具有擴展信道帶寬的信道估計器的製作方法

2023-08-07 19:41:56

專利名稱：具有擴展信道帶寬的信道估計器的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及無線通信系統，並且更具體而言，涉及用於在無線蜂窩通信系統中信道估計的方法和裝置。
背景技術：
通常，通過使用具有固定帶寬的低通濾波器建立和維持與通信單元的通信，來執行在常規的碼分多址(CDMA)基地接收機中的信道估計，該通信單元諸如是在移動平臺內與用戶一起移動的蜂窩通信單元，該移動平臺諸如是以各種速度在RAN內行進的運載工具，該基地接收機諸如是在根據例如CDMA 2000或臨時標準2000(IS2000)、通用移動電信系統(UMTS)的第3代(3G)標準所設計的無線接入網(RAN)內的基地接收機。為了執行信道估計，可以使用例如250Hz的帶寬，並且這個帶寬對於大多數正常的步行速度或運載工具速度來說通常是有效的。
然而，當通信單元以高速移動時，信道估計就失敗。例如，當通信單元在諸如高速火車的高速運載工具內嘗試建立或保持鏈路時，該高速運載工具的速度可以達到450公裡/小時(km/h)左右，那麼對於2GHz的載波頻率，性能劣化可以超過1dB。為了解決在高速行進中與通信相關的信道估計，就必須擴展信道估計帶寬。然而，僅僅將常規的250Hz帶寬信道估計濾波器替換為具有擴展帶寬的信道估計濾波器，會導致在正常速度範圍上重大的性能劣化。
其它提議的擴展信道估計濾波器帶寬的解決方案包括使用自適應濾波。在一些簡單的自適應信道估計過程中，可以根據估計速度來調整信道估計濾波器係數，該估計速度例如是基於都卜勒估計，然而，在這種方法中也存在著缺陷。通過改變濾波器係數，會引進不希望具有的可以幹擾估計的瞬態效應。而且，使用都卜勒估計和其它方法的系統的附加缺陷在於它們的複雜性難以令人滿意地過高。
附圖簡述附圖用來進一步描述各種示例性的實施例，並用於解釋根據本發明的各種原理和優點，在附圖中類似的參考數字涉及相同或功能類似的元件，附圖與下文的詳細敘述相結合，並構成了說明書的一部分。


圖1描述了使用現有技術信道估計的示例性RAN環境和移動臺的圖；圖2描述了根據各種示例性實施例的在基站和移動臺中簡化和代表性的示例性信道估計器的圖，該基站和移動臺具有多帶寬元件；圖3描述了根據各種示例性實施例的在基本信道估計器中的示例性模塊的圖。
圖4描述了根據各種示例性實施例的示例性信道活動檢測器的圖。
圖5描述了根據各種示例性實施例的具有獨立信道帶寬的示例性信道活動檢測器的圖；圖6描述了根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的圖；圖7描述了在大約3公裡/小時的速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖8描述了在大約120公裡/小時的速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖9描述了在大約150公裡/小時的速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖10描述了在大約220公裡/小時的速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖11描述了在大約320公裡/小時的速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖12描述了在大約400公裡/小時的速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖13描述了在大約320公裡/小時兩徑(two ray)速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖14描述了在大約400公裡/小時兩徑速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖15描述了在大約120公裡/小時四徑(four ray)速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖16描述了在大約400公裡/小時四徑速度，根據各種示例性實施例的具有擴展濾波器的示例性信道估計器的性能的曲線圖；圖17描述了根據各種示例性實施例的示例性過程的流程圖；圖18描述了根據各種示例性和可替換的示例性實施例的示例性裝置組件的圖。
具體實施例方式
總的來說，本發明涉及在無線通信系統中的接收機，用於促進在通常被稱為通信單元的設備或單元與基礎設施組件之間的蜂窩通信，這些通信單元諸如是蜂窩電話或雙向無線電手機，該基礎設施組件諸如是基站等。更具體來說，在與蜂窩通信單元相關聯的接收機和相關的通信系統、基礎設施組件、通信設備和用於在其中執行信道估計的方法中，具體體現了各種本發明的概念和原理。應當注意到，除了包含典型的手機之外，術語「通信單元」可以與移動臺、用戶單元、無線用戶單元、無線用戶設備等互換使用。
這些術語中的每一個表示了通常與用戶相關以及典型地與無線行動裝置相關的設備，這些設備可以在公用網絡中使用、或者在諸如企業網的專用網絡中使用。這種單元的實例包括個人數字助理、個人指配鍵盤、和裝配有用於無線操作的其它可攜式個人計算機、蜂窩手機或設備、或者它們所提供的等效設備，這些單元被安排和構造成執行為菜單導航等輸入信號所需的應用程式。正如本領域的普通技術人員將意識到的，術語「基站」是表示基站收發信機、Node B收發信機等，並且更具體來說，它表示有關用於在例如射頻(RF)接口上接收通信的接收機。
本說明書以能夠實現的方式來提供對執行本發明一個或多個實施例的示例性模式的進一步解釋。本說明書進一步被提供用來增強對本發明的發明原理和優點的理解和評價，而不是以任何方式對本發明進行限制。本發明僅僅通過所附權利要求書來限定，該權利要求書包含了對在本申請懸而未決期間進行的任何修改以及在發布時那些權利要求的所有等價內容。
應當認識到，如果使用了相關術語，這些諸如「第一」和「第二」等相關術語的使用僅僅是用來區分個別實體、術語或動作，而不是必定需要或暗示在這些實體、術語或動作之間任何實際的這種關係或順序。
在實現的時侯，採用軟體或集成電路(IC)、或者以軟體或集成電路的形式可以最好地支持許多本發明的功能和許多本發明的原理，該軟體或集成電路諸如是數位訊號處理器和軟體或專用IC。可以預期，在本文公開的概念和原理的指導下，儘管出於例如對可用時間、當前技術和經濟考慮的原因會激發可能相當多的努力和多種設計選擇，但是本領域的普通技術人員將能夠很容易採用最小的實驗過程產生這種軟體指令或IC。因此，為了簡潔和最小化可能混淆根據本發明的原理和概念的任何風險，這種軟體和IC的進一步論述(如果具有的話)將被局限於有關各種示例性實施例所使用的原理和概念的所必需的內容。
除了一般特性的設備之外，特別關注的通信設備是在蜂窩廣域網絡(WAN)上提供或促進語音/數據通信服務的通信設備，該蜂窩廣域網絡諸如是常規的雙向系統和設備、各種蜂窩電話系統，這包括CDMA(碼分多址)系統以及它們的變形、諸如UMTS(通用移動電信服務)的2.5G和3G系統以及它們的變形或演進。而且，使用各種接入技術和一個或多個各種連網協議，關注的無線通信單元或設備就可以具有短距離無線通信能力，這通常被稱為WLAN能力，諸如IEEE802.11、藍牙、或Hiper-Lan等。
正如本文下面的進一步論述，可以有利地使用各種發明原理及其組合來提供信道估計，該信道估計不同於例如在圖1中顯示的常規估計環境100，還可以提供對移動通信單元的信道估計，這些移動通信單元包括靜止單元和以各種速度行進的單元，該速度包括450公裡/小時以上的速度。在常規的估計環境100中，移動交換中心(MSC)101可以被耦合到基站控制器(BSC)102，該基站控制器被耦合到基站(BS)110，基站具有信道估計器111，該信道估計器通常位於收發信機中(未顯示)、或該基站控制器被耦合到收發信機的接收機部分。正如上面所表明的內容，信道估計器111包括具有250Hz固定帶寬的低通濾波器112。當移動單元(MS)120以例如120公裡/小時以下的相對移動速度121行進，並嘗試與BS110通信時，可以通過信道估計器111成功地估計鏈路122，並從而建立和保持鏈路122。當MS 130以例如120公裡/小時以上的相對移動速度131行進時，通常就不能通過信道估計器111成功地估計鏈路132，並且因而不能建立和保持鏈路132。
應當注意到，通過相對移動速度，對在例如BS 110與MS 120或MS 130之間速度上的相對差異進行參考。對於450公裡/小時的相對移動速度和2GHz載波頻率來說，所產生的MS 130和鏈路132的性能劣化大約是1.5dB。正如所表明的內容，對於在正常的相對移動速度範圍處操作的MS 120來說，將低通濾波器112的帶寬擴展到800Hz會導致大約1dB的顯著性能劣化。
自適應信道估計器可以根據估計的都卜勒速度來調整信道估計濾波器的係數。然而，正如所表明的內容，改變濾波器係數會引進瞬態效應。而且，都卜勒估計和其它信道估計器不合乎需要之處在於，在它們相應的實施中它們通常需要高的複雜性，這些信道估計器是例如M.Stojanovic，Z.Zvonar，Proc.1996 Conf.Information Sciences andSystems，Princeton，NJ，Mar.1996，pp.349-354，標題為「Linear multiuserdetection in time varying multipath fading channels」的文獻中描述的諸如基於模型的卡爾曼濾波，以及在M.Stojanovic，Z.Zvonar，IEEE Trans.Commun.Vol.47，pp.1129-1132，Aug.1999，標題為「Performance ofMultiuser Detection with Adaptive Channel Estimation，」中描述的最小均方信道估計。
因此，根據各種示例性的實施例，本發明的信道估計器具有最小或沒有瞬態效應，並且在複雜性上僅僅具有最小的增加。正如在圖2的配置200中的顯示，信道估計器220可以在BS 210或MS 230中或者在BS 210和MS 230此兩者中實現，用於增加接收機的靈活性。信道估計器220可以被提供有多信道估計濾波器F1221、F2222、F3223和Fn224，每個信道估計濾波器具有不同的帶寬BW1、BW2、BW3和BWn並且同時進行操作。應當理解，根據各種示例性實施例，在圖2中顯示的配置200允許在例如BS 210和MS 230之間的相對速度達到500公裡/小時以上，這取決於影響無線電傳輸環境的各種外部因素，這些外部因素對於本領域的普通技術人員來說是已知的內容。可以看到，可以估計在BS 210與MS 230之間的信道212，從而以這種速度建立和保持信道212，這與上文所描述的常規信道估計器不同。
根據各種示例性實施例，在圖3中顯示了基本信道估計器配置300。根據常規的空中接口傳輸協議，諸如本領域普通技術人員已知的CDMA協議，導頻符號plSF301被輸入到下(down)採樣器303和信道活動檢測器320。圖3進一步顯示了默認濾波器305和擴展帶寬濾波器311。信道活動檢測器320被用於檢測信道活動，並選擇對於用於信道估計的當前信道條件最合適的默認濾波器305和擴展帶寬濾波器311中的一個濾波器。通常，默認濾波器305和擴展帶寬濾波器311的輸出被加權和軟組合，用於產生合成估計。信道活動檢測器320可以進一步確定加權W1316和W2318，並且在最簡單的情況下，這些加權可以是1或0。所選擇的默認濾波器305和擴展帶寬濾波器311中的一個濾波器被指定加權1，並且未被選擇的濾波器被指定加權0。加權W1316和W2318可以被應用到乘法器309和315，並與時間相乘，該時間調整默認濾波器305和擴展帶寬濾波器311的輸出，於是可以在加法器321中組合該加權輸出，並且該加權輸出被耦合作為對例如解調器的輸出323。應當理解，為了保持一般性，為了描述的方便在剩餘論述中本文將使用簡單的事例。
延遲元件DELAY 1 307和DELAY 2 313被用於產生在信道估計與延遲之間的定時調整，這些延遲是由默認濾波器305和擴展帶寬濾波器311引進的，並且延遲元件DELAY 1 307和DELAY 2 313可以被輸入到加法器317，用於產生信號δ1319，該信號δ1319可以被輸入到信道活動檢測器320。應當注意到，默認濾波器305和擴展帶寬濾波器311可以是有限脈衝響應(FIR)或無限脈衝響應(IIR)濾波器。如果默認濾波器305和擴展帶寬濾波器311被設計成具有系統所允許的相同延遲，諸如是例如1ms，就可以移除延遲元件DELAY 1 307和DELAY 2 313。正如所表明的內容，在定時調整之後如果必要的話，默認濾波器305和擴展帶寬濾波器311的輸出在加法器317中被差分化(differenced)，並被輸入到信道活動檢測器320。
正如從圖4中可以看到，示例性信道活動檢測器400，諸如根據各種示例性實施例的信道活動檢測器320，可以包括差分信號功率估計器和外部基線噪聲方差估計器402，該差分信號功率估計器包括例如累加器403，該累加器403向協方差規範器(normalizer)405提供輸出404，該協方差規範器405提供輸出Pl(i)406，該外部基線噪聲方差估計器402包括例如加法器413、延遲生成器415和估計器411，該估計器411在412驅動(drive)比例乘法器409。因此，根據方程式(1)，如果採樣速率遠高於最大信道衰落速度，則在特定的周期上，差分信號δl(k)401首先在累加器403中被相干地(coherently)累加l(i)=k=1nl(k)---(1)]]>讓l=[1l2l...Nl]---(2)]]>其中Δl被分配為N(0，R0)。還將意識到，當衰落信號不存在(H0)時，根據方程式(3)給出了在累加的差分信號與衰落信號之間的關係fl|H0(l)=-N|R0|-1exp{-12lHR0-1l}---(3)]]>；並且其中Δl被分配為N(0，R1)，當衰落信號存在(H1)時，根據方程式(4)給出在累加的差分信號與衰落信號之間的關係fl|Hl(l)=-N|R1|-1exp{-12lHR1-1l}---(4)]]>根據方程式(5)可以形成對數-似然比檢測器lH(R0-1-R1-1)l=11+02/s2lHC-1l>---(5)]]>其中σ02是噪聲方差，σs2是衰落信號方差，C是歸一化協方差矩陣，也被稱為相關係數矩陣C=0-2R0=(02+s2)-1R1,]]>該矩陣是由兩個濾波器來確定，η是檢測閾值，該檢測閾值是由允許的最大誤報警概率來確定，也就是不會引起顯著性能損失的最大誤報警概率，諸如小於0.1dB的BER性能損失。應當注意到，η是σ02的函數，因此η不能被容易地預定。因此，根據方程式(6)可以重寫方程式(5)
lH0C-1l0>(0-2+s-2)=---(6)]]>由於 被分配為N(0，C)，與η′408對應的新檢測閾值是和σ02無關的常數，並且因此就可以預定該新檢測閾值。然後，可以根據方程式(7)來描述檢測器(其中對比較器407的上部輸入是左手側，下部輸入是右手側)lHC-1l02>---(7)]]>為了估計對包含衰落信號的信號的噪聲方差，正如圖5中的顯示，可以在信道活動檢測器中使用差分噪聲方差估計器。配置500可以包括差分信號功率估計器，該差分信號功率估計器包括例如提供輸出504的累加器503、提供輸出Pl(i)506的平方誤差計算器505、和加法器模塊519。配置500還可以包括外部基線噪聲方差估計器502，該外部基線噪聲方差估計器包括例如加法器513、延遲生成器515和估計器511，該估計器在512驅動比例乘法器509。可以根據方程式(8)來定義估計器5110,l2=12SF(M-1)j=1M-1|plSF(j)-plSF(j-1)|2---(8)]]>其中plSF是具有解擴頻因子SF的L個指針(finger)中第l個指針的導頻符號517。應當理解，方程式(8)也可以被用於限定圖4的估計器411，其中plSF是具有解擴頻因子SF的第l個指針的導頻符號417。
應當注意到，例如，對應於較小SF的導頻符號的較高採用速率會產生更準確的噪聲方差估計。為了獲得噪聲方差的最好估計，應當以最高可能的速率或最短可能的SF來採樣用於噪聲估計的導頻符號417和517。還應當注意到，噪聲方差估計器可以是「外部」組件，並且可以與需要噪聲方差信息的系統中的其它組件共用。
由於P與均值和標準偏差∝I成x2分布，因此，在比較器507能夠產生的判定規則可以被描述為如果P>LI,]]>就選擇擴展帶寬濾波器，其中β是比例因子，該比例因子是由Neyman-Pearson準則來確定，並且L是rake接收機中的指針數量，否則就選擇默認濾波器。注意到以相似的方式，通過上面的方程式7給出了比較器407(Pl(i))的判定規則。
為了更好地認識在圖4中的配置400操作與圖5中的配置500操作之間的差異，應當注意到在配置400中，比較器407中產生的判定可以依靠判定統計，諸如基於組合指針的Pl(i)406，以便在檢測之後，所有指針都使用相同的帶寬。如果指針具有相同的信道帶寬，則配置400就產生可接受的性能。一種替換方案是允許不同的指針選擇不同的信道濾波器帶寬，這與在配置500中所顯示的無關。配置500的缺陷在於判定統計P不可能始終與組合統計同樣可靠。另一方面，每個指針可以具有不同的信道帶寬。
因此，根據各種示例性的實施例，為了覆蓋可達900Hz的全部信道帶寬，在圖6中顯示了配置600，其中可以期望包含具有較窄頻率間隔的更多信道估計器模塊，以便實現最佳的性能。配置600是一個示例性的估計器，它覆蓋具有非線性間隔截止頻率的可達900Hz的信道帶寬。應當注意到，在以更多複雜性為代價的情況下，間隔越窄，性能就越好。因此，圖6中配置600的示例性「靈巧」信道估計器包括了一種結構或功能601，該結構或功能601進一步包括並存的低通濾波器，即在250Hz的「濾波器0」609、在350Hz的「濾波器1」607、在500Hz的「濾波器2」605和在700Hz的「濾波器3」603，每個低通濾波器被耦合到對於指針的導頻信號，例如導頻信號606，並且用於提供相應的輸出623、622、621、620。靈巧(smart)信道估計器進一步包括三個檢測器，即，耦合到濾波器輸出622、623的「檢測器1」615，耦合到濾波器輸出621、622的「檢測器2」613，耦合到濾波器輸出620、621的「檢測器3」611。如果「檢測器1」615，「檢測器2」613，或「檢測器3」611中的對應一個檢測器在具有結果濾波器輸出信號的對應頻帶中檢測到信號能量，則選擇器617就通過例如選擇器開關619的控制618進行操作，來選擇「濾波器0」609～「濾波器3」603中的一個濾波器，該結果濾波器輸出信號被進一步耦合到對應的指針解調器626。注意到，對於在已知rake接收機中的每個指針，可以重複或複製該結構或功能601，其中其它的導頻信號，例如導頻信號604、602被耦合到具有從耦合到對應指針解調器625、624的這些複製結構或功能中輸出的複製(duplicate)結構。對於多路檢測，應當選擇最大帶寬的濾波器。如果「檢測器1」615、「檢測器2」613、或「檢測器3」611都沒有檢測到在對應頻帶中的信號能量，則應當選擇默認濾波器，諸如「濾波器0」609。應當注意到，為了改善在相對低速時的信道估計性能，可以以可行的附加成本，將諸如170Hz帶寬濾波器的較窄濾波器附加到靈巧信道估計器上，正如上面的敘述。
正如在圖7～圖16中所顯示的曲線圖中的說明，通過在例如以各種速度、都卜勒擴展、和多路徑數量的基本信道IS2000反向鏈路模擬器上的應用，來模擬具有默認濾波器和三個擴展濾波器的提議靈巧信道估計器的性能，如圖6中的顯示，該默認濾波器是「濾波器0」609，這三個擴展濾波器是在350Hz的「濾波器1」607、在500Hz的「濾波器2」605和在700Hz的「濾波器3」603。根據上面所表明的模擬，使用了下面的示例性參數。導頻強度相對於業務是-6.5dB，在對應於1/6功率控制組(PCG)的模擬中使用了相干(coherent)累加周期n，和非相干平均周期N對應於20毫秒。採用76.8kHz採用速率的噪聲方差估計的累加周期M是20毫秒(SF＝16)。在估計器中，使用Butterworth無限脈衝響應(IIR)濾波器，該濾波器具有19.2kHz採用速率和大約1毫秒延遲。作為與所表述帶寬的固定帶寬信道估計器的比較，顯示了靈巧信道估計器的結果，這些帶寬是諸如250Hz，350Hz，490Hz，和690Hz，該靈巧信道估計器在曲線圖上的顯示為SCE。從圖中可以很容易的看到，SCE能夠根據不同的信道條件來選擇對信道估計最合適的濾波器。
如上所述，諸如速度控制信道估計器的常規估計器包括常規的單低通濾波器，該低通濾波器的係數能根據相對速度進行調整。常規方法、以及特別是速度控制方法所經受的缺陷在於，首先，濾波器係數的改變會引起瞬態效應，這導致濾波器需要一定數量的穩定時間從一個係數集合改變到另一個係數集合；以及其次，速度估計是複雜的並且通常並不準確。在大量的對比中，使用在示例性的SCE中並存運行的濾波器會消除瞬態效應，並且不需要明確的速度估計。正如在圖7-16中所描述的模擬結果的顯示，提議的信道活動檢測器能夠根據變化的信道條件，動態地選擇對信道估計最合適的濾波器。
在圖7的性能結果700中，對於3公裡/小時左右的相對速度，在軌跡701中顯示了SCE結果，其中軌跡703、705和707分別顯示了具有在350Hz、490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
在圖8的性能結果800中，對於120公裡/小時左右的相對速度，在軌跡808中顯示了SCE結果，其中軌跡806、804和802分別顯示了具有在350Hz，490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
在圖9的性能結果900中，對於150公裡/小時左右的相對速度，在軌跡906中顯示了SCE結果，其中軌跡910、908、904和902分別顯示了具有在250Hz，350Hz，490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
在圖10的性能結果1000中，對於220公裡/小時左右的相對速度，在軌跡1008中顯示了SCE結果，其中軌跡1004、1006和1002分別顯示了具有在250Hz，490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
在圖11的性能結果1100中，對於320公裡/小時左右的相對速度，在軌跡1108中顯示了SCE結果，其中軌跡1102、1104、1106和1110分別顯示了具有在250Hz，350Hz，490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
在圖12的性能結果1200中，對於400公裡/小時左右的相對速度，在軌跡1208中顯示了SCE結果，其中軌跡1202、1204、1206和1201分別顯示了具有在250Hz，350Hz，490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
在圖13的性能結果1300中，對於320公裡/小時左右的兩徑(tworay)多路徑的速度，在軌跡1306中顯示了SCE結果，其中軌跡1302、1304、1308和1310分別顯示了具有在250Hz，350Hz，490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
在圖14中，對於400公裡/小時左右的兩徑多路徑的速度，在軌跡1410中顯示了SCE結果，其中軌跡1402、1404、1406和1408分別顯示了具有在250Hz，350Hz，490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
在圖15中，對於120公裡/小時左右的四徑(four ray)多路徑的速度，在軌跡1508中顯示了SCE結果，其中軌跡1502、1504、1506和1510分別顯示了具有在250Hz，350Hz，490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
在圖16中，對於400公裡/小時左右的四徑多路徑的速度，在軌跡1608中顯示了SCE結果，其中軌跡1602、1604、1606和1610分別顯示了具有在250Hz，350Hz，490Hz和690Hz處設置的帶寬的個別濾波器的性能。
為了更好的理解根據各種示例性實施例的本發明的操作，在圖17中顯示了示例性過程1700。在1701開始之後，在1702中可以確定在250Hz頻帶中是否檢測到信號活動。如果檢測到活動，那麼就根據上面提供的敘述，可以在1703中為操作選擇例如對應於250Hz頻帶的「濾波器0」。如果沒有檢測到活動，那麼就可以在1704中確定是否在350Hz頻帶中檢測到信號活動。如果檢測到活動，那麼就根據上面提供的敘述，可以在1705中為操作選擇例如對應於350Hz頻帶的「濾波器1」。應當注意到，如果基於在250Hz頻帶中的活動檢測選擇了「濾波器0」，並且在350Hz頻帶中也檢測到活動，那麼就可以選擇「濾波器1」來替代「濾波器0」的選擇。如果在350Hz頻帶中沒有檢測到活動，那麼就可以在1706中確定是否在500Hz頻帶中檢測到信號活動。如果檢測到活動，那麼就根據上面提供的敘述，可以在1707中為操作選擇例如對應於500Hz頻帶的「濾波器2」。應當注意到，如果基於在250Hz或350Hz頻帶中的活動檢測，選擇了「濾波器1」或「濾波器0」，並且在500Hz頻帶中也檢測到活動，那麼就可以選擇「濾波器2」來替代「濾波器1」或「濾波器0」的選擇。如果在500Hz頻帶中沒有檢測到活動，那麼就可以在1708中確定在700Hz頻帶中是否檢測到信號活動。如果檢測到活動，那麼就根據上面提供的敘述，可以在1709中為操作選擇對應於700Hz頻帶的「濾波器3」。應當注意到，如果基於在250Hz、350Hz或500Hz頻帶中的活動監測，選擇了「濾波器0」、「濾波器1」或「濾波器2」，並且在700Hz頻帶中也檢測到活動，那麼就可以選擇「濾波器3」來替代「濾波器0」、「濾波器1」或FILTER2的選擇。如果在700Hz中沒有檢測到活動，那麼在任何頻帶中都沒有出現檢測，就根據上文提供的敘述，可以在1710中為操作選擇在250Hz的「濾波器0」作為默認濾波器。
進一步根據各種示例性的實施例，在圖18中顯示了一個示例性裝置1800。諸如信道估計器1801的信道估計器可以包括處理器1810和存儲器1811。應當理解，處理器1810可以是高性能通用處理器、數位訊號處理器、專用處理器、專用集成電路(ASIC)等，正如例如上文中的敘述，這取決於接收機或收發信機的特殊應用或實現方案。例如，如果在基站收發信機中實現信道估計器1801，儘管處理器1810還可以是在例如基站收發信機的「前端」部分中的專用處理器，但處理器1810更可能是執行除信道估計之外的附加功能的高性能通用處理器。如果在諸如手機的移動臺中實現信道估計器1801，儘管處理器1810還可以是在具有高集成電子裝置的移動臺中，執行除信道估計之外的附加功能的高性能通用處理器，但是它更可能是集成在移動臺的接收機部分電子裝置中的專用或特殊用途處理器。無論什麼樣的特定實現方案，處理器1810可以被配置為與例如RF接口1812和可能許多天線1813相關聯進行操作，該RF接口1812被耦合到至少一個天線1813，該天線1813用於接收諸如CDMA導頻信號的傳入信號。應當理解，根據各種替換的示例性實施例，可以在RF接口1812中實現如本文上面敘述的信道估計器的某些部分，諸如是例如示例性的檢測器，在RF接口1812中可以檢測到信號能量，並將它指示給處理器1810。然而，RF接口1812可以以本領域周知的方式向處理器1810提供信號採樣，於是在處理器1810中可以使用數字方法，諸如上面描述的相關法等，來「檢測」在期望頻帶中的信號能量分量的存在。正如上文的敘述，可以對導頻信號、與示例性信道估計器相關的信號等實施各種信號處理過程，該信道估計器是諸如與上述的各種帶寬相關的濾波器。當已經執行該過程時，可以將有關估計信道的信號信息傳送到示例性解調器1814，在解調器1814中可以實施進一步處理。
本文公開內容是為了解釋如何構造和使用根據本發明的各種實施例，而不是用於限制本發明真實、預期和公平的範圍和精神。本發明僅儀通過所附權利要求書以及它們的所有等價內容來限定，權利要求書可以在本專利申請懸而未決期間進行修改。前面的敘述並不是窮舉的，或者並不是將本發明限制成公開的明確形式。根據上面的教導，可以進行修改或變形。所選擇和敘述的實施例是用於提供對本發明原理和其實際應用的最佳描述，以使本領域的普通技術人員能夠利用各種實施例中的發明和具有各種修改形式的發明，本發明的各種修改是適用於預期的特殊應用。在根據公正、合法和合理授權的權利要求書的寬度進行解釋時，所有這種修改和變形都涵蓋著如所附權利要求書和權利要求所有的等價內容所確定的發明範圍內，在本專利的申請懸而未決期間可以對權利要求書進行修改。
權利要求
1.一種用於提供接收機中信道估計的方法，該接收機與無線接入網(RAN)中的一個或多個移動臺和基站相關聯，所述接收機能夠根據相對速度、相對於信號源移動，所述方法包括檢測與對應的多個濾波器相關聯的多個頻率帶寬中一個頻率帶寬內的信號，用於提供所述多個頻率帶寬中的檢測的一個頻率帶寬；以及基於所述多個頻率帶寬中的所述檢測的一個頻率帶寬，選擇所述多個濾波器中的一個濾波器，用於提供所述估計，其中如果所述檢測信號未能提供所述多個頻率帶寬中的所述檢測的一個頻率帶寬，則所述選擇就選擇所述多個濾波器中的默認的一個濾波器，用於提供估計。
2.根據權利要求1的方法，其中所述檢測包括相干地累加從所述多個濾波器中的至少兩個濾波器的至少兩個輸出中產生的差分信號；估計與所述信號相關聯的噪聲方差；基於所述相干地累加的所述差分信號、所述估計的噪聲方差、和檢測閾值，產生肯定的檢測結果。
3.根據權利要求2的方法，其中所述檢測進一步包括重複所述相干地累加所述差分信號、估計所述噪聲方差，並且產生所述多個頻率帶寬中每個頻率帶寬的肯定的檢測結果。
4.一種用於提供接收機中信道估計的裝置，該接收機與無線接入網(RAN)中的一個或多個移動臺和基站相關聯，所述接收機能夠根據相對速度、相對於信號源移動，所述裝置包括存儲器；RF接口，所述RF接口被配置為耦合到所述RAN，並被配置為接收所述信號；處理器，所述處理器被耦合到所述存儲器和所述RF接口，所述處理器被配置為促進檢測在相關聯頻率帶寬內從所述RF接口接收的所述信號，用於形成檢測信號；以及基於所述檢測信號，選擇在所述處理器中配置的多個濾波器中的一個濾波器，用於提供所述估計，其中如果所述檢測未能檢測到在所述相關聯頻率帶寬內的所述信號，則所述選擇就選擇所述多個濾波器中的默認的一個濾波器，用於提供所述估計。
5.根據權利要求4的裝置，其中在檢測所述相關聯頻率帶寬內所述的信號中，所述處理器被進一步配置為產生與所述多個濾波器中的至少兩個濾波器相關聯的至少兩個輸出之間的差分信號；在時間間隔期間相干地累加所述差分信號；估計在所述時間間隔期間與所述信號相關聯的噪聲方差；以及基於所述相干地累加的所述差分信號、所述估計的噪聲方差、和檢測閾值，產生肯定的檢測結果。
6.一種信道估計器，所述信道估計器被配置用於估計接收機中的信道，所述接收機與無線接入網(RAN)中的一個或多個移動臺和基站相關聯，所述接收機能夠根據相對速度、相對於信號源移動，所述信道估計器包括默認濾波器和擴展濾波器；檢測器，所述檢測器被配置為所述接收信號，並且檢測與所述信號相關聯的信道活動，用於形成檢測的信道活動，所述檢測的信道活動能夠檢測到與所述默認濾波器和所述擴展濾波器中的一個濾波器相關的帶寬；選擇器，所述選擇器被耦合到所述默認濾波器、所述擴展濾波器和所述檢測器，所述選擇器被配置為基於所述檢測的信道活動，選擇所述默認濾波器和所述擴展濾波器中的一個濾波器，用於提供所述估計信道。
7.根據權利要求6的信道估計器，其中如果所述檢測器沒有檢測到信道活動，所述選擇器就選擇所述默認濾波器來提供所述估計信道。
8.根據權利要求6的信道估計器，進一步包括一個或多個附加的擴展濾波器。
9.根據權利要求8的信道估計器，其中所述檢測器進一步被配置為，使所述檢測的信道活動能夠被檢測到與所述一個或多個附加的擴展濾波器中的一個擴展濾波器相關聯的附加帶寬。
10.根據權利要求8的信道估計器，其中所述選擇器進一步被耦合到所述一個或多個附加的擴展濾波器，並且進一步被配置為，基於所述檢測的信道活動，來選擇所述一個或多個附加的擴展濾波器中的一個擴展濾波器，用於提供所述估計信道。
全文摘要
一種方法(1700)和裝置(1801)，通過擴展帶寬濾波器的信道提供估計。天線(1813)接收諸如導頻信號的信號，並在檢測器(320)中檢測與導頻信號相關聯的帶寬。通過選擇器(617)，可以選擇多個濾波器(603、605、607和609)中的一個濾波器，這些濾波器包括擴展帶寬濾波器(311)和默認濾波器(305)。如果檢測器檢測到與更寬帶寬相關聯的活動，就在當前選擇的濾波器中選擇與該更寬帶寬相關聯的濾波器。如果沒有檢測到活動，就選擇默認濾波器。
文檔編號H04B1/10GK101076964SQ200580042793
公開日2007年11月21日 申請日期2005年11月17日 優先權日2004年12月16日
發明者麥可·M·汪, 拉傑夫·阿格瓦爾, 泰勒·A·布朗, 陳向陽, 阿喬伊·K·辛格 申請人:摩託羅拉公司