專利名稱：用于從ofdm信號生成軟比特值的節(jié)省存儲器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及用于處理所接收的正交頻分復用(OFDM)信號的方法 及設備，尤其涉及確定和更新用于從QAM調(diào)制的符號生成軟比特值的判定邊 界(decision boundary)估計。
背景技術(shù)：
OFDM技術(shù)是第三代合作伙伴項目(3GPP)的"長期演進"(LTE)新方案 (initiative)的關(guān)鍵部分。與其他的演進的技術(shù)一起，包括多輸入多輸出(MMO)、 先進天線技術(shù)，除了更高效地使用無線電頻譜，該LTE新方案為移動無線用戶 承諾了比現(xiàn)在可獲的數(shù)據(jù)速率高得多的 速率。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的，OFDM是j頓大量密集排列的正交子載 波的數(shù)字多載波調(diào)制方案。每個子載波通過使用常規(guī)的調(diào)制技術(shù)而被分別地調(diào) 制，包括正交幅度調(diào)制(QAM)。 QAM調(diào)制信號實際上包括兩^;波信號，正 交(也就是相互90度異相)，該信號被分別進行幅度調(diào)制。典型的信號可以使 用16-QAM，期每4比特鵬寸到每個符號，或者64-QAM，期每6比特日劃寸到 每個符號。因此，OFDM信號包括多個子載波，或者"音調(diào)(tone)"，這些中 的任何或者每個可以通過^ffi QAM而分別被調(diào)制。
由于所傳送的OFDM信號在通過傳衝言道傳播時經(jīng)歷各種變換和失真并且 在接收機中被處理。因此，在樹可給定時間接收的OFDM信號的招可特定子載 波的鄉(xiāng)樹幅度通常是不可預測的。然而，因為QAM信號包括幅度分量，所以 需要幅度閾值以便將所接收的QAM符號轉(zhuǎn)^^"解鵬寸"-成原始 比特。因此， 在符號能夠被解日劃寸之前，必須從所接收的信號得到這些幅度閾值或薦'判定邊 界"。判定邊界能夠根據(jù)從多個所接收的符號得到的幅度信息來估計。通常來說， 分析大量的所接收符號會產(chǎn)生改進的判定邊界估計。然而，分析大量的所接收 符號要求那些符號被存儲直到判定邊界估計被生成并且符號被解鵬寸。這種存 儲所需的系統(tǒng)存儲器，在增加的集成電路大小以及增加的功耗方面是昂貴的。另外，由于傳衞言道的頻率選擇性效應，來自OFDM信號的一端的子載波
的符號在估計從對端的子載波得到的符號的判定邊界過程中可能幾乎無用。同 樣地，該傳播信道的時變效應將會弓胞所接收信號的幅度隨時間變化。這些難 題使得設計和實施高效且魯棒的判定邊界估計算法變得復雜。

發(fā)明內(nèi)容
用于在OFDM接收機中確定判定邊界估計并且4柳判定邊界估計以供解映 射QAM符號之用的方法和接收機電路被公開。在考慮信號傳播的頻率選擇性 和時變性時，所公開的方法高效地利用存儲器資源，并因此促進了對魯棒、成 本有效的OFDM接收機的構(gòu)造。
在一些實施例中， 一種用于在OFDM接收機中為QAM調(diào)制符號確定軟比 特值的方法被公開，其中使用從OFDM音調(diào)組中選擇的接收符號來計算供生成 軟比特之用的判定邊界估計。該判定邊界估計被用于確定與從相鄰于初始音調(diào) 組的音調(diào)選擇的符號相X寸應的軟比特值。這些來自相鄰音調(diào)的符號也被用于更 新判定邊界估計。更新的判定邊界估計然后被用于確定來自下一個相鄰音調(diào)的 軟比特。
在一些實施例中，判定邊界估計此外可以根據(jù)所觀懂的信號干擾比來計算。 另外，使用在先前測量間隔期間獲得的先前判定邊界估計來過濾、或者平滑 (smooth)為特定OFDM音調(diào)所確定的判定邊界估計。在一些實施例中，可以 檢測在觀糧間隔之間傳送幅度的改變，于是根據(jù)傳送幅度改z魏計算判定邊界 估計。


圖1是無線通信通信系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
圖2A是多載波信號的頻譜圖。
圖2B圖解了 OFDM信號的頻譜。
圖3圖示了頻率選擇性傳衝言道響應與OFDM音調(diào)的關(guān)系曲線。
圖4圖示了 OFDM信號的時間對頻率示意圖。
圖5圖示了 16-QAM調(diào)制星座。
圖6圖示了 64-QAM調(diào)制星座。
圖7圖示了與OFDM信號相對應的頻率音調(diào)。
圖8是圖示了從OFDM符號確定軟比特值的流程圖。圖9是被配置成確定軟比#€的OFDM接收機電路的一個實施例的框圖。
具體實施例方式
圖1圖示了iOT OFDM以及多輸入多輸出(MMO)技術(shù)的無線數(shù)字通信 系統(tǒng)?？龑潕?00使用多個天線元件110-1、 110-2...110-A^來傳送OFDM信 號。類似地，接收機120通過接收天線130-1、 130-2...130-AT収來接收OFDM 信號。當然，圖1僅圖示了無線通信系統(tǒng)中的一^l^各。通常，劃寸機腦可 能只是無線通信系統(tǒng)中的單個組件，例如無線基站，并且一般伴隨有無線接收 機。同樣地，接收機120，它可以是移動終端的一部分， 一般伴隨有相應的發(fā) 射機子系統(tǒng)。
無論如何，從對材幾100傳送到接收機120的信號通過傳lff言道150。盡 管在圖1中圖示為只包括該接收和傳送天線之間的路徑，但是為了分析的目的， 傳播信道150經(jīng)常被當作包括在劃寸機100和接收機120中的模擬組件戶皿成 的影響。無論如何，寬帶無線電信號在其通過傳槲言道150時將經(jīng)歷各種變換 和失真。例如，傳槲言道150可以是頻率選擇性的，這樣所傳送信號的一些頻 率分量與其它分量相比被或多或少地衰減。另外，特定物理環(huán)境將經(jīng)常引起多 徑失真，其由經(jīng)由不同路徑到達的信號分量的接收機處的同時接收所導致。各
種各樣的技^n方法被用于對抗這些失真，包括例如在圖1中顯示的多個天線
元件的艦。
在無線通信系統(tǒng)中使用的信號常常被構(gòu)造為對抗這些問題中的一個或多 個。圖2A圖示了一種方法，艮P，多載波通信信號的使用。復合信號210包括 若干Tf^波230。禾,繊分別對m^載波進行調(diào)制。把信號分為子載波230 產(chǎn)生一些優(yōu)點。如果單獨子載波的帶寬足夠小，則即使整體無線電傳播環(huán)境是 頻率選擇性的，每個子載波也將經(jīng)歷平坦衰落。另外，如果符號調(diào)制速率M^ 擇成使得符號持續(xù)時間超過由傳播信道150所弓跑的最大延遲擴展，那么符號 間干擾就不那么麻煩。
圖2B圖示了 OFDM信號250的結(jié)構(gòu)。M確保^^蟲的子載波260 (常被 稱為"音調(diào)")相互正交， 一個音調(diào)260的頻譜可以與下一4^H周260部分重疊， 而不引起音調(diào)間的串音(crosstalk)。使用離散傅里葉變換(DFT)的特性來獲 得音調(diào)間的正交性；使用反DFT產(chǎn)生OFDM信號是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。
圖3是頻率選擇性對包括多個OFDM音調(diào)的信號的影響的簡化表示。如上所解釋的，傳播信道150通常是頻率選擇性的，對于寬帶信號尤其如此。因此，
OFDM音調(diào)的幅度將在OFDM信號帶寬范圍內(nèi)變化;該變化在圖3通過頻率響 應曲線300來示出。應該注意頻率響應曲線300中的變化被極大地放大。在實 際應用中，在一個音調(diào)與下一特調(diào)之間的幅度變化將會相對小。然而，因為 實際中OFDM信號可以包括數(shù)千音調(diào)，所以，OFDM信號中的變化可能相 當大。因此，通?？梢宰⒁獾?，音調(diào)310的幅度的知識對于估計附近音調(diào)312 的幅度是有用的，但是對于估計在頻率上位于遠得多的音調(diào)314的幅度不那么 有用。
圖4更詳細地圖示了 OFDM的結(jié)構(gòu)。在圖4中，頻率沿縱軸增加，而時間 被水平地鄉(xiāng)魏U。因此，圖4描繪一些OFDM音調(diào)260的時職示，每賴調(diào)被 子載波間隔410分開。子載波間隔410的典型值是15kHz。 ^音調(diào)260沿著 時間域被分為一系列子幀420;典型的子幀持續(xù)時間是0.5毫秒。在子幀420內(nèi)， 每個音調(diào)260包括一系列符號430;典型的子幀可以包括6或7個符號430。正 如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，每個符號430包括循環(huán)前綴(未示出)，所述循環(huán) 前綴實際上提供保護間隔以防止或減少由傳播信道150中的延遲擴展所弓胞的 符號間干擾的影響。
符號430可以通過使用多種調(diào)制方案中的任何一種而被調(diào)制?，F(xiàn)在所關(guān)心 的是，符號430可以《頓QAM而被調(diào)制。圖5圖示了16-QAM信號的融(即 可能的符號衝。x軸(標示為T)表示可以由信號的一個分量(同相分量)所 取的幅度值，而y軸，標示為"Q"，表示由正交分量所取的幅度值。這些同相和 正交幅度值的16種可能組合是可能的。由圖表中的凰座點510圖示的每種組合 對應于二進制值515。 16種可能的組合允許4比特二進制值515到雖點510 的一對一日劃寸。因此，16-QAM符號的結(jié)構(gòu)需要將4比f射直515"日劃寸"到ffl點 510。
圖6圖示了在64-QAM信號中6比特二進審値615到星座點610的鵬寸。 盡管該信號ffl更復雜，但是調(diào)制和解調(diào)制的原理是相同的。
在OFDM接收機120中，在每個天線130處所接收的信號可以被表示為 WM，)，被接收、采樣的數(shù)字基帶信號W")的頻± 本。該新己i ^第i 個接收天線，n表示時嫩羊本，并且"，表示OFDM符號。頓應于第i個接收 天線、第j個天線、和OFDM音調(diào)k的頻域中的傳謝言道估計(其可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法獲得)可以被表示為《f (M，)。注意傳衞言道估
計可以隨時間變化，并且因jft^每個OFDM符號被+斜己為~m 。
所接收的信號分量W^w，)被組合以形成所接收的符號。如果組合權(quán)重是
根據(jù)叨￡%) = A^"，":，)從傳播信道估計而構(gòu)造的，這里/,.(n，)表示對應
于OFDM符號n，的所接收的干擾加噪聲，那么所接收符號的軟值將是
g(^T("，)P^，"，) 等式(l)(回
憶起iV収是接i天線130的數(shù)量。運算符()'表示復共te算。)
注意等式(1)表示相X寸簡單的構(gòu)造軟符號值的方法。特別地，等式(1) 不補償小區(qū)間干擾，也就是說小區(qū)間干擾被假定為白(white)。另外，該等式(l) 的組合權(quán)重題過與接收歪啲干擾加噪音/,.(w，)成反比iMI放(scale)傳播信 道估計來構(gòu)造的。使用這種方法，具有較少干擾的所接收信號分量將對組合符 合值貢獻更大，而具有最高干擾的分量貢獻相對較少。那些本領(lǐng):i^fe術(shù)人員將 認識到用于構(gòu)造組合權(quán)重和用于組合所接收信號分量的各種方法是可能的，并 且將意識到對那些方法在復雜性和性能之間的權(quán)衡。
為了對符號進行解映射，也就是為了將符號轉(zhuǎn)換為軟比特值，接收機120 必須有關(guān)于所接收符號的幅度的信息。具體地，接收機120必須估計供解日ll寸 QAM符號和獲得軟比樹直之用的判定邊界。參考圖5，由530標注的虛線表示 一個可能的判定邊界，與I軸分開距離d。給定所接收符號的幅度的完全信息， 判定邊界530被理想地沿，點515的首行和下一行的正中間的線放置。相似 的判定邊界可以被放置在連續(xù)的行之間，并且相應的判定邊界，包括判定邊界 540， l戯爐在驗點的列之間。從所接收的符號生成軟砂封直包括將所接收符 號值(分別對應于I和Q軸)的實部和虛部與該判定邊界進行比較。例如，如 果接收的16-QAM符號的實部和虛部均比d大，那么該符號最可育樹應于在右 面的最上面位置的星座點510，用"0011"的二進制值515標示。
現(xiàn)在參考圖6，判定邊界620位于在該圖的下半部分的星座點610的行之
間。其它判定邊界將、,在MJ^點610的行之間，以d/2的間隔，也在，點
610的列之間。對于該64-QAM星座，軟比t,可以通過如下生成 /, =Re
10<formula>formula see original document page 11</formula>A(3c/ /2-Im^(A:,"，))，ImS;(A:, m) 2 c/, A(3" / 2 + Im^.(A:,"狎))，ImS —d，
! ,、 ！2、 ！'3、仏、《2、 ^的負值對應"0"比特，并且正《IX寸應"l"比特c 也注意在圖6中二進制值615表示6個傳送比銜6,,...A)=(&,仏，!'2 ,Z'3,&)。
那些本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到通過將符號值與判定邊界估計進行比較所 生成的軟比特值可以包括二進審値的估計和判定度量，它和軟比#|直生成中固
有的不確定性相對應。在等式(2)中，所計算的軟比特的量值(magnitude)(其 表示所觀糧的符號與最接近的判定邊界之間的距離)劍共判定度量。常數(shù)/q和^ 可以被調(diào)整(^ii小于l的值)，以反映與、、仏比較時產(chǎn)生比特/2、 &、 /3、 & 的更高的不確定性。這些軟比特值(包括判定度量)然后可以通過使用，例如，
如本領(lǐng)^#; 公知的，維特比解碼器而被解碼。
之前對解鵬寸符號的描述假定接收機120具有關(guān)于所接收符號的幅度的完 全信息，這樣它可以準確i也確定供計算軟比特值之用的判定邊界。具體地，參 考圖5和6，為了確定那些判定邊界，接收機120必須知道d的值。
實際上，接收機120必須估計d (或者與符號幅度相對應的其它參數(shù))的值。 再次參考圖5和6，可以很容易地證明值d分別等于每個星座點515 (或615) 與I軸和Q軸之間的平均距離。在下面的討論中，這些距離被稱為"調(diào)制距離"。 因此，給定一組符號N，它包括W個符號，那么對d值的估計育,從所測量的
調(diào)制距離來計算。也就是，ZlReS("，)l+卜S("，)1。
然而，如以上討論，由于通過傳槲言道150的傳送信號的失真，所接收符 號幅度將隨時間變化，也在OFDM音調(diào)260范圍內(nèi)變化。因此，d的估計必須 隨時間被重復，或者被更新，并且必須也考慮該傳播信道150的頻率選擇性。在示例性的接收機120中，d的估計在每付幀間隔被計算和/頓新。如
上所指出的，典型的子幀可能具有0.5毫秒的持續(xù)時間，并且包括6或7個符號。 對于每個OFDM音調(diào)260，或者至少對于^ OFDM音調(diào)組260， d的估計的
與蟲值被計算并保持。
參考圖7， OFDM音調(diào)組由附圖iH己710 。因為該音調(diào)組710包括相 對小數(shù)量的音調(diào)260，所以由傳播信道150的頻率選擇性所產(chǎn)生的單獨音調(diào)260 之間的幅度差異將是相當小的。換句話說，存在比音調(diào)的總數(shù)小很多的音調(diào)數(shù) AU，在其上頻率選擇性會,被忽略。如果一些符號是從在音調(diào)組710內(nèi)的每 個音調(diào)中選擇的，則可以對調(diào)制距離求平均以估計d的值。該值在等式(2)中 被用于生成被調(diào)制到音調(diào)組710中的旨音調(diào)上的64-QAM符號的軟比特值。
給定音調(diào)組710中音調(diào)數(shù)7V，相對小，從音調(diào)組710的符號中獲得的d的 估計對生成用于來自音頻720的符號的軟比特值也是有用的，音調(diào)720與音調(diào) 組710相鄰。該估計可會樹生成用于來自下一個相鄰音調(diào)730的符號的軟比特 值仍然是有用的，但是該估計的有用性隨著它被應用于逐漸遠離從其得至lj估計 的音調(diào)的音調(diào)而減弱。(注意雖然圖7圖示了音調(diào)720與音調(diào)組710直接相鄰， 術(shù)語"相鄰'在此處用于表示"附近"的意思，而不是'直接最近的"。同樣地，"下 一個相鄰音調(diào)"尉旨比相鄰音調(diào)更遠的音調(diào)，ii是仍然相對在Pf銜。)
因此，從音調(diào)組710中獲得的d的估計可以被應用于解映射來自相鄰音調(diào) 720的符號，但是應該在被用于解映射來自下一個相鄰音調(diào)730的符號之前被 更新。正如下面所要說明的，使用那些符號的測量，d的估計可以在解日劃寸來 自相鄰音調(diào)720的符號期間被更新。更新的估計然后可以被用于解日，來自下 一個相鄰音調(diào)730的符號，并且然后在l鵬用到下一賴調(diào)之前，{頓來自下 一個相鄰音調(diào)730的符號，再次被更新。以這種方式，^ffl被適當?shù)馗乱杂?于OFDM信號內(nèi)每個音調(diào)的位置的d的估計值，每^t調(diào)可以被依次解鵬寸。
圖8因此圖示了用于在OFDM接收機中確定QAM調(diào)制的符號的軟比f射直 的示例性方法。盡管只討論了 16-QAM和64-QAM調(diào)制，但是戶腿方法通常適 用于QAM方案。在下面的描述中假定64-QAM符號。
在塊810中，使用選自多個OFDM音調(diào)710的(經(jīng)QAM調(diào)制的)符號來 計算判定邊界估計。如上所述，音調(diào)數(shù)7V，IK擇成使得音調(diào)組710上的頻率 選擇性是最小的。ALJ每通常是靜態(tài)參數(shù)，其從預計將由接收機遇到的信號條件的評估來確定。可替換地，通過分析觀察到的頻率選擇性，7V，在接收機中 能夠被動態(tài)地確定。例如，導頻信道 可以被分析以估計傳樹言道150的頻 率響應。
在任何情況下，從音調(diào)組710中選擇的接收符號可以包括在OFDM信號的 一個子幀420中所包含的所有符號430或其子集，但是應該將符號總 擇得 大到足以給出對d的合理準確的估計。因此，對于用A倉,s & < + 、。rt標注的 音調(diào)組710中的每個音調(diào)，計算
<formula>formula see original document page 13</formula> 等式(3)
<formula>formula see original document page 13</formula>( a )
這里iv，("是為當前子幀而從音調(diào)k中選擇的符號集合。注意等式(3)的 表示在音調(diào)k中選擇的符號的調(diào)制距離的總和(sum),不是平均值。 如果A^ W是在每，合A^(W中的符號數(shù)量，那么音調(diào)組710的平均調(diào) 制距離可以被計算為
<formula>formula see original document page 13</formula>
也就是，《，w是音調(diào)組710的7V，^H周上的子幀中的平均調(diào)制距離。該 平均值被存儲以供將來使用，并且也被用作音調(diào)組710中的每#調(diào)的d的估
計。因此c/("=《v,e，對于^倉,W〈AU+^"。
對應于音調(diào)組710的值d(k)Mffl于估計用于解iW來自音調(diào)組710中的每 個音調(diào)的QAM符號的判定邊界。如上BW，對于64-QAM符號，判定邊界在 圖6的凰座圖的行和列之間以d/2的間隔被隔開。這些判定邊界隱含在由等式 (2)所給出的用于生成軟比特值的公式中。因此，d(k),如上所得到的，被用來 代替等式(2)中的d，以便為音調(diào)組710的符號生成軟比特值。如果上面所得 到的平均調(diào)審鵬離是第一次被得到，貝値《，l細于音調(diào)組710中的^# 調(diào)。如果判定邊界估計是為了先前子幀410所計算的，則平均值可以被任意地 過濾，或者被平滑。換句話說，來自先前判定邊界估計的信息被并入到當前判 定邊界估計的確定中。例如，如果音調(diào)k的先前平均調(diào)制距離是^(/t)，另P么
當前值可以作為先前的和值和當前平均調(diào)制距離的加權(quán)和來計算 = _《w (W) +《w (W ， 等式(4)
其中X等于被選擇在0與1之間的過濾器(filter)常數(shù)。人的值可以取決于 在接收機觀察到的多普勒頻率，并且對于信號幅度隨時間快速變化的環(huán)境而言 應該更接近l。特別地，如果接收機已經(jīng)被發(fā)信號通知或者以其他方式確定所傳送信號幅 度在子幀之間已經(jīng)改變，則人應該被設為l?？商鎿Q地，如果接收機知道或者能 夠確定在傳送幅度中的改變的量值，那么"。w W可以被縮放以補償幅度的改變， 并且經(jīng)縮放的《,^)被應用于等式(4)中。
無論如何， 一旦來自音調(diào)組710的符號已經(jīng)通過使用d (k)而被解映射， 符號數(shù)據(jù)就能夠被丟棄。因此，對于在組合之后緩沖符號 而言僅需要最小 的存儲量。d(k)的值被保留，至少直到下一個子幀被處理，但是符號 能夠被 丟棄。從解艦過程中產(chǎn)生的軟比特被縮放、量化、并且必要時被緩沖以用于 后續(xù)的解交錯和解石馬。
如上戶;M，為小音調(diào)組710確定的判定邊界對于解,來自相鄰音調(diào)720 的符號是有用的。因此，使用在塊810處所計算的判定邊界估計，圖8的塊820 描述了A她自相鄰音調(diào)720的符號確定軟比特值。同樣，戶腿擇的符號可以包 括在子幀中包含的所有符號或其子集。所述選擇可以取決于，例如，被分配給 特定邏輯信道或資源塊的符號。無論如何，如果相鄰音調(diào)720與音調(diào)組710直 接相鄰，如圖7所示，并且被^H己為^，那么d("l)被用于解鵬寸從相鄰音調(diào) 720選擇的符號。等式(2)用于生成軟比特值，在等式(2)中用判定邊界估 計(/(《-l)來代替d。
如圖8的塊830處所示，當相鄰音調(diào)720的所選擇符號被處理時，來自所述 符號的幅度信息被合并到當前判定邊界估計的更新中。首先，音調(diào)^的戶鵬擇 符號的調(diào)制距離被合計
+
等式(5)
先前存儲的《一w變量然后被更新。如果《 是《__的先前存儲值，并
*■ average ^-^^""、、,h 0 ,h/國、 oW — overage ^"4^""verage
且氣,(顯是在計算"e卿中使用的符號數(shù)lm的舊值，那么 ^扁=W，(《)+氣w—鵬—K戸《—^，) 和
對《M，的這種更新包括來自當前音調(diào)纟的幅度信息，且同時丟棄來自離音
調(diào)^最遠的音調(diào)的幅度信息，艮口，音調(diào)《-AU)。因此，〈，表示音調(diào)的移動 窗口的波動(rolling)平均調(diào)制距離，所述窗口在{5{可給定時間覆蓋W， ^t調(diào)。這個被更新的"，，值作為當前音調(diào)纟的判定邊界估計而被保留，也就是 d(i) = <i 。
可選地，如果更新的判定邊界估計是針對先前子幀中的當前音調(diào)而被計算 的，貝恍前更新的判定邊界估計可以與當前更新的《，組合以形成經(jīng)過濾的、
或者經(jīng)平滑的判定邊界估計。
因此，如果(,(i)被定義為先前的判定邊界估計，那么^纟)可以被計算為
"A:;i(《，-《w(《))+^w(^)。同樣，人表就濾器常量，在l和o之間，根
據(jù)在從子幀到子幀的信號幅度中預期變化 擇X。如果知道自先前子幀以來 傳輸幅度已經(jīng)改變，則入應被設為l。 一旦所接收到的符號己經(jīng)被解映射，并且它的量值信息被合并在波動平均
(，中，則符號數(shù)據(jù)本身可以被丟棄。由解映射過禾MJ^產(chǎn)生的軟比特再次被縮
放并且必要時被緩沖，以用于后續(xù)的解交織和解碼。
接下來，塊840說明4頓更新的判定邊界估計《，，；她自下一個相鄰音 調(diào)730的符號確定軟比特。如果^被增加以使得它參考下一個相鄰音調(diào)730，則
4細^-1)來解鵬寸來自下一個相鄰音調(diào)730的符號，"(〖-l)是從原始音調(diào)組 710得到的經(jīng)更新的判定邊界估計并且利用來自相鄰音調(diào)720的幅度信息而被 更新。如上戶脫，4頓該更新的判定邊界估計，為下一個相鄰音調(diào)730生成軟 比特。如以前，符號幅度信息再次被用于更新判定邊界估計，在粒后符號數(shù) 據(jù)可以被丟棄。
當4頓來自當前音調(diào)的新信息來l新判定邊界估計時，以上描述的一次處理
所接收的信號的一個音調(diào)的方法可以被重復直到所有音調(diào)都已經(jīng)被處理。旨
過程可以針對下一"t^幀而被重復，可選地使用特定于*音調(diào)的先前判定邊
界估計來平滑新的估計。
上述方法可能有很多變型。例如，在一定的環(huán)境下，在到達組中的最后一個 音調(diào)之前 ^￡程可能需要被重新開始?？紤]到最初音調(diào)組710被選擇來提供 足夠數(shù)量的符號以形成判定邊界的準確估計。回憶起用于形成初始估計的符號 數(shù)在上面被表示為7V，。每當判定邊界估計被更新時，來自當前音調(diào)符號的幅
度信息被添加，而來自移動平均《，中的"最舊的"新周的幅度信息被丟棄。根 據(jù)在W^添加的和丟棄的音調(diào)中有多少符號，與C目對應的符號總數(shù)可以因 此改變。如果符號總數(shù)乂 ,變得太低，因為所丟棄的符號明顯比所添加的符號 更多，男降該符號總數(shù)A^對于劍對隹確的判定邊界估計是不夠的。
在這種情況下， 一種解決方案是在信號中的當前音調(diào)中重新開始該過程。即， 如上戶皿，新音調(diào)組被選擇以形成新的初始平均c/,^ ，并且再次開始音調(diào)的處理?？商鎿Q地，為了將A^帶到適當點，可以使用來自附加音調(diào)的信息來更新
判定邊界估計。然而，該后一方法有效地加寬在其上求平均的窗口。如果該窗 口太寬，那么傳播信道150的頻率選擇性會引起判定邊界估計中的不準確。
在其它情形中，特定音調(diào)可以不包括^^收機120使用的任何符號，也許因
為音調(diào)已經(jīng)被指定用于另一個用戶。在這種情形中，該音調(diào)的符號數(shù)據(jù)有可能 不被存儲，并且因此不能用于進行處理。從前面的論述看很明顯的是，瑕歐音 調(diào)將對軟比特生成過程的準確度沒有明顯影響。以上描述的過程將通常仍然適 用，除了使用與最后被處理的音調(diào)相對應的判定邊界估計來處理繼被瑕敏音調(diào) 之后的音調(diào)之外。因此，如果一個音調(diào)己經(jīng)被瑕敏，并且當前音調(diào)由a斜己，
那么判定邊界估計^_ 2)被用于軟比特生成。使用來自當前音調(diào)的符號來更新
判定邊界估計如前所描述的那樣被執(zhí)行"M"所包括的fH戰(zhàn)行了適當?shù)母摹?br> 在前面的討論中，音調(diào)的處理是在一付幀接一付幀的基礎(chǔ)上執(zhí)行的。即， 在移動至u下一^t調(diào)之前針對整個子幀處理來自給定音調(diào)的符號。因此，在每 個子幀間隔期間為每賴調(diào)形成單個判定邊界估計。如戶;fi寸論的，先前的估計 可以被保留直到下一個子幀間隔并且被用于過濾與相同音調(diào)相對應的后繼估 計。
對于特定OFDM信號結(jié)構(gòu)，所必要且希望的是，執(zhí)行此處所描述的方法是，
但是一次進行一個OFDM符號間隔，而不是一付幀接一付幀。比如，給定
音調(diào)內(nèi)的相鄰符號可以被分配給不同的資源塊并且可能會用不同的傳播幅度來
傳送。除非來自這些符號中的一個或其他的幅度信息相應地被補償，否則幅度
信息不應該被組合。如之前所討論的，如果知道傳輸幅度差異，貝睞自一個或
多個符號的信息能夠被縮放以補償該差異。在這種情況下，幅度信息會嫩被組
合以形成判定邊界估計。然而，在其它情況下，傳播幅度的差異將不會被知道。
在這種情形中，以上所描述的方法可以被分別用于已知已經(jīng)以相同幅度傳送的
旨資源塊，或#^符號組。
最后，在某些情況下，可能希望的是，使用除上面ffi寸論的調(diào)制距離信息以 外的信息來改進判定邊界估計。例如，接收機120典型地分析導頻符號 來 估計傳^言號特性。在一個音調(diào)接一個音調(diào)的基礎(chǔ)上，與*接收天線130相 對應的的所觀察到的信號干擾比(SIR)的估計被典型地產(chǎn)生。這^f古計包括關(guān) 于每個音調(diào)的所接收信號幅度的附加信息。經(jīng)適當?shù)乜s放，該信息可以與根據(jù) 上述方法得到的判定邊界估計組合來產(chǎn)生改進的判定邊界估計。例如，^it的 判定邊界估計可以被計算為從《_和從SIR信息得到的幅度值的加權(quán)和。說明書第12/13頁
以上描述的一種或多種方法被圖9中繪出的接收機電路功能i姊執(zhí)行。接收 機電路900是接收機120的子系統(tǒng)，并且包括存儲器910、判定邊界估計器920、 軟比特估計器930、和緩沖器/解碼器940。存儲器910存儲由組合器(未示出) 產(chǎn)生的符號數(shù)據(jù)。如以上所解釋的那樣，由一個或多個傳送天線110傳送的 OFDM信號在接收天線130處被接收。請圖1)使用從傳播信道估計得到的組 合權(quán)重，組合器從所接收信號產(chǎn)生符號數(shù)據(jù)；該符號數(shù)據(jù)被存儲在存儲器'910 中以用于處理。
判定邊界估計器920從存儲器910獲取符號 以用于根據(jù)戰(zhàn)方法產(chǎn)生判 定邊界估計。判定邊界估計器920因此被配置成使用從多^H周(例如音調(diào)組 720)中選擇的符號來計算判定邊界估計。判定邊界估計器920被進一步配置成 使用與相鄰音調(diào)720相對應的符號數(shù)據(jù)(從存儲器910中獲取的)來更新判定 邊界估計。當后續(xù)音調(diào)被處理時，判定邊界估計器920繼續(xù)更新判定邊界估計， 從而為軟比特估計器930提供旨估計。
軟比特估計器930使用由判定邊界估計器920所計算的判定邊界估計來確定 軟比#{直。軟比特估計器930從存儲器910獲取用于初始音調(diào)組710的符號數(shù) 據(jù)，并且4頓初始判定邊界估計來處理那些符號。軟比特估計器930接下來獲 取用于相鄰音調(diào)720的符號數(shù)據(jù)，并且處理那些符號，也!頓初始判定邊界估 計。(這些符號同時被判定邊界估計器92(M頓來更新判定邊界估計。)軟比特 估計器930以以下方式繼續(xù)前進到下一個相鄰音調(diào)730，使用判定邊界估計 器920提供的經(jīng)更新的判定邊界估計來生成用于下一個相鄰音調(diào)的軟比樹直。 如上面戶;H寸論的，判定邊界估計器920和軟比特器的戶艦行的這種處理可以繼 續(xù)直到所有音調(diào)已經(jīng)被處理，此時過程可以在下一個子幀再次開始。
向緩沖器/解碼器940提供由軟比特估計器930確定的軟比特值。緩沖器/解 碼器除其他功能外尤其可以在必要時執(zhí)行解交織和解碼以構(gòu)造原始傳送的數(shù)據(jù)。
應當再次注意，在存儲器910中被緩沖的符號數(shù)據(jù)應該在其已經(jīng)被判定邊界 估計器920和軟比特估計器930 i頓之后被丟棄。因此，針對軟比特生成需要 而分配給符號數(shù)據(jù)的存儲器910只需要大到足以容納從初始音調(diào)組720形成初 始判定邊界估計所必需的符號。盡管判定邊界估計從一付幀間隔至IJ下一付 幀間隔而被保留，但是對每個音調(diào)只需要一個值。因此，所描述的接收機電路900高效利用了存儲器910資源。
除了所描述的功能±妙卜，在圖9中繪出的接收機電路900也將包括附加的基 帶處理電路路(未示出)或者與之相結(jié)合，從而提供以下功能如管理先前討 論的電路、管理存儲器、與其它運行的電路對接(interface)、執(zhí)行更高級的通 信功能等。特別地，接收機電路可以包括傳衝言道估計電路禾卩SIR估計器或者 與之相結(jié)合，后者被配置來估計與一個或多個OFDM音調(diào)相對應的信號干擾比。
很容易被理解的是，可以4OT數(shù)字硬件、運行軟件的微處理器、或兩者的組 合來實現(xiàn)接收機電路900和伴隨的電路。電路可以包括專用或者通用處理器、 或者數(shù)字信號處理(DSP)、或每種中的一個或多個。接收機電路900可以進一 步與發(fā)射機電路相結(jié)合來提供完整的收發(fā)機設備。該收發(fā)機設備可以被配置為 便攜式的終端用戶終端，例如蜂窩無線電話，或者固定的通信設備。
考慮到這些和其他的變化和延展，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會意識到前面的 描述和附圖代表在此教授的用于為OFDM信號中的QAM調(diào)制符號確定 軟比特值的方法和設備的非限制性例子。因而，本發(fā)明不受前面提到的 描述和附圖的限制。更確切地，本發(fā)明僅由下面的權(quán)利要求和它們的法 定等價物來限制。
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權(quán)利要求
1、一種在OFDM接收機中為QAM調(diào)制的符號確定軟比特值的方法，包括使用從OFDM音調(diào)組中選擇的第一接收符號來計算判定邊界估計；使用所述判定邊界估計，來確定與從相鄰音調(diào)中選擇的一個或多個第二接收符號相對應的第一軟比特值，其中相鄰音調(diào)與OFDM音調(diào)組相鄰；使用所述一個或多個第二接收符號來更新判定邊界估計；和使用更新的判定邊界估計來確定與從下一個相鄰音調(diào)中選擇的一個或多個第三接收符號相對應的第二軟比特值，其中所述下一個相鄰音調(diào)與所述相鄰音調(diào)相鄰并且與所述相鄰音調(diào)相比，所述下一個相鄰音調(diào)距離所述OFDM音調(diào)組更遠。
2、 如權(quán)利要求1的方法，其中計算判定邊界估計包括《OT戶，一個或多個第一接收符號來確定平均調(diào)制距離并且根據(jù)平均調(diào)制距離來計算判定邊界估 計。
3、 如權(quán)利要求2的方法，其中計算判定邊界估itit一步包括:估計與OFDM 音調(diào)組中的一個或多個音調(diào)相對應的信號干擾比并且根據(jù)信號干擾比來計算判 定邊界估計。
4、 如權(quán)利要求3的方法，進一步包括根據(jù)平均調(diào)制距離和信號干擾比的加 權(quán)和來計算判定邊界估計。
5、 如權(quán)利要求2的方法，其中根據(jù)平均調(diào)制判定來計算判定邊界估i憤一 步包括根據(jù)先前判定邊界估計來計算判定邊界估計，其中使用在先前測量間 隔期間獲得的符號來計算先前判定邊界估計。
6、 如權(quán)利要求5的方法，進一步包括檢測在先前判定邊界估計被確定之后發(fā)生的傳送幅度改變，其中計算判定邊界估計進一步包括根據(jù)傳送幅度改棘計算判定邊界估計。
7、 如權(quán)利要求5的方法，其中計算判定邊界估計包括計算平均調(diào)制距離和先前判定邊界估計的加權(quán)和。
8、 如權(quán)利要求2的方法，其中更新判定邊界估計包括j頓戶腿一個或多個第一接收符號和所述一個或多個第二接收符號來計算波動平均調(diào)制距離以及根據(jù)波動平均調(diào)制距離來計算更新的判定邊界估計。
9、 如權(quán)禾腰求8的方法，其中計算波動平均調(diào)制距離包括 對與一個或多個第一接收符號相對應的調(diào)制距離進行求和以獲得第一總和；對與一個或多個第二接收符號相對應的調(diào)制距離進行求和以獲得第二總和；對與來自在頻率上與相鄰音調(diào)最遠的OFDM音調(diào)組中的音調(diào)的一個或多個 第一接收符號相對應的調(diào)制距離進行求和以獲得第三總和；禾口通過將第一總和與第二總和相加并且減去第三總和來獲得波動調(diào)制總和， 并且將波動調(diào)制總和除以兩倍的與波動調(diào)制總和相對應的符號M計算波動平 均調(diào)制距離。
10、 如權(quán)利要求8的方法，其中根據(jù)波動平均調(diào)制距離來計算更新的判定 邊界估計進一步包括根據(jù)先前更新的判定邊界估計來計算更新的判定邊界估 計，其中使用在先前觀糧間隔期間從相鄰音調(diào)獲得的符號來確定先前更新的判 定邊界估計。
11、 如權(quán)禾腰求l的方法，其中相鄰音調(diào)是與OFDM音調(diào)纟M接相鄰的。
12、 如權(quán)利要求1的方法，進一步包括 檢測連續(xù)OFDM音調(diào)之間的傳送幅度差； 根據(jù)檢湖啲傳送幅度差來形成經(jīng)縮放的判定邊界估計；禾口 ^f頓經(jīng)縮放的判定邊界估計來確定與從連續(xù)OFDM音調(diào)之一戶腿擇的符號相對應的軟比申射直。
13、 一種被配置成為OFDM信號中的QAM調(diào)帝啲符號確定軟比特值的接 收機電路，包括判定邊界估計器，被配置成i頓從OFDM音調(diào)組中選擇的第一接收符號來 計算判定邊界估計并且使用來自相鄰音調(diào)的第二接收符號來更新判定邊界估 計；和軟比特估計器，被配置成4OT判定邊界估計來確定與第二接收符號相對應的第一軟比牛射直；禾口 使用更新的判定邊界估計來確定第二軟比特值，所述第二軟比特值與從下 一個相鄰音調(diào)中選擇的第三接收符號相對應，其中相鄰音調(diào)與所述OFDM音調(diào)組相鄰并且所述下一個相鄰音調(diào)與所述相 鄰音調(diào)相鄰并且與相鄰音調(diào)相比，戶腿下一個相鄰音調(diào)距離戶誠OFDM音調(diào)組 更遠。
14、 如權(quán)利要求13的接收機電路，其中判定邊界估計器被配置成使用一個 或多個第一接收符號來確定平均調(diào)制距離并且根據(jù)平均調(diào)制距離來計算判定邊 界估計。
15、 如權(quán)利要求14的接收機電路，進一步包括SIR估計器，被配置成估計 與OFDM音調(diào)組中的一個或多個音調(diào)相對應的信號干擾比，其中判定邊界估計 器皮進一步配置成根據(jù)戶脫信號干擾比來計算判定邊界估計。
16、 如權(quán)利要求15的接收機電路，其中戶腿判定邊界估計^^l皮配置成根據(jù) 平均調(diào)制距離和信號干擾比的加權(quán)和來計算判定邊界估計。
17、 如權(quán)利要求14的接收機電路，其中戶服判定邊界m皮配置成根據(jù)先前 判定邊界估計來計算判定邊界估計，其中使用在先前湖懂間隔期間獲得的符號 來計算先前判定邊界估計。
18、 如權(quán)利要求17的接收機電路，其中判定邊界估計器被配置成計算平均 調(diào)制距離和先前判定邊界估計的加權(quán)和來獲得判定邊界估計。
19、 如權(quán)利要求14的接收機電路，其中判定邊界估計觀皮配置成通過^ffi 所述一個或多個第一接收符號和所述一個或多個第二接收符號計算波動平均調(diào) 制距離并且根據(jù)波動平均調(diào)制距離計算更新的判定邊界估計來更新判定邊界估 計。
20、 如權(quán)禾頓求19的接收機電路，其中判定邊界估計m皮配置成 對與一個或多個第一接收符號相對應的調(diào)制距離進行求和以獲得第一總和；對與一個或多個第二接收符號相對應的調(diào)制距離進行求和以獲得第二總和；對與來自在頻率上與相鄰音調(diào)最遠的OFDM音調(diào)組中的音調(diào)的一個或多個 第一接收符號相對應的調(diào)制距離進行求和以獲得第三總和；禾口通過將第一總和與第二總和相加并且減去第三總和來獲得波動調(diào)制總和， 并且將波動調(diào)制總和除以兩倍的與波動調(diào)制總和相對應的符號數(shù)來計算波動平 均調(diào)制距離。
21、如權(quán)利要求19的接收機電路，其中判定邊界估計^M配置成根據(jù)先前 更新的判定邊界估計來計算更新的判定邊界估計，其中4頓在先前測量間隔期 間從相鄰音調(diào)獲得的符號來確定先前更新的判定邊界估計。
全文摘要
用于在OFDM接收機中確定判定邊界估計并且使用判定邊界估計以供解映射QAM符號之用的方法和接收機電路被公開。在考慮信號傳播的頻率選擇性和時變性時，所公開的方法高效地利用存儲器資源。OFDM接收機使用從OFDM音調(diào)組中選擇的QAM調(diào)制符號來計算判定邊界估計并且使用所述判定邊界估計來確定從相鄰音調(diào)中選擇的符號的軟比特值。所述接收機使用來自相鄰音調(diào)的符號來更新所述判定邊界估計并且使用更新的判定邊界估計來確定從下一個相鄰音調(diào)選擇的符號的軟比特值。對于每個音調(diào)，一旦所述判定邊界估計已經(jīng)被更新并且所述軟比特值已經(jīng)被確定，該音調(diào)的符號數(shù)據(jù)就可以被丟棄。
文檔編號H04L25/03GK101690054SQ200880017937
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
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