一种用于OFDM系统的接收分集合并方法和装置
阅读：253发布：2023-03-08
专利汇可以提供一种用于OFDM系统的接收分集合并方法和装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于 正交 频分复用系统的接收分集合并方法和装置以及正交频分复用系统，其中接收分集合并方法包含以下步骤：比较所有分集支路的 信噪比 与 门 限值；如果存在信噪比小于该门限值的分集支路，根据比较的结果把一个或者多个分集支路的信道响应估计值置零；根据载波的接收符号和该分集支路的信道响应估计值计算最大比合并的输出。，下面是一种用于OFDM系统的接收分集合并方法和装置专利的具体信息内容。
3、 如权利要求 1 所述的方法， 其中， 如果部分所述分集支路 的信噪比小于所述门限值， 则把所述信噪比小于所述门限值的相 应所述分集支路的信道响应估计值置零。
5、 如权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述门限值根据信道的 误比特率和信噪比来确定。
6、 一种用于正交频分复用系统的接收分集合并装置， 其特征 在于， 所述装置被配置为完成下列步骤：
比较所有分集支路的信噪比与门 P艮值；
如果存在信噪比小于所述门限值的分集支路， 根据所述比较 的结果把一个或者多个所述分集支路的信道响应估计值置零； 根据载波的接收符号和所述分集支路的信道响应估计值计算 最大比合并的输出。
8、 如权利要求 6所述的接收分集合并装置， 其中， 如果所有 所述分集支路的信噪比都低于所述门限值， 则把除所述信噪比最 大的所述分集支路之外的所有其它所述分集支路的信道响应估计 值置零。
9、 如权利要求 6所述的接收分集合并装置， 其中， 如果部分 所述分集支路的信噪比小于所述门限值， 则把所述信噪比小于所 述门限值的相应所述分集支路的信道响应估计值置零。
10、 如权利要求 6 所述的接收分集合并装置， 其中， 所述门 P艮值根据信道的误比特率和信噪比来确定。
11、 一种正交频分复用系统， 包含至少一个信源端和至少一 个信宿端， 其特征在于， 所述信宿端包含一个如权利要求 6 所述 的接收分集合并装置， 用于对所述信宿端的所接收到的分集信号 进行合并。
一种用于 OFDM系统的接收分集合并方法和装置 技术领域
一种用于 OFDM系统的接收分集合并方法和装置 技术领域
背景技术
为降低无线通信系统中衰落对接收性能的影响， 通常采用分 集技术。 常用的分集技术主要有空间分集和极化分集。 如果接收 机的天线之间相隔足够远， 并且其接收到的信号的衰落是相互独 立的， 则一般釆用空间分集接收。 此外， 接收机还可以釆用 +/-45 ° 或者垂直 /水平的双极化天线， 实现极化分集。
目前已有的分集合并技术主要有两类， 一类是最大比合并技 术， 另一类是选择性合并技术。 在最大比合并中， 接收端一般具 有多个分集支路， 在合并之前， 对多路信号加权以达到最佳性能 并且同相， 经过相位调整之后， 按照适当的增益系数， 同相相加。 选择性合并则是在多个分集支路中选择具有最大信噪比的支路作 为输出。
具体地， 如图 1所示， 发射机 100发射经过 OFDM调制的无 线信号， 被接收机 200的天线 201接收。 接收信号分别经过下变 频单元 202转换成基带信号， 再经过快速傅里叶变换（FFT )单元 203， 变换到每个子载波对应的接收符号， 笫 k个子载波的接收符 号^
Y
k = H
kX
k + N
k
其中， 是发射符号， 是子载波 k上的信道响应， 是加性噪 声。 当；^是已知的导频序列， 信道响应可以估算出来。 在最小二 乘准则 （LS )下， 根据接收信号中的接收的导频符号 和发射机 发射的导频符号 ， 估算出信道响应
^ = H
X
t+ X 其中， ^指第 k个子载波上发送的导频符号。 通常，
Hk
≠H 信 噪比越高， 信道估计的误差越小； 信噪比越低， 信道估计的误差. 越大。 通过对 进行插值， 可以估算出包括数据符号在内的所有 子载波上的信道响应。 最后对所有支路路信号进行最大比合并， 最大比合并的输出为
•yd ^ ι
Λ k
tmrc 其中， 4表示信号质量最好的支路。
如前所述， 信噪比越低， 信道估计的误差越大。 在最大比合 并算法中， 是用信道响应的共轭作为权值的， 因此， 在某一支路 或者某些支路处于低信噪比的情况下， 最大比合并的性能由于信 道估计的误差而大大降低， 甚至会带来^ ί艮大的负增益。
如在题为 "Subcarrier-based selection diversity reception of DVB-T in a mobile environment (Rinne, J.; Vehicular Technology Conference, 1999. VTC 1999 - Fall. IEEE VTS 50
th Volume 2, 19-22 Sept. 1999 Page(s):1043 - 1047 vol.2) ，，文中， 提出了一种改进的选择性分集接 收方法， 该篇文献在此以引用方式包含在本文中。 然而这类方法 如果直接应用到 OFDM系统中， 其性能并不如最大比合并技术。 发明内容
本发明的一个目标是提供一种用于一个 OFDM 系统的接收分 集合并方法， 其可有效避免由于信道估计误差而带来的最大比合 并负增益。
本发明的上述目标通过下列技术方案实现：
一种用于一个 OFDM 系统的接收分集合并方法， 包含以下步 骤：
根据所述比较的结果把相关的所述分集支路的言道响应估计 值置零；
根据载波的接收符号和所述分集支路的信道响应估计值计算 最大比合并的输出。
优选地， 在上述方法中， 如果所有所述分集支路的信噪比都 低于所述门限值， 则把除所述信噪比最大的所述分集支路之外的 所有其它所述分集支路的信道响应估计值置零。
优选地， 在上述方法中， 如果部分所述分集支路的信噪比小 于所述门限值， 则把所述信噪比小于所述门限值的相应所述分集 支路的信道响应估计值置零。
优选地， 在上述方法中， 所述门限值根据信道的误比特率和 信噪比来确定。
本发明的另一个目标是提供一种用于 OFDM 系统的接收分集 合并装置， 其可有效避免由于信道估计误差而带来的最大比合并 负增益。
本发明的上述目标通过下列技术方案实现：
一种用于 OFDM 系统的接收分集合并装置， 其特征在于， 所 述装置被配置为完成下列步骤：
比较所有分集支路的信噪比与门限值；
根据所述比较的结果把相关的所述分集支路的信道响应估计 值置零；
根据载波的接收符号和所述分集支路的信道响应估计值计算 最大比合并的输出。
本发明的还有一个目标是提供一种 OFDM 系统， 其可有效避 免由于信道估计误差而带来的最大比合并负增益。
本发明的上述目标还通过下列技术方案实现：
一种 OFDM 系统， 包含至少一个信源端和至少一个信宿端， 其特征在于， 所述信宿端包含一个如权利要求 9 所述的接收分集 合并装置， 用于对所述信宿端的所接收到的分集信号进行合并。 其中， 所述接收分集合并装置为一个数字信号处理器。
与现有技术相比， 本发明通过比较分集支路的信噪比和一预 设的阈值并根据比较结果将相关支路的信道响应估计值置零， 从 而避免了由于某些支路处于低信噪比情况下而导致最大比合并的 性能的大大降低。 最后， 本发明还具有实现复杂度比较适中， 易 于硬件实现的优点。 附图简述
图 1为传统 OFDM系统中用于实现接收分集合并技术的接收 机示意图。
图 3为按照本发明的用于 OFDM系统的接收分集合并方法的 一个较佳实施例的流程图。 具体实施方式
在以下的描述中， 皆以 ODFM系统为例描述本发明的实施例， 但是这并不意味着本发明仅局限于在该种通信系统上应用， 相反， 本发明还可推广至其它载波系统中。
按照本发明， 可以采用各种算法来计算信噪比， 以及采用各 种算法来进行信道估计， 可以根据具体的无线环境特性来设置不 同的门限值， 下面中将示范性的给出一般性算法， 但是需要指出 的是， 在阅读了本申请文件之后， 本领域内的技术人员将认识到 还可以采用除所述具体算法以外的其它算法， 并且能够根据应用 场合的特点设计或选择相关的算法， 因此本发明的思想和保护范 围不应受具体算法的限定。
以下借助附图描述将本发明的较佳实施例。
图 2示出了按照本发明的系统的结构示意图， 其包括但不仅 限于发射机和接收机。 为了更为清楚简洁地阐述本发明的精神， 此处仅对实现本发明的发射机 100和接收机 200作进一步阐述。 如图所示，接收机端包括但不限于：接收天线 201、下变频单元 202、 快速傅立叶变换（FFT )单元 203、 信道估计 /信噪比估算单元 204、 权值产生器单元 205、 乘法单元 206、 加法单元 207以及解码单元 208。
其中， 发射机 100用来发射经过 OFDM调制的无线信号。 接 收机 200则通过多路天线 201接收上述无线信号并进行进一步的 处理。
多路天线 201接收模拟射频信号并将其传送到下变频单元 202 中。 下变频单元 202主要用于把所接收的模拟射频信号转换成数 字基带信号。 FFT单元 203则用于对数字基带时域信号进行离散 傅立叶变换， 将时域信号转换成频域信号。 即， 将输入的数字基 带时域信号转换成数字基带频域信号， 变换到每个子载波对应的 接收符号。 一般地， 第 k个子载波的接收符号 Y
k
Y
k = H
kX
k +N
k ( 1 ) 其中， X
k是发射符号， H
k是子载波 k上的信道相应， N
k是加性噪 声。
接下来， 经过 FFT变换的信号被送入信道估计 /信噪比估算单 元 204。 信道估计 /信噪比估算单元 204根据接收信号中的接收的 导频符号 Y
k和发射机发射的导频符号^ "， 估算出信道响应 ，
H
k = ^ = H
k +^- ( 2 )
Χζ χ
ρ 再通过对 进行插值， 可以估算出包括数据符号在内的所有子载 波上的信道响应。
同时， 信道估计 /信噪比估算单元 204根据在有用子载波上测 得的接收信号强度 RSSI 和在空闲子载波上测得的噪声功率 N, 计 算出信噪比 SNR。
接下来， 由信道估计 /信噪比估算单元 204输出的信道频域沖 激响应 和信噪比 SNR被送入权值产生器 205。 权值产生器通过比 较该分集支路的信噪比与预定的门限值， 确定该支路是否参与最 大比合并， 如果不， 则将其权值置零， 否则， 则根据信道频域响 应 ίί计算出该支路用于进行最大比合并的权值。
其中， M表示接收天线的数量， m表示第 m根接收天线， i表 示第 i个 OFDM符号， k表示第 k个子载波， H ,
m表示第 m根接收天 线第 k个子载波的信道响应的估计值的共轭值， H,,.表示第 k个子 载波第 i个 OFDM符号的信道响应估计值， ^^表示权值。
具体地， 如图 3 所示， 首先， 比较所有支路的信噪比和预信 噪比最大的支路定的门限值。 如果所有支路的信噪比均低于门限 值， 则把除信噪比最大的支路之外的所有其它支路的信道响应全 部置零。 如果只有部分支路的信噪比低于门限值而其它支路的信 噪比大于门限值， 则把信噪比低于门 P艮值的支路的信道响应置零。
最后， 如图 2和图 3所示， 乘法器 206和加法器 207根据权 值^
ΛΒ1和接收符号 ^进行合并， 得到
其中， 表示第 k个子载波第 i个 OFDM符号的接收导频符 号。
最后， 将合并结果送入解码单元 208 进行解码从而完成信道 解码工作。
按照本发明的算法， 可以由硬件或软件模块独立实现， 也可 以由若干个硬件或软件模块以协同方式实现， 这些实现方式的变 化对于本领域内的技术人员来说都是显而易见的， 因此都属于本 发明的精神和保护范围之内。
在阅读上述披露内容之后， 其它修改对于本领域内的技术人 员来说将是显而易见的。 这种修改可能涉及到无线通信系统及其 部件单元内已经公知的特征， 并且这些特征可以代替这里已经描 述的特征或者以添加的方式应用。
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