專利名稱：具有多個根據(jù)g-rake結(jié)構(gòu)的fft的ofdm接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及無線通信系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及用于接收并處理彌散環(huán)境中正交頻分復(fù)用(OFDM)信號的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
OFDM是對于若干現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)、例如WiFi、3GPP LTE,WiMax等選擇的無線電接入技術(shù)。OFDM的主要思想是在頻域并行發(fā)射若干窄帶符號，將這些符號使用快速傅里葉逆變換和快速傅里葉變換(IFFT/FFT)操作有效地轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的時域波形，或從對應(yīng)的時域波形轉(zhuǎn)換。由于各個單獨副載波是窄帶，因此符號相對頻率選擇性衰落或傳播信道中的彌散(也稱為多徑干擾)也比較強健。對于中等多徑，即使總體信號頻帶呈現(xiàn)衰落下降，但是信道對于其窄頻帶上的每個符號保持近似平坦，將符號間干擾(ISI)限制于充分的低水平用于可接受結(jié)果。為了進一步改進多徑魯棒性，可通過在發(fā)射之前向時域OFDM符號的開頭預(yù)先追加那個符號的最后部分的拷貝而引入循環(huán)前綴(CP)。如果信道彌散比CP的長度短，則使用 CP完全消除ISI，這在本領(lǐng)域是公知的。圖4中描繪了基線OFDM接收器結(jié)構(gòu)10。OFDM信號在一個或多個天線12處接收， 并由前端接收器電路14處理，前端接收器電路14可包含低噪聲放大、頻率向下轉(zhuǎn)換、模擬濾波等。該信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 16數(shù)字化，并由數(shù)字濾波器18基帶濾波。定時參考例如使用CP屬性或已知的同步信號建立，并提供給快速傅里葉變換(FFT)處理器20。開始于定時參考的長度為N的樣本序列然后由FFT 20處理。各個載波被反旋以撤銷信道估計塊 22中每個載波信道的影響，并且發(fā)射的符號由符號檢測器M恢復(fù)。當(dāng)在嚴(yán)重彌散信道上嘗試OFDM發(fā)射時，所得到的ISI可能不可忽略不計，而不管在OFDM方案中構(gòu)建的魯棒性的程度如何。這個結(jié)果甚至可發(fā)生在應(yīng)用CP時。限制實際系統(tǒng)中CP的長度，因為它選為提供“典型”情形下的保護與最小化未直接改進可用數(shù)據(jù)速率或覆蓋的“浪費的”發(fā)射能量之間的折中。特別是，多個小區(qū)站點合作發(fā)射同一信號的單頻網(wǎng)絡(luò)(SFN)或協(xié)調(diào)多點(CoMP)部署將引起具有非常大延遲擴展的有效多徑信道，即便各個單獨信道會十分小時也如此。由此，存在延遲擴展將超過CP并在OFDM中引入ISI的實際傳播情形。當(dāng)嘗試以高編碼率發(fā)射時，甚至中等ISI都將是不利的，并限制用戶體驗的數(shù)據(jù)速率。簡單地延長CP 的長度是不可取的，因為CP是冗余信息，發(fā)射冗余信息消耗空中接口帶寬，而無助于數(shù)據(jù)傳送。

發(fā)明內(nèi)容
處理接收的OFDM信號以確定多個參考延遲，該參考延遲可包含多徑信道的路徑延遲，以及不對應(yīng)于傳播路徑的其它延遲。確定對應(yīng)于每個參考延遲的有效信道估計，這是在每個延遲觀察到的噪聲分量和ISI的協(xié)方差。對于所有副載波確定導(dǎo)致最大組合后SINR的組合權(quán)重。對應(yīng)的多個FFT被應(yīng)用于輸入樣本流，每一個參考延遲一個。然后使用組合權(quán)重組合來自每個FFT輸出的各個副載波。這產(chǎn)生具有抑制ISI的單個FFT輸出，其可用于所有進一步處理。備選地，可在隨后級的基帶處理中組合多個FFT輸出。本發(fā)明的一個實施例涉及一種在無線通信接收器中處理接收的OFDM信號的方法。在一個或多個天線處接收OFDM信號。在接收的信號中每個OFDM符號確定至少兩個參考延遲。以每個確定的參考延遲對接收信號進行FFT處理以生成至少兩組頻域樣本。對于每組頻域樣本生成信道和干擾估計?；谛诺篮透蓴_估計確定組合權(quán)重以生成最大組合后 SINR。使用組合權(quán)重組合至少兩組頻域樣本，并且從組合的頻域樣本中檢測符號。本發(fā)明的另一個實施例涉及OFDM接收器。該接收器包含可操作用于接收OFDM信號的一個或多個天線和可操作用于生成多個FFT處理參考延遲的定時控制單元。該接收器還包含可操作用于響應(yīng)于定時控制單元以兩個或更多參考延遲對接收信號進行FFT處理以生成兩組或更多組頻域樣本的FFT處理器。該接收器還包含可操作用于生成每組頻域樣本的信道和協(xié)方差估計的信道和協(xié)方差估計器以及可操作用于生成得出最大組合后SINR 的組合權(quán)重并基于組合權(quán)重組合所述組頻域樣本以檢測OFDM符號的符號檢測器。


圖1是描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的OFDM處理的概念方法的定時圖。圖2是描繪根據(jù)本發(fā)明實施例處理彌散環(huán)境中OFDM信號的方法的流程圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例用于處理彌散環(huán)境中OFDM信號的OFDM接收器的功能框圖。圖4是現(xiàn)有技術(shù)OFDM接收器的功能框圖。
具體實施例方式記號和信道模型考慮具有符號長度N的OFDM發(fā)射系統(tǒng)，并且為了說明簡便，沒有CP。令所關(guān)注的當(dāng)前符號X含有N個按副載波的符號Xn。前面和后面的符號分別由^和Xf表示。期望符號的對應(yīng)發(fā)射波形然后由IFFT給出
權(quán)利要求
1.一種在無線通信接收器中處理接收的正交頻分復(fù)用(OFDM)信號的方法，包括在一個或多個天線處接收所述OFDM信號；在所述接收信號中確定每個接收器天線的每個OFDM符號的至少兩個參考延遲；以每個確定的參考延遲對所述接收信號進行快速傅里葉變換(FFT)處理以生成至少兩組頻域樣本；確定所述組頻域樣本的組合權(quán)重；使用所述組合權(quán)重組合所述至少兩組頻域樣本；以及從組合頻域樣本中檢測符號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括生成每組頻域樣本的信道和干擾估計，并且其中確定組合權(quán)重包括基于所述信道和干擾估計確定組合權(quán)重。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述組頻域樣本的組合權(quán)重包括確定生成最大組合后信號與干擾和噪聲比(SINR)的組合權(quán)重。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述接收信號中確定每個OFDM符號的至少兩個參考延遲包括評估無線電信道分布圖并檢測所述無線電信道分布圖中的峰值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述無線電信道分布圖包括路徑延遲分布圖(PDP)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中在所述接收信號中確定每個OFDM符號的至少兩個參考延遲還包括基于所述PDP的形狀增加附加延遲。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中以每個確定的參考延遲對所述接收信號進行FFT處理包括將偏移了所述延遲的FFT采樣窗口內(nèi)的符號建模為通過所述偏移循環(huán)移位的原始樣本序列的FFT，然后移除回繞部分，并用相鄰符號的干擾部分替代它。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述采樣窗口內(nèi)的所述FFT由下式給出
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述每個路徑ISI項具有如下結(jié)構(gòu)
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生成每組頻域樣本的干擾估計包括基于至少一個其它組頻域樣本生成每組頻域樣本的干擾協(xié)方差矩陣。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，其中基于所述信道和干擾估計確定組合權(quán)重包括滿足
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中生成信道估計包括估計時域信道分布圖并應(yīng)用離散傅里葉變換(DFT)以產(chǎn)生頻域系數(shù)。
13.—種正交頻分復(fù)用(OFDM)接收器，包括一個或多個天線，可操作用于接收OFDM信號；定時控制單元，可操作用于生成多個FFT處理參考延遲；快速傅里葉變換(FFT)處理器，可操作用于響應(yīng)于所述定時控制單元以兩個或更多參考延遲對所述接收信號進行FFT處理，以便生成兩組或更多組頻域樣本；以及符號檢測器，可操作用于生成組合權(quán)重，并基于所述組合權(quán)重組合所述組頻域樣本以檢測OFDM符號。
14.如權(quán)利要求13所述的接收器，還包括信道和協(xié)方差估計器，所述信道和協(xié)方差估計器可操作用于生成每組頻域樣本的信道和協(xié)方差估計，并且其中所述符號檢測器可操作用于生成得出最大組合后信號與干擾和噪聲比(SINR)的組合權(quán)重。
15.如權(quán)利要求13所述的接收器，還包括前端處理電路，所述前端處理電路置于所述天線與所述FFT處理器之間，并可操作用于向下轉(zhuǎn)換和數(shù)字化所述接收信號。
16.如權(quán)利要求13所述的接收器，其中所述定時控制單元包括定時同步單元，可操作用于生成所述接收信號的路徑延遲分布圖(PDP)；以及控制單元，接收所述PDP，并可操作用于生成FFT處理參考延遲。
17.如權(quán)利要求16所述的接收器，其中所述定時同步單元還可操作用于基于所述PDP 的形狀生成附加延遲。
18.如權(quán)利要求13所述的接收器，其中所述FFT處理器可操作用于將偏移了參考延遲的FFT采樣窗口內(nèi)的符號建模為通過所述偏移循環(huán)移位的原始樣本序列的FFT，然后移除回繞部分，并用相鄰符號的干擾部分替代它。
全文摘要
處理接收的OFDM信號以確定多個參考延遲，該參考延遲可包含多徑信道的路徑延遲。確定對應(yīng)于每個參考延遲的有效信道估計，這是在每個延遲觀察到的ISI和噪聲分量的協(xié)方差。對于所有副載波確定導(dǎo)致最大組合后SINR的組合權(quán)重。對應(yīng)的多個FFT被應(yīng)用于輸入樣本流，每一個參考延遲一個。然后使用組合權(quán)重組合來自每個FFT輸出的各個副載波。這產(chǎn)生具有抑制ISI的單個FFT輸出，其用于進一步處理。
文檔編號H04L25/03GK102318301SQ201080008672
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者A·賴亞爾, B·林多夫 申請人:瑞典愛立信有限公司