多载波通信系统及其通道估测方法技术方案

本发明专利技术公开一种多载波通信系统，包括发射端设备与接收端设备；依照时间周期，该发射端设备处理多个原始符元并将其传送至多个子载波通道，而该接收端设备则处理并检测来自该多个子载波通道的多个接收符元。在传送数据的时帧中，每一个该子载波通道的初始三个该原始符元是给定的三个领航符元所构成的前言，其中每相邻的三个该子载波通道的三个该前言构成一个前言单元，而该前言单元的所有领航符元以一个3x3的矩阵表示。当该前言单元的中心领航符元被正规化为1或j时，该矩阵为：

Multi carrier communication system and its channel estimation method

The invention discloses a multi carrier communication system, including the transmitter device and the receiving terminal; according to the time period, the transmitting device processes a plurality of original symbols and transfers it to a plurality of subcarrier channels, while the receiver device processes and detects a plurality of receive elements from the multiple subcarrier channels. In the time frame of the transmission of data, the initial three original cons of each of the subcarrier channels are preface to the given three pilot elements, in which the Three Prefaces of each of the three adjacent subcarrier channels form a preface unit, and all the leading elements of the preface unit are represented by a 3x3 matrix. When the central navigator of the preface unit is normalized to 1 or j, the matrix is:

【技术实现步骤摘要】
多载波通信系统及其通道估测方法
本专利技术是涉及一种无线或宽频通信技术，且特别涉及在无线或宽频通信技术中多载波通信系统的通道估测方法。
技术介绍
在无线或宽频通信中，信号传送是关键技术之一。为了能提升数据的传送量，多载波调制(multicarriermodulation)已经被提出，且被视为是一个重要的信号传送技术，可以应用在无线或宽频通信。而再进一步的研发中，使用偏移正交振幅调制(offsetquadratureamplitudemodulation；OQAM)的滤波器组多载波(filterbankmulticarrier；FBMC)系统也后续被提出。使用偏移正交振幅调制的滤波器组多载波(以下简称FBMC/OQAM)系统的架构包含多个子载波通道，其是对应不同频率的通道。这些子载波通道依照时间周期传送数据；在一个时间周期，每一个子载波通道传送一个符元(symbol)。以M个子载波通道为例，在一个时间周期会有M个符元同时被传送，其中一个符元是代表一个复数数据的实部或虚部；例如：第m个子载波通道传送一个复数数据(am,n+jam,n+1)的方式可为，在某一个时间周期传送对应的实部符元am,n，接着在下一个时间周期传送对应的虚部符元am,n+1，如此交替传送一个复数数据的实部符元与虚部符元。在FBMC/OQAM系统中，发射端设备依照上述方式或类似作法，利用多个子载波通道同时传送多个数据符元(或称原始符元)到接收端设备。然而，FBMC/OQAM系统所面临的问题之一是，须有足够的通道估测准确度，才能将被传送的原始符元在接收端正确解析出来。虽然传统技术提出在实际传送数据前，先传送一些给定的前言数据，以允许接收端设备能估测每一个通道的频率响应，但是在无线或宽频通信的传输过程中，难免会引入一些噪声或干扰而造成通道估测误差，而如何降低此误差是无线或宽频通信系统设计需要考量的重点之一。
技术实现思路
本专利技术提供多载波通信系统，其中所提出的前言结构可以降低通道估测误差，提升通信品质。本专利技术提供多载波通信系统，包括发射端设备与接收端设备。发射端设备依照时间周期处理对应于多个子载波通道的多个原始符元。该多个符元经过适当的正相位调整与升频取样处理且由合成滤波器组合成基频信号组后，传送至通道。接收端设备依照该时间周期由通道接收该基频信号组，接着经过解析滤波器组的解析、降频取样处理及适当的反相位调整后，再由检测器分别得到对应于该多个子载波通道的多个接收符元。在传送数据的时帧(timeframe)中，每一个该子载波通道的初始三个该原始符元是给定的三个领航符元所构成的前言，其中每相邻的三个该子载波通道的三个该前言构成一个前言单元，而该前言单元的所有领航符元以一个3x3的矩阵表示。该前言单元在中心领航符元被正规化为1或j时的基础矩阵为：或其中1是实数值，而j是虚数值。一种多载波通信方法，包括：通过发射端设备传送出基频信号组，其中依照时间周期处理对应于多个子载波通道的多个原始符元，其中该多个符元经过适当的正相位调整与升频取样处理且由合成滤波器组合成该基频信号组后，传送至通道；通过接收端设备解析出多个接收符元，其中依照该时间周期由通道接收该基频信号组，接着经过解析滤波器组的解析、降频取样处理及适当的反相位调整后，再由检测器分别得到对应于该多个子载波通道的多个接收符元。在传送数据的时帧中，每一个该子载波通道的初始三个该原始符元是给定的三个领航符元所构成的前言，其中每相邻的三个该子载波通道的三个该前言构成一个前言单元，而该前言单元的所有领航符元以一个3x3的矩阵表示。该前言单元在中心领航原始符元被正规化为1或j时的基础矩阵为：或其中1是实数值，而j是虚数值。依照实施例，于所述的多载波通信系统与方法中，该基础矩阵当作该前言单元，或是再乘上一个非零常数后构成该前言单元。依照实施例，于所述的多载波通信系统与方法中，该多载波通信系统包括FBMC/OQAM系统。依照实施例，于所述的多载波通信系统与方法中，该接收端设备依据每一个该前言单元先估测出出该矩阵的中心领航符元所对应的子载波通道增益，并达到最小均方误差的通道估测效果。依照实施例，于所述的多载波通信系统与方法中，该中心领航符元所对应的子载波的前后两个子载波通道增益是利用该多个中心领航符元所对应的通道增益估测结果内插计算而得。依照实施例，于所述的每一个该子载波通道对应一个不重迭的频率。附图说明包含附图以便进一步理解本专利技术，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。图1是依照本专利技术的实施例所绘制的多载波通信系统的基频架构示意图。图2是依照本专利技术的实施例所绘制的前言单元中周边领航符元对中心领航符元的干扰机制示意图。图3是依照本专利技术的实施例所绘制的包含前言单元与拟传送数据的时频符元架构示意图。图4是先前IAM-R方案的时频符元架构示意图。图5是先前IAM-C方案的时频符元架构示意图。图6是先前E-IAM-R方案的时频符元架构示意图。图7是先前E-IAM-C方案的时频符元架构示意图。附图标号说明50：多载波通信系统52：发射端设备54：接收端设备56：合成滤波器组58：合成滤波器60：升频取样器62：加总器64：解析滤波器组66：解析滤波器68：降频取样器70：检测器80：通道100：前言部110：时频符元架构120：时频符元架构130：时频符元架构140：时频符元架构150：时频符元架构具体实施方式本专利技术针对多载波通信系统的数据传送方式，在时频(time-frequency)的数据架构下，提出前言单元，有利于降低通道估测误差。本专利技术的多载波通信系统是以FBMC/OQAM系统为例说明，但并不以此为限。同样，本专利技术也不限于以下所举的实施例。图1是依照本专利技术的实施例所绘制的多载波通信系统的基频架构示意图。参阅图1，所示的多载波通信系统50是FBMC/OQAM系统，基本上包含发射端设备52与接收端设备54。以M个子载波为例，每一个子载波具有不同的频率而构成多个子载波通道，且每一子载波通道在每一时间周期传送一个符元的数据。就一般架构，发射端设备52依照时间周期处理对应于多个子载波通道的多个原始符元a0,n、a1,n、…、aM-1,n，其中该多个符元依频率顺序经过正相位ejπ(n)/2、ejπ(n+1)/2、…、ejπ(n+M-1)/2乘积以及升频取样器60的处理后，再经由合成滤波器组(synthesisfilterbank)56进行合成以及由加总器(summingunit)62加总后，构成基频信号组s[k]，k代表升频取样后的时间周期顺序。合成滤波器组56对应所处理的通道数量，有M个合成滤波器g[k]58以及对应的乘法器，乘上适当的相位调整。处理后的基频信号组s[k]通过通道80，而被传送出去。在未升频取样前的时间周期n传送的原始符元a0,n、a1,n、…、aM-1,n若为复数数据(am,n+jam,n+1,m＝0,1,2,...,M-1)的实部，则在下一个时间周期n+1传送的原始符元为复数数据的虚部(a0,n+1、a1,n+1、…、aM-1,n+1)，反之亦然；如此交替传送复数数据的实部符元与虚部符元。然而，如后面更详细的描述，在传送实际的数据前会先传送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多载波通信系统，包括：发射端设备，依照时间周期处理对应于多个子载波通道的多个原始符元，其中该多个原始符元经过适当的正相位调整与升频取样处理且由合成滤波器组合成基频信号组后，经由通道传送；以及接收端设备，依照该时间周期由该通道接收该基频信号组，接着经过解析滤波器组的解析、降频取样处理及适当的反相位调整后，再由检测器分别得到对应于该多个子载波通道的多个接收符元，其中在传送数据的时帧，每一个该子载波通道的初始三个该原始符元是给定的三个领航符元所构成的前言，每相邻的三个该子载波通道的三个该前言构成一个前言单元，该前言单元中所有领航符元以一个3x3的矩阵表示，且该前言单元在中心领航符元被正规化为1或j时的基础矩阵为：

【技术特征摘要】
1.一种多载波通信系统，包括：发射端设备，依照时间周期处理对应于多个子载波通道的多个原始符元，其中该多个原始符元经过适当的正相位调整与升频取样处理且由合成滤波器组合成基频信号组后，经由通道传送；以及接收端设备，依照该时间周期由该通道接收该基频信号组，接着经过解析滤波器组的解析、降频取样处理及适当的反相位调整后，再由检测器分别得到对应于该多个子载波通道的多个接收符元，其中在传送数据的时帧，每一个该子载波通道的初始三个该原始符元是给定的三个领航符元所构成的前言，每相邻的三个该子载波通道的三个该前言构成一个前言单元，该前言单元中所有领航符元以一个3x3的矩阵表示，且该前言单元在中心领航符元被正规化为1或j时的基础矩阵为：或其中1是实数值，而j是虚数值。2.根据权利要求1所述的多载波通信系统，其中该基础矩阵当作该前言单元，或是再乘上一个非零常数后构成该前言单元。3.根据权利要求1所述的多载波通信系统，其中该多载波通信系统包括使用偏移正交振幅调制的滤波器组多载波系统。4.根据权利要求1所述的多载波通信系统，其中每一个该子载波通道对应一个不重迭的频率。5.根据权利要求1所述的多载波通信系统，其中该接收端设备依据每一个该前言单元先估测出该矩阵的中心领航符元所对应的子载波通道增益，并达到最小均方误差的通道估测效果。6.根据权利要求5所述的多载波通信系统，其中该中心领航符元所对应的子载波的前后两个子载波通道增益是利用该多个中心领航符元所对应的子载波通道增益的估测结果内插计算而得。7.一种多载波通信方法，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晋良，王绍丞，
申请(专利权)人：王晋良，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71