專利名稱：無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)通訊的信道評估器，尤指可適應(yīng)性地在一傳輸信號封包間的任一時點(diǎn)上作調(diào)整信道評估的操作，進(jìn)而校正補(bǔ)償信道效對應(yīng)數(shù)據(jù)所造成的影響。
此時，若對信道的信息內(nèi)容(Channel Information)沒有加以調(diào)整，則信道評估所產(chǎn)生的錯誤信號將會影響封包內(nèi)容數(shù)據(jù)解調(diào)的正確性，進(jìn)而使其產(chǎn)生錯誤的解調(diào)結(jié)果。
本發(fā)明所述的信道評估器，主要包括有一信道校正器，用于校正補(bǔ)償信道的效應(yīng)；一適應(yīng)性信道預(yù)估器，與信道校正器相連接，用于適應(yīng)性地執(zhí)行信道預(yù)估動作；一符號緩沖器，連接于適應(yīng)性信道預(yù)估器，為暫存符號的緩沖作用；一信息重建器，連接于適應(yīng)性信道預(yù)估器，將一反饋信號的數(shù)據(jù)加以重建；一信道預(yù)估控制器，分別連接至適應(yīng)性信道預(yù)估器、符號緩沖器及信息重建器，用于整合控制信道評估的信號處理的操作。然后，由信道校正器輸出一經(jīng)校正補(bǔ)償信道效應(yīng)的信號而輸出至下一級連接的電路。
本發(fā)明的主要功效，在于結(jié)合新穎的最小平方遞歸(RLS)算法以及信息重建的技術(shù)而具備快速收斂的功效，同時在執(zhí)行信道評估效果上較現(xiàn)有技術(shù)的效果為佳，且能符合實(shí)際信道改變的情形，有效避免信道評估錯誤發(fā)生1.信息重建的實(shí)施，采用與一發(fā)射器中的信號建立器共享硬件電路，可避免額外增加電路，有效節(jié)省成本。
2.信道預(yù)估控制器，其使用簡易型最小平方遞歸(RLS)算法于實(shí)施時，可使用程序化方式完成控制，也可使用硬件電路的方式加以完成。
3.可彈性化的在一傳輸信號封包間的任一時點(diǎn)上作適應(yīng)性的信道評估的調(diào)整操作。有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)，配合電路方塊圖說明如下。
25信息重建器 26 信道預(yù)估控制器30反向星狀圖化器 32 解交錯器34維特比譯碼器 36 解擾頻器40擾頻器 50 信號建立器52編碼器 54 交錯器56圖化器 58 嵌入器60反向快速富立葉變換器 62 環(huán)狀前綴加入器64長、短前置序列產(chǎn)生器 66 多工器68加窗器 70 數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器72射頻電路 74 天線首先，針對本發(fā)明信道評估器的電路方塊連接組成作一說明。請參閱

圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的信道評估器20裝置于一無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器2中的電路方塊連接示意圖。整個圖1所示為一無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器2，在接收到信號后，通過一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器10將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號同時傳送給一環(huán)狀前綴移除器(Cyclic Prefix Remover)12、一同步器(Synchronization)16、一信號檢測、自動增益控制及功率測量器(Signal Detection& AGC & Power Measurement)18，環(huán)狀前綴移除器12的輸出則連接至一快速富立葉變換器(FFT)14，用于將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號；而信號檢測、自動增益控制及功率測量器18的一端則連接回模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器10，以控制模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器10的轉(zhuǎn)換?？焖俑涣⑷~變換器14所輸出的頻域信號一方面?zhèn)骰赝狡?6中作同步動作，另一方面連接至本發(fā)明所提出的信道評估器(ChannelEstimator)20中。
圖1中所示本發(fā)明的信道評估器20，包括有一信道校正器(ChannelCorrection)22，用于校正補(bǔ)償信道的效應(yīng)；其輸入端為整個信道評估器20的一輸入端，與快速富立葉變換器14相接；信道校正器22的輸出端為信道評估器20的一輸出端，連接于一反向星狀圖化器(Constellation Mapper)30。信道評估器20還包括有一適應(yīng)性信道預(yù)估器(Adaptive Channel Estimation)23，用于在一傳輸信號封包間的任一時點(diǎn)上，適應(yīng)性地執(zhí)行信道預(yù)估動作。適應(yīng)性信道預(yù)估器23的輸入端接收由快速富立葉變換器14所輸出的頻域信號，其輸出端則連接于信道校正器22作信道效應(yīng)校正補(bǔ)償之用。信道評估器20還包括有一符號緩沖器(Symbol Buffer)24，是暫存?zhèn)鬏斝盘柕姆柕木彌_作用。符號緩沖器24的輸入端同樣連接而接收由快速富立葉變換器14所輸出的頻域信號，其輸出端連接于適應(yīng)性信道預(yù)估器23。
圖1的信道評估器20中還包括有一信息重建器(Data Reconstruction)25及一信道預(yù)估控制器(Channel Estimation Controller)26。其中，信息重建器25的輸入端為信道評估器20的另一輸入端，其輸出端連接于適應(yīng)性信道預(yù)估器23中，主要是將一反饋信號的數(shù)據(jù)加以重建。特別是本發(fā)明的信息重建器25所反饋的信號點(diǎn)(圖1中標(biāo)示X處)，是從一維特比譯碼器(Viterbi Decoder)34的輸出點(diǎn)所反饋，如此，能有效地提高信道預(yù)估的正確性與穩(wěn)定性。另信道預(yù)估控制器26，其輸入端與信息重建器25的輸入端相連接，即為連接至X接點(diǎn)取維特比譯碼器34的輸出為反饋的信號。信道預(yù)估控制器26的輸出端分別連接至適應(yīng)性信道預(yù)估器23、符號緩沖器24及信息重建器25，用于整合控制信道評估的信號處理的操作，主要以一簡化型的最小平方遞歸式(RLS)算法而完成控制操作。然后，整個信道評估器20由信道校正器22輸出一通過前述電路校正補(bǔ)償信道效應(yīng)的信號而輸出至下一連接電路，即反向星狀圖化器(Constellation Demapper)30。
反向星狀圖化器30將經(jīng)過信道評估器所輸出的信號進(jìn)行解星狀圖化的作用，其輸出再連接至一解交錯器(De-Interleaver)32，將信號解交錯化，然后連接至一維特比譯碼器(Viterbi Decoder)34，將信號加以譯碼，譯碼后的輸出為一標(biāo)示X的接點(diǎn)提供反饋給信道評估器20。譯碼后的信號再連接至一解擾頻器(De-Scrambler)36，將原先一發(fā)射器中所擾亂的信號加以解開，然后連接至一媒體存取控制器(MAC)8。如此，即完成一通過設(shè)置本發(fā)明的信道評估器所組成的無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器2的電路方塊實(shí)施例。
前述的以簡化型的最小平方遞歸式(RLS)算法而完成信道預(yù)估的控制操作方式，主要將一般最小平方遞歸式(RLS)加以改良。如原先一般的RLS的表達(dá)式如下Qp+1=Qp+(1-w)(Yp-QpY^p)Y^p*---(1)]]>遞歸式(1)為一般習(xí)用RLS遞歸式，其中，Qp主要代表一信道預(yù)估調(diào)整的系數(shù)，而Qp+1則代表下一狀態(tài)調(diào)整后信道系數(shù)；w則代表一調(diào)整計算的參數(shù)；Yp表示為一均衡的輸入信號； 代表一決定模式(Decision Mode)均衡輸出的信號；而 表示為 的共軛復(fù)數(shù)者。然而，此遞歸式將增加遞歸運(yùn)算的復(fù)雜度。
本發(fā)明所提出的簡易型RLS遞歸式如下Qp+1=KY^p*|Y^p|2Yp+(1-K)Qp---(2)]]>如公式(2)所示即為本發(fā)明的簡易型RLS遞歸式，其中K表示為一介于0到1之間(0＜K＜1)的最佳化求解值(Optimalsolution)，而K=(1-w)|Y^p|2]]>者。如此，本發(fā)明的RLS遞歸式可以視其為Yp＝XpHp的線性運(yùn)算方式而加以遞歸運(yùn)算，其中Xp可以為 另Hp可為Qp。則公式(2)可有效簡化遞歸式的運(yùn)算，進(jìn)而達(dá)成快速收斂而將信道快速評估出來。
在此，必須強(qiáng)調(diào)的是本發(fā)明的信道預(yù)估控制器26的控制操作方式，乃可以依照上述遞歸關(guān)系而以計算機(jī)程序的執(zhí)行加以完成，另外，也可使用硬件電路的連接方式而完成上述信道評估的控制。簡言之，信道預(yù)估控制器26在實(shí)施時，可使用軟件的方式完成，也能使用硬件的方式加以完成。
有關(guān)本發(fā)明信道評估器20中所使用的信息重建器25，主要與一無線局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器4中的一信號建立器50共享硬件電路而達(dá)成，煩請參閱圖2，可進(jìn)一步得知信號建立器50的組成。在無線局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器4電路中，主要將所欲發(fā)射的信號數(shù)據(jù)，先通過一媒體存取控制器(MAC)8加以存取，然后連接至一擾頻器(Scrambler)40將信號擾亂，再連接至信號建立器50通過反向快速富立葉變換器60調(diào)變。本發(fā)明信道評估器20所使用的信息重建器25即為與此無線局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器4中的信號建立器50為共同使用的實(shí)施方式，從而節(jié)省接收器2硬件電路的制作，避免額外增加電路所增的成本。
圖2的信號建立器50包括一編碼器(Encoder)52，其輸入端為信號建立器50本身的一輸入端，接收一輸入信號而加以編碼，所述的接收一輸入信號即為接收通過擾頻器40所處理后的輸出信號；一交錯器(Interleaving)54，與編碼器52相連接，將編碼后的信號加以交錯化；一圖化器(Mapper)56，與交錯器54相連接，將交錯化后的信號，以圖狀分布的對應(yīng)數(shù)關(guān)系加以對應(yīng)；一嵌入器(Insertion)58，與圖化器56相連接，將圖化后的信號嵌入一領(lǐng)航信號。其中，在電路實(shí)施時，編碼器52主要為一卷積編碼器(Convolution Encoder)者；交錯器54為一區(qū)塊交錯器(Block Interleave)；圖化器56為一星狀圖化器(Constellation Mapper)，所以其圖狀分布的態(tài)樣為一星狀分布者；而嵌入器58則為一領(lǐng)航嵌入器(Pilot Tone Insertion)，其所嵌入為一領(lǐng)航信號。
此外，信號建立器50的輸出連接至一反向快速富立葉變換器(IFFT)60中，將信號作反向富立葉變換，轉(zhuǎn)換后信號連接至一環(huán)狀前綴加入器(Add CyclicPrefix)62中，從而加入環(huán)狀前綴于傳輸信號上，傳送至一多工器(MUX)66中。多工器66的另一輸入端則連接一長、短前置序列器(Short and Long PreambleGenerator)64，如此可將環(huán)狀前綴與長短前置序列部分加于數(shù)據(jù)封包前。加入長短前置序列后的信號通過一加窗器(Window)68的加窗處理，使信號產(chǎn)生加窗的作用，然后傳送至一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)70，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，最后通過一射頻電路(RF Section)72的調(diào)頻作用，通過天線74將信號發(fā)射出去。
另外，本發(fā)明所述的調(diào)整程序，是在傳輸信號封包期間執(zhí)行調(diào)整頻域(Frequency Domain)中的信道響應(yīng)(Channel Response)的動作，是可彈性化的在一傳輸信號封包期間的任一時點(diǎn)上作適應(yīng)性調(diào)整，進(jìn)一步說明請參閱圖3。主要是先在一傳輸數(shù)據(jù)封包(Packet)前的長串序列中執(zhí)行信道預(yù)估初值化(InitialChannel Estimation)。接著，可在封包期間的任一時點(diǎn)，如圖3中所示的數(shù)據(jù)信號N之前、數(shù)據(jù)信號2N之前或是數(shù)據(jù)信號3N之前等時點(diǎn)上，執(zhí)行適應(yīng)性信道預(yù)估的調(diào)整動作；其中N為一任意整數(shù)。所以相較于現(xiàn)有技術(shù)僅在前置序列部分固定調(diào)整信道預(yù)估的方式，則本發(fā)明所提出信道評估器20的傳輸封包中適應(yīng)性調(diào)整方式，更能符合實(shí)際信道改變的情形，有效避免評估錯誤發(fā)生。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明所實(shí)施的范圍。凡依本發(fā)明所作的等效變化，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，其特征在于，該信道評估器包括一信道校正器，其輸入端為該信道評估器的一輸入端，該信道校正器的輸出端則為該信道評估器的一輸出端，用于校正補(bǔ)償信道的效應(yīng)；一適應(yīng)性信道預(yù)估器，其輸入端與該信道校正器的輸入端相連接，其輸出端連接于該信道校正器，用于適應(yīng)性地執(zhí)行信道預(yù)估動作；一符號緩沖器，其輸入端與該信道校正器的輸入端相連接，其輸出端連接于該適應(yīng)性信道預(yù)估器，為暫存符號的緩沖作用；一信息重建器，其輸入端為該信道評估器的另一輸入端，其輸出端連接于該適應(yīng)性信道預(yù)估器，將一反饋信號的數(shù)據(jù)加以重建；一信道預(yù)估控制器，其輸入端與該信息重建器的輸入端相連接，其輸出端分別連接至該適應(yīng)性信道預(yù)估器、符號緩沖器及信息重建器，用于整合控制信道評估的信號處理的操作，然后，由該信道校正器輸出一正確校正補(bǔ)償信道效應(yīng)的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，將該信道評估器設(shè)置在一無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器中，其特征在于，該信道評估器的一輸入端連接該無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器中的一快速富立葉變換器的輸出端。
3.如權(quán)利要求1所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，將該信道評估器設(shè)置在一無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器中，其特征在于，該信道評估器中的信息重建器的輸入端，連接該無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器中的一譯碼器的輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，將該信道評估器設(shè)置在一無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器中，其特征在于，該信道評估器的輸出端連接至該無線局域網(wǎng)絡(luò)接收器中的一反向星狀圖化器的輸入端。
5.如權(quán)利要求1所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，其特征在于，該適應(yīng)性信道預(yù)估器的執(zhí)行更新信道評估的時間點(diǎn)，為彈性地在一信號封包中的任一時點(diǎn)上執(zhí)行，以適應(yīng)信道的改變。
6.如權(quán)利要求1所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，其特征在于，該信道預(yù)估控制器是以程序處理作為控制的實(shí)施者。
7.如權(quán)利要求1所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，其特征在于，該信道預(yù)估控制器是以硬件電路作為控制的實(shí)施者。
8.如權(quán)利要求1所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，其特征在于，該信息重建器的信息重建，是與一無線局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)射器中的一信號調(diào)整器共享硬件電路而達(dá)成。
9.如權(quán)利要求1所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，其特征在于，該信道預(yù)估控制器的控制操作是以一簡化型最小平方遞歸式而執(zhí)行信道預(yù)估控制的動作。
10.如權(quán)利要求3所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，其特征在于，該譯碼器為一維特比譯碼器。
11.如權(quán)利要求8所述的無線局域網(wǎng)絡(luò)的信道評估器，其特征在于，所共享的硬件電路為一信號建立器，包括一編碼器，其輸入端為該信號調(diào)整器的輸入端，接收一輸入信號而加以編碼；一交錯器，與該編碼器相連接，將編碼后的信號加以交錯化；一圖化器，與該交錯器相連接，將交錯化后的信號，以圖狀分布的對應(yīng)數(shù)關(guān)系加以調(diào)整；一嵌入器，與該圖化器相連接，將圖化后的信號，嵌入一領(lǐng)航信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種運(yùn)用于無線局域網(wǎng)絡(luò)中的信道評估器，主要通過使用一簡化型的最小平方遞歸(RLS)的信道預(yù)估控制器以及使用信息重建(Data－Reconstruction)器，在傳輸信號封包期間執(zhí)行調(diào)整頻域中的信道響應(yīng)的動作，且其調(diào)整的動作為彈性化的、在一傳輸信號封包間的任一時點(diǎn)上作適應(yīng)性調(diào)整，能夠有效達(dá)成快速收斂以及具備最佳的執(zhí)行信道評估效果。
文檔編號H04W84/12GK1472967SQ0212709
公開日2004年2月4日 申請日期2002年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月29日
發(fā)明者蘇曉嵐 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司