最小化在OFDM信号中的符号间干扰制造技术

本发明专利技术涉及最小化在OFDM信号中的符号间干扰。描述了用于对OFDM信号解码的方法和OFDM接收机。该方法包括：对于多个潜在FFT窗位置中的每个从OFDM信号的导频密集符号估计信道脉冲响应；确定信道脉冲响应中的每个的本底噪声；选择与具有最低本底噪声的信道脉冲响应相应的潜在窗位置作为最佳FFT窗位置；以及使用最佳FFT窗位置对OFDM信号的符号解码。

Minimizing intersymbol interference in OFDM signals

The present invention relates to minimizing intersymbol interference in OFDM signals. Method for decoding OFDM signal and OFDM receiver are described. The method comprises: for each of the plurality of potential FFT window in the OFDM signal from the pilot symbol intensive channel impulse response estimation; channel impulse response to determine each of the background noise and channel selection; with the lowest background noise of the impulse response of the corresponding potential window position as the best FFT window and use the best position; FFT window on OFDM signal symbol decoding.

【技术实现步骤摘要】
背景正交频分复用(OFDM)是特殊多载波调制(MCM)技术，其中在多个较低速率正交子载波上传输单个数据流。通过将输入流分成N个并行的流来从二进制数字的串行流产生OFDM信号。使用调制方案例如QAM(正交振幅调制)或PSK(相移键控)来将每个流映射到符号流。在每组符号上计算逆快速傅立叶变换(IFFT)以将一组子载波转换成时域信号。同时传输的每组符号被称为OFDM符号。图1示出包括OFDM符号104的块的示例OFDM帧102。为了去除或减小符号间干扰(ISI)，保护间隔(GI)106附加在每个符号104的数据部分108的开头处。只要回波落在这个间隔内，它们就将不影响接收机正确地对符号解码的能力。通常，在保护间隔106期间传输由符号的数据部分108的末尾部分110组成的循环前缀。通过对符号104的数据部分108执行FFT(快速傅立叶变换)来在OFDM接收机处对每个OFDM符号解码。然而，因为保护间隔106包括数据部分108的末尾部分110的副本，所以可对等于数据长度的符号的任何部分执行FFT。这是因为等于数据长度的符号的任何部分将包括所有的数据。符号的部分(对该部分执行FFT)被称为FFT窗。这还可以可选地被称为FFT符号窗。相应地，如图2所示，特定符号104的FFT窗的开头可位于在保护间隔106的开头202和末尾204之间的任何地方处。特别是，FFT窗可以在位置A 206、位置B 208或其间的任何地方(例如位置C 210)处。保护间隔106的开头202还可被称为保护间隔106的开始边缘、前缘或第一边缘。类似地，保护间隔106的末尾204还可被称为保护间隔106的结束边缘、后缘或第二边缘。在无线OFDM系统中，由发射机产生的OFDM信号一般将经由很多不同的路径到达接收机。例如，如图3所示，OFDM接收机可接收包括符号A的初级或主信号302和也包括信号A的次级信号或回波304，其相对于最强的主信号302在时间上正地或负地延迟。将FFT窗定位成使得最大量的能量可从主信号302和回波304两者得到是有利的。例如在图3中，理想地，FFT窗位于当主信号302和回波304重叠时的周期306中，使得符号A可经由主信号302和回波304被正确地解码。相应地，在图3的例子中，FFT窗优选地位于位置A 308、位置B 310或其间的任何地方(例如位置C 312)处。正确地定位窗很重要，因为失真可通过错误地定位FFT窗而产生。然而，确定FFT窗的正确位置很难，因为一般存在很多回波或次级信号，其中一些可能相当弱(例如低于20dB)。下面所述的实施方式不限于解决已知OFDM接收机的任何或所有缺点的实现。概述这个概述被提供来以简化的形式介绍一系列概念，其在下面在详细描述中被进一步描述。这个概述并不打算识别所主张的主题的关键特征或基本特征，也不打算用作在确定所主张的主题的范围时的帮助。在本文描述了用于对OFDM信号解码的方法和OFDM接收机。该方法包括：对于多个潜在FFT窗位置中的每个从OFDM信号的导频密集符号估计信道脉冲响应；确定每个信道脉冲响应的本底噪声；选择相应于具有最低本底噪声的信道脉冲响应的潜在窗位置作为最佳FFT窗位置；以及使用最佳FFT窗位置对OFDM信号的符号解码。第一方面提供在OFDM接收机处对OFDM信号解码的方法，该方法包括：对于多个潜在FFT窗位置中的每个从OFDM信号的所接收的导频密集符号估计信道脉冲响应；确定每个信道脉冲响应的本底噪声；选择相应于具有最低本底噪声的信道脉冲响应的潜在FFT窗位置作为
最佳FFT窗位置；以及使用最佳FFT窗位置对OFDM信号的符号解码。第二方面提供OFDM接收机，其包括：被配置成对于多个潜在FFT窗位置中的每个从OFDM信号的导频密集符号估计信道脉冲响应的信道脉冲响应产生模块；被配置成确定每个所估计的信道脉冲响应的本底噪声的本底噪声估计模块；以及被配置成选择相应于具有最低本底噪声的所估计的信道脉冲响应的潜在窗位置作为最佳FFT窗位置的FFT窗位置选择模块。本文所述的方法可由配置有软件的计算机执行，软件是以存储在有形存储介质上的机器可读形式、例如以包括用于配置计算机来执行所述方法的组成部分的计算机可读程序代码的计算机程序的形式或以包括适合于当程序在计算机上运行时执行本文所述的任何方法的所有步骤的计算机程序代码模块的计算机程序的形式，且其中计算机程序可体现在计算机可读存储介质上。有形(或非暂时性)存储介质的例子包括磁盘、拇指驱动器、存储卡等，且并不包括传播信号。软件可适合于在并行处理器或串行处理器上执行，使得方法步骤可以按任何适当的顺序或同时被执行。本文描述的硬件部件可由非暂时性计算机可读存储介质产生，非暂时性计算机可读存储介质具有在其上编码的计算机可读程序代码。这承认固件和软件可单独地被使用且是有价值的。旨在包括在“非智能(dumb)”或标准硬件上运行或控制“非智能”或标准硬件的软件以实现期望功能。还旨在包括“描述”或定义硬件的配置的软件(例如HDL(硬件描述语言)软件(如对设计硅芯片或对配置通用可编程芯片使用的))以实现期望功能。优选特征可以视情况被组合，如将对技术人员明显的，并可与本专利技术的任何方面组合。附图简述将参考附图通过示例的方式来描述本专利技术的实施方式，在附图中：图1是OFDM帧的示意图；图2是用于对OFDM符号解码的可能的FFT窗位置的示意图；图3是用于对多路径OFDM符号解码的可能的FFT窗位置的示意图；图4是DVB-T2帧的示意图；图5是用于选择用于对OFDM信号中的符号解码的FFT窗位置的示例方法的流程图；图6是示出用于选择用于对导频密集符号解码的潜在FFT窗位置的方法的示意图；图7是针对导频密集符号的特定FFT窗位置产生信道脉冲响应的示例方法的流程图；图8是示出从导频密集符号的频域表示提取活动子载波的示例方法的示意图；图9是示出对导频密集符号的频域表示执行斜率消除的示例方法的示意图；图10是示出从导频密集符号的频域表示提取导频子载波的示例方法的示意图；图11是选择以保护间隔边缘为中心的潜在FFT窗位置的示例方法的示意图；图12是确定信道脉冲响应的噪声级的示例方法的流程图；图13是用于实现图5的方法的示例OFDM接收机的框图；图14是示出信道脉冲响应路径位置模糊度的示意图；图15是示出多个时移的或旋转的信道脉冲响应的示意图；图16是用于识别信道脉冲响应的中心的示例方法的流程图；以及图17是示出根据两个示例主信号和回波组合的FFT窗位置所计算的CIR本底噪声的曲线图的示意图。共同的参考数字在全部附图中用于指示相似的特征。详细描述下面仅作为例子描述本专利技术的实施方式。这些例子代表实施本专利技术的、申请人当前已知的最佳方式，虽然它们并不是这可被以其实现的仅有的方式。该描述阐述例子的功能和用于构造和操作例子的步骤的顺序。然而，相同或等效的功能和顺序可由不同的例子实现。如上所述，选择FFT窗的位置以在对OFDM信号的符号解码时使用是重要的任务，因为失真可从错误地定位FFT窗产生。特别是，从错误地定位FFT窗产生的失真一般包括被通常称为总ISI的符号间干扰(ISI)(即相邻符号干扰)和载波间干扰(ICI)(即相邻或自子载波干扰)。识别并选择FFT窗的很多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在OFDM接收机处对正交频分复用“OFDM”信号解码的方法(500)，所述方法(500)包括：对于多个潜在FFT窗位置中的每个，从所述OFDM信号的所接收的导频密集符号估计信道脉冲响应(506)；估计每个所述信道脉冲响应的本底噪声(508)；选择与具有最低本底噪声的信道脉冲响应相应的所述潜在FFT窗位置作为最佳FFT窗位置(510)；以及使用所述最佳FFT窗位置对所述OFDM信号的符号解码。

【技术特征摘要】
2015.06.04 GB 1509710.81.一种在OFDM接收机处对正交频分复用“OFDM”信号解码的方法(500)，所述方法(500)包括：对于多个潜在FFT窗位置中的每个，从所述OFDM信号的所接收的导频密集符号估计信道脉冲响应(506)；估计每个所述信道脉冲响应的本底噪声(508)；选择与具有最低本底噪声的信道脉冲响应相应的所述潜在FFT窗位置作为最佳FFT窗位置(510)；以及使用所述最佳FFT窗位置对所述OFDM信号的符号解码。2.如权利要求1所述的方法(500)，还包括基于所述接收的导频密集符号来选择所述多个潜在FFT窗位置(504)。3.如权利要求2所述的方法(500)，其中基于所述接收的导频密集符号来选择所述多个潜在FFT窗位置包括：估计所述接收的导频密集符号的保护间隔以及选择多个潜在FFT窗位置，每个所述潜在FFT窗位置从所估计的保护间隔移位了不同的量。4.如权利要求3所述的方法(500)，其中越接近所述保护间隔的边缘，选择越多潜在FFT窗位置，越远离所述保护间隔的边缘，选择越少潜在FFT窗位置。5.如权利要求1所述的方法(500)，其中对于特定潜在FFT窗位置从所述接收的导频密集符号估计所述信道脉冲响应包括：对落在由所述特定潜在FFT窗位置规定的FFT窗内的所述接收的导频密集符号的样本执行FFT以产生所述导频密集符号的频域表示(702)；从所述导频密集符号的所述频域表示提取导频子载波，以生成导频频域表示(710)；以及对所述导频频域表示执行IFFT，以为所述特定潜在FFT窗位置产生
\t所述信道脉冲响应的估计(716)。6.如权利要求1所述的方法(500)，还包括为所述最佳FFT窗位置确定所述信道脉冲响应的最佳位置(1600)。7.如权利要求6所述的方法(500)，其中为所述最佳FFT窗位置确定所述信道脉冲响应的所述最佳位置(1600)包括：对落在由所述最佳FFT窗位置规定的FFT窗内的所述接收的导频密集符号的样本执行FFT以产生所述导频密集符号的频域表示(1602)；将多个相位旋转中的每个应用于所述导频密集符号的所述频域表示，以产生所述导频密集符号的多个相位旋转的频域表示(1604)；基于在所述相位旋转的频域表示中的导频，产生所述导频密集符号的每个相位旋转的频域表示的信道频率响应估计(1608)；基于每个信道频率响应估计，来使所述接收的导频密集符号均衡(1610)；测量每个均衡的导频密集符号的L1前子载波上的噪声量(1612)；以及选择与产生在所述L1前子载波上的最低噪声的信道频率响应相应的相位旋转(1614)。8.一种正交频分复用“OFDM”接收机(1300)，包括：信道脉冲响应产生模块(1304)，其被配置成对于多个潜在FFT窗位置中的每个从OFDM信号的所接收的导频密集符号(1314)估计信道脉冲响应；本底噪声估计模块(1306)，其被配置成估计所估计的信道脉冲响应中的每个的本底噪声；以及最佳FFT窗位置选择模块(1308)，其被配置成选择与具有最低本底噪声的所估计的信道脉冲响应相应的所述潜在FFT窗位置作为最佳FFT窗位置。9.如权利要求8所述的OFDM接收机(1300)，还包括被配置成基
\t于所述接收的导频密集符号(1314)来选择所述多个潜在FFT窗位置的潜在FFT窗位置产生模块(1302)。10.如权利要求9所述的OFDM接收机(1300)，其中所述潜在FFT窗位置产生模块(1302)被配置成通过估计所述接收的导频密集符号的保护间隔并选择每个潜在FFT窗位置从所估...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·阿楼拉赫，保罗·默林，阿拉莫·斯帕尔加仑，
申请(专利权)人：想象技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB