[发明专利]用于接收多载波信号的接收机装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于接收包括子载波的多载波信号的接收机装置，其中将符号调制到子载波上。更具体地，本发明涉及一种用于接收根据诸如正交频分复用(OFDM)之类的技术所调制的信号的接收机装置，其中根据诸如正交幅度调制(QAM)(特别是16-QAM或64-QAM)之类的调制方案将符号调制到子载波上。

背景技术

US 2002/0181549 A1描述了一种具有信道估计器的多载波接收机。此外，还描述了一种用于将多载波信号从发射机发送到该接收机的传输系统。该多载波接收机的信道估计器估计子载波的幅度以及该幅度的时间导数。此外，该接收机包括一种依靠所估计的幅度及其时间导数来消除接收多载波信号中所包括的载波间干扰的均衡器。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于以改进的解码性能接收多载波信号的接收机装置。本发明的另一目的是提供一种用于以改进的传输性能接收多载波信号的接收机装置。

这些目的分别通过权利要求1中所限定的接收机装置以及权利要求8中所限定的传输装置来解决。在从属权利要求中提到了本发明的有益发展。

在OFDM系统中，多载波信号的子载波彼此正交地布置，因此能够在接收机装置处将子载波彼此分开。此外，子载波部分重叠，并且在普通的OFDM系统中，子载波极其显著地重叠。然而，在时变信道的情况下，多载波信号将受到载波间干扰(ICI)，即在接收机装置一侧，多载波信号中的子载波彼此不再完全正交。一种可能的解决方案是时间同步，其中在信号处理的离散傅立叶变换的情况下，可以将时间同步看作对离散傅立叶变换(DFT)的窗口定位。在时间同步之后，可以通过包括ICI消除方法的检测算法检测出在载波上所调制的符号。为避免符号间干扰(ISI)，可能的话，针对离散傅立叶变换所选择的数据块只包括属于单个传输符号的数据。此外，可以提供对DFT输入数据块的循环移位，以便为时间同步方法添加额外的健壮性。然而，只要信道是时变的，则循环移位和时间移位就不是彼此等效的，所以需要进一步努力以消除载波间干扰，尤其是在非理想时间同步的情况下。因此，由DFT窗口的非理想定位所造成的时间移位对ICI消除没有较大影响，但是循环移位对ICI消除有较大影响。因此，接收机装置的估计单元基于符号的循环移位来确定载波间干扰扩展。同时使用此载波间干扰扩展，接收机装置的均衡器单元基于所确定的载波间干扰扩展消除或近似消除多载波信号中所包括的载波间干扰。

载波间干扰扩展可以由载波间干扰扩展矩阵来描述，对载波间干扰扩展矩阵的复合进行相位调整，其中相位取决于移位变量以及载波间干扰扩展矩阵的各个分量的行号和列号之差。因此，考虑非理想时间同步的情况。

有利地，估计单元根据一阶近似确定子载波信道的频率响应的零阶时间导数和一阶时间导数，以便估计信道频率响应。但是，还可以使用二阶或更高阶近似，从而相应地提高估计结果的准确性。有利地，将相同的载波间扩展用于并行子载波，即在收发机装置的空中接口处彼此并行地传输的子载波。接收机装置的均衡器单元基于对接收符号的零阶时间导数与在对符号的一阶时间导数之后所施加的载波间干扰扩展之和来确定信号输出。其中，在将一阶时间导数和载波间干扰扩展看作映射时，将载波间干扰扩展和一阶时间导数的合成施加在该符号上。在矩阵描述的情况下，根据矩阵乘法规则将载波间干扰扩展矩阵与一阶时间导数的矩阵相乘，再将结果与包括复数形式的符号的向量相乘。其结果是可以在DFT(尤其是快速傅立叶变换FFT)之后通过并串变换器馈入的复数或实数向量。

有利地，估计单元基于循环移位函数和固定的载波间干扰扩展矩阵来确定载波间干扰扩展矩阵。因此，估计单元将载波间干扰扩展矩阵中的特定行、特定列的元素确定为固定扩展矩阵中的特定行和特定列的元素与循环移位函数的复数值的乘积，其中，将这个复数值确定为虚数单位、2次Ludolf数(π＝3.1415...)、移位变量以及一个分数值的乘积的复指数，其中该分数值包括作为行号列号之差的分子以及作为载波间干扰扩展矩阵的总列数或子载波总数的分母。载波间扩展矩阵的总列数通常等于子载波总数。

有利地，估计单元将信道频率响应的一阶时间导数作为一阶时间导数的子载波相关函数来估计。具体地，可以将信道频率响应的一阶时间导数作为子载波相关的一阶时间导数来估计。因此，接收机装置可以顾及时变子载波相关噪声功率，从而提高可靠性，特别是误比特率(BER)。

可以分别基于所述特定符号相对于时间轴的后一个符号和前一个符号的零阶时间导数来估计一阶时间导数。因此，减轻了运算负担。