CN1408166A - 用于变换信道估计的方法和设备 - Google Patents

Abstract

对于一个接收的信号执行信道估计，其中接收的信号的不同部分被使用不同的调制类型调制。首先根据接收的信号的使用第一调制类型调制的部分估计信道。然后，该信道估计被变换成为对应于至少一个第二调制类型的信道估计。

Description

用于变换信道估计的方法和设备

技术领域

本发明总体上涉及用于信道估计的方法和设备。更具体而言，本发明涉及用于将对于一种调制类型所获得的信道估计变换成为对于另一种调制类型的相应的信道估计的方法和设备。

背景技术

在诸如包括发送机(例如基站)和接收机(例如移动台或者固定蜂窝终端)的通信系统中，在发送机和接收机之间交换的信息包含数据比特和同步比特。所述信息被调制以便传输。

在某些蜂窝通信系统中，有利的是在发送信号的第一部分(例如用于同步和信道估计的部分)使用一种调制类型，而在发送信号的第二部分(例如含有要发送数据的部分)使用另一种调制类型。这允许选择调制类型用于有效的发送机实现。对于一个有效的发送机结构，通常在调制格式中引入一个偏移。例如对于8-PSK信号，发送信号可以如下给出：

其中

这里，偏移是指符号星座在相邻符号之间旋转π/8弧度。该旋转产生具有低峰值-平均比和没有零交叉的发送信号，从而为一个有效的发送机结构创造条件。

在接收机一侧，接收的信号必须被解旋转，以便正确检测接收的符号。不过，由于无线电波的多径衰落，接收的信号的旋转导致作为偏移旋转的函数的一个无线信道估计。

蜂窝无线通信系统中的信息典型地在含有一个诸如训练序列的同步信号以及一个信息序列的突发中发送。如果整个突发被用相同的调制格式发送，则会存在由作为偏移旋转的函数的信道估计所引起的负面影响。不过，如果具有确定偏移的一种调制类型被用于训练序列，而具有另一个偏移的另一个调制类型被用于信息序列，则对于第一种调制类型所获得的信道估计必须被变换成为一种对于第二种调制类型的正确信道估计。

因此，需要一种有效的技术算法，用于将对于一种调制类型所获得的信道估计变换成为对于另一种调制类型所获得的相应信道估计。

发明内容

因此，本发明的一个目的是当接收的信号的不同部分被用一种以上的调制类型所调制时，对于该接收的信号提供一种正确的信道估计。

根据一个示范实施例，可以用一种方法和设备来达到这个以及其它目的，所述方法估计接收的信号中的信道，其中该接收的信号的不同部分被不同的调制类型所调制。根据接收的信号的使用第一调制类型调制的一部分估计信道。然后，被估计的信号被变换成为对应于至少一个第二调制类型的信道估计。

附图说明

通过阅读连同附图的描述，可以使得本发明的特征、目的和优点显而易见，其中相同的参考编号表示相同的元件，并且附图中：

图1表示用于根据本发明的示范实施例的信道估计和变换的示范设备；以及

图2表示用于根据本发明的示范实施例的信道估计和变换的示范方法。

具体实施方式

为了说明的目的，以下描述针对蜂窝无线通信系统，但是应当理解，本发明并不局限于此，而是也可以应用于其它类型的通信系统。

图1表示用于根据本发明的示范实施例的信道估计和变换的示范设备。该设备可以包括在例如移动台或者固定蜂窝终端的接收机中。来自例如基站的发送机的接收的信号y_n被下变换成为一个基带信号、以预定突发长度抽样并且存储在缓存器100中。接收的信号y_n可以写作：

其中K是突发的长度，h＝[h₀，…，h_L]是无线信道，e_n表示噪声，并且u_k是在时间k发送的符号，其可以由下式给出：

其中

vⁱ _k是来自一个特定符号星座的符号(例如8-PSK信号)，θ_i，i＝1，2是为当前调制格式所选择的偏移(例如，对于π/8偏移8-PSK，θ_i＝π/8)。在以下描述中，假设具有偏移θ₁的第一调制类型被用于接收的信号的第一部分，例如训练序列，并且具有偏移θ₂的第二调制类型被用于接收的信号的第二部分，例如信息序列。接收的信号的含有训练序列的第一部分被从缓存器100输出到将该第一部分用因子θ₁解旋转的解旋转单元105单元。然后来自解旋转单元105的输出可以被写作：

其中， 并且e′_n是噪声的旋转版本。然后，信号

被馈入同步单元110，该单元将信号 与通信系统的已知训练序列

相关，以便确定训练序列在接收突发中的何处出现，以便确立同步。同步单元110可以用任何类型的传统同步设备来实现，例如在J.Proakis，数字通信，McGraw-Hill公司，纽约，1995年和WO96/13910中描述的。

然后，表示训练序列的开始或同步位置的信息，与已旋转信号 和系统训练序列

被输入信道估计器130，其估计关于第一种调制类型的接收的信号。估计器130可以用任何类型的传统信道估计器实现，例如最小平方估计器。来自信道估计器130的输出，即对于第一种调制类型的估计 与系统训练序列 一起被馈入信道变换单元135。信道变换单元135将所述估计变换成为对应于第二种调制类型的信道估计 下面更详细地描述一个示范变换算法。

存储在缓存器100中的对应于例如信息序列的接收的信号y_n的第二部分被在解旋转单元120中解旋转，得到可以由下式给出的信号

其中

并且e_是噪声的被旋转版本。

然后，对于第二种调制类型的信道估计被与已解旋转信息序列

一起输入均衡器140。均衡器140可以是任何类型的，例如在J.Proakis，数字通信中描述的最大似然序列估计器(MLSE)均衡器。均衡器140解调接收的信号。均衡器试图从接收序列y中找到最可能的发送符号v。来自均衡器140的输出是被确定的符号。

根据一个示范实施例，可以按以下方式执行信道变换。假设信道估计器130是最小平方类型。然后，

的最小平方估计可以写作： ${\hat{H}}_{\mathrm{\γ\ω}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\υ}}}_1}={\left(\underset{e}{\mathrm{\Σ}}{V}_e^{*}{V}_e^{\mathrm{\ω}}\right)}^{-\mathrm{\Θ}}\left(\underset{e}{\mathrm{\Σ}}{V}_e^{*}{\tilde{y}}_e^{\mathrm{\γ\Θ\Δ}}\right)---\left(7\right)$

其中，V*是V的复共扼，并且 正如从等式7中看到的， 是对应于第一种调制类型的信道的估计，由于它依赖于对于这种调制的偏移θ₁(通过矢量 )。不过，

与H之间的关系可以根据下式来写： ${\hat{H}}_{\mathrm{\γ\ω}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\υ}}}_1}=\mathrm{AH}+\mathrm{\ϵ}---\left(8\right)$

其中ε是估计的误差，并且A由下式给出：

由于θ和V_k是从系统训练序列事先已知的，所以A可以被预先计算。此外，从等式6中可以看出： $H_{\mathrm{\γ\ω}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\υ}}}_2}=\mathrm{BH}$

其中，diag(X)是具有对角线元素X的对角矩阵。这样，

和之间的关系可以如下给出： ${\hat{H}}_{{\mathrm{\γ\ω}\stackrel{\‾}{\mathrm{\υ}}}_2}=C{\hat{H}}_{\mathrm{\γ\ω}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\υ}}}_1}=B{A}^{-\mathrm{\Θ}}{\hat{H}}_{\mathrm{\γ\ω}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\υ}}}_1}---\left(11\right)$

矩阵A和B都是事先已知的。因此，(L+1)×(L+1)矩阵C＝BA^-1可以被预先计算并且存储在存储器中。可替代地，可以为每个突发计算矩阵C。在任意情况下，可以用一个简单矩阵相乘来执行信道变换。

图2说明用于根据本发明的实施例的信道估计和变换的方法。所述方法从步骤200开始，在步骤200中，一个接收的信号被存储在缓存器中。在步骤210，接收的信号的被用第一调制类型调制的第一部分，例如训练序列被解旋转。在步骤220，通过确定训练序列在接收突发中的开始位置来确立同步。在步骤230，使用开始位置和已解旋转训练序列以及通信系统的已知训练序列来执行信道估计。在步骤240，对于第一种调制类型的信道估计被变换成为对于第二种调制类型的信道估计。在步骤250，接收的信号的被用第二种调制类型调制的第二部分，例如信息序列被解旋转。最后，在步骤260，在均衡器中使用已变换信道估计来解调已解旋转的信息序列。均衡器的输出表示第二种调制类型的确定的符号。

应当理解，以上描述的步骤的顺序只是作为例子而给出的，所述顺序可以按照需要而改变。例如，接收的信号的第二部分可以在均衡之前的任何方便的地方被解旋转。

为了便于说明，以上的描述基于一种调制应用于训练序列而另一种调制类型应用于信息序列的信号。不过，本发明并不局限于此，而是可以应用于任何数量的被使用的调制类型。例如，假设发送信号的第一部分，例如训练序列被用具有相移θ₁的调制类型1调制，发送信号的第二部分，例如信息序列的第一部分被用具有相移θ₂的调制类型2调制...，并且发送信号的第n部分，例如信息序列的最后一部分被用具有相移θ_n的调制类型n调制。然后，对于训练序列的信道估计 可以被变换成为对于n-1种其它调制类型的每一种的信道估计 $H_{\mathrm{\γ\ω}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\υ}}}_2},...,H_{\mathrm{\γ\ω}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\υ}}}_n}.$

本发明提议一种有效方法，用于将为一种调制类型所获得的信道估计变换成为对于另一种调制类型的相应信道估计。所述变换是用于不同调制类型以及已知训练序列的函数，因此可以被预先计算并存储在存储器中，从而为一个有效的实现创造条件。然后，已变换的信道估计被用在均衡器中对接收数据解码。

本领域的普通技术人员应当理解，在不偏离本发明实质特征的条件下，可以用其它确定形式来实现本发明。因此，在任何方面，上述实施例的描述都应当被认为是说明性而非限制性的。例如，尽管以上参考蜂窝通信系统中的移动台和基站进行了描述，但是本发明也可以应用于其它类型的通信系统。

Claims (20)

1.一种用于对接收的信号估计信道的设备，其中接收的信号的不同部分被使用不同的调制类型调制，所述设备包括：

一个用于根据接收的信号的使用第一调制类型调制的部分来估计信道的信道估计器；以及

用于将所述信道估计变换成为对应于至少一个第二调制类型的另一个信道估计的信道估计变换器。

2.如权利要求1所述的设备，其中第一种调制类型被用于接收的信号的第一部分，并且第二种调制类型被用于接收的信号的第二部分。

3.如权利要求2所述的设备，其中第一部分是训练序列，而第二部分是信息序列。

4.如权利要求1所述的设备，还包括：

第一解旋转器，用于将接收的信号的使用第一种调制类型调制的部分解旋转适合于第一种调制类型的一个量；以及

至少一个第二解旋转器，用于将接收的信号的使用第二种调制类型调制的部分解旋转适合于第二种调制类型的一个量。

5.如权利要求1所述的设备，其中信道估计变换器将信道估计乘以一个矩阵。

6.如权利要求5所述的设备，其中矩阵被预先计算并且存储在存储器中。

7.如权利要求5所述的设备，其中矩阵被对于接收的信号的每个抽样计算。

8.如权利要求1所述的设备，还包括一个同步器，用于确定接收的信号的使用第一种调制类型调制的部分的开始位置以便确立同步。

9.如权利要求1所述的设备，还包括一个均衡器，用于均衡已变换信道估计与接收的信号的使用第二种调制类型调制的部分。

10.如权利要求1所述的设备，还包括用于存储接收的信号的缓存器。

11.一种用于在接收的信号中估计信道的方法，其中接收的信号的不同部分被使用不同的调制类型调制，所述方法包括步骤：

根据接收的信号的使用第一调制类型调制的部分来估计信道；以及

将所述信道估计变换成为对应于至少一个第二调制类型的另一个信道估计。

12.如权利要求11所述的方法，其中第一种调制类型被用于接收的信号的第一部分，并且第二种调制类型被用于接收的信号的第二部分。

13.如权利要求12所述的方法，其中第一部分是训练序列，而第二部分是信息序列。

14.如权利要求11所述的方法，还包括：

将接收的信号的使用第一种调制类型调制的部分解旋转适合于第一种调制类型的一个量；以及

用于将接收的信号的使用至少一个第二种调制类型调制的部分解旋转适合于第二种调制类型的一个量。

15.如权利要求11所述的方法，其中变换信道估计的步骤包括将信道估计乘以一个矩阵。

16.如权利要求15所述的方法，其中矩阵被预先计算并且存储在存储器中。

17.如权利要求15所述的方法，其中矩阵被对于接收的信号的每个抽样计算。

18.如权利要求11所述的方法，还包括：

确定接收的信号的使用第一种调制类型调制的部分的开始位置以便确立同步。

19.如权利要求11所述的方法，还包括：

均衡已变换信道估计与接收的信号的使用第二种调制类型调制的部分。

20.如权利要求11所述的方法，还包括存储已接收的信号。