專利名稱：測量正交頻分復用通信系統(tǒng)中誤碼率的設備和方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及正交頻分復用(OFDM)通信系統(tǒng)，具體地說，涉及使用OFDM通信系統(tǒng)中的導頻信道來測量誤碼率(BER)的設備和方法。
OFDM技術是一種使用多個載波的調制/解調技術，即一種在受多路接口影響的環(huán)境中或受衰落影響的移動接收環(huán)境中顯示出很高性能的調制/解調技術。通過將信道編碼技術加入OFDM技術中，以提供糾錯能力，這種修改的技術稱為編碼OFDM技術。將在相同的傳輸帶寬和相同的傳送速率的情況下在OFDM系統(tǒng)和單載波系統(tǒng)之間進行比較。當傳輸數(shù)據(jù)分散地由N個載波來傳輸時，OFDM系統(tǒng)的一個傳輸符號的持續(xù)時間比單載波系統(tǒng)的長N倍。所以，即使存在多路接口，只需在時間軸上加入比特保護間隔，OFDM系統(tǒng)就可以防止傳輸特性的變壞。另外，數(shù)據(jù)被分散地在整個傳輸頻帶上傳輸。因此，即使在特定的頻帶存在干擾信號，由于它的影響僅限于數(shù)據(jù)的一部分，也有可能通過交織器和糾錯碼來有效地改善傳輸特性。
測量這樣的誤碼率的常規(guī)技術是使用SNORE(信噪比估計)算法。SNORE算法通過抽取信號功率和噪音功率來計算誤碼率。具體地說，SNORE算法通過計算接收到的信號的平均值和離散度(dispersion)來估計信噪比(SNR)，然后根據(jù)估計SNR來計算其誤碼率。SNR可以使用下列公式來估算。E^bNo=SNR^-(μ^)22σ^2-----(1)]]>μ^=1nΣi=0n|Xi|-----(2)]]>其中 表示樣本平均值， 表示樣本離散度。
有可能使用根據(jù)公式(1)和(2)估算的SNR值從BER映射表推算出誤碼率。因為使用該SNR的SNORE算法應該計算接收到的信號的平均值和離散度，所以它的計算很復雜且需要一個附加電路。再者，由于估算的SNR的方差很大，所以要計算出正確的BER是不可能的。
因此，本發(fā)明的目的就是要提供一種使用導頻信道來測量誤碼率的設備和方法。
本發(fā)明的另一個目的是要提供一種通過使用OFDM傳輸系統(tǒng)中的導頻信道將已解調的接收的導頻模式與參考導頻模式比較來正確地測量誤碼率的方法。
為了實現(xiàn)上述以及其他目的，此處提供了一種測量OFDM傳輸系統(tǒng)中誤碼率(BER)的設備。發(fā)送裝置包括用于在輸入數(shù)據(jù)的子信道中插入第一參考導頻模式的導頻模式插入器和用于對插入?yún)⒖紝ьl模式的傳輸數(shù)據(jù)進行OFDM調制的OFDM調制器。接收裝置包括用于對接收到的幀單元中的數(shù)據(jù)符號進行OFDM解調和只檢測導頻模式的導頻模式檢測器；和BER運算器，用于將解調的導頻模式與第二參考導頻模式比較，檢測和累計導頻錯誤數(shù)以及通過將導頻錯誤累計數(shù)除以接收到的導頻的總數(shù)來測量誤碼率。
根據(jù)本發(fā)明的用于測量OFDM通信系統(tǒng)中誤碼率的方法包括接收到發(fā)送數(shù)據(jù)后，在數(shù)據(jù)符號中插入第一參考導頻模式，對已插入?yún)⒖紝ьl模式的數(shù)據(jù)符號進行OFDM調制，并以幀單元的形式發(fā)送已調制的數(shù)據(jù)符號；對接收到的幀單元中數(shù)據(jù)符號的進行解調，從解調的數(shù)據(jù)符號中檢測導頻模式，并通過累計檢測到的解調的導頻模式來計算接收到的導頻的總數(shù)；將檢測到的解調的導頻模式與第二參考導頻模式比較以檢測導頻錯誤，并累計檢測到的導頻錯誤的數(shù)目；通過將導頻錯誤的累計數(shù)目除以接收到的導頻的總數(shù)來測量誤碼率。
從下列的詳細說明配合附圖將更加明白本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點

圖1是說明OFDM系統(tǒng)的幀結構的示意圖；圖2是說明其中插入了導頻符號的OFDM符號頻譜的示意圖；圖3是說明按照本發(fā)明實施例的OFDM發(fā)送系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖；以及圖4是說明按照本發(fā)明實施例的具有BER測量裝置的OFDM接收裝置的方框圖。
以下將參照附圖對本發(fā)明的最佳實施例進行說明。在下列的說明中，由于對一些眾所周知的功能或結構進行不必要的詳細說明可能會使本發(fā)明模糊不清，所以將不予詳細描述。
圖1說明OFDM系統(tǒng)的幀結構，其中一個幀包括N個數(shù)據(jù)符號。前三個符號為空符號Null、幀同步模式符號FSP和同步符號Syncl。其余的(N-3)個符號為實際有效的數(shù)據(jù)符號。實際情況中，一個幀包含15個符號。幀同步模式(FSP)用于幀同步的檢測，而同步符號Syncl用于OFDM解調。除數(shù)據(jù)信道(或數(shù)據(jù)子載波)外，還給每個符號分配一定數(shù)量的導頻信道(或導頻子載波)。從圖2很容易理解如何給每個數(shù)據(jù)符號分配導頻信道。
圖2說明其中插入導頻符號的OFDM符號結構。此處顯示了12個數(shù)據(jù)符號Data_Syml#至Data_Sym#12。在其中一個符號中，導頻信道以11個子信道的間隔分布，以便使12個符號的導頻子信道能夠表示OFDM系統(tǒng)的所有子信道。導頻信道以11個子信道的間隔分布的原因是因為本實施例中提供的幀結構是由12個數(shù)據(jù)符號組成的。導頻的位置和間隔可以根據(jù)傳輸幀中符號的數(shù)目來變動。關于圖2中導頻插入位置，符號#2的導頻插入位置相對于符號#1的導頻插入位置向右移位一個子信道。在本方法中，給每個符號中的不同子信道分配預定數(shù)目的導頻，使得導頻均勻地分配給OFDM符號的所有子信道。分配給各個符號的導頻用于測量其誤碼率，下面將說明使用導頻信道測量誤碼率的過程。
圖3是說明按照本發(fā)明實施例的OFDM發(fā)送系統(tǒng)的發(fā)送裝置的方框圖。發(fā)送裝置將導頻信道分配給圖2所示的各個數(shù)據(jù)符號。
參照圖3，導頻模式插入器12接收映射為QPSK(正交相移鍵控)或QAM(正交振幅調制)信號的序列數(shù)據(jù)流，把參考導頻模式14插入圖2中所示的映射的發(fā)送數(shù)據(jù)的對應子信道中，然后將它的輸出數(shù)據(jù)提供給OFDM調制器16。在發(fā)送之前，OFDM調制器16對插入導頻模式的發(fā)送數(shù)據(jù)進行OFDM調制。
如圖2所示通過OFDM發(fā)送裝置的操作分配了導頻子信道的OFDM傳輸幀被發(fā)送到接收方。然后接收方使用導頻信道測量誤碼率。下面將參照圖4說明在接收方測量誤碼率的過程。
圖4是說明按照本發(fā)明實施例的具有BER測量裝置的OFDM接收裝置的方框圖。
OFDM解調器18接收圖2中分配了導頻信道的OFDM數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)符號中的數(shù)據(jù)信道和導頻信道解調，然后將它們提供給導頻模式檢測器20。然后，導頻模式檢測器20只從解調的信號中檢測該導頻模式并將檢測到的導頻模式提供給比較器22。比較器22將解調的導頻模式與在其第二個輸入端接收到的參考導頻模式23比較，并將產(chǎn)生的比較信號提供給導頻錯誤數(shù)計算器24。此處，參考導頻模式23相當于圖3中顯示的參考導頻模式14。導頻錯誤數(shù)計算器24根據(jù)解調的導頻模式與參考導頻模式23的比較信號計算出導頻錯誤的數(shù)目，而導頻錯誤的計算數(shù)目是由導頻錯誤數(shù)目累計器26來累計的。累計的值被提供給BER計算器28。
同時，在導頻模式檢測器20和BER計算器28之間連接的接收導頻數(shù)目累計器30累計導頻模式檢測器20檢測到的解調的導頻模式并將累計的值提供給BER計算器28。然后，根據(jù)下列公式(3),BER計算器28利用導頻錯誤數(shù)目累計器26輸出的導頻錯誤數(shù)目和接收導頻數(shù)目累計器30輸出的接收導頻總數(shù)計算出誤碼率BER。 根據(jù)本發(fā)明的實施例的BER測量方法將導頻信道分配給發(fā)送方幀中的各個符號，而接收方累計導頻錯誤的數(shù)目和接收的導頻的總數(shù)，并簡單地通過計算導頻錯誤的數(shù)目與接收到導頻的總數(shù)的比值來測量誤碼率，從而使該系統(tǒng)得以簡化。
如上所述，本發(fā)明使用OFDM傳輸系統(tǒng)中所用的導頻信道來分配預定子信道而無需單獨發(fā)送測試數(shù)據(jù)。另外，有可能通過將解調的導頻模式與參考導頻模式比較來測量誤碼率以及通過將導頻信道均勻地分配給所有OFDM符號來正確地檢測所有OFDM子信道的誤碼率。
雖然已經(jīng)參考某個最佳實施例顯示和說明了本發(fā)明，但是，對于本專業(yè)的技術人員來說，顯然，可以在不背離后附的權利要求書定義的本發(fā)明的精神和范圍的前提下在形式和細節(jié)上進行各種更改。
權利要求
1．一種測量正交頻分復用(OFDM)通信系統(tǒng)中誤碼率的設備，它包括包含以下部分的傳輸裝置導頻模式插入器，用于在輸入數(shù)據(jù)的子信道中插入第一參考導頻模式；以及OFDM調制器，用于對插入了參考導頻模式的發(fā)送數(shù)據(jù)進行OFDM調制；包含以下部分的接收裝置導頻模式檢測器，用于對接收到的幀單元中的數(shù)據(jù)符號進行OFDM解調并且只檢測導頻模式；以及BER運算器，用于將解調的導頻模式與第二參考導頻模式比較，檢測和累計導頻錯誤的數(shù)目，通過將導頻錯誤的累計數(shù)目除以接收到的導頻的總數(shù)來測量誤碼率。
2．按照權利要求1的設備，其特征在于所述導頻模式插入器利用固定的或分散的導頻在一個幀的每個符號中插入導頻信道。
3．按照權利要求1的設備，其特征在于所述BER運算器包括比較器，用于將所述解調的導頻模式與所述第二參考模式比較；導頻錯誤數(shù)目計算器，用于通過接收所述比較器的輸出來計算所述導頻錯誤的數(shù)目；導頻數(shù)目累計器，用于累計計算出的所述導頻錯誤的數(shù)目；接收導頻數(shù)目累計器，用于累計所述解調的導頻的數(shù)目；以及BER計算器，用于通過將所述導頻錯誤累計數(shù)目除以所述接收導頻的總數(shù)來測量誤碼率。
4．按照權利要求3的設備，其特征在于所述第一參考模式和所述第二參考導頻模式彼此等同。
5．一種用于測量OFDM通信系統(tǒng)中誤碼率的方法，它包括以下步驟接收到發(fā)送數(shù)據(jù)后，在數(shù)據(jù)符號中插入第一參考導頻模式，對已插入?yún)⒖紝ьl模式的數(shù)據(jù)符號進行OFDM調制，并以幀單元形式發(fā)送所述調制的數(shù)據(jù)符號；將接收到的幀單元中的數(shù)據(jù)符號解調，從所述解調的數(shù)據(jù)符號中檢測導頻模式，并通過累計所述檢測到的解調導頻模式來計算接收到的導頻的總數(shù)；將所述檢測到解調的導頻模式與第二參考導頻模式比較以便檢測導頻錯誤，并累計檢測到的導頻錯誤的數(shù)目；以及通過將導頻錯誤的累計數(shù)目除以所述接收到的導頻的總數(shù)來測量誤碼率。
全文摘要
公開一種測量正交頻分復用(OFDM)通信系統(tǒng)中誤碼率(BER)的設備。發(fā)送裝置包括在輸入數(shù)據(jù)的子信道中插入第一參考導頻模式的導頻模式插入器和對插入?yún)⒖紝ьl模式的傳輸數(shù)據(jù)進行OFDM調制的OFDM調制器。接收裝置包括對接收到的幀單元中的數(shù)據(jù)符號進行OFDM解調并且只檢測導頻模式的導頻模式檢測器和將解調的導頻模式與第二參考導頻模式比較、檢測和累計導頻數(shù)并通過將導頻錯誤累計數(shù)目除以接收導頻總數(shù)來測量誤碼率的BER運算器。
文檔編號H04L1/20GK1316840SQ0110320
公開日2001年10月10日 申請日期2001年1月31日 優(yōu)先權日2000年1月28日
發(fā)明者曹恩伊, 金 鎬, 樸鐘賢 申請人:三星湯姆森Csf系統(tǒng)公司