專利名稱：信道響應(yīng)測(cè)量方法和信道響應(yīng)測(cè)量器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)的信道響應(yīng)測(cè)量方法，特別涉及快速似近信道響應(yīng)的方法和裝置；具體的講是信道響應(yīng)測(cè)量方法和信道響應(yīng)測(cè)量器。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，傳輸信道的特征稱為信道響應(yīng)(channel response)，表示為h[n]＝[h0，h1，...，hN]。信道響應(yīng)的測(cè)量，對(duì)接收器而言是很重要的工作。一般的信道響應(yīng)測(cè)量器分成兩大類，數(shù)據(jù)導(dǎo)向式(data aided)和非數(shù)據(jù)導(dǎo)向式(non-dataaided)測(cè)量器。數(shù)據(jù)導(dǎo)向式的信道響應(yīng)測(cè)量器，使用于傳輸符號(hào)(symbol)已經(jīng)預(yù)先知道的接收器，這些傳輸符號(hào)并不攜帶任何使用者數(shù)據(jù)，通常稱為引導(dǎo)符號(hào)(pilot symbol)或訓(xùn)練序列(training sequence)。數(shù)據(jù)導(dǎo)向式的信道響應(yīng)測(cè)量器使用方便且實(shí)用性較高。但數(shù)據(jù)導(dǎo)向式的信道響應(yīng)測(cè)量器主要缺點(diǎn)在于，傳輸符號(hào)傳送時(shí)占用部份頻寬且不帶使用者數(shù)據(jù)，使用者真正可用的頻寬變少，因此數(shù)據(jù)導(dǎo)向式的信道響應(yīng)測(cè)量器的整體效能相對(duì)較低。
非數(shù)據(jù)導(dǎo)向式的信道響應(yīng)測(cè)量器則不會(huì)降低系統(tǒng)效能。然而其使用相當(dāng)復(fù)雜，需將對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行高階統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)的變異性過(guò)高時(shí)，常產(chǎn)生嚴(yán)重的測(cè)量誤差。一般而言，信道響應(yīng)測(cè)量的精確度相當(dāng)重要，會(huì)影響信號(hào)接收與譯碼的正確性。但是在某些情況下信道響應(yīng)測(cè)量的精確度又不需要那么高。舉例來(lái)說(shuō)，接收端的均衡器(equalizer)只需大概知道多路徑(multipath)的大概情形，例如回音(echo)的強(qiáng)度和位置，就能通過(guò)自適應(yīng)性算法(adaptive algorithm)進(jìn)行初始值設(shè)定。因此可以使用簡(jiǎn)化版的信道響應(yīng)測(cè)量機(jī)制來(lái)降低使用成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例之一提供了一種信道響應(yīng)測(cè)量方法，其包含下列步驟首先，接收一輸入信號(hào)，將所述的輸入信號(hào)分切產(chǎn)生一分切信號(hào)；將所述的分切信號(hào)延遲i個(gè)時(shí)間單位得到第i個(gè)延遲信號(hào)，其中i為一整數(shù)；將所述的第i個(gè)延遲信號(hào)與所述的輸入信號(hào)相乘產(chǎn)生一相乘結(jié)果；累加所述的相乘結(jié)果產(chǎn)生一第一值；測(cè)量所述的分切信號(hào)的能量值大小產(chǎn)生一第二值；最后根據(jù)所述的第一值和所述的第二值計(jì)算一信道響應(yīng)中第i個(gè)信道參數(shù)的似近值。所述的第i個(gè)信道參數(shù)等于所述的第一值除以所述的第二值。
本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種信道響應(yīng)測(cè)量器用以估算一信道響應(yīng)，所述的信道響應(yīng)包含多數(shù)個(gè)信道參數(shù)，所述的信道響應(yīng)測(cè)量器包含一分切器，一延遲線，一能量?jī)x，以及多數(shù)個(gè)測(cè)量單元。所述的一分切器接收一輸入信號(hào)，并分切所述的輸入信號(hào)以產(chǎn)生一分切信號(hào)。所述的延遲線包含多數(shù)個(gè)延遲單元，接收所述的分切信號(hào)并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的多數(shù)個(gè)延遲信號(hào)。所述的能量?jī)x測(cè)量所述的分切信號(hào)的一能量值。所述的等測(cè)量單元各耦接對(duì)應(yīng)的一延遲單元，根據(jù)所述的輸入信號(hào)、所述的延遲單元的輸出、以及所述的能量值計(jì)算所述的信道響應(yīng)中的一信道參數(shù)。
所述的測(cè)量單元包含一乘法器、一第一累加器、以及一除法器。所述的乘法器將所述的輸入信號(hào)和所述的延遲單元的輸出相乘，產(chǎn)生一相乘結(jié)果。所述的第一累加器累加所述的相乘結(jié)果產(chǎn)生一第一值。所述的除法器將所述的第一值除以所述的能量值得到所述的信道參數(shù)。所述的能量?jī)x包含一功率儀以及一第二累加器。所述的功率儀可測(cè)量所述的分切信號(hào)的一功率。所述的第二累加器累加所述的功率，一段時(shí)間后得到所述的能量值。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例之一的信道響應(yīng)測(cè)量器；以及圖2為本發(fā)明實(shí)施例之一的信道響應(yīng)測(cè)量方法的流程圖。
符號(hào)說(shuō)明信道響應(yīng)測(cè)量器100 分切器106 延遲線108延遲單元110測(cè)量單元112乘法器114第一累加器116 能量?jī)x120 功率儀122
第二累加器124 除法器128具體實(shí)施方式
為了說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程，本發(fā)明的實(shí)施例只以簡(jiǎn)化的通信系統(tǒng)為例，只考慮信道效應(yīng)。而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以應(yīng)用在一般通信系統(tǒng)中。在一簡(jiǎn)化的通信系統(tǒng)中，發(fā)送端傳送一原始傳輸信號(hào)x0[n]，在傳送過(guò)程中受到環(huán)境干擾，即信道響應(yīng)h[n]。接收端的輸入信號(hào)y[n]以下式表示y[n]=x0[n]⊗h[n]=Σk=0Kx0[n-k]·hk...(1)]]>其中h[n]＝[h0，h1，...，hK]表示信道響應(yīng)，而K為一正整數(shù)。
為了從輸入信號(hào)y[n]中還原出原始信號(hào)x0[n]，首先將輸入信號(hào)y[n]分切(slice)，以產(chǎn)生一分切信號(hào)y′[n]。分切的意義是，提供多數(shù)個(gè)既定的離散數(shù)值，并將原始連數(shù)的數(shù)值轉(zhuǎn)換成最接近的離散值。分切信號(hào)y′[n]以下式表示y′[n]＝x0[n]+e[n] (2)其中e[n]代表信道造成的誤差。
將第(1)式和第(2)式代入一交互相關(guān)式E(y′[n-i]·y[n])，得到E(y′[n-i]·y[n])]]>=E((x0[n-i]+e[n-i])·y[n])]]>=E(x0[n-i]Σk=0Kx0[n-k]·hk)+E(e[n-i]Σk=0Kx0[n-k]·hk)]]>=Σk=0KE(x0[n-i]x0[n-k])·hk+Σk=0KE(e[n-i]x0[n-k])·hk...(3)]]>假設(shè)誤差e[n]是一平均零隨機(jī)程序(zero mean random process)，原始傳輸信號(hào)x0[n]是一廣義平穩(wěn)(wide sense stationary)隨機(jī)程序，且兩隨機(jī)程序之間的不相關(guān)性(uncorrelated)，表示如下E(x0[n-i]x0[n-k])=E(x02[n]),i=k0,otherwise...(4)]]>E(e[n-i]x0[n-k])＝0，i，k(5)根據(jù)第(4)式和第(5)式，第(3)式表示為下式
E(y′[n-i]y[n])＝E(|x0[n]|2)·hi(6)因此得到在信道響應(yīng)h[n]中的第i個(gè)信道參數(shù)hihi≈E(y′[n-i]·y[n])E(|x0[n]|2)---(7)]]>此外，誤差e[n]已假設(shè)為平均零隨機(jī)程序，并與原始傳輸信號(hào)x0[n]無(wú)關(guān)，則分切信號(hào)y′[n]和原始傳輸信號(hào)x0[n]的能量值有下列關(guān)系E(|y′[n]|2)＝E(|x0[n]+e[n]|2)＝E(|x0[n]|2)+E(|e[n]|2) (8)如果誤差e[n]的值相當(dāng)小，則其量能值E(|e[n]|2)可被忽略，而原始傳輸信號(hào)x0[n]的能量值可被y′[n]的能量值近似如下E(|x0[n]|2)≈E(|y′[n]|2)(9)將第(9)式代入第(7)式，得到第i個(gè)信道參數(shù)hi的近似值hi≈E(y′[n-i]·y[n])E(|y′[n]|2)---(10)]]>圖1為本發(fā)明實(shí)施例之一的信道響應(yīng)測(cè)量器。信道響應(yīng)測(cè)量器100中包含一分切器106(slicer)，一延遲線108(delay line)，一能量?jī)x120(energy meter)，以及多數(shù)個(gè)測(cè)量單元112。分切器106接收輸入信號(hào)y[n]，將輸入信號(hào)y[n]分切以產(chǎn)生一分切信號(hào)y′[n]。能量?jī)x120包含一功率儀122以及一第二累加器124。功率儀122測(cè)量切分信號(hào)y′[n]的功率，而第二累加器124累加所測(cè)量到的功率，最后產(chǎn)生的值代表切分信號(hào)y′[n]的能量值。
延遲線108中包含多數(shù)個(gè)延遲單元110，用以從切分信號(hào)y′[n]產(chǎn)生延遲信號(hào)y′[n-1]到y(tǒng)′[n-M]，其中M代表延遲單元110的數(shù)量。每一測(cè)量單元112都相同，以第i個(gè)測(cè)量單元112為例。測(cè)量單元112包含一乘法器114、一第一累加器116、以及一除法器128。乘法器114將輸入信號(hào)y[n]與第i個(gè)延遲單元110產(chǎn)生的一延遲信號(hào)y[n-i]相乘產(chǎn)生一相乘結(jié)果。第一累加器116累加相乘結(jié)果。除法器128將第一累加器116的輸出值除以第二累加器124的輸出值，產(chǎn)生的結(jié)果即為信道響應(yīng)h[n]第i個(gè)信道參數(shù)hi的近似值。換句話說(shuō)，信道參數(shù)hi由下式而得
hi≈Σn=1Ny′[n-i]·y[n]Σn=1N|y′[n]|2,i=0,1,2···K---(11)]]>其中N與累加時(shí)間有關(guān)。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可知，增加N值可以增加第(11)式中的測(cè)量精準(zhǔn)度。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例之一的信道響應(yīng)測(cè)量方法的流程圖。在步驟202中，接收一輸入信號(hào)y[n]。在步驟204中，將輸入信號(hào)y[n]分切產(chǎn)生一分切信號(hào)y′[n]。在步驟206中，將輸入信號(hào)y[n]與延遲i個(gè)時(shí)間單位的分切信號(hào)y′[n-i]相乘得到一相乘結(jié)果，并累加相乘結(jié)果，產(chǎn)生一相關(guān)值Σn=1Ny′[n-1]y[n].]]>在步驟208中，累加分切信號(hào)的功率得到分切信號(hào)y′[n]的能量值，如Σn=1N|y′[n]|2.]]>在步驟210中，將相關(guān)值除以能量值，得到信道響應(yīng)h[n]的第i個(gè)信道參數(shù)hi的近似值，如第(11)式所示。
以上實(shí)施例已說(shuō)明了本發(fā)明的諸多特征。本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程，但并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的精神和范圍所做的各種的變動(dòng)與潤(rùn)飾都應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種信道響應(yīng)測(cè)量方法，其特征在于，包括接收一輸入信號(hào)；將所述的輸入信號(hào)分切產(chǎn)生一分切信號(hào)；將所述的分切信號(hào)延遲i個(gè)時(shí)間單位得到第i個(gè)延遲信號(hào)；將所述的第i個(gè)延遲信號(hào)與所述的輸入信號(hào)相乘產(chǎn)生一相乘結(jié)果，其中i為一整數(shù)；累加所述的相乘結(jié)果產(chǎn)生一第一值；測(cè)量所述的分切信號(hào)的能量值大小以產(chǎn)生一第二值；以及根據(jù)所述的第一值和所述的第二值計(jì)算一信道響應(yīng)中第i個(gè)信道參數(shù)的似近值。
2.如權(quán)利要求1所述的信道響應(yīng)測(cè)量方法，其特征在于，所述的第i個(gè)信道參數(shù)為所述的第一值除以所述的第二值。
3.一種信道響應(yīng)測(cè)量器，其特征在于，信道響應(yīng)測(cè)量器用于估算一信道響應(yīng)，所述的信道響應(yīng)包含多數(shù)個(gè)信道參數(shù)，所述的信道響應(yīng)測(cè)量器包含一分切器，用于接收一輸入信號(hào)，并分切所述的輸入信號(hào)以產(chǎn)生一分切信號(hào)；一延遲線，包含多數(shù)個(gè)延遲單元，用于接收所述的分切信號(hào)并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的多數(shù)個(gè)延遲信號(hào)；一能量?jī)x，用于測(cè)量所述的分切信號(hào)的一能量值；以及多數(shù)個(gè)測(cè)量單元，各耦接對(duì)應(yīng)的一延遲單元，用于根據(jù)所述的輸入信號(hào)、所述的延遲單元的輸出、以及所述的能量值計(jì)算所述的信道響應(yīng)中的一信道參數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的信道響應(yīng)測(cè)量器，其特征在于，所述的測(cè)量單元包含一乘法器，用于將所述的輸入信號(hào)和所述的延遲單元的輸出相乘，產(chǎn)生一相乘結(jié)果；一第一累加器，用于累加所述的相乘結(jié)果，產(chǎn)生一第一值；一除法器，將所述的第一值除以所述的能量值得到所述的信道參數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的信道響應(yīng)測(cè)量器，其中所述的能量?jī)x包含一功率儀，測(cè)量所述的分切信號(hào)的一功率；以及一第二累加器，累加所述的功率，一段時(shí)間后得到所述的能量值。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)的信道響應(yīng)量測(cè)方法，尤其是涉及快速似近信道響應(yīng)的方法和裝置。所述的方法包含下列步驟首先，接收一輸入信號(hào)，分切所述的輸入信號(hào)產(chǎn)生一分切信號(hào)；將所述的分切信號(hào)延遲i個(gè)時(shí)間單位得到第i個(gè)延遲信號(hào)，其中i為一整數(shù)；將所述的第i個(gè)延遲信號(hào)與所述的輸入信號(hào)相乘產(chǎn)生一相乘結(jié)果；累加所述的相乘結(jié)果產(chǎn)生一第一值；量測(cè)所述的分切信號(hào)的能量值大小產(chǎn)生一第二值；最后根據(jù)所述的第一值和第二值計(jì)算一信道響應(yīng)中第i個(gè)信道參數(shù)的似近值；所述的第i個(gè)信道參數(shù)可以是所述的第一值除以所述的第二值。
文檔編號(hào)H04L25/02GK1684449SQ20051006447
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2005年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月15日
發(fā)明者劉明倫, 張喬智 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司