CN102104569B - 利用子载波的频域分块来进行均衡操作的方法和接收机 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提出了一种在通信系统的接收机处利用子载波的频域分块作为处理单元来进行均衡操作的方法，包括：在多个子载波上通过导频来计算各个子载波的相关系数；通过利用多个帧对所计算的相关系数进行加权平均来获得频域的信道相关度；以及根据所获得的频域的信道相关度来得到子载波的频域分块，以便进行均衡操作。

Description

利用子载波的频域分块来进行均衡操作的方法和接收机

技术领域

本发明涉及移动通信领域。更具体地，涉及一种在通信系统的接收机处利用子载波的频域分块来进行均衡操作的方法以及相应的接收机，能够降低接收机中执行均衡操作的复杂度。

背景技术

利用正交频分复用(OFDM)技术，使用大量的正交子载波来传输数据。然而，与传统通信技术相比，这意味着在相同的时间内处理更多的数据，特别是当采用MIMO(多输入多输出)技术时。可以使用根据频域相关特性划分的频域分块作为处理单元，以便降低接收机各模块的复杂度，例如，均衡操作模块。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，提出了本发明。本发明的目的是提出一种在通信系统的接收机处利用子载波的频域分块作为处理单元来进行均衡操作的方法以及相应的接收机，能够降低接收机中均衡操作的复杂度。

为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种在通信系统的接收机处利用子载波的频域分块作为处理单元来进行均衡操作的方法，包括：在多个子载波上通过导频来计算各个子载波的相关系数；通过利用多个帧对所计算的相关系数进行加权平均来获得频域的信道相关度；以及根据所获得的频域的信道相关度来得到子载波的频域分块，以便进行均衡操作。

优选地，所述子载波的频域分块保持相同的均衡矩阵来进行均衡操作。

优选地，根据所获得的频域的信道相关度来得到子载波的频域分块的步骤包括：将所获得的频域的信道相关度与预定的阈值进行比较，从而确定频域分块中的子载波的数量。

优选地，所述通信系统采用正交频分复用(OFDM)技术。

优选地，所述通信系统采用多输入多输出(MIMO)技术。

根据本发明，还提出了一种在通信系统的接收机，包括：相关系数计算装置，在多个子载波上通过导频来计算各个子载波的相关系数；信道相关度获得装置，通过利用多个帧对所计算的相关系数进行加权平均来获得频域的信道相关度；以及频域分块获得装置，根据所获得的频域的信道相关度来得到子载波的频域分块，以便进行均衡操作。

附图说明

通过参考以下结合附图对所采用的优选实施例的详细描述，本发明的上述目的、优点和特征将变得显而易见，其中：

图1是示出了在基于OFDM的系统中的频域分块的示意图；

图2是示出了OFDM系统中的帧结构的示意图；

图3是示出了根据本发明获得的频域相关度的曲线图；

图4是示出了根据本发明的利用子载波的频域分块来进行均衡操作的方法的流程图；

图5是示出了根据本发明的接收机的结构图。

具体实施方式

下面参考附图来说明本发明的优选实施例。

一些基于OFDM的宽带系统设置了固定值N，并且认为N个相邻子载波的信道是高度相关的。因此，这些子载波构成了频域分块，如图1所示。该分块中的均衡操作可以使用相同的信道估计结果。通过这样做，可以极大地降低接收机的计算负载。然而，固定值N在信道的频域相关性高的情况下会造成资源浪费；而在频域相关性低的情况下会造成系统性能的下降。

可以通过信道估计结果来计算信道的频域相关度ρ(Δf)：

$\mathrm{\ρ}\left(\mathrm{\Δf}\right)=E\left\{\frac{h\left(f\right)*h(f+\mathrm{\Δf})}{\left|h\left(f\right)\right|*\left|h(f+\mathrm{\Δf})\right|}\right\}$

其中h(f)是在频率f处的信道估计结果。式中的期望运算是在OFDM系统各子载波以及时域上进行的。可以建立查找表并存储在调度器中，根据度ρ(Δf)在查找表中获得频域中的分块的大小。之后，接收机可以以频域分块为处理单元进行处理，从而降低接收机复杂度。例如，可以在一个分块中保持相同的均衡矩阵。

作为应用举例，某OFDM系统占用M个子载波，并且每一个子载波f_sc的宽度远小于相干带宽。图2示出了如何将导频和数据映射到帧中。为了获得系统中的度ρ(Δf)，首先在M个子载波上，通过导频i来计算相关系数，其结果为：

${\mathrm{\ρ}}_i^{\′}\left[n\right]={\mathrm{\ρ}}_i^{\′}(n*f_{\mathrm{sc}})=\frac{1}{M-n}\underset{m=1}{\overset{M-n}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\frac{h\left({\mathrm{mf}}_{\mathrm{sc}}\right)*h\left((m+n)f_{\mathrm{sc}}\right)}{\left|h\left({\mathrm{mf}}_{\mathrm{sc}}\right)\right|*\left|h(m+n)f_{\mathrm{sc}}\right|}\right\}.$

这里，相关系数是一个以子载波序号间距为自变量的函数。

然后，通过对适当数量(标记为L)的帧进行加权平均来获得置信度更高的相关系数作为频域相关度。

${\mathrm{\ρ}}_i\left[n\right]=\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_l{\mathrm{\ρ}}_{i-l}^{\′}\left[n\right],n=\mathrm{0,1},...M-1$

其中 $\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_l=1,$ 并且如果需要可以对度ρ_i[n]进行更新。

事实上，n的取值范围不必一定是0到M-1。调度器所关心的是何时该度低于事先设定的阈值。这是小得多的范围，取决于多径环境、每一个子载波的宽度等。在图3中，示出了度ρ_i[n]的曲线。主要配置是EVA多径模型(参见3GPP TS36.104)，并且f_sc＝15KHz。可以将阈值设置在0.9。当ρ_i[n]＞0.9，则可以认为n个相邻子载波的信道是高度相关的，并且这些子载波可以构成频域分块。根据该曲线，这里的分块大小最好设置为8。

图4是示出了根据本发明的利用子载波的频域分块来进行均衡操作的方法的流程图。

如图4所示，根据本发明的方法，在步骤401，在当前帧的多个子载波上通过导频来计算各个子载波的相关系数。然后，在步骤403，通过对多个帧计算的相关系数进行加权平均来获得频域的信道相关度。最后，在步骤405，根据所获得的频域的信道相关度来得到子载波的频域分块，以便进行均衡操作。

图5是示出了根据本发明的接收机的结构图。

如图5所示，根据本发明的接收机包括：相关系数计算装置501，在多个子载波上通过导频来计算各个子载波的相关系数；信道相关度获得装置503，通过对多个帧计算的相关系数进行加权平均来获得频域的信道相关度；以及频域分块获得装置505，根据所获得的频域的信道相关度来得到子载波的频域分块，以便进行均衡操作。

尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (10)

1.一种在通信系统的接收机处利用子载波的频域分块作为处理单元来进行均衡操作的方法，包括：

在多个子载波上通过导频来计算各个子载波的相关系数；

通过利用多个帧对所计算的相关系数进行加权平均来获得频域的信道相关度；以及

根据所获得的频域的信道相关度来得到子载波的频域分块，以便进行均衡操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述子载波的频域分块保持相同的均衡矩阵来进行均衡操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其中根据所获得的频域的信道相关度来得到子载波的频域分块的步骤包括：

将所获得的频域的信道相关度与预定的阈值进行比较，从而确定频域分块中的子载波的数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述通信系统采用正交频分复用OFDM技术。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述通信系统采用多输入多输出MIMO技术。

6.一种在通信系统的接收机，包括：

相关系数计算装置，在多个子载波上通过导频来计算各个子载波的相关系数；

信道相关度获得装置，通过利用多个帧对所计算的相关系数进行加权平均来获得频域的信道相关度；以及

频域分块获得装置，根据所获得的频域的信道相关度来得到子载波的频域分块，以便进行均衡操作。

7.根据权利要求6所述的接收机，其中所述子载波的频域分块保持相同的均衡矩阵来进行均衡操作。

8.根据权利要求6所述的接收机，其中所述频域分块获得装置将所获得的频域的信道相关度与预定的阈值进行比较，从而确定频域分块中的子载波的数量。

9.根据权利要求6所述的接收机，其中所述通信系统采用正交频分复用OFDM技术。

10.根据权利要求6所述的接收机，其中所述通信系统采用多输入多输出MIMO技术。