无线通信系统的性能，因此在无线通信系统中信道估计显得尤为重要。信道估计可以定义为描述物理信道对输入信号的影响而进行可行性研究的过程。

为了保证无线通信系统中信号传输的准确性，通常采用多根发射天线和多根接收天线即MIMO系统来传输数据，形成多条MIMO信道，为区分不同的用户及提升系统性能，需要获得每条MIMO信道进行信道估计。通常下行信道估计的方法是在下行链路中插入导频子载波，接收端根据相应位置导频子载波所得到的接收值来估算整个链路的信道响应。

根据IEEE802.16协议的规定，采用MIMO系统的下行正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中，携带信息的最小处理单元定义为一个cluster，每个cluster由两个符号和一个频率组成，而每符号每频率的结构为2个导频子载波和12个数据子载波，每两个符号形成一个循环。如图1所示，设14个子载波的位置从左到右依次表示为【-6，-5，-4，...5，6，7】，其中，空心圆代表数据子载波，空心三角代表导频子载波，第一行为偶数符号的子载波，导频子载波位置为【-2，2】；第二行为基数符号的子载波，导频子载波位置为【-6，6】。下行数据子载波的信道估计是利用2个符号在频率上位置相同的cluster中的4个导频子载波来进行线性拟合实现的，相应地，在发送端需要从2个符号中提取出这4个导频子载波。由于在MIMO系统中，为了区分开不同的发射天线，与非MIMO系统的结构相比每根天线的导频子载波都要减半，目前常用的MIMO系统采用两根发射天线，根据协议规定，信道估计是需要4个导频子载波进行线性拟合实现的，相应地，在发送端也需要提取出4个导频子载波，因此在两根发射天线的MIMO系统中的信道估计是以四个符号数为一个循环来实现的。如图2所示，其中，圆形代表数据子载波，空心三角代表第一根天线上的导频子载波，实心三角代表第二根天线上的导频子载波。在四个相邻符号中找到相同位置频率的2个cluster，提取来自同一根发射天线的4个导频子载波，进而进行信道估计。在这种MIMO系统中，由于信道估计值的确定需要4个符号来实现，使得系统整体帧的配比收到了限制，也就是说，MIMO系统中的区域符号数为4的倍数时才是有效的数据区域，当MIMO区域符号数不是4的整数倍时，会导致子载波无法充分利用，如果在多余出的符号中采用简单平均的方法进行信道估计则会导致误码率提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在下行MIMO系统中，MIMO区域符号数为4的非整数倍的情况下，能够有效使用全部区域符号提取导频子载波并利用导频子载波进行信道估计的方法、装置和系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种MIMO系统中信道估计的方法，该方法包括，确定接收端MIMO区域的符号数量是否为4的整数倍；

对4的整数倍的符号部分，每4个符号为一个循环，分别提取每个循环中每个符号的导频子载波，共提取出4个导频子载波用于确定信道估计值；

对剩余非4的整数倍的符号部分，提取剩余n个符号的导频子载波并补充缺少的4-n个导频子载波构成4个导频子载波用于确定信道估计值，其中，n为剩余的非4的整数倍的符号个数。

进一步地，所述补充缺少的导频子载波的方法为：对所述剩余的n个符号，提取发射天线的n个导频子载波，确定缺少的导频子载波个数为4-n，在所述n个符号前面的4个相邻符号中的导频子载波所在位置找到所述缺少的4-n个导频子载波，补充到所述n个导频子载波中组成4个导频子载波用于确定所述信道估计值。

进一步地，所述补充缺少的导频子载波的具体方法包括：

所述MIMO区域的符号数被4除后多出的符号数为1，则补充前面所述4符号组的后3个符号的导频子载波；

所述MIMO区域的符号数被4除后多出的符号数为2，则补充前面所述4符号组的后2个符号的导频子载波；

所述MIMO区域的符号数被4除后多出的符号数为3，则补充前面所述4符号组的后1个符号的导频子载波。