[发明专利]用于大规模MIMO通信的参考信号设计

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月6日提交的美国临时专利申请第61/734,214号的权益，其通过引用结合于此。

技术领域

本申请大体涉及参考信号设计，并且更具体地，涉及用于多输入多输出(MIMO)通信的参考信号设计。

背景技术

多天线技术用于通信系统中以提高性能。这些技术依靠在发射器和/或接收器处的多天线并可以分成三大不同分类：分集(diversity)、干扰抑制、以及空间复用。这三大类通常统称为MIMO通信，即使并不是属于这三大类的多天线技术在发射器和接收器两处都至少要求两个天线。

为了提供多天线技术的特定实例，众所周知在无线电信道上发射的信号由于时间扩散(time dispersion)而被毁坏。当发射的信号经由多个独立的衰落路径以不同的延迟通过无线电信道传送至接收器时会出现时间扩散。如在图1中所示，这种时间扩散信道对应频域中的非平坦信道响应102。

在这种情况下，发射的信号使用相对宽带载波104，信号携带的每个符号将会在时间扩散信道的频率上高质(高信号强度)和劣质(低信号强度)地传输。因此，即是说这些符号会经历频率分集。另一方面，在发射的信号使用相对窄带载波106的情况下，诸如在正交频分复用(OFDM)传输中使用的那些，信号携带的每个符号将会经历相对较少的频率分集。因此，符号可以局限于在时间扩散信道的频率上仅劣质地(低信号强度)传输，导致接收器处的误码性能差。

在这种情况中分集的多天线技术可以用于提高性能。例如，在至少一种应用中，分集指从空间上分离的发射天线发射的信号所经历的不同的衰落。通过从多发射天线不同相对延迟地发射相同的窄带载波106能够利用衰落中的分集创造人造频率分集。重要的是，需要在接收器处估计无线电信道以在对窄带载波106携带的符号进行解码时利用人为创造的频率分集。特别地，接收器需要估计无线电信道并应用其反向响应(inverse response)以在对窄带载波106携带的符号进行解码时利用人为创造的频率分集。

总的来说，属于上述三个分类(即，分集、干扰抑制、以及空间复用)的多天线技术中的很多技术都需要执行信道估计以提高性能。根据实现的特定多天线技术，可以要求在接收器和/或发射器处要求信道估计。通常使用基于培养(training)的方法进行信道估计，其中称为参考符号或导频(pilot)符号的已知符号被发射至接收器以帮助其进行信道估计。当存在多发射天线时，接收天线接收的信号是从每个发射天线发射的信号的叠加。因而，从每个多发射天线发射的参考符号通常需要传输为使得其自身不会彼此干扰以准确地估计信道。

图2示出了使用不同的复用技术防止从多发射天线发射的参考符号间的干扰以便能够执行准确的信道估计的三个实例参考信号模式200。三个实例参考信号模式200分别使用时分复用(TDM)技术、频分复用(FDM)技术、以及码分复用(CDM)技术。

使用TDM技术，参考符号在相同的频率上一次从一个发射天线传输。在图2的顶部示出使用TDM技术的两个发射天线的实例参考信号模式202。在第一符号时段t1期间，顶部发射天线在频率f2上发射参考符号，而底部发射天线在频率f2上什么都没发射。在第二符号时段t2期间，轮到底部发射天线在频率f2上发射参考符号，而顶部发射天线在频率f2上什么都不发射。因为参考符号在频率f2上的时间分别从两个发射天线发射一个，参考符号在时域彼此正交并且彼此不干扰。

使用FDM技术，在相同的时间却在不同的频率上从发射天线发射参考符号。在图2的中部示出两个发射天线的使用FDM技术的实例参考信号模式204。在符号时段t1期间，顶部发射天线在频率f3上发射参考符号但在频率f2上却不发射，而底部发射天线在频率f2上发射参考符号但在频率f3上却不发射。因为在相同的符号时段t1期间参考符号在不同的频率上分别通过两个发射天线发射，所以参考符号频域上彼此正交并且彼此不干扰。