專利名稱：多載波發(fā)送裝置,多載波接收裝置,以及多載波無線通信方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行無線通信的發(fā)送裝置，接收裝置以及無線通信方法，上述的無線通信基于在數(shù)字通信系統(tǒng)中使用的諸如OFDM(正交頻分多路復用)調(diào)制系統(tǒng)的多載波調(diào)制系統(tǒng)實現(xiàn)。
背景技術：
近年來無線通信，更加特別是，移動通信不僅僅處理聲音，而且處理作為發(fā)送目標的諸如圖像和數(shù)據(jù)的不同類型信息。由于期望在未來對發(fā)送不同內(nèi)容的要求進一步增加，所以期望要求有高可靠性和高速發(fā)送來增加發(fā)送更多的內(nèi)容。但是，當在移動通信中執(zhí)行高速發(fā)送時，由于多徑的原因，延遲波形的影響不能再被忽視，并且由于頻率選擇性衰落(fading)的原因，波形的傳輸特性也惡化。
作為一種提供頻率選擇性衰落控制的技術，MC(多載波)調(diào)制系統(tǒng)成為關注的焦點。該多載波調(diào)制系統(tǒng)是一種使用多載波(子載波)來發(fā)送數(shù)據(jù)的技術，其中載波的發(fā)送速度受到抑制從而避免了頻率選擇性衰落的發(fā)生，因此將采用多載波調(diào)制系統(tǒng)提供高速發(fā)送。
特別是，在多載波調(diào)制系統(tǒng)中，其中載送數(shù)據(jù)的多個子載波是彼此正交的，OFDM調(diào)制系統(tǒng)是一種具有最高頻率使用效率的系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)可以在相對簡單的硬件結構中實現(xiàn)，所以，這種系統(tǒng)是關注的焦點和從不同角度出發(fā)研究的焦點。
根據(jù)一種基于OFDM調(diào)制系統(tǒng)的MC調(diào)制系統(tǒng)，發(fā)送方發(fā)送導頻信號，以至于接收方可以執(zhí)行信道估計，等等。精確的信道估計需要使用多個導頻信號的平均信道估計值來處理以抑制噪聲分量。
但是，通常的MC調(diào)制系統(tǒng)需要許多導頻信號才能獲得想要的精確的信道估計，而這阻止了通常的MC調(diào)制系統(tǒng)發(fā)送其相應的數(shù)據(jù)信號，并導致傳輸效率的惡化。
正如未審查日本專利公開No.HEI 11-205276所揭示的，根據(jù)基于通常MC調(diào)制系統(tǒng)的無線通信，包含DC分量的子載波僅僅載送諸如峰值抑制信號等不需要解碼的信號以及不用于發(fā)送導頻信號或信息信號的信號。這是由于在諸如數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬回路產(chǎn)生了DC偏移的影響，包含DC分量的子載波遭受解碼精確度惡化的影響以及不能執(zhí)行精確的信道估計。因此，避免使用包含DC分量的子載波發(fā)送信息而導致傳輸效率的惡化。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種基于MC調(diào)制系統(tǒng)，通過改善發(fā)送導頻信號的方法以及改善執(zhí)行信道估計的方法，能夠在無線通信中改善傳輸效率的多載波發(fā)送裝置，多載波接收裝置以及多載波無線通信方法。
該目的通過以下裝置實現(xiàn)，即位于發(fā)送方的裝置發(fā)送導頻信號，其中導頻信號在導頻載波上載送并具有時間變化模式，以及位于接收方的裝置執(zhí)行信道估計，信道估計是通過將多個導頻信號相關實現(xiàn)的，其中多個導頻信號在導頻載波上載送并以時間順序接收。
附圖簡述

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案1的發(fā)送裝置的結構框圖；圖2示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案1發(fā)送裝置的導頻信號插入部分輸出的信號串的數(shù)據(jù)信號和導頻信號陣列；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案1的接收裝置的結構框圖；圖4示例了根據(jù)本發(fā)明實施方案1接收裝置的信道估計部分中使用的導頻信號；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案1的第二接收裝置的結構框圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案3的發(fā)送裝置的結構框圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案3的接收裝置的結構框圖；圖8示例了本發(fā)明的信號和抽取導頻信號之間的相關值；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案4的發(fā)送裝置的結構框圖；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案4的接收裝置的結構框圖；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案5的發(fā)送裝置的結構框圖；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案5的接收裝置的結構框圖。
本發(fā)明實施的最佳模式現(xiàn)在參考附圖，在下面說明本發(fā)明的實施方案。
(實施方案1)將使用圖1中所示框圖說明根據(jù)實施方案1的發(fā)送裝置的結構。根據(jù)該實施方案的發(fā)送裝置由下列結構構成，數(shù)字調(diào)制部分(MOD)101，S/P(串/并)轉(zhuǎn)換部分102，導頻信號發(fā)生部分(PL-GEN)103，導頻信號插入部分(PL-INS)104，IDFT(逆傅立葉變換)部分105，P/S(并/串)轉(zhuǎn)換部分106，保護間隔插入部分(GI-INS)107，D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換部分108，無線發(fā)送部分(RF-TX)109以及天線110。
該數(shù)字調(diào)制部分101對發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行諸如QPSK的預定調(diào)制并將已調(diào)制信號輸出到串/并轉(zhuǎn)換部分102。該串/并轉(zhuǎn)換部分102將調(diào)制的信號轉(zhuǎn)換為子載波載有的并行數(shù)據(jù)串，其中該已調(diào)制信號是串行數(shù)據(jù)串。
導頻信號發(fā)生部分103產(chǎn)生導頻信號并將產(chǎn)生的導頻信號輸出到導頻信號插入部分104。導頻信號插入部分104適當?shù)貙ьl信號發(fā)生部分103產(chǎn)生的導頻信號插入到串/并轉(zhuǎn)換部分102的輸出信號中。在這種情況下，導頻信號插入部分104使至少一個子載波僅僅載有導頻信號。由導頻信號發(fā)生部分103產(chǎn)生導頻信號的方法以及通過導頻信號插入部分104插入導頻信號的方法以后將詳細描述。
逆傅立葉變換部分105對導頻信號插入部分104的輸出信號實施逆傅立葉變換，并將結果輸出到并/串轉(zhuǎn)換部分106。并/串轉(zhuǎn)換部分106將逆傅立葉變換部分105的輸出的并行數(shù)據(jù)串信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)串并輸出到保護間隔插入部分107。保護間隔插入部分107將并/串轉(zhuǎn)換部分106的輸出信號分割成碼元，并執(zhí)行填加與每一個碼元后端的預定長度相對應的部分相同信號的處理(保護間隔分配處理)。數(shù)/模轉(zhuǎn)換部分108將作為保護間隔插入部分107的數(shù)字信號串的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號并輸出到無線發(fā)送部分109。無線發(fā)送部分109執(zhí)行預定的無線處理，諸如對數(shù)/模轉(zhuǎn)換部分108輸出的基帶信號進行放大和上變換，并通過無線方式從天線110發(fā)送該基帶信號。
然后，將使用圖2詳細說明通過導頻信號發(fā)生部分103產(chǎn)生導頻信號的方法以及通過導頻信號插入部分104插入導頻信號的方法。圖2示出了導頻信號插入部分104輸出的信號串的數(shù)據(jù)信號和導頻信號的陣列。
圖2所示情形中，信號區(qū)域載有從a到i的9個子載波。導頻信號插入部分104允許子載波e僅僅載有導頻信號。而且，導頻信號插入部分104也適當?shù)貙ьl信號插入到諸如子載波a以及i的其他子載波的數(shù)據(jù)信號中。
導頻信號發(fā)生部分103以這樣的一種方式產(chǎn)生具有時間變換模式的導頻信號，即導頻信號“1”以及導頻信號“-1”交替出現(xiàn)，如“1，-1，1，-1，1，-1，…”。
接著，將使用圖3所示框圖來說明根據(jù)本發(fā)明實施方案1的接收裝置的結構。根據(jù)該實施方案的接收裝置由以下結構構成，天線201，無線接收部分(RF-RX)202，A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換部分203，保護間隔刪除部分(GI-DEL)204，串/并轉(zhuǎn)換部分205，DFT(傅立葉變換)部分206，導頻信號抽取部分(PL-EXT)207，并/串轉(zhuǎn)換部分208，存儲器209，導頻信號解碼部分(PL-DEC)210，信道估計部分(CH-EST)211，信道補償部分(CH-COM)212以及數(shù)字解調(diào)部分(DEM)213。
無線接收部分(RF-RX)202實施預定的無線處理，諸如對天線201接收的無線信號放大和下變換并將該信號作為基帶信號輸出到模/數(shù)轉(zhuǎn)換部分203。模數(shù)轉(zhuǎn)換部分203將無線接收部分202輸出的模擬基帶信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出到保護間隔刪除部分204。保護間隔刪除部分204刪除來自模/數(shù)轉(zhuǎn)換部分203的輸出信號中的保護間隔部分并輸出到串/并轉(zhuǎn)換部分205。串/并轉(zhuǎn)換部分205將保護間隔刪除部分204的輸出信號從串行信號轉(zhuǎn)換為并行信號，并輸出到傅立葉變換部分206。傅立葉變換部分206通過傅立葉變換將串/并轉(zhuǎn)換部分205的輸出信號轉(zhuǎn)換為不同子載波的分量，并輸出到導頻信號抽取部分207。
導頻信號抽取部分207從傅立葉變換部分206的輸出信號中抽取導頻信號，輸出到導頻信號解碼部分210，并將剩余的數(shù)據(jù)信號輸出到并/串轉(zhuǎn)換部分208。并/串轉(zhuǎn)換部分208將導頻信號抽取部分207作為并行數(shù)據(jù)串輸出的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)串并暫時存儲在存儲器209中。
導頻信號解碼部分210解碼導頻信號抽取部分207輸出的導頻信號，該解碼是通過使用與發(fā)送方所用的相同模式找到相關性而實現(xiàn)的，并向信道估計部分211輸出該解碼導頻信號。信道估計部分211使用由導頻信號解碼部分210解碼的多個時間順序的導頻信號來估計一個信道，并將信道估計值輸出到信道補償部分212。通過信道估計部分211進行導頻載波信道估計的方法將在以后詳細描述。
信道補償部分212基于信道估計部分211輸出的信道估計值，補償存儲在存儲器209中數(shù)據(jù)信號的信道失真，并在補償信道失真之后，將該數(shù)據(jù)信號輸出到數(shù)字解調(diào)部分213。數(shù)字解調(diào)部分213解調(diào)信道補償部分212的輸出信號并獲得已接收數(shù)據(jù)。
接著，通過信道估計部分211的導頻載波信道估計方法將使用圖4來說明。圖4示例了信道估計部分211在不同時間所使用的導頻信號。
在圖4所示情形下，例如，碼元S0在時間周期t0到t1中解碼。然后，在時間t4，完成對應于四個碼元S0到S3的導頻信號解碼。信道估計部分211對在時間周期t0到t4期間解碼的四個碼元S0到S3的導頻信號執(zhí)行相關處理，以計算信道估計值。該信道估計值是位于時間t2的值，該值是時間周期t0到t4的中間值。而且，信道估計部分211對在時間周期t1到t5期間解碼的四個碼元S1到S4的導頻信號執(zhí)行相關處理，以計算一個信道估計值。該信道估計值是位于時間t3的值，該值是時間周期t1到t5的中間值。在此以后，信道估計部分211依次以一個碼元間隔對四個碼元的導頻信號執(zhí)行相關處理。
由于以這種方式獲得的信道估計值是基于多個碼元(圖4所示情形中的四個碼元)的導頻信號的，因此與基于一個碼元導頻信號而獲得信道估計值的情形相比，噪聲分量被抑制，所以改善了信道估計值的精確度。而且，改善的精確度導致導頻信號數(shù)量的減少以及傳輸效率的提高。其次，通過內(nèi)插以這種方式計算的該信道估計值以及其他子載波的信道估計值，可能獲得數(shù)據(jù)部分的信道估計值。
本實施方案已經(jīng)描述了這樣的情形，即導頻信號以這樣的一種方式產(chǎn)生，也就是導頻信號“1”和導頻信號“-1”在子載波e上交替出現(xiàn)，但是本發(fā)明并不局限于此，以及如果導頻信號模式對于發(fā)送方和接收方都已知的情況下，它可能獲得相似的效果。
進一步，本實施方案已經(jīng)描述了這樣的情形，即具有時間變化模式的導頻信號僅僅分配給一個子載波，但是本發(fā)明并不局限于此，它可能在多個子載波上安排具有時間變化模式的導頻信號，并通過相互內(nèi)插這些信道估計值，可以獲得各個子載波的信道估計值和獲得數(shù)據(jù)部分的信道估計值。
更進一步，本發(fā)明已經(jīng)描述了這樣的情形，即導頻信號模式以時間順序發(fā)送，但是本發(fā)明并不局限于此，如果至少以時間順序安排導頻信號模式，并且接收方意識到導頻信號插入的時間，因此盡管導頻信號模式不是以時間順序同時發(fā)送的，但是它也可能執(zhí)行信道估計。當信道變化慢慢地發(fā)生，以及具有發(fā)送的導頻信號的子載波可以在導頻信號不發(fā)送的時間發(fā)送信息數(shù)據(jù)的時候，該方法特別有效，這將進一步提高傳輸效率。
再進一步，在圖4中，在時間t0和時間t1的信道估計值可通過外插法計算，所以，它也可能對碼元S0和S1執(zhí)行信道估計和補償。
更進一步，它也可能使用以時間順序安排的這些導頻信號來估計頻率偏移。圖5是示出了根據(jù)該實施方案的第二接收裝置的結構框圖，并旨在使用導頻信號估計頻率偏移。當與圖3比較時，圖5中所示的接收裝置采用了增加頻率偏移補償部分(OFFSET-COM)501以及頻率偏移估計部分(OFFSET-EST)502的結構。
在圖5中，導頻信號解碼部分210向信道估計部分211以及頻率偏移估計部分502輸出解碼的導頻信號。該頻率偏移估計部分502使用解碼的導頻信號來估計頻率偏移值，并將該估計結果輸出到頻率偏移補償部分501。
模/數(shù)轉(zhuǎn)換部分203將無線接收部分202輸出的模擬基帶信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出到頻率偏移補償部分501。該頻率偏移補償部分501基于頻率偏移估計部分502的估計結果，補償包含在模/數(shù)轉(zhuǎn)換部分203輸出信號中的頻率偏移值并輸出到保護間隔刪除部分204。
由于從頻率偏移估計部分502中計算的頻率偏移值是基于多個碼元的導頻信號，它的噪聲分量與基于一個碼元導頻信號計算頻率偏移值的情形相比減少了。因此，數(shù)據(jù)部分的頻率偏移值可以通過將以這種方式計算的頻率偏移值和其他子載波的頻率偏移值平均來獲得。更進一步，不僅僅執(zhí)行一次頻率偏移估計和補償，而是重復多次執(zhí)行，這將減少來自傅立葉變換部分206輸出信號的頻率偏移的影響，所以改善了傳輸特性。
(實施方案2)這里，在根據(jù)通常MC調(diào)制系統(tǒng)的無線通信中，包括DC分量的子載波不用于發(fā)送導頻信號或信息信號。這是因為，包含DC分量的子載波的解碼精度由于DC偏移影響而導致惡化，該DC偏移是在諸如數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬回路中產(chǎn)生，它不可能執(zhí)行精確的信道估計。
另一方面，當正和負的導頻信號數(shù)量在預定范圍之內(nèi)是相同的(積分值變?yōu)?)，諸如在上述實施方案1中所說明的“1，-1，1，-1，…”，該導頻信號即使存在一些DC偏移，而在計算相關值的處理中取消這些導頻信號，所以計算的相關值不會改變，而不管存在DC偏移與否。
這將在下面說明。假設一種情形，即作為實例，在子載波上載有具有“1，-1，1，-1”模式的導頻信號串，該子載波包含DC分量。當不存在DC偏移時，在解碼過程中，在接收方的接收信號為“1，-1，1，-1”，所以相關值用導頻信號串如下給出1×1+(-1)×(-1)+1×1+(-1)×(-1)＝4。而且，當存在“+0.5”的DC偏移時，在解碼過程中，在接收方的接收信號是“1.5，-0.5，1.5，-0.5”以及相關值用該導頻信號如下給出1.5×1+(-0.5)×(-1)+1.5×1+(-0.5)×(-1)＝4因此，根據(jù)該實施方案，相關值變得相同，而不管是否存在DC偏移，所以即使通過使用包含DC分量的子載波發(fā)送導頻信號，接收方可以解碼導頻這些信號，而不受DC偏移的影響。所以，可以減少通過其他子載波發(fā)送的導頻信號數(shù)量并且相應的發(fā)送數(shù)據(jù)信號使得提高傳輸效率成為可能。
(實施方案3)這里，在使用OFDM的通信系統(tǒng)中，可能考慮一種情形，即以時間順序連續(xù)發(fā)送的多個OFDM碼元作為一個單元(幀)來處理，以及在時分基的幀中，發(fā)送導頻信號或發(fā)送數(shù)據(jù)。在這樣的一種通信系統(tǒng)中，有必要在初始化同步的過程中檢測幀開始位置。
以上的實施方案1和2已經(jīng)說明了這樣的情形，即使用具有時間變化模式的導頻信號來執(zhí)行信道估計，但是這些導頻信號也可以用于獲得幀同步，以在初始化同步的過程中檢測幀的開始位置。實施方案3將描述一種情形，即使用具有時間變化模式的導頻信號來獲得幀同步。
圖6示出了根據(jù)該實施方案的發(fā)送裝置的結構框圖，旨在使用導頻信號獲得幀同步。與圖1相比，圖6所示的發(fā)送裝置采用了填加用于對發(fā)送數(shù)據(jù)執(zhí)行編碼的數(shù)據(jù)編碼部分(COD)601的結構。在圖6中，導頻信號插入部分104將導頻信號發(fā)生部分103產(chǎn)生的導頻信號適當?shù)夭迦氲綌?shù)字調(diào)制部分101的輸出信號中，并輸出到串/并轉(zhuǎn)換部分102。
在這種情況下，導頻信號發(fā)生部分103在與該幀周期的相同循環(huán)周期中，產(chǎn)生具有時間變化模式的導頻信號。例如，當一個幀由32個OFDM碼元構成時，長度為32的導頻信號串{C1，C2，C3，…，C32}用于幀同步。該串的每一個元素(element)每次分配給每一個OFDM碼元的一個預定子載波，并在每一幀中重復。
圖7是示出了根據(jù)該實施方案的接收裝置的結構框圖，旨在使用導頻信號來獲得幀同步。與圖3相比，在圖7中所示的該接收裝置采用了填加幀同步獲取部分(FRAME-SYN)701以及數(shù)據(jù)解碼部分(DEC)702的結構。在圖7中，并/串轉(zhuǎn)換部分208將傅立葉變換部分206輸出的并行數(shù)據(jù)串的信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)串，導頻信號抽取部分207抽取一個導頻信號。而且，為了說明簡潔起見，圖7省略了導頻信號解碼部分210，信道估計部分211以及信道補償部分212。
當將預先存儲在內(nèi)部的復制(replica)信號每次位移一個OFDM碼元時，幀同步獲取部分701用1幀導頻信號來計算相關值，該導頻信號是導頻信號抽取部分207抽取的，并識別相關值達到幀開始位置時的最大值(在圖8所示情形中的t1)的時間。這使得獲取幀同步成為可能。接著，幀同步獲取部分701向數(shù)字解調(diào)部分213以及數(shù)據(jù)解碼部分702輸出指示幀開始位置的定時信號。
數(shù)字解調(diào)部分213基于幀同步獲取部分701輸出的定時信號，判決數(shù)據(jù)斷開(break)位置，并解調(diào)存儲器209中的輸出信號。該數(shù)據(jù)解碼部分702基于幀同步獲取部分701輸出的定時信號來判決數(shù)據(jù)斷開位置，并解碼數(shù)字解調(diào)部分213的輸出信號以得到接收數(shù)據(jù)。
因此，根據(jù)該實施方案，發(fā)送方在正如幀周期的相同循環(huán)周期中，發(fā)送具有時間變化模式的導頻信號以允許接收方獲取幀同步。而且，該實施方案使用作為發(fā)送單元的一個幀，但是本發(fā)明并不局限于此，可以使用其他發(fā)送單元，對于發(fā)送方在正如發(fā)送單元周期的相同循環(huán)周期中，發(fā)送具有時間變化模式的導頻信號也是可能的，因此接收方可以在相應的發(fā)送單元中獲取同步。
更進一步，發(fā)送方在正如幀周期的相同循環(huán)周期中，產(chǎn)生與負導頻信號數(shù)量相同的正導頻信號，并將這些導頻信號在包含DC分量的子載波上發(fā)送，正如實施方案2中情形所述，因此接收方可以解碼這些信號而不受DC偏移的影響。這使得減少用其他子載波發(fā)送的導頻信號數(shù)量成為可能，因此通過發(fā)送相應的數(shù)據(jù)信號提高了傳輸效率。
(實施方案4)當提供頻率選擇性衰落控制的技術時，除了MC調(diào)制系統(tǒng)以外，存在一種擴頻系統(tǒng)。該擴頻系統(tǒng)是一種通過使用稱為“PN碼”的擴頻碼在頻率軸上擴頻信號來改善抗干擾性能的系統(tǒng)，并因此獲得擴頻增益。該擴頻系統(tǒng)可以分為兩種類型直接擴頻系統(tǒng)和跳頻系統(tǒng)。決定采用特別是使用直接擴頻系統(tǒng)的CDMA系統(tǒng)用于IMT-2000，即下一代移動通信。
接著，合并MC調(diào)制系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)的MC-CDMA系統(tǒng)近來成為人們關注的焦點?？梢詫⒈景l(fā)明應用于MC-CDMA系統(tǒng)。實施方案4將描述的情形是，通過將本發(fā)明應用到MC-CDMA系統(tǒng)來執(zhí)行信道估計。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明實施方案4的發(fā)送裝置的結構框圖，并指出了一種情形，即本發(fā)明應用于MC-CDMA系統(tǒng)。在圖9所示的發(fā)送裝置中，與圖1中那些共同的部分分配有相同的參考數(shù)字，因此相應的說明將省略。與圖1相比，圖9所示的發(fā)送裝置采用了填加包括多個數(shù)字調(diào)制部分101-1到101-n(n是等于或大于2的自然數(shù))和多個擴頻部分(SPR)901-1到901-n以及多路復用部分902的結構。
擴頻部分901-1到901-n擴頻各自數(shù)字調(diào)制部分101-1到101-n的輸出信號，并輸出到多路復用部分902。多路復用部分902多路復用擴頻部分901-1到901-n的輸出信號并輸出到串/并轉(zhuǎn)換部分102。該串/并轉(zhuǎn)換部分102將多路復用部分902的輸出信號一碼片一碼片地轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)串。
圖10是示出了根據(jù)該實施方案的接收裝置的結構框圖，并指出了一種情形，即本發(fā)明應用于MC-CDMA系統(tǒng)。在圖10所示的接收裝置中，與圖3所示的公共部分分配有如圖3所示的相同參考數(shù)字，因此相應的說明將被省略。與圖3相比，圖10中所示的接收裝置采用了填加多個數(shù)字解調(diào)部分213-1到213-n(n為等于或大于2的自然數(shù))和多個解擴部分(DES)1001-1到1001-n的結構。
解擴部分1001-1到1001-n使用特定的擴頻碼對信道補償部分212的輸出信號執(zhí)行解擴處理，并將信號輸出到相應的數(shù)字解調(diào)部分213-1到213-n。該數(shù)字解調(diào)部分213-1到213-n解調(diào)各自解擴部分1001-1到1001-n的輸出信號并得到接收數(shù)據(jù)。
這里，通過使導頻載波載有小區(qū)識別信號，該實施方案可以通過使用相同的頻率波段以支持多小區(qū)系統(tǒng)。進一步，通過采用用于導頻載波信號串的模式信號串，其中這些模式信號串在鄰小區(qū)之間是相互正交的，該實施方案可以僅僅抽取各自小區(qū)中的導頻信號，并因此更加精確地執(zhí)行信道估計。
更進一步，也可以通過在頻率方向中擴頻導頻信號，該實施方案可以通過擴頻增益更加精確地執(zhí)行信道估計。再進一步，本實施方案也可以使用導頻信號估計頻率偏移。
(實施方案5)實施方案5將描述的一種情形是，通過將本發(fā)明應用到一個MC-CDMA系統(tǒng)中來獲得幀同步。
在使用一種MC-CDMA系統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，也可能處理多個MC-CDMA碼元，該碼元作為一個單元(幀)以時間順序連續(xù)地發(fā)送，以及以時分基發(fā)送導頻信號和發(fā)送幀中的數(shù)據(jù)。在這樣的一種通信系統(tǒng)中，有必要在初始化同步的過程中檢測幀開始位置。
圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明實施方案5的發(fā)送裝置的結構框圖，并指出了一種這樣的情形，將本發(fā)明應用到一個MC-CDMA系統(tǒng)。與圖9相比，圖11所示的發(fā)送裝置采用了填加用于編碼發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)編碼部分601-1到601-n的結構。在圖11中，導頻信號插入部分104適當?shù)貙ьl信號發(fā)生部分103產(chǎn)生的導頻信號插入到數(shù)字調(diào)制部分101的輸出信號中，并輸出到串/并轉(zhuǎn)換部分102。
同時，導頻信號發(fā)生部分103在如同該幀周期的相同循環(huán)周期中產(chǎn)生具有時間變化模式的導頻信號。例如，當一個幀由32個MC-CDMA碼元構成時，長度32的導頻信號串{C1，C2，C3，…，C32}用于幀同步。該串的每一個元素每次分配給每一個MC-CDMA碼元的預定子載波，并在每一幀中重復。
圖12是示出了根據(jù)該實施方案的接收裝置的結構框圖，旨在使用導頻信號獲取幀同步。與圖10相比，在圖12中所示的接收裝置中，采用了填加幀同步獲取部分701和數(shù)據(jù)解碼部分702-1到702-n的結構。在圖12中，并/串轉(zhuǎn)換部分208將傅立葉變換部分206輸出的并行數(shù)據(jù)串轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)串，接著，導頻信號抽取部分207抽取導頻信號。進一步，為了說明簡潔起見，圖12省略了導頻信號解碼部分210，信道估計部分211以及信道補償部分212。
當將暫時存儲在內(nèi)部的復制信號每次位移一個MC-CDMA碼元時，幀同步獲取部分701用導頻信號抽取部分207抽取的1幀導頻信號來計算相關值，并識別相關值達到幀開始位置時的最大值的時間。這使得獲取幀同步成為可能。然后，幀同步獲取部分701向解擴部分1001-1到1001-n，數(shù)字解調(diào)部分213-1到213-n以及數(shù)據(jù)解碼部分702-1到702-n輸出指示幀開始位置的定時信號。
解擴部分1001-1到1001-n基于幀同步獲取部分701輸出的定時信號判決數(shù)據(jù)斷開位置，并對存儲器209的輸出信號使用特定的擴頻碼執(zhí)行解擴處理，并輸出到相應的數(shù)字解調(diào)部分213-1到213-n。該數(shù)字解調(diào)部分213-1到213-n基于幀同步獲取部分701輸出的定時信號判決數(shù)據(jù)斷開位置，并解調(diào)相應的解擴部分1001-1到1001-n的輸出信號。該數(shù)據(jù)解碼部分702-1到702-n基于幀同步獲取部分701輸出的定時信號判決數(shù)據(jù)斷開位置，并解碼數(shù)據(jù)解碼部分702-1到702-n的輸出信號以得到接收數(shù)據(jù)。
這里，通過使導頻載波載有小區(qū)識別信號，該實施方案可以通過使用相同的頻率波段以支持一個多小區(qū)系統(tǒng)。進一步，通過采用用于導頻載波信號串的模式信號串，其中這些模式信號串在鄰小區(qū)之間是相互正交的，該實施方案可以僅僅抽取自己小區(qū)中的導頻信號，并因此更加精確地執(zhí)行信道估計。
更進一步，也可以通過在頻率方向中擴頻導頻信號，該實施方案可以通過擴頻增益更加精確地執(zhí)行信道估計。再進一步，本實施方案也可以使用導頻信號來獲取幀同步。
正如以上所述，通過使用具有時間變化模式的導頻信號串，執(zhí)行信道估計和幀同步獲取，本發(fā)明可以減少導頻信號以估計信道和獲取幀同步，因此來提高傳輸效率。進一步，即使使用包含不可能用于信息發(fā)送的DC分量的子載波發(fā)送導頻信號，接收方可以解碼導頻信號而不受DC偏移的影響，所以可能提高傳輸?shù)男省?br> 本發(fā)明基于2001年6月29日提交的日本專利申請No.2001-199925以及2001年12月20日提交的日本專利申請No.2001-388235，其中公開的全部內(nèi)容特地在此包含引作參考。
工業(yè)應用性本發(fā)明優(yōu)選地用于基于諸如一種調(diào)制系統(tǒng)的多載波調(diào)制系統(tǒng)的無線通信中。
權利要求
1.一種多載波發(fā)送裝置，包括導頻信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生具有時間變化模式的導頻信號串；以及導頻信號插入裝置，用于將分割的導頻信號串插入到以時間順序發(fā)送的多個載波中。
2.根據(jù)權利要求1的多載波發(fā)送裝置，其中導頻信號插入裝置使包含DC分量的子載波載送導頻信號發(fā)生裝置產(chǎn)生的導頻信號串。
3.根據(jù)權利要求1的多載波發(fā)送裝置，其中導頻信號發(fā)生裝置以這樣一種方式產(chǎn)生所述的導頻信號串，即組成導頻信號串的正和負導頻信號的數(shù)量在預定范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1的多載波發(fā)送裝置，其中導頻信號發(fā)生裝置產(chǎn)生具有與發(fā)送單元的循環(huán)周期模式相同的循環(huán)周期模式的導頻信號。
5.根據(jù)權利要求1的多載波發(fā)送裝置，其中數(shù)據(jù)是根據(jù)多載波CDMA系統(tǒng)發(fā)送的。
6.根據(jù)權利要求5的多載波發(fā)送裝置，其中使用導頻載波來發(fā)送小區(qū)識別信號。
7.根據(jù)權利要求6的多載波發(fā)送裝置，其中導頻載波信號串在相鄰小區(qū)之間是相互正交的。
8.根據(jù)權利要求5的多載波發(fā)送裝置，其中導頻信號也在頻率方向擴頻。
9.一種多載波接收裝置，包括導頻信號抽取裝置，用于抽取導頻載波上載有的導頻信號；以及信道估計裝置，用于通過相關以時間順序安排的多個抽取的導頻信號來執(zhí)行信道估計，其中抽取的導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
10.一種多載波接收裝置，包括導頻信號抽取裝置，用于抽取導頻載波上載有的導頻信號；頻率偏移估計裝置，用于通過相關以時間順序安排的多個抽取的導頻信號來估計頻率偏移，其中抽取的導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式；和頻率偏移補償裝置，用于使用通過該頻率偏移估計裝置獲得的頻率偏移估計值來補償頻率偏移。
11.根據(jù)權利要求10的多載波接收裝置，其中頻率偏移估計裝置進一步對受到頻率偏移補償處理的信號執(zhí)行頻率偏移估計。
12.一種多載波接收裝置，包括導頻信號抽取裝置，用于抽取導頻載波上載有的導頻信號；以及同步獲取裝置，用于通過相關以時間順序安排的多個抽取的導頻信號來檢測發(fā)送單元的開始位置，其中抽取導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
13.一種多載波接收裝置，包括導頻信號抽取裝置，用于抽取導頻載波上載有的導頻信號；以及小區(qū)識別信號估計裝置，用于估計在以時間順序安排的多個抽取的導頻信號上多路復用的小區(qū)識別信號。
14.一種基站裝置，包括一個多載波發(fā)送裝置，所述的多載波發(fā)送裝置包括導頻信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生具有時間變化模式的導頻信號串；以及導頻信號插入裝置，用于將分割的導頻信號串插入到以時間順序發(fā)送的多個載波中。
15.一種通信終端裝置，包括一個多載波發(fā)送裝置，所述的多載波發(fā)送裝置包括導頻信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生具有時間變化模式的導頻信號串；以及導頻信號插入裝置，用于將分割的導頻信號串插入到以時間順序發(fā)送的多個載波中。
16.一種基站裝置，包括一個多載波接收裝置，所述的多載波接收裝置包括導頻信號抽取裝置，用于抽取導頻載波上載有的導頻信號；以及信道估計裝置，用于通過相關以時間順序安排的多個抽取的導頻信號來執(zhí)行信道估計，其中抽取的導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
17.一種通信終端裝置，包括一個多載波接收裝置，所述的多載波接收裝置包括導頻信號抽取裝置，用于抽取導頻載波上載有的導頻信號；以及信道估計裝置，用于通過相關以時間順序安排的多個抽取的導頻信號來執(zhí)行信道估計，其中抽取的導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
18.一種多載波無線通信方法，包括步驟發(fā)送方的裝置發(fā)送具有時間變化模式的被分割的導頻信號串，其中在多個載波上載有該導頻信號串，以及接收方的裝置通過相關導頻載波上載有的多個導頻信號執(zhí)行信道估計，該導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
19.一種多載波無線通信方法，包括步驟發(fā)送方裝置發(fā)送具有時間變化模式的被分割的導頻信號串，其中在多個載波上載有該導頻信號串，以及接收方裝置通過相關導頻載波上載有的多個導頻信號執(zhí)行頻率偏移估計，該導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
20.一種多載波無線通信方法，包括步驟發(fā)送方裝置發(fā)送具有時間變化模式的被分割的導頻信號串，其中在多個載波上載有該導頻信號串，以及接收方裝置通過相關導頻載波上載有的多個導頻信號檢測發(fā)送單元的開始位置，該導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
21.一種多載波無線通信方法，包括步驟發(fā)送方裝置以這樣一種方式產(chǎn)生導頻信號串，即組成所述導頻信號串的正和負導頻信號的數(shù)量在預定范圍內(nèi)相同，以及發(fā)送包含DC分量的子載波上載有的導頻信號，接收方裝置通過相關包含所述DC分量的子載波上載有的多個導頻信號執(zhí)行信道估計，其中該導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
22.一種多載波無線通信方法，包括步驟發(fā)送方裝置以這樣一種方式產(chǎn)生導頻信號串，即組成所述導頻信號串的正和負導頻信號的數(shù)量在預定范圍內(nèi)相同，以及發(fā)送包含DC分量的子載波上載有的導頻信號，接收方裝置通過相關包含所述DC分量的子載波上載有的多個導頻信號執(zhí)行頻率偏移估計，其中該導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
23.一種多載波無線通信方法，包括步驟發(fā)送方裝置以這樣一種方式產(chǎn)生導頻信號串，即組成所述導頻信號串的正和負導頻信號的數(shù)量在預定范圍內(nèi)相同，以及發(fā)送包含DC分量的子載波上載有的導頻信號，接收方裝置通過相關包含所述DC分量的子載波上載有的多個導頻信號檢測發(fā)送單元的開始位置，其中該導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。
24.根據(jù)權利要求18的多載波無線通信方法，其中發(fā)送方裝置根據(jù)一種多載波CDMA系統(tǒng)執(zhí)行數(shù)據(jù)發(fā)送以及通過小區(qū)識別信號將該導頻信號多路復用，接收方裝置估計在導頻信號上多路復用的小區(qū)識別信號。
全文摘要
導頻信號發(fā)生部分(103)產(chǎn)生具有預定時間變化模式的并由導頻載波攜載的導頻信號。導頻信號插入部分(104)僅將導頻信號插入到導頻載波中。接收方裝置計算導頻載波上載有的導頻信號的相關值并以此為基準識別行，該導頻信號具有與發(fā)送方所使用的相同模式。發(fā)送方裝置使用多載波將具有時間變化模式的導頻信號插入傳統(tǒng)上不用于信息傳送的包含DC分量的子載波，并發(fā)送所述子載波。由此改善多載波調(diào)制的無線通信的傳輸效率。
文檔編號H04L27/26GK1465150SQ02802401
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月28日 優(yōu)先權日2001年6月29日
發(fā)明者須增淳, 須藤浩章, 三好憲一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社