专利名称：具有多个根据g-rake结构的fft的ofdm接收器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及无线通信系统，并且更具体地说，涉及用于接收并处理弥散环境中正交频分复用(OFDM)信号的系统和方法。
背景技术：
OFDM是对于若干现代无线通信系统、例如WiFi、3GPP LTE,WiMax等选择的无线电接入技术。OFDM的主要思想是在频域并行发射若干窄带符号，将这些符号使用快速傅里叶逆变换和快速傅里叶变换(IFFT/FFT)操作有效地转换成对应的时域波形，或从对应的时域波形转换。由于各个单独副载波是窄带，因此符号相对频率选择性衰落或传播信道中的弥散(也称为多径干扰)也比较强健。对于中等多径，即使总体信号频带呈现衰落下降，但是信道对于其窄频带上的每个符号保持近似平坦，将符号间干扰(ISI)限制于充分的低水平用于可接受结果。为了进一步改进多径鲁棒性，可通过在发射之前向时域OFDM符号的开头预先追加那个符号的最后部分的拷贝而引入循环前缀(CP)。如果信道弥散比CP的长度短，则使用 CP完全消除ISI，这在本领域是公知的。图4中描绘了基线OFDM接收器结构10。OFDM信号在一个或多个天线12处接收， 并由前端接收器电路14处理，前端接收器电路14可包含低噪声放大、频率向下转换、模拟滤波等。该信号由模数转换器(ADC) 16数字化，并由数字滤波器18基带滤波。定时参考例如使用CP属性或已知的同步信号建立，并提供给快速傅里叶变换(FFT)处理器20。开始于定时参考的长度为N的样本序列然后由FFT 20处理。各个载波被反旋以撤销信道估计块 22中每个载波信道的影响，并且发射的符号由符号检测器M恢复。当在严重弥散信道上尝试OFDM发射时，所得到的ISI可能不可忽略不计，而不管在OFDM方案中构建的鲁棒性的程度如何。这个结果甚至可发生在应用CP时。限制实际系统中CP的长度，因为它选为提供“典型”情形下的保护与最小化未直接改进可用数据速率或覆盖的“浪费的”发射能量之间的折中。特别是，多个小区站点合作发射同一信号的单频网络(SFN)或协调多点(CoMP)部署将引起具有非常大延迟扩展的有效多径信道，即便各个单独信道会十分小时也如此。由此，存在延迟扩展将超过CP并在OFDM中引入ISI的实际传播情形。当尝试以高编码率发射时，甚至中等ISI都将是不利的，并限制用户体验的数据速率。简单地延长CP 的长度是不可取的，因为CP是冗余信息，发射冗余信息消耗空中接口带宽，而无助于数据传送。
发明内容
处理接收的OFDM信号以确定多个参考延迟，该参考延迟可包含多径信道的路径延迟，以及不对应于传播路径的其它延迟。确定对应于每个参考延迟的有效信道估计，这是在每个延迟观察到的噪声分量和ISI的协方差。对于所有副载波确定导致最大组合后SINR的组合权重。对应的多个FFT被应用于输入样本流，每一个参考延迟一个。然后使用组合权重组合来自每个FFT输出的各个副载波。这产生具有抑制ISI的单个FFT输出，其可用于所有进一步处理。备选地，可在随后级的基带处理中组合多个FFT输出。本发明的一个实施例涉及一种在无线通信接收器中处理接收的OFDM信号的方法。在一个或多个天线处接收OFDM信号。在接收的信号中每个OFDM符号确定至少两个参考延迟。以每个确定的参考延迟对接收信号进行FFT处理以生成至少两组频域样本。对于每组频域样本生成信道和干扰估计。基于信道和干扰估计确定组合权重以生成最大组合后 SINR。使用组合权重组合至少两组频域样本，并且从组合的频域样本中检测符号。本发明的另一个实施例涉及OFDM接收器。该接收器包含可操作用于接收OFDM信号的一个或多个天线和可操作用于生成多个FFT处理参考延迟的定时控制单元。该接收器还包含可操作用于响应于定时控制单元以两个或更多参考延迟对接收信号进行FFT处理以生成两组或更多组频域样本的FFT处理器。该接收器还包含可操作用于生成每组频域样本的信道和协方差估计的信道和协方差估计器以及可操作用于生成得出最大组合后SINR 的组合权重并基于组合权重组合所述组频域样本以检测OFDM符号的符号检测器。
图1是描绘根据本发明实施例的OFDM处理的概念方法的定时图。图2是描绘根据本发明实施例处理弥散环境中OFDM信号的方法的流程图。图3是根据本发明实施例用于处理弥散环境中OFDM信号的OFDM接收器的功能框图。图4是现有技术OFDM接收器的功能框图。
具体实施例方式记号和信道模型考虑具有符号长度N的OFDM发射系统，并且为了说明简便，没有CP。令所关注的当前符号X含有N个按副载波的符号Xn。前面和后面的符号分别由^和Xf表示。期望符号的对应发射波形然后由IFFT给出
权利要求
1.一种在无线通信接收器中处理接收的正交频分复用(OFDM)信号的方法，包括在一个或多个天线处接收所述OFDM信号；在所述接收信号中确定每个接收器天线的每个OFDM符号的至少两个参考延迟；以每个确定的参考延迟对所述接收信号进行快速傅里叶变换(FFT)处理以生成至少两组频域样本；确定所述组频域样本的组合权重；使用所述组合权重组合所述至少两组频域样本；以及从组合频域样本中检测符号。
2.如权利要求1所述的方法，还包括生成每组频域样本的信道和干扰估计，并且其中确定组合权重包括基于所述信道和干扰估计确定组合权重。
3.如权利要求1所述的方法，其中确定所述组频域样本的组合权重包括确定生成最大组合后信号与干扰和噪声比(SINR)的组合权重。
4.如权利要求1所述的方法，其中在所述接收信号中确定每个OFDM符号的至少两个参考延迟包括评估无线电信道分布图并检测所述无线电信道分布图中的峰值。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述无线电信道分布图包括路径延迟分布图(PDP)。
6.如权利要求5所述的方法，其中在所述接收信号中确定每个OFDM符号的至少两个参考延迟还包括基于所述PDP的形状增加附加延迟。
7.如权利要求1所述的方法，其中以每个确定的参考延迟对所述接收信号进行FFT处理包括将偏移了所述延迟的FFT采样窗口内的符号建模为通过所述偏移循环移位的原始样本序列的FFT，然后移除回绕部分，并用相邻符号的干扰部分替代它。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述采样窗口内的所述FFT由下式给出
9.如权利要求8所述的方法，其中所述每个路径ISI项具有如下结构
10.如权利要求1所述的方法，其中生成每组频域样本的干扰估计包括基于至少一个其它组频域样本生成每组频域样本的干扰协方差矩阵。
11.如权利要求2所述的方法，其中基于所述信道和干扰估计确定组合权重包括满足
12.如权利要求1所述的方法，其中生成信道估计包括估计时域信道分布图并应用离散傅里叶变换(DFT)以产生频域系数。
13.—种正交频分复用(OFDM)接收器，包括一个或多个天线，可操作用于接收OFDM信号；定时控制单元，可操作用于生成多个FFT处理参考延迟；快速傅里叶变换(FFT)处理器，可操作用于响应于所述定时控制单元以两个或更多参考延迟对所述接收信号进行FFT处理，以便生成两组或更多组频域样本；以及符号检测器，可操作用于生成组合权重，并基于所述组合权重组合所述组频域样本以检测OFDM符号。
14.如权利要求13所述的接收器，还包括信道和协方差估计器，所述信道和协方差估计器可操作用于生成每组频域样本的信道和协方差估计，并且其中所述符号检测器可操作用于生成得出最大组合后信号与干扰和噪声比(SINR)的组合权重。
15.如权利要求13所述的接收器，还包括前端处理电路，所述前端处理电路置于所述天线与所述FFT处理器之间，并可操作用于向下转换和数字化所述接收信号。
16.如权利要求13所述的接收器，其中所述定时控制单元包括定时同步单元，可操作用于生成所述接收信号的路径延迟分布图(PDP)；以及控制单元，接收所述PDP，并可操作用于生成FFT处理参考延迟。
17.如权利要求16所述的接收器，其中所述定时同步单元还可操作用于基于所述PDP 的形状生成附加延迟。
18.如权利要求13所述的接收器，其中所述FFT处理器可操作用于将偏移了参考延迟的FFT采样窗口内的符号建模为通过所述偏移循环移位的原始样本序列的FFT，然后移除回绕部分，并用相邻符号的干扰部分替代它。
全文摘要
处理接收的OFDM信号以确定多个参考延迟，该参考延迟可包含多径信道的路径延迟。确定对应于每个参考延迟的有效信道估计，这是在每个延迟观察到的ISI和噪声分量的协方差。对于所有副载波确定导致最大组合后SINR的组合权重。对应的多个FFT被应用于输入样本流，每一个参考延迟一个。然后使用组合权重组合来自每个FFT输出的各个副载波。这产生具有抑制ISI的单个FFT输出，其用于进一步处理。
文档编号H04L25/03GK102318301SQ201080008672
公开日2012年1月11日 申请日期2010年2月16日 优先权日2009年2月17日
发明者A·赖亚尔, B·林多夫 申请人:瑞典爱立信有限公司