[发明专利]信道估计的自适应平滑

说明书

技术领域

本申请大体上涉及通信接收器，并且更特定地涉及用于获得通信信道估计以供在信号处理中使用的技术。

背景技术

通信接收器通常需要知道通信信道的响应，即远程传送器与接收器之间的链路的响应。在无线通信接收器中尤其是这样的，除由传送器与接收器之间的距离产生的减少的信号强度外，无线通信接收器大体上还必须应对干扰、多径散射和传送信号衰退。在许多系统中，因为信道响应可以随时间改变，接收器执行信道传输响应的频繁估计。

例如，在由第三代合作伙伴计划（3GPP）的成员标准化的宽带码分多址（W-CDMA）系统中，信道响应的估计（在下文称为“信道估计”）从瞬时信道测量得到，其进而可通过比较接收及解扩的公共导频信道（CPICH）版本与已知为已经由远程基站（在3GPP文献中经常称为“节点B”）传送的CPICH符号而获得。如在下文进一步详细论述的，信道响应估计通常通过平滑跨一个或多个时隙的这些信道测量（例如，通过对对应于多个符号时间的若干测量滤波）而改进。

用于计算信道响应估计的初始信道测量可以可用于不同的采样时间间隔，例如符号或时隙。它们也可对应于特定路径延迟和/或特定信号频率或频率仓（frequency bin），例如对应于正交频分复用（OFDM）信号中的特定副载波。应意识到对于宽带系统，信道传输响应将大体上随频率以及时间而变化。因此，在各种系统中，信道估计技术可需要考虑各种系统中的时间变化、频率变化或两者。

初始信道估计通常被滤波（即，“平滑”）以便获得改进的信道估计。该平滑可通过对测量求平均、执行信道测量的线性回归或通过使用另一个适合的线性滤波器而进行。这些技术中的任何技术可以看作对信道测量应用滤波器响应，该滤波器响应具有特定时间常数和滤波器带宽。

因为接收器或传送器位置中的改变影响至少信道的多径和衰退特性，接收器和传送器的运动影响信道响应的时变本质。该问题对于高速情形尤其突出，例如在接收器处于车辆中或附连到车辆时。信道响应中较快的变化速率意指必须使用较短的滤波器时间（即，较大的滤波器带宽），以避免所得的信道估计的过度偏差。因此，在一些情况下，滤波器带宽和/或用于获得信道估计的其他滤波器参数可取决于最大多普勒移位和/或噪声功率电平。在一些实现中，这允许平滑滤波器以适应于接收器或传送器的速度，同时也考虑噪声功率电平。于是，例如在低速使用更多滤波并且在高速使用更少滤波是可能的。在噪声功率电平是高的时候使用更多滤波并且在噪声功率电平是低的时候使用更少滤波，这同样可能。

大体上，最佳滤波技术方案是噪声抑制与由于信道跟踪中的误差招致的估计偏差之间的权衡。信道估计技术需要附加改进以在典型接收器可能遇到的多种信号条件和速度下接近最佳滤波技术方案。

发明内容

本发明的各种实施例基于使用于信道估计的平滑滤波器的参数直接适应于当前速度和信噪比（SNR）情形的技术。例如在关注接收器移动性的情形中，这些实施例可以有利地执行快速滤波自适应而不需要接收信号的多普勒扩展的估计或接收噪声的估计。如下文详述的，这些技术基于以下认识：滤波器输出处信道测量与信道估计之间的残差（即，差异）在平滑滤波器未引入估计偏差时不相关而是在平滑滤波器带宽使信道估计产生偏差时相关。一般而言，最准确的信道响应估计可以通过在每个情形下应用尽可能多的滤波，同时仍产生不相关残差或具有足够低相关的残差而获得。

根据一个方面，公开用于在通信接收器中获得平滑信道响应估计的若干方法。示例方法以执行多个信道响应测量（其对应于路径延迟或信号频率/频率仓，或两者）来获得当前估计间隔的有序信道测量样本而开始。对于预定滤波器响应的集合的第一子集中的每个，对有序信道测量样本滤波来获得估计信道响应样本的对应集合。接着，对于估计信道响应样本的每个集合，有序残差的对应集合从信道测量样本计算。评估有序残差的每个集合以在有序残差之中确定相关量度，并且更新的滤波器响应基于该评估从预定滤波器响应的集合的第二子集选择，以供在解调接收信号中使用。

在一些实施例中，预定滤波器响应的第一子集包含两个或以上预定滤波器响应，每个具有滤波器带宽，并且第二子集等于第一子集。在这些实施例中，方法进一步包括使用估计信道响应样本的集合（其对应于预定滤波器中所选的一个）用于在当前估计间隔解调接收的信号。在这些实施例中的一些中，这个选择通过在产生小于预定阈值的对应相关量度的两个或以上预定滤波器响应的那些之中选择对应于最低滤波器带宽的估计信道响应样本的集合而执行。