CN101295996B - 即时信道估测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种即时频道估测系统，其经由一无线信道接收一无线传输信号，并依据无线传输信号用以即时估测无线信道的参数。一信道估测器接收无线传输信号并输出多个信道参数。第一滤及第二滤波器对多个信道参数进行滤波，进而分别产生一第一组及一第二滤波信道参数。第一及第二计算器分别依据第一组及第二滤波信道参数及无线传输信号进行计算，以产生一第一及一第二概率值。比较器依据第一及该第二概率值进行比较，以产生一指示信号。多工器依据指示信号，进而选择第一组滤波信道参数或第二组滤波信道参数为其输出。

Description

即时信道估测系统

技术领域

本发明涉及无线通讯的技术领域，尤指一种即时信道估测(real-time channel estimation)系统。本发明适用于单载波及多载波系统，利用已知导频信号，达成即时的估测。

背景技术

无线传输中，通讯信道可区分为静态信道及动态信道，例如发射台与机顶盒的位置均不会移动，故发射台与机顶盒之间的通讯信道可归类为静态信道；而基地台与手机电视之间的通讯信道可归类为动态信道。

图1是一现有手机电视(Digital VedioBroadcasting-Handheld，DVB-H)无线接收器的架构，其是由一RF接收器110、一信道补偿器120、一信道解码器130、一信源解码器140及一信道估测器150所组成，用以将无线传输信号予以补偿及解码，进而获得相关的信息，其中信道估测器150主要估测无线通讯信道，以驱动该信道补偿器120对该RF接收器110的输出信号进行补偿。

由于通讯信道的不同，手机电视DVB-H的信道估测器与机顶盒的的信道估测器在设计上亦完全不相同。DVB-H的信道估测器150，其主要系针对动态信道进行估测。然而DVB-H的移动速度有时快有时慢，故图1中现有的无线接收器的信道估测器架构无法针对各种状况而进行有效的信道估测，进而影响DVB-H的接收信号品质。故现有的无线接收器的信道估测器架构仍有改善的空间。

发明内容

本发明的目的在提供一种即时频道估测机置系统，以针对各种状况而进行有效的信道估测，进而提高手机电视的接收信号品质。

本发明的目的在提供一种即时频道估测机置系统，可于多载波系统中利用已知导频信号，而达成即时的信道估测。

依据本发明之一方面，本发明提出一种即时频道估测系统，其经由一无线信道(wireless channel)接收一无线传输信号，并依据该无线传输信号以即时估测该无线信道的参数，该系统包含一信道估测器、一第一滤波器、一第二滤波器、一第一计算器、一第二计算器、一比较器及一多工器。该信道估测器接收该无线传输信号，并依据该无线传输信号估测该无线信道的多个信道参数，且输出该多个信道参数；该第一滤波器耦合至该信道估测器，用以对该多个信道参数进行滤波，而产生一第一组滤波信道参数；该第二滤波器耦合至该信道估测器，用以对该多个信道参数进行滤波，而产生一第二组滤波信道参数；该第一计算器耦合至该第一滤波器，依据该第一组滤波信道参数及该无线传输信号进行计算，以产生一第一概率值；该第二计算器耦合至该第二滤波器，依据该第二组滤波信道参数及该无线传输信号进行计算，以产生一第二概率值；该比较器耦合至该第一计算器及该第二计算器，依据该第一概率值及该第二概率值进行比较，以产生一指示信号；该多工器耦合至该第一滤波器、该第二滤波器及该比较器，以依据该指示信号来选择该第一组滤波信道参数或该第二组滤波信道参数为其输出。

依据本发明的另一特色，本发明系提出一种即时频道估测系统，该系统经由一无线信道接收一无线传输信号，并依据该无线传输信号以即时估测该无线信道的参数，该系统包含一信道估测器、一第一滤波器、一第二滤波器、一第一计算器、一第二计算器、一比较器、一静态信道估 测器、一动态信道估测器及一多工器。该信道估测器接收该无线传输信号，并依据该无线传输信号估测该无线信道的多个信道参数，且输出该多个信道参数；该第一滤波器耦合至该信道估测器，以对该多个信道参数进行滤波，而产生一第一组滤波信道参数；该第二滤波器耦合至该信道估测器，以对该多个信道参数进行滤波，而产生一第二组滤波信道参数；该第一计算器耦合至该第一滤波器，依据该第一组滤波信道参数及该无线传输信号进行计算以产生一第一概率值；该第二计算器耦合至该第二滤波器，依据该第二组滤波信道参数及该无线传输信号进行计算以产生一第二概率值；该比较器耦合至该第一计算器及该第二计算器，依据该第一概率值及该第二概率值进行比较以产生一指示信号；该静态信道估测器接收该无线传输信号，并依据该无线传输信号估测该无线信道的多个静态信道参数，且输出该多个静态信道参数；该动态信道估测器接收该无线传输信号，并依据该无线传输信号估测该无线信道的多个动态信道参数，且输出该多个动态信道参数；该多工器耦合至该静态信道估测器、该动态信道估测器及该比较器，以依据该指示信号选择该多个静态信道参数或该多个动态信道参数为其输出。

附图说明

图1是一现有无线接收器的架构图。

图2是本发明即时频道估测系统的方块图。

图3是本发明即时频道估测系统另一实施例的方块图。

主要元件符号说明

RF接收器       110       信道补偿器        120

信道解码器     130       信源解码器        140

信道估测器     150

信道估测器     210       第一滤波器         220

第二滤波器        230    第一计算器      240

第二计算器        250    比较器          260

多工器            270

静态信道估测器    310    动态信道估测器  320

第三计算器        330    第四计算器      340

具体实施方式

图2是本发明即时频道估测(channel estimation)系统的方块图，其经由一无线信道(wireless channel)接收一无线传输信号Y(f)，并依据该无线传输信号Y(f)以即时估测该无线信道的参数。该系统包含一信道估测器210、一第一滤波器220、一第二滤波器230、一第一计算器240、一第二计算器250、一比较器260及一多工器270。

该信道估测器210接收该无线传输信号Y(f)，并依据该无线传输信号Y(f)对该无线信道的多个信道参数H(f)进行估测，且输出该多个信道参数H(f)，其中，Y(f)为该无线传输信号在频率域表示方式，H(f)为该无线信道的多个信道参数在频率域表示方式。

该无线传输信号Y(f)是由一导频信号S(f)及一噪声N(f)所组成。该无线传输信号Y(f)与该导频信号S(f)及噪声信号N(f)的关系为：

Y(f)＝S(f)H(f)+N(f)，

当中，S(f)为该导频信号在频率域表示方式，N(f)为该噪声在频率域表示方式。

该第一滤波器220耦合至该信道估测器210，以对该多个信道参数H(f)进行滤波，而产生一第一组滤波信道参数H₁。该第一滤波器220对应于一静态信道。该第一组滤波信道参数H₁为：

H₁(f)＝H(f)T₁(f)，

当中，H(f)为该多个信道参数在频率域表示方式，T₁(f)为该第一滤波器220的转移函数在频率域表示方式。

该第二滤波器230耦合至该信道估测器210，以对该多个信道参数H(f)进行滤波，而产生一第二组滤波信道参数H₂。该第二滤波器230对应于一动态信道。该第一滤波器220的频宽小于该第二滤波器230的频宽。

该第二组滤波信道参数H₂为：

H₂(f)＝H(f)·T₂(f)，

当中，H(f)为该多个信道参数在频率域表示方式，T₂(f)为该第二滤波器230的转移函数在频率域表示方式

该第一计算器240耦合至该第一滤波器220，依据该第一组滤被信道参数H₁及该无线传输信号Y(f)进行计算，进而产生一第一概率值A。该第一概率值A为：

$A=P\left(y\right|H_1)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}_n}\exp [-\frac{{(y-s{H}_1)}^2}{2{\mathrm{\σ}}_n^2}],$

当中，y为该无线传输信号，H₁为该第一组滤波信道参数，s为该导频信号，σ_n为该噪声的变异数。

该第二计算器耦250合至该第二滤波器230，依据该第二组滤波信道参数H₂及该无线传输信号Y(f)进行计算，以产生一第二概率值B。该第二概率值B为：

$B=P\left(y\right|H_2)=\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}{\mathrm{\σ}}_2}\exp [-\frac{{(y-s{H}_2)}^2}{2{\mathrm{\σ}}_n^2}],$

当中，y为该无线传输信号，H₂为该第二组滤波信道参数，s为该导频信号，σ_n为该噪声的变异数。将第一概率值A及第二概率值B配合最大概似法(MaximumLikelihood，ML).决定原则，进而决定目前的信道为动态信道或静态信道。

该比较器260耦合至该第一计算器240及该第二计算器250，依据该第一概率值A及该第二概率值B进行比较，以产生一指示信号Sel。当该第一概率值A大于该第二概率值 B时，指示信号Sel为低电位，表示该无线信道为静态信道的机率大于动态信道的机率。当该第一概率值A小于该第二概率值B时，指示信号Sel为高电位，表示该无线信道为动态信道的机率大于静态信道的机率。

该多工器270耦合至该第一滤波器220、该第二滤波器230及该此较器260，并依据该指示信号Sel来选择该第一组滤波信道参数H₁或该第二组滤波信道参数H₂来作为其输出。其中，当该第一概率值A大于该第二概率值B时，表示该无线信道为静态信道的机率大于动态信道的机率，因此该指示信号Sel选择该第一组滤波信道参数H₁为其输出。反之，当该第一概率值A小于该第二概率值B时，表示该无线信道为静态信道的机率小于动态信道的机率，因此该指示信号Sel来选择该第二组滤波信道参数H₂为其输出。

本实施例中，该信道估测器210结合该第一滤波器220而成为一静态的信道估测器，故该第一滤波器220的一输出为静态信道估测的结果。该信道估测器210结合该第二滤波器230成为一动态的信道估测器，该第二滤波器230的一输出为动态信道估测的结果。该多工器270依据Sel信号选择该第一滤波器220的输出(静态信道估测的结果)或该第二滤波器230的输出(动态信道估测的结果)作为即时信道估测用。

图3是本发明即时频道估测系统另一实施例的方块图。其与图2主要差别在于新增一静态信道估测器310及一动态信道估测器320，且该第一滤波器220改成为一第三计算器330，该第二滤波器230改成为一第四计算器340。

于本实施例中，该第三计算器330及该第四计算器340的相关电路设计系分别较该第一滤波器220及该第二滤波器230简易，亦即该第三计算器330及该第四计算器340的阶数(order)系分别较该第一滤波器220及该第二滤波器230的阶数少。该信道估测器210结合该第三计算器330仅需提供一无线信道是否为静态信道的资讯。该信道估测器210结合 该第四计算器340仅需提供一无线信道是否为动态信道的资讯。该第三计算器330及该第四计算器340的输出分别经由该第一计算器240及该第二计算器240而产生第一概率值A及第二概率值B。第一概率值A及第二概率值B配合最大概似法(ML).决定原则，进而决定目前的信道为动态信道或静态信道。若判断结果为静态时，多工器270提供静态信道估测器310的输出作为多工器270的输出。若判断结果为动态时，多工器270提供动态信道估测器320的输出作为多工器270的输出。

该静态信道估测器310接收该无线传输信号Y(f)，并依据该无线传输信号Y(f)估测该无线信道的多个静态信道参数H_S，且输出该多个静态信道参数H_S。

该动态信道估测器320接收该无线传输信号Y(f)，并依据该无线传输信号Y(f)估测该无线信道的多个动态信道参数H_D，且输出该多个动态信道参数H_D。

该多工器270耦合至该静态信道估测器310、该动态信道估测器320及该比较器260，以依据该指示信号Sel选择该多个静态信道参数H_S或该多个动态信道参数H_D为其输出。

由上述说明可知，本发明提出一种即时频道估测系统的新架构，该即时频道估测系统可同时执行静态信道估测及动态信道估测。同时本发明使用第一计算器240、第二计算器250及比较器260以决定该即时频道估测系统该采用静态信道估测或是动态信道估测，故本发明技术可针对各种状况而进行有效的信道估测，进而提高手机电视的接收信号品质。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求书范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (14)

1.一种即时频道估测系统，是由一无线信道接收一无线传输信号，该系统包含：

一信道估测器，接收该无线传输信号，并依据该无线传输信号估测该无线信道中多个信道参数，并且输出该多个信道参数；

一第一滤波器，耦合至该信道估测器，以对该多个信道参数进行滤波运算，进而产生一第一组滤波信道参数；

一第二滤波器，耦合至该信道估测器，以对该多个信道参数进行滤波运算，进而产生一第二组滤波信道参数；

一第一计算器，耦合至该第一滤波器，将该第一组滤波信道参数与导频信号相乘，然后依据该乘积与该无线传输信号的差进行计算，进而产生一第一概率值；

一第二计算器，耦合至该第二滤波器，将该第二组滤波信道参数与导频信号相乘，然后依据该乘积与该无线传输信号的差进行计算，进而产生一第二概率值；

一比较器，耦合至该第一计算器及该第二计算器，将该第一概率值及该第二概率值进行比较，进而产生一指示信号；以及

一多工器，耦合至该第一滤波器、该第二滤波器及该比较器，用以依据该指示信号来选择该第一组滤波信道参数或该第二组滤波信道参数为该多工器的输出。

2.根据权利要求1所述的估测系统，其中，该第一滤波器对应于一静态信道，该第二滤波器对应于一动态信道，其中静态信道为发送者和接收者位置固定时的通信信道，动态信道为接收者位置不定时的通信信道。

3.根据权利要求2所述的估测系统，其中，该第一滤波器的频宽小于该第二滤波器的频宽。 

4.根据权利要求3所述的估测系统，其中，该无线传输信号是由一导频信号及一噪声所组成，该无线传输信号与该导频信号及噪声的关系为：

Y(f)＝S(f)H(f)+N(f)，

当中，Y(f)为该无线传输信号在频率域表示方式，S(f)为该导频信号在频率域表示方式，N(f)为该噪声在频率域表示方式，H(f)为该无线信道的多个信道参数在频率域表示方式。

5.根据权利要求4所述的估测系统，其中，该第一概率值为：

当中，y为该无线传输信号，H₁为该第一组滤波信道参数，s为该导频信号，σ_n为该噪声的变异数，该第二概率值为：

当中，H₂为该第二组滤波信道参数。

6.根据权利要求5所述的估测系统，其中，该第一组滤波信道参数H₁为：

H₁(f)＝H(f)·T₁(f)，

当中，H为该多个信道参数在频率域表示方式，T₁为该第一滤波器的转移函数在频率域表示方式，该第二组滤波信道参数H₂为：

H₂(f)＝H(f)·T₂(f)，

当中，T₂为该第二滤波器的转移函数在频率域表示方式。 

7.根据权利要求6所述的估测系统，其中，当该第一概率值小于该第二概率值时，该指示信号为高电位以选择该第二组滤波信道参数为该多工器的输出，当该第一概率值大于该第二概率值时，该指示信号为低电位以选择该第一组滤波信道参数为该多工器的输出。

8.一种即时频道估测系统，经由一无线信道接收一无线传输信号，该系统包含：

一信道估测器，接收该无线传输信号，并依据该无线传输信号估测该无线信道的多个信道参数，进而输出该多个信道参数；

一第一滤波器，耦合至该信道估测器，用以对该多个信道参数进行滤波，进而产生一第一组滤波信道参数；

一第二滤波器，耦合至该信道估测器，用以对该多个信道参数进行滤波，进而产生一第二组滤波信道参数；

一第一计算器，耦合至该第一滤波器，将该第一组滤波信道参数与导频信号相乘，然后依据该乘积与该无线传输信号进行计算，进而产生一第一概率值；

一第二计算器，耦合至该第二滤波器，将该第二组滤波信道参数与导频信号相乘，然后依据该乘积与该无线传输信号进行计算，进而产生一第二概率值；

一比较器，耦合至该第一计算器及该第二计算器，依据该第一概率值及该第二概率值进行比较，进而产生一指示信号；

一静态信道估测器，接收该无线传输信号，并依据该无线传输信号估测，进而产生多个静态信道参数；

一动态信道估测器，接收该无线传输信号，并依据该无线传输信号估测，进而产生多个动态信道参数；以及

一多工器，耦合至该静态信道估测器、该动态信道估测器及该比较器，用以依据该指示信号选择该多个静态信道参数或该多个动态信道参数作为该多工器的输出。 

9.根据权利要求8所述的估测系统，其中，该第一滤波器对应于一静态信道，该第二滤波器对应于一动态信道，其中静态信道为发送者和接收者位置固定时的通信信道，动态信道为接收者位置不定时的通信信道。

10.根据权利要求9所述的估测系统，其中，该第一滤波器的频宽小于该第二滤波器的频宽。

11.根据权利要求10所述的估测系统，其中，该无线传输信号是由一导频信号及一噪声所组成，该无线传输信号与该导频信号及噪声的关系为：

Y(f)＝S(f)H(f)+N(f)，

当中，Y(f)为该无线传输信号在频率域表示方式，S(f)方该导频信号在频率域表示方式，N(f)为该噪声在频率域表示方式，H(f)为该无线信道的多个信道参数在频率域表示方式。

12.根据权利要求11所述的估测系统，其中，该第一概率值为：

当中，y为该无线传输信号，H₁为该第一组滤波信道参数，s为该导频信号，σ_n为该噪声的变异数，该第二概率值为：

当中，H₂为该第二组滤波信道参数。

13.根据权利要求12所述的估测系统，其中，该第一组滤波信道参数H₁为：

H₁(f)＝H(f)·T₁(f)， 

当中，H为该多个信道参数在频率域表示方式，T₁为该第一滤波器的转移函数在频率域表示方式，该第二组滤波信道参数H₂为：

H₂(f)＝H(f)·T₂(f)，

当中，T₂为该第二滤波器的转移函数在频率域表示方式。

14.根据权利要求13所述的估测系统，其中，当该第一概率值小于该第二概率值时，该指示信号为高电位以选择该动态信道参数为该多工器的输出，当该第一概率值大于该第二概率值时，该指示信号为低电位以选择该静态信道参数为该多工器的输出。 

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