專利名稱：Ofdm通信裝置及檢波方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字無線通信系統(tǒng)中使用的OFDM通信裝置及檢波方法。
背景技術：
現(xiàn)在地波傳輸線路中傳輸特性惡化的主要原因是多徑干擾。能抗該多徑干擾的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用)傳輸方式近年來引人注目。該OFDM傳輸方式是在某個信號區(qū)間復用相互正交的多個(幾十～幾百)數(shù)字調制波的方式。
現(xiàn)有OFDM通信裝置用FFT電路對接收信號進行時間-頻率變換后，通過對接收信號中包含的導頻符號和已知信號進行復數(shù)乘法來得到信道估計值。然后，通過對信道估計值和信息OFDM符號進行復數(shù)乘法來補償OFDM符號的傳播失真。然后，用糾錯電路對補償了傳播失真的OFDM符號進行糾錯，得到作為接收數(shù)據(jù)的信息比特串。
現(xiàn)有OFDM通信裝置在發(fā)送長信息的情況下，如

圖1所示，通過在信息OFDM符號中按某個一定間隔插入信道估計導頻符號(斜線部分)來跟蹤時時刻刻變動的傳播路徑特性。即，如圖2所示，現(xiàn)有OFDM通信裝置用由導頻符號A得到的信道估計值來補償信息OFDM符號1～n的傳播失真，用由導頻符號B得到的信道估計值來補償信息OFDM符號n+1～2n的傳播失真。
然而，現(xiàn)有OFDM通信裝置在這樣發(fā)送長信息的情況下，為了跟蹤傳播路徑特性的時間變動，需要頻繁地將導頻符號等已知信號插入到信息OFDM符號中。因此，在現(xiàn)有OFDM通信裝置進行的通信中，在發(fā)送長信息的情況下有傳輸效率降低的問題。
為了解決該問題，本發(fā)明人先前提出下述OFDM通信裝置及信道估計方法將接收信號的判定值用作已知信號，自適應地進行信道估計。由此，即使在發(fā)送長信息、傳播路徑特性的時間變動大的情況下，也能夠不降低傳輸效率，自適應地跟蹤傳輸線路特性的時間變動，維持低差錯率。
然而，在上述本發(fā)明人先前提出的OFDM通信裝置及信道估計方法中，在存在殘留相位誤差的情況下，有以下問題。所謂“殘留相位誤差”，是指用載波頻偏補償不能完全補償?shù)念l偏及頻率合成器的相位噪聲引起的相位誤差。
即，在上述本發(fā)明人提出的OFDM通信裝置及信道估計方法中，用對糾錯過的接收信號進行再編碼所得的信號或對傳播失真補償后的接收信號進行硬判定所得的信號來自適應地更新信道估計值，同時補償殘留相位誤差。然而，由于殘留相位誤差隨時間的變動量大于傳播路徑特性的變動引起的相位誤差隨時間的變動量，所以為了在自適應地更新信道估計值的同時估計、補償殘留相位誤差，需要只用新估計出的信道估計值來補償殘留相位誤差。
然而，如果只用新估計出的信道估計值來補償殘留相位誤差，則在糾錯后的信息比特或硬判定后的信息符號存在差錯的情況下，信道估計值的誤差變大。此外，如果只用新估計出的信道估計值來補償殘留相位誤差，則加性噪聲等干擾引起的估計誤差也不能忽略。因此，為了不使接收特性惡化，需要利用過去的信息來更新信道估計值。
然而，如果在用過去的信道估計值進行傳播失真的補償后通過導頻載波來估計、補償殘留相位誤差，則可能發(fā)生相位旋轉，以致不能跟蹤隨時間變動快的殘留相位誤差引起的相位變動，不能估計殘留相位誤差。
此外，在導頻載波引起的傳播失真的補償中誤差大的情況下，估計的殘留相位誤差中加有導頻載波的相位變動分量。如果在此狀態(tài)下進行殘留相位誤差的估計、補償，則由于導頻載波的相位變動量因各副載波而異，所以殘留相位誤差的估計值產生誤差，導致接收特性惡化。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供一種OFDM通信裝置及檢波方法，即使在傳播路徑特性隨時間的變動大的情況下也能夠不降低傳輸效率，自適應地跟蹤傳播路徑特性隨時間的變動，提高接收特性，并且即使在存在殘留相位誤差的情況下也能夠不降低傳輸效率，自適應地跟蹤殘留相位誤差隨時間的變動，提高接收特性。
為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中，在進行信道估計及傳播失真的補償前估計、補償殘留相位誤差。即，在本發(fā)明中，用除去了殘留相位誤差的信號來進行信道估計。此外，在本發(fā)明中，對接收信號中包含的各副載波共有的變化量即殘留相位誤差和因各副載波而異的變化量即傳播失真獨立地跟蹤各自隨時間的變動來進行補償。由此，在本發(fā)明中，即使在殘留相位誤差不能忽略的環(huán)境下發(fā)送長信息的情況下，也能夠得到優(yōu)良的接收特性，而不降低傳輸效率。
附圖的簡單說明圖1是現(xiàn)有信道估計方法中使用的符號的結構示意圖。
圖2是現(xiàn)有信道估計方法的說明圖。
圖3是本發(fā)明實施例1的OFDM通信裝置的結構方框圖。
圖4是本發(fā)明實施例1的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。
圖5是本發(fā)明實施例1的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路中的相位誤差運算電路的內部結構方框圖。
圖6是本發(fā)明實施例1的檢波方法中使用的符號的結構示意圖。
圖7是本發(fā)明實施例1的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路的另一內部結構方框圖。
圖8是本發(fā)明實施例2的OFDM通信裝置的結構方框圖。
圖9是本發(fā)明實施例2的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。
圖10是本發(fā)明實施例3的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。
圖11是本發(fā)明實施例4的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。
圖12是本發(fā)明實施例5的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。
圖13是本發(fā)明實施例6的OFDM通信裝置的結構方框圖。
圖14是本發(fā)明實施例6的OFDM通信裝置的殘留相位誤差估計電路的內部結構方框圖。
圖15是本發(fā)明實施例7的OFDM通信裝置的結構方框圖。
圖16是本發(fā)明實施例7的OFDM通信裝置的相位噪聲補償電路的內部結構方框圖。
圖17是本發(fā)明實施例8的OFDM通信裝置的結構方框圖。
實施發(fā)明的最好形式以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。
(實施例1)圖3是本發(fā)明實施例1的OFDM通信裝置的結構方框圖。
經天線101接收到的OFDM信號由無線接收電路102進行無線接收處理，成為基帶信號。該基帶信號由無線接收電路102內的正交檢波器進行正交檢波處理，由低通濾波器除去無用頻率分量后，由A/D變換器進行A/D變換。雖然通過正交檢波處理將接收信號分為同相分量和正交分量，但是在附圖中作為一個信號路徑。
該基帶信號由FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里葉變換)電路103進行FFT運算。通過該FFT運算來得到各副載波上分配的信號。FFT電路103進行了FFT運算的信號被送至殘留相位誤差補償電路104。然后，殘留相位誤差補償電路104用接收OFDM信號中包含的連續(xù)送來的導頻信號進行延遲檢波，來進行殘留相位誤差的估計。此外，殘留相位誤差補償電路104根據(jù)估計出的殘留相位誤差，對導頻符號、和導頻符號以后的信息OFDM符號的所有副載波進行殘留相位誤差的補償。
補償了殘留相位誤差的信號被送至傳播路徑失真補償電路105。傳播路徑失真補償電路105通過對接收OFDM信號中包含的導頻符號和已知信號進行復數(shù)乘法來進行信道估計。由此，得到最初的信道估計值(初始值)。
此外，傳播路徑失真補償電路105用最初的信道估計值對每個OFDM符號逐個進行信息OFDM符號的傳播失真的補償。補償了傳播失真的信息OFDM符號被逐個送至糾錯電路106，由糾錯電路106進行糾錯。從糾錯電路106中按編碼單位來輸出糾錯過的信息比特串。該信息比特串被送至檢錯電路107，由檢錯電路107對該信息比特串進行檢錯。然后，檢錯后的信息比特串被作為接收數(shù)據(jù)從檢錯電路107輸出。
檢錯后的信息比特串定期地被送至再編碼電路108。在再編碼電路108中，對糾錯過的信息比特串進行再編碼處理、再調制處理、及再排列處理。這樣再編碼過的糾錯后的信息比特串被送至傳播路徑失真補償電路105。傳播路徑失真補償電路105將該再編碼過的信息比特串用作已知信號。即，傳播路徑失真補償電路105通過對該再編碼過的信息比特串和FFT運算過的信號進行復數(shù)乘法來進行信道估計，求信道估計值。然后，在傳播路徑失真補償電路105中，通過該信道估計值來更新最初的信道估計值。
這里，為了兼顧信道估計值的估計精度和對信道估計值隨時間的變動的跟蹤性，考慮還用過去的信道估計值來進行信道估計值的更新。在此情況下，也由于處于對輸入到傳播路徑失真補償電路105中的接收OFDM信號已經補償了隨時間的變動量相對大的殘留相位誤差分量的狀態(tài)，所以能夠以高精度、自適應地估計、補償因傳播路徑特性的變動而產生隨時間的變動量相對小的相位誤差及相位噪聲。
另一方面，各副載波的發(fā)送數(shù)據(jù)在通過例如QPSK(Quadrature Phase ShiftKeying，四相移相鍵控)或QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交調幅)等調制方式進行數(shù)字調制后，被輸入到IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，逆快速傅里葉變換)電路109。然后，輸入到IFFT電路109中的發(fā)送信號由IFFT電路109進行IFFT運算，成為OFDM信號。該OFDM信號被送至無線發(fā)送電路110，在D/A變換后進行規(guī)定的無線處理，經天線101發(fā)送。
接著，用圖4及圖5來說明殘留相位誤差補償電路的結構及操作。圖4是圖3所示的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。而圖5是圖4所示的相位誤差運算電路的內部結構方框圖。
圖4所示的殘留相位誤差補償電路是用連續(xù)發(fā)送的多個導頻符號來進行殘留相位誤差的估計、補償?shù)碾娐?。此外，本實施例中的OFDM通信使用的符號的結構示于圖6。即，在導頻符號以外的前置碼之后接續(xù)有發(fā)送作為已知信號的多個信道估計導頻符號，在該多個導頻符號之后接續(xù)有信息OFDM符號。
FFT處理過的接收OFDM信號中的第1個導頻符號通過開關201的接通、斷開控制而被輸入到延遲器202、復數(shù)乘法器203及相位誤差運算電路204。第2個導頻符號也同樣被輸入。然后，在復數(shù)乘法器203中，通過對第1個導頻符號和第2個導頻符號進行復數(shù)乘法來進行延遲檢波。如果發(fā)送了n個導頻符號，則在第i個和第i-1個導頻符號間進行延遲檢波。延遲檢波過的信號表示連續(xù)的2個導頻符號間的相位差。
復數(shù)乘法器203被設定為按能夠忽略傳播路徑特性隨時間的變動的時間進行延遲檢波。因此，從復數(shù)乘法器203輸出的信號為只包含殘留相位誤差分量的信號。然后，該只包含殘留相位誤差分量的信號被輸入到相位誤差運算電路204。
相位誤差運算電路204用通過延遲檢波而算出的各副載波的殘留相位誤差來計算估計精度高的殘留相位誤差。這里，在復數(shù)乘法器203的后級設有相位誤差運算電路204是基于下述理由。即，通過使用導頻符號或導頻載波的延遲檢波而算出的各副載波的殘留相位誤差包含加性噪聲。因此，如果單個使用各副載波的殘留相位誤差，則殘留相位誤差的估計精度惡化。因此，為了用根據(jù)導頻符號或導頻載波而算出的多個殘留相位誤差來抑制噪聲分量，計算估計精度更高的殘留相位誤差，在復數(shù)乘法器203的后級設有相位誤差運算電路204。
相位誤差運算電路204采用例如圖5所示的內部結構。在相位誤差運算電路204中，首先，從復數(shù)乘法器203輸出的各導頻載波的所有的延遲檢波輸出分別按同相分量(I分量)、正交分量(Q分量)，由全部接收導頻載波加法器301及全部接收導頻載波加法器302相加。
另一方面，由平方和電路303計算各導頻載波的功率值(I2+Q2)，由全部接收導頻載波加法器304將各導頻載波的所有的功率值相加。
然后，除法器305及除法器306通過將相加后的延遲檢波輸出除以功率相加值，對相加后的延遲檢波輸出進行歸一化(使振幅為1)。
通過使相位誤差運算電路204采用圖5所示的結構，能夠對從多個導頻載波得到的殘留相位誤差進行平均來增大S/N。因此，能夠估計更正確的殘留相位誤差。
相位誤差運算電路204的結構不限于上述結構。即，相位誤差運算電路204只要是能夠抑制噪聲分量、增大S/N的電路，則采用任何結構都可以。例如，作為相位誤差運算電路204的結構，可以采用1)通過等增益合成來提高S/N的結構；2)通過最大比合成來提高S/N的結構；3)通過用超過規(guī)定閾值的導頻載波或導頻符號的載波進行平均、等增益合成或最大比合成來提高S/N的結構；4)使用通過接收功率最大的載波而得到的相位誤差的結構。上述任一結構的目的都是提高相位誤差的估計結果的S/N。
此外，在使用2個以上的導頻符號的情況下，通過由相位誤差運算電路204對運算結果進行平均，能夠估計進一步抑制了噪聲分量的正確的相位誤差。
來自相位誤差運算電路204的輸出信號被暫時存儲到存儲器205后，被輸入到復數(shù)乘法器206。在復數(shù)乘法器206中，通過對前1個符號之前在存儲器207中累計的殘留相位誤差、和本次算出的殘留相位誤差進行復數(shù)乘法來新進行累計。然后，殘留相位誤差的新的累計值被存儲到存儲器207。
該存儲的殘留相位誤差的累計值通過開關208的接通、斷開控制而按一定間隔被輸出到復數(shù)乘法器209。然后，復數(shù)乘法器209對來自FFT電路103的輸出信號和殘留相位誤差的累計值進行復數(shù)乘法。由此，補償接收OFDM信號的殘留相位誤差。補償了殘留相位誤差的接收OFDM信號被送至傳播路徑失真補償電路105。
在殘留相位誤差補償電路104中，如圖7所示，也可以用選擇器501來取代圖4所示的開關201，用信息OFDM符號間插入的導頻載波來進行殘留相位誤差的估計、補償。
在此情況下，從FFT電路103輸出的接收OFDM信號中，由選擇器501取出導頻載波。導頻載波以外的信號被輸入到復數(shù)乘法器209。選擇器501取出的導頻載波通過上述同樣的操作由復數(shù)乘法器203與前一個導頻載波進行復數(shù)乘法。由此，進行延遲檢波。
延遲檢波后的信號被輸入到相位誤差運算電路204。然后，相位誤差運算電路204計算殘留相位誤差的估計值。算出的殘留相位誤差的估計值被存儲到存儲器205。
存儲器205中存儲的殘留相位誤差的估計值被輸入到復數(shù)乘法器206，與存儲器207中存儲的過去累計的殘留相位誤差進行復數(shù)乘法。由此，1個OFDM符號的殘留相位誤差被存儲到存儲器207。然后，通過用復數(shù)乘法器209對來自FFT電路103的輸出信號和殘留相位誤差的累計值進行復數(shù)乘法，來補償接收OFDM信號的殘留相位誤差。補償了殘留相位誤差的接收OFDM信號被送至傳播路徑失真補償電路105。
這樣，根據(jù)本實施例，在正確地估計、補償因載波的同步偏差而產生的殘留相位誤差后，進行信道估計及傳播失真的補償。因此，根據(jù)本實施例，即使在殘留相位誤差大的情況下，在信道估計及傳播失真的補償時也只跟蹤傳播路徑特性的變動即可。因此，根據(jù)本實施例，即使在存在殘留相位誤差的情況下，也能夠進行接收特性優(yōu)良的同步檢波。
(實施例2)本實施例的OFDM通信裝置與實施例1的OFDM通信裝置的不同點在于在FFT處理的前級對時間序列信號進行殘留相位誤差的估計、補償。
圖8是本發(fā)明實施例2的OFDM通信裝置的結構方框圖。在圖8中，對與圖3所示的結構相同的結構附以與圖3相同的標號，并且省略其詳細說明。
殘留相位誤差補償電路601對從無線接收電路102輸出的OFDM信號進行殘留相位誤差的估計、補償。殘留相位誤差補償電路601采用圖9所示的結構。圖9是圖8所示的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。
從無線接收電路102輸出的時間序列信號被輸入到延遲器701及復數(shù)乘法器702。然后，在復數(shù)乘法器702中，通過對連續(xù)發(fā)送的多個導頻信號進行復數(shù)乘法來進行延遲檢波。延遲檢波過的信號被輸入到累計器703。
這里，如果設FFT的輸入輸出數(shù)為N、接收導頻符號為R(mT,n)、T為1個OFDM符號時間、m=0,1,2,…、n=1,2,…,N，則復數(shù)乘法器702及累計器703處理后的輸出如下式(1)所示。Σn=1NR(mT,n)R((m-1)T,n)---(1)]]>接著，上式(1)所示的處理結果由歸一化電路704進行歸一化，使得振幅為1,1個FFT采樣時間中變化的相位變動量(復數(shù)值)由相位變動量計算器705來計算。
算出的1個FFT采樣時間中的相位變動量被輸入到復數(shù)乘法器706。然后，復數(shù)乘法器706在前1個FFT樣本之前在存儲器708中存儲的相位變動量上累計本次算出的1個樣本的相位變動量。該累計出的相位變動量由歸一化電路707進行歸一化、使得振幅為1后，被存儲到存儲器708。然后，復數(shù)乘法器709通過對來自無線接收電路102的輸出信號和相位變動量進行復數(shù)乘法，來補償接收OFDM信號的殘留相位誤差。
這樣，根據(jù)本實施例，與實施例1同樣，在正確地估計、補償因載波頻率的同步偏差而產生的殘留相位誤差后，進行信道估計及傳播失真的補償。因此，根據(jù)本實施例，即使在殘留相位誤差大的情況下，在信道估計及傳播失真的補償時也只需跟蹤傳播路徑特性的變動即可。因此，根據(jù)本實施例，即使在存在殘留相位誤差的情況下，也能夠進行接收特性優(yōu)良的同步檢波。
(實施例3)本實施例的OFDM通信裝置與實施例1的OFDM通信裝置的不同點在于在殘留相位誤差補償電路中，用在多個符號中對殘留相位誤差的估計值進行平均所得的值來補償殘留相位誤差。
本實施例的OFDM通信裝置的結構除了殘留相位誤差補償電路以外與實施例1相同，所以在本實施例中，只說明殘留相位誤差補償電路。
圖10是本發(fā)明實施例3的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。在圖10中，對與圖4所示的結構相同的結構附以與圖4相同的標號，并且省略其詳細說明。
延遲檢波后的信號被輸入到相位誤差運算電路204。然后，相位誤差運算電路204計算殘留相位誤差的估計值。算出的殘留相位誤差的估計值被輸出到平均電路801及開關802。
在平均電路801中，計算多個OFDM符號的殘留相位誤差的估計值的平均值。這里，平均所用的符號數(shù)n是為了使得殘留相位誤差的估計值中不包含導頻載波的傳播路徑特性隨時間的變動分量、而比傳播路徑特性隨時間的變動量充分小的值。平均過的殘留相位誤差的估計值被暫時存儲到存儲器803后，被輸出到開關802。平均電路801進行的平均處理的方法只要能夠降低加性噪聲引起的估計誤差即可，沒有特別的限定。
開關802切換來自相位誤差運算電路204的輸出和來自存儲器803的輸出，輸入到復數(shù)乘法器206。這樣由開關802來切換向復數(shù)乘法器206的輸出是為了在平均處理結束之前的n個符號期間，直接使用相位誤差運算電路204的輸出(即，未平均過的殘留相位誤差的估計值)，而在平均處理結束后，使用存儲器803的輸出(即，平均過的殘留相位誤差的估計值)，從而減小因平均處理而產生的殘留相位誤差估計、補償處理中的處理延遲。
在對n個符號進行平均之前的期間，也可以逐個使用該時刻平均過的值來進行殘留相位誤差的估計、補償。即，在第i個(1＜i＜n)符號中，也可以使用第1個至第i個的平均值。
開關802選擇出的殘留相位誤差的估計值被輸入到復數(shù)乘法器206。
這樣，根據(jù)本實施例，在殘留相位誤差補償電路中，用根據(jù)2個符號以上的導頻符號或導頻載波而估計出的殘留相位誤差的平均值來補償殘留相位誤差，所以即使在存在殘留相位誤差的情況下，也能夠進行接收特性優(yōu)良的檢波處理，并且能夠降低因加性噪聲而產生的殘留相位誤差的估計值的誤差。
(實施例4)本實施例的OFDM通信裝置與實施例1的OFDM通信裝置的不同點在于在殘留相位誤差補償電路中，組合進行根據(jù)導頻符號對殘留相位誤差的估計、和根據(jù)導頻載波對殘留相位誤差的估計，使用兩者算出的殘留相位誤差的估計值來補償殘留相位誤差。
本實施例的OFDM通信裝置的結構除了殘留相位誤差補償電路以外與實施例1相同，所以在本實施例中，只說明殘留相位誤差補償電路。
圖11是本發(fā)明實施例4的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。在圖11中，對與圖4所示的結構相同的結構附以與圖4相同的標號，并且省略其詳細說明。
圖11所示的殘留相位誤差補償電路組合了實施例1中的使用導頻符號的殘留相位誤差補償電路、和實施例1中使用導頻載波的殘留相位誤差補償電路。
在圖11中，首先，相位誤差運算電路1用導頻符號的延遲檢波結果來計算殘留相位誤差的估計值，該算出的殘留相位誤差的估計值被輸出到開關901及開關902。此時，開關901處于將相位誤差運算電路1算出的殘留相位誤差的估計值存儲到存儲器205的狀態(tài)，而開關902處于將相位誤差運算電路1算出的殘留相位誤差的估計值輸入到復數(shù)乘法器206的狀態(tài)。
對于導頻符號之后接續(xù)的信息OFDM符號，相位誤差運算電路2用導頻載波的延遲檢波結果來計算殘留相位誤差的估計值。相位誤差運算電路1及相位誤差運算電路2采用與實施例1中的相位誤差運算電路204相同的結構。
根據(jù)存儲器205中存儲的導頻符號而算出的殘留相位誤差的估計值由乘法器903進行加權。此外，根據(jù)導頻載波而算出的殘留相位誤差的估計值由乘法器904進行加權。然后，這些加權過的殘留相位誤差的估計值由加法器905進行相加。因此，加法器905的輸出如下式(2)所示。
加法器905的輸出=W×(根據(jù)導頻載波而算出的殘留相位誤差的估計值)+(1-W)×(前1個殘留相位誤差的估計值)…(2)這里，W是加權系數(shù)，由系數(shù)選擇電路906提供。系數(shù)選擇電路906根據(jù)基于線路品質等品質信息的控制信號來選擇預先設定的加權系數(shù)。也可以使所有情況下的加權系數(shù)相同。
加法器905中的相加結果被輸出到存儲器205及復數(shù)乘法器206。此時，開關901處于將相加結果存儲到存儲器205的狀態(tài)，而開關902處于將相加結果輸入到復數(shù)乘法器206的狀態(tài)。
這樣，根據(jù)本實施例，在殘留相位誤差補償電路中，組合進行根據(jù)導頻符號對殘留相位誤差的估計、和根據(jù)導頻載波對殘留相位誤差的估計，使用兩者算出的殘留相位誤差的估計值來補償殘留相位誤差，所以即使在存在殘留相位誤差的情況下，也能夠進行接收特性優(yōu)良的檢波處理，并且能夠進行精度極高的殘留相位誤差的估計。
(實施例5)本實施例的OFDM通信裝置與實施例4的OFDM通信裝置的不同點在于在殘留相位誤差補償電路中，用在多個符號中對殘留相位誤差的估計值進行平均所得的值來補償殘留相位誤差。
本實施例的OFDM通信裝置的結構除了殘留相位誤差補償電路以外與實施例4相同，所以在本實施例中，只說明殘留相位誤差補償電路。
圖12是本發(fā)明實施例5的OFDM通信裝置的殘留相位誤差補償電路的內部結構方框圖。在圖12中，對與圖11所示的結構相同的結構附以與圖11相同的符號，并且省略其詳細說明。
相位誤差運算電路2算出的殘留相位誤差的估計值被輸出到平均電路1001。
在平均電路1001中，計算多個OFDM符號的殘留相位誤差的估計值的平均值。這里，平均所用的符號數(shù)n是為了使得殘留相位誤差的估計值中不包含導頻載波的傳播路徑特性隨時間的變動分量、而比傳播路徑特性隨時間的變動量充分小的值。平均過的殘留相位誤差的估計值被暫時存儲到存儲器1002后，被輸出到乘法器904。平均電路1001進行的平均處理的方法只要能夠降低加性噪聲引起的估計誤差即可，沒有特別的限定。
存儲器205中存儲的殘留相位誤差的估計值由乘法器903進行加權，而平均過的殘留相位誤差的估計值由乘法器904進行加權。然后，這些加權過的殘留相位誤差的估計值由加法器905進行相加。
這樣，根據(jù)本實施例，在殘留相位誤差補償電路中，用在多個符號中對殘留相位誤差的估計值進行平均所得的值來補償殘留相位誤差，所以即使在存在殘留相位誤差的情況下，也能夠進行接收特性優(yōu)良的檢波處理，并且能夠進行精度極高的殘留相位誤差的估計。再者，在本實施例中，能夠降低因加性噪聲而產生的殘留相位誤差的估計值的誤差。
(實施例6)本實施例的OFDM通信裝置與實施例1的OFDM通信裝置的不同點在于同時并行進行FFT處理和殘留相位誤差的估計。
圖13是本發(fā)明實施例6的OFDM通信裝置的結構方框圖。在圖13中，對與圖3所示的結構相同的結構附以與圖3相同的標號，并且省略其詳細說明。
從無線接收電路102輸出的時間序列信號被同時輸出到FFT電路103及殘留相位誤差估計電路1101。即，對該時間序列信號，一方面由FFT電路103進行FFT處理，另一方面同時并行地由殘留相位誤差估計電路1101進行殘留相位誤差的估計。
殘留相位誤差估計電路1101采用圖14所示的結構。圖14是圖13所示的殘留相位誤差估計電路的內部結構方框圖。
從無線接收電路102輸出的時間序列信號被輸入到延遲器1201及復數(shù)乘法器1202。然后，在復數(shù)乘法器1201中，通過對連續(xù)發(fā)送的多個導頻信號進行復數(shù)乘法來進行延遲檢波。延遲檢波過的信號被輸入到累計器1203。
這里，如果設FFT的輸入輸出數(shù)為N、接收導頻符號為R(mT,n)、T為1個OFDM符號時間、m=0,1,2,…、n=1,2,…,N，則復數(shù)乘法器1202及累計器1203處理后的輸出如下式(3)所示。Σn=1NR(mT,n)R((m-1)T,n)----(3)]]>接著，通過用歸一化電路1204對上式(3)所示的處理結果進行歸一化以使得振幅為1，來計算1個OFDM符號區(qū)間中的殘留相位誤差的估計值，算出的殘留相位誤差的估計值被存儲到存儲器1205。然后，復數(shù)乘法器1102通過對來自FFT電路103的輸出信號和殘留相位誤差的估計值進行復數(shù)乘法，來補償接收OFDM信號的殘留相位誤差。
這樣，根據(jù)本實施例，由于同時并行進行FFT處理和殘留相位誤差的估計，所以即使在存在殘留相位誤差的情況下，也能夠進行接收特性優(yōu)良的檢波處理，并且能夠縮短對接收信號進行殘留相位誤差的估計、補償所需的時間。
(實施例7)本實施例的OFDM通信裝置與實施例1的OFDM通信裝置的不同點在于在進行信道估計及傳播失真的補償后，進行相位噪聲的估計、補償。
本實施例的OFDM通信裝置采用下述結構在實施例1的OFDM通信裝置的傳播路徑失真補償電路的后級設有相位噪聲補償電路。圖15是本發(fā)明實施例7的OFDM通信裝置的結構方框圖。在圖15中，對與圖3所示的結構相同的結構附以與圖3相同的標號，并且省略其詳細說明。
在殘留相位誤差估計補償電路104中，在使用導頻符號的殘留相位誤差的估計值或該估計值在多個符號中的平均值的情況下，在殘留相位誤差中不包含相位噪聲引起的相位誤差分量。此外，在傳播路徑失真補償電路105中，進行一次信道估計后，在下次進行信道估計之前，用同一信道估計值進行傳播失真的補償，所以除了總括進行解調的情況，難以跟蹤每個符號變動的相位噪聲。因此，在本實施例中，在傳播路徑失真補償電路105的后級設有相位噪聲補償電路1301來應付。
圖16是圖15所示的相位噪聲補償電路1301的內部結構方框圖。在圖16中，選擇器1401從傳播路徑失真補償電路105輸出的接收OFDM信號中取出導頻載波。導頻載波被輸入到復數(shù)乘法器1402，而導頻載波以外的信號被輸入到復數(shù)乘法器1404。
輸入到復數(shù)乘法器1402中的接收導頻載波和與發(fā)送導頻載波相同的導頻載波信號進行復數(shù)乘法。由此，計算各導頻載波的相位誤差。根據(jù)各導頻載波而算出的相位誤差被輸入到相位誤差運算電路1403。然后，相位誤差運算電路1403通過對各相位誤差實施等增益合成或最大比合成等處理，來計算更正確的相位誤差。然后，復數(shù)乘法器1404通過進行相位誤差運算電路1403算出的相位誤差和信息載波之間的復數(shù)乘法，來補償信息載波的相位噪聲。
這樣，根據(jù)本實施例，在進行信道估計及傳播失真的補償后進行相位噪聲的估計、補償，所以即使在存在殘留相位誤差的情況下，也能夠進行接收特性優(yōu)良的檢波處理，并且能夠對通過殘留相位誤差的補償及傳播失真的補償不能完全補償?shù)南辔辉肼曔M行補償。
(實施例8)本實施例的OFDM通信裝置與實施例7的OFDM通信裝置的不同點在于按照接收信息的長度及相位噪聲量來切換是否進行殘留相位誤差的估計、補償及相位噪聲的估計、補償。
圖17是本發(fā)明實施例8的OFDM通信裝置的結構方框圖。在圖17中，對與圖15所示的結構相同的結構附以與圖15相同的標號，并且省略其詳細說明。
在圖17中，在連續(xù)接收的符號的長度短的情況下，開關1501處于直接連接FFT電路103和傳播路徑失真補償電路105的狀態(tài)，而開關1502處于經相位噪聲補償電路1301連接傳播路徑失真補償電路105和糾錯電路106的狀態(tài)。即，在接收信息的長度短的情況下，通過后級的同步檢波來進行相位噪聲的估計、補償，而不通過前級的延遲檢波來進行殘留相位誤差的估計、補償。
在接收的符號的長度短的情況下處于這種連接狀態(tài)是基于以下的理由。即，在接收的符號的長度短的情況下，能夠通過用前置碼進行的載波頻偏補償來充分補償頻偏，殘留相位誤差變得充分小，所以無需在信道估計及傳播失真的補償?shù)那凹夁M行殘留相位誤差的估計、補償。
此外，也可考慮在信道估計及傳播失真的補償?shù)那凹?，由使用延遲檢波的殘留相位誤差估計補償電路104來進行殘留相位誤差及相位噪聲的估計、補償。然而，在接收的符號的長度短的情況下，相位誤差隨時間的變動量小，所以用使用同步檢波的相位噪聲補償電路1301來估計、補償相位噪聲，則能夠高精度地估計、補償相位噪聲。
另一方面，在接收的符號的長度長、而且相位噪聲能夠忽略的情況下，開關1501處于經殘留相位誤差估計補償電路104連接FFT電路103和傳播路徑失真補償電路105的狀態(tài)，而開關1502處于直接連接傳播路徑失真補償電路105和糾錯電路106的狀態(tài)。
此外，在接收的符號的長度長、而且相位噪聲不能忽略的情況下，開關1501處于經殘留相位誤差估計補償電路104連接FFT電路103和傳播路徑失真補償電路105的狀態(tài)，而開關1502處于經相位噪聲補償電路1301連接傳播路徑失真補償電路105和糾錯電路106的狀態(tài)。
也可以根據(jù)經通信信道以外的信道接收的表示符號長度的控制信息來進行開關1501及開關1502的切換控制。
這樣，根據(jù)本實施例，按照接收信息的長度及相位噪聲量來切換是否進行殘留相位誤差的估計、補償及相位噪聲的估計、補償，所以能夠進行接收特性優(yōu)良的檢波處理，并且按照接收信息的長度及相位噪聲量來進行沒有無用處理的、總是最佳的同步檢波。
在上述實施例1～8中，對糾錯后的接收信號進行再編碼并用作已知信號來自適應地進行信道估計。然而，在上述實施例1～8中，也可以對糾錯前的信號進行硬判定，將該硬判定過的信號用作已知信號來自適應地進行信道估計。
此外，本發(fā)明不限于上述實施例1～8，而是可以進行各種變更來實施。例如，在本發(fā)明中，也可以適當組合實施例1～8來實施。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，即使在傳播路徑特性隨時間的變動大的情況下也能夠不降低傳輸效率，自適應地跟蹤傳播路徑特性隨時間的變動，提高接收特性，并且即使在存在殘留相位誤差的情況下也能夠不降低傳輸效率，自適應地跟蹤殘留相位誤差隨時間的變動，提高接收特性。
本說明書基于平成11年9月13日申請的特愿平11-258912號。其內容全部包含于此。
產業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠應用于無線通信系統(tǒng)中使用的基站裝置、和與該基站裝置進行無線通信的移動臺等通信終端裝置。
權利要求
1.一種OFDM通信裝置，包括殘留相位誤差補償器，估計及補償OFDM信號中包含的信息符號的殘留相位誤差；以及傳播失真補償器，對上述殘留相位誤差補償器補償了殘留相位誤差的信息符號的傳播失真進行補償；上述傳播失真補償器通過用傳播失真補償前的信息符號和傳播失真補償后的信息符號估計出的信道估計值對補償了殘留相位誤差的信息符號的傳播失真進行補償。
2.如權利要求1所述的OFDM通信裝置，其中，殘留相位誤差補償器通過使用OFDM信號中包含的多個已知信號的延遲檢波來估計殘留相位誤差。
3.如權利要求2所述的OFDM通信裝置，包括對OFDM信號進行FFT處理的FFT器，殘留相位誤差補償器在用上述FFT對信息符號實施FFT處理期間，用FFT處理前的已知信號來估計殘留相位誤差。
4.如權利要求1所述的OFDM通信裝置，其中，殘留相位誤差補償器求殘留相位誤差的平均值，將該平均值作為殘留相位誤差的估計值。
5.如權利要求1所述的OFDM通信裝置，其中，殘留相位誤差補償器對用導頻符號求出的第1殘留相位誤差、和用導頻載波求出的第2殘留相位誤差分別進行加權，將加權后的第1殘留相位誤差和加權后的第2殘留相位誤差相加所得的值作為殘留相位誤差的估計值。
6.如權利要求5所述的OFDM通信裝置，其中，殘留相位誤差補償器求第2殘留相位誤差的平均值，對該平均值進行加權。
7.如權利要求1所述的OFDM通信裝置，包括相位噪聲補償器，通過使用已知信號的同步檢波來估計及補償用殘留相位誤差補償器及傳播失真補償器不能補償?shù)南辔辉肼暋?br> 8.如權利要求7所述的OFDM通信裝置，其中，按照信息符號的長度及相位噪聲量來切換殘留相位誤差補償器和傳播失真補償器之間的連接狀態(tài)、及傳播失真補償器和相位噪聲補償器之間的連接狀態(tài)。
9.一種搭載OFDM通信裝置的通信終端裝置，其中，上述OFDM通信裝置包括殘留相位誤差補償器，估計及補償OFDM信號中包含的信息符號的殘留相位誤差；以及傳播失真補償器，對上述殘留相位誤差補償器補償了殘留相位誤差的信息符號的傳播失真進行補償；上述傳播失真補償器通過用傳播失真補償前的信息符號和傳播失真補償后的信息符號估計出的信道估計值對補償了殘留相位誤差的信息符號的傳播失真進行補償。
10.一種搭載OFDM通信裝置的基站裝置，其中，上述OFDM通信裝置包括殘留相位誤差補償器，估計及補償OFDM信號中包含的信息符號的殘留相位誤差；以及傳播失真補償器，對上述殘留相位誤差補償器補償了殘留相位誤差的信息符號的傳播失真進行補償；上述傳播失真補償器通過用傳播失真補償前的信息符號和傳播失真補償后的信息符號估計出的信道估計值對補償了殘留相位誤差的信息符號的傳播失真進行補償。
11.一種檢波方法，包括殘留相位誤差補償步驟，估計及補償OFDM信號中包含的信息符號的殘留相位誤差；傳播失真補償步驟，對上述殘留相位誤差補償步驟補償了殘留相位誤差的信息符號的傳播失真進行補償；在上述傳播失真補償步驟中，通過用傳播失真補償前的信息符號和傳播失真補償后的信息符號估計出的信道估計值對補償了殘留相位誤差的信息符號的傳播失真進行補償。
全文摘要
在通過由殘留相位誤差補償電路104在OFDM信號中包含的導頻符號之間進行延遲檢波來補償OFDM信號的殘留相位誤差后,傳播失真補償電路105將再編碼后的信號用作已知信號,來補償OFDM信號的傳播失真。
文檔編號H04L27/26GK1321376SQ00801820
公開日2001年11月7日 申請日期2000年9月13日 優(yōu)先權日1999年9月13日
發(fā)明者今村大地 申請人:松下電器產業(yè)株式會社