CN101569152A - Qam解调 - Google Patents

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Abstract

一种解调信号的方法，该信号上利用正交幅度调制方案调制了多个信息符号，该方法包括：确定与所述信息符号中的一个或多个信息符号相对应的至少一个QAM检测阈值；以及基于至少一个相应QAM检测阈值来解调每个信息符号。

Description

QAM解调
技术领域
本发明涉及用于解调正交幅度调制(QAM)信号的方法和系统。尽管关于正交频分复用(OFDM)信号的解调来描述本发明的说明性实施例将是方便的，但不应当认为本发明限于该示例性实现方式。
背景技术
在通信系统的接收器中，所接收的信号必须被解调以从所接收的无线电信号中提取所发送的数据比特。
在使用正交幅度调制(QAM)的系统中，接收器通常将利用公共QAM检测阈值来按逐块的方式处理所接收的信号，已得到经均衡的数据符号的块。
本发明的发明人已确定，在某些实施例中，该方案产生次优的性能。例如，如果经均衡的数据符号承载可用于改善信道解码性能的信号强度信息，则使用公共QAM阈值将由于经均衡的数据符号的幅度波动而不会产生良好性能。
另一方面，如果经均衡的数据符号不承载信号强度信息，则可以使用公共阈值。然而在这种情况下，经解调的软比特也将不承载信号强度信息，意味着所有软比特将对信道解码判决有同等贡献，而不管它们是否可靠。最终结果是信道解码级的系统性能可能再次是次优的。
应当注意，这里对现有技术的讨论不是承认现有技术形成本申请优先权日期时本领域的公知常识的一部分。
发明内容
在第一方面中，本发明提供了一种解调信号的方法，其中该信号上利用正交幅度调制方案调制了多个信息符号。该方法包括：确定与所述信息符号中的一个或多个信息符号相对应的至少一个QAM检测阈值；以及基于至少一个相应QAM检测阈值来解调每个信息符号。
在信号上调制的信息符号在连续导频符号的对之间布置了多个数据符号，在该情况下，优选的是为小于所述连续导频符号之间的符号数目确定至少一个公共QAM检测阈值。
在一种优选形式中，就个体信息符号来确定至少一个QAM检测阈值。
在一个实施例中，可通过以下步骤来确定QAM检测阈值：
(a)确定关于多个导频符号的幅度值；以及
(b)基于步骤(a)中确定的幅度值来确定关于所述导频符号中的至少两个导频符号之间的一个或多个信息符号的幅度值。
在这种情况下，关于导频符号之间的信息符号的幅度值可通过在步骤(a)中确定的值之间进行外插或内插来确定。
在一种形式中，信号是正交频分复用符号。
在第二方面中，本发明提供了一种用于解调信号的装置，该信号包括利用正交幅度调制方案调制的多个信息符号，该装置包括：
用于确定与所述信息符号中的一个或多个信息符号相对应的至少一个QAM检测阈值的装置；以及
用于基于至少一个相应QAM检测阈值来解调每个信息符号的装置。
所述装置还可包括：被配置为估计对信号的信道响应的信道估计装置；以及用于基于信道估计装置所确定的信道响应来对信号进行均衡的装置。
用于确定至少一个QAM检测阈值的装置可被配置为实现根据本发明第一方面的实施例的方法。
在另一方面中，本发明提供了一种适于接收利用正交幅度调制方案进行了调制的信号的接收器。该接收器包括根据本发明的第二方面的实施例的装置。
附图说明
现在将参考附图、仅通过非限制性示例来描述本发明的优选形式，在附图中：
图1是根据本发明一实施例而工作的QAM解调器的框图；
图2是包括根据本发明一实施例而工作的QAM解调器的简化OFDM接收器子系统的一部分的框图；以及
图3示出OFDM系统的一种示例性数据结构。
具体实施方式
在广义概念中，优选实施例的QAM解调器使用依赖于数据符号强度的QAM解调阈值来产生关于每个符号的软比特和信号强度信息。最优选的是，在本发明的优选形式中，待解调的每个数据符号具有其自己的QAM检测阈值，该QAM检测阈值是从经均衡的导频符号或者从信道估计中得出的。有利地，诸如Turbo解码器之类的信道解码器可利用信号强度信息并改善系统性能。
图1示出形成接收的一部分的QAM解调器的框图，该QAM解调器是根据第一实施例作出的并且使用浮动QAM检测阈值。
QAM解调器100包括五个主处理块，即MRC均衡块102、信道估计器块104、QAM阈值估计器块106、QAM阈值计算块108和QAM解调块110。QAM解调器100接收原始导频和数据符号以及表示QAM解调类型和导频与数据功率比的数据，作为其输入。从解调器100输出的数据是供进一步处理的经解调的软比特。
现在将描述各个主功能块102至110的功能。将会认识到，可以在原始实施例中的功能处理块之间不同地划分功能，而不脱离本发明。
信道估计块104：信道估计块104用于利用相关导频符号来估计每个数据符号位置处的信道响应。信道估计用于校正信道损坏所引起的数据符号中的相位失真。因为导频符号所承载的数据是接收器已知的，所以可使用导频符号来估计信道响应。任何已知的信道估计方案可用于该功能。
MRC均衡块102：MRC均衡块102接收原始数据符号，并通过将原始数据符号乘以信道估计块104所生成的信道估计的复共轭来对其进行均衡。该运算校正了数据符号中的相位失真。数据符号中的幅度失真不被校正，以使得所接收的数据符号的信号强度信息被保留并且可用于随后的信道解码中。
QAM阈值估计器106：阈值估计器106利用经均衡的导频符号或者信道估计来估计信号强度并为每个经均衡的数据符号或者数据符号的子集产生基准QAM检测阈值。用于估计的详细算法依赖于应用。以下将描述适用于OFDM系统的一种示例性算法。因为在MRC均衡块102中不校正幅度失真，所以经均衡的数据符号的幅度将在衰落情况下显著波动。因此，用于经均衡的数据符号的块的公共QAM检测阈值的性能将不是很好。
QAM阈值计算块108：依赖于所使用的QAM调制类型，例如16-QAM或64-QAM，可能需要一个或多个QAM解调阈值来解调数据符号。QAM阈值计算块108利用QAM阈值估计器106所确定的基准QAM阈值来为每个数据符号得出这些阈值。这些阈值是基于作为输入提供给解调器100的QAM调制类型和导频与数据功率比而确定的。
QAM解调块110：在QAM解调块110中，每个经均衡的数据符号被利用QAM阈值计算块108为该数据符号所计算的QAM检测阈值而解调。如上所述，解调每个数据符号所需的阈值数目依赖于诸如16-QAM或64-QAM之类的QAM调制类型。QAM解调块110输出经解调的软比特以供在接收器中进一步处理。
因为所使用的QAM阈值估计的方法一般将是依赖于系统的，所以将结合图2来描述一种用于OFDM系统的示例性QAM阈值估计器。在这种情况下，经使用经均衡的导频符号来得出QAM基准阈值。
图2示出简化的OFDM接收器子系统，其包括根据本发明一实施例的QAM解调器。接收器200被配置为接收OFDM基带符号作为输入202。循环前缀删除块204去除由发送器加在OFDM符号之间的循环前缀。该信号然后被快速傅立叶变换(FFT)块206转换成频域信号，并且经解调的信号被输出以供传输处理块210和随后的级(未示出)进一步处理。
在该示例中，QAM解调器208包括单个处理块，称为解调阈值计算块212，其执行图1的QAM阈值估计器106和QAM阈值计算块108的组合功能。
为了更好地理解用于这种OFDM系统的QAM阈值估计器，描述在图2的FFT运算之后OFDM基带信号的数据结构是有用的。
图3示出用于OFDM系统的数据结构300的示例，其中每个导频符号(例如302)或数据符号(例如304)位于T-F(时间-频率)网格306中。应能当注意，图3仅仅是为了方便而使用的示例，本发明的实施例可应用于使用任何导频和数据结构的任何OFDM系统。
一般而言，图3所示的数据结构300适用于均衡前后的OFDM信号。在均衡之前，导频和数据符号被称为“原始”导频和数据符号。在均衡之后，导频和数据符号被称为“经均衡的”导频和数据符号。在该图中，数据符号的列(例如308)表示跨过多个频率子载波所发送的OFDM符号，并且数据符号的行(例如310)表示在同一子载波上在连续的时间区间中所发送的数据符号。
在图2的示例中，由均衡块214生成的经均衡的导频符号用于按与图1所示方式类似的方式来计算块212中的基准QAM阈值。因为在OFDM数据结构中，导频符号一般仅占时间-频率网格的一小部分，所以以下操作可能是实用的：首先使用复杂算法来估计导频符号位置处的信号强度，然后基于导频符号位置的信号强度来进行内插和/或外插以确定数据符号位置处的信号强度。数据符号位置处的信号强度将被用作基准QAM阈值。
为了更好地说明本发明，现在将给出应用于使用图3所示的导频和数据结构的OFDM系统的示例。
在这种示例中，QAM阈值估计器(图1的106或者图2的212)如下工作：
1.使用有限脉冲响应(FIR)滤波器、利用适当边界处理来对经均衡的导频符号进行平滑化(smooth)；
2.接下来，来自步骤1的经平滑化的导频符号被从复数值转换成实数幅度；
3.在每个包含导频符号的OFDM符号(例如，图3的OFDM符号312)中的经平滑化的导频符号位置之间进行内插和/或外插，从而利用来自步骤2的经平滑化的导频符号的幅度来确定OFDM符号中每个非导频符号位置处的幅度。
4.通过对来自步骤3的经平滑化的导频和非导频符号的幅度进行内插和/或外插，来为不包含导频符号的OFDM符号中的每个数据符号计算QAM基准阈值。
通过该方法，T-F网格中的每个经均衡的数据符号将具有相应的QAM基准阈值，该QAM基准阈值可用于为该数据符号计算一个或多个相应的QAM解调阈值。
应当注意，以上说明的对功能块的划分仅仅用于说明目的，块之间的功能划分在其他实现方式中可能不同。例如，可在“QAM阈值估计器”或“QAM阈值计算”中执行导频与数据功率比调整。然而，本发明的发明人相信在“QAM阈值计算”块中进行这种调整在计算上是更加高效的。
将会了解，本说明书中所公开并限定的发明延伸到所提及或者从正文或附图中明显可知的各个特征中的两个或多个的所有替代组合。所有这些不同组合构成了本发明的各种替代方面。
还将会了解，本说明书中所使用的术语“包括”(或者其语法变体)等同于术语“包含”，并且不应当认为排除了其他元素或特征的存在。
尽管已详细描述了本发明的示例性实施例，但是应当了解，可在其中作出各种改变、置换和替代，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。此外，即使权利要求在申请和审查期间被修改，发明人也希望保留所请求保护的发明的所有等同物。

Claims (10)

1.一种解调信号的方法，该信号上利用正交幅度调制方案调制了多个信息符号，该方法包括：
确定与所述信息符号中的一个或多个信息符号相对应的至少一个QAM检测阈值；以及
基于至少一个相应QAM检测阈值来解调每个信息符号。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述信号上所调制的所述信息符号在连续导频符号的对之间布置了多个数据符号，并且，为小于所述连续导频符号之间的符号数目确定至少一个公共QAM检测阈值。
3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，就各个信息符号来确定至少一个公共QAM检测阈值。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述QAM检测阈值是通过以下步骤确定的：
(a)确定关于多个导频符号的幅度值；以及
(b)基于步骤(a)中确定的幅度值来确定关于所述导频符号中的至少两个导频符号之间的一个或多个信息符号的幅度值。
5.如权利要求4所述的方法，其中，关于所述导频符号之间的信息符号的幅度值是通过在步骤(a)中确定的值之间进行外插或内插而确定的。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述信号是正交频分复用符号。
7.一种用于解调信号的装置，该信号包括利用正交幅度调制方案调制的多个信息符号，该装置包括：
用于确定与所述信息符号中的一个或多个信息符号相对应的至少一个QAM检测阈值的装置；以及
用于基于至少一个相应QAM检测阈值来解调每个信息符号的装置。
8.如权利要求7所述的装置，还包括：被配置为估计对所述信号的信道响应的信道估计装置；以及用于基于所述信道估计装置所确定的信道响应来对所述信号进行均衡的装置。
9.如权利要求7或8中任一项所述的装置，其中，所述用于确定至少一个QAM检测阈值的装置被配置为实现权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种适于接收信号的接收器，该信号上利用正交幅度调制方案调制了多个信息符号，该接收器包括如权利要求7或8中任一项所述的装置来解调所述信号。
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