基于信道的相干带宽在OFDM系统中选择保护间隔长度技术方案

描述了一种为多径通信信道选择保护间隔长度（３４５）的系统、装置和方法。在一个实施例中，基于所选择的相干带宽（３３５）与该通信信道的ＲＭＳ延迟（３４０）之间的关系来选择保护间隔长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及无线通信技术，更具体地涉及基于无线信道内的频率相关特性来确定保护间隔长度。
技术介绍
无线通信及其对于很多不同市场的应用的重要性是众所周知的。无线技术和设备被连续地改进为包括新的特征和功能，这些新的特征和功能使得用户能够更有效地传送语音和数据。一个这样的特征(WLAN通信)被集成到包括蜂窝电话、智能电话和个人数字助理(“PDA”)的多个不同的无线设备中。无线设备可以在点对点连接或在网际连接(例如无线局域网(“WLAN”))上彼此通信。WLAN接入点作为网络上的网关，并且允许无线设备在网络上与其它设备通信。这种通信常常需要设备之间的通信信道符合特定通信标准，例如IEEE 802.11标准。为了建立通信信道，无线设备和/或接入点对信道进行分析，以定义特定通信特性。这种通信信道可以采用在信道内通过多个不同载波来发送数据的正交频分复用(“OFDM”)。OFDM系统的特征在于具有较高的谱效率和对RF干扰的较好的恢复性(resiliency)。由于信号失真而导致OFDM信道是多径的，信号失真可能由多种因素所导致，包括温度、压力、湿度等等的空间变化，其导致了反射率以及各种物体对信号的反射的变化。因为无线LAN环境实质上是多径衰落信道，所以在频域内，多组频率可能衰减并且其相位被旋转，并且在时域内，邻近码元可能拖尾进入彼此。这种类型的干扰被称为码间干扰。OFDM通过给每个码元插入保护间隔来解决码间干扰。保护间隔典型地是OFDM码元的周期延拓，但不传送新信息。保护间隔旨在防止由于多径信道所导致的码元之间的拖尾。-->然而，保护间隔的使用导致了数据率的低效。随着保护间隔的长度增加，更多时间专门用于保护间隔，而不是传送新的数据。另一方面，如果保护间隔长度太小，则由码间干扰所导致的多径失真可能变得太大，并且在OFDM接收机处产生问题。
技术实现思路
描述一种用于选择保护间隔长度的系统、设备和方法。本专利技术提供了一种通过在频域内执行多个操作来选择OFDM信道的保护间隔长度的高效方式。具体地说，通过使用信号相干带宽与RMS延迟之间的关系来标识最小保护间隔长度。无线设备接收OFDM信号，并且典型地将该信号变换到频域。可以执行变换的一种方法是通过对信号施加离散傅立叶变换。针对使用OFDM信号的无线信道，确定相干带宽。在一个实施例中，可以使用OFDM信号的频率相关特性来确定相干带宽。然后，根据RMS延迟与所述相干带宽之间的反比关系，通过使用所确定的相干带宽来估计RMS延迟。这种估计将量度从频域有效地映射到时域，在时域中，存在对保护间隔长度的量度。可以将比例因子应用在估计处理中，估计处理取决于所确定的信号的相干带宽。使用RMS延迟来标识保护间隔长度。具体地说，根据信道RMS延迟来确定最小保护间隔长度。接下来，选择比所述最小长度长的适当的保护间隔长度，并将其用于OFDM信号中。附图说明将参照本专利技术的实施例，其示例可以在附图中示出。这些附图是示例性的，而并非限制性的。尽管通常在这些实施例的上下文中描述本专利技术，但应理解，这并非旨在使本专利技术的范围局限于这些特定实施例。图1示出根据本专利技术的一个实施例的包括无线设备可以与之通信的接入点的WLAN。图2是根据本专利技术的一个实施例的包括数据帧和保护间隔的无线-->信道的示图。图3是根据本专利技术的一个实施例的正交频分复用系统的示例性框图。图4是根据本专利技术的一个实施例的选择保护间隔长度的装置的框图。图5A是示出根据本专利技术的一个实施例的OFDM信道内的载波频率的示意图。图5B是示出根据本专利技术的一个实施例的OFDM信道的示例性频率协方差函数曲线图。图6是示出根据本专利技术的一个实施例的用于确定保护间隔长度的方法的流程图。具体实施方式描述了一种用于标识可以在OFDM系统内使用的保护间隔长度的系统、装置和方法。在本专利技术的一个实施例中，将所接收到的信号变换到频域，并且针对该信号内的载波，计算对应的频率协方差函数。通过使用该频率协方差函数，标识该信号内的载波的频率相关。通过将第一阈值应用于信号的频率相关来确定相干带宽。可以根据相干带宽与方均根(“RMS”)延迟之间的反比统计关系，使用先前所确定的相干带宽来估计时域内的RMS延迟。通过使用RMS延迟，标识OFDM信号的最小保护间隔长度。在一个实施例中，可以通过将所标识的最小保护间隔长度与根据标准所定义的多个长度进行比较，来确定实际的保护间隔长度。选择比所标识的最小保护间隔长度长的最高效的保护间隔长度。在以下描述中，为了说明，阐述具体细节，以便理解本专利技术。然而，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，可以在没有这些细节的情况下实践本专利技术。此外，本领域技术人员应认识到，以下所描述的本专利技术的实施例可以包括多个不同的无线设备，该无线设备包括无线接入点、无线路由器、蜂窝电话、智能电话以及PDA等。本专利技术可以被集成到这些无线设备内作为硬件、软件或固件。相应地，下面在-->框图中所示的结构和设备示出本专利技术的特定实施例，并且旨在避免使得本专利技术含混不清。此外，附图中的组件和/或模块之间的连接并非旨在局限于直接连接。此外，可以通过中间组件或模块来对这些组件和模块之间的数据进行修改、重新格式化或者以其它方式改变。在本说明书中对“一个实施例”、“另一实施例”或“实施例”的参考表示结合实施例所描述的特定特征、结构、特性或功能被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在说明书中多处出现的短语“在一个实施例中”并非一定全部指的是同一实施例。A.系统概述图1示出了WLAN，其具有多个无线设备可以与之通信的接入点。WLAN包括：无线接入点140；多个网络站，其可以包括计算机125、135；以及移动无线设备115，例如蜂窝电话。无线接入点140可以包括网络交换机或路由器。无线接入点140和其它设备115、125、135通过使用无线多径信道120、130、145(例如OFDM信道)来彼此通信。OFDM信道是在其中通过多个频率来发送信号的多载波信道。可以根据其中产生通信的环境和信道特性来调整这些信道120、130、145内的信号结构。例如，特定通信信道可能具有因多径反射而导致的大量码间干扰。在这种情况下，在该信道上进行通信的设备将需要解决由这样的反射所导致的多径失真。图2示出了OFDM信道中的示例性信号结构。在一个示例中，WLAN接入点220经由OFDM信号210与移动无线设备215通信。可以根据特定格式或结构在该信道210上发送并接收数据。在一个特定实例中，由保护间隔240来分离包含码元的数据帧230。保护码元240可以是周期性的，或是数据帧230内的码元的周期延拓。典型地，因为没有任何新的数据被包括在保护间隔240中，所以接收机可以忽略保护间隔240。接收机丢弃该保护间隔，以消除信道210内的任何码间干扰。本领域的技术人员应理解，保持保护间隔240的距离的重要性比由多径信道120而导致的任何潜在拖尾更大。-->保护间隔240的丢弃通过有效地使用未用于传送新数据的信号的一部分而有效地降低了OFDM系统的性能。相应地，重要的是，保持足够长的保护间隔以避免码元拖尾；然而，这种保护间隔长度可能降低系统在其它通信方面的性能。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的在其中选择保护间隔长度并将其插入信号的OFDM系统。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于为多径信道选择保护间隔长度的装置，所述装置包括：　天线接口，耦合至天线，以接收并发送信号；　频率协方差模块，耦合为接收频域中的信号，以标识所述信号的相干带宽；　ＲＭＳ延迟计算模块，耦合为与所述频率协方差模块进行通信，以估计与信号的所述相干带宽相关联的ＲＭＳ延迟；以及　保护间隔选择器，耦合为与所述ＲＭＳ延迟计算模块进行通信，以基于信号的所述ＲＭＳ延迟来选择保护间隔长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-3-1 60/778,5141.一种用于为多径信道选择保护间隔长度的装置，所述装置包括：天线接口，耦合至天线，以接收并发送信号；频率协方差模块，耦合为接收频域中的信号，以标识所述信号的相干带宽；RMS延迟计算模块，耦合为与所述频率协方差模块进行通信，以估计与信号的所述相干带宽相关联的RMS延迟；以及保护间隔选择器，耦合为与所述RMS延迟计算模块进行通信，以基于信号的所述RMS延迟来选择保护间隔长度。2.如权利要求1所述的装置，其中，使用傅立叶变换将所述信号变换到频域。3.如权利要求1所述的装置，其中，所述频率协方差模块使用协方差函数来标识信道载波频率与对应幅度之间的关系。4.如权利要求3所述的装置，其中，所述频率协方差模块通过将1与0之间的阈值应用于所述协方差函数来标识所述相干带宽。5.如权利要求4所述的装置，其中，所述相干带宽被选择为.9，并且定义了频率带宽。6.如权利要求4所述的装置，其中，所述RMS延迟计算模块标识与所标识的相干带宽关联的RMS延迟。7.如权利要求6所述的装置，其中，所述RMS延迟与所标识的相干带宽彼此成反比，并且通过比例因子而联系。8.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置位于无线接收机中，并且经由反馈连接向发送机提供所述保护间隔长度。9.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置位于无线发送机中，并且通过假设在所述发送机操作于其中的时分双工系统中的信道互惠来选择所述保护间隔长度。10.一种用于在无线信道内选择保护间隔的长度的方法，所述方法包括：接收多径信号；将所述多径信号从时域变换到频域；使用所述信号内的频率之间的相关来确定所述多径信号的相干带宽；...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹏李，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]