CN1855788A - 无线通信系统、无线通信设备、接收设备和无线通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线通信系统、无线通信设备、接收设备以及其中使用的无线通信方法。无线通信系统可以包括发送单元，该发送单元包括生成在空闲副载波中插入已知值的数据信道的映射电路和发送包括该数据信道的无线信号的发射器。无线通信系统还可以包括接收单元，该接收单元包括从发送单元接收无线信号的接收器和基于插入在空闲副载波中的已知值从数据信道中去除延迟波成分的干扰去除器。

Description

无线通信系统、无线通信设备、接收设备和无线通信方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统、无线通信设备、接收设备以及用于正交频分复用(OFDM)调制系统的无线通信方法，并且更具体地涉及用于减少由延迟波引起的块间干扰的技术。

背景技术

近年来，OFDM(正交频分复用)调制系统正在引起例如移动通信的无线通信领域的关注。

通常，在无线通信系统中，由于传播路径的周围环境而引起的多径可能会导致延迟波。在使用OFDM的无线通信系统中，为了去除这种延迟波的影响，保护间隔(GI)被周期性地添加到传送信号中。GI可以具有预定的时间周期。OFDM发送设备将数据分割成具有预定尺寸的块，在块间添加GI并且发送所得的数据。

当延迟波的延迟等于或小于GI的时间周期时，来自相邻块的信号仅仅泄漏到GI而不会泄漏到数据块，因而不会发生块间干扰。更具体地，可以说OFDM无线通信系统具有对由等于或小于GI的延迟所引起的多径干扰的容限。

但是，随着GI长度的增加，传输效率会变低。因而，在实际的系统中，确定GI时要考虑到传输效率和对多径干扰的容限之间的平衡。因此，由于传播路径的实际环境，多径所引起的延迟可能会超过GI。在这种情况下就会发生块间干扰，并且因此块内的副载波之间的正交性消失，导致很大程度的性能恶化。

为了解决这个问题，已经提出了用于减少超过GI的延迟波所带来的影响的教导(例如，参考日本早期公开专利No.2004-208254，No.0020段)。日本早期公开专利No.2004-208254中所描述的通信设备测量来自导频信道的最大延迟时间并且检查是否存在超过GI的延迟波。如果存在，则通信设备基于已知的导频序列和信道估计值计算到达后面的块的干扰成分，并且从后面的块中减去上述干扰成分。按照这种方式，通信设备可以减少超过GI的延迟波的影响。

但是，现有技术中的通信设备利用前面的块来估计干扰成分并且通过从块中减去干扰成分来去除干扰成分。因此，误差可能会被传递到后面的块并且通信的质量可能会恶化。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种能够令人满意地减少延迟波的影响的无线通信系统。

根据本发明的一个方面，发送设备发送通过在空闲副载波中插入已知值而得到的信号，并且接收设备利用其中插入了已知值的空闲副载波的存在从接收到的信号中去除延迟波成分。因此，延迟波所引起的干扰基于在原本具有已知值的空闲副载波中的泄漏而被确定，并且因而可以令人满意地去除干扰。

根据本发明的另一个方面，无线通信系统包括发送单元和接收单元，所述发送单元包括生成数据信道的映射电路和发送包括该数据信道的无线信号的发射器，所述数据信道的空闲副载波中插入了已知值，所述接收单元包括从发送单元接收无线信号的接收器和基于在空闲副载波中插入的已知值从数据信道中去除延迟波成分的干扰去除器。

根据本发明的另一个方面，无线通信设备包括发送单元和接收单元，所述发送单元包括生成数据信道的映射电路和发送包括所述数据信道的无线信号的发射器，所述数据信道的空闲副载波中插入了已知值，所述接收单元包括从发送单元接收无线信号的接收器和基于在空闲副载波中插入的已知值从数据信道中去除延迟波成分的干扰去除器。

根据本发明的另一个方面，接收设备包括接收器、确定单元和干扰去除器，所述接收器接收包括数据信道的无线信号，在所述数据信道中副载波中被插入已知值，所述确定单元基于来自发送设备的无线信号的延迟波的延迟时间确定是否进行干扰去除，所述干扰去除器响应于确定单元的结果，通过使用插入在空闲副载波中的已知值利用干扰去除处理来去除数据信道中的延迟波成分。

根据本发明的另一个方面，无线通信方法包括生成数据信道，该数据信道的空闲副载波中插入有已知值，发送包括所述数据信道的无线信号，接收无线信号并且基于插入在空闲副载波中的已知值从数据信道中去除延迟波成分。

附图说明

通过参考附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，将更加清楚本发明以上的和其它的特征和优点，在附图中：

图1是示出了根据第一示例性实施例的无线通信系统配置的框图。

图2是示出了根据第一示例性实施例的无线通信设备配置的框图。

图3是用于解释根据第一示例性实施例的发送单元的处理的视图。

图4是用于解释根据第一示例性实施例的块分割/副载波映射单元的操作的视图。

图5是用于解释添加GI的处理的视图。

图6是示出了根据当前示例性实施例的无线通信设备的接收单元的干扰去除操作示例的流程图。

图7是示出了根据第二示例性实施例的无线通信设备配置的框图。

图8是示出了根据第四示例性实施例的无线通信设备配置的框图。

具体实施方式

下文中将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。所描述的示例性实施例是为了帮助理解本发明，而不是要以任何方式限制本发明的范围。

将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

图1是示出了根据第一示例性实施例的无线通信系统配置的框图。参考图1，根据第一示例性实施例的无线通信系统包括无线通信设备11和12。根据该示例性实施例，例如，无线通信设备11和12具有相同的配置并且在OFDM(正交频分复用)调制系统中彼此双向通信。无线通信设备11和12可以是利用OFDM调制技术的蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)等。

图2是示出了根据第一示例性实施例的无线通信设备配置的框图。无线通信设备11和12具有相同的配置，因此在此仅代表性地示出了无线通信设备11。

参考图2，无线通信设备11具有发送单元21和接收单元22。

发送单元21包括编码器23、块分割/副载波映射单元24、已知序列生成/副载波映射单元26、IFFT/GI添加单元25和27以及复用器28。发送单元21为OFDM发射器，其基于从相对设备的接收单元22反馈来的副载波选择信息36选择副载波。

图3示出了根据第一示例性实施例的发送单元的处理。

如图3中所示，发送单元21生成在其上映射了发送数据信息序列的数据信道(DataCH)和在其上映射了已知导频信号的导频信道(PilotCH)，并且对DataCH和PilotCH进行时分复用并发送。参考图2，块分割/副载波映射单元24和IFFT/GI添加单元25被提供用于数据信道(DataCH)。已知序列生成/副载波映射单元26和IFFT/GI添加单元27被提供用于导频信道(PilotCH)。

编码器23接收到信息序列并且对信息序列执行编码处理(例如添加纠错码)，并且将其发送给块分割/副载波映射单元24。

块分割/副载波映射单元24基于从相对设备(未示出)的接收单元22反馈来的副载波选择信息36选择要使用的副载波。这里，假设副载波的总数为C并且副载波以从较低频率开始的顺序被标为1、2、...、C，并且被选择作为要使用的副载波的副载波数目为Q(C≥Q)。

而且，块分割/副载波映射单元24将从编码器23发送的数据分割成用于每Q个符号的块。此后，块分割/副载波映射单元24将这Q个符号映射到被选择作为要使用的副载波的Q个副载波(使用的副载波)上，并且将“0”映射到对应于未被选择的(C-Q)个副载波(空闲副载波)的部分。这个映射处理是以每个块为基础进行的。

图4示出了根据第一示例性实施例的块分割/副载波映射单元的操作。参考图4，Q个符号(S1到SQ)被映射到C个副载波中要使用的Q个副载波上，并且“0”被映射到不使用的(C-Q)个副载波上。

因此，生成了由C个符号构成的块。块分割/副载波映射单元24将所生成的块发送给IFFT/GI添加单元25。

注意在副载波选择信息36被反馈回来之前，块分割/副载波映射单元24可以随机地选择要使用的副载波。

IFFT/GI添加单元25对从块分割/副载波映射单元24发送的块执行具有C个分析点的IFFT(快速傅立叶反变换)处理，并且向所得的C个符号添加具有N个符号的GI。

图5示出了添加GI的处理。如图5中所示，添加GI的处理是将构成包括C个符号的块的尾端的N个符号复制到块的前面的过程。因此，生成了包括(C+N)个符号的数据。IFFT/GI添加单元25将所生成的数据发送给复用器28。

在此注意要清楚地区分“OFDM符号”和更简单的术语“符号”。OFDM符号是指其中添加了GI的数据组。符号的意思是通过对信息序列进行编码而得到的单独的数据。

为导频信道提供的已知序列生成/副载波映射单元26将已知序列映射到一个设备及其相对设备(未示出)中的C个副载波上。例如，该已知序列是全部为“1”或全部为“1+j”(j是虚数单位)的符号数据。之后，已知序列生成/副载波映射单元26将通过映射已知序列得到的块发送给IFFT/GI添加单元27。

与用于数据信道的IFFT/GI添加单元25类似，IFFT/GI添加单元27对从已知序列生成/副载波映射单元26发送的数据执行具有C个分析点的IFFT处理，并且还向上述数据添加由Np个符号组成的GI。

因此，生成了由(C+Np)个符号组成的数据。IFFT/GI添加单元27将所生成的数据发送给复用器28。

导频信道的GI(Np个符号)的长度和数据信道的GI(N个符号)的长度是分别进行定义的。当导频信道的GI的长度比延迟波的最大延迟时间短时，与导频信道相对应的块可能会受到前面的块的干扰，并且其信道估计值(CH估计值)不能被准确地确定。因而，导频信道的GI的长度优选地等于或大于延迟波的最大延迟时间。更具体地说，当延迟波的最大延迟时间是L[符号]，则优选地Np≥L。

复用器28对从IFFT/GI添加单元25发送的数据信道和从IFFT/GI添加单元27发送的导频信道进行时分复用，并且将已被复用的信道发送给相对的设备。

同时，接收单元22包括定时检测单元29、GI去除/FFT单元30、信道估计单元31、延迟时间确定/使用副载波设置单元32、切换器33、滤除器系数计算/干扰去除单元34和均衡器/解码器35。

定时检测单元29由从相对设备接收到的数据序列检测定时信息，并且将所接收到的数据和定时信息发送给GI去除/FFT单元30。

GI去除/FFT单元30基于从定时检测单元29发送的定时信息识别GI在接收到的信号内的位置，并且从接收到的信号中去除GI。此外，GI去除/FFT单元30对已经从中去除了GI的接收到的信号执行FFT(快速傅立叶变换)处理以分离导频信道和数据信道，这两个信道在接收到的信号中是经时分复用的。之后，GI去除/FFT单元30将导频信道发送给信道估计单元31，并且将数据信道发送给切换器33。

信道估计单元31利用作为导频信道的已知序列执行信道估计处理，并且将得到的信道估计值与定时信息一起发送给延迟时间确定/使用副载波设置单元32。

这里，信道估计值是指每个载波的传播路径频率特性值，并且更具体地说是指通过将在GI去除/FFT单元30进行了FFT处理之后得到的每个副载波数据除以已知序列(上述示例中的“1”或“1+j”)而得到的值。因此，信道估计值由与副载波数目(C个)相对应的数据组成。

延迟时间确定/使用副载波设置单元32例如通过对信道估计值执行IFFT处理，生成传播路径的延迟特征。传播路径的延迟特征是指表示延迟波的延迟时间和电平之间的关系的信息。进入的延迟波的定时和电平可以从传播路径的延迟特征中识别。延迟时间确定/使用副载波设置单元32基于延迟特征确定是否存在超过GI的延迟波。更具体地说，延迟时间确定/使用副载波设置单元32确定最大延迟时间(L[符号])是否大于数据信道GI的长度(N[符号])。如果L＞N，则意味着存在超过GI的延迟波。如果N≥L，则意味着不存在超过GI的延迟波。

当存在超过GI的延迟波时，延迟时间确定/使用副载波设置单元32计算超过GI的延迟波的最大延迟时间的长度T(＝L-N)[符号]，选择(C-T)个副载波，并且将关于副载波的信息作为副载波选择信息37反馈给相对设备的发送单元21。根据本示例性实施例，假设采用一种用于选择(C-T)个副载波的方法，利用该方法选择在信道估计值中具有很大增益的(C-T)个副载波。但是，本发明不局限于这种方法。可以通过另一种方法选择(C-T)个副载波。例如，可以选择在信道估计值中具有很小增益的副载波，或者可以选择具有中等增益的副载波。

同时，当不存在超过GI的延迟波时，延迟时间确定/使用副载波设置单元32选择全部的C个副载波并且将副载波作为副载波选择信息37反馈给相对设备的发送单元21。

当不存在超过GI的延迟波时，或者当存在超过GI的延迟波并且这时还没有被选择的空闲副载波的数目小于T(＝L-N)时，延迟时间确定/使用副载波设置单元32使得切换器33选择终端33a。因此，从GI去除/FFT单元30发送的数据信道和从延迟时间确定/使用副载波设置单元32发送的信道估计值被直接发送给均衡器/解码器35。

同时，当存在超过GI的延迟波并且这时还没有被选择的空闲副载波的数目大于或等于T(＝L-N)时，延迟时间确定/使用副载波设置单元32使得切换器33选择终端33b。因此，从GI去除/FFT单元30发送的接收到的数据被发送给干扰滤除器系数计算/干扰去除单元34。

干扰滤除器系数计算/干扰去除单元34计算干扰滤除器的系数，利用干扰滤除器的系数去除包含在数据信道中的块间干扰，并且将已经从中去除了块间干扰的数据发送到均衡器/解码器35。上述去除块间干扰的处理利用了已在空闲副载波中插入了“0”的事实，并且是从出现在空闲副载波中的成分估计泄漏到使用的副载波中的干扰成分并且去除该干扰成分的处理。具体地说，干扰滤除器系数计算/干扰去除单元34将从GI去除/FFT单元30发送的数据乘以干扰滤除器系数，并且从而去除了干扰。

在上述过程中使用的干扰滤除器系数由等式1提供。后面会描述干扰滤除器W的计算。

$W=P_1^t{P}_1(I-F^{\′}{\left(P_2{F}^{\′}\right)}^{-1}{P}_2)$ [等式1]

在等式1中，W表示干扰滤除器的系数矩阵。

P₁表示代表使用的副载波的Q×C矩阵。如果k＝1，2，...，Q，则在P₁的第k行，只有与使用的副载波编号中第k小的编号相对应的列元素为1，其它元素都为“0”。矩阵上附带的字符“t”表示转置。例如，等式1中的P₁ ^t表示P₁的转置矩阵。以上描述同样适用于下面的等式。

例如，如果副载波的总数C为4并且使用的副载波的数目Q为2，则P₁是一个2×4的矩阵。具体地说，如果四个副载波编号为1、2、3、4，并且两个使用的副载波编号为1和3，则只有元素(1，1)和元素(2，3)为“1”，其它元素全为“0”。因此，在本示例中，P₁表示为等式2。

$P_1=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\end{array}\right]$ [等式2]

P₂表示代表空闲副载波的(C-Q)×C的矩阵。如果k＝1，2，...，C-Q，则在P₂的第k行，只有与空闲的副载波编号中第k小的编号相对应的列元素为1，其它元素都为“0”。

例如，如果副载波的总数C为4并且使用的副载波的数目Q为2，则P₂是一个2×4的矩阵。具体地说，如果四个副载波编号为1、2、3、4，并且两个使用的副载波编号为2和4，则只有元素(1，2)和元素(2，4)为“1”，其它元素全为“0”。因此，在本示例中，P₂表示为等式3。

$P_2=\left[\begin{array}{cccc}0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$ [等式3]

I表示C×C的单位矩阵。

F表示通过从具有C个分析点的FFT矩阵F的最左边的一列开始减去(C-Q)列而得到的C×(C-Q)矩阵。上述具有C个分析点的FFT矩阵是C×C的矩阵，其中第第(k，m)元素(k＝1，2，...，C，m＝1，2，...，C)是exp(-j2π×(k-1)×(m-1)/C)；j是虚数单位。

基于等式4执行利用干扰滤除器系数W的块间干扰去除。

d＝Wr       [等式4]

在等式4中，d表示执行了干扰去除以后的数据向量。该向量d是C维的列向量，并且其第k个元素(k＝1，2，...，C)是已经从中去除了与副载波编号k(k＝1，2，...，C)相对应的干扰数据的数据。与使用的副载波编号相对应的Q个元素从向量d中提取出来并被发送给均衡器/解码器35。

字符r表示C维的列向量并且是通过分割从GI去除/FFT单元30发送的接收到的数据用于每一个具有C个符号的块而得到的。

均衡器/解码器35接收数据信道和信道估计值并且进行均衡/解码处理以提取信息序列。如上所述，文中所使用的数据信道是直接从GI去除/FFT单元30提供的或者是在干扰滤除器系数计算/干扰去除单元34对其进行了干扰去除处理以后提供的。

图6是示出了根据本示例性实施例的无线通信设备的接收单元的干扰去除操作示例的流程图。参考图6，首先，延迟时间确定/使用副载波设置单元32确定延迟波的最大延迟时间是否大于数据信道的GI的长度，即是否L＞N(101)。

如果L＞N，则延迟时间确定/使用副载波设置单元32确定空闲副载波的数目是否大于或等于与超过GI的最大延迟时间的长度相对应的符号数，即是否C-Q≥T(102)。

如果C-Q≥T，则延迟时间确定/使用副载波设置单元32使得切换器33选择终端33b，并且因而干扰滤除器系数计算/干扰去除单元34的处理被应用于数据信道(103)。

同时，如果在操作101中确定不满足L＞N，或者如果在操作102中确定不满足C-Q≥T，则延迟时间确定/使用副载波设置单元32使得切换器33选择终端33a，并且因而不对数据信道进行干扰滤除器系数计算/干扰去除单元34的处理(104)。

如上所述，在根据本示例性实施例的无线通信系统中，发送方的无线通信设备基于从接收方的无线通信设备反馈来的副载波选择信息36选择要使用的副载波，并且将符号映射到被选择使用的副载波上，将“0”映射到其它副载波上。接收方的无线通信设备确定超过GI的延迟波是否被包含在来自发送方的无线通信设备的接收到的信号中，并且如果是，则根据超过GI的最大延迟的长度确定空闲副载波的数目并且将副载波信息反馈给发送方的无线通信设备，并且利用在空闲副载波中插入了“0”的事实从来自发送方的无线通信设备的接收到的信号中去除延迟波的干扰成分。

因此，在根据本示例性实施例的无线通信系统中，发送方的无线通信设备将“0”插入到空闲副载波中并且接收方的无线设备利用其中插入“0”的空闲副载波的存在从接收到的信号中去除延迟波的干扰成分。而且可以基于在原本具有“0”的空闲副载波中的泄漏确定延迟波所引起的干扰，从而令人满意地去除干扰。在正交频分复用调制系统中，延迟波的存在使得在彼此正交的副载波中出现泄漏。在这种情况下，在原本为“0”的空闲副载波中出现了某些值。利用这一点，可以去除由延迟波引起的块间干扰。

而且，在根据本示例性实施例的无线通信系统中，接收方的无线通信设备基于延迟波的延迟时间确定是否执行干扰去除。因而，当延迟波的延迟时间比较长并且由延迟波引起了干扰时，则进行干扰去除处理以令人满意地去除干扰。

而且，在根据本示例性实施例的无线通信系统中，接收方的无线通信设备基于从接收到的信号生成的延迟特征确定是否存在超过GI的延迟波。如果存在，则当存在空闲副载波等于或大于超过GI的最大延迟时间的长度时，利用空闲副载波去除延迟波成分。因而，在使用GI的通信中，当干扰是由超过GI的延迟波引起的时候，执行上述处理以便可以令人满意地去除干扰。

而且，在根据本示例性实施例的无线通信系统中，使用的副载波的数目及其安排可以根据信道估计值和传播路径的最大延迟时间进行适应性控制。因而，即使当延迟时间变化时，也可以在不改变GI的情况下令人满意地去除块间干扰，从而允许以令人满意的性能进行接收。

作为编码器23和均衡器/解码器35中所使用的编码方案，可以使用各种方案。但是，从中选择一种并不影响本发明的本质。

在本示例性实施例中，描述了本发明被应用于基于使用GI的正交频分复用系统的通信中的情形。但是，本发明并不局限于此。即使是不使用GI的系统，当本发明被应用于该系统时，也可以像本示例性实施例一样去除块间干扰。

将参考附图描述第二个示例性实施例。第二个示例性实施例与第一个示例性实施例之间的差别在于无线通信设备的发送单元在不接收来自相对设备的接收单元的副载波选择信息的情况下以固定的方式确定使用的副载波数目及其编号。使用的副载波数目和副载波编号基于预先测量的传播路径的状态根据最大延迟时间进行确定。

图7是示出了根据第二个示例性实施例的无线通信设备的配置框图。参考图7，无线通信设备11和12具有相同的配置，因而这里只代表性地示出了无线通信设备11。

参考图7，无线通信设备11具有发送单元41和接收单元42。

发送单元41包括编码器23、块分割/副载波映射单元43、已知序列生成/副载波映射单元26、IFFT/GI添加单元25和27以及复用器28。编码器23、已知序列生成/副载波映射单元26、IFFT/GI添加单元25和27以及复用器28可以与图2中所示出的第一个示例性实施例中的那些单元相同。

块分割/副载波映射单元43和第一个示例性实施例中的块分割/副载波映射单元24的差别在于块分割/副载波映射单元43在不接收来自相对设备的接收单元的副载波选择信息的情况下以固定的方式确定使用的副载波数目及其编号。在块分割/副载波映射单元43中，存储有预定的T个使用的副载波和当进行链路设置时预先为相对设备和其它设备的接收方共同设置的副载波编号。

利用预定数目的副载波和副载波编号，发送单元41以与第一个示例性实施例类似的方式工作。

同时，接收单元42包括定时检测单元29、GI去除/FFT单元30、信道估计单元31、延迟时间确定单元44、切换器33、滤除器系数计算/干扰去除单元34和均衡器/解码器35。

定时检测单元29、GI去除/FFT单元30、信道估计单元31、切换器33、滤除器系数计算/干扰去除单元34和均衡器/解码器35可以与图2中所示出的第一个示例性实施例中的那些单元相同。

延迟时间确定单元44和延迟时间确定/使用副载波设置单元32的差别在于延迟时间确定单元44不具有选择使用的副载波和将它们反馈给相对设备的功能。

延迟时间确定单元44测量最大延迟时间，确定其是否超过GI并且根据结果改变切换器33的状态。

如上所述，根据本示例性实施例，使用以固定方式设置的使用的副载波的数目及其安排；当存在超过GI的延迟波时，接收方的无线通信设备利用其上映射了“0”的空闲副载波的存在从接收到的信号中去除延迟波成分。因此，在最大延迟时间中有较小变化的系统中，可以利用简单的配置和控制令人满意地去除由超过GI的延迟波的影响而引起的块间干扰。

现在描述第三个示例性实施例。

在第一个和第二个示例性实施例中，导频信道GI的长度Np可以不同于数据信道GI的长度N。但是，在第三个示例性实施例中，假设这两个GI具有相同的长度。根据第三个示例性实施例的无线通信设备具有与第一个和第二个示例性实施例相同的配置，并且只有IFFT/GI添加单元27的操作是不同的。

根据本示例性实施例，与用于数据信道的IFFT/GI添加单元25类似，用于导频信道IFFT/GI添加单元27添加具有N个符号的GI。

根据本示例性实施例，减短了分配给导频信道的GI的长度并且额外的长度可以用于数据信道传送，因而实现了对资源的有效利用。

根据本示例性实施例，延迟波的最大延迟时间L可以超过导频信道GI的长度N。当延迟波超过GI时，导频信道受块间干扰的影响，使信道估计的准确度恶化。但是，可以通过使用具有多个天线的分集天线进行接收来提高信道估计的准确度。

例如，可以测量对于每个接收天线的最大延迟时间，并且可以使用下述信道估计值，所述信道估计值是从接收自其中没有检测到超过GI的延迟波的天线的信号中得到的。而且，如果从所有天线的接收信号中检测到超过GI的延迟波，则当可以使用从具有最小延迟时间的天线的接收信号中得到的信道估计值时，可以减少准确度的恶化。

现在描述第四个示例性实施例。

在第一示例性实施例中，“0”被插入到未被选择的(C-Q)个副载波中。但是，本发明不局限于此。插入到未被选择的副载波中的值在发送方和接收方的设备中可以是已知的。在这种情况下，接收方的设备可以利用在未被选择的副载波中插入了已知值的事实来去除干扰。

图8是示出了根据第四个示例性实施例的无线通信设备的配置框图。参考图8，无线通信设备包括发送单元51和接收单元52。

发送单元51包括解码器23、块分割/副载波映射单元53、已知序列生成/副载波映射单元26、IFFT/GI添加单元25和27以及复用器28。编码器23、已知序列生成/副载波映射单元26、IFFT/GI添加单元25和27以及复用器28可以与图2中所示出的第一个示例性实施例中的那些单元相同。

块分割/副载波映射单元53与块分割/副载波映射单元24的差别在于在空闲副载波中插入了已知值。该值在无线通信设备和相对设备中都是已知的。

除了在空闲副载波中插入了已知值以外，发送单元51与第一个示例性实施例中的发送单元相类似地进行工作。

同时，接收单元52包括定时检测单元29、GI去除/FFT单元30、信道估计单元31、延迟时间确定/使用副载波设置单元32、切换器33、滤除器系数计算/干扰去除单元54以及均衡器/解码器35。

定时检测单元29、GI去除/FFT单元30、信道估计单元31、延迟时间确定/使用副载波设置单元32、切换器33以及均衡器/解码器35可以与图2中所示出的第一个示例性实施例中的那些单元相同。

滤除器系数计算/干扰去除单元54和图2中所示出的第一个示例性实施例中的滤除器系数计算/干扰去除单元34的差别在于，在从GI去除/FFT单元30所提供的数据信道中减去映射到空闲副载波上的已知值成分以后，利用干扰滤除器的系数去除块间干扰。

被映射到空闲副载波上然后被发送的具有已知值的接收信号成分是经传播路径接收由相对设备的发送单元插入的已知值的结果，并且通过将已知值与作为估计传播路径特性的结果的信道估计值相乘而得到。

被用来去除块间干扰的干扰滤除器系数可以与等式1所表示的第一个示例性实施例中的系数相同。

如上所述，在本示例性实施例的无线通信系统中，发送方的无线通信设备在空闲副载波中插入已知值，并且接收方的无线通信设备在从经传播路径接收到的数据信道中减去已知值成分以后执行干扰去除处理。因此，即使当不等于“0”的多种已知值被用作插入在空闲副载波中的值时，也能像第一个示例性实施例一样令人满意地去除由超过GI的延迟波的影响所引起的干扰。

现在描述用在上述各个示例性实施例中的干扰滤除器的W值的导出过程。

在此，为了得到干扰滤除器的W，除了等式1中包含的变量以外还定义以下变量。

h_i(i＝0，1，2，...，L)表示到达时具有对应于i个符号的延迟的延迟波的时间响应。在此，i＝0表示没有延迟的输入波，即直射波。

d(k)表示通过以从较小副载波编号开始的顺序对要从中去除干扰的块的发送符号进行排列而得到的C维列向量。

d(k-1)表示通过以从较小副载波编号开始的顺序，对要从中去除干扰的块的前一个块的发送符号进行排列而得到的C维列向量。

d₁(k)表示通过以从较小副载波编号开始的顺序对要映射到包含在要从中去除干扰的块中的使用副载波上的Q个符号进行排列而得到的Q维列向量。

d₂(k)表示通过以从较小副载波编号开始的顺序对要映射到包含在要从中去除干扰的块中的空闲副载波上的(C-Q)个已知符号进行排列而得到的(C-Q)维列向量。例如，当“0”被映射到空闲副载波上时，所有的元素都为“0”。

Λ表示对角矩阵，其中对角元素(即第(i，i)个元素(i＝0，1，2，...，C))是第i个副载波的信道响应，而其它元素全部为“0”。这个Λ是表示信道估计值的C×C矩阵。

H_IBI表示其中第(m，C-L+N+m+k)个元素为h_L-k(k＝0，1，2，...，L-N-1；m＝1，2，...，L-N-k)并且其它元素全部为“0”的C×C矩阵。H_IBI表示为等式5。

[等式5]

H表示C×C矩阵并且是Toeplitz矩阵，其中第一行为[h₀，0，......，0，h_L，0，...，h₂，h₁]，并且第k行(k＝0，1，2，...，C)是通过将第一行向右循环(k-1)个元素而得到的值。H表示为等式6。

[等式6]

S_N表示C×C矩阵，其中第(N+i，i)个元素(i＝1，2，...，C-N)和第(i，C-N+1)个元素(i＝1，2，...，N)为“1”并且其它元素全部为“0”。S_N表示为等式7。

[等式7]

而且，就所定义的这些矩阵而言，它们具有等式8和等式9中所示出的关系。

$d\left(k\right)=P_1^t{d}_1\left(k\right)+P_2^t{d}_2\left(k\right)$ [等式8]

H＝F^-1ΛF                   [等式9]

通过在GI去除/FFT单元30中去除GI并且进行FFT处理而得到的数据r可以利用这些变量表示为等式10。这里，假设要从中去除干扰的块受到来自紧接着的前一个块的干扰的影响。

r＝FH_IBIF^-1d(k-1)+F(H-H_IBIS_N)F^-1d(k)        [等式10]

等式10右边的第一项(即FH_IBIF^-1d(k-1))是来自要从中去除干扰的块的紧接着的前一块的干扰成分。第二项(即F(H-H_IBIS_N)F^-1d(k))是要从中去除干扰的块的成分。

这个r包括使用的副载波成分和空闲副载波成分。因而，首先从r中减去映射在空闲副载波上的已知值成分。可以利用信道估计值Λ将要被减去的空闲副载波成分表示为ΛP₂ ^td₂(k)。

注意在第四个示例性实施例中从数据信道中减去已知值成分的处理可以等同于从包含已知值成分的数据r中减去ΛP₂ ^td₂(k)的处理，ΛP₂ ^td₂(k)是经被估计具有信道估计值Λ的传播路径接收到的已知值d₂(k)的成分。

当“0”被映射到空闲副载波上时，经过传播路径的已知值成分为“0”。因而上述减法是不必要的。

当等式8和等式9被应用到相减的结果上时，可以得到等式11。

$r-\mathrm{\Λ}{P}_2^t{d}_2\left(k\right)=F{H}_{\mathrm{IBI}}{F}^{-1}d(k-1)+F(H{F}^{-1}{P}_1^t{d}_1\left(k\right)-H_{\mathrm{IBI}}{S}_N{F}^{-1}d\left(k\right))$ [等式11]

就等式11而言，当利用干扰滤除器的W去除了来自紧接着的前一块的干扰时，可以得到由等式12和等式13组成的联立方程。

P₁WFH_IBI＝0              [等式12]

$P_1\mathrm{WF}(H{F}^{-1}{P}_1^t{d}_1\left(k\right)-H_{\mathrm{IBI}}{S}_N{F}^{-1}d\left(k\right))=P_1\mathrm{\Λ}{P}_1^t{d}_1\left(k\right)$ [等式13]

在等式12中，0表示元素全为0的Q×C矩阵。

当由等式12和等式13组成的联立方程被求解时，利用上述等式1确定干扰滤除器的系数矩阵W。

虽然参考本发明的示例性实施例对本发明进行了具体展示和描述，但是本领域技术人员应当理解在不脱离由权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下可以对本发明进行形式和细节上的各种改变。上述示例性实施例只应当被认为是描述性的，而不是为了限制本发明。因此，本发明的范围不是由本发明的详细描述所限定的，而是由权利要求书所限定的，并且在本发明范围内的所有差别都应被理解为包括在本发明中。

本申请要求2005年4月28日在日本专利局提交的日本专利申请No.131575/2005的优先权，该在先申请的全部内容通过引用都包括在本申请中。

Claims (34)

1.一种无线通信系统，包括：

发送单元，该发送单元包括：

映射电路，所述映射电路生成在空闲副载波中插入了已知值的数据信道；以及

发射器，所述发射器发送包括所述数据信道的无线信号；接收单元，该接收单元包括：

接收器，所述接收器从所述发送单元接收所述无线信号；以及

干扰去除器，所述干扰去除器基于在所述空闲副载波中插入的已知值从所述数据信道中去除延迟波成分。

2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述干扰去除器基于所述无线信号的延迟波的延迟时间确定是否去除所述延迟波成分。

3.根据权利要求2所述的无线通信系统，其中所述发送单元还包括向所述数据信道添加保护间隔的保护间隔添加器，所述接收单元还包括从接收到的无线信号生成延迟特征的信道估计器，并且所述干扰去除器确定延迟波是否超过所述保护间隔，并且如果所述延迟波超过所述保护间隔并且如果对于超过所述保护间隔的延迟时间存在足够的空闲副载波，则所述干扰去除器基于插入在所述副载波中的已知值从所述数据信道中去除所述延迟波成分。

4.根据权利要求3所述的无线通信系统，其中所述接收单元在延迟波超过所述保护间隔的情况下，发送用于超过所述保护间隔的延迟波的干扰去除处理的副载波选择的反馈信号，并且所述发送单元根据所述反馈信号设置使用的副载波和空闲副载波。

5.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中干扰去除处理基于从所述空闲副载波对泄漏到使用的副载波中的干扰成分的估计。

6.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中干扰去除处理将所述接收到的数据信道乘以干扰滤除器矩阵，所述干扰滤除器矩阵是从表示使用的副载波的矩阵、表示空闲副载波的矩阵以及分析点数目等于副载波的总数的FFT矩阵得到的。

7.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中干扰去除处理是在从所述接收到的数据信道中去除与所述已知值相对应的成分之后进行的。

8.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述已知值为0。

9.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述发送单元将导频信道复用到所述数据信道上，并且所述导频信道的保护间隔的符号数与所述数据信道相同。

10.一种无线通信设备，包括：

发送单元，该发送单元包括：

映射电路，所述映射电路生成在空闲副载波中插入了已知值的数据信道；以及

发射器，所述发射器发送包括所述数据信道的无线信号；接收单元，该接收单元包括：

接收器，所述接收器从所述发送单元接收所述无线信号；以及

干扰去除器，所述干扰去除器基于在所述空闲副载波中插入的已知值从所述数据信道中去除延迟波成分。

11.根据权利要求10所述的无线通信设备，其中所述干扰去除器基于所述无线信号的延迟波的延迟时间确定是否去除所述延迟波成分。

12.根据权利要求11所述的无线通信设备，其中所述发送单元还包括向所述数据信道添加保护间隔的保护间隔添加器，所述接收单元还包括从接收到的无线信号生成延迟特征的信道估计器，并且所述干扰去除器确定延迟波是否超过所述保护间隔，并且如果所述延迟波超过所述保护间隔并且如果对于超过所述保护间隔的延迟时间存在足够的空闲副载波，则所述干扰去除器基于插入在所述副载波中的已知值从所述数据信道中去除所述延迟波成分。

13.根据权利要求12所述的无线通信设备，其中所述接收单元在延迟波超过所述保护间隔的情况下，发送用于超过所述保护间隔的延迟波的干扰去除处理的副载波选择的反馈信号，并且所述发送单元根据所述反馈信号设置使用的副载波和空闲副载波。

14.根据权利要求10所述的无线通信设备，其中干扰去除处理基于从所述空闲副载波对泄漏到使用的副载波中的干扰成分的估计。

15.根据权利要求10所述的无线通信设备，其中干扰去除处理将所述接收到的数据信道乘以干扰滤除器矩阵，所述干扰滤除器矩阵是从表示使用的副载波的矩阵、表示空闲副载波的矩阵以及分析点数目等于副载波的总数的FFT矩阵得到的。

16.根据权利要求10所述的无线通信设备，其中干扰去除处理是在从所述接收到的数据信道中去除与所述已知值相对应的成分之后进行的。

17.根据权利要求10所述的无线通信设备，其中所述已知值为0。

18.根据权利要求10所述的无线通信设备，其中所述发送单元将导频信道复用到所述数据信道上，并且所述导频信道的保护间隔的符号数与所述数据信道相同。

19.一种接收设备，包括：

接收器，所述接收器接收包括数据信道的无线信号，在所述数据信道中已知值被插入到副载波中；

确定单元，所述确定单元基于来自发送设备的无线信号中的延迟波的延迟时间，确定是否执行干扰去除；以及

干扰去除器，所述干扰去除器响应于所述确定单元的结果，利用插入在所述空闲副载波中的已知值通过干扰去除处理去除所述数据信道中的延迟波成分。

20.根据权利要求19所述的接收设备，其中保护间隔被添加到数据信道中，并且所述确定单元从发送自所述发送设备的无线信号中生成延迟特征，并且基于所述延迟特征确定是否存在超过所述保护间隔的延迟波，并且如果对于超过所述保护间隔的延迟时间存在足够的空闲副载波，则去除所述延迟波成分。

21.根据权利要求20所述的接收设备，其中所述确定单元在延迟波超过所述保护间隔的情况下，发送用于副载波选择的反馈信号。

22.根据权利要求19所述的接收设备，其中所述干扰去除器基于从所述空闲副载波对泄漏到使用的副载波中的干扰成分的估计，进行干扰去除。

23.根据权利要求19所述的接收设备，其中干扰去除处理将接收到的数据信道乘以干扰滤除器矩阵，所述干扰滤除器矩阵是从表示使用的副载波的矩阵、表示空闲副载波的矩阵以及分析点数目等于副载波的总数的FFT矩阵得到的。

24.根据权利要求19所述的接收设备，其中干扰去除处理是在从所述接收到的数据信道中去除与所述已知值相对应的成分之后进行的。

25.根据权利要求19所述的接收设备，其中所述已知值为0。

26.一种无线通信方法，包括：

生成在空闲副载波中插入了已知值的数据信道；

发送包括所述数据信道的无线信号；

接收所述无线信号；以及

基于插入在所述空闲副载波中的已知值从所述数据信道中去除延迟波成分。

27.根据权利要求26所述的无线通信方法，还包括：

基于所述无线信号的延迟波的延迟时间确定是否去除所述延迟波成分。

28.根据权利要求27所述的无线通信方法，还包括：

向所述数据信道添加保护间隔；

从所述无线信号中生成延迟特征；

确定延迟波是否超过所述保护间隔；以及

确定对于超过所述保护间隔的延迟时间是否存在足够的空闲副载波；

其中，如果所述延迟波超过所述保护间隔并且如果存在足够的空闲副载波，则基于插入在所述副载波中的已知值从所述数据信道中去除所述延迟波成分。

29.根据权利要求28所述的无线通信方法，还包括：

发送用于副载波选择的反馈信号；以及

根据所述反馈信号设置使用的副载波和空闲副载波。

30.根据权利要求26所述的无线通信方法，去除处理还包括：

从所述空闲副载波估计泄漏到使用的副载波中的干扰成分；以及

去除所述干扰成分。

31.根据权利要求26所述的无线通信方法，去除处理还包括：

将接收到的数据信道乘以干扰滤除器矩阵，所述干扰滤除器矩阵是从表示使用的副载波的矩阵、表示空闲副载波的矩阵以及分析点数目等于副载波的总数的FFT矩阵得到的。

32.根据权利要求26所述的无线通信方法，去除处理还包括：

从接收到的数据信道中去除与所述已知值相对应的成分。

33.根据权利要求26所述的无线通信方法，其中所述已知值为0。

34.根据权利要求26所述的无线通信方法，还包括：

在发送之前将导频信道复用到所述数据信道上；以及

其中所述导频信道的保护间隔的符号数与所述数据信道相同。

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