TW201442470A - 正交分頻多工系統內之區塊時域通道估計 - Google Patents

正交分頻多工系統內之區塊時域通道估計 Download PDF

Info

Publication number
TW201442470A
TW201442470A TW103109250A TW103109250A TW201442470A TW 201442470 A TW201442470 A TW 201442470A TW 103109250 A TW103109250 A TW 103109250A TW 103109250 A TW103109250 A TW 103109250A TW 201442470 A TW201442470 A TW 201442470A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
ofdm
receiver
channel
pilot
virtual pilot
Prior art date
Application number
TW103109250A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI548242B (zh
Inventor
Steven C Thompson
De Victoria Fernando Lopez
Original Assignee
Acorn Tech Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Acorn Tech Inc filed Critical Acorn Tech Inc
Publication of TW201442470A publication Critical patent/TW201442470A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI548242B publication Critical patent/TWI548242B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2689—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation
    • H04L27/2695—Link with other circuits, i.e. special connections between synchronisation arrangements and other circuits for achieving synchronisation with channel estimation, e.g. determination of delay spread, derivative or peak tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0212—Channel estimation of impulse response
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0212—Channel estimation of impulse response
    • H04L25/0218—Channel estimation of impulse response with detection of nulls
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/022—Channel estimation of frequency response
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals
    • H04L25/0228—Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals
    • H04L25/023—Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals with extension to other symbols
    • H04L25/0232—Channel estimation using sounding signals with direct estimation from sounding signals with extension to other symbols by interpolation between sounding signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/024—Channel estimation channel estimation algorithms
    • H04L25/025—Channel estimation channel estimation algorithms using least-mean-square [LMS] method

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

本發明揭示一種OFDM接收器，其在頻域中接收OFDM符號且梳形濾波且接著擊穿該等OFDM符號以使符號具有實際導頻資訊且在資料符號處具有空值。該接收器將該等擊穿OFDM符號提供至一OFDM符號佇列。一虛擬導頻內插器耦合至擊穿OFDM符號儲存器以產生引入至OFDM符號之虛擬導頻資訊。該內插器可係二維維納濾波器。該接收器亦包含一時域通道估計器，其處理包含虛擬導頻資訊之一第一OFDM符號以針對該第一OFDM符號產生一通道脈衝回應。一頻率等化器回應於該第一OFDM符號之該通道脈衝回應而等化該OFDM符號。

Description

正交分頻多工系統內之區塊時域通道估計 [著作權聲明/許可]
本專利文件之揭示內容之一部分含有受著作權保護之內容。著作權所有人不反對專利及商標局的專利檔案或記錄中出現之對專利文件或專利揭示內容之任一者之摹本再生，但除此之外任何情況下均保留著作權所有。此聲明適用於如下文及圖式中描述之軟體及資料。
本發明係關於一種用於處理通信信號以更有效率地達成通道估計(尤其在一正交分頻多工(OFDM)接收器中提供通道估計時)之系統及方法。
為增加資料速率及減輕多路徑，包含所謂的4G無線網路(諸如，WiMAX及LTE(長期演進))之進階網路已針對其等PHY層採用正交分頻多工(OFDM)波形之變體。PHY層係實體電磁構件，藉由該構件空中或有線傳輸及接收資訊之位元。OFDM提供廣受歡迎之頻寬效率，對於城市環境中無線通道之多路徑具有固有的減輕。OFDM傳輸之敏感性眾所皆知。用於PHY層之「位元泵」方案已證明在數位用戶線(DSL，有線)OFDM應用中係成功的。另一方面，行動無線OFDM應用仍面臨達成OFDM之設計容量的挑戰。
OFDM之實踐及理論優點之核心係使用快速傅立葉變換(FFT)。 OFDM中實施之FFT可視為類似於N c 個同時無線電台之一組調諧器，此係因為藉由FFT產生之頻調之各者可獨立地指派給使用者。OFDMPHY在一短時間週期內提供或接收在各載波頻率(頻調)上之位元之同時爆發(blast)，其中載波完全或部分地分配給一給定使用者。在不同使用者之間進行載波之一部分分配及在一週期內聚集許多使用者係OFDM之一多重存取方案。在10MHz頻寬通道之情況中，一使用者可在一非常短持續時間(諸如0.1毫秒)內接收至多N c =840(WiMAX)或600(LTE)個同時頻調。每時間週期此等N c 個頻調組成一OFDM符號。許多使用者在一符號內之分配稱作OFDMA。
無線標準通常由藉由可用頻寬及資訊之時間敏感性定義之三個重要時間區段組成。符號經串連以定義一訊框，該訊框係最長之時間相關單位且(例如)可係一毫秒。若標準將十個符號指派給一訊框，則符號持續時間係0.1毫秒。最後，FFT大小及循環首碼(CP)持續時間定義樣本之間之時間間隔，因而一1024點FFT及128點CP定義11微秒之取樣間距。雖然FFT計算可為相對有效率的，但一例示性OFDM系統之FFT大小足夠大(例如，在10MHz頻寬情況中1024個樣本)，使得計算需求仍然相當高且功率消耗仍然為設計用於使用者手機之接收器時的重要約束。
與基於分碼多重存取(CDMA)之3G系統相比，OFDM系統更敏感且具有較不穩健信號擷取。OFDM系統之敏感性來自其等對將傳入信號自時域變換至頻域之快速傅立葉變換(FFT)之使用。OFDM系統中之FFT可在極常見之真實世界條件及接收器實施方案下偏離理想假定。若在FFT演算法下之假定失敗，則串擾產生於正經傳輸之所有N c 個通道之間(在N c 個載波上)。載波之間之串擾使效能降級，此繼而引起位元錯誤率(BER)增加。
一無線OFDM手機可自一傳輸塔台(「基地台」)接收歸因於來自結構或大水面之反射之相同信號之多個路徑(具有不同延遲之複本)。此非視線接收或多路徑引起信號自藉由傳輸器輸出之平坦頻域「形狀」失真。一接收器必須計算一濾波器以將信號還原至其原始平坦頻譜形狀；該濾波器據稱用以等化信號。OFDM接收器針對所傳輸之各OFDM符號執行一關鍵等化計算。
不同於通常用於通信系統中之大部分其他調變策略，OFDM可包含兩個等化器以改良信號品質：一時間等化器(TEQ)及一頻率等化器(FEQ)。一些OFDM應用(諸如DSL)包含一時間等化器而其他應用(諸如實施當前無線標準之系統)不需要一時間等化器。所有實際OFDM接收器具有一頻率等化器。無論接收器是包含一時間等化器抑或僅包含一頻率等化器，在等化器可用以改良信號品質之前，接收器均需要執行通道估計以至少初始地判定等化器係數之值。判定頻率等化器之係數通常係在頻域中執行。
一OFDM通信系統通常包含一OFDM傳輸器，該OFDM傳輸器產生運用資訊(諸如藉由一電腦網路產生之資料或語音資料)調變之無線電信號。無線電信號經由一通道行進至一接收器，該通道以各種方式(包含藉由經由具有不同長度之多個路徑之傳輸)使無線電信號失真，從而以稱為多路徑之機制引入具有不同偏移及振幅之無線電信號之多個複本。接收器電路將所接收信號降頻轉換至基頻帶且接著以類比轉數位方式轉換該信號以產生經受OFDM處理之資訊信號。暫時對準無線電信號。在對準之後，信號經處理以自該信號移除循環首碼(CP)。循環首碼因OFDM傳輸器將長度為N CP 之一CP(其由最後N CP 個樣本組成)添加至長度為N之一資訊信號波形而存在，使得傳輸器轉換至類比且傳輸之數位信號之長度為N+N CP 。接著，接收器之反向轉換程序 之一初始步驟移除且丟棄所添加的N CP 個循環首碼樣本。在該步驟之後，一串行至並行轉換元件組織串行信號且將其轉換為一並行信號以進行進一步處理。循環首碼可在串行至並行轉換之前或之後移除。
在CP移除之後，將並行資料提供至將時域樣本s(n)轉換至頻域樣本R i (k)之一集合以進行處理之一快速傅立葉變換(FFT)處理器。假定所接收OFDM符號將藉由通道損壞，對於OFDM，假定該通道將振幅及相位失真引入至來自用於OFDM系統中之載波頻率之各者之樣本。一頻率等化器(FEQ)將對用於OFDM系統中之頻率之各者而言特定之一振幅及相位校正應用於在不同頻率上傳輸之各種樣本。FEQ需要估計在各頻率下通道之振幅及相位自理想之變動以判定待應用之校正。
一典型OFDM通道估計器在頻域中基於導頻頻調位置及所接收導頻信號之一集合接收且估計一通道。此稱作頻域通道估計或FDCE。導頻頻調(或僅導頻)通常係藉由相關標準指定之一個或兩個位元符號，使得接收器預先知道預期導頻位置及值。所有FDCE實施方案對藉由FFT輸出之OFDM符號作出反應以提取所接收導頻信號。在各導頻處之通道估計可判定為自針對各導頻理想地預期之後解調變值「+1」之振幅及相位旋轉。與此「+1」值之任何偏差構成來自該頻率之頻寬下之通道之失真。資料載波頻率下之通道之值可藉由內插在導頻載波頻率下獲得之值來估計。對簡單通道估計方案之各種改良係已知的且習知地實施於頻域中。頻率等化器接收來自快速傅立葉變換處理器之信號及來自估計器之通道估計且等化信號。通常將等化器之輸出提供至將等化器之並行輸出轉換至一串行輸出使用者信號之一並行至串行元件。
一OFDM符號係藉由根據待「載入」至該OFDM符號中之位元之數目將作用中資料載波值設定至來自值之一規定集合之非零值而建 構。接著，此等值經受一反向快速傅立葉變換(IFFT)以獲得時域樣本。藉由自一符號之時域樣本序列之末端取得經定義數目個樣本而將循環首碼附加至符號之開頭部分。IFFT可(例如)產生1024個樣本。某些標準選擇CP具有長度128。此意謂傳輸器自1024個樣本之序列選擇最後128個樣本且前置附加該等樣本使得其等變為所傳輸OFDM符號中之最初128個樣本，所傳輸OFDM符號具有總計1152個樣本。因為此構造，自OFDM符號之1152個樣本選出任何1024個樣本產生原始1024個OFDM時域樣本上之一循環移位。
在WiMAX標準之情況中，對於總計840個作用中載波，OFDM符號可在60個子通道上傳輸，其中每一子通道具有14個作用中載波且每一子通道具有4個導頻。導頻在任何給定符號(及因此)子通道中之位置藉由標準來規定。高吞吐量網路之OFDM方案尋求最小化附加項，且此在一符號內包含若干訓練載波(training carrier)。降低導頻之數目或密度可限制接收器有效率地使資訊自一信號復原之能力。
OFDM之一理論優點在於，可在針對各所接收頻調之FFT之後個別地透過一相當簡單的演算法來執行等化。啟用OFDM接收器之另一優點在於，僅需要針對與使用者相關之各子載波以小於FFT大小之一量來估計等化器係數。對應於各頻調之各等化器係數之值將取決於通道係數之估計一稱作通道估計。類似於OFDM接收器中之許多操作，典型OFDM接收器在FFT之後執行通道估計，此係因為該點之通道估計係基於一使用者之頻調分配而簡單且有效率地執行。因為通道估計係在FFT之後執行，所以頻調將受FFT及後FFT失真(稱為載波間干擾(ICI))影響。ICI一般透過三個條件顯現：1)頻率調諧中之誤差；2)來自行動性之多普勒效應(Doppler)；及3)來自其他小區站點之干擾。OFDM系統藉由在符號之間提供一時隙而適應符號間干擾，使得與其 他無線方案相比，OFDM一般較少關注符號間干擾。
任何給定通道具有對其容量之一熟知限制。在當前OFDM實施方案中，在低於預期速率之情況下，存在容量之額外損失。通道估計誤差係一首要原因。由於ICI影響典型實施方案中之通道估計演算法(後FFT)，故不良通道估計導致不準確之等化器係數。歸因於數種條件(諸如苛求的通道及不良通道估計)之增加之位元錯誤率(BER)可藉由降低提供至一使用者之傳輸位元速率來適應。實際上，降低傳輸位元速率容許抗干擾之穩健性。然而，此係一非線性校正，此係因為OFDM方案容許每一頻調傳輸兩個、四個或六個位元，且因此在一些境況下減輕失真需要每一頻調傳輸少於2個位元，此意謂系統使資料完全不可用於使用者。
本發明之一態樣提供一種判定一時域通道脈衝回應之OFDM接收器。該接收器包括一濾波器，該濾波器接收OFDM符號，執行OFDM符號之梳形濾波及擊穿(puncturing)以提供具有導頻資訊之擊穿OFDM符號。擊穿OFDM符號儲存器接收及儲存預定數目個擊穿OFDM符號。一虛擬導頻產生器耦合至擊穿OFDM符號儲存器以產生引入至OFDM符號之虛擬導頻資訊。一時域通道估計器處理包含虛擬導頻資訊之一第一OFDM符號以針對該第一OFDM符號產生一通道脈衝回應。一頻率等化器回應於該第一OFDM符號之該通道脈衝回應而等化該OFDM符號。
根據本實施例之一進一步態樣，該接收器可執行內插以判定導頻值。該接收器在判定導頻值時可使用一維納(Wiener)濾波器以執行內插且可使用一或多個多普勒資訊及信號雜訊比。
根據本實施例之一不同進一步態樣，虛擬導頻產生器使用與導 頻位置相關聯之通道樣本之值產生資料載波位置之虛擬導頻值。該接收器進一步包括一CIR選擇器，該CIR選擇器回應於一初始通道脈衝回應以選擇一通道脈衝回應間距，其中時域通道估計器回應於該通道脈衝回應間距以產生一進一步通道脈衝回應。在又一進一步態樣中，CIR選擇器識別通道路徑以包含於通道脈衝回應間距內，且CIR選擇器基於與一最後識別通道路徑相關聯之一正規化峰值而結束識別通道路徑之一程序。
本發明之另一態樣提供一種在一OFDM通信系統內通信之方法，該方法包括接收及濾波OFDM符號以提供具有自OFDM符號經由其傳輸之通道取樣之取樣導頻資訊之擊穿OFDM符號。對應於複數個資料載波位置產生虛擬導頻值。虛擬導頻值係自取樣導頻資訊判定。使用虛擬導頻值及取樣導頻資訊估計對應於一第一OFDM符號之一通道脈衝回應。回應於第一OFDM符號之通道脈衝回應而等化該第一OFDM符號。
本實施例之一進一步態樣可係判定一初始通道脈衝回應，使得所得初始通道脈衝回應係一時域通道估計。在本實施例之又一進一步態樣中，選擇一通道脈衝回應之一程序包含選擇一通道脈衝回應間距。用於判定通道脈衝回應間距之一程序可識別通道路徑以包含於通道脈衝回應間距內。又此外，識別通道路徑之一初始程序基於與一最後識別通道路徑相關聯之一正規化峰值而停止。
10‧‧‧正交分頻多工(OFDM)傳輸器
12‧‧‧通道
14‧‧‧對準元件
16‧‧‧處理元件/循環首碼(CP)移除
18‧‧‧快速傅立葉變換(FFT)處理器
20‧‧‧解碼器
22‧‧‧導頻位置元件
24‧‧‧參考信號元件/元件/模組
26‧‧‧迭代控制器/迭代控制器元件/迭代控制器模組
28‧‧‧相位對準模組
30‧‧‧擴充元件
32‧‧‧快速傅立葉變換元件
110‧‧‧平均策略
120‧‧‧通道脈衝回應(CIR)選擇模組/通道脈衝回應(CIR)選擇/通道脈衝回應(CIR)選擇器/通道脈衝回應(CIR)估計模組
130‧‧‧估計模組/估計器/通道估計器/通道估計元件/模組
140‧‧‧通道脈衝回應(CIR)選擇模組/統計量測模組/統計量測元件/估計
150‧‧‧頻率等化器(FEQ)
222‧‧‧路徑/第一有效路徑
224‧‧‧路徑
226‧‧‧路徑/最遠有效路徑
240‧‧‧曲線/初始通道脈衝回應(CIR)波形/初始時域通道估計/初始通道估計/初始通道估計曲線/初始通道脈衝回應(CIR)估計回應/初始 通道脈衝回應(CIR)/初始估計波形
250‧‧‧可達成通道估計/曲線/估計通道脈衝回應(CIR)曲線/通道脈衝回應(CIR)估計/估計通道脈衝回應(CIR)
260‧‧‧目標通道脈衝回應(CIR)持續時間/通道脈衝回應(CIR)持續時間/通道脈衝回應(CIR)估計/預設持續時間
270‧‧‧初始通道脈衝回應(CIR)持續時間
310‧‧‧表示
320‧‧‧表示
510‧‧‧虛擬導頻位置
520‧‧‧位置
540‧‧‧位置
560‧‧‧位置
610‧‧‧正交分頻多工(OFDM)符號
620‧‧‧梳形濾波器及擊穿模組/模組
630‧‧‧符號佇列模組/模組/佇列化正交分頻多工(OFDM)符號
640‧‧‧導頻位置模組/導頻位置
650‧‧‧虛擬導頻內插模組
662‧‧‧通道脈衝回應(CIR)選擇模組/通道脈衝回應(CIR)選擇元件/模組
664‧‧‧度量計算模組/度量計算/模組
670‧‧‧通道脈衝回應(CIR)估計模組/估計模組/模組/時域通道估計模組/估計器
682‧‧‧相位對準模組/模組
684‧‧‧擴充模組/模組
686‧‧‧快速傅立葉變換(FFT)模組/快速傅立葉變換(FFT)
690‧‧‧頻率等化器模組/頻率等化器
710‧‧‧預設目標持續時間/通道脈衝回應(CIR)持續時間/持續時間/時間跨度
733‧‧‧時窗/峰窗/最小時間跨度
735‧‧‧峰/峰窗
737‧‧‧峰/峰窗/最大時間跨度
740‧‧‧初始通道估計波形/曲線/初始通道估計
760‧‧‧中間通道估計波形
圖1示意性地圖解說明包含一OFDM傳輸器及一時域通道估計OFDM接收器之一OFDM通信系統。
圖2圖解說明一初始通道估計、一最後通道估計及一理想化通道表示。
圖3示意性地圖解說明導頻載波及資料載波根據長期演進(LTE)標準在一十四符號子訊框中之分佈。
圖4示意性地圖解說明圖3之導頻載波及資料載波在(除其他可能之外)歸零或調零一子訊框內之資料載波之一擊穿操作之後之分佈。
圖5圖解說明經處理以提供虛擬導頻以促進時域通道估計之一子訊框。圖5可(例如)藉由將虛擬導頻引入至已經歷一擊穿操作之圖4的子訊框而產生。
圖6圖解說明產生虛擬導頻資訊且在時域通道估計時使用該資訊之電路。
圖7圖解說明關於一初始通道估計之一時域通道估計程序之態樣。
一典型OFDM接收器包含在功能上與頻率等化器共置之一簡單頻域通道估計器(FDCE)。FDCE使用OFDM符號之頻率表示及其他可能資訊以在每一符號或區塊符號基礎上估計通道。等化器係數係各作用中載波之單一複數值權重。在多重存取方案中，與所有作用中載波相比，供一單一使用者使用之載波通常係相當小之一子組。例如，在一LTE組態中，600個載波可用於至一使用者之下行鏈路，但少達36個載波可分配至該使用者。因此，可在12個相鄰頻率之群組中有效地計算通道估計。在一多重存取OFDM實施方案中，在接收器處僅針對一使用者估計通道可提供有用簡化。
時域通道估計(TDCE)在複雜網路設計中或針對高使用者密度提供優於頻域通道估計(FDCE)之顯著優點。由時域通道估計提供之增加的穩健性轉化為較高全網路吞吐量。採用OFDM之原始WiFi標準(802.11a)可能未實現來自實施時域通道估計之效能增益，但在實施相 對較複雜的LTE(長期演進)標準之接收器中部署TDCE可達成經極大改良的吞吐量及經改良的使用者體驗。
時域通道估計中之一挑戰在於，任何給定符號中可能存在過少導頻載波而無法執行有效通道估計。在一區塊符號傳輸方案中，必須存在一最小導頻密度以啟用時域通道估計。如同LTE之標準經設計以用於頻域通道估計且並不一定在一符號中提供足夠導頻信號以用於時域通道估計。一給定區塊中並非所有符號都具有導頻載波且承載導頻之符號中之導頻密度對於穩健時域通道估計而言可能係不足的。
本發明之較佳態樣可藉由(例如)增加區塊符號OFDM傳輸系統(諸如LTE)之導頻密度而提供穩健時域通道估計。LTE通常在任何給定群組中提供十四個符號，且導頻通常包含於此等符號中之四個符號中。十四個符號之聚集稱作子訊框。子訊框持續時間係1ms且各載波跨越15KHz。在600個作用中載波的情況下，使用一10MHz頻寬通道之一LTE系統可使用1024點FFT。此意指1ms內之傳輸以多達600 x 14=6240個載波間距將用於傳輸之必要資訊自基地台分配至行動使用者。在LTE中，此等間距稱作「資源元素」。在一些LTE組態中，在構成子訊框之符號內存在過少導頻，(除其他問題之外)此可尤其導致收斂及估計準確度問題。本發明之較佳實施方案提供實質上可改良時域通道估計之可行性及效能之由若干額外導頻(虛擬導頻)組成之有效等效物。此外，對通道脈衝回應之處理可產生用於通道估計之一更佳架構，從而亦改良時域通道估計之可行性及效能。接著，此論述提供適合於實施及利用時域通道估計之一適當接收器之一概述。
圖1突顯用於在一OFDM通信系統內進行逐符號處理之一時域通道估計接收器之功能性。圖1的OFDM通信系統包含一OFDM傳輸器10，該OFDM傳輸器10產生運用資訊(諸如藉由一電腦網路產生之資 料或語音資料)調變之無線電信號。無線電信號經由通道12行進至一TDCE OFDM接收器之一較佳實施方案。通道12以各種方式(包含藉由經由不同長度之多個路徑之傳輸)使無線電信號失真，此以稱為多路徑之機制引入具有不同偏移及振幅之無線電信號之多個複本。無線電信號經降頻轉換且輸入至一對準元件14，該對準元件14使該信號暫時對準使得可根據傳輸標準處理該信號。在對準之後，將資料傳遞至一處理元件16，該處理元件16自信號移除循環首碼(CP)。在該步驟之後，一串行至並行轉換元件組織串行信號且將其轉換為一並行配置以進行進一步處理。循環首碼可在串行至並行轉換之前或之後移除。
在CP移除16之後，將並行資料提供至快速傅立葉變換(FFT)處理器18，該快速傅立葉變換(FFT)處理器18將時域樣本s(n)轉換至頻域樣本Ri(k)之一集合以進行處理。假定所接收的OFDM符號將被通道損壞，對於OFDM，假定該通道將振幅及相位失真引入至用於OFDM系統中之子載波頻率之各者處之值。一頻率等化器150可將對用於OFDM系統中之子載波頻率之各者而言特定之振幅及相位校正應用於在不同頻率上傳輸之各種樣本。藉由FEQ 150施加之校正較佳使用通道之振幅及相位自理想狀態之變動之一通道估計(其中通道估計較佳提供於時域中)。圖1的TDCE接收器之某些較佳實施方案針對每一所接收OFDM符號判定一通道估計。其他較佳實施方案使用統計量測以提供抗已知減損之穩健功能性。將藉由頻率等化器150輸出之等化符號提供至解碼器20，該解碼器20處理該符號以提取傳輸資料。
導頻位置元件22根據所考量之標準儲存及輸出導頻信號位置及調變值之一集合。導頻位置元件22可輸出對應於適當通信標準指定為具有導頻信號之符號及子載波之導頻信號位置。當需要時，導頻位置元件22亦輸出除藉由標準指定之導頻信號位置及值外且較佳由該等導 頻信號位置及值產生之虛擬導頻位置。額外虛擬導頻信號提供可藉由回應元件使用以產生更準確輸出之增加的導頻信號刺激，此可提供更大穩定性。參考信號元件24較佳回應於由導頻位置元件22輸出之導頻位置資訊且更佳回應於實際及虛擬導頻位置及調變以產生具有增加的導頻信號位置刺激之一參考信號。在一些實施方案中，導頻位置元件22將針對各實際及虛擬導頻位置輸出與頻域中之實際及虛擬導頻信號位置相關聯之相位及振幅資訊。諸如參考信號元件24之其他電路將取決於如何實施該電路及實施方案之複雜性而提供此等資料集合之一或多者，或某些實施方案中可不需要此等資料集合之一或多者。根據需要，由元件24產生之參考信號可係一時域信號或可係一頻域信號。可針對參考信號與一時域或一頻域接收信號之間之相關而選擇由元件24輸出之參考信號。
可用於圖1的OFDM接收器中之一方法係獲得時域通道脈衝回應(CIR)之一初始估計，該初始估計係藉由一統計量測有利地判定。通常，此統計量測係由模組24提供之一參考信號與所接收符號之間之相關。可在執行參考信號與所接收信號之間之一較佳相關之一統計量測模組140中進行此計算以產生一初始通道脈衝回應。兩個額外較佳程序仍然存在：選擇具有有效通道路徑之時間跨度(較佳自初始估計導出)，及估計通道以將通道估計提供至等化器。將初始通道脈衝回應輸出至CIR選擇模組120以選擇擷取有效通道路徑之時間跨度。
CIR選擇模組120經設計以運用含有通道中之有效路徑之時窗之一估計來處理來自一初始通道估計(初始CIR)之值之一向量且輸出一較短向量。一般而言，CIR選擇模組旨在選擇包含關於有效路徑之資訊之最佳窗而不擷取非所要雜訊或無需處理非所要量之樣本。圖2，曲線240展示三路徑通道之一初始估計。初始CIR波形240具有圖2中 在270處指示之初始CIR持續時間，其由配置成一向量之M個樣本組成。在圖2中，真實通道脈衝回應(CIR)係表示為三個路徑222、224及226。一接收器較佳可經程式化以設定組成初始時域通道估計240之樣本之數目M之值。較佳樣本之數目M係選定為超過L個樣本之目標CIR持續時間260。即，CIR選擇模組120較佳判定自初始CIR持續時間270中之M個樣本選擇包括CIR持續時間260之哪L個樣本，其中L<M。較佳地，CIR選擇模組120選擇最佳表示其中存在通道中之有效路徑之CIR之L個樣本。通常，M不超過一OFDM符號中樣本之數目。
圖2展示判定實施時域通道估計之一較佳OFDM接收器之穩健性及效能之所關注的三個曲線。第一曲線係初始通道估計240，第二曲線係可達成通道估計250，且第三曲線係組成實際通道之三個路徑222、224及226之集合。當與簡單通道頻率回應(CFR)估計器相比時，曲線240之估計不足以達成一目標位元錯誤率。統計量測模組140執行以建立一初始估計之相關在其自相關回應中在除零位延遲外之處不具有近正交(near-orthogonal)性質。此不同於使用正交碼之其他傳輸方案(諸如WCDMA標準中之分碼多重存取(CDMA))，其等利用展頻理論及正交碼之一集合。實際上，OFDM之特徵在於由初始通道估計曲線240中展示之「寬」峰210證實之相當不良的自相關性質。對於理論-理想CDMA擴展碼及長度，產生初始通道估計之相同相關可更接近於曲線250之相關。
CIR選擇模組120較佳使用初始CIR估計回應240以針對較佳CIR持續時間自組成初始CIR 240且跨越初始CIR持續時間270之M個樣本選出L個樣本。估計模組130較佳使用此初始CIR以判定一最佳CIR估計。適合通道估計器描述於(例如)2012年3月9日申請之美國專利申請序號13/416,990「OFDM Receiver with Time Domain Channel Estimation」中，該案之全文以引用的方式併入。估計模組130能夠「移除」一OFDM符號之非正交相關性質。圖2中將估計器130之輸出展示為估計CIR曲線250。在不違反FDCE關於OFDM符號及通道條件之假定之條件下，在FDCE實施方案之情況下，此CIR估計250優於典型OFDM接收器。此一基本假定係，實際通道持續時間(第一有效路徑222與最遠有效路徑226之間之延遲時間跨度)未超過循環首碼長度。此處，違反循環首碼持續時間約束雖然對FDCE有害，但對本文中較佳之時域通道估計(TDCE)方法具有顯著較少之影響。假若統計量測模組140考量此潛在條件，則CIR選擇120及估計器130能夠提供真實通道之一高度準確估計。在用於不久的將來之LTE部署之一些網路組態中，預期發生循環首碼持續時間約束之此違反。
在一OFDM接收器之某些較佳實施例中，CIR選擇器120較佳選擇初始CIR之一部分以進一步處理以發展一通道估計或可以其他方式達成具有短於符號長度或初始CIR之長度之一長度之一通道估計。此等較佳實施例可(例如)利用特性化通道之度量來有利地判定在複雜性、穩健性及準確度方面有益於時域通道估計之初始CIR之一縮短。可(例如)藉由迭代控制器26產生或可藉由圖1的接收器之另一元件回應於通道而產生用於評估CIR持續時間之一適當度量。
圖1接收器之較佳實施例併有一迭代控制器26以控制通道估計器130之迭代之數目。較佳地，迭代控制器元件26接收且考量來自CIR選擇器120(其輸出一初始通道估計)、統計量測元件140及通道估計器130之一或多者之資訊。迭代控制器26及通道估計器130較佳結合在一起工作以在訓練及/或導頻/資料混合符號中之變化導頻組態下達成所要通道估計效能。迭代控制器26有利於利用二階矩量測(諸如，用於通道估計器130中之通道估計之相關及自協方差矩陣)之計算方法。此 等公式化之直接計算比較而言較不可能在數值上穩定，且因此較佳採用迭代方法。為此原因，度量及其他品質量測較佳經處理以判定迭代之一足夠數目或(例如)此等迭代之一最大數目。
在許多境況下，通道估計器130不提供經適當對準以用於等化之一CIR。較佳地，相位對準模組28接著回應於來自迭代控制器模組26之度量以適當地調整CIR而匹配正由TDCE接收器處理之對應OFDM符號之頻域相位。在相位對準之後，通道估計經擴展或擴充以具有一適當長度以進行進一步處理。例如，擴充元件30可插入尾隨零以使通道估計具有適當長度。接著，快速傅立葉變換元件32將時域通道估計變換至頻域供頻率等化器150使用。關於圖1中展示之電路之結構、特性及操作之額外資訊可發現於2012年3月9日申請之美國專利申請案序號13/416,990「OFDM Receiver with Time Domain Channel Estimation」中，該案之全文為所有目的而以引用的方式併入。
圖1圖解說明一TDCE OFDM接收器，其假定兩個關鍵操作條件：(1)所處理之各符號具有資料及導頻載波之一混合；及(2)任何給定符號中存在足夠導頻以啟用估計130方法之收斂。在其中並非所有符號具有導頻之情況中，則某一類型之平均策略110較佳用以針對僅資料符號(亦即，不含有導頻且僅含有資料之一符號)提供一通道估計。另一方面，典型LTE組態中可不存在此兩個關鍵操作條件，除非併有下文論述之虛擬導頻策略。
圖2突顯使用時域通道估計之OFDM接收器之某些問題。首先，期望接收器準確地及精確地判定CIR持續時間及初始CIR樣本中之哪些在CIR持續時間內。其次，期望接收器獲得最接近地類似於真實通道(在圖2中展示為三個路徑(222、224及226))之一估計CIR 250。當OFDM符號組合成區塊時，較佳接收器實施用於使CIR選擇模組120及 估計模組130達成圖2中展示之所要結果之方法。
本發明之態樣提供時域通道估計之有利實施方案且具有至「區塊OFDM」符號系統之特定應用。即使在一低密度之導頻信號的情況下，實施方案亦能夠針對現實行動環境提供高準確度及穩健性。
在LTE中，經由若干載波及若干連續符號對資訊位元至一使用者之傳輸進行分段。儘管LTE組態可具有由一基地台使用之總計K個載波，然使用者可被分配顯著小於K之一數目。一LTE組態中之總計K個載波細分成KRB個連續載波之群組。KRB係所謂一資源區塊(RB)中之載波之數目，且一使用者可被分配若干非連續RB。在其中K=600之實例中，對於沿頻率軸配置之一符號中之總計50個RB，KRB=12。通常，LTE亦具有時間軸分配，其等大體上分段成持續時間中之1ms之「子訊框」，使得各子訊框中存在14個OFDM符號。十個子訊框組成一個訊框。圖3展示一LTE子訊框在時間及頻率上之一可能分段及配置，其中14個符號跨時間軸分佈。
圖3圖解說明一LTE子訊框中之導頻信號密度，看見該LTE子訊框由兩個符號(#1及#9)中之三個導頻及另外兩個符號(#4及#13)中之兩個導頻組成。各導頻集合(由其等表示310及320指示)定位於不同頻率處。可在後續子訊框中重複此型樣。在導頻密度方面，總計168個作用中載波中存在10個導頻，(除其他問題之外)此可導致收斂及準確度問題。本發明之較佳實施方案提供可實質上改良時域通道估計之可行性及效能之若干額外導頻(虛擬導頻)之有效等效物。此外，時域通道估計接收器較佳使用與真實CIR持續時間接近地匹配之一估計CIR持續時間。接著，此論述提供對適合於在時域通道估計中實施及利用虛擬導頻之一適當策略之一概述。
梳形濾波及擊穿 為使一較佳時域通道估計接收器以最高的 可能精確度識別通道，接收器較佳增加導頻密度且較佳對所接收符號進行「梳形濾波」以移除資料載波。「梳形濾波器」實施方案之最簡單實施方案使用一FFT。此係因為，類似於一濾波器組，一梳形濾波之功能係將一信號分成多個成分，此可運用一FFT或其他變換(例如，DCT、小波等)容易地實施。所接收符號一經轉變，已知資料載波間距便可(例如)藉由調零所接收振幅而歸零以產生更佳適於通道估計之一擊穿符號。
因為OFDM系統較佳自時域轉換至頻域，所以接收器較佳在頻域中應用梳形濾波器以歸零資料載波。信號值在資料載波位置處之此歸零可稱作「擊穿」。相應地，圖3中之所接收符號之區塊較佳經梳形濾波以隔離個別載波，其後接著歸零及擊穿資料載波以產生如圖4中圖解說明之子訊框及符號。在此圖解中，如自載波及時間索引定位之實例之改變中所展示，運用資料位元調變之所有載波係設定至一零值或被擊穿。所有導頻位置410、420與1有效地相乘，且所有資料位置與零或最有效率實施方案相乘以達成諸如圖4中所圖解說明之一擊穿結果。應注意，載波偏移、歸因於行動性之多普勒效應及其他接收缺陷將引起相鄰通道之間之串擾。然而，擊穿忽略此等影響，此係因為通道估計能夠可接受地忽略頻率載波之間之串擾。可尋求其他策略，其等可藉由(例如)在執行擊穿之前對三個連續載波進行濾波而增強擊穿。如由所考量之OFDM通信系統之敏感度決定，可尤其期望此等增強型策略。
在一些情境中，使資料與零相乘且使導頻與其等已知傳輸值之共軛相乘可係有利的。對於此等情境，導頻位置(其等傳輸值之後共軛乘(conjugate-multiply))表示取樣通道在導頻之頻率下之一值。統計量測模組140或產生一初始時域通道估計之一等效模組之特定實施方 案將判定圖4中之導頻之適當乘數。
虛擬導頻 在如圖4中之資料載波之梳形濾波及擊穿之後，各OFDM符號較佳經處理以透過引入虛擬導頻而增加導頻密度。所傳輸導頻已對通道進行取樣，且具有足夠密度以內插至其他在策略上選定之位置以有效地增加OFDM符號之一給定區塊中之導頻信號(頻調)密度。導頻密度之此增加促進較佳時域通道估計策略之收斂，使得該等策略具有高估計準確度。
各種策略可用於在導頻位置處內插通道估計以在資料載波位置處提供通道估計。一較佳實施方案使用二維維納濾波器實施方案以基於經量測導頻值及區塊中之標準定義位置而估計選定位置處之虛擬導頻值(相位及振幅)。或者，可更簡單運用二維維納濾波器實施內插，此避免對頻率軸相關之估計，且僅使用多普勒及SNR估計以執行一維維納濾波器。當接收器產生多普勒頻寬及/或信號雜訊比(SNR)之估計時，接收器可容易依據此等變量之一者或兩者而判定一維維納濾波器之自協方差及交叉相關向量，此容許度量維納濾波。
圖5圖解說明使用OFDM符號之時間及頻率之二維網格中之已知導頻以判定在適當擊穿資料載波位置之何處放置虛擬導頻。在藉由上文關於圖4描述之擊穿策略方案調零之該等資料載波位置處分佈虛擬導頻存在一系列適合變動。圖4中之任何調零位置430可具有基於位置及已知導頻位置410、420之值指派給其之一虛擬導頻。在圖5中，虛擬導頻在對應於所接收符號中之實際導頻之頻率之五個頻率下指派給所有十四個符號。
圖5詳述虛擬導頻位置510可如何針對OFDM區塊中之所有集合基於來自最近導頻位置之內插而被指派一(複數)值。即，指派給虛擬導頻位置510之值較佳藉由來自位置540及560(用於集合#1中之導頻)及 位置520(用於集合#2中之一導頻)之處之最近實際導頻之內插實現。針對圖5中之指定虛擬導頻位置之各者遵循此程序。在判定虛擬導頻值之後，已達成兩個結果：導頻密度已自約1/17(圖4中)增加至大於1/3(圖5中)；及，現在，OFDM符號之經處理區塊中存在所有符號之通道取樣值。
TDCE中之區塊-OFDM符號處理 圖6中展示具有一時域通道估計器之一較佳OFDM接收器。本發明者已使用實際模擬測試所圖解說明之TDCE OFDM接收器實施方案，且觀察到該接收器在由CIR估計策略之已知測試假定之不良條件下達成接近於理論的效能。
本發明者已觀察到一區塊OFDM符號內之足夠導頻密度及一適合CIR持續時間之識別為TDCE OFDM接收器之實用實施方案提供顯著益處。具有足夠導頻密度可平均時域中CIR識別策略之收斂或發散之間之差。達到一所要CIR持續時間可藉由確保識別程序未錯過有效路徑來判定接收器效能同時降低時域通道估計之複雜度。
圖6接收器自網路接收具有已建立同步之OFDM符號610。此有助於建立描繪子訊框符號之收集之出現時間。網路同步亦容許對各OFDM符號之開始之一粗略估計。一子訊框一經處理，梳形濾波器及擊穿模組620便實施上述梳形濾波器及資料載波擊穿方法以產生圖4中展示之結果。在模組620之輸出處，將經濾波及擊穿OFDM符號儲存於符號佇列模組630中直至佇列中存在預定數目個符號。導頻位置模組640提供對與模組630中之佇列化符號同步之導頻位置資料之暫時儲存。
仍在圖6中圖解說明之接收器之頻域處理部分內，虛擬導頻內插模組650對佇列化OFDM符號630(例如，其等較佳具有圖4中圖解說明之一擊穿形式)及導頻位置640資訊作出反應以產生虛擬導頻。較佳 地，虛擬導頻產生使用如圖5中所圖解說明及上文論述之最近相鄰實際導頻而進行。內插之較佳策略(諸如二維維納濾波)可透過某些符號度量(諸如多普勒及SNR估計)之知識有利地降低判定虛擬導頻值之計算複雜度。接著，較佳地，虛擬導頻內插模組650可受益於多普勒及SNR參數之估計。如上文併入之申請案序號13/416,990中更充分論述，圖1之接收器之較佳實施例估計多普勒及SNR(SINR)度量且因此在內插虛擬導頻時尤其方便(例如)透過二維維納濾波利用此等參數。
接收器可運用取決於頻域及/或時域OFDM符號表示之策略判定多普勒及SNR度量。圖6中圖解說明之一較佳實施方案在接收器之時域處理部分內提供一度量計算模組664以判定度量，該度量可至少包含多普勒及SNR值。較佳地，度量計算664作用於由CIR選擇模組662輸出之CIR持續時間內之CIR波形。圖6中之CIR選擇模組662較佳與圖1中展示之CIR選擇模組120相同。此等較佳度量自符號至符號相對緩慢地變化，使得計算延遲之影響不顯著。因此，虛擬導頻內插模組650較佳對來自度量計算模組664之值作出反應，該度量計算模組664對CIR持續時間260內之CIR選擇模組662波形輸出作出反應。
維納濾波器提供一尤其較佳內插策略以用於尤其在最高資訊吞吐量條件需要時在歸零資料位置處自量測導頻符號振幅及相位產生虛擬導頻振幅及相位估計。維納-霍普方程式可基於來自交叉相關及自相關統計量測之二階統計而判定一未知參數之一最佳無偏估計。
維納-霍普方程式具有下形式，w=R -1 p，其中R係自協方差矩陣，且p係交叉相關向量。組成向量之權重w用以濾波，或在此情況中，用以內插經量測通道估計以自實際導頻位置及值產生所要虛擬導頻估計。可僅基於三個參數來估計用於此一內插之 R及p之值。可自由通道估計元件130輸出之CIR估計量測此等三個參數之兩者(SNR及最大多普勒頻率(f Dmax ))。較佳地，CIR選擇元件662回應於通道估計元件130以產生所要SNR及最大多普勒頻率(f Dmax )輸出。第三參數係藉由承載導頻之符號在子訊框內之位置判定，在此LTE實例中，子訊框由十四個符號組成。即，△t係接收器之任何給定網路強加(network-imposed)組態之一靜態值。
關於判定及儲存多普勒及SNR資訊之額外資訊連同二維維納濾波器之一般操作及實施方案(儘管在一稍不同應用中)可發現於先前併入之美國專利申請案序號13/416,990中。
跨越CIR持續時間260之波形係圖6中CIR選擇模組662之輸出。在最基本實施方案中，模組662識別預設持續時間260之一跨度，其含有來自初始估計波形240之大部分能量。預設持續時間係依據接收器之操作條件判定，此依據在接收器環境之實體幾何形狀中通道之最大延遲而折衷(trade off)複雜度。
CIR選擇模組662之一較佳實施方案包含選擇將自其等選擇CIR持續時間260之可能路徑及在此等識別路徑周圍建立一時間容許度之策略。圖7證實CIR選擇模組662內待實施之一較佳程序。模組662較佳識別有效路徑且較佳將初始通道估計波形740之持續時間降低至預設目標持續時間710。模組662較佳使用已知分析工具判定可能路徑峰。在圖7之實例中，路徑藉由一X標明，且容許時窗733展示於與路徑相關聯之峰周圍。針對另外兩個峰735及737執行相同程序。因此，CIR持續時間710係判定為自組合峰窗733、735及737之開始跨越至其結束。即，持續時間710之跨度介於最小時間跨度733與最大時間跨度737之間。
較佳接收器之另一態樣可用以改良初始通道估計及產生一中間 通道估計波形760。儘管通道估計之此改良對於高效能等化不足夠準確，然其可有助於時域通道估計策略之收斂。
中間通道估計波形760需要CIR選擇模組662以在初始CIR估計(曲線740)與中間之其他點之間識別圖7中標記有(X)之路徑。用於此識別之一較佳策略可發現於對初始CIR估計作出反應以部分改良初始CIR估計之匹配追蹤方案中。匹配追蹤之一應用額外地實現CIR持續時間710之一改良特性化，因此改良CIR估計模組670之功效。
為計算一中間CIR，可實施以下程序：Proc.iCIR：1a. initialize：r=initialCIR；intermCIR=0；stopping_criterion_invalid=1；1b. given：stopping_criterion_threshold；2. while stopping_criterion_invalid do 3. c=P H r；4. g=argmax i |c(i)|2；5. intermCIR(g)=intermCIR(g)+c(g)；6. r=r-c(g)P(：,g)；7. t=|c(g)|2/mean i (|c(i)|2-|c(g)|2)；8. if(t>stopping_criterion_threshold)then 9. stopping_criterion_invalid=1；10. else 11. stopping_criterion_valid=0；12. end if 13. end while 14. output intermCIR 其中Proc.iCIR中之斜體字表示標量變量，否則向量具有估計之預定義長度。先前技術中P矩陣(P-matrix)通常稱作用於重構之「字典」，且在本申請案中其由FFT矩陣之第一L列組成，且行係選擇為導頻之位置。符號P(：，g)指定P矩陣之第g行。儘管Proc.iCIR中步驟3至步驟6之計算根本上係匹配追蹤策略，然停止準則係取決於應用的。在獲得中間CIR之較佳實施例中，匹配追蹤識別路徑，且因此可(例如)使用Proc.iCIR中在步驟7中規定之準則停止此程序。實際上，停止準則量測當前峰以平均最後識別路徑對一臨限值之比。因此，在圖7中波形之實例中，Proc.iCIR可在最少3次迭代之後停止，且針對如在一模擬環境中測試之網路SNR條件而估計停止程序之臨限值。在一些較佳實施方案中，可自初始CIR估計來估計SNR。熟習此項技術者可評定用於在給定標準及部署中停止臨限值判定之有利策略。
估計模組670較佳對中間通道估計波形760作出反應。自初始通道估計740之此等改良(經省略以擬合在時間跨度710內)可能不可行，且在模組670中實施之TDCE策略可需要一更長收斂時間。此外，估計模組670可有利地對根據CIR選擇模組662波形計算之進一步度量(如藉由度量計算模組664所量測)作出反應。此等度量可至少包含當前符號中之SNR及多普勒效應。估計模組670與關於圖1論述之模組130相同，且可實施線性或非線性方法且較佳使用高度準確迭代方法以獲得一時域通道估計。類似地，相位對準模組682、擴充模組684、FFT模組686及頻率等化器模組690較佳與圖1中所圖解說明及上文所論述之對應模組相同。
在圖6中，頻域處理以梳形濾波器及擊穿模組620開始且應用於預定數目個OFDM符號(諸如圖3至圖5中圖解說明之十四個符號)之群組或區塊。圖6接收器之頻域處理係由虛擬導頻內插模組650完成。接 著藉由反向快速傅立葉變換(IFFT)將來自虛擬導頻內插模組650之輸出自頻域變換至時域。接著，圖6的OFDM接收器在一每一符號基礎上在模組662、664、670、682及684上執行時域處理。即，較佳虛擬導頻內插模組650同時使用佇列化OFDM符號630計算虛擬導頻。所有其他處理藉由一次處理一符號而個別應用於各符號。
頻率等化器690使用時域通道估計模組670之輸出以判定對應OFDM符號之等化權重。此程序係熟知的。給定一系統之通道頻率回應(CFR)，等化器權重係計算為在一給定載波頻率下之各通道頻率回應之逆。因此期望針對一有效等化使時域通道估計與所接收符號同相對準。此藉由調整對應於相位對準模組682之時間延遲之頻相位移以應用適當相位對準而完成。相位對準模組682對一單一OFDM符號之估計CIR作出反應。由於時域通道估計器之CIR可能遠短於OFDM符號持續時間，故擴充模組684較佳在FFT 686將通道脈衝回應變換至其通道頻率回應之前擴充由估計器670輸出之CIR。擴充模組684較佳運用零擴充通道脈衝回應以將其長度擴展至等於FFT大小。擴充模組684藉由透過添加零來增加CIR中樣本之數目而對經相位對準CIR作出反應。
FFT模組686較佳對來自模組684之經擴充CIR作出反應以針對OFDM符號中之所有作用中載波計算頻域通道係數。頻率等化器模組690較佳對由FFT 686輸出之通道頻率回應作出反應以判定已知頻率載波下之係數權重以在接收器解碼資料之前等化資料。
已依據某些較佳實施例描述本發明。一般技術者將明白，在不自本發明之教示變化的情況下，可對本文所描述之特定較佳實施例進行各種修改及改變。因此，本發明並不意欲限於本文所描述之特定較佳實施例，而是本發明應由隨附申請專利範圍界定。
610‧‧‧正交分頻多工(OFDM)符號
620‧‧‧梳形濾波器及擊穿模組/模組
630‧‧‧符號佇列模組/模組/佇列化正交分頻多工(OFDM)符號
640‧‧‧導頻位置模組/導頻位置
650‧‧‧虛擬導頻內插模組
662‧‧‧通道脈衝回應(CIR)選擇模組/通道脈衝回應(CIR)選擇元件/模組
664‧‧‧度量計算模組/度量計算/模組
670‧‧‧通道脈衝回應(CIR)估計模組/估計模組/模組/時域通道估計模組/估計器
682‧‧‧相位對準模組/模組
684‧‧‧擴充模組/模組
686‧‧‧快速傅立葉變換(FFT)模組/快速傅立葉變換(FFT)
690‧‧‧頻率等化器模組/頻率等化器

Claims (13)

  1. 一種判定一時域通道脈衝回應之OFDM接收器，該接收器包括：一濾波器，其接收OFDM符號，該濾波器梳形濾波且擊穿OFDM符號以提供具有導頻資訊之擊穿OFDM符號；擊穿OFDM符號儲存器，其接收及儲存若干擊穿OFDM符號；一虛擬導頻產生器，其耦合至該擊穿OFDM符號儲存器以基於該等擊穿OFDM符號之一或多者針對複數個OFDM符號產生虛擬導頻資訊，該等虛擬導頻資訊至少部分基於該等導頻資訊；一時域通道估計器，其處理包含虛擬導頻資訊之一第一OFDM符號以針對該第一OFDM符號產生一通道脈衝回應；及一頻率等化器，其回應於該第一OFDM符號之該通道脈衝回應而等化該第一OFDM符號。
  2. 如請求項1之接收器，其中該虛擬導頻產生器回應於複數個擊穿OFDM符號以針對不具有實際導頻之所有OFDM符號產生虛擬導頻。
  3. 如請求項1之接收器，其中該第一OFDM符號係OFDM符號之一區塊之部分，且其中該通道脈衝回應係經由複數個實際及虛擬導頻位置判定之一初始通道脈衝回應。
  4. 如請求項3之接收器，其中OFDM符號之該區塊包含OFDM符號之子訊框，且其中該通道脈衝回應係基於各子訊框內之虛擬導頻或實際導頻資訊而產生。
  5. 如請求項4之接收器，其中各子訊框包含十四個OFDM符號，且其中該虛擬導頻產生器針對該區塊內之各OFDM符號產生虛擬導頻值。
  6. 如請求項1之接收器，其中該擊穿符號儲存器在該虛擬導頻產生 器針對該區塊判定虛擬導頻資訊之前儲存來自所傳輸OFDM符號之一區塊之一預定數目個符號。
  7. 如請求項6之接收器，其中該虛擬導頻產生器基於該區塊中之資料載波位置而識別虛擬導頻位置，且基於所接收導頻資訊而產生虛擬導頻值。
  8. 如請求項7之接收器，其中該虛擬導頻產生器使用內插產生虛擬導頻值。
  9. 如請求項1之接收器，其中該虛擬導頻產生器包括一維納濾波器，該維納濾波器基於與導頻位置相關聯之通道樣本之值而產生虛擬導頻值。
  10. 如請求項9之接收器，其中該維納濾波器使用多普勒資訊及信號雜訊資訊以產生虛擬導頻值。
  11. 如請求項1至9或請求項10之接收器，其中該維納濾波器使用三個或更多個最近相鄰實際導頻實施最近相鄰內插以判定一虛擬導頻值。
  12. 如請求項1至10中任一項之接收器，其中該虛擬導頻產生器使用與導頻位置相關聯之通道樣本之值產生資料載波位置之虛擬導頻值，該接收器進一步包括一CIR選擇器，該CIR選擇器回應於一初始通道脈衝回應以選擇一通道脈衝回應間距，其中該時域通道估計器回應於該通道脈衝回應間距以產生一進一步通道脈衝回應。
  13. 如請求項12之接收器，其中該CIR選擇器識別通道路徑以包含於該通道脈衝回應間距內，且該CIR選擇器基於與一最後識別通道路徑相關聯之一正規化峰值來結束識別通道路徑之一程序。
TW103109250A 2013-03-15 2014-03-14 正交分頻多工系統內之區塊時域通道估計 TWI548242B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/835,305 US8897353B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Block time domain channel estimation in OFDM system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201442470A true TW201442470A (zh) 2014-11-01
TWI548242B TWI548242B (zh) 2016-09-01

Family

ID=50439474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103109250A TWI548242B (zh) 2013-03-15 2014-03-14 正交分頻多工系統內之區塊時域通道估計

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8897353B2 (zh)
CN (1) CN105191237B (zh)
DE (1) DE112014000767T5 (zh)
TW (1) TWI548242B (zh)
WO (1) WO2014143573A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI618435B (zh) * 2015-08-10 2018-03-11 電信科學技術研究院 Uplink detection method and device in non-orthogonal multiple access system
TWI801217B (zh) * 2022-04-25 2023-05-01 華碩電腦股份有限公司 訊號異常檢測系統及其方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9154337B2 (en) 2013-03-15 2015-10-06 Acorn Technologies, Inc. Non-linear time domain channel estimation in OFDM systems
US9270494B2 (en) * 2014-06-08 2016-02-23 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Channel estimation method and associated device for estimating channel for OFDM system
KR102190933B1 (ko) * 2014-11-20 2020-12-14 삼성전자주식회사 통신 시스템에서 수신기 스위칭 장치 및 방법
DE102015107080B3 (de) * 2015-05-06 2016-08-25 Intel IP Corporation Verfahren und Vorrichtungen zur Kanalschätzung für Mobilsysteme ungenügender zyklischer Präfixlänge
CN104967582B (zh) * 2015-07-22 2018-02-27 浙江大学 Navdat中基于奇偶交替导频序列的信道估计方法
US10749778B2 (en) 2015-07-28 2020-08-18 Acorn Technologies, Inc. Communication system determining time of arrival using matching pursuit
US9673914B2 (en) 2015-08-11 2017-06-06 Keysight Technologies, Inc. Method and apparatus for spectral stitching using reference channel and a pilot tone
US9810726B2 (en) 2015-09-09 2017-11-07 Keysight Technologies, Inc. Method and system for calibrating phases of comb teeth in comb signal with pilot tone and using calibrated comb teeth phases to measure a device under test
US10587366B2 (en) 2015-09-24 2020-03-10 Apple Inc. V2X performance enhancements in high speed environments
KR102403502B1 (ko) * 2015-10-13 2022-05-30 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 채널 상태 추정 방법 및 장치
US10484207B2 (en) * 2015-11-13 2019-11-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for channel estimation in wireless communication system
US9698919B1 (en) * 2015-12-28 2017-07-04 Keysight Technologies, Inc. Method and apparatus for spectral stitching discontinuous spectra using reference channel, pilot tones and comb signal
CN108282312B (zh) * 2017-01-06 2020-09-01 电信科学技术研究院 一种上行传输方法、终端及基站
US10348526B2 (en) * 2017-10-06 2019-07-09 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Summer signal strength based reference signal filtering
WO2019134164A1 (zh) * 2018-01-08 2019-07-11 海能达通信股份有限公司 一种高速移动信道下宽带专网的可靠传输方法及装置
US10218549B1 (en) 2018-01-24 2019-02-26 National Instruments Corporation Wireless radio receiver that performs adaptive phase tracking
US10218548B1 (en) * 2018-01-24 2019-02-26 National Instruments Corporation Wireless radio receiver that performs adaptive phase tracking
US11108429B1 (en) * 2020-06-01 2021-08-31 Raytheon Company Covert acoustic communications through solid propagation channels using spread spectrum coding and adaptive channel pre-distortion
CN113438188B (zh) * 2021-06-22 2022-05-06 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种基于单频检测的波形智能适配方法

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10257013A (ja) 1997-03-14 1998-09-25 Toshiba Corp 受信装置
US6876675B1 (en) 1998-02-06 2005-04-05 Cisco Technology, Inc. Synchronization in OFDM systems
US7230911B2 (en) 2001-05-10 2007-06-12 Intel Corporation Sparse channel estimation for orthogonal frequency division multiplexed signals
US7139320B1 (en) 2001-10-11 2006-11-21 Texas Instruments Incorporated Method and apparatus for multicarrier channel estimation and synchronization using pilot sequences
US7260506B2 (en) 2001-11-19 2007-08-21 Tensorcomm, Inc. Orthogonalization and directional filtering
WO2005081438A1 (en) 2001-11-19 2005-09-01 Tensorcomm, Incorporated Interference cancellation in a signal
US7099270B2 (en) 2002-06-06 2006-08-29 Texas Instruments Incorporated Multi-path equalization for orthogonal frequency division multiplexing communication system
US20050180364A1 (en) 2002-09-20 2005-08-18 Vijay Nagarajan Construction of projection operators for interference cancellation
US7787572B2 (en) 2005-04-07 2010-08-31 Rambus Inc. Advanced signal processors for interference cancellation in baseband receivers
US7231183B2 (en) 2003-04-29 2007-06-12 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Quality determination for a wireless communications link
US7433433B2 (en) 2003-11-13 2008-10-07 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Channel estimation by adaptive interpolation
US8391413B2 (en) 2003-12-19 2013-03-05 Qualcomm Incorporated Channel estimation for an OFDM communication system with inactive subbands
US7697449B1 (en) 2004-07-20 2010-04-13 Marvell International Ltd. Adaptively determining a data rate of packetized information transmission over a wireless channel
US7394876B2 (en) 2004-05-28 2008-07-01 Texas Instruments Incorporated Enhanced channel estimator, method of enhanced channel estimating and an OFDM receiver employing the same
US7646924B2 (en) 2004-08-09 2010-01-12 David Leigh Donoho Method and apparatus for compressed sensing
US20060153283A1 (en) 2005-01-13 2006-07-13 Scharf Louis L Interference cancellation in adjoint operators for communication receivers
CA2599739A1 (en) * 2005-03-01 2006-09-08 Qualcomm Incorporated Channel estimate optimization for multiple transmit modes
US8135088B2 (en) 2005-03-07 2012-03-13 Q1UALCOMM Incorporated Pilot transmission and channel estimation for a communication system utilizing frequency division multiplexing
WO2006102909A1 (en) 2005-03-29 2006-10-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Adaptive modulation with non-pilot symbols
US7848463B2 (en) 2005-04-07 2010-12-07 Qualcomm Incorporated Adaptive time-filtering for channel estimation in OFDM system
US7839763B2 (en) * 2005-09-16 2010-11-23 Panasonic Corporation Radio transmission device, radio reception device, radio transmission method, and radio reception method
WO2007050593A2 (en) 2005-10-25 2007-05-03 William Marsh Rice University Method and apparatus for signal detection, classification, and estimation from compressive measurements
US8428197B2 (en) 2006-06-01 2013-04-23 Qualcomm Incorporated Enhanced channel estimation for communication system receiver
US7639738B2 (en) 2006-06-21 2009-12-29 Acorn Technologies, Inc. Efficient channel shortening in communication systems
US7289049B1 (en) 2006-08-21 2007-10-30 L3 Communications Integrated Systems L.P. Method and apparatus for compressed sensing
GB2443869B (en) 2006-11-17 2010-05-12 Imagination Tech Ltd OFDM receivers
GB2444100B (en) 2006-11-24 2009-10-28 Imagination Tech Ltd Channel estimation and equalization in ofdm receivers
DE102006056158B4 (de) 2006-11-28 2011-11-17 Infineon Technologies Ag Kanalschätzung für OFDM Systeme
WO2008089596A1 (en) 2007-01-19 2008-07-31 Thomson Licensing Interpolating method for an ofdm system and channel estimation method and apparatus
US7995688B2 (en) 2007-03-08 2011-08-09 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Industry, Through The Communications Research Centre Canada Channel estimation and ICI cancellation for OFDM
CN101682448A (zh) 2007-04-26 2010-03-24 松下电器产业株式会社 无线通信终端装置、无线通信基站装置和无线通信方法
JP2009081535A (ja) 2007-09-25 2009-04-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 通信装置及び希望波伝送路特性算出方法
CN101127753B (zh) 2007-09-29 2011-12-14 北京邮电大学 一种适用于多载波系统的信道估计方法
US8665910B2 (en) 2008-05-09 2014-03-04 Nokia Siemens Networks Oy Multi-cell channel estimation in 3G-LTE based virtual pilot sequences
KR101455273B1 (ko) * 2008-07-01 2014-10-27 삼성전자주식회사 이동통신 시스템의 채널 추정 장치 및 방법
KR20100025869A (ko) 2008-08-28 2010-03-10 한국전자통신연구원 채널 추정을 이용한 채널 등화 장치 및 그 방법
US8064507B1 (en) 2008-11-24 2011-11-22 Qualcomm Atheros, Inc. System and method for channel estimation
EP2387840B1 (en) * 2009-01-16 2013-06-05 Abilis Systems Sarl Interpolated channel estimation for mobile ofdm systems
US8611340B2 (en) * 2009-02-01 2013-12-17 Qualcomm, Incorporated Smooth edge distortion in broadband channel interpolation via virtual pilot extrapolation
US8761274B2 (en) 2009-02-04 2014-06-24 Acorn Technologies, Inc. Least squares channel identification for OFDM systems
US8737546B2 (en) 2009-04-23 2014-05-27 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Channel estimation techniques for OFDM
TWI422193B (zh) 2009-05-11 2014-01-01 Mstar Semiconductor Inc 通道估測裝置與方法
US8665971B2 (en) 2009-11-24 2014-03-04 Qualcomm, Incorporated Apparatus and method for channel estimation using compressive sensing
US8823589B2 (en) * 2010-03-09 2014-09-02 Xianbin Wang System, method and apparatus for integrated local area locationing, tracking and communications
KR20120049434A (ko) * 2010-11-08 2012-05-17 삼성전자주식회사 채널 추정 방법 및 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI618435B (zh) * 2015-08-10 2018-03-11 電信科學技術研究院 Uplink detection method and device in non-orthogonal multiple access system
TWI801217B (zh) * 2022-04-25 2023-05-01 華碩電腦股份有限公司 訊號異常檢測系統及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105191237B (zh) 2018-08-03
US20140269882A1 (en) 2014-09-18
DE112014000767T5 (de) 2015-10-29
US20150043629A1 (en) 2015-02-12
TWI548242B (zh) 2016-09-01
US9319260B2 (en) 2016-04-19
US8897353B2 (en) 2014-11-25
CN105191237A (zh) 2015-12-23
WO2014143573A1 (en) 2014-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI548242B (zh) 正交分頻多工系統內之區塊時域通道估計
US9497046B2 (en) OFDM receiver with time domain channel estimation
JP5597209B2 (ja) 受信機
Petropulu et al. Blind OFDM channel estimation through simple linear precoding
US8462613B2 (en) Channel estimation for long term evolution (LTE) terminals
US9154337B2 (en) Non-linear time domain channel estimation in OFDM systems
KR20070095309A (ko) 다중 캐리어 시스템들을 위한 지연 제한된 채널 추정
WO2010020478A1 (en) Method and system and device for cqi estimation disturbance cancellation
Rana et al. Low complexity downlink channel estimation for LTE systems
Niranjane et al. Performance analysis of different channel estimation techniques
US9019809B2 (en) Noise power estimation method
Tureli et al. MC-CDMA uplink-blind carrier frequency offset estimation
Khlifi et al. Hybrid LS-LMMSE channel estimation technique for LTE downlink systems
Adegbite et al. Improved PCFICH decoding in LTE systems
Qin et al. Performance and complexity evaluation of pilot-based channel estimation algorithms for 3GPP LTE downlink
Sohl et al. Semiblind channel estimation for IFDMA in case of channels with large delay spreads
Mäenpää Blind detection of interfering cell data channel power level in 3GPP LTE/LTE-Advanced downlink
Yu et al. An improved DFT-based channel estimation for mobile communication systems
Cheng et al. Semi-blind channel estimation for multi-user orthogonal frequency division multiplexing with receiver diversity
Sheng et al. Joint estimation of channel and control signal using noise subspace in OFDM systems
Golovins Low-Complexity Algorithms for Channel Estimation in Optimised Pilot-Assisted Wireless OFDM Systems
Jang et al. Iterative receiver with enhanced spatial covariance matrix estimation in asynchronous interference environment for 3GPP LTE MIMO-OFDMA system
Liu et al. Impact of timing error on BER performance of TDD pre-equalized MPSK OFDM systems
Jeremic et al. OFDM Channel Estimation in the Presence of Interference Using the Estimated Generalized Least-squares Method
Magierowski FACULTY OF GRADUATE STUDIES

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees