改进的移动无线电信道估计制造技术

本文中描述的方法表征了无线信道中的散射对象。从广义上说，本发明专利技术确定对于无线信道中多个散射对象的非均等分隔路径延迟和多普勒参数。更具体地说，应用到多个OFDM符号时期上接收的多个OFDM导频样本的频率到时间变换生成非均等分隔路径延迟集合和相关联复延迟系数集合。此外，应用到多个OFDM符号时期上为一个路径延迟所确定的复延迟系数的时间到频率变换生成包括对于该路径延迟的多个非均等分隔多普勒频率及其对应散射系数的多普勒参数集合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及信道估计，并且更具体地说，涉及改进用于确定信道估计的散射对象表征的准确度。
技术介绍
在无线通信系统中，传送的信号从环境中的对象(例如，建筑物、小山等)反射，这些对象在本文中称为散射对象。反射从不同方向和带有不同延迟到达接收器。反射或多径可通过路径延迟和复延迟系数来表征。复延迟系数显示由于交通工具的移动性而引起的快速时间变化，而路径延迟在大量的OFDM符号时期上是相对恒定的。信道估计是表征无线电信道在传送的信号上的效应的过程。近似估算信道在传送的信号上的效应的信道估计可用于干扰抵消、分集组合、ML检测及其它用途。通常使用的许多信道估计技术不产生供更高阶调制所使用的信道的足够准确的估计。此外，难以预测信道将由于交通工具的移动性而如何更改。因此，需要新的信道估计技术，这些技术将产生用于更高阶调制的更准确信道估计，并使得能够从当前信道估计来预测信道。
技术实现思路
本专利技术提供一种改进的信道估计技术，该技术确定无线信道中散射对象的准确表征，并使用散射对象表征来生成准确的信道估计。为此，根据本专利技术的接收器应用修改的频率变换到接收的信号样本以便为多径信道中的散射对象确定实际路径延迟和相关联复延迟系数。该接收器可还通过确定与每个散射对象相关联的多普勒频移以表征复系数的时间变化来表征散射对象。基于结果的路径延迟和多普勒频率信息，接收器确定准确的信道估计。由于路径延迟和多普勒参数比现有技术解决方案提供的那些参数更准确，因此，从这些路径延迟和多普勒参数得出的信道估计也更准确。因此，结果的信道估计对于更高阶调制处理、信道预测等是有用的。要确定实际路径延迟和相关联复延迟系数，接收器将修改的频率到时间变换应用到在多个均等分隔频率所接收的多个信号样本，以生成非均等分隔路径延迟集合和相关联复延迟系数集合。在一个实施例中，两个或更多非均等分隔路径延迟对应于信号采样时期的非整数倍。为了确定多普勒参数，接收器将时间到频率变换应用到多个均等分隔的时间间隔上为各个路径延迟所确定的复延迟系数的各个集合。多普勒参数的结果集合包括对于各个路径延迟的多个非均等分隔多普勒频率及其对应的散射系数。在一个示范实施例中，所述无线接收器从接收的OFDM信号来生成对应于多个OFDM副载频的多个OFDM信号样本。所述接收器将例如逆修改的Prony算法等修改的频率到时间变换应用到信号样本以确定非均等分隔路径延迟集合和相关联复延迟系数集合，其中，非均等分隔路径延迟是信号采样时期的非整数倍。每个路径延迟和相关联复延迟系数对应于无线信道中的一个或多个散射对象。所述接收器随后将例如Prony算法等时间到频率变换应用到多个OFDM符号时期上为各个路径延迟所确定的复延迟系数的各个集合。结果提供了对于各个路径延迟的多普勒参数的集合。多普勒参数的每个集合包括多个非均等分隔多普勒频率及其对应的复散射系数，其中，每个散射系数对应于无线信道中的相应散射对象。接收器使用多普勒参数和对应的路径延迟来确定信道估计。附图说明图1示出相对于无线系统中的传送器和接收器在不同散射对象与不同路径延迟之间的关系。图2示出在特定时刻的相对于接收器的与散射对象相关联的示范多普勒频率向量。图3示出一示范传送器。图4示出根据本专利技术的一示范实施例的一示范接收器。图5示出从现场测试数据所获得的测量的信道脉冲响应。图6绘出多普勒域中信号射线的强度。图7示出根据本专利技术的用于确定路径延迟和对应多普勒参数的一示范方法。图8A和8B示出用于实现图7的变换方法的细节。具体实施方式通过无线通信信道行进的传送的信号在到达接收器前一般遇到几种散射对象，例如，建筑物、山、树等。在本文中使用时，术语“散射对象”指各个散射对象和太靠近而难以分离的散射对象群。信道估计是表征这些散射对象在传送的信号上的效应的过程。近似估算信道在传送的信号上的效应的信道估计可用于干扰抵消、分集组合、ML检测及其它用途。一般由接收器使用的信道估计能够包括在例如CDMA(码分多址)系统中均等分隔码片延迟等多个均等分隔延迟的信道脉冲响应的复系数以及指示在例如OFDM(正交频分复用)系统中均等分隔副载频等多个均等分隔频率的信道频率响应的复系数。本专利技术提供一种用于表征散射对象以便接收器能够对于例如将来时间期等任何期望时间期确定准确的信道估计的方法。为了表征散射对象，接收器确定对应于散射对象的路径延迟、复延迟系数和/或多普勒参数。理想的是多径信道中的每个散射对象对应于不同的路径延迟。然而，即使反射信号经过不同路径，也存在不同的散射对象造成反射信号具有相同的路径延迟的情形。例如，图1示出环绕传送器12和接收器14的多个椭圆，其中，传送器12和接收器14标记椭圆的焦点，其中散射对象10在椭圆之一上，以及其中不同的椭圆对应于不同的路径延迟。因此，沿相同椭圆定位的不同散射对象10的路径具有相同路径延迟，而沿不同椭圆定位的不同散射对象10的路径具有不同路径延迟。例如，散射对象10a、10b均落在椭圆2上，而散射对象10c在椭圆1上。因此，与路径18c相关联的路径延迟不同于与路径18a或路径18b相关联的路径延迟，其中，路径18a和路径18b均具有相同路径延迟。由于散射对象10a和10b应用相同路径延迟到传送的信号，因此，接收器14不能单独使用路径延迟来区分与路径18a相关联的散射对象10a和与路径18b相关联的散射对象10b。由于单独的路径延迟不能用于表征散射对象10，因此，接收器14可使用另一表征参数进一步表征和区分不同的散射对象10，如多普勒参数。在传送器12和/或接收器14移动时，即使传送器和/或接收器移动太小而不能造成路径延迟的可察觉更改，与每个散射对象10相关联的复延迟系数也在相位中旋转，这导致称为多普勒频移的效应。图2示出在特定时刻的相对于移动接收器14的与散射对象相关联的不同多普勒频率向量的一示例。通过确定多普勒效应例如在多个OFDM符号时期上等一段时间上如何更改复延迟系数，接收器14可区分具有相同路径延迟但由不同散射对象10造成的不同路径18。对于申请人Dent的美国专利No.6507602提供了用于确定散射对象的多普勒特性的一种方法。例如′602专利等现有技术提供各种方式来确定多普勒频率。然而，相对于与此类常规解决方案相关联的路径延迟和多普勒频率估计的误差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.06.04 US 12/4784731.一种由处理无线通信信道上接收的多径信号的无线接收器所
实现的方法，所述方法包括：
从所述无线接收器所接收的信号来生成对应于多个频率的多个
信号样本；以及
将频率到时间变换应用到所述信号样本以确定非均等分隔路径
延迟的集合和相关联复延迟系数的集合，所述非均等分隔路径延迟的
每个及其相关联复延迟系数对应于所述无线通信信道的一个或多个
散射对象。
2.如权利要求1所述的方法，其中生成所述多个信号样本包括为
在所述无线接收器所接收的OFDM符号的多个副载频生成OFDM信
号样本，以及其中将所述频率到时间变换应用到所述信号样本包括将
所述频率到时间变换应用到所述OFDM信号样本以确定所述非均等
分隔路径延迟和相关联复延迟系数。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述非均等分隔路径延迟的两
个或更多路径延迟包括对应于信号采样时期的非整数倍的路径延迟。
4.如权利要求2所述的方法，还包括通过将所述频率到时间变换
应用到多个接收的OFDM符号上的OFDM信号样本来确定复延迟系
数的矩阵，其中所述矩阵的给定行中的复延迟系数对应于为给定
OFDM符号所确定的非均等分隔路径延迟。
5.如权利要求4所述的方法，其中将所述频率到时间变换应用到
所述OFDM信号样本包括单独将所述频率到时间变换应用到与各个
OFDM符号相关联的OFDM信号样本。
6.如权利要求4所述的方法，其中将所述频率到时间变换应用到
所述OFDM信号样本包括将所述频率到时间变换联合应用到为每个
OFDM符号所生成的OFDM信号样本以联合确定所述非均等分隔路
径延迟，同时单独确定所述延迟系数矩阵中的所述相关联复延迟系
数，其中所述延迟系数矩阵的给定列中的复延迟系数对应于非均等分
隔路径延迟的所述集合中的给定路径延迟。
7.如权利要求6所述的方法，还包括将时间到频率变换应用到所
述延迟系数矩阵的各个列中的复延迟系数以确定对于非均等分隔路
径延迟的所述集合中各个路径延迟的多普勒参数的各个集合，其中多
普勒参数的每个集合包括多个非均等分隔多普勒频率及其对应的复
散射系数，以及其中每个复散射系数对应于相应的散射对象。
8.如权利要求7所述的方法，还包括将多普勒参数的各个集合汇
集成多普勒参数的矩阵，其中所述多普勒参数矩阵的给定列对应于对
于给定路径延迟的多普勒参数的单独集合。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：
基于预定的准则从所述多普勒参数矩阵来选择多个所述谱系数；
选择期望时刻；以及
基于所述期望时刻来组合所选择的谱系数以预测在所述期望时
刻的一个或多个路径延迟的复延迟系数。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述期望时刻包括将来的时
刻。
11.如权利要求9所述的方法，其中从所述多普勒参数矩阵来选
择所述多个谱系数包括从所述多普勒参数矩阵来选择达到或超过预
定阈值的谱系数。
12.如权利要求9所述的方法，其中从所述多普勒参数矩阵来选
择所述多个谱系数包括从所述多普勒参数矩阵来选择N个最大的谱
系数。
13.如权利要求8所述的方法，还包括：
将最小均方误差过程应用到所述多普勒参数矩阵以生成谱系数
的加权集合；
选择期望时刻；以及
基于所述期望时刻来组合所述加权集合中的谱系数以预测在所
述期望时刻的一个或多个路径延迟的信道脉冲响应。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述期望时刻包括将来的时
刻。
15.如权利要求6所述的方法，其中将所述频率到时间变换联合
应用到所述OFDM信号样本包括将逆修改的Prony算法联合应用到为
每个OFDM符号生成的OFDM信号样本。
16.如权利要求1所述的方法，其中将所述频率到时间变换应用
到所述信号样本包括将逆修改的Prony算法应用到所述信号样本。
17.一种配置成处理在无线通信信道上接收的多径信号的无线接
收器，所述无线接收器包括：
一个或多个前端接收器元件，配置成从所述无线接收器所接收的
信号来生成对应于多个频率的多个信号样本；以及
信道处理器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·W·登特，L·克拉斯尼，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：