CN101036361A - 限幅信号峰值的接收机处恢复 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调制符号估计的改进方法、计算机程序、计算机程序产品、设备和系统,其中所述发射调制符号块被处理以获得发射信号,其中所述发射信号通过传输信道被发射以获得接收信号,其中所述接收信号被处理以获得接收调制符号块,其中如果所述信号峰值超出限幅电平,则所述发射信号和所述接收信号中的至少一个被限幅,其中基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量,其中将所述确定的受限幅影响的调制符号分量添加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块,以及其中根据所述精确的接收调制符号块估计所述发射调制符号块的所述发射调制符号。

Description

限幅信号峰值的接收机处恢复
技术领域
本发明涉及用于调制符号估计的方法、计算机程序、计算机程序产品、设备和系统,发射调制符号块在该系统中被处理以获得发射信号,所述发射信号在该系统中通过传输信道被发射以获得接收信号,所述接收信号在该系统中被处理以获得接收调制符号块,并且在该系统中,如果所述信号峰值超出限幅电平,则所述发射信号和所述接收信号中的至少一个的信号峰值被限幅。
背景技术
因为有效地对抗了由传输信道的频率选择性所产生的符号间干扰,所以正交频分复用接入(OFDM)是用于频率选择性传输信道上高数据速率应用的有效传输方案。因此OFDM已经被选择作为例如IEEE 802.11和HIPERMAN的几种标准化团体中的传输方案。未来的4G移动研究计划也考虑将OFDM作为传输方案的主要候选。
在OFDM中,每个传输调制符号分配有整个可用传输带宽的一小部分,该一部分被称为频率子载波,并且对这些子载波的间距进行选择使得子载波是相互正交的。当子载波带宽小于传输信道的相干带宽时,每个子载波的信道冲激响应是频率平坦的并且容易被均衡。
OFDM发射机中的发射调制符号块的调制是经由反向傅里叶变换(IFT)完成的,这考虑到事实上发射调制符号在频域中被分配给相应的子载波并且需要被转换到时域以获得实际的时域发射信号。接着经由有线或无线传输信道传输时域发射信号到接收机以获得时域的接收信号。接收机对接收信号执行傅里叶变换(FT)以获得接收调制符号的频域块,其中接收调制符号块中的每个接收调制符号与一个子载波相关联并且通过相应的子载波传输信道的相应发射调制符号的传输以及特定子载波噪声部分的附加来获得。
当经由IFT变换发射调制符号块时,每个发射调制符号被调制到具有不同中心频率的子载波上,并且随后所有调制的子载波被相加以获得所述的时域发射信号。尽管发射调制符号通常源于有限的调制符号字符集,并且对应地,发射调制符号的绝对值源于有限的绝对值集,具有不同相应中心频率的调制子载波的相加导致在不同时刻处的时域发射信号的值的绝对值的大的变化。该变化随着子载波数目的增加而增加。针对该变化的量度是发射信号的峰值平均功率比(PAPR),其作为最大值的功率计算,即,发射信号中的峰值除以发射信号中的所有值的平均功率。
OFDM的一个最大缺点是在发射信号中出现高PAPR。这发生于当调制的子载波构造性地合并时,PAPR通常可接近10dB,并且理论上可到达甚至更高的最大值。如果OFDM系统的发射机和/或接收机中的功率放大器不能处理发射和/或接收信号的峰值,例如因为选择具有有限动态范围的功率放大器以减小硬件成本,则这些峰值被简单地限幅(截去),从而造成发射和/或接收信号的失真,这就使得对接收机处的发射调制符号的估计有所降级,此时这种降级可由所述接收信号中的附加限幅噪声来建模。
涉及OFDM系统中的高PAPR问题的大多数现有技术专注于试图通过在信号空间中实施一些冗余来避免发射信号中的高峰值。一个熟知类型的解决方案,即所谓的选择性映射,产生代表相同发射调制符号的几个候选波形,测量每个波形的PAPR并且选择具有最小PAPR的一个波形。
由D.Kim和G.L.Stüber在1999年1月的IEEE CommunicationLetters的号1卷3中发表的“Clipping Noise Mitigation for OFDM byDecision-Aided Reconstruction”提出一种解决方案,其中在接收机处减轻在发射机处的信号限幅造成的限幅噪声。基于接收调制符号块和估计的子载波传输信道,该解决方案首先确定频域中发射调制符号块的估计以及受限幅影响的发射调制符号块的估计并且随后将这两个估计变换到时域,从而获得发射信号和限幅发射信号的估计。接着使用关于发射机处的限幅电平的知识来检测估计的发射信号中的哪些值已经被限幅,接着由估计的发射信号的值来替换估计的限幅发射信号中的相应值以获得精确的估计限幅发射信号。接着该精确的估计限幅发射信号被变换回频域并且被用于创建精确的接收调制符号块,其被用作下一次迭代中的接收调制符号块。利用每次迭代,从而提高发射调制符号块的估计。
然而,Kim和Stüber的解决方案处理了时域发射信号的估计以便确定发射信号的哪些值已经被限幅,并且因此需要发射机处的限幅电平的知识,这通常是与实施相关的并且因此在发射机和发射机之间是不同的。因为系统中不同发射机类型的使用被加剧或者需要从发射机到接收机的限幅电平的额外信令。
发明内容
鉴于上述的问题,提出了一种用于调制符号估计的改进方法、计算机程序、计算机程序产品、设备和系统。
提出一种用于调制符号传输系统中调制符号估计的方法,其中所述发射调制符号块在该系统中被处理以获得发射信号,所述发射信号在该系统中通过传输信道被发射以获得接收信号,所述接收信号在该系统中被处理以获得接收调制符号块,并且在该系统中,如果信号峰值超出限幅电平,则所述发射信号和所述接收信号中的至少一个的信号峰值被限幅。所述方法包括估计包括在所述接收调制符号块中的噪声部分;基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量;将所述确定的受限幅影响的调制符号分量加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块;以及根据所述精确的接收调制符号块估计所述发射调制符号块的所述发射调制符号。
所述发射调制符号例如可以是相位调制和/或幅度调制的调制符号,例如16QAM(正交幅度调制)符号,其通过如由所述相位调制和/或幅度调制方案规定的、通过将多组发射数据比特映射到发射数据符号来获得。
在调制符号传输系统中,所述发射调制符号将从发射机发射到接收机。所述调制符号传输系统可以是有线的或无线的。所述调制符号传输系统例如可以是正交频分复用(OFDM)系统。
所述发射调制符号块包括固定量的发射调制符号,并且该块被处理(例如经由如OFDM系统中的反向傅里叶变换)以产生发射信号。在这种情况下,所述发射调制符号块的每个发射调制符号被调制到频率子载波上,其中所述每个子载波具有不同的频率,并且其中所述调制的子载波被叠加以获得所述发射信号。在本发明的可选实施方式中,可以通过其它的变换来处理所述发射调制符号块以获得所述发射信号,例如可以通过希尔波特变换或小波变换(或其反变换),或通过利用扩频码对发射调制符号块进行扩频的扩频操作以获得扩展频谱信号,该信号例如可以部署在码分多址(CDMA)系统中。
接着通过所述传输信道对发射信号进行发射以获得接收信号,其中在发射机处,所述传输可以包括以下操作:例如将用于同步和信道估计的训练符号插入到所述发射信号、添加循环前缀、对信号峰值进行限幅、数模转换、上变频到射频(RF)以及从例如天线的信道接口发射,并且其中在接收机处,所述传输可包括以下操作:例如在信道接口处接收、对信号峰值进行限幅、下变频到中频或基带频率、时间和/或频率同步,以及去除循环前缀。
所述传输信道包含在发射机的一个或多个物理传输信道接口(例如天线)和接收机的一个或多个物理传输信道接口(例如天线)之间的物理传播信道。在所述传输期间,所述限幅的发射信号可能另外遭受传输噪声,该传输噪声包括源于其它信号的干扰噪声和热噪声,例如由发射机和/或接收机前端的硬件组件所造成的热噪声。
在所述调制符号传输系统中,如果信号峰值超出限幅电平,则所述发射信号和所述接收信号中的至少一个的信号峰值被限幅。这例如由于在所述发射机处和/或所述接收机前端处的功率放大器的有限动态范围而发生。这种限幅例如可以被描述为如果在特定时刻的所述发射/接收信号的所述绝对值超出所述限幅电平,则设置所述时刻处的所述发射/接收信号的绝对值,以及在所述特定时刻保持所述发射/接收信号的相位。基本上是绝对阈值的所述限幅电平例如由发射机和/或接收机硬件的动态范围的上边界来定义。限幅发生在时域中并且可由额外的噪声分量(限幅噪声)来描述。
处理所述的接收信号以获得接收调制符号块,例如通过如OFDM系统中的傅里叶变换。在本发明的可选实施方式中,可以通过其它的变换来处理所述接收信号以获得所述接收调制符号块,例如可以通过在与发射机处执行的变换相协作的希尔波特变换或小波变换(或其反变换),或通过扩频码对接收信号进行解扩频的解扩频操作。
接着所述接收调制符号代表噪声、发射调制符号的衰减和相移版本并且因此可以用作所述发射调制符号估计的基础。接着所述发射调制符号的所述估计可以被映射到接收数据比特的多个组中。所述接收调制符号中的所述噪声包括传输噪声以及另外由受限幅影响的调制符号分量所造成的限幅噪声,这些分量是由这样的事实产生的,即发射和/或接收信号的峰值已经被限幅。
根据本发明,观察到限幅噪声对接收调制符号的影响具有系统的性质并因此可以被减轻。为此,估计所述接收调制符号块中包含的噪声部分,根据所估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量,并且随后将受限幅影响的调制符号分量加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块,根据该精确的接收调制符号块估计所述发射调制符号。
在OFDM系统中,例如可以通过确定所述估计的噪声部分的时域表示的峰值来执行根据所述估计的噪声部分确定所述受限幅影响的调制符号分量,并且对所述峰值进行傅里叶变换以获得频域中的所述受限幅影响的调制符号分量。由于估计的噪声部分可能包括传输噪声、限幅噪声和估计噪声(在噪声部分本身的估计期间所造成的)的表示,所提出的解决方案的性能至少具有减小的传输噪声的改进。
与现有技术大不相同的是,其中基于限幅电平的知识来确定和交换限幅的发射信号估计中的限幅值,并且其中接着使用该处理过的限幅发射信号的估计来获得精确的接收调制符号块,接着根据该精确的接收调制符号块来估计所述发射调制符号,本发明提出根据包含在接收调制符号块中的噪声部分的估计来确定受限幅影响的调制符号分量而无需限幅电平的任何知识,并且因此独立于具有特定发射机或接收机的功率放大器实施。
当添加到接收调制符号块时,受限幅影响的调制符号分量直接产生精确的调制符号块,接着可根据该精确的调制符号块估计所述发射调制符号。其中,所述精确的接收数据符号块代表软判决输出,接着可根据该软判决输出估计所述发射调制符号,例如经由硬判决。然而,在示例性的硬判决情形中,例如涉及硬判决估计质量的信息的软判决是无论如何不会被丢失,并且当处理估计的发射调制符号块时可被进一步利用,例如当执行诸如卷积或块编码的前向纠错(FEC)技术的接收机端处理时。
根据本发明的一个实施方式,对所述发射调制符号块进行反向傅里叶变换以获得所述发射信号,并且其中对所述接收信号进行傅里叶变换以获得所述接收调制符号块。所述数据传输系统例如可以代表OFDM系统。
根据本发明的一个实施方式,对所述发射调制符号块进行反向傅里叶变换以获得所述发射信号,并且其中对所述接收信号进行傅里叶变换,随后进行信道纠错以获得所述接收调制符号块。
在OFDM系统中,所述信道纠错(或均衡)可尝试从由FT输出的调制符号块中消除发射机和接收机之间的传输信道的影响,例如通过在由FT输出的每个调制符号上应用迫零准则或最小均方误差准则。例如,如果应用迫零准则,则与相应的子载波相关联的每个相应的调制符号可由该子载波的传输信道系数来划分。接着该结果构成接收调制符号块,对这些接收调制符号决进行进一步的处理以确定受限幅影响的调制符号分量,该受限幅影响的调制符号分量将被添加到接收调制符号块以消除发射和/或接收信号的限幅的影响。
根据本发明的一个实施方式,在至少两次迭代中重复以下步骤,即估计包括在所述接收调制符号块的噪声部分,基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量,并且将所述确定的受限幅影响的调制符号分量添加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块,其中在每次迭代后,所述精确的接收调制符号块用作下一次迭代的所述接收调制符号块,并且其中根据在至少两次迭代中的最后一次迭代所获得的精确的接收调制符号块来估计所述发射调制符号块。
所述方法步骤的所述迭代应用显著地提高了所述发射调制符号块的估计的质量。在每次迭代步骤中,精确的接收调制符号块包含受更少的限幅噪声影响的噪声部分,从而可以从该精确的接收调制符号块出发得到更为简明的估计噪声部分。接着对噪声部分改进的估计允许更为简明的检测和受限幅影响的数据符号分量的确定,接着产生进一步精确的接收调制符号块以作为下一次迭代的基础。
根据本发明的一个实施方式,估计包含在所述接收调制符号块中的噪声部分的所述步骤包括:根据所述接收调制符号块估计所述发射调制符号块,其中至少基于所述估计的发射调制符号块和所述接收调制符号块来估计所述噪声部分。
在OFDM系统中,所述发射调制符号块例如可以通过针对每个子载波进行以下检查来估计,即检查来自所述发射调制符号的有限调制符号字符集中的哪个候选调制符号使得以下的差最小化,即与所述子载波相关联的接收调制符号与所述子载波的传输信道系数和所述候选调制符号的乘积之间的差,其中所述传输信道系数表征所述子载波的传输信道并且其中使得所述差最小化的所述候选符号被认为是关于所述子载波的估计发送调制符号。如果对于接收信号已经执行了信道纠错(均衡),则可以不必再考虑传输信道系数,并且接着使得接收调制符号和候选调制符号之间的差最小化的候选调制符号被认为是关于所述子载波的估计发送调制符号。
接着可通过减去所述接收调制符号块和所述估计的发射调制符号块来估计所述噪声部分。然而,当已经不正确地估计了一些发射调制符号时,所述估计的噪声部分不再类似于包含在所述接收调制符号块中的原始噪声部分,所述接收调制符号块仅包含限幅和传输噪声的表示。相反,所估计的噪声部分则包含传输噪声、限幅噪声和估计噪声的表示。特别地,限幅噪声和估计噪声可由本发明的迭代执行的步骤减小。
根据本发明的一个实施方式,所述噪声部分的所述估计进一步基于关于传输信道的信息。如果没有执行信道纠错,并且因此需要传输信道的知识(例如OFDM系统中的子载波的传输信道系数的知识)来精确地估计所述噪声部分,则这是相当有利的。关于所述传输信道的所述信息例如可以通过盲、半盲或非盲信道估计技术来估计,或可以是已知先验的,尤其是当传输信道为静态时。
根据本发明的一个实施方式,基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量的所述步骤包括对所述估计的噪声部分进行反向傅里叶变换以获得变换的估计噪声部分;在所述变换的估计噪声部分中查找至少一个限幅峰值;并且如果发现了所述至少一个限幅峰值,则对所述至少一个限幅峰值进行傅里叶变换以获得所述受限幅影响的调制符号分量。
在OFDM系统中,在频域中估计包含在所述接收调制符号块中的所述噪声部分,从而所述估计的噪声部分代表传输噪声和限幅噪声(二者在时域中产生)的和的傅里叶变换,再加上在频域中产生的并且由被不正确估计的每个发射调制符号的离散峰值构成的额外的估计噪声。因此对所述估计的噪声部分执行反向傅里叶变换是有益的,从而产生了变换的估计噪声部分。该变换的估计噪声部分则包含了时域传输和限幅噪声以及所述频域估计噪声的反向傅里叶变换。在时域中,限幅噪声基本上包含由时域发射和/或接收信号的限幅所造成的离散限幅峰值。这些限幅峰值服从与传输噪声和反向傅里叶变换估计噪声基本上不同的概率分布,所述传输噪声例如服从高斯分布,并因此当在时域中被分析时可以与传输噪声相区分的可能性是很大的。
在所述变换的估计噪声部分中,接着查找至少一个限幅峰值。这例如通过将所述变换的估计噪声部分的所有值与绝对或相对阈值比较来实现。可以是仅查找一个限幅峰值,例如变换的估计噪声部分中的最大限幅峰值,或可以查找几个限幅峰值,例如在所述变换的估计噪声部分中查找两个、三个或多个最大限幅峰值。如果在几次迭代中执行根据本发明的方法,则每次迭代查找多于一个的限幅峰值可显著地加速本方法。如果可以检测几个限幅峰值,则可能需要针对每个所述限幅峰值的一个相应的阈值。
接着对所述找到的限幅峰值进行傅里叶变换以获得所述受限幅影响的调制符号分量。根据变换的估计噪声部分的简明性,将所述限幅峰值从时域变换到频域以获得频域中的所述受限幅影响的调制符号分量,并且将所述受限幅影响的调制符号分量添加到精确的接收信号块可以显著地消除发射和/或接收信号的限幅的影响,该限幅由所述精确的接收调制符号块的所有精确的接收调制符号的所述变换估计噪声部分中的所述限幅峰值来表示。
根据本发明的一个实施方式,所述变换估计噪声部分中的至少一个限幅峰值满足这样的条件,即所述限幅峰值的所述值的功率与所述变换的估计噪声部分中除所述限幅峰值的所述值以外的所有值的平均功率的比值大于预定的阈值。在所述平均功率的计算中,所述变换的估计噪声部分的另外几个强的峰值可以被排除。
该条件可以被轻易地应用到在所述变换的估计噪声部分中查找限幅峰值上。随着传输噪声功率的减小,该条件的可靠性可显著地增加。
根据本发明的一个实施方式,所述估计的噪声部分包括由对所述信号峰值的所述限幅造成的限幅噪声、在通过所述传输信道的所述传输期间添加到所述发射信号的传输噪声以及源于所述噪声部分的所述估计的估计噪声的表示,其中估计涉及所述限幅噪声、所述传输噪声和所述估计噪声的概率分布的参数,并且其中在所述查找所述变换的估计噪声部分中的所述至少一个限幅峰值的步骤中至少部分地考虑所述参数。
所述传输噪声、所述限幅噪声和所述估计噪声可具有明显不同的概率分布。所述参数例如可以是概率函数的矩或其函数,例如均值和方差。
根据本发明的一个实施方式,通过根据相位调制和/或幅度调制方案将至少四个传输数据比特的一组比特映射到所述传输调制符号来获得每个所述传输调制符号。在传输噪声的功率低于接收信号的功率的操作点中,根据本发明的方法的性能可进一步提高。例如可在部署高阶调制(例如16-QAM或64-QAM)的调制符号传输系统中遇到这样的操作点。
另外提出一种计算机程序,该程序具有可操作用以使得处理器执行上述方法步骤的指令。
另外提出一种计算机程序产品,该程序产品包括具有可操作用以使得处理器执行上述方法步骤的指令的计算机程序。
另外提出一种用于调制符号传输系统中的调制符号估计的设备,其中所述发射调制符号块在该系统中被处理以获得发射信号,所述发射信号在该系统中通过传输信道被发射以获得接收信号,所述接收信号在该系统中被处理以获得接收调制符号块,并且在该系统中,如果信号峰值超出限幅电平,则所述发射信号和所述接收信号中的至少一个的信号峰值被限幅。所述设备包括设置用于估计包括在所述接收调制符号块中的噪声部分的装置;设置用于基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量的装置;设置用于将所述确定的受限幅影响的调制符号分量添加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块的装置;以及设置用于根据所述精确接的收调制符号块估计所述发射调制符号块的所述发射调制符号的装置。
根据本发明的一个实施方式,所述设备是无线通信系统的终端或所述终端的一部分。
根据本发明的一个实施方式,所述设备是无线通信系统中的网元或所述网元的一部分。
另外提出一种用于调制符号传输的系统,该系统包括发射机和接收机,其中所述发射机包括设置用于处理发射调制符号块以获得发射信号的装置;以及设置用于通过传输信道向所述接收机发送所述发射信号的装置;其中所述接收机包括设置用于接收来自所述发射机的所述发射信号以获得接收信号的装置;设置用于处理所述接收信号以获得接收调制符号块的装置;设置用于估计包含在所述接收调制符号块中的噪声部分的装置;设置用于基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量的装置;设置用于将所述确定的受限幅影响的调制符号分量添加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块的装置;以及设置用于根据所述精确接收调制符号块估计所述发射调制符号块的所述发射调制符号的装置,并且其中如果所述信号峰值超出限幅电平,则所述发射信号和所述接收信号中的至少一个的信号峰值被限幅。
参考以下描述的实施方式,本发明的这些和其它方面将变得明显并得到阐明。
附图说明
图中示出:
图1:根据本发明的一个实施方式的系统示意图;
图2:根据本发明的一个实施方式的发射机的组件的示意图;
图3:根据本发明的一个实施方式的接收机的组件的示意图;
图4:根据本发明的一个实施方式的受限幅影响的调制符号组件估计器的组件的示意图;
图5:根据本发明的一个实施方式的估计调制符号的方法的流程图;
图6:根据本发明的一个实施方式的用于查找变换的估计噪声部分中的限幅峰值的方法的流程图;
图7:示出根据本发明的一个实施方式的方法的不同迭代中的变换的估计噪声部分的一组示图;以及
图8:示出针对本发明方法的不同数目的迭代的作为平均信噪比函数的平均误比特率(RER)的示图。
具体实施方式
图1示出包括发射机2和至少一个接收机3的正交频分复用(OFDM)系统1。该系统例如可代表根据IEEE标准802.11、802.16或HIPERMAN标准的无线LAN(W-LAN)。同样地,所述系统可代表数字视频广播陆地(DVB-T)或数据音频广播系统(DAB)或4G移动无线系统。在图1中发射机2和接收机3之间的传输信道示例性地假设为无线传输信道,但是应该注意到本发明同样适用于部署在经由有线链路(例如电缆或光纤)通信的系统中。
图2示出图1的发射机2的主要功能组件。在发射机2中,源于信源的发射数据比特被映射到由调制方案(例如是相移和/或幅移键控调制技术)限定的有限数目的信号空间星座,并且由复数的发射调制符号来表示。作为示例,4个发射数据比特在某个时间可被映射到16正交幅度调制(16-QAM)技术中的一个发射调制符号。该映射在调制符号映射器20中执行,该映射器20输出被组织在发射调制符号块{Xn}中的发射调制符号Xn,其中n=0,...N-1,即,一个发射调制符号块包括N个发射调制符号。所述发射调制符号块{Xn}的每个发送调制符号Xn分别与一个频率子载波相关联,并且因此所述发送调制符号块{Xn}可被考虑为发射调制符号的频域块。
接着所述发射调制符号块{Xn}经过N点反向快速傅里叶变换(IFFT),如果每个块的发射调制符号的数目N是2的乘幂,则这是相当高效的。所述IFFT通过将具有n=0,...N-1的每个发射调制符号Xn调制到具有中心频率2πn/N的频率子载波,将所述发射调制符号块变换成包括N个离散时间值Xk的时域发射信号{Xk},随后将所有的调制子载波求和以获得所述发射信号。具有n=0,...N-1的所述发送信号{Xk}的每个离散时间值Xk可如下给出:
x k = 1 N Σ n = 0 N - 1 X n · e j · k 2 πn N
在实例22中,接着循环前缘被添加到所述发射信号{Xk}以对抗符号间干扰,其中所述循环前缀可以例如是与发射机和接收机之间的传输信道的时域冲激响应一样长。为了简化表述,符号{Xk}也将用于实例22输出处的信号。
接着在限幅实例23中对发射信号{Xk}进行限幅,该实例23例如可表示具有有限动态范围的功率放大器。该限幅实例的输出是限幅的发射信号
Figure A20048004414800182
,其值可以如下地给出:
Figure A20048004414800183
其中A是限幅电平,并且其中幅角(Xk)表示Xk的相位。这里,示例性地假设限幅实例23中的限幅对于发射信号(Xk)的值的持续期间是相位保持的并且A是常数。应该注意到本发明不限于应用在其中限幅可以上述的模型描述的系统中。事实上,如果限幅电平不是常数并且如果限幅不是相位保持的,则本发明也可以显著地改进调制符号的估计。此外,本发明并不限于部署在其中只有发射信号的峰值被限幅的系统中。如果仅在接收机处发生信号峰值的限幅(关于接收信号的信号峰值),例如这可以是如果使用具有低分辨率A/D转换器的成本优化的接收机的情形,或在发射机和接收机二者处对信号峰值进行限幅,则根据本发明,也可应用与针对发射机限幅所提供的方法恰好相同的方法。
对发射信号{Xk}的限幅造成额外的噪声,即所谓的限幅噪声,其使得对接收机处的发射调制符号的估计有所降级。限幅噪声的功率可以被计算为:
N clip = 1 σ 2 ∫ A ∞ r · e - r 2 2 σ 2 ( r - A ) 2 dr
其中2σ2是发射信号的功率,其中PAPR等于A2/(2σ2),并且其中发射信号幅度被认为是瑞利分布的。
积分给出:
N clip = 2 σ 2 · ( e - PAPR - 2 PAPR · π · Q ( 2 · PAPR ) )
在频域中,限幅噪声在所有子载波上延拓并且从频域角度看是高斯的。
对于不同的PAPR,可以预期下面的限幅噪声Nclip
  PAPR(dB)   限幅噪声Nclip(dB)
  3   -16.7
  4   -19.7
  5   -23.3
  6   -27.6
对于4dB的PAPR,可进一步预期下面的信噪比(S/N)降级,其中N表示传输噪声的平均功率,其包括热噪声和干扰噪声,并且其中S是接收信号的平均功率。
  S/N(dB)   S/(N+Nclip)
  13   12.2
  14   13.0
  15   13.7
  16   14.5
  17   15.1
  18   15.8
  19   16.3
由对发射信号的限幅造成的S/N中的降级因此是显然的。
返回到图2,接着限幅的发射信号
Figure A20048004414800193
在D/A实例24中进行数字模拟转化,随后在上变频实例25中上变频到射频并且接着经由发射天线26辐射出去。
图3示出图1的接收机3的主功能组件,其中接收机接收由发射机2所发射的信号的表示,其中该信号由发射机2和接收机3之间的传输信道的信道冲激响应滤波并且另外经历信道噪声。所述信道冲激响应合并了在传输期间施加在所述信号上的传播衰减、延迟、相移、频移以及大尺度和小尺度衰落的所有影响,并且所述传输噪声包括干扰噪声和热噪声,其中所述干扰噪声由在接收天线上回跳的来自其它发射机的信号造成,而所述热噪声主要由接收机前端中的硬件组件造成。
经由接收天线30接收由发射机发射的信号的所述表示,随后在下变频实例31中进行下变频,在A/D实例32中进行模拟数字转换,并且接着在实例33中进行同步以获得接收信号{rk}。在实例34中将与在实例22中的发射机2处添加的循环前缀相关联的前缀从接收信号{rk}中去除,其中相同的符号{rk}用于实例34的输入和输出处的接收信号。
在实例35中,接着对接收信号{rk}进行快速傅里叶变换(FFT),从而产生接收调制符号块{Rn},其中n=0,...,N-1。FFT在频域中分析在每个子载波n=0,...,N-1处的时域接收信号{rk}。
假设理想的同步,则所述接收调制符号块{Rn}中的所述接收调制符号Rn可以被表示成:
Rn=HnXn+Nn
其中Hn是子载波n的传输信道系数,而Nn是关于子载波n的频域噪声部分,其包含了传输噪声和限幅噪声两者的影响。
在不对本发明的范围进行限制的情况下,假设子载波传输信道系数Hn是完全已知的或者例如后来通过盲、半盲或非盲传输信道估计被估计出来。
作为由FFT实例35输出的接收调制符号决被馈入到加法器37,其中由迭代算法确定的受限幅影响的调制符号分量被添加到所述接收调制符号块以减轻在发射机处的限幅的影响。在该算法的第一次迭代中,所述受限幅影响的调制符号分量是未知的并且因此没有添加到所述接收调制符号块,因此所述加法器37的输出仍仅产生接收调制符号块{Rn}。在调制符号检测实例38中,接着估计所述接收调制符号块中包含的噪声部分,例如基于子载波的传输信道系数{Hn}和接收调制符号块{Rn},如下面将要更为详细讨论的。接着所述估计噪声部分
Figure A20048004414800211
被转发到实例39,其中确定受限幅影响的调制符号分量{Cn},接着该分量在所述加法器37中被添加到所述接收调制符号块{Rn}以获得精确的接收调制符号块 该精确的接收调制符号块
Figure A20048004414800213
用作到所述调制符号检测实例38的输入以便进行所述算法的下一次迭代。如果已经处理了所述算法的所有迭代,或如果所述算法确定不需要另外的迭代,则所述调制符号检测实例38产生发射调制符号块{Xn}的发射调制符号的估计
Figure A20048004414800214
并且输出该估计。
应该注意到如果将信道纠错(或均衡)实例构成图3的接收机3的组件链中的环路,则同样可以应用本发明。该信道纠错实例可以位于FFT实例35之后,可获得作为输入信号的接收调制符号块以及输出信道纠错的接收调制符号块。在该信道纠错的接收调制符号块中,子载波n的每个接收调制符号Rn例如可以由相应的传输信道系数Hn划分,从而根据迫零均衡准则对接收调制符号进行均衡。可选地,可以在信道纠错实例中应用基于最小均方误差准则的信道纠错。替代接收调制符号块,接着信道纠错的接收调制符号块用作加法器37的输入并且因此作为用于根据本发明的调制符号估计的迭代算法的输入。下面将讨论用以解决信道纠错而在实例38中所需的改变。
图4示出图3的接收机3的实例39的主要功能组件。实例39获得作为输入的、由接收机3的实例38估计的估计噪声部分 该估计噪声部分
Figure A20048004414800216
包括:
-傅里叶变换传输噪声(即热噪声和干扰噪声的和),其被添加到时域中的传输信号并且可以例如服从时域中的高斯分布,
-傅里叶变换限幅噪声,其源于时域中的发射信号的限幅并且包括时域中的离散峰值,以及
-估计噪声,其在噪声部分的估计期间造成,其中所述估计噪声包括频域中的离散峰值。
在IFFT实例390中,对该估计的噪声部分
Figure A20048004414800221
执行IFFT。该IFFT将频域估计的噪声部分 变换到时域噪声部分
Figure A20048004414800223
其被称为变换的估计噪声部分。该变换的估计噪声部分 包含:
-传输噪声
-限幅噪声,以及
-反向傅里叶变换估计噪声。
由于估计噪声的离散频域峰值由反向傅里叶变换而拖曳穿过时间域,并且由于传输噪声通常是高斯类型的,所以在变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800225
中限幅噪声的离散峰值应该是明显可见的,从而在发送信号{Xk}中发生限幅的限幅索引k’和相应的限幅差 c k ′ = x k ′ - X ~ k ′ 应该被展现。当然,随着传输噪声的功率和估计噪声的影响的减小,基于变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800227
确定限幅峰值的精确度增加。
甚至当传输噪声不能够被忽略时,传输噪声(例如,白高斯噪声)、反向傅里叶变换估计噪声和限幅噪声的概率分布通常是显著不同的,从而可以确定限幅索引k’和估计限幅差ck′。这在限幅峰值检测器391中执行。
接着可以将限幅差ck′插入由相应的限幅索引k’所规定的位置处的离散时间零信号(包括N个时刻)内以产生限幅峰值信号{Ck}。该限幅峰值信号可仅包括一个限幅峰值,如果优选的是每次迭代仅检测一个限幅峰值,或几个限幅峰值。
可通过在FFT实例392中对限幅峰值信号{Ck}执行FFT来跟踪限幅峰值信号{Ck}中的时域限幅峰值对频域中的调制符号块的影响,在所述FFT实例392的输出处产生受限幅影响的调制符号分量{Cn}。在加法器37中(图3)将这些受限幅影响的调制符号分量{Cn}添加到接收调制符号块{Rn}中以获得精确的接收调制符号块
Figure A20048004414800228
从而应该减轻或甚至完全消除发射信号的限幅对精确的接收调制符号块的影响。
图5是根据本发明的一个实施方式的用于估计调制符号的方法的流程图5。该流程图的步骤例如可以由图3中的接收机3中的实例37、38和39来执行。在流程图中,缩写“MS”偶而用于调制符号。
在第一步骤501中,将计数器变量初始化为零。在第二步骤502中,获得接收调制符号块{Rn},例如作为来自接收机3的FFT实例35的输出(图3)。
至少部分地基于该接收调制符号块,在步骤503中将发射调制符号块
Figure A20048004414800231
估计为发射调制符号的第一原始估计。可以将发射调制符号的硬判决估计定义为
X ^ n = min X ^ n ∈ { X } | R n - H n X n |
其中{X}表示由调制方案所限定的发射调制符号的有限调制符号字符表。
在步骤504中,基于所有N个子载波的接收调制符号块{Rn}、估计的发射调制符号块
Figure A20048004414800233
以及传输信道系数{Hn}估计频域噪声部分。
在步骤505中,接着经由IFFT将该频域噪声部分 变换到时域中的变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800235
在步骤506中,在变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800236
中查找一个或多个限幅峰值。这可以通过将下面参考图6的流程图所解释的算法来完成。通过根据先前的符号估计的限幅电平并假设限幅噪声、传输噪声和估计噪声的反向傅里叶变换源于不同的概率分布,该算法可以进一步得到增强。接着可估计一个或两个分布的参数以及计算源调制符号的概率。接着这些概率可形成用于在变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800237
中查找限幅峰值的基础。
返回到图5的流程图,在步骤507中,检查是否已经找到限幅峰值(这例如可通过检查可变的PeakFound来完成,下面将参考图6对其进行解释)。如果找到,则方法前进到步骤508,其中执行包含在限幅峰值信号{ck}中的限幅峰值的FFT以获得受限幅影响的调制符号分量{Cn}。
在步骤509中,这些受限幅影响的调制符号分量被添加到接收调制符号块以获得精确的接收数据符号块
在步骤510中,接着由精确的接收调制符号块
Figure A20048004414800242
来替换接收调制符号块{Rn},并且在步骤511中,计数器变量增加一。
在步骤512中,检查是否已经执行了预定数目的迭代。如果没有执行,则该方法跳回到步骤503并且执行新的迭代,其中当前的精确的接收调制符号块被用作基础。在该新的迭代中,相比较于前一次迭代的估计,已经可以预期显著改进的对发射调制符号块的估计,因为至少一个限幅峰值的影响已经从接收调制符号块消除。该改进的发射调制符号块的估计导致了步骤504中的噪声部分的估计,该估计包括相比较于前一次迭代更少的估计噪声,并因此改进了变换的估计噪声部分(步骤505和506)中的限幅峰值的随后检测。
由于在每次的迭代步骤中减小了变换估计噪声部分的估计噪声的量,所以可以具有优势地基于该限幅峰值的单个阈值(相较于图6的步骤608)仅检测每次迭代中的最强烈的限幅峰值。
如果已经执行了预定数目的迭代,则该方法执行步骤513,其中例如以与步骤503中相同的方式确定发射调制符号块{Xn}的最终估计 在步骤503和513中,因此可以如上所限定地确定硬判决估计。然而应该注意到,在步骤510中获得的精确的接收调制符号块代表软判决输出,即,当生成发射调制符号块的硬判决估计时,对于每个估计的发射调制符号
Figure A20048004414800244
例如由差 所代表的额外软判决信息可以被生成并且当进一步处理所述估计的发射调制符号块时可以被使用(例如在FEC技术的范围内)。
如果在步骤507中确定没有在变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800246
中找到限幅峰值,则还执行步骤513。
最后,在步骤514中,输出所述发射调制符号块的最终估计
Figure A20048004414800247
在图5的流程图5中,假设在接收机3(图3)的FFT实例35后没有执行信道纠错。然而如果执行了信道纠错,即如果接收信号被傅里叶变换并且随后被信道纠错以获得接收信号块,该接收信号块接着被用作根据本发明的方法的输入信号,则步骤503、504和513必须被稍微地修改以解决信道纠错。特别地,在步骤503和514中,发射调制符号估计可以被定义为
X ^ n = min X ^ n ∈ { X } | R n - X n |
并且在步骤504中,噪声部分可以被估计为 { N ^ n } = { R n } - { X ^ n } . 图5的流程图的其它步骤基本保持不变。
图6示出根据本发明的一个实施方式的用于在变换的估计噪声部分中查找限幅峰值的方法的流程图,其例如可以由接收机3的限幅峰值检测器391(图4)来执行。
在第一步骤601中,例如从接收机3的IFFT实例390(图4)获得变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800253
在步骤602到606,确定在所述变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800254
中具有最大平方的值
Figure A20048004414800255
并且存储索引k′、值 c k ′ = n ^ k ′ 和该值的功率 P ′ = | n ^ k ′ | 2 .
在步骤607中,通过将变换的估计噪声部分中除值 c k ′ = n ^ k ′ 以外的所有N个值的平方绝对值进行求和并归一化于N-1来计算平均功率 P。当确定平均功率 P时,还可以有利地估计变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800259
中的限幅峰值数目Kclip,例如通过将变换的估计噪声部分的每个值与特定的阈值进行比较,并且当确定平均功率时,则接着排除相应的假设Kclip限幅峰值。接着,作为由因子N-1进行归一化的替代,如在步骤605中所示出的,利用因子N-Kclip执行归一化,并且可以获得更少地依赖于限幅峰值的功率而更多地依赖于传输噪声的功率的更为简明的平均噪声功率。
在步骤608中,接着检查该值的功率P′的值与平均功率 P之间的比值是否大于预定的阈值。如果大于预定的阈值,则已经发现限幅峰值,在步骤609中,将变量PeakFound设置成TRUE,而由它的索引k′和其值ck′表征的限幅峰值被复制到限幅峰值信号{ck}。在将第一限幅峰值信号复制进去以前,该限幅峰值信号{ck}包括等于零的N个值。例如可以在图5的流程图5的步骤507中检查PeakFound以确定是否已经找到峰值。
应该注意到在包括其它的情况中,步骤608解决这种情况,其中在接收机处没有发生限幅并且限止算法将具有最大功率的值{ck′}(其实际仅仅是最大传输噪声峰值)考虑成需要被纠正的限幅峰值。然而,甚至当预定的阈值小到不足以支持这种情形并且最大传输噪声峰值被认为是限幅峰值时,该峰值将在频域中的所有子载波上被延拓并且将仅造成接收调制符号块的小的纠错,尤其对于高S/N值。
最后,如果在步骤608中检测到没有找到限幅峰值,则将变量PeakFound设置成FALSE。
在图6的流程图6中,示例性地假设在每次迭代步骤中仅检测到一个限幅峰值。当然,为了加速根据本发明的方法,可以通过稍微修改流程图6来检测多于一个的限幅峰值。
图7包含了一组图,这些图示出根据图5的流程图的用于估计调制符号的算法的五个不同迭代中变换的估计噪声部分。这些图从20dB的S/N和4dB的PAPR开始。
在图7的第一幅图70中,以归一化表示来示出作为发射信号的离散时刻的函数的时域限幅噪声的绝对值。限幅噪声中的峰值清晰地指示出发射信号{xk}的限幅发生在哪个时刻以及发射信号被限幅至什么程度。
图7的第二幅图71示出在时域中的加性白高斯噪声(AWGN)处理的实现的绝对值,其代表发射信号{xk}通过传输信道进行传输期间被添加到该发射信号的传输噪声。
图7的第三幅图72-1示出如在图5的算法的第一次迭代中的步骤505中确定的变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800261
所述变换的估计噪声部分代表了以下各项的和,即图7的第一幅图的限幅噪声、图7的第二幅图的AWGN传输噪声以及在估计噪声部分
Figure A20048004414800262
的处理中(参见图5的流程图中的步骤504)所造成的反向傅里叶变换估计噪声部分
Figure A20048004414800263
其用作确定变换的估计噪声部分 (参见图5的流程图中的步骤505)的基础。当噪声部分和估计噪声部分之间的差
Figure A20048004414800265
源于发射调制符号块
Figure A20048004414800266
的错误估计(相比较于图5的流程图的步骤504),则所述差在频域中是离散的,即,它仅包含了针对子载波的峰值,而针对子载波,发射调制符号被错误的估计了。相应地,当变换的估计噪声部分由对估计的噪声部分进行反向傅里叶变换而确定时,反向傅里叶变换将造成这些离散峰值拖曳穿过时域并接着在每个时刻处造成类似低幅噪声的表示。
可从图7的第三幅图72-1看出,在变换的估计噪声部分,限幅峰值依然是清晰可见的,并且通过对变换的估计噪声部分 应用根据图6的流程图的算法,可以检测最大限幅峰值701的索引k′和值ck′。该时域限幅峰值701接着被变换回频域,作为受限幅影响的调制符号分量,这就将受时刻k′的发射信号的限幅影响的所有发射调制符号的那些分量进行了恢复。
图7的第四幅图72-2示出如在该算法的第二次迭代中所获得的变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800272
通过比较图72-1和72-2可以轻易看出,限幅峰值701不再出现在第二次迭代的变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800273
中,因为当添加所述受限幅影响的调制符号分量{Cn}以获得前次迭代中的精确的接收调制符号块
Figure A20048004414800274
时,已经从接收调制符号块{Rn}中去除了该限幅峰值701的影响。精确的接收调制符号块
Figure A20048004414800275
现在用作第二次迭代中的噪声部分的估计
Figure A20048004414800276
基础。
根据图5的流程图的步骤504,该噪声部分的估计
Figure A20048004414800277
首先需要发射调制符号块的估计
Figure A20048004414800278
由于已经通过去除限幅峰值701而减小了限幅噪声,所以可以预计该估计
Figure A20048004414800279
将比它的第一次迭代的相应估计具有较少的错误。尽管限幅峰值701的确定值ck′包含由估计噪声所造成的不可避免的错误,这仍然是可以保持的。然而,由于时域中限幅峰值701的去除仅影响时刻k′,另外该不可避免的错误仅影响该时刻k′,并且通过针对时刻k′比较图72-1和72-2可以看出,在时刻k′得到的变换的估计噪声部分值明显小于图72-1中的时刻k′的限幅峰值。
由于噪声部分的估计 的质量取决于发射调制符号块的估计的质量,所以第二次迭代中的改进的估计 直接导致改进的估计
Figure A200480044148002713
并因此也导致改进的变换的估计噪声部分
Figure A200480044148002714
由根据该变换的估计的噪声部分
Figure A20048004414800281
可再次确定最强烈的限幅峰值702。
总之,可以说在每次迭代中,接收调制符号块中的限幅噪声被减小,这就允许了改进的发射调制符号块的估计。该改进的发射调制符号块的估计则允许了改进的噪声部分的估计,从而估计噪声对变换的估计噪声部分的影响被减小。基于该改进的变换估计噪声部分,则可以更为简明地检测到最强烈的限幅峰值。这就是为什么当应用在多次迭代中时,本发明相当具有优势的原因。
图72-3到72-5示出了用于估计发射调制符号的第三、第四和第五次迭代中的变换的估计噪声部分
Figure A20048004414800282
以及在相应的迭代中被去除的限幅峰值703、704和705。通过比较具有增加的迭代数目的图72-1到72-5可以轻易看出变换的估计噪声部分的峰值被显著地减小。
图8是示出对于本发明的方法的不同数目的迭代、作为平均信噪比S/N函数的平均误比特率(BER)的示图。这里,在S/N中仅考虑传输噪声的功率。
最底下的曲线代表在其中没有发生发射信号的限幅的OFDM系统中可获得的平均BER,例如由于具有可覆盖发射信号的值的所有发生的绝对值的动态范围的高质量功率放大器。相比较而言,剩余的四条曲线示出当发生具有4dB的PAPR限幅时的BER。
这里,最上边的曲线示出当没有采取动作以减轻限幅对估计发射调制符号的影响时所获得的BER。这代表了当将本发明的方法的迭代的次数设置为零时可获得的结果。
在这两条限制的曲线之间的三条曲线代表当本发明的方法的迭代数目增加到5、10和15次时可获得的BER结果。可以容易看出相比较于具有零次的迭代,可获得巨大的改进,尤其在高的S/N区域,这例如在部署有高阶调制(例如16-QAM)并因此需要具有足够高的S/N的操作点的系统中碰到。还可以进一步导出通过将迭代的次数从5增加到10可增加性能,但是将迭代的次数进一步增加到超过10时不会产生显著的性能增益。
因此根据本发明的方法提供了强有力的手段以在遭受发射和/或接收信号的限幅的OFDM系统中对抗调制符号估计质量的降级。其提供对发射调制符号的有效和精确的重构而并不使得随后的接收机功能降级。
另外,相比较于现有技术,根据本发明的方法是盲的并且不需要在接收机处的发射机和/或接收机限幅电平的知识。特别地,不需要发射机和接收机之间的额外信令,并且本方法不依赖于导频或任何已知的子载波。根据本发明的方法完全独立于发射机和/或接收机的实施并且可利用任何的OFDM发射机和/或接收机来使用。
通过根据本发明的方法可获得用于固定平均BER的S/N增益(相比较于不对抗由限幅所导致降级的方法的S/N),该增益可以被有效地应用于减小成本敏感的终端中的传输功率,或允许甚至更低的限幅电平,这也同样减小终端的成本。这也可以仅利用小数目的迭代来实现,例如5次,并且相对于不对抗由限幅造成的降级的调制符号估计技术,这提供了可承受的计算开销。另外,可在基带中执行本发明的方法的完整实施并因此是相当划算的,因为仅可能需要软件修改。
已经通过优选的实施方式描述了本发明。应该注意到的是对于本领域技术人员来说存在可选方式和变形是明显的并且在不偏离本发明的范围和精神的情况下实现。特别地,本发明不限于OFDM系统,其中对发射调制符号块进行反向傅里叶变换以获得所述发射信号,并且其中对所述接收信号进行傅里叶变换以获得所述接收调制符号块。本发明可以同样地应用到使用不同处理以获得所述发射信号和所述接收信号块的系统中,例如希尔波特或小波变换或扩频或解扩。另外,本发明不限于部署在仅在发射机处发生限幅的系统中,其在接收机处或同时在发射机和接收机处发生限幅的系统中也能充分地提高符号估计的性能。

Claims (16)

1.一种用于调制符号传输系统中调制符号估计的方法,其中发射调制符号块在该系统中被处理以获得发射信号,所述发射信号在该系统中通过传输信道被发射以获得接收信号,所述接收信号在该系统中被处理以获得接收调制符号块,并且在该系统中,如果信号峰值超出限幅电平,则所述发射信号和所述接收信号中的至少一个的信号峰值被限幅,所述方法包括:
-估计包括在所述接收调制符号块中的噪声部分;
-基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量;
-将所述确定的受限幅影响的调制符号分量添加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块;以及
-根据所述精确接收调制符号块估计所述发射调制符号块的所述发射调制符号。
2.根据权利要求1所述的方法,其中对所述发射调制符号块进行反向傅里叶变换以获得所述发射信号,并且其中对所述接收信号进行傅里叶变换以获得所述接收调制符号块。
3.根据权利要求1所述的方法,其中对所述发射调制符号块进行反向傅里叶变换以获得所述发射信号,并且其中对所述接收信号进行傅里叶变换,随后进行信道纠错以获得所述接收调制符号块。
4.根据权利要求1到3中的任意一项的方法,其中在至少两次迭代中重复以下步骤,估计包括在所述接收调制符号块中的噪声部分,基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量,并且将所述确定的受限幅影响的调制符号分量添加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块,其中在每次迭代后,所述精确的接收调制符号块用作下一次迭代的所述接收调制符号块,并且根据至少两次迭代中的最后一次迭代所获得的精确的接收调制符号块来估计所述发射调制符号块。
5.根据权利要求1到4中任意一项所述的方法,其中所述估计包含在所述接收调制符号块中的噪声部分的步骤包括:
-根据所述接收调制符号块估计所述发射调制符号块,
其中至少基于所述估计的发射调制符号块和所述接收调制符号块来估计所述噪声部分。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述噪声部分的所述估计进一步基于关于传输信道的信息。
7.根据权利要求1到6中的任意一项的方法,其中基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量的所述步骤包括:
-对所述估计的噪声部分进行反向傅里叶变换以获得变换的估计噪声部分;
-在所述变换的估计噪声部分中查找至少一个限幅峰值;以及
-如果发现了所述至少一个限幅峰值,则对所述至少一个限幅峰值进行傅里叶变换以获得所述受限幅影响的调制符号分量。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述变换的估计噪声部分中的至少一个限幅峰值满足这样的条件,即所述限幅峰值的所述值的功率与所述变换的估计噪声部分中除所述限幅峰值的所述值以外的所有值的平均功率的比值大于预定的阈值。
9.根据权利要求7和8中的任意一项所述的方法,所述包括在所述接收数据符号块中的所述噪声部分包括由所述信号峰值的所述限幅造成的限幅噪声、在通过所述传输信道的所述传输期间添加到所述发射信号的传输噪声以及源于所述噪声部分的所述估计的估计噪声的表示,其中估计涉及所述限幅噪声、所述传输噪声和所述估计噪声的概率分布的参数,并且其中在查找所述变换的估计噪声部分的所述至少一个限幅峰值的所述步骤中至少部分地考虑所述参数。
10.根据权利要求1到9中的任意一项所述的方法,其中通过根据相位调制和/或幅度调制方案将至少四个传输数据比特的一组比特映射到所述传输调制符号来获得所述每个发射调制符号。
11.一种计算机程序,该程序具有可操作用以使得处理器执行根据权利要求1到10的任意一项所述的方法步骤的指令。
12.一种计算机程序产品,该程序产品包括具有可操作用以使得处理器执行根据权利要求1到10任意一项所述的方法步骤的指令的计算机程序。
13.一种用于调制符号传输系统中的调制符号估计的设备,其中所述发射调制符号块在该系统中被处理以获得发射信号,所述发射信号在该系统中通过传输信道被发射以获得接收信号,所述接收信号在该系统中被处理以获得接收调制符号块,并且在该系统中,如果信号峰值超出限幅电平,则所述发射信号和所述接收信号中的至少一个的信号峰值被限幅,所述设备包括:
-设置用于估计包括在所述接收调制符号块中的噪声部分的装置;
-设置用于基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量的装置;
-设置用于将所述确定的受限幅影响的调制符号分量添加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块的装置;以及
-设置用于根据所述精确的接收调制符号块估计所述发射调制符号块的所述发射调制符号的装置。
14.根据权利要求13所述的设备,其中所述设备是无线通信系统的终端或所述终端的一部分。
15.根据权利要求13所述的设备,其中所述设备是无线通信系统中的网元或所述网元的一部分。
16.一种用于调制符号传输的系统,该系统包括发射机和接收机,其中所述发射机包括:
-设置用于处理发射调制符号块以获得发射信号的装置,以及
-设置用于通过传输信道向所述接收机发射所述发射信号的装置;
并且其中所述接收机包括:
-设置用于接收来自所述发射机的所述发射信号以获得接收信号的装置;
-设置用于处理所述接收信号以获得接收调制符号块的装置;
-设置用于估计包含在所述接收调制符号块中的噪声部分的装置;
-设置用于基于所述估计的噪声部分确定受限幅影响的调制符号分量的装置;
-设置用于将所述确定的受限幅影响的调制符号分量添加到所述接收调制符号块以获得精确的接收调制符号块的装置;以及
-设置用于根据所述精确的接收调制符号块估计所述发射调制符号块的所述发射调制符号的装置,
并且其中如果所述信号峰值超出限幅电平,则所述发射信号和所述接收信号中的至少一个的信号峰值被限幅。
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