[发明专利]信道估计装置

说明书

技术领域

本发明涉及信道估计装置，尤其涉及其中使用多个子载波进行通信的无线通信中的信道估计装置。

背景技术

在无线通信中，发射信号通过多个信道到达接收机。因此，接收机观察到的信号是具有由于多径衰落(multipath fading)而失真的幅值和相位的波形。作为校正这种失真的手段，采用了使用导频信号的同步检测(信道补偿)。在采用同步检测的系统中，从发射机发射导频信号，并在接收机处利用该导频信号来估计多路衰减信道，并在同步检测中使用信道估计值，以对数据进行解调。此时，如果信道估计值的误差很大，则数据解调的结果受到影响，导致数据误差率增大。

另一方面，近年来，许多通信系统已使用了OFDM(正交频分复用)，其特性是高频利用效率。OFDM(包括OFDMA)是一种多载波传输方法，其采用了多个正交子载波，将传输数据映射到子载波上以进行发射。通常，与数据相似，将导频信号映射到多个子载波上。如上所述，在同步检测中，使用这些导频信号来确定各个子载波的信道估计值，并且采用这些信道估计值来执行数据解调。

图21示出了OFDM通信系统中的发射装置的结构；数据调制部1例如执行对包括用户数据和控制数据的发射数据的QPSK数据调制，并将数据转换成具有同相分量和正交分量的被称为码元(symbol)的复基带信号。时分复用部2执行多个导频码元到数据码元的时分复用。串行/并行转换部3将输入数据转换成N码元并行数据，并输出N个子载波抽样。IFFT(快速傅立叶逆变换)部4对并行输入的N个子载波抽样进行IFFT处理，并将输出结果合并为离散时间信号(OFDM信号)。保护间隔插入部5将保护间隔插入到从IFFT部输入的OFDM信号的N码元部分中，并且发射部(TX)6执行具有所插入的保护间隔的OFDM信号的DA转换，将OFDM信号频率从基带转换到射频频带，进行高频放大，并从天线7发射信号。

图22示出了OFDM接收装置的结构。从发射天线7输出的信号通过衰落信道并由接收装置的接收天线8接收；接收电路(Rx)9将通过天线接收的RF信号转换成基带信号，并且将基带信号AD转换成数字信号并输出。FFT定时同步电路10检测从接收电路9输出的时域信号的FFT定时，并且码元提取部11基于该FFT定时来删除GI并从时域信号中提取OFDM码元，并将OFDM码元输入到FFT部12。FFT部12对所提取的由N个抽样组成的每一个OFDM码元执行FFT处理，将这种码元转换成频域子载波抽样S₀到S_N-1。信道估计电路13计算以固定间隔接收的导频信号与已知的导频模式之间的相关性，以对各个子载波执行信道估计，并且同步检测电路(信道补偿电路)14使用各个子载波的信道估计值来执行对数据码元的解调。通过上述处理，对分配到各个子载波中的发射数据进行解调。此后，将解调后的子载波信号(未示出)转换成串行数据并随后进行解码。

在上述说明中，假定用于数据映射的子载波的数量、IFFT点的数量、以及FFT点的数量相同；但是实际上，用于数据映射的子载波的数量小于IFFT点的数量和FFT点的数量。其理由如下。

如果N个数据项被N点IFFT处理为N个子载波f₁到f_N的分量，则频谱如图23的(A)所示。在OFDM中，对经IFFT处理的信号进行模拟转换，并使用低通滤波器从该模拟信号中提取f₁到F_N基带信号分量，这些基带信号分量被升频(up-convert)为射频并被发射。为了选择这些f₁到f_N基带信号分量，具有锐截止(sharp cutoff)特性的低通滤波器是必需的，如图23的(A)中所明确示出的；制造这种滤波器很困难。因此，如图23的(B)中所示，不使用N个子载波f₁到f_N的两侧的载波，也就是说，使用Nc个子载波(Nc＜N)来进行数据传输。