專利名稱：通信信道估計(jì)的制作方法
通信信道估計(jì)本發(fā)明專利申請是國際申請?zhí)枮镻CT/US2006/034369，國際申請日為2006年8月 31日，進(jìn)入中國國家階段的申請?zhí)枮?00680037277. 5，名稱為“通信信道估計(jì)”的發(fā)明專利申請的分案申請。根據(jù)35U. S. C. § 119的優(yōu)先權(quán)要求本專利申請要求提交于2005年9月2日且轉(zhuǎn)讓給本申請受讓人并因而被明確援引納入于此的題為“MEMO ON IMPROVED CHANNEL ESTIMATION ALGORITHM(關(guān)于改進(jìn)型信道估計(jì)算法的備忘錄)，，臨時(shí)申請No. 60/713，995的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及生成信道估計(jì)。背景無線通信系統(tǒng)中的接收機(jī)經(jīng)常利用信道補(bǔ)償器來對接收到的信號進(jìn)行濾波或其它處理以消除無線通信信道對信號的影響。無線通信信道往往具有導(dǎo)致信號的多個(gè)版本在不同時(shí)間到達(dá)接入終端設(shè)備處的散射和多徑衰落信道特性。信道補(bǔ)償器在對接收到的信號解調(diào)之前處理該信號。在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中，例如，接收到的信號在其被解調(diào)之前由至少部分地對無線信道特性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)木€性均衡器進(jìn)行處理。然而，常規(guī)的信道估計(jì)器是有局限的，它提供不能使均衡器功能的性能最大化的不完善的信道估計(jì)。特別地，常規(guī)信道估計(jì)器不能提供用于判決反饋均衡器(DFE)的充分準(zhǔn)確的信道估計(jì)。因此，需要改進(jìn)的信道估計(jì)器。概要一種信道估計(jì)器被配置成基于包括已知傳送的信號和噪聲信號的收到信號來確定指示無線通信信道的特性的信道估計(jì)參數(shù)。該信道估計(jì)器被配置成向收到信號施加頻域表示的、作為頻率的函數(shù)的已知信號因子與噪聲因子的組合的逆。附圖簡述

圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的信道估計(jì)器的框圖。圖2是示例性信道分析器的框圖。圖3是示例性信號路徑處理器的框圖。圖4是在時(shí)間譜內(nèi)標(biāo)識出的信號路徑的示圖。圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的生成信道估計(jì)的方法的流程圖。圖6是根據(jù)示例性實(shí)施例的確定信號路徑偏移量的方法的流程圖。具體描述信道估計(jì)器基于通過無線通信信道接收到的信號 來確定該無線信道的信道估計(jì)。 所接收到的信號至少包括已知傳送的信號和噪聲。在示例性實(shí)施例中，信道估計(jì)器包括確定信道參數(shù)的信道分析器和確定降噪?yún)?shù)的非路徑信道調(diào)節(jié)器。參數(shù)處理器將信道參數(shù)和降噪?yún)?shù)組合以生成可在用于處理接收到的信號的線性均衡器或判決反饋均衡器(DFE) 中施加的信道估計(jì)。信道分析器向接收到的信號施加當(dāng)在頻域中表示時(shí)包括已知信號因子與噪聲因子的組合的逆的逆均衡器函數(shù)。非路徑信道調(diào)節(jié)器確定當(dāng)作為信道估計(jì)的一部分被施加時(shí)至少部分地導(dǎo)致標(biāo)識出的諸信號路徑延遲之間的時(shí)延窗內(nèi)的信道估計(jì)減小的降噪?yún)?shù)。搜索器檢測導(dǎo)頻信號的延時(shí)版本以標(biāo)識出從基站到接收機(jī)的諸信號路徑之間的相對時(shí)延。窗口濾波器確定在參數(shù)處理器中施加的導(dǎo)致上述至少部分地減小所標(biāo)識出的諸信號路徑之間的時(shí)間窗內(nèi)的信道估計(jì)的恰當(dāng)?shù)慕翟雲(yún)?shù)。術(shù)語“示例性”在此用來表示“用作示例、實(shí)例、或例示”。在此 被描述為“示例性” 的任何實(shí)施例都無需被解釋為優(yōu)于或勝過其它實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的連接到信道補(bǔ)償器101的信道估計(jì)器100的框圖。信道估計(jì)器100可以硬件、軟件和/或固件的任意組合來實(shí)現(xiàn)。在該示例性實(shí)施例中，在諸如蜂窩式手機(jī)等接入終端、或其它便攜式通信設(shè)備內(nèi)的處理器上運(yùn)行的軟件代碼執(zhí)行用以實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)器100的功能的計(jì)算、比較、和調(diào)節(jié)。參照信道估計(jì)器100描述的塊的各種功能和操作可以任意數(shù)目的設(shè)備、電路、或元件來實(shí)現(xiàn)。在一些情況下，這些功能塊中的兩個(gè)或多個(gè)可集成在單個(gè)設(shè)備中，且描述為在任意單個(gè)設(shè)備中執(zhí)行的功能可以在若干個(gè)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。例如，搜索器118的一些功能在一些情況下可由信道分析器來執(zhí)行。取決于特定實(shí)現(xiàn)，一些信號可在時(shí)域中或在頻域中處理。該示例性實(shí)施例中的信道估計(jì)器100 包括其它功能和塊，但為了簡明和清晰在圖1中省略了這些功能和塊。信道估計(jì)器100生成由諸如線性均衡器或判決反饋均衡器等信道補(bǔ)償器101用來處理從基站發(fā)射并通過無線通信信道接收到的信號的信道估計(jì)104。得到的經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘?106被轉(zhuǎn)發(fā)到接收機(jī)中的解調(diào)器以供進(jìn)一步處理。信道估計(jì)104是頻率的函數(shù)且可包括可由信道補(bǔ)償器101用來降低無線通信信道的負(fù)面影響的參數(shù)、變量和/或常數(shù)的任意組合。 例如，信道補(bǔ)償器101可以移除噪聲并操縱接收到的信號102以組合傳入信號102的多個(gè)延時(shí)版本。合適的信道補(bǔ)償器的例子包括在提交于2006年3月21日且整體援引納入于此的題為“Decision Feedback Equalizer For Code Division Multiplexed Signals (用于碼分復(fù)用信號的判決反饋均衡器)”的美國專利申請S/N. XX/XXX, XXX[代理案卷號051238] 中討論的DFE。信道估計(jì)器100在該示例性實(shí)施例中包括信道分析器108和信號路徑處理器110。 然而，在一些情況下，可省略信號路徑處理器110或信道分析器108。此外，可與信號路徑處理器110 —起使用其它用于生成信道參數(shù)112的技術(shù)來生成信道估計(jì)104。傳入的收到信號102在信道補(bǔ)償器101、信道分析器108和信號路徑處理器110處被接收。信道分析器108向接收到的信號施加逆均衡函數(shù)以確定指示無線通信信道特性的信道參數(shù)112。雖然逆均衡函數(shù)是參照頻域中的表示來討論的，但信道分析器108也可在時(shí)域中執(zhí)行處理。例如，信道分析器108的響應(yīng)在一些情況下可在頻域中設(shè)計(jì)但在時(shí)域中實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，各種時(shí)_頻域和頻_時(shí)域變換以及頻域處理可以在時(shí)域中組合及處理。此逆均衡函數(shù)當(dāng)在頻域中表示時(shí)包括已知信號因子與噪聲因子的組合的逆。相應(yīng)地，信道分析器108所生成的信道參數(shù)112是部分地基于信道分析器108所使用的諸如導(dǎo)頻信號等的參考信號的信噪比(SNR)。信道分析器108在確定信道參數(shù)112時(shí)將該參考信號在其中有高SNR的頻率分量加重。相反，信道分析器108在確定信道參數(shù)112 時(shí)將該參考信號在其中具有低SNR的頻率分量削弱。將參照圖2更具體地對示例性信道分析器108進(jìn)行討論。
信號路徑處理器110生成在由參數(shù)處理器116施加時(shí)至少部分地降低信道參數(shù) 112在濾除時(shí)間窗內(nèi)的振幅的降噪?yún)?shù)114。當(dāng)被施加于信道參數(shù)時(shí)，降噪?yún)?shù)得到反映在由信道補(bǔ)償器101施加時(shí)導(dǎo)致噪聲降低的濾除時(shí)間窗的信道估計(jì)。因此，降噪?yún)?shù)114通過提供與特定延遲上存在信號路徑的似然性相關(guān)的信息來導(dǎo)致經(jīng)補(bǔ)償?shù)男盘?06中的噪聲降低。搜索器118通過檢測諸如導(dǎo)頻信號等已知信號的時(shí)間偏移版本來標(biāo)識出諸信號路徑之間的相對時(shí)延。雖然搜索器118在如下所討論的示例性實(shí)施例中是在頻域中實(shí)現(xiàn)的， 但在一些情況下搜索器118也可在時(shí)域中實(shí)現(xiàn)。搜索器118生成信號路徑的描述，此描述至少包括諸信號路徑之間的路徑時(shí)間偏移量120。在該示例性實(shí)施例中，自諸如具有最小延遲的信號路徑等的參考信號路徑起的時(shí)間偏移量隨該信號路徑的相關(guān)聯(lián)的振幅和相位被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。相應(yīng)地，搜索器118創(chuàng)建具有相應(yīng)的振幅和相位的信號路徑時(shí)間偏移量表。以下將參照圖6對用于確定路徑時(shí)間偏移量120的合適技術(shù)進(jìn)行了討論。窗口濾波器 122確定所標(biāo)識出的各路徑時(shí)間偏移量之間應(yīng)被濾波以降低經(jīng)信道補(bǔ)償?shù)男盘?06中的噪聲的濾除窗。窗口濾波器生成當(dāng)由參數(shù)處理器116施加時(shí)形成如信道估計(jì)所反映的諸路徑時(shí)間偏移量之間的濾除窗的降噪?yún)?shù)114。在該示例性實(shí)施例中，濾除窗被設(shè)于諸透過窗之間，在此透過窗自每一標(biāo)識出的信號路徑時(shí)間偏移量起延展士3. 5個(gè)碼片。因此，濾除窗被設(shè)于中心在這些路徑時(shí)間偏移量處的7碼片長的透過窗之間。如下所討論的，在最大延遲透過窗外施加一最大延遲濾除窗以降低在距離所標(biāo)識出的諸信號路徑相當(dāng)遠(yuǎn)的延遲上的噪聲。 所生成的降噪?yún)?shù)114在由參數(shù)處理器116處理時(shí)導(dǎo)致信道參數(shù)112在濾除時(shí)間窗內(nèi)至少部分的衰減。在一些情形中，信道估計(jì)104可被設(shè)為0以在濾除時(shí)間窗內(nèi)完全衰減信道參數(shù)112。窗口濾波器112所生成的降噪?yún)?shù)114可以被設(shè)置成使得信道參數(shù)112在由參數(shù)處理器116處理時(shí)在這些濾除時(shí)間窗外保持不變。在該示例性實(shí)施例中，落在濾除時(shí)間窗外的任何位置總是在離所標(biāo)識出的諸信號路徑時(shí)間偏移量中的至少一個(gè)士3. 5個(gè)碼片內(nèi)。在該示例性實(shí)施例中，降噪?yún)?shù)114被設(shè)置成使得信道參數(shù)在濾除時(shí)間窗外完全不被衰減而在濾除時(shí)間窗內(nèi)完全被衰減。然而，降噪?yún)?shù)114的其它設(shè)置也是可能的。例如，降噪?yún)?shù)114可以被設(shè)置成使得信道參數(shù)112在濾除時(shí)間窗外被以基于所估計(jì)出的參數(shù)SNR的適當(dāng)比例定標(biāo)因子來衰減，或者信道參數(shù)112可以僅在其振幅落在恰當(dāng)選擇的閾值以下的情況下才被完全衰減。此類閾值可以被選擇為例如在所預(yù)期的噪聲振幅以上的某一倍數(shù)或在最大信道參數(shù)112的振幅以下的某一分?jǐn)?shù)或在跨所有頻率取的信道參數(shù)112的均方根(RMS)以下的某一分?jǐn)?shù)。也可將諸如恰當(dāng)?shù)谋壤?biāo)或取閾等的類似技術(shù)用于確定將在濾除時(shí)間窗內(nèi)施加的降噪?yún)?shù)114。一般而言，比例定標(biāo)因子或閾值水平在濾除時(shí)間窗的內(nèi)部和外部將被設(shè)為不同的值。在該示例性實(shí)施例中，這些比例定標(biāo)因子被分別設(shè)為 0 禾口 1。參數(shù)處理器116將降噪?yún)?shù)114與信道參數(shù)112相組合以生成反映信號路徑處理器110的濾波和信道分析器108的均衡函數(shù)的信道估計(jì)104。信道估計(jì)104由信道補(bǔ)償器 101施加以在經(jīng)補(bǔ)償?shù)氖盏叫盘?06由解調(diào)器作進(jìn)一步處理之前使其信噪比(SNR)最大化。圖2是示例性信道分析器108的框圖。如上所討論的，信道分析器108可在頻域中或在時(shí)域中實(shí)現(xiàn)，雖然響應(yīng)是在頻域中檢查的。例如，參照圖2所討論的快速傅立葉變換 (FFT)、快速傅立葉逆變換(IFFT)、和逆均衡函數(shù)可被組合成在時(shí)域而非頻域中執(zhí)行計(jì)算的時(shí)域?qū)崿F(xiàn)。然而在許多情形中，由處理器采用頻域?qū)崿F(xiàn)來執(zhí)行的計(jì)算任務(wù)比在時(shí)域?qū)崿F(xiàn)中所需的計(jì)算任務(wù)的要求要低。接收到的信號102由FFT處理器202從時(shí)域表示變換到頻域表示。頻域逆均衡器 204對該頻域收到信號施加逆均衡函數(shù)以確定信道參數(shù)112。逆均衡函數(shù)至少部分地基于已知信號因子和噪聲因子。當(dāng)在頻域中表示時(shí)，此逆均衡函數(shù)包括該已知信號因子與該噪聲因子的組合的逆。在該示例性實(shí)施例中，逆均衡函數(shù)等于
權(quán)利要求
1.一種用于生成可供向信道估計(jì)的信道參數(shù)施加的降噪?yún)?shù)的信號路徑處理器，所述信號路徑處理器包括搜索器，其被配置成標(biāo)識出從發(fā)射機(jī)到所述信號路徑處理器的各條信號路徑；以及窗口濾波器，其被配置成生成當(dāng)被施加于所述信道參數(shù)時(shí)在所標(biāo)識出的各條信號路徑的時(shí)間延遲之間的各個(gè)濾除時(shí)間窗內(nèi)至少部分地衰減所述信道參數(shù)的降噪?yún)?shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的信號路徑處理器，其特征在于，所述降噪?yún)?shù)在所述各個(gè)濾除時(shí)間窗內(nèi)導(dǎo)致零信道估計(jì)。
3.如權(quán)利要求1所述的信號路徑處理器，其特征在于，所述各個(gè)濾除時(shí)間窗是被施加在以所標(biāo)識出的各條信號路徑的時(shí)間延遲為中心的各個(gè)透過時(shí)間窗之間。
4.如權(quán)利要求3所述的信號路徑處理器，其特征在于，所述各個(gè)透過時(shí)間窗具有7個(gè)碼片的長度。
5.如權(quán)利要求1所述的信號路徑處理器，其特征在于，還包括快速傅立葉變換(FFT)處理器，其被配置成將接收到的信號從時(shí)域變換到頻域； 所述搜索器向所述頻域的收到信號施加頻域?qū)ьl信號以生成頻域信號路徑；以及快速傅立葉逆變換處理器，其被配置成將頻域的所標(biāo)識出的信號路徑變換到時(shí)域的標(biāo)識出的信號路徑以供所述窗口濾波器處理。
6.如權(quán)利要求5所述的信號路徑處理器，其特征在于，所述頻域?qū)ьl信號包括 經(jīng)填充的導(dǎo)頻信號的頻域版本。
7.如權(quán)利要求6所述的信號路徑處理器，其特征在于，所述經(jīng)填充的導(dǎo)頻信號包括 導(dǎo)頻序列；在所述導(dǎo)頻序列之前的前綴序列；以及在所述導(dǎo)頻序列之后的后綴序列。
8.如權(quán)利要求7所述的信號路徑處理器，其特征在于，所述前綴序列包括多個(gè)O位并且所述后綴序列包括多個(gè)O位。
9.一種生成可供向信道估計(jì)的信道參數(shù)施加的降噪?yún)?shù)的方法，所述方法包括 標(biāo)識出從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的多條信號路徑，每條信號路徑具有相對于基準(zhǔn)的時(shí)間延遲；生成當(dāng)被施加于所述信道參數(shù)時(shí)在所標(biāo)識出的各條信號路徑的時(shí)間延遲之間的各個(gè)濾除時(shí)間窗內(nèi)至少部分地衰減所述信道參數(shù)的所述降噪?yún)?shù)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述降噪?yún)?shù)在所述各個(gè)濾除時(shí)間窗內(nèi)導(dǎo)致零信道估計(jì)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述各個(gè)濾除時(shí)間窗是被施加在以所標(biāo)識出的各條信號路徑的時(shí)間延遲為中心的各個(gè)透過時(shí)間窗之間。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述各個(gè)透過時(shí)間窗具有7個(gè)碼片的長度。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括 將接收到的信號從時(shí)域變換到頻域；向所述頻域收到信號施加頻域?qū)ьl信號以生成頻域信號路徑；以及在生成所述噪聲參數(shù)之前將頻域的所標(biāo)識出的信號路徑變換到時(shí)域的標(biāo)識出的信號路徑。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述施加頻域?qū)ьl信號包括 施加經(jīng)填充的導(dǎo)頻信號的頻域版本。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述經(jīng)填充的導(dǎo)頻信號包括 導(dǎo)頻信號序列；在所述導(dǎo)頻信號序列之前的前綴序列；以及在所述導(dǎo)頻信號序列之后的后綴序列。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述前綴序列包括多個(gè)O位并且所述后綴序列包括多個(gè)O位。
全文摘要
一種信道估計(jì)器被配置成基于包括已知傳送的信號和噪聲信號的收到信號來確定指示無線通信信道的特性的信道估計(jì)參數(shù)。該信道估計(jì)器被配置成向收到信號施加頻域表示的、作為頻率的函數(shù)的已知信號因子與噪聲因子的組合的逆。
文檔編號H04L25/02GK102333053SQ20111033079
公開日2012年1月25日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者P·蓋爾 申請人:高通股份有限公司