递归时间频率信道估计制造技术

本发明专利技术涉及用于通过将估计值的内插或外插或者平滑分成频域部分（１４）和时域部分（１５）来估计多载波传输的信道的方法、设备和计算机程序产品，其中信道估计单元配置用于针对频域部分和时域部分使用相应的递归滤波器，以及其中至少一个递归滤波器被调整以适应于（１３）多载波传输的信道状况。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于估计诸如(但不限于)正交频分复用(OFDM)传输的多载波传输 的信道的方法、设备和计算机程序产品。
技术介绍
在例如OFDM系统的多载波系统中，信道估计方案用于对接收的信号进行相干检 测。OFDM基于频分复用(FDM)的调制技术。OFDM技术通过具有彼此正交的子载波而有别 于传统的FDM。OFDM系统中所使用的调制技术有助于克服频率选择性信道的影响。频率选 择性信道在所发射的信号经历多路径环境时发生。信道估计的目的是估计针对每个0FDM符号的时变信道频率响应。可以通过使用 频域中分散的参考符号(导频音)来估计信道。由于参考符号还分散在时域中，所以需要 在时域和频域这两个维度中估计信道。信道还可以由其冲击响应代替其频率响应来表示， 并且可以对该冲击响应的时变行为进行追踪。为了追踪信道频率响应，使用具有参考符号 的子载波来为在0FDM符号处不具有参考符号的子载波寻找信道估计值。首先，在频率方向 上基于具有参考符号的所有子载波对信道进行估计。其次，通过在时域中的已知估计值之 间进行内插来寻找每个0FDM符号的频率响应。备选地，该顺序可以颠倒，以便在第一步骤 执行时间处理，而在第二步骤执行频率处理。可以通过多种方式来执行基于信道估计值的内插，例如，通过相邻参考符号(例 如，导频音)之间的简单线性内插，或者通过将多项式函数(例如，通过最小二乘方法)拟 合到经过抽样的信道传递函数。即使基于简单线性内插的信道估计易于计算，但在具有高 频选择性的信道中往往表现不佳。更先进的方法是应用Wiener滤波(或者线性最小均方 误差(LMMSE))，其依赖于要估计的底层信道传递函数的某些统计特征(例如，参见Hoeher， P. 、Kaiser, S.禾口 Robertson, P.的Two-dimensional pilot-symbol-aided channel estimation by Wienerf iltering”，声学、语音和信号处理，1997，ICASSP-97.，1997IEEE 国 际会议，第3卷，1997年4月21-24日，第1845-1848页)。然而，此方法往往会对甚至中等 大小的导频集都变得不易计算。同样，与延迟(转换)域信道估计相关联的频域平滑矩阵 往往会在计算上变得棘手，或者对于实际用途而言太大而无法存储。因此，在实际实现中，为了减少信道估计器的计算复杂度以及减小用于存储预先 计算的滤波器的存储器(例如，参见US20050105647A1)，通常采用滑动窗口方式。然而，在 信道估计器的性能开始下降之前，关于可以将此滑动窗口做得多小存在着限制。这也就意 味着估计器的处理增益的上限由窗口的大小来限制。因此，在具有大相干带宽和/或大相 干时间的信道中，这些估计器将由窗口大小而不是该信道的特性来限制。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供用于时间频率信道估计的低复杂度方法。此目的通过如下方法来完成，包括 通过将估计值的内插或外插或者平滑分成频域部分和时域部分，来执行针对多 载波传输的信道估计； 针对所述频域部分和所述时域部分使用相应的递归滤波器；以及 调整至少一个所述递归滤波器以适应于所述多载波传输的信道状况。此外，上述目的通过包括信道估计单元的设备来实现的，该信道估计单元通过将 估计值的内插或外插或者平滑分成频域部分和时域部分来估计多载波传输的信道，其中所 述信道估计单元配置用于针对所述频域部分和所述时域部分使用相应的递归滤波器，以及 其中调整至少一个所述递归滤波器以适应于所述多载波传输的信道状况。相应地，内插、外插和平滑中的至少一个被分成频域部分和时域部分。为频域部分 和时域部分提供相应的递归滤波器或者递归滤波操作，其适于该信道状况。此解决方案提供了用于在多载波收发器系统(诸如基于OFDM的收发器系统)中 执行信道估计的计算有效方法。在典型的基于OFDM的收发器系统中，信道传递函数在已知 为导频位置的给定时间频率位置集处进行抽样。继而信道估计器的任务是鉴于导频位置 处的抽样值，推出时间频率网格中某些其他位置处的整个信道传递函数。所提出的计算有 效方法可以用于信道传递函数的平滑或者内插或外插。在特定示例中，所提出的滤波可以 借助于具有适于信道状况的复数值系数的无限冲击响应(IIR)多相内插滤波器来完成。此外，所提出的信道估计对于信号质量(例如，信噪比(SNR))中等或不佳的接收 情况而言是有利的。在这些情况下，计算资源可以(从在其他情况下计算密集的内插和/ 或重建滤波器)被释放并且得到利用，例如，以用于使用数据辅助方法(例如，基于重新编 码的解调信息比特的迭代信道估计)来改进信道估计的质量。该估计值可以是从预定导频位置处的原始信道估计值导出的。原始估计值可以经 受平滑，继而可以在平滑后的原始估计值上执行内插或外插。平滑可以包括原始信道估计 器的前向递归平滑。此外，递归滤波器是无限冲击响应多相滤波器。频域部分的递归滤波器可以配置 成具有复数值滤波器系数。调整可以包括从信道改变率和信道质量参数中的至少一个导出频域部分的递归 滤波器的遗忘因子。该遗忘因子可以在信道改变率和信道质量参数中至少一个方面被参数 化。另外，调整可以包括从相干时间和信道质量参数中的至少一个导出时域部分的递 归滤波器的遗忘因子。在特定示例中，可以向时域部分的递归滤波器提供至少一个第一遗忘 因子和第二遗忘因子，其中至少一个第一遗忘因子可以用于在一个传输方向中的、没有被其 他传输方向中的传输周期分隔的估计值之间以进行平滑，并且至少一个第二遗忘因子可以用 于在一个传输方向中的、被其他传输方向中的传输周期分隔的估计值之间进行平滑。考虑到时间相关相位改变和/或增益改变，可以在时间滤波信道估计值上执行时 域中的内插或外插。进一步的优势改进将在从属权利要求中定义。 附图说明在下文中，本专利技术将基于实施方式并参考附图更详细地进行描述，其中图1示出了指示改变用于提取信道估计所使用信号部分的滑动窗口的时序的影 响的示意图；图2示出了指示根据实施方式的、递归信道估计的平滑效果(左图)和内插效果 (右图)的复合图；图3示出了预先FFT时序调整对信道估计的影响的图示；图4示出了根据第一实施方式的、多载波接收器部分的示意性框图；图5示出了根据第二实施方式的、基于软件实现的示意性框图；图6示出了根据第三实施方式的、信道估计过程的流程图；图7示出了多载波收发器系统的TDD操作模式的示例；以及图8示出了根据第四实施方式的、信道估计平滑过程的流程图。具体实施例方式现将基于OFDM收发器系统来描述各种实施方式，该系统作为其中可以实现本发 明的收发器或接收器系统的特定示例。根据以下所描述的实施方式，提供了信道估计过程和设备，其可以采取自适应递 归滤波(例如，基于无限冲击响应(IIR)的滤波)而得到增强。这使得信道估计器能够 有效地合并来自大窗口的抽样，而不产生计算复杂度上或存储滤波器系数所需的存储器的 大的增长。递归估计或追踪的这些益处还可以通过使用如最小均方(LMS)、递归最小二乘 (RLS)和Kalman滤波的自适应方法来获得。然而，结合信道估计，这些方法通常已经用于追 踪延迟域中信道的时间演进。然而，根据实施方式，在频域和时域中都应用递归滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：通过将估计值的内插或外插或者平滑分成频域部分和时域部分，来执行针对多载波传输的信道估计；针对所述频域部分和所述时域部分使用相应的递归滤波器；以及调整至少一个所述递归滤波器以适应于所述多载波传输的信道状况。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-11-29 07023179.0一种方法，包括通过将估计值的内插或外插或者平滑分成频域部分和时域部分，来执行针对多载波传输的信道估计；针对所述频域部分和所述时域部分使用相应的递归滤波器；以及调整至少一个所述递归滤波器以适应于所述多载波传输的信道状况。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括从在预定导频位置的原始信道估计值导 出所述估计值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述递归滤波器是无限冲击响应多相滤波器。4.根据权利要求1至3中任一所述的方法，进一步包括配置用于所述频域部分的所 述递归滤波器以具有复数值滤波器系数。5.根据权利要求1至4中任一所述的方法，进一步包括使用时序估计器导出从其中 导出所述估计值的信号部分。6.根据权利要求2所述的方法，进一步包括对所述原始估计值进行所述平滑，并且在 所述平滑后的原始估计值上执行所述内插或所述外插。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述平滑包括原始信道估计器的前向递归平滑。8.根据权利要求1至7中任一所述的方法，其中所述调整包括从信道改变率和信道 质量参数中的至少一个导出所述频域部分的所述递归滤波器的遗忘因子。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括在所述信道改变率和所述信道质量参数 中的至少一个方面，对所述遗忘因子进行参数化。10.根据权利要求1至9中任一所述的方法，其中所述调整包括从相干时间和信道质 量参数中的至少一个导出所述时域部分的所述递归滤波器的遗忘因子。11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括为所述时域部分的所述递归滤波器提 供至少一个第一遗忘因子和第二遗忘因子；使用所述至少一个第一遗忘因子以用于在一个 传输方向中的、没有被在另一传输方向中的传输周期分隔的估计值之间进行平滑；以及使 用所述至少一个第二遗忘因子以用于在所述一个传输方向中的、被在所述另一传输方向中 的传输周期分隔的估计值之间进行平滑。12.根据任一前述权利要求所述的方法，进一步包括考虑到时间相关相位改变和增 益改变中的至少一个，在时间滤波信道估计值上执行所述时域中的所述内插或所述外插。13.一种装置，包括信道估计单元，其配置用于通过将估计值的内插或外插或者平滑分成频域部分和时域 部分来估计多载波传输的信道，其中所述信道估计单元进一步配置用于针对所述频域部分 和所述时域部分使用相应的递归滤波器，以及其中至少一个所述递归滤波器被调整以适应 于所述多载波传输的信道状况。14.根据权利要求13所述的装置，其中所述信道估计单元配置用于从在预定导频位置 的原始信道估计值导出所述估计值。15.根据权利要求13或14所述的装置，其中所述递归滤波器是无限冲击响应多相滤波器。16.根据权利要求13至15中任一所述的装置，其中所述频域部分的所述递归滤波器配 置用于具有复数值滤波器系数。17.根据权利要求13至16中任一所述的装置，其中所述信道估计单元配置用于使用时 序估计器来导出从其导出所述估计值的信号部分。18.根据权利要求14所述的装置，其中所述信道估计单元配置用于对所述原始估计值 进行所述平滑，并且用于在所述平滑后的原始估计值上执行所述内插或所述外插。19.根据权利要求18所述的装置，其中所述信道估计单元配置用于执行原始信道估计 值的前向递...

【专利技术属性】
技术研发人员：P霍简索伦森，MW佩德尔森，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]