[发明专利]用于信号处理的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理信号的装置、方法和计算机程序产品。

背景技术

OFDM(正交频分复用)是用于高速率无线应用的多载波接入技术。 它用于例如802.11a和g等不同版本的WLAN以及例如DVB-T(地面 数字视频广播)、DVB-H(手持DVB)和DAB(数字音频广播)等用于广播 的不同标准。与其它技术相比，当信道具有高频率选择性时，获得了 使用OFDM的一个优点，因为可以低复杂度来进行信道均衡。对于单 载波技术，高频率选择性信道通常意味着需要极复杂的信道均衡器来 获得可靠通信。对于OFDM，通过实质上与(估计的)信道的逆相乘， 易于在频域进行均衡。

在接收器中，使用某种滤波来滤出期望信号，同时使相邻信道衰 减。这种滤波往往称作信道滤波。通常将信道滤波器选择成使得期望 信号没有失真。因此，通常可忽略信道滤波器的影响。信道滤波器有 时具有与发射器中脉冲成形滤波器相同的特性。这称作匹配滤波器， 并且只要涉及噪声就是最佳的。但是，在一些情况下，接收器中的信 道滤波器不是主要设计用于获得最佳可能的噪声性能。而是根据噪声 性能与从相邻信道滤出干扰的能力之间的折衷来设计信道滤波器。

这种折衷通常意味着，如果将最佳噪声性能作为目标，则所实现 的信道滤波器比通常情况要窄。原因当然是，信道滤波器越窄，将使 相邻干扰信号衰减越多。在单载波系统中，通常限制可使信道滤波器 多窄的是可使期望信号失真多少。如果信道滤波器太窄，则将会引起 相当大量的符号间干扰(ISI)。由于必须使ISI均衡，因此太窄的滤波器 意味着需要非常复杂的均衡器，除非应当彻底破坏噪声性能。

在使用OFDM的一些情况下，希望滤出非常接近OFDM信号的 非常强的干扰信号。这意味着，为了获得OFDM系统的可接受性能， 滤出干扰信号变得很关键。但是，由于这种滤波具有与多路径信道相 似的作用，因为它必须经过均衡以便不会破坏性能，所以使用非常窄 的滤波器可能不是可行的，因为在所遇到的信道是极为时间扩散的， 即具有大的延迟扩展的情况下，可能超过可均衡的程度。

特别是在OFDM系统中，使用有时称作循环前缀的保护间隔(GI) 来处理时间扩散信道。如果信道的超量延迟小于GI的持续时间，则可 避免符号间干扰(ISI)。

GI的持续时间必须至少与预期系统将遇到的最大超量延迟一样 大。这意味着，GI大多数时间都大于实际所需的。在仅存在涉及通信 的一个发射器和一个接收器的情况下，易于设想，原则上可能的是测 量信道的延迟扩展，然后以自适应方式改变GI，使得它足够大，但不 是更大。但是，在通信针对许多用户的情况下，这不是一种可行的方 法。一种这样的解决方案是，在系统用于广播如DVB-T和DVB-H的 情况下。对于这样一种系统，打算将同一个信号用于通常会遇到非常 不同信道条件的几个用户。由于必须将GI选择成足够大，使得它超过 (几乎)所有用户遇到的延迟扩展，因此它意味着，几乎所有接收器将 有效地具有大于实际所需的GI。接收器极可能遇到GI大于实际所需 的情况的另一个解决方案是在多路存取的情况下。具体来说，在OFDM 用于将信息从基站发射到终端并将可用的载波专用于几个用户的情况 下，必须根据具有最大延迟扩展的信道的用户来选择发射信号的GI。 而且，要面对大多数接收器实际上具有大于实际所需的GI的情况。

现有解决方案的一个问题在于，不允许OFDM系统与强干扰信号 共存在与OFDM系统的信道相邻的信道上。在基于OFDM的系统将 被引入并预期与另一个系统如GSM(全球移动通信系统)共存的情况 下，这特别是一个问题。它对于DVB-H标准可能也是一个问题，因为 最初预期它与模拟TV传输共存。由于所接收模拟信号可能较强，需 要对这个信号充分滤波，以便使DVB-H接收是可能的。该问题的主要 原因在于，强干扰信号将导致不可接受的高电平FFT(快速傅立叶变换) 泄漏，即在FFT之后进行中和是极为复杂，甚至是不可能的。

另一个问题虽然稍微有关，但在应实现支持仅相差较小量的几个 带宽的接收器的情况下会遇到。特别是在信道滤波器将在模拟域中实 现的情况下，这意味着需要几个模拟滤波器，这又意味着增加了成本。

发明内容