[发明专利]用于生成导频序列的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种用于生成导频序列的设备和方法。

背景技术

在单频网络(SFN)中，多个发送端利用相同的时、频资源向同一个接收端传输相同的信息。例如，基于正交频分复用调制的单频网络在数字音频广播(DAB)和路基数字视频广播(DVB-T)系统中得到了广泛的应用。

频域正交放置的导频序列是最普遍的正交导频放置方法。基于这种导频放置策略，接收端可以使用一组频域滤波器来有效地识别并解调不同发送端发送的导频序列。除了频域正交外，其他正交策略，比如时域正交，也被经常采用。

为了提高系统在对抗多径接收方面的可靠性，单频网络要求接收端能够实现高精度、高可靠性的同步功能。在基于正交频分复用调制的单频网络中，载波频偏(CFO)的存在将导致系统解调性能的下降。在单频网络中，为了提高接收性能，系统要求接收端能够获知信道状态信息(CSI)。

在现有技术中，基于频域滤波器的算法被广泛采用。在接收端，频域滤波器被用来检测和识别各个发送端传输的导频。然而，传统的导频设计并不考虑导频子载波映射信息，也就是说，导频的内容是独立于导频子载波映射信息的。在这种情况下，当遭遇到比较大的载波频偏(CFO)时，传统的基于频域滤波器的算法有可能因为导频位置的偏移而不能正确地识别并解调出导频序列。

换句话说，传统的导频序列的设计是独立于导频子载波映射信息的。通常，系统首先生成导频序列，然后这些生成的导频序列组被映射到预留的导频子载波上(这组预留的导频子载波是系统预先设定的，各个发送端和接收端都知道该导频位置信息)。然而，由于传统的导频序列不含有子载波映射信息，因此当系统中存在较大的载波频偏时，由于接收端的导频子载波位置已经不同于系统中缺省的导频子载波位置，因此导频序列的解调性能(基于频域滤波器)受到载波频偏的影响较大，甚至可能导致解调的失败。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种可靠的导频序列生成设备和方法。使用本发明，可以避免因为系统中存在较大的载波频偏而导致的导频序列检测失败。在多点到点的传输环境中(例如单频网络)，这种可靠性显得尤为重要。在本发明中，无论系统中存在的载波频偏有多大，每个发送端发送的导频序列始终可以在接收端被成功地识别和解调。另外，本发明还提供了一种高精度的载波频偏以及信道估计方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于生成导频序列的设备，包括：映射信息确定单元，确定导频序列在子载波上的周期性映射信息；以及导频序列生成单元，使用周期性映射信息计算将要生成的导频序列的相位信息，从而生成导频序列。

优选地，导频序列生成单元把导频序列的编号与周期性映射信息相乘，并使用相乘的结果计算将要生成的导频序列的相位信息，从而生成导频序列。

优选地，导频序列生成单元把导频序列的编号与周期性映射信息的乘积与预定因子相乘，并根据相乘的结果计算将要生成的导频序列的相位信息，从而生成导频序列，其中，预定因子是不大于子载波总数同时不小于预定信道长度的任意素数。

优选地，导频序列生成单元生成的导频序列具有恒定模值。

本发明的另一方面提供了一种用于估计载波频偏的设备，包括：导频序列检测单元，从接收的信号中检测导频序列，导频序列的相位信息包含导频序列在子载波上的周期性映射信息；相位旋转向量估计单元，从检测的导频序列中估计由于载波频偏而导致的相位旋转向量；以及载波频偏估计单元，根据估计得到的相位旋转向量，估计载波频偏。

优选地，相位旋转信息估计单元生成与导频序列相关的矩阵，对接收的信号进行矩阵运算以滤除干扰和噪声并保留与导频序列有关的有效信息，从而生成所述相位旋转向量。

优选地，载波频偏估计单元包括用于接收信道信息的输入端，其中，载波频偏估计单元根据估计得到的相位旋转向量以及输入端上接收的信道信息来估计载波频偏。

本发明的另一方面提供了一种用于估计信道信息的设备，包括：导频序列检测单元，从接收的信号中检测导频序列，导频序列的相位信息包含导频序列在子载波上的周期性映射信息；以及信道信息估计单元，采用最小二乘法从检测到的导频序列中估计信道信息。

优选地，信道信息估计单元包括用于接收载波频偏的输入端，其中，信道信息估计单元利用所述输入端上接收的载波频偏，采用最小二乘法从检测到的导频序列中估计信道信息。

本发明的另一方面提供了一种用于生成导频序列的方法，包括：确定导频序列在子载波上的周期性映射信息；以及使用周期性映射信息计算将要生成的导频序列的相位信息，从而生成导频序列。