专利名称：在无线通信系统中发射导频信号的装置和方法
技术领域：
本发明涉及在无线通信中发射导频信号的装置和方法。更具体地，本发明涉及用 于减少多用户多天线系统中的导频开销的装置和方法。
背景技术：
由于移动通信市场的快速增长，现在正在使用或者开发用于无线环境的各种多媒 体服务。在无线环境中，大量数据被以高速率发射以便提供各种多媒体服务。因此，正对能 够更有效率地使用有限的频率资源的多天线系统(例如，多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, ΜΙΜΟ)系统)进行研究。与单天线系统相比，通过经用于各天线的独立信道发射数据，即使不分配额外频 率或者发射(transmit，TX)功率，多天线系统也能够提高发射可靠性和发射速率。此外，多 天线系统还能够通过允许多个用户通过由多个天线保障的空间资源同时共享频率资源来 提高频率效率。此后，允许多个用户共享频率资源的多天线系统将被称为多用户多天线系 统。多用户多天线系统使用波束成形技术来消除用户间干扰。例如，多天线系统可以 使用联合(coordinated)波束成形技术来消除用户间干扰。如果多天线系统使用联合波束成形技术，则发射机通过使用在服务区域中使能的 接收机的下行链路信道信息产生前置码(pre-code)和后置码(postcode)。这里，前置码和 后置码具有向量值或者矩阵值。而且，接收机把正交专用导频信号发送到每一个接收机，以使接收机能够检测后 置码。例如，为了把导频信号发射给两个接收机，则发射机通过使用如图1中所示构造的片 结构(tile structure)构建的子信道把导频音(pilot tone)分配给每一个接收机。图1是示出传统无线通信系统的子信道结构的图。参考图1，无线通信系统利用按4X3矩阵排列的频率资源和时间资源的片(tile) 构建子信道。发射机为第一接收机的导频信号分配第一音和第十二音，并为第二接收机的导频 信号分配第三音和第十音，以使接收机的导频信号相互正交。此外，发射机使用除了分配给导频信号的音以外的音，用于数据发射。如上所述，发射机把正交导频信号分配给各接收机。因此，接收机通过使用由发射 机分配的导频信号，逐个流的基础上估计有效信道。接收机使用估计的有效信道来产生匹 配的滤波器，并使用所产生的匹配的滤波器作为后置码，以检测无干扰信号。这里，匹配的 滤波器(matched filter)是提供最大信号与干扰和噪声比(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR)的后置码。因为接收机的天线数量在联合波束成形技术中较小，因此使用联合波束成形技术 的多天线系统能够同时发射和发射机的天线数量一样多的流。因此，发射机把接收机识别 为接收(receive，RX)天线，并同时把流发射给这些接收机，从而提高了发射速率。
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但是，当TX流的数量随着发射机所服务的接收机的数量的增加而增加时，用于分 配给接收机的专用导频信号的资源使用也线性地增加，而这又增大了多天线系统中用于导 频信号发射的无线电资源量和用于数据发射的无线电资源量的比率。
发明内容
本发明的一个方面是解决至少上面提到的问题和/或缺点，并至少提供下面描述 的益处。因此，本发明的一个方面是提供用于减少多天线系统中的导频开销的装置和方法。本发明的另一方面是提供用于使用联合波束成形技术减少多天线系统中的导频 开销的装置和方法。本发明的另一方面是在使用联合波束成形技术的多天线系统中为发射机提供分 配用于选择的参考前置码的导频信号和包括多个用户的前置码的导频信号的装置和方法。本发明的另一方面是在使用联合波束成形技术的多天线系统中为接收机提供利 用参考导频信号和包括多用户的前置码的导频信号来检测信号的装置和方法。根据本发明的一个方面，提供了一种用于在多天线系统的发射机发射信号的方 法。所述方法包括为用来把信号发射给至少两个接收机的流产生后置码和前置码；把 导频信号分配给所述流中的至少一个；分配被所述流中的至少一个共享的额外导频信号； 和，在发射之前，基于用于所述流中的每一个的所述前置码，预编码分配给所述流中的至少 一个的所述导频信号、所述额外导频信号和要被发射给所述接收机中的每一个的数据。根据本发明的另一方面，提供了一种用于在多天线系统的接收机检测信号的方 法。所述方法包括基于通过至少两个流接收的第一导频信号和被所述流共享的第二导频 信号估计信道；如果所述第一导频信号不是分配给所述接收机的所述流的导频信号，则产 生和基于所述第一导频信号估计的所述信道正交的向量；基于所述正交向量产生后置码； 基于所述后置码以及根据所述第二导频信号估计的所述信道，估计信道增益；和，基于所述 后置码和所述信道增益检测信号。根据本发明的另一方面，提供了一种多天线系统的发射装置。所述装置包括至少 两个天线；信道检测器，用于检测位于服务区域中的至少两个接收机的下行链路信道信息； 权重产生器，用于基于所述下行链路信道信息为用来把信号发射给所述接收机的流产生后 置码和前置码；导频控制器，用于把导频信号分配给所述流中的至少一个，并用于分配被所 述流中的至少一个共享的额外导频信号；和，预编码器，用于基于用于所述流中的每一个的 所述前置码，预编码分配给所述流中的至少一个的所述导频信号、所述额外导频信号和要 被发射给所述接收机中的每一个的数据。根据本发明的另一方面，提供了一种多天线系统的接收装置。所述装置包括信道 估计器，用于基于通过至少两个流接收的第一导频信号和第二导频信号估计信道；后置码 产生器，用于如果所述第一导频信号不是分配给所述接收装置的所述流的导频信号，则基 于和根据所述第一导频信号估计的信道正交的向量产生后置码，并且，如果所述第一导频 信号是分配给所述接收装置的所述流的导频信号，则基于根据所述第一导频信号估计的信 道产生后置码；信道增益估计器，用于基于所述前置码以及根据所述第一导频信号或所述 第二导频信号估计的所述信道，估计信道增益；后编码器，用于基于所产生的后置码对所接 收的信号进行后编码；和，均衡器，用于基于估计的信道增益均衡后编码的信号。
从下面的详细描述，本发明的其它方面、益处和突出特征对本领域技术人员将变 得清楚，所述详细描述结合附图公开了本发明的示范性实施例。
从下列结合附图的描述中，本发明的一定示范性实施例的上述和其它方面、特征 和益处将更为清晰，在附图中图1是示出传统无线通信系统的子信道结构的图；图2A和图2B是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统的有效信道的 图；图3是根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中的发射机的框图；图4是根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中的接收机的框图；图5是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中发射机发射信号的过 程的流程图；和图6是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中接收机估计有效信道 的过程的流程图。贯穿附图，应该注意相同的参考标号用来描绘相同或者相似的元件、特征以及结 构。
具体实施例方式提供下列参考附图的描述以帮助全面理解本发明的示范性实施例，本发明由权利 要求及其等同物限定。其包括各种具体细节以帮助所述理解，但是这些细节要被视为仅仅 是示范性的。因此，本领域技术人员将认识到，可以对这里描述的实施例做出各种变化和修 改，而不偏离本发明的精神和范围。而且，为了清晰和简洁，省略了对熟知功能和构造的描 述。在下列描述和权利要求中所使用的术语和字词不限于书籍解题的含义，而只是被 发明人用来实现对本发明的清楚和一致的理解。因此，本领域技术人员应该清楚，提供下列 对本发明示范性实施例的描述只是为了说明的目的，而非为了限制本发明的目的，本发明 由所附权利要求及其等同物限定。要理解，除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也包括 复数指代。因此，例如对“部件表面”的引用包括对一个或更多这种表面的引用。通过术语“基本上”表明所叙述的特性、参数或者值无需精确地达到，而是在量上 可能出现不排除所述特性预期提供的效果的偏差或者变动，例如包括容差、测量误差、测量 准确性限制以及本领域技术人员已知的其它因素。本发明的示范性实施例提供了用于减小多用户多天线系统中的导频开销的方案。在多天线系统中，发射机分配包括参考前置码向量的导频信号和包括多个用户的 前置码的导频信号。这里，发射机确定比接收机的天线的数量小一的数量的流的导频信号 作为包括参考前置码向量的导频信号，并分配额外导频信号作为包括多个用户的前置码的 导频信号。假设接收机具有两个天线做出下列描述。因此，发射机分配包括参考前置码向量的导频信号和包括多个用户的前置码的导频信号。即使接收机具有三个或者更多个天线， 发射机也可以用和上面描述的基本相同的方式分配导频信号。假设多天线系统的信道变化缓慢并且具有平坦的衰落特性做出下列描述。还假设多天线系统使用联合波束成形技术来消除接收机间的干扰。这里，发射机 可以发射几个流到每一个接收机。但是，考虑到多用户多样性和接收机天线之间的相关性， 下列描述假设发射机把一个流发射给每一个接收机。在使用联合波束成形技术的情况下，发射机通过使用在服务区域中使能的接收机 的下行链路信道信息产生前置码和后置码。这里，发射机产生前置码和后置码以使接收机 所估计的有效信道相互正交，如图2中所示。图2A和图2B是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统的有效信道的 图。参考图2A和图2B，在使用联合波束成形技术的情况下，发射机在产生前置码时不 使用酉矩阵(unitary matrix) 0因此，如图2A中所示，由发射机产生的第一接收机的前置 码Ml和第二接收机的前置码M2彼此不正交。发射机产生接收机的前置码以使由接收机基 于由发射机预编码/发射的信号估计的有效信道相互正交。因此，由接收机基于由发射机预编码/发射的导频信号估计的有效信道相互正 交，如图2B中所示。如上所述，在使用联合波束成形技术的情况下，发射机预编码/发射的信号的有 效信道在接收机中相互正交。因此，基于有效信道之间的正交性，接收机可以通过使用另一 个接收机的有效信道来估计其自身的有效信道。因此，发射机在发射之前把参考流的前置码向量分配给参考导频信号。即，发射机 把导频信号仅分配给参考流，并预编码/发射该流，因而使得有可能减小导频开销。在通过 该参考流接收信号以后，接收机基于使用参考流的导频信号估计的有效信道产生后置码向量。另一方面，在通过除参考流以外的流接收信号以后，接收机基于使用该参考流的 导频信号估计的有效信道来估计它们自身的有效信道。此后，接收机基于所估计的有效信 道产生后置码向量。此后，接收机使用所产生的后置码向量对RX信号进行后编码，以便消除与预期用 于其它接收机的信号的干扰。在这种情况下，接收机可以消除与预期用于其它接收机的信号的干扰，但是不能 补偿它们自身信号的信道失真。接收机估计后编码的信号的信道增益，以便补偿RX信号的
信道失真。因此，发射机分配额外导频信号以使接收机能够估计后编码的信号的信道增益。 例如，发射机可以分配包括由接收机服务的所有用户的前置码向量的额外导频信号。又例 如，发射机可以分配包括在由接收机服务的所有用户中、除了被分配参考导频信号的用户 以外的用户的前置码向量的额外导频信号。这里，因为发射一个流给每一个用户，因此多个 用户的前置码向量对应于各个流的前置码向量。此后，给出对用于发射参考导频信号和额外导频信号的发射机的结构的描述。图3是根据本发明示范性实施例的无线通信系统中的发射机的框图。
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参考图3，发射机包括编码器301-1到301-N、调制器303-1到303-N、预编码器 305、射频(RF)处理器307-1到307_NT、信道检测器309、权重产生器311、导频选择器313 和导频控制器315。编码器301-1到301-N中的每一个根据适于每一个接收机的信道状态的调制和编 码方案(Modulation and Coding Scheme,MCS)电平(level)，对要被发射给每一个接收机 的TX数据进行编码，并把编码的信号输出到调制器303-1到303-N中的每一个。调制器303-1到303-N中的每一个从编码器301_1到301_N中的每一个接收编码 的信号，根据适于每一个接收机的信道状态的MCS电平对编码的信号进行调制，并把调制 的信号输出到预编码器305。预编码器305从权重产生器311接收前置码，并从调制器303-1到303-N接收调 制的信号，利用前置码对调制的信号进行预编码，并把预编码的信号输出到分别连接到天 线的RF处理器307-1到307-NT。信道检测器309检测用于把数据发射给位于服务区域中的接收机的下行链路的 信道状态。例如，信道检测器309基于由接收机发射的测试信号(sounding signal)估计 流的信道状态。又例如，信道检测器309可以检测包括在从接收机提供的反馈信号中的信 道状态信息。基于从信道检测器309提供的信道信息，权重产生器311产生用于通过每一个流 发射数据的前置码和已经通过各个流接收数据的接收机的后置码。这里，权重产生器311 为每一个接收机产生前置码和后置码，以使由接收机基于预编码的信号估计的有效信道相 互正交。导频选择器313在用于把数据发射给位于服务区域中的接收机的流中、选择用于 把前置码向量分配给参考导频信号的参考流。即，导频选择器313选择要被分配由接收机 用来估计有效信道的参考导频信号的参考流。这里，在发射之前，分配给参考流的参考导频 信号通过参考流的预编码向量进行预编码，这对应于把参考流的预编码向量分配给参考导 频信号。例如，导频选择器313选择以固定方式预先定义的流来分配参考导频信号。又例如，当通过每一个流发射导频信号时，导频选择器313选择发射导频信号就 所有流的总和发射速率来说最高的流。如果有两个流，则导频选择器313在导频信号通过 第一个流发射的假设下，估计所有流的总和发射速率。此外，导频选择器313在导频信号通 过第二个流发射的假设下，估计所有流的总和发射速率。此后，导频选择器313比较所估计 的总和速率来选择发射导频信号就总和发射速率来说最高的流，作为要被分配参考导频信 号的参考流。这里，导频选择器313通过使用每一个流的信道信息和接收机的噪声水平来 估计总和速率。又例如，导频选择器313选择发射导频信号就由接收机通过各个流接收的导频信 号的信号电平中的最低信号电平来说最高的流。如果有两个流，则导频选择器313估计由 第一和第二接收机通过第一个流接收的导频信号的信号电平。此外，导频选择器313估计 由第一和第二接收机通过第二个流接收的导频信号的信号电平。此后，导频选择器313把 由通过第一个流接收的导频信号估计的信号电平中较低的一个和由通过第二个流接收的 导频信号估计的信号电平中较低一个进行比较。然后，导频选择器313选择发射导频信号就较低信号电平中的最低信号电平来说最高的流，作为要被分配参考导频信号的参考流。又例如，导频选择器313选择发射导频信号就由接收机通过各个流接收的导频信 号的信号电平的乘积来说最高的流。如果有两个流，导频选择器313估计由第一和第二接 收机通过第一个流接收的导频信号的信号电平。此外，导频选择器313估计由第一和第二 接收机通过第二个流接收的导频信号的信号电平。此后，导频选择器313把由接收机通过 第一个流接收的导频信号的信号电平的乘积和由接收机通过第二个流接收的导频信号的 信号电平的乘积进行比较。然后，导频选择器313选择发射导频信号就所接收的信号电平 的乘积来说最高的流，作为要被分配参考导频信号的参考流。又例如，当通过每一个流发射导频信号时，导频选择器313选择发射导频信号就 由接收机接收的信号的电平来说最高的流。导频控制器315控制预编码器305把由导频选择器313选择的流的前置码向量分 配给参考导频信号，并把多个用户的前置码向量分配给额外导频信号。即，导频控制器315 控制预编码器305把参考导频信号只分配给由导频选择器313选择的流，并用所选择的流 的前置码对相应的信号进行预编码。此外，导频控制器315控制预编码器305把额外导频 信号分配给由接收机服务的多个用户的流，并利用每一个流的前置码对相应的信号进行预 编码。RF处理器307-1到307_NT中的每一个从预编码器305接收数字信号，并将数字信 号转换为模拟信号。此后，RF处理器307-1到307-NT中的每一个把模拟信号转换为RF信 号，并通过对应的天线发射RF信号。此后，给出对基于从发射机接收的参考导频信号和额外导频信号检测信号的接收 机的结构的描述。图4是根据本发明示范性实施例的无线通信系统中的接收机的框图。参考图4，接收机包括RF处理器401-1到401_NK、后编码器403、均衡器405、解调 制器407、解码器409、信道估计器411、后置码产生器413和信道增益估计器415。RF处理器401-1到401_NK中的每一个通过每一个天线接收RF信号，并把该RF信 号转换为基带信号。此后，RF处理器401-1到401-队中的每一个把基带信号转换为数字信 号，并输出数字信号。信道估计器411从RF处理器401-1到401_NK接收信号，并基于包括在所接收的 信号中的导频信号针对发射机估计信道。这里，信道估计器411基于参考导频信号估计有 效信道，并把所估计的有效信道提供给后置码产生器413。此外，信道估计器411基于额外 导频信号估计有效信道，并把所估计的有效信道提供给信道增益估计器415。又例如，如果 参考流的前置码没有包括在额外导频信号中，则信道估计器411可以把利用参考导频信号 和额外导频信号估计的有效信道提供给信道增益估计器415。后置码产生器413从信道估计器411接收所估计的有效信道，并基于所接收的有 效信道产生后置码。例如，如果信道估计器411基于分配给其自身的流的参考导频信号估 计信道，则后置码产生器413将匹配的滤波器识别(recognize)为提供最大信号与干扰和 噪声比(SINR)的后置码。另一方面，如果信道估计器411基于分配给并非其自身的流的另一个流的参考导 频信号估计信道，则后置码产生器413从信道估计器411接收所估计的有效信道，并产生与所接收的有效信道正交的向量。例如，当从信道估计器411接收[α β]τ信道时，后置码产 生器413产生和该信道正交的向量[_β*α]τ。此后，后置码产生器413基于该正交向量产生匹配的滤波器。这里，后置码产生器 413将匹配的滤波器识别为提供最大SINR的后置码。信道增益估计器415基于从信道估计器411接收的有效信道和从后置码产生器 413接收的后置码向量估计有效信道增益。例如，如果信道估计器411基于分配给其自身的 流的参考导频信号估计信道，则信道增益估计器415如下面等式(1)中所示估计有效信道 增益。这里等式(1)假设把信号发射给第一接收机的流选择为参考流。数学图1[数学1]
‘^ .HI -Jf r (I
= 力州二 |好/嫩/||其中，α ,代表由第一接收机估计的有效信道增益，场代表第一接收机的后置码向 量，并且Yu1代表第一接收机基于参考导频信号估计的有效信道。信道增益估计器415基于后置码向量和通过参考导频信号估计的有效信道确定 有效信道增益，如等式(1)中所示。这里，如果参考导频信号的前置码被包括在额外导频信 号中，则即使信道估计器411基于分配给其自身的流的参考导频信号估计信道，信道增益 估计器415也可以确定有效信道增益，如下面等式(2)中所示。另一方面，如果信道估计器411基于分配给并非其自身的流的另一个流的参考导 频信号估计信道，则信道增益估计器415确定有效信道增益，如等式(2)中所示。这里，等 式(2)假设把信号发射给第一接收机的流选择为参考流。数学图2[数学2]= ^"yim = Wi^ lH 2 lmi
= lH2m Jl-e-M其中，α 2代表由第二接收机估计的有效信道增益，y2,D2代表第二接收机基于额外 导频信号估计的有效信道，Hii代表第i个接收机的前置码向量(其中，i包括2、3和4，并 可以包括1、2、3和4)，e^代表相位误差，并且W2代表由第二接收机基于和根据分配给第一接收机的参考流的参考导频信号估计 的有效信道正交的向量产生的后置码向量。因此，W-.可以包括如下面等式(3)中所示的相位误差。额外导频信号不仅包括对应接收机的有效信道，而且包括其它接收机的有效信 道，如等式(2)中所示。但是，从后置码产生器413接收的后置码被用来消除其它接收机的
11有效信道，从而只估计对应接收机的信道增益。数学图3[数学3]
= W2.. e其中，W2代表由第二接收机基于和根据分配给第一接收机的参考流的参考导频信号估计 的有效信道正交的向量产生的后置码向量，W2代表第二接收机的后置码向量，并且代表 相位误差。由于后置码向量包括如等式(3)中所示的相位误差，基于后置码向量产生的信道 增益也包括相位误差。这里，相位误差是当后编码器403和均衡器405基于后置码和信道 增益检测信号时的偏移。后编码器403从后置码产生器413接收后置码，并使用接收的后置码对从RF处理 器401-1到401-NK接收的RX信号进行后编码，从而减少与预期用于其它接收机的信号的 干扰。均衡器405从信道增益估计器405接收信道增益，并使用接收的信道增益均衡从 后编码器403接收的信号，从而补偿对应接收机的信道失真。解调制器407从均衡器405接收信号，并根据对应的调制电平解调所接收的信号。 这里，调制电平包括MCS电平。解码器409从解调制器407接收信号，并根据对应的调制电平解码所接收的信号， 以检测原始数据。此后，给出对发射机发射参考导频信号和额外导频信号的操作的描述。图5是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中发射机发射信号的过 程的流程图。参考图5，在步骤501中，发射机检测在服务区域中使能的接收机的下行链路信道 信息。例如，发射机可以基于由接收机发射的测试信号估计每一个下行链路信道。又例如， 发射机可以根据从接收机反馈的信道状态信息检测每一个下行链路信道。此后，在步骤503中，发射机基于信道信息为每一个流产生前置码和后置码。这 里，发射机产生前置码和后置码，以使由接收机基于预编码信号估计的有效信道相互正交。此后，在步骤505中，发射机选择参考流用于把前置码向量分配给参考导频信号。 例如，发射机选择以固定方式预先定义的流来分配参考导频信号。又例如，当通过每一个流 发射导频信号时，发射机选择发射导频信号就所有流的总和发射速率来说最高的流。又例 如，发射机选择发射导频信号就由接收机通过各个流接收的导频信号的信号电平中的最低 信号电平来说最高的流。又例如，发射机选择发射导频信号就由接收机通过各个流接收的 导频信号的信号电平的乘积来说最高的流。又例如，当通过每一个流发射导频信号时，发射 机选择发射导频信号就由接收机接收的信号的电平来说最高的流。此后，在步骤507中，发射机把所选择的流的前置码向量分配给参考导频信号。这里，在发射之前，分配给所选择的流的参考导频信号利用参考流的前置码向量进行预编码， 这对应于把参考流的前置码向量分配给参考导频信号。此后，在步骤509中，发射机把所服务的多个用户的前置码向量分配给额外导频 信号。例如，发射机把由接收机服务的所有用户的前置码向量分配给额外导频信号。又例 如，接收机把由接收机服务的所有用户中、除了被分配参考导频信号的用户以外的其它用 户的前置码向量分配给额外导频信号。此后，在步骤511中，发射机基于在步骤503中产生的前置码对参考导频信号、额 外导频信号和数据进行预编码，并把结果发射给接收机。即，发射机基于在步骤503中产生 的前置码执行关于接收机的波束成形操作。此后，发射机结束该过程。此后，给出对接收机基于从发射机接收的参考导频信号和额外导频信号检测信号 的操作的描述。图6是示出根据本发明的示范性实施例的无线通信系统中接收机估计有效信道 的过程的流程图。参考图6，在步骤601中，接收机确定是否从发射机接收到信号。如果是，则接收机前进到步骤603。在步骤603中，接收机基于包括在所接收的信 号中的导频信号估计信道。这里，接收机基于包括参考流的前置码向量的参考导频信号估 计有效信道，并基于包括多个用户的前置码向量的额外导频信号估计有效信道。此后，在步骤605中，接收机确定其自身的数据是否通过被分配了导频信号的流 从发射机接收。如果接收机确定其自身的数据通过被分配了导频信号的流从发射机接收，则接收 机前进到步骤607。在步骤607中，接收机基于在步骤603中基于参考导频信号估计的有效 信道产生匹配的滤波器。这里，接收机将匹配的滤波器识别为提供最大SINR的后置码。此后，在步骤609中，接收机基于在步骤603中估计的有效信道和匹配的滤波器估 计信道增益。例如，如果被分配了参考导频信号的流的前置码没有被包括在额外导频信号 中，则接收机基于匹配的滤波器和根据参考导频信号估计的有效信道估计信道增益，如等 式(1)中所示。又例如，如果被分配了参考导频信号的流的前置码被包括在额外导频信号 中，则接收机可以基于匹配的滤波器和根据额外导频信号估计的有效信道估计信道增益。此后，在步骤611中，接收机通过把匹配的滤波器和信道增益应用于所接收的信 号来检测RX数据。例如，接收机使用匹配的滤波器对所接收的信号进行后编码，从而减小 与预期用于其它接收机的信号的干扰。此后，基于信道增益，接收机均衡后编码的信号，以 补偿其自身信号的信道失真，从而检测RX数据。另一方面，如果其自身数据没有通过被分配了参考导频信号的流接收(在步骤 605中)，则接收机前进到步骤613。在步骤613中，接收机产生和在步骤603中基于参考导 频信号估计的有效信道正交的向量。例如，如果基于参考导频信号估计的信道是[α β]Τ， 则接收机产生和估计的信道正交的向量[_β*α]τ。此后，在步骤615中，接收机基于和有效信道正交的向量产生匹配的滤波器。这 里，接收机将匹配的滤波器识别为提供最大SINR的后置码。此后，在步骤617中，接收机基于在步骤603中基于额外导频信号估计的有效信道
13和匹配的滤波器估计信道增益。这里，额外导频信号不仅包括对应接收机的有效信道，而且 包括其它接收机的有效信道。因此，接收机使用匹配的滤波器来消除其它接收机的有效信 道，从而只估计其自身的信道增益。此后，在步骤611中，接收机通过把匹配的滤波器和信道增益应用于所接收的信 号来检测RX数据。例如，接收机使用匹配的滤波器对所接收的信号进行后编码，从而减小 与预期用于其它接收机的信号的干扰。此后，基于信道增益，接收机均衡后编码的信号，以 补偿其自身信号的信道失真，从而检测RX数据。此后，接收机结果该过程。在上面的示范性实施例中，接收机可以通过分配包括多个用户的前置码向量的额 外导频信号和比接收机的天线数量小一的数量的流的参考导频信号来减小导频开销。在另一个示范性实施例中，发射机可以通过只使用公共导频信号来减小导频开 销。根据上面描述的本发明的示范性实施例，多天线系统的发射机通过分配包括多个 用户的前置码的导频信号和用于参考前置码向量的导频信号来发射信号，从而使得有可能 减小导频开销和提高频谱效率。虽然已经参考本发明的一定示范性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术 人员将理解可以做出形式和细节上的各种变化，而不偏离由所附权利要求及其等同物限定 的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于在多天线系统的发射机发射信号的方法，所述方法包含 为用来把信号发射给至少两个接收机的流中的每一个产生后置码和前置码； 把导频信号分配给所述流中的至少一个；分配被所述流中的至少一个共享的额外导频信号；和在发射之前，基于用于所述流中的每一个的所述前置码，预编码分配给所述流中的至 少一个的所述导频信号、所述额外导频信号和要被发射给所述接收机中的每一个的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中，产生所述前置码和所述后置码包含 检测下行链路信道信息；和基于所述下行链路信道信息产生用于所述流中的每一个的所述前置码和所述后置码， 以使所述接收机基于预编码的信号所估计的有效信道相互正交。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述导频信号的分配包含 基于下行链路信道信息选择至少一个要被分配所述导频信号的流；和 把所述导频信号分配给所选择的流。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个流的选择包含通过使用下列方案其中之一，选择要被分配所述导频信号的流以固定方式选择流的 方案、选择就所有流的总和发射速率来说最高的流的方案、选择发射在由接收机针对通过 流发射的每一个导频信号估计的信号电平中具有最高信号电平的导频信号的流的方案、选 择发射导频信号就由所述接收机针对通过流发射的每一个导频信号估计的信号电平的乘 积来说最高的流的方案，以及选择使得当通过流发射所述导频信号时要被所述接收机接收 的信号的电平最高的流的方案。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述导频信号的分配包含 把所述导频信号分配给比所述接收机的天线数量少一的数量的流。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述额外导频信号的分配包含分配在用来把信号发射给至少两个接收机的至少两个流中、被分配所述导频信号的流 以外的其它流共享的所述额外导频信号。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述额外导频信号的分配包含分配被用来把信号发射给至少两个接收机的所有流共享的所述额外导频信号。
8.一种用于在多天线系统的接收机检测信号的方法，所述方法包含基于通过至少两个流接收的第一导频信号和被所述流共享的第二导频信号估计信道；如果所述第一导频信号不是分配给所述接收机的流的导频信号，则产生和基于所述第 一导频信号估计的所述信道正交的向量； 基于所述正交向量产生后置码；基于所述后置码以及根据所述第二导频信号估计的所述信道，估计信道增益；和 基于所述后置码和所述信道增益检测信号。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述后置码包含基于所述正交向量产生的匹配的 滤波器。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述信号的检测包含 通过使用所述后置码对所接收的信号进行预编码；和基于所述信道增益均衡后编码的信号。
11.如权利要求8所述的方法，还包含如果所述第一导频信号是分配给所述接收机的所述流的导频信号，则基于根据所述第 一导频信号估计的所述信道产生后置码；基于所述后置码以及根据所述第一导频信号估计的所述信道，估计信道增益；和 基于所述后置码和所述信道增益检测信号。
12.如权利要求8所述的方法，还包含如果所述第一导频信号是分配给所述接收机的所述流的导频信号，则基于根据所述第 一导频信号估计的所述信道产生后置码； 基于所述后置码以及根据所述第二导频信号估计的所述信道，估计信道增益；和 基于所述后置码和所述信道增益检测信号。
13.一种多天线系统的发射装置，所述装置包含 至少两个天线；信道检测器，用于检测位于服务区域中的至少两个接收机的下行链路信道信息； 权重产生器，用于基于所述下行链路信道信息为用来把信号发射给所述接收机的流产 生后置码和前置码；导频控制器，用于把导频信号分配给所述流中的至少一个，并用于分配被所述流中的 至少一个共享的额外导频信号；和预编码器，用于基于用于所述流中的每一个的所述前置码，预编码分配给所述流中的 至少一个的所述导频信号、所述额外导频信号和要被发射给所述接收机中的每一个的数 据。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述权重产生器基于所述下行链路信道信息产 生用于所述流中的每一个的所述前置码和所述后置码，以使所述接收机基于预编码的信号 所估计的有效信道相互正交。
15.如权利要求13所述的装置，还包含选择器，用于基于所述下行链路信道信息选择 至少一个要被分配所述导频信号的流，其中所述导频控制器把所述导频信号分配给被所述选择器选择的每一个流。
16.如权利要求15所述的装置，其中，所述选择器通过使用下列方案其中之一，选择要 被分配所述导频信号的流以固定方式选择所述流的方案、选择就所有流的总和发射速率 来说最高的流的方案、选择发射在由所述接收机针对通过流发射的每一个导频信号估计的 信号电平中具有最高信号电平的导频信号的流的方案、选择发射导频信号就由所述接收机 针对通过流发射的每一个导频信号估计的信号电平的乘积来说最高的流的方案，以及选择 使得当通过流发射所述导频信号时要被所述接收机接收的信号的电平最高的流的方案。
17.如权利要求13所述的装置，其中，所述导频控制器把所述导频信号分配给比所述 接收机的天线数量少一的数量的流。
18.如权利要求13所述的装置，其中，所述导频控制器分配在用来把信号发射给至少 两个接收机的至少两个流中、被分配所述导频信号的流以外的其它流共享的所述额外导频 信号，或者分配被用来把信号发射给至少两个接收机的所有流共享的所述额外导频信号。
19.一种多天线系统的接收装置，所述装置包含信道估计器，用于基于通过至少两个流接收的第一导频信号和第二导频信号估计信道；后置码产生器，用于如果所述第一导频信号不是分配给所述接收装置的所述流的导频 信号，则基于和根据所述第一导频信号估计的信道正交的向量产生后置码，并且，如果所述 第一导频信号是分配给所述接收装置的所述流的导频信号，则基于根据所述第一导频信号 估计的信道产生后置码；信道增益估计器，用于基于所述前置码以及根据所述第一导频信号或所述第二导频信 号估计的所述信道，估计信道增益；后编码器，用于基于所产生的后置码对所接收的信号进行后编码；和 均衡器，用于基于估计的信道增益均衡后编码的信号。
20.如权利要求19所述的装置，其中，所述后置码产生器基于所述正交向量产生匹配 的滤波器作为所述后置码。
21.如权利要求19所述的装置，其中，如果所述第一导频信号是分配给所述接收装置 的所述流的导频信号，则所述信道增益估计器基于所述后置码以及根据所述第二导频信号 估计的所述信道估计所述信道增益，或者，基于所述后置码以及根据所述第一导频信号或 所述第二导频信号估计的所述信道估计所述信道增益。
全文摘要
提供了用于减少多天线系统中的导频开销的装置和方法。所述方法为用来把信号发射给至少两个接收机的流产生后置码和前置码。所述方法把导频信号分配给所述流中的至少一个，并分配被所述流中的至少一个共享的额外导频信号。所述方法在发射之前，基于用于所述流中的每一个的所述前置码，预编码分配给所述流中的至少一个的所述导频信号、所述额外导频信号和要被发射给所述接收机中的每一个的数据。
文档编号H04B1/76GK102007704SQ200980113636
公开日2011年4月6日 申请日期2009年4月17日 优先权日2008年4月18日
发明者金暎秀, 金殷庸, 高恩锡 申请人:三星电子株式会社