应用导频子载波结构的ＯＦＤＭ调制解调器制造技术

一种ＯＦＤＭ调制解调器，其利用了用于信道估计的导频子载波信号结构，来减少调制解调器的链路延迟，或者可选地，利用插入在ＯＦＤＭ信号中的伪随机数序列，随后用于检测信道估计。ＯＦＤＭ信号包括多个符号，每个符号具有多个携带数据的近间隔的正交数据子载波信号。在一些实施例中，在数据子载波信号中插入一个或多个导频子载波信号。用预定的导频调制机制来调制每个导频子载波信号。对于ＯＦＤＭ信号的每个连续符号持续时间，每个导频子载波信号放在不同的子载波信号位置，以形成滑动导频子载波信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】应用导频子载波结构的OFDM调制解调器相关申请交叉引用本专利技术要求在美国法典第35条第119(e)款下、2007年8月31日提交的、标题 为“应用导频子载波结构的OFDM调制解调器”(OFDMModem Using Pilot Sub-carrier Structure)、美国临时申请序号60/969，519 (代理人案号35928-510PR0)的权益，其全文引 用在此。
技术介绍
正交频分复用(0FDM)调制解调器设计为能够应付各种通信环境的恶化，所述各 种通信环境包括有线系统的准静态信道到快速移动的无线移动系统的高动态信道。同时信 道对调制解调器的性能和设计有很大影响，其它需求，例如数据速率、BER和端到端应用的 延迟增加了额外的需求，也影响着调制解调器的最终设计。对于基于包的应用，例如WiFi和WiMax，OFDM调制解调器，通常可以容忍大的延 迟，并且因此可以交错、编码和前导(preamble)，来用于信道估计。在频域中，很多导频信道 还用于辅助例如消除残留频率偏移、时钟定时恢复以及其他需要一个符号接一个符号的校 对的微调操作。在电路交换型(circuit-switched)(连续传输)0FDM链路中，大部分同步 和捕获算法是基于连续接收的符号(辅助决策或引导决策)。在CS 0FDM链路中，延迟需求 比包交换0FDM更严格，调制解调器仍然可以享受频域或时域中出现的导频音。在这里所描 述的本专利技术能够使得具有严格的时间和/或频率限制的0FDM调制解调器为调制解调器中 的功能单元，例如AFC、最大比合并(Maximal RatioCombining)和MIM0，来进行信道估计。
技术实现思路
本专利技术提供了一种0FDM调制解调器，其应用了用于信道估计的导频子载波信号 结构，来减少调制解调器的链路延迟。0FDM信号包括多个符号，每个符号具有携带数据的多 个近间隔的正交数据子载波信号。在一个实施例中，一种方法包括在数据子载波信号中插 入一个或多个导频子载波信号。用预定的导频调制机制来调制每个导频子载波信号。所述 方法还包括，对于0FDM信号的每一个连续的符号持续时间，将每一个导频子载波信号放在 不同的子载波信号位置，来形成滑动导频(sliding pilot)子载波信号。在另一个实施例中，一种方法包括接收0FDM信号，OFDM信号包括多个携带数据的 近间隔的正交数据子载波信号，0FDM信号还包括插入在多个数据子载波信号中并且用预定 导频调制机制调制的一个或多个导频子载波信号，对于0FDM信号的每个连续的符号持续 时间，每个导频子载波信号放置在不同的子载波信号信道位置，以形成滑动导频子载波信 号。所述方法还包括确定用于0FDM信号的信道估计的一个或多个导频子载波信号，来确定 多个数据子载波信号。在又一个实施例中，提出了一种调制解调器。所述调制解调器包括 接收器来接收如上所述的0FDM信号。所述调制解调器还包括处理器，用于确定用于0FDM 信号的信道估计的一个或多个导频子载波信号，以确定多个数据子载波信号。在又一个实施例中，提出了一种用于0FDM信号的信道估计的方法。所述方法包括以低于数据子载波功率水平的信号功率，在每个个体数据子载波信号中插入伪随机数序 列；在接收器接收OFDM信号；以及在接收器检测伪随机数序列用于OFDM信号的信道估计， 来确定多个数据子载波信号。在附图和下面的说明书中给出一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利 要求书中，其他特点和优点将变得明显。附图说明下面参照如下附图来详细描述上述和其他方面。图1示出了前导结构的示例。图2示出了导频子载波结构的示例。图3示出了单个“滑动导频”子载波结构的示例。图4示出了具有多个符号的单个“滑动导频”子载波结构的示例。图5示出了具有两个天线发射分集的“滑动导频”子载波结构的示例。图6示出了用于单个天线发射器的“导频铺垫(pilot underlay) ”。图7示出了用于两个具有STTD的天线发射器的“导频铺垫”。不同附图中相同的标号表示相同的元件。具体实施例方式为了信号的相关接收，在任何给定的时间知道信号的相位是重要的。然而，时变传 播信道的相位损失意味着需要进行连续的信道估计来消除传播信道对所接收信号相位的 影响。可以采用在时间或频率上进行的相位估计，从而校正每个子载波的相位。在时间或 频率上的相位估计需要时间上的已知序列，或者频域上的导频子载波，或者两者。图1示出 了 802. 11a OFDM链路的前导结构，其中在每个包的开始发射十个“短”和两个“长”符号。 短符号用于自动增益控制(AGC)、粗略的自动频率控制(AFC)和包检测，长符号主要用于精 细AGC、信道估计和符号定时同步。设计前导符号以便他们的频谱响应还可以用于进一步的 调制解调器功能的微调。图2示出了作为频域导频示例的802. 11a导频子载波⑷。这些子载波用于对例 如残留载波频率、相位偏移、时钟定时误差和信道估计等因素的估计进行微调。如果不能容忍与重复的前导相关联的链路延迟，并且可用的导频子载波的数量受 限，那么使用“滑动导频”来在多个符号持续时间上对整个波段进行信道估计。可以有一个 或多个滑动子载波。只要信道相关时间长于信道估计“刷新速率”(即，完成所有子载波的 全扫频的速率)，信道估计可以用于调制解调器同步和检测算法。利用802. 11a示例和系统 参数，图3示出了单个的“滑动导频”子载波的示例。参照图3，在时间、的符号发射期间发射的导频子载波将导频音放在有效子载波 1上，而，用于时间、的符号的导频子载波处于子载波2，依此类推。只要信道估计的刷新 速率是传播信道相关时间的分数，信道估计就是有效的。在上述示例中，在秒的符号持 续时间中，完成信道估计需要0. 2m秒。在移动速度为3km/h的室内环境中，预期有大约23m 秒的信道相关时间，这比信道估计刷新速率长了 100倍。实际上，如图4中所示，导频可以 在给定的子载波上停留两个(或更多)符号持续时间，而不会对信道估计精确性有很大影响。通过在两个连续符号期间将导频音保持在一个子载波上，可以更好的估计相位、频率和 时钟定时误差。还能提供更好的信道幅度和相位估计。就像802. 11a，可以用预定序列来调制滑动导频，其中该序列可以用于识别下一个 子载波的位置。可选地，如果在发射器端和接收器端之间存在帧(或时隙)同步机制，可以 用帧边界来同步导频子载波选择。相比于数据子载波，还可以用更高的功率来发射导频子 载波，这有利于识别导频子载波，同时还提高了信道估计质量。为了辅助链路(AGC、AFC、样本时钟定时、信道估计)的初始捕获，可以在会话开始 时利用长的训练序列(基于时间和/或频率)，此后利用滑动导频来跟踪信道变化。还可以 通过训练序列来清空数据，发射不规则的训练序列来辅助该过程，所述不规则的训练序列 是因为BER或FER不能满足所需的阈值而需要的。还可以再次通过清空数据，来规则地但 是偶尔地(比如每隔100m秒)发送这些短的训练序列，引起瞬间高BER。对于多发射天线(MTA)和多输入/多输出(MIM0)机制，所需的不同信道估计的 数量等于发射分支的数量。对于两天线发射空间_时间分集(还被称作STTD或Alamouti MIM0)机制，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其中在包括多个符号的ＯＦＤＭ信号中，每个符号具有多个携带数据的近间隔的正交数据子载波信号，所述方法包括：在数据子载波信号中插入一个或多个导频子载波信号，用预定的导频调制机制来调制每个导频子载波信号；以及对于ＯＦＤＭ信号的每个连续符号持续时间，将每个导频子载波信号以不同的子载波信号位置放置，以形成滑动导频子载波信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-8-31 60/969,519一种方法，其中在包括多个符号的OFDM信号中，每个符号具有多个携带数据的近间隔的正交数据子载波信号，所述方法包括在数据子载波信号中插入一个或多个导频子载波信号，用预定的导频调制机制来调制每个导频子载波信号；以及对于OFDM信号的每个连续符号持续时间，将每个导频子载波信号以不同的子载波信号位置放置，以形成滑动导频子载波信号。2.如权利要求1所述的方法，还包括根据预定的导频调制机制来发射具有滑动导频子 载波信号的OFDM信号。3.如权利要求2所述的方法，还包括接收OFDM信号的每个连续符号持续时间；以及确定用于OFDM信号的信道估计的一个或多个导频子载波信号，来确定多个数据子载 波信号。4.如权利要求3所述的方法，其中信道估计发生在两个或多个符号持续时间上。5.如权利要求1所述的方法，其中导频调制机制包括以比每个数据子载波信号更高的 功率来发射每一个导频子载波信号。6.如权利要求1所述的方法，其中导频调制机制包括用帧边界来同步调制序列，每个 帧包括一个或多个OFDM符号。7.如权利要求1所述的方法，其中编辑OFDM信号用于在多个天线上发射，每个天线对 应于不同的信道，并且其中插入一个或多个导频子载波信号还包括在每个信道上在数据子 载波信号中插入一个或多个导频子载波信号。8.一种方法，包括接收OFDM信号，该OFDM信号包括多个携带数据的近间隔的正交数据子载波信号，该 OFDM信号还包括插入在多个数据子载波信号中并且用预定导频调制机制调制的一个或多 个导频子载波信号，对于OFDM信号的每个连续的符号持续时间，每个导频子载波信号放置 在不同的子载波信号信道位置，以形成滑动导频子载波信号；以及确定用于OFDM信号的信道估计的一个或多个导频子载波信号，来确定多个数据子载 波信号。9.如权利要求8所述的方法，其中在每个连续符号持续期间内，滑动导频子载波信号 位于连续的子载波信号信道位置。10.如权利要求8所述的方法，其中不同的子载波信号信道位置基于编码的序...

【专利技术属性】
技术研发人员：BB莫西比，
申请(专利权)人：奈克斯蒂维蒂有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]