Способ и устройство для мультиплексирования пилот-сигнала в системе беспроводной связи

Способ и устройство для мультиплексирования пилот-сигнала в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

По настоящей заявке на патент приоритет испрашивается по предварительной заявке № 60/760,482 под названием "METHOD AND APPARATUS FOR PILOT MULTIPLEXING IN A WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM", поданной 20 января 2006 года, переуступленной правопреемнику настоящей заявки и явно включенной сюда посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в целом, к области связи и, в частности, к методам передачи пилот-сигналов в системе беспроводной связи.

Уровень техники

В системе беспроводной связи передающая станция (например, базовая станция или терминал) может использовать множественные (T) передающие антенны для передачи со многими входами и многими выходами (MIMO) на приемную станцию, снабженную множественными (R) приемными антеннами. Множественные передающие и приемные антенны образуют канал MIMO, который можно использовать для повышения пропускной способности и/или надежности. Например, передающая станция может передавать одновременно до T потоков данных с T передающих антенн для повышения пропускной способности. Альтернативно, передающая станция может передавать один поток данных с T передающих антенн для улучшения приема на приемной станции.

Хорошей производительности можно добиться, если можно точно оценить характеристику канала MIMO. Например, приемная станция может использовать характеристику канала MIMO для осуществления детектирования данных для передачи MIMO для выбора матрицы пространственного отображения, применяемой на передающей станции для передачи MIMO, и т.д. Оценивание канала обычно поддерживается путем передачи пилотных символов, которые заранее известны приемной станции. Затем приемная станция может оценить характеристику канала MIMO на основании принятых пилотных символов и известных пилотных символов.

Канальные оценки, полученные на основании пилот-сигнала, обычно ухудшаются за счет шума и помехи. Шум может происходить из различных источников, например, приемной электроники беспроводного канала, и т.д. Помеха может включать в себя межантенную помеху и межпередатчиковую помеху. Межантенная помеха - это помеха, обусловленная передачами с других передающих антенн. Межантенная пилотная помеха может иметь место, если множественные пилотные передачи передаются одновременно со всех T передающих антенн, и пилотная передача с каждой антенны создает помеху пилотным передачам с других антенн. Межпередатчиковая помеха - это помеха, обусловленная передачами с других передающих станций. Межпередатчиковая помеха также может называться межсекторной помехой, межсотовой помехой, межтерминальной помехой и т.д. Межантенная помеха и межпередатчиковая помеха могут оказывать негативное влияние на оценивание канала, что в свою очередь может ухудшать производительность обработки данных.

Поэтому в современной технике существует необходимость в методах передачи пилот-сигнала в системе беспроводной связи.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту, описано устройство, которое генерирует совокупность пилотных последовательностей для совокупности передающих антенн, причем каждая пилотная последовательность содержит совокупность пилотных символов, передаваемых во временном измерении на отдельном множестве поднесущих. Устройство дополнительно генерирует совокупность пилотных передач для совокупности передающих антенн на основании совокупности пилотных последовательностей.

Согласно другому аспекту, описано устройство, которое генерирует совокупность пилотных последовательностей для совокупности передающих антенн на основании мультиплексирования с кодовым разделением в частотном измерении (FD-CDM) последовательности с постоянной амплитудой и нулевой автокорреляцией (CAZAC), например последовательности Чу, заданной значением, характерным для передатчика. Устройство дополнительно генерирует совокупность пилотных передач для совокупности передающих антенн на основании совокупности пилотных последовательностей.

Согласно еще одному аспекту, описано устройство, которое принимает совокупность пилотных передач через совокупность приемных антенн, причем каждая пилотная передача содержит совокупность пилотных символов, передаваемых во временном измерении на отдельном множестве поднесущих. Устройство обрабатывает совокупность принятых пилотных передач для получения канальных оценок.

Согласно еще одному аспекту, описано устройство, которое принимает совокупность пилотных передач через совокупность приемных антенн, причем пилотные передачи генерируются на основании FD-CDM последовательности CAZAC, например последовательности Чу, заданной значением, характерным для передатчика. Устройство обрабатывает совокупность принятых пилотных передач для получения канальных оценок.

Согласно еще одному аспекту, описано устройство, которое генерирует совокупность пилотных передач для совокупности передающих антенн на основании первой схемы мультиплексирования. Устройство дополнительно генерирует совокупность передач данных для совокупности передающих антенн на основании второй схемы мультиплексирования, которая отличается от первой схемы мультиплексирования.

Согласно еще одному аспекту, описано устройство, которое принимает совокупность пилотных передач, генерируемую на основании первой схемы мультиплексирования. Устройство дополнительно принимает совокупность передач данных, генерируемых на основании второй схемы мультиплексирования, которая отличается от первой схемы мультиплексирования. Совокупность пилотных передач и совокупность передач данных предназначены для передачи MIMO, передаваемых с множественных передающих антенн на множественные приемные антенны. Множественные передающие антенны могут располагаться на одной передающей станции или на множественных передающих станциях.

Различные аспекты и признаки раскрытия более подробно описаны ниже.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - система беспроводной связи множественного доступа.

Фиг.2 - блок-схема базовой станции и терминала.

Фиг.3A и 3B - две структуры поднесущих пилот-сигнала для перемеженного мультиплексирования с частотным разделением (IFDM).

Фиг.4 и 5 - два процесса для генерации пилот-сигнала IFDM.

Фиг.6 - пилотные передачи с четырех передающих антенн для пилот-сигнала FD-CDM.

Фиг.7 и 8 - два процесса для генерации пилот-сигнала FD-CDM.

Фиг.9 - процесс передачи пилот-сигнала и данных согласно разным схемам мультиплексирования.

Подробное описание

Описанные здесь методы можно использовать для различных систем беспроводной связи, например, систем связи множественного доступа, широковещательных систем, беспроводных локальных сетей (WLAN) и т.д. Термины "системы" и "сети" часто используются взаимозаменяемо. Системы множественного доступа могут представлять собой системы множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением (FDMA) системы, системы ортогонального FDMA (OFDMA), FDMA с одной несущей (SC-FDMA), системы множественного доступа с пространственным разделением (SDMA) и т.д. Методы также можно использовать для систем, которые используют разные схемы множественного доступа для нисходящей линии связи и восходящей линии связи, например, OFDMA для нисходящей линии связи и SC-FDMA для восходящей линии связи. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) - это линия связи от базовых станций к терминалам, и восходящая линия связи (или обратная линия связи) - это линия связи от терминалов к базовым станциям.

В системе OFDMA используется ортогональное мультиплексирование с частотным разделением (OFDM). В системе SC-FDMA используется мультиплексирование с частотным разделением на одной несущей (SC-FDM). OFDM и SC-FDM делят полосу системы на множественные (K) ортогональные поднесущие, которые также обычно называются тонами, бинами и т.д. Каждую поднесущую можно модулировать данными. В общем случае символы передаются в частотном измерении посредством OFDM и во временном измерении посредством SC-FDM. SC-FDM включает в себя (a) IFDM, которое передает информацию на поднесущих, которые равномерно распределены по данному выделенному частотному диапазону, и (b) локализованное мультиплексирование с частотным разделением (LFDM), которое передает информацию на соседних поднесущих.

На фиг.1 показана система 100 беспроводной связи множественного доступа с множественными базовыми станциями 110. Базовая станция обычно представляет собой неподвижную станцию, которая осуществляет связь с терминалами и также может называться Node B, расширенным Node B (eNode B), точкой доступа и т.д. Каждая базовая станция 110 обеспечивает покрытие конкретной географической области. Термин "сота" может относиться к базовой станции и/или ее зоне покрытия в зависимости от контекста, в котором используется термин. Для повышения емкости системы зону покрытия базовой станции можно разделить на несколько более мелких зон, например три более мелкие зоны. Каждая более мелкая зона может обслуживаться соответствующей базовой приемопередающей станцией (BTS). Термин "сектор" может относиться к BTS и/или ее зоне покрытия в зависимости от контекста, в котором используется термин. Для секторизованной соты BTS для всех секторов этой соты обычно совмещены с базовой станцией соты.

Терминалы 120 могут быть рассеяны по системе. Терминал может быть стационарным или мобильным и также может называться пользовательским оборудованием, мобильной станцией, мобильным оборудованием, терминалом доступа, станцией и т.д. Терминал может представлять собой сотовый телефон, карманный персональный компьютер (КПК), беспроводной модем, беспроводное устройство связи, карманное устройство, абонентский блок, портативный компьютер, беспроводной телефон и т.д.

Системный контроллер 130 может быть подключен к базовым станциям 110 и обеспечивать координацию и управление этих базовых станций. Системный контроллер 130 может представлять собой одну сетевую сущность или совокупность сетевых сущностей.

На фиг.2 показана блок-схема конструкции базовой станции 110 и терминала 120 в системе 100. Базовая станция 110 снабжена множественными (U) антеннами 220a-220u, которые можно использовать для передачи данных на нисходящей линии связи и приема данных на восходящей линии связи. Терминал 120 снабжен множественными (V) антеннами 152a-152v, которые можно использовать для передачи данных на восходящей линии связи и приема данных на нисходящей линии связи. Каждая антенна может представлять собой физическую антенну или антенную решетку.

На нисходящей линии связи, на базовой станции 110, процессор 214 передаваемых (TX) данных и пилот-сигнала принимает данные из источника 212 данных, обрабатывает (например, форматирует, кодирует, перемежает и посимвольно отображает) данные и генерирует символы данных. Процессор 214 также генерирует пилотные символы, как описано ниже, и выдает символы пилот-сигнала и данных на TX пространственный процессор 216. В используемом здесь смысле символ данных - это символ для данных, пилотный символ - это символ для пилот-сигнала, нулевой символ - это нулевое значение сигнала, и символ обычно имеет комплексное значение. Символы данных могут представлять собой символы модуляции из схемы модуляции, например FSK или QAM. Пилот-сигнал - это данные, которые заранее известны передающей и приемной станциям. Процессор 216 мультиплексирует символы пилот-сигнала и данных, осуществляет пространственное отображение на передатчике (если применимо) и выдает U выходных потоков символов на U модуляторов (МОД) 218a-218u. Каждый модулятор 218 осуществляет модуляцию (например, для OFDM, SC-FDM и т.д.) на его выходном потоке символов для генерации выходных чипов и дополнительно обрабатывает (например, выполняет цифроаналоговое преобразование, аналоговую фильтрацию, усиление и повышение частоты) выходные чипы для генерации сигнала нисходящей линии связи. U сигналов нисходящей линии связи из модуляторов 218a-218u передаются через U антенн 220a-220u соответственно.

На терминале 120 V антенны 252a-252v принимают U сигналов нисходящей линии связи, и каждая антенна 252 выдает принятый сигнал на соответствующий демодулятор (ДЕМОД) 254. Каждый демодулятор 254 обрабатывает (например, выполняет фильтрацию, усиление, понижение частоты и оцифровку) принятый сигнал для получения выборок и далее осуществляет демодуляцию (например, для OFDM, SC-FDM, и т.д.) на выборках для получения принятых символов. Каждый демодулятор 254 выдает принятые символы данных на детектор 256 MIMO и выдает принятые пилотные символы на канальный процессор 284. Канальный процессор 284 оценивает характеристику канала MIMO нисходящей линии связи на основании принятых пилотных символов и выдает канальные оценки на детектор 256 MIMO. Детектор 256 MIMO осуществляет детектирование MIMO на принятых символах данных с помощью канальных оценок и обеспечивает оценки символов данных. RX процессор 258 данных дополнительно обрабатывает (например, деперемежает и декодирует) оценки символов данных и выдает декодированные данные на приемник 260 данных.

На восходящей линии связи, на терминале 120, данные из источника 272 данных и пилот-сигнал обрабатываются процессором 274 TX данных и пилот-сигнала, дополнительно обрабатываются TX пространственным процессором 276 и модулируются и обрабатываются модуляторами 254a-254v для генерации V сигналов восходящей линии связи, которые передаются через V антенны 252a-252v. На базовой станции 110 сигналы восходящей линии связи принимаются U антеннами 220a-220u, обрабатываются и демодулируются демодуляторами 218a-218u, детектируются детектором 232 MIMO и дополнительно обрабатываются RX процессором 234 данных для восстановления данных, переданных терминалом 120. Канальный процессор 244 оценивает характеристику канала MIMO восходящей линии связи на основании принятых пилотных символов и выдает канальные оценки на детектор 232 MIMO для детектирования MIMO.

Контроллеры/процессоры 240 и 280 управляют работой базовой станции 110 и терминала 120 соответственно. В блоках памяти 242 и 282 хранятся данные и программные коды для базовой станции 110 и терминала 120 соответственно.

Описанные здесь методы можно использовать с различными структурами поднесущих. В нижеследующем описании предполагается, что полное количество K поднесущих доступно для передачи, и им присвоены индексы от 0 до K-1.

На фиг.3A показана структура 300 поднесущих пилот-сигналов IFDM, которую можно использовать для IFDM или распределенной передачи данных OFDM. В структуре 300 поднесущих полное количество K поднесущих организовано в T непересекающихся или неперекрывающихся множествах таким образом, что каждое множество содержит L′ поднесущих, которые равномерно распределены по полному количеству K поднесущих, где T и L′ - это надлежащим образом выбранные целочисленные значения. Последовательные поднесущие в каждом множестве разнесены на T поднесущих, где K=T×L′. Следовательно, множество i содержит поднесущие i, T+i, 2T+i, …, (L′-1)×T+i, для i∈{0, …, T-1}.

На фиг.3B показана структура 310 поднесущих пилот-сигналов IFDM, которую можно использовать для передачи данных LFDM или локализованной OFDM. В структуре 310 поднесущих полное количество K поднесущих организованы в G непересекающихся групп таким образом, что каждая группа содержит N″=K/G последовательных поднесущих, где N″ и G - это надлежащим образом выбранные целочисленные значения. Таким образом, группа 0 включает в себя поднесущие с 0 по N″-1, группа 1 включает в себя поднесущие с N″ по 2N″-1 и т.д., и группа G-1 включает в себя поднесущие с K-N″ по K-1.

N″ поднесущих в каждой группе могут быть организованы в T непересекающихся множеств таким образом, что каждое множество содержит L″ поднесущих, которые равномерно распределены по N″ поднесущим в этой группе, где N″=L″×T. N″ поднесущих в каждой группе, таким образом, могут быть организованы аналогичным образом, как описано выше со ссылкой на фиг.3A. На фиг.3B показано T множеств поднесущих для группы поднесущих 1.

В общем случае любую структуру поднесущих можно использовать для передачи пилот-сигнала и данных на нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Например, структуру 300 поднесущих можно использовать для нисходящей линии связи, и структуру 310 поднесущих можно использовать для восходящей линии связи. Также можно использовать другие структуры поднесущих. На каждой линии связи пилот-сигнал и данные могут передаваться с использованием одной и той же или разных структур поднесущих.

Передающая станция может передавать пилот-сигнал через множественные (T) передающие антенны с использованием различных схем мультиплексирования, например мультиплексирования с временным разделением (TDM), мультиплексирования с кодовым разделением во временном измерении (TD-CDM), OFDM, IFDM, FD-CDM и т.д. Приемная станция может принимать пилот-сигнал через множественные (R) приемные антенны и может оценивать характеристику канала MIMO, а также фоновый шум и помеху на основании принятого пилот-сигнала. Для нисходящей линии связи передающей станцией может быть базовая станция 110, приемной станцией может быть терминал 120, T может быть равно U и R может быть равно V. Для восходящей линии связи передающей станцией может быть терминал 120, приемной станцией может быть базовая станция 110, T может быть равно V и R может быть равно U. Пилот-сигнал для передачи MIMO может содержать отдельную пилотную последовательность для каждой из T передающих антенн. Пилотная последовательность - это последовательность известных символов, которые могут передаваться во временном измерении или в частотном измерении в зависимости от схемы мультиплексирования, используемой для пилот-сигнала.

Для пилот-сигнала TDM интервал времени, предназначенный для пилот-сигнала, может делиться на T отрезков времени, которые могут присваиваться T передающим антеннам. Передающая станция может передавать пилотную передачу с каждой антенны в течение отрезка времени, назначенного этой антенне. Пилотная передача для каждой антенны может представлять собой любую пилотную последовательность с присоединенным циклическим префиксом для подавления частотно-избирательного замирания, вызванного расширением задержки на многолучевом канале. Циклический префикс также называется защитным интервалом, преамбулой и т.д. Длину циклического префикса можно выбирать на основании предполагаемого расширения задержки. Вместо циклического префикса также можно использовать уникальное слово. Приемная станция может оценивать характеристику канала MIMO и шум с использованием многоотводной обработки во временном измерении (которая обычно используется в системах CDMA) или обработки в частотном измерении. Оценивание шума может быть тривиальным, поскольку пилот-сигнал передается только с одной передающей антенны в любой данный отрезок времени, и поэтому не существует помехи от любых других передающих антенн. Межпередатчиковую пилотную помеху от других передающих станций можно подавлять с использованием разных скремблирующих последовательностей пилот-сигнала для разных передающих станций.

Для пилот-сигнала TD-CDM T разных ортогональных последовательностей могут назначаться T передающим антеннам и использоваться для достижения ортогональности во временном измерении. Передающая станция может генерировать пилотную последовательность во временном измерении для каждой передающей антенны, умножая базовую последовательность во временном измерении на ортогональную последовательность для этой антенны. Затем передающая станция может генерировать пилотную передачу для каждой передающей антенны на основании ее пилотной последовательности во временном измерении. Пилотная передача с каждой передающей антенны может не испытывать многолучевой помехи, обусловленной потоками данных, но может испытывать многолучевую помеху, обусловленную пилотными передачами с других передающих антенн. Приемная станция может оценивать характеристику канала MIMO с использованием многоотводной обработки во временном измерении, которая может использовать ортогональность между T пилотными передачами благодаря использованию ортогональных последовательностей, назначенных T передающим антеннам. Приемная станция может оценивать шум без помехи из наблюдаемых потоков данных. Межпередатчиковую пилотную помеху можно подавлять с использованием разных скремблирующих последовательностей пилот-сигнала для разных передающих станций.

Для пилот-сигналов OFDM и IFDM N поднесущих можно использовать для пилотной передачи и можно организовывать в T непересекающихся множеств, например, как показано на фиг.3A или 3B, причем каждое множество включает в себя L поднесущих, где N=T×L≤K. Согласно фиг.3A, N может быть равно K и L может быть равно L′. Согласно фиг.3B, N может быть равно N″ и L может быть равно L″. В любом случае, L поднесущих в каждом множестве могут быть равномерно распределены по N поднесущим, чтобы приемная станция могла дискретизировать частотный спектр по всем N поднесущим, что может повысить производительность оценивания канала и шума. Каждой из T передающих антенн может быть назначена отдельная из T поднесущих множества.

Для пилот-сигнала OFDM передающая станция может передавать пилотную передачу с каждой передающей антенны в частотном измерении на множестве из L поднесущих, назначенных этой антенне. Для каждой передающей антенны передающая станция может отображать L пилотных символов в L поднесущих в назначенном множестве, отображать нулевые символы в остальные K-L поднесущих и генерировать символ OFDM на основании отображенных пилот-сигнала и нулевых символов. T пилотных передач с T передающих антенн занимают разные поднесущие и, таким образом, ортогональны по частоте. Приемная станция может осуществлять оценивание канала и шума на основании принятых пилотных символов с использованием обработки в частотном измерении. Оценивание канала и шума не страдает от межантенной помехи, поскольку достигается ортогональность между T пилотными передачами. Однако недостатком OFDM является высокое отношение пиковой/средней мощности (PAPR), и это значит, что отношение пиковой мощности к средней мощности сигнала OFDM может быть высоким во временном измерении. Пилотные символы, используемые для каждой передающей антенны, можно генерировать или выбирать таким образом, чтобы PAPR было как можно ниже. Межпередатчиковую помеху можно ослаблять за счет надлежащего планирования пилот-сигнала, скачкообразной перестройки частоты и т.д.

Для пилот-сигнала IFDM передающая станция может передавать пилотную передачу с каждой передающей антенны во временном измерении на множестве из L поднесущих, назначенных этой антенне. Для каждой передающей антенны передающая станция может преобразовывать L пилотные символы из временного измерения в частотное измерение, отображать L преобразованных символов в L поднесущих в назначенном множестве, отображать нулевые символы в остальные K-L поднесущих и генерировать символ IFDM на основании отображенных преобразованных и нулевых символов. T пилотных передач с T передающих антенн занимают разные поднесущие и, таким образом, ортогональны по частоте. Приемная станция может осуществлять оценивание канала и шума на основании принятых пилотных символов с использованием обработки в частотном измерении. Оценивание канала и шума не страдает от межантенной помехи, поскольку достигается ортогональность между T пилотными передачами. Кроме того, высокого PAPR можно избегать с использованием пилотных символов с постоянной амплитудой во временном измерении. Хорошей производительности оценивания канала можно добиться, надлежащим образом генерируя пилотные символы, как описано ниже. Межсекторную помеху можно ослаблять за счет надлежащего планирования пилот-сигнала, скачкообразной перестройки частоты и т.д.

Для пилот-сигнала FD-CDM T разных ортогональных последовательностей могут назначаться T передающим антеннам и использоваться для достижения ортогональности в частотном измерении. Передающая станция может генерировать пилотную последовательность в частотном измерении для каждой передающей антенны, умножая базовую последовательность в частотном измерении на ортогональную последовательность для этой антенны. Затем передающая станция может генерировать пилотную передачу для каждой передающей антенны на основании ее пилотной последовательности в частотном измерении. T пилотных передач с T передающих антенн могут быть почти ортогональны на многолучевом канале благодаря использованию разных ортогональных последовательностей. Приемная станция может осуществлять оценивание канала и шума на основании принятых пилотных символов с использованием обработки в частотном измерении, например, аналогично тому, как это делается для пилот-сигналов OFDM и IFDM.

Несколько схем мультиплексирования для пилот-сигнала более подробно описано ниже.

1. Пилот-сигнал IFDM

Пилот-сигнал IFDM может передаваться с T передающих антенн на T непересекающихся множествах поднесущих, например, как показано на фиг.3A или 3B, по одному множеству из L поднесущих для каждой передающей антенны. Пилот-сигнал IFDM можно генерировать с помощью базовой последовательности, имеющей хорошие свойства. Например, можно выбирать базовую последовательность, имеющую хорошие временные характеристики (например, постоянную огибающую во временном измерении) и хорошие спектральные характеристики (например, плоский частотный спектр). Эти хорошие временные и спектральные характеристики можно получить с помощью различных последовательностей CAZAC (с постоянной амплитудой и нулевой автокорреляцией). Некоторые иллюстративные последовательности CAZAC включают в себя последовательность Чу, последовательность Франка, обобщенную чирпообразную последовательность (GCL), последовательность Голомба, последовательности P1, P3, P4 и Px, и т.д.

В одной конструкции последовательность Чу c _L(n) длиной L используется в качестве базовой последовательности для пилот-сигнала IFDM. Эту последовательность Чу можно выразить как:

, для n=0,..., L-1 при четном L (1)

, для n=0,..., L-1 при нечетном L (2)

где λ - индекс приращения частоты, который выбирается так, чтобы λ и L были взаимно простыми и имели наибольший общий делитель, равный 1. L - это длина базовой последовательности и может соответствовать количеству поднесущих, назначенных каждой передающей антенне для пилотной передачи, L может быть простым числом (например, L=257), что может обеспечивать хорошие взаимнокорреляционные свойства для последовательностей Чу, генерируемых с L-1 разными значениями λ. L также можно выбирать на основании количества поднесущих, используемых для пилотной передачи каждой передающей антенной (например, L=256).

В уравнениях (1) и (2) λ можно использовать как значение, характерное для передатчика или код для различения пилот-сигналов от разных передающих станций, как описано ниже. Множество значений для λ можно определить на основании длины L последовательности. Например, множество может включать в себя значения λ, равные 1, 2, 3, 4, 5 и 6 для длины последовательности L=7. Разные значения λ могут присваиваться разным передающим станциям, например, разным базовым станциям на нисходящей линии связи или разным терминалам на восходящей линии связи. Поскольку две базовые последовательности, генерируемые с разными значениями λ, имеют минимальную взаимную корреляцию, если разность двух значений λ взаимно проста с L, в этом случае пилот-сигналы, передаваемые разными передающими станциями с разными значениями λ, создают минимальную помеху друг другу.

Последовательность Чу имеет постоянную огибающую во временном измерении, что приводит к низкому PAPR для пилот-сигнала. Последовательность Чу также имеет плоский частотный спектр, что может повышать производительность оценивания канала, особенно когда распределение спектральной плотности канала неизвестно.

В другой конструкции L-точечное на последовательности Чу c _L(n) осуществляется обратное дискретное преобразование Фурье (ОДПФ) для получения преобразованной последовательности C_L(k) с L символами. Затем преобразованная последовательность используется в качестве базовой последовательности.

В еще одной конструкции в качестве базовой последовательности используется последовательность псевдослучайных чисел (PN) pn(n), имеющая хорошие автокорреляционные и взаимнокорреляционные свойства и свойства низкого PAPR во временном измерении. PN последовательность можно вывести любым методом, известным в технике, например, на основании полиномиальной образующей или посредством исчерпывающего поиска всех возможных последовательностей длиной L. В качестве базовой последовательности также можно использовать другие последовательности.

Пилот-сигнал IFDM для T передающих антенн можно генерировать по-разному. В одной схеме базовая последовательность дублируется T раз и сцепляется для получения расширенной базовой последовательности следующим образом:

(3)

где b_L(n-i×L) - это базовая последовательность, задержанная на i×L выборок, и

b _ext(n) - это расширенная базовая последовательность длиной N.

Базовая последовательность b _L(n) длиной L может быть равна (a) последовательности Чу, т.е. b _L(n)=c_L(n), (b) PN последовательности, т.е. b _L(n)=pn(n), или (c) некоторой другой последовательности. В уравнении (3) T копий базовой последовательности b _L(n) задерживаются и размещаются так, чтобы начало i-й последовательности немедленно следовало за концом (i-1)-й последовательности. T задержанных последовательностей суммируются для получения расширенной базовой последовательности b _ext(n) длиной N.

Пилотную последовательность можно генерировать для каждой передающей антенны следующим образом:

для n=0, …, N-1 (4)

где p _i(n) - это пилотная последовательность для передающей антенны i. Уравнение (4) применяет линейную фазовую зависимость к N выборкам в расширенной базовой последовательности. Наклон фазовой зависимости различен для разных передающих антенн.

Базовая последовательность b _L(n) содержит L выборок во временном измерении и занимает L последовательных поднесущих. Дублирование базовой последовательности T раз приводит к формированию расширенной базовой последовательности b _ext(n), занимающей каждую T-ю поднесущую в частотном измерении, с нулями для T-1 поднесущих между последовательными занятыми поднесущими. Умножение на e ^j2πin/N в уравнении (4), по существу, сдвигает пилотную последовательность для передающей антенны i на i поднесущих в частотном измерении. T пилотных последовательностей для T антенн сдвинуты на разные количества поднесущих и, таким образом, ортогональны в частотном измерении, причем каждая пилотная последовательность занимает отдельное множество из L поднесущих, например, как показано на фиг.3A или 3B.

На фиг.4 показан процесс 400 для генерации пилот-сигнала IFDM. Совокупность пилотных последовательностей генерируется для совокупности передающих антенн, причем каждая пилотная последовательность содержит совокупность пилотных символов, передаваемых во временном измерении на отдельном множестве поднесущих (блок 410). Совокупность пилотных последовательностей можно генерировать на основании последовательности Чу с λ=1, последовательности Чу, заданной значением λ, характерным для передатчика, какой-либо другой последовательности CAZAC, PN последовательности и т.д. Совокупность пилотных передач генерируется на основании совокупности пилотных последовательностей (блок 420).

На фиг.5 показан процесс 500 для генерации пилот-сигнала IFDM. Процесс 500 включает в себя блоки 510 и 520, которые соответствуют блокам 410 и 420 соответственно, на фиг.4. Базовая последовательность длиной L (например, последовательность Чу, ОДПФ последовательности Чу, PN последовательность и т.д.) первоначально генерируется (блок 512). Затем расширенная базовая последовательность длиной N генерируется путем дублирования и сцепления множественных (T) копий базовой последовательности (блок 514). Пилотная последовательность генерируется для каждой передающей антенны путем применения отдельной фазовой зависимости к расширенной базовой последовательности, например, как показано в уравнении (4) (блок 516). Пилотную передачу длиной N+C можно генерировать для каждой передающей антенны путем присоединения циклического префикса длиной C к пилотной последовательности для этой антенны (блок 520). Вставка циклического префикса достигается путем копирования последних C выборок пилотной последовательности и присоединения этих C выборок к началу пилотной последовательности. Пилотную передачу также можно генерировать иным образом на основании пилотной последовательности, например пилотную последовательность можно обеспечивать непосредственно как пилотную передачу без какого-либо циклического префикса.

В еще одной схеме для генерации пилот-сигнала IFDM для T передающих антенн, которую можно использовать для любой структуры поднесущих, включающей в себя показанные на фиг.3A и 3B, первоначально генерируется базовая последовательность во временном измерении с L пилотными символами (например, последовательность Чу). Затем осуществляется L-точечное дискретное преобразование Фурье (ДПФ) на базовой последовательности во временном измерении для получения базовой последовательности в частотном измерении с L преобразованными символами. Для каждой передающей антенны L преобразованных символов отображаются в L поднесущих, назначенных этой антенне, и N-L нулевых символов отображаются в остальные поднесущие. Затем осуществляется N-точечное ОДПФ на N преобразованных символах и нулевых символах для получения пилотной последовательности во временном измерении с N выборками. Циклический префикс можно присоединять к этой пилотной последовательности для получения пилотной передачи для передающей антенны. Пилот-сигнал IFDM для T передающих антенн также можно генерировать иным образом.

В общем случае пилотную последовательность или пилотную передачу можно генерировать путем определения символов или выборок для пилотной последовательности/передачи на основании соответствующих уравнений, например, как описано выше. Пилотную последовательность или пилотную передачу также можно предварительно вычислять и сохранять в памяти. В этом случае пилотную последовательность или пилотную передачу можно генерировать всякий раз, когда это необходимо, путем простого чтения из памяти. Таким образом, термин "генерировать" может включать в себя любое действие (например, вычисление, извлечение из памяти и т.д.) для получения пилотной последовательности или пилотной передачи.

Для пилот-сигнала OFDM T пилотных передач с T передающих антенн разнесены по частоте и, таким образом, ортогональны на многолучевом канале. PAPR низко, если используется пилотная последовательность с постоянной огибающей во временном измерении. Кроме того, энергия пилот-сигнала равномерно распределена по частоте, если используется последовательность CAZAC, например последовательность Чу, что может упрощать оценивание канала и шума, в то же время обеспечивая хорошую производительность.

2. Пилот-сигнал FD-CDM

Пилот-сигнал FD-CDM может передаваться с T передающих антенн на одном и том же множестве из N поднесущих. Однако пилотная передача с каждой антенны умножается в частотном измерении на отдельную ортогональную последовательность. Пилот-сигнал FD-CDM можно генерировать с помощью базовой последовательности, имеющей хорошие характеристики.

В одной конструкции последовательность Чу c _N(n) длиной N используется в качестве базовой последовательности во временном измерении для пилот-сигнала FD-CDM. Эту последовательность Чу, для четных N, можно выразить как:

для n=0,...,N-1 (5)

N-точечное ОДПФ можно осуществлять на п