CN101146082B - Ofdm接收机及ofdm信号接收方法 - Google Patents

Abstract

一种OFDM接收机，包括：OFDM信号接收装置，用于接收正交频分复用信号；信道特性估计装置，用于估计信道特性；时间方向信道估计装置，用于信道特性的估计；判断装置，用于判断时间方向信道的估计结果；切换控制装置，用于根据关于时间方向信道的估计结果的判断结果来切换时间方向信道估计的有无；以及传输失真补偿装置，用于对由OFDM信号接收装置接收并经受快速傅立叶变换的OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理。

Description

OFDM接收机及OFDM信号接收方法

相关参考及交叉申请

本发明包含于2006年9月12日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-247096的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及用于接收正交频分复用(OFDM)信号并解调OFDM信号的OFDM接收机及OFDM信号接收方法。

背景技术

被称为正交频分复用(OFDM)系统的调制系统被用作地面数字广播系统的调制和解调系统。这种OFDM系统是用于提供传输频带中大量的正交副载波信号，给各个副载波信号的振幅和相位分配数据，以及根据PSK(相移键控)或QAM(正交幅度调制)数字地调制信号的系统。

OFDM系统具有以下特性：由于传输频带被大量的副载波信号分割，所以尽管每一个副载波信号的频带变窄并且降低了调制速度，但总体的发射速度与过去调制系统中的发射速度相同。OFDM系统还具有由于并行传输大量的副载波信号，所以降低了符号(symbol)速度的特性。因此，在OFDM系统中，可以减小相对于符号时间长度的多路的时间长度，并且发射较少受多路干扰的影响。进一步，OFDM系统具有以下特性：由于将数据非配给多个副载波，所以可以通过在调制期间使用执行傅立叶逆变换的IFFT(快速傅立叶逆变换)运算电路以及在解调期间使用执行傅立叶变换的FFT(快速傅立叶变换)运算电路来形成发射和接收电路。

由于OFDM系统具有上述特性，所以通常将OFDM系统应用于被多路干扰强烈影响的地面数字广播。当地面数字广播使用这种OFDM系统时，存在诸如DVB-T(地面数字视频广播)、ISDB-T(地面集成业务数字广播)以及ISDB-TSB(集成业务数字广播-地面声音广播)的标准(例如，参见“Receiver for Terrestrial Digital SoundBroadcast-Standard(Desirable Specifications)ARIB STD-B30 version1.1”，无线电工业和商业协会，2001年5月31日决定，2002年3月28日修订，以及“Transmission System for Terrestrial Digital SoundBroadcast ARIB STD-B29 version 1.1”，无线电工业和商业协会，2001年5月31日决定，2002年3月28日修订)。

通过被称为OFDM符号的符号单位传输OFDM系统中的发射信号。这种OFDM符号包括有效符号和保护间隔，其中，有效符号是在发射期间执行IFFT的信号周期，以及在保护间隔中，直接复制该有效符号后半部分的波形。在OFDM符号的前半部分中设置该保护间隔。在OFDM系统中，设置这种保护间隔以改善多路抗性。集中多个OFDM符号以形成一个OFDM传输帧。例如，在ISDB-T标准中，通过204个OFDM符号形成1个OFDM传输帧。以这种OFDM传输帧单位作为基准设定导频信号的插入位置。

在QAM系统的调制被用作每个副载波的调制系统的OFDM系统中，由于传输期间多路等的影响，振幅和相位特性对于每个副载波信号是不同的。因此，在接收侧，需要均衡接收信号以使对于每个副载波的振幅和相位相等。在OFDM系统中，在发射侧，在传输信号的传输符号中离散地插入预定振幅和预定相位的导频信号。在接收侧，使用导频信号的振幅和相位计算信道的频率特性，并且根据计算的信道特性均衡接收信号。

用于计算信道特性的导频信号被称作离散导频(SP)信号。

在图17的框图中示出日本数字地面广播标准的ISDB-T的基本OFDM接收机的结构。

OFDM接收机100包括天线101、调谐器102、带通滤波器(BPF)103、A/D转换器104、数字正交解调器105、FFT运算电路106、导频使用信道估计器107、信道失真补偿器108、误差校正电路109、传输参数解码器110、延迟剖面(profile)估计器111、以及窗口(window)再生器112。

从广播站传送的数字广播的广播波由OFDM接收机100的天线101接收并提供给调谐器102作为RF信号。

调谐器102包括本机振荡器102b和乘法电路102a。调谐器102将通过天线101接收的RF信号频率转换为IF信号。由调谐器102获得的IF信号由带通滤波器(BPF)103进行滤波，然后被A/D转换器104数字化并提供给数字正交解调器105。

数字正交解调器105使用预定频率(载波频率)的载波信号正交解调被数字化的IF信号，并输出基带的OFDM信号。从数字正交解调器105输出的基带OFDM信号是经受FFT运算前在所谓时域中的信号。因此，数字正交解调之后以及在FFT运算之前的基带信号在下文中被称作OFDM时域信号。作为正交解调的结果，该OFDM时域信号变为包括实轴分量(I信道信号)和虚轴分量(Q信道信号)的复信号。将由数字正交解调器105输出的OFDM时域信号提供给FFT运算电路106、窗口再生器112、以及延迟剖面估计器111。

FFT运算电路106对OFDM时域信号应用FFT运算，提取在每个副载波中正交调制的数据，并输出该数据。从FFT运算电路106中输出的信号是经受FFT运算之后所谓频域的信号。因此，FFT运算之后的信号被称作OFDM频域信号。

FFT运算电路106从一个OFDM符号中提取有效符号长度范围中的信号，即，从一个OFDM符号中排除保护间隔的范围，并对提取的OFDM时域信号应用FFT运算。具体地，开始运算操作的位置是从OFDM符号的边界到保护间隔的末端位置的任意位置。该运算操作范围被称作FFT窗口。

在OFDM接收机100中，通过窗口再生器112执行该FFT窗口位置的指定。作为窗口再生器112，例如，众所周知用于使用OFDM时域信号根据保护间隔周期的相关值的检测执行窗口再生的装置以及用于使用延迟剖面估计器111估计信道的延迟剖面并执行窗口再生的装置。

通过FFT运算电路106获取的OFDM频域信号被提供至SP信号提取电路107a。SP信号提取电路107a仅提取所插入的SP信号，并去除导频信号的调制分量，以计算SP位置中的信道特性。

将通过SP信号提取电路107a计算的SP位置中的信道特性提供给时间方向信道估计器107b。时间方向信道估计器107b为每个OFDM符号估计配置SP信号的副载波的信道特性。时间方向信道估计器107b可以为所有OFDM符号在频率方向上估计每3个副载波的信道特性。

频率方向信道估计器108b对通过时间方向信道估计器107b对每3个副载波计算的信道特性在频率方向上应用处理，并计算OFDM符号中所有副载波的信道特性。

结果，可以为OFDM信号的所有副载波估计信道特性。补偿器108a使用由频率方向信道估计器108b提供的所有副载波的信道特性从通过FFT运算电路106计算的OFDM频域信号中去除归因于信道的失真。

传输参数解码器110通过对插入传输参数信息的副载波进行解码来从OFDM频域信号中提取传输参数信息，并将传输参数信息提供给误差校正电路109。

误差校正电路109根据由传输参数解码器110提供的传输参数信息对OFDM频域信号(通过信道失真补偿器108从中去除信道失真)应用去交错处理。误差校正电路109输出OFDM频域信号作为通过收缩译码(depuncture)、Viterbi、扩散信号去除、以及RS解码的解码数据。

延迟剖面估计器111计算信道的脉冲响应并将脉冲响应提供给窗口再生器112。作为延迟剖面估计的方法，例如，采用使用匹配滤波器(使用OFDM时域信号将保护间隔周期设定为抽头系数)的方法以及通过使由导频使用信道估计器107b提供的信道特性经受IFFT来计算延迟剖面的方法。

发明内容

在DVB-T标准和ISDB-T标准中，在符号方向上，每4个符号插入SP信号，在频率方向上，每12个载波插入SP信号。在使用这种配置执行时间方向信道的估计并使用估计结果估计频率方向上的信道的方法中，众所周知，在可估计信道特性上存在限制，即，多普勒频率应该等于或低于1/(Tg+Tu)/8[Hz]，并且延迟应该等于或小于Tu/3[s]。Tg为保护间隔长度，Tu为有效符号长度。

当过去的OFDM接收机100使用通过执行时间方向信道的估计所获取的结果对信道估计和窗口再生执行信道剖面估计时，信道中的时间波动速度增大，并且不满足多普勒频率应该等于或低于1/(Tg+Tu)/8[Hz]的条件。则OFDM接收机100不能估计时间方向信道。结果，OFDM接收机100执行错误的信道估计。这使得难以正确地执行信道失真补偿并引起显著的劣化。

关于信道失真补偿，众所周知如图18中所示的OFDM接收机100A通过使用每12个载波的SP信号执行频率方向信道的估计而不执行时间方向信道的估计来估计频域中的信道特性的方法。但是，通过这种方法，由于可被估计的最大延迟为Tu/12[s]，所以相对于延迟扩展的可估计范围变窄。

在图18所示的OFDM接收机100A中，图17所示OFDM接收机100中的导频使用信道估计器107仅包括SP信号提取电路107a。在图18中，由相同的参考数字和符号表示与OFDM接收机100相同的部件，并省略对这些部件的解释说明。

在图19中示出了当没有执行时间方向信道的估计时通过频率方向信道估计器估计的副载波的状态。

在窗口再生中，执行了错误的延迟剖面估计，引起保护适应匹配滤波器输出和剖面的不一致性，并在错误的位置中生成FFT触发脉冲。

在图20和21中示出了在信道中快速波动和不能估计时间方向信道情况下的导频IFFT输出的实例。如图20所示，在一个波的情况下，发生主路径的偏移和功率渗漏。如图21所示，在两个波的情况下，发生任意一条主路径或两条主路径的偏移和功率渗漏及回声。

因此，需要提供OFDM接收机和OFDM信号接收方法，用于精确地执行频域中信道的估计和时域中信道的估计，而不会劣化多路耐性(即使难以估计时间方向信道的快速移动的环境中)，执行适当的信道失真校正和窗口再生，以及提高在动环境中的接收性能。

从此得到的其它目的和特定优点将在实施例的下列解释中变得更加显而易见。

如图20和21所示，在信道快速波动并且不能估计时间方向信道的情况下，路径偏移Tu/12的整数倍，或者功率在导频IFFT输出中渗漏。因此，根据本发明的实施例，OFDM接收机通过将导频IFFT输出和保护间隔相关性运算电路的输出进行比较以及将导频IFFT输出和保护适应匹配滤波器的输出进行比较来生成估计时间方向信道的结果信号。根据这个信号，OFDM接收机判断OFDM接收机是否处于快速移动环境中。在快速移动情况下，OFDM接收机仅执行频率方向信道的估计，而不执行时间方向信道的估计。此外，OFDM使用结果信号判断时域中的信道特性。

根据本发明的一个实施例，提供了一种OFDM接收机，包括：OFDM信号接收装置，用于接收正交频分复用(OFDM)信号；信道特性估计装置，用于使用OFDM频域信号中的导频信号估计信道特性，所述OFDM频域信号通过使由OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)而获得；时间方向信道估计装置，用于在信道特性估计装置中估计信道特性；判断装置，用于判断通过时间方向信道估计装置估计时间方向信道的结果；切换控制装置，用于根据判断装置对时间方向信道的估计结果的判断结果，切换在所述信道特性估计装置中是否存在时间方向信道估计装置对时间方向信道的估计；以及传输失真补偿装置，用于基于由信道特性估计装置估计的信道特性，对由OFDM信号接收装置接收并经受快速傅立叶变换的OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种OFDM信号接收方法，接收正交频分复用(OFDM)信号，使用通过使所接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)获得的OFDM频域信号中的导频信号来估计信道特性，以及基于估计的信道特性对经受了快速傅立叶变换的OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理，该OFDM信号接收方法包括：判断用于估计信道特性的时间方向信道的估计结果；以及根据判断结果切换是否在信道特性的估计中对时间方向信道进行估计。

根据本发明的再一实施例，提供了一种OFDM接收机，包括：OFDM信号接收装置，用于接收正交频分复用信号；信道特性估计装置，用于使用通过使由OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)获得的OFDM频域信号中的导频信号估计信道特性；时间方向信道估计装置，用于在信道特性估计装置中估计信道特性；判断装置，用于判断通过时间方向信道估计装置估计时间方向信道的结果；时域信道特性估计装置，用于使时间方向信道估计装置的时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换(IFFT)，并估计时域中的信道特性；FFT窗口再生装置，用于根据由时域信道特性估计装置估计的时域信道特性执行FFT窗口再生以指定快速傅立叶变换的运算操作范围；以及传输失真补偿装置，用于基于由信道特性估计装置估计的信道特性对由OFDM信号接收装置接收并经受快速傅立叶变换的OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理。FFT窗口再生装置根据判断装置对时间方向信道的估计结果的判断结果将时域中信道特性估计的路径存在位置偏移有效符号长度的1/12的恒定倍数。

根据本发明的又一实施例，提供了一种OFDM信号接收方法，接收正交频分复用(OFDM)信号，使用通过使接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)获得的OFDM频域信号中的导频信号估计信道特性，以及基于估计的信道特性对经受了快速傅立叶变换的OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理，该OFDM信号接收方法包括：使用OFDM频域信号中的导频信号估计时间方向上的信道；使时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换(IFFT)，并估计时域中的信道特性；判断用于估计信道特性的时间方向信道的估计结果；根据时域中的信道特性执行用于指定快速傅立叶变换的运算操作范围的FFT窗口再生；以及根据关于时间方向信道的估计结果的判断结果将时域中的信道特性估计的路径存在位置偏移有效符号长度的1/12的恒定倍数。

根据本发明的又一实施例，提供了一种OFDM接收机，包括：OFDM信号接收装置，用于接收正交频分复用信号；信道特性估计装置，用于使用通过使由OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)获得的OFDM频域信号中的导频信号估计信道特性；时间方向信道估计装置，用于在信道特性估计装置中估计信道特性；判断装置，用于判断通过时间方向信道估计装置估计时间方向信道的结果；切换控制装置，用于根据判断装置对时间方向信道的估计结果的判断结果，切换在信道特性估计装置中有无时间方向信道估计装置对时间方向信道的估计；时域信道特性估计装置，用于使时间方向信道估计装置的时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换(IFFT)，并估计时域中的信道特性；FFT窗口再生装置，用于根据由时域信道特性估计装置估计的时域信道特性执行用于指定快速傅立叶变换的运算操作范围的FFT窗口再生；以及传输失真补偿装置，用于基于由信道特性估计装置估计的信道特性对由OFDM信号接收装置接收并经受快速傅立叶变换的OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理。切换控制装置根据判断装置对时间方向信道的估计结果的判断结果来切换在信道特性估计装置中有无时间方向信道估计装置对时间方向信道的估计。FFT窗口再生装置将时域中估计信道特性的路径存在位置偏移有效符号长度的1/12的恒定倍数。

根据本发明的再一实施例，提供了一种OFDM信号接收方法，接收正交频分复用(OFDM)信号，使用通过使所接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)获得的OFDM频域信号中的导频信号来估计信道特性，以及基于所估计的信道特性对经受了快速傅立叶变换的OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理，该OFDM信号接收方法包括：使用在OFDM频域信号中的导频信号估计时间方向上的信道；使时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换(IFFT)，并估计时域中的信道特性；判断用于估计信道特性的时间方向信道的估计结果；根据判断结果切换在信道特性的估计中有无时间方向信道的估计；根据时域中的信道特性执行用于指定快速傅立叶变换的运算操作范围的FFT窗口再生；以及根据关于时间方向信道的估计结果的判断结果将时域中估计信道特性的路径存在位置偏移有效符号长度的1/12的恒定倍数。

根据本发明的实施例，能够精确地执行频域中的信道估计和时域中的信道估计，而不会劣化多路耐性(即使在难以估计时间方向信道的快速移动环境中)。这使得可以实现适当的信道失真校正和窗口再生，并提高移动环境中的接收性能。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的OFDM接收机的结构框图；

图2是用于解释OFDM信号的传输符号的示图；

图3是用于解释OFDM信号中的SP信号的配置图案的示图；

图4是用于解释通过OFDM接收机中的时间方向信道估计器估计的副载波的示图；

图5是用于解释通过OFDM接收机中的频率方向信道估计器估计的副载波的示图；

图6是示出OFDM接收机中的窗口再生器和延迟剖面估计器以及与其相关的外围电路的细节的框图；

图7是示出OFDM接收机中的保护间隔性相关运算电路的结构框图；

图8是用于解释保护间隔相关性的示图；

图9是用于解释OFDM接收机中的保护适应匹配滤波器的结构框图；

图10是用于解释保护适应匹配滤波器的定时的示图；

图11是示出通过OFDM接收机中的导频IFFT计算的信道的脉冲响应在2波多路情况下的输出波形图；

图12是示意性示出通过OFDM接收机中的时间方向信道估计结果判断电路判断有无主路径偏移的方法的示图；

图13是示意性示出通过时间方向信道估计结果判断电路判断有无主路径的功率渗漏的方法的示图；

图14是示意性示出通过时间方向信道估计结果判断电路判断有无回声偏移的方法的示图；

图15是示意性示出通过时间方向信道估计结果判断电路判断有无回声的功率渗漏的方法的示图；

图16是示出时间方向信道估计结果判断电路的操作的流程图；

图17是示出过去的ISDB-T的OFDM接收机的基本结构的框图；

图18是示出通过使用每12个载波的SP信号执行频率方向信道估计而不执行时间方向信道估计来估计频域中的信道特性的OFDM接收机的结构框图；

图19是示出当不执行时间方向信道的估计时通过频率方向信道估计器估计的副载波的状态示图；

图20是示出在信道中快速波动并且估计时间方向信道失败的情况下一个波的导频IFFT输出的实例的示图；以及

图21是示出在信道中快速波动并且估计时间方向信道失败的情况下两个波的导频IFFT输出的实例的示图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。不用说，本发明不限于下述实施例，并且在不背离本发明精神的情况下可以进行任意修改。

例如，本发明被应用于具有图1所示结构的OFDM接收机50。

OFDM接收机50包括天线1、调谐器2、带通滤波器(BPF)3、A/D转换器4、数字正交解调器5、FFT运算电路6、导频使用信道估计器7、信道失真补偿器8、误差校正电路9、传输参数解码器10、延迟剖面估计器11、窗口再生器12、以及时间方向信道估计结果判断电路13。

通过OFDM接收机50的天线1接收从广播站发射的数字广播的广播波，并将其作为RF信号提供给调谐器2。

调谐器2包括本地振荡器2b和乘法电路2a。调谐器2将通过天线1接收的RF信号频率转换成IF信号。通过调谐器2获得的IF信号被带通滤波器(BPF)3滤波，然后，通过A/D转换器4被数字化并提供给数字正交解调器5。

数字正交解调器5使用预定频率(载波频率)的载波信号正交解调被数字化的IF信号，并输出基带的OFDM信号，即，OFDM时域信号。作为正交解调的结果，该OFDM时域信号变成包括实轴分量(I信道信号)和虚轴分量(Q信道信号)的复信号。将由数字正交解调器5输出的OFDM时域信号提供给FFT运算电路6、窗口再生器12、以及延迟剖面估计器11。

FFT运算电路6对OFDM时域信号执行FFT操作，提取在每个副载波中正交调制的数据，并输出OFDM频域信号。FFT运算电路6从一个OFDM符号中提取有效符号长度范围内的信号，即，从一个OFDM符号中排除保护间隔的范围，并对提取的OFDM时域信号应用FFT运算。具体地，如图2所示，开始运算操作的位置为从OFDM符号的边界(图2中的位置A)到保护间隔的末端位置(图2中的位置B)的任意位置。该运算操作范围被称作FFT窗口。

在OFDM接收机50中，通过窗口再生器12执行该FFT窗口位置的指定。作为窗口再生器12，例如，众所周知用于使用OFDM时域信号根据保护间隔周期的相关值的检测执行窗口再生的装置和用于使用后面描述的延迟剖面估计器11估计信道的延迟剖面并执行窗口再生的装置。

通过FFT运算电路6获取的OFDM频域信号被提供至导频使用信道估计器7的SP信号提取电路7a和信道失真补偿器8的补偿器8a。

在导频使用信道估计器7中，SP信号提取电路7a仅提取在图3所示位置中插入的SP信号，并去除导频信号的调制分量，以计算SP位置中的信道特性。

将通过SP信号提取电路7a计算的SP位置中的信道特性提供给时间方向信道估计器7b。时间方向信道估计器7b为每个OFDM符号估计配置SP信号的副载波的信道特性。如图4所示，时间方向信道估计器7b可以为所有OFDM符号在频率方向上估计每3个副载波的信道特性。

导频使用信道估计器7将通过时间方向信道估计器7b对所有OFDM符号在频率方向上的每3个副载波估计的信道特性提供给信道失真补偿器8的频率方向信道估计器8b。导频使用信道估计器7将由SP信号提取电路7a计算的SP位置中的信道特性提供给信道失真补偿器8的频率方向信道估计器8d。

信道失真补偿器8包括补偿器8a、频率方向信道估计器8b、频率方向信道估计器8d、以及选择器8c。

在信道失真补偿器8c中，频率方向信道估计器8b对由时间方向信道估计器7b对每3个副载波计算的信道特性应用频率方向上的处理。如图5所示，频率方向信道估计器8b计算OFDM符号中所有副载波的传输特性。结果，可以估计OFDM信号所有副载波的信道特性。

频率方向信道估计器8d对由SP信号提取电路7a计算的SP位置中的信道特性应用频率方向上的处理，并估计频率方向上的信道特性。

选择器8c根据由时间方向信道估计结果判断电路13输出的判断选择性地将频率方向信道估计器8b或频率方向信道估计器8d的输出提供给补偿器8a。

补偿器8a使用频率方向信道估计器8b或频率方向信道估计器8d的输出(即，估计的频率方向上的信道特性)从由FFT运算电路6计算的OFDM频域信号中去除归因于信道的失真。

时间方向信道估计结果判断电路13判断通过设置在导频使用信道估计器7中的时间方向信道估计器7b估计时间方向信道的结果。时间方向信道估计结果判断电路13根据判断结果控制选择器8c，从而切换导频使用信道估计器7中估计时间方向信道的有无。

传输参数解码器10通过对插入传输参数信息的副载波进行解码从OFDM频域信号中提取传输参数信息，并将传输参数信息提供给误差校正电路9。

误差校正电路9根据由传输参数解码器10提供的传输参数信息对通过信道失真补偿器8去除了信道失真的OFDM频域信号应用去交错处理。误差校正电路9输出OFDM频域信号作为通过收缩译码、Viterbi、扩散信号去除、以及RS解码的解码数据。

延迟剖面估计器11计算信道的脉冲响应并将脉冲响应提供给窗口再生器12。作为延迟剖面估计的方法，例如，采用使用匹配滤波器(使用OFDM时域信号将保护间隔周期设置为抽头系数)的方法和通过使由时间方向信道估计器7b提供的信道特性经受IFFT来计算延迟剖面的方法。

如在OFDM接收机50中，接收正交频分复用信号，并使用通过使接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)获得的OFDM频域信号中的导频信号来估计信道特性。当基于估计的信道特性对经受了快速傅立叶变换的OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理时，判断用于信道特性估计的时间方向上的信道的估计结果。切换信道特性估计中的时间方向信道估计的有无。这使得可以执行高精度的信道失真补偿。

将更加详细地说明窗口再生器12和延迟剖面估计器11。

在图6示出了窗口再生器12和延迟剖面估计器11及与其相关的外围电路的详细框图。

在图6中，通过相同的参考数字和符号表示与图1相同的部件，并省略了图1中与窗口再生器12和延迟剖面估计器11无关的部件。

在图6所示的窗口再生器12和延迟剖面估计器11中，当输入OFDM时域信号时，首先，窗口再生器12的保护间隔相关性运算电路12b执行近似路径估计。符号定时估计器12a根据保护间隔相关性运算电路12b的输出执行粗窗口再生，并确定FFT运算位置。FFT运算电路6开始FFT运算。

导频使用信道估计器7使用作为FFT运算电路6的FFT输出的OFDM频域信号执行频域中的信道估计。延迟剖面估计器11的导频IFFT 11b使时间方向信道估计器7b的时间方向信道的估计结果经受IFFT运算，以获取时域中的信道特性。窗口再生器12的符号定时估计器12a基于该IFFT输出精确地调整FFT触发脉冲。最后，符号定时估计器12a从导频IFFT 11b的IFFT输出中提取最强路径的位置信息，并使用位置信息启动保护适应匹配滤波器11a。因此，符号定时估计器12a监控信道剖面的路径存在位置，并使用保护间隔相关性运算电路12b、导频IFFT 11b、以及保护适应匹配滤波器11a各自的输出适当地调整FFT触发脉冲。

在OFDM接收机50中，时间方向信道估计结果判断电路13的判断结果被提供给符号定时估计器12a。随后，窗口再生器12根据关于时间方向信道估计结果的判断结果将用于估计时域中信道特性的路径存在位置移动有效符号长度的1/12的恒定倍数，以精确地执行窗口再生。

将详细解释保护间隔相关性运算电路12b、保护适应匹配滤波器11a、以及导频IFFT 11b。

例如，如图7所示，保护间隔相关性运算电路12b包括有效符号长度延迟单元12b-1、复共轭单元12b-2、复数乘法器12b-3、以及保护间隔长度移动平均计算单元12b-4。图8是示出保护间隔相关性的计算状态的示图。

如参照图2所解释的，保护间隔为有效符号后半部分的副本。因此，图8所示的阴影部分的信号C和信号D为完全相同的信号。

OFDM信号具有以下特性：由于保护间隔部分和有效符号的后半部分为相同的信号，所以保护间隔部分和有效符号的后半部分具有很强的相关性，以及与其他部分的相关性特别小。可以通过使用这种特性在具有图7所示结构的保护间隔相关性运算电路12b中计算相关值来检测符号的边界。在图8中，示出了用于解释具有图7中结构的保护间隔相关性运算电路12b的操作的状态。在该状态中，通过复数乘法器12b-3将OFDM时域信号和通过复共轭单元12b-2从利用有效符号长度延迟单元12b-1将OFDM时域信号延迟有效符号长度获取的信号中所提取的信号相乘，并通过保护间隔长度移动平均计算单元12b-4计算保护间隔长度的移动平均值。由于OFDM时域信号仅被延迟有效符号长度，所以图8所示阴影部分中的信号C′和信号C是完全相同的信号。由于信号C为信号D的副本，所以信号C′和信号D输出很强的相关性。

例如，如图9所示，保护适应匹配滤波器11a主要包括FIR滤波器。保护适应匹配滤波器11a的滤波器系数适于在特定定时处加载数据的复共轭。当滤波器系数变成主路径的保护间隔的复共轭时，该加载定时是精确定时。换句话说，滤波器是计算与保护间隔部分中数据的相关性的电路。由于保护间隔是与有效符号后半部分相同的信号，所以在符号的末端显示出很强的相关性。在多路的情况下，如图10所示，在各个延迟波的符号的末端显示出很强的相关性。通过监控延迟波的相关输出，看出在哪种剖面中存在多路。

导频IFFT 11b通过使由时间方向信道7b计算的频域中时间方向上的信道特性经受IFFT来计算时域中信道的脉冲响应。导频IFFT 11b可计算如图11所示的信道的脉冲响应。然而，由于使用了每3个副载波的数据，所以仅可在有效符号1/3的范围内估计脉冲响应。当存在超过该范围的延迟时，发生图形失真。

如上所述，导频使用信道估计器7的时间方向信道估计器7b执行频域中的信道估计，并且延迟剖面估计器11的导频IFFT 11b使信道估计的结果经受IFFT运算，以计算时域中的信道特性。执行保护间隔周期内相关性检测的保护间隔相关性运算电路12b获取用于OFDM时域信号的运算结果。例如，时间方向信道估计结果判断电路13可以如图12所示判断主路径偏移的有无，并通过将信道特性与运算结果进行比较来判断时间方向信道的估计结果。

执行保护间隔周期内的数据相关性检测的保护适应匹配滤波器11a获取用于OFDM时域信号的检测结果。例如，时间方向信道估计结果判断电路13可以如图13所示检查主路径的功率渗漏、如图14所示判断回声的偏移、或如图15所示检查回声的功率渗漏，并通过将时域中的信道特性和运算结果进行比较来判断时间方向信道的估计结果。

如图16中的流程图所示，OFDM接收机50中的时间方向信道估计结果判断电路13通过将保护适应匹配滤波器11a的检测结果和保护间隔相关性运算电路12b的运算结果在切换检测结果和运算结果的情况下与由延迟剖面估计器11的导频IFFT 11b计算的时域中的信道特性进行比较来判断时间方向信道的估计结果。

换句话说，在OFDM接收机50中，时间方向信道估计结果判断电路13将通过保护间隔相关性运算电路12b获得的运算结果与导频IFFT 11b的IFFT运算结果进行比较(步骤S1)，并判断主路径偏移的有无(步骤S2)。当判断结果为“是”，即，存在主路径的偏移时，例如，如图12所示，时间方向信道估计结果判断电路13判断时间方向信道的估计不成功。

当步骤S2中的判断结果为“否”，即，没有主路径的偏移时，时间方向信道估计结果判断电路13将保护适应匹配滤波器11a的检测结果和导频IFFT 11b的IFFT运算结果进行比较(步骤S3)，并判断主路径的功率渗漏的有无(步骤S4)。当判断结果为“是”，即，存在主路径的功率渗漏时，例如，如图13所示，时间方向信道估计结果判断电路13判断时间方向信道的估计不成功。

当步骤S4中的判断结果为“否”时，即，不存在主路径的功率渗漏时，时间方向信道估计结果判断电路13将保护适应匹配滤波器11a的检测结果和导频IFFT 11b的IFFT运算结果进行比较(步骤S5)，并判断回声偏移的有无(步骤S6)。当判断结果为“是”，即，当存在回声偏移时，例如，如图14所示，时间方向信道估计结果判断电路13判断时间检测信道的估计不成功。

当步骤S6中的判断结果为“否”，即，当不存在回声偏移时，时间方向信道估计结果判断电路13将保护适应匹配滤波器11a的检测结果和导频IFFT 11b的IFFT运算结果进行比较(步骤S7)，并判断回声的功率渗漏的有无(步骤S8)。当判断结果为“是”，即，存在回声的功率渗漏时，例如，如图15所示，时间方向信道估计结果判断电路13判断时间方向信道的估计不成功。

当步骤S8中的判断结果为“否”，即，不存在回声的功率渗漏时，时间方向信道估计结果判断电路13判断时间方向信道的估计成功。

在具有上述结构的OFDM接收机50中，使用OFDM频域信号中的导频信号来估计时间方向上的信道特性，时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换(IFFT)，以估计时域中的信道特性，判断用于信道特性估计的时间方向信道的估计结果，根据判断结果切换在信道特性的估计中有无时间方向信道的估计，根据时域中的信道特性执行用于指定快速傅立叶变换的运算操作范围的FFT窗口再生，以及根据关于时间方向信道的估计结果的判断结果将用于估计时域中的信道特性的路径存在位置偏移有效符号长度的1/12的恒定倍数。这使得可以执行精确的信道失真补偿和窗口再生，精确地执行频域中的信道估计和时域中的信道估计，而不会劣化多路耐性(即使在难以进行时间方向信道估计的快速移动环境中)，执行适当的信道失真校正和窗口再生，并提高在移动环境中的接收性能。

本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其它因素，可以有多种修改、组合、再组合和改进，均应包含在本发明的权利要求或等同物的范围之内。

Claims (6)

1.一种OFDM接收机，包括：

OFDM信号接收装置，用于接收正交频分复用信号；

信道特性估计装置，用于使用OFDM频域信号中的导频信号来估计信道特性，所述OFDM频域信号通过使由所述OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)而获得；

时间方向信道估计装置，用于在所述信道特性估计装置中估计信道特性；

时域信道特性估计装置，用于使所述时间方向信道估计装置的时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换，并估计时域中的信道特性；

保护间隔相关性运算装置，用于对由所述OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内信号的相关性的运算；

保护适应匹配滤波器，用于对由所述OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内数据的相关性的检测；

判断装置，通过将所述保护适应匹配滤波器的检测结果和所述保护间隔相关性运算装置的运算结果在切换所述检测结果和所述运算结果的情况下与所述时域信道特性估计装置的估计结果进行比较来判断时间方向信道的估计结果；

切换控制装置，用于根据所述判断装置对时间方向信道的估计结果的判断结果，切换在所述信道特性估计装置中有无所述时间方向信道估计装置对时间方向信道的估计；以及

传输失真补偿装置，用于基于由所述信道特性估计装置估计的所述信道特性，对由所述OFDM信号接收装置接收并经受快速傅立叶变换的所述OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理。

2.一种OFDM信号接收方法，接收正交频分复用(OFDM)信号，使用通过使所接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)获得的OFDM频域信号中的导频信号来估计信道特性，以及基于所估计的信道特性对经受了所述快速傅立叶变换的所述OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理，所述OFDM信号接收方法包括以下步骤：

通过将保护适应匹配滤波器的检测结果和保护间隔相关性运算装置的运算结果在切换所述检测结果和所述运算结果的情况下与时域信道特性估计装置的估计结果进行比较，判断用于估计信道特性的时间方向信道的估计结果；以及

根据判断结果切换在所述信道特性的估计中有无对时间方向信道的估计，

其中，所述时域信道特性估计装置用于使所述用于估计信道特性的时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换，并估计时域中的信道特性；所述保护间隔相关性运算装置用于对所述所接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内信号的相关性的运算；所述保护适应匹配滤波器用于对所述所接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内数据的相关性的检测。

3.一种OFDM接收机，包括：

OFDM信号接收装置，用于接收正交频分复用信号；

信道特性估计装置，用于使用OFDM频域信号中的导频信号来估计信道特性，所述OFDM频域信号通过使由所述OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)而获得；

时间方向信道估计装置，用于在所述信道特性估计装置中估计信道特性；

时域信道特性估计装置，用于使所述时间方向信道估计装置的时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换(IFFT)，并估计时域中的信道特性；

保护间隔相关性运算装置，用于对由所述OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内信号的相关性的运算；

保护适应匹配滤波器，用于对由所述OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内数据的相关性的检测；

判断装置，通过将所述保护适应匹配滤波器的检测结果和所述保护间隔相关性运算装置的运算结果在切换所述检测结果和所述运算结果的情况下与所述时域信道特性估计装置的估计结果进行比较来判断时间方向信道的估计结果；

FFT窗口再生装置，用于根据由所述时域信道特性估计装置估计的所述时域信道特性，执行FFT窗口再生以指定所述快速傅立叶变换的运算操作范围；以及

传输失真补偿装置，用于基于由所述信道特性估计装置估计的所述信道特性，对由所述OFDM信号接收装置接收并经受所述快速傅立叶变换的所述OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理，其中

所述FFT窗口再生装置根据所述判断装置对时间方向信道的估计结果的判断结果将所述时域中信道特性估计的路径存在位置偏移有效符号长度的1/12的恒定倍数。

4.一种OFDM信号接收方法，接收正交频分复用(OFDM)信号，使用通过使所接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)获得的OFDM频域信号中的导频信号来估计信道特性，以及基于所估计的信道特性对经受了所述快速傅立叶变换的所述OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理，所述OFDM信号接收方法包括以下步骤：

使用所述OFDM频域信号中的导频信号估计时间方向上的信道；

使时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换(IFFT)，并估计时域中的信道特性；

通过将保护适应匹配滤波器的检测结果和保护间隔相关性运算装置的运算结果在切换所述检测结果和所述运算结果的情况下与所述时域中的信道特性进行比较，判断用于估计信道特性的时间方向信道的估计结果；

根据所述时域中的信道特性执行FFT窗口再生以指定所述快速傅立叶变换的运算操作范围；以及

根据关于时间方向信道的估计结果的判断结果，将所述时域中的信道特性估计的路径存在位置偏移有效符号长度的1/12的恒定倍数，

其中，所述保护间隔相关性运算装置用于对所述所接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内信号的相关性的运算；所述保护适应匹配滤波器用于对所述所接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内数据的相关性的检测。

5.一种OFDM接收机，包括：

OFDM信号接收装置，用于接收正交频分复用信号；

信道特性估计装置，用于使用OFDM频域信号中的导频信号来估计信道特性，所述OFDM频域信号通过使由所述OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)而获得；

时间方向信道估计装置，用于在所述信道特性估计装置中估计信道特性；

时域信道特性估计装置，用于使所述时间方向信道估计装置的时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换(IFFT)，并估计时域中的信道特性；

保护间隔相关性运算装置，用于对由所述OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内信号的相关性的运算；

保护适应匹配滤波器，用于对由所述OFDM信号接收装置接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内数据的相关性的检测；

判断装置，通过将所述保护适应匹配滤波器的检测结果和所述保护间隔相关性运算装置的运算结果在切换所述检测结果和所述运算结果的情况下与所述时域信道特性估计装置的估计结果进行比较来判断时间方向信道的估计结果；

FFT窗口再生装置，用于根据由所述时域信道特性估计装置估计的所述时域信道特性，执行FFT窗口再生以指定所述快速傅立叶变换的运算操作范围；

传输失真补偿装置，用于基于由所述信道特性估计装置估计的所述信道特性，对由所述OFDM信号接收装置接收并经受所述快速傅立叶变换的所述OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理；以及

切换控制装置，用于根据所述判断装置对时间方向信道的估计结果的判断结果，切换在所述信道特性估计装置中有无所述时间方向信道估计装置对时间方向信道的估计，

其中，所述FFT窗口再生装置将所述时域中的信道特性估计的路径存在位置偏移有效符号长度的1/12的恒定倍数。

6.一种OFDM信号接收方法，接收正交频分复用(OFDM)信号，使用通过使所接收的OFDM时域信号经受快速傅立叶变换(FFT)获得的OFDM频域信号中的导频信号来估计信道特性，以及基于所估计的信道特性对经受了所述快速傅立叶变换的所述OFDM频域信号应用用于补偿传输失真的处理，所述OFDM信号接收方法包括以下步骤：

使用所述OFDM频域信号中的导频信号估计时间方向上的信道；

使时间方向信道的估计结果经受快速傅立叶逆变换(IFFT)，并估计时域中的信道特性；

通过将保护适应匹配滤波器的检测结果和保护间隔相关性运算装置的运算结果在切换所述检测结果和所述运算结果的情况下与所述时域中的信道特性进行比较，判断用于估计信道特性的时间方向信道的估计结果；

根据判断结果切换在信道特性估计中有无对时间方向信道的估计；

根据所述时域中的信道特性执行FFT窗口再生以指定所述快速傅立叶变换的运算操作范围；以及

根据关于时间方向信道的估计结果的判断结果，将用于所述时域中的信道特性估计的路径存在位置偏移有效符号长度的1/12的恒定倍数，

其中，所述保护间隔相关性运算装置用于对所述所接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内信号的相关性的运算；所述保护适应匹配滤波器用于对所述所接收的OFDM时域信号应用与保护间隔周期内数据的相关性的检测。

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