專利名稱：使用導頻信號的迭代信道估計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及估計通信信道屬性，尤其涉及對從受諸如衰落之類的不利現(xiàn)象影響的通信信道中接收的符號進行檢測。
眾所周知，通信信道的屬性會受到外部因素的影響，尤其當該信道涉及無線部分時。天氣、(移動)物體、干擾和其他因素經(jīng)常會影響電磁波在空中的傳輸路徑。因此，通信信道的屬性不是穩(wěn)定的，而是隨時間而變化。因此，通過該信道傳輸?shù)娜魏畏柖紩?jīng)歷幅度和相位的未知改變。在接收機中，檢測符號的幅度和/相位。過去曾提出估計信道屬性從而補償由傳輸路徑波動而引起的任何信號失真或性能惡化。
美國專利6304624公開了一種用于估計傳輸路徑屬性的檢測電路。首先，使用導頻符號來確定傳輸路徑屬性的第一估計值，此后，基于傳輸路徑的估計屬性，暫時確定數(shù)據(jù)符號。然后，使用導頻符號和至少一個暫時確定的數(shù)據(jù)符號，估計傳輸路徑屬性的第二估計值。最后，使用傳輸路徑屬性的第二估計值，確定數(shù)據(jù)符號。
上述美國專利的檢測電路至少包括兩個傳播路徑估計電路。由于增加了基本相同的估計電路，所以效率不高。此外，它導致電路比較復雜。過去還曾提出，在估計過程的后續(xù)迭代(iteration)中，使用相同的估計電路。但是，現(xiàn)有技術的估計過程在第一次迭代中首先對有限數(shù)量的導頻符號進行操作，然后在第二次或后續(xù)迭代中對更多數(shù)量的估計符號進行操作。因此，該估計需要兩個不同的濾波器電路，一個用于有限數(shù)量的導頻符號，另一個用于更多數(shù)量的估計符號。這仍舊涉及增加基本相同的電路。
本發(fā)明的一個目的是克服現(xiàn)有技術的這些和其他問題，并提供一種檢測經(jīng)由通信信道傳輸?shù)姆柕姆椒ê脱b置，以避免增加電路，同時提供非常有效的信道估計。
相應地，本發(fā)明提供一種用于檢測經(jīng)由通信信道傳輸?shù)姆柕姆椒?，接收符號包括具有已知屬性的導頻符號和具有至少一個未知屬性的常規(guī)符號，該方法包括以下步驟使用第一時間窗中包含的導頻符號，獲取第一信道估計；基于第一信道估計，生成第一估計符號；使用第二時間窗中包含的第一估計符號，獲取第二信道估計；以及基于第二信道估計，生成第二估計符號；其中，第二時間窗中包含的第一估計符號的數(shù)量與第一時間窗中包含的導頻符號的數(shù)量基本上相等。
也就是說，在根據(jù)本發(fā)明的方法的第二(或任何后續(xù))步驟(或迭代)中，處理的符號與第一步驟(或迭代)中處理的符號的數(shù)量基本上相同。優(yōu)選情況下，第一和第二步驟中的符號數(shù)量相同，但是，也可以設想到通過插入填充符號(dummy symbols)來補償數(shù)量差異的實施例。
由于第一和第二步驟中操作的符號的數(shù)量相等或至少基本上相等，所以，可以使用相同的電路來處理這些符號。更具體的是，在第一和第二步驟中可以使用相同的信道估計濾波器。
本發(fā)明的方法可以涉及兩個以上步驟(迭代)，在這種情況下，在每個后續(xù)步驟中用于估計信道屬性的符號的數(shù)量和在第一步驟中使用的符號的數(shù)量優(yōu)選基本上相等。
時間窗(temporal window)按照符號到達接收機的時間，定義用于估計目的的符號組。應當理解的是，這些窗口只是以連續(xù)順序?qū)⒎柗纸M，除上述時間窗之外，也可以使用其他的符號分組方式。
在一個優(yōu)選實施例中，第二時間窗位于第一時間窗內(nèi)。換言之，在第二次(或后續(xù))迭代中使用的估計符號是根據(jù)第一次迭代中的相應組的導頻符號獲取的。
第二信道估計優(yōu)選基于連續(xù)的估計符號。但是，這不是實質(zhì)性的，也可以設想其中用于進一步估計的至少一些估計符號是隔開的其他實施例。
常規(guī)符號的未知屬性包括它們的幅度?；蛘?，該未知屬性包括它們的相位。
本發(fā)明還提供了一種用于檢測經(jīng)由通信信道傳輸?shù)姆柕难b置，收到的符號包括具有已知屬性的導頻符號和具有至少一個未知屬性的常規(guī)符號，該裝置包括第一信道估計獲取模塊，用于使用第一時間窗中包含的導頻符號，獲取第一信道估計；第一估計符號生成模塊，用于基于第一信道估計，生成第一估計符號；第二信道估計獲取模塊，用于使用第二時間窗中包含的第一估計符號，獲取第二信道估計；以及第二估計符號生成模塊，用于基于第二信道估計，生成第二估計符號；其中，第一信道估計獲取模塊與第二信道估計獲取模塊相同。
優(yōu)選情況下，第一估計符號生成模塊與第二估計符號生成模塊相同。優(yōu)選情況下，信道估計生成模塊可以包括具有固定數(shù)量的濾波器系數(shù)的濾波器。估計符號生成模塊可以包括解調(diào)器。
本發(fā)明尤其適用于檢測turbo碼，并且可用于通信領域的各種應用，例如，蜂窩(移動)電話。相應地，本發(fā)明還提供了一種包括如上定義的裝置的通信接收機以及一種包括該接收機的蜂窩電話。
下面結(jié)合附圖給出的示例性實施例，對本發(fā)明做進一步的說明，其中

圖1是可根據(jù)本發(fā)明使用的符號檢測裝置的示意圖；圖2更詳細地描述了圖1的檢測裝置的一部分；圖3是信道估計過程中第一次迭代所用的一組通信符號的示意圖；圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術的信道估計過程的后續(xù)迭代所用的一組通信符號的示意圖5是根據(jù)本發(fā)明的信道估計過程的后續(xù)迭代所用的一組通信符號的示意圖；圖6是具有根據(jù)本發(fā)明的符號檢測裝置的通信接收機的示意圖。
圖1僅以非限制示例的方式描述了裝置10，其包括匹配濾波器11、采樣器12、第一存儲器13、信道估計電路14、解調(diào)器15、解碼器16、調(diào)制器17以及第二存儲器18。這種類型的電路及其組成部件是現(xiàn)有技術所已知的。裝置10工作方式如下。
裝置10收到來自通信信道的輸入信號。該輸入信號經(jīng)過匹配濾波器11和采樣器12，從而產(chǎn)生接收符號R(在圖3中表示為2和3)，并將其存儲在第一存儲器13中。由于通信信道會受衰落和其他影響符號幅度和/相位的不希望現(xiàn)象會的影響，因此執(zhí)行信道估計，從而補償信道的缺陷。為此，將接收符號饋入信道估計電路14，以執(zhí)行信道估計，后面還將對此做詳細描述。信道估計電路14生成信道系數(shù)(衰落系數(shù))F、F’，并將其提供給解調(diào)器15，解調(diào)器15在考慮估計信道系數(shù)的前提下對符號進行解調(diào)。然后，解調(diào)的符號被傳遞到解碼器16，例如，解碼器16可以是turbo解碼器。解碼器16決定符號值，并輸出最終的輸出符號。這些輸出符號也被饋入調(diào)制器17，調(diào)制器17將其調(diào)制，以生成估計符號，在圖1中表示成E。這些估計符號存儲在第二存儲器18中，以便于與存儲器13中存儲的接收符號R進行比較。
對第一存儲器13中包含的任何一組接收符號執(zhí)行至少兩次操作，以獲得對信道屬性的更好估計、因此對符號值的更好補償以及對這些值的更準確確定。在第一次迭代中，第二存儲器18首先包含用于根據(jù)接收采樣R生成信道估計F和輸出符號的導頻符號的已知值(如幅度)。在任何后續(xù)的迭代中，第二存儲器18將包含再次與接收符號R進行組合以進一步改善信道估計的最新估計(即補償)的符號E。盡管增加迭代數(shù)量通常會產(chǎn)生更準確的結(jié)果，但我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，迭代數(shù)量大所帶來的益處是比較小的。因此，優(yōu)選僅執(zhí)行兩次或三次迭代。
可以使用圖2所示的信道估計電路14，執(zhí)行信道估計。圖2的示例性電路14包括第一乘法電路21，第一乘法電路21將每個接收符號R與每個估計符號E的復共軛E*相乘。使用公知數(shù)學方法的復共軛電路20根據(jù)各符號E，確定復共軛符號E*。
將接收符號R和復共軛符號E*的乘積饋入包括一系列延遲電路221、222、……222n的濾波器組，各延遲電路22i(＝1、……n)的輸出端經(jīng)由乘法電路23i連接到相應的加法電路24i。每個乘法電路23i將相關聯(lián)延遲電路22i的輸出信號乘以因子wi。乘法因子wi是濾波器系數(shù)。例如，在移動平均濾波器(moving average filter)中，所有濾波器系數(shù)wi都等于1/n，其中，n是延遲電路22的數(shù)量。本領域技術人員應當認識到的是，也可以使用并非所有濾波器系數(shù)wi都具有相同值的其他濾波器設計。信道(衰落)系數(shù)F、F’是濾波器組和信道估計電路14的輸出。
從圖1可以看出，信道估計基于那些原始屬性(幅度和相位)對于電路10通常未知的接收信號。因此，過去曾提出，傳輸具有已知屬性的導頻符號，并將信道估計完全基于這些導頻符號。圖3對這一點做了描述，其中，所示的符號組1包括常規(guī)符號2和導頻符號3。如上所述，常規(guī)符號2通常具有未知屬性(幅度和/相位)，而導頻符號3的屬性對于電路10是已知的(圖1)。從中可以看出，接收符號2和3的幅度受信道衰落影響，如4所示。圖2的電路14可以估計衰落程度，從而使電路15補償它，例如，僅僅通過將接收符號乘以衰落系數(shù)。
在圖3中，應用時間窗5，時間窗5通常用信道衰落的變化率表示。在給出的例子中，四個導頻符號3位于窗口5內(nèi)。在第一次迭代中，只使用這四個導頻符號(應當理解的是，導頻符號的數(shù)量為四只是示例，在實際的實施例中，還可以使用一個窗口內(nèi)更少或更多數(shù)量的導頻符號)。信道估計電路14的相應濾波器需要四級，即四個延遲電路22以及相關聯(lián)的乘法與加法電路，因此，該濾波器需要四個濾波器系數(shù)wi。在第一次迭代結(jié)束時，將估計符號(E)存儲在第二存儲器18中。
根據(jù)現(xiàn)有技術并且如圖4所示，第二次迭代(以及任何可選的后續(xù)迭代)涉及使用時間窗5內(nèi)的所有估計符號6，以生成改進的估計符號組。在信道估計電路14中，這需要新的或改進的濾波器，因為考慮的符號數(shù)量不像第一次迭代期間那樣是4，而是34(在這里給出的具體例子中)。盡管這通常導致信道估計的顯著提高，但它不方便，因為它需要使用兩個、而非一個濾波器。
根據(jù)本發(fā)明，使用圖5所示的修改時間窗5’、而非圖3和4所示的時間窗5，來解決該問題。選擇該修改的時間窗5’，使得第二次迭代中涉及的估計符號6的數(shù)量等于第一次迭代中使用的導頻符號3的數(shù)量。換言之，在每次迭代中，所涉及符號的數(shù)量都相同。因此，在每次迭代中可以使用相同的濾波器。顯然，與現(xiàn)有技術相比，這具有重要的優(yōu)點。此外，我們還發(fā)現(xiàn)，即使信道衰落變化率較高時，本發(fā)明的方法也能提供令人滿意的結(jié)果。
圖6所示的接收機50連接到一個通信信道，該通信信道包括發(fā)射機天線61、接收機天線62、天線61和62之間的傳輸路徑63以及連接接收機天線62和接收機50的傳輸線64。如圖6所示，接收機50包括根據(jù)本發(fā)明的檢測裝置10。接收機50還可以包括其他部件，為清楚起見，這里不再顯示這些部件。
本發(fā)明基于一個認識在后續(xù)迭代中使用更多數(shù)量的符號是不實際的，因為這需要在每一次迭代中使用不同的濾波器。本發(fā)明還基于一個認識在第二次(以及任何后續(xù))迭代中使用較少數(shù)量的符號仍能提供良好的結(jié)果。
應當注意的是，本文中使用的任何措詞都不應當被解釋為限制本發(fā)明的保護范圍。具體而言，“包括”一詞并不意味著排除沒有具體列出的任何部件?？蓪蝹€(電路)部件替換成多個(電路)部件或其等價物。權利要求中的任何標記都不應被解釋為限制權利要求的保護范圍。
本領域技術人員應當理解的是，本發(fā)明不限于上述實施例，并且，在不脫離由所附權利要求定義的本發(fā)明保護范圍的前提下，可以做出多種修改和添加。
權利要求
1.一種用于檢測經(jīng)由通信信道傳輸?shù)姆柕姆椒ǎ邮辗?R)包括具有已知屬性的導頻符號(3)和具有至少一個未知屬性的常規(guī)符號(2)，所述方法包括以下步驟使用第一時間窗(5)中包含的導頻符號，獲取第一信道估計(F)；基于所述第一信道估計，生成第一估計符號(R、6)；使用第二時間窗(5’)中包含的第一估計符號(6)，獲取第二信道估計(F’)；以及基于所述第二信道估計(F’)，生成第二估計符號；其中，所述第二時間窗(5’)中包含的第一估計符號(6)的數(shù)量與所述第一時間窗(5)中包含的導頻符號(3)的數(shù)量基本上相等。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述第二時間窗(5’)位于所述第一時間窗(5)內(nèi)。
3.如權利要求1或2所述的方法，其中，所述第二信道估計(F’)基于連續(xù)的第一估計符號(6)。
4.如前述權利要求中任意一項所述的方法，其中，所述未知屬性包括所述符號的幅度。
5.一種用于檢測經(jīng)由通信信道傳輸?shù)姆柕难b置(10)，收到的符號(R)包括具有已知屬性的導頻符號(3)和具有至少一個未知屬性的常規(guī)符號(2)，該裝置包括第一信道估計獲取模塊，用于使用第一時間窗(5)中包含的導頻符號，獲取第一信道估計(F)；第一估計符號生成模塊，用于基于所述第一信道估計，生成第一估計符號(R、6)；第二信道估計獲取模塊，用于使用第二時間窗(5’)中包含的第一估計符號(6)，獲取第二信道估計(F’)；以及第二估計符號生成模塊，用于基于所述第二信道估計(F’)，生成第二估計符號；其中，所述第一信道估計(F)獲取模塊(14)與所述第二信道估計(F’)獲取模塊(14)相同。
6.如權利要求5所述的裝置，其中，所述第一估計符號生成模塊與所述第二估計符號生成模塊相同。
7.如權利要求5或6所述的裝置，其中，所述信道估計生成模塊包括具有固定數(shù)量的濾波器系數(shù)的濾波器。
8.如權利要求5、6或7所述的裝置，其中，所述估計符號生成模塊包括解調(diào)器。
9.如權利要求5至8中任意一項所述的裝置，還包括用于存儲接收符號(R)的第一存儲器(13)和/或用于存儲估計符號(E)的第二存儲器(18)。
10.如權利要求5至9中任意一項所述的裝置，還包括解碼器(16)，所述解碼器優(yōu)選是turbo解碼器。
11.一種通信接收機(50)，包括如權利要求5-10中任意一項所述的裝置(10)。
12.一種蜂窩電話機，包括如權利要求11所述的通信接收機(50)。
全文摘要
一組符號經(jīng)由受衰落影響的通信路徑傳輸。通過以下方式檢測這些符號基于導頻符號(3)確定第一信道估計，從而提供第一估計符號(6)；然后，基于第一估計符號確定第二信道估計，從而提供第二估計符號。確定第二信道估計時所涉及的第一估計符號(6)的數(shù)量與確定第一信道估計時所涉及的導頻符號(3)的數(shù)量基本上相等。這樣，就可以在兩次迭代中使用相同的信道估計濾波器電路。
文檔編號H04L25/02GK1788476SQ200480012769
公開日2006年6月14日 申請日期2004年5月10日 優(yōu)先權日2003年5月14日
發(fā)明者皮爾·G·韋爾迪 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司