在正交频分复用系统中使用线性内插方案的信道估计方法和装置以及使用其的接收机的制作方法

专利名称：在正交频分复用系统中使用线性内插方案的信道估计方法和装置以及使用其的接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及在使用多载波的无线通信系统中的信道估计方法和信道估
计装置，更具体地，涉及在正交频分复用(OFDM)系统中的信道估计方法 和信道估计装置以及使用其的接收机。
背景技术：
当前，随着通信产业的发展和用户对于分组数据业务的需求的增加，对 于能够有效提供高速分组数据业务的通信系统的需求在增加。由于现有的通 信网络主要是为了语音服务的目的而开发的，因此它们的缺点在于它们的数 据传输带宽相对较小并且使用费很高。为了解决此缺点，人们迅速开始了对 使用OFDM方案的研究，其中OFDM方案是一种提供扩大的带宽的无线接 入方案。
OFDM方案是一种将串行输入的符号流转换成并行信号的多载波传输 方案。利用多个正交副载波调制转换后的并行信号并且发送调制后的信号。 OFDM方案已被广泛地用在需要高速传输的数字传输技术中，例如宽带无线 因特网技术、数字音频广播(DAB)技术、无线局域网(WLAN)技术等等。
在OFDM系统中的对在其上传输无线信号的信道的估计包括基于导频 信号的估计方法、使用决定定向方案中解码的数据的方法、以及使用不利用 已知数据估计信道的盲(blind)检测方案。 一般来说，假定在无线通信系统 中使用相干解调，则发送端发送用于信道估计的导频信号，而用于执行相干 解调的接收端基于接收到的导频信号估计信道。
现在将参照图1A到IC描述在传统OFDM系统的传输帧中如何布置导 频信号。在传统OFDM系统中，根据导频信号是沿着频率轴、是沿着时间 轴还是沿着这二者布置，导频布置方案可以分成块型(block-type )导频布置 方案、梳型(comb-type)导频布置方案和网格型(lattice-type)导频布置方 案。图1A示出了块型导频布置方案，图IB示出了梳型导频布置方案，图1C示出了网格型导频布置方案。
在图1A到1C中，横坐标代表时间，纵坐标代表频率，每个阴影部分 Pl代表导频信号。
在图1A所示的块型导频布置方案中，导频信号被分别布置在沿着时间 轴的特定OFDM符号处，并且当沿着频率轴看过去时被布置在OFDM符号 的所有副载波处。该方案需要在时间轴上进行内插以便估计影响数据信号的 信道。在图1B所示的梳型导频布置方案中，导频信号被均匀分布在各个 OFDM符号上，并且被布置在每个时间间隔处的相同的副载波上。此方案需 要在频率轴上进行内插以便估计影响时间信号的信道。在图1C所示的网格 型导频布置方案中，导频信号被有规律地沿着时间和频率轴布置。此方案需 要在时间和频率轴上都进行内插，以便估计适合于可变信道环境并且影响数 据信号的信道。
下面提供对当根据固定规则在时间和频率轴上布置导频信号时如何执 行对于例如DVB-H帧的信道估计的描述。在图2所示的DVB-H帧中，使 用梳型导频布置方案和网格型导频布置方案的组合来布置导频信号。该组合 方案需要在时间和频率轴上都进行内插，以便估计适合于可变信道环境并且 影响数据信号的信道。
对于这种方案，当时间轴上的导频间隔与频率轴上的导频间隔相比较 时，传统内插技术开始于导频间隔较窄的轴。也就是说，首先在导频间隔较 窄的轴上进行内插，然后在导频间隔较宽的轴上进行内插。由于在导频间隔 较宽的轴上进行内插时发生已知的信道信息，因此与导频间隔相比，内插间 隔减小。换句话说，当首先在导频间隔较窄的轴上进行内插时，通过该内插 获得了对于一些数据部分的信道信息。该信道信息可以与在导频间隔较宽的 轴上观察时的相同的数据部分对应，因而在导频间隔较宽的轴上进行内插时 导频部分和一些数据部分变为已知的，这样，与导频间隔相比，实际的内插 间隔减小。
图3示出了在传统OFDM系统中用于信道估计的内插操作的顺序。如 果假定OFDM系统是具有如图2所示的帧结构的DVB-H系统，则在时间轴 上的导频间隔是4个符号，如参考数字"301"所指示的，在频率轴上的导 频间隔是12个符号，如参考数字"303"所指示的。因而，首先在时间轴上 进行由箭头符号①指定的内插，然后在频率轴上指定由箭头符号②指定的内插。因而，为了进行内插①和②，必须提供用于在时间轴上内插的至少一个 导频信息。此外，由于使用时间轴上的内插得到的结果值来进行频率轴上的 内插，因此该结果值也必须存储在存储器中。因而，为了进行如图3所述的 内插，需要例如(5 x导频位置数x数据格式)的存储器容量。这里，导频
位置不仅包括一个OFDM符号的导频位置，而是包括循环重复的分散导频 的所有位置。
更详细地，在上述5乘以导频位置数乘以数据格式的存储器容量中，数 字"5"表示当导频信号在时间轴上每4个符号重复时连续的2个导频部分 的信道信息，以及通过使用所述2个导频部分的信道信息内插得到的3个数 据部分的信道。导频位置数表示包括与四个循环重复对应的四个OFDM符 号的所有导频位置的导频位置数，数据格式表示代表一个信道信息所需的比 特数。
在如上所述的内插技术中，由于必须存储与导频间隔对应的OFDM符 号的数据，因此需要较大的存储器容量来在导频间隔较窄的轴上进行内插。 也就是说，在图3中，时间轴上的4个符号的导频间隔相对较小，但是需要 能够存储至少5个符号的存储器容量。
此外，传统内插技术在确保终端高速移动的无线环境中的性能方面有局 限。也就是说，由于不管随着接收机移动的速度增加时间轴上的衰落的增加 的变化如何，时间轴上的内插间隔都是固定的，因而终端的性能会退化。此 外，例如，图2的帧结构需要至少4个OFDM符号的间隔的导频信息，以 ^_在时间轴上进行内插，并且必须^^用至少8个OFDM符号的导频信息， 以便创建频率轴上的有规律的位置处的已知信道值。因而，影响频率轴上的 内插的OFDM符号数是8个以上，随着传输速度变得越来越快，其与相干 时间相比不会变窄。
因而，在传统OFDM系统中的信道估计方法存在如下问题由于时间 轴上的内插间隔是固定的而导致接收机的性能退化，并且需要大存储器容量 来进行频率轴上的内插。结果，需要对于此问题的解决方案。

发明内容
因而，做出本发明来解决传统系统中出现的上述问题，并且本发明的一 方面提供一种在OFDM系统中使用线性内插方案的信道估计方法和信道估计装置以及使用其的接收机。
本发明的又一方面提供一种在OFDM系统中适合于其中接收机高速移
动的无线环境的信道估计方法和信道估计装置以及使用其的接收机。
本发明的再一方面提供一种在OFDM系统中能够最小化接收机所需的 存储器容量的信道估计方法和信道估计装置以及使用其的接收机。
根据本发明的上述方面，提供一种在OFDM系统的接收机中的信道估 计方法，该信道估计方法包括接收并存储符号，以及当接收到导频符号时， 估计携带导频符号的导频分配副载波的信道，也就是导频信道；当在信道估 计度量(metric)中的第一导频分配副载波处估计两个导频信道时，从与第 一导频分配信道相邻的第二导频分配副载波估计的导频信道中，搜索在发送 了由第一导频分配副载波携带的两个导频的时间间隔内估计的导频信道；以 及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个估计的导频信道形成的三角 形中的数据符号的信道。
才艮据本发明的另一方面，提供一种在OFDM系统的接收机中的信道估 计方法，该信道估计方法包括接收并存储符号，以及当接收到导频符号时， 估计携带导频符号的导频分配副载波的信道，也即导频信道；在接收到由导 频分配副载波携带的一个导频和估计该导频分配副载波的导频信道的时间 点，从由其它导频分配副载波先前携带的导频中，搜索与该一个导频相连以 形成信道估计度量中的最小三角形的两个其它导频的导频信道；以及估计携 带包括在由该信道估计度量中的三个估计的导频信道形成的三角形中的数 据符号的信道。
根据本发明的再一方面，提供一种在OFDM系统的接收机中提供的信 道估计装置，该信道估计装置包括导频信道估计器，用于接收并存储符号， 以及当接收到导频符号时，估计携带导频符号的导频分配副载波的信道，也 就是导频信道；线性内插器，当在信道估计度量中的第一导频分配副载波处 估计两个导频信道时，从与第一导频分配信道相邻的第二导频分配副载波估 计的导频信道中，搜索在发送了由第一导频分配副载波携带的两个导频的时 间间隔内估计的导频信道，以及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个 估计的导频信道形成的三角形中的数据符号的信道。
根据本发明的另一方面，提供一种在OFDM系统的接收机中提供的信 道估计装置，该信道估计装置包括导频信道估计器，用于接收并存储符号，以及当接收到导频符号时，估计携带导频符号的导频分配副载波的信道，也 即导频信道；线性内插器，在接收到由导频分配副载波携带的一个导频和估 计该导频分配副载波的导频信道的时间点，从由其它导频分配副载波先前携 带的导频中，搜索与该一个导频相连以形成信道估计度量中的最小三角形的 两个其它导频的导频信道，以及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个 估计的导频信道形成的三角形中的数据符号的信道。
才艮据本发明的又一方面，提供了一种OFDM系统的接收机装置，该接 收机装置包括RF端，用于接收并处理无线信号；快速傅立叶变换器，用 于将该无线信号转换成频域信号；导频信道估计器，用于当从该无线信号中 检测到导频时，估计携带导频的导频分配副载波的信道，也就是导频信道； 线性内插器，当在信道估计度量中的第一导频分配副载波处估计两个导频信 道时，从与第一导频分配信道相邻的第二导频分配副载波估计的导频信道 中，搜索在发送了由第 一导频分配副载波携带的两个导频的时间间隔内估计 的导频信道，以及估计携带包括在由信道估计度量中的三个估计的导频信道 形成的三角形中的数据符号的信道；信道补偿器，用于通过使用从线性内插 器输出的信道信息补偿所估计的信道的信号；以及解码器，用于将接收到的 估计后的信道的信号解码成原始信号。
冲艮据本发明的另一方面，提供一种在OFDM系统的接收机装置，该接 收机装置包括RF端，用于接收并处理无线信号；快速傅立叶变换器，用 于将该无线信号转换成频域信号；导频信道估计器，用于当从该无线信号中 检测到导频时，估计携带导频的导频分配副载波的信道，也即导频信道；线 性内插器，在接收到由导频分配副载波携带的一个导频和估计该导频分配副 载波的导频信道的时间点，从由其它导频分配副载波先前携带的导频中，搜 索与该一个导频相连以形成信道估计度量中的最小三角形的两个其它导频 的导频信道，以及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个估计的导频信 道形成的三角形中的数据符号的信道；信道补偿器，用于通过使用从线性内 插器输出的信道信息补偿所估计的信道的信号；以及解码器，用于将接收到 的估计后的信道的信号解码成原始信号。


通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中
图1A到1C示出了如何在OFDM系统的传输帧中布置导频信号；
图2示出了在普通DVB-H帧中的导频布置方案；
图3示出了在传统OFDM系统中用于信道估计的内插操作的序列；
图4是示出根据本发明的在OFDM系统中进行线性内插以用于信道估
计的接收机的结构的框图5是示出根据本发明的在OFDM系统中的信道估计方法的流程图6是示出根据本发明的一个实施例的线性内插方法的图7是示出根据本发明的另 一个实施例的线性内插方法的图8是示出根据本发明的在线性内插器中提供的存储器的结构的图9是示出当应用本发明的线性内插方法时存储信道信息的存储器的
状态如何随时间变化的图10是示出根据本发明的应用于信道估计中的信息内插方法的流程
图；以及
图11是示出根据本发明的在信道估计中接收机的性能测试结果的图。
具体实施例方式
下文中，将参照附图描述本发明的优选实施例。在以下描述中，相同的 元素将用相同的参考数字来表示，尽管它们示出了不同的附图中。此外，在 以下描述中，将仅描述那些对于理解本发明的操作所必需的部分，而略去合 并于此的已知功能和结构的详细描述，以便于不会使得本发明的主题不清楚。
图4是示出才艮据本发明的在OFDM系统中进行线性内插以用于信道估 计的接收机的结构的框图。图4中的OFDM接收机包括已知元件，例如 模数转换器(ADC) 403，用于将通过天线401接收到的模拟信号转换成数 字信号；接收(Rx)滤波器405,用于从接收到的信号中提取并滤波出仅仅服 务带的信号；以及快速傅立叶变换器(FFT) 407，用于将接收到的时域信号 转换成频域信号。
图4中的接收机还包括导频信道估计器409a，用于从转换的接收到的 信号中估计导频信号的信道(即，导频信道)；线性内插器409b，用于根据 本发明使用关于估计后的导频信道的信息来估计数据信号的信道进行线性内插，如下所述，并被称为对角线内插，其允许时间和频率轴上的同时内插；
信道补偿器411 ，用于使用从线性内插器409b输出的内插信息补偿估计后的 信道的信号；以及解码器413，用于将补偿后的信道的接收到的信号解码成 原始信号。这里，导频信道估计器409a和线性内插器409b构成根据本发明 的信道估计器409,并且线性内插器409b具有存储器(未示出)，用于存储 估计后的信道值和估计下一信道值所需的增量值。
图5是示出根据本发明的在OFDM系统中的信道估计方法的流程图。 在图5中，包括在参考数字"R1"指定的块中的操作是在图4的信道估计器 409中#丸行的。
首先，在步骤501中，接收机通过天线401接收无线信号，并将该无线 信号传送给ADC 403。在步骤503中，ADC将接收到的模拟信号量化成数 字信号，并将该数字信号输出到Rx滤波器405。在步骤505中，Rx滤波器 405从接收到的信号中滤波出预定服务带的信号，并输出滤波后的信号。在 步骤507中，FFT 407执行解调操作，以将从Rx滤波器405输出的时域信 号转换成频域信号。在步骤509中，导频信道估计器409a确定从FFT 407 输出的信号中是否检测到导频信号。当导频信道估计器409a检测到导频信 号时，其在步骤511中估计导频信道。在步骤513中，线性内插器409b根 据本发明使用关于估计后的导频信道的信息进行对角线内插，其允许时间和 频率轴上的同时内插，从而估计数据信号的信道。
在步骤515中，信道补偿器411使用估计后的信道补偿接收到的信号的 信道。最后，在步骤517中，解码器413将其信道已被补偿的接收到的信号 解码成原始信号。如果在步骤509中从FFT407输出的信号中未检测到导频 信号，则步骤511和513的操作被省略，信道估计方法进行到步骤515，仅 执行信道补偿操作。
现在将参照图6到10详细描述根据本发明的由信道估计器409进行的 线性内插方法。
这里，使用图6和7所示的信道估计度量来描述信道估计方法。信道估 计度量是以正交坐标系统的形式的，符号传输的时隙示出在纵坐标上，横坐 标示出了副载波频率。用于识别各个时隙的时间索引表示在信道估计度量的 纵坐标上，用于识别各个副载波的频率索引表示在信道估计度量的横坐标 上。在信道估计度量上，在沿着横坐标的连续副载波中每两个或多个副载波分配导频。在图6和7中，每三个副载波分配导频，并且这样的分配了导频 的每个副载波将被称为导频分配副载波。此外，如这里所用的，用于在导频
分配副载波上布置导频的方案采用网;f各型导频布置方案，其中导频沿着时间 轴在两个相邻的导频分配副载波之间移动一个或多个时隙。图6示出了根据 本发明的一个实施例的线性内插方法，其中黑色的圆圏Pl表示导频信号。 图6中的操作是由线性内插器409b进行的。图6所示的内插方案的特征在 于，在信道估计中进行时间轴上的内插、频率轴上的内插、以及允许同时进 行时间轴上的内插和频率轴上的内插的对角线内插。在图6中，参考数字 "①"、"②"和"③"指示内插操作的次序，并且如果"①"和"②"次序
颠倒也没关系。
参照图6，在频率索引为3的导频分配副载波上的4个符号的间隔内依 次接收到两个导频。在接收到第二个导频的时间点，信道估计器409从在接 收到这两个接收到的导频的时间间隔内接收到的导频中，搜索与频率索引3 对应的导频分配副载波紧接着的导频分配副载波携带的导频，以便快速估计 已接收到的数据符号的信道。也就是说，参照图6，搜索具有索引(6， 3) (其意思是索引(频率轴，时间轴))的导频。然后，如图6所示，通过连 接在信道估计度量上选择的导频符号(也就是具有索引(3， 6)、 (3， 2)和 (6, 3)的导频符号)从而形成三角形。换句话说，本发明提出了一种通过 快速内插包括在该三角形中的数据来估计信道的方法。
首先，在连接信道估计度量上的三个导频的连接线上存在的数据的信道 通过线性内插这三个导频的信道估计信息被估计。在图6中，由于在连接与 索引(3, 2)和(6， 3)对应的导频的连接线上不存在数据符号，因此进行 用于估计连接与索引(3， 2)和(3， 6)对应的导频的连接线上存在的数据 符号的信道的内插①，以及用于估计连接与索引(3， 6)和(6， 3)对应的 导频的连接线上存在的数据符号的信道的内插②。如果通过内插①和内插② 得到数据符号的估计的信道值，也即估计的数据信道值，则可以通过使用该 估计的数据信道值进行频率轴的内插来估计三角形内的每个数据符号的信 道值，其由图6中的参考数字"③"表示。
图7示出了才艮据本发明的另一个实施例的线性内插方法，其中黑色的圓 圏Pl表示导频信号。图7中的操作是由线性内插器409b执行的。图7所示 的内插方案的特征在于，在信道估计中进行频率轴上的内插以及允许同时进行时间轴上的内插和频率轴上的内插的对角线内插。在图7中，参考数字 "①"、"②"和"③"指示内插操作的次序，并且如果"①"和"②"次序 颠倒也没关系。
参照图7,在接收到信道估计度量上的与索引(5， 4)对应的导频的时 间点，信道估计器409如下操作。信道估计器409从与对应于频率索引5的 导频分配副载波不同的导频分配副载波先前携带的其它导频中，搜索与具有 索引(5， 4)的导频相连以形成最小面积的三角形的两个导频的信道估计信 息。也就是说，搜索与图7中的索引(8， 1)和(11， 2)对应的导频。然 后，如图7所示，通过连接在信道估计度量上选择的这三个导频形成三角形。 首先，在连接信道估计度量上的三个导频的连接线上存在的数据的信道通过 线性内插这三个导频的信道估计信息^L估计。在图7中，由于在连接与索引 (8, l)和(ll， 2)对应的导频的连接线上不存在数据符号，因此进行用 于估计连接与索引(5， 4)和(8， 1)对应的导频的连接线上存在的数据符 号的信道的内插①，以及用于估计连接与索引(5， 4)和(11， 2)对应的 导频的连接线上存在的数据符号的信道的内插②。如果通过内插①和内插② 得到数据符号的估计的信道值，也即估计的数据信道值，则可以通过使用该 估计的数据信道值进行频率轴的内插来估计三角形内的每个数据符号的信 道值，其由图7中的参考数字"③"表示。对于图7所示的三角形内的其余 数据符号的信道估计也以类似的方式进行。同时，为了实现进行图6和7所 示的内插操作的线性内插器，可以为线性内插器提供用于存储计算的信道值 的存储器和用于存储计算下一信道值所需的增量值的存储器，如图8所示。
图8示出了根据本发明的实施例的在线性内插器中提供的存储器的结 构，并且图8中的存储器结构与应用图6中的线性内插方法的实例对应。
在图8中，存储计算(估计)的信道值的存储器被称为y存储器830， 存储用于计算(估计)的增量值的存储器被称为A存储器810。
使用图8所示的存储器810、 830的信道估计进程可以概括为下列项(1 ) 到(4)。在项(2)中，y'表示目前更新的信息。 (1 )估计携带导频信号的副载波的信道。
(2)根据下面的等式(1 -a)到(1 -c)将计算的信道值更新到y存 储器830中少。'=^+ ，(存储在与3的倍数对应的位置处).....................(l-a)
jV二力+A,，(存储在与除以3时余数为l对应的位置处)……(l-b) >V=_y3+A2，(存储在与除以3时余数为2对应的位置处)……(1-c)
在等式(l-a)到(l-c)中，A0、 ^和A2表示增量值，_y0'、力'和力' 表示目前更新的信道信息，内、为、》和"表示先前存储的信道信息，所有 这些都表示在图6中。这里，与3的倍数对应的位置意思是在副载波0到 N-l中与3的倍数对应的索引所属的副载波的位置。也就是说，在图6中， 与索引3对应的副载波的估计信道值存储在存储器位置yo处，与索引4对应 的副载波的估计信道值存储在存储器位置力处，与索引5对应的副载波的估 计信道值存储在存储器位置力处。在下一个时间点，存储在；V、力'和》'中 的信息变成先前信息^、力和》，并且用于以等式(1-a)到(1-c)计算 下一信道值。
等式(l-a)才艮据图6中的内插①来更新由与索引3对应的副载波携带 的符号的信道值。Ao表示在与索引(3， 2)和(3， 6)对应的导频符号之间 的数据符号的增量值，并且在数据符号之间的所有增量值是相等的。根据与 索引(3， 3)、 (3， 4)和(3， 5)对应的数据符号的内插的信道值被依次更 新到与索引(3， 2)对应的导频符号当前被存储的存储器位置^处。例如， 当，被更新为具有与索引(3， 4)对应的数据符号的信道值时，与索引(3， 3 )对应的数据符号的信道值先前是，'，现在变成了内，并且由等式(1 - a) 计算的、与索引(3， 4)对应的数据符号的信道值被更新到存储器中。
等式(l-b)和(1-c)根据图6中的内插②来更新在与索引(3， 6) 和(6， 3)对应的导频符号之间的连接线上内插的数据信道值。因而，用于 存储与频率索引5对应的副载波的信道值的存储器位置》的数据信道值首先 通过等式(1 -c)来更新，然后存储与频率索引4对应的副载波的信道值的 存储器位置为的数据信道值通过等式(l-b)来更新。作为此操作的结果， 在图8所示的时间点，存储器位置836被填满，存储器位置835是空的并且 此后将被填充。包括在等式(l-c)中的变量力是用于输入与索引6对应的 副载波的信道值的变量，并且可以在使用由索引6的副载波携带的两个导频 形成的另一个三角形上的数据被内插时变为内。等式(l-c)的存储在乃 中的数据符号与索引(6， 3)对应，与索引(5, 4)对应的数据符号的信道值被更新到存储器位置》处。然后，与索引(4， 5)对应的数据符号的信道 值由(l-b)更新到存储器位置力处。关于这一点，当前将要由等式(1-C)
更新的》'用作等式(1-b)中先前更新的》。上述示范性实施例是基于图2 中的DVB-H系统的导频结构来描述的，这仅仅为了方便说明。也就是说， 本发明的信道估计进程不限于DVB-H系统。
(3)根据下面的等式(l-d)到(1-f)将计算的增量值更新到A存 储器810中
(d) △。 = (cMw。 -y。)/4 (当前OFDM符号的导频位置)
..................(l-d)
(e) A, =(CMW。-(y3+A3))/3 (当前OFDM符号的导频位置+ 1 )
..................(l-e)
(f) A, = (c跑。—& + A3》/3 (当前OFDM符号的导频位置+ 2 )
..................(1-f)
在等式(l-d)到(1-f)中，c/z五叫表示当前OFDM符号的导频位置， Ao代表用于在时间轴上内插的增量值，~和厶3代表用于对角线内插的增量 值，a3代表沿着时间轴在与当前OFDM符号的导频位置+ 3对应的副载波处 的增量值。如上所述，其实例示出在图6中。
参照图6，利用等式(l-d),通过估计与c/zE"。对应的导频符号(3， 6) 和与，对应的导频符号(3， 2)之间的差值，并且基于连接这两个导频符号 的连接线上存在的符号数将此差值除以4,来计算各个符号之间的增量值。 通过估计与c/^Wo对应的导频符号(3， 6)和与力对应的导频符号(6， 3) 之间的差值，并且基于连接这两个导频符号的连接线上存在的符号数将此差 值除以3，从而等式(l-e)和(l-f)具有相同值。在等式(l-e)和(1 -f)中，由(y3 + A3)表示的术语是与索引(6, 3)对应的导频符号。换句 话说，等式(l-d)是用于计算用于在时间轴上内插的增量值的部分，等式 (l-e)和(1-f)是用于计算用于允许时间轴和频率轴上的同时内插的对 角线内插的增量值的部分。为了说明等式(1-d)到等式(1-f)的上述操 作，线性内插器计算当前OFDM符号的位置处的ao (操作(1-d))，并计 算与其隔开一个索引或两个索引的副载波位置处的~和a2 (操作(i -e)
和(l-f))。存储在隔开3个索引的副载波位置处的y存储器830的信道值 和A存储器810的增量值用于计算^和a2，如上所述。(4 )使用y存储器830进行频率轴上的内插。
在y存储器830中，用于在频率轴上内插的分区(section)是与3的倍 数对应的分区、与当前OFDM符号的导频位置加上四个副载波对应的分区、 以及与当前OFDM符号的导频位置加上八个副载波对应的分区。此后，如 果图4中的接收机完成了上述操作(1)到(4)，则其通过使用频率轴上内 插得到的结果值来执行信道补偿。
图9中的步骤901到915示出了当应用图6的信息内插方法时、存储信 道信息的存储器的状态如何根据时间而变化。在图9中，步骤901表示对于 第0个OFDM符号的信道估计进程。在通过使用第0个OFDM符号的导频 符号估计了导频信道之后，执行等式(1 - a)到等式(1 - f)的操作。此时， 由于初始存储器状态为0，因此y存储器的所有分区填充O, A存储器存储 由估计的导频信道值计算的值。步骤903表示对于第1个OFDM符号的信 道估计进程。使用第1个OFDM符号的估计的导频信道执行等式(1 - a) 到等式(l-f)的操作。此时，由于A存储器的一些分区填充有数据，则使 用这些数据和在当前符号处估计的信道信息来更新y存储器和A存储器。重 复这样的进程直到得到最后一个OFDM符号的信道信息。
图10是示出根据本发明的应用于信道估计的线性内插方法的流程图。 在图10中，包括在由参考数字"R2"指定的块中的操作是在图4所示的线 性内插器409b中执行的。由"R2"指定的操作详细地示出了图5中的进行 对角线内插以便估计凄t据信道的步骤513。
首先，在步骤1001中，接收到无线信号，并且FFT407执行解调操作， 用于将时域信号转换成频域信号。在步骤1003中，导频信道估计器409a确 定其从FFT 407输出的信号中是否检测到导频信号。当导频信道估计器409a 检测到导频信号时，其在步骤1005中估计导频信道。
在步骤1007和1009中，线性内插器409b通过^f吏用估计的导频信道信 息更新y存储器和A存储器的信息，例如，如参照图8所述。在步骤1011 中，信息内插器409b通过使用该更新的存储器信息来进行根据本发明的对 角线内插，其允许时间和频率轴上的同时内插，并且进行频率轴上的内插以 便估计与数据对应的信道。在步骤1013中，信道补偿器411通过使用估计 的信道来补偿接收到的信号的信道。最后，在步骤1015中，解码器413将 其信道被补偿的接收到的信号解码成原始信号。如果在步骤1003中从FFT407中输出的信号中未检测到导频信号，则省略步骤1005和1011中的操作， 并且线性内插方法进行到步骤1013,以仅仅执行信道补偿操作。
当时间轴上的内插和频率轴上的内插和平常一样分开进行时，需要5乘 以导频位置数乘以数据格式的存储器容量。但是，当进行本发明的允许时间 轴和频率轴上的同时内插的二维对角线内插时，仅需要2乘以导频位置和对
角线内插位置数乘以数据格式的存储器容量。因而，如果使用本发明的线性 内插方法，则与传统的内插方法相比，其能够在信道估计中使用小的存储器 容量。
从图11所示的模拟结果可以看出，本发明的信道估计方法改善了处于 高速无线环境中的接收机的性能。在图11中，参考数字(A)指示当应用使 用本发明的二维对角线内插的信道估计方法时的结果曲线，参考数字(B) 指示当应用其中时间轴上的内插和频率轴上的内插分开进行的传统信道估 计方法时的结果曲线。在图11中，可以看出，在13dB的C/N时，在本发明 提出的信道估计方案的情况下获得相同的BER(误比特率)时的速度是 93Hz,而在传统的信道估计方案的情况下的获得相同的BER时的速度是 88Hz。
如上所述，根据本发明，使用其中同时进行时间轴上的内插和频率轴上 的内插的信道估计方法可以减小接收机所需的存储器容量。
此外，本发明可以提供进一步改善在接收机高速移动的无线环境中的接 收^/L的性能的信道估计方案。
尽管参照本发明的特定示范性实施例对本发明进行了上述图示和描述， 但本领域技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的 精神和范围的情况下，可以对本发明进行形式和细节上的各种修改。
权利要求
1、一种在OFDM系统的接收机中的信道估计方法，该信道估计方法包括步骤接收符号，存储符号，并且当接收到导频符号时，估计携带该导频符号的导频分配副载波的信道；当在信道估计度量中的第一导频分配副载波处估计两个导频信道时，从与该第一导频分配信道相邻的第二导频分配副载波估计的导频信道中，搜索在发送了由第一导频分配副载波携带的两个导频的时间间隔内估计的导频信道；以及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个估计的导频信道形成的三角形中的数据符号的信道。
2、 如权利要求1所述的信道估计方法，其中，所述估计携带数据符号 的信道的步骤还包括通过线性内插关于这三个导频信道的信息，来估计在这三个导频信道之 间的连接线上存在的、该信道估计度量上的数据的信道；以及通过线性内插该连接线上的数据的信道估计信息，来估计在由这三个导 频信道之间的连接线形成的三角形之内存在的、该信道估计度量上的数据的 信道。
3、 如权利要求2所述的信道估计方法，其中，所述估计数据的信道的 步骤还包括根据在各个连接线上是否存在数据来有选择地估计该数据的信 道。
4、 如权利要求2所述的信道估计方法，其中，所述估计三个导频信道 之间的连接线上存在的数据的信道的步骤还包括估计由该第一导频分配副 载波携带的两个导频之间的连接线上存在的翁:据的信道，然后估计由与该第 一导频分配副载波相邻的第二导频分配副载波携带的导频之间的连接线上 存在的数据的信道。
5、 如权利要求2所述的信道估计方法，其中，所述估计三角形内存在 的数据的信道的步骤还包括进行关于时间轴或频率轴的线性内插。
6、 一种在OFDM系统的接收机中的信道估计方法，该信道估计方法包 括步骤接收符号，存储符号，并且当接收到导频符号时，估计携带导频符号的 导频分配副载波的信道；在接收到由导频分配副载波携带的一个导频和估计该导频分配副载波 的导频信道的时间点，从由其它导频分配副载波先前携带的导频中，搜索与 该一个导频相连以形成信道估计度量中的最小三角形的两个其它导频的导频信道；以及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个估计的导频信道形成的三 角形中的数据符号的信道。
7、 如权利要求6所述的信道估计方法，其中，所述估计携带包括在三 角形中的数据符号的信道的步骤还包括通过线性内插关于这三个导频信道的信息，来估计在这三个导频信道之 间的连接线上存在的、该信道估计度量上的数据的信道；以及通过线性内插该连接线上的数据的信道估计信息，来估计在由这三个导 频信道之间的连接线形成的三角形之内存在的、该信道估计度量上的数据的 信道。
8、 如权利要求7所述的信道估计方法，其中，所述估计三个导频信道 之间的连接线上存在的数据的信道的步骤还包括根据在各个连接线上是否 存在数据来有选择地估计该数据的信道。
9、 如权利要求7所述的信道估计方法，其中，所述估计三角形内存在 的数据的信道的步骤还包括进行关于时间轴或频率轴的线性内插。
10、 一种在OFDM系统的接收机中提供的信道估计装置，该信道估计 装置包括导频信道估计器，用于接收符号，存储符号，并且当接收到导频符号时， 估计携带导频符号的导频分配副载波的信道；以及线性内插器，当在信道估计度量中的第 一导频分配副载波处估计两个导 频信道时，从与该第 一导频分配信道相邻的第二导频分配副载波估计的导频 信道中，搜索在发送了由第 一导频分配副载波携带的两个导频的时间间隔内 估计的导频信道，以及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个估计的导 频信道形成的三角形中的数据符号的信道。
11、 如权利要求10所述的信道估计装置，其中，该线性内插器通过线 性内插关于这三个导频信道的信息，来估计在这三个导频信道之间的连接线上存在的、该信道估计度量上的数据的信道，并且通过线性内插该连接线上 的数据的信道估计信息，来估计在由这三个导频信道之间的连接线形成的三 角形之内存在的、该信道估计度量上的数据的信道。
12、 如权利要求11所述的信道估计装置，其中，该线性内插器估计由 该第一导频分配副载波携带的两个导频之间的连4妄线上存在的数据的信道， 然后估计由与该第一导频分配副载波相邻的第二导频分配副载波携带的导 频之间的连接线上存在的数据的信道。
13、 如权利要求IO所述的信道估计装置，其中，该线性内插器包括 第一存储器，用于存储导频和在定义位置处的数据信号的估计信道值；以及第二存储器，用于存储在定义位置处的下一信道估计的增量值， 其中，该线性内插器通过使用存储在第一存储器中的估计的信道值来进 行频率轴上的内插。
14、 一种在OFDM系统的接收机中提供的信道估计装置，该信道估计 装置包括导频信道估计器，用于接收符号，存储符号，以及当接收到导频符号时， 估计携带导频符号的导频分配副载波的信道；以及线性内插器，在接收到由导频分配副载波携带的一个导频和估计该导频 分配副载波的导频信道的时间点，从由其它导频分配副载波先前携带的导频 中，搜索与该一个导频相连以形成信道估计度量中的最小三角形的两个其它 导频的导频信道，以及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个估计的导 频信道形成的三角形中的数据符号的信道。
15、 如权利要求14所述的信道估计装置，其中，该线性内插器通过线 性内插关于这三个导频信道的信息，来估计在这三个导频信道之间的连接线 上存在的、该信道估计度量上的数据的信道，并且通过线性内插该连接线上 的数据的信道估计信息，来估计在由这三个导频信道之间的连接线形成的三 角形之内存在的、该信道估计度量上的数据的信道。
16、 如权利要求14所述的信道估计装置，其中，该线性内插器包括 第一存储器，用于存储导频和在定义位置处的数据信号的估计信道值；以及第二存储器，用于存储在定义位置处的下一信道估计的增量值，其中，该线性内插器通过使用存储在第 一存储器中的估计的信道值来进 行频率轴上的内插。
17、 一种OFDM系统的接收机装置，该接收机装置包括 射频端，用于接收并处理无线信号； 快速傅立叶变换器，用于将该无线信号转换成频域信号； 导频信道估计器，用于当从该无线信号中;f企测到导频时，估计携带导频的导频分配副载波的信道；线性内插器，当在信道估计度量中的第一导频分配副载波处估计两个导 频信道时，从与第一导频分配信道相邻的第二导频分配副载波估计的导频信 道中，搜索在发送了由第一导频分配副载波携带的两个导频的时间间隔内估 计的导频信道，以及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个估计的导频 信道形成的三角形中的数据符号的信道；信道补偿器，用于通过使用从线性内插器输出的信道信息补偿所估计的 信道的信号；以及解码器，用于将估计的信道的接收到的信号解码成原始信号。
18、 一种OFDM系统的接收机装置，该接收才几装置包括 射频端，用于接收并处理无线信号；快速傅力叶变换器，用于将该无线信号转换成频域信号；导频信道估计器，用于当从该无线信号中检测到导频时，估计携带导频 的导频分配副载波的信道，也即导频信道；线性内插器，在接收到由导频分配副载波携带的一个导频和估计该导频 分配副载波的导频信道的时间点，从由其它导频分配副载波先前携带的导频 中，搜索与该一个导频相连以形成信道估计度量中的最小三角形的两个其它 导频的导频信道，以及估计携带包括在由该信道估计度量中的三个估计的导 频信道形成的三角形中的数据符号的信道；信道补偿器，用于通过使用从线性内插器输出的信道信息补偿所估计的 信道的信号；以及解码器，用于将估计的信道的接收到的信号解码成原始信号。
全文摘要
公开了一种信道估计方法和信道估计装置以及使用其的接收机。该接收机中提供的信道估计装置从无线信号中检测导频信号，并估计检测到的导频信号的信道。该信道估计装置通过使用关于所估计的导频信道的信息进行允许时间轴和频率轴上的同时内插的线性内插，来估计与数据对应的信道。因而，使用其中进行同时内插的信道估计可以减小接收机所需的存储器容量。此外，可以进一步改善在接收机高速移动的无线环境中的接收机的性能。
文档编号H04B7/26GK101421948SQ200780013442
公开日2009年4月29日 申请日期2007年2月14日 优先权日2006年2月14日
发明者卢熙琎, 林恩廷 申请人:三星电子株式会社