[发明专利]用于减少边缘效应的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种用于改善正交频分复用(OFDM)传输系 统中的信道估计的系统和方法。特别地，本发明涉及一种用于减少 OFDM信号的边缘效应的系统和方法。

背景技术

在正交频分复用(OFDM)传输系统中，可用频带被分为多个较 小的频带。多个信号随后被调制并且在该多个频带上同时被发射。

用于OFDM的可行的调制方案包括：二进制相移键控(BPSK)， 其中针对每个码元编码一个比特；正交相移键控(QPSK)，其中针对 每个码元编码两个比特；甚或正交调幅(QAM)方案，其中针对每个 码元编码多个比特。

为了简化收发信机的设计，OFDM设备中的码元调制常常在频域 中执行。这样，在发射之前，对信号执行逆离散傅立叶变换(IDFT) 以将该信号移入到时域中，其中该信号可作为适当的射频(RF)信号 被发射。同样地，当收发信机接收时域中的信号时，其对信号执行离 散傅里叶变换(DFT)以将该信号移回到频域中，用于码元解调和数据 提取。

理想地，接收机设备接收的信号在幅度方面将与发射机设备发射 的信号相同。然而，在任何类型的衰落信道中，诸如无线传输信道， 接收信号的幅度将基于信道的特定属性而变化。例如，信号干扰可能 减少接收信号的功率，而多径反射可能增加接收信号的功率。

因此，在许多OFDM系统中，接收机将执行信道估计过程以确定 信道对接收信号的效应。基于该信道估计，接收机随后可以确定如何 针对信道衰落补偿接收信号以取出最初发射信号的正确形状。

一种实现该目的的方法是，接收机提早了解接收信号的至少一部 分的正确形状。不幸地，发射数据典型地是不可预测的，因此不能用 于该目的。然而，一种解决方案是将已知的码元模式嵌入到发射信号 中替换某些数据。通过检查信道对该信号已知部分的效应，接收机可 以估计信道对完整信号的效应，允许确定如何补偿该信道效应。

某些信道估计电路可以包括DFT和IDFT。但是关于许多DFT和 IDFT的电路设计可能是相当复杂的和昂贵的，使得包含该DFT或IDFT 的信道估计电路的设计同样地是复杂的和昂贵的。然而，一种相对简 单的类型的DFT和IDFT是关于2的幂数的快速傅立叶变换(FFT)和 逆快速傅立叶变换(IFFT)。通过使用关于2的幂数的FFT和IFFT电 路，可以限制DFT和IDFT电路的代价和复杂性。

但是使用FFT或IFFT的需要将已知信号部分的选择限于长度为2 的幂数的信号部分，这可能不适当地限制其设计，或者需要使信号样 本通过FFT和IFFT，尽管存在它们不具有正确数目的样本的事实。而 且，通常地，对数据块执行FFT/IFFT引起了也被称为“Gibbs现象” 的“边缘效应”，这可以引起信道估计的准确性的显著破坏。

因此需要提供一种信道估计系统，其在可行时会使用FFT和IFFT 电路，允许使用任何长度的已知信号部分用于信道估计，但是还会减 少由该信道估计导致的任何边缘效应。

附图说明

在附图中相同的附图标记表示相同的或功能相似的元素，并且附 图与下文的详细描述一起并入到说明书中并且形成说明书的一部分， 用于进一步说明示例性实施例和解释根据本发明的各种原理和优点。

图1是根据公开实施例的OFDM传输系统的框图；

图2是根据公开实施例的图1的用于发射的编码码元流的曲线图；

图3是根据公开实施例的图1的接收编码码元流的曲线图；

图4是根据公开实施例的图1的信道估计电路的框图；

图5是根据公开实施例的针对图4的扩展电路的导频信号输入信 号的曲线图；

图6是根据公开实施例的来自图4的扩展电路的输出信号的曲线 图；

图7是根据公开实施例的来自图4的估计器IDFT电路的输出信号 的曲线图；

图8是根据公开实施例的来自图4的滤波器电路的输出信号的曲 线图；

图9是根据公开实施例的来自图4的零插入电路的输出信号的曲 线图；

图10是根据公开实施例的来自图4的估计器离散傅立叶变换电路 的输出信号的曲线图；

图11是根据公开实施例的图4的信道估计信号的曲线图；并且

图12是说明根据公开实施例的图4的信道估计电路的操作的流程 图。