[发明专利]使用与判决反馈均衡(DFE)组合的基于线性相关的干扰抵消(LCIC)的信道估计方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及正交频分复用(OFDM)通信系统，以及更具体地说，涉及用于通过计算线性相关以及使用判决反馈均衡(DFE)，重复地抵消相邻信道干扰，估计时域中的信道的信道估计方法和系统。

背景技术

正交频分复用(OFDM)是多载波调制，其中，将传送的数据转换成M-ary QAM(正交调幅)调制复数符号(complex symbol)，或复数符号的序列。将复数符号序列通过串并转换，转换成多个并行(同时)复数符号，以及通过矩形脉冲，成形该并行复数符号并在副载波上调制。在多载波调制中，设置副载波间的频率间隔以便使副载波调制并行(同时)复数符号彼此垂直，由此不固有地彼此干扰。

典型的无线信道可以包括不同有效长度的多个路径，每一个将不同延迟引入到在那一路径之后传送的部分信号。符号间干扰(ISI)是指相邻符号对当前符号的影响，除非适当地补偿，否则这在接收机处会导致高误码率(BER)。因此，开发各种方法来通过降低ISI的影响，增加通信系统的性能。在通过无线“衰落”信道传送M-ary QAM信号，而不使用OFDM的情况下，如果由于信道中的多路延迟引起的延迟扩展大于QAM信号的符号周期，符号间干扰(ISI)发生并且阻碍接收机正常地恢复信号。为此，有必要使用均衡器来补偿随机多路延迟扩展。然而，在接收机中实现这种均衡器非常复杂，由于输入噪声，会降低传输性能。

另一方面，当使用OFDM时，由于能将每一并行(同时)复数符号的周期设置成远长于信道的延迟扩展，能大大地降低符号间干扰(ISI)。特别地，当将保护间隔设置成长于延迟间隔时，能完全避免符号间干扰(ISI)。同时，当将保护间隔设置成长于延迟扩展，实现补偿由多路延迟引起的随机延迟扩展的均衡器是不必要的。已经证明OFDM对通过无线衰落信道的数据传输非常有效，由此在欧洲，已经用作用于地面数字电视(DTV)和数字音频广播系统的标准传输模式。另外，OFDM经常用在使用有线信道的数据传输系统，诸如数字用户环路(DSLs)和电力线通信中，以便减轻由于在有线网络环境中产生的多路反射而引起的传输性能降低。

使用OFDM的数据传输系统中的发射机包括信道编码单元、调制单元和发射机信道匹配单元。信道编码单元将待传输的数据转换成编码数据。使用映射器，调制单元将编码数据转换成复数符号序列。复数符号序列可以是M-ary QAM、M-ary移相键控(PSK)、差分PSK(DPSK)等等，以及通过串并转换，将复数符号的序列转换成多个并行(同时)复数符号，通过矩形脉冲，成形该并行复数符号，在副载波上调制它们，以及在载波上调制副载波调制信号的总和。发射机信道匹配单元包括放大器和天线以便通过无线或有线信道，传送载波调制信号。

相应得接收机包括接收机信道匹配单元、解调单元和信道解码单元。信道解码单元使用卷积编码、块编码、Turbo编码或其他编码方法，或其组合。

为执行多个并行(同时传输的)复数符号和副载波调制的矩形脉冲整形，基于采样定理，在发射机的调制单元中实现快速傅立叶逆变换(IFFT)信号处理器。在接收机中使用相应的快速傅立叶变换(FFT)。

在使用OFDM的数据传输系统的发射机中，通过映射机，将编码数据转换成复数符号序列。由于发射机中的频率交织器和接收机中的频率去交织器的操作，由于衰落，单独地影响相邻复数符号。因此，防止接收机中恢复的编码数据由于突发损失而严重性能降低。然而，由于衰落，信息损失概率仍然高，因此，传输性能降低高于通过无衰落信道的数据传输。

同时，在使用多个正交副载波的OFDM中，在接收机中解调的每一副载波表现为数据符号和频率非选择性衰落的乘积(即，相对于副载波的频率响应)。

在使用相干调制的OFDM中，在数据检测期间，相对于每一副载波，估计信道衰落失真，以及将估计结果用作单抽头均衡器以便从解调副载波中消除衰减失真。在该数据检测期间，信道估计是检测性能所必要的，由此已经研究并广泛采用。

为便于OFDM中的信道估计的目的，伪噪声(PN)序列作为均衡器训练符号被插入到传输信号帧中，以及基于传输-接收的PN序列和接收机中所存储的PN的已知本地副本间的所测量相关性，估计信道脉冲响应(CIR)(信道的衰落失真)。

在时域同步(TDS)OFDM系统中，将除周期前缀(CP)外的PN序列插入数据块之间，作为保护间隔，因为也将PN序列用作OFDM接收机处的均衡器训练符号，由此频谱效率高于仅使用CP的OFDM系统中。