[发明专利]一种确定时域信道脉冲响应的OFDM接收机

说明书

一种OFDM接收机接收频域中的OFDM符号，并且对这些OFDM符号进行梳形滤波并且然后对其进行打孔以留下带有实际导频信息以及数据符号处的空值的符号。该接收机向OFDM符号队列提供打孔OFDM符号。虚拟导频内插器耦接到打孔OFDM符号存储器以生成被引入到OFDM符号的虚拟导频信息。内插器可以是二维维纳滤波器。接收机还包括时域信道估计器，该时域信道估计器对包括虚拟导频信息的第一OFDM符号进行处理以生成用于该第一OFDM符号的信道脉冲响应。频率均衡器响应于用于第一OFDM符号的信道脉冲响应对OFDM符号进行均衡。

版权声明/许可

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技术领域

本发明涉及用于对通信信号进行处理以更加高效地实现信道估计的系统和方法，具体来说，在正交频分复用(OFDM)接收机中提供信道估计。

背景技术

为了增加数据速率以及抑制多径，包括如WiMAX和LTE(长期演进) 等的所谓4G无线网络的高级网络针对它们的PHY层采用了正交频分复用 (OFDM)波形的变形。PHY层是物理、电磁模块，通过该模块在空中或有线地传输和接收信息的比特。OFDM利用对城市环境中的无线信道的多径的内置抑制提供了很受欢迎的带宽效率。OFDM传输的灵敏度是很容易理解的。针对PHY层的“比特泵”方案已经证明在数字用户线(DSL，有线的)OFDM应用中是成功的。另一方面，移动无线OFDM应用仍然面临要实现OFDM的设计的容量的挑战。

OFDM的实践和理论优势的核心是快速傅里叶变换(FFT)的使用。 OFDM中实现的FFT可以被视为类似于针对Nc个同时工作的无线电站的调谐器库，因为可以将由FFT生成的音调中的每一个音调独立地分配给用户。OFDM PHY在较短的时间段上利用给给定用户的载波分配的全部或部分来提供或接收每一个载波频率(音调)上的同时发生的比特流(blast)。在不同的用户之间进行载波的部分分配以及将许多用户聚合在一个周期之内是用于OFDM的一种多址方案。在10MHz带宽信道的情况下，用户可以在很短的时长(如0.1毫秒)上接收多达Nc＝840(WiMAX)或600(LTE) 个同时的音调。每时间段的这Nc个音调组成一个OFDM符号。许多用户在一个符号中的分配被称为OFDMA。

无线标准通常包括由可用带宽和信息的时间灵敏度定义的三个重要的时间片段。连结多个符号以定义帧，帧是最长的相关时间单元，以及例如，帧可能是一毫秒。如果标准向帧分配十个符号，那么符号时长为0.1毫秒。最后，FFT的大小和循环前缀(CP)时长定义了采样之间的时间间隔，因此1024点的FFT和128点的CP定义了11微秒的采样间隔。虽然FFT计算可以是比较高效的，但示例性OFDM系统的FFT大小足够大(例如，在 10MHz带宽的情况下有1024个采样)，因此计算要求仍然很高，并且功耗仍然是设计针对用户手持设备的接收机时的重要约束。

OFDM系统与基于码分多址(CDMA)的3G系统相比更加灵敏并且具有较不稳健的信号采集。OFDM系统的灵敏度来自其使用快速傅里叶变换 (FFT)将进入的信号从时域变换到频域。在非常普通的真实世界情况以及接收机实现方式的情况下，OFDM系统中的FFT会偏离理想假设。如果构成FFT算法基础的假设失败，那么在所传输的所有的Nc个信道(Nc个载波上的)之间会发生串扰。载波之间的串扰使性能下降，这进而导致了误比特率(BER)增加。

由于来自结构体或大型水面的反射，无线OFDM手持设备可以接收来自发射塔(“基站”)的相同信号的多个路径(具有不同延迟的副本)。这种非视距接收或多径导致信号相对于由发射机输出的平坦频域“形状”有所失真。接收机必须计算滤波器以将信号恢复成其原始的平坦频谱形状；该滤波器被称为对信号进行均衡。OFDM接收机针对所传输的每一个OFDM 符号进行关键的均衡计算。