OFDM系统中的信道估计和均衡技术方案

本发明专利技术涉及在具有已知导频序列的OFDM系统中的信道估计和/或信道均衡，以及在频率偏移估计和信号与干扰加噪声比(SINR)估计中的进一步应用。用于在使用OFDM信号的无线通信系统的接收器处估计信号与干扰加噪声比(SINR)的方法可包括：基于针对服务小区估计的信道脉冲响应确定通信系统的该服务小区的信号功率的估计基于针对一个或多个干扰小区估计的信道脉冲响应确定通信系统的该一个或多个干扰小区的信号功率的估计和基于确定的服务小区的信号功率的估计和确定的一个或多个干扰小区的信号功率的估计确定SINR的估计(公式(I))。用于在使用OFDM信号的无线通信系统的接收器处来均衡接收符号的方法可包括：确定均衡器滤波器，以及将均衡器滤波器施加至接收信号以均衡所述信号，其中在时域中基于估计的信道脉冲响应、估计的噪声协方差和估计的接收符号协方差来确定所述均衡器滤波器。器滤波器。器滤波器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】OFDM系统中的信道估计和均衡


[0001]本专利技术涉及在具有已知导频序列的OFDM系统中的信道估计和/或信道均衡，以及在频率偏移估计和信号与干扰加噪声比(SINR)估计中的进一步应用。

技术介绍

[0002]在电信中，正交频分复用(OFDM)是一种数字传输，并且是一种在多个载波频率上对数字数据进行编码的方法。OFDM已经发展为用于宽带数字通信的流行方案，用于诸如数字电视和音频广播、DSL因特网接入、无线网络、电力线网络以及4G或5G移动通信的应用中。
[0003]OFDM是一种用作数字多载波调制方法的频分复用(FDM)方案。在OFDM中，发射具有重叠频谱的多个紧密间隔的正交副载波信号以并行地携带数据。解调基于快速傅立叶变换算法。
[0004]OFDM相比于单载波方案的主要优点是其能够在没有复杂的均衡滤波器的情况下应付恶劣的信道条件(例如，长铜线中的高频衰减、窄带干扰和由于多径而引起的频率选择性衰落)。
[0005]信道均衡被简化，因为OFDM可以被看作使用许多慢速调制的窄带信号、而不是一个快速调制的宽带信号。低符号率利用了可承受的符号之间的保护间隔，使得可以消除符号间干扰(ISI)并使用回波和时间扩展(在模拟电视中，分别以重影和模糊形式可见)来实现分集增益，即信噪比的提高。这种机制还便于设计单频网络(SFN)，其中，几个相邻的发射机以相同的频率同时发送相同的信号，因为来自多个远距离发射机的信号可以建设性地重新组合，省去了传统单载波系统的干扰。
[0006]在编码正交频分复用(COFDM)中，对所发射的信号应用前向纠错(卷积编码)和时间/频率交织。这样做是为了克服受多径传播和多普勒效应影响的移动通信信道中的误差。
[0007]以下公开内容一般应用于具有已知导频序列的OFDM系统中的信道估计和/或信道均衡，以及在频率偏移估计和信号与干扰加噪声比(SINR)估计中的进一步应用。
[0008]本专利技术的目的是提供用于在具有已知导频序列的OFDM系统中进行信道估计和/或信道均衡的更有效和/或更鲁棒的算法和方法，以及在频率偏移估计和信号与干扰加噪声比(SINR)估计中的进一步应用。

技术实现思路

[0009]鉴于上述目的，提出了根据本文的示例性方面、特别是根据独立权利要求的方法。可以在OFDM无线通信系统中的接收器处执行这种方法。从属权利要求和下面进一步描述的示例性方面涉及优选的示例性实施例。
[0010]根据一个示例性方面，可以提供一种用于在使用OFDM信号的无线通信系统的接收器处估计信号与干扰加噪声比(SINR)的方法。
[0011]用于在使用OFDM信号的无线通信系统的接收器处估计信号与干扰加噪声比(SINR)的方法可以包括：基于针对服务小区估计的信道脉冲响应确定通信系统的该服务小
区的信号功率的估计基于针对一个或多个干扰小区估计的信道脉冲响应确定该一个或多个干扰小区的信号功率的估计和/或基于确定的服务小区的信号功率的估计和确定的一个或多个干扰小区的信号功率的估计确定SINR的估计
[0012]根据优选的示例性方面，SINR的估计可以进一步基于时域中的噪声方差的估计确定。
[0013]根据优选的示例性方面，SINR的估计可以基于以下公式确定：
[0014][0015]其中n表示信号的时隙数或副载波数，并且为噪声方差。
[0016]根据优选的示例性方面，可以基于服务小区在时域中的信道脉冲响应来确定通信系统的服务小区的信号功率的估计。
[0017]根据优选的示例性方面，服务小区的信号功率可以被估计为
[0018][0019]其中n优选表示信号的时隙数或副载波数(或者采样数)，并且其中表示为服务小区确定的时域中相应的估计的信道脉冲响应系数。
[0020]根据优选的示例性方面，可以基于干扰小区在时域中的信道脉冲响应来确定通信系统的一个或多个干扰小区的信号功率的估计。
[0021]根据优选的示例性方面，可以将一个或多个干扰小区的信号功率分别估计为
[0022][0023]其中n优选表示信号的时隙数或副载波数(或者采样数)，并且其中表示为相应干扰小区确定的时域中的相应的估计的信道脉冲响应系数。
[0024]根据优选的示例性方面，可以基于服务小区和/或一个或多个干扰小区的参考信号中的相应的小区特定导频序列，来分别估计该服务小区和/或一个或多个干扰小区的信道脉冲响应。
[0025]根据可以与上述方面中的任何方面组合的另一个示例性方面，可以提供一种用于在使用OFDM信号的无线通信系统的接收器处来均衡接收符号的方法。
[0026]在使用OFDM信号的无线通信系统的接收器处对接收符号进行均衡的方法可以包括：确定均衡器滤波器，以及将均衡器滤波器施加至接收信号以均衡该信号。示例性地，优选可以在时域中确定均衡器滤波器，进一步优选地，基于估计的信道脉冲响应、估计的噪声协方差和/或估计的接收符号协方差来确定均衡器滤波器。
[0027]根据优选的示例性方面，可以通过假设噪声是相同分布的理想高斯噪声来估计噪声协方差。
[0028]根据优选的示例性方面，可以基于时域中OFDM符号的概率分布的估计来估计所述
估计的接收符号协方差。
[0029]根据优选的示例性方面，可以基于假设OFDM符号在频域中均匀分布并且对均匀分布的频域OFDM符号执行逆傅立叶变换来估计OFDM符号在时域中的概率分布。
[0030]根据优选的示例性方面，可以基于假设OFDM符号在时域中高斯分布来估计OFDM符号在时域中的概率分布。
[0031]根据优选的示例性方面，可以基于均匀分布的频域OFDM符号的逆傅立叶变换来估计时域中OFDM符号的高斯分布的方差和/或均值。
[0032]根据优选的示例性方面，均衡器滤波器可以是LMMSE均衡器滤波器，特别优选地是维纳滤波器。
[0033]根据优选的示例性方面，可以基于以下等式来确定均衡器滤波器：
[0034]w＝R
xx
H(HR
xx
H
H
+R
nn
)
‑1[0035]其中H表示基于信道脉冲响应估计的信道矩阵，其中R
nn
表示基于噪声或噪声假设估计的噪声协方差矩阵，并且R
xx
表示基于时域中的估计的符号分布估计的符号协方差矩阵。
[0036]根据另一个示例性方面，可以提供一种接收器，其匹配适于在使用OFDM信号的无线通信系统中接收信号，该接收器包括处理器(例如CPU)或处理单元(例如FPGA)，其被配置为执行上述示例性方面中的任何一个的方法。
[0037]根据另一示例性方面，可以提供一种包括计算机可读指令的计算机程序产品，当在计算机或OFDM接收器的处理器或处理单元上执行所述计算机可读指令时，所述计算机可读指令使所述计算机或OFDM接收器执行上述示例性方面中的任一个的方法。
[0038]尽管以上描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于在使用OFDM信号的无线通信系统的接收器处估计信号与干扰加噪声比(SINR)的方法，所述方法包括：
‑
基于针对服务小区估计的信道脉冲响应确定通信系统的所述服务小区的信号功率的估计
‑
基于针对一个或多个干扰小区估计的信道脉冲响应确定通信系统的所述一个或多个干扰小区的信号功率的估计和
‑
基于确定的所述服务小区的信号功率的估计和确定的所述一个或多个干扰小区的信号功率的估计确定SINR的估计2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，SINR的估计进一步基于时域中的噪声方差的估计确定。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，SINR的估计基于以下等式确定：其中n表示信号的时隙数或副载波数，并且为噪声方差。4.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，基于服务小区在时域中的信道脉冲响应来确定通信系统的服务小区的信号功率的估计。5.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，服务小区的信号功率被估计为其中n表示信号的时隙数或副载波数，并且其中表示为服务小区确定的时域中相应的估计的信道脉冲响应系数。6.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，基于干扰小区在时域中的信道脉冲响应来确定通信系统的所述一个或多个干扰小区的信号功率的估计。7.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，所述一个或多个干扰小区的信号功率分别估计为其中n表示信号的时隙数或副载波数，并且其中表示为相应干扰小区确定的时域中相应的估计的信道脉冲响应系数。8.根据前述权利要求中的至少一项所述的方法，其特征在于，基于服务小区和/或所述一个或多个干扰小区的参考信号中的相应的小区特定的导频
序列，来分别估计针对服务小区和/或所述一个或多个干扰小区的信道脉冲响应。9.用于在使用OFDM信号的无线通信系统的接收器处来均衡接收符号的方法，所述方法包括：
‑
确定均衡器滤波器，以及
‑
将均衡器滤波器施加...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏海尔，
申请(专利权)人：无线电广播技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：