專利名稱：在多載波系統(tǒng)中改善信道估計(jì)的頻域?yàn)V波的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
下列說明一般涉及無線通信，并且更具體地，涉及用于改菩信道估計(jì)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在不太遙遠(yuǎn)的過去，通常而言的移動通信設(shè)備以及特別是移動電話僅僅是那些具有豐厚收入的人可以買得起的奢侈產(chǎn)品。此外，這些移動電話尺寸很大，使它們不便于長期攜帶。例如，與現(xiàn)今的移動電話(以及其它移動通信設(shè)備)相比，不可能將過去不久的移動電話放置入用戶的口袋或者手提包中，而不給該用戶造成極度的不適。除了與移動電話相關(guān)的不足之外，為這種電話提供服務(wù)的無線通信網(wǎng)絡(luò)是不可靠的，覆蓋了不充足的地理區(qū)域，具有不足夠的帶寬，并且具有各種其它不足。
與上述移動電話相比，現(xiàn)在，利用無線網(wǎng)絡(luò)的移動電話和其它設(shè)備是很平常的?，F(xiàn)今的移動電話非常便攜和便宜。例如，可以將典型的現(xiàn)代移動電話輕易地放置入手提包中，而其攜帶者不會注意到電話的存在。此外，無線服務(wù)提供商通常將尖端的移動電話無代價地提供給訂購了他們的無線服務(wù)的人。在最近若干年中，已經(jīng)建造了許多對無線通信進(jìn)行發(fā)送和/或中繼的發(fā)射塔，從而提供了對美國(以及某些其它國家)的主要地區(qū)的無線覆蓋。因此，數(shù)百萬(或數(shù)十億)的個人擁有并且使用移動電話。
由于被裝備了無線通信硬件和軟件的設(shè)備還可以對除了語音數(shù)據(jù)之外的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和發(fā)送，所以上述技術(shù)進(jìn)步不只限制于移動電話。例如，幾個主要大城市區(qū)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或者正在計(jì)劃實(shí)現(xiàn)市域無線網(wǎng)絡(luò)，從而使具有無線能力的設(shè)備能夠接入網(wǎng)絡(luò)(例如因特網(wǎng))并且與駐留在該網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)相互作用。此外，可以通過無線網(wǎng)絡(luò)的方式在兩個或者多個設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)。已知可預(yù)期的技術(shù)上的繼續(xù)進(jìn)步，那么可以預(yù)期進(jìn)行無線交換的許多用戶、設(shè)備和數(shù)據(jù)類型以快速的速率繼續(xù)增長。然而，由于這種使用中的增長，當(dāng)前所采用的對數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議迅速地變得不足。
正交頻分調(diào)制或者正交頻分復(fù)用(OFDM)是當(dāng)前在無線環(huán)境中所使用的對數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送和接收的一個示例性協(xié)議。OFDM將數(shù)字信息調(diào)制到模擬載波電磁信號上，并且在例如IEEE 802.11a/g WLAN標(biāo)準(zhǔn)中使用OFDM。OFDM基帶信號(例如子帶)構(gòu)成許多正交子載波，其中，每個子載波獨(dú)立地發(fā)送其自己的調(diào)制數(shù)據(jù)。OFDM比其它常規(guī)無線通信協(xié)議的好處包括容易濾除噪聲、改變上行流和下行流速度的能力(可以通過為每個目標(biāo)分配更多或更少載波的方式來實(shí)現(xiàn))、減輕頻率選擇性衰落效應(yīng)的能力，等等。
為了有效地在無線環(huán)境中進(jìn)行通信，典型地，需要對發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的物理(無線)信道進(jìn)行精確的估計(jì)。該估計(jì)允許接收機(jī)在各個可用子載波上獲得從發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。一般地，通過將導(dǎo)頻符號發(fā)送到接收機(jī)來進(jìn)行信道估計(jì)，其中，導(dǎo)頻符號與該接收機(jī)已知的調(diào)制符號相關(guān)聯(lián)。因此，可以將信道響應(yīng)估計(jì)為對于在導(dǎo)頻傳輸中所使用的子載波，接收的導(dǎo)頻符號與發(fā)送的導(dǎo)頻符號的比率。獲得信道估計(jì)的一種示例性常規(guī)方式是假定信道長度(例如，通過使用循環(huán)前綴)，然后在頻域內(nèi)分析多個觀測，該頻域內(nèi)的多個觀測與時域內(nèi)充分信道估計(jì)所需的多次觀測有關(guān)。更具體地說，規(guī)定數(shù)目的導(dǎo)頻音調(diào)(tone)在頻域內(nèi)提供了對信道的多次觀測。其后，可以對與導(dǎo)頻音調(diào)有關(guān)的觀測進(jìn)行線性變換，以獲得時域內(nèi)的相應(yīng)觀測。在一個特定的例子中，可以將快速傅里葉逆變換(IFFT)應(yīng)用于與導(dǎo)頻音調(diào)有關(guān)的觀測。一旦在時域內(nèi)接收到觀測，就可以(關(guān)于導(dǎo)頻載波上的每個符號時刻)對所有該導(dǎo)頻觀測進(jìn)行平均，以獲得對物理信道的估計(jì)。
在某些情況下，上述信道估計(jì)技術(shù)可能導(dǎo)致不能削減的噪底(noise floor)，該噪底又會影響解碼器的性能。雖然該噪底可能不是非常明顯，不至于對大多數(shù)常規(guī)數(shù)據(jù)分組和/或調(diào)制操作造成問題，但是它可能在對具有高頻譜效率的分組(例如在具有高信噪比條件下運(yùn)行的使用64 QAM調(diào)制的分組格式)進(jìn)行解碼中造成性能降級。因此，常規(guī)的信道估計(jì)系統(tǒng)和/或方法對于這種數(shù)據(jù)分組格式常常是無效的。
至少在上述觀點(diǎn)中，在本領(lǐng)域中需要用于減輕與在給定高級別數(shù)據(jù)分組情況下的信道估計(jì)有關(guān)的噪底的系統(tǒng)和/或方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了提供對一個或多個實(shí)施例的某些方面的基本理解，下面給出了對這些實(shí)施例的簡要概述。該概述不是對一個或多個實(shí)施例的廣泛綜述，并且既不是要指出實(shí)施例的關(guān)鍵或重要組成部分，也不是勾劃這些實(shí)施例的范圍。其唯一目的是以簡要的形式給出所描述的實(shí)施例的某些概念，作為后面給出的更詳細(xì)說明的前奏。
所公開的實(shí)施例一般涉及減小信道估計(jì)誤差，并且更具體地，涉及減輕常規(guī)信道估計(jì)系統(tǒng)/方法中出現(xiàn)的噪底效應(yīng)?？梢酝ㄟ^對頻帶內(nèi)載波的貢獻(xiàn)(contribution)進(jìn)行縮放來實(shí)現(xiàn)改善的信道估計(jì)。更具體地，對接近頻帶邊緣的載波的貢獻(xiàn)所進(jìn)行的放大小于對接近頻帶中心的載波的貢獻(xiàn)所進(jìn)行的放大。由于降低了相對于頻帶絕大部分的噪底，所以改善了整個系統(tǒng)的性能。
為了實(shí)現(xiàn)該縮放，可以在接收機(jī)和/或發(fā)射機(jī)處利用濾波機(jī)制?？梢詢H僅在頻域內(nèi)應(yīng)用濾波機(jī)制，從而在實(shí)現(xiàn)中能夠具有高靈活性。特別地，如果濾波機(jī)制與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)，可以從數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波獲得觀測(例如數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻載波可以攜帶數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號，并且可以獲得與其有關(guān)的觀測)。接收機(jī)處的濾波機(jī)制可以通過將乘法器應(yīng)用于載波對這些載波簡單地進(jìn)行縮放，其中，至少部分基于載波在頻帶內(nèi)的位置來選擇乘數(shù)。與對接近頻帶中心的載波相比，對接近頻帶邊緣的載波進(jìn)行更多縮小。這樣，通過濾波，不同的載波將關(guān)聯(lián)于不同的功率電平。因此，將同樣有選擇地對從這些載波獲得的觀測進(jìn)行了縮放。此外，取決于正在解調(diào)的數(shù)據(jù)分組類型，可以有選擇地對濾波機(jī)制進(jìn)行激活和/或不激活。例如，一般地，對于諸如通過16 QAM方式調(diào)制的數(shù)據(jù)分組這樣的低級別數(shù)據(jù)分組來說，常規(guī)的信道估計(jì)技術(shù)是足夠的。因此，如果在接收機(jī)處對低級別數(shù)據(jù)分組進(jìn)行解調(diào)，可以不激活濾波機(jī)制。然而，對于高級別數(shù)據(jù)分組來說，由于噪底效應(yīng)，常規(guī)的信道估計(jì)系統(tǒng)/方法是不足的。因此，如果對64 QAM分組進(jìn)行了接收和識別，就可以激活濾波機(jī)制。一旦有選擇地對來自數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻載波的觀測進(jìn)行了縮放，就外推出從導(dǎo)頻載波保留的觀測，并且將其用于信道估計(jì)。
如上所述，還可以在發(fā)射機(jī)處應(yīng)用濾波機(jī)制。因此，可以使用脈沖整形函數(shù)有效地對發(fā)送頻譜進(jìn)行整形，從而有效地將更少的功率應(yīng)用到接近頻帶邊緣的載波(例如數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻載波)并且將更多的功率應(yīng)用到接近頻帶中心的載波。例如，可以采用升余弦濾波器對發(fā)送頻譜進(jìn)行整形，以對從其獲得的觀測進(jìn)行縮放。雖然在發(fā)射機(jī)處應(yīng)用濾波機(jī)制可以改善通信系統(tǒng)(例如OFDM、OFDMA、CDMA、TDMA、GSM……系統(tǒng))的性能，但是由于在發(fā)射機(jī)處采用特定的發(fā)送濾波器是被強(qiáng)加在該傳輸內(nèi)所支持的所有用戶上，所以相比于接收機(jī)處的濾波機(jī)制來說，該濾波器不夠靈活。典型地，這些用戶經(jīng)歷不同的傳播信道，并且可能需要不同的濾波器并且/或者可能不需要濾波。如果在接收機(jī)處實(shí)現(xiàn)濾波器，由于每個用戶可以根據(jù)使用中的上下文任意激活和/或不激活濾波器，所以允許更大的靈活性。
其后，可以對縮放后的導(dǎo)頻觀測進(jìn)行線性變換(例如IFFT-FFT運(yùn)算)，從而獲得全頻率信道估計(jì)。為了使該線性變換有效率，可以將頻帶內(nèi)導(dǎo)頻載波的數(shù)目選擇為2的冪并且在頻帶內(nèi)等間隔。例如，該導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)允許將線性變換表示為例如IFFT-FFT運(yùn)算。根據(jù)一個示例性實(shí)施例，對于與落入防護(hù)頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波有關(guān)的觀測作出假定。例如，在OFDM系統(tǒng)中，在頻譜的邊緣處定義防護(hù)頻帶，其中，在這些防護(hù)頻帶內(nèi)不進(jìn)行通信?？梢岳猛馔扑惴ù_定防護(hù)頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波，并且可以將與其有關(guān)的觀測假定為特定的值。例如，假定的值可以是0。該假定保持了觀測結(jié)構(gòu)，該觀測結(jié)構(gòu)使得能夠以數(shù)學(xué)精確方式完成IFFT-FFT運(yùn)算。
根據(jù)另一個示例性實(shí)施例，提供了用于在無線通信環(huán)境中減小信道估計(jì)誤差的方法，其中，該方法包括有選擇地對頻帶內(nèi)的數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放，根據(jù)數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波在頻帶內(nèi)的位置對數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放；獲得與縮放后的導(dǎo)頻載波有關(guān)的觀測；以及根據(jù)所獲得的觀測對信道進(jìn)行估計(jì)。此外，在這里描述了信道估計(jì)系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)包括濾波部件，該濾波部件根據(jù)多個載波在頻帶內(nèi)的位置在頻域內(nèi)有選擇地對多個載波進(jìn)行縮放，該多個載波包括至少一個數(shù)據(jù)載波和至少一個導(dǎo)頻載波；以及用于從至少一個導(dǎo)頻載波外推出觀測的部件，根據(jù)外推出的觀測對信道進(jìn)行估計(jì)。
為了實(shí)現(xiàn)前述的以及有關(guān)的目標(biāo)，一個或多個實(shí)施例包括多種特征，在下文充分地對這些特征進(jìn)行描述，并且在權(quán)利要求中特別指出這些特征。下列說明和附圖詳細(xì)闡明了一個或多個實(shí)施例的某些示例性方面。然而，這些方面僅僅指示了可以在其中使用各種實(shí)施例的原理的多種方式中的幾種，并且所描述的實(shí)施例旨在包括所有這些方面以及它們的等價體。


圖1是系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的高級別方框圖，該系統(tǒng)減小了與信道估計(jì)相關(guān)的噪底效應(yīng)；圖2是系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的方框圖，該系統(tǒng)在接收機(jī)處采用頻域?yàn)V波器以便減小與信道估計(jì)相關(guān)的噪底；圖3是系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的方框圖，該系統(tǒng)在發(fā)射機(jī)處采用頻域?yàn)V波器以便減小與信道估計(jì)相關(guān)的噪底；圖4是系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的方框圖，該系統(tǒng)用于獲得具有減小的噪底的信道估計(jì)；圖5是說明了用于獲得具有減小的估計(jì)誤差的信道估計(jì)的方法的流程圖；圖6是說明了用于有選擇地對數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放的方法的流程圖；圖7是說明了用于在時域中獲得與信道有關(guān)的觀測的方法；圖8是說明了用于在發(fā)射機(jī)處對數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放的方法的流程圖；圖9是系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的方框圖，該系統(tǒng)采用人工智能來實(shí)現(xiàn)無線通信系統(tǒng)中的最優(yōu)通信；圖10是可以在無線通信系統(tǒng)中采用的示例性子載波結(jié)構(gòu)；圖11說明了可以在無線通信系統(tǒng)中攜帶導(dǎo)頻符號的多個導(dǎo)頻載波；圖12是可以在無線通信環(huán)境內(nèi)采用的示例性系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖對各個實(shí)施例進(jìn)行描述，其中，貫穿全文使用類似的參考標(biāo)號指類似的組成部分。在下列說明中，出于解釋的目的，為了提供對一個或多個實(shí)施例的徹底理解，闡明了許多特定的細(xì)節(jié)。然而，也可以不采用這些特定的細(xì)節(jié)來實(shí)現(xiàn)該實(shí)施例，這可以是顯然的。在其它實(shí)例中，為了有助于對這些實(shí)施例進(jìn)行描述，以方框圖的形式示出了眾所周知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備。
如在本申請中所使用的，術(shù)語“部件”、“處理機(jī)”、“模型”、“系統(tǒng)”以及類似的術(shù)語是要指與計(jì)算機(jī)有關(guān)的實(shí)體，其或者是硬件、硬件和軟件的組合、軟件、或者是執(zhí)行中的軟件。例如，部件可以是在處理器上運(yùn)行的程序、處理器、對象、執(zhí)行、執(zhí)行線程、程序、以及/或者計(jì)算機(jī)，但是不限制于此。通過例證的方式，在計(jì)算設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用以及計(jì)算設(shè)備都可以是部件。一個或多個部件可以駐留在處理內(nèi)和/或執(zhí)行線程內(nèi)，并且部件可以位于一臺計(jì)算機(jī)上以及/或者分布在兩臺或多臺計(jì)算機(jī)之間。同樣，可以從各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中執(zhí)行這些部件，所述各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有存儲在其上的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。部件可以通過本地和/或遠(yuǎn)程處理的方式進(jìn)行通信，諸如可以根據(jù)具有一個或多個數(shù)據(jù)分組(例如來自一個部件的數(shù)據(jù)，該部件通過信號與本地系統(tǒng)中的另一個部件相互作用、與分布式系統(tǒng)中的另一個部件相互作用、以及/或者通過諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與其它系統(tǒng)相互作用)的信號進(jìn)行通信。
根據(jù)一個或多個實(shí)施例以及其相應(yīng)的公開，結(jié)合用戶站對各個方面進(jìn)行描述。用戶站還可以稱為系統(tǒng)、用戶單元、移動臺、手機(jī)、遠(yuǎn)程站、接入點(diǎn)、基站、遠(yuǎn)程終端、接入終端、用戶終端、用戶代理、或者用戶設(shè)備。用戶站可以是蜂窩電話、無繩電話、會話初始化協(xié)議(SIP)電話、無線局域環(huán)路(WLL)站、個人數(shù)字助理(PDA)、具有無線連接能力的手持設(shè)備、或者連接到無線調(diào)制解調(diào)器的其它處理設(shè)備。
現(xiàn)在參考附圖，圖1結(jié)合一個示例性實(shí)施例示出了高級別系統(tǒng)總體視圖。該示例性實(shí)施例與新穎系統(tǒng)100有關(guān)，該系統(tǒng)100用于減輕無線通信環(huán)境中與信道估計(jì)相關(guān)的噪底效應(yīng)。例如，在正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)以及其它系統(tǒng)(例如CDMA、TDMA、GSM……)內(nèi)，為了能夠以期望的速率在設(shè)備(例如基站和單元)之間進(jìn)行充分的數(shù)據(jù)分組接收/發(fā)送，信道估計(jì)通常是必需的。按照常規(guī)，信道估計(jì)技術(shù)可能引入噪底。對于常規(guī)的以及低級別的數(shù)據(jù)分組，該噪底不成問題，這是由于典型地，該噪底出現(xiàn)在與該數(shù)據(jù)分組通信的運(yùn)行級別完全不同的運(yùn)行級別上(例如所引入的噪底可能比加性熱噪聲小得多)。然而，對于高級別數(shù)據(jù)分組，該噪底與加性熱噪聲是可比的或者比加性熱噪聲更高，并且支配解碼器的性能，從而降低了通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行效率。
系統(tǒng)100包括通信頻帶102(例如無線通信頻率的頻譜)，該通信頻帶102可以符合無線通信系統(tǒng)中所利用的方案(例如OFDM、OFDMA、CDMA、TDMA……)。特別地，可以將頻帶102分割成多個正交子載波，其中，可以將每個子載波與關(guān)聯(lián)于該子載波的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制。特別地，頻帶102包括一個或多個導(dǎo)頻載波104-108，采用這些導(dǎo)頻載波104-108攜帶接收單元已知的導(dǎo)頻符號。因此，通過將已知導(dǎo)頻符號的值與關(guān)聯(lián)于導(dǎo)頻符號所測得的值進(jìn)行比較，可以為通信信道估計(jì)各種延遲、衰落等。根據(jù)一個示例性實(shí)施例，導(dǎo)頻載波104-108在多個數(shù)據(jù)載波110-114之間可以是等間距的，采用該多個數(shù)據(jù)載波110-114對接收機(jī)預(yù)先未知的符號進(jìn)行傳輸。例如，如果頻帶102包括總共512個載波，并且將這些載波中的32個定義為導(dǎo)頻載波104-108，那么在每兩個連續(xù)的導(dǎo)頻載波之間存在15個數(shù)據(jù)載波。此外，應(yīng)該理解，不需要固定導(dǎo)頻載波104-108在數(shù)據(jù)載波110-114之間的位置，而是，這些導(dǎo)頻載波104-108可以根據(jù)算法和/或參數(shù)變化。例如，可以根據(jù)特定增量、根據(jù)隨機(jī)發(fā)生器和/或偽隨機(jī)算法、或者根據(jù)用于改變導(dǎo)頻載波104-108的位置的任何其它適當(dāng)?shù)姆绞絹砀淖儗?dǎo)頻載波104-108的位置。
接收部件116總體而言對頻帶102進(jìn)行接收，具體而言對導(dǎo)頻載波104-108和數(shù)據(jù)載波110-114進(jìn)行接收。例如，接收部件116可以是接收機(jī)或發(fā)射機(jī)。此外，接收部件116可以關(guān)聯(lián)于蜂窩電話、尋呼機(jī)、PDA、膝上型電腦、發(fā)射塔、衛(wèi)星、或者在無線網(wǎng)絡(luò)中使用的任何其它恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備。接收部件116包括濾波器118，采用該濾波器118減輕與信道估計(jì)相關(guān)的噪底效應(yīng)。濾波器118通過使用加權(quán)部件120有選擇地對導(dǎo)頻載波104-108和數(shù)據(jù)載波110-114進(jìn)行縮放來實(shí)現(xiàn)此功能。特別地，加權(quán)部件120根據(jù)導(dǎo)頻載波104-108和數(shù)據(jù)載波110-114在頻帶102內(nèi)的位置有選擇地對導(dǎo)頻載波104-108和數(shù)據(jù)載波110-114進(jìn)行加權(quán)。例如，與位置朝向頻帶102中心的導(dǎo)頻載波104-108和數(shù)據(jù)載波110-114相比，對接近頻帶102邊緣的導(dǎo)頻載波104-108和/或數(shù)據(jù)載波110-114進(jìn)行的加權(quán)減小可以更多(不會加權(quán)減小到0)。
這種對導(dǎo)頻載波104-108和數(shù)據(jù)載波110-114有選擇的加權(quán)有助于降低無線通信網(wǎng)絡(luò)(例如OFDM、OFDMA、CDMA、TDMA……)中與常規(guī)的信道估計(jì)系統(tǒng)相關(guān)的噪底。特別地，采用信道估計(jì)在頻域內(nèi)對信道進(jìn)行估計(jì)，并且為獲得該估計(jì)，首先在時域內(nèi)獲得信道的估計(jì)。可以通過接收與縮放后的導(dǎo)頻載波104-108關(guān)聯(lián)的符號觀測并且對其進(jìn)行線性變換，來獲得時域估計(jì)。例如，對于在時域內(nèi)獲得信道估計(jì)，可以使用矩陣乘法。這樣，將導(dǎo)頻載波104-108從頻帶中提取出來，并且與這些提取的載波關(guān)聯(lián)的觀測可以用于信道估計(jì)目的。這種對頻帶內(nèi)載波(導(dǎo)頻載波104-108以及數(shù)據(jù)載波110-114)的縮放是為了人為地強(qiáng)加頻帶102的邊緣上的連續(xù)性。在一個特定的實(shí)現(xiàn)中，可以對從導(dǎo)頻載波104-108獲得的觀測進(jìn)行快速傅里葉逆變換(IFFT)?？梢噪S著時間收集觀測結(jié)果，并且對其進(jìn)行平均，之后對其進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT)，從而提供頻域內(nèi)的信道估計(jì)。然而，應(yīng)該注意，可以采用任何適當(dāng)?shù)木€性變換，并且發(fā)明者可以預(yù)想到這些線性變換。還可以利用噪聲抑制和時間濾波來獲得充足的信道估計(jì)。雖然該處理對于大多數(shù)數(shù)據(jù)分組來說是足夠的，但是以高頻譜效率(高信噪比)運(yùn)行的數(shù)據(jù)分組可能遭受到在信道估計(jì)過程中引入的噪底。
該常規(guī)信道估計(jì)系統(tǒng)中的噪底效應(yīng)是無線通信網(wǎng)絡(luò)中(并且特別是OFDM系統(tǒng)中)的基本問題，并且至少部分由與線性處理有關(guān)的參數(shù)造成。更具體地說，線性處理設(shè)備(例如FFT和IFFT操作)強(qiáng)迫信道在整個頻帶上是連續(xù)的(IFFT-FFT輸出必須是連續(xù)的)。然而，連續(xù)性未必是無線通信系統(tǒng)內(nèi)的頻帶的特性。例如，可以精確地在一個碼片延遲上對單個抽頭信道進(jìn)行接收，從而該單個抽頭信道與單抽頭相關(guān)聯(lián)。因此，在頻帶102的邊緣上，信道的相位和幅度都是連續(xù)的——從而，對與頻帶關(guān)聯(lián)的觀測進(jìn)行的IFFT-FFT例程將理想地運(yùn)行。然而，如果改變同一個抽頭(例如在半個碼片間隔上對信道進(jìn)行接收)，那么等價的信道可以具有多個抽頭。上述情景可以導(dǎo)致在頻帶102的邊緣上的幅度是不變的，但是關(guān)聯(lián)于不連續(xù)的相位。通常，當(dāng)信道脈沖響應(yīng)組成多個抽頭時，信道的頻率響應(yīng)在頻帶邊緣上的幅度或相位不需要是連續(xù)的。當(dāng)對與不連續(xù)相位關(guān)聯(lián)的觀測使用IFFT-FFT例程(或者其它適當(dāng)?shù)木€性變換機(jī)制)來進(jìn)行信道估計(jì)時，該例程強(qiáng)制在頻帶102的邊緣上產(chǎn)生連續(xù)性，從而導(dǎo)致噪底。
在頻帶102邊緣上的不連續(xù)性還可以是防護(hù)頻帶存在于諸如OFDM子載波結(jié)構(gòu)中的結(jié)果。特別地，OFDM系統(tǒng)內(nèi)的頻帶102將與頻帶102邊緣處的防護(hù)頻帶(未示出)相關(guān)聯(lián)，其中，在這些防護(hù)頻帶內(nèi)不發(fā)生通信。因此，一個或多個導(dǎo)頻載波104-108可以落入防護(hù)頻帶內(nèi)，但是由于與線性變換過程(例如IFFT過程)相關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)精確性，防護(hù)頻帶的等間隔結(jié)構(gòu)和數(shù)目理想地未受到干擾。常規(guī)地，為了維持頻帶102內(nèi)導(dǎo)頻載波104的結(jié)構(gòu)，不是簡單地拋棄與防護(hù)頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波關(guān)聯(lián)的觀測，而是將從防護(hù)頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波獲得的觀測外推為某個值(例如可以將它們假定為零)。然而，這在頻帶102邊緣處呈現(xiàn)出不連續(xù)性，例如，當(dāng)對這些觀測進(jìn)行IFFT時，IFFT的輸出必須是連續(xù)的。因此，由于強(qiáng)制連續(xù)性導(dǎo)致的在頻帶102的邊緣處的信道估計(jì)誤差可能遍及頻帶102，這導(dǎo)致上述的噪底效應(yīng)。總之，至少部分由于在頻帶102的邊緣處的不連續(xù)性和誤差，接近頻帶102的中心部分存在噪底。
系統(tǒng)100采用濾波器118和加權(quán)部件120，有選擇地對頻帶內(nèi)的數(shù)據(jù)載波110-114和導(dǎo)頻載波104-108進(jìn)行加權(quán)。更具體地說，與從接近頻帶102中心的導(dǎo)頻載波104-108和數(shù)據(jù)載波110-114所獲得的觀測相比，對從頻帶102邊緣處的導(dǎo)頻載波104-108和數(shù)據(jù)載波110-114所獲得的觀測進(jìn)行加權(quán)減小。可以將該濾波理解為試圖在頻帶邊緣處人為強(qiáng)制產(chǎn)生連續(xù)性。該加權(quán)的結(jié)果是對于頻帶102的絕大部分減小噪底。然而，當(dāng)在信道上傳送高級別數(shù)據(jù)分組(例如64 QAM分組)時，與利用該有選擇加權(quán)的信道有關(guān)的性能得到改善。該改善可以歸因于關(guān)于頻帶102內(nèi)絕大多數(shù)子載波的噪底的減小。
根據(jù)系統(tǒng)100的一個示例性實(shí)施例，一旦接收到通過64 QAM調(diào)制的數(shù)據(jù)分組，就可以激活濾波器118和加權(quán)部件120。QAM根據(jù)兩個輸入信號，通過改變載波和正交載波的幅度將信息編碼到載波中，其中，正交載波與主載波有九十度相差。換言之，根據(jù)希望發(fā)送的信息來改變載波的幅度和相位，其中，所述改變出現(xiàn)在基本上同樣的時間。對于高速調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用，64 QAM數(shù)據(jù)分組正變得很普遍。雖然提供64 QAM數(shù)據(jù)分組作為示例性數(shù)據(jù)分組，但是應(yīng)該理解，以高頻譜效率運(yùn)行的任何恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)分組都可以從系統(tǒng)100的一個或多個實(shí)施例中受益。
此外，濾波器118和加權(quán)部件120可以在頻域內(nèi)作用于導(dǎo)頻載波104-108和數(shù)據(jù)載波110-114。這使得能夠以高效和精確的方式完成與關(guān)于數(shù)據(jù)載波110-114和導(dǎo)頻載波104-108的觀測相關(guān)的計(jì)算。此外，根據(jù)性能和/或數(shù)據(jù)分組類型，接收機(jī)可以有選擇地激活和/或不激活濾波器118和加權(quán)部件120。對于特定的例子，濾波器118和加權(quán)部件120可以與接收機(jī)(未示出)相關(guān)聯(lián)。接收機(jī)可以對正在被接收的數(shù)據(jù)分組類型進(jìn)行檢測，并且可以據(jù)此激活濾波器118和加權(quán)部件120。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，說明了系統(tǒng)200的示例性實(shí)施例，該系統(tǒng)200有助于減小無線通信系統(tǒng)(例如OFDM、OFDMA、CDMA、TDMA、GSM……)中與信道估計(jì)有關(guān)的噪底。系統(tǒng)200包括頻帶202，該頻帶202與用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€子載波相關(guān)聯(lián)。例如，將這些子載波的子集定義為導(dǎo)頻載波204-208，該導(dǎo)頻載波204-208設(shè)計(jì)為攜帶接收機(jī)事先已知的符號。此外，還可以將數(shù)據(jù)載波210-214包括在頻帶202內(nèi)。根據(jù)一個方面，導(dǎo)頻載波的數(shù)目(NP)可以是2的冪，并且在頻帶202內(nèi)，可以將這些導(dǎo)頻載波204-208均勻間隔分布在數(shù)據(jù)載波210-214之間。可以通過接收機(jī)216對導(dǎo)頻載波204-208進(jìn)行接收，接收機(jī)216可以關(guān)聯(lián)于諸如蜂窩電話、PDA、尋呼機(jī)、膝上型電腦等的移動單元。接收機(jī)216還可以關(guān)聯(lián)于衛(wèi)星、發(fā)射塔、或者可以在無線信道上接收信號的任何其它單元。
接收機(jī)216包括分組識別部件218，其對數(shù)據(jù)分組進(jìn)行監(jiān)控并且對數(shù)據(jù)分組類型進(jìn)行識別。例如，如果導(dǎo)頻載波204-208和數(shù)據(jù)載波210-214包括與64 QAM數(shù)據(jù)分組有關(guān)的符號，那么分組識別部件218就可以確定符號是相關(guān)于64 QAM數(shù)據(jù)分組的。此外，分組識別部件218幾乎可以立即識別出在頻帶202上進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)分組格式的轉(zhuǎn)換。例如，導(dǎo)頻載波204-208和數(shù)據(jù)載波210-214可以包括與16 QAM數(shù)據(jù)分組有關(guān)的符號，并且其后包括與64 QAM數(shù)據(jù)分組有關(guān)的符號。分組識別部件218可以識別出數(shù)據(jù)分組格式中的改變，并且確定接收機(jī)216當(dāng)前正接收的數(shù)據(jù)分組的類型。分組識別部件218可以將對數(shù)據(jù)分組類型的知識轉(zhuǎn)送到濾波器觸發(fā)器220，采用該濾波器觸發(fā)器220根據(jù)識別出的數(shù)據(jù)類型有選擇地激活/不激活接收機(jī)216內(nèi)的濾波器222。例如，如果接收機(jī)216正在接收16 QAM數(shù)據(jù)分組，那么分組識別部件218可以識別出該數(shù)據(jù)類型，并且將該信息轉(zhuǎn)送到濾波器觸發(fā)器220。其后，由于僅對于高級別數(shù)據(jù)分組(例如64 QAM數(shù)據(jù)分組)需要濾波器222，所以濾波器觸發(fā)器220可以不激活該濾波器222。如果接收機(jī)216其后接收到64 QAM數(shù)據(jù)分組，那么分組識別部件218就可以察覺到數(shù)據(jù)分組格式的轉(zhuǎn)換，并且識別出頻帶202內(nèi)所接收的數(shù)據(jù)是64 QAM數(shù)據(jù)分組?？梢詫⒃撔畔⑥D(zhuǎn)送到濾波器觸發(fā)器220，該濾波器觸發(fā)器220其后可以激活濾波器222。
濾波器222包括加權(quán)部件224，該加權(quán)部件224至少部分基于每個導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波到頻帶202邊緣的接近程度，有選擇地對導(dǎo)頻載波204-208和數(shù)據(jù)載波210-214的貢獻(xiàn)進(jìn)行加權(quán)。特別地，與對接近頻帶202中心的導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波的貢獻(xiàn)進(jìn)行的加權(quán)相比，對接近頻帶202邊緣的導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波的貢獻(xiàn)進(jìn)行更多的加權(quán)減小。對導(dǎo)頻載波204-208和數(shù)據(jù)載波210-214的貢獻(xiàn)進(jìn)行的這種加權(quán)導(dǎo)致對于頻帶202的絕大部分來說，信道估計(jì)噪底減小。由于頻帶202內(nèi)的絕大多數(shù)子載波遭受到減小的噪底，所以該加權(quán)改善了以高頻譜效率運(yùn)行的數(shù)據(jù)分組的發(fā)送和接收的性能。如上文所述，當(dāng)對從導(dǎo)頻載波204-208提取的觀測進(jìn)行線性變換(例如IFFT-FFT例程)時強(qiáng)加在信道上的信道連續(xù)性的影響通過該加權(quán)被減小了。根據(jù)另一個示例性實(shí)施例，當(dāng)對接近頻帶邊緣的子載波進(jìn)行估計(jì)時，可以有選擇地激活和/或不激活濾波器系數(shù)。例如，如果上述濾波不理想地影響了頻帶邊緣處的信道估計(jì)，那么當(dāng)對接近頻帶邊緣的子載波進(jìn)行估計(jì)時，可以不激活濾波器系數(shù)。將濾波器222和加權(quán)部件224與接收機(jī)216進(jìn)行關(guān)聯(lián)，使得對濾波器222的使用變得很靈活，其中，可以根據(jù)分組格式和/或性能激活和/或不激活濾波器222。
現(xiàn)在參考圖3，說明了系統(tǒng)300，該系統(tǒng)300有助于減小無線通信系統(tǒng)中信道估計(jì)期間的噪底。系統(tǒng)300包括發(fā)射機(jī)302，使用該發(fā)射機(jī)302在無線信道上將信號發(fā)送到接收機(jī)(未示出)。例如，發(fā)射機(jī)302與通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的設(shè)備(例如蜂窩電話、PDA、膝上型電腦、尋呼機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)……)相關(guān)聯(lián)。在不同的實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)302可以與基站(例如發(fā)射塔)、衛(wèi)星、或者將數(shù)據(jù)發(fā)送到多個設(shè)備和/或站的其它高容量站相關(guān)聯(lián)。因此，系統(tǒng)300內(nèi)可以采用的所有合適的發(fā)射機(jī)是可預(yù)期的，并且落在附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
發(fā)射機(jī)包括濾波器304，使用該濾波器304來整形發(fā)送頻譜。通過采用加權(quán)部件306來實(shí)現(xiàn)該頻譜整形，該加權(quán)部件306利用脈沖整形器308對頻譜(頻帶310)進(jìn)行整形。具體地，發(fā)射機(jī)302利用頻帶310在多個子載波上(未示出)發(fā)送數(shù)據(jù)，并且該頻帶310包括導(dǎo)頻載波312-316以及數(shù)據(jù)載波318-322，其中，導(dǎo)頻載波312-316攜帶用于信道估計(jì)目的的符號，數(shù)據(jù)載波318-322用于傳遞數(shù)據(jù)。濾波器304利用加權(quán)部件306和脈沖整形器308，在發(fā)送到接收機(jī)之前對頻帶310內(nèi)的導(dǎo)頻載波312-316和數(shù)據(jù)載波318-322進(jìn)行加權(quán)。例如，脈沖整形器308可以采用升余弦濾波器對頻帶310(或者任何其它適當(dāng)?shù)陌l(fā)送頻譜)進(jìn)行整形。發(fā)射機(jī)302中采用的濾波器304可以減小在頻帶310邊緣處的信噪比；然而，該濾波允許更尖的脈沖函數(shù)，從而減輕信道估計(jì)過程中的噪底。在接收機(jī)處(未示出)，可以對從導(dǎo)頻載波312-316獲得的觀測進(jìn)行線性變換過程(例如IFFT)，其提供了時域內(nèi)的信道估計(jì)。其后，例如，可以隨后利用FFT過程獲得頻域內(nèi)的信道估計(jì)。
這樣，系統(tǒng)300允許在發(fā)射機(jī)302處利用濾波器304、加權(quán)部件306、以及脈沖整形器308?？梢詢H僅在頻域內(nèi)采用濾波器304，從而使該濾波器304的操作比在時域內(nèi)所采用的濾波器的效率高得多。然而，如果在高容量發(fā)射機(jī)上利用濾波器304、加權(quán)部件306、以及脈沖整形器308，那么理想地，可以在所有傳輸期間激活它們。尚未發(fā)現(xiàn)該持續(xù)激活會對較低級別數(shù)據(jù)分組的傳輸造成不利的影響。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，說明了系統(tǒng)400，該系統(tǒng)400用于減輕常規(guī)信道估計(jì)系統(tǒng)/方法中的噪底效應(yīng)。系統(tǒng)400包括頻帶402，該頻帶402包含多個子載波。在這些子載波之中是多個導(dǎo)頻載波404-408和數(shù)據(jù)載波410-414，其中，采用導(dǎo)頻載波404-408攜帶接收機(jī)事先已知的、用于信道估計(jì)的信號，利用數(shù)據(jù)載波410-414攜帶數(shù)據(jù)(例如語音數(shù)據(jù)……)。在一個示例性實(shí)施例中，導(dǎo)頻載波的數(shù)目可以是2的冪，使得能夠進(jìn)行簡單的NP點(diǎn)IFFT和FFT，對頻域信道進(jìn)行估計(jì)，其中，NP是導(dǎo)頻載波的數(shù)目。接收部件416對頻帶402進(jìn)行接收，該接收部件416可以與接收機(jī)和/或發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)。如果接收部件416與發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)，那么接收部件416就在頻帶內(nèi)的符號被發(fā)送之前，對頻帶402以及其中的子載波(包括導(dǎo)頻載波404-408和數(shù)據(jù)載波410-414)進(jìn)行接收。如果接收部件416與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)，就在發(fā)送之后通過接收部件416對頻帶402以及其中的子載波進(jìn)行接收。
接收部件410包括濾波器412，該濾波器412根據(jù)導(dǎo)頻載波404-408和數(shù)據(jù)載波410-414在頻帶402內(nèi)的位置對來自該頻帶內(nèi)這些載波的貢獻(xiàn)進(jìn)行加權(quán)。例如，濾波器418可以與加權(quán)部件420相關(guān)聯(lián)，該加權(quán)部件420有選擇地對頻帶402內(nèi)的導(dǎo)頻載波404-408和數(shù)據(jù)載波410-414進(jìn)行加權(quán)。具體地，如果接收部件416與發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)，加權(quán)部件420可以包括脈沖整形器(例如升余弦濾波器)，來有效地對頻帶402內(nèi)的導(dǎo)頻載波404-408和數(shù)據(jù)載波410-414進(jìn)行加權(quán)。如果接收部件與接收機(jī)相關(guān)聯(lián)，加權(quán)部件420可以采用各種乘法器、升余弦濾波器、或者類似的部件，對頻帶402內(nèi)的導(dǎo)頻載波404-408和數(shù)據(jù)載波410-414進(jìn)行加權(quán)。
一旦濾波器418和加權(quán)部件420對導(dǎo)頻載波404-408和數(shù)據(jù)載波410-414的貢獻(xiàn)進(jìn)行了加權(quán)，捕獲部件422就從頻帶402中提取導(dǎo)頻載波404-408，并且獲得與每個導(dǎo)頻載波404-408有關(guān)的縮放后的頻率觀測424。這樣，例如，如果頻帶402包括32個導(dǎo)頻載波，那么捕獲部件422將提取并且捕獲與導(dǎo)頻載波404-408有關(guān)的32個頻域觀測。特別地，將導(dǎo)頻載波404-408上所攜帶的32個導(dǎo)頻符號捕獲為縮放后的頻域觀測424。如果希望，捕獲部件422可以提取并且捕獲與導(dǎo)頻載波404-408有關(guān)的多個頻域觀測，并且在時間上對這些觀測進(jìn)行平均。此外，在與系統(tǒng)400有關(guān)的一個實(shí)施例中，如果一個或多個導(dǎo)頻載波404-408存在于頻帶402的防護(hù)頻帶內(nèi)，那么可以將與其有關(guān)的觀測假定為零?？梢圆捎酶鞣N導(dǎo)頻載波外推算法和技術(shù)生成上述假定。
其后，可以將捕獲部件422內(nèi)的頻域觀測424傳送到分析部件426。分析部件426包括IFFT部件428，該IFFT部件428對頻域觀測424執(zhí)行IFFT例程，生成時間上的觀測向量(例如時間上估計(jì)的碼片)。因此，由于簡單地丟棄與防護(hù)頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波有關(guān)的觀測將改變進(jìn)行IFFT的觀測的數(shù)目，所以不能簡單地對其進(jìn)行丟棄，這是很重要的。為了維持簡便性，期望從導(dǎo)頻載波404-408獲得的觀測的數(shù)目是2的冪。在獲得時域內(nèi)的觀測之后，這些觀測進(jìn)入FFT部件430，該FFT部件430對這些觀測執(zhí)行FFT例程，從而在頻域內(nèi)對利用頻帶402的信道進(jìn)行更新。IFFT部件428和FFT部件430對加權(quán)后的頻域觀測424執(zhí)行的IFFT-FFT例程生成了具有減小的噪底的信道估計(jì)432。因此，可以改善包括高級別數(shù)據(jù)分組(例如64 QAM數(shù)據(jù)分組)的通信。
如前所述，濾波器418和加權(quán)部件420根據(jù)導(dǎo)頻載波404-408和數(shù)據(jù)載波410-414在頻帶402內(nèi)的位置對這些載波的貢獻(xiàn)(例如從這些載波獲得的觀測)進(jìn)行加權(quán)。由于線性變換(例如IFFT和FFT)的屬性，該加權(quán)改善了信道估計(jì)，這是因?yàn)榧词箤?shí)際信道在頻帶402的邊緣上通常不是連續(xù)的，該加權(quán)人為強(qiáng)加了在該邊緣上的連續(xù)性。這樣，由于絕大多數(shù)數(shù)據(jù)在頻帶402的中心部分上被發(fā)送，所以通過對頻域內(nèi)的觀測進(jìn)行加權(quán)以便在進(jìn)行線性變換之前提供在頻帶402邊緣上的連續(xù)性，改善了與信道有關(guān)的性能。
參考圖5-8，說明了關(guān)于降低與信道估計(jì)有關(guān)的噪底的多種方法。同時，為了說明簡單的目的，將這些方法表示并且描述為一系列動作，應(yīng)該理解并且意識到，這些方法不限制于動作的次序，這是由于根據(jù)這些方法的一些動作可以以不同的次序發(fā)生并且/或者與這里所表示和描述的其它動作同時發(fā)生。例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解和意識到，可替換地，可以將方法表示為諸如狀態(tài)圖中的一系列相互關(guān)聯(lián)的狀態(tài)或事件。此外，為了實(shí)現(xiàn)下列方法，并不是所有被說明的動作都是必需的。
現(xiàn)在僅參考圖5，說明了用于改善與高級別數(shù)據(jù)分組有關(guān)的信道通信的方法500。在502處，選擇在數(shù)據(jù)傳輸中使用的數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波。更具體地說，例如，OFDM通信系統(tǒng)中的傳輸頻帶包括多個正交子載波，其中，通過與這些子載波中的每個子載波有關(guān)的數(shù)據(jù)對這些子載波進(jìn)行調(diào)制。可以在多個子載波上傳送導(dǎo)頻符號(例如接收機(jī)在接收之前已知的符號)，并且可以采用與所接收的導(dǎo)頻符號有關(guān)的觀測對信道進(jìn)行估計(jì)?？梢詫y帶導(dǎo)頻符號的子載波稱為導(dǎo)頻載波，并且如所期望地，這些導(dǎo)頻載波均勻間隔分布在頻帶內(nèi)的所有子載波(例如數(shù)據(jù)載波)之間。
在504處，至少部分基于數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波在頻帶內(nèi)的位置，在頻域內(nèi)對這些載波(導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波)進(jìn)行縮放。更具體地說，在頻域內(nèi)而不是在時域內(nèi)對與導(dǎo)頻子載波上的導(dǎo)頻符號以及數(shù)據(jù)載波上的符號有關(guān)的觀測進(jìn)行接收和縮放。如果在接收機(jī)處完成縮放，那么就可以通過簡單的乘法器、升余弦濾波器等來實(shí)現(xiàn)該縮放。例如，與從接近頻帶中心的導(dǎo)頻載波或數(shù)據(jù)載波所獲得的觀測相比，從接近頻帶邊緣的導(dǎo)頻載波或數(shù)據(jù)載波所獲得的觀測將被縮小更多。
在506處，從頻帶中外推出導(dǎo)頻載波，并且從縮放后的導(dǎo)頻載波中獲得縮放后的觀測。可以利用任何恰當(dāng)?shù)耐馔扑惴◤膶?dǎo)頻載波中提取觀測。然而，應(yīng)該理解，對導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波都進(jìn)行了縮放，因此，也根據(jù)載波在頻帶內(nèi)的位置對從該載波所獲得的測量/觀測進(jìn)行了縮放。
在508處，根據(jù)來自導(dǎo)頻載波的縮放后的觀測，生成信道估計(jì)。例如，可以對縮放后的觀測進(jìn)行線性變換(例如IFFT-FFT例程)，從而在頻率中對信道進(jìn)行更新。通過利用根據(jù)導(dǎo)頻載波在頻帶內(nèi)的位置從導(dǎo)頻載波獲得的縮放后的觀測，所得的信道估計(jì)將更少取決于從接近頻帶邊緣的導(dǎo)頻載波獲得的觀測，并且將更多取決于從位于接近頻帶中心的導(dǎo)頻載波獲得的觀測。這樣，就減小了信道估計(jì)期間與頻帶內(nèi)的絕大多數(shù)子載波有關(guān)的噪聲級別，當(dāng)期望對高級別分組進(jìn)行通信時，改善了信道的性能。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，說明了與常規(guī)的信道估計(jì)系統(tǒng)/方法比，生成具有減小的噪底的信道估計(jì)的方法600。在602處，對包括多個子載波的通信頻帶進(jìn)行接收。在一個示例性實(shí)施例中，通信頻帶存在于OFDM通信系統(tǒng)中，其中，該多個子載波是通過與其有關(guān)的數(shù)據(jù)被調(diào)制的正交子載波。在604處，定義了頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波，其中，將這些導(dǎo)頻載波等間隔分布在頻帶內(nèi)。
在606處，根據(jù)導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波在通信頻帶內(nèi)的位置有選擇地對這些載波進(jìn)行縮放。例如，如果在發(fā)射機(jī)處進(jìn)行縮放，那么可以利用脈沖整形函數(shù)對發(fā)送頻譜進(jìn)行縮放(因此對所接收的觀測進(jìn)行了縮放)。例如，由于與載波相關(guān)聯(lián)的傳輸功率受到影響，所以可以采用升余弦濾波器對觀測進(jìn)行縮放。如果在接收機(jī)處進(jìn)行縮放，那么可以用簡單的乘法器對觀測進(jìn)行處理，其中，基于從其中提取觀測的導(dǎo)頻載波的位置來選擇乘數(shù)。同樣，可以將升余弦濾波器與導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波相乘，從而對這些載波(以及從其所獲得的觀測)進(jìn)行縮放。因此，如果從接近頻帶邊緣的載波獲得第一個觀測并且從接近頻帶中心的載波獲得第二個觀測，那么對第二個觀測比第一個觀測施加更大的乘數(shù)。這樣的效果是人為強(qiáng)加在頻帶邊緣上的連續(xù)性。
在608處，可以外推出通信頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波，并且可以獲得與被外推出的導(dǎo)頻載波有關(guān)的觀測。在610處，假定與通信頻帶的防護(hù)頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波有關(guān)的觀測是零。在OFDM系統(tǒng)中，在頻帶邊緣處定義防護(hù)頻帶，其中，在該防護(hù)頻帶內(nèi)不存在通信。由于導(dǎo)頻載波等間隔分布在頻帶內(nèi)，所以導(dǎo)頻載波可能落入防護(hù)頻帶內(nèi)(并且因此，不能在導(dǎo)頻載波上進(jìn)行傳輸)。因此，不能從駐留在防護(hù)頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波獲得導(dǎo)頻符號。雖然零是可以使用的一種假定，但是應(yīng)該理解，可以采用提供了充分的信道估計(jì)的任何恰當(dāng)?shù)闹底鳛樵摷俣ǖ闹?。其后，可以通過對從縮放后的導(dǎo)頻載波獲得的縮放后的觀測進(jìn)行線性變換，生成具有減小的噪底的信道估計(jì)。
現(xiàn)在參考圖7，說明了用于在時域內(nèi)生成信道估計(jì)的方法700。在702處，在頻帶內(nèi)的多個子載波之中定義導(dǎo)頻載波。例如，可以將導(dǎo)頻載波均勻間隔并且可以采用導(dǎo)頻載波攜帶導(dǎo)頻信號。在704處，根據(jù)這些載波在頻帶內(nèi)的位置，將通信頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載進(jìn)行縮放。例如，可以采用簡單的乘法器實(shí)現(xiàn)該有選擇的縮放。更具體地說，如果在接收機(jī)處采用升余弦濾波器，可以將該升余弦濾波器與頻帶相乘，以理想地對該頻帶內(nèi)的載波進(jìn)行縮放。如果期望，還可以在發(fā)射機(jī)處采用并且/或者可替換地采用基本類似的濾波機(jī)制。在706處，可以對多個符號上的導(dǎo)頻觀測進(jìn)行平均，實(shí)現(xiàn)噪聲抑制并且改善信道估計(jì)。在708處，對所獲得觀測的矩陣/向量進(jìn)行NP點(diǎn)IFFT操作，其中，NP是頻帶內(nèi)導(dǎo)頻載波的數(shù)目。該IFFT操作將觀測從頻域內(nèi)的觀測變換到時域內(nèi)的觀測。這樣，基于從導(dǎo)頻載波獲得的觀測，在時域內(nèi)生成信道估計(jì)。方法700使用的縮放完全可以在頻域內(nèi)完成。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8，說明了用于在發(fā)射機(jī)處應(yīng)用頻域?yàn)V波器，以及利用該濾波器減輕與信道估計(jì)相關(guān)聯(lián)的噪底效應(yīng)的方法。在802處，將在頻域內(nèi)實(shí)現(xiàn)的脈沖整形函數(shù)與發(fā)射機(jī)相關(guān)聯(lián)。例如，脈沖整形函數(shù)可以是升余弦濾波器，其中，與頻帶中心處的子載波(例如數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波)相比，以更小的功率發(fā)送頻帶邊緣處的子載波。然而，應(yīng)該理解，結(jié)合所描述的實(shí)施例，可以采用任何恰當(dāng)?shù)拿}沖整形函數(shù)/算法/設(shè)備，并且所有這些函數(shù)/算法/設(shè)備是要落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。在804處，在發(fā)射機(jī)處對期望發(fā)送的信號進(jìn)行接收，并且在806處，(在發(fā)射機(jī)處)將脈沖整形函數(shù)應(yīng)用于攜帶期望發(fā)送的信號的頻譜。通過對接近頻帶邊緣的載波的加權(quán)比對接近頻帶中心的載波的加權(quán)更小，這有效地在頻域內(nèi)對頻譜進(jìn)行了縮放。
在808處，接收機(jī)對發(fā)送的信號進(jìn)行接收，并且通過從頻帶外推出導(dǎo)頻載波來獲得與導(dǎo)頻載波有關(guān)的觀測(例如導(dǎo)頻符號)。在810處，至少部分基于從導(dǎo)頻載波所獲得的觀測來獲得信道估計(jì)。特別地，可以將觀測安排為向量或矩陣形式，并且隨后對其進(jìn)行IFFT操作。這在時域內(nèi)創(chuàng)建了觀測向量或矩陣。其后，可以利用FFT操作在頻域內(nèi)對信道進(jìn)行更新。然而，其它恰當(dāng)?shù)木€性變換方法和/或機(jī)制是可預(yù)期的，并且是要落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
現(xiàn)在參考圖9，說明了用于減小與信道估計(jì)有關(guān)的噪底的系統(tǒng)900。系統(tǒng)900包括具有子載波的頻帶902，其中，頻帶902(以及子載波)包括期望被發(fā)射機(jī)904發(fā)送的信號。頻帶902包括多個導(dǎo)頻載波906-910，該多個導(dǎo)頻載波906-910均勻間隔分布在頻帶902內(nèi)的數(shù)據(jù)載波912-916之間。采用導(dǎo)頻載波906-910將導(dǎo)頻信號攜帶到接收機(jī)(未示出)，其后，接收機(jī)可以至少部分基于與該導(dǎo)頻信號有關(guān)的觀測生成信道估計(jì)。發(fā)射機(jī)904包括濾波器918，該濾波器918利用加權(quán)部件920(特別地，脈沖整形函數(shù)922)，對與頻帶902相關(guān)聯(lián)的信道進(jìn)行整形。特別地，與接近頻帶902中心的子載波(例如導(dǎo)頻載波906-910和數(shù)據(jù)載波912-916)相比，對接近頻帶902邊緣的子載波進(jìn)行更多的加權(quán)減小。
系統(tǒng)900還包括人工智能部件924，其可以對網(wǎng)絡(luò)上的業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)視并且作出關(guān)于利用濾波器918的適用性和期望性的推斷。如這里所使用的，術(shù)語“推斷”或“推論”一般指從通過事件和/或數(shù)據(jù)捕獲的一組觀測中對系統(tǒng)、環(huán)境、和/或用戶的狀態(tài)進(jìn)行推理或者推斷的過程。例如，可以采用推斷對特定的上下文或者動作進(jìn)行識別，或者生成狀態(tài)的概率分布。推斷可以是隨機(jī)的，即基于數(shù)據(jù)和事件的考慮計(jì)算感興趣狀態(tài)的概率分布。推斷還可以指用于從一組事件和/或數(shù)據(jù)中組成更高級別事件的技術(shù)。這種推斷導(dǎo)致從一組觀測的事件和/或存儲的事件數(shù)據(jù)中構(gòu)造新的事件或動作，無論這些事件是否在時間上緊密相關(guān)，也無論這些事件和數(shù)據(jù)是來自一個還是來自若干個事件和數(shù)據(jù)源。例如，人工智能部件924可以對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)視，并且隨著時間學(xué)習(xí)在某些時間和/或某些天激活濾波器，網(wǎng)絡(luò)的總體性能得到了改善；以及在某些時間和/或某些天不激活濾波器，網(wǎng)絡(luò)的總體性能得到了改善。在更具體的例子中，由于在工作日的上班時間期間需要發(fā)送/接收較少的高級別數(shù)據(jù)分組，所以在該時間期間，無線網(wǎng)絡(luò)在不激活濾波器的情況下可以最優(yōu)運(yùn)行。然而，在晚間時間期間，對高級別數(shù)據(jù)分組傳送的需要可能迅速升高。這樣，人工智能部件924可以基于之前的使用、性能、可用帶寬、操作、以及各種上下文數(shù)據(jù)作出推斷，以便激活/不激活濾波器918?？梢岳脼V波器觸發(fā)器926來激活和/或不激活濾波器918。
現(xiàn)在參考圖10，說明了可以用于無線通信系統(tǒng)的示例性子載波結(jié)構(gòu)1000。無線通信系統(tǒng)(例如OFDM、OFDMA、CDMA、TDMA、GSM……)與特定數(shù)量的帶寬(BW MHz)相關(guān)聯(lián)，將該帶寬分割成N個正交子載波。因此，N個子載波中的每個具有 的帶寬。例如，在頻譜整形后的OFDM系統(tǒng)中，僅將總共N個子載波中的一個子集用于數(shù)據(jù)和/或?qū)ьl符號傳輸。特別地，可以將總共N個子載波中的M個子載波用于數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號傳輸，其中，M＜N。剩余的M-N個子載波不用于數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號傳輸，并且作為防護(hù)頻帶以允許OFDM系統(tǒng)符合頻譜掩蔽需求。用于數(shù)據(jù)/導(dǎo)頻符號傳輸?shù)腗個子載波包括從F到F+M-1的子載波，并且典型地，該M個子載波位于總共N個子載波中央。
在示例性子載波結(jié)構(gòu)1000中所示的N個子載波可能經(jīng)歷不同的信道狀況，諸如不同的衰落和多徑效應(yīng)。此外，可以將N個子載波與不同的復(fù)信道增益相關(guān)聯(lián)。因此，典型地，需要對信道響應(yīng)的精確估計(jì)，以便在接收機(jī)處對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中，處理至少包括對數(shù)據(jù)的解調(diào)和解碼。例如，可以通過信道的時域響應(yīng)或者相應(yīng)的頻域響應(yīng)來表征OFDM系統(tǒng)內(nèi)的無線信道。如上所述并且在本領(lǐng)域中已知，可以通過在頻域中獲得導(dǎo)頻符號的觀測，然后采用IFFT-FFT例程，來獲得這些時域和頻域響應(yīng)。
暫時轉(zhuǎn)向圖11，說明了可以在無線通信系統(tǒng)(例如OFDM、OFDMA……)中使用的導(dǎo)頻傳輸結(jié)構(gòu)1100。例如，該結(jié)構(gòu)1100用于為OFDM系統(tǒng)中的無線信道獲得頻率響應(yīng)估計(jì)。可以在每個所示出的子載波1102-1120上發(fā)送導(dǎo)頻符號，其中，該導(dǎo)頻子載波的數(shù)目為P。導(dǎo)頻子載波分布在總共N個子載波上(圖10)，并且在一個示例性實(shí)施例中均勻分布在總共N個子載波之中。因此，例如，導(dǎo)頻載波1104和1106之間的子載波的數(shù)目與導(dǎo)頻載波1112和1114、1114和1116等之間的子載波的數(shù)目可以是相同的。該均勻性使得可以對導(dǎo)頻載波1102-1120上的導(dǎo)頻符號采用線性變換例程(例如IFFT-FFT例程)。一個或多個子載波可能存在于防護(hù)頻帶內(nèi)，在防護(hù)頻帶內(nèi)不能進(jìn)行傳輸。特別地，示出了子載波1102和1120存在于防護(hù)頻帶內(nèi)，因此，從這些導(dǎo)頻載波1102和1120獲得導(dǎo)頻符號是不可能的。在一個實(shí)施例中，生成在該導(dǎo)頻載波1102和1120上的符號值的假定，而不是丟棄該導(dǎo)頻載波。例如，在子載波1102和1120上可以將導(dǎo)頻符號假定為零。這種假定維持了為了獲得信道估計(jì)而利用IFFT-FFT例程所需的結(jié)構(gòu)。
導(dǎo)頻載波1102-1120(和/或其中的導(dǎo)頻符號)以及結(jié)構(gòu)1100內(nèi)的其它載波可以經(jīng)濾波機(jī)制處理，該濾波機(jī)制根據(jù)這些載波在結(jié)構(gòu)1100內(nèi)的位置，有效地對導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波進(jìn)行加權(quán)。其后，可以從結(jié)構(gòu)1100中提取導(dǎo)頻載波1104-1118，并且可以獲得與其有關(guān)的縮放后的觀測。例如，與來自導(dǎo)頻載波1112(其接近結(jié)構(gòu)1100的中心)的貢獻(xiàn)相比，將對從導(dǎo)頻載波1104(其接近結(jié)構(gòu)1100的邊緣)獲得的貢獻(xiàn)給予更小的加權(quán)?？梢栽诎l(fā)射機(jī)處利用脈沖整形函數(shù)對導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波進(jìn)行加權(quán)；并且可以在接收機(jī)處利用簡單的乘法算法/表，有效地對結(jié)構(gòu)1100內(nèi)的導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波進(jìn)行加權(quán)。其后可以獲得頻率響應(yīng)的估計(jì)，其中，與常規(guī)的估計(jì)技術(shù)相比，該估計(jì)具有更低的噪底。
現(xiàn)在參考圖12，說明了方框圖1200，其包括例如頻譜整形的OFDM系統(tǒng)中的接入點(diǎn)1202和終端1204。在下行鏈路上，在接入點(diǎn)1202處，發(fā)送(TX)處理器1206對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、格式化、編碼、交織和調(diào)制(例如符號映射)，并且提供調(diào)制符號(例如數(shù)據(jù)符號)。OFDM調(diào)制器1208對數(shù)據(jù)符號和導(dǎo)頻符號進(jìn)行接收和處理，并且提供OFDM符號流。OFDM調(diào)制器1208將數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號復(fù)用到適當(dāng)?shù)淖虞d波上，可以為未使用的子載波提供零信號值，并且可以為每個OFDM符號周期的N個子載波獲得一組N個發(fā)送符號。發(fā)送符號可以是數(shù)據(jù)符號、導(dǎo)頻符號、零信號值、以及任何其它適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)符號。例如，可以在活動的導(dǎo)頻子載波上發(fā)送導(dǎo)頻符號，并且可以在每個OFDM符號周期內(nèi)連續(xù)地發(fā)送導(dǎo)頻符號。在不同的實(shí)施例中，可以將導(dǎo)頻符號與數(shù)據(jù)符號時分復(fù)用(TDM)到基本同樣的子載波上。OFDM調(diào)制器1208可以重復(fù)每個變換符號的一部分，以獲得相應(yīng)的OFDM符號。已知該重復(fù)為循環(huán)前綴，并且可以采用該重復(fù)對抗無線信道中的延遲擴(kuò)展。
發(fā)射機(jī)單元1210可以對OFDM符號流進(jìn)行接收并且將其轉(zhuǎn)變成一個或多個模擬符號，以生成適合于在無線信道上傳輸?shù)南滦墟溌沸盘?。在一個示例性實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)單元1210可以與諸如升余弦濾波器的脈沖整形濾波器相關(guān)聯(lián)，以便有效地對信號整形。隨后，可以通過天線1212將該下行鏈路信號發(fā)送到包括終端1204在內(nèi)的多個終端。與終端1204相關(guān)聯(lián)的天線1214對下行鏈路信號進(jìn)行接收，并且將所接收的信號提供給接收機(jī)單元(RCVR)1216，該RCVR 1216對所接收的信號進(jìn)行調(diào)節(jié)(例如濾波、放大和頻率下變換)，并且對調(diào)節(jié)后的信號進(jìn)行數(shù)字化，以獲得采樣。例如，接收機(jī)單元1216可以包括濾波器，該濾波器根據(jù)這些載波在通信頻帶內(nèi)的位置，有選擇地對導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波進(jìn)行縮放。OFDM解調(diào)器1218可以采用IFFT操作在時域內(nèi)獲得OFDM符號，移除附加在OFDM符號上的循環(huán)前綴，使用N點(diǎn)FFT將所接收的變換符號變換到頻域，為每個OFDM符號周期的N個子載波獲得N個接收符號，并且將所接收的縮放后的導(dǎo)頻符號提供給處理器1220用于信道估計(jì)。OFDM解調(diào)器1218還可以從處理器1220接收對下行鏈路的頻率響應(yīng)估計(jì)，對所接收的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)，以獲得數(shù)據(jù)符號估計(jì)(例如所發(fā)送數(shù)據(jù)符號的估計(jì))，并且將數(shù)據(jù)符號估計(jì)提供給RX數(shù)據(jù)處理器1222。RX數(shù)據(jù)處理器1222對數(shù)據(jù)符號估計(jì)進(jìn)行解調(diào)(例如符號解映射)、解交織、以及解碼，以恢復(fù)所發(fā)送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。OFDM解調(diào)器1218和RX數(shù)據(jù)處理器1222所采取的處理分別與在接入點(diǎn)1202處的OFDM調(diào)制器1208和TX數(shù)據(jù)處理器1206所采取的處理是互補(bǔ)的。
處理器1220獲得來自活動的導(dǎo)頻子載波的所接收的導(dǎo)頻符號，并且如上文所述進(jìn)行信道估計(jì)。處理器1220可以用于理想地進(jìn)行外推和/或內(nèi)插，以獲得用于Pdn個均勻間隔的子載波的信道增益估計(jì)，其中Pdn是用于下行鏈路的導(dǎo)頻子載波的數(shù)目；為下行鏈路導(dǎo)出最小平方脈沖響應(yīng)估計(jì)；對脈沖響應(yīng)估計(jì)的不同抽頭進(jìn)行抽頭選擇；并且為用于下行鏈路的N個子載波導(dǎo)出最終的頻率響應(yīng)估計(jì)。在上行鏈路上，TX數(shù)據(jù)處理器1224可以對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并且提供數(shù)據(jù)符號。OFDM調(diào)制器1226可以對數(shù)據(jù)符號進(jìn)行接收并且將其與導(dǎo)頻符號進(jìn)行復(fù)用，進(jìn)行OFDM調(diào)制，并且提供OFDM符號流?？梢栽赑up個子載波上發(fā)送導(dǎo)頻符號，已經(jīng)將該P(yáng)up個子載波分配給終端1204用于導(dǎo)頻傳輸，其中，用于上行鏈路的導(dǎo)頻子載波的數(shù)目(Pup)可以基本等于或者完全不同于用于下行鏈路的導(dǎo)頻子載波的數(shù)目(Pdn)。其后，發(fā)射機(jī)單元1228可以對OFDM符號流進(jìn)行接收和處理，生成上行鏈路信號，可以通過天線1214將該上行鏈路信號發(fā)送到接入點(diǎn)1202。
可以通過天線1212對來自終端1204的上行鏈路信號進(jìn)行接收，并且通過接收機(jī)單元1230對其進(jìn)行處理以獲得采樣。OFDM解調(diào)器1232可以對采樣進(jìn)行處理，并且提供用于上行鏈路的接收到的導(dǎo)頻符號和數(shù)據(jù)符號估計(jì)。RX數(shù)據(jù)處理器1234可以對數(shù)據(jù)符號估計(jì)進(jìn)行處理，以恢復(fù)由終端1204所發(fā)送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。處理器1236可以為在上行鏈路上進(jìn)行發(fā)送的每個活動終端進(jìn)行信道估計(jì)。多個終端可以在各自被分配的導(dǎo)頻子載波集上同時在上行鏈路上發(fā)送導(dǎo)頻符號，其中，導(dǎo)頻子載波集可以是交錯的。對于每個終端，處理器1236可以根據(jù)終端的需要進(jìn)行外推和/或內(nèi)插，為用于終端1204的上行鏈路獲得初始頻率響應(yīng)估計(jì)，為終端導(dǎo)出最小平方信道脈沖響應(yīng)估計(jì)，進(jìn)行抽頭選擇，并且為終端1204獲得最終的頻率響應(yīng)?？梢詫⒚總€終端的頻率響應(yīng)估計(jì)提供給OFDM解調(diào)器1232，并且可以將每個終端的頻率響應(yīng)估計(jì)用于對該終端進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)。處理器1236和1220可以分別指示在接入點(diǎn)1202和終端1204處的操作。存儲器單元1238和1240存儲處理器1236和1220所使用的程序和/或代碼以及數(shù)據(jù)。還可以使用處理器1236和1220進(jìn)行各種計(jì)算，分別導(dǎo)出上行鏈路和下行鏈路的頻率和脈沖響應(yīng)估計(jì)。如上所述，可以使用濾波器，并且可以將濾波器與接入點(diǎn)1202和終端1204相關(guān)聯(lián)，以便根據(jù)攜帶導(dǎo)頻符號的導(dǎo)頻子載波在頻帶內(nèi)的位置有選擇地對該導(dǎo)頻符號進(jìn)行縮放。這種濾波可以減小當(dāng)信道估計(jì)完成時的噪底效應(yīng)。
對于多址OFDM系統(tǒng)(例如正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng))，多個終端可以同時在上行鏈路上進(jìn)行發(fā)送。對于OFDMA和類似的系統(tǒng)，可以在不同的終端之間共享導(dǎo)頻子載波。在用于每個終端的導(dǎo)頻子載波跨越整個操作頻帶(可能除了防護(hù)頻帶之外)的情況下，可以采用有助于減小噪底效應(yīng)的濾波器?？梢云谕搶?dǎo)頻子載波結(jié)構(gòu)為不同的終端獲得頻率分集?？梢酝ㄟ^各種方式/設(shè)備實(shí)現(xiàn)這里所描述的信道估計(jì)技術(shù)。例如，可以采用硬件、軟件或者其組合來獲得與上述的一個或多個實(shí)施例一致的信道估計(jì)。例如，可以在一個或多個專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、數(shù)字信號處理器件(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、以及/或者任何其它適當(dāng)?shù)脑O(shè)備/單元或者其組合內(nèi)實(shí)現(xiàn)用于信道估計(jì)目的的處理單元。對于軟件，可以至少部分通過使用完成這里所描述的一個或多個功能的模塊(例如程序、函數(shù)……)，來獲得與上述的一個或多個實(shí)施例一致的信道估計(jì)?？梢詫④浖鎯υ谥T如寄存器單元1238和1240的存儲器中，并且通過諸如處理器1236和1220的一個或多個處理器來執(zhí)行該軟件?？梢栽谔幚砥鲀?nèi)部實(shí)現(xiàn)存儲器單元可以或者存儲器單元可以存在于處理器外部，并且有助于任何一種結(jié)構(gòu)的通信線路/技術(shù)都是預(yù)期的，并且要落入關(guān)于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
上文的描述包括一個或多個實(shí)施例的例子。當(dāng)然，不可能為了描述這些實(shí)施例對部件或方法的每種可能組合都進(jìn)行描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以意識到許多對這些實(shí)施例的進(jìn)一步組合和變換是可能的。因此，這里所描述的實(shí)施例旨在包含落入所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的所有這些變更、修改和變化。此外，至于在詳細(xì)說明或權(quán)利要求中所使用的術(shù)語“包含(include)”，該術(shù)語旨在是開放式的，與術(shù)語“包括(comprising)”在作為權(quán)利要求中的過渡詞使用時的解釋一樣。
權(quán)利要求
1.一種用于減小無線通信環(huán)境中的信道估計(jì)誤差的方法，包括有選擇地對頻帶內(nèi)的數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放，根據(jù)所述數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波在所述頻帶內(nèi)的位置對所述數(shù)據(jù)載波和導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放；獲得與所述縮放后的導(dǎo)頻載波有關(guān)的觀測；以及根據(jù)所述獲得的觀測對信道進(jìn)行估計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括對所述獲得的觀測進(jìn)行線性變換。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括對所述獲得的觀測進(jìn)行IFFT運(yùn)算。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括對所述IFFT運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行FFT運(yùn)算。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述導(dǎo)頻載波和所述數(shù)據(jù)載波乘以根據(jù)所述導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波的位置選擇的值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括有選擇地對多個導(dǎo)頻載波和多個數(shù)據(jù)載波進(jìn)行縮放；以及為接近所述頻帶中心的一個或多個導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波提供比為接近所述頻帶邊緣的一個或多個導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波所提供的加權(quán)更大的加權(quán)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括假定與防護(hù)頻帶內(nèi)的導(dǎo)頻載波有關(guān)的觀測為零。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括一旦檢測到特定的分組類型，就有選擇地對所述數(shù)據(jù)載波和所述導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，所述分組類型是64 QAM數(shù)據(jù)分組。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括一旦檢測到特定的分組類型，就停止有選擇地對所述數(shù)據(jù)載波和所述導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，所述分組類型是16 QAM數(shù)據(jù)分組。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括有選擇地對多個數(shù)據(jù)載波和多個導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放，所述多個導(dǎo)頻載波被均勻地間隔分布在整個所述頻帶內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括有選擇地對多個數(shù)據(jù)載波和多個導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放；以及將所述多個導(dǎo)頻載波的數(shù)目定義為2的冪。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在接收機(jī)處，在頻域內(nèi)有選擇地對所述數(shù)據(jù)載波和所述導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，移動單元包括所述接收機(jī)。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在發(fā)射機(jī)處，在頻域內(nèi)有選擇地對所述數(shù)據(jù)載波和所述導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在所述發(fā)射機(jī)處，采用升余弦濾波器來在頻域內(nèi)有選擇地對所述數(shù)據(jù)載波和所述導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括有選擇地對多個數(shù)據(jù)載波和多個導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放；以及對從所述多個導(dǎo)頻載波獲得的觀測進(jìn)行NP點(diǎn)快速傅里葉逆變換，其中，NP是所述多個導(dǎo)頻載波的數(shù)目。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括有選擇地對多個數(shù)據(jù)載波和多個導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放；以及對所述多個導(dǎo)頻載波在時間上進(jìn)行交錯。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定所述導(dǎo)頻載波位于防護(hù)頻帶內(nèi)；以及為與所述導(dǎo)頻載波有關(guān)的所述觀測指定一個值。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括為與所述導(dǎo)頻載波有關(guān)的所述觀測指定零值。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，所述無線通信環(huán)境是OFDM、OFDMA、CDMA、TDMA和GSM環(huán)境中的一個或多個。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括從所述導(dǎo)頻載波中外推出觀測，所述導(dǎo)頻載波位于防護(hù)頻帶內(nèi)；以及為所述外推出的觀測指定一個值。
24.一種信道估計(jì)系統(tǒng)，包括濾波部件，用于根據(jù)多個載波在頻帶內(nèi)的位置有選擇地對所述多個載波進(jìn)行縮放，所述多個載波包括至少一個數(shù)據(jù)載波和至少一個導(dǎo)頻載波；以及用于從所述至少一個導(dǎo)頻載波中外推出觀測的部件，根據(jù)所述外推出的觀測對信道進(jìn)行估計(jì)。
25.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，將所述濾波部件配置為用于減小與信道估計(jì)相關(guān)聯(lián)的噪底效應(yīng)。
26.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括多個導(dǎo)頻載波，所述導(dǎo)頻載波的數(shù)目(NP)是2的冪。
27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，還包括快速傅里葉逆變換部件，用于對從所述NP個導(dǎo)頻載波獲得的NP個觀測進(jìn)行NP點(diǎn)快速傅里葉逆變換，以獲得全頻域信道。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，還包括快速傅里葉變換部件，用于進(jìn)行NP點(diǎn)快速傅里葉變換，以獲得全頻域信道。
29.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，所述多個導(dǎo)頻載波在時間上交錯。
30.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，所述多個導(dǎo)頻載波是等間隔的。
31.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，將所述濾波部件配置為與提供給接近所述頻帶邊緣的載波的加權(quán)相比，為接近所述頻帶中心的載波提供更大的加權(quán)。
32.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，接收機(jī)包括所述濾波部件。
33.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)包括所述濾波部件。
34.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，第二導(dǎo)頻載波位于防護(hù)頻帶內(nèi)，與所述第二導(dǎo)頻載波有關(guān)的觀測是預(yù)定義的。
35.如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，所述觀測被預(yù)定義為零。
36.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，所述載波存在于OFDM系統(tǒng)內(nèi)。
37.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括觸發(fā)部件，一旦接收到通過64 QAM方式調(diào)制的數(shù)據(jù)分組，該觸發(fā)部件就激活所述濾波部件。
38.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，將所述濾波部件配置為僅僅在頻域內(nèi)運(yùn)行。
39.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括分析部件，將其配置為獲得與在多個有選擇地縮放后的導(dǎo)頻載波上攜帶的多個導(dǎo)頻符號有關(guān)的縮放后的觀測。
40.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述濾波部件包括脈沖整形部件，用于對所述至少一個數(shù)據(jù)載波和所述至少一個導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放，所述脈沖整形部件存在于發(fā)射機(jī)內(nèi)。
41.如權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中，所述脈沖整形部件采用升余弦濾波器來對所述至少一個數(shù)據(jù)載波和所述至少一個導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放。
42.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括觸發(fā)部件，一旦分析出某種數(shù)據(jù)分組類型，就激活所述濾波部件。
43.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括外推部件，如果一個導(dǎo)頻載波落入防護(hù)頻帶內(nèi)，所述外推部件就從所述多個載波中外推出該導(dǎo)頻載波，并且為從該導(dǎo)頻載波中獲得的觀測指定一個值。
44.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括人工智能部件，其對上下文數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且根據(jù)所述分析作出關(guān)于是否應(yīng)該激活所述濾波部件的推斷。
45.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，對于接近頻帶邊緣的一個或多個導(dǎo)頻載波，不激活所述濾波部件。
46.一種對信道進(jìn)行估計(jì)的系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)內(nèi)的接收部件，其接收頻帶內(nèi)的多個載波；以及脈沖整形部件，通過根據(jù)所述多個載波的每個在所述頻帶內(nèi)的位置向所述多個載波提供功率，在頻域內(nèi)對所述頻帶內(nèi)的所述多個載波進(jìn)行整形。
47.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，所述多個載波包括多個導(dǎo)頻載波和多個數(shù)據(jù)載波。
48.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，將所述脈沖整形部件配置為利用升余弦濾波器對所述頻帶內(nèi)的所述多個載波進(jìn)行整形。
49.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，所述多個載波包括多個導(dǎo)頻載波，導(dǎo)頻載波的數(shù)目(NP)是2的冪。
50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，還包括IFFT部件，其對從所述NP個導(dǎo)頻載波中獲得的觀測進(jìn)行NP點(diǎn)快速傅里葉逆變換。
51.如權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，所述IFFT部件位于接收機(jī)內(nèi)。
52.如權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，還包括FFT部件，其對所述快速傅里葉逆變換的輸出進(jìn)行NP點(diǎn)快速傅里葉變換。
53.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，與提供給接近所述頻帶邊緣的載波的功率相比，所述脈沖整形部件將更多的功率提供給接近所述頻帶中心區(qū)域的載波。
54.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，將所述發(fā)射機(jī)配置為按照包括權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)的OFDM、OFDMA、CDMA、TDMA和GSM協(xié)議中的一個或多個協(xié)議發(fā)送信號。
55.一種針對噪底改善信道估計(jì)的系統(tǒng)，包括用于根據(jù)一個或多個載波在通信頻帶內(nèi)的位置，在頻域內(nèi)有選擇地對所述通信頻帶內(nèi)的所述一個或多個載波進(jìn)行縮放的模塊，所述一個或多個載波包括導(dǎo)頻載波；以及用于從所述導(dǎo)頻載波中提取觀測的模塊。
56.如權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，還包括用于根據(jù)所述提取的觀測，確定信道估計(jì)的模塊。
57.如權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，還包括用于從所述通信頻帶內(nèi)的多個有選擇地縮放后的導(dǎo)頻載波中提取多個觀測的模塊。
58.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，還包括用于將所述多個導(dǎo)頻載波按照頻率在所述通信頻帶內(nèi)均勻間隔開的模塊。
59.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，還包括用于將所述多個導(dǎo)頻載波在時間上進(jìn)行交錯的模塊。
60.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，還包括用于在接收機(jī)內(nèi)有選擇地對所述多個導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放的模塊。
61.如權(quán)利要求60所述的系統(tǒng)，還包括用于將所述多個導(dǎo)頻載波乘以根據(jù)所述導(dǎo)頻載波在所述頻帶內(nèi)的位置所選擇的值的模塊。
62.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，還包括用于在發(fā)射機(jī)處有選擇地對所述導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放的模塊。
63.如權(quán)利要求62所述的系統(tǒng)，還包括用于利用升余弦濾波器來有選擇地對所述導(dǎo)頻載波進(jìn)行縮放的模塊。
64.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，還包括用于對所述提取的觀測進(jìn)行線性變換的模塊。
65.如權(quán)利要求64所述的系統(tǒng)，還包括用于對所述提取的觀測進(jìn)行快速傅里葉逆變換的模塊；以及用于生成相應(yīng)的輸出的模塊。
66.如權(quán)利要求65所述的系統(tǒng)，還包括用于對所述輸出進(jìn)行快速傅里葉變換的模塊。
67.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，還包括用于確定所述多個導(dǎo)頻載波的子集存在于防護(hù)頻帶內(nèi)的模塊；以及用于為對應(yīng)于所述導(dǎo)頻載波子集的觀測子集指定一個值的模塊。
68.如權(quán)利要求67所述的系統(tǒng)，還包括用于為所述觀測子集指定零值的模塊。
69.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)，還包括用于對接近所述頻帶中心的載波進(jìn)行比對接近所述頻帶邊緣的載波進(jìn)行的加權(quán)更高的加權(quán)的模塊。
70.如權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，還包括用于檢測與所述提取的觀測相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)分組類型的模塊；以及用于根據(jù)所述檢測出的數(shù)據(jù)分組類型，確定是否有選擇地將所述一個或多個載波進(jìn)行縮放的模塊。
71.如權(quán)利要求70所述的系統(tǒng)，還包括用于當(dāng)所述檢測出的數(shù)據(jù)分組類型是64 QAM數(shù)據(jù)分組類型時，有選擇地對所述一個或多個載波進(jìn)行縮放的模塊。
72.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其具有用于以下步驟的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令根據(jù)多個載波中的每個載波在頻帶內(nèi)的位置，在頻域內(nèi)對所述多個載波進(jìn)行縮放，所述多個載波包括導(dǎo)頻載波和數(shù)據(jù)載波；確定所述導(dǎo)頻載波在所述頻帶內(nèi)的位置；以及從所述導(dǎo)頻載波中外推出觀測。
73.如權(quán)利要求72所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括用于以下步驟的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令確定所述導(dǎo)頻載波存在于防護(hù)頻帶內(nèi)；以及為所述觀測指定預(yù)定義值。
74.如權(quán)利要求73所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括用于以下步驟的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令為對應(yīng)于所述導(dǎo)頻載波的所述觀測指定零值。
75.如權(quán)利要求72所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括用于以下步驟的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令根據(jù)所述提取的觀測對信道進(jìn)行估計(jì)。
76.一種接收機(jī)，其包括如權(quán)利要求72所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
77.一種微處理器，其執(zhí)行用于生成信道估計(jì)的指令，所述指令包括根據(jù)各個載波在頻帶內(nèi)的位置，在頻域內(nèi)有選擇地對所述載波進(jìn)行加權(quán)，所述載波包括導(dǎo)頻載波；從所述導(dǎo)頻載波中提取觀測；以及對所述觀測進(jìn)行線性變換，以對信道進(jìn)行估計(jì)。
78.一種在兩個或多個計(jì)算機(jī)部件之間發(fā)送的數(shù)據(jù)分組，包括包含導(dǎo)頻載波的信號，根據(jù)所述導(dǎo)頻載波在頻帶內(nèi)的位置，為所述導(dǎo)頻載波提供用于發(fā)送的功率電平。
全文摘要
一種信道估計(jì)系統(tǒng)，包括濾波部件，該濾波部件根據(jù)多個載波在頻帶內(nèi)的位置有選擇地對多個載波進(jìn)行縮放，其中，該多個載波包含至少一個數(shù)據(jù)載波和至少一個導(dǎo)頻載波。然后，一個部件從至少一個導(dǎo)頻載波外推出觀測，其中，根據(jù)外推出的觀測對信道進(jìn)行估計(jì)。對載波的縮放有助于減小與信道估計(jì)相關(guān)聯(lián)的噪底效應(yīng)?？梢栽诎l(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)處采用濾波部件，并且可以根據(jù)檢測出的數(shù)據(jù)分組類型來激活和/或不激活濾波部件。
文檔編號H04L27/26GK101023645SQ200580031397
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者達(dá)南杰伊·阿肖克·戈?duì)? 阿維尼施·阿格拉瓦爾, 阿莫德·漢德卡爾, 阿列克謝·戈羅霍夫 申請人:高通股份有限公司