專(zhuān)利名稱(chēng)：通道預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種通道預(yù)測(cè)方法，且特別是有關(guān)于一種OFDM系統(tǒng)的信道預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(Orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)具有抗多路徑干擾(multi-path interference)的優(yōu)點(diǎn)，為目前的數(shù)字電視規(guī)格DVB-T所采用的傳輸規(guī)格。
OFDM系統(tǒng)是采用多載波調(diào)制方式(multi-carrier modulation)，將數(shù)據(jù)分散至許多子信道傳送。每個(gè)子信道所使用的次載波的頻率不同且彼此正交，使得每個(gè)子通道可以用較低的傳輸速率。每個(gè)子信道因其次載波的頻率不同，傳輸過(guò)程中受到的影響也會(huì)不同。因此在接收端需預(yù)測(cè)每個(gè)子通道所受的影響，也就是預(yù)測(cè)子信道的信道響應(yīng)，并據(jù)以對(duì)所接收的信號(hào)加以補(bǔ)償，以得到正確的信號(hào)。
預(yù)測(cè)通道響應(yīng)的方法有許多種，例如是以向?qū)盘?hào)為基礎(chǔ)的信道預(yù)測(cè)(pilot-based channel estimation)。請(qǐng)見(jiàn)第1圖，其繪示為OFDM系統(tǒng)的導(dǎo)頻圖形(pilot pattern)示意圖。每個(gè)圓圈表示一子通道于一時(shí)間點(diǎn)所傳送的數(shù)據(jù)，橫軸為子通道C，縱軸為時(shí)間t。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)是接收同步的一組信號(hào)S，包括多個(gè)調(diào)制于此些子信道的信號(hào)。黑色圓圈表示為導(dǎo)頻信號(hào)。導(dǎo)頻信號(hào)的內(nèi)容及其于頻率-時(shí)間格(frequency-time grid)的位置為傳輸端及接收端所共知，因此，接收端可以比較所接收的導(dǎo)頻信號(hào)及已知的導(dǎo)頻信號(hào)而得知此傳送導(dǎo)頻信號(hào)的子信道的信道響應(yīng)。
而其它傳送數(shù)據(jù)信號(hào)的子信道的信道響應(yīng)則可以從已知的子信道的信道響應(yīng)線(xiàn)性?xún)?nèi)插而得，包括利用時(shí)域的內(nèi)插(time-domain interpolation)及頻域的內(nèi)插(frequency-domain interpolation)。舉例來(lái)說(shuō)，欲求時(shí)間點(diǎn)t2時(shí)，子通道C(1)的通道響應(yīng)的預(yù)測(cè)方法如第2圖所示。請(qǐng)同時(shí)參考第1圖，標(biāo)示黑點(diǎn)處為導(dǎo)頻信號(hào)，因此其子信道的信道響應(yīng)為已知，例如子通道C(3)于時(shí)點(diǎn)t1的通道響應(yīng)為A31*exp(jθ31)，于時(shí)點(diǎn)t5的通道響應(yīng)為A35*exp(jθ35)，其中A為子通道的振幅響應(yīng)，θ為子通道的相位響應(yīng)。首先，于步驟201中，由于時(shí)點(diǎn)t2與時(shí)點(diǎn)t1的差距及時(shí)點(diǎn)t2與時(shí)點(diǎn)t5的差距的比例為1∶3，所以依據(jù)時(shí)域線(xiàn)性?xún)?nèi)插可得子通道C(3)于時(shí)點(diǎn)t2的振幅響應(yīng)A32為A32＝(A31*3/4+A35*1/4)相位響應(yīng)θ32為θ32＝(θ31*3/4+θ35*1/4)接著，于步驟203中，由于子通道C(1)與子通道C(0)的子載波的頻率差距與子信道C(1)與子通道C(3)的子載波的頻率差距的比例為1∶2，因此依據(jù)頻域線(xiàn)性?xún)?nèi)插可得子通道C(1)于時(shí)點(diǎn)t2的振幅響應(yīng)為A12＝(A02*2/3+A32*1/3)相位響應(yīng)為θ12＝(θ02*2/3+θ32*1/3)然而，上述的信道預(yù)測(cè)方式是以線(xiàn)性?xún)?nèi)插而得，并非實(shí)際上的通道響應(yīng)，使得所預(yù)測(cè)的結(jié)果不夠精確，而影響到接收的信號(hào)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是在提供一種精確地預(yù)測(cè)通道響應(yīng)的方法。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種通道預(yù)測(cè)方法，用于正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)。首先，于多個(gè)子通道接收同步的OFDM調(diào)制的多個(gè)信號(hào)，其中第i個(gè)與第j個(gè)子通道響應(yīng)為已知，且i+n＝j(luò)，i、n與j為正整數(shù)。然后，利用Jake’s模型(Jack’s model)所推導(dǎo)出的通道響應(yīng)統(tǒng)計(jì)特性，依據(jù)第i個(gè)與第j個(gè)子信道的信道響應(yīng)而預(yù)測(cè)第i+k個(gè)子信道的信道響應(yīng)，k＜n且k為正整數(shù)。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


第1圖繪示為OFDM系統(tǒng)的導(dǎo)頻圖形(pilot pattern)示意圖。
第2圖繪示已知一種通道預(yù)測(cè)的方法流程圖。
第3圖繪示依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種通道預(yù)測(cè)的方法流程圖。

C通道S信號(hào)具體實(shí)施方式
由于已知是使用線(xiàn)性?xún)?nèi)插的方式預(yù)測(cè)通道響應(yīng)，因此并不夠精確。根據(jù)Jack’s模型(Jack’s model)，可推導(dǎo)出相隔特定頻率的兩個(gè)子信道的信道響應(yīng)的振幅相關(guān)系數(shù)及相位相關(guān)系數(shù)。根據(jù)Jack’s模型所推導(dǎo)出信道響應(yīng)的振幅相關(guān)系數(shù)ρeρe(s,τ)=J02(ωmτ)1+s2σ2---(1)]]>其中J0為第一類(lèi)的零階Bessel方程式(zeroth order Bessel functionof first kind)，ωm為多普勒頻率(Doppler frequency)，τ為時(shí)間延遲，s為兩載波的頻率差值，σ是延遲擴(kuò)展(delay spread)。上述的參數(shù)ωm、τ、σ等可以用其它方式?jīng)Q定，在本案中是視為已知，于此不一一細(xì)說(shuō)。因此只要依據(jù)頻率差s即可以得知兩載波的振幅相關(guān)系數(shù)ρe。
根據(jù)Jack’s模型所推導(dǎo)出信道響應(yīng)的相位相關(guān)系數(shù)ρθρθ(s,τ)=3Γ(λ,φ)[1+2Γ(λ,φ)]-18Ω(λ)---(2)]]>Γ(λ,φ)=12πsin-1(λcosφ)]]>其中，Ω(λ)=6π2Σn=1∞λ2nn2,Ω(1)=1]]>tanφ=-sσ,λ2=J02(ωmτ)1+s2σ2]]>由上述方程式可知只要依據(jù)頻率差s即可以求得兩載波的相位相關(guān)系數(shù)ρθ。本案即是用Jack’s模式來(lái)預(yù)測(cè)信道的信道響應(yīng)，信道響應(yīng)包括振幅響應(yīng)及相位響應(yīng)。
請(qǐng)參照第3圖，其繪示依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種通道預(yù)測(cè)的方法流程圖。在此以預(yù)測(cè)時(shí)間點(diǎn)t2時(shí)，子通道C(1)的通道響應(yīng)為例做說(shuō)明。請(qǐng)同時(shí)參考第1圖，標(biāo)示黑點(diǎn)處為導(dǎo)頻信號(hào)，因此其子信道的信道響應(yīng)為已知，例如子通道C(3)于時(shí)點(diǎn)t1的通道響應(yīng)為A31*exp(jθ31)，于時(shí)點(diǎn)t5的通道響應(yīng)為A35*exp(jθ35)，其中A為子通道的振幅響應(yīng)，θ為子通道的相位響應(yīng)。首先，于步驟301中，依據(jù)時(shí)域線(xiàn)性?xún)?nèi)插可得子通道C(3)于時(shí)點(diǎn)t2的振幅響應(yīng)為A32＝(A31*3/4+A35*1/4)相位響應(yīng)為θ32＝(θ31*3/4+θ35*1/4)接著，于步驟310-322中，依據(jù)Jack’s模型以進(jìn)行頻域非線(xiàn)性?xún)?nèi)插。首先于步驟310中，利用函數(shù)(1)求得子通道C(1)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)，與子通道C(0)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)的振幅相關(guān)系數(shù)為ρe10。接著，于步驟312中，求得子通道C(1)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)，與子通道C(3)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)的振幅相關(guān)系數(shù)為ρe13。接著，于步驟314中即可求得子通道C(1)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)的振幅響應(yīng)為A12＝(A02*ρe10/(ρe10+ρe13)+A32*ρe13/(ρe10+ρe13))接著，于步驟316中，利用函數(shù)(2)求得通道C(1)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)，與子通道C(0)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)的相位相關(guān)系數(shù)為ρθ10。接著，于步驟318中，求得子通道C(1)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)，與子通道C(3)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)的振幅相關(guān)系數(shù)為ρθ13。接著，在步驟320中即可求得子通道C(1)于時(shí)點(diǎn)t2時(shí)的相位響應(yīng)為θ12＝(θ02*ρθ10/(ρθ10+ρθ13)+θ32*ρθ13/(ρθ10+ρθ13))因此，在步驟322中，即可預(yù)測(cè)子通道C(1)于時(shí)點(diǎn)t 2的通道響應(yīng)為A12exp(jθ12)。
值得注意的是，實(shí)際上步驟301中的時(shí)域線(xiàn)性?xún)?nèi)插是不一定要執(zhí)行，因?yàn)橐话悱h(huán)境中，一個(gè)信道的信道響應(yīng)并不會(huì)隨時(shí)間有太大的變動(dòng)，因此子通道C(3)于時(shí)點(diǎn)t2的通道響應(yīng)是可以等同于子通道C(3)于時(shí)點(diǎn)t1或t5的通道響應(yīng)。
本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的通道預(yù)測(cè)方法可以準(zhǔn)確地利用Jack’s模型而預(yù)測(cè)信道的信道響應(yīng)，以提高接收信號(hào)的質(zhì)量。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種通道預(yù)測(cè)方法，用于正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，該方法包括于多個(gè)子通道接收同步的正交頻分復(fù)用調(diào)制的多個(gè)信號(hào)，其中第i個(gè)與第j個(gè)子信道的信道響應(yīng)為已知，且i+n＝j(luò)，i、n與j為正整數(shù)；以及利用Jake’s模型，依據(jù)第i個(gè)與第j個(gè)子信道的信道響應(yīng)而預(yù)測(cè)第i+k個(gè)子信道的信道響應(yīng)，k＜n且k為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中預(yù)測(cè)通道響應(yīng)步驟是依據(jù)第i、i+k及j個(gè)子信道的次載波頻率的差距，并利用Jake’s模型所推導(dǎo)出的統(tǒng)計(jì)特性而預(yù)測(cè)第i+k子信道的信道響應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通道響應(yīng)包括振幅響應(yīng)A及相位響應(yīng)θ，預(yù)測(cè)通道響應(yīng)的步驟包括預(yù)測(cè)第i+k子通道的振幅響應(yīng)Ai+k，包括依據(jù)第i+k子信道與第i子信道的子載波頻率的差而求得第一振幅相關(guān)系數(shù)ρe1；依據(jù)第i+k子信道與第j子信道的子載波頻率的差而求得第二振幅相關(guān)系數(shù)ρe2；及依據(jù)該第一振幅相關(guān)系數(shù)與該第二振幅相關(guān)系數(shù)而求得該第i+k子通道的振幅響應(yīng)Ai+k；以及預(yù)測(cè)第i+k子通道的相位響應(yīng)θi+k，包括依據(jù)第i+k子信道與第i子信道的子載波頻率的差而求得第一相位相關(guān)系數(shù)ρθ1；依據(jù)第i+k子信道與第j子信道的子載波頻率的差而求得第二相位相關(guān)系數(shù)ρθ2；及依據(jù)該第一相位相關(guān)系數(shù)與該第二相位相關(guān)系數(shù)而求得該第i+k子通道的相位響應(yīng)Ai+k。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中該第i+k子通道的振幅響應(yīng)Ai+k為Ai+k＝(Ai*ρe1/(ρe1+ρe2)+Aj*ρe2/(ρe1+ρe2))。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中該第i+k子通道的相位響應(yīng)θi+k為θi+k＝(θi*ρθ1/(ρθ1+ρθ2)+θj*ρθ2/(ρθ1+ρθ2))。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中該第一振幅相關(guān)系數(shù)ρe1是依據(jù)下列函數(shù)而得ρe1(s,τ)=J02(ωmτ)1+S12σ2]]>其中，J0為第一類(lèi)的零階Bessel方程式，ωm為多普勒頻率，τ為時(shí)間延遲，σ是延遲擴(kuò)展，s1為第i+k子信道與第i子信道的子載波頻率的差；其中上述參數(shù)ωm、τ、σ為已知。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中該第二振幅相關(guān)系數(shù)ρe2是依據(jù)下列函數(shù)而得ρe2(s,τ)=J02(ωmτ)1+s22σ2]]>其中，J0為第一類(lèi)的零階Bessel方程式，ωm為多普勒頻率，τ為時(shí)間延遲，σ是延遲擴(kuò)展，s2為第i+k子信道與第j子信道的子載波頻率的差；其中上述參數(shù)ωm、τ、σ為已知。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中第一相位相關(guān)系數(shù)ρθ1為ρθ1(s1,τ)=3Γ(λ,φ)[1+2Γ(λ,φ)]-18Ω(λ)]]>其中，Γ(λ,φ)=12πsin-1(λcosφ)]]>Ω(λ)=6π2Σn=1∞λ2nn2,Ω(1)=1]]>tanφ=-s1σ,λ2=J02(ωmτ)1+s12σ2]]>其中，J0為第一類(lèi)的零階Bessel方程式，ωm為多普勒頻率，τ為時(shí)間延遲，σ是延遲擴(kuò)展，s1為第i子信道與第i+k子信道的子載波頻率的差；其中上述參數(shù)ωm、τ、σ為已知。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中第二相位相關(guān)系數(shù)ρθ2為ρθ2(s2,τ)=3Γ(λ,φ)[1+2Γ(λ,φ)]-18Ω(λ)]]>其中，Γ(λ,φ)=12πsin-1(λcosφ)]]>Ω(λ)=6π2Σn=1∞λ2nn2,Ω(1)=1]]>tanφ=-s2σ,λ2=J02(ωmτ)1+s22σ2]]>其中，J0為第一類(lèi)的零階Bessel方程式，ωm為多普勒頻率，τ為時(shí)間延遲，σ是延遲擴(kuò)展，s2為第i+k子信道與第j子信道的子載波頻率的差；其中上述參數(shù)ωm、τ、σ為已知。
全文摘要
一種通道預(yù)測(cè)方法，用于正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)。首先，于多個(gè)子通道接收同步的OFDM調(diào)制的多個(gè)信號(hào)，其中兩個(gè)子信道的信道響應(yīng)為已知。然后，利用Jake’s模型(Jack’s model)，依據(jù)已知信道響應(yīng)的兩個(gè)子信道而預(yù)測(cè)其它信道的信道響應(yīng)。
文檔編號(hào)H04L25/02GK1964338SQ20051012022
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月7日
發(fā)明者程心璿, 吳如純 申請(qǐng)人:奇景光電股份有限公司