[发明专利]具有多个发射天线的通信系统的信道估计

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，本发明涉及具有多个发射天线的通信系统的信道估计。

背景技术

多个发射和接收天线可用于多载波通信系统，如多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)系统，以提高通信质量和能力。OFDM技术将整个系统的带宽有效地分割成若干正交频率子信道。在本申请中，这些子信道也可称为“频音”或“子载波”。这类MIMOOFDM系统的例子包括但不限于WiMAX、IEEE 802.11a、IEEE802.11g、IEEE 802.11n和3GPP LTE。这样的MIMO系统通常包括一个具有多个发射天线的发射机，多个发射天线与具有一个或多个接收天线的接收机(发射天线和接收天线的数目可能相等或可能不等)进行通信。在MIMO通信系统中，每个发射天线在基本相同的时间，在同一组子载波上，发送M个不同的符号，其中M是发射天线的数量。虽然每个发射天线在同一组子载波的至少一部分上发射相应的符号，但还是需要适当选择天线之间的间距(例如，大约这些子载波调制的载频波长的一半(例如，5.4GHz))，以使这些符号得以在接收机处恢复。要生成M个符号，一个串行比特流需要转换成M组多比特子符号，每个分别调制一个相应的子载波。

需要对每个发射天线和每个接收天线之间的各个信道的信号响应进行准确估计，以有效地说明哪些子载波可以用于传送子符号，以及有效地恢复整体在可用子载波上传送的符号。这种信道估计的一般做法是，从发射机发送一组预定的训练序列(每个发射天线至少一个预定序列)，并在接收机测量接收的训练序列。由于预定的训练序列可能有特殊的正交特性，并且接收机先行已知，所以每个信道上每个子载波相应的信号响应的估计可以通过将接收到的训练序列与相应的发送训练序列进行相关来实现。

发明内容

按照一种实施例，提供了在利用多个发射天线的通信系统中进行信道估计的一种接收机、系统和方法。接收机包括可操作为接收信号的天线节点，前述信号包括至少对应于第一序列的第一信号和对应于第二序列的第二信号的叠加；信道估计器，其耦合到天线节点，可操作为将接收信号和第一和第二序列中的至少一个进行相关，以确定相关所产生的至少两个波形之间的至少一个边界，并利用边界和至少两个波形来计算对应第一信号的第一信道响应以及对应第二信号的第二信道响应。

接收的信号包括一组由多个天线传送的预定训练序列，将接收信号与这些训练序列中的一个或多个进行相关，以确定所产生波形部分之间的至少一个边界。在一种实施例中，这种相关通过将接收信号的频域版本乘以一个训练序列的频域版本的共轭，然后可能执行IFFT来完成。在一种实施例中，通过沿相关波形的各部分循环移动预定宽度的采样窗口，来找到在该窗口内采样的能量总和最小化的位置，从而确定相关波形部分之间的边界。在另一实施例中，通过循环移动采样窗口，来找到匹配理想阈值-例如，低于最大幅度20dB的位置，从而确定边界。基于所确定的边界来确定信道估计，并可以在频域通过Savitzky-Golay滤波器进行平滑。加性白高斯噪声(AWGN)的方差也可以估计。

实施例的一个优点是可以减少由AWGN，以及一个训练序列的能量被错误归结到相邻训练序列，所引起的信道估计的不准确性。

附图说明

通过参看以下详细描述，并结合附图，本申请所公开主题的一个或多个实施例会更易于理解。

图1是无线MIMO通信系统的一个实施例的框图。

图2是时域相关序列对的一种实施例的时域图，前述时域关联序列对通过将多发射天线系统(如图1的系统)中各发射天线所发射的移位训练符号波形与该系统中接收天线所接收的信号进行相关来实现。

图3A-3C的时域图示出了解析图2的时域波形的方法的一种实施例。

图4是信道估计方法的一种实施例的流程图。

图5的时域图示出了无线多发射天线系统中多个相关序列的一种实施例。

图6的相关序列的时域图说明了获得信道响应估计的一种实施例。

具体实施方式

给出下面的讨论是为了使本领域技术人员能够实现和使用在此公开的主题。在不脱离在此公开的主题的精神和范围的情况下，在此描述的一般性原理可以适用于以上详细描述的实施方式和应用之外的实施方式和应用。本公开无意限于示出的实施方式，而是按照符合在此公开或建议的原理和特征的最宽泛的范围。