多输入输出正交频分复用通信系统及信号补偿方法
【专利摘要】本发明实施例提供一种多输入输出正交频分复用通信系统与信号补偿方法。该方法包括：接收机通过N路接收天线接收远端发射机的M路发射天线轮流发送的多个信道估计前导信号；该接收机根据该远端发射机的M路发射天线的测量信号确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数；该接收机根据该信道估计参数及该信道相移参数确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信号补偿。本发明实施例的信号补偿方法及多输入输出正交频分复用通信系统通过根据远端发射机的测量信号确定信道估计参数及信道相移参数，进而确定信号补偿，提高传输数据的估计值的准确率。
【专利说明】多输入输出正交频分复用通信系统及信号补偿方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及一种多输入输出正交频分复用通信系统及信号补偿方法。
【背景技术】
[0002]未来的宽带无线通信系统，将在高稳定性和高数据传输速率的前提下，满足从语音到多媒体的多种综合业务需求。而要在有限的频谱资源上实现综合业务内容的快速传输，需要频谱效率极高的技术。多输入输出(Multiple-1nput Multiple-Output, ΜΙΜΟ)技术充分开发空间资源，利用多个天线实现多发多收，在不需要增加频谱资源和天线发送功率的情况下，可以成倍地提高信道容量。正交频分复用(Orthogonal Frequency Divis1nMultiplex OFDM)技术是多载波窄带传输的一种，其子载波之间相互正交，可以高效地利用频谱资源。二者的有效结合(MIM0-0FDM)可以克服多径效应和频率选择性衰落带来的不良影响，实现信号传输的高度可靠性，还可以增加系统容量，提高频谱利用率。
[0003]但是，MIM0-0FDM系统容易受到相噪和频偏的影响。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种多输入输出正交频分复用通信系统及信号补偿方法，以减少相噪和频偏的影响，提高传输数据的估计值的准确率。
[0005]第一方面，提出了一种信号补偿方法，该方法包括:接收机通过N路接收天线接收远端发射机的M路发射天线轮流发送的多个信道估计前导信号，其中，该多个信道估计前导信号中包含该远端发射机的M路发射天线的测量信号，M，N为大于I的整数；该接收机根据该远端发射机的M路发射天线的测量信号确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数；该接收机根据该信道估计参数及该信道相移参数确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信号补m
\-ΖΧ ο
[0006]结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，具体实现为:用于发送该M路发射天线之第m路发射天线的测量信号的子载波集合等于该第m路发射天线的子载波集合，V-- = ，该测量信号包括导频信号。
[0007]结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，接收机根据该远端发射机的M路发射天线的测量信号确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数具体实现为:该接收机根据第m路发射天线在第k个子载波的至少一个测量信号确定该第m路发射天线在该第k个子载波的至少一个信道估计参数及信道相移参数，该第m路发射天线为该M路发射天线之一，ym = {\,---,M};该接收机确定该第m路发射天线在该第k个子载波的至少一个信道估计参数及信道相移参数的平均值为该第m路发射天线在第k个子载波的信道估计参数及信道相移参数。
[0008]结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，接收机根据该远端发射机的M路发射天线的测量信号确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数具体实现为:该接收机根据该远端发射机的M路发射天线发射时的测量信号及该接收机的N路接收天线接收时的测量信号确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道估计参数；该接收机根据该远端发射机的M路发射天线发射时的测量信号、该接收机的N路接收天线接收时的测量信号和该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道估计参数，确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道相移参数。
[0009]结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，具体实现为:该接收机根据该远端发射机的M路发射天线发射时的测量信号及该接收机的N路接收天线接收时的测量信号确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道估计参数的公式具体如下:
[0010]Hlm =yl(l)/sk,yn = {l,-,N},k^K
[0011]其中，丑I表示该远端发射机的第Π1路发射天线在第k个子载波到该接收机的第η
路接收天线的信道参数，W(Z)表示该接收机的第η路接收天线接收到的测量信号，Sk表示该远端发射机在第k个子载波发送时的测量信号，K表示该远端发射机的第m路发射天线的子载波集合；
[0012]该接收机根据该远端发射机的N路发射天线发射时的测量信号、该接收机的N路接收天线接收时的测量信号和该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道估计参数，确定该远端发射机的M路发射天线到该接收机的N路接收天线之间的信道相移参数的公式具体如下:
[0013]
【权利要求】
1.一种信号补偿方法，其特征在于，包括: 接收机通过N路接收天线接收远端发射机的M路发射天线发送的多个信道估计前导信号，其中，所述多个信道估计前导信号中包含所述远端发射机的M路发射天线的测量信号，M，N为大于I的整数； 所述接收机根据所述远端发射机的M路发射天线的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数； 所述接收机根据所述信道估计参数及所述信道相移参数确定所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信号补偿。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于发送所述M路发射天线之第m路发射天线的测量信号的子载波集合等于所述第m路发射天线的子载波集合，/-- = {1，...，Μ}，所述测量信号包括导频信号。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述远端发射机的M路发射天线的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数包括: 所述接收机根据第m路发射天线在第k个子载波的至少一个测量信号确定所述第m路发射天线在所述第k个子载波的至少一个信道估计参数及信道相移参数，所述第m路发射天线为所述M路发射天线之一，Vw= {1,...,Μ}； 所述接收机确定所述第m路发射天线在所述第k个子载波的至少一个信道估计参数及信道相移参数的平均值为所述第m路发射天线在第k个子载波的信道估计参数及信道相移参数。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述远端发射机的M路发射天线的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数包括: 所述接收机根据所述远端发射机的M路发射天线发射时的测量信号及所述接收机的N路接收天线接收时的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信道估计参数； 所述接收机根据所述远端发射机的M路发射天线发射时的测量信号、所述接收机的N路接收天线接收时的测量信号和所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信道估计参数，确定所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信道相移参数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于， 所述接收机根据所述远端发射机的M路发射天线发射时的测量信号及所述接收机的N路接收天线接收时的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信道估计参数的公式具体如下:
其中，Hl表示所述远端发射机的第m路发射天线在第k个子载波到所述接收机的第η路接收天线的信道参数，W(Z)表示所述接收机的第η路接收天线接收到的测量信号，Sk表示所述远端发射机在第k个子载波发送时的测量信号，K表示所述远端发射机的第m路发射天线的子载波集合； 所述接收机根据所述远端发射机的N路发射天线发射时的测量信号、所述接收机的N路接收天线接收时的测量信号和所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信道估计参数，确定所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信道相移参数的公式具体如下:
其中，〃表示所述远端发射机的第m路发射天线的信道相移参数，表示所述接收机的第η路接收天线接收的测量信号，表示所述远端发射机的第m路发射天线在第k个子载波发射时的测量信号，[免|表示Ηλ的共轭矩阵，=Vw = {I,...，#}
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6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述信道估计参数及所述信道相移参数确定所述远端发射机的M路发射天线到所述接收机的N路接收天线之间的信号补偿的公式具体如下:
其中 ' 表示第m路发射天线发射的第k个子载波的正交幅度调制QAM信号。
7.一种信号发送方法，其特征在于，包括: 发射机生成多个信道估计前导信号，所述多个信道估计前导信号之一的任意两个相邻的测量信号中间隔至少一个空子载波； 所述发射机通过M路发射天线向远端接收机的N路接收天线发送所述多个信道估计前导信号，其中，M，N为大于I的整数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述发射机通过M路发射天线向远端接收机的N路接收天线发送所述多个信道估计前导信号包括: 所述发射机通过M路发射天线轮流向远端接收机的N路接收天线发送所述多个信道估计前导信号，所述M路发射天线中任意两路不同时发送所述多个信道估计前导信号。
9.一种接收机，其特征在于，包括:N路接收天线，用于接收远端发射机的M路发射天线发送的多个信道估计前导信号，其中，所述多个信道估计前导信号中包含所述远端发射机的M路发射天线的测量信号M，N为大于I的整数； 确定单元，用于根据所述远端发射机的M路发射天线的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数； 所述确定单元还用于根据所述信道估计参数及所述信道相移参数确定所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信号补偿。
10.如权利要求9所述的接收机，其特征在于，其中用于发送所述M路发射天线之第m路发射天线的测量信号的子载波集合等于所述第m路发射天线的子载波集合，W = {I,…,M},所述测量信号包括导频信号。
11.如权利要求9或10所述的接收机，其特征在于，在根据所述远端发射机的M路发射天线的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数，所述确定单元具体用于: 根据第m路发射天线在第k个子载波的至少一个测量信号确定所述第m路发射天线在所述第k个子载波的至少一个信道估计参数及信道相移参数，所述第m路发射天线为所述M路发射天线之一，= 确定所述第m路发射天线在所述第k个子载波的至少一个信道估计参数及信道相移参数的平均值为所述第m路发射天线在所述第k个子载波的信道估计参数及信道相移参数。
12.如权利要求9至11任一项所述的接收机，其特征在于，在根据所述远端发射机的M路发射天线的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信道估计参数及信道相移参数，所述确定单元具体用于:根据所述远端发射机的M路发射天线发射时的测量信号及所述N路接收天线接收时的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信道估计参数；根据所述远端发射机的M路发射天线发射时的测量信号、所述N路接收天线接收时的测量信号和所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信道估计参数，确定所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信道相移参数。
13.如权利要求12所述的接收机，其特征在于， 所述确定单元用于根据所述远端发射机的M路发射天线发射时的测量信号及所述N路接收天线接收时的测量信号确定所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信道估计参数的公式具体如下: Hknm=yknQ)iskyn^{\,-,N},k^K 其中，H1mn表示所述远端发射机的第m路发射天线在第k个子载波到所述N路接收天线中的第η路接收天线的信道参数，表示所述N路接收天线中的第η路接收天线接收到的测量信号，sk表示所述远端发射机在第k个子载波发送时的测量信号，K表示所述远端发射机的第m路发射天线的子载波集合； 所述确定单元用于根据所述远端发射机的N路发射天线发射时的测量信号、所述N路接收天线接收时的测量信号和所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信道估计参数，确定所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信道相移参数的公式具体如下:
其中，表示所述远端发射机的第m路发射天线的信道相移参数，yl(J)表示所述N路接收天线中的第η路接收天线接收的测量信号 <表示所述远端发射机的第m路发射天线在第k个子载波发射时的测量信号，[?&]Τ表示的共轭矩阵VM ={1-,Μ},Vn = {1...,,N}
14.如权利要求13所述的接收机，其特征在于，所述确定单元用于根据所述信道估计参数及所述信道相移参数确定所述远端发射机的M路发射天线到所述N路接收天线之间的信号补偿的公式具体如下:
其中Xti表示第m路发射天线发射的第d个子载波的正交幅度调制QAM信号。
15.一种多输入输出正交频分复用通信系统，其特征在于，包括发射机和如权利要求9至14任一项所述的接收机， 其中，所述发射机用于通过M路发射天线向所述接收机的N路接收天线发送的多个信道估计前导信号，其中，所述多个信道估计前导信号中包含所述发射机的M路发射天线的测量信号，M，N为大于I的整数。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于，用于发送所述M路发射天线之第m路发射天线的测量信号的子载波集合等于所述第m路发射天线的子载波集合，Vw = {1...,M}，所述测量信号包括导频信号。
17.如权利要求15或16所述的系统，其特征在于，所述多个信道估计前导信号之一的任意两个相邻的测量信号中间隔至少一个空子载波，所述空子载波用于减少所述接收机接收时的载波间互扰ICI。
18.如权利要求15至17任一项所述的系统，其特征在于，所述M路发射天线中任意两路不同时发送所述多个信道估计前导信号。
【文档编号】H04L25/10GK104168241SQ201310181256
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月16日 优先权日:2013年5月16日
【发明者】黄煌, 严茜, 王光健 申请人:华为技术有限公司