[發明專利]一種單載波MIMO系統的時域導頻及其同步方法

有效

• 申請號: 201410842914.2
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104580057B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 何世文;孫裕;王宇;王海明;楊綠溪;張軍;洪偉;江華
• 申請（專利權）人: 江蘇中興微通信息科技有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L27/38;H04L27/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

本發明公開了一種適用于單載波MIMO系統的時域導頻設計方案，此設計方案包括時域導頻位置設計及訓練序列設計。本發明在同一個數據流中每個數據塊中均勻插入若干個相同的ZCZ序列作為訓練序列，在不同的數據流中插入的訓練序列則不同。此外，本發明還公開了一種適用該單載波MIMO系統時域導頻設計方案的導頻跟蹤和相位校正的簡單算法。本發明公開的單載波MIMO系統時域導頻設計方案和導頻跟蹤與相位校正算法對系統性能有提升。

技術領域

本發明涉及一種單載波多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系統的時域導頻方法及與之對應的同步方法，屬于無線通信系統技術領域。

背景技術

傳統的MIMO系統大部分與多載波正交頻分復用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,OFDM)技術相結合，但OFDM具有較高峰均比，對頻率偏移和相位噪聲很敏感等問題。相比較而言，單載波(Single Carrier,SC)技術降低了峰均比及對頻偏和相位噪聲的敏感性，因此與SC相結合的MIMO系統也受到了廣泛關注。雖然不如OFDM系統那樣敏感，但是對于單載波MIMO系統來說，采樣頻偏、抽樣頻偏和相位噪聲對系統的性能影響也是不可忽略的。通常的解決辦法是通過在數據中插入導頻來進行頻偏估計和相位跟蹤。

現有的導頻設計方案主要有兩種：一種是時域導頻，即在數據中插入已知的時域序列用來進行頻偏估計和相位糾正。一種典型的單載波系統的時域導頻設計方案是在數據中插入單個字(Unique Word,UW)，利用UW進行同步，并同時利用UW代替循環前綴(CyclicPrefix,CP)對抗多徑效應。但是對于MIMO系統來說，一般都需要經過循環移位操作，這意味著直接插入的UW將無法代替CP對抗多徑，也由此會引入符號間干擾，所以傳統的UW時域導頻設計方案并不適用于單載波MIMO系統。另一種常用單載波導頻方案則是在頻域進行導頻設計，但一般要求在發射端加入FFT和IFFT操作的模塊，因此與時域導頻相比，頻域的導頻會增加系統發射端的復雜度。此外，單載波MIMO系統的時域導頻設計還存在不同天線之間的導頻相互干擾的問題。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提出一種適用于單載波MIMO系統的時域導頻方法，包括導頻位置及訓練序列設計，并給出在此時域導頻設計基礎上可以采用的同步方法，進行頻偏估計和相位跟蹤。

技術方案：為了消除不同天線之間信號的相關性，以及消除不希望有的波束成形效應，MIMO系統中不同天線上的信號一般都需要進行循環移位操作(CSD)。此外，為對抗多徑，避免符號間干擾，發射端還需要插入CP。本發明在進行星座點映射之后，做CSD操作之前插入導頻。

本發明提出一種單載波MIMO系統的時域導頻方法，包括以下步驟：

(1)生成要插入的訓練(TS)序列；

(2)每隔相同的數據符號數在數據塊中插入TS序列，所述每個數據塊中插入的TS序列不少于一個；

(3)對插入TS序列的數據塊進行CSD操作和空間映射后，在變換后的數據塊前插入CP，所述CP的最后幾位是該數據塊中插入的TS序列。

所述同一個數據流中各數據塊插入的TS序列相同，所述不同數據流中插入的TS序列不同。

所述TS序列采用ZCZ序列，由于ZCZ序列具有良好的自相關和互相關特性，采用ZCZ序列可以降低不同天線之間導頻間相互干擾帶來的影響。

本發明同時提出一種用于實現單載波MIMO系統時域導頻的發送裝置，包括時域導頻模塊、CSD模塊、空間映射模塊和CP插入模塊，其中時域導頻模塊用于生成TS序列，并在數據塊中均勻插入TS序列；CSD模塊用于對插入TS序列的數據塊進行CSD操作；空間映射模塊用于對CSD操作后的數據塊進行空間映射；CP插入模塊用于在空間映射后的數據塊前插入CP。