无线通信系统中用于信道估计的系统和方法

专利名称：无线通信系统中用于信道估计的系统和方法
无线通信系统中用于信道估计的系统和方法优先权要求本专利申请要求享有2007年1月2日递交的名称为"Method for Enhanced Channel Estimation in Wireless Communication Systems"的临时申 请60/883,090的优先权，该临时申请已经转让给本申请的受让人，并通过 引用明确地将其全部内容并入本申请。技术领域本公开涉及复用通信领域，更具体地涉及用于通过增强信道估计来改 善多输入多输出("MIMO")系统性能的系统和方法。
背景技术：
有望在2008年末最终确定的无线通信标准IEEE 802.1 In将多输入多输 出(MIMO)复用并入到由802.11标准先前版本所采纳的正交频分复用 (OFDM)技术中。MIMO系统与非复用系统相比具有的优势为显著增强 的吞吐量和/或增加的可靠性。MIMO系统将数据流分成多个流，将该多个流进行调制并在相同的频 率信道中同时例如通过多个发射天线并行地发送，而不是将单个串行数据 流从单个发射天线向单个接收天线进行传输。在接收端， 一个或多个MIMO 接收机天线链接收多个所发送数据流的线性组合，其由每个单独的传输能 够采用的多个路径确定。然后，如在下面更具体描述的来对数据流进行处 理。一般地，MIMO系统利用多个发射天线和多个接收天线来进行数据传 输。由^r个发射天线和A^个接收天线构成的MIMO信道可支持多达NS 个数据流，其中W《mirH7^，A^。在无线通信系统中，首先将待发送数据调制为射频(RF)载波信号以 生成更适于在无线信道上传输的RF调制信号。 一般地，对于MIMO系统，从AV个发射天线可生成并同时发送多达A^个RF调制信号。发送的RF调 制信号可经由无线信道中的多个传播路径到达AAw个接收天线。接收到的信 号与发送的信号之间的关系可如下进行描述
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中索引A标识子载波， 为子载波的数量；w为iV^个元素构成的复向量， 该i^个元素对应于在A^个接收天线中的每个天线处接收到的信号；&为表 示源数据流的符号向量；H^为Ww x A^矩阵，其元素表示信道的复增益； iU为表示在每一接收天线处接收到的噪声的向量。T[&]表示发射机空间处 理，该处理将符号向量s^映射到A^个发射天线。(在本申请的讨论中，除 非另有说明，将使用下面的记号约定粗体大写字母表示矩阵，粗体小写 字母表示向量，斜体字母表示标量。)
传播路径的特征通常由于多种因素而随时间变化，这些因素例如，衰 落、多径和外部干扰。因此，所发送的RF调制信号可能经历不同的信道状 况(例如，不同衰落和多径效应)并与不同的复增益和信噪比(SNR)相 关联。在方程式(1)中，在信道响应矩阵I^中对这些特征进行编码。
为了获得高性能，通常需要表征无线信道的响应信道响应可由如 下参数来描述，例如谱噪声、信噪比、比特率或其它性能参数。发射机可 能需要知道信道响应，例如，以便如下所述进行空间处理，以将数据传输 给接收机。类似地，接收机可能需要知道信道响应，以便对接收到的信号 进行空间处理，以恢复发送的数据。

发明内容
本申请公开了在无线通信系统中用于增强对信道响应的估计的方法和 装置。在一个实施例中， 一种在通信系统中优化信道估计的方法包括从通 信系统中的一个或多个信道中选择所选信道；针对所选信道，确定初始信 道估计；将所述初始信道估计变换成初始时域冲击响应估计，所述初始时 域冲击响应估计包括采样序列；从所述采样序列中选择采样子序列；通过 将所述初始时域冲击响应估计中不在所选采样子序列中的采样设为零，来 生成截短的时域冲击响应估计；使用所选信道截短的时域冲击响应估计来 计算时域加权冲击响应估计；以及通过将所述时域加权冲击响应估计变换到频域来计算所选信道的最大似然信道估计。在一种变型中，选择所述采 样子序列还包括确定信道响应时长；以及从所述初始时域冲击响应估计中 选择优化的采样序列作为所述采样子序列，其中，所述优化的采样序列的 时长等于所述信道响应时长，以及选择所述优化的采样序列以使所述优化 的采样序列中的能量最大。在进一步的变型中，确定所述信道响应时长还 包括将所述信道响应时长作为输入来接收。在更进一步的变型中，确定所 述信道响应时长还包括从一组预定数值中选择所述信道响应时长。在更进 一步的变型中，从一组预定时长数值中选择所述信道响应时长还包括针对 所述一组预定数值中的每个数值找出优化的子序列，其中，所述优化的子 序列是时长等于该数值的子序列，所述优化的子序列被选择为使该子序列 中能量超过阈值的所有采样的能量之和最大；以及从所述一组预定数值中
选择出对应的优化子序列具有最高能量的数值来作为所述信道响应时长。 在更进一步的变型中，所选的数值是对应的优化子序列具有最高能量的最 小数值。在更进一步的变型中，所述方法还包括将循环移位应用到所述最 大似然信道估计。在更进一步的变型中，所述通信系统包括一个或多个发 送天线。在更进一步的变型中，所述通信系统包括一个或多个接收天线。 在更进一步的变型中，所述通信系统中的每个信道对应于由所述发送天线 中的一个以及所述接收天线中的一个构成的发送-接收对，所述方法还包括 针对所述通信系统中的每个信道重复从选择所选信道到计算所选信道的最 大似然信道估计的所有步骤。在更进一步的变型中，所述通信系统中的每 个信道对应于由多个数据流中的一个以及所述接收天线中的一个构成的流-接收对，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个信道重复从选择所选 信道到计算所选信道的最大似然信道估计的所有步骤。
在进一步的实施例中， 一种在通信系统中用于优化信道估计的装置包
括接收天线；接收机，用于从所述接收天线接收信号；初始信道估计器 模块，用于从所述通信系统中的一个或多个信道中选择所选信道，以及针 对所选信道基于所接收到的信号来确定初始信道估计；变换模块，用于将 所述初始信道估计变换成包括采样序列的初始冲击响应估计；滤波模块， 用于从所述采样序列中选择采样子序列，并通过将所述初始时域冲击响应 估计中不在所选采样子序列中的采样设为零来生成截短的初始冲击响应估计；以及最大似然信道估计模块，用于使用所选信道的截短的时域冲击响 应估计来计算时域加权冲击响应估计，以及通过将所述时域加权冲击响应 估计变换到频域来计算所选信道的最大似然信道估计。在一种变型中，所 述滤波模块还用于确定信道响应时长，并从所述初始时域冲击响应估计中 选择优化的采样序列作为所述采样子序列，其中，所述优化的采样序列的 时长等于所述信道响应时长，以及选择所述优化的采样序列以使所述优化 的采样序列中的能量最大。在进一步的变型中，所述滤波模块还用于将所 述信道响应时长作为输入来接收。在更进一步的变型中，所述滤波模块还 用于从一组预定数值中选择所述信道响应时长。在更进一步的变型中，所 述滤波模块用于针对所述一组预定数值中的每个数值找出优化的子序列， 其中，所述优化的子序列是时长等于该数值的子序列，所述优化的子序列
被选择为使该子序列中能量超过阈值的所有采样的能量之和最大；以及从 所述一组预定数值中选择出对应的优化子序列具有最高能量的数值来作为 所述信道响应时长。在更进一步的变型中，所选的数值是对应的优化子序 列具有最高能量的最小数值。在更进一步的变型中，所述接收天线是多个 接收天线中的一个。在更进一步的变型中，所述通信系统中的每个信道对 应于由发送天线和所述接收天线构成的发送-接收对。在更进一步的变型中， 所述通信系统中的每个信道对应于由数据流和所述接收天线构成的流-接收 对。
在更进一步的实施例中， 一种携带用于实现在通信系统中对信道估计 进行优化的方法的指令的机器可读介质包括从所述通信系统中的一个或多 个信道中选择所选信道；针对所选信道，确定初始信道估计；将所述初始 信道估计变换成初始时域冲击响应估计，所述初始时域冲击响应估计包括 采样序列；从所述采样序列中选择采样子序列；通过将所述初始时域冲击 响应估计中不在所选的采样子序列中的采样设为零，来生成截短的时域冲 击响应估计；使用所选信道截短的时域冲击响应估计来计算时域加权冲击 响应估计；以及通过将所述时域加权冲击响应估计变换到频域来计算所选 信道的最大似然信道估计。在一种变型中，选择所述采样子序列还包括确 定信道响应时长；以及从所述初始时域冲击响应估计中选择优化的采样序 列作为所述采样子序列，其中，所述优化的采样序列的时长等于所述信道
17响应时长，以及选择所述优化的采样序列以使所述优化的采样序列中的能 量最大。在进一步的变型中，确定所述信道响应时长还包括将所述信道响 应时长作为输入来接收。在更进一步的变型中，确定所述信道响应时长还 包括从一组预定数值中选择所述信道响应时长。在更进一步的变型中，从 一组预定时长数值中选择所述信道响应时长还包括针对所述一组预定数值 中的每个数值找出优化的子序列，其中，所述优化的子序列是时长等于该 数值的子序列，将所述优化的子序列被选择为使该子序列中能量超过阈值
的所有采样的能量之和最大；以及从所述一组预定数值中选择出对应的优 化子序列具有最高能量的数值来作为所述信道响应时长。在更进一步的变 型中，所选的数值是对应的优化子序列具有最高能量中的最小数值。在更 进一步的变型中，所述方法还包括将循环移位应用到所述最大似然信道估 计。在更进一步的变型中，所述通信系统包括一个或多个发送天线。在更 进一步的变型中，所述通信系统包括一个或多个接收天线。在更进一步的 变型中，所述通信系统中的每个信道对应于由所述发送天线中的一个以及 所述接收天线中的一个构成的发送-接收对，并且所述方法还包括针对所述 通信系统中的每个信道重复从选择所选信道到计算所选信道的最大似然信 道估计的所有步骤。在更进一步的变型中，所述通信系统中的每个信道对 应于由多个数据流中的一个以及所述接收天线中的一个构成的流-接收对， 并且其中，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个信道重复从选择所 选信道到计算所选信道的最大似然信道估计的所有步骤。
在另一实施例中， 一种在通信系统中的增强型信道估计方法包括从所 述通信系统中的一个或多个信道中选择所选信道；针对所选信道，确定初 始信道估计，所述初始信道估计包括频域采样序列；确定所述初始信道估 计的相位斜率；通过从所述初始信道估计中去除所述相位斜率来生成平坦 相位(flat-phase)信道估计；以及通过将平滑函数应用到所述平坦相位信 道估计来生成所选信道的增强型信道估计。在一种变型中，确定所述初始 信道估计的相位斜率包括确定所述初始信道估计中的所述频域采样序列的 平均相位斜率。在另一变型中，确定所述初始信道估计的相位斜率包括确 定所述通信系统中的每个信道的平均相位斜率，每个信道包括由所述至少 一个发送天线中的一个以及所述至少一个接收天线中的一个构成的一对。在另一变型中，将平滑函数应用到所述平坦相位信道估计还包括计算所述 频域采样序列中的预定数量的相邻采样的加权平均值。在另一变型中，所 述加权平均值根据下列公式来计算
<formula>formula see original document page 19</formula> 其中，是所述平坦相位信道估计中的所述频域采样序列的第k个采样， A"W是对应于所述第k个采样的加权平均值，W是加权平均运算中的预 定采样数量，W/是所述平坦相位信道估计中的采样总数，^是加权系数。
在更进一步的变型中，7V=3， A/= 0.25， ^。 = 0.5，以及j严0.25。在更进 一步的变型中，生成增强型信道估计还包括将所述相位斜率恢复到所述增 强型信道估计。在另一变型中，生成增强型信道估计还包括将循环移位插 入所述信道估计。在另一变型中，所述方法包括将循环移位应用到所述最 大似然信道估计。在另一变型中，所述通信系统包括一个或多个发送天线。 在另一变型中，所述通信系统包括一个或多个接收天线。在另一变型中， 所述通信系统中的每个信道对应于由所述发送天线中的一个以及所述接收 天线中的一个构成的发送-接收对，所述方法还包括针对所述通信系统中的 每个信道重复从选择所选信道到生成所选信道的增强型信道估计的所有步 骤。在另一变型中，所述通信系统中的每个信道对应于由多个数据流中的 一个以及所述接收天线中的一个构成的流-接收对，所述方法还包括针对所 述通信系统中的每个信道重复从选择所选信道到生成所选信道的增强型信 道估计的所有步骤。
在另一实施例中， 一种用于在通信系统中增强信道估计的装置包括 接收天线；接收机，用于从所述接收天线接收信号；初始信道估计器模块， 用于选择与所述接收天线和至少一个发送天线中的一个发送天线相对应的 信道，以及基于所接收到的信号针对所选信道来确定初始信道估计，所述 初始信道估计包括频域采样序列；相位修改模块，用于确定所述初始信道 估计的相位斜率以及通过从所述初始信道估计中去除所述相位斜率来生成 平坦相位信道估计；以及平滑模块，用于通过将平滑函数应用到所述平坦
19相位信道估计来生成所选信道的增强型信道估计。在一种变型中，所述相 位修改模块还用于通过确定所述初始信道估计中的所述频域采样序列的平 均相位斜率来确定所述初始信道估计的相位斜率。在另一变型中，所述相 位修改模块还用于通过确定所述通信系统中的每个信道的平均相位斜率来 确定所述初始信道估计的相位斜率，每个信道包括由所述至少一个发送天 线中的一个以及所述至少一个接收天线中的一个构成的一对。在另一变型 中，所述平滑模块还用于计算所述频域采样序列中的预定数量的相邻采样 的加权平均值。在更进一步的变型中，所述加权平均值根据下列公式来计
<formula>formula see original document page 20</formula>
其中，是所述平坦相位信道估计中的所述频域采样序列的第k个采样， ^，W是对应于所述第k个采样的加权平均值，AT是加权平均运算中的预 定采样数量，A^是所述平坦相位信道估计中的采样总数，4是加权系数。 在更进一步的变型中，W=3， A/ = 0.25，為=0.5,以及乌=0.25。在更进 一步的变型中，所述装置还包括相位恢复模块，用于将所述相位斜率恢复 到所述增强型信道估计。在更进一步的变型中，所述装置还包括移位模块， 用于将循环移位插入到所述信道估计中。在更进一步的变型中，所述接收 天线是多个接收天线中的一个。在另一变型中，所述通信系统中的每个信 道对应于由发送天线和所述接收天线构成的发送-接收对。在另一变型中， 所述通信系统中的每个信道对应于由数据流和所述接收天线构成的流-接收 对。
在另一实施例中， 一种携带用于执行通信系统中的增强型信道估计方 法的指令的机器可读介质包括从所述通信系统中的一个或多个信道中选择 所选信道；针对所选信道，确定初始信道估计，所述初始信道估计包括频 域采样序列；确定所述初始信道估计的相位斜率；通过从所述初始信道估 计中去除所述相位斜率来生成平坦相位信道估计；以及通过将平滑函数应 用到所述平坦相位信道估计来生成所选信道的增强型信道估计。在一种变型中，确定所述初始信道估计的相位斜率包括确定所述初始信道估计中的 所述频域采样序列的平均相位斜率。在另一变型中，确定所述初始信道估 计的相位斜率包括确定所述通信系统中的每个信道的平均相位斜率，每个 信道包括由所述至少一个发送天线中的一个以及所述至少一个接收天线中 的一个构成的一对。在另一变型中，将平滑函数应用到所述平坦相位信道 估计还包括计算所述采样序列中的预定数量的相邻采样的加权平均值。在 更进一步的变型中，所述加权平均值根据下列公式来计算
<formula>formula see original document page 21</formula>其中，是所述平坦相位信道估计中的所述频域采样序列的第k个采样， W，W是对应于所述第k个采样的加权平均值，W是加权平均运算中的预 定采样数量，A^是所述平坦相位信道估计中的采样总数，4是加权系数。 在更进一步的变型中，AT=3， A7 = 0.25，為=0.5，以及鸟=0.25。在另一 变型中，生成增强型信道估计还包括将所述相位斜率恢复到所述增强型信 道估计。在另一变型中，生成增强型信道估计还包括将循环移位插入所述 信道估计。在另一变型中，所述通信系统包括一个或多个发送天线。在更 进一步的变型中，所述通信系统包括一个或多个接收天线。在更进一步的 变型中，所述通信系统中的每个信道对应于由所述发送天线中的一个以及 所述接收天线中的一个构成的发送-接收对，所述方法还包括针对所述通信 系统中的每个信道重复从选择所选信道到生成所选信道的增强型信道估计 的所有步骤。在更进一步的变型中，所述通信系统中的每个信道对应于由 多个数据流中的一个以及所述接收天线中的一个构成的流-接收对，所述方 法还包括针对所述通信系统中的每个信道重复从选择所选信道到生成所选 信道的增强型信道估计的所有步骤。


通过参考附图，将会理解根据本发明的系统和方法的示例性实施例， 该附图并不是要按比例绘出。在图中，各个图中示出的每个相同或近似相同的部件由相似的标记符来表示。为了清楚起见，并未标出每个图中的每 个部件。在图中
根据下面给出的详细说明，结合附图，本发明的特征和性质将变得更 加显而易见，附图中，相似的参考标识在全文中一致地进行标识。 图1是示例性无线网络的示意图。 图2是示例性发送站和接收站的方框图。
图3是用于计算最大似然信道估计的示例性方法的流程图。
图4是用于选择冲击响应时长M的示例性方法的流程图。 图5是用于计算最大似然信道估计的示例性系统的方框图。 图6是计算经过平滑的信道估计的示例性方法的流程图。 图7是用于计算经过平滑的信道估计的示例性系统的方框图。
具体实施例方式
本发明的应用并不限于下面说明中给出或图中示出的部件的构造和排 列的细节。本发明能够实现其它实施例，并可以以其它方式来实施或实现。 此外，本申请中的用语和术语是为了进行说明，而不应当被当作是限制性 的。使用"包括"、"包含"、"具有"、"含有"、"涉及"以及本申 请中的其它变化是要包括后面列出的各项及其等同物，以及附加项。本申 请中使用的词语"示例性的"是表示"用作实例、例子或说明"。本申请 中描述为"示例性的"任何实施例或设备并不必解释为比其它实施例或设 i十更优选或更有利。
示例性MIMO系统
图l示出了具有接入点(AP) 110和一个或多个站(STA) 120的示例 性无线网络100。接入点110通常为一种站，例如固定站，其与其它站进行 通信，例如基站或基站收发机子系统(BTS)、节点或其它接入点。接入点 IIO可以耦合到数据网络130，并可以通过数据网络130与其它设备进行通 信。
站120可以是能够通过无线介质与其它站进行通信的任何设备。站还 可以称为终端、接入终端、用户终端、移动站、移动、远程站、用户设备、用户装置、用户代理、用户站、用户单元或其它类似设备，并可以包含终 端、接入终端、用户终端、移动站、移动、远程站、用户设备、用户装置、 用户代理、用户站、用户单元或其它类似设备的一些或全部功能。在示例
性实施例中，站是蜂窝电话，无绳电话，会话发起协议(SIP)电话，无线 本地环路(WLL)站，手持设备，无线设备，个人数字助理(PDA)，膝 上型计算机，计算设备，无线调制解调器卡，媒体设备(例如、HDTV、 DVD播放器、无线扬声器、相机、可携式摄像机、网络摄像机等)或其它 用户设备中的一个或多个。站120可以与接入点110进行通信。可替换地， 站120可以与另一站120对等进行通信。不论哪一种方式，任何站120可 以包括发射机、接收机或二者，或者作为发射机、接收机或二者来工作。
在示例性实施例中，接入点110是无线网络中心，站120是一个或多 个配有无线网络适配器的计算机。在可替换的示例性实施例中，接入点110 是蜂窝通信站，站120是一个或多个蜂窝电话、寻呼机或其它通信设备。 本领域技术人员将会认识到能够如图1所示来一般地表示的其它系统。
接入点110可配有单个天线112或多个天线112以用于数据发送与接 收。类似地，每个站120也可配有单个天线112或多个天线112以用于数 据发送与接收。在图1中示出的示例性实施例中，接入点IIO配有多个(例 如，两个或四个)天线112，站120a和120b分别配有单个天线112，站120c 配有多个天线112。 一般地，可使用任意数量的天线112;各个站120并不 必要相互具有相同数量的天线112，也不必具有与接入点110相同数量的天 线112。
图2示出了站120和122的方框图(图1中的站120)。站120配有 AV个天线920a…t，站122配有J^个天线952a.…r。每个天线可以是物理 天线或天线阵列。
在示例性实施例中，在站120处，发送(TX)数据处理器914接收来 自数据源912的业务数据和来自控制器930的其它数据。接收到的数据可 以包括任何类型的已编码原始数据，例如语音数据、视频数据或可通过无 线网络进行传输的任何其它数据。TX数据处理器914对数据进行处理(例 如，格式化、编码、交织以及符号映射)并生成数据符号。TX空间处理器 916将导频符号与数据符号进行复用，对已复用的数据符号和导频符号进行发射机空间处理，并将多达A^个输出符号流提供到多达f个发射机(TMTR) 918a...t。每个发射机918对其输出符号流进行处理(例如，调制、转换成 模拟、滤波、放大以及上变频)并生成已调制信号。来自发射机918a...t 的多达A^个已调制信号分别从天线920a...t进行发送。
在示例性实施例中，在站122处，A^个天线952a...r从站120接收已 调制信号，每个天线952将接收到的信号提供给相应的接收机(RCVR) 954a…r。每个接收机954对其接收到的信号进行处理(例如，滤波、放大、 下变频、数字化以及解调)并提供己接收符号。接收(RX)空间处理器956 对已接收符号进行检测并提供数据符号估计。RX数据处理器958还对数据 符号估计进一步进行处理(例如，解交织和解码)并将己解码数据提供给 数据宿960。
对于在站122处其它方向上的传输——从站122到站120，来自数据源 962的业务数据以及来自控制器970的其它数据由TX数据处理器964进行 处理，由TX空间处理器966来与导频符号进行复用并进行空间处理，以及 由多达M个发射机954a.. .r进一步进行处理以生成多达个已调制信号， 这些信号通过天线952a…r来发送。在站120处，来自站122的己调制信号 由i^个天线920a…t接收，由多达A^个接收机918a…t进行处理，由RX 空间处理器922进行空间处理，以及由RX数据处理器924进一步进行处理， 以恢复站122发送的数据。
控制器/处理器930和970分别控制在站120和122处的操作。存储器 932和972分别存储用于站120和122的数据和程序代码。
MIMO-OFDM信号
如上所述，在具有AV个发射天线和^ 个接收天线的MIMO-OFDM系 统中，接收到的等价的基带信号可表示为(在子载波k中)
<formula>formula see original document page 24</formula>(式1)
其中W是^-元素接收向量，ha是A^XATT的MIMO信道矩阵，iu是7Vr个 元素的加性高斯白噪声(AWGN)向量，T[&]是表示发射机空间处理的所 发送调制符号的iVs-元素向量的变换(即，映射到^个发射天线)。W是 并行空间流的数量，其中iVs〈-min(A^MJ， A^是所使用子载波的数量。一般地，在MIMO-OFDM通信系统中可利用一个或多个空间处理技术。 各种空间处理技术对应于不同的从信号符号到发射天线的映射T[sA]。空间 处理可用来改善通信，例如改善信道的信噪比或信道的吞吐量。这些实例 包括
直接映射(DM):当使用DM时，发射机处理T[&]只是Ist，其中I 是A^xiVT单位矩阵。在该情形下，ATs与A/t相同，并且A^〉-A^。采用该方
法，将每个子载波(发送符号向量SA的每个元素)映射到其自身的发送天线。
特征向量导向(ES):当使用ES时，发射机处理由7^ =钇、给出， 其中子载波A的发射导向矩阵^从对A进行奇异值分解(SVD)来得出。 因此在ES方法中，H^UA《，其中^和^是酉矩阵，、是正的实数值 的对角矩阵，其包含降序排列的A的特征值的平方根。特别地，、包括^ 的前iVs个列。
空间扩频(SS):利用空间扩频，发射机处理可由71&]=\￥^来表示， 其中WA为iV^Ws的扩频矩阵，该矩阵的列是正交的。例如，该矩阵可以是 单频率独立酉矩阵，例如结合循环发射分集的哈达马(Hadamard)或傅立 叶矩阵，使得得到的扩频矩阵为
其中W包括哈达马或傅立叶矩阵的前^Vs列。为使Wt是频率的函数，为每 个发射天线分配了由矩阵Qt表示的循环延迟，其引入了线性相移。该循环 变换可在频域中由AV<7VT的对角矩阵来表示<formula>formula see original document page 25</formula>
其中&为发射天线/r的延迟间隔。
除了以上技术以外，或者附加于以上技术，还可以利用其它方法，包 括波束成形、空时块编码或者空频块编码。
初始信道估计
不论是否使用或使用上述哪一种技术， 一旦接收到信号，接收机必须 将信号中包含的A^s个数据流进行分离和解调。在一个实施例中，这通过应 用空间均衡来完成，然而也可以使用其它技术来对流进行分离。基于如接收机所见的有效信道的估计来计算均衡器加权。对于上述技术，有效信道
在DM情形下就是Hp在ES情形下是H;C^，在SS情形下为H^^。可以 针对每个子载波A:独立地在频域中执行确定在空间均衡中使用的初始信道 估计。
在一些实施例中，使用训练序列来获得初始信道估计。在这种实施例 中，发射机发送MIMO训练序列，其中，或者通过应用正交覆盖矩阵(在 IEEE 802.1 In中是该情形)，利用音频带交织(即，在单个空间流上在每 个子载波中发送所有训练符号)，或一些其它方法来将空间流正交化。接 收机通过将接收到的符号与已知训练序列进行关联，来计算MIMO信道矩 阵系数的估计(每个子载波)，从而有效地消除调制。当使用训练序列时， 与应用到数据净荷一样，相同的空间映射将应用到训练序列，使得接收机 观察到的有效信道对于二者相同。因此，使用训练序列计算出的信道估计 也可以应用于分离和解调数据信号。
注意，在例如IEEE 802.1 ln的系统中，按每个数据流进行的另外的循 环移位可采用DM、 ES和SS传输方案来进行应用，以避免非有意的波束成 形效应。与前面所述按每个天线进行循环移位相似，该循环移位可在频域 内由iVsxiVs的对角矩阵来表示
0fc = ^g{l， y2 r",;,…,e—乂2^,"-'} (式3 )
其中《是流/s的延迟间隔。
一般地，按每个天线以及每个流进行的循环移位导致在子载波中的相 位相干性降低。然而，只要接收机了解在发射机处应用了何种循环移位， 就可以在计算有效信道估计中对其进行补偿。在按每个流进行循环移位中， 这可以在频域中通过將初始有效信道估计乘以0,的复共轭来容易地完成。 为了去除按每个天线进行的循环移位，接收机必须先取消空间映射矩阵^ 的效用，以分离来自每个发送天线的信号。为此，接收机需要准确地知道 在发送端使用了何种空间映射^ 。
在一些实施例中， 一旦获得了初始信道估计(使用前面所述的训练序 列或通过任何其它方法)，则可将平滑操作或噪声滤波操作应用到初始信 道估计，从而改善初始信道估计的质量。在典型的实施例中，接收机在平 滑或噪声滤波后可将循环移位并入信道估计中，以针对接收到的MIMO训练序列以及后续的数据净荷维持相同的有效信道。 时域最大似然噪声滤波
图3示出了使用最大似然噪声滤波来改善初始信道估计的示例性方法 的方框图。所描述的关于噪声滤波的过程可以单独并独立地应用到每一对 发射和接收天线之间的A^VR个SISO信道中的每一个(或者是A^VR个信道， 如果使用了从7Vs个流到A^个发射天线的任何空间映射，例如ES或SS)。
在下面的说明中，为了使记号简明，去掉了子载波索引L另外，粗体 大写字母表示频域向量和矩阵，而粗体小写字母表示它们在时域的等同量。
单个SISO信道(S卩，MIMO系统中A^VR或A^VR个信道中所选的一个) 的频域信道估计Hb可表示为
H =F-[hOf+N (式4)
其中F为ATfXA^个傅立叶矩阵，h=[ho In ... hM^]为所选信道的时域冲击响 应。时域冲击响应h的时长为iVh，其中7Vh〈iVp， BP，冲击响应包含在时长 为iVp的OFDM循环前缀中。0是长度为7Vf-iVh的零行向量；连接的向量[h O]是将时域冲击响应向量h采用零填充到长度iVf。 N是A^xl的加性高斯白
噪声(AWGN)向量。N是均值为O且方差为cnn的高斯随机变量；因此 Hu是均值为F[h Of且方差为Cnn的高斯随机变量。
H^对应于有限时长冲击响应的部分可称为Hb的"信号部分"。信号 部分包含在由Hu的均值跨越的子空间中。因此，仅含信号以及仅含噪声的 子空间可以如下进行分离
H",F"].[hOr + N (式5)
其中F,和F"是离散傅立叶变换(DFT)矩阵，快速傅立叶变换(FFT)矩阵 或其它时间-频率变换矩阵。FA和F"的大小分别为M x iW和M x (ArriVh)。降 低的空间信号可表示为
r = F〗.HLS=h + F;.N = h + v (式6)
27其中《表示R的Moore-Penrose伪逆，由'F,给出。随机变量v是 均值为0且协方差阵为c;^FfCw^;的高斯型变量。因此，降低的空间信号 的对数似然函数为
log /(r) = - log(;r det(C"))—(《H丄广h)w C;J (《H^ — h)。(式7 )
对数似然函数关于h最大化运算得出H的最大似然(ML)估计量 H肌=FAF/.H￡S ^R(F,Fj-^" .Hts (式8)
可以通过将H"的信号部分从噪声部分中分离出来并将噪声部分滤掉 来确定所选信道的最大似然信道估计。参考图3，完成该过程的示例性方法 如下。
一旦选择了信道(304)，初始频域信道估计Hu可通过任何方法来确 定(308)，例如上面描述的训练序列方法。在示例性实施例中，获取频域 信道估计Hu (步骤308)可以包括对按每个流来循环移位进行补偿，以及 在使用了任意空间映射的情形下对空间映射和按每个天线来循环移位进行 补偿。
在示例性实施例中，通过计算Hu的快速傅立叶逆变换(IFFT)，来 将初始频域信道估计变换(310)到其时域的等同量，即初始时域冲击响应
估计hiS:
、,F".H" (式9)
在示例性实施例中，通过确定初始时域冲击响应估计hi5最大能量部分 的^h个采样的子序列来获得噪声滤波，其中Wh是冲击响应时长。针对固定
的iVh，最大能量子序列可通过将长度为iVh的窗口安排在hi5向量中的不同
开始点以及选择使窗口内能量最大的窗口位置来进行确定。可替换地，最 大能量子序列可通过仅选择能量超过阈值的采样来确定。可替换地，冲击 响应时长iVh无需事先已知;在一些实施例中，必须选择或确定A^h的值(312)。
在下面进一步描述选择或确定Wh的一些方法。
一旦确定了获得初始时域冲击响应估计hu最大能量部分的Wh个采样 的子序列(314)，就将hi5截短(318)。在实施例中，通过将不属于最大 能量子序列的(A^iVh)个采样设为零，来截短初始时域冲击响应估计hu，从 而有效地滤除噪声。步骤308、 310、 312、 314和318共同地执行式8中最
28右边最大似然估计器的矩阵-向量乘法，
"隨=^.1^ (式IO)
使用滤波后的(截短的)初始冲击响应估计hMax，时域加权冲击响应估 计可根据下式来计算(320):
h肌—F/X)—.h顺 (式ll)
将hML变换回频域(322)得到所选MIMO信道的频域最大似然信道估 计Hml:
H肌-F.h肌二Frh肌 (式12)
该过程可针对所有A^^个发射-接收天线对(或者是AV^个信道，如 果应用了任何空间映射)来进行重复，以生成所有信道的全部最大似然 MIMO信道估计(324)。
另外，如上所述，在一些实施例中，循环移位可并入信道估计，以针 对接收到的MIMO训练序列和后续的数据净荷维持相同的有效信道。
如上所述，在一些实施例中给冲击响应时长A/h分配了预定数值。理想 情形下，预定数值7Vh是在获取大部分冲击响应与将噪声滤掉之间的可接受 的折衷；如果ATh太小，则滤波过程将丢掉太多信号采样。然而如果太大， 噪声滤波将是低效的。
在其它实施例中，A^可以通过算法来确定(312)。图4的流程图中示 出了从一组预定数值中选择最优A^的方法312的示例性实施例。在图4中 示出的方法中，处理器在存储器中具有一组M个预定数值， A^eb,给定噪声本底电平的估计iVo，图4中示出的方法从该组 中选择iVh的最佳选择，以及初始时域冲击响应估计h"的 个采样中长度 为M的最大能量窗口的位置。
在图4中示出的实施例中，如果要使用预定义的iVh (402)，则选择 W的方法可以跳过(420)。否则，选择第一候选^值wo (404)。然后， 如下确定具有最大能量的长度为wo的子序列。在初始时域冲击响应估计hiS 中的每个开始位置考虑长度为^()的窗口。对于每个开始位置，对长度为wo 的窗口中所有点的能量进行求和(408， 412)，其中将能量未超过阈值能 量(噪声本底iVo)的点排除在求和之外。保存得出长度为wo的窗口内最高
29总能量的开始位置^及相应的能量(412)。这对集合中每个候选iVh数值 重复该操作。最后，选择具有最大能量的iVh值(418)，用来计算最大似 然信道响应估计。如果多于一个候选iVh数值得出最大能量(或者，可替换 地，如果多于一个A^数值超过预定义的最大能量阈值)，则选择最短的这 种候选7Vh数值。相关联的开始位置确定了在图3的步骤318中将初始时域 冲击响应估计his中的哪(AWVy个采样设成零。
前面描述的改进的信道估计技术可通过多种方式来实现。例如，这些 技术可以用硬件、软件或软硬件结合的方式来实现。对于硬件实现，用于 这些技术的处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字 信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、 现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用 于执行本申请所述功能的其它电子单元或上述各项的组合中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可采用包括指令的模块(例如， 过程、函数等)来实现，这些指令可由一个或多个处理器来实现以执行本 申请所述功能。指令可以存储在存储器单元中(例如，图2中的存储器单 元972)、在可移动介质上或可由一个或多个处理器(例如，控制器970) 读取并执行的其它对象中。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现 在处理器外，在后一种情况下，存储器单元可以通过本领域公知的各种手 段以通信方式耦合到处理器。
图5示出了设计用来执行前述改善的信道估计方法的系统的示例性实 施例的方框图。该方框图的每个元素可以采用硬件、软件或其组合来实现， 例如前面段落中描述的硬件和软件部件。另外，在一些实施例中，图5中 分别示出的模块可以组合成多用途的模块；同样地，图5中的每个模块自 身可以包括执行部分所描述功能的一个模块或子模块。
在示例性实施例中，系统包括天线502，其可以是物理天线或天线阵列， 并可以是MIMO系统中的多个天线中的一个。天线502连接到接收机模块 504，其可将接收到的信号进行放大并进行任何需要的预处理。信道估计器 模块508针对所选信道计算初始频域信道估计HiS，例如通过前面指出的训 练序列方法或通过任何其它适当的方法。变换模块510将初始频域信道估 计Hu变换到时域以获取初始时域冲击响应估计h 。如前面结合图3和4所描述的，滤波模块512选择初始时域冲击响应估计hu中将被设为零的一 部分，以生成截短的冲击响应估计。最后，最大似然信道估计器模块514 使用截短的初始冲击响应估计来计算所选信道的频域最大似然信道估计 HML。然后，可以将频域最大似然信道估计H^传递给其它处理器模块，以 用于处理进入的数据流。
频域平滑
图6示出了频域平滑的示例性实施例的流程图，即，用于增强初始信 道估计的替代方法。该方法对频域采样迸行操作。如上面讨论的时域最大 似然噪声滤波方法，频域平滑过程可以单独地并独立地应用到每个发射和 接收天线对之间的A^k个SISO信道中的每一个(或者是iVsA^个信道，如 果使用了从iVs个流到iW个发射天线的任何空间映射，例如ES或SS)。
一旦选择了信道(602)，所选信道的初始频域信道估计Hu可采用任 何方法来确定(604)，例如前面描述的训练序列方法。在示例性实施例中， 获取初始频域信道估计Hw (步骤604)可以包括对按每个流来循环移位进 行补偿，以及在使用了任何空间映射的情形下对空间映射和按每个天线来 循环移位进行补偿。
一旦确定了初始频域信道估计Hu，下一步骤(608)是估计Hu的M
个采样的平均相位斜率伊
尸=+ (式13)
Jt=0
伊=tan-、Im(尸)/Re(尸》 (式14)
在可替换的实施例中，取代计算单信道初始信道估计Hu的平均相位斜 率，可以在所有WtA^ (或iVsA^)个SISO信道上对相位斜率进行平均。
一旦计算出了平均相位斜率，则将其从初始信道估计Hu的iVf个采样 中去除(610):
(式1S)
消除平均相位斜率后，可以通过求出数量为W个相邻采样的加权平均 值来获取平滑信道估计(612);即，将初始信道估计H^中的每个采样以 该采样与其任意一侧的若干个采样的加权平均值来代替，从而降低了信道估计中的有效噪声。在一个实施例中，使用了下面的平滑函数: <formula>formula see original document page 32</formula>
(式16)
(式17)
其中{^}表示加权系数。在示例性实施例中，iV=3 ， A尸0.25 ，為=0.5 ， 4=0.25 。 对于端点O0，...(AM)/2，以及^=^「(^+1)/2，... \^1)需要对上述公式进行 略微的修改，因为在加权平均中心采样前面(在低端)或者后面(在高端) 并不包括采样来进行平均。举例来说，这可以通过随着接近端点而减少加 权平均运算中的采样数来解决。在示例性实施例中，当中心采样离任一端 点的距离小于(N-l)/2时，可以调整加权平均运算，以使用较少数量的W'个 采样，其中W、iV。例如， 一种对加权平均运算的修改可以是使用 <formula>formula see original document page 32</formula>
(式18)
其中A:〈(AM)/2，以及
〔T,
(式19)
其中t > (7V-1)/2 - 1 。当在信道估计的端点附近使用W， <个采样时， AT个加权系数A也必须进行调整，使得其和保持为l。
最后，当完成平滑时，在步骤610中去除的相位斜率可以在步骤614 中乘回去，以获得所选信道的经过平滑的信道估计H員
〃加("=^,("', (式20)
在示例性实施例中，针对所有iW7^个发射-接收天线重复(618)该过 程，从而生成完整的经过平滑的MIMO信道估计。
在一些实施例中，接收机还将任意循环移位重新插入到信道估计中， 以针对接收到的MIMO训练序列和后续的数据净荷维持相同的有效信道。
当在采用特征向量导向的实施例中把上面描述的频域平滑应用到
32MIMO训练时，可能希望通过修改发射机导向矩阵^来在发射机的子载波 之间实现某种相位连续性。这维持了导向信道频率相干性(HV)。换言之， 其确保了方程式13和14的假定的正确性，即不同采样之间的相位变化是 平滑的并且是近似线性的。特征向量是相移不变量，因此修改的矩阵义保 持为特征向量矩阵。用于在发射机处实施相位连续性的两个示例性可选方 案为相位连续导向和正实数第一元素导向。对于相位连续导向，可对发射 机导向矩阵K进行如下修改
VA = VJdiag(exp("angle(diag(Vf Vw))))。 (式21)
这针对相邻采样对计算出导向矩阵^中的相位差，并相应地调整导向矩阵， 以生成经过修改的具有相位连续性的导向矩阵^。可替换地，可将下面的 修改应用到^以获取正实数第一元素导向
、=V* *diag(exp(—7, * angle(V* (1,:))))。 (式22 )
与最大似然信道估计技术一样，本申请描述的频域平滑信道估计技术 也同样可采用多种方式来实现。例如，这些技术可以用硬件、软件或软硬 件结合的方式来实现。对于硬件实现，用于这些技术的处理单元可以实现 在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信 号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、 处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它 电子单元或上述各项的组合中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可采用包括指令的模块(例如， 过程、函数等)来实现，这些指令可由一个或多个处理器来实现以执行本 申请所述功能。指令可以存储在存储器单元中(例如，图2中的存储器单 元972)、在可移动介质上或可由一个或多个处理器(例如，控制器970) 读取并执行的其它对象中。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现 在处理器外，在后一种情况下，存储器单元通过本领域公知的各种手段以 通信方式耦合到处理器。
图7示出了设计用来执行前述改善的信道估计方法的系统的示例性实 施例的方框图。该方框图的每个元素可以采用硬件、软件或其组合来实现， 例如前面段落中描述的硬件和软件部件。另外，在一些实施例中，图7中分别示出的模块可以组合成多用途的模块；同样地，图7中的每个模块自 身可以包括执行部分所描述功能的一个模块或子模块。
在示例性实施例中，系统包括天线702，其可以是物理天线或天线阵列， 并可以是MIMO系统中的多个天线中的一个。天线702连接到接收机模块 704，其可将接收到的信号进行放大并进行任何需要的预处理。信道估计器 模块708针对所选信道计算初始频域信道估计Hw，例如通过前面指出的训 练序列方法或通过任何其它适当的方法。
相位修改模块710如上面结合图6所讨论的来计算平均相位，并将其 从初始频域信道估计中去除。同样如上结合图6所讨论的，平滑模块712 将平滑函数应用到信道估计。相位恢复模块714将相位斜率恢复到信道估 计。最后，移位模块718在使用任意循环移位的实施例中恢复该移位。然 后可以将经过平滑的、经过移位的信道估计传递给其它处理器模块，以用 于处理进入的数据流。
所公开的实施例的以上描述用于使本领域的任何技术人员能够实现或 使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改都是显而 易见的，并且本申请定义的一般原理也可以在不脱离本发明的精神和保护 范围的基础上适用于其它实施例。因此，本发明旨在与本申请公开的原理 和新颖性特征相一致。
上文的描述包括一个或多个实施例的实例。当然，为了描述这些实施 例而描述部件或方法的所有能够想到的组合是不可能的，但是本领域普通 技术人员应该认识到，这些实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本 申请中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求范围内的所有改变、修改 和变形。
权利要求
1、一种在通信系统中的优化的信道估计方法，所述方法包括从所述通信系统中的一个或多个信道中选择所选信道；针对所选信道，确定初始信道估计；将所述初始信道估计变换成初始时域冲击响应估计，所述初始时域冲击响应估计包括采样序列；从所述采样序列中选择采样子序列；通过将所述初始时域冲击响应估计中不在所选采样子序列中的采样设为零，来生成截短的时域冲击响应估计；使用所选信道的所述截短的时域冲击响应估计来计算时域加权冲击响应估计；以及通过将所述时域加权冲击响应估计变换到频域来计算所选信道的最大似然信道估计。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述采样子序列还包括 确定信道响应时长；以及从所述初始时域冲击响应估计中选择优化的采样序列作为所述采样子 序列，其中，所述优化的采样序列的时长等于所述信道响应时长，并且所 述优化的采样序列被选择为使得所述优化的采样序列中的能量最大。
3、 根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述信道响应时长还包括 将所述信道响应时长作为输入来接收。
4、 根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述信道响应时长还包括 从一组预定数值中选择所述信道响应时长。
5、 根据权利要求4所述的方法，其中，从一组预定时长数值中选择所 述信道响应时长还包括针对所述一组预定数值中的每个数值找出优化的子序列，其中，所述优化的子序列是时长等于所述数值的子序列，所述优化的子序列被选择为 使所述子序列中能量超过阈值的所有采样的能量之和最大；以及从所述一组预定数值中选择出对应的优化子序列具有最高能量的数值 来作为所述信道响应时长。
6、 根据权利要求5所述的方法，其中，所选数值是对应的优化子序列 具有最高能量的最小数值。
7、 根据权利要求1所述的方法，还包括将循环移位应用到所述最大似 然信道估计。
8、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述通信系统包括一个或多个 发送天线。
9、 根据权利要求8所述的方法，其中，所述通信系统包括一个或多个 接收天线。
10、 根据权利要求9所述的方法，其中，所述通信系统中的每个信道 对应于由所述发送天线中的一个以及所述接收天线中的一个构成的发送-接 收对，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个信道重复从选择所选信 道到计算所选信道的最大似然信道估计的所有步骤。
11、 根据权利要求9所述的方法，其中，所述通信系统中的每个信道 对应于由多个数据流中的一个以及所述接收天线中的一个构成的流-接收 对，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个信道重复从选择所选信道 到计算所选信道的最大似然信道估计的所有步骤。
12、 一种用于在通信系统中优化信道估计的装置，所述装置包括 接收天线；接收机，用于从所述接收天线接收信号；初始信道估计器模块，用于从所述通信系统中的一个或多个信道中选 择所选信道，并针对所选信道基于所接收的信号来确定初始信道估计；变换模块，用于将所述初始信道估计变换成初始冲击响应估计，所述 初始冲击响应估计包括采样序列；滤波模块，用于从所述采样序列中选择采样子序列，并通过将所述初 始冲击响应估计中不在所选采样子序列中的采样设为零来生成截短的初始 冲击响应估计；以及最大似然信道估计模块，用于使用所选信道的截短的时域冲击响应估 计来计算吋域加权冲击响应估计，并通过将所述时域加权冲击响应估计变 换到频域来计算所选信道的最大似然信道估计。
13、 根据权利要求12所述的装置，其中，所述滤波模块还用于确定信 道响应时长，并从所述初始时域冲击响应估计中选择优化的采样序列来作 为所述采样子序列，其中，所述优化的采样序列的时长等于所述信道响应 时长，并且所述优化的采样序列被选择为使得所述优化的采样序列中的能 量最大。
14、 根据权利要求13所述的装置，其中，所述滤波模块还用于将所述 信道响应时长作为输入来接收。
15、 根据权利要求13所述的装置，其中，所述滤波模块还用于从一组预定数值中选择所述信道响应时长。
16、 根据权利要求15所述的装置，其中，所述滤波模块用于针对所述 一组预定数值中的每个数值找出优化的子序列，其中，所述优化的子序列 是时长等于所述数值的子序列，所述优化的子序列被选择为使所述子序列 中能量超过阈值的所有采样的能量之和最大；以及从所述一组预定数值中 选出对应的优化子序列具有最高能量的数值来作为所述信道响应时长。
17、 根据权利要求16所述的装置，其中，所选数值是对应的优化子序列具有最高能量的最小数值。
18、 根据权利要求12所述的装置，其中，所述接收天线是多个接收天 线中的一个。
19、 根据权利要求18所述的装置，其中，所述通信系统中的每个信道 对应于由发送天线和所述接收天线构成的发送-接收对。
20、 根据权利要求18所述的装置，其中，所述通信系统中的每个信道 对应于由数据流和所述接收天线构成的流-接收对。
21、 一种机器可读介质，其携带用于执行在通信系统中优化信道估计 的方法的指令，所述方法包括从所述通信系统中的 一个或多个信道中选择所选信道； 针对所选信道，确定初始信道估计；将所述初始信道估计变换成初始时域冲击响应估计，所述初始时域冲 击响应估计包括采样序列；从所述采样序列中选择采样子序列；通过将所述初始时域冲击响应估计中不在所选采样子序列中的采样设 为零，来生成截短的时域冲击响应估计；使用所选信道的所述截短的时域冲击响应估计来计算时域加权冲击响 应估计；以及通过将所述时域加权冲击响应估计变换到频域来计算所选信道的最大 似然信道估计。
22、 根据权利要求21所述的机器可读介质，其中，选择所述采样子序 列还包括确定信道响应时长；以及从所述初始时域冲击响应估计中选择优化的采样序列来作为所述采样 子序列，其中，所述优化的采样序列的时长等于所述信道响应时长，并且所述优化的采样序列被选择为使得所述优化的采样序列中的能量最大。
23、 根据权利要求22所述的机器可读介质，其中，确定所述信道响应 时长还包括将所述信道响应时长作为输入来接收。
24、 根据权利要求22所述的机器可读介质，其中，确定所述信道响应 时长还包括从一组预定数值中选择所述信道响应时长。
25、 根据权利要求24所述的机器可读介质，其中，从一组预定时长数 值中选择所述信道响应时长还包括针对所述一组预定数值中的每个数值找出优化的子序列，其中，所述 优化的子序列是时长等于所述数值的子序列，所述优化的子序列被选择为 使所述子序列中能量超过阈值的所有采样的能量之和最大；以及从所述一组预定数值中选择出对应的优化子序列具有最高能量的数值 来作为所述信道响应时长。
26、 根据权利要求25所述的机器可读介质，其中，所选数值是对应的 优化子序列具有最高能量的最小数值。
27、 根据权利要求21所述的机器可读介质，其中，所述方法还包括将 循环移位应用到所述最大似然信道估计。
28、 根据权利要求21所述的机器可读介质，其中，所述通信系统包括 一个或多个发送天线。
29、 根据权利要求28所述的机器可读介质，其中，所述通信系统包括 一个或多个接收天线。
30、 根据权利要求29所述的机器可读介质，其中，所述通信系统中的 每个信道对应于由所述发送天线中的一个以及所述接收天线中的一个构成的发送-接收对，并且其中，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个信 道重复从选择所选信道到计算所选信道的最大似然信道估计的所有步骤。
31、 根据权利要求29所述的机器可读介质，其中，所述通信系统中的 每个信道对应于由多个数据流中的一个以及所述接收天线中的一个构成的 流-接收对，并且其中，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个信道重 复从选择所选信道到计算所选信道的最大似然信道估计的所有步骤。
32、 一种在通信系统中的增强型信道估计方法，所述方法包括 从所述通信系统中的 一个或多个信道中选择所选信道； 针对所选信道，确定初始信道估计，所述初始信道估计包括频域采样序列；确定所述初始信道估计的相位斜率；通过从所述初始信道估计中去除所述相位斜率来生成平坦相位信道估 计；以及通过将平滑函数应用到所述平坦相位信道估计来生成所选信道的增强 型信道估计。
33、 根据权利要求32所述的方法，其中，确定所述初始信道估计的相 位斜率包括确定所述初始信道估计中的所述频域采样序列的平均相位斜 率。
34、 根据权利要求32所述的方法，其中，确定所述初始信道估计的相 位斜率包括确定所述通信系统中的每个信道的平均相位斜率，每个信道包 括由至少一个发送天线中的一个以及至少一个接收天线中的一个构成的一 对。
35、 根据权利要求32所述的方法，其中，将平滑函数应用到所述平坦 相位信道估计还包括计算所述频域采样序列中的预定数量的相邻采样的加 权平均值。
36、根据权利要求33所述的方法，其中，所述加权平均值根据下述公 式来计算2 〃2 ' L 2其中，& W是所述平坦相位信道估计中所述频域采样序列的第k个采样，/^""是对应于所述第k个采样的加权平均值，iV是加权平均运算中 的预定采样数量，A^是所述平坦相位信道估计中的采样总数，為是加权系
37、 根据权利要求36所述的方法，其中，W=3， A; = 0.25，為=0.5， ^ = 0.25。
38、 根据权利要求32所述的方法，其中，生成增强型信道估计还包括 将所述相位斜率恢复到所述增强型信道估计。
39、 根据权利要求38所述的方法，还包括将循环移位插入所述增强型 信道估计中。
40、 根据权利要求32所述的方法，其中，所述通信系统包括一个或多 个发送天线。
41、 根据权利要求40所述的方法，其中，所述通信系统包括一个或多 个接收天线。
42、 根据权利要求41所述的方法，其中，所述通信系统中的每个信道 对应于由所述发送天线中的一个以及所述接收天线中的一个构成的发送-接 收对，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个信道重复从选择所选信道到生成所选信道的增强型信道估计的所有步骤。
43、 根据权利要求41所述的方法，其中，所述通信系统中的每个信道 对应于由多个数据流中的一个以及所述接收天线中的一个构成的流-接收 对，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个信道重复从选择所选信道 到生成所选信道的增强型信道估计的所有步骤。
44、 根据权利要求32所述的方法，还包括 使用相位连续导向来发送所选信道。
45、 根据权利要求32所述的方法，还包括 使用正第一元素导向来发送所选信道。
46、 一种用于在通信系统中增强信道估计的装置，所述装置包括 接收天线；接收机，用于从所述接收天线接收信号；初始信道估计器模块，用于选择与所述接收天线以及至少一个发送天 线中的一个发送天线相对应的信道，并且基于所接收到的信号针对所选信 道来确定初始信道估计，所述初始信道估计包括频域采样序列；相位修改模块，用于确定所述初始信道估计的相位斜率，以及通过从 所述初始信道估计中去除所述相位斜率来生成平坦相位信道估计；以及平滑模块，用于通过将平滑函数应用到所述平坦相位信道估计来生成 所选信道的增强型信道估计。
47、 根据权利要求46所述的装置，其中，所述相位修改模块还用于通 过确定所述初始信道估计中的所述频域采样序列的平均相位斜率来确定所 述初始信道估计的相位斜率。
48、 根据权利要求46所述的装置，其中，所述相位修改模块还用于通 过确定所述通信系统中的每个信道的平均相位斜率来确定所述初始信道估计的相位斜率，每个信道包括由所述至少一个发送天线中的一个以及至少-水接收天线中的一个构成的一对,
49、 根据权利要求46所述的装置，其中，所述平滑模块还用于计算所 述频域采样序列中的预定数量的相邻采样的加权平均值。
50、 根据权利要求49所述的装置，其中，所述加权平均值根据下述公 式来计算<formula>formula see original document page 10</formula>其中，/^W是所述平坦相位信道估计中所述频域采样序列的第k个采 样，//"W是对应于所述第k个采样的加权平均值，AT是加权平均运算中 的预定采样数量，A^是所述平坦相位信道估计中的采样总数，4是加权系 数。
51、 根据权利要求50所述的装置，其中，W=3， A7 = 0.25, ^ = 0.5， ^ = 0.25。
52、 根据权利要求46所述的装置，还包括相位恢复模块，用于将所述 相位斜率恢复到所述增强型信道估计。
53、 根据权利要求52所述的装置，还包括移位模块，用于将循环移位 插入所述增强型信道估计中。
54、 根据权利要求46所述的装置，其中，所述接收天线是多个接收天 线中的一个。
55、根据权利要求54所述的装置，其中，所述通信系统中的每个信道对应于由发送天线和所述接收天线构成的发送-接收对。
56、 根据权利要求54所述的装置，其中，所述通信系统中的每个信道 对应于由数据流以及所述接收天线构成的流-接收对。
57、 根据权利要求46所述的装置，还包括 发射机，其使用相位连续导向来发送所选信道。
58、 根据权利要求46所述的装置，还包括 发射机，其使用正第一元素导向来发送所选信道。
59、 一种机器可读介质，其携带用于执行通信系统中的增强型信道估 计方法的指令，所述方法包括从所述通信系统中的 一个或多个信道中选择所选信道； 针对所选信道，确定初始信道估计，所述初始信道估计包括频域采样 序列；确定所述初始信道估计的相位斜率；通过从所述初始信道估计中去除所述相位斜率来生成平坦相位信道估 计；以及通过将平滑函数应用到所述平坦相位信道估计来生成所选信道的增强 型信道估计。
60、 根据权利要求58所述的机器可读介质，其中，确定所述初始信道 估计的相位斜率包括确定所述初始信道估计中的所述频域采样序列的平均 相位斜率。
61、 根据权利要求58所述的机器可读介质，其中，确定所述初始信道 估计的相位斜率包括确定所述通信系统中的每个信道的平均相位斜率，每 个信道包括由至少一个发送天线中的一个以及至少一个接收天线中的一个 构成的对。
62、根据权利要求58所述的机器可读介质，其中，将平滑函数应用到 所述平坦相位信道估计还包括计算所述频域采样序列中的预定数量的相邻 采样的加权平均值。
63、根据权利夢求62所述的机器可读介质，其中，所述加权平均值根 据下述公式来计算乂 2 乂乂A:十1、、乂乂2 )—1其中，//pOt)是所述平坦相位信道估计中所述频域采样序列的第k个采样，Hm"it)是对应于所述第k个采样的加权平均值，w是加权平均运算中的预定采样数量，7Vr是所述平坦相位信道估计中的采样总数，A是加权系数。
64、 根据权利要求63所述的机器可读介质，其中，W=3， A7 = 0.25， 為=0.5， 4 = 0.25。
65、 根据权利要求58所述的机器可读介质，其中，生成增强型信道估 计还包括将所述相位斜率恢复到所述增强型信道估计。
66、 根据权利要求65所述的机器可读介质，其中，所述方法还包括将 循环移位插入所述增强型信道估计中。
67、 根据权利要求58所述的机器可读介质，其中，所述通信系统包括 一个或多个发送天线。
68、根据权利要求67所述的机器可读介质，其中，所述通信系统包括 一个或多个接收天线。
69、 根据权利要求68所述的机器可读介质，其中，所述通信系统中的 每个信道对应于由所述发送天线中的一个以及所述接收天线中的一个构成 的发送-接收对，并且其中，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个《言 道重复从选择所选信道到生成所选信道的增强型信道估计的所有步骤。
70、 根据权利要求68所述的机器可读介质，其中，所述通信系统中的 每个信道对应于由多个数据流中的一个以及所述接收天线中的一个构成的 流-接收对，并且其中，所述方法还包括针对所述通信系统中的每个信道重 复从选择所选信道到生成所选信道的增强型信道估计的所有步骤。
71、 根据权利要求59所述的机器可读介质，还包括 使用相位连续导向来发送所选信道。
72、 根据权利要求59所述的机器可读介质，还包括 使用正第一元素导向来发送所选信道。
全文摘要
本申请公开了无线通信系统中用于增强对信道响应的估计的方法和装置。一种用于在通信系统中优化信道估计的装置(以及相关联的方法)包括接收天线；接收机，用于从所述接收天线接收信号；初始信道估计器模块，用于从所述通信系统中的一个或多个信道中选择所选信道，并且针对所选信道基于所接收到的信号来确定初始信道估计；变换模块，用于将所述初始信道估计变换成包括采样序列的初始冲击响应估计；滤波模块，用于从所述采样序列中选择采样子序列，并且通过将所述初始冲击响应估计中不在所选采样子序列中的采样设为零来生成截短的初始冲击响应估计；以及最大似然信道估计模块，用于使用所选信道的截短的时域冲击响应估计来计算时域加权冲击响应估计，并且通过将所述时域加权冲击响应估计变换到频域来计算所选信道的最大似然信道估计。
文档编号H04L25/02GK101578831SQ200880001633
公开日2009年11月11日 申请日期2008年1月2日 优先权日2007年1月2日
发明者B·比耶克, S·J·霍华德 申请人:高通股份有限公司