專利名稱：用于估計(jì)多載波信號(hào)中的信道頻率響應(yīng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于估計(jì)多載波信號(hào)中的信道頻率響應(yīng)的方法和系統(tǒng)
背景技術(shù)：
估計(jì)對(duì)應(yīng)于正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)的信道頻率響應(yīng)可以包括估計(jì)與OF匿信 號(hào)內(nèi)的離散導(dǎo)頻相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)；對(duì)OF匿信號(hào)的多個(gè)符號(hào)上的離散導(dǎo)頻信道頻率 響應(yīng)進(jìn)行內(nèi)插，以得到與離散導(dǎo)頻頻率的非導(dǎo)頻位置相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)；以及對(duì)與符 號(hào)的離散導(dǎo)頻頻率相對(duì)應(yīng)的所估計(jì)信道頻率響應(yīng)進(jìn)行頻率內(nèi)插，以得到與符號(hào)的非離散導(dǎo) 頻頻率相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)。 在噪聲信道的情形下，諸如在數(shù)字地面電視廣播環(huán)境中，OF匿導(dǎo)頻可能被加性噪 聲影響。在移動(dòng)應(yīng)用中，導(dǎo)頻可能被載波間干擾(ICI)影響。這些影響可能降低信道頻率 響應(yīng)估計(jì)的信噪比(SNR)。 對(duì)于靜止應(yīng)用，可以在初始內(nèi)插期間使用相對(duì)較窄的帶寬濾波器對(duì)噪聲進(jìn)行濾 波，但在存儲(chǔ)器和硬件復(fù)雜度上會(huì)付出相對(duì)重大的代價(jià)。對(duì)于移動(dòng)應(yīng)用，在初始內(nèi)插中使用 相對(duì)較窄的帶寬濾波器可能導(dǎo)致多普勒頻譜的損失。 對(duì)于低延遲擴(kuò)展信號(hào)，可以在隨后的頻率內(nèi)插期間通過(guò)使用相對(duì)窄帶的濾波器對(duì) 噪聲進(jìn)行濾波。然而，對(duì)于具有大的多徑延遲的單頻網(wǎng)絡(luò)(SFN)，窄帶濾波器可能導(dǎo)致多徑 分布的損失。


圖1是確定或者估計(jì)諸如正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)的多載波信號(hào)的信道頻率響
應(yīng)的示例性方法的處理流程圖。 圖2是OF匿信號(hào)的多個(gè)符號(hào)的圖形表示。 圖3是OF匿信號(hào)的多個(gè)符號(hào)的另一圖形表示，包括符號(hào)"X"以表示與離散導(dǎo)頻 相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)。 圖4是OF匿信號(hào)的多個(gè)符號(hào)的另一圖形表示，包括附加符號(hào)"X "以表示通過(guò)內(nèi) 插所確定的在離散導(dǎo)頻頻率處的所估計(jì)信道頻率響應(yīng)。 圖5是包括多個(gè)信號(hào)群集在內(nèi)的示例性O(shè)F匿信號(hào)接收環(huán)境的圖形表示。 圖6是對(duì)所估計(jì)信道頻率響應(yīng)的時(shí)域表示進(jìn)行濾波或屏蔽的示例性方法的處理
流程圖。 圖7是生成掩碼的示例性方法的處理流程圖。
圖8是示例性掩碼的圖形表示。 圖9是與圖5的信號(hào)群集相對(duì)應(yīng)的示例性掩碼部分的圖形表示。 圖10是圖9的示例性掩碼部分的另一圖形表示，其中掩碼部分之間的噪聲基底部
分已被濾波或屏蔽。 圖11是OF匿信號(hào)的多個(gè)符號(hào)的另一圖形表示，包括附加符號(hào)"X"以表示通過(guò)頻 率內(nèi)插所確定的在非導(dǎo)頻頻率處的所估計(jì)信道頻率響應(yīng)。 圖12是示例性接收機(jī)系統(tǒng)的框圖，該接收機(jī)系統(tǒng)包括用于確定與OF匿信號(hào)相對(duì) 應(yīng)的信道頻率響應(yīng)的信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)。
5
圖13是包括二進(jìn)制掩碼生成器和掩碼校準(zhǔn)模塊的掩碼生成器的示例性框圖。 圖14是示例性遞歸平均系統(tǒng)的框圖，該遞歸平均系統(tǒng)對(duì)與0F匿信號(hào)的符號(hào)相對(duì)
應(yīng)的所估計(jì)信道頻率響應(yīng)的時(shí)域采樣序列進(jìn)行平均。 在附圖中，標(biāo)號(hào)的最左側(cè)數(shù)字表示最先出現(xiàn)該標(biāo)號(hào)的附圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是確定或者估計(jì)諸如正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)的多載波信號(hào)的信道頻率響 應(yīng)的示例性方法100的處理流程圖。下面參照OF匿信號(hào)說(shuō)明方法100。然而，方法100不 限于OF匿信號(hào)。下面參照?qǐng)D2-圖14說(shuō)明方法100。然而，方法100不限于圖2-圖14的 示例。 在102中，接收具有導(dǎo)頻信號(hào)或者導(dǎo)頻的OF匿信號(hào)。導(dǎo)頻可以包括音調(diào)和/或信 息，其可以諸如利用二進(jìn)制相移鍵控(BPSK)調(diào)制對(duì)相應(yīng)的導(dǎo)頻載波進(jìn)行調(diào)制。導(dǎo)頻位置可 以具有重復(fù)的模式，本文稱為離散導(dǎo)頻。 可以從單個(gè)發(fā)射機(jī)接收OF匿信號(hào)的單個(gè)實(shí)例?；蛘?，可以從諸如單頻網(wǎng)絡(luò)(SFN) 中的多個(gè)相應(yīng)發(fā)射機(jī)接收OFDM信號(hào)的多個(gè)實(shí)例。 圖2是OF匿信號(hào)的多個(gè)示例性符號(hào)202至210的圖形表示。符號(hào)202至210中 的每一個(gè)均包括載波頻率為F。至Fy的多個(gè)載波信號(hào)。載波頻率的數(shù)目可以高達(dá)數(shù)萬(wàn)個(gè)。
在圖2的示例中，符號(hào)202包括頻率分別為F。、 F12和F24的導(dǎo)頻212、214和216。 符號(hào)204包括頻率分別為F3和F15的導(dǎo)頻218和220。符號(hào)206包括頻率分別為F6和F18 的導(dǎo)頻222和224。符號(hào)208包括頻率分別為F9和F21的導(dǎo)頻226和228。符號(hào)210包括 頻率分別為F。、 F12和F24的導(dǎo)頻230、232和234。 在圖2的示例中，導(dǎo)頻在符號(hào)內(nèi)以12個(gè)頻率間隔出現(xiàn)。導(dǎo)頻在每個(gè)隨后的符號(hào)中
偏移3個(gè)頻率。這樣的模式可以出現(xiàn)在諸如DVB-T、DVB-H、ISDB-T和DVB-T2等一個(gè)或多個(gè)
數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)中。可以實(shí)現(xiàn)其它的離散導(dǎo)頻模式。OF匿信號(hào)可以包括其它類型的導(dǎo)
頻，包括以多個(gè)OF匿信號(hào)的相同頻率或者相同多個(gè)頻率出現(xiàn)的連續(xù)導(dǎo)頻。 在圖2的示例中，導(dǎo)頻被任意地示出為在符號(hào)202的頻率F。處開(kāi)始。導(dǎo)頻可以在
符號(hào)202的其它頻率處開(kāi)始。 本文將導(dǎo)頻載波的頻率稱為導(dǎo)頻頻率。在圖2的示例中，導(dǎo)頻頻率包括F。、F3、Fe、 Fg、 F12、 F15、 F18、 F21禾卩F24。 符號(hào)202至210以符號(hào)周期Ts = Tu+Tg出現(xiàn)，其中Tu是有用的或者有效的符號(hào)持 續(xù)時(shí)間，并且Tg是保護(hù)持續(xù)時(shí)間。比率T/Tu被定義為保護(hù)比。載波頻率F。至Fy可以間隔 1/Tu，并且符號(hào)內(nèi)的導(dǎo)頻可以間隔12/TU。 返回圖l，在104中，根據(jù)導(dǎo)頻確定或估計(jì)導(dǎo)頻頻率的信道頻率響應(yīng)。其中導(dǎo)頻調(diào) 制方案是已知的，導(dǎo)頻可以用于確定或估計(jì)與導(dǎo)頻相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)。圖3是符號(hào)202 至210的圖形表示，包括符號(hào)"X"以表示與導(dǎo)頻212至234相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)。
如圖4所示，可以在時(shí)間方向上在多個(gè)符號(hào)上對(duì)圖3中示出的對(duì)應(yīng)于導(dǎo)頻的信道 頻率響應(yīng)進(jìn)行內(nèi)插，以確定或估計(jì)導(dǎo)頻頻率的非導(dǎo)頻位置的信道頻率響應(yīng)。圖4是符號(hào)202 至210的圖形表示，包括附加符號(hào)"X"以表示通過(guò)內(nèi)插所確定的導(dǎo)頻頻率F。、F3、Fe、F9、F『 F15、F18、F21和F24處的所估計(jì)信道頻率響應(yīng)。例如，在導(dǎo)頻頻率F。的導(dǎo)頻212與230之間的
6內(nèi)插分別提供符號(hào)204、206和208的402、404和406處的所估計(jì)信道頻率響應(yīng)。在圖4的 示例中，將內(nèi)插表示為1 — 4內(nèi)插。 在圖1的104中的對(duì)信道頻率響應(yīng)的估計(jì)可以包括在時(shí)間上對(duì)所估計(jì)信道頻率響 應(yīng)進(jìn)行低通濾波。濾波可以包括對(duì)與符號(hào)的導(dǎo)頻和非導(dǎo)頻位置相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)進(jìn)行 低通濾波。例如，關(guān)于頻率F。，低通濾波可以包括對(duì)信道頻率響應(yīng)212、402、406、408和230 進(jìn)行濾波。低通濾波可以改變212和230處的導(dǎo)頻信道頻率響應(yīng)的初始值。
本文將內(nèi)插與低通濾波的組合稱作時(shí)間濾波。 導(dǎo)頻可能包括噪聲，該噪聲可能降低信道頻率響應(yīng)估計(jì)的信噪比。如下面針對(duì)106 所描述的，可以通過(guò)在時(shí)域中對(duì)信道頻率響應(yīng)估計(jì)中的噪聲進(jìn)行濾波或屏蔽來(lái)降低噪聲， 這可以在存儲(chǔ)器和復(fù)雜度方面相對(duì)廉價(jià)地得以實(shí)現(xiàn)。因此，可以用相對(duì)較寬的頻帶濾波器 執(zhí)行在104中的時(shí)間濾波器，該濾波器可以適用于移動(dòng)的和靜止的或者相對(duì)靜止的應(yīng)用。
在106中，在時(shí)域中對(duì)與導(dǎo)頻頻率相對(duì)應(yīng)的所估計(jì)信道頻率響應(yīng)進(jìn)行帶通濾波或 屏蔽。濾波或屏蔽可以包括在逐個(gè)符號(hào)基礎(chǔ)上進(jìn)行濾波或屏蔽，并且可以利用下面針對(duì)圖 5所述的信道頻率響應(yīng)的時(shí)域表示的相對(duì)稀疏特性。 圖5是相對(duì)于接收機(jī)的示例性O(shè)F匿信號(hào)接收環(huán)境的圖形表示。在圖5的示例中， 三個(gè)信號(hào)群集502、504和506可以對(duì)應(yīng)于從三個(gè)相應(yīng)的發(fā)射機(jī)接收的OF匿信號(hào)的三個(gè)實(shí) 例。來(lái)自其它的可能更多的遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)的信號(hào)可能低于平均高斯白噪聲或者噪聲基底520。 圖5的示例性信號(hào)接收環(huán)境可以代表相對(duì)于接收機(jī)的信道脈沖響應(yīng)。 可以通過(guò)局部反射來(lái)擴(kuò)散所發(fā)射的信號(hào)，這可以導(dǎo)致在圖5中表示為延遲擴(kuò)展 510、512和514的延遲擴(kuò)展或擴(kuò)散區(qū)域。由局部反射引起的延遲擴(kuò)展可以相對(duì)較小，并且可 以小于大約5 ii s，該5 ii s對(duì)應(yīng)于大約1. 5千米(km)的距離。 圖5的示例可以對(duì)應(yīng)于DVB_T、8兆赫茲(腿z) 、8K OF匿調(diào)制方案，該方案對(duì)于 224 ii s的保護(hù)間隔而言具有1/4的保護(hù)比和896微秒(y s)的符號(hào)周期Tu。相應(yīng)SFN的 發(fā)射機(jī)可以配置成大致確保多徑效應(yīng)位于保護(hù)間隔內(nèi)。接收機(jī)解調(diào)器可以配置成在具有極 少或基本沒(méi)有符號(hào)間干擾的情況下補(bǔ)償相應(yīng)保護(hù)間隔內(nèi)的回波。 保護(hù)間隔508與延遲擴(kuò)展510、512和514相比，可能相對(duì)較大。對(duì)于多頻網(wǎng)絡(luò) (MFN)而言，可以實(shí)現(xiàn)較短的保護(hù)間隔。例如，考慮具有1/32的保護(hù)比和7ii s的保護(hù)間隔 的2K OFDM信號(hào)。移動(dòng)應(yīng)用可以配置成基于6路徑典型城市(TU6 :6-path Typical Urban) 信道分布的這種情形，并且配置成適應(yīng)大約6 i！ s的延遲擴(kuò)展。 信號(hào)群集502、504和506可以在保護(hù)間隔508內(nèi)擴(kuò)展得彼此相對(duì)較遠(yuǎn)，并且即使 當(dāng)附加信號(hào)群集出現(xiàn)時(shí)，信號(hào)群集502、504和506之間的間距也可以相對(duì)地稀疏。
在106中的噪聲濾波或者屏蔽可以包括屏蔽信道脈沖響應(yīng)的相對(duì)稀疏部分，并且 可以包括適應(yīng)性地屏蔽信道脈沖響應(yīng)的相對(duì)稀疏部分。屏蔽可以提高在104中生成的信道 估計(jì)的信噪比(SNR)。 SNR增益可以是稀疏保護(hù)間隔的函數(shù)，其中越大的稀疏可以導(dǎo)致越高 的SNR增益。 圖6是在時(shí)域中對(duì)信道脈沖響應(yīng)的相對(duì)稀疏部分進(jìn)行屏蔽的示例性方法600的處 理流程圖。 在602中，與OF匿信號(hào)的符號(hào)相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)被變換成時(shí)域中的采樣序 列。這可以包括在信道頻率響應(yīng)上執(zhí)行快速傅里葉逆變換(IFFT)。 IFFT可以沿圖4中的頻率軸每個(gè)符號(hào)執(zhí)行一次。IFFT的長(zhǎng)度可以對(duì)應(yīng)于在104中確定的OF匿符號(hào)的信道頻率 響應(yīng)的數(shù)目。在圖4的示例中，所估計(jì)信道頻率響應(yīng)對(duì)與每個(gè)第三載波頻率相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻 頻率是可用的。其中0F匿信號(hào)包括例如6817個(gè)載波頻率，該載波頻率可以對(duì)應(yīng)于數(shù)字視頻 廣播標(biāo)準(zhǔn)DVB-T 8K 0FDM，導(dǎo)頻頻率的數(shù)目可以等于6817除以3或者可以等于2273。 IFFT 可以包括4096點(diǎn)IFFT，以將符號(hào)的信道頻率響應(yīng)變換到時(shí)域。其中導(dǎo)頻間隔為3/Tu，時(shí)域 中的4096個(gè)點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于Tu/3的持續(xù)時(shí)間。 在602中的向時(shí)域的變換可以代表諸如圖5中的符號(hào)的信道脈沖響應(yīng)。 在604中，與諸如圖5中的信號(hào)群集或擴(kuò)散區(qū)域502、504和506等信道脈沖響應(yīng)
的相對(duì)有效部分相對(duì)應(yīng)地生成掩碼。 圖7是生成掩碼的示例性方法700的處理流程圖。
在702中，確定時(shí)域采樣的絕對(duì)值或者幅度。 在704中，對(duì)幅度值進(jìn)行平均或者低通濾波?？梢栽诜?hào)時(shí)間方向上在多個(gè)符號(hào) 上對(duì)每個(gè)幅度值執(zhí)行平均或者低通濾波。所述平均可以降低時(shí)域采樣的噪聲基底。
可以對(duì)平均幅度值施加閾值，這可以降低噪聲基底。這可以包括將閾值以下的平 均幅度值設(shè)定為零?？梢詫㈤撝翟O(shè)定為時(shí)域采樣的峰值的一部分，或者平均幅度的峰值的 一部分。閾值可以是例如峰值的32分之一。這可以大致等效于將比峰值小30dB的回波設(shè) 置為零。下面參照?qǐng)D7的706至710說(shuō)明使用閾值來(lái)降低噪聲基底的示例性方法。
在706中，確定噪聲基底的平均值。這可以包括確定比峰值的一部分(諸如1/8) 小的所有或基本所有平均幅度值的平均值。 在708中，從平均幅度值中減去噪聲基底的平均值部分。可以將小于零的所得值 設(shè)定為零。 在710中，對(duì)708中的相減結(jié)果施加閾值。閾值因子可以是峰值的一部分，諸如 1/32?？梢詫⑿∮陂撝档慕Y(jié)果設(shè)定為零?？梢詫⒋笥陂撝档慕Y(jié)果設(shè)定為非零值。其中，如 在上述示例中，IFFT為4096點(diǎn)IFFT，大于閾值的采樣可以被設(shè)定為1024，這導(dǎo)致具有值為 0和1024的二進(jìn)制掩碼。 圖8是與圖5中的信號(hào)群集502、504和506相對(duì)應(yīng)的示例性二進(jìn)制掩碼部分802、 804和806的圖形表示。 在712中，可以如圖8所示用二進(jìn)制掩碼部分812、814和816將掩碼邊緣在時(shí)間
上延展。可以將掩碼邊緣延展一個(gè)相對(duì)較小的時(shí)間量。 在714中，可以合并下降得彼此相對(duì)接近的掩碼部分或者脈沖。 在716中，二進(jìn)制掩碼的邊緣可以被錐形化，以如圖8所示用錐形掩碼部分822、
824和826生成非二進(jìn)制掩碼。錐形化可以減小帶通濾波或屏蔽的脈沖響應(yīng)的長(zhǎng)度。可以
如圖8所示對(duì)邊緣進(jìn)行大致線性地錐形化，或者非線性地錐形化。 返回圖6，掩碼被施加于時(shí)域采樣序列。 圖9是示例性掩碼的圖形表示，包括分別與信號(hào)群集502、504和506相對(duì)應(yīng)的掩 碼部分922、924和926?？梢詫⒀诖a乘以時(shí)域采樣序列，本文稱為逐點(diǎn)相乘。所述屏蔽可以 去除落在掩碼或掩碼部分以外的包括噪聲的內(nèi)容。這可以提高信道頻率響應(yīng)估計(jì)的SNR。
圖IO是圖5的時(shí)域采樣序列的圖形表示，其中在掩碼部分922、924和926之間的 噪聲基底520的部分已經(jīng)被帶通濾波或者被屏蔽。
在608中，經(jīng)屏蔽的時(shí)域采樣序列被變換到頻域。這可以包括沿圖4的頻率軸對(duì)
每個(gè)符號(hào)的經(jīng)屏蔽的時(shí)域采樣序列執(zhí)行快速傅里葉變換(FFT)。本文將經(jīng)屏蔽的時(shí)域采樣
序列的頻域表示稱為符號(hào)的帶通濾波的或者屏蔽的信道頻率響應(yīng)估計(jì)。 對(duì)于附加符號(hào)或符號(hào)周期，可以相繼重復(fù)方法600或者其多個(gè)部分，并且在每個(gè)
符號(hào)周期內(nèi)可以生成和/或更新掩碼。本文將這樣的屏蔽處理稱為自適應(yīng)屏蔽處理，該處
理可以追蹤例如可能在移動(dòng)應(yīng)用中出現(xiàn)的隨時(shí)間的信道脈沖響應(yīng)變化。 在106中的時(shí)域?yàn)V波或者屏蔽可以用作帶通濾波，并且可以去除在信道頻率響應(yīng)
中的相對(duì)大量的噪聲。結(jié)果，在104中的時(shí)間濾波可以用相對(duì)寬帶的濾波器執(zhí)行，這樣的濾
波器不需要像窄帶濾波器那樣較大的存儲(chǔ)器或者硬件復(fù)雜度，并且在移動(dòng)應(yīng)用中可以提高
多普勒恢復(fù)。因此，這種實(shí)施既可以適用于靜止應(yīng)用也可以適用于移動(dòng)應(yīng)用。 返回圖l，在108中，對(duì)與符號(hào)相對(duì)應(yīng)的帶通濾波的或者屏蔽的信道頻率響應(yīng)估計(jì)
進(jìn)行頻率內(nèi)插，以得到對(duì)符號(hào)的剩余載波頻率或者非導(dǎo)頻頻率的信道頻率響應(yīng)估計(jì)。在圖
4的示例中，其中對(duì)于每個(gè)第三頻率，對(duì)應(yīng)于導(dǎo)頻頻率的信道頻率響應(yīng)是已知的或者已被估
計(jì)，頻率內(nèi)插可以包括1 — 3頻率內(nèi)插。 可以用相對(duì)寬帶的濾波器執(zhí)行頻率內(nèi)插，以捕獲整個(gè)或者大部分信道多徑分布。 例如，在單頻網(wǎng)絡(luò)中，回波或者多徑可以相隔相對(duì)地非常遠(yuǎn)，并且內(nèi)插器頻率響應(yīng)可以相對(duì) 較長(zhǎng)和/或與為了捕獲整個(gè)或大部分多徑延遲擴(kuò)展所實(shí)際需要的一樣長(zhǎng)。在圖4的示例中， 時(shí)間周期可以大約為-Tu/6至Tu/6。如圖ll所示，頻率內(nèi)插提供非導(dǎo)頻頻率處的信道估計(jì)。
圖11是符號(hào)202至210的圖形表示，包括附加符號(hào)"X "以表示通過(guò)頻率內(nèi)插所 確定的非導(dǎo)頻頻率F" F2、 F4、 F5、 F7、 F8、 F1Q、 Fn、 F13、 F14、 F16、 F17、 F19、 F2。、 F22和F23處的所估計(jì) 信道頻率響應(yīng)。例如，關(guān)于符號(hào)202，在頻率F。的212處的信道頻率響應(yīng)與頻率&的1102 處的信道頻率響應(yīng)之間的內(nèi)插分別提供了頻率巳和F2的1104和1106處的信道頻率響應(yīng)。
其中在606中的時(shí)域噪聲濾波或者屏蔽包括IFFT序列的逐點(diǎn)相乘，該相乘可以被 看作在信道頻率響應(yīng)域中的循環(huán)巻積。 循環(huán)巻積可以導(dǎo)致信道頻率響應(yīng)的邊緣變化。這種變化可以包括邊緣載波的惡 化，該邊緣載波諸如落在圖4的212、402、404、406和230處的頻率響應(yīng)的邊緣附近的載波。
受影響的邊緣載波的數(shù)目可以是在圖7的716中對(duì)掩碼引入的錐形化或者錐形化 的量的函數(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)IFFT序列內(nèi)的最小脈沖的傅里葉逆變換確定受影響的邊緣載波的 數(shù)目。 在經(jīng)濾波的符號(hào)在圖6的608中被轉(zhuǎn)換到頻域之后，可以用初始載波來(lái)恢復(fù)或者 代替受影響的邊緣載波。由于所恢復(fù)的邊緣載波尚未經(jīng)過(guò)噪聲濾波，所以可能期望使所要 恢復(fù)的邊緣載波的數(shù)目最小化?？梢酝ㄟ^(guò)加寬圖7的716中的錐形化來(lái)使所要恢復(fù)的邊緣 載波的數(shù)目最小化。因?yàn)檫@可能導(dǎo)致在圖1的106中更多噪聲通過(guò)帶通濾波，所以在716 中的錐形化可以包括將錐形化的量最優(yōu)化以使邊緣載波惡化和噪聲最小化。
如本文所公開(kāi)的那樣確定或者估計(jì)的信道頻率響應(yīng)可以用于一個(gè)或多個(gè)隨后的 操作，該操作包括但不限于均衡、諸如對(duì)用于將所接收時(shí)域信號(hào)變換到頻域的FFT窗口進(jìn) 行定位的符號(hào)定時(shí)恢復(fù)、以及載波間干擾(ICI)消除?？梢葬槍?duì)信道頻率響應(yīng)對(duì)時(shí)間的導(dǎo) 數(shù)執(zhí)行ICI消除。如本文所公開(kāi)的，在時(shí)域中的噪聲濾波或者屏蔽可以提高信道頻率響應(yīng) 估計(jì)的信噪比(SNR)，這可以提高通過(guò)均衡、ICI消除所得到的數(shù)據(jù)載波的SNR，并且可以提高解調(diào)器的總SNR性能。 確定信道頻率響應(yīng)的方法和其多個(gè)部分(包括在時(shí)域中屏蔽噪聲的方法)可以實(shí) 現(xiàn)為信號(hào)接收機(jī)系統(tǒng)的一部分，并且可以在包括分立電路邏輯和集成電路邏輯、專用集成 電路(ASIC)邏輯以及微控制器的硬件、軟件、固件及其組合中實(shí)現(xiàn)，并且可以實(shí)現(xiàn)為特定 域集成電路組件或者集成電路組件的組合的一部分。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"軟件"指的是包 括其中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序邏輯的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)在內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該產(chǎn)品用于使計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行本文公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)特征和/或這些特征的組合。 圖12是包括接收機(jī)前端1202和信號(hào)處理器1204在內(nèi)的示例性接收機(jī)系統(tǒng)1200 的框圖。 信號(hào)處理器1204包括信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)1206，該系統(tǒng)用于確定或者估計(jì)對(duì)應(yīng)于 0FDM信號(hào)1210的信道頻率響應(yīng)1208。 信號(hào)處理器1204可以包括解調(diào)器1212、均衡器1213、符號(hào)定時(shí)恢復(fù)系統(tǒng)1214和 載波間消除(ICC)系統(tǒng)1214中的一個(gè)或多個(gè)，用于響應(yīng)于信道頻率響應(yīng)1208來(lái)處理0F匿 信號(hào)1210，并且輸出解調(diào)數(shù)據(jù)1216。 信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)1206可以包括導(dǎo)頻信道頻率估計(jì)器1218，用于如上面針對(duì)圖1
的104所述以及如圖3所示的確定與OF匿信號(hào)1210的導(dǎo)頻相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)。 信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)1206可以包括時(shí)間濾波器1219，用于如上面針對(duì)圖1的104所
述以及如圖4所示的對(duì)與導(dǎo)頻相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)進(jìn)行內(nèi)插和低通濾波。 導(dǎo)頻信道頻率估計(jì)器1218和時(shí)間濾波器1219 —起確定對(duì)應(yīng)于離散導(dǎo)頻頻率的信
道頻率響應(yīng)，并且可以一起被稱為離散導(dǎo)頻頻率信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)1230。 信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)1206可以包括快速傅里葉逆變換(IFFT)系統(tǒng)1220，該IFFT系
統(tǒng)1220用于如上面針對(duì)圖6的602所述的將導(dǎo)頻頻率的信道頻率響應(yīng)轉(zhuǎn)換為時(shí)域采樣序
列1221。 信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)1206可以包括掩碼生成器1222，用于如上面針對(duì)圖6的604所 述的對(duì)與時(shí)域采樣1221的擴(kuò)散區(qū)域相對(duì)應(yīng)的掩碼1225進(jìn)行生成和/或更新。
信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)1206可以包括掩碼施加器1224，用于如上面針對(duì)圖6的606所 述的對(duì)時(shí)域采樣序列中處于相應(yīng)掩碼1225的一個(gè)或多個(gè)部分以外的部分進(jìn)行屏蔽。
信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)1206可以包括快速傅里葉變換(FFT)系統(tǒng)1226，用于如上面針 對(duì)圖6的608所述的將經(jīng)屏蔽的時(shí)域符號(hào)序列轉(zhuǎn)換到頻域。 信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)1206可以包括頻率內(nèi)插器1228，用于如上面針對(duì)圖1的108所 述的對(duì)經(jīng)屏蔽的時(shí)域符號(hào)序列的頻域表示或者帶通濾波的信道頻率響應(yīng)進(jìn)行頻率內(nèi)插。
圖13是包括二進(jìn)制掩碼生成器1302和掩碼校準(zhǔn)模塊1304的掩碼生成器1222的 示例性框圖。 二進(jìn)制掩碼生成器1302可以包括絕對(duì)值模塊1306，用于如上面針對(duì)圖7的702所 述的確定符號(hào)的時(shí)域采樣的絕對(duì)值或者幅度。 二進(jìn)制掩碼生成器1302可以包括平均系統(tǒng)1308，用于如上面針對(duì)圖7的704所述 的對(duì)幅度值進(jìn)行平均或者低通濾波。 二進(jìn)制掩碼生成器1302可以包括平均噪聲模塊1310，用于如上面針對(duì)圖7的706 所述的確定平均幅度值的噪聲基底。
10
平均噪聲模塊1310可以配置成確定小于閾值1313的平均幅度值的平均值，并且 二進(jìn)制掩碼生成器1302可以是用于確定相對(duì)于時(shí)域采樣的閾值1313的閾值生成器1312。 二進(jìn)制掩碼生成器1302可以包括用于確定符號(hào)的時(shí)域采樣的峰值或者平均幅度值的峰值 的峰值檢測(cè)器1314，并且閾值生成器1312可以配置成確定相對(duì)于峰值的閾值1313。
二進(jìn)制掩碼生成器1302可以包括減法器1316，用于如上面針對(duì)圖7的708所述的 從平均幅度值中減去平均值部分。 二進(jìn)制掩碼生成器1302可以包括比較器1318，該比較器1318用于如上面針對(duì)圖 7的710所述的將來(lái)自減法器1316的小于第二閾值1319的結(jié)果設(shè)定為零，將來(lái)自減法器 1316的大于第二閾值1319的結(jié)果設(shè)定為非零值，并且將相應(yīng)的零值和非零值作為二進(jìn)制 掩碼1320輸出。 掩碼校準(zhǔn)模塊1304可以包括延展模塊1320，用于如上面針對(duì)圖7的712所述的在 時(shí)域中延展二進(jìn)制掩碼1320。 掩碼校準(zhǔn)模塊1304可以包括合并模塊1322，用于如上面針對(duì)圖7的714所述的合 并彼此接近的掩碼部分或者脈沖。 掩碼校準(zhǔn)模塊1304可以包括錐形化模塊1324，用于如上面針對(duì)圖7的716所述的 對(duì)二進(jìn)制掩碼1320的邊緣進(jìn)行錐形化并且將非二進(jìn)制掩碼1326作為圖12中的掩碼1225 輸出。 圖14是用于對(duì)多個(gè)相繼的IFFT采樣1221進(jìn)行平均的示例性遞歸平均系統(tǒng)1400 的框圖。系統(tǒng)1400可以包括圖13中的絕對(duì)值生成器1306和平均系統(tǒng)1308。在圖14的示 例中，平均系統(tǒng)1308被表示為具有時(shí)間常數(shù)K的單極遞歸濾波器，該時(shí)間常數(shù)可以是諸如 1/16的分?jǐn)?shù)。對(duì)于相對(duì)靜止的應(yīng)用，K可以使用較小的值。其中圖12中的IFFT系統(tǒng)1220 是4096點(diǎn)IFFT，單極遞歸濾波器1308的輸出1402可以是4096點(diǎn)真值序列。
本文所公開(kāi)的方法和系統(tǒng)可以結(jié)合靜止、便攜和移動(dòng)應(yīng)用中的一個(gè)或多個(gè)得以實(shí) 現(xiàn)，其中移動(dòng)應(yīng)用包括但不限于6路徑典型城市信道分布。用于移動(dòng)應(yīng)用的K值可以較高， 這可以使得能夠快速追蹤隨時(shí)間的信道變化?？梢越Y(jié)合包括但不限于DVB-T、DVB-H和ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)以及正在推出的DVB-T2標(biāo)準(zhǔn)
的一個(gè)或多個(gè)基于OF匿的數(shù)字TV標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)本文所公開(kāi)的方法和系統(tǒng)。 本文借助于表示功能、特征及其關(guān)系的功能構(gòu)建模塊公開(kāi)了方法和系統(tǒng)。為了便
于說(shuō)明，本文已經(jīng)任意定義了這些功能構(gòu)建模塊的至少一些邊界。只要能夠適當(dāng)實(shí)現(xiàn)所規(guī)
定的功能和關(guān)系，就可以定義替代的邊界。
權(quán)利要求
一種方法，包括確定與正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)的多個(gè)符號(hào)的離散導(dǎo)頻頻率相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)；將符號(hào)的所述信道頻率響應(yīng)變換為時(shí)域采樣序列；屏蔽所述時(shí)域采樣序列中在所述時(shí)域采樣的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散區(qū)域以外的部分；將經(jīng)屏蔽的所述時(shí)域采樣序列變換到頻域；以及對(duì)經(jīng)屏蔽的所述時(shí)域采樣序列的頻域表示進(jìn)行頻率內(nèi)插，以生成在所述符號(hào)的非離散導(dǎo)頻頻率處的信道頻率響應(yīng)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述屏蔽包括 識(shí)別所述時(shí)域采樣的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散區(qū)域； 生成與所述一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散區(qū)域相對(duì)應(yīng)的掩碼；以及 將所述時(shí)域采樣序列乘以所述掩碼。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，還包括對(duì)于所述OF匿信號(hào)的附加符號(hào)，重復(fù)所述第一變換、所述屏蔽、所述第二變換和所述 頻率內(nèi)插，其中，所述屏蔽包括使所述掩碼適應(yīng)于所述附加符號(hào)。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述生成掩碼包括 確定所述時(shí)域采樣的平均噪聲值； 從所述時(shí)域采樣中減去所述平均噪聲值部分；以及 生成與具有大于閾值的相減結(jié)果的時(shí)域采樣相對(duì)應(yīng)的所述掩碼。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，還包括 確定相對(duì)于所述時(shí)域采樣序列的峰值的所述閾值。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述生成掩碼包括 確定所述時(shí)域采樣序列的幅度值；在符號(hào)時(shí)間方向上，在多個(gè)OF匿符號(hào)上對(duì)所述幅度值進(jìn)行平均； 確定小于第一閾值的平均幅度值的平均值； 從所述平均幅度值中減去所述平均值部分； 將具有小于第二閾值的相減結(jié)果的平均幅度值設(shè)定為零；以及 將具有大于所述第二閾值的相減結(jié)果的平均幅度值設(shè)定為非零值。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，還包括確定相對(duì)于所述平均幅度值的峰值的所述第一閾值和第二閾值。
8. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述生成掩碼包括 生成對(duì)應(yīng)于所述擴(kuò)散區(qū)域的二進(jìn)制掩碼；以及在時(shí)間上延展所述二進(jìn)制掩碼。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述生成所述掩碼還包括 合并所述掩碼中彼此接近的部分。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述生成掩碼還包括 從所述二進(jìn)制掩碼生成非二進(jìn)制掩碼。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述生成所述非二進(jìn)制掩碼包括對(duì)所述掩碼的邊緣進(jìn)行錐形化。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，對(duì)所述掩碼的所述邊緣進(jìn)行所述錐形化包括 對(duì)所述掩碼的所述邊緣進(jìn)行線性錐形化。
13. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括在所述屏蔽和所述變換之后并且在所述頻率內(nèi)插之前，恢復(fù)相應(yīng)0F匿信道頻率響應(yīng) 的一個(gè)或多個(gè)邊緣載波。
14. 一種系統(tǒng)，包括離散導(dǎo)頻頻率信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)，用于確定與OFDM信號(hào)的多個(gè)符號(hào)的離散導(dǎo)頻頻率 相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)；快速傅里葉逆變換系統(tǒng)，用于對(duì)于所述多個(gè)符號(hào)中的每一個(gè)，將所述信道頻率響應(yīng)變 換為時(shí)域采樣序列；屏蔽系統(tǒng)，用于屏蔽所述時(shí)域采樣序列中在所述相應(yīng)時(shí)域采樣序列的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散 區(qū)域以外的一個(gè)或多個(gè)部分；快速傅里葉變換系統(tǒng)，用于將經(jīng)屏蔽的所述時(shí)域采樣序列變換到頻域；以及頻率內(nèi)插器，用于根據(jù)所述時(shí)域采樣序列的相應(yīng)頻域表示對(duì)所述符號(hào)的非離散導(dǎo)頻頻 率的信道頻率響應(yīng)進(jìn)行內(nèi)插。
15. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述屏蔽系統(tǒng)包括掩碼生成器，用于對(duì)于所述時(shí)域采樣序列中的每一個(gè)，生成與所述一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散區(qū) 域相對(duì)應(yīng)的掩碼；以及掩碼施加器，用于將所述時(shí)域采樣序列乘以所述掩碼的相應(yīng)點(diǎn)。
16. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述掩碼生成器包括二進(jìn)制掩碼生成器，所述二 進(jìn)制掩碼生成器包括幅度計(jì)算器，用于確定所述時(shí)域采樣序列的幅度值； 遞歸平均系統(tǒng)，用于對(duì)所述幅度值進(jìn)行遞歸平均； 平均噪聲模塊，用于確定小于第一閾值的平均幅度值的平均值； 減法器，用于從所述平均幅度值中減去所述平均值部分；以及比較器，用于將具有小于第二閾值的相減結(jié)果的平均幅度值設(shè)定為零，并且將具有大 于所述第二閾值的相減結(jié)果的平均幅度值設(shè)定為非零值。
17. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述掩碼生成器包括二進(jìn)制掩碼生成器和掩碼 校準(zhǔn)器，其中，所述掩碼校準(zhǔn)器包括以下模塊中的一個(gè)或多個(gè)延展模塊，用于在時(shí)間上延展二進(jìn)制掩碼； 合并模塊，用于合并掩碼中彼此接近的非零部分；以及 錐形化模塊，用于對(duì)所述掩碼的邊緣進(jìn)行錐形化。
18. —種系統(tǒng)，包括接收機(jī)前端，用于對(duì)0F匿信號(hào)進(jìn)行接收和頻率下變換；以及信號(hào)處理器，其耦合到所述接收機(jī)前端，所述信號(hào)處理器包括信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)以及 耦合到所述信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)的輸出的信道均衡器和載波間干擾消除模塊中的一個(gè)或兩 個(gè)，所述信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)包括離散導(dǎo)頻頻率信道頻率響應(yīng)系統(tǒng)，用于確定與OFDM信號(hào)的多個(gè)符號(hào)的離散導(dǎo)頻頻率相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)；快速傅里葉逆變換系統(tǒng)，用于對(duì)于所述多個(gè)符號(hào)中的每一個(gè)，將所述信道頻率響應(yīng)變 換為時(shí)域采樣序列；屏蔽系統(tǒng)，用于屏蔽所述時(shí)域采樣序列中在所述相應(yīng)時(shí)域采樣序列的一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散 區(qū)域以外的一個(gè)或多個(gè)部分；快速傅里葉變換系統(tǒng)，用于將經(jīng)屏蔽的所述時(shí)域采樣序列變換到頻域；以及頻率內(nèi)插器，用于根據(jù)所述時(shí)域采樣序列的相應(yīng)頻域表示對(duì)所述符號(hào)的非離散導(dǎo)頻頻 率的信道頻率響應(yīng)進(jìn)行內(nèi)插。
19. 如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述屏蔽系統(tǒng)包括掩碼生成器，用于對(duì)于所述時(shí)域采樣序列中的每一個(gè)，生成與所述一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)散區(qū) 域相對(duì)應(yīng)的掩碼；以及掩碼施加器，用于將所述時(shí)域采樣序列乘以所述相應(yīng)掩碼， 其中，所述掩碼生成器包括幅度計(jì)算器，用于確定所述時(shí)域采樣序列的幅度值， 遞歸平均系統(tǒng)，用于對(duì)所述幅度值進(jìn)行遞歸平均， 平均噪聲模塊，用于確定小于第一閾值的平均幅度值的平均值， 減法器，用于從所述平均幅度值中減去所述平均值部分，以及比較器，用于將具有小于第二閾值的相減結(jié)果的平均幅度值設(shè)定為零，并且將具有大 于所述第二閾值的相減結(jié)果的平均幅度值設(shè)定為非零值。
20. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述屏蔽系統(tǒng)包括二進(jìn)制掩碼生成器和掩碼校 準(zhǔn)器，其中，所述掩碼校準(zhǔn)器包括以下模塊中的一個(gè)或多個(gè)延展模塊，用于在時(shí)間上延展二進(jìn)制掩碼； 合并模塊，用于合并掩碼中彼此接近的部分；以及 錐形化模塊，用于對(duì)所述掩碼的邊緣進(jìn)行錐形化。
全文摘要
用于確定與諸如OFDM信號(hào)的多載波信號(hào)相對(duì)應(yīng)的信道頻率響應(yīng)的方法和系統(tǒng)包括在時(shí)域中對(duì)信道頻率響應(yīng)估計(jì)中的噪聲進(jìn)行濾波或者屏蔽。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101789925SQ200910262458
公開(kāi)日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者B·阿蘭貝波拉, P·K·舒克拉, T·赫瓦維塔納 申請(qǐng)人:英特爾公司