[发明专利]OFDM系统的信号检测方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及OFDM系统中的信号检测，具体涉及一种用于OFDM 系统的检测方法和设备，能够以较高的计算效率直接从接收信号中产 生发射的数据符号的后验概率。

背景技术

由于快速傅立叶变换(FFT)和循环前缀(CP)的使用，正交频 分复用(OFDM)技术可以以较低的复杂度来有效地对抗多径衰落。 目前，已经在诸如IEEE802.11，802.16，802.20，3GPP LTE等众多无线 通信系统中采用了OFDM技术。尤其值得关注的是，OFDM技术被认 为是下一代移动通信(4G)系统中最重要的物理层技术之一。

图1示出了根据现有技术的OFDM系统的发射机和接收机的示意 性框图，其中虚线框11和27表示用于编码系统的信道编码单元和信 道译码单元。也就是说，对于未编码系统，OFDM系统并不包括上述 的两个部分。

如图1(a)所示，发射机包括：信道编码器11、符号映射器12、导 频插入单元13、功率分配单元14、逆FFT单元15、插入CP单元16、 射频/中频(RF/IF)调制器17以及发射天线等模块。首先，信道编码 器11对来自信源的数据信息进行编码后产生编码比特，然后符号映射 器12将编码比特映射成为信号星座中对应的数据符号，接着导频插入 单元13在数据符号中插入导频符号，再由功率分配单元14调整每个 发射符号的发射功率，然后经过逆FFT单元15的处理和插入CP单元 16的处理产生基带发射信号，再经过RF/IF调制器17的调制后，最 后由发射天线发射出去。

如图1(b)所示，接收机包括：接收天线、RF/IF解调器21、时频 同步单元22、CP去除单元23、FFT单元24、信道估计单元25、信号 检测器26、信道译码器27等模块。首先，由接收天线接收到射频接 收信号，然后经过RF/IF解调器21的处理后产生基带接收信号，时频 同步单元22使接收机的时间和频率与接收信号保持一致，在CP去除 单元23和FFT单元24对基带接收信号进行FFT和去除CP处理后就 得到了各个子载波上的基带接收信号，信道估计单元25利用导频信号 对信道状态信息(CSI)进行估计，信号检测器26利用所估计的CSI 从接收信号中产生数据符号的硬判决结果(对于未编码系统和硬判决 译码系统)、或是产生数据符号的软信息(对于软译码系统)。对于未 编码系统，信号检测器26所产生的就是最终要恢复的发射数据；对于 编码系统(包括硬判决译码系统和软译码系统)，信道译码器27利用 信号检测器提供的信息最终恢复出发射数据。最后，所恢复的发射数 据被送入至信宿。

为了在OFDM系统中获得优良的接收性能，在信号检测之前要进 行精确的信道估计。已经提出了一些有效的信道估计方法，例如导频 辅助估计、半盲估计和盲估计。但是，通过信道估计不可能获得理想 的信道状态信息(CSI)，很大程度上限制了OFDM系统的性能。

为了提高由于不精确的信道估计所带来的性能损失，有人提出了 联合信道估计和信号检测方法。例如非专利文献1(T.Cui and C. Tellambura，“Joint Data Detection and Channel Estimation for OFDM Systems，”IEEE Trans.Commun.，vol.54，no.4，pp.902-915，Apri. 2006)提出了一种鲁棒性的硬判决算法，它通过将信道估计和硬判决 检测相结合来提高OFDM接收机的性能。但是上述非专利文献1提出 的方法的复杂度非常高，以致无法应用于实际的OFDM系统中。另外， 该方法无法提供数据符号的软信息，因此它无法与诸如Turbo译码器 之类的软信道译码器对接，来提高接收性能。