发明名称 应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法及装置
摘要
申请公布号 TWI345893 申请公布日期 2011.07.21
申请号 TW096136699 申请日期 2007.10.01
申请人 中华电信股份有限公司 发明人 刘家宏
分类号 H04B17/00;H04J11/00 主分类号 H04B17/00
代理机构 代理人 江舟峰 台北市中山区长安东路2段81号6楼
主权项 一种应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的装置,其至少包括:一讯框/符元同步器,该讯框/符元同步器系用以取得基地台发射出来讯框及正交分频多工符元的起始位置,并将起始位置传送至循环区间撷取器接收;一循环区间撷取器,该循环区间撷取器系接收讯框/符元同步器之起始位置,经计算以取得正交分频多工符元前的循环区间及其对应的位置,再将取得之对应位置传送至滑动窗框单元接收;一滑动窗框单元,该滑动窗框单元系接收循环区间撷取器之对应的位置,并将要进行处理的区域分成若干个大小相同的窗框,再依序或平行进行处理,并同时送入讯号至讯号能量侦测器及杂讯能量侦测器接收;一讯号能量侦测器,该讯号能量侦测器系用以估计每一个讯框内的讯号能量,并将其传送至通道变化侦测器、讯号杂讯比估计器及接收讯号强度估计器接收;一杂讯能量侦测器,该杂讯能量侦测器系用以估计每一个讯框内的杂讯能量,并将其传送至讯号杂讯比估计器及接收讯号强度估计器接收;一通道变化侦测器,该通道变化侦测器系利用讯号能量侦测器估计所得之窗框能量,决定通道变化的程度,并将通道变化的判断结果传送至通道估计器接收;一讯号杂讯比估计器,该讯号杂讯比估计器系将讯号能量侦测器及杂讯能量侦测器的计算结果,估计讯号杂讯比一接收讯号强度估计器,该接收讯号强度估计器系将讯号能量侦测器及杂讯能量侦测器的计算结果,估计接收讯号强度;一通道估计器,该通道估计器系与通道变化侦测器的判断结果,以估计通道频率响应。如申请专利范围第b>1/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的装置,其中该讯号能量侦测器之组成至少包括:一延迟i>N/i>取样点单元,用以将输入讯号延迟i>N/i>取样点,i>N/i>代表正交分频多工符元的长度,且为2的幂次方;一取共轭复数单元,用以取延迟N取样点单元输出的共轭复数;一复数乘法器,用以将输入讯号与取共轭复数单元输出相乘;一取实数单元,用以取出复数乘法器输出的实数部分;以及一累加器,用以计算窗框内累积的讯号能量。如申请专利范围第b>1/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的装置,其中该杂讯能量侦测器之组成至少包括:一延迟i>N/i>取样点单元,用以将输入讯号延迟i>N/i>取样点,i>N/i>代表正交分频多工符元的长度,且为2的幂次方;一复数减法器,用以将输入讯号与延迟N取样点单元的输出相减;一取共轭复数单元,用以取复数减法器的共轭复数;一复数乘法器,用以将复数减法器的输出与取共轭复数单元的输出相乘;以及一累加器,用以计算窗框内累积的杂讯能量。一种应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,系利用申请专利范围第b>1/b>项所述之装置,以估计无线通道的相关特性参数之方法,其步骤至少包括:步骤一:取得基地台发射出来讯框及正交分频多工符元的起始位置;步骤二:取得正交分频多工符元前的循环区间及其对应的位置;步骤三:将输入讯号切割成复数个大小相同的窗框;步骤四:分别估计讯号及杂讯的能量;步骤五:利用步骤四之结果分别估计出讯号杂讯比及接收讯号强度;步骤六:利用步骤四之结果估计通道变化的程度;步骤七:利用步骤五之结果估计通道的频率响应。如申请专利范围第b>4/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,其中该步骤一之起始位置系为前置符元。如申请专利范围第b>4/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,其中该步骤三之输入讯号切割成窗框的数目应大于等于2。如申请专利范围第b>4/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,其中该估计讯号能量的步骤至少包括:步骤一:将窗框内的讯号延迟i>N/i>取样点,并取其共轭复数;步骤二:利用复数乘法器将窗框内的讯号与其取共轭复数的输出相乘;步骤三:利用取实数单元只取出步骤二输出的实数部分;步骤四:利用累加器计算窗框内的累积能量。如申请专利范围第b>4/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,其中该估计杂讯能量的步骤至少包括:步骤一:利用复数减法器将窗框内的讯号与其延迟N取样点的输出相减;步骤二:利用复数乘法器将步骤一的输出与其经过取共轭复数单元的输出相乘;步骤三:利用累加器计算窗框内的累积能量。如申请专利范围第b>7/b>或b>8/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,其中该讯号能量及杂讯能量于估计时,为了提高准确度,最后几个容易受到符元间干扰窗框的结果将不列入计算,同时并累计跨符元循环区间的计算结果。如申请专利范围第b>4/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,其中该为根据电脑模拟的结果与实际应用的需求,设定判断通道变化程度的临界参考值,当第一个与最后一个窗框侦测结果的比值小于此一临界参考值,则判断目前的通道变化快速。反之,则判断目前的通道变化缓慢。如申请专利范围第b>4/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,其中该为可藉通道变化程度,适应性地在不同通道环境中切换不同的通道估计方法,以在接收机复杂度与效能之间获得较佳的平衡,即通道变化缓慢,则采用低复杂度的通道估计技术,例如:分段线性内差法;如通道变化快速,则采用高复杂度但高效能的通道估计技术,例如:最小均方误差技术。如申请专利范围第b>4/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,其中该估计通道的频率响应之步骤包括:步骤一:计算通道变化参数,利用讯号能量侦测器估计所得之窗框讯号能量及通道变化侦测器,侦测通道变化参数i>CV/i>;步骤二:比较通道变化参数与临界参考值i>η/i>2,当i>CV/i>>i>η/i>2,代表通道变化缓慢且相邻几个次载波的通道频率响应也是变化缓慢,此时的通道可视为平坦衰减,当i>CV/i>>i>η/i>2,代表通道变化快速且相邻几个次载波的通道频率响应变化快速,此时的通道可视为频率选择性衰减;步骤三:选择通道估计方法,根据通道变化参数i>CV/i>与临界参考值i>η/i>2,决定目前所采用的通道估计方法;当i>CV/i>>i>η/i>2,或者说平坦衰减的通道中,采用低复杂度的通道估计技术,例如分段线性内差法;当i>CV/i>>i>η/i>2,或者说频率选择性衰减的通道中,采用高复杂度且高效能的通道估计技术,例如最小均方误差技术;步骤四:计算后续正交分频多工个符元的通道变化参数,计算方式如步骤一中所述;步骤五:判断是否继续通讯动作,如果不需要继续,代表通讯结束或者用户端进入在休眠状态;此时则结束整个通道量测与估计的动作;反之,则继续下一个步骤;步骤六:比较通道变化参数与临界参考值i>η/i>1,如果之前选择高复杂度的通道估计技术,则回到步骤二,比较通道变化参数与临界参考值i>η/i>2,如果之前选择低复杂度的通道估计技术,则比较通道变化参数与临界参考值i>η/i>1,其中0<i>η/i>1<i>η/i>2<1,接下来,回到步骤三,并重复上述步骤。如申请专利范围第b>12/b>项所述之应用于正交分频多工系统之通道量测与估计的方法,其中该通道估计器系采用迟滞技巧,以避免通道估计方法的切换太过频繁。
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