专利名称：具有多个发射天线的通信系统的信道估计的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及通信领域，更具体地，本发明涉及具有多个发射天线的通信系统的信 道估计。
背景技术：
多个发射和接收天线可用于多载波通信系统，如多输入多输出(MIMO)正交频分 复用(OFDM)系统，以提高通信质量和能力。OFDM技术将整个系统的带宽有效地分割成若干 正交频率子信道。在本申请中，这些子信道也可称为“频音”或“子载波”。这类MIM00FDM 系统的例子包括但不限于 WiMAX、IEEE 802. 11a、IEEE802. llg、IEEE 802. Iln 和 3GPP LTE。 这样的ΜΙΜΟ系统通常包括一个具有多个发射天线的发射机，多个发射天线与具有一个或 多个接收天线的接收机(发射天线和接收天线的数目可能相等或可能不等)进行通信。在 MIMO通信系统中，每个发射天线在基本相同的时间，在同一组子载波上，发送M个不同的符 号，其中M是发射天线的数量。虽然每个发射天线在同一组子载波的至少一部分上发射相 应的符号，但还是需要适当选择天线之间的间距(例如，大约这些子载波调制的载频波长 的一半(例如，5. 4GHz))，以使这些符号得以在接收机处恢复。要生成M个符号，一个串行 比特流需要转换成M组多比特子符号，每个分别调制一个相应的子载波。需要对每个发射天线和每个接收天线之间的各个信道的信号响应进行准确估计， 以有效地说明哪些子载波可以用于传送子符号，以及有效地恢复整体在可用子载波上传送 的符号。这种信道估计的一般做法是，从发射机发送一组预定的训练序列(每个发射天线 至少一个预定序列)，并在接收机测量接收的训练序列。由于预定的训练序列可能有特殊的 正交特性，并且接收机先行已知，所以每个信道上每个子载波相应的信号响应的估计可以 通过将接收到的训练序列与相应的发送训练序列进行相关来实现。
发明内容
按照一种实施例，提供了在利用多个发射天线的通信系统中进行信道估计的一种 接收机、系统和方法。接收机包括可操作为接收信号的天线节点，前述信号包括至少对应于 第一序列的第一信号和对应于第二序列的第二信号的叠加；信道估计器，其耦合到天线节 点，可操作为将接收信号和第一和第二序列中的至少一个进行相关，以确定相关所产生的 至少两个波形之间的至少一个边界，并利用边界和至少两个波形来计算对应第一信号的第 一信道响应以及对应第二信号的第二信道响应。接收的信号包括一组由多个天线传送的预定训练序列，将接收信号与这些训练序 列中的一个或多个进行相关，以确定所产生波形部分之间的至少一个边界。在一种实施例 中，这种相关通过将接收信号的频域版本乘以一个训练序列的频域版本的共轭，然后可能 执行IFFT来完成。在一种实施例中，通过沿相关波形的各部分循环移动预定宽度的采样 窗口，来找到在该窗口内采样的能量总和最小化的位置，从而确定相关波形部分之间的边 界。在另一实施例中，通过循环移动采样窗口，来找到匹配理想阈值-例如，低于最大幅度20dB的位置，从而确定边界。基于所确定的边界来确定信道估计，并可以在频域通过 Savitzky-Golay滤波器进行平滑。加性白高斯噪声(AWGN)的方差也可以估计。实施例的一个优点是可以减少由AWGN，以及一个训练序列的能量被错误归结到相 邻训练序列，所引起的信道估计的不准确性。
通过参看以下详细描述，并结合附图，本申请所公开主题的一个或多个实施例会
更易于理解。图1是无线MIMO通信系统的一个实施例的框图。图2是时域相关序列对的一种实施例的时域图，前述时域关联序列对通过将多发 射天线系统(如图1的系统)中各发射天线所发射的移位训练符号波形与该系统中接收天 线所接收的信号进行相关来实现。图3A-3C的时域图示出了解析图2的时域波形的方法的一种实施例。图4是信道估计方法的一种实施例的流程图。图5的时域图示出了无线多发射天线系统中多个相关序列的一种实施例。图6的相关序列的时域图说明了获得信道响应估计的一种实施例。
具体实施例方式给出下面的讨论是为了使本领域技术人员能够实现和使用在此公开的主题。在不 脱离在此公开的主题的精神和范围的情况下，在此描述的一般性原理可以适用于以上详细 描述的实施方式和应用之外的实施方式和应用。本公开无意限于示出的实施方式，而是按 照符合在此公开或建议的原理和特征的最宽泛的范围。在下文描述中，结合所描述的实施方式记载了某些细节，以便提供对在此公开的 主题的充分理解。然而，本领域技术人员将会理解，可以在没有这些特定细节的情况下实施 所公开的主题。此外，本领域技术人员将会理解，所公开实施方式和这些实施方式的组成部 分的各种修改、等效物和组合落入所公开主题的范围之内。尽管在下文没有明确地描述，但 是包括少于相应的所描述实施方式的全部组成部分或步骤的实施方式也可以落入所描述 的主题范围内。最后，下文没有详细示出和描述公知组件和/或过程的操作，以避免不必要 地混淆所公开的主题。图1是一种OFDM系统100的框图，其包括发射机部分101和接收机部分102。该 系统100可以以多种应用形式实现，包括但不限于音频和视频广播通信，蜂窝电话发射机 和手持机，数字计算机信号路由器和调制解调器，以及网络发送器/接收机。发射机101包括发射分集处理器110，M个逆离散傅立叶变换(IDFT)块120，以及 M个发射天线140。发射分集处理器110接收串行数据块并将其转换为多个频域块，其然后提供给相 应的IDFT块120。每个频域块代表了多个子载波所承载的，并且通过M个发射天线140中 相应的一个发射天线发射的相应符号。至少一些子载波可能与承载通过M个发射天线140 中其他发射天线发射的符号的子载波相同。此外，每个频域块转换为时域，然后相应的时域 块可以调制载波频率(例如，2. 4GHz或5. 4GHz)，以提高时域块频率。
每个IDFT块120从发射分集处理器110接收相应的频域块，使用逆离散傅立叶变 换(IDFT)对块进行变换，并将该块作为时域波形而提供给相应的发射天线140。接收机102包含一个或多个接收天线150 (只示出了一个接收天线)，用于每个接 收天线的相应离散傅立叶变换(DFT)块160，分集增益处理器170和信道估计器180。在一 种实施例中，图1给出的数字发射机101的部分可以通过第一集成电路(IC)实现，图1给 出的接收机102的部分可以通过第二 IC实现，该第二 IC远离第一 IC。例如，发射机101可 以是无线路由器的一部分，接收机102可以是计算机的一部分。每一个DFT块160 (只示出了一个这样的块)接受从接收天线150收到的时域信 号，利用离散傅立叶变换函数对信号进行变换，并将变换后的信号提供给分集增益处理器 170和信道估计器180。分集增益处理器170接受来自DFT块160的变换后信号，以及来自信道估计器180 的信道估计(相应信道存在于每个发射天线140和每个接收天线150之间)，以便恢复原先 提供给发射机部分101内的发射分集处理器110的串行数据块。信道估计器180将信道估计矩阵玟["，幻,l^i^ (信道数量)，提供给分集增益 处理器170，后者则估计恢复的串行数据块 [ A:]。也就是说，众》]包括对应于第i对发射
和接收天线之间的第i信道的信息。信道估计器180在下文中将结合图2-4进一步讨论。在MIMO系统中，每个接收天线150接收的信号是从所有M个发射天线发射的信号 组合，并受接收天线和发射天线之间的相应信道特性和噪声的影响。因此，从每个发射天线 到每个接收天线存在着相应信道，并且分别为每个这样的信道做信道估计。在系统100的 这种实施例中，每个发射天线140和接收天线150之间有相应信道，因此，因为有M个发射 天线和一个接收天线，在本实施例中存在i = M个相应的信道。每一个相应信道的信道特 性估计是定期进行的，以弥补这些特性的变化，每个信道的特性由作为第i个信道的信道 估计矩阵々》]的元素的系数来代表。由于信道估计器180接收来自DFT 160的输入，因此 玟[ ，幻的系数是在频域，但在系统100的其他实施例中，玟[ ，幻的系数可能会在时域中。在操作中，在一个符号周期或时间n，发射分集处理器110将串行数据块b[n]转 换成M个不同的频域序列Ibi [n，k] :k = 0, ···, K-l&i = 1,…，Μ}，其中K，k和i分别是 OFDM系统100数据子信道的数目，子信道(或频音)索引和发射天线信道索引。这些序列 bjn，k]的每一个通过IDFT块120和传统的循环前缀插入而形成相应的OFDM符号。发射 天线140同时分别发送这些OFDM符号。每个接收天线150(图1中仅示出一个)接收信号，其频域表示为r[n，k]。该表 示包括了发送的时域数据序列bjn，k]，b2[n，k]，. . .，b.tn, k]的叠加，并且因相应的信道 频率响应印[11，《和加性噪声w[n，k]而扭曲(在一种实施例中，假定每个信道i的加性白 噪声相同)。一个接收天线接收到的在一个子载波k上的信号r[n，k] 一般可表示为
权利要求
1.一种接收机，包括天线节点，可操作为接收信号，前述信号包括至少对应于第一序列的第一信号和对应 于第二序列的第二信号的叠加；以及信道估计器，耦合到所述天线节点，可操作为将接收的信号与第一序列和第二序列中 的至少一个进行相关，以确定所述相关所产生的至少两个波形之间的至少一个边界，并利 用所述边界和所述至少两个波形来计算对应第一信号的第一信道响应以及对应第二信号 的第二信道响应。
2.根据权利要求1的接收机，还包括耦合到该天线节点的天线。
3.根据权利要求1的接收机，还包括转换单元，可操作为将接收的信号从时域转换到频域；以及其中信道估计器可操作为通过将接收信号的频域版本乘以第一序列和第二序列之一 的频域版本的共轭，来将接收的信号和第一序列和第二序列之一进行相关。
4.根据权利要求1的接收机，其中信道估计器可操作为如下确定至少一个边界找出 第一波形和第二波形之间最小能量的区域，并定位在该区域附近的边界。
5.根据权利要求1的接收机，其中信道估计器可操作为如下确定至少一个边界找出 第一波形和第二波形之间最小能量的区域，并在该区域内定位边界。
6.根据权利要求1的接收机，其中信道估计器可操作为通过将边界一侧的一个波形转 换到频域，来计算第一信道响应，将边界另一侧的另一波形转换到频域，来计算第二信道响 应。
7.根据权利要求1的接收机，还包括噪声模块，其耦合到信道估计器，并可操作为估计 接收的信号中出现的噪声特性。
8.根据权利要求7的接收机，其中估计的特性是方差。
9.根据权利要求1的接收机，其中计算第一信道响应包括对第一信道响应进行平滑。
10.根据权利要求9的接收机，其中对第一信道响应进行平滑包括使用 Savitzky-Golay 滤波器。
11.一种系统，包括处理器，以及耦合到该处理器、具有可操作为接收信号的天线节点的接收机，前述信号包括至少对 应于第一序列的第一信号和对应于第二序列的第二信号的叠加；以及信道估计器，耦合到天线节点，可操作为将接收的信号与第一序列和第二序列中的至 少一个进行相关，确定所述相关所产生的至少两个波形之间的至少一个边界，并利用所述 边界和至少两个波形来计算对应第一信号的第一信道响应以及对应第二信号的第二信道 响应。
12.根据权利要求11的系统，还包括耦合到该天线节点的天线。
13.根据权利要求11的系统，还包括转换单元，可操作为将接收的信号从时域转换到频域；以及其中信道估计器可操作为通过将接收信号的频域版本乘以第一序列和第二序列之一 的频域版本的共轭，来将接收的信号与第一序列和第二序列之一进行相关。
14.根据权利要求11的系统，其中信道估计器可操作为如下确定至少一个边界找出第一波形和第二波形之间最小能量的区域，并定位在该区域附近的边界。
15.根据权利要求11的系统，其中信道估计器可操作为如下确定至少一个边界找出 第一和第二波形之间最小能量的区域，并在该区域内定位边界。
16.根据权利要求11的系统，其中信道估计器可操作为通过将边界一侧的一个波形转 换到频域，来计算第一信道响应，将边界另一侧的另一波形转换到频域，来计算第二信道响 应。
17.根据权利要求11的系统，其中接收机还包括噪声模块，其耦合到信道估计器，可操 作为估计接收的信号中出现的噪声的方差。
18.根据权利要求11的系统，其中计算第一信道响应包括平滑第一信道响应。
19.一种方法，包括接收信号，该信号包括至少对应于第一序列的第一信号和对应于第二序列的第二信号 的叠加；以及通过将接收的信号与第一序列和第二序列中的至少一个进行相关来确定波形，该波形 有第一部分和第二部分；确定波形第一部分和波形第二部分之间的至少一个边界；以及利用所述边界和至少两个部分来计算对应第一信号的第一信道响应以及对应第二信 号的第二信道响应。
20.根据权利要求19的方法，还包括将接收的信号从时域转换到频域；以及通过将接收信号的频域版本乘以第一序列和第二序列之一的频域版本的共轭，来将接 收的信号与第一序列和第二序列之一进行相关。
21.根据权利要求19的方法，其中确定至少一个边界包括找出第一部分和第二部分之 间最小能量的区域，并且定位在该区域附近的边界。
22.根据权利要求19的方法，其中确定至少一个边界包括找出第一部分和第二部分之 间最小能量的区域，并且在该区域内定位边界。
23.根据权利要求19的方法，其中计算第一信道响应包括将边界一侧的一个部分转换 到频域，计算第二信道响应包括将边界另一侧的另一部分转换到频域。
24.根据权利要求19的方法，还包括估计接收的信号中出现的噪声的特性。
25.根据权利要求19的方法，其中计算第一信道响应包括平滑第一信道响应。
全文摘要
按照一种实施例，提供了在利用多个发射天线的通信系统中进行信道估计的接收机、系统和方法。接收机包括可接收信号的天线节点，前述信号包括至少对应于第一序列的第一信号和对应于第二序列的第二信号的叠加；信道估计器，耦合到天线节点，可将接收信号和第一和第二序列中的至少一个进行相关，确定相关所产生的至少两个波形之间的至少一个边界，并利用边界和至少两个波形来计算对应第一信号的第一信道响应以及对应第二信号的第二信道响应。基于确定的边界来确定信道估计，并可以在频域中通过Savitzky-Golay滤波器进行平滑。也可以估计加性白高斯噪声(AWGN)的方差。
文档编号H04B7/08GK102111205SQ20091026527
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者江森 申请人:世意法(北京)半导体研发有限责任公司