CN101945075A - 使用缩减的傅里叶变换对基于ofdm的通信系统的基于子带的解调 - Google Patents

Abstract

对于基于子带的OFDM解调，对由OFDM符号的N个输入采样构成的序列执行“部分”傅里叶变换，以获得由N_c个数据子带构成的组的N_c个接收符号，其中N_c·L＝N且L＞1。对于部分傅里叶变换，利用相量旋转N个输入采样以获得N个旋转输入采样，其被累加(对于由L个采样构成的每个集合)以获得N_c个时域值。对N_c个时域值执行N_c点FFT，以获得N_c个接收符号。例如，通过执行用以获得接收导频符号的部分傅里叶变换、用以获得时域信道增益值的逆FFT以及用以获得对数据子带的信道增益估计的FFT，也可以获得对数据子带的信道增益估计。利用信道增益估计对接收符号进行处理(例如，均衡)以获得恢复数据符号。

Description

使用缩减的傅里叶变换对基于OFDM的通信系统的基于子带的解调

本申请是申请日为2005年2月4日、申请号为200580012123.6的发明专利申请“使用缩减的傅里叶变换对基于OFDM的通信系统的基于子带的解调”的分案申请。 

技术领域

本发明一般涉及通信，更具体地，涉及用于在基于正交频分复用(OFDM)的通信系统中执行解调的技术。 

背景技术

OFDM是一种调制技术，其将整个系统带宽有效地划分成多个(N个)正交子带。每个子带与各自的可调制数据的子载波相关联。子带通常还被称作音调、子载波、频段和频道。 

OFDM广泛用于各种通信系统。例如，正交频分多址(OFDMA)系统利用OFDM并且可以支持多个用户。根据系统设计，N个子带可以以各种方式用于数据和导频传输。例如，OFDMA系统可以将N个子带划分成多个不相交子带组，并且将每个子带组分配给不同的用户。从而可以经由分配给多个用户的多个子带组同时支持多个用户。 

在许多情况下，在基于OFDM的系统中仅需要解调N个子带的子集。处理N个子带的子集的简单方法是对时域采样执行N点快速傅里叶变换(FFT)，以获得全部N个子带的频域符号。然后，提取并处理所关注子带的符号，并丢弃所有其它子带的符号。这种简单方法需要与N个子带成比例的存储器装置，并且还需要对全部N个子带进行计算，即使只有N个子带中的较小子集用于数据传输。 

因此，在本技术领域中需要如下技术，即，当只有N个子带的子集用于数据传输时，可更有效地在基于OFDM的系统中执行解调的技术。 

发明内容

下面描述用于执行基于子带的OFDM解调的技术。这些技术可使接收机能够仅对所关注的子带而不是全部N个子带执行处理。 

在一个方案中，描述了用于对全部N个子带中的N_c个子带执行“部分”傅里叶变换的技术，其中N＞N_c＞1。N_c个子带包括全部N个子带中的每个L阶子带，其中N_c·L＝N。为了对由子带m、m+L等组成的N_c个子带计算部分傅里叶变换，(通过将每个输入采样与相量 相乘)旋转由N个输入采样构成的序列，以获得由N个旋转输入采样构成的序列。接着对于由被间隔开N_c个采样的L个旋转输入采样构成的每个集合，累加由N个旋转输入采样构成的序列，以获得由N_c个时域值构成的序列。然后，对由N_c个时域值构成的序列执行N_c点快速傅里叶变换(FFT)，以获得N_c个子带的N_c个频域值。部分傅里叶变换使用N_c点FFT而不是N点FFT，提供N_c个子带的频域值。 

在另一方案中，描述了用于在基于OFDM的系统中执行信道估计的技术。对于该系统，在组p中的子带上发射导频符号，并且需要对组m中子带的信道增益估计。对于信道估计，首先对输入采样序列执行部分傅里叶变换，以获得组p中子带的接收导频符号。然后通过移除接收导频符号上的调制，获得对组p中子带的信道增益估计。然后对组p的信道增益估计执行IFFT，以获得时域信道增益值，可以用相量W_N ^-pn对时域信道增益值进行解旋转，以获得解旋转时域信道增益值。为了获得对组m的信道增益估计，利用相量W_N ^mn旋转所述解旋转时域信道增益值，以便获得组m的旋转信道增益值。还可以利用W_N ^(m-p)n旋转时域信道增益值，以便直接获得组m的旋转信道增益值。无论如何，对于旋转信道增益值执行FFT，以获得对组m中子带的信道增益估计。尽管具有不同的相量，也可以通过以类似方式处理(解旋转的)时域信道增益值，来获得对其它子带组的信道增益估计。 

在另一方案中，描述了用于在基于OFDM的系统中执行基于子带的解调的技术。对输入采样序列执行部分傅里叶变换，以获得子带组的接收符号。对该子带组的信道增益估计也被获得。然后，利用信道增益估计处理(例如，均衡)接收符号，以获得子带组的恢复数据符号。可以按类似方 式对其它子带组执行解调。 

下面进一步描述本发明的各个方案和实施例。 

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的特征和特性将变得更加清楚，在附图中相似的参考符号相应地标识相同的内容，其中： 

图1A示出OFDM子带结构； 

图1B示出基于OFDM的系统的子带配置； 

图2示出执行基于子带的OFDM解调的处理； 

图3示出执行部分傅里叶变换的处理； 

图4示出执行信道估计的处理； 

图5示出基于OFDM的系统中的发射机； 

图6示出基于OFDM的系统中的接收机； 

图7示出用于一个子带组的部分傅里叶变换单元； 

图8示出信道估计器；以及 

图9示出基于子带的OFDM解调器。 

具体实施方式

词语“示例性的”在本文中指“作为实例、例子或示例的”。不必将本文描述为“示例性”的任何实施例视为优选于或优于其它实施例或设计。为了清楚起见，在以下描述中，“序列”用于时域采样和数值。 

图1A示出OFDM子带结构。基于OFDM的系统具有W MHz的总系统带宽，利用OFDM将其划分成N个正交子带110。每个子带具有W/N MHz的带宽，并且与各自的可调制数据的载波112相关联。基于OFDM的系统可以仅使用用于数据和导频传输的中心子带，并将两端上的那些子带保留作为保护子带，以使系统能够满足频谱屏蔽需求。为了简便起见，以下描述假定全部N个子带都用于传输。 

图1B示出用于划分在基于OFDM的系统中的N个子带的示例性频分复用(FDM)方案。对于该FDM方案，N个子带排列成L个不相交组，每个组包括N_c个子带，其中N_c·L＝N。例如，基于OFDM的系统可以具有N＝4096 个全部子带以及L＝8个子带组，每个组包括N_c＝512个子带。L个组是不相交的，这是因为N个子带中的每一个仅属于一个组。每组中的N_c个子带均匀地分布在N个子带上，使得该组中的连续子带被L个子带间隔开。从而，每组中的子带与其它L-1组中的子带交织。可以按其它方式划分N个子带。为了简便起见，以下描述假定图1B所示的子带配置。 

通过OFDM，可以在每个符号周期中，在N个子带中的每一个上发射一个用于数据或导频的调制符号。数据符号是对数据的调制符号，并且导频符号是对导频的调制符号。如果少于N个子带用于传输，则向每个未用的子带提供零值信号。对于每个符号周期，使用N点逆快速傅里叶变换(IFFT)将N个子带的N个符号(即，数据符号、导频符号和/或零)转换到时域，以获得包含N个时域码片的转换符号。为了抵制符号间干扰(ISI)，可以重复每个转换符号的一部分，以形成包含N+C个码片的相应OFDM符号，其中C是被重复码片的数量。重复部分通常被称作循环前缀。然后经由通信链路发射所述OFDM符号。 

接收机获得OFDM符号的N+C个输入采样，其中每个输入采样对应于一个发射码片。接收机移除循环前缀的C个输入采样，并且获得由转换符号的N个输入采样构成的序列。然后，接收机可以对N个输入采样执行N点快速傅里叶变换(FFT)，以获得N个子带的N个频域接收符号。接收符号可以表示为： 

X(k)＝H(k)S(k)+N(k)，k＝0...(N-1)，方程(1) 

其中S(k)是子带k上发射的符号； 

    H(k)是用于子带k的复数信道增益； 

    X(k)是子带k上接收的符号；以及 

    N(k)是接收机处对于子带k的噪声。 

接收机可以按如下方程恢复发射的数据符号： 

$\hat{S}\left(k\right)=\frac{X\left(k\right)}{\hat{H}\left(k\right)}\≈S\left(k\right)+\tilde{N}\left(k\right),k=0...(N-1),$ 方程(2) 

其中 

是对子带k的信道增益估计； 

     

是对子带k上发射的符号的估计；以及 

     是处理后噪声。 

方程(2)表明可以通过用子带k的接收符号X(k)除以对子带k的信道增益估计 恢复子带k上发射的数据符号S(k)。该运算通常被称作均衡。接收机可以基于发射机发射的导频符号来估计信道增益。 

如果接收机仅需要恢复一个或几个子带组上的数据，则其通过仅对所关注子带而不是全部N个子带执行处理，可以更有效率。当N较大(例如，N＝4096)时，这种效率的提高尤为显著。发射机可以在与用于数据传输的子带组不同的子带组上发射导频符号。在这种情况下，接收机可以根据在导频子带(即，用于导频传输的子带)上接收的导频符号，估计数据子带(即，用于数据传输的子带)的信道增益。 

图2示出利用在另一子带组(组p)上发射的导频符号执行基于子带的OFDM解调，以恢复在一个子带组(组m)上发射的数据符号的处理200的流程图。对于图1B所示的FDM方案，组m包括子带Lk+m，k＝0...(N_c-1)，并且组p包括子带Lk+p，k＝0...(N_c-1)，其中0≤m≤(N_c-1)以及0≤p≤(N_c-1)。 

首先，对由N个输入采样构成的序列执行部分傅里叶变换，以获得组m中子带的N_c个接收符号的组(步骤210)。由输入采样构成的序列被表示为{x(n)}，其是在n＝0...(N-1)条件下的x(n)。所述接收符号组被表示为{X_m(k)}或者{X(Lk+m)}，其是在k＝0...(N_c-1)条件下的X(Lk+m)。部分傅里叶变换使用N_c点FFT而不是N点FFT，并且可以按照下述方式执行。 

由N个输入采样构成的序列也被处理，以获得对组m中子带的信道增益估计(步骤220)。对组m的信道增益估计被表示为 

或者 

其是在k＝0...(N_c-1)条件下的 

可以利用部分傅里叶变换和逆傅里叶变换执行步骤220，如下所述。然后，利用对组m中子带的信道增益估计处理组m中子带的接收符号，以获得组m中子带的恢复数据符号，例如方程(2)所示(步骤230)。组m的恢复数据符号被表示为 

或者 

其是k＝0...(N_c-1)条件下的 

用于组m中N_c个子带的傅里叶变换可以表示为： 

$X(\mathrm{Lk}+m)=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(n\right)\·W_N^{(\mathrm{Lk}+m)n}$ ，k＝0...(N_c-1)，方程(3) 

$=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(n\right)\·W_N^{\mathrm{mn}}\·W_{N_c}^{\mathrm{kn}}$

其中 

且x(n)是采样周期n的输入采样。可以定义以下条件： 

${\tilde{x}}_m\left(n\right)=x\left(n\right)\·W_N^{\mathrm{mn}},n=0...(N-1),$ 以及        方程(4) 

$g_m\left(n\right)=\underset{i=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{\tilde{x}}_m(n+N_c\·i),n=0...(N_c-1),$             方程(5) 

其中 

是通过利用 

旋转输入采样x(n)获得的旋转输入采样，其中W_N ^mn是从采样到采样变化的相量；并且g_m(n)是通过累加以N_c个采样间隔开的L个旋转输入采样获得的时域值。 

方程(3)可进一步被表示为： 

$X_m\left(k\right)=X(\mathrm{Lk}+m)=\underset{n=0}{\overset{N_c-1}{\mathrm{\Σ}}}{g}_m\left(n\right)\·W_{N_C}^{\mathrm{kn}},k=0...(N_c-1),$ 方程(6) 

图3示出用于执行部分傅里叶变换以获得一个子带组的接收符号的处理210a的流程图。处理210a可以用于图2的步骤210。首先，通过将每个输入采样乘以W_N ^mn来旋转由N个输入采样x(n)构成的序列，以获得组m的由N个旋转输入采样构成的序列，其被表示为 

如方程(4)所示(步骤312)。然后在由L个旋转输入采样构成的多个集合中累加由N个旋转输入采样构成的序列，以便获得组m的由N_c个时域值构成的序列，其被表示为如方程(5)所示的{g_m(n)}(步骤314)。每个集合包括由旋转输入采样构成的序列中的每个N_c阶采样，所述N_c个集合与序列中不同的起始旋转输入采样相关联。接着对由N_c个时域值构成的序列执行N_c点FFT，以获得如方程(6)所示的组m的N_c个接收符号(步骤316)。 

图4示出基于在组p中子带上接收的导频符号获得对组m中子带的信道增益估计的处理220a，其中p≠m。处理220a可以用于图2中的步骤220。首先，例如使用上述的恢复组m中子带的数据符号的处理210a，获得组p中子带的接收导频符号(步骤412)。步骤412的输出是N_c个接收导频符号，其被表示为在k＝0...(N_c-1)条件下的X(Lk+p)或者 

然后移除接收导频符号上的调制，以获得对组p中子带的信道增益估计(步骤414)，如下： 

${\hat{H}}_p\left(k\right)=\hat{H}(\mathrm{Lk}+p)=\hat{P}(\mathrm{Lk}+p)\·P^{*}(\mathrm{Lk}+p),k=0...(N_c-1),$ 方程(7) 

其中P(Lk+p)是组p中子带k的已知导频符号。对组p的信道增益估计被表示为 

或 

其是在k＝0...(N_c-1)条件下的 

然后对组p的信道增益估计执行N_c点IFFT，以获得由N_c个时域信道增益值构成的序列{h_p(n)}，其由调制的时域信道估计组成，即在n＝0...(N_c-1)条件下 的 

(步骤416)。然后，通过与W_N ^-pn相乘而对由N_c个时域信道增益值构成的序列解旋转，以获得由N_c个解旋转时域信道增益值构成的序列，如下：在n＝0...(N_c-1)条件下的 

(步骤418)。 

然后从解旋转时域信道增益值序列导出对组m中子带的信道增益估计。用于对N_c个子带的解旋转信道增益估计的傅里叶变换可以被表示为： 

$\hat{H}\left(k\right)=\underset{n=0}{\overset{N_c-1}{\mathrm{\Σ}}}h\left(n\right)\·W_N^{\mathrm{kn}},k=0...(N_c-1),$ 方程(8) 

用于对组m中子带的信道增益估计的傅里叶变换可以被表示为： 

${\hat{H}}_m\left(k\right)=\hat{H}(\mathrm{Lk}+m)$

$=\underset{n=0}{\overset{N_c-1}{\mathrm{\Σ}}}h\left(n\right)\·W_N^{(\mathrm{Lk}+m)n},$ k＝0...(N_c-1)，方程(9) 

$=\underset{n=0}{\overset{N_c-1}{\mathrm{\Σ}}}h\left(n\right)\·W_N^{\mathrm{mn}}\·W_{N_c}^{\mathrm{kn}}$

如方程(9)所示，对组m中子带的信道增益估计可以通过以下方式获得，即，首先通过将解旋转时域信道增益值序列{h(n)}乘以W_N ^mn，以获得旋转信道增益值序列(步骤420)。然后对旋转信道增益值序列执行N_c点FFT，以获得对组m中子带的信道增益估计(步骤422)。步骤418中的解旋转和步骤420中的旋转可以被合并，并且可以按照 

获得组m的旋转信道增益值。 

图5示出能够在一个或多个子带组上发射数据的发射机500的方框图。为了清楚起见，以下描述针对在M个子带组(即，组a至m)上的数据传输以及在一个子带组(即，组p)上的导频传输。 

在发射机500处，编码器/解码器514从数据源512接收业务数据，并从控制器540接收控制数据和其它数据。编码器/调制器514处理(例如，格式化、编码、交织和调制)接收数据并提供数据符号流{S(k)}。每个数据符号是对应于所选用的调制方案的调制符号。调制符号是相应于所选调制方案的信号星座中特定点的复数值。解复用器(Demux)516接收数据符号流{S(k)}，并向组a至组m中的子带提供这些数据符号。解复用器516还接收导频符号P(k)，P(k)是发射机和接收机预先已知的调制符号，并且解复用器516向组p中的子带提供这些导频符号。解复用器516还向未用于数据或导频传输的每个子带提供零值信号(“零”符号)。 

OFDM调制器520从复用器516接收符号，并对这些符号执行OFDM 调制。OFDM调制器520包括逆快速傅里叶变换(IFFT)单元522和循环前缀生成器524。对于每个符号周期，IFFT单元522使用N点逆FFT将N个符号转换到时域，以获得包含N个时域码片的转换符号。每个码片是将在一个码片周期内发射的复数值。循环前缀生成器524接着重复每个转换符号的一部分，以形成包含N+C个码片的OFDM符号。符号周期对应于一个OFDM符号的持续时间，其为N+C个码片周期。OFDM调制器520为每个OFDM符号提供由N+C个时域码片构成的序列。 

发射机单元(TMTR)530接收并处理(例如，转换为模拟、滤波、放大和上变频)码片流，以获得将接着从天线532发射的调制信号。控制器540指令发射机500处的操作。存储器单元542向由控制器540使用的程序代码和数据提供存储。 

图6示出能够执行基于子带的OFDM解调以恢复一个或多个子带组上的数据的接收机600的方框图。为了清楚起见，仍在以下描述中针对在M个子带组(即，组a至m)上的数据接收以及在一个子带组(即，组p)上的导频传输。在接收机600处，经由天线612接收发射机500所发射的调制信号。接收机单元(RCVR)614处理(例如，下变频、滤波、放大和数字化)来自天线612的接收信号并提供输入采样。 

基于子带的OFDM解调器620处理输入采样并提供恢复的数据符号，所述数据符号是对发射机500发射的数据符号的估计。对于图6所示的实施例，基于子带的OFDM解调器620包括：循环前缀移除单元622、傅里叶变换单元630、信道估计器640和均衡器650。循环前缀移除单元622移除每个接收的OFDM符号中的循环前缀，并向傅里叶变换单元630和信道估计器640提供输入采样序列{x(n)}。傅里叶变换单元630对M个子带组中每一组的输入采样序列执行部分傅里叶变换，并提供M个子带组的M个接收符号组{X_a(k)}至{X_m(k)}。信道估计器640根据输入采样序列，导出对M个子带组中的每一组的信道增益估计，并提供对M个子带组的M个信道增益估计组 至 均衡器650接收M个接收符号组和对M个子带组的M组信道增益估计，如方程(2)所示对接收符号执行均衡，并提供M个子带组的M个恢复数据符号组 

至 

复用器(MUX)652接收并复用M个子带组的恢复数据符号，并提供 一个恢复数据符号流 

解调器/解码器654处理(例如，解调、解交织以及解码)恢复数据符号流，并向数据宿(data sink)656提供解码数据。控制器660指令接收机600处的操作。存储器单元662向由控制器660使用的程序代码和数据提供存储。 

图7示出可用于获得一个子带组的接收符号的部分傅里叶变换单元710的方框图。单元710包括：旋转器720、累加器730、缓冲器740、地址生成器742和N_c点FFT单元750。缓冲器740存储组m的N_c个时域值{g_m(n)}。在每个符号周期的起始处，缓冲器740被复位(即，用零填充)。 

旋转器720接收输入采样序列。旋转器720内的乘法器722将每个输入采样x(n)与W_N ^mn相乘，以获得如方程(4)所示的相应的旋转输入采样 累加器730执行如方程(5)所示的对N_c个时域值{g_m(n)}中的每一个的累加。对于每个旋转输入采样 

从缓冲器740中检索对应于该旋转输入采样的时域值g_m(n)的当前值，并提供给加法器732。加法器732将旋转输入采样 

与当前值相加，并将更新值提供给寄存器734。寄存器734在用于时域值g_m(n)的缓冲器740的适当位置中存储更新值。 

对于每个输入采样x(n)，缓冲器740提供相应时域采样g_m(n)的当前值，并且存储更新值。地址生成器742生成缓冲器740的地址，并且可以利用模计数器来实现。在每个符号周期结束时，在该符号周期的全部N个输入采样已经被接收和累加之后，FFT单元750对来自缓冲器740的N_c个时域值{g_m(n)}执行N_c点FFT，以获得组m中子带的N_c个接收符号{X_m(k)}。 

图8示出信道估计器640实施例的方框图，所述信道估计器640可以根据在子带组p上接收的导频符号提供对子带组a至m的信道增益估计。信道估计器640包括：部分傅里叶变换单元710p、导频解调单元860、N_c点IFFT单元870和用于M个子带组的M个部分傅里叶变换单元880a至880m。 

部分傅里叶变换单元710p接收并处理输入采样序列，以获得组p中子带的N_c个接收符号{X_p(k)}。除了旋转器720p中的乘法器722p将输入采样x(n)乘以W_N ^pn而不是W_N ^mn并提供旋转输入采样 

外，单元710p的实现方式与图7的单元710相同。导频解调单元860将接收符号{X_p(k)}乘以共轭导频符号P^*(Lk+p)以获得对组p中子带的信道增益估计 

。IFFT单元 870对信道增益估计 

执行N_c点IFFT，并且提供时域信道增益估计{h_p(n)}，乘法器872利用W_N ^-pn对时域信道估计{h_p(n)}进行解旋转，并且提供N_c个解旋转时域信道增益值{h(n)}。 

每个变换单元880接收N_c个解旋转时域信道增益值{h(n)}，并导出对其被分配的组中的子带的信道增益估计。每个变换单元880包括乘法器882和N_c点FFT单元884。在用于组m的变换单元880m内，乘法器882m将解旋转时域信道增益值{h(n)}乘以W_N ^mn。FFT单元884m接着对来自乘法器882m的旋转信道增益值执行N_c点FFT，并提供对组m的N_c个信道增益估计 

M个变换单元880a至880m分别提供对子带a至m的M个信道增益估计组 

至 

可以在沿信道估计处理路径的不同位置处执行滤波，以获得具有改善质量的信道增益估计。例如，在利用单元750p执行N_c点FFT之前，可以在多个符号周期上对旋转输入采样 

求平均。作为另一实例，可以对(1)组p中子带的接收符号{X_p(k)}、(2)对组p中子带的信道增益估计 

(3)对组p的时域信道增益估计{h_p(n)}、(4)解旋转时域信道增益值{h(n)}等等执行滤波。 

还可以以其它方式获得对数据子带的信道增益估计。例如，通过对组p中子带的信道增益估计执行(例如，线性)内插，获得对组m中子带的信道增益估计。 

图9示出基于子带的OFDM解调器620的实施例的方框图。在OFDM解调器620内，循环前缀移除单元622接收输入采样，移除每个OFDM符号的循环前缀，并向傅里叶变换单元630和信道估计器640提供输入采样序列{x(n)}。 

傅里叶变换单元630包括：M个部分傅里叶变换单元710a至710m，一个变换单元710对应于M个子带组之一。按照图7所示实现每个部分傅里叶变换单元710l(其中l＝a...m)。用于子带组l的傅里叶变换单元710l利用W_N ^ln对输入采样序列执行旋转，累加旋转输入采样 

对时域值{g_l(n)}执行N_c点FFT，并提供组l中子带的接收符号{X_l(k)}。按照图8所示实现信道估计器640，其按照图8所示处理输入采样，并提供对M个子带组中的每一个的信道增益估计。 

均衡器650包括M个单抽头均衡器950a至950m，一个均衡器950用于M个子带组之一。每个均衡器950l，其中l＝a...m，接收所述接收符号组{X_l(k)}以及对相关联子带组l的信道增益估计组 

在用于子带组m的均衡器950m内，除法器952m将每个子带的接收符号X_m(k)除以对该子带的信道增益估计 

限幅器954m接着对除法器952m的输出进行限幅(即，量化)，并提供恢复数据符号 

M个均衡器950a至950m提供M个子带组a至m的M个恢复数据符号组 

至 

图9示出将单抽头均衡器用于每个数据子带的示例性接收机结构。接收符号和信道增益估计可以以其它方式处理。例如，可以利用信道增益估计对接收符号执行匹配滤波。作为另一实例，可以为接收符号和/或信道增益估计计算对数似然比(LLR)，并且可以以迭代方式利用Turbo解码器处理LLR。 

本文所描述的用于执行部分傅里叶变换、信道估计和OFDM解调的技术(或简称为“基于子带的OFDM解调”技术)可以简化接收机设计并提供各种好处。为了恢复给定子带组的数据符号，仅仅执行N_c大小的FFT而不需要执行N大小的FFT。可以并行地执行对M个子带组的旋转和累加，以避免额外的缓冲。可选地，可以用一套硬件以时分复用(TDM)的方式处理M个子带组，以降低硬件需求。 

由于可以以采样速率，即在每个输入采样到达接收机时，执行对每个子带组的旋转和累加，从而也可以降低处理延迟。只要接收到整个OFDM符号，就可利用每个子带组的时域值序列{g_m(n)}而不会有任何附加延迟。对每个子带组的信道增益估计是基于同一解旋转时域信道增益值序列{h(n)}而获得的。因而，可以连续地执行对M个子带组的信道估计而不需要附加缓冲。 

为了简单起见，已经针对图1B所示的子带配置描述了基于子带的OFDM解调技术。这些技术可以用于其它子带配置。通常，子带组可以包括相同数量的子带(如上所述)或者不同数量的子带。此外，可以以某些其它方式选择每组中的子带。唯一的要求是每个组中的子带均匀分布在全部N个子带上，以便如上所述通过分解成部分FFT来实现FFT的简化。例如，如果N＝4096，则组1可以包括以128个子带分离开的32个子带，组2 可以包括以4个子带分离开的1024个子带，等等。导频子带组还可以包括与数据子带组相同或者不同数量的子带。不同的子带配置可能导致将不同的相量W_N ^mn用于旋转、累加不同数量的旋转输入采样以及执行不同大小的FFT以便获得给定子带组的接收符号。 

基于子带的OFDM解调技术可以用于下行链路(即，前向链路)以及上行链路(即，反向链路)。对于下行链路，发射机500为接入点，接收机600为用户终端。对于上行链路，发射机500为用户终端，接收机600为接入点。本文所述的技术还可用于各种基于OFDM的系统(例如，OFDMA系统)。 

为了清楚起见，已经针对单输入单输出(SISO)通信系统描述了基于子带的OFDM解调技术。这些技术还可以用于多输入单输出(MISO)系统、单输入多输出(SIMO)系统以及多输入多输出(MIMO)系统。对于MIMO系统，对于接收机处的多个(N_R个)接收天线中的每一个提供一个傅里叶变换单元630。每个傅里叶变换单元630处理相关联天线的输入采样，并提供该天线的M个子带组的M个接收符号组。然后，对于N_R个接收天线的M个接收符号组的N_R个集合执行空间处理以恢复数据符号。可以用迫零均衡器、最小均方误差(MMSE)均衡器或者某些其它类型的均衡器执行空间处理。 

本文所述的基于子带的OFDM解调技术可以通过各种模块实现。例如，这些技术可以用硬件、软件或者其组合实现。对于硬件实现，用来执行基于子带的OFDM解调的处理单元可以在以下硬件中实现，即，一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于执行本文所述功能的其它电子单元或者其组合。 

对于软件实现，基于子带的OFDM解调技术可以用执行本文所述功能的模块(例如，程序、函数等等)实现。软件代码可以存储在存储单元(例如，图6中的存储器单元662)中并由处理器(例如，控制器660)执行。存储器单元可以实现在处理器内部或者处理器外部，在存储器单元实现在处理器外部的情况下，可以经由本领域公知的各种方法将存储器单元通信 连接到处理器。 

提供以上对所公开实施例的描述，以使本领域技术人员能够实现和使用本发明。对本领域技术人员来说，对这些实施例的各种修改都是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其它实施例。因此，本发明并不旨在限制于本文所示的实施例，而是应给予与本文所公开的原理和新特征一致的最宽范围。 

Claims (9)

1.一种在通信系统中执行信道估计的方法，包括：

对输入采样序列执行傅里叶变换，以获得第一子带组的多个接收导频符号；

基于所述多个接收导频符号，获得对所述第一子带组的第一信道增益估计组；对所述第一信道增益估计组执行逆快速傅里叶变换(IFFT)，以获得时域信道增益值序列；

旋转所述时域信道增益值序列，以获得第二子带组的第一旋转信道增益值序列；以及

对所述第一旋转信道增益值序列执行快速傅里叶变换(FFT)，以获得对所述第二子带组的第二信道增益估计组。

2.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述傅里叶变换的步骤包括：

旋转所述输入采样序列，以获得旋转输入采样序列，

在多个由L个旋转输入采样构成的集合中累加所述旋转输入采样序列，以获得时域输入值序列，其中L＞1，以及

对所述时域输入值序列执行快速傅里叶变换，以获得所述多个接收导频符号。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

对所述时域信道增益值序列执行解旋转，以获得解旋转时域信道增益值序列，并且其中，旋转所述解旋转时域信道增益值序列，以获得所述第二子带组的所述第一旋转信道增益值序列。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

旋转所述时域信道增益值序列，以获得第三子带组的第二旋转信道增益值序列；以及

对所述第二旋转信道增益值序列执行快速傅里叶变换，以获得对所述第三子带组的第三信道增益估计组。

5.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述多个接收导频符号中的每一个乘以与所述接收导频符号对应的共轭导频符号，获得所述第一信道增益估计组。

6.一种用于在通信系统中执行信道估计的设备，包括：

傅里叶变换单元，用于对输入采样序列执行傅里叶变换，以获得第一子带组的多个接收导频符号；

导频解调器，用于基于所述多个接收导频符号，获得对所述第一子带组的第一信道增益估计组；

逆快速傅里叶变换(IFFT)单元，用于对所述第一信道增益估计组执行逆快速傅里叶变换，以获得时域信道增益值序列；

第一旋转器，用于旋转所述时域信道增益值序列，以获得第二子带组的第一旋转信道增益值序列；以及

第一快速傅里叶变换(FFT)单元，用于对所述第一旋转信道增益值序列执行快速傅里叶变换，以获得对所述第二子带组的第二信道增益估计组。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述傅里叶变换单元包括：

第二旋转器，用于旋转所述输入采样序列，以获得旋转输入采样序列，

累加器，用于在多个由L个旋转输入采样构成的集合中累加所述旋转输入采样序列，以获得时域输入值序列，其中L＞1，以及

第二快速傅里叶变换单元，用于对所述时域输入值序列执行快速傅里叶变换，以获得所述多个接收导频符号。

8.根据权利要求6所述的设备，还包括：

第二旋转器，用于旋转所述时域信道增益值序列，以获得第三子带组的第二旋转信道增益值序列；以及

第二快速傅里叶变换单元，用于对所述第二旋转信道增益值序列执行快速傅里叶变换，以获得对所述第三子带组的第三信道增益估计组。

9.一种用于在通信系统中执行信道估计的设备，包括：

用于对输入采样序列执行傅里叶变换，以获得第一子带组的多个接收导频符号的装置；

用于基于所述多个接收导频符号，获得对所述第一子带组的第一信道增益估计组的装置；

用于对所述第一信道增益估计组执行逆快速傅里叶变换(IFFT)，以获得时域信道增益值序列的装置；

用于旋转所述时域信道增益值序列，以获得第二子带组的第一旋转信道增益值序列的装置；以及

用于对所述第一旋转信道增益值序列执行快速傅里叶变换(FFT)，以获得对所述第二子带组的第二信道增益估计组的装置。

Images