專利名稱：寬帶無線接入系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)解調(diào)信道估計(jì)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及在寬帶無線接入系統(tǒng)中的信道估計(jì)，以及特別涉及信道估 計(jì)裝置和方法，用于在寬帶無線接入系統(tǒng)中的用戶終端中解調(diào)幀控制頭(FCH) 和下行鏈路-映射(DL-MAP )。
背景技術(shù)：
研究人員正在研究第四代(4G)通信系統(tǒng)，其是下一代通信系統(tǒng)，以大約 100Mbps的傳輸速率向用戶提供具有各種服務(wù)質(zhì)量(QoS)的業(yè)務(wù)。
具體地，當(dāng)前4G通信系統(tǒng)包括確保有移動(dòng)性和QoS的寬帶無線接入通信 系統(tǒng)，諸如局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)和城域網(wǎng)(MAN),并且其目標(biāo)是以高數(shù)據(jù)傳輸 速率提供服務(wù)。 一個(gè)代表性通信系統(tǒng)是電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(正EE) 802.16 通信系統(tǒng)。該正EE 802.16通信系統(tǒng)采用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)/正交頻分 多址(OFDMA)方案來支持在無線MAN系統(tǒng)中的物理信道中的寬帶服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
該OFDM技術(shù)是使用多個(gè)載波的無線通信方法，相比較于使用單個(gè)載波的 傳統(tǒng)通信系統(tǒng)，其對(duì)頻率非常有效率并且具有高數(shù)據(jù)傳輸速率。因?yàn)楦鶕?jù)在 OFDM系統(tǒng)中的每個(gè)子載波，在頻域中傳輸數(shù)據(jù)碼元，所以其具備在無線信道 環(huán)境中的補(bǔ)償被簡(jiǎn)化為l抽頭均衡的優(yōu)點(diǎn)。
在諸如IEEE 802.16系統(tǒng)之類的確保有移動(dòng)性的OFDM系統(tǒng)中無線信道環(huán) 境根據(jù)時(shí)間變化，而且信道估計(jì)方法應(yīng)該能夠不停地跟蹤時(shí)間變化的信道。該 時(shí)間變化的信道主要通過傳送信號(hào)被估計(jì)，接收部分通過在OFDM碼元的一些 導(dǎo)頻的子載波已經(jīng)知道該傳送信號(hào)。在此情況中，通過使用導(dǎo)頻執(zhí)行內(nèi)插估計(jì) 攜帶實(shí)際數(shù)據(jù)的子載波的信道。
在IEEE 802.16系統(tǒng)中，關(guān)于下行鏈路幀的信息被存儲(chǔ)在幀控制頭(FCH) 以及放置在下行鏈路幀的最開頭(foremost)部分的下行鏈路-映射(DL-MAP) 中，然后被傳輸。
圖1示出在寬帶無線接入系統(tǒng)中的傳統(tǒng)的下行鏈路幀的解調(diào)。
參考圖1, 一個(gè)FCH被放置在下行鏈路幀的最開頭部分。換言之，F(xiàn)CH以 與前同步碼(preamble)之后的第 一子信道的部分使用(Partial Use of Subchannel Symbol, PUSC )碼元的相同的長(zhǎng)度和調(diào)制方案(諸如四相移相鍵控(QPSK) 1/12)被放置在固定位置，以便即使用戶終端不具有關(guān)于所接收到的幀的信息(比 如結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)突發(fā)(burst)位置和幀長(zhǎng)度)，它也可以被解調(diào)。
該DL-MAP就放置在FCH之后。DL-MAP的長(zhǎng)度和調(diào)制速率是可以變化的， 關(guān)于他們的信息被包括在FCH中。用戶終端通過解調(diào)FCH確定對(duì)于DL-MAP 的解調(diào)參數(shù)，該FCH在預(yù)定的調(diào)制和編碼方案(MCS)級(jí)別上被分配到幀的前 部中的預(yù)定位置，而且該用戶終端實(shí)際上通過基于該解調(diào)參數(shù)解調(diào)DL-MAP弄 清楚整個(gè)幀的區(qū)域信息、數(shù)據(jù)突發(fā)的長(zhǎng)度和位置以及解調(diào)信息。因此，F(xiàn)CH或 者DL-MAP的解調(diào)失敗導(dǎo)致整個(gè)幀的解調(diào)失敗。
FCH和DL-MAP的解調(diào)被同步和信道估計(jì)影響。信道估計(jì)^使用前同步碼或 者用于PUSC碼元的導(dǎo)頻子載波執(zhí)行?；趯?dǎo)頻子載波的信道估計(jì)包括最小平 方(LS )方法或者線性最小值均方估計(jì)(LMMSE )方法。雖然LS方法相對(duì)LMMSE 方法具有較差的性能，但是由于其簡(jiǎn)單性導(dǎo)致通常使用LS方法，。
出色的信道估計(jì)性能要求時(shí)間和頻率的同步。當(dāng)時(shí)間不同步并且碼元的起 始點(diǎn)被確定在保護(hù)時(shí)隙之后時(shí)，發(fā)生碼元間干擾(ISI)并且其降^^了信道估計(jì) 性能。在頻率同步情況下，當(dāng)作為與子載波間隔相同長(zhǎng)度的小數(shù)位時(shí)間 (decimal-time)的摩擦(frictional)頻率偏移發(fā)生時(shí)，該碼元間干擾還基于頻 率偏移發(fā)生，這導(dǎo)致降低信道估計(jì)的性能。
在通常環(huán)境中，由于時(shí)間變化信道和加性白高斯噪聲(AWGN)導(dǎo)致不可 能精確地同步時(shí)間和頻率，而且偏移量總是或多或少地發(fā)生。然而，通過確定 在時(shí)間同步情況下在保護(hù)間隔中碼元的開始點(diǎn)，以及在頻率同步的情況下少于 子載波間隔的1%的殘留頻率偏移，信道估計(jì)性能可能不受影響。
圖2示出了在寬帶無線接入系統(tǒng)中前同步碼和PUSC碼元的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
圖2示出在包括FCH和DL-MAP的PUSC碼元中使用的1024抽頭快速傅 里葉變換(FFT)。
在前同步碼情況下，每第三個(gè)子載波傳送一個(gè)導(dǎo)頻子載波。在PUSC情況
下，每14個(gè)連續(xù)子載波兩個(gè)導(dǎo)頻子載波被傳送，并且導(dǎo)頻子載波的位置在兩個(gè)
碼元基準(zhǔn)上變化。
14個(gè)連續(xù)子載波和兩個(gè)碼元纟皮成組并且被稱作群(cluster)。而且，包含在 前同步碼的導(dǎo)頻子載波被提升有9dB的功率，而使用頻率重新使用因數(shù)1放置 在PUSC碼元中的導(dǎo)頻子載波被提升有2.5dB的功率。
因?yàn)榍巴酱a具有比PUSC碼元更高的導(dǎo)頻密度和信噪比(SNR),所以該 信道被在前同步碼中比在數(shù)據(jù)碼元中更好地估計(jì)。而且，用于改善信道估計(jì)性 能的降噪濾波器不能被用于包括FCH和DL-MAP的開頭兩個(gè)PUSC碼元。這是 因?yàn)閮蓚€(gè)PUSC碼元的頻率重新使用因數(shù)是不知道的,直到FCH被解調(diào)為止。
基于PUSC碼元的子載波是否被用于當(dāng)前幀(其是頻率重新使用因數(shù)為1 的情況)中或者僅僅子載波的一部分是否被用于這些子載波之中(其是頻率重 新使用因數(shù)為3的情況)，來確定頻率重新使用因數(shù)。在后者情況中，其中僅子 載波的部分被使用(頻率重新使用因數(shù)為3),降噪濾波不能被執(zhí)行，這是因?yàn)?在中間部分的群在沒有導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)的情況下被傳輸。
區(qū)域提升惡化了對(duì)放置在幀前部的PUSC碼元的信道估計(jì)性能。在區(qū)域提 升的情況下，導(dǎo)頻的電壓根據(jù)PUSC碼元的頻率重新使用因數(shù)而不同。如上所 述，開頭兩個(gè)PUSC碼元的頻率重新使用因數(shù)只有當(dāng)FCH被正常解調(diào)時(shí)才可以 知道。因此，用于改善信道估計(jì)性能的時(shí)間內(nèi)插不能用于前同步碼和以固定功 率電平傳送的后續(xù)兩個(gè)碼元。因此，當(dāng)使用前同步碼獲得的信道估計(jì)值被用于 解調(diào)FCH和DL-MAP時(shí)，解調(diào)性能要好于通過使用包括FCH和DL-MAP的 PUSC碼元的導(dǎo)頻子載波獲得信道估計(jì)值時(shí)。
然而，殘留頻率偏移的影響以碼元間干擾和頻域內(nèi)的相位旋轉(zhuǎn)形式出現(xiàn)， 其隨時(shí)間累積。因?yàn)榇a元間干擾的影響相對(duì)小，所以僅僅由相位旋轉(zhuǎn)所引起的 性能惡化在此將被考慮。相位旋轉(zhuǎn)的值變得更大并且其在碼元基礎(chǔ)上積累。碼 元對(duì)于所有子載波具有相同的旋轉(zhuǎn)值。
換句話說，當(dāng)存在殘留頻率偏移時(shí)，使用前同步碼獲得的信道估計(jì)值具有 不同于使用隨后被傳輸?shù)膸那安恐蠵USC碼元的導(dǎo)頻所獲得的信道估計(jì)值的 相位。因此，當(dāng)使用前同步碼獲得的信道估計(jì)值被用于FCH和DL-MAP的解調(diào) 時(shí)，信道估計(jì)性能由于相位旋轉(zhuǎn)而惡化?？傊?dāng)將使用前同步碼獲得的信道 估計(jì)置應(yīng)用于FCH和DL-MAP的解調(diào)時(shí)，與使用利用幀的前部中的PUSC碼元
的導(dǎo)頻獲得的信道估計(jì)值相比，存在關(guān)于SNR的優(yōu)勢(shì)。然而，當(dāng)考慮殘留頻率 偏移時(shí)，由于相位旋轉(zhuǎn)所以優(yōu)勢(shì)較小。
而且，為了將使用前同步碼獲得的信道估計(jì)值應(yīng)用到幀前部的PUSC碼元， 不僅相位旋轉(zhuǎn)而且無線信道環(huán)境的時(shí)間變化特性的作用都應(yīng)當(dāng)被考慮到。簡(jiǎn)而 言之，基于信道的相干時(shí)間，確定應(yīng)該將使用前同步碼獲得的信道估計(jì)值應(yīng)用 于直到與碼元序列中前同步碼分離的哪個(gè)碼元。當(dāng)使用前同步碼獲得的信道估 計(jì)值被應(yīng)用于與比信道的相干時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)應(yīng)的碼元，由時(shí)間引起的信道變 化影響得比相位旋轉(zhuǎn)更多并且惡化了性能。
當(dāng)DL-MAP和數(shù)據(jù)突發(fā)具有相同長(zhǎng)度并且以相同的方法被解調(diào)(即四相移 鍵控(QPSK) 1/12)而且他們的解調(diào)性能被比較時(shí)，DL-MAP的解調(diào)性能是較 差的。因此，需要開發(fā)一種有效率的信道估計(jì)方法，該方法具有使用前同步碼 解調(diào)FCH和DL-MAP的信道估計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)，以及使用》文置在幀前部的PUSC 碼元的導(dǎo)頻子載波解調(diào)FCH和DL-MAP的信道估計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是實(shí)質(zhì)上解決至少上述問題和/或缺點(diǎn)并且至少提供以下 優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供信道估計(jì)裝置和方法，其可以使用利用 前同步碼的信道估計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)和利用導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)，來 改善幀控制頭(FCH)和下行鏈路-映射(DL-MAP)的解調(diào)性能，其中寬帶無 線接入系統(tǒng)中該導(dǎo)頻子載波放置在幀前部的子信道的部分使用(PUSC )碼元中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在寬帶無線通信系統(tǒng)中的信道估計(jì)裝置包括信道 估計(jì)器、估計(jì)緩存器、以及前同步碼相位補(bǔ)償器。信道估計(jì)器對(duì)于收到的碼元 執(zhí)行信道估計(jì)從而輸出信道估計(jì)結(jié)果。估計(jì)緩存器存儲(chǔ)在信道估計(jì)器中獲得的 信道估計(jì)結(jié)果以及在前同步碼相位補(bǔ)償器中補(bǔ)償?shù)男诺拦烙?jì)結(jié)果。該前同步碼 相位補(bǔ)償器接收對(duì)于在信道估計(jì)器所獲得的信道估計(jì)結(jié)果中的數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻 子載波的信道估計(jì)結(jié)果，接收來自估計(jì)緩存器的前同步碼信道估計(jì)結(jié)果，獲取 導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果和前同步碼信道估計(jì)結(jié)果之間的相位;旋轉(zhuǎn)值，用該 相位旋轉(zhuǎn)值補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)結(jié)果，以及存儲(chǔ)經(jīng)補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì) 結(jié)果在估計(jì)緩存器中。


通過結(jié)合附圖的下面詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述及其他目的、特;f正以及優(yōu)點(diǎn)
將要變得更加明顯，其中
圖1示出寬帶無線通信系統(tǒng)中傳統(tǒng)的下行鏈路幀解調(diào)；
圖2示出在寬帶無線通信系統(tǒng)中前同步碼和子信道的部分使用(PUSC)碼 元的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；
圖3示出信道估計(jì)裝置的框圖，該裝置根據(jù)本發(fā)明在寬帶無線通信系統(tǒng)中
解調(diào)前同步碼和PUSC碼元；
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的前同步碼相位補(bǔ)償器的詳細(xì)框圖；以及
圖5是描述了根據(jù)本發(fā)明在寬帶無線通信系統(tǒng)中解調(diào)前同步碼和PUSC碼
元的信道估計(jì)處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將在此參考附圖在下文中說明。在下述"i兌明書中，公 知的功能或者結(jié)構(gòu)將不會(huì)具體的說明，因?yàn)樗鼈儠?huì)用不必要的細(xì)節(jié)模糊本發(fā)明。
用于本發(fā)明的解調(diào)的信道估計(jì)裝置和方法具有使用前同步碼的信道估計(jì)值 來解調(diào)幀控制頭(FCH)和下行鏈路-映射(DL-MAP)的信道估計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)， 以及使用基于導(dǎo)頻子載波獲得的信道估計(jì)值的信道估計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)，該導(dǎo)頻子 載波放置在幀的前部中的PUSC碼元中。換句話說，本發(fā)明的信道估計(jì)裝置和 方法通過僅僅補(bǔ)償基于前同步碼所獲得的高信噪比(SNR)的信道估計(jì)值和基 于幀的前部中的PUSC碼元所獲得的信道估計(jì)值之間的相位差，來解調(diào)FCH和 DL-MAP。
為了描述該方法，使用輸入前同步碼執(zhí)行信道估計(jì)從而產(chǎn)生信道估計(jì)值， 其存儲(chǔ)在緩存器中。隨后，當(dāng)?shù)谝?PUSC碼元被輸入時(shí)，基于被表示為以下等 式(l)的簡(jiǎn)單最小平方(LS)估計(jì)，對(duì)于放置在第一PUSC碼元中的導(dǎo)頻子載
波^y于信道估計(jì)。
"""， ....。)
其中X表示接收部分已經(jīng)知曉的導(dǎo)頻子載波的值；Y表示通過導(dǎo)頻子載波收到 的值。
通過對(duì)基于等式(1)獲得的第一PUSC碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值和 已經(jīng)在緩存器中存儲(chǔ)的前同步碼的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值執(zhí)行復(fù)共軛乘法，
基于以下等式(2),獲得基于前同步碼獲得的信道估計(jì)值和基于第一 PUSC碼 元中的導(dǎo)頻子載波獲得的信道估計(jì)值之間的相位差
可以基于根據(jù)對(duì)于放置在第一PUSC碼元的導(dǎo)頻子載波的等式(2)獲得的 相位差，如等式(3)所示，通過單獨(dú)地運(yùn)算實(shí)部和虛部來獲取相位差值，該相 位差值最小化由于噪聲和時(shí)間變化特性導(dǎo)致的偏差。
" (3 )
在基于等式(3)獲得的相位差值中，由噪聲和時(shí)間變化特性引起的偏差是 最小值，而且僅僅由被同樣應(yīng)用于子載波的殘留頻率偏移所導(dǎo)致的相位旋轉(zhuǎn)分 量顯著地(dominantly)出現(xiàn)?；诘仁?3)獲得的相位差值被用作等式(4) 的輸出參數(shù)。
等式(4)使用等式(3)獲得的相位差值補(bǔ)償用于估計(jì)第一 PUSC碼元的 信道的前同步碼信道的相位差。
基于以下等式(5A)對(duì)基于等式(1)獲得的第N個(gè)PUSC碼元的導(dǎo)頻子 載波的信道估計(jì)值和前同步碼的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值(其已經(jīng)存儲(chǔ)在緩存 器中)執(zhí)行復(fù)共軛乘法，而且前同步碼的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值和第N個(gè) PUSC碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值之間的相位差值根據(jù)以下等式(5B )獲得。 在上述第N個(gè)PUSC碼元中，將隨后被解釋的擴(kuò)展控制器決定"N"值。該"N" 值是自然數(shù)并且表示PUSC碼元號(hào)碼。
6 = 〃
A 119 A* A
p=0 ( 5B )
其中H表示信道矩陣。
相位補(bǔ)償基于等式(4)通過使用基于等式(5A)和(5B)獲得的相位差值 而執(zhí)行。
經(jīng)相位補(bǔ)償?shù)男诺拦烙?jì)值被再次存儲(chǔ)在緩存器中，并且用于在隨后的解調(diào) 器中解調(diào)FCH和DL-MAP。
同時(shí)，正常的信道估計(jì)處理過程從碼元序列中第(N+l)個(gè)碼元執(zhí)行。這也 是因?yàn)閬碜郧巴酱a的相位差太大而不能施加上述過程給第(N+l)個(gè)碼元。
圖3是框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明在寬帶無線通信系統(tǒng)中解調(diào)前同步碼和 PUSC碼元的信道估計(jì)裝置。
參考圖3，信道估計(jì)器305執(zhí)行對(duì)前同步碼和PUSC碼元的導(dǎo)頻子載波的信 道估計(jì)。
估計(jì)緩存器315存儲(chǔ)前同步碼的信道估計(jì)值和經(jīng)補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)值。
前同步碼相位補(bǔ)償器320基于前同步碼信道估計(jì)值和使用前同步碼信道估 計(jì)值的第N個(gè)PUSC碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值來獲取相位^走轉(zhuǎn)值，并且 補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)值。
估計(jì)控制器310提供信道估計(jì)所需的信息給信道估計(jì)器305。其控制多路復(fù) 用器(MUX) 327來選擇信道估計(jì)結(jié)果并且控制估計(jì)緩存器315標(biāo)識(shí)輸入到此 的估計(jì)值并且存儲(chǔ)它們。
而且，估計(jì)控制器310傳送PUSC碼元選擇信息給前同步碼相位補(bǔ)償器320， 以便前同步碼相位補(bǔ)償器320基于PUSC碼元執(zhí)行相位補(bǔ)償處理。該補(bǔ)償處理 過程將隨后在參考圖5具體地說明。
擴(kuò)展控制器325從信道估計(jì)器305接收前同步碼信道估計(jì)值，使用前同步 碼信道估計(jì)值確定PUSC碼元的數(shù)量，并且將其提供給估計(jì)控制器310。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的前同步碼相位補(bǔ)償器的詳細(xì)框圖。
復(fù)共軛乘法器410從估計(jì)緩存器315接收前同步碼信道估計(jì)結(jié)果值，并且 從信道估計(jì)器305接收第N個(gè)PUSC碼元信道的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果值， 而且基于等式(5A)執(zhí)行復(fù)共軛乘法從而產(chǎn)生前同步碼信道估計(jì)值和第N個(gè) PUSC碼元信道的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值之間的相位差值。復(fù)共軛乘法器410 提供相位差值給實(shí)部運(yùn)算器415和虛部運(yùn)算器420。
實(shí)部運(yùn)算器415基于等式(5B )獲取前同步碼信道估計(jì)值和第N個(gè)PUSC 碼元中放置的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值之間的相位差值的實(shí)部來最小化相位差 值的偏差，并且提供所獲取的實(shí)部給反正切運(yùn)算器425。
虛部運(yùn)算器420基于等式(5B )獲取前同步碼信道估計(jì)值和第N個(gè)PUSC 碼元中放置的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值之間的相位差值的虛部來最小化相位差 值的偏差，并且提供獲取的虛部給反正切運(yùn)算器425。
反正切運(yùn)算器425對(duì)由實(shí)部運(yùn)算器415和虛部運(yùn)算器420提供的相位差值 執(zhí)行反正切運(yùn)算，從而獲得具有最小偏差的相位值，并且提供該相位值給余弦/ 正弦(COS/SIN)運(yùn)算器435。
當(dāng)從反正切運(yùn)算器425接收到具有最小偏差的相位值時(shí)，COS/SIN運(yùn)算器
435提供要在等式(4 )中使用的指數(shù)值給復(fù)數(shù)乘法器430對(duì)第N個(gè)PUSC碼元
的估計(jì)來補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)值。
復(fù)數(shù)乘法器430從COS/SIN運(yùn)算器435接收指數(shù)值并且基于等式(4 )補(bǔ)償 前同步碼信道估計(jì)值。
圖3所示的擴(kuò)展控制器325基于每幀的前同步碼信道估計(jì)值確定信道的時(shí) 間變化特性，并且決定通過使用前同步碼信道估計(jì)結(jié)果獲得的PUSC碼元號(hào)碼 "N"，并且傳送該P(yáng)USC碼元號(hào)碼"N"給估計(jì)控制器310。
盡管信道緩慢地變化，但是前同步碼信道估計(jì)結(jié)果的應(yīng)用范圍也不能被擴(kuò) 展到幀的實(shí)部。這是因?yàn)閮H僅當(dāng)數(shù)據(jù)碼元是PUSC碼元時(shí)，前同步碼和數(shù)據(jù)碼 元之間的相位差才可以被正常地獲得。
舉例來說，當(dāng)人們認(rèn)為在信道的時(shí)間變化特性被觀察之后前同步碼信道估 計(jì)值可以被應(yīng)用第IO個(gè)數(shù)據(jù)碼元而沒有問題，并且區(qū)域切換在第7個(gè)碼元發(fā)生 以及另一排列中不是PUSC碼元的碼元被傳輸時(shí)，該前同步碼信道估計(jì)值應(yīng)該 被僅僅應(yīng)用到上至第6個(gè)碼元。
圖5是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明在寬帶無線通信系統(tǒng)中解調(diào)前同步碼和 PUSC碼元的信道估計(jì)處理。
參考圖5,在步驟505當(dāng)前同步碼被輸入到信道估計(jì)器305時(shí)，信道估計(jì)器 305在步驟520對(duì)前同步碼執(zhí)行信道估計(jì)，然后在步驟540中存儲(chǔ)信道估計(jì)結(jié)果 到估計(jì)緩存器315。
當(dāng)在前同步碼被輸入之后在步驟510將第N個(gè)PUSC碼元輸入到信道估計(jì) 器305時(shí)，信道估計(jì)器305基于等式(5A)和(5B )獲取已經(jīng)在估計(jì)緩存器315 中存儲(chǔ)的前同步碼信道估計(jì)值和第N個(gè)PUSC碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)值 之間的相位差，并且在步驟525在寄存器中存儲(chǔ)該相位差值。
在步驟545中，通過使用在步驟525獲得的相位差值和等式(4 )，針對(duì)第N 個(gè)PUSC碼元補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)值。在步驟560,經(jīng)補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估 計(jì)值在估計(jì)緩存器315中存儲(chǔ)。
如果第N個(gè)PUSC碼元通過下行鏈路^f皮輸入并且第(N+l )碼元^l輸入信
道估計(jì)器305,則信道估計(jì)器305在步驟535通過使用中包含在數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻 子載波來正常執(zhí)行信道估計(jì)，在步驟555在估計(jì)緩存器315存儲(chǔ)結(jié)果，并且結(jié) 束該處理。
通常，當(dāng)FCH和DL-MAP被解調(diào)時(shí)，第N個(gè)PUSC碼元中的導(dǎo)頻子載波 已經(jīng)用于估計(jì)第N個(gè)PUSC碼元的信道。然而，如上所述本發(fā)明可以通過基于 補(bǔ)償相位旋轉(zhuǎn)所獲得的前同步碼執(zhí)行信道估計(jì)，來改善在寬帶無線接入系統(tǒng)中 解調(diào)FCH和DL-MAP的信道估計(jì)性能。
雖然已經(jīng)參照其優(yōu)選實(shí)施方式示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下， 可以在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種用于無線接入系統(tǒng)的信道估計(jì)裝置，包括信道估計(jì)器，用于對(duì)所收到的碼元執(zhí)行信道估計(jì)，從而輸出信道估計(jì)結(jié)果；估計(jì)緩存器，用于存儲(chǔ)在信道估計(jì)器中獲得的信道估計(jì)結(jié)果和在前同步碼相位補(bǔ)償器中被補(bǔ)償?shù)男诺拦烙?jì)結(jié)果；以及前同步碼相位補(bǔ)償器，用于接收在信道估計(jì)器獲得的信道估計(jì)結(jié)果之中的數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果，接收來自估計(jì)緩存器的前同步碼信道估計(jì)結(jié)果，獲得在導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果和前同步碼信道估計(jì)結(jié)果之間的相位旋轉(zhuǎn)值，用該相位旋轉(zhuǎn)值補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)結(jié)果，以及在估計(jì)緩存器中存儲(chǔ)經(jīng)補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)結(jié)果。
2. 如權(quán)利要求1所述的信道估計(jì)裝置，進(jìn)一步包括估計(jì)控制器，用于提供信道估計(jì)所需的信息給信道估算器，提供輸入/輸 出控制所需的信息給估計(jì)緩存器，以及提供碼元選擇信息給前同步碼相位補(bǔ) 償器；以及擴(kuò)展控制器，用于接收來自信道估計(jì)器的信道估計(jì)結(jié)果，分析當(dāng)前無線 電信道的時(shí)間變化特性，確定要將前同步碼信道估計(jì)結(jié)果用于幀的前部的碼 元序列中一直到哪個(gè)數(shù)據(jù)碼元，以及提供確定結(jié)果給估計(jì)控制器。
3. 如權(quán)利要求1所述的信道估計(jì)裝置，其中數(shù)據(jù)碼元是子信道的部分使 用(PUSC)碼元。
4. 一種前同步碼相位補(bǔ)償器，用于在無線接入系統(tǒng)中補(bǔ)償在信道估計(jì)中 前同步碼信道估計(jì)結(jié)果的相位，包括第一模塊，用于接收前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元信道估計(jì) 結(jié)果并且輸出相位旋轉(zhuǎn)值;以及第二模塊，用于接收相位旋轉(zhuǎn)值并且輸出經(jīng)相位補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)結(jié)果。
5. 如權(quán)利要求4所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中第一模塊進(jìn)一步包括: 復(fù)共軛乘法器，用于接收前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果，執(zhí)行復(fù)共軛乘法從而產(chǎn)生前同步碼信道估計(jì)結(jié)果 和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果之間的相位差值，以及單獨(dú) 地提供該相位差值給實(shí)部運(yùn)算器和虛部運(yùn)算器。
6. 如權(quán)利要求5所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中所迷復(fù)共軛乘法器基 于下面公式對(duì)前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道 估計(jì)結(jié)果執(zhí)行復(fù)共軛乘法其中H表示信道矩陣。
7. 如權(quán)利要求5所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中第一模塊進(jìn)一步包括: 實(shí)部運(yùn)算器，用于從復(fù)共軛乘法器獲得前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果之間的相位差值的實(shí)部來最小化相位 差；以及虛部運(yùn)算器，用于從復(fù)共軛乘法器獲得前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè) 數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果之間的相位差值的虛部來最小化相位 差。
8. 如權(quán)利要求7所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中實(shí)部運(yùn)算器和虛部運(yùn) 算器基于下面公式獲取由復(fù)共軛乘法器提供的相位差值的實(shí)部和虛部119 A ^ /7=0 ,其中H表示信道矩陣。
9. 如權(quán)利要求7所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中第一模塊進(jìn)一步包括 反正切運(yùn)算器，用于根據(jù)由實(shí)部運(yùn)算器和虛部運(yùn)算器分別提供的實(shí)部和虛部來執(zhí)行反正切運(yùn)算，從而輸出帶有最小化的偏差的相位旋轉(zhuǎn)值。
10. 如權(quán)利要求4所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元是 子信道的部分使用(PUSC)碼元。
11. 如權(quán)利要求4所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中第二模塊進(jìn)一步包括余弦/正弦(COS/SIN)運(yùn)算器，用于依據(jù)估計(jì)控制器的碼元選#^方向， 輸出指數(shù)值來基于由反正切運(yùn)算器輸出的相位旋轉(zhuǎn)值補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì) 結(jié)果。
12. 如權(quán)利要求11所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中COS/SIN運(yùn)算器 提供要在復(fù)數(shù)乘法中使用的指數(shù)值給復(fù)數(shù)乘法器，用于補(bǔ)償前同步碼信道估 計(jì)結(jié)果以估計(jì)第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的信道。
13. 如權(quán)利要求11所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中第二模塊進(jìn)一步包括復(fù)數(shù)乘法器，用于根據(jù)從COS/SIN運(yùn)算器輸出的指數(shù)值補(bǔ)償前同步碼信 道估計(jì)結(jié)果。
14. 如權(quán)利要求13所述的前同步碼相位補(bǔ)償器，其中復(fù)數(shù)乘法器根據(jù)下 面公式補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)結(jié)果來估計(jì)第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元其中H表示信道矩陣。
15. —種無線接入系統(tǒng)中的信道估計(jì)方法，包括 接收下行鏈路幀的前同步碼和在緩存器存儲(chǔ)前同步碼估計(jì)結(jié)果;以及 在緩存器存儲(chǔ)前同步碼信道估計(jì)結(jié)果之后接收下行鏈路幀的數(shù)據(jù)碼元，獲得前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果之間的 相位差值，補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)結(jié)果的相位旋轉(zhuǎn)值，以及在緩存器存儲(chǔ)經(jīng) 補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)結(jié)果。
16. 如權(quán)利要求15所述的信道估計(jì)方法，其中用相位旋轉(zhuǎn)值補(bǔ)償前同步 碼信道估計(jì)結(jié)果并且在緩存器存儲(chǔ)經(jīng)補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)結(jié)果的步驟包 括當(dāng)下行鏈路幀的第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元被收到時(shí)，在前同步碼信道估計(jì)結(jié)果存 儲(chǔ)之后獲得前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估 計(jì)結(jié)果之間的相位差值;以及在寄存器存儲(chǔ)相位差值，根據(jù)關(guān)于第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的相位差值用相位旋 轉(zhuǎn)值補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)結(jié)果，以及在緩存器存儲(chǔ)經(jīng)補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道 估計(jì)結(jié)果。
17. 如權(quán)利要求16所述的信道估計(jì)方法，其中用相位旋轉(zhuǎn)值補(bǔ)償前同步 碼信道估計(jì)結(jié)果并且在緩存器存儲(chǔ)經(jīng)補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)結(jié)果的步驟進(jìn) 一步包括在用關(guān)于第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的相位旋轉(zhuǎn)值補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)結(jié)果然后 第(N+l)個(gè)以及后續(xù)碼元被收到之后，執(zhí)行普通信道估計(jì)處理過程并且在 緩存器存儲(chǔ)結(jié)果。
18. 如權(quán)利要求16所述的信道估計(jì)方法，其中根據(jù)下面公式獲得前同步 碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果之間的相位 差值<formula>formula see original document page 5</formula>其中H表示信道矩陣。
19. 如權(quán)利要求16所述的信道估計(jì)方法，其中當(dāng)下行鏈路幀的第N個(gè) 數(shù)據(jù)碼元被收到時(shí)，根據(jù)在寄存器中存儲(chǔ)的相位差值和以下公式，前同步碼 信道估計(jì)結(jié)果被用關(guān)于第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的相位旋轉(zhuǎn)值補(bǔ)償其中H表示信道矩陣。
20. 如權(quán)利要求15所述的信道估計(jì)方法，其中數(shù):據(jù)碼元是PUSC碼元。
21. —種相位補(bǔ)償方法，用于當(dāng)信道估計(jì)在無線接入系統(tǒng)中執(zhí)行時(shí)，補(bǔ) 償來自前同步碼相位補(bǔ)償器的前同步碼信道估計(jì)結(jié)果，該方法包括接收前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì) 結(jié)果并且輸出相位旋轉(zhuǎn)值；以及接收相位旋轉(zhuǎn)值并且輸出經(jīng)相位補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)結(jié)果。
22. 如權(quán)利要求21所述的相位補(bǔ)償方法，其中接收前同步碼信道估計(jì)結(jié) 果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果并且輸出相位旋轉(zhuǎn)值的步 驟進(jìn)一步包括接收來自估計(jì)緩存器的前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和來自信道估計(jì)器的第N 個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果，執(zhí)行復(fù)共輒乘法從而輸出相位差 值，以及在復(fù)共軛乘法器中單獨(dú)地提供相位差值給實(shí)部運(yùn)算器和虛部運(yùn)算器.
23. 如權(quán)利要求22所述的相位補(bǔ)償方法，其中復(fù)共軛乘法器基于下面公 式對(duì)前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果 執(zhí)行復(fù)共軛乘法其中H表示信道矩陣。
24. 如權(quán)利要求22所述的相位補(bǔ)償方法，其中接收前同步碼信道估計(jì)結(jié) 果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果并且輸出相位旋轉(zhuǎn)值的步 驟進(jìn)一步包括獲得前同步碼信道估計(jì)結(jié)果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì) 結(jié)果之間相位差值的實(shí)部和虛部，提供該實(shí)部和虛部給反正切運(yùn)算器來在實(shí) 部運(yùn)算器和虛部運(yùn)算器中最小化相位差值的偏差。
25. 如權(quán)利要求24所述的相位補(bǔ)償方法，其中實(shí)部運(yùn)算器和虛部運(yùn)算器 獲取由復(fù)共軛乘法器根據(jù)下面公式提供的相位差值的實(shí)部和虛部<formula>formula see original document page 6</formula>其中H表示信道矩陣。
26. 如權(quán)利要求24所述的相位補(bǔ)償方法，其中接收前同步碼信道估計(jì)結(jié) 果和第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果并且輸出相位旋轉(zhuǎn)值的步 驟進(jìn)一步包括在反正切運(yùn)算器中執(zhí)行反正切運(yùn)算，該運(yùn)算器接收相位差值的實(shí)部和虛 部從而輸出帶有最小化的偏差的相位旋轉(zhuǎn)值。
27. 如權(quán)利要求21所述的相位補(bǔ)償方法，其中第N.個(gè)數(shù)據(jù)碼元是PUSC 碼元。
28. 如權(quán)利要求26所述的相位補(bǔ)償方法，其中接收相位旋轉(zhuǎn)值并且輸出 經(jīng)相位補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)結(jié)果的步驟進(jìn)一步包括在反正切運(yùn)算器中執(zhí)行反正切運(yùn)算，該運(yùn)算器接收相位差值的實(shí)部和虛 部從而輸出帶有最小化的偏差的相位旋轉(zhuǎn)值，以及將帶有最小化的偏差的相 位旋轉(zhuǎn)值提供給COS/SIN運(yùn)算器。
29. 如權(quán)利要求28所述的相位補(bǔ)償方法，其中接收相位旋轉(zhuǎn)值并且輸出 經(jīng)相位補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)結(jié)果的步驟進(jìn)一步包括從COS/SIN運(yùn)算器提供指數(shù)值，該運(yùn)算器依據(jù)估計(jì)控制器的碼元選擇方 向接收帶有最小化的偏差的相位旋轉(zhuǎn)值給復(fù)數(shù)乘法器。
30. 如權(quán)利要求29所述的相位補(bǔ)償方法，其中COS/SIN運(yùn)算器提供要 在復(fù)數(shù)乘法使用的指數(shù)值給復(fù)數(shù)乘法器，用于補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)結(jié)果來 估計(jì)第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元的信道。
31. 如權(quán)利要求29所述的相位補(bǔ)償方法，其中接收相位旋轉(zhuǎn)值并且輸出 經(jīng)相位補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道估計(jì)結(jié)果的步驟進(jìn)一步包括在復(fù)數(shù)乘法器中使用指數(shù)值補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)結(jié)果以及將經(jīng)補(bǔ)償?shù)那巴酱a信道結(jié)果存儲(chǔ)到估計(jì)緩存器。
32.如權(quán)利要求31所述的相位補(bǔ)償方法，其中復(fù)數(shù)乘法器補(bǔ)償前同步碼 信道估計(jì)結(jié)果來基于下面公式估計(jì)第N個(gè)數(shù)據(jù)碼元其中H表示信道矩陣。
全文摘要
提供信道估計(jì)裝置和方法。在信道估計(jì)裝置中，信道估計(jì)器執(zhí)行對(duì)收到的碼元的信道估計(jì)并且輸出信道估計(jì)結(jié)果。該信道估計(jì)結(jié)果連同在前同步碼相位補(bǔ)償器中補(bǔ)償過的信道估計(jì)結(jié)果一起存儲(chǔ)在估計(jì)緩存器中。前同步碼相位補(bǔ)償器接收數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻子載波的信道估計(jì)結(jié)果以及來自估計(jì)緩存器的前同步碼信道估計(jì)結(jié)果，獲取他們之間的相位旋轉(zhuǎn)值，并且用相位旋轉(zhuǎn)值補(bǔ)償前同步碼信道估計(jì)結(jié)果。當(dāng)FCH和DL-MAP被解調(diào)時(shí)，第N個(gè)PUSC碼元中導(dǎo)頻子載波已經(jīng)用于估計(jì)第N個(gè)PUSC碼元的信道。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101115036SQ20071012883
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者宋鳳基, 樸敏鐵, 樸潤(rùn)相, 李曙求, 金仁瀅, 金泰坤 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社