[發明專利]無線RF信道的信道頻率響應估計器

有效

• 申請號: 201310430088.6
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103685092B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 塞米赫·塞貝特里
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 楊靜

技術領域

本發明涉及一種信道頻率響應估計器，用于估計具有時變信道頻率響應的無線RF信道的信道頻率響應，所述信道頻率響應估計器包括用于接收無線RF信號、并且從中獲得與信息編碼符號流相對應的接收信號流的無線接收機，通過至少對載波信號的相位進行調制將所述信息編碼符號流編碼到無線RF信號中。

背景技術

無線信道上的數字數據通信用于多種應用。將數字信息編碼到RF信號中的一種方式是通過依賴于將要傳輸的數字信息來操作信號的相位和幅度。在接收結束時，檢測幅度和/或相位變化并且重構數字信息。通過對相位中的信息進行編碼來傳輸數據稱作相移鍵控(PSK)。例如，通過對參考信號(載波)的相位進行調制來傳達數據。

相移鍵控(PSK)用于多種應用，例如與RFID標簽的通信、無線LAN，包括Wi-Fi、DAB、DAB+和藍牙。PSK可以使用有限個數的相位來代表數字數據，也稱作符號。可以向每一個相位分配唯一的二進制數字圖案。

在傳輸機一側，調制器將數字信息映射到符號序列，進而將符號序列編碼到將要使用天線傳輸的信號的相位變化中。在接收機端，解調器確定接收的信號的相位，并且將所述相位映射回它所代表的負荷，從而恢復了原始的數字信息。典型地，解調器專門地設置用于調制器所使用的符號集合。

無線信道通過所謂的信道頻率響應與傳輸的信號相互作用。接收的信號等于傳輸的信號乘以信道頻率響應再加上附加的高斯白噪聲，即y_l=H_ls_l+n_l。在這一公式中，y_l代表第1個接收的信號，H_l代表頻率響應，s_l代表傳輸的符號，以及n_l代表噪聲。注意：將實體建模為復數，或者代表同相分量和正交分量的組合，或者作為幅度和相位的組合。可以方便地將一種表示轉換為另一種表示。

對于復雜的情況，信道頻率響應不是恒定的，具體地如果接收機是移動的，例如汽車，信道頻率響應將隨著時間相當大的改變。

已經提出了對于所述問題的兩個原理性解決方案，所述問題是：在接收信號之前將傳輸的符號與未知的信道頻率響應相乘。

第一解決方案：在所謂的相干接收方案中，將相干調制的符號用于預定的訓練序列或在傳輸的信號中的“導頻(pilot)”。相干解調制要求信道狀態信息，通過將接收的導頻與傳輸的導頻有關的知識進行比較來確定信道狀態信息。

第二解決方案：差分調制一種專用的調制技術，可以利用非相干接收機進行解調制，即傳統的差分解調器可以無需在接收機處使用任意信道估計或均衡處理就可以對符號進行解調制，簡化了接收機結構。由于這種性質，已經選擇了差分調制作為幾種無線標準中的調制方案，例如DAB、T-DMB等等。

盡管差分調制允許簡單的接收機，所述方法存在以下問題：差分調制和解調制的第一個缺點是假設了在使用差分調制的兩個符號期間信道總是保持靜態的。然而，這種假設在沿時間方向應用差分調制的移動接收中并不成立，例如在DAB家庭標準中的連續OFDM符號上，或者在沿頻率方向施加差分調制的頻率選擇性接收，例如在OFDM符號的連續副載波上。作為其結果，性能隨著增加的移動性和/或頻率選擇性而劣化。

差分解調制的另一個缺點是由于兩個連續符號中數據的編碼。即使信道是靜態的，這造成了影響解調制過程的兩個噪聲源，導致約3dB的性能損失。

發明內容

有利地是具有一種改進的信道頻率響應估計器。這種改進的信道頻率響應估計器可以用于包括或不包括導頻的調制方案中。例如，在具有導頻的方案中，例如DVB-T后IEEE802.11P等，信道頻率響應估計器可以用于跟蹤導頻之間的信道頻率響應中的變化。尤其是在高移動性下，導頻符號的個數通常太低以至于不能一致地跟蹤信道。信道頻率響應估計器也可以用于不具有導頻的系統中。發明人的見識在于：差分調制的基本原理相反，通過根據承載接收的信號的信息來估計信道頻率響應并且信道頻率響應用于將接收的信號相干地解碼，可以相當可觀地改進差分調制方案的接收。除了噪聲減小之外，這也將改進在后續的軟判決FEC解碼器中使用的軟判決信息的精度，例如維特比解碼器(Viterbi?decoder)。

不是根據導頻而是根據承載接收的信號的信息來估計信道頻率響應也稱作盲信道頻率響應估計或者盲信道跟蹤。

提出了一種信道頻率響應估計器，用于估計具有時變信道頻率響應的無線RF信道的信道頻率響應。所述信道頻率響應估計器包括無線接收機、不確定信道頻率響應估計器和不確定性求解器。