TWI376145B - Method of channel estimating for memory and calculation saving - Google Patents

Description

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三達編號：TW2389PA 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 且特別是有關於 本發明是有關於一種 _ _ … 一種節省記憶體及運算之通道預測方法 【先前技術】 正父分頻多工（Orthogonal frequency division multiplexing，0FDM)系統具有抗多路徑干擾（muiti—阳让 interference)的優點，係為歐規數位電視地面廣播 DVB-T(Digltal Vide。Broadcast-Terrestrial)所採用， 可以減少鬼影，提高晝面品質。 〇FDM系統採用多載波調變方式（multi-carrier mediation) ’將資料分散至許多子通傳道送。每個子通 i可以載波之料不同且彼此正交，使得每個子通 專輸過程中受到的影響也會不同。因此在接收端1 =母=通道所受的影響，也就是預測各子通道= 號：貞以對所接收的信號加以補償，以得到正確的信 號Ykl可t^，接收端利用子通道k於時間1所接收之信

Yki=Hki* Xki-fj\fki 係為子通“係為接收：子通 於時間！所^接^信號’ ^為發射端利用子通道k 切之仏7虎，係為子通道k於時間i之通道 6 1376145

' 三達編號：TW2389PA 響應’ Nki係為子通道k於時間i之雜訊。 預測通道響應Η的方法有許多種，例如是以嚮導位元 為基礎之通道預測（pil〇t_based channel estimation)。 請見第1圖’其繪示為一種OFDM系統之嚮導圖樣（pilot pattern)示意圖。每個圓圈表示一子通道於一時間點所傳 送之資料，橫軸係為子通道C，縱軸係為時間t。每個時 間點係接收一 OFDM符螞（0FDm symb〇l)S，包括複數個調 鲁 變於此些子通道的信號。黑色圓圈表示為嚮導位元。嚮導 位元之内容及其於頻率-時間格（freqUenCy — time grid)之 位置係為傳輪端及接收端所共知，因此，接收端可以比較 所接收的嚮導位元及已知的嚮導位元而得知此傳送嚮導 位元之子通道的通道響應。 在嚮導位元之位置的通道響應一般係忽略雜訊的 影響而預測為：

Hki=Yki/xki (2) Φ 求得上述傳送嚮導位元位置的通道響應後，其他傳送 資料信號的子通道之通道響應則可以從已知的子通道之 通道響應線性内插而得，包括利用時域的内插 (time-domain interpolation)及頻域的内插 (frequency-domain interpolation) 0 舉例來說，欲求時 • 間點t2時，子通道C(l)之通道響應之預測方法如第2 • 圖所示。請同時參考第1圖，標示黑點處為嚮導位元，因 此其子通道的通道響應係為已知，例如子通道C(3)於時點 tl之通道響應H31為A31*exp( j <9 si)，於時點t5之通道響 7 1376145

三達編號：TW2389PA 應H35為A35*exp(035)，其中八為子通道之振幅響應，Θ 為子通道之相位響應。首先，於步驟201中，由於時點t2 與時點tl之差距及時點t2與時點^之差距之比例為 1:3 ’所以依據時域線性内插可得子通道c(3)於時點t2之 振幅響應A32為： • A32=( A31 *3/4 +A35* 1/4) 相位響應β32為·· φ θ 32=( Θ 31*3/4+ <9 35^1/4) 接著’於步驟203中，由於子通道c(1)與子通道c(〇) 之子載波的頻率差距與子通道c(1)與子通道以”之子載 波的頻率差距之比㈣i: 2 ’目此依據頻域線性内插可得 子通道C(l)於時點t2之振幅響應為 ' Al2=(A〇2*2/3 + A32*l/3) 相位響應為 θ \2={ Θ 02*2/3+ Θ 32*1/3) • ± ’上述之通道制方式需㈣地計算每個頻率、 =間格之it道響應，非常耗f縣資源，並且需儲存 、通道響應，額外增加記憶體的需求而影響製造成本。 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供一 m u ^ ^ J即’舌己憶 體及運异之通道預測方法。 根據本發明的目的，提出一種通道預測方法，用於一 正交分頻多工調變錢之接收器。正交分頻多工調變信^ 8 ^76145

—違藏：TW2389PA =複數料岐傳送，本方法包㈣ 二-㈣Μ物觸一)之大小相同之一=體配 —者接“-組的複數個刪符碼，解出載有籍 :之?迢的通道響應’並分別記錄於記憶體之對應位 :接=接收第二組的複數個〇觸符喝 _ 應的通道響應歸平均，魏躲雜 ^第己錄對 與第二_ _Μ符碼的科圖㈣為 1 頻域内插，以求得未有冉導位 取傻進仃 存於記憶體。有之子通相通道響應，並 憎，下為月之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 明如下： #父佳貫施例’並配合所附圖式’作詳細說 【實施方式】 籲傳統的無線接收ϋ ’例如是數位電視接收器，必須隨 時預估傳輸通道的通道響應以因應隨時變化的傳輸環、 境，因此必須耗費運算資源及預測過程所需的記憶體。但 是，以家用數位電視接收器而言，其係為靜態地置於固定 位置，因此其傳輸通道的通道響應不易隨時變化，本發明 •利用此項特點而提出-種可用於靜態無線接收器的通^ 預測方法’只需在某些事件發生才預測通道響應，例如開 機後、信號品質轉為欠佳等等，不需隨時預測，因此可以 節省運算資源及記憶體。 9 1376145

' 三達編號：TW238卯A 請參照第3圖，其繪示依照本發明一較佳實施例的— 種通道預測方法之流程圖。本實施例所使用的嚮導圖樣如 第1圖所示，每四個OFDM符碼（OFDM symbol)為一組，如 S(t0)-S(t3)為一組，每組的嚮導位元的圖樣係為相同， 然並不限於四個符碼一組。首先，在步驟301中，配置與 一個OFDM符碼之大小相同之記憶體，用以記錄各子通道 之通道響應，並初始化此記憶體以預設各子通道之通道響 鲁 應’例如將之預設為1。接著，在步驟303中，依據第， 组的OFDM符碼更新記憶體中的通道響應，包括以下少驟。 首先，於時間t0接收第一組的第一個〇fdm符碼S(t〇)， 解出載有嚮導位元之子通道的通道響應，並記錄於對應之 記憶體的位置。例如’OFDM符碼S(t0)於子通 - 等有嚮導位元，因此據以解出其通道響應後，記錄於記憶 體的第0個位置及第12個位置。接著，接收第一組中接 下來的第二個OFDM符喝S(tl) ’解出載有嚮導位元之子通 • 道的通道響應，並記錄於對應之記憶體的位置。舉例來 說，於時間tl的OFDM符碼3(1:1)之嚮導位元係位於子通 道C(0)、子通道C(3)、子通道C(15)等等。所以依據oFDM 符碼S(tl)，子通道C(0)於時間ti的通道響應係對應地 記錄於記憶體中第0個位置，子通道c(3)於時間tl的通 道響應係對應地記錄於記憶體中第3個位置，子通道（；（15) 於時間tl的通道響應對應地記錄於記憶體中第丨5個位 置，其他依此類推。同樣地，依序接收第一級中的第三個 OFDM符碼s(t2)及第四個〇FDM符碼S(t3)，教分別更新記 1376145

三達編號：TW2389PA ^ 憶體中所記錄的通道響應。於記憶體中，未載有嚮導位元 之子通道的通道響應可以維持不變，或以頻域内差而更新 其值。 接著，在步驟303中，依據第二組的OFDM符碼，解 出其通道響應後，與記憶體中對應的通道響應平均，並據 以更新記憶體，包括以下程序。首先，於接收第二組的第 一個OFDM符碼S(t4)後，求得具有嚮導位元之子通道的通 $ 道響應，並分別與記憶體中所記錄對應的通道響應值進行 平均以更新記憶體。也就是說，此OFDM符碼S(t4)之子通 道C(0)於時間t4的通道響應係與記憶體中第0個位置所 記錄的通道響應平均，並記錄於第0個位置；此OFDM符 _ 碼S(t4)之子通道C(12)的通道響應係與記憶體中第12個 . 位置之通道響應平均，並記錄於第12個位置；其他依此 類推。第二組的第二、第三及第四個OFDM符碼S(t5)、 S(t6)、S(t7)亦以相同步驟與記憶體中相關的通道響應值 φ 平均並據以更新記憶體。 將第二組的OFDM符碼與第一組的OFDM符碼之通道響 應對應地平均可以減少雜訊的影響。本實施例以兩組0 F D Μ 而求出，亦可以將第三組或更多組的OFDM符碼如步驟303 而與記憶體中所記錄的通道響應進行平均，愈多組的OFDM • 符碼進行平均可以更佳地減少雜訊。請參考方程式（1)及 ' (2)，依據嚮導位元預測的通道響應與實際的通道響應的 誤差為： (3) AH = Hkl~Hki=Nki/Xkl 11 1376145

三達編號：TW2389PA 由於雜訊N係可視為高斯雜訊，其平均值為零，因此將步 驟303重複多次，將多組OFDM符碼所得的通道響應進行 • 平均即可使ΣΔΗ趨近於零，因此可以降低雜訊N的影響， 所預測的通道響應可以更接近實際值。 接著，在步驟305中，在未有嚮導位元出現的子通道 進行頻域内插以求得其通道響應，並記錄於記憶體中，如 此，記憶體中所記錄的通道響應Η即為最後所預測之值。 φ 步驟305執行完畢後所得的各子通道的通道響應即 可用以處理接收之符碼，使之頻率均等化（frequency equalization) 5 也就是·· x=y/h

Xki=Yki/Hk (4) , 當數位電視機上盒之位置係為固定，其通道響應不易隨時 • 間而變動，因此依據本實施例於步驟305所得到的通道響 應就可以視為固定值，不需如傳統作法一直持續地計算通 道響應。乐方法只需在_些事件發生時1才需重新預測通道 φ 響應，此些事件例如是開機、信號品質轉為欠佳等等。預 測好之後，數位電視機上盒即不需進行通道預測，因此可 以大量減少運算所耗費的資源义。. 並且，本實施例所需的記憶體大小只需可以容納一個 OFDM符碼，因此也大為減少所需記憶體’可以減低晶片的 面積，降低生產成本。 ' 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離 本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此 12 1376145

- 三達編號：TW2389PA ^ 本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 準。 *

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' 三達編號：TW2389PA 【圖式簡单說明】 第1圖繪示為一種OFDM系統之嚮導圖樣（pi lot pattern)示意圖。 第2圖繪示為通道預測示意圖。 第3圖繪示依照本發明一較佳實施例的一種通道預 測方法之流程圖。 I 【主要元件符號說明】 C :子通道 S : OFDM符碼 14

Claims (1)

1376145 申請專利範圍： 100年2月/曰

^' •^r ； 換頁Γ: -* 、· 一種通道預測方法，用於一正交分頻多工調變信號之 •.接收器，該正交分頻多工調變信號係以複數個子通道傳送，該 方法包括： 配置一 5己憶體，該記憶體之大小係與一 OFDM符碼（OFDM symbol)之大小相同； ' 韻—料事件觸發，該料事件係與祕收器之通 道環境相關； 、t該蚊事件並未觸發時’以該記,隐财料之複數筆通 道響應來進行通道預測操作，·以及 >當該特定事件觸發時，執行一通道響應預測步驟來更新該 把憶體中之該些通道響應，該通道響應制步驟包括： • 、接收-第-組〇隨符碼，解出載有嚮導位元之子通 k的通道響應，並分別記錄於該記憶體之對應位置； 接收-第二組〇麵符碼，解出載有嚮導位元之子通 ^的通道響應，並分別與該記憶體中所記錄對應的通道響岸進 =進並更新該記憶體’其中該第一組與該第二組〇_ 碼的嚮導圖樣係為相同；及 進行頻域内插，以求得未有嚮導位 .響應，並存於該記憶體。 之子通道的通道 2. 如申請專利範圍第】項所述之通道預測方法，里中於 更包括一步驟以初始化該記憶體，記錄各子通道 之通道響應預設值於該記憶體中。 3. 如中請專㈣圍第i項所述之通道預測方法， 收該第一組OFDM符碼步驟包括： 八 接收該第-組之-第-㈣M符碼，據以解出其具有嚮 15 1376145 100年2月/曰修正替換頁 導位元之子通道的通道響應，並記錄於該記憶體中；以及 接收一第二OFDM符碼，據以解出其具有嚮導位元之子 通道的通道響應，並記錄於該記憶體中。 4·如申請專利範圍第1項所述之通道預測方法，其中接 收該第二組OFDM符碼步驟包括： 接收該第二組之一第一 OFDM符碼，據以解出其具有嚮 導位元之子通道的通道響應，與記憶體中對應之通道響應平均 後’據以更新該記憶體；以及 接收該第二組〇FDM符碼之一第二〇FDM符碼據以解 出其具有嚮導位元之子通道的通道響應’與記憶體中對應之通 道響應平均後，據以更新該記憶體。 X如甲請專利範圍 項岍述您逋道預測方法，又巴枯： 接收一第三組OFDM符碼，解出載有嚮導位元之子通道 的通道響應’並分職該記憶體中所記錄對應的通道響應進行 平均’並更新該記憶體，其中該第三組與該第二組 的嚮導圖樣係為相同。 付碼 6.如申請專·_ 5項所叙通道制方法， 收該第三組OFDM符碼步驟包括： 接收該第三組之一第一_符碼，據以解出其具有嚮 ^位^之子通道的通道響應，與記憶體中對應之通道響。 後’據以更新該記憶體；以及 J 接收該第三組OFDM符碼之一第二〇fdm 出其具有嚮導位元之子通道的通道響應中以解 道響應平均後，據^賴記憶體/…⑽財對應之通