專利名稱：基于頻域插值的多載波信號接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在衰落信道上接收信號的接收機(jī)設(shè)備、 一種 包括這種接收機(jī)設(shè)備的無線網(wǎng)絡(luò)、以及一種傳輸數(shù)據(jù)的方法。更具體地，本發(fā)明涉及基于例如在DVB-T或DVB-H中使用的如正交頻分復(fù)用 (OFDM)等調(diào)制技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
EP 0 838 928 A2描述了一種用于接收作為OFDM多載波符號序列 在傳輸信道上傳輸?shù)臄?shù)字信號的設(shè)備。從而，這種類型的傳輸信號包 括在每個預(yù)定OFDM符號組處傳輸?shù)膮⒖挤?。已知的設(shè)備包括用于 通過將先前接收到的OFDM符號的解調(diào)后的基本分量除以在均衡、前 向糾錯、重新編碼和重新映射之后得到的相同的先前傳輸符號的相應(yīng) 估計，來產(chǎn)生信道傳遞函數(shù)的估計的裝置。此外，通過將預(yù)定OFDM 參考符號的解調(diào)后的分量除以在接收機(jī)中存儲的相同傳輸符號的相應(yīng) 分量，來得到信道傳遞函數(shù)的初始估計。該己知的設(shè)備包括頻域濾波 器，用于以大于保護(hù)間隔的持續(xù)時間但小于由于頻域中的亞采樣而引 起的信道沖激響應(yīng)的周期性重復(fù)之間的時間距離的等效"帶寬"來對信 道傳遞函數(shù)的估計進(jìn)行濾波。從EP 0 838 928 A2已知的設(shè)備的缺點在于，實現(xiàn)方式復(fù)雜，具有 通過Viterby解碼器到信道估計的非常長的反饋環(huán)路。此外，對于具有 快速變化的沖激響應(yīng)的信道而言，接收到的信號質(zhì)量可能退化。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種接收機(jī)設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)、以及以改進(jìn)的 性能來傳輸數(shù)據(jù)的方法，尤其是對具有變化的沖激響應(yīng)的信道具有改 進(jìn)的適配。該目的是由權(quán)利要求l所限定的接收機(jī)設(shè)備、由權(quán)利要求8所限定 的無線網(wǎng)絡(luò)、以及由權(quán)利要求9所限定的方法來實現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要 求中提到了本發(fā)明的有利改進(jìn)。應(yīng)注意，第一濾波器元件、第二濾波器元件、以及第三濾波器元 件不一定要實現(xiàn)為不同的元件。例如，濾波器單元可以提供總體濾波 器元件。該總體濾波器元件可以分別執(zhí)行第一濾波器元件、第二濾波 器元件、以及第三濾波器元件的操作。有利地，功率比較單元將功率比計算為分?jǐn)?shù)值，所述分?jǐn)?shù)值的分 子是利用第二濾波器濾波的信號的功率，分母是利用第一濾波器濾波 的信號的功率，并且，處理單元基于該功率比來為第三濾波器元件確 定適當(dāng)濾波器長度。這具有的優(yōu)點是，可以參考相對值來進(jìn)行適當(dāng)濾 波器長度的確定，所述相對值參考利用第一濾波器濾波的信號的強(qiáng)度 來測量利用第二濾波器濾波的信號的強(qiáng)度。此外，有利地，處理單元改變第二濾波器元件的濾波器長度，使 得功率比至少接近100%，以便在接收信號功率對接收信號噪聲方面提 供良好的接收。在第二濾波器的濾波器長度至多等于第一濾波器的濾波器長度的情況下，功率比至多為100%。在這種情況下，處理單元可以改變第二濾波器元件的濾波器長度，以便實現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓β时?。因此，另外的?yōu)點是，接收大量的信號功率，同時接收到的噪聲 的功率相對較小。因此，有利地，使用第二濾波器元件的最短濾波器長度，對于該長度，功率比至少接近100%。有利地，處理單元改變第二濾波器元件的濾波器長度，以便至少 檢測信號的長回波，只要該長回波的功率超過特定閾值。這使得可以 接收大量可以利用的信號功率。因此，必須在信號的附加長回波的接收與由于濾波器長度的增加 而添加的噪聲的附加功率之間進(jìn)行權(quán)衡。因此，有利地，處理單元基 于長回波的功率以及由于濾波器長度的增加而添加的噪聲(尤其是高 斯噪聲)的附加功率來確定適當(dāng)濾波器長度，以便接收長回波。有利地，第一濾波器元件是大頻帶濾波器。這具有的優(yōu)點是可以 參考信號功率的總量。此外，有利地，第一濾波器元件是可以用作參考的窄帶濾波器。 這具有的優(yōu)點是，可以參考信號主要部分的功率。因此，可以通過檢 測長回波的消失來動態(tài)降低第三濾波器的濾波器長度，該長度是均衡 濾波器的帶寬。通過參考以下描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將變得顯 而易見并得以闡明。


根據(jù)以下參考附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明將變得易 于理解，附圖中-圖l示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的無線網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)設(shè)備的示意 圖；以及圖2示出了圖1所示的接收機(jī)設(shè)備的頻域插值單元的框圖。
具體實施方式
圖1示出了無線網(wǎng)絡(luò)2的接收機(jī)設(shè)備1。接收機(jī)設(shè)備1包括輸入3和 輸出4。輸入3與天線5連接。無線網(wǎng)絡(luò)2還包括發(fā)送器6和天線7。無線 網(wǎng)絡(luò)2還可以基于采用如正交頻分復(fù)用(OFDM)之類的調(diào)制方案的標(biāo) 準(zhǔn)。在這樣的標(biāo)準(zhǔn)中，信號包括置于特定頻率處的導(dǎo)頻信號，所述導(dǎo) 頻信號允許獲得信道的正確估計，以便容易處理移動環(huán)境下的回波問 題。在DVB-T之類的標(biāo)準(zhǔn)中， 一些導(dǎo)頻信號僅在一些符號轉(zhuǎn)向其他符 號的數(shù)據(jù)的過程中有效。這些導(dǎo)頻信號被布置為分散的導(dǎo)頻信號，用 于信道估計和均衡。然而，本發(fā)明的接收機(jī)設(shè)備1和無線網(wǎng)絡(luò)2還可以 用于其他情況，尤其是采用其他調(diào)制方案的情況。接收機(jī)設(shè)備l包括離散傅里葉變換(DFT)單元8、解碼器單元9、 以及信號處理單元22。解碼器單元9包括頻域插值單元16，以在頻域插 值期間采用不同的插值濾波器來測量功率。為了獲得針對每個OFDM符號的每個子載波的信道估計，在時域 和頻域都對分散的導(dǎo)頻信號進(jìn)行插值。在頻域中，抑制最大可能噪聲 的策略是關(guān)于信道沖激響應(yīng)使用最窄可能的插值濾波器。然而，在移動環(huán)境下，濾波器的帶寬可能不被選擇為大到足以均衡可能突然出現(xiàn) 的長回波。
參考圖2更詳細(xì)地描述頻域插值單元16。
圖2示出了頻域插值單元16的示意性框圖。頻域插值單元16包括 輸入17，以在DFT之后輸入對導(dǎo)頻信號位置的估計。頻域插值單元16 相對于頻域，針對每個符號(尤其是數(shù)據(jù)符號)輸出插值后的信道估 計。
可以使用高斯噪聲模型來描述在從發(fā)送器6向接收機(jī)設(shè)備1傳輸 的過程中添加至信號的噪聲。這樣的高斯噪聲向該信號添加了特定的 噪聲能量，該噪聲能量依賴于接收機(jī)設(shè)備1的濾波器單元10所使用的濾 波器長度。濾波器單元10包括第一濾波器元件11、第二濾波器元件12、 以及第三濾波器元件13。在本發(fā)明的實施例中，第一濾波器元件ll的 濾波器長度是固定的或至少在相對長時間內(nèi)被設(shè)定為固定值。此外， 第一濾波器元件ll的濾波器長度被選擇為使得第一濾波器元件ll為寬 帶濾波器。第二濾波器元件12的濾波器長度是可變的。此外，有利地， 第二濾波器元件12的濾波器長度小于或至多等于第一濾波器元件11的 濾波器長度，這是因為第一濾波器元件ll的濾波器長度相對較長。
應(yīng)注意，第二濾波器元件12的濾波器長度也可以是可變的，使得 第一濾波器元件11的固定濾波器長度在第二濾波器元件12的濾波器長 度的范圍內(nèi)。在這種情況下，有利地，第一濾波器元件ll的濾波器長 度不應(yīng)過長。作為另一備選，可以將第一濾波器元件ll的濾波器長度 選擇為相對較短。然后，該第一濾波器元件ll被布置為窄帶濾波器。 在這種情況下，有利地，第二濾波器元件12的濾波器長度等于或大于 第一濾波器元件ll的長度。
在下文中，假定第一濾波器元件ll被布置為寬帶濾波器，第二濾 波器元件12的濾波器長度等于或小于第一濾波器元件11的長度。相應(yīng)
地，可以導(dǎo)出其他情況。
盡管陸地信道中可能遭受的巨大干擾，然而高斯噪聲通常仍然是 最具限制性的噪聲之一，影響每個功能限制。由于高斯噪聲的作用在 均衡過程中尤為關(guān)鍵， 一種考慮插值濾波器帶寬來降低噪聲量的方法僅僅是減小插值濾波器的帶寬。這可以提高性能，尤其在沒有檢測到長回波的情況下。然后，可以使用更窄的帶寬，并且該更窄的帶寬在噪聲抑制方面提供了更好得多的性能。然而，當(dāng)出現(xiàn)長回波時，相對快速地檢測新的長回波的功率是有必要的。否則，當(dāng)使用具有減小的帶寬的濾波器來抑制更多噪聲時，均衡器可能無法進(jìn)行均衡，并且許多均衡的數(shù)據(jù)將退化。
根據(jù)本發(fā)明實施例的接收機(jī)設(shè)備H吏得可以快速檢測至少新的長回波，使得可以確定適當(dāng)?shù)臑V波器長度來進(jìn)行信號接收(尤其是均衡)，并將該濾波器長度用作第三濾波器元件13的濾波器長度，所述第三濾
波器元件13用于對發(fā)送至輸出4的信號進(jìn)行濾波。
濾波器單元10利用濾波器元件1K 12、 13對來自輸入3的信號進(jìn)行處理?？梢愿鶕?jù)濾波器單元10的處理速度來并行地或串行地執(zhí)行該處理。在圖l所示的實施例中示出了并行處理。通過功率確定單元14來發(fā)送利用第一濾波器元件ll濾波的信號，所述功率確定單元14對濾波后信號的功率進(jìn)行測量。然后，將該功率測量的結(jié)果發(fā)送至功率比較單元20。還利用第二濾波器元件12對該信號進(jìn)行濾波，在功率確定單元15中確定該濾波后的信號的功率。功率確定單元15所確定的功率也被發(fā)送至功率比較單元20。功率比較單元20將從功率確定單元14接收到的利用第一濾波器元件11濾波的信號的功率與從功率確定單元15接收到的利用第二濾波器元件12濾波的信號的信號功率相比較。例如，功率比較單元20將功率比計算為分?jǐn)?shù)值，該分?jǐn)?shù)值的分子是利用第二濾波器元件濾波的信號的功率，分母是利用第一濾波器元件濾波的信號的功率。功率比較單元20與處理單元21相連接。處理單元21基于功率比較單元20所作的比較，尤其是基于所確定的功率比，來確定第三濾波器元件13的適當(dāng)濾波器長度。處理單元21還可以改變第二濾波器元件12的濾波器長度，以確定第三濾波器元件13的適當(dāng)濾波器長度。例如，處理單元21可以改變第二濾波器元件12的濾波器長度，使得功率比較單元20所確定的功率比至少接近100%。
處理單元21還可以改變第二濾波器元件12的濾波器長度，并基于功率比較單元20所確定的功率比來確定接收到的信號的長回波的位置。當(dāng)長回波的功率超過特定閾值時，處理單元21可以包括這種長回波。
應(yīng)注意，第三濾波器元件13的適當(dāng)濾波器長度的選擇是當(dāng)該濾波
器長度增加時在接收到的附加信號功率與附加噪聲功率之間的權(quán)衡。
因此，有利地，當(dāng)功率確定單元14的確定指示需要切換回大頻帶插值濾波器時，功率比較單元20切換回較大的濾波器長度，以避免使均衡
的數(shù)據(jù)退化。這是保護(hù)插值濾波器帶寬的減小以抑制高斯噪聲的一種可能方式。
如果第一濾波器元件ll是大頻帶濾波器，并且第二濾波器元件12
的濾波器長度小于或至多等于第一濾波器元件ll的濾波器長度，則功
率確定單元14所確定的功率(為利用第一濾波器元件U濾波的信號的功率)始終比功率確定單元15輸出的功率大，這是因為其包括更多的高斯噪聲。然而，如果功率確定單元15的輸出與功率確定單元14的輸出之比超過特定的閾值，則表明通過所使用的第二濾波器元件12的窄帶濾波器而衰減的該過多量的功率是由于失去均衡的回波引起的。
應(yīng)注意，使用針對第一濾波器元件ll的窄帶濾波器作為參考，還可以將接收機(jī)設(shè)備應(yīng)用于通過檢測長回波的消失來檢測動態(tài)降低第三濾波器元件13的帶寬的可能性。
當(dāng)在第三濾波器元件13中設(shè)置并確定了第三濾波器元件13的適當(dāng)濾波器長度時，由第三濾波器元件13對接收到的信號進(jìn)行濾波并將其發(fā)送至輸出18。
解碼器單元9對該信號進(jìn)行解碼并將解碼后的信號輸出至信號處理單元22以進(jìn)行進(jìn)一步的信號處理。在進(jìn)一歩的信號處理之后，在接收機(jī)設(shè)備1的輸出4處輸出信號。
盡管公開了本發(fā)明的示例實施例，然而對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見地，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改變和修改，這些改變和修改將實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點中的一些優(yōu)點。對本發(fā)明構(gòu)思的這種修改應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求所涵蓋，在權(quán)利要求中不應(yīng)將參考標(biāo)記解釋為限制本發(fā)明的范圍。此外，在說明書和所附權(quán)利要求中，"包括"的含義不應(yīng)被理解為排除其他元件或步驟。此夕卜"一"不排除多個，單個處理器或其他單元可以實現(xiàn)權(quán)利要求所述的 多個裝置的功能。
權(quán)利要求
1、一種用于在衰落信道上接收信號的接收機(jī)設(shè)備(1)，其中，符號被調(diào)制到子載波頻率信道上，導(dǎo)頻信號被置于所述子載波頻率信道中的一些子載波頻率信道處，所述接收機(jī)設(shè)備包括用于在所述子載波頻率信道處對所述導(dǎo)頻信號進(jìn)行插值的頻域插值單元(16)，所述頻域插值單元(16)包括用于在頻域?qū)邮盏降乃鲂盘栠M(jìn)行濾波的濾波器單元(10)、以及功率比較單元(20)，所述濾波器單元(10)包括第一濾波器元件(11)、第二濾波器元件(12)以及至少第三濾波器元件(13)，所述第二濾波器元件(12)的長度相對于所述第一濾波器元件(11)的長度可變，所述功率比較單元(20)將利用所述第二濾波器元件(12)濾波的所述信號的信號功率與利用所述第一濾波器元件(11)濾波的所述信號的信號功率相比較，處理單元(21)基于所述功率比較單元(20)的輸出來為所述第三濾波器元件(13)確定適當(dāng)濾波器長度，所述第三濾波器元件(13)對接收到的所述信號進(jìn)行濾波，所述第三濾波器元件(13)的濾波器長度被設(shè)置成所確定的所述適當(dāng)濾波器長度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的接收機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述功率比 較單元(20)將功率比計算為分?jǐn)?shù)值，所述分?jǐn)?shù)值的分子是利用所述 第二濾波器元件(12)濾波的所述信號的所述功率，分母是利用所述 第一濾波器元件(11)濾波的所述信號的所述功率，以及所述處理單 元(21)基于所述功率比來為所述第三濾波器元件(13)確定所述適 當(dāng)濾波器長度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述處理單 元(21)改變所述第二濾波器元件(12)的所述濾波器長度，使得所 述功率比至少接近100%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述處理單 元(21)將所述第三濾波器元件(13)的所述適當(dāng)濾波器長度確定為 所述第二濾波器元件(12)的最短濾波器長度，對于所述最短濾波器 長度，所述功率比至少接近100%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的接收機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述處理單元(21)改變所述第二濾波器元件(12)的所述濾波器長度，以至少 檢測所述信號的長回波，所述處理單元(21)確定所述適當(dāng)濾波器長度，使得當(dāng)所述長回波的功率超過特定閾值時，所述信號的所述長回 波在所述適當(dāng)濾波器長度之內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收機(jī)設(shè)備，其特征在于，所述處理單 元(21)基于所述長回波的所述功率以及由于濾波器長度的增加而添 加的高斯噪聲的附加功率來確定所述適當(dāng)濾波器長度，以接收所述長 回波。
7、 一種無線網(wǎng)絡(luò)(2)，包括發(fā)送器(6)和至少接收機(jī)設(shè)備(1)， 其中，所述發(fā)送器(6)在衰減信道上向所述接收機(jī)設(shè)備(1)發(fā)送信 號，所述信號包括被調(diào)制到子載波頻率信道上的傳輸符號，所述接收 機(jī)設(shè)備(1)是根據(jù)權(quán)利要求l來布置的。
8、 一種從發(fā)送器(6)向接收機(jī)設(shè)備(1)傳輸數(shù)據(jù)的方法，其 中，符號被調(diào)制到子載波頻率信道上，導(dǎo)頻信號被置于所述子載波頻 率信道中的一些子載波頻率信道處，所述方法包括以下步驟在頻域利用第一濾波器長度對子載波頻率信道的包括導(dǎo)頻信號 在內(nèi)的接收信號進(jìn)行濾波；在所述頻域利用至少第二濾波器長度對所述接收信號進(jìn)行濾波；將利用所述第一濾波器長度濾波的所述接收信號的信號功率與 利用所述第二濾波器長度濾波的所述接收信號的信號功率相比較；基于所述比較來確定用于對所述接收信號進(jìn)行濾波的適當(dāng)濾波 器長度；以及在所述頻域利用所述適當(dāng)濾波器長度來對所述接收信號進(jìn)行濾波。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，濾波器長度至少是 大頻帶濾波器長度。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，濾波器長度至少 是窄帶濾波器長度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在衰落信道上接收信號的接收機(jī)設(shè)備(1)，包括具有濾波器單元(10)、功率比較單元(20)、以及處理單元(21)的頻域插值單元(16)。濾波器單元(10)包括作為參考濾波器的第一濾波器元件(11)，以及第二濾波器元件(12)。第一濾波器元件(11)被布置為大頻帶濾波器。功率比較單元(20)將利用所述第二濾波器元件(12)濾波的信號的功率與利用所述第一濾波器元件(11)濾波的信號的功率相比較。處理單元(21)基于該比較來為濾波器單元(10)的第三濾波器元件(13)確定適當(dāng)濾波器長度。因此，在由于長回波而接收到的附加功率與附加高斯噪聲功率之間進(jìn)行權(quán)衡。將利用第三濾波器元件(13)濾波的信號發(fā)送至信號處理單元(22)以進(jìn)行進(jìn)一步的信號處理，然后在接收機(jī)設(shè)備(1)的所述輸出(4)處輸出。
文檔編號H04L27/26GK101682601SQ200880017844
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者揚(yáng)·卡薩馬朱 申請人:Nxp股份有限公司