專利名稱：Ofdm信道估計方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及信道估計，更具體來說，涉及OFDM系統(tǒng)的信道估計。
背景技術：
無線通信信道的響應由無線接收器估計，使得接收器能夠對接收的數(shù)據(jù)符號進行相干解調(diào)。信道估計典型地使用稱作導頻符號的已知符號來執(zhí)行。在OFDM(正交頻分復用)系統(tǒng)中導頻符號在時-頻域中傳送。導頻符號對作為緩慢變化的二維過程的OFDM信道時-頻響應進行取樣。OFDM信道響應按常規(guī)根據(jù)導頻符號使用最小均方誤差估計(MMSE)、 最大似然(ML)估計或者例如內(nèi)插的未達最佳標準的其它方式來估計。MMSE信道估計典型地要求關于信道統(tǒng)計的先驗知識，并且因為在信道估計過程期間所執(zhí)行的矩陣求逆而傾向于極為復雜。由MMSE估計器所執(zhí)行的矩陣求逆的大小取決于導頻符號觀測的數(shù)量。在OFDM系統(tǒng)中，導頻符號密度必須足夠大，使得接收裝置能夠正確地重構時-頻信道響應的準確表示。這又能夠明顯增加由MMSE信道估計器所執(zhí)行的矩陣求逆的大小，從而顯著增加匪SE估計復雜度。ML信道估計也傾向于比較復雜，但是不如匪SE 估計那么復雜。當導頻符號被規(guī)則地隔開時，ML估計能夠使用在延遲-多普勒域中產(chǎn)生信道響應的二維FFT (快速傅立葉變換)過程來實現(xiàn)。當導頻符號間距不規(guī)則時，MMSE和ML估計器兩者的復雜度均傾向于顯著增加。許多類型的OFDM系統(tǒng)具有高導頻符號密度和不規(guī)則的導頻符號間距。例如，在IEEE (電氣和電子工程師協(xié)會)標準802 16e (WiMAX)中規(guī)定的下行鏈路對于各OFDM符號具有120個導頻。導頻間距也是不規(guī)則的，意味著導頻符號在不同時間和頻率間隔傳送。3GPP(第三代合作伙伴項目)的版本8中規(guī)定的長期演進(LTE)標準也要求不規(guī)則的導頻符號間距。當導頻符號不規(guī)則時，由常規(guī)MMSE估計器所執(zhí)行的矩陣求逆顯著增加。常規(guī)ML估計器的復雜度在該估計器處理不規(guī)則隔開的導頻符號時也顯著增加。當導頻符號密度比較高但未達最佳標準并且為較低復雜度而犧牲準確性時，基于內(nèi)插的技術能夠用于執(zhí)行信道估計。

發(fā)明內(nèi)容
能夠從在時-頻域中傳送的不規(guī)則隔開的導頻符號的較大圖案(pattern)辨別規(guī)則隔開的導頻符號的較小圖案。相應地，不規(guī)則隔開的導頻符號能夠在時-頻域中被劃分為規(guī)則隔開的導頻符號的至少兩個不同組。以較低復雜度來單獨處理規(guī)則隔開的導頻符號的各個組，并且將結果組合以生成準確的時-頻信道響應估計。根據(jù)實施例，不規(guī)則隔開的導頻符號的集合在時-頻窗口上傳送。通過將導頻符號編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集，根據(jù)導頻符號來估計信道響應。為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集生成作為該子集中包含的導頻符號的函數(shù)的中間量。在時-頻窗口上估計作為中間量的函數(shù)的信道響應。當然，本發(fā)明并不局限于上述特征和優(yōu)點。通過閱讀以下詳細描述并且通過參見附圖，本領域技術人員將領會額外的特征和優(yōu)點。


圖1示出無線接收器實施例的框圖。圖2示出用于根據(jù)在時-頻窗口上傳送的不規(guī)則隔開的導頻符號的集合來估計信道響應的方法的實施例。圖3示出編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集的不規(guī)則隔開的WiMAX導頻符號的實施例的標繪圖。圖4示出編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集的不規(guī)則隔開的LTE導頻符號的實施例的標繪圖。圖5示出用于根據(jù)規(guī)則隔開的導頻符號的子集來估計信道響應的方法的實施例。圖6示出用于根據(jù)規(guī)則隔開的導頻符號的子集來估計信道響應的方法的另一實施例。
具體實施例方式圖1示出例如移動電話或無線局域網(wǎng)(LAN)適配器的無線接收器100的實施例。 接收器100處理例如按照LTE、WiMAX等在時-頻域中傳送的OFDM信號。不規(guī)則隔開的導頻符號在時-頻域中傳送，以便幫助在接收器100的信道估計。接收器100包括一個或多個天線110、前端電路120、基帶處理器130和后處理器140。各天線110接收在多徑衰落信道上傳送的OFDM信號。所接收信號被例如一個或多個放大器、濾波器、混頻器、數(shù)字化器等的前端電路120下變頻到對應的基帶信號。基帶處理器130根據(jù)信道的估計對接收的數(shù)據(jù)符號進行解調(diào)。包含在基帶處理器130中或者與其關聯(lián)的信道估計器132生成信道估計。 包含在基帶處理器130中或者與其關聯(lián)的導頻符號劃分單元134在時-頻域中將不規(guī)則隔開的導頻符號劃分為規(guī)則隔開的導頻符號的至少兩個不同組。信道估計器132處理規(guī)則隔開的導頻符號的較小子集而不是不規(guī)則隔開的導頻符號的單個較大集合以便估計信道，從而在保持足夠準確性的同時降低信道估計復雜度?；鶐幚砥?30例如通過對基帶信號的各個分量進行加權和組合，使用信道估計來從解調(diào)的數(shù)據(jù)符號得到軟比特值。基帶處理器 130向后處理器140提供軟比特值供例如糾錯等的后續(xù)處理。圖2示出由基帶處理器130所實現(xiàn)的用于執(zhí)行信道估計的程序邏輯的實施例。該程序邏輯開始于導頻符號劃分單元134在時-頻域中將不規(guī)則隔開的導頻符號的集合編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集(步驟200)。信道估計器132為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集生成作為該子集中包含的導頻符號的函數(shù)的中間量(步驟210)。信道估計器132還計算作為不同中間量的函數(shù)的信道響應估計(步驟220)?；鶐幚砥?30使用根據(jù)導頻符號編組所得到的合成信道估計對接收的數(shù)據(jù)符號進行解調(diào)，如本領域中眾所周知的那樣。根據(jù)一個實施例，不規(guī)則隔開的導頻符號根據(jù)先驗導頻間距信息來編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集。圖3示出導頻符號劃分單元134如何根據(jù)先驗WiMAX導頻間距信息來對不規(guī)則隔開的導頻符號的集合進行編組的實施例。按照WiMAX在特定時-頻窗口上傳送的導頻符號被不規(guī)則地隔開，如圖3所示。導頻符號劃分單元134將不規(guī)則隔開的導頻符號圖案劃分為規(guī)則隔開的WiMAX導頻圖案的至少四個子集，并且識別與每個規(guī)則隔開的圖案關聯(lián)的導頻符號。第一規(guī)則隔開的圖案具有0的初始頻率偏移(Φ)和4的時間偏移(Ψ)。第二規(guī)則隔開的圖案具有0的初始頻率偏移和8的時間偏移。第三規(guī)則隔開的圖案具有1的初始頻率偏移和0的時間偏移，并且第四圖案具有1的初始頻率偏移和12的時間偏移。各子集中包含的導頻符號在頻率(M = 14個副載波)和時間(N = 2)中被規(guī)則地分隔開。圖4示出導頻符號劃分單元134如何根據(jù)先驗LTE導頻間距信息來對不規(guī)則隔開的導頻符號的集合進行編組的實施例。導頻符號劃分單元134在時-頻窗口上將不規(guī)則隔開的LTE導頻符號圖案劃分為至少兩個規(guī)則隔開的導頻圖案。第一規(guī)則隔開的圖案具有0 的初始頻率偏移(Φ)和0的時間偏移(Ψ)。第二規(guī)則隔開的圖案具有4的初始頻率偏移和3的時間偏移。各子集中包含的導頻符號在頻率(M = 6個副載波)和時間(N = 7)中被規(guī)則地分隔開。在又一個實施例中，能夠通過盲檢測用于傳送導頻符號的通信模式將不規(guī)則隔開的OFDM導頻符號編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集。基帶處理器130和/或導頻符號劃分單元134能夠根據(jù)通信模式來確定導頻符號圖案是否不規(guī)則，并且如果是的話，則確定不規(guī)則圖案是否能夠被劃分為較小的規(guī)則隔開的圖案。通信模式可對應于傳輸技術(例如 WiMAX, LTE等)，或者能夠是與能夠用于確定導頻間距的無線信道上信息的傳遞相關的任何其它類型的信息。導頻符號則根據(jù)通信模式編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集。在各導頻編組實施例中，信道估計器132根據(jù)規(guī)則隔開的導頻符號的較小子集而不是不規(guī)則隔開的導頻符號的單個較大集合來生成合成的信道估計。圖5示出其中使用匪SE模型來計算由信道估計器132為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集所得出的中間量的一個實施例。更詳細來說，離散頻域接收的OFDM樣本能夠表達為
權利要求
1.一種根據(jù)在時-頻窗口上傳送的不規(guī)則隔開的導頻符號的集合估計信道響應的方法，所述方法包括將所述導頻符號編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集；為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集生成作為所述子集中包含的導頻符號的函數(shù)的中間量；以及在所述時-頻窗口上估計作為所述中間量的函數(shù)的所述信道響應。
2.如權利要求1所述的方法，包括根據(jù)先驗導頻間距信息將所述導頻符號編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集。
3.如權利要求1所述的方法，其中，將所述導頻符號編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集包括盲檢測用于傳送所述導頻符號的通信模式；以及根據(jù)所述通信模式將所述導頻符號編組為所述規(guī)則隔開的導頻符號的子集。
4.如權利要求1所述的方法，其中，將所述導頻符號編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集包括在所述時-頻窗口上將不規(guī)則隔開的導頻符號圖案劃分為多個規(guī)則隔開的導頻符號圖案；以及識別與各規(guī)則隔開的導頻符號圖案關聯(lián)的導頻符號。
5.如權利要求4所述的方法，包括在所述時-頻窗口上將所述不規(guī)則隔開的導頻符號圖案劃分為至少四個規(guī)則隔開的WiMax導頻符號圖案。
6.如權利要求4所述的方法，包括在所述時-頻窗口上將所述不規(guī)則隔開的導頻符號圖案劃分為至少兩個規(guī)則隔開的LTE導頻符號圖案。
7.如權利要求1所述的方法，其中，為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集生成作為所述子集中包含的導頻符號的函數(shù)的中間量包括為各子集生成中間最小均方誤差信道估計。
8.如權利要求7所述的方法，其中，估計作為所述中間量的函數(shù)的所述信道響應包括組合所述中間最小均方誤差信道估計，以便形成合成的最小均方誤差信道估計。
9.如權利要求1所述的方法，其中，為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集生成作為所述子集中包含的導頻符號的函數(shù)的中間量包括為各子集生成中間延遲-多普勒圖像。
10.如權利要求9所述的方法，其中，估計作為所述中間量的函數(shù)的所述信道響應包括組合所述中間延遲-多普勒圖像，以便形成合成的延遲-多普勒圖像；以及將所述合成的延遲-多普勒圖像從所述延遲-多普勒域轉換到所述時-頻域。
11.如權利要求10所述的方法，還包括在轉換成所述時-頻域之前對所述合成的延遲-多普勒圖像進行濾波。
12.如權利要求11所述的方法，其中，在轉換成所述時頻域之前對所述合成的延遲-多普勒圖像進行濾波包括減少所述合成的延遲-多普勒圖像在預定延遲-多普勒擴展外部的非零元素。
13.—種包括基帶處理器的接收器，所述基帶處理器配置成將在時-頻窗口上傳送的不規(guī)則隔開的導頻符號的集合編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集；為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集生成作為所述子集中包含的導頻符號的函數(shù)的中間量；以及在所述時-頻窗口上估計作為所述中間量的函數(shù)的信道響應。
14.如權利要求13所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成根據(jù)先驗導頻間距信息將所述導頻符號編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集。
15.如權利要求13所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成盲檢測用于傳送所述導頻符號的通信模式，并且根據(jù)所述通信模式將所述導頻信號編組為所述規(guī)則隔開的導頻符號的子集。
16.如權利要求13所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成在所述時-頻窗口上將不規(guī)則隔開的導頻符號圖案劃分為多個規(guī)則隔開的導頻符號圖案，并且識別與各規(guī)則隔開的導頻符號圖案關聯(lián)的導頻符號。
17.如權利要求16所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成在所述時-頻窗口上將所述不規(guī)則隔開的導頻符號圖案劃分為至少四個規(guī)則隔開的WiMax導頻符號圖案。
18.如權利要求16所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成在所述時-頻窗口上將所述不規(guī)則隔開的導頻符號圖案劃分為至少兩個規(guī)則隔開的LTE導頻符號圖案。
19.如權利要求13所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集生成作為所述子集中包含的導頻符號的函數(shù)的中間最小均方誤差信道估計。
20.如權利要求19所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成組合所述中間最小均方誤差信道估計，以便形成合成的最小均方誤差信道估計。
21.如權利要求13所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集生成作為所述子集中包含的導頻符號的函數(shù)的中間延遲-多普勒圖像。
22.如權利要求21所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成組合所述中間延遲-多普勒圖像，以便形成合成的延遲-多普勒圖像，并且將所述合成的延遲-多普勒圖像從所述延遲-多普勒域轉換到所述時-頻域。
23.如權利要求22所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成在轉換成所述時-頻域之前對所述合成的延遲-多普勒圖像進行濾波。
24.如權利要求23所述的接收器，其中，所述基帶處理器配置成減少所述合成的延遲-多普勒圖像在預定延遲-多普勒擴展外部的非零元素。
全文摘要
根據(jù)例如先驗導頻間距信息從在時-頻域中傳送的不規(guī)則隔開的導頻符號的較大圖案辨別規(guī)則隔開的導頻符號的較小圖案。以較低復雜度單獨處理規(guī)則隔開的導頻符號的各個組，并且將結果組合以生成準確的時-頻信道響應估計。根據(jù)實施例，不規(guī)則隔開的導頻符號的集合在時-頻窗口上傳送。通過將導頻符號編組為規(guī)則隔開的導頻符號的子集，根據(jù)導頻符號來估計信道響應。為規(guī)則隔開的導頻符號的各子集生成作為該子集中包含的導頻符號的函數(shù)的中間量。在時-頻窗口上估計作為中間量的函數(shù)的信道響應。中間量是中間最小均方誤差信道估計。
文檔編號H04L25/02GK102204197SQ200980144596
公開日2011年9月28日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權日2008年11月5日
發(fā)明者H·庫拉帕蒂, 桂建卿 申請人:愛立信電話股份有限公司