專利名稱：使用傳播信道的至少兩個(gè)估計(jì)來接收多載波信號的方法和相應(yīng)接收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信領(lǐng)域，尤其應(yīng)用于DAB(數(shù)字音頻廣播，DigitalAudio Broadcasting)、DVB-T(地面數(shù)字視頻廣播，Digital VideoBroadcasting Terrestrial)或DRM(世界數(shù)字無線電廣播，Digital RadioMondiale)類型的數(shù)字無線電廣播系統(tǒng)以及電信(ADSL，Hyperlan2等)。
尤其但非排他地，本發(fā)明涉及DAB、DVB-T、DVB-H、DRM類型的接收機(jī)，其使用在上述領(lǐng)域被越來越多使用的OFDM(正交頻分復(fù)用)類型的解調(diào)。
更確切地說，本發(fā)明提出對于例如使用OFDM類型調(diào)制的信號，在接收中減小共信道干擾信號的影響。
背景技術(shù)：
關(guān)于OFDM調(diào)制原理的提示OFDM調(diào)制包括在多個(gè)載波頻率上以持續(xù)時(shí)間Tu(稱為有用符號時(shí)間)在符號的時(shí)間-頻率空間中進(jìn)行分配，該多個(gè)載波頻率以例如QPSK(四相相移鍵控)或QAM(正交幅度調(diào)制)的方式進(jìn)行獨(dú)立調(diào)制，具有例如16、64、256種狀態(tài)等。因此，如圖1所示，OFDM技術(shù)沿著時(shí)間軸11和頻率軸12，將信道分為多個(gè)單元。每個(gè)載波與前一個(gè)載波正交。
具有預(yù)定寬度13的信道被分解成頻率子帶序列14和時(shí)間段序列15(也稱為時(shí)間間隔)。
專用載波分配給每個(gè)時(shí)間/頻率單元。因此，我們將分配將在所有這些載波上傳輸?shù)男畔?，每個(gè)載波都以低速調(diào)制，例如通過QPSK或QAM類型調(diào)制。OFDM符號包括在時(shí)間t的載波組所承載的所有信息。
該調(diào)制技術(shù)在遭遇多徑的情況下尤其有效。因此，圖2示出了一組OFDM符號21，通過兩個(gè)不同路徑到達(dá)接收機(jī)的相同符號序列好像是相同信息在兩個(gè)不同時(shí)刻到達(dá)并且是相加的。這些回波產(chǎn)生兩種類型的缺點(diǎn)-符號內(nèi)干擾符號通過輕微相移與本身相加，-符號間干擾符號通過輕微相移與下一個(gè)符號和/或前一個(gè)符號相加。
被稱為保護(hù)間隔22的“死區(qū)”被插在發(fā)送的符號之間，選擇其持續(xù)時(shí)間Δ以便與回波的擴(kuò)展相比足夠大。這些預(yù)防措施將限制符號間干擾(因?yàn)楦蓴_被保護(hù)間隔吸收)。因而，每個(gè)OFDM符號21包括保護(hù)間隔22和數(shù)據(jù)23。
接收時(shí)，載波可能已被減弱(破壞性回波)或被放大(構(gòu)造性回波)和/或經(jīng)受相位旋轉(zhuǎn)。
導(dǎo)頻同步載波，也被稱為基準(zhǔn)導(dǎo)頻(通常具有大于有效數(shù)據(jù)載波的幅度)也被插入以計(jì)算信道傳遞函數(shù)，使得信號可以在解調(diào)之前被均衡。這些基準(zhǔn)導(dǎo)頻在時(shí)間/頻率空間內(nèi)的值和位置被預(yù)定義，并為接收機(jī)所知。
圖3因而示出了一組DRM符號在模式A的OFDM結(jié)構(gòu)，示出了基準(zhǔn)導(dǎo)頻31在時(shí)間/頻率空間內(nèi)的分布。該結(jié)構(gòu)在DRM標(biāo)準(zhǔn)ETSI ES 201980中被詳細(xì)描述。
圖4示出了一組DVB-T符號的OFDM結(jié)構(gòu)，其示出了在時(shí)間/頻率空間內(nèi)基準(zhǔn)導(dǎo)頻41在有效數(shù)據(jù)42間的分布。
根據(jù)基準(zhǔn)導(dǎo)頻的數(shù)量和它們在時(shí)間/頻率域中的分布，在時(shí)間和頻率中內(nèi)插后得到的結(jié)果或多或少是信道響應(yīng)的相關(guān)估計(jì)。
因此，插入到多載波信號中的基準(zhǔn)導(dǎo)頻用于估計(jì)傳播信道。傳播信道的估計(jì)特別用于校正接收的數(shù)據(jù)(也被稱為接收機(jī)處的數(shù)據(jù)導(dǎo)頻)，以及獲取傳播信道的脈沖響應(yīng)。而后，獲取的脈沖響應(yīng)可用于改進(jìn)接收機(jī)的時(shí)間同步。
AM頻帶(DRM)中的應(yīng)用OFDM調(diào)制越來越多地用于數(shù)字廣播系統(tǒng)，因?yàn)槠浞浅＿m合于與回波和多普勒效應(yīng)本質(zhì)相關(guān)的無線電信道的變化。因此被選擇用于AM頻帶(DRM)中的數(shù)字音頻廣播。
為了選擇最適合的OFDM結(jié)構(gòu)，工程師們開始研究作為發(fā)送頻率、信號通帶、以及(對于AM頻帶(DRM)中的數(shù)字音頻廣播)在白晝、夜間和太陽活動(dòng)周期中的傳播條件的函數(shù)變化的無線電信道的特征。
用于OFDM解調(diào)的接收機(jī)主要使用從基準(zhǔn)導(dǎo)頻計(jì)算的信道響應(yīng)。因此，該估計(jì)的精度取決于插入到OFDM符號中的基準(zhǔn)導(dǎo)頻的比例。
干涉(或干擾)信號在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳輸期間，寄生信號可能被加到有效信號上，并且如果寄生信號超過給定閥值，則可能干擾有效信號的接收。
該閥值尤其取決于接收機(jī)的特性以及與有效信號信道相比接收干擾的信道。因而，當(dāng)干擾信號和有效信號在相同信道上傳輸時(shí)，我們討論“共信道干擾”，當(dāng)干擾信號和有效信號在相鄰信道上傳輸時(shí)，我們討論“相鄰信道干擾”。
例如在AM頻帶中，有效信號可能受到由人類活動(dòng)(汽車、工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備、照明器材等)導(dǎo)致的脈沖型干擾，和/或與這些AM頻帶中的其它傳輸有關(guān)的窄帶干擾(AM無線電通信系統(tǒng)、雷達(dá)等)。
注意，這些其它傳輸?shù)某霈F(xiàn)阻止了否則可能干擾相鄰頻帶的DRM頻帶功率的增加，以及例如阻止了典型AM模擬信號的高質(zhì)量接收。用于現(xiàn)有接收機(jī)的濾波器不足以完全消除相鄰頻帶。
用于消除或至少降低干擾的多種技術(shù)對本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。
因而，在專利申請EP1087579(Canceller for jamming wave byinterference)中，K.Shibuya等人提出了一種用于消除使用OFDM類型調(diào)制的系統(tǒng)中由干涉產(chǎn)生的干擾的技術(shù)。
在專利CA1186742(Interference canceling system for a mobilesubscriber access communications system)中，F(xiàn)rank S.Gutleber等人也提出了一種用于消除不使用OFDM類型調(diào)制的傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中的干擾的系統(tǒng)。
Bernard L.Lewis等人在專利US 5359329中也提出了一種用于測量雷達(dá)中的干擾的技術(shù)。
最后，M.Lanoiselee等人在專利FR2753592中提出了一種用于基于干擾信號的頻率處理來消除干擾信號的技術(shù)(“Procédéde démodulationde signaux muériques émis parsalves robuste aux brouilleurs àbandeétroite-Method of demodulating digital signals emitted in bursts，resistant to narrow band jammers”)。
現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)用于消除干擾信號的這些技術(shù)基于干擾信號和/或有效信號的穩(wěn)定性的先驗(yàn)知識，因而在信道估計(jì)和/或接收數(shù)據(jù)均衡步驟之前發(fā)生。
在信道能被正確估計(jì)以及數(shù)據(jù)導(dǎo)頻能被均衡之前，它們通常需要識別位于OFDM符號導(dǎo)頻的平均值之上的“峰值”。因而，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，觀察并消除位于時(shí)間域內(nèi)的“峰值”。
但是，由于兩方面的主要原因，這些方法是復(fù)雜的且難于使用-首先，由于在多個(gè)等級的調(diào)制(MAQ16、MAQ64等)，OFDM符號數(shù)據(jù)導(dǎo)頻處于非常不同的等級；-其次，信道在各導(dǎo)頻之間產(chǎn)生非常大的幅度和相位變化。

發(fā)明內(nèi)容
具體地，本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)。
更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種用于簡單有效地檢測影響例如OFDM類型的多載波數(shù)據(jù)傳輸信號的一個(gè)或多個(gè)干擾信號的技術(shù)。
尤其是，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，降低由共信道干擾信號加到有效信號上的惡化，特別是對于具有強(qiáng)的時(shí)間和/或頻率變化的傳播信道。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提出這樣一種用于改進(jìn)接收機(jī)處的數(shù)據(jù)接收和解碼性能的技術(shù)。
尤其是，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供這樣一種用于改進(jìn)這種多載波信號的傳播信道的估計(jì)，并提高接收機(jī)同步的技術(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提出這樣一種既易于執(zhí)行，又保持合理成本的技術(shù)。
本發(fā)明的主要特性使用接收包含時(shí)間上的符號序列的多載波信號的方法，來實(shí)現(xiàn)這些和其它在下文中變得更加清楚的目的，其中，每個(gè)符號包括多個(gè)承載數(shù)據(jù)的載波，至少一個(gè)符號包含至少一個(gè)基準(zhǔn)導(dǎo)頻。
根據(jù)本發(fā)明，這種方法包括下列步驟-根據(jù)考慮所述基準(zhǔn)導(dǎo)頻的第一估計(jì)技術(shù)，從至少第一組數(shù)據(jù)進(jìn)行傳播信道的第一估計(jì)；-根據(jù)不同于第一技術(shù)的第二估計(jì)技術(shù)，從所述第一組數(shù)據(jù)進(jìn)行所述傳播信道的至少第二估計(jì)，-在所述第一和第二估計(jì)之間進(jìn)行比較，輸出誤差信號；-通過分析所述誤差信號，來檢測所述傳播信道中的至少一個(gè)干擾信號。
本發(fā)明還提出了一種接收中的檢測技術(shù)，用于有效定位可影響被稱為有效信號的多載波信號的干擾信號，通過對不同傳播信道估計(jì)進(jìn)行比較和分析來進(jìn)行。
尤其是，可以注意到，使用不同的估計(jì)方法，從相同當(dāng)前數(shù)據(jù)中獲取兩個(gè)估計(jì)。
因而，例如根據(jù)本發(fā)明的方法可用于比較對于形成符號的每個(gè)載波的信道估計(jì)(第一估計(jì))和對于作為所有其它的函數(shù)的載波的信道值的估計(jì)(第二估計(jì))，以確定干擾信號的位置。
例如，可以從所述第一估計(jì)中確定第二信道估計(jì)。
用于檢測干擾信號的技術(shù)尤其適用于窄帶中的干擾。
有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括根據(jù)所述誤差信號來校正至少一個(gè)所述估計(jì)以便輸出校正的估計(jì)的步驟。
因而，本發(fā)明公開了如何根據(jù)信道估計(jì)的分析來確定干擾信號的位置，以便對于受到這些干擾信號影響的載波(基準(zhǔn)導(dǎo)頻和/或數(shù)據(jù)導(dǎo)頻)作出行動(dòng)。因而，通過分析誤差信號獲得的校正的估計(jì)可用于均衡多載波信號的載波所承載的數(shù)據(jù)，因此改進(jìn)了數(shù)據(jù)的解碼。
優(yōu)選地，所述誤差信號具有對應(yīng)于干擾信號的至少一個(gè)誤差峰值，以及對于所述峰值的至少一個(gè)執(zhí)行所述校正步驟。
因而，根據(jù)在誤差信號中觀察到的峰值來確定干擾信號的位置，獲知了干擾信號的位置，就可以校正被這些信號影響的數(shù)據(jù)導(dǎo)頻。
有利的是，所述誤差校正步驟用于大于第一預(yù)定閥值的至少一個(gè)誤差峰值。
因而，僅消除或至少降低了影響多載波信號的重大干擾。
例如，對于歸一化為1的載波頻率，可以認(rèn)為，當(dāng)?shù)谝活A(yù)定閥值在0.01和0.03之間時(shí)，執(zhí)行所述誤差校正步驟。
根據(jù)第一變化實(shí)施例，校正步驟降低了與多載波信號的至少一個(gè)載波相關(guān)的置信度值，所述至少一個(gè)載波在時(shí)間/頻率域中接近至少一個(gè)所述誤差峰值。
因而，這是軟判決。
尤其是，可以對于與在時(shí)間和/或頻率中位于所述誤差峰值之一的位置的載波之前的N個(gè)載波和/或之后的N個(gè)載波相關(guān)的置信度值，降低置信度值。
這通過降低與位于對應(yīng)于(或接近于)誤差峰值位置的載波相關(guān)的置信度值，來降低分配給檢測的誤差峰值周圍區(qū)域上的信道估計(jì)的置信度。
例如，可選擇N等于2。那么，這將降低與位于誤差峰值的時(shí)間/頻率位置的載波之前的兩個(gè)載波和之后的兩個(gè)載波相關(guān)的置信度值。
根據(jù)第二個(gè)可變實(shí)施例，所述校正步驟執(zhí)行消除所述多載波信號的至少一個(gè)所述載波，其在時(shí)間/頻率域中接近至少一個(gè)所述誤差峰值。
那么，這是一個(gè)硬判決。
根據(jù)這個(gè)可變實(shí)施例，將與受干擾信號影響的載波相關(guān)的數(shù)據(jù)設(shè)置為零(也就是說，將與位于對應(yīng)于(或接近于)誤差峰值的位置的載波相關(guān)的置信度值設(shè)置為零)。因此，這消除了受干擾信號影響的數(shù)據(jù)導(dǎo)頻和/或基準(zhǔn)導(dǎo)頻。
如在第一可變實(shí)施例中提出的，也可以在相應(yīng)檢測誤差峰值周圍的整個(gè)區(qū)域中將載波設(shè)置為零。
優(yōu)選地，校正步驟只作用于給定時(shí)刻的預(yù)定最大數(shù)量M個(gè)誤差峰值，可在受到嚴(yán)重干擾的信道的情況下，顯著地防止數(shù)據(jù)的完全丟失。
在具有210個(gè)載波的DRM類型的傳輸系統(tǒng)的情況下，通常選擇最大數(shù)量M為7或8個(gè)誤差峰值。
因此，如果在具有210個(gè)載波的DRM類型的傳輸系統(tǒng)中，選擇N為2且M等于7，則校正步驟降低與35個(gè)載波相關(guān)的置信度值，該35個(gè)載波在時(shí)間/頻率域中接近7個(gè)大于預(yù)定閥值的誤差峰值。
因而，限制可能的校正數(shù)量避免了與“空洞”相關(guān)的系統(tǒng)固有性能的過度惡化，該“空洞”是通過降低(或甚至設(shè)置為零)與多載波信號的載波相關(guān)的置信度值而引入的，所述載波在時(shí)間/頻率域中接近至少一個(gè)誤差峰值。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的接收方法還包括在校正步驟之前，平滑誤差信號的步驟。
尤其是，該平滑步驟可以實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)遞歸濾波器。
因此，該平滑可以限制誤差檢測。
該接收方法還非常出色在于，所述第一估計(jì)技術(shù)根據(jù)所述基準(zhǔn)導(dǎo)頻，在時(shí)間和/或頻率中執(zhí)行內(nèi)插步驟。
因此，獲取的結(jié)果是傳播信道響應(yīng)的一個(gè)估計(jì)，其可能根據(jù)基準(zhǔn)導(dǎo)頻的數(shù)量和它們在時(shí)間/頻率域中的分布而或多或少地相關(guān)。
優(yōu)選地，第二估計(jì)技術(shù)是使用自適應(yīng)濾波步驟的連續(xù)近似時(shí)間和/或頻率估計(jì)。
因此，考慮先前事件來進(jìn)行有關(guān)信道估計(jì)的線性預(yù)測以確定未來事件。
尤其是，該濾波步驟可以使用隨機(jī)梯度類型算法。
這種算法，也稱為LMS(最小均方，Least Mean Square)，例如可以用于計(jì)算自適應(yīng)濾波器系數(shù)。
因?yàn)樵撍惴ㄊ欠€(wěn)定的并且不包括大量運(yùn)算，其適用于本發(fā)明。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的接收方法還包括下列步驟中的至少一個(gè)
-作為所述校正的估計(jì)的函數(shù)，均衡數(shù)據(jù)；-作為所述校正的估計(jì)的函數(shù)，信道解碼；-作為所述誤差信號、所述第一和/或第二估計(jì)和/或所述校正的估計(jì)的函數(shù)，計(jì)算所述傳播信道的脈沖響應(yīng)。
因此，例如，為了計(jì)算脈沖響應(yīng)，可以用信道響應(yīng)的新估計(jì)或校正的估計(jì)來替代信道響應(yīng)。
根據(jù)其它可變實(shí)施例，可以看到，當(dāng)誤差信號值低于第二預(yù)定閥值時(shí)，給定時(shí)間/頻率位置的脈沖響應(yīng)的計(jì)算取決于第一估計(jì)，以及當(dāng)誤差信號值大于或等于第二預(yù)定閥值時(shí)，取決于第二估計(jì)。
優(yōu)選地，使用OFDM類型的多載波調(diào)制來調(diào)制多載波信號。
尤其是，所述多載波信號可以是DRM類型。
尤其是，這種OFDM調(diào)制可以用于對抗特別是由于產(chǎn)生回波的電離層反射和發(fā)生在AM頻帶中的多普勒效應(yīng)而產(chǎn)生的強(qiáng)干擾。
因此，由于OFDM調(diào)制非常適于無線電信道中的變化，其在數(shù)字廣播系統(tǒng)中的使用不斷增加。然后，本發(fā)明提出了降低窄帶共信道干擾信號(模擬信號)對于OFDM信號的影響。
本發(fā)明還涉及用于接收相應(yīng)多載波信號的設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，這種設(shè)備包括-第一部件，根據(jù)考慮基準(zhǔn)導(dǎo)頻的第一估計(jì)技術(shù)，從至少一個(gè)所述數(shù)據(jù)的第一組來估計(jì)傳播信道，輸出所述傳播信道的第一估計(jì)；-第二部件，根據(jù)不同于第一技術(shù)的第二估計(jì)技術(shù)，從所述第一組來估計(jì)所述傳播信道，輸出所述傳播信道的第二估計(jì)；-比較所述第一和第二估計(jì)，輸出誤差信號的部件；-通過分析所述誤差信號來檢測所述傳播信道中的至少一個(gè)干擾信號的部件。


通過閱讀如下作為示例性而非限制性例子給出的優(yōu)選實(shí)施例和附圖的描述，本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，
圖1和圖2示出了正如在本文開頭已經(jīng)描述的使用OFDM信道的時(shí)間/頻率表示的OFDM調(diào)制的基本原理；圖3和圖4示出了同樣如在本文開頭已經(jīng)描述的OFDM結(jié)構(gòu)的兩個(gè)例子以模式A的一組DRM符號(圖3)和一組DVB-T符號(圖4)；圖5使用方塊圖示出了本發(fā)明的基本原理；圖6描述了對于不同信道類型，使用或不使用根據(jù)本發(fā)明的干擾信號算法的檢測和消除的不同系統(tǒng)的比較性能。
具體實(shí)施例方式
因此，本發(fā)明的一般原理基于使用傳播信道的至少兩個(gè)連續(xù)估計(jì)來檢測數(shù)據(jù)信道中的干擾信號(也稱為干擾者)的技術(shù)，以及校正受干擾信號影響的多載波信號數(shù)據(jù)的技術(shù)。
因而，本發(fā)明的目的在于，一旦檢測到干擾信號，降低在接收機(jī)處由多載波數(shù)據(jù)傳輸信號(尤其是對于具有時(shí)間和頻率的強(qiáng)變化的信道)上的這些共信道干擾信號(尤其是窄帶干擾信號)引起的惡化。
更準(zhǔn)確地說，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，考慮OFDM類型多載波信號和AM頻帶中的傳輸。
本發(fā)明提出了一種使用下列步驟來檢測受到一個(gè)或多個(gè)干擾信號影響的導(dǎo)頻并校正信道估計(jì)的方法-通過在頻率和時(shí)間中內(nèi)插基準(zhǔn)導(dǎo)頻來估計(jì)傳播信道(第一估計(jì)技術(shù))；-例如使用自適應(yīng)濾波器，從第一信道估計(jì)開始，對沿所述頻率軸的信道估計(jì)進(jìn)行線性預(yù)測(第二信道估計(jì)技術(shù))；-通過比較傳播信道的第一和第二估計(jì)，來確定沿所述頻率軸的誤差信號。
對若干連續(xù)OFDM符號執(zhí)行這些不同步驟(通過連續(xù)近似進(jìn)行估計(jì))。因此，可以在與OFDM符號相同的速率監(jiān)測干擾信號的變化。
為了限制寄生檢測，然后，因此獲得的二維(時(shí)間/頻率)誤差信號通過低通平滑濾波器沿著時(shí)間軸被濾波。結(jié)果是，對于每個(gè)相應(yīng)OFDM符號，通過與第一閥值進(jìn)行比較來確定誤差信號中的最大誤差峰值。這些峰值對應(yīng)于多載波數(shù)據(jù)信號上的干涉信號(也稱為寄生或干擾信號)。
例如，對于歸一化為1的載波，選擇第一閥值等于0.03。對于高于該第一閥值的M個(gè)峰值(例如M＝7)，降低分配給這些M個(gè)峰值周圍區(qū)域上的信道估計(jì)的置信度。
更準(zhǔn)確地說，為了降低該置信度，本發(fā)明提出了降低在先前的解碼步驟中(“軟”類型解碼)獲得的與每個(gè)載波相關(guān)的置信度值，或?qū)⑴c每個(gè)載波相關(guān)的置信度值設(shè)置為零，換句話說，將與考慮的載波相關(guān)的數(shù)據(jù)設(shè)置為零(“硬”類型解碼)。
因而，載波周圍的區(qū)域?qū)?yīng)于時(shí)間/頻率域中的誤差峰值，以及因此，以二元方式(“硬”類型解碼)或以平滑方式(“軟”類型解碼)來處理受干擾信號影響的載波。
由于這些載波消除或衰減至少10dB，因此傳播信道的響應(yīng)在對應(yīng)于這些校正載波的時(shí)間/頻率位置被大大降低。
根據(jù)本發(fā)明，信道響應(yīng)還可以被新的信道響應(yīng)估計(jì)來替代，用于計(jì)算脈沖響應(yīng)。
參考圖5，我們示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，在DRM傳輸系統(tǒng)中使用OFDM類型調(diào)制的接收技術(shù)的功能描述。
如上所述，通過比較使用基準(zhǔn)導(dǎo)頻進(jìn)行的傳播信道的第一估計(jì)和作為所有其它的函數(shù)(通過連續(xù)近似的時(shí)間和/或頻率估計(jì))的載波上的信道值的第二估計(jì)，來檢測干擾信號。
在接收機(jī)，第一快速傅立葉變換(FET)步驟51用于從數(shù)據(jù)傳輸多載波信號中檢索OFDM符號。
由于接收機(jī)知道基準(zhǔn)導(dǎo)頻的時(shí)間/頻率位置，因而能夠在步驟參考52中從數(shù)據(jù)信號中提取基準(zhǔn)導(dǎo)頻。
這些插入到多載波信號中的基準(zhǔn)導(dǎo)頻用于估計(jì)傳播信道。因而，一旦確定了“粗略”時(shí)間和/或頻率同步，可以通過在時(shí)間和/或頻率中在基準(zhǔn)導(dǎo)頻之間進(jìn)行內(nèi)插(步驟53)來獲得第一信道估計(jì)。獲得的結(jié)果是以H1表示的考慮基準(zhǔn)導(dǎo)頻的傳播信道第一估計(jì)(對應(yīng)于信道響應(yīng))。
根據(jù)本發(fā)明，然后在參考54的步驟中，使用不同于第一估計(jì)技術(shù)的用于通過連續(xù)近似來進(jìn)行傳播信道的時(shí)間和/或頻率估計(jì)的第二估計(jì)技術(shù)。更準(zhǔn)確地說，在對應(yīng)于每個(gè)OFDM符號載波的每個(gè)信道響應(yīng)點(diǎn)，應(yīng)用基于自適應(yīng)濾波器的預(yù)測算法。因而，對于信道估計(jì)進(jìn)行線性預(yù)測。該步驟54輸出以Hest表示的傳播信道的新估計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例，根據(jù)隨機(jī)梯度類型算法(也稱為“最小均方”LMS)來計(jì)算自適應(yīng)濾波器系數(shù)，以便作為其它載波的函數(shù)來確定信道值的估計(jì)。
該新信道估計(jì)通常包括時(shí)間域(下標(biāo)n)中的估計(jì)子步驟，在該步驟后是頻率域(下標(biāo)m)中的估計(jì)子步驟。注意，頻率域中的估計(jì)足以檢測窄帶干擾信號，但是它更難以獲得，因?yàn)樵撔盘栂抻陬l率中。
然后，在干擾信號檢測步驟55中比較第一估計(jì)H1和第二估計(jì)Hest，輸出誤差信號。
更準(zhǔn)確地說，在步驟55中，在時(shí)間/頻率域(n，m)中的每個(gè)單元中，確定第一估計(jì)H1和第二估計(jì)Hest之間的誤差，其中，n是時(shí)間下標(biāo)，m是頻率下標(biāo)Se(n，m)＝h1(n，m)-hest(n，m)其中，h1(n，m)是單元(n，m)的第一信道估計(jì)值；hest(n，m)是單元(n，m)的第二信道估計(jì)值；Se(n，m)是在坐標(biāo)(n，m)點(diǎn)處兩個(gè)信道估計(jì)之間的誤差。
然后，同樣在步驟55中，例如使用一階遞歸濾波器來平滑(即，輕微濾波)該誤差信號Se，以便最小化寄生檢測，并因此使該誤差信號更可靠。
因此，結(jié)果是下式所限定的每個(gè)單元(n，m)的平滑后的誤差信號 Se~(n,m)=α*Se~(n-1,m)+(1-α)*Se(n,m),]]>例如其中，α＝0.95。
如果兩個(gè)估計(jì)H1和Hest之間的差大于預(yù)定閾值，換句話說，如果平滑后的誤差信號包括大于第一預(yù)定閾值Ψ的峰值，那么在坐標(biāo)(n，m)點(diǎn)存在窄帶干擾信號。
因此，可以檢測傳播信道中的干擾信號的時(shí)間/頻率位置。一旦確定這個(gè)位置，同樣是在步驟55中，確定大大衰減與該時(shí)間/頻率位置的傳播信道的估計(jì)相關(guān)的置信度值。
更為準(zhǔn)確地說，通常干擾信號并不精確地與OFDM符號的一個(gè)載波重疊，因此對若干OFDM載波引入干擾，以及確定衰減與干擾信號的時(shí)間/頻率位置周圍的區(qū)域中的傳播信道的估計(jì)相關(guān)的置信度值。
因此，每次檢測到干擾信號時(shí)，換句話說，每次所述平滑后的誤差信號 大于第一預(yù)定閾值Ψ(例如對于歸一化為1的載波，Ψ＝0.03)時(shí)，衰減檢測周圍的若干OFDM載波(例如之前的兩個(gè)載波和之后的兩個(gè)載波)。
因此，如果S~e(n,m)<ψ,]]>則h2(n，m)＝h1(n，m)如果S~e(n,m)≥ψ,]]>則h2(n，m+i)＝att*h1(n，m+i)i∈[-2，2]其中，Ψ是用于檢測干擾信號的存在的限制閾值；h2(n，m)是在坐標(biāo)點(diǎn)(n，m)的新的信道響應(yīng)值，也被稱為校正的估計(jì)；Att是受到干擾信號影響的OFDM載波所經(jīng)受的衰減(例如Att＞10dB)。
可以注意到，存在兩個(gè)可能的解碼類型可以進(jìn)行“軟”類型解碼，其中與每個(gè)載波相關(guān)的置信度值被降低，或者是“硬”類型解碼，其包括將受到干擾信號影響的載波設(shè)置為零。
因此，必須限制可能校正的數(shù)量，以便防止與衰減OFDM符號的過量載波有關(guān)的系統(tǒng)固有性能的過度惡化。
在應(yīng)用于AM頻帶中的DRM類型信號的該特定實(shí)施例中，最好將誤差峰值的數(shù)量限制到大于第一預(yù)定閾值的最多7個(gè)或8個(gè)峰值。例如，對于歸一化到1的載波，可選擇該第一閾值等于0.03。
因此，如果我們將運(yùn)算限制到7個(gè)最大誤差峰值(M＝7)，并且我們選擇降低與位于誤差峰值位置的載波之前的兩個(gè)載波和之后的兩個(gè)載波(N＝2)相關(guān)的置信度值，則最多衰減35個(gè)載波。
最后，如果位于位置(n，m)的載波不受干擾信號的影響，則在干擾信號檢測步驟55的輸出的結(jié)果是獲得與第一信道估計(jì)h1(n，m)相等的傳播信道估計(jì)h2(n，m)，否則進(jìn)行校正。
該校正的估計(jì)h2(n，m)將尤其在步驟56中用于對數(shù)據(jù)進(jìn)行均衡，并在步驟57中對信道進(jìn)行解碼。因此可以改進(jìn)數(shù)據(jù)均衡和信道解碼。
傳播信道的第一估計(jì)h1或傳播信道的第二估計(jì)hest(n，m)可用于在步驟參考58中計(jì)算脈沖響應(yīng)。因此，由下式來限定用于計(jì)算h3(n，m)所表示的脈沖響應(yīng)的傳播信道估計(jì) 一旦進(jìn)行了計(jì)算，脈沖響應(yīng)用于確定更好的頻率同步。
因而，可以通過提高脈沖響應(yīng)計(jì)算的可靠性來改進(jìn)接收機(jī)的同步。
因此，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)可以用于首先使用在時(shí)間和頻率中內(nèi)插接收機(jī)已知的基準(zhǔn)導(dǎo)頻的傳統(tǒng)估計(jì)技術(shù)，而后使用連續(xù)近似進(jìn)行估計(jì)，來檢測數(shù)據(jù)信道中的干擾信號?？梢酝ㄟ^使用傳播信道估計(jì)的校正，以該方式改善接收系統(tǒng)的性能，以給出更好的時(shí)間和/或頻率同步。
我們將參考圖6，展示使用或不使用根據(jù)本發(fā)明的干擾信號消除算法的不同系統(tǒng)性能之間的比較。
這些結(jié)果曲線是使用AM頻帶中的數(shù)字無線電模擬系統(tǒng)(DRM，digital radio simulation)獲得的。
如上所述，在該優(yōu)選實(shí)施例中，該OFDM類型多載波信號被例如窄帶干擾信號的至少一個(gè)干擾信號干擾。
因此在模擬中，在多載波數(shù)據(jù)信號上插入純載波類型干擾信號，干擾信號的幅度和頻率變化以模擬AM廣播。
在該模擬例子中，選擇的DRM傳輸模式對應(yīng)于短波傳輸，換句話說，處于模式B中(在10kHZ中大約210個(gè)載波)。使用(當(dāng)今國際傳輸中使用最為頻繁的)編碼效率為0.6的64QAM調(diào)制來調(diào)制這些單元。信號通帶為10kHz，以及音頻吞吐量為大約21kbits/s。
所述干擾信號是距離DRM中心頻率200Hz的純載波。
使用如DRM標(biāo)準(zhǔn)(ETSI ES 201 980)中所述的不同傳播信道來執(zhí)行測試。
因而在圖6中-曲線61示出了不使用根據(jù)本發(fā)明的接收技術(shù)，對于如在DRM標(biāo)準(zhǔn)中所定義的第一信道(單個(gè)路徑)，作為以dB為單位的噪聲幅度的函數(shù)的誤碼率(BER)；-曲線62示出了使用了根據(jù)本發(fā)明的接收技術(shù)，對于第一信道，作為以dB為單位的噪聲幅度的函數(shù)的BER；-曲線63示出了不使用根據(jù)本發(fā)明的接收技術(shù)，對于第三信道(受多普勒效應(yīng)影響的第四路徑)，作為以dB為單位的噪聲幅度的函數(shù)的BER；-曲線64示出了使用根據(jù)本發(fā)明的接收技術(shù)，對于第三信道，作為以dB為單位的噪聲幅度的函數(shù)的BER；-曲線65示出了不使用根據(jù)本發(fā)明的接收技術(shù)，對于第五信道(受多普勒效應(yīng)影響的具有相同功率的兩條路徑)，作為以dB為單位的噪聲幅度的函數(shù)的BER；-曲線66示出了使用根據(jù)本發(fā)明的接收技術(shù)，對于第五信道，作為以dB為單位的噪聲幅度的函數(shù)的BER。
注意，第三信道(受多普勒效應(yīng)影響的四條路徑)在DRM標(biāo)準(zhǔn)中定義如下

第五信道(受多普勒效應(yīng)影響的具有相同功率的兩條路徑)定義如下

圖6中示出的根據(jù)本發(fā)明的接收技術(shù)的性能可用于估計(jì)由該技術(shù)提供的增益。
可以看出，對于等于10-4的誤碼率(DRM協(xié)會(huì)選擇的標(biāo)準(zhǔn))，不使用干擾信號消除算法獲得的性能和使用干擾信號消除算法獲得的性能之間的增益大約為18dB，而不管傳播信道如何。
對于不同的干擾信號頻率位置，也已經(jīng)進(jìn)行了其它模擬。對于BER等于10-4的結(jié)果在下表中給出

因此，根據(jù)本發(fā)明的接收技術(shù)所提供的增益是明顯的，甚至對于在例如短波中遇到的大波動(dòng)的信道。
該解決方案不要求(或只要求極少量)修改數(shù)據(jù)解碼器和接收機(jī)的HF頭(用于高頻)的輸入級。因此其經(jīng)濟(jì)并易于實(shí)施。
明顯地，本發(fā)明不限于在此作為例子詳細(xì)描述的實(shí)施例，但是相反，其包括所有在不背離本發(fā)明的范圍內(nèi)由本領(lǐng)域技術(shù)人員作出的修改。
同樣注意，本發(fā)明不限于純硬件實(shí)施，而是也可以用計(jì)算機(jī)指令序列的形式或任何硬件和軟件組合的形式來使用。如果本發(fā)明部分或全部的以軟件形式注入，則相應(yīng)的指令序列可存儲(chǔ)于可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備(例如軟盤、CD-ROM或DVD-ROM)或固定存儲(chǔ)設(shè)備中，該存儲(chǔ)設(shè)備可由計(jì)算機(jī)或微處理器部分或全部讀取。
權(quán)利要求
1.接收包含時(shí)間上的符號序列的多載波信號的方法，每個(gè)符號包括多個(gè)承載數(shù)據(jù)的載波，至少一個(gè)符號包括至少一個(gè)基準(zhǔn)導(dǎo)頻，其特征在于，所述方法包括下列步驟-根據(jù)考慮所述基準(zhǔn)導(dǎo)頻的第一估計(jì)技術(shù)，從所述數(shù)據(jù)的至少第一組，進(jìn)行傳播信道的第一估計(jì)；-根據(jù)不同于所述第一技術(shù)的第二估計(jì)技術(shù)，從所述第一組，進(jìn)行所述傳播信道的至少第二估計(jì)；-比較所述第一和第二估計(jì)，輸出誤差信號；-通過分析所述誤差信號，來檢測所述傳播信道中的至少一個(gè)干擾信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接收方法，其特征在于，所述方法還包括步驟根據(jù)所述誤差信號來校正所述估計(jì)的至少一個(gè)，以輸出校正的估計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的接收方法，其特征在于，所述誤差信號具有對應(yīng)于干擾信號的至少一個(gè)誤差峰值，以及對于所述至少一個(gè)誤差峰值來執(zhí)行所述校正步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的接收方法，其特征在于，對于大于第一預(yù)定閾值的至少一個(gè)誤差峰值，來執(zhí)行所述校正步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的接收方法，其特征在于，對于歸一化為1的載波頻率，所述第一預(yù)定閾值處于0.01和0.03之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3到5的任何一個(gè)的接收方法，其特征在于，所述校正步驟執(zhí)行降低與多載波信號的至少一個(gè)載波相關(guān)的置信度值，所述載波在時(shí)間/頻率域中接近至少一個(gè)所述誤差峰值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的接收方法，其特征在于，對于與在時(shí)間和/或頻率上位于一個(gè)所述誤差峰值的位置的載波之前的N個(gè)載波和/或之后的N個(gè)載波相關(guān)的置信度值，降低所述置信度值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的接收方法，其特征在于，選擇N等于2。
9.根據(jù)權(quán)利要求3到5的任何一個(gè)的接收方法，其特征在于，所述校正步驟執(zhí)行消除相應(yīng)多載波信號的至少一個(gè)所述載波，所述載波在時(shí)間/頻率域中接近至少一個(gè)所述誤差峰值。
10.根據(jù)權(quán)利要求3到9的任何一個(gè)的接收方法，其特征在于，所述校正步驟只作用于給定時(shí)刻的預(yù)定最大數(shù)量M個(gè)誤差峰值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的接收方法，其特征在于，設(shè)置M等于7或8。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11的任何一個(gè)的接收方法，其特征在于，其還包括在所述校正步驟之前，平滑所述誤差信號的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的接收方法，其特征在于，在至少一個(gè)遞歸濾波器執(zhí)行所述平滑步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到13的任何一個(gè)的接收方法，其特征在于，所述第一估計(jì)技術(shù)使用根據(jù)所述基準(zhǔn)導(dǎo)頻，在時(shí)間和/或頻率上進(jìn)行內(nèi)插的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求1到14的任何一個(gè)的接收方法，其特征在于，所述第二估計(jì)技術(shù)是使用自適應(yīng)濾波步驟的連續(xù)近似時(shí)間和/或頻率估計(jì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的接收方法，其特征在于，所述濾波步驟包括隨機(jī)梯度類型算法。
17.根據(jù)權(quán)利要求2到16的任何一個(gè)的接收方法，其特征在于，還包括下列步驟中的至少一個(gè)-作為所述校正的估計(jì)的函數(shù)，均衡數(shù)據(jù)；-作為所述校正的估計(jì)的函數(shù)，信道解碼；-作為所述誤差信號、以及所述第一和/或第二估計(jì)和/或所述校正的估計(jì)的函數(shù)，計(jì)算所述傳播信道的脈沖響應(yīng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的接收方法，其特征在于，當(dāng)誤差信號的值低于第二預(yù)定閾值時(shí)，所述計(jì)算給定時(shí)間/頻率位置的脈沖響應(yīng)的步驟根據(jù)第一估計(jì)，而當(dāng)誤差信號的值大于或等于第二預(yù)定閾值時(shí)，所述步驟根據(jù)第二估計(jì)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1到18的任何一個(gè)的接收方法，其特征在于，所述多載波信號是OFDM類型。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的接收方法，其特征在于，所述多載波信號是DRM類型。
21.用于接收包括時(shí)間上的符號序列的多載波信號的設(shè)備，每個(gè)符號包括多個(gè)承載數(shù)據(jù)的載波，至少一個(gè)符號包括至少一個(gè)基準(zhǔn)導(dǎo)頻，其特征在于，所述設(shè)備包括-第一部件，根據(jù)考慮所述基準(zhǔn)導(dǎo)頻的第一估計(jì)技術(shù)，從至少一個(gè)所述數(shù)據(jù)的第一組來估計(jì)傳播信道，輸出所述傳播信道的第一估計(jì)；-第二部件，根據(jù)不同于所述第一估計(jì)技術(shù)的第二估計(jì)技術(shù)，從所述第一組來估計(jì)所述傳播信道，輸出所述傳播信道的第二估計(jì)；-比較所述第一和第二估計(jì)，輸出誤差信號的部件；以及-通過分析所述誤差信號來檢測所述傳播信道中的至少一個(gè)干擾信號的部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于接收包含在時(shí)間上連續(xù)的符號的多載波信號的方法，每個(gè)符號包括多個(gè)承載數(shù)據(jù)的多載波，至少一個(gè)所述符號包括至少一個(gè)基準(zhǔn)導(dǎo)頻。本發(fā)明的特征在于，該方法包括下列步驟根據(jù)考慮所述基準(zhǔn)導(dǎo)頻的第一估計(jì)技術(shù)，對傳播信道進(jìn)行第一估計(jì)；根據(jù)不同于所述第一技術(shù)的第二估計(jì)技術(shù)，對所述傳播信道進(jìn)行至少一個(gè)第二估計(jì)；比較所述第一和所述第二估計(jì)，輸出誤差信號；通過分析所述誤差信號來檢測所述傳播信道中的至少一個(gè)干擾信號。
文檔編號H04L25/03GK101084660SQ200580043763
公開日2007年12月5日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者布魯諾·賈漢, 馬奇·萊諾伊瑟利, 皮爾瑞克·路易恩 申請人:Tdf公司