专利名称：信道估计装置和均衡装置、以及其估计和均衡方法
技术领域：
(关于相关申请的记载)本申请主张在先的日本国专利申请第2007-027435号(2007年2月7日申请)的优先权，所述在先申请的所有记载内 容应当认为通过引用而记载在本说明书中。
本申请涉及信道估计装置和均衡装置、以及其估计和均衡方法，特别 是涉及将单载波信号变换为频域的信号并通过频域的信号处理进行信道估 计和均衡处理的信道估计装置和均衡装置、以及其估计和均衡方法。
背景技术：
在下一代移动通信的上行链路无线方式中，为了扩大覆盖范围，终端 需要实现高的发送功率效率，最有优势的是能够将峰值功率对平均功率之 比(PAPR: Peak to Average Power Ratio)抑制得较小的单载波方式。另 外，在下一代移动通信中，重要的是实现高速数据传输，但当使用单载波 信号进行高速数据传输时，将存在由于多路径而导致的符号间干扰即多路 径干扰的问题。
有多种方法可以抑制上述多路径干扰，但作为比较简单的方法有线性 均衡器的方法，例如在非专利文献1中提出了通过频域的信号处理进行该 均衡处理并能够大幅削减运算量的频率均衡器。
频率均衡器为了计算均衡权重而需要进行频域的信道估计，提出了通 过将导频接收信号直接变换到频域并在频域上取与导频参考信号的相关来 进行信道估计的方法(例如，参考非专利文献2)。
图8是非专利文献2中记载的传统的信道估计装置以及均衡装置的一 个示例的图。参考该图，传统的信道估计装置和均衡装置被构成为包括 循环前缀(CP: Cyclic Prefix)去除部51、离散傅立叶变换(DFT: Descrete Fourier Transform)部52、接收滤波器53、信道估计部54、权重
9计算部55、均衡滤波器56、离散傅立叶逆变换(IDFT: Inverse Descrete Fourier Transform)部57。
CP去除部51将接收信号作为输入，并去除与CP相当的部分的接收 信号。
DFT部52将经CP去除部51去除了 CP的接收信号作为输入，进行 Ndft点(Ndft是2以上的整数)的离散傅立叶变换，并输出变换到频域上 的接收信号。接收滤波器53在频域上进行接收信号的频带限制，并进行 波形整形和噪声抑制。接收滤波器53通常使用升余弦滚降滤波器(raised cosine roll-off filter,包括滚降率=0)。
在图8的结构中，通过频域的信号处理进行接收信号的滤波，但也可 以在DFT部52之前通过时域的信号处理进行滤波。信道估计部54通过在 频域上进行导频接收信号和导频参考信号的相关处理来进行信道估计。
信道估计部54被构成为包括子载波去映射部60、 DFT部61和 67、收发滤波器62、参考信号生成部63、相关处理部64、 IDFT部65、 噪声路径去除部66。
子载波去映射部60输入接收滤波器53的输出、即导频接收信号，仅 选择期望用户的导频信号的子载波而对不需要的子载波进行间拔处理。这 里，子载波去映射部60也可以被配置为紧接DFT部52之后且在接收滤波 器53之前执行处理。
DFT部61对期望用户的导频码进行离散傅立叶变换从而变换为频域 的信号。收发滤波器62使导频码的频域信号通过收发滤波器。
参考信号生成部63使用收发滤波器62的输出计算在与导频接收信号 的相关处理中使用的导频参考信号。在参考信号生成部63中利用完全消 除导频接收信号的码特性的迫零法(ZF: Zero Forcing)、抑制相关处理 中的噪声增强的最小均方误差法(MMSE : Minimum Mean Squared Error)、或削波法(clipping)。
用下式表示使用ZF法时的子载波k (l《k《NDFT)的导频参考信号X (k)。
碌)=<^)/|爛|2 (1)这里，C (k)表示收发滤波器62的输出信号。相关处理部64通过频
域的导频接收信号和导频参考信号的相关处理来估计信道估计值。通过下 式计算子载波k的信道估计值H (k) (l《k《NDFT)。 //,D尸股(A:) …(2)
这里，Prx (k)表示在接收滤波器53中限制了频带的导频接收信 号，角标*表示复数共轭。
IDFT部65将由相关处理部64估计出的信道估计值变换为时域的信道 响应。噪声路径去除部66为了从作为IDFT部65的输出的信道响应中去 除仅有噪声的点的信号(噪声路径)而将该点的信号置换为"0"。在噪 声去除部66中利用时间窗滤波器或噪声阈值控制。时间窗滤波器假定信 道响应收敛在CP宽度内，将与CP宽度相当的区间以外的点的信号作为噪 声路径而置换为"0"。
噪声阈值控制将预定阈值以下的点的信号作为噪声路径而置换为 "0"。在并用时间窗滤波器和噪声阈值控制的情况下，噪声阈值能够使 用时间窗滤波器窗外的噪声的平均值。DFT部67对在噪声路径去除部66 去除了噪声路径的信道响应进行离散傅立叶变换，并输出抑制了噪声的频 域的信道估计值。
权重计算部55输入信道估计部54的输出、即频域的信道估计值，计 算均衡权重。在权重计算部55中通常使用MMSE法或ZF法。子载波k 中的MMSE权重W (k) (l《k《NDFT)使用信道估计值H (k)并通过 下式来计算。
,)=邵)/(|尊)|2+0"2) ... (3)
这里，02表示噪声功率。均衡滤波器56输入由权重计算部55算出的 均衡权重和经接收滤波器53限制了频带的接收信号，按照每个子载波将 所述均衡权重和所述接收信号相乘，由此在频域上进行接收信号的均衡处 理。当将经接收滤波器53限制了频带的数据接收信号设为DRx (k) (l《 k《NDFT)、将由权重计算部55算出的均衡权重设为W (k)时，通过下 式表示经均衡滤波器56均衡的信号Y (k) (l《k《NDFT)。
y,;r,収("…(4)IDFT部57输入均衡滤波器56的输出、即频域的均衡信号，通过进行 Njdft点(Nh^t是2以上的整数)的离散傅立叶逆变换来变换为时域的信 号，并将该时域的信号作为解调信号输出。
在专利文献1中公开了这种类型的另外的信道估计装置和均衡装置的 一个示例。
专利文献h日本专利文献特开2005-223698号公报； 非专利文献1: D. Falconer, S. L. Ariyavisitakul， A. Benyamin-Seeyar， and B. Eidson， "Frequency Domain Equalization for Single-Carrier Broadband Wireless Systems", IEEE Commun. Mag., vol. 40, no. 4， pp.58-66， Apr. 2002;
非专利文献2:木全，吉田，"上l9 、乂y夕Vk年卞U 7 IFDMA K恕t3周波数領域復調方式0検討，"2006年信学総大，B-5-36。
发明内容
以上专利文献1和非专利文献1、 2的公开事项以引用的方式被合并 记载在本申请文件中。下面，提供本发明的相关技术的分析。
但是，在以往的信道估计装置和均衡装置中存在以下的问题。在噪声 路径去除部66使用时间窗滤波器或噪声阈值控制去除了噪声路径的信道 响应由于在频域上与相干(coherent)带宽的SINC函数加权子载波平均等 价，因此当在接收滤波器53或收发滤波器62中使用的滤波器的滾降率接 近于"0"时或者接收信号的带宽窄时存在通过DFT部67中得到的频域的 信道估计值的边端子载波的振幅电平开始下降，不能正确地估计信道估计 值，均衡性能恶化的问题。
另一方面，上述专利文献1和非专利文献1、 2都没有公开解决该问 题的手段。
因此，本发明的目的在于，提供比以往提高信道估计精度并通过用于 均衡滤波器的权重计算而获得优异的均衡特性的信道估计装置和均衡装 置、以及其估计和均衡方法。
为了解决所述问题，本发明的信道估计装置使用单载波的导频信号并 通过频域的信号处理来进行信道估计，其特征在于，包括复制单元，该复制单元在将频域的信道估计值临时变换到时域之前，复制边端的子载波的 估计值。在本发明中，所述复制单元可以在频率轴上向与位于所述边端子 载波的相邻位置处的子载波相反方向的位置间隔各子载波的频率量而复制 一个或多个所述边端子载波的信道估计值。即，所述复制单元可以将所述 边端子载波的信道估计值分别复制一个或多个到作为接收信号的频带外的 低频成分和/或高频成分的子载波的位置上。
另外，本发明的均衡装置将单载波信号变换为频域的信号并通过频域 的信号处理进行均衡处理，其特征在于，包括复制单元，该复制单元在 将频域的信道估计值临时变换到时域之前，复制边端的子载波的信道估计 值；以及均衡滤波单元，该均衡滤波单元基于通过所述复制单元复制的信 道估计值来进行接收信号的均衡处理。
另外，本发明的信道估计方法使用单载波的导频信号并通过频域的信 号处理进行信道估计，其特征在于，包括复制步骤，该复制步骤在将频域 的信道估计值临时变换到时域之前复制边端的子载波的信道估计值。
另外，本发明的均衡方法将单载波信号变换为频域的信号，并通过频 域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，包括复制步骤，该复制步骤 在将频域的信道估计值临时变换到时域之前，复制边端的子载波的信道估 计值；以及均衡滤波步骤，该均衡滤波步骤基于通过所述复制步骤复制的 信道估计值来进行接收信号的均衡处理。
另外，本发明的程序是一种信道估计方法的程序，所述信道估计方法 使用单载波的导频信号并通过频域的信号处理进行信道估计，所述信道估 计方法的程序用于使计算机执行复制步骤，该复制步骤在将频域的信道估 计值临时变换到时域之前，复制边端的子载波的信道估计值。
另外，本发明的另一程序是一种均衡方法的程序，所述均衡方法将单 载波信号变换为频域的信号，并通过频域的信号处理进行均衡处理，所述 均衡方法的程序用于使计算机执行复制步骤，该复制步骤在将频域的信 道估计值临时变换到时域之前，复制边端的子载波的信道估计值；以及均 衡滤波步骤，该均衡滤波步骤基于通过所述复制步骤复制的信道估计值来 进行接收信号的均衡处理。另外，本发明的另一信道估计装置使用单载波的导频信号并通过频域 的信号处理来进行信道估计，其特征在于，包括第一离散傅立叶变换
(DFT: Descrete Fourier Transform)部，该第一离散傅立叶变换部接收所 述导频接收信号并将其变换到频域；子载波去映射部，该子载波去映射部 仅选择期望的子载波；相关处理部，该相关处理部通过所述子载波去映射 部的输出与导频参考信号之间的相关处理来进行信道估计，所述导频参考 信号是将导频码变换到频域而生成的；子载波复制部，该子载波复制部使 用由所述相关处理部估计出的信道估计和子载波复制数K (K为0以上的 整数)将边端的子载波复制K个；第一离散傅立叶逆变换(IDFT: Inverse Descrete Fourier Transform)部，该第一离散傅立叶逆变换部将在所述子载 波复制部中得到的信道估计变换为时域的信道响应；噪声路径去除部，该 噪声路径去除部从所述信道响应中去除噪声路径；以及第二DFT部，该第 二 DFT部将通过所述噪声路径去除部去除了噪声路径的信道响应变换到频 域，并输出抑制了噪声的信道估计值。
另外，本发明的另一均衡装置将单载波信号变换为频域的信号并通过 频域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，包括第一离散傅立叶变换
(DFT: Descrete Fourier Transform)部，该第一离散傅立叶变换部接收单 载波的导频信号并变换到频域；子载波去映射部，该子载波去映射部仅选 择期望的子载波；相关处理部，该相关处理部通过所述子载波去映射部的 输出与导频参考信号之间的相关处理来进行信道估计，所述导频参考信号 是将导频码变换到频域而生成的；子载波复制部，该子载波复制部使用通 过所述相关处理部估计出的信道估计和子载波复制数K来将边端的子载波 复制K个；第一IDFT部，将由所述子载波复制部得到的信道估计变换为 时域的信道响应；噪声路径去除部，该噪声路径去除部从所述信道响应中 去除噪声路径；第二 DFT部，该第二 DFT部将经所述噪声路径去除部去 除了噪声路径的信道响应变换到频域，并输出抑制了噪声的信道估计值； 权重计算部，该权重计算部根据经所述第二 DFT部抑制了噪声的信道估计 来计算均衡权重；均衡滤波器，该均衡滤波器通过所述均衡权重在频域上 进行接收信号的均衡处理；以及第二IDFT部，该第二IDFT部将均衡信号
14变换到时域以输出解调信号。
另外，本发明的另 一信道估计装置使用单载波的导频信号并通过频域 的信号处理来进行信道估计，其特征在于，包括第一 DFT部，该第一 DFT部接收所述导频接收信号并将其变换到频域；子载波去映射部，该子 载波去映射部仅选择期望的子载波；相关处理部，该相关处理部通过所述 子载波去映射部的输出与导频参考信号之间的相关处理来进行信道估计， 所述导频参考信号是将导频码变换到频域而生成的；第三IDFT部，该第 三IDFT部将由所述相关处理部估计出的信道估计变换为时域的信道响 应；传播路径计算部，该传播路径计算部根据所述信道响应来计算相干带 宽；子载波复制部，该子载波复制部使用通过所述相关处理部估计出的信 道估计、通过所述传播路径计算部计算出的相干带宽、以及子载波复制数 K，并根据传播路径状况来确定要复制的数目，并将边端的子载波复制所 确定的数目；第一IDFT部，该第一 IDFT部将通过所述子载波复制部得到 的信道估计变换为时域的信道响应；噪声路径去除部，该噪声路径去除部 从所述信道响应中去除噪声路径；以及第二 DFT部，该第二 DFT部将经 所述噪声路径去除部去除了噪声路径的信道响应变换到频域，并输出抑制 了噪声的信道估计值。
另外，本发明的另一均衡装置将单载波信号变换为频域的信号，通过 频域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，包括第一DFT部，该第一 DFT部接收单载波的导频信号并将其变换到频域；子载波去映射部，该子 载波去映射部仅选择期望的子载波；相关处理部，该相关处理部通过所述 子载波去映射部的输出与导频参考信号之间的相关处理来进行信道估计， 所述导频参考信号是将导频码变换到频域而生成的；第三IDFT部，该第 三IDFT部将由所述相关处理部估计出的信道估计变换为时域的信道响 应；传播路径计算部，该传播路径计算部根据所述信道响应来计算相干带 宽；子载波复制部，该子载波复制部使用通过所述相关处理部估计出的信 道估计、通过所述传播路径计算部计算出的相干带宽、以及子载波复制数 K，并根据传播路径状况来确定要复制的数目，并将边端的子载波复制所 确定的数目；第一IDFT部，该第一IDFT部将通过所述子载波复制部得到的信道估计变换为时域的信道响应；噪声路径去除部，该噪声路径去除部 从所述信道响应中去除噪声路径；以及第二 DFT部，第二 DFT部将经所 述噪声路径去除部去除了噪声路径的信道响应变换到频域，并输出抑制了 噪声的信道估计值；权重计算部，该权重计算部根据经所述第二DFT部抑 制了噪声的信道估计来计算均衡权重；均衡滤波器，均衡滤波器通过所述 均衡权重在频域上进行接收信号的均衡处理；以及第二 IDFT部，该第二 IDFT部将均衡信号变换到时域以输出解调信号。
另外，本发明的另一信道估计方法使用单载波的导频信号并通过频域 的信号处理来进行信道估计，其特征在于，接收所述导频接收信号并将其 变换到频域，仅选择期望的子载波，通过将该输出与通过将导频码变换到 频域而生成的导频参考信号的相关处理来进行信道估计，使用所述信道估 计和子载波复制数K将边端的子载波复制K个，将得到的信道估计变换为 时域的信道响应，从所述信道响应中去除噪声路径，将去除了噪声路径的 信道响应变换到频域，并输出抑制了噪声的信道估计值。
另外，本发明的另一均衡方法将单载波信号变换为频域信号并通过频 域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，接收单载波的导频信号并将其 变换到频域，仅选择期望的子载波，通过将该输出与通过将导频码变换到 频域而生成的导频参考信号之间的相关处理来进行信道估计，使用所述信 道估计和子载波复制数K将边端的子载波复制K个，将得到的信道估计变 换为时域的信道响应，从所述信道响应中去除噪声路径，将去除了噪声路 径的信道响应变换到频域，并输出抑制了噪声的信道估计值，根据抑制了 噪声的信道估计来计算均衡权重，通过所述均衡权重在频域上进行接收信 号的均衡处理，将均衡信号变换到时域以输出解调信号。
另外，本发明的另一信道估计方法使用单载波的导频信号并通过频域 的信号处理来进行信道估计，其特征在于，
接收所述导频接收信号并变换到频域，仅选择期望的子载波，通过将 该输出与通过将导频码变换到频域而生成的导频参考信号之间的相关处理 来进行信道估计，将所述信道估计变换为时域的信道响应，并根据所述信 道响应来计算相干带宽，使用所述信道估计、所述相干带宽以及子载波复制数K并根据传播路径状况来确定要复制的数目，并将边端的子载波复制 所确定的数目，将得到的信道估计变换为时域的信道响应，并从所述信道 响应中去除噪声路径，将去除了噪声路径的信道响应变换到频域，并输出 抑制了噪声的信道估计值。
另外，本发明的另一均衡方法将单载波信号变换为频域的信号并通过 频域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，接收所述导频接收信号并变 换到频域，仅选择期望的子载波，通过将该输出与通过将导频码变换到频 域而生成的导频参考信号之间的相关处理来进行信道估计，将所述信道估 计变换为时域的信道响应，并根据所述信道响应来计算相干带宽，使用所 述信道估计、所述相干带宽以及子载波复制数K并根据传播路径状况来确 定要复制的数目，并将边端的子载波复制所确定的数目，将得到的信道估 计变换为时域的信道响应，并从所述信道响应中去除噪声路径，将去除了 噪声路径的信道响应变换到频域，并输出抑制了噪声的信道估计值，根据 抑制了噪声的信道估计来计算均衡权重，通过所述均衡权重在频域上进行 接收信号的均衡处理，并将均衡信号变换到时域以输出解调信号。
这里说明本发明的作用。本发明涉及的信道估计装置和均衡装置是一 种将单载波信号变换为频域的信号并通过频域的信号处理进行信道估计和 均衡处理的信道估计装置和均衡装置，其中，通过在将频域的信道估计值 临时变换到时域之前复制边端的子载波的信道估计值来提高信道估计精 度，并通过用于均衡滤波器的权重计算而获得优异的均衡特性。
发明效果
根据本发明，由于如上构成，因此能够比以往提高信道估计精度，并 通过用于均衡滤波器的权重计算可获得优异的均衡特性。
图1是本发明涉及的信道估计装置和均衡装置的第一实施例的结构
图2是示出第一实施例的信道估计和均衡方法的流程图； 图3是示出第一实施例的信道估计和均衡方法的流程图；图4是示出子载波复制部20中的信道估计值的复制情形的一个示例 的图5是示出本发明和传统例子中的抑制了噪声的频域的信道估计值的 情形的一个示例的图6是示出本发明涉及的信道估计装置和均衡装置的第二实施例的结 构图7是示出第二实施例的信道估计和均衡方法的主要部分的流程图； 图8是非专利文献2中记载的传统的信道估计装置和均衡装置的一个 示例的结构图。
标号说明
1CP去除部
2、11、 17DFT部
3接收滤波器
4、25信道估计部
5权重计算部
6均衡滤波器
7、15、 26IDFT部
10子载波去映射部
12收发滤波器
13参考信号生成部
14相关处理部
16噪声路径去除部
20、.28子载波复制部
27传播路径计算部
31控制部
32程序存储部
具体实施例方式
下面，参考附图对本发明的实施例进行说明。实施例1图1是本发明涉及的信道估计装置和均衡装置的第一实施例的结构图。本发明的信道估计装置和均衡装置的第一实施例被构成为包括CP去除部1、 DFT部2、接收滤波器3、信道估计部4、权重计算部5、均衡滤 波器6、 IDFT部7、控制部31、以及程序存储部32。信道估计部4被构成为包括子载波去映射部10、 DFT部11和17、 收发滤波器12、参考信号生成部13、相关处理部14、 IDFT部15、噪声 路径去除部16、以及子载波复制部20。另一方面，控制部31控制上述CP去除部1、 DFT部2、接收滤波器 3、信道估计部4、权重计算部5、均衡滤波器6、以及IDFT部7。程序存储部32中存储有用于使计算机(控制部31)执行本发明的信 道估计和均衡方法的程序。艮P，控制部31从程序存储部32读出信道估计和均衡方法的程序，并基于该程序控制上述各部位。接着，参考图2和图3来对第一实施例的动作进行详细的说明。图2 和图3是示出第一实施例的信道估计和均衡方法的流程图。CP去除部1输入接收信号，去除与CP相当的部分的接收信号(图2 的步骤Sl) 。 DFT部2输入经CP去除部1去除了 CP的接收信号，进行 Ndft点(Ndft是2以上的整数)的离散傅立叶变换，并输出变换到频域的 接收信号(图2的步骤S2)。接收滤波器3在频域上进行接收信号的频带 限制，并进行波形整形和噪声抑制(图2的步骤S3)。接收滤波器3通常使用升余弦滚降滤波器(raised cosine roll-off filter,包括滚降率为0)。在图1的结构中，通过频域的信号处理进行了 接收信号的滤波，但也可以在DFT部2之前通过时域的信号处理来进行滤 波。信道估计部4通过在频域上进行导频接收信号和导频参考信号的相关 处理来进行信道估计。下面，对信道估计部4的动作进行说明。子载波去映射部IO输入作为接收滤波器3的输出的导频接收信号，并仅选择期望用户的导频信号的子载波(图2的步骤S4)而对不需要的子载 波进行间拔处理。这里，子载波去映射部10也可以被配置为紧接在DFT 部2之后且在接收滤波器3之前执行处理。
DFT部11对期望用户的导频码进行离散傅立叶变换从而变换为频域 的信号(图2的步骤S5)。收发滤波器12使导频码的频域的信号通过收 发滤波器(图2的步骤S6)。参考信号生成部13使用收发滤波器12的输 出，计算在与导频接收信号的相关处理中使用的导频参考信号(图2的步 骤S7)。
在参考信号生成部13中使用完全消除导频接收信号的码特性的ZF 法、抑制相关处理中的噪声增强的MMSE法、或削波法。通过式(1)表 示使用ZF法时的导频参考信号。
相关处理部14通过频域的导频接收信号和导频参考信号的相关处理 来进行信道估计(图2的步骤S8)。通过式(2)来计算信道估计值。
子载波复制部20输入由相关处理部14估计出的信道估计值和子载波 复制数K (K为O以上的整数)，将边边端的子载波(图2的步骤S9)复 制K个。IDFT部15将通过子载波复制部20得到的信道估计值变换为时 域的信道响应(图3的步骤S10)。
噪声路径去除部16为了从作为IDFT部15的输出的信道响应中去除 仅为噪声的点的信号(噪声路径)，将该点的信号置换为"0"(图3的 步骤Sll)。
在噪声路径去除部16中使用时间窗滤波器或噪声阈值控制。时间窗 滤波器假定信道响应收敛于CP宽度内，将与CP宽度相当的区间以外的点 的信号作为噪声路径并置换为"0"。在并用时间窗滤波器和噪声阈值控 制的情况下，噪声阈值可使用时间窗滤波器窗外的噪声的平均值。
DFT部17对经噪声路径去除部16去除了噪声路径的信道响应进行离 散傅立叶变换，输出抑制了噪声的频域的信道估计值(图3的步骤 S12)。
图4是示出子载波复制部20中的信道估计值的复制情形的一个示例 的图。图4中的(A)示出了由相关处理部14估计出的信道估计值，图4中的(B)示出了其放大图。图4示出了子载波复制数K-2的情形。
用三角标记表示由相关处理部14估计出的边端的子载波的信道估计
值，用空心圆标记表示复制了的信道估计值，将三角标记的边端的子载波
的信道估计值各复制两个到空心圆位置的子载波处。
图5是示出本发明和传统例子中的抑制了噪声的频域的信道估计值的
情形的一个示例的图，实线表示本发明中的频域的信道估计值，虚线表示
传统例子中的频域的信道估计值。另外，该图的波形示出了 DFT部17的
输出波形。
如该图5所示，通过复制边端的子载波，能够防止在接收信号的带宽 内信道估计值的边端的子载波的振幅电平下降。在该图5示出的"接收信 号的带宽"的纵线的位置对应于图4中的(B)示出的边端的子载波的位 置(三角标记)。
接着，返回到图3的流程图，权重计算部5输入作为信道估计部4的 输出的频域的信道估计值，计算均衡权重(图3的步骤S13)。在权重计 算部5中通常使用MMSE法或ZF法，通过式(3)来计算MMSE权重。
均衡滤波器6输入由权重计算部5算出的均衡权重和经接收滤波器3 抑制了频带的接收信号，按照每个子载波将均衡权重和接收信号相乘，由 此在频域上进行接收信号的均衡处理(图3的步骤S14)。由式(4)表示 经均衡滤波器6均衡了的信号。
IDFT部7输入作为均衡滤波器6的输出的频域的均衡信号并进行 Njdft点(Nh^t是2以上的整数)的离散傅立叶逆变换来变换为时域的信 号，并作为解调信号输出(图3的步骤S15)。
如上所述，根据本发明的第一实施例，在将频域的信道估计值临时变 换到时域之前复制子载波的信道估计值，由此提高信道估计精度，并通过 用于均衡滤波器的权重计算中，能够实现优异的均衡特性。
图6是本发明涉及的信道估计装置和均衡装置的第二实施例的结构图。
另外，在该图6中，与图1同等的部分用相同的标号表示。本发明的均衡装置的第二实施例被构成为包括CP去除部1、 DFT部2、接收滤波 器3、信道估计部25、权重计算部5、均衡滤波器6、 IDFT部7、控制部 31、以及程序存储部32。
另外，信道估计部25被构成为包括子载波去映射部IO、 DFT部ll 和17、收发滤波器12、参考信号生成部13、相关处理部14、 IDFT部15 和26、噪声路径去除部16、传播路径计算部27、以及子载波复制部28。
在第二实施例中，除信道估计部25的IDFT部26、传播路径计算部 27、以及子载波去映射部28以外的各部分的动作与第一实施例相同。在 第一实施例中，子载波复制部20将边端子载波的复制数目设为固定值K 个，但在第二实施例中，根据传播路径状况来确定边端子载波的复制数 目。
接着，参考图7对第二实施例的动作进行详细的说明。图7是示出第 二实施例的信道估计以及均衡方法的主要部分的流程图。
IDFT部26将由相关处理部14估计出的信道估计值变换为时域的信道 响应(图7的步骤S21)。
传播路径计算部27根据作为IDFT部26的输出的信道响应来计算延 迟色散，并根据延迟色散来计算相干带宽BWc。(图7的步骤S22)。
子载波复制部28输入由相关处理部14估计出的信道估计值、由传播 路径计算部27算出的相干带宽BWc。、以及子载波复制数K，并根据传播 路径状况来确定要复制的数目，并且对边端的子载波复制所确定的数目 (图7的步骤S23)。
当将复制了 K个子载波时的带宽设为BWc。py时，如果相干带宽BWc。 大于复制了 K个子载波时的帯宽BWc。py (BWc。》BWc。py)，则将边端子 载波的复制数目设为K个，或者设为比K大的数目以尽量接近相干带宽。
相反，如果相干带宽BWc。小于复制了 K个子载波时的带宽BWc。py (BWc。〈BWc。py)，则将边端子载波的复制数目设为比K小的数目以尽量 接近相干带宽。此后的经噪声抑制的频域的信道估计、均衡权重计算、均 衡处理与第一实施例相同，因此省略说明。
如上所述，根据本发明的第二实施例，在将频域的信道估计值临时变换到时域之前复制边端子载波的信道估计值，由此能够提高信道估计精 度，并通过用于均衡滤波器的权重计算中能够实现优异的均衡特性。并 且，第二实施例由于包括根据传播路径状况来确定边端子载波的复制数目 的结构，因此能够实现比第一实施例更有益的信道估计精度和均衡特性。 实施例3
第三实施例涉及信道估计方法以及均衡方法的程序。如上所述，本发
明的信道估计装置和均衡装置包括控制部31和程序存储部32 (参考图1 和图6)。
在程序存储部32中存储有使计算机(控制部31)执行图2、图3以 及图7所示的信道估计方法和均衡方法的程序。
艮P，控制部31从程序存储部32中读出图2、图3以及图7所示的信 道估计和均衡方法的程序，并基于该程序控制上述各部位。该控制内容在 上面已经进行了说明，因此这里省略说明。
如上所述，根据本发明的第三实施例，可获得通过在将频域的信道估 计值临时变换到时域之前复制边端子载波的信道估计值能够提高信道估计 精度、并通过用于均衡滤波器的权重计算中可实现优异的均衡特性的程 序。
在第一和第二实施例中，通过离散傅立叶变换进行了从时域信号到频 域信号的变换，通过离散傅立叶逆变换进行了从频域信号到时域信号的变 换，但也可以使用快速傅立叶变换(FFT: Fast Fourier Transform)、快速 傅立叶逆变换(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)、或者其他的信号 变换算法。
产业上的可利用性
本发明能够应用于移动通信系统的基站无线装置和移动台站无线装置 的任一个。
在本发明全部公开(包括权利要求书)的范围内，还可基于其基本技 术构思进行实施方式或者实施例的变更和调整。另外，在本发明权利要求 书的范围内，可对各种公开要件进行各种各样的组合和选择。
权利要求
1.一种信道估计装置，所述信道估计装置使用单载波的导频信号并通过频域的信号处理来进行信道估计，其特征在于，包括复制单元，该复制单元在将频域的信道估计值临时变换到时域之前，复制边端的子载波的估计值。
2. 如权利要求1所述的信道估计装置，其特征在于，所述复制单元根据传播路径状况来确定复制所述边端的子载波的数目。
3. —种均衡装置，所述均衡装置将单载波信号变换为频域的信号，并 通过频域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，包括-复制单元，该复制单元在将频域的信道估计值临时变换到时域之前， 复制边端的子载波的信道估计值；以及均衡滤波单元，该均衡滤波单元基于由所述复制单元复制的信道估计 值来进行接收信号的均衡处理。
4. 如权利要求3所述的均衡装置，其特征在于，所述复制单元根据传播路径状况来确定复制所述边端的子载波的数目。
5. —种信道估计方法，所述信道估计方法使用单载波的导频信号并通 过频域的信号处理进行信道估计，其特征在于，包括复制步骤，该复制步骤在将频域的信道估计值临时变换到时域之 前复制边端的子载波的信道估计值。
6. 如权利要求5所述的信道估计方法，其特征在于， 所述复制步骤根据传播路径状况来确定复制所述边端的子载波的数目。
7. —种均衡方法，所述均衡方法将单载波信号变换为频域的信号，并 通过频域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，包括复制步骤，该复制步骤在将频域的信道估计值临时变换到时域之前， 复制边端的子载波的信道估计值；以及均衡滤波步骤，该均衡滤波步骤基于在所述复制步骤中复制的信道估 计值来进行接收信号的均衡处理。
8. 如权利要求7所述的均衡方法，其特征在于，所述复制步骤根据传播路径状况来确定复制所述边端的子载波的数目。
9. 一种信道估计方法的程序，所述信道估计方法使用单载波的导频信 号并通过频域的信号处理进行信道估计，所述信道估计方法的程序用于使 计算机执行复 制步骤，该复制步骤在将频域的信道估计值临时变换到时域 之前，复制边端的子载波的信道估计值。
10. 如权利要求9所述的程序，其特征在于，所述复制步骤根据传播路径状况来确定复制所述边端的子载波的数目。
11. 一种均衡方法的程序，所述均衡方法将单载波信号变换为频域的 信号，并通过频域的信号处理进行均衡处理，所述均衡方法的程序用于使计算机执行复制步骤，该复制步骤在将频域的信道估计值临时变换到时域之前，复制边端的子载波的信道估计值；以及均衡滤波步骤，该均衡滤波步骤基于在所述复制步骤中复制的信道估 计值来进行接收信号的均衡处理。
12. 如权利要求11所述的程序，其特征在于，所述复制步骤根据传播路径状况来确定复制所述边端的子载波的数目。
13. —种信道估计装置，所述信道估计装置使用单载波的导频信号并通过频域的信号处理进行信道估计，其特征在于，包括第一离散傅立叶变换(DFT: Descrete Fourier Transform)部，该第一离散傅立叶变换部接收所述导频接收信号并将其变换到频域； 子载波去映射部，该子载波去映射部仅选择期望的子载波； 相关处理部，该相关处理部通过所述子载波去映射部的输出与导频参考信号之间的相关处理来进行信道估计，所述导频参考信号是将导频码变换到频域而生成的；子载波复制部，该子载波复制部使用由所述相关处理部估计出的信道估计和子载波复制数K (K为0以上的整数)将边端的子载波复制K个； 第一离散傅立叶逆变换(IDFT: Inverse Descrete Fourier Transform)部，该第一离散傅立叶逆变换部将在所述子载波复制部中得到的信道估计 变换为时域的信道响应；噪声路径去除部，该噪声路径去除部从所述信道响应中去除噪声路 径；以及第二 DFT部，该第二 DFT部将通过所述噪声路径去除部去除了噪声 路径的信道响应变换到频域，并输出抑制了噪声的信道估计值。
14. 一种均衡装置，所述均衡装置将单载波信号变换为频域的信号， 并通过频域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，包括第一离散傅立叶变换(DFT: Descrete Fourier Transform)部，该第一 离散傅立叶变换部接收单载波的导频信号并将其变换到频域；子载波去映射部，该子载波去映射部仅选择期望的子载波；相关处理部，该相关处理部通过所述子载波去映射部的输出与导频参 考信号之间的相关处理来进行信道估计，所述导频参考信号是将导频码变 换到频域而生成的；子载波复制部，该子载波复制部使用由所述相关处理部估计出的信道 估计和子载波复制数K来将边端的子载波复制K个；第一 IDFT部，将由所述子载波复制部得到的信道估计变换为时域的 信道响应；噪声路径去除部，该噪声路径去除部从所述信道响应中去除噪声路径；第二 DFT部，该第二 DFT部将经所述噪声路径去除部去除了噪声路 径的信道响应变换到频域，并输出抑制了噪声的信道估计值；权重计算部，该权重计算部根据经所述第二 DFT部抑制了噪声的信道 估计来计算均衡权重；均衡滤波器，该均衡滤波器利用所述均衡权重在频域上进行接收信号的均衡处理；以及第二 IDFT部，该第二 IDFT部将均衡信号变换到时域以输出解调信号。
15. —种信道估计装置，所述信道估计装置使用单载波的导频信号并 通过频域的信号处理来进行信道估计，其特征在于，包括第一 DFT部，该第一 DFT部接收所述导频接收信号并将其变换到频域；子载波去映射部，该子载波去映射部仅选择期望的子载波；相关处理部，该相关处理部通过所述子载波去映射部的输出与导频参 考信号之间的相关处理来进行信道估计，所述导频参考信号是将导频码变 换到频域而生成的；第三IDFT部，该第三IDFT部将由所述相关处理部估计出的信道估计 变换为时域的信道响应；传播路径计算部，该传播路径计算部根据所述信道响应来计算相干带宽；子载波复制部，该子载波复制部使用由所述相关处理部估计出的信道 估计、由所述传播路径计算部算出的相干带宽、以及子载波复制数K并根 据传播路径状况来确定要复制的数目，并且将边端的子载波复制所确定的 数目；第一 IDFT部，该第一 IDFT部将通过所述子载波复制部得到的信道估 计变换为时域的信道响应；噪声路径去除部，该噪声路径去除部从所述信道响应中去除噪声路 径；以及第二 DFT部，该第二 DFT部将经所述噪声路径去除部去除了噪声路 径的信道响应变换到频域，并输出抑制了噪声的信道估计值。
16. —种均衡装置，所述均衡装置将单载波信号变换为频域的信号， 通过频域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，包括第一 DFT部，该第一 DFT部接收单载波的导频信号并将其变换到频域；子载波去映射部，该子载波去映射部仅选择期望的子载波；相关处理部，该相关处理部通过所述子载波去映射部的输出与导频参 考信号之间的相关处理来进行信道估计，所述导频参考信号是将导频码变 换到频域而生成的；第三IDFT部，该第三IDFT部将由所述相关处理部估计出的信道估计 变换为时域的信道响应；传播路径计算部，该传播路径计算部根据所述信道响应来计算相干带宽；子载波复制部，该子载波复制部使用由所述相关处理部估计出的信道 估计、由所述传播路径计算部算出的相干带宽、以及子载波复制数K并根 据传播路径状况来确定要复制的数目，并且将边端的子载波复制所确定的 数目；第一 IDFT部，该第一 IDFT部将在所述子载波复制部中得到的信道估 计变换为时域的信道响应；噪声路径去除部，该噪声路径去除部从所述信道响应中去除噪声路径；第二 DFT部，第二 DFT部将经所述噪声路径去除部去除了噪声路径 的信道响应变换到频域，并输出抑制了噪声的信道估计值；权重计算部，该权重计算部根据经所述第二 DFT部抑制了噪声的信道 估计来计算均衡权重；均衡滤波器，均衡滤波器利用所述均衡权重在频域上进行接收信号的 均衡处理；以及第二 IDFT部，该第二 IDFT部将均衡信号变换到时域以输出解调信号。
17. 如权利要求13或15所述的信道估计装置，其特征在于， 所述噪声路径去除部通过时间窗滤波器和噪声阈值控制中的任一个或者双方来从信道响应中去除噪声路径。
18. 如权利要求14或16所述的均衡装置，其特征在于， 所述噪声路径去除部通过时间窗滤波器和噪声阈值控制中的任一个或者双方来从信道响应中去除噪声路径。
19. 如权利要求14或16所述的均衡装置，其特征在于， 所述权重计算部基于最小均方误差法(MMSE: Minimum MeanSquare Error)法或者迫零(ZF: Zero Forcing)法来计算均衡权重。
20. —种信道估计方法，所述信道估计方法使用单载波的导频信号并 通过频域的信号处理来进行信道估计，其特征在于，接收所述导频接收信号并将其变换到频域，仅选择期望的子载波，通 过将其输出与通过将导频码变换到频域而生成的导频参考信号的相关处理 来进行信道估计，使用所述信道估计和子载波复制数K将边端的子载波复 制K个，将得到的信道估计变换为时域的信道响应，从所述信道响应中去 除噪声路径，将去除了噪声路径的信道响应变换到频域，并输出抑制了噪 声的信道估计值。
21. —种均衡方法，所述均衡方法将单载波信号变换为频域信号并通 过频域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，接收单载波的导频信号并将其变换到频域，仅选择期望的子载波，通 过将其输出与通过将导频码变换到频域而生成的导频参考信号之间的相关 处理来进行信道估计，使用所述信道估计和子载波复制数K将边端的子载 波复制K个，将得到的信道估计变换为时域的信道响应，从所述信道响应 中去除噪声路径，将去除了噪声路径的信道响应变换到频域，并输出抑制 了噪声的信道估计值，根据抑制了噪声的信道估计来计算均衡权重，利用 所述均衡权重在频域上进行接收信号的均衡处理，将均衡信号变换到时域 以输出解调信号。
22. —种信道估计方法，所述信道估计方法使用单载波的导频信号并 通过频域的信号处理来进行信道估计，其特征在于，接收所述导频接收信号并变换到频域，仅选择期望的子载波，通过将 其输出与通过将导频码变换到频域而生成的导频参考信号之间的相关处理 来进行信道估计，将所述信道估计变换为时域的信道响应，根据所述信道 响应来计算相干带宽，使用所述信道估计、所述相干带宽以及子载波复制 数K并根据传播路径状况来确定要复制的数目，并将边端的子载波复制所确定的数目，将得到的信道估计变换为时域的信道响应，从所述信道响应 中去除噪声路径，将去除了噪声路径的信道响应变换到频域，并输出抑制 了噪声的信道估计值。
23. —种均衡方法，所述均衡方法将单载波信号变换为频域的信号并 通过频域的信号处理进行均衡处理，其特征在于，接收所述导频接收信号并变换到频域，仅选择期望的子载波，通过将 其输出与通过将导频码变换到频域而生成的导频参考信号之间的相关处理 来进行信道估计，将所述信道估计变换为时域的信道响应，根据所述信道 响应来计算相干带宽，使用所述信道估计、所述相干带宽以及子载波复制 数K并根据传播路径状况来确定要复制的数目，将边端的子载波复制所确 定的数目，将得到的信道估计变换为时域的信道响应，从所述信道响应中 去除噪声路径，将去除了噪声路径的信道响应变换到频域，输出抑制了噪 声的信道估计值，根据抑制了噪声的信道估计来计算均衡权重，利用所述 均衡权重在频域上进行接收信号的均衡处理，并将均衡信号变换到时域以 输出解调信号。
24. 如权利要求1或2所述的信道估计装置，其特征在于， 所述复制单元将所述边端的子载波的信道估计值分别复制一个或多个至作为接收信号的频带外的低频成分和/或高频成分的子载波的位置上。
25. 如权利要求3或4所述的均衡装置，其特征在于，所述复制单元将所述边端的子载波的信道估计值分别复制一个或多个 至作为接收信号的频带外的低频成分和/或高频成分的子载波的位置上。
全文摘要
本发明提供比以往提高信道估计精度并通过用于均衡滤波器的权重计算可获得优异的均衡特性的信道估计装置。子载波复制部20使用由相关处理部14估计出的信道估计和子载波复制数K来将边端的子载波复制K个。IDFT部15将在子载波复制部20中得到的信道估计变换为时域的信道响应。噪声路径去除部16从作为IDFT部15的输出的信道响应中去除噪声路径。DFT部17对经噪声路径去除部16去除了噪声路径的信道响应进行离散傅立叶变换，输出抑制了噪声的频域的信道估计值。权重计算部5输入作为DFT部17的输出的频域的信道估计值，计算均衡权重。
文档编号H04B7/005GK101606325SQ20088000449
公开日2009年12月16日 申请日期2008年2月6日 优先权日2007年2月7日
发明者木全昌幸 申请人:日本电气株式会社