[发明专利]用于在无线通信系统中传输参考信号的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信，并且更具体地，涉及用于在无线通信系统中传输参考信号的方法和设备。

背景技术

最近一直积极地研究的下一代多媒体无线通信系统被要求处理和传输多种信息，诸如视频和无线数据以及以原始语音为中心的服务。目前接着第3代无线通信系统之后开发的第4代无线通信系统的目标为支持下行链路1Gbps(吉比特每秒（Gigabits per second）)和上行链路500Mbps(兆比特每秒（Megabits per second）)的高速数据服务。无线通信系统的目的是不管大量用户的位置和移动，都在他们之间建立可靠的通信。然而，无线信道具有异常特性，诸如路径损耗、噪声、由于多径引起的衰落现象、符号间干扰(ISI)和由于用户设备的移动造成的多普勒效应。正在开发多种技术以克服无线信道的异常特性并且增加无线通信的可靠性。

用于支持可靠和高速数据服务的技术包括正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)等。在能够在低复杂度的情况下衰减ISI效应的第3代系统之后开始考虑OFDM系统。OFDM系统将串行接收的符号转换为N（N是自然数）个并行的符号，并且在各个分离的N个副载波上传输它们。副载波在频域中保持正交。期望的是，移动通信市场将从现有的码分多址(CDMA)系统转移到基于OFDM的系统。利用多个发送天线和多个接收天线，MIMO技术能够用来改善数据发送和接收的效率。MIMO技术包括空间复用、传送分集、波束形成等。根据接收天线的数量和发送天线的数量的MIMO信道矩阵能够被分解为大量的独立信道。上述独立信道的每一个被称为层或流。层的数量被称为秩。

在无线通信系统中，必要的是，估计上行链路信道或下行链路信道，以进行数据的发送和接收、系统同步的获得、以及信道信息的反馈。在无线通信系统环境中，由于多径时间延迟而生成了衰落。通过补偿由因这种衰落所导致的环境中的突然改变造成的信号失真而恢复发送的信号的过程被称为信道估计。还必要的是，针对用户设备所属的小区或其它小区测量信道的状态。为了估计信道或测量信道的状态，可以使用发送器和接收器都已知的参考信号(RS)。

用来传输参考信号的副载波称为参考信号副载波，并且用来传输数据的副载波称为数据副载波。在OFDM系统中，分配参考信号的方法包括将参考信号分配到所有副载波的方法和在数据副载波之间分配参考信号的方法。利用仅包括参考信号的信号（诸如前导信号）来执行将参考信号分配到所有副载波的方法，从而获得信道估计的吞吐量。如果使用该方法，则与在数据副载波之间分配参考信号的方法相比，可以改善信道估计的性能，因为参考信号的密度一般较高。然而，因为在将参考信号分配到所有副载波的方法中发送的数据的量较小，所以使用在数据副载波之间分配参考信号的方法以便增加发送的数据的量。如果使用在数据副载波之间分配参考信号的方法，则可能劣化信道估计的性能，因为参考信号的密度较低。因此，参考信号应该合适地设置以最小化如此的劣化。

接收器能够通过从接收的信号中分离与参考信号相关的信息而估计信道，因为它了解与参考信号相关的信息并且能够通过补偿估计的信道值而准确地估计由发送级发送的数据。假设由发送器发送的参考信号为p，参考信号在传输期间经历的信道信息为h，在接收器中发生的热噪声为n，并且由接收器接收的信号为y，可以得到y=h·p+n。这里，因为接收器已经知道参考信号p，所以在其中使用最小平方（LS）方法的情形中，它能够利用等式1估计信道信息值

[等式1]

h^=y/p=h+n/p=h+n^]]>

通过值确定利用参考信号p估计的信道估计值的准确性。为了准确地估计值h，值必须覆盖0。为此，必须通过利用大量的参考信号估计信道来最小化值的影响。可以存在为了更好的信道估计性能的多种算法。