基于信道相干带宽确定OFDM系统中的最大循环时延技术方案

说明了用于确定多径通信信道的最大循环时延和相应循环前缀的系统、装置以及方法。在一个实施例中，基于所选定的ＯＦＤＭ信道的协方差带宽（２３５）和ＲＭＳ时延间的关系确定所述最大循环时延（２４５）。

【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，具体而言，涉及根据无线信道中的频率相关特性，确定在OFDM符号中引入的合适的循环时延。
技术介绍
无线通信及其对许多不同市场的应用的重要性已广为人知。为了包含使用户能够更有效地进行话音和数据通信的新特征和功能，无线技术和设备正得到不断改进。目前，正在将一种这样的特征，WLAN通信，集成于包括蜂窝电话、智能电话、以及个人数字助理(“PDA”)在内的多种不同的无线设备之中。无线设备可以以点对点连接或联网连接(如无线局域网“WLAN”)的方式相互通信。WLAN接入点充当网络上的网关，并允许无线设备与网络中的其他设备通信。这样的通信通常要求设备之间的通信信道符合特定的通信标准，如IEEE 802.11标准。为了建立通信信道，无线设备和/或接入点对信道加以分析，以定义特定的通信特性。这样的通信信道可以采用正交频分复用(“OFDM”)，后者在信道内的多个不同载波上发送数据。OFDM系统的特征在于具有很高频谱效率和对RF干扰的良好的抵抗力。OFDM信道是多径的，多径将导致信号失真，所述失真可以由多种因素引起，这些因素包括温度、气压、湿度等的空间变化，这些变化将导致反射指数以及离开各种物体的信号反射的变化。由于OFDM系统是多径的，因此，在频域内可能导致成组频率的衰减以及相位偏移，并且在时域内，相邻符号可能互相污染。OFDM信道的时延扩展也可能对信道的性能造成不利影响。例如，如果信道的时延扩展相对较短，那么OFDM信道可能是平坦的(即信号得到同样的衰落)，从而导致较长的突发差错。信号的这种突发特性-->通常难以在接收机中得到校正，并可能显著降低信道的性能。为了延长信道的时延扩展，可以提高OFDM信道频率分集，从而减少信号中的突发差错。一种可以延长信道时延扩展的方式是，对信道中的OFDM符号引入循环时延或前缀。对合适的循环时延长度的计算可能需要在OFDM发射机处进行大量的计算。根据通信系统和其中发射机的差异，这些计算可以对通信系统的性能产生不利影响，并使发射机超载。
技术实现思路
说明了用于为OFDM系统选择最大循环时延长度的系统、设备以及方法。本专利技术的一个实施例提供了一种有效的方式，通过在频域内执行若干运算的方式选择小于OFDM信道最大循环时延长度的循环前缀。所述最大循环时延长度是利用信号的相干带宽和RMS时延之间的关系予以确定的。接收OFDM信号的无线设备通常将信号变换至频域。可以执行该变换的一种方法是对信号进行离散傅立叶变换。使用OFDM信号来确定无线信道的相干带宽。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。接着，使用所确定的相干带宽，根据RMS时延与相干带宽之间的反比关系来估计RMS时延。这样的估计有效地将度量从频域映射至循环时延所在的时域。在依赖于所确定的信号的相干带宽的估计过程中可以应用缩放因子。根据同RMS时延的反比关系，可以近似得到最大循环时延。在传送至OFDM信道之前，向OFDM符号或星座引入对应长度等于或小于该最大循环时延的循环前缀。附图说明下面将对本专利技术的实施例加以参考，附图中可能示出了实施例的示例。这些附图本意是说明性的而非限制性的。虽然本专利技术总体是根据这些实施例进行描述的，而言，应当理解的是，这不意味着将本发-->明的范围局限于这些特定实施例。图1是示出了依照本专利技术一实施例的WLAN，该WLAN包括无线设备可与其通信的接入点。图2是依照本专利技术一实施例的发射机和接收机的数据路径的方框图。图3示出了依照本专利技术一实施例的发射机中的循环前缀插入。图4是依照本专利技术一实施例的OFDM符号上的循环时延的方框图。图5是依照本专利技术一实施例的、选择最大循环时延长度的装置的方框图。图6A是一幅典型的曲线图，示出了依照本专利技术一实施例的OFDM信道中的载频。图6B是依照本专利技术一实施例的OFDM信道的典型的频率协方差函数图。图7是一幅流程图，示出了依照本专利技术一实施例的用于确定循环时延的方法。具体实施方式说明了用于确定可以向OFDM信号中的符号引入的最大循环时延前缀长度的系统、装置以及方法。在本专利技术的一个实施例中，将接收到的OFDM信号变换至频域，并为信号中的载波计算相应的频率协方差函数。使用该频率协方差函数，确定信号载波的频率相关性，并通过对信号的频率相关性应用第一门限值的方式确定相干带宽。利用前面确定的相干带宽，根据相干带宽和RMS时延的反比统计关系，可以估得时域内无线信道的均方根(“RMS”)时延。利用RMS时延，根据OFDM符号的最大循环时延与RMS时延的反比关系，可以近似得到OFDM符号的最大循环时延。选择长度等于或小于该最大循环时延的循环前缀，并将其引入OFDM符号。在以下的说明中，为了达到解释的目的，对具体细节加以阐释，以促进对于本专利技术的理解。然而，对本领域技术人员而言显而易见，-->不需要这些细节也可以实现本专利技术。此外，本领域技术人员将认识到，可以下述本专利技术的实施例合并于包括无线接入点、无线路由器、蜂窝电话、智能电话和PDA在内的多种不同的无线设备。可以将本专利技术作为硬件、软件或固件集成于上述无线设备。相应地，以下方框图中所示的结构和设备示出了本专利技术的具体实施例，其本意在于使本专利技术尽量清楚。此外，图中组件和/或模块间的连接本意上不局限于直接连接。相反，中间组件和模块可以更改、重新格式化或改变这些组件和模块间的数据。在本说明中，对“一实施例”、“另一实施例”或“某个实施例”的引用意味着，结合实施例加以描述的特定的特征、结构、特性或功能包含在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明中各处出现的短语“在一个实施例中”不必全部指同一实施例。A.系统概述图1示出了一个WLAN，后者包含一个接入点，并且多个无线设备可以在其中通信。该WLAN包括：无线接入点140；多个网络工作站，所述网络工作站可以包括计算机125、135；以及诸如蜂窝电话之类的移动无线设备115。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与其他设备115、125、135使用如OFDM信道之类的无线多径信道120、130、145相互通信。OFDM信道是多载波信道，其中可以在多个频率上发送数据。可以根据通信发生的环境和信道特性来调整这些信道120、130、145的格式。例如，特定通信信道可能具有大量由多径反射引起的符号间干扰。在这样的情形下，在该信道上通信的设备需要解决由所述反射引起的多径失真。此外，信道上的通信类型，如语音或数据通信，可能具有需要处理的不同特性。信道120、130、145通过适当维持时延扩展的方式在各信道内保持足够的频率选择性，是很重要的。这些时延扩展可以防止较长的突发差错，并可以在信道内维持足以正常发挥作用的分集。一种可以用于保持足够大的时延扩展的方法是，在信道120、130、145内传送的符号中引入循环时延。可以对该循环时延进行优化，以在接收机处提供-->优选的OFDM信号。图2示出了依照本专利技术一实施例的OFDM系统，在该OFDM系统中选择循环前缀并将选定的循环前缀插入信号。接收机270接收OFDM信号，FFT模块260将该信号变换至频域。随后，用解调器255对该频域信号进行解调，并使用译码器250对该频域信号进行译码。接收机数据路径中还可以包括其他设备和组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向ＯＦＤＭ符号引入循环时延的装置，所述装置包括：　频率相关模块，连接用于接收频域ＯＦＤＭ信号，确定信号的相干带宽；　ＲＭＳ时延计算模块，连接用于与所述频率相关模块通信，确定与信号的相干带宽相关的ＲＭＳ时延；以及　循环前缀长度选择器，连接用于与所述ＲＭＳ时延计算模块通信，基于最大循环时延同ＲＭＳ时延的反比关系确定最大循环时延。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-3-1 60/778,5151.一种用于向OFDM符号引入循环时延的装置，所述装置包括：频率相关模块，连接用于接收频域OFDM信号，确定信号的相干带宽；RMS时延计算模块，连接用于与所述频率相关模块通信，确定与信号的相干带宽相关的RMS时延；以及循环前缀长度选择器，连接用于与所述RMS时延计算模块通信，基于最大循环时延同RMS时延的反比关系确定最大循环时延。2.如权利要求1所述的装置，其中，利用傅立叶变换将所述信号变换至频域。3.如权利要求1所述的装置，其中，所述频率相关模块使用协方差函数确定信道子载波频率与相应幅度间的关系。4.如权利要求3所述的装置，其中，所述频率相关模块通过对所述协方差函数应用1和0之间的门限值的方式，确定所述相干带宽，并且其中，在.9的位置选择所述相干带宽，并限定一组位于所述带宽内的频率。5.如权利要求4所述的装置，其中，所述RMS时延计算模块确定与所确定的相干带宽相关的RMS时延。6.如权利要求5所述的装置，其中，所述RMS时延与所确定的相干带宽互成反比，并通过第一缩放因子进行关联。7.如权利要求1所述的装置，其中，所述最大循环时延与RMS时延互成反比，并通过第二缩放因子进行关联。8.如权利要求1所述的装置，其中，所述最大循环时延与RMS时延通过常数彼此关联。9.如权利要求8所述的装置，其中，所述常数是通过仿真OFDM符号性能的方式予以确定的。10.如权利要求1所述的装置，其中，所述循环前缀长度选择器选择长度小于所述最大循环时延的循环前缀。11.一种用于向OFDM符号引入循环时延的方法，所述...

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