发明内容

为此，本发明涉及一种用于在要通过无线通信系统发送的无线电信号中发送至少K个参考信号的方法，所述无线电信号旨在由包括至少一个发送天线的发射器发射，所述发送天线被配置为在M个子载波S₁，...，S_M上进行发射，在M个子载波中，至少K个不同子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K是连续的，连续子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K的相应频率被排序，所述无线电信号通过以下操作提供：

插入至少K个参考信号P₁，...，P_K，使得分别在K个连续子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K上发送至少K个参考信号P₁，...，P_K；

发射包括至少K个参考信号的无线电信号；

其中，如果K为奇数，则参考信号P₁，...，P_(K-1)/2的频域中的值分别等于参考信号P_(K+3)/2，...，P_K的值，如果K为偶数，则参考信号P₁，...，P_K/2的频域中的值分别等于参考信号P_K/2+1，...，P_K的值。

在本发明中，根据特定参考信号模式设置参考信号。根据该特定参考信号模式，将参考信号作为块插入，即，在载波的连续子载波上插入参考信号。另外，这些参考信号所取的值满足特定条件，即，如果K为奇数，则参考信号P₁，...，P_(K-1)/2的值分别等于参考信号P_(K+3)/2，...，P_K的值，如果K为偶数，则参考信号P₁，...，P_K/2的值分别等于参考信号P_K/2+1，...，P_K的值。

这使得能够降低接收器侧的相位噪声和信道估计的计算的复杂度，特别是当信道和相位噪声相互影响很大时，即，例如当无线电信号遭受强相位噪声时。实际上，当强相位噪声影响无线电信号时，如果在估计中不考虑相位噪声，则由信道表示的无线电信号的衰减可能会受到影响(因为通过其它子载波发射的符号可能会增加针对所考虑的子载波的功率，从而妨碍正确确定无线电信号相对于该考虑的子载波的衰减)。因此，本发明减少了与强耦合相位噪声和信道相关的影响。

为此目的，本发明实现循环结构化参考信号的块。该结构使得能够在接收器侧接收表示为相位噪声和参考信号的循环卷积的符号。

更具体地，在接收器侧，由于参考信号的块配置特别是由于该块的大小(与如下所述的相位噪声的频谱占用ΔPN相比)，特定参考信号模式能够接收K₀个(其中如果K是奇数，则并且如果K是偶数，则)连续符号的块，其中，这些符号仅由K个参考信号的块的参考信号的样本组成。这些接收到的符号也可以包含来自其它符号的样本，但与块中设置的参考信号的样本相比，这些样本具有低能量。

由于RS的块内部的RS重复结构，本发明能够将接收到的连续符号近似为相位噪声和参考信号序列的循环卷积。相位噪声的分量ψ_i在k_min以下和k_max以上被认为是零或可忽略，k_min至k_max对应于相位噪声的频谱占用。例如，可以近似为：

其中表示加性高斯白噪声(AWGN)，是循环卷积运算符，H是信道(假设信道在块上是恒定的)。

由特定参考信号模式实现的接收到的连续符号的这种近似大大减少了接收器侧的计算，因为它将计算减少到K₀个线性方程(理论上可以对所述K₀个线性方程求解，因为各个方程最多有K₀个未知值，所述K₀个未知值是要确定的K₀个相位噪声符号)，而无需假设信道不受相位噪声影响(这种假设通常会导致对信道和相位噪声的估计不佳)。

由于每B的A的循环卷积的IDFT(离散傅立叶逆变换)被简单地转换为每B的IDFT的A的IDFT的哈达玛积(F^-1A⊙F^-1B)，所以计算更加简单。例如，

因此，信道估计和相位噪声估计都可以从与的线性估计推导出，如下所示(例如，)。下面还将描述其它技术。

因此，即使在严重的相位噪声的情况下，本发明也能够有效地估计信道和相位噪声，这是由于发射的无线电信号在接收器侧至少针对一定频率范围是已知的这一事实和发送的参考信号序列是重复的这一事实。

通过参考信号，本发明包括接收器已知其值和位置(在时间和频率上)的所有符号，并且接收器可以在此基础上估计发送器与接收器之间的无线电信道的影响。例如，基于参考信号的接收版本(例如，被信道和/或噪声和/或相位噪声等破坏的无线电信道破坏)，接收器可以估计信道和/或改进信道估计质量。请注意，这里的无线电信道涵盖包括传播和硬件影响的所有影响，例如非线性、衰减、相位噪声、多普勒、载波频率偏移等。

无线通信系统可以是类似于LTE的使用OFDM(正交频分复用)的无线通信系统。

在其它子载波S₁，...，S_q，S_qK+1，...，S_M中发送的符号可以具有任何类型，即，其它参考信号和/或包含用户数据的符号和/或包含控制数据的符号。

针对连续子载波，这里理解的是，没有其它子载波可以用于在两个连续子载波之间发送符号。连续符号是在连续子载波上发送的符号。

针对在无线电信号中插入参考信号，可以理解为设置在要通过子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K发送的符号的频域中的值(接收器已知的值)，如通常将参考信号插入无线电信号所进行的那样。然而，也可以在时域中插入参考信号，例如，在IDFT(离散傅立叶逆变换)之后，通过将对应于参考信号的信号添加到由IDFT输出的信号，使得所得信号与在将参考信号插入到频域的情况下将在IDFT的输出端处获得的信号相同或至少相似。然而，为了解释起见，根据参考信号的频域插入来描述本发明。

K个参考信号被插入，以在K个连续子载波上一起发送。即，当参考信号被插入频域时，根据本发明已经设置值的符号(即，通过子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K发送的符号)被一起处理。例如，IDFT同时应用于M个子载波S₁，...，S_M，因此同时应用于由K个连续子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K发送的K个参考信号P₁，...，P_K。更一般地，P₁，...，P_K被插入，以由K个连续子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K在发送方案的同一符号中(例如，在同一OFDM符号中)发送。

q是大于或等于零且小于或等于M-K的整数。

根据本发明的一个方面，的值分别为序列使得如果j等于1，则等于非空预定值，否则则等于0，其中，<n>_L为1+mod(n-1，L)，其中，mod(n-1，L)为[n-1]mod L。

在这种情况下，序列并且因此满足自相关条件。使用这样的序列能够减少与强耦合相位噪声和信道相关的影响。实际上，它能够以有利的信噪比隔离相位噪声的各个频率分量，例如，通过计算因此，由于这些参考信号满足该自相关条件，所以能够减少或避免子载波间干扰。

例如，序列的自相关条件使得能够对应用循环置换序列的哈达玛积(如下所述)，从而能够降低相位噪声和信道估计的复杂度。

序列可以从CAZAC序列或有利地从Zadoff-Chu序列产生。

根据本发明的一个方面，在M个子载波S₁，...，S_M上发送至少K+K’个参考信号，在M个子载波中，至少K’个不同子载波S_q’+1，S_q’+2，...，S_q’+K’是连续的，连续子载波S_q’+1，S_q’+2，...，S_q’+K’的相应频率被排序并且q’严格优于q+K，所述无线电信号还通过以下操作提供：

插入至少K’个参考信号P’₁，...P’_K’，使得分别在K’个连续子载波S_q’+1，S_q’+2，...，S_q’+K’上发送至少K’个参考信号P’₁，...P’_K’；

发射包括至少K+K’个参考信号的无线电信号；

其中，如果K’为奇数，则参考信号P’₁，...，P’_(K’-1)/2的频域中的值分别等于参考信号P’_(K’+3)/2，...，P_K’的值，如果K’为偶数，则参考信号P’₁，...，P’_K’/2的频域中的值分别等于参考信号P’_K’/2+1，...，P’_K’的值。

针对插入多个参考信号组，这里插入分别具有K和K’个参考信号并且由用q’+1-q+K表示的特定频率间隔开的两个组，通过对所有局部相位噪声估计进行平均来实现更好的相位噪声估计，并且能够跟踪整个频段的信道(下文中，参考信号的组和块是同义的，并且指的是本发明所描述的连续参考信号)。

根据本发明，可以插入超过两个的参考信号组。因此，根据本发明，L个分别具有K¹，…，K^L个参考信号的组可以插入到无线电信号中，这些组分别作为块插入在子载波qⁱ+1，…，qⁱ+Kⁱ上，其中i从1到L并且其中qⁱ⁺¹+1严格优于qⁱ+Kⁱ。

有利地，这些组可以由一个或更多个子载波隔开，从而能够在两个参考信号组之间发送除参考信号之外的其它符号，因此即使这些符号受到严重的信道和相位噪声影响，也能够解码这些符号。

L个组可以具有相同的大小并且具有相同的参考信号序列，因此，减少了存储参考信号模式所需的存储器。

发送器可以选择参考信号模式参数以及μ₀的优化值，其中i从1到L，如果Kⁱ是奇数，则并且如果Kⁱ是偶数，则其中μ_i＝q_i+1+1-q_i+Kⁱ表示根据本发明插入的两个参考信号块之间的子载波的数量，μ₀是用于发送的载波的第一子载波与参考信号的第一块的第一子载波之间的子载波的数量。如上所述，这些参数可以被简化，例如，通过使用相同的每块参考信号数量和/或在序列中使用相同值和/或在RS模式的参考信号的两个块之间具有相同数量的子载波。例如，参考信号模式参数可以简化为

发送器可以设置低于无线电信道的带宽相干性的以实现对无线电信道的准确跟踪，以在用于发送的所有带宽上获得对相位噪声和信道的良好估计。

各个块中的参考信号的数量可以设置在最大K^max与最小K^min之间，即，K^min≤Kⁱ≤K^max。

K^min可以根据相位噪声的频谱占用ΔPN设置，即，使得K^min.Δf大于或等于2.ΔPN，其中Δf为至少发送L个参考信号组的参考信号的子载波的子载波间隔配置。这能够确保相位噪声与参考信号的循环卷积考虑到不可忽略的所有相位噪声分量。

K^max可以设置为使得信道是恒定的，或者可以按照K^max.Δf的尺度被同化成使得信道是恒定的。因此，如果信道至少按照2.ΔPN的尺度是恒定的，则结果会更好。这使得能够更好地利用接收到的符号的循环卷积进行近似。

本发明的第二方面涉及一种用于在接收器处对通过无线通信系统发送并从发射器接收的无线电信号进行处理的方法，发射器包括至少一个发送天线，发送天线被配置为在M个不同子载波S₁，...，S_M上进行发射，在M个不同子载波中，至少K个不同子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K是连续的，连续子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K的相应频率被排序，所述无线电信号包括K个参考信号，所述无线电信号是根据如前所述的用于发送参考信号的方法提供的，该方法包括以下步骤：

确定信道估计，所述信道估计取决于相位噪声估计；

使用所确定的信道估计来对无线电信号进行处理。

针对确定取决于相位噪声估计的信道估计，可以理解为信道估计是相位噪声估计的函数。

换句话说，相位噪声估计和信道估计都是基于同一组参数(Λ₁，...，Λ_M)确定的。即，信道估计是基于第M₀参数计算的(其中如果M是偶数整数，则并且如果M是奇数整数，则)并且相位噪声估计基于M个参数(Λ₁，...，Λ_M)，其中K₀个分量是非空的并且以第M₀参数为中心，即，从第k_min(如果K₀是奇数，则k_min＝M₀-1/2.(K₀-1)，并且如果K₀是偶数，则k_min＝M₀-K₀/2，如下所示)参数到第k_max(如果K₀是奇数，则并且如果K₀是偶数，则如下所示)参数

因此，确定信道估计(所述信道估计取决于相位噪声估计)等同于确定信道估计和/或相位噪声估计，所述信道估计和所述相位噪声估计是基于同一参数确定的。

根据本发明用于确定信道估计和/或信道估计的该参数可以通过基于和的线性估计或通过来获得。

换句话说，信道估计和/或相位噪声估计是将相位噪声与参考信号的循环卷积作为特定子载波上的接收到的符号的近似来计算的，如前所述。

这使得能够通过考虑信道来计算相位噪声估计并通过考虑相位噪声来计算信道估计，因此，当无线电信号遭受强相位噪声时，不会在不考虑相位噪声的情况下错误地进行信道估计。例如，通过仅每子载波地估计子载波上的信号衰减来计算信道估计。

根据本发明的一个方面，信道估计的确定包括：

确定符号所述符号在频域中分别在子载波上接收，其中：

-如果K/2是偶数整数，则并且

-如果K/2是奇数整数，则并且

-如果(K+1)/2是偶数整数，则并且

-如果(K+1)/2是奇数整数，则并且

计算信道估计，所述信道估计通过获得，其中，是大小为K₀的向量U的阶数为K₀的逆DFT，其中，如果K是奇数整数，则并且如果K是偶数整数，则

首先，接收器获得与根据之前描述的用于发送参考信号的方法发射的无线电信号相对应的接收到的无线电信号的频域中的符号。即，例如，这些符号是通过对接收到的无线电信号应用DFT(离散傅立叶变换)而获得的。选择以下接收到的符号：所述接收到的符号包含与不是来自本发明指定的模式的RS的发射符号相关的仅具有可忽略不计的功率的参考信号的组合。这些选定的符号例如是即，在子载波上接收到的符号，其中n_min和n_max如上定义。根据这些符号，可以通过基于和的线性估计来计算信道估计。事实上，基于如下事实：

其中是相位噪声的主要分量，H是信道的值(假设信道在K个参考信号的块上是恒定的)，并且是加性噪声，基于和的线性估计使得能够得到的很好的估计基于和的线性估计例如是类似迫零的均衡或MMSE估计。MMSE估计是： 其中V是向量的大小为K₀的协方差矩阵，并且是共轭转置运算符。基于估计可以如先前描述的那样推导出良好的信道估计和相位噪声估计。

这里，无线电信道(在文献中也称为等效信道)包括从发射器处的OFDM调制的输出端到接收器处的OFDM解调的输入端的影响无线电信号的包括传播和硬件影响的所有现象，例如非线性、衰减、相位噪声、多普勒、载波频率偏移等。

进行了信道估计的信道是不包括相位噪声的无线电信道。

因此，无线电信道包括相位噪声的影响和信道所表示的衰减。

根据本发明的一个方面，信道估计的确定还包括：

计算信道估计的频域表示例如是基于以下内容计算：

其中，是基于和的线性估计的结果，并且是大小为K₀的向量u的阶数为K₀的DFT的第j项，并且其中，如果M是偶数整数，则如果M是奇数整数，则

即，如前所述，

根据本发明的一个方面，本发明还包括：

计算相位噪声估计的频域表示 使得基于以下内容计算如果M是偶数整数，则并且如果M是奇数整数，则

其中，是基于和的线性估计的结果，并且是大小为K₀的向量u的阶数为K₀的DFT的第j项。

更具体地并且如前所述，相位噪声估计或更具体地相位噪声估计的频域表示的各个分量基于Λ_j，其中，针对从k_min到k_max的j，否则Λ_j等于0。

因此，根据本发明，信道估计和相位噪声估计都基于同一组参数(Λ₁，...，Λ_M)，因此，针对相位噪声估计以及针对信道估计，都考虑了强相位噪声变化。

根据本发明的一个方面，信道估计包括：

确定符号所述符号在频域中分别在子载波上接收，其中：

-如果K/2是偶数整数，则并且

-如果K/2是奇数整数，则并且

-如果(K+1)/2是偶数整数，则并且

-如果(K+1)/2是奇数整数，则并且

计算信道估计的频域表示例如是基于以下内容计算：

其中，如果K是奇数整数，则如果K是偶数整数，则并且其中，如果M是偶数整数，则如果M是奇数整数，则

-使用所计算的信道估计对无线电信号进行处理。

如前所述，首先，接收器获得与根据之前描述的用于发送参考信号的方法发射的无线电信号相对应的接收到的无线电信号的频域中的符号。即，例如，这些符号是通过对接收到的无线电信号应用DFT(离散傅立叶变换)而获得的。选择以下接收到的符号：所述接收到的符号包含与不是来自本发明指定的模式的RS的发射符号相关的具有可忽略不计的功率的参考信号的组合。这些选定的符号例如是即，在子载波上接收到的符号，其中n_min和n_max如上定义。在如前所述参考信号P₁，...，P_K是从序列(该序列满足自相关条件，即，如果j等于1，则等于预定值，否则等于0)产生的情况下，参数(Λ₁，...，Λ_M)的组可以设置成使得针对从k_min到k_max的j，各个Λ_j是基于计算的，否则Λ_j等于0，并且可以如前所述从该参数的组推导出良好的信道估计。关于相位噪声估计或者更具体地相位噪声估计的频域表示的各个分量针对k_min≤j≤k_max，基于计算，否则是空值。如下所述：

计算相位噪声估计的频域表示 使得基于以下内容针对k_min≤j≤k_max计算如果M是偶数整数，则并且如果M是奇数整数，则

其中，如果K是偶数整数并且K/2是偶数整数，则并且

如果K是偶数整数并且K/2是奇数整数，则并且

如果K是奇数整数并且K/2是偶数整数，则并且

如果K是奇数整数并且K/2是奇数整数，则并且以及

使用所计算的相位噪声估计对无线电信号进行处理。

针对使用所确定的信道估计和/或相位噪声估计对无线电信号进行处理，可以理解为，由于这些估计，接收器可以减少对无线电信道的无线电信号的(即，信道和相位噪声的)影响。因此，接收器可以正确解码无线电信号，以获取由发送器发射的符号。

例如，接收器处理无线电信号可以包括：计算分别在子载波S₁，...，S_M上发送的符号X₁，...，X_M的估计符号所述估计符号是通过基于R的的线性均衡得到的，R是的阶数为M的DFT，其中等于其中是U的阶数为M的逆DFT的第m项，并且其中y是由接收器接收到的时域信号。

当无线电信号遭受强相位噪声变化时，这使得能够对通过无线电信号发送的符号进行良好的估计。在子载波S₁，...，S_M上发送的符号X₁，...，X_M由发射器发射。

本发明的第三方面涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括代码指令，当所述指令由处理器运行时，所述代码指令用于执行如前所述的方法。

本发明的第四方面涉及一种用于在要通过无线通信系统发送的无线电信号中发送至少K个参考信号的发射器，所述无线电信号旨在由发射器发射，所述发射器包括：

至少一个发送天线，该至少一个发送天线被配置为在M个子载波S₁，...，S_M上进行发射，在M个子载波中，至少K个不同子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K是连续的，连续子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K的相应频率被排序，

处理器；以及

非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括存储在其上的指令，当由处理器执行时，所述指令将发射器配置为：

-插入至少K个参考信号P₁，...，P_K，使得分别在K个连续子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K上发送至少K个参考信号P₁，...，P_K；

-发射包括至少K’个参考信号的无线电信号；

其中，如果K为奇数，则参考信号P₁，...，P_(K-1)/2的频域中的值分别等于参考信号P_(K+3)/2，...，P_K的值，如果K为偶数，则参考信号P₁，...，P_K/2的频域中的值分别等于参考信号P_K/2+1，...，P_K的值。

本发明的第五方面涉及一种用于对通过无线通信系统发送并从发射器接收的无线电信号进行处理的接收器，发射器包括至少一个发送天线，发送天线被配置为在M个不同子载波S₁，...，S_M上进行发射，在M个不同子载波中，至少K个不同子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K是连续的，连续子载波S_q+1，S_q+2，...，S_q+K的相应频率被排序，所述无线电信号包括K个参考信号，所述无线电信号是根据权利要求1至4中任一项提供的，所述接收器包括：

至少一个接收天线；

处理器；以及

非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括存储在其上的指令，当由处理器执行时，所述指令将接收器配置为：

-确定信道估计，所述信道估计取决于相位噪声估计；

-使用所确定的信道估计来对无线电信号进行处理。