專利名稱：用于通信系統(tǒng)的信道估計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，并且具體涉及具有相干接收機(jī)的通信系統(tǒng)中的信道估計(jì)。
背景技術(shù)：
在數(shù)字通信中，信息被翻譯為稱作比特的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。發(fā)送機(jī)將輸入比特流調(diào)制為用于在通信信道上進(jìn)行傳輸?shù)牟ㄐ?，并且，接收機(jī)將所接收的波形解調(diào)回比特，從而恢復(fù)所述信息。在理想的通信系統(tǒng)中，所接收的數(shù)據(jù)將會(huì)與所發(fā)送的數(shù)據(jù)相同。然而，在實(shí)際中，當(dāng)數(shù)據(jù)在通信信道上從發(fā)送機(jī)向接收機(jī)進(jìn)行傳輸?shù)钠陂g，可能會(huì)引入失真和噪聲。如果失真是顯著的，則所述信息可能不能夠從在接收機(jī)上所接收的數(shù)據(jù)中恢復(fù)出來(lái)。
信道估計(jì)是這樣的一種技術(shù)，其用于補(bǔ)償在數(shù)據(jù)傳輸期間引入到其中的失真。信道特性在接收機(jī)上被獲得，并且被用于補(bǔ)償在解調(diào)期間的失真。更具體的來(lái)說(shuō)，基于被稱作訓(xùn)練序列的已知模式的傳輸，通信信道的信道響應(yīng)被估計(jì)。使用具有固定數(shù)據(jù)的訓(xùn)練序列。例如，所述訓(xùn)練序列的數(shù)據(jù)內(nèi)容被存儲(chǔ)在接收機(jī)中，并且被嵌入到由發(fā)送機(jī)所發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)序列中。于是，在接收機(jī)，通過(guò)處理以失真方式所接收的訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列和以非失真形式所存儲(chǔ)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列，信道響應(yīng)可以被估計(jì)。所述響應(yīng)被應(yīng)用在數(shù)據(jù)的解調(diào)和解碼過(guò)程中。
因此，信道估計(jì)在數(shù)字通信系統(tǒng)中是很重要的。當(dāng)被實(shí)現(xiàn)時(shí)，典型地使用有限數(shù)目的訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列。然而，基于少數(shù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列的估計(jì)通常不能夠給出令人滿意的性能。因此，需要有更加可靠、令人滿意和/或有效的信道估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
下面所描述的實(shí)施例提供了改進(jìn)的信道估計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，解碼器被配置成能基于信道響應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及，被耦合到所述解碼器的信道估計(jì)模塊被配置成能使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)確定所述信道響應(yīng)，并且能基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
所述信道估計(jì)模塊可以包括第一信道估計(jì)器，其被配置成能使用至少一個(gè)訓(xùn)練序列來(lái)確定所述信道響應(yīng)；以及第二信道估計(jì)器，其被配置成能基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)，并且能使用所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)來(lái)更新所述信道估計(jì)。所述第二信道估計(jì)器可以包括編碼器，其被配置成能對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼；交織器，其被耦合到所述編碼器上，并且被配置成能對(duì)所重新編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織；以及調(diào)制映射模塊，其被耦合到所述交織器上，并被配置成能將所交織的數(shù)據(jù)映射到調(diào)制符號(hào)中。
可選地，所述信道估計(jì)模塊可以包括信道估計(jì)器，其被配置成能使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)確定所述信道響應(yīng)；以及被耦合到所述信道估計(jì)器的符號(hào)產(chǎn)生器，所述符號(hào)產(chǎn)生器被配置成能基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)；并且其中，所述信道估計(jì)器被配置成能使用所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。所述符號(hào)產(chǎn)生器可以包括編碼器，其被配置成能對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼；交織器，其被耦合到所述編碼器上，并且被配置成能對(duì)所重新編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織；以及調(diào)制映射模塊，其被耦合到所述交織器上，并且被配置成能將所交織的數(shù)據(jù)映射到調(diào)制符號(hào)中。
在另一方面，裝置和方法包括用于基于信道響應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的裝置；以及這樣的裝置，所述裝置用于使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)確定所述信道響應(yīng)，并且基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。用于確定所述信道響應(yīng)的所述裝置可以包括用于使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)估計(jì)所述信道響應(yīng)的裝置；用于基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)的裝置；以及，用于使用所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)來(lái)更新所述信道估計(jì)的裝置。同樣地，用于產(chǎn)生所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)的所述裝置可以包括用于對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼的裝置；用于對(duì)所重新編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的裝置；以及用于將所交織的數(shù)據(jù)映射到調(diào)制符號(hào)中的裝置。
在另外一個(gè)方面，用于信道估計(jì)的裝置包括用于基于信道響應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的裝置；以及包括代碼段的機(jī)器可讀媒介，所述代碼段用于使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)確定所述信道響應(yīng)，并且用于基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。用于確定所述信道響應(yīng)的代碼段可以包括用于使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)估計(jì)所述信道響應(yīng)的代碼段；用于基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)的代碼段；以及，用于使用所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)來(lái)更新所述信道響應(yīng)的代碼段。用于產(chǎn)生所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)的代碼段可以包括用于對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼的代碼段；用于對(duì)所重新編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的代碼段；以及，用于將所交織的數(shù)據(jù)映射到調(diào)制符號(hào)中的代碼段。


參考下列附圖，將詳細(xì)地描述各個(gè)實(shí)施例，圖中同樣的參考數(shù)字表示同樣的元素，其中圖1顯示了通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)；圖2顯示了通信系統(tǒng)中的接收機(jī)；圖3顯示了信道估計(jì)模塊；圖4顯示了另一個(gè)信道估計(jì)模塊；圖5顯示了可以在信道估計(jì)模塊中實(shí)現(xiàn)的訓(xùn)練符號(hào)產(chǎn)生器；圖6顯示了產(chǎn)生用于信道估計(jì)的訓(xùn)練符號(hào)的方法；以及圖7顯示了用于信道估計(jì)的方法。
具體實(shí)施例方式
多載波通信系統(tǒng)對(duì)通過(guò)多徑或非理想通信信道所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中的失真進(jìn)行補(bǔ)償。為了抵消或補(bǔ)償可能引入到信號(hào)中的失真，在接收機(jī)中使用信道估計(jì)以調(diào)整所接收的信號(hào)。
因此，通過(guò)在接收機(jī)上產(chǎn)生訓(xùn)練符號(hào)用于信道估計(jì)，所描述的實(shí)施例提供了所述通信系統(tǒng)中的改進(jìn)的信道估計(jì)。一般來(lái)說(shuō)，接收機(jī)上所解碼的數(shù)據(jù)被重新編碼并被映射到調(diào)制符號(hào)上。然后，所述調(diào)制符號(hào)被用作信道響應(yīng)的估計(jì)中的訓(xùn)練符號(hào)。這里，可以使用初始信道響應(yīng)來(lái)對(duì)接收機(jī)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，所述初始信道響應(yīng)是基于在接收機(jī)上從發(fā)送機(jī)所接收的訓(xùn)練符號(hào)而估計(jì)的。然后，接收機(jī)從所解碼的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生調(diào)制符號(hào)，并且所述調(diào)制符號(hào)被用作額外的訓(xùn)練符號(hào)，以更新初始信道響應(yīng)。
在下面的描述中，實(shí)施例可以作為這樣處理來(lái)描述，所述處理被描述為流程圖、流程圖表、結(jié)構(gòu)圖或框圖。盡管流程圖可以描述作為連續(xù)處理的操作，然而，所述操作中的許多可以并行地或同時(shí)地被執(zhí)行。另外，可以重新安排操作的順序。當(dāng)完成了處理的操作之后，所述處理被終止。處理可以對(duì)應(yīng)于方法、函數(shù)、程序、子過(guò)程、子程序等。當(dāng)處理對(duì)應(yīng)于函數(shù)時(shí)，其終止對(duì)應(yīng)于所述函數(shù)返回到調(diào)用函數(shù)或主函數(shù)。
如這里所公開(kāi)的那樣，“通信信道”是指無(wú)線和有線通信信道。無(wú)線通信信道的例子是無(wú)線電、衛(wèi)星和聲音通信信道。有線通信信道的例子包括但不局限于光纖、銅質(zhì)或者其它導(dǎo)線或媒介。“查找表”是指在數(shù)據(jù)庫(kù)或各種存儲(chǔ)媒介中的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)媒介可以表示一個(gè)或多個(gè)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)備，包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、磁盤(pán)存儲(chǔ)媒介、光學(xué)存儲(chǔ)媒介、閃存設(shè)備和/或用于存儲(chǔ)信息的其它機(jī)器可讀媒介。“機(jī)器可讀媒介”包括但不局限于便攜式或固定的存儲(chǔ)設(shè)備、光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備、無(wú)線信道、以及能夠存儲(chǔ)、容納或承載指令和/或數(shù)據(jù)的各種其它媒介。同樣地，出于解釋的目的，將參考正交頻率波分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)來(lái)描述所述實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明可以被應(yīng)用于需要信道估計(jì)的其它類型的系統(tǒng)。
OFDM是眾所周知的多載波通信技術(shù)的例子。一般來(lái)說(shuō)，OFDM是一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)，其將信號(hào)分割為多個(gè)子信號(hào)，所述子信號(hào)同時(shí)在不同頻率上進(jìn)行發(fā)送。OFDM使用交疊的正交信號(hào)，以便將信道分割為多個(gè)同時(shí)發(fā)送的子信道。由于OFDM允許在衰落信道上的高數(shù)據(jù)速率傳輸，因此，在許多無(wú)線應(yīng)用中，例如在高速局域網(wǎng)(LANs)中，OFDM是成功的。
因此，在OFDM系統(tǒng)中，用于信號(hào)傳輸?shù)恼麄€(gè)頻率帶寬被細(xì)分為多個(gè)頻率子載波。通過(guò)合適地設(shè)計(jì)調(diào)制符號(hào)周期，臨近頻率的子載波分別是彼此正交的。正交是函數(shù)集合的特性，這樣所述集合的任意兩個(gè)元素的乘積在適當(dāng)間隔上的積分等于零。更具體的來(lái)說(shuō)，正交的信道或頻率在統(tǒng)計(jì)上是獨(dú)立的并且彼此沒(méi)有干擾。因此，正交性允許接收機(jī)在不對(duì)其它子載波進(jìn)行解調(diào)的情況下解調(diào)所選擇的子載波，所述其它子載波是通過(guò)復(fù)用通信信道并行發(fā)送的。因此，在子載波之間沒(méi)有串?dāng)_，并且顯著地減小了符號(hào)間干擾(ISI)。
如果有可以用于調(diào)整接收信號(hào)的信道特性的準(zhǔn)確估計(jì)，則通過(guò)允許相干解調(diào)，可以改進(jìn)OFDM系統(tǒng)性能。因此，發(fā)送機(jī)發(fā)送被稱為先導(dǎo)符號(hào)模式的訓(xùn)練序列或訓(xùn)練符號(hào)。所述訓(xùn)練符號(hào)對(duì)于所述接收機(jī)是已知的，這樣所述接收機(jī)能夠執(zhí)行信道估計(jì)。
圖1顯示了用在OFDM系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)100的一個(gè)實(shí)施例。發(fā)送機(jī)100包括加擾器110、編碼器120、交織器130、調(diào)制映射模塊140、反向快速傅立葉變換(IFFT)模塊150、脈沖成形模塊160和上變頻器170。發(fā)送機(jī)100接收數(shù)據(jù)分組以及發(fā)送所述分組的數(shù)據(jù)速率。加擾器110對(duì)所接收的分組進(jìn)行加擾，并且編碼器120對(duì)所接收的分組進(jìn)行編碼。編碼器120可以是卷積編碼器和允許糾錯(cuò)編碼的其它已知的編碼器。
所編碼的比特被分成塊，然后由交織器130對(duì)每個(gè)塊進(jìn)行交織，并且由調(diào)制映射模塊140將所述塊映射到一系列調(diào)制符號(hào)中。根據(jù)所述調(diào)制，選定長(zhǎng)度的所編碼和交織的比特流被分成各種數(shù)目的比特。典型地，所述比特流被分成1、2、4或6個(gè)比特中的一種，并且被轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)的序列，所述復(fù)數(shù)分別代表二相移相鍵控(BPSK)調(diào)制、正交移相鍵控(QPSK)調(diào)制、16正交幅度調(diào)制(QAM)或64-QAM中的調(diào)制符號(hào)。BPSK、QPSK和QAM是本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的調(diào)制技術(shù)，并且將不再詳細(xì)討論。
于是，每個(gè)調(diào)制符號(hào)被分配給子載波，并且被反向快速傅立葉變換。這導(dǎo)致單個(gè)OFDM符號(hào)的時(shí)域采樣。這里，循環(huán)前綴可以被添加到每個(gè)符號(hào)上。于是由脈沖成形模塊160執(zhí)行脈沖成形，并且由上變頻器170對(duì)所述符號(hào)進(jìn)行上變頻，用于通過(guò)通信信道的傳輸。這里，可以使用可編程脈沖成形。
除了調(diào)制符號(hào)之外，所述數(shù)據(jù)分組還可以包括其它信息。例如，根據(jù)需要可以在加擾之前上將報(bào)頭、引導(dǎo)(leadings)和前導(dǎo)附加到分組上。報(bào)頭信息可以包括數(shù)據(jù)速率和分組長(zhǎng)度信息。典型地，不對(duì)報(bào)頭的內(nèi)容進(jìn)行加擾。同樣地，可以產(chǎn)生短和長(zhǎng)的前導(dǎo)并將其添加到數(shù)據(jù)分組中。短前導(dǎo)包括用于同步的短訓(xùn)練序列的重復(fù)數(shù)目，所述同步例如定時(shí)捕獲和粗(coarse)頻率捕獲。長(zhǎng)前導(dǎo)包括用于細(xì)(fine)頻率捕獲的長(zhǎng)訓(xùn)練序列的重復(fù)數(shù)目。長(zhǎng)訓(xùn)練序列也是可以用于信道估計(jì)的訓(xùn)練符號(hào)。
可以將訓(xùn)練符號(hào)的各種數(shù)目和選擇添加到所述數(shù)據(jù)分組中。在許多系統(tǒng)中，調(diào)制符號(hào)被用作訓(xùn)練符號(hào)。因此，可以對(duì)它們進(jìn)行預(yù)計(jì)算和存儲(chǔ)，這樣傳輸可以在不用交織和沒(méi)有IFFT延遲的情況下開(kāi)始。同樣地，對(duì)于信道特性的更準(zhǔn)確的度量，一般需要大量的訓(xùn)練符號(hào)。然而，由于受限制的帶寬以及更特別地由于涉及信道估計(jì)處理的時(shí)延，因此，使用較少數(shù)目的訓(xùn)練符號(hào)。例如，在LAN中，典型地發(fā)送兩個(gè)訓(xùn)練符號(hào)并且將其用于估計(jì)信道響應(yīng)。
現(xiàn)有的信道估計(jì)技術(shù)使用所述有限數(shù)目的訓(xùn)練符號(hào)，以獲得信道響應(yīng)的估計(jì)。因此，信道響應(yīng)常?？赡苁遣粶?zhǔn)確的和/或不可靠的，所以，不能產(chǎn)生令人滿意的性能。在所述實(shí)施例中，在接收機(jī)上產(chǎn)生新的訓(xùn)練符號(hào)，由此允許信道特性的更準(zhǔn)確的度量。
圖2顯示了接收機(jī)200的一個(gè)實(shí)施例，所述接收機(jī)200能夠產(chǎn)生用在OFDM系統(tǒng)中的訓(xùn)練符號(hào)。接收機(jī)200包括射頻/中頻(RF/IF)前端210、同步模塊280、快速傅立葉變換(FFT)模塊220、解調(diào)模塊230、解交織器240、解碼器250、解擾器260和信道估計(jì)模塊270。這里應(yīng)當(dāng)注意的是，圖2顯示了接收機(jī)的簡(jiǎn)化框圖。更典型的商用接收機(jī)可以包括額外的單元，例如存儲(chǔ)媒介(沒(méi)有顯示)和處理器(沒(méi)有顯示)，以便控制一個(gè)或多個(gè)RF/IF前端210、同步模塊280、FFT模塊220、解調(diào)模塊230、解交織器240、解碼器250、解擾器260和信道估計(jì)模塊270。
RF/IF前端230接收通過(guò)通信信道的數(shù)據(jù)。同步模塊280查找或檢測(cè)新的分組，并且試圖獲取定時(shí)同步和頻率同步。用于檢測(cè)新分組的幾種已知技術(shù)中的一種可以被使用。例如，同步模塊280可以包括時(shí)間同步器以便將所述信號(hào)同步到塊的起始，以及包括頻率偏移校正器以便關(guān)于任何偏移誤差來(lái)校正所述信號(hào)，所述偏移誤差發(fā)生在發(fā)送機(jī)振蕩器和接收機(jī)振蕩器之間。然后，所述信號(hào)被輸入到FFT模塊220，并且將其從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域。如果需要，則在去除循環(huán)前綴之后執(zhí)行FFT。信道估計(jì)模塊270接收所述頻域信號(hào)，并且基于所述訓(xùn)練符號(hào)提供信道估計(jì)。也可以將所述頻域信號(hào)輸入到鎖相環(huán)(PLL)中，所述鎖相環(huán)在調(diào)整所述接收信號(hào)的過(guò)程中提供相位誤差校正。所解調(diào)的信號(hào)由解交織器240所解交織，并且由解碼器250所解碼。解碼器250可以是維特比解碼器。然后，所解碼的數(shù)據(jù)由解擾器260所解擾，以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)信息。當(dāng)對(duì)信號(hào)域進(jìn)行解碼的時(shí)候，可以提供額外的緩存來(lái)保存所述采樣。
更具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)處理新的分組時(shí)，所述短前導(dǎo)被獲得，并在FFT處理之前將其從數(shù)據(jù)分組中丟棄。所獲得的短前導(dǎo)被用于執(zhí)行時(shí)間同步。在FFT處理之后，所述長(zhǎng)前導(dǎo)被獲得并且被用來(lái)執(zhí)行信道估計(jì)用于每個(gè)子載波。可以基于所發(fā)送的訓(xùn)練符號(hào)來(lái)獲得初始信道估計(jì)。之后，訓(xùn)練符號(hào)由信道估計(jì)模塊270所產(chǎn)生，并且可以被用在獲取后續(xù)的信道估計(jì)中。在FFT處理之前，可以提供緩存，以便在時(shí)間同步期間存儲(chǔ)所述分組。
信道估計(jì)模塊270基于所述訓(xùn)練符號(hào)(諸符號(hào))和頻域信號(hào)來(lái)執(zhí)行信道估計(jì)。例如，在FFT處理之后，用于子載波的信號(hào)可以如下面那樣由等式[1]所表示Yn＝HnXn+Nn[1]其中，n表示時(shí)間索引(n＝0，1，2，...)，Xn是所發(fā)送的調(diào)制符號(hào)或訓(xùn)練符號(hào)，Hn是信道系數(shù)，而Nn是噪聲。這里，如果信道是靜態(tài)的或者變化非常緩慢，則對(duì)于所有n，Hn＝H，其中H是常數(shù)。下面等式[2]中的迭代算法是許多技術(shù)中的一種，所述技術(shù)可以用在每個(gè)子載波的信道估計(jì)中，其中 是所估計(jì)的信道響應(yīng)。
H^n=1(n+1)[nH^n-1+YnX^n]---[2]]]>在等式[2]中，n＝0，1，2，3...，并且H^n-1=0.]]>使用所發(fā)送的訓(xùn)練符號(hào)來(lái)初始估計(jì)所述信道響應(yīng)，并且額外的訓(xùn)練符號(hào)被產(chǎn)生以改進(jìn)所述初始信道估計(jì)。例如，如果兩個(gè)訓(xùn)練符號(hào)被發(fā)送，則對(duì)于估計(jì)所述初始信道估計(jì) 和 來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于n＝0和n＝1的訓(xùn)練符號(hào) 和 是已知的。此后，后續(xù)的訓(xùn)練符號(hào)被獲取，并且使用等式[2]來(lái)迭代地更新所述信道估計(jì)，以改進(jìn)所述初始信道估計(jì)。
在有限數(shù)目的迭代之后，在某個(gè)合適的n上，例如n＝16和32，信道估計(jì)模塊270可以停止所述迭代。在這種情況下，可以從數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)媒介或查找表中獲取1/(n+1)的值。同樣地，可以使用不同的迭代算法。例如，可以使用更適于跟蹤的迭代算法，例如一階有限沖積響應(yīng)(IIR)濾波器類型或最小均方(LMS)類型的算法。用于IIR濾波器類型的遞歸等式可以如下在等式[3]中被表示H^n=(1-α)H^n-1+α(YnX^n)---[3]]]>其中，n＝0，1，2，3，...，α是濾波器系數(shù)，并且H^n-1=0.]]>基于等式[3]，可以使用所發(fā)送的訓(xùn)練符號(hào)來(lái)初始地估計(jì)所述信道響應(yīng)，并且額外的訓(xùn)練符號(hào)可以被產(chǎn)生以改進(jìn)所述初始信道估計(jì)。例如，如果兩個(gè)訓(xùn)練符號(hào)被發(fā)送，則對(duì)于估計(jì)所述初始信道估計(jì) 和 來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于n＝0和n＝1的訓(xùn)練符號(hào) 和 是已知的。
可選地，一種算法可以被用于基于已知的訓(xùn)練符號(hào)來(lái)估計(jì)所述初始信道估計(jì)，而另外的算法被用于后續(xù)的信道估計(jì)。另外，通過(guò)使用數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)媒介或查找表，復(fù)數(shù)除法可以被轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的復(fù)數(shù)乘法和兩個(gè)實(shí)數(shù)乘法用于計(jì)算1/X的值。因此，信道估計(jì)模塊300使用一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)確定所述信道響應(yīng)。
圖3顯示了信道估計(jì)模塊300的實(shí)施例，其包括信道估計(jì)器310、符號(hào)產(chǎn)生器320和時(shí)延緩存330。信道估計(jì)器310執(zhí)行初始信道估計(jì)，以便基于所發(fā)送的訓(xùn)練符號(hào)(諸符號(hào))來(lái)獲得初始信道估計(jì)。所述初始信道估計(jì)被轉(zhuǎn)發(fā)給解調(diào)模塊230。新的訓(xùn)練符號(hào)由符號(hào)產(chǎn)生器320所產(chǎn)生，并被轉(zhuǎn)發(fā)給信道估計(jì)器310。后面將參考圖5和圖7更詳細(xì)地描述符號(hào)產(chǎn)生器320的操作。信道估計(jì)器310然后基于所述新的和/或額外的訓(xùn)練符號(hào)來(lái)執(zhí)行后續(xù)的信道估計(jì)，以更新所述初始信道估計(jì)。這里，信道估計(jì)器310可以使用迭代算法，例如等式[2]或[3]，以便更新所述信道估計(jì)。同樣地，信道估計(jì)310可以在有限數(shù)目的迭代之后停止所述更新。在新的訓(xùn)練符號(hào)被產(chǎn)生的時(shí)候，時(shí)延緩存330臨時(shí)地存儲(chǔ)來(lái)自于FFT 220的頻域信號(hào)。
圖4顯示了信道估計(jì)模塊400的另一個(gè)實(shí)施例，其包括第一信道估計(jì)器410、第二信道估計(jì)器420和時(shí)延緩存430。第一信道估計(jì)器410執(zhí)行初始信道估計(jì)，以便基于所發(fā)送的訓(xùn)練序列來(lái)獲得初始信道估計(jì)。所述初始信道估計(jì)被轉(zhuǎn)發(fā)給解調(diào)模塊430。在本實(shí)施例中，第二信道估計(jì)器420產(chǎn)生新的訓(xùn)練符號(hào)，并且基于所述新的和/或額外的訓(xùn)練符號(hào)來(lái)執(zhí)行后續(xù)的信道估計(jì)，以更新所述初始信道估計(jì)。這里，第二信道估計(jì)器420也可以使用迭代算法，例如等式[2]或[3]，以便更新所述信道估計(jì)。第二信道估計(jì)器420可以與符號(hào)產(chǎn)生器一起被實(shí)現(xiàn)，所述符號(hào)產(chǎn)生器類似于符號(hào)產(chǎn)生器320用于產(chǎn)生新的訓(xùn)練符號(hào)。另外，第二信道估計(jì)器420可以在有限數(shù)目的迭代之后停止所述更新，并且，在額外的訓(xùn)練符號(hào)被產(chǎn)生的時(shí)候，時(shí)延緩存430臨時(shí)地存儲(chǔ)來(lái)自于FFT 220的頻域信號(hào)。
在信道估計(jì)模塊300和400中，訓(xùn)練符號(hào)可以在這樣的處理中被產(chǎn)生，所述處理類似于在發(fā)送機(jī)上產(chǎn)生調(diào)制符號(hào)的處理。因此，來(lái)自于解碼器250的輸出被處理成調(diào)制符號(hào)，并且被用作新的訓(xùn)練符號(hào)。圖5顯示了符號(hào)產(chǎn)生器500的一個(gè)實(shí)施例，所述符號(hào)產(chǎn)生器500可以分別在信道估計(jì)模塊300和400的符號(hào)產(chǎn)生器320和/或第二信道估計(jì)器420中被實(shí)現(xiàn)。符號(hào)產(chǎn)生器500包括編碼器510、交織器520和調(diào)制映射模塊530。參考用于產(chǎn)生訓(xùn)練符號(hào)的方法600來(lái)描述所述操作。
在所接收的數(shù)據(jù)分組被解調(diào)、解交織和解碼之后，所解碼的數(shù)據(jù)由編碼器510(610)所重新編碼，由交織器520(620)所交織，并且由調(diào)制映射模塊530(630)所調(diào)制成調(diào)制符號(hào)。然后，所調(diào)制的符號(hào)可以被用作訓(xùn)練符號(hào)。這里，由于通過(guò)解交織、解碼、重新編碼和交織處理的時(shí)延，因此，Yn可以被存儲(chǔ)在如圖3和4所示的時(shí)延緩存330和430中。因此，新的訓(xùn)練符號(hào)可以在接收機(jī)上被產(chǎn)生，用于在例如OFDM系統(tǒng)的需要信道估計(jì)的系統(tǒng)中進(jìn)行使用。
更具體來(lái)說(shuō)，圖7顯示了用在OFDM系統(tǒng)中的解碼方法700。當(dāng)新的分組被接收時(shí)(710)，判決是否可以獲得訓(xùn)練符號(hào)(720)。如果可以獲得，則所述訓(xùn)練符號(hào)被獲得(730)，并且使用所獲得的訓(xùn)練符號(hào)來(lái)初始地估計(jì)信道響應(yīng)(740)。使用所述信道響應(yīng)對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼(750)。如果不能獲得更多的訓(xùn)練符號(hào)(720)，則通過(guò)對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼、交織以及將其映射到調(diào)制符號(hào)中，從而產(chǎn)生額外的訓(xùn)練符號(hào)(760-780)。然后，使用調(diào)制符號(hào)作為新的訓(xùn)練符號(hào)來(lái)更新所述信道響應(yīng)(790)，并使用所更新的信道響應(yīng)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼(750)。這里，可以使用迭代算法來(lái)更新所述信道響應(yīng)，并且可以在有限數(shù)目的迭代之后停止所述更新。
如上所述，使用所述解碼器輸出，通過(guò)所接收的數(shù)據(jù)分組，所述信道估計(jì)可以以迭代的方式而連續(xù)地被改進(jìn)。魯棒的(robust)信道估計(jì)器可以顯著地改進(jìn)多載波系統(tǒng)的性能，所述多載波系統(tǒng)例如是基于OFDM調(diào)制的系統(tǒng)。使用所述解碼器輸出，所發(fā)送的符號(hào)的更可靠的估計(jì)可以被產(chǎn)生，并且可以被用作額外的訓(xùn)練符號(hào)，用于以遞歸方式的信道估計(jì)。如同通過(guò)所述分組的解碼處理一樣，所述信道估計(jì)通過(guò)已經(jīng)解碼的符號(hào)的幫助而繼續(xù)得到改進(jìn)，由此增加了對(duì)后續(xù)符號(hào)和整個(gè)分組進(jìn)行正確解碼的機(jī)會(huì)。
另外，這里應(yīng)當(dāng)注意，在不影響接收機(jī)的操作的情況下，可以重新安排圖3所示的接收機(jī)200中的單元。類似地，在不影響信道估計(jì)操作的情況下，可以重新安排信道估計(jì)模塊300和/或400中的單元。另外，信道估計(jì)模塊300和/或400中的一個(gè)或多個(gè)單元可以通過(guò)硬件、軟件、固件、中間件、微代碼或其任意結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)在軟件、固件、中間件或微代碼中被實(shí)現(xiàn)時(shí)，執(zhí)行必要任務(wù)的程序代碼或代碼段可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)媒介中(沒(méi)有顯示)。處理器可以執(zhí)行所述必要的任務(wù)。代碼段可以表示過(guò)程、函數(shù)、子程序、程序、例程、子例程、模塊、軟件包、類、或者指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或程序語(yǔ)句的任意組合。通過(guò)傳遞和/或接收信息、數(shù)據(jù)、變量、參數(shù)或存儲(chǔ)內(nèi)容，代碼段可以被耦合到其它代碼段上或硬件電路中。信息、變量、參數(shù)、數(shù)據(jù)等可以通過(guò)任何合適的方式而被傳遞、轉(zhuǎn)發(fā)、或發(fā)送，所述方式包括存儲(chǔ)共享、消息傳遞、令牌傳遞、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取?br> 上面的實(shí)施例僅僅是例子，而不能被解釋為限制本發(fā)明。本教導(dǎo)可以容易地被應(yīng)用于其它類型的裝置、方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的描述旨在說(shuō)明，并不是為了限制權(quán)利要求的范圍。因此，在不脫離如所附權(quán)利要求中所闡述的發(fā)明范圍的情況下，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，許多取舍、修改、和變化是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)中的裝置，包括解碼器，其被配置成能基于信道響應(yīng)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及被耦合到所述解碼器的信道估計(jì)模塊，所述信道估計(jì)模塊被配置成能使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)確定所述信道響應(yīng)，并且能基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述信道估計(jì)模塊包括第一信道估計(jì)器，其被配置成能使用至少一個(gè)訓(xùn)練序列來(lái)確定所述信道響應(yīng)；以及第二信道估計(jì)器，其被配置成能基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)，并且能使用所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中，所述第二信道估計(jì)器包括編碼器，其被配置成能對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼；被耦合到所述編碼器的交織器，所述交織器被配置成能對(duì)所重新編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織；以及被耦合到所述交織器的調(diào)制映射模塊，所述調(diào)制映射模塊被配置成能將所交織的數(shù)據(jù)映射到調(diào)制符號(hào)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，所述信道估計(jì)模塊包括信道估計(jì)器，其被配置成能使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)確定所述信道響應(yīng)；以及被耦合到所述信道估計(jì)器的符號(hào)產(chǎn)生器，所述符號(hào)產(chǎn)生器被配置成能基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)；并且其中，所述信道估計(jì)器被配置成能使用所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中，所述符號(hào)產(chǎn)生器包括編碼器，被配置成能對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼；被耦合到所述編碼器的交織器，所述交織器被配置成能對(duì)所重新編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織；以及被耦合到所述交織器的調(diào)制映射模塊，所述調(diào)制映射模塊被配置成能將所交織的數(shù)據(jù)映射到調(diào)制符號(hào)中。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求中的任何一個(gè)的裝置，其中，所述信道估計(jì)模塊基于所解碼的數(shù)據(jù)，使用迭代算法來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其中，所述信道估計(jì)模塊在有限數(shù)目的迭代之后停止所述更新。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求7的裝置，還包括查找表，其中，所述信道估計(jì)模塊使用所述查找表來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
9.一種用于通信系統(tǒng)中的信道估計(jì)的方法，包括使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)估計(jì)信道響應(yīng)，基于所述信道響應(yīng)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；以及基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，估計(jì)所述信道響應(yīng)包括使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)估計(jì)所述信道響應(yīng)；基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)；并且使用所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)包括對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼；對(duì)所重新編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織；以及將所交織的數(shù)據(jù)映射到調(diào)制符號(hào)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10-11中的任何一個(gè)的方法，其中，更新所述信道響應(yīng)包括基于所解碼的數(shù)據(jù)，使用迭代算法來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，更新所述信道響應(yīng)還包括在有限數(shù)目的迭代之后停止所述更新。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或權(quán)利要求13的方法，其中，更新所述信道響應(yīng)還包括使用查找表來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
15.用于信道估計(jì)的裝置，包括用于基于信道響應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的裝置；以及這樣的裝置，所述裝置用于使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)確定所述信道響應(yīng)，并且用于基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中，用于確定所述信道響應(yīng)的所述裝置包括用于使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)估計(jì)所述信道響應(yīng)的裝置；用于基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)的裝置；以及用于使用所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)來(lái)更新所述信道響應(yīng)的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中，用于產(chǎn)生所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)的所述裝置包括用于對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼的裝置；用于對(duì)所重新編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的裝置；以及用于將所交織的數(shù)據(jù)映射到調(diào)制符號(hào)中的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或權(quán)利要求16-17中的任何一個(gè)的裝置，其中，用于確定所述信道響應(yīng)的所述裝置基于所解碼的數(shù)據(jù)，使用迭代算法來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，用于確定所述信道響應(yīng)的所述裝置在有限數(shù)目的迭代之后停止所述更新。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或權(quán)利要求19的裝置，還包括查找表，其中，用于確定所述信道響應(yīng)的裝置使用所述查找表來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
21.用于信道估計(jì)的裝置，包括用于基于信道響應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的裝置；以及包括代碼段的機(jī)器可讀媒介，所述代碼段用于使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)確定所述信道響應(yīng)，并且用于基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的裝置，其中，用于確定所述信道響應(yīng)的所述代碼段包括用于使用至少一個(gè)訓(xùn)練符號(hào)來(lái)估計(jì)所述信道響應(yīng)的代碼段；用于基于所解碼的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)的代碼段；以及用于使用所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)來(lái)更新所述信道響應(yīng)的代碼段。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的裝置，其中，用于產(chǎn)生所述至少一個(gè)調(diào)制符號(hào)的所述代碼段包括用于對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼的代碼段；用于對(duì)所重新編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織的代碼段；以及用于將所交織的數(shù)據(jù)映射到調(diào)制符號(hào)中的代碼段。
24.根據(jù)權(quán)利要求21或權(quán)利要求22-23中的任何一個(gè)的方法，其中，用于確定所述信道響應(yīng)的所述代碼段基于所解碼的數(shù)據(jù)，使用迭代算法來(lái)更新所述信道響應(yīng)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的裝置，其中，用于確定所述信道響應(yīng)的所述代碼段在有限數(shù)目的迭代之后停止所述更新。
全文摘要
公開(kāi)了一種改進(jìn)的信道估計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用已知的訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列來(lái)執(zhí)行初始信道估計(jì)。所接收的數(shù)據(jù)分組基于所述初始信道估計(jì)而被解調(diào)、被解交織以及被解碼。然后，所解碼的數(shù)據(jù)被重新編碼、交織和調(diào)制，以產(chǎn)生額外的訓(xùn)練符號(hào)，用于通過(guò)所接收的數(shù)據(jù)分組來(lái)更新所述信道估計(jì)。
文檔編號(hào)H04B1/69GK1689243SQ03824232
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2003年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
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