[發明專利]信道估計的自適應平滑

有效

• 申請號: 201380050758.X
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN104685842B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: L.莫倫;A.雷亞
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 徐予紅,劉春元

技術領域

本申請大體上涉及通信接收器，并且更特定地涉及用于獲得通信信道估計以供在信號處理中使用的技術。

背景技術

通信接收器通常需要知道通信信道的響應，即遠程傳送器與接收器之間的鏈路的響應。在無線通信接收器中尤其是這樣的，除由傳送器與接收器之間的距離產生的減少的信號強度外，無線通信接收器大體上還必須應對干擾、多徑散射和傳送信號衰退。在許多系統中，因為信道響應可以隨時間改變，接收器執行信道傳輸響應的頻繁估計。

例如，在由第三代合作伙伴計劃（3GPP）的成員標準化的寬帶碼分多址（W-CDMA）系統中，信道響應的估計（在下文稱為“信道估計”）從瞬時信道測量得到，其進而可通過比較接收及解擴的公共導頻信道（CPICH）版本與已知為已經由遠程基站（在3GPP文獻中經常稱為“節點B”）傳送的CPICH符號而獲得。如在下文進一步詳細論述的，信道響應估計通常通過平滑跨一個或多個時隙的這些信道測量（例如，通過對對應于多個符號時間的若干測量濾波）而改進。

用于計算信道響應估計的初始信道測量可以可用于不同的采樣時間間隔，例如符號或時隙。它們也可對應于特定路徑延遲和/或特定信號頻率或頻率倉（frequency bin），例如對應于正交頻分復用（OFDM）信號中的特定副載波。應意識到對于寬帶系統，信道傳輸響應將大體上隨頻率以及時間而變化。因此，在各種系統中，信道估計技術可需要考慮各種系統中的時間變化、頻率變化或兩者。

初始信道估計通常被濾波（即，“平滑”）以便獲得改進的信道估計。該平滑可通過對測量求平均、執行信道測量的線性回歸或通過使用另一個適合的線性濾波器而進行。這些技術中的任何技術可以看作對信道測量應用濾波器響應，該濾波器響應具有特定時間常數和濾波器帶寬。

因為接收器或傳送器位置中的改變影響至少信道的多徑和衰退特性，接收器和傳送器的運動影響信道響應的時變本質。該問題對于高速情形尤其突出，例如在接收器處于車輛中或附連到車輛時。信道響應中較快的變化速率意指必須使用較短的濾波器時間（即，較大的濾波器帶寬），以避免所得的信道估計的過度偏差。因此，在一些情況下，濾波器帶寬和/或用于獲得信道估計的其他濾波器參數可取決于最大多普勒移位和/或噪聲功率電平。在一些實現中，這允許平滑濾波器以適應于接收器或傳送器的速度，同時也考慮噪聲功率電平。于是，例如在低速使用更多濾波并且在高速使用更少濾波是可能的。在噪聲功率電平是高的時候使用更多濾波并且在噪聲功率電平是低的時候使用更少濾波，這同樣可能。

大體上，最佳濾波技術方案是噪聲抑制與由于信道跟蹤中的誤差招致的估計偏差之間的權衡。信道估計技術需要附加改進以在典型接收器可能遇到的多種信號條件和速度下接近最佳濾波技術方案。

發明內容

本發明的各種實施例基于使用于信道估計的平滑濾波器的參數直接適應于當前速度和信噪比（SNR）情形的技術。例如在關注接收器移動性的情形中，這些實施例可以有利地執行快速濾波自適應而不需要接收信號的多普勒擴展的估計或接收噪聲的估計。如下文詳述的，這些技術基于以下認識：濾波器輸出處信道測量與信道估計之間的殘差（即，差異）在平滑濾波器未引入估計偏差時不相關而是在平滑濾波器帶寬使信道估計產生偏差時相關。一般而言，最準確的信道響應估計可以通過在每個情形下應用盡可能多的濾波，同時仍產生不相關殘差或具有足夠低相關的殘差而獲得。

根據一個方面，公開用于在通信接收器中獲得平滑信道響應估計的若干方法。示例方法以執行多個信道響應測量（其對應于路徑延遲或信號頻率/頻率倉，或兩者）來獲得當前估計間隔的有序信道測量樣本而開始。對于預定濾波器響應的集合的第一子集中的每個，對有序信道測量樣本濾波來獲得估計信道響應樣本的對應集合。接著，對于估計信道響應樣本的每個集合，有序殘差的對應集合從信道測量樣本計算。評估有序殘差的每個集合以在有序殘差之中確定相關量度，并且更新的濾波器響應基于該評估從預定濾波器響應的集合的第二子集選擇，以供在解調接收信號中使用。

在一些實施例中，預定濾波器響應的第一子集包含兩個或以上預定濾波器響應，每個具有濾波器帶寬，并且第二子集等于第一子集。在這些實施例中，方法進一步包括使用估計信道響應樣本的集合（其對應于預定濾波器中所選的一個）用于在當前估計間隔解調接收的信號。在這些實施例中的一些中，這個選擇通過在產生小于預定閾值的對應相關量度的兩個或以上預定濾波器響應的那些之中選擇對應于最低濾波器帶寬的估計信道響應樣本的集合而執行。