專利名稱：無線局域網絡的信道評估器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一無線局域網絡(WLAN)通訊的信道評估器，尤指可適應性地在一傳輸信號封包間的任一時點上作調整信道評估的操作，進而校正補償信道效對應數據所造成的影響。
此時，若對信道的信息內容(Channel Information)沒有加以調整，則信道評估所產生的錯誤信號將會影響封包內容數據解調的正確性，進而使其產生錯誤的解調結果。
本發明所述的信道評估器，主要包括有一信道校正器，用于校正補償信道的效應；一適應性信道預估器，與信道校正器相連接，用于適應性地執行信道預估動作；一符號緩沖器，連接于適應性信道預估器，為暫存符號的緩沖作用；一信息重建器，連接于適應性信道預估器，將一反饋信號的數據加以重建；一信道預估控制器，分別連接至適應性信道預估器、符號緩沖器及信息重建器，用于整合控制信道評估的信號處理的操作。然后，由信道校正器輸出一經校正補償信道效應的信號而輸出至下一級連接的電路。
本發明的主要功效，在于結合新穎的最小平方遞歸(RLS)算法以及信息重建的技術而具備快速收斂的功效，同時在執行信道評估效果上較現有技術的效果為佳，且能符合實際信道改變的情形，有效避免信道評估錯誤發生1.信息重建的實施，采用與一發射器中的信號建立器共享硬件電路，可避免額外增加電路，有效節省成本。
2.信道預估控制器，其使用簡易型最小平方遞歸(RLS)算法于實施時，可使用程序化方式完成控制，也可使用硬件電路的方式加以完成。
3.可彈性化的在一傳輸信號封包間的任一時點上作適應性的信道評估的調整操作。有關本發明的詳細內容及技術，配合電路方塊圖說明如下。
25信息重建器 26 信道預估控制器30反向星狀圖化器 32 解交錯器34維特比譯碼器 36 解擾頻器40擾頻器 50 信號建立器52編碼器 54 交錯器56圖化器 58 嵌入器60反向快速富立葉變換器 62 環狀前綴加入器64長、短前置序列產生器 66 多工器68加窗器 70 數字模擬轉換器72射頻電路 74 天線首先，針對本發明信道評估器的電路方塊連接組成作一說明。請參閱
圖1，圖1為本發明實施例的信道評估器20裝置于一無線局域網絡接收器2中的電路方塊連接示意圖。整個圖1所示為一無線局域網絡接收器2，在接收到信號后，通過一模擬數字轉換器10將模擬信號轉換為數字信號。轉換后的數字信號同時傳送給一環狀前綴移除器(Cyclic Prefix Remover)12、一同步器(Synchronization)16、一信號檢測、自動增益控制及功率測量器(Signal Detection& AGC & Power Measurement)18，環狀前綴移除器12的輸出則連接至一快速富立葉變換器(FFT)14，用于將時域信號轉換為頻域信號；而信號檢測、自動增益控制及功率測量器18的一端則連接回模擬數字轉換器10，以控制模擬數字轉換器10的轉換。快速富立葉變換器14所輸出的頻域信號一方面傳回同步器16中作同步動作，另一方面連接至本發明所提出的信道評估器(ChannelEstimator)20中。
圖1中所示本發明的信道評估器20，包括有一信道校正器(ChannelCorrection)22，用于校正補償信道的效應；其輸入端為整個信道評估器20的一輸入端，與快速富立葉變換器14相接；信道校正器22的輸出端為信道評估器20的一輸出端，連接于一反向星狀圖化器(Constellation Mapper)30。信道評估器20還包括有一適應性信道預估器(Adaptive Channel Estimation)23，用于在一傳輸信號封包間的任一時點上，適應性地執行信道預估動作。適應性信道預估器23的輸入端接收由快速富立葉變換器14所輸出的頻域信號，其輸出端則連接于信道校正器22作信道效應校正補償之用。信道評估器20還包括有一符號緩沖器(Symbol Buffer)24，是暫存傳輸信號的符號的緩沖作用。符號緩沖器24的輸入端同樣連接而接收由快速富立葉變換器14所輸出的頻域信號，其輸出端連接于適應性信道預估器23。
圖1的信道評估器20中還包括有一信息重建器(Data Reconstruction)25及一信道預估控制器(Channel Estimation Controller)26。其中，信息重建器25的輸入端為信道評估器20的另一輸入端，其輸出端連接于適應性信道預估器23中，主要是將一反饋信號的數據加以重建。特別是本發明的信息重建器25所反饋的信號點(圖1中標示X處)，是從一維特比譯碼器(Viterbi Decoder)34的輸出點所反饋，如此，能有效地提高信道預估的正確性與穩定性。另信道預估控制器26，其輸入端與信息重建器25的輸入端相連接，即為連接至X接點取維特比譯碼器34的輸出為反饋的信號。信道預估控制器26的輸出端分別連接至適應性信道預估器23、符號緩沖器24及信息重建器25，用于整合控制信道評估的信號處理的操作，主要以一簡化型的最小平方遞歸式(RLS)算法而完成控制操作。然后，整個信道評估器20由信道校正器22輸出一通過前述電路校正補償信道效應的信號而輸出至下一連接電路，即反向星狀圖化器(Constellation Demapper)30。
反向星狀圖化器30將經過信道評估器所輸出的信號進行解星狀圖化的作用，其輸出再連接至一解交錯器(De-Interleaver)32，將信號解交錯化，然后連接至一維特比譯碼器(Viterbi Decoder)34，將信號加以譯碼，譯碼后的輸出為一標示X的接點提供反饋給信道評估器20。譯碼后的信號再連接至一解擾頻器(De-Scrambler)36，將原先一發射器中所擾亂的信號加以解開，然后連接至一媒體存取控制器(MAC)8。如此，即完成一通過設置本發明的信道評估器所組成的無線局域網絡接收器2的電路方塊實施例。
前述的以簡化型的最小平方遞歸式(RLS)算法而完成信道預估的控制操作方式，主要將一般最小平方遞歸式(RLS)加以改良。如原先一般的RLS的表達式如下Qp+1=Qp+(1-w)(Yp-QpY^p)Y^p*---(1)]]>遞歸式(1)為一般習用RLS遞歸式，其中，Qp主要代表一信道預估調整的系數，而Qp+1則代表下一狀態調整后信道系數；w則代表一調整計算的參數；Yp表示為一均衡的輸入信號； 代表一決定模式(Decision Mode)均衡輸出的信號；而 表示為 的共軛復數者。然而，此遞歸式將增加遞歸運算的復雜度。
本發明所提出的簡易型RLS遞歸式如下Qp+1=KY^p*|Y^p|2Yp+(1-K)Qp---(2)]]>如公式(2)所示即為本發明的簡易型RLS遞歸式，其中K表示為一介于0到1之間(0＜K＜1)的最佳化求解值(Optimalsolution)，而K=(1-w)|Y^p|2]]>者。如此，本發明的RLS遞歸式可以視其為Yp＝XpHp的線性運算方式而加以遞歸運算，其中Xp可以為 另Hp可為Qp。則公式(2)可有效簡化遞歸式的運算，進而達成快速收斂而將信道快速評估出來。
在此，必須強調的是本發明的信道預估控制器26的控制操作方式，乃可以依照上述遞歸關系而以計算機程序的執行加以完成，另外，也可使用硬件電路的連接方式而完成上述信道評估的控制。簡言之，信道預估控制器26在實施時，可使用軟件的方式完成，也能使用硬件的方式加以完成。
有關本發明信道評估器20中所使用的信息重建器25，主要與一無線局域網絡發射器4中的一信號建立器50共享硬件電路而達成，煩請參閱圖2，可進一步得知信號建立器50的組成。在無線局域網絡發射器4電路中，主要將所欲發射的信號數據，先通過一媒體存取控制器(MAC)8加以存取，然后連接至一擾頻器(Scrambler)40將信號擾亂，再連接至信號建立器50通過反向快速富立葉變換器60調變。本發明信道評估器20所使用的信息重建器25即為與此無線局域網絡發射器4中的信號建立器50為共同使用的實施方式，從而節省接收器2硬件電路的制作，避免額外增加電路所增的成本。
圖2的信號建立器50包括一編碼器(Encoder)52，其輸入端為信號建立器50本身的一輸入端，接收一輸入信號而加以編碼，所述的接收一輸入信號即為接收通過擾頻器40所處理后的輸出信號；一交錯器(Interleaving)54，與編碼器52相連接，將編碼后的信號加以交錯化；一圖化器(Mapper)56，與交錯器54相連接，將交錯化后的信號，以圖狀分布的對應數關系加以對應；一嵌入器(Insertion)58，與圖化器56相連接，將圖化后的信號嵌入一領航信號。其中，在電路實施時，編碼器52主要為一卷積編碼器(Convolution Encoder)者；交錯器54為一區塊交錯器(Block Interleave)；圖化器56為一星狀圖化器(Constellation Mapper)，所以其圖狀分布的態樣為一星狀分布者；而嵌入器58則為一領航嵌入器(Pilot Tone Insertion)，其所嵌入為一領航信號。
此外，信號建立器50的輸出連接至一反向快速富立葉變換器(IFFT)60中，將信號作反向富立葉變換，轉換后信號連接至一環狀前綴加入器(Add CyclicPrefix)62中，從而加入環狀前綴于傳輸信號上，傳送至一多工器(MUX)66中。多工器66的另一輸入端則連接一長、短前置序列器(Short and Long PreambleGenerator)64，如此可將環狀前綴與長短前置序列部分加于數據封包前。加入長短前置序列后的信號通過一加窗器(Window)68的加窗處理，使信號產生加窗的作用，然后傳送至一數字模擬轉換器(DAC)70，將數字信號轉換為模擬信號，最后通過一射頻電路(RF Section)72的調頻作用，通過天線74將信號發射出去。
另外，本發明所述的調整程序，是在傳輸信號封包期間執行調整頻域(Frequency Domain)中的信道響應(Channel Response)的動作，是可彈性化的在一傳輸信號封包期間的任一時點上作適應性調整，進一步說明請參閱圖3。主要是先在一傳輸數據封包(Packet)前的長串序列中執行信道預估初值化(InitialChannel Estimation)。接著，可在封包期間的任一時點，如圖3中所示的數據信號N之前、數據信號2N之前或是數據信號3N之前等時點上，執行適應性信道預估的調整動作；其中N為一任意整數。所以相較于現有技術僅在前置序列部分固定調整信道預估的方式，則本發明所提出信道評估器20的傳輸封包中適應性調整方式，更能符合實際信道改變的情形，有效避免評估錯誤發生。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以之限定本發明所實施的范圍。凡依本發明所作的等效變化，皆應仍屬于本發明所涵蓋的范圍內。
權利要求
1.一種無線局域網絡的信道評估器，其特征在于，該信道評估器包括一信道校正器，其輸入端為該信道評估器的一輸入端，該信道校正器的輸出端則為該信道評估器的一輸出端，用于校正補償信道的效應；一適應性信道預估器，其輸入端與該信道校正器的輸入端相連接，其輸出端連接于該信道校正器，用于適應性地執行信道預估動作；一符號緩沖器，其輸入端與該信道校正器的輸入端相連接，其輸出端連接于該適應性信道預估器，為暫存符號的緩沖作用；一信息重建器，其輸入端為該信道評估器的另一輸入端，其輸出端連接于該適應性信道預估器，將一反饋信號的數據加以重建；一信道預估控制器，其輸入端與該信息重建器的輸入端相連接，其輸出端分別連接至該適應性信道預估器、符號緩沖器及信息重建器，用于整合控制信道評估的信號處理的操作，然后，由該信道校正器輸出一正確校正補償信道效應的信號。
2.如權利要求1所述的無線局域網絡的信道評估器，將該信道評估器設置在一無線局域網絡接收器中，其特征在于，該信道評估器的一輸入端連接該無線局域網絡接收器中的一快速富立葉變換器的輸出端。
3.如權利要求1所述的無線局域網絡的信道評估器，將該信道評估器設置在一無線局域網絡接收器中，其特征在于，該信道評估器中的信息重建器的輸入端，連接該無線局域網絡接收器中的一譯碼器的輸出端。
4.如權利要求1所述的無線局域網絡的信道評估器，將該信道評估器設置在一無線局域網絡接收器中，其特征在于，該信道評估器的輸出端連接至該無線局域網絡接收器中的一反向星狀圖化器的輸入端。
5.如權利要求1所述的無線局域網絡的信道評估器，其特征在于，該適應性信道預估器的執行更新信道評估的時間點，為彈性地在一信號封包中的任一時點上執行，以適應信道的改變。
6.如權利要求1所述的無線局域網絡的信道評估器，其特征在于，該信道預估控制器是以程序處理作為控制的實施者。
7.如權利要求1所述的無線局域網絡的信道評估器，其特征在于，該信道預估控制器是以硬件電路作為控制的實施者。
8.如權利要求1所述的無線局域網絡的信道評估器，其特征在于，該信息重建器的信息重建，是與一無線局域網絡發射器中的一信號調整器共享硬件電路而達成。
9.如權利要求1所述的無線局域網絡的信道評估器，其特征在于，該信道預估控制器的控制操作是以一簡化型最小平方遞歸式而執行信道預估控制的動作。
10.如權利要求3所述的無線局域網絡的信道評估器，其特征在于，該譯碼器為一維特比譯碼器。
11.如權利要求8所述的無線局域網絡的信道評估器，其特征在于，所共享的硬件電路為一信號建立器，包括一編碼器，其輸入端為該信號調整器的輸入端，接收一輸入信號而加以編碼；一交錯器，與該編碼器相連接，將編碼后的信號加以交錯化；一圖化器，與該交錯器相連接，將交錯化后的信號，以圖狀分布的對應數關系加以調整；一嵌入器，與該圖化器相連接，將圖化后的信號，嵌入一領航信號。
全文摘要
本發明涉及一種運用于無線局域網絡中的信道評估器，主要通過使用一簡化型的最小平方遞歸(RLS)的信道預估控制器以及使用信息重建(Data－Reconstruction)器，在傳輸信號封包期間執行調整頻域中的信道響應的動作，且其調整的動作為彈性化的、在一傳輸信號封包間的任一時點上作適應性調整，能夠有效達成快速收斂以及具備最佳的執行信道評估效果。
文檔編號H04W84/12GK1472967SQ0212709
公開日2004年2月4日 申請日期2002年7月29日 優先權日2002年7月29日
發明者蘇曉嵐 申請人:矽統科技股份有限公司