CN100483961C - 延迟估计方法和设备 - Google Patents

Abstract

在健壮延迟估计器系统和方法中，平均PDP缓冲器用作到延迟估计器其它阶段的可靠控制信息源。从每个路径搜索器和调谐耙指操作输出的PDP在平均PDP缓冲器中累加，该缓冲器维护整个允许延迟扩展范围的平均PDP估计量。然后，用指数平均法把当前的(即，瞬时的)PDP估计量加到平均的PDP。平均PDP缓冲器存储当前的PDP估计量和平均的PDP估计量、以及时序和其它类型的关于估计量的信息。平均PDP中的信息提供必要的信息给延迟估计过程的所有的单独子阶段，并且用于控制延迟估计过程中所有的单独子阶段的操作。

Description

延迟估计方法和设备

发明背景

技术领域

本发明涉及无线通信系统中的多径延迟估计，并且具体地涉及估计多径延迟的更健壮和灵活的方法和系统。

背景技术

在码分多址(CDMA)和宽带CDMA(WCDMA)移动通信系统中，例如，通用移动电信系统(UMTS)，数据发射采用扩频调制方法，其中，数据分散在宽频率范围上。每个信道指定唯一的扩展码，用于扩展数据到上述频率范围上。扩展码称为伪随机噪声(PN)码，由1和0(或1和-1)的二进制序列组成，称为“码片”，以伪随机方式分布，并且具有类噪声性质。用于扩展一个数据位、或码片/位的码片的数目可以变化，并且部分依赖于业务信道的数据速率和系统的码片速率。为恢复发射的数据，接收的信号必须用相同的码片速率以相同的扩展码解扩。此外，解调定时必须同步，也就是，解扩码必须在正确的时刻及时应用到接收的信号。

由于多径衰落效应，同一发射信号沿着多条路径在不同的时间传播到接收机单元，获得适当的定时可能困难，例如，参考图1，接收机单元100可通过直接的无障碍的传播路径(路径1)接收来自基站102的发射信号。但是，在多数情况下，也存在许多其它的传播路径(如，路径2，路径3)，基站102的发射天线在任一给定的方向上都不是足够精细地聚焦。因此，接收机单元100可以在不同的时间接收同一信号的多个实例，因为信号各部分在到达接收机单元100之前被周围的各种物体和障碍物(如，住宅104、建筑物106)反射。在相反的方向，从接收机单元100到基站102的传输可能经历相近的多径衰落效应。

多数基于CDMA的系统采用RAKE接收机，它能识别和跟踪给定信道的各种多径信号。然后，根据传输系统的时间分辨率和多径信号的瞬时相位关系，可以组合具有相近传播距离的多径信号，以形成不同的多径分量。每个多径分量指定一个含扩展码副本的解扩器(RAKE耙指(finger))，但这个副本相对于用于直接路径分量的扩展码在时间上有延迟。设置解扩器中的时延量以匹配对应多径分量的路径延迟。解扩后，来自各种解扩器的多径分量相干地组合起来以产生传输的数据或符号的估计量。

为使以上方案生效，RAKE接收机需要得到信道多径延迟的最新知识。为了最大化所检测的多径信号的信号与干扰比，该知识是重要的。此外，接收机单元可用路径的数目越小，所检测的路径可能经历同时强衰落的概率越大。分集的利用，或分集的缺乏，可能导致块错误率(BLER)严重的并且经常是灾难性的退化。

识别多径信号的一种方法是在可能的解扩延迟范围上搜索多条路径。该路径搜索可通过从基站发射导频信号并且在接收机单元应用一系列预先确定的解扩延迟来获得。在预先确定的延迟恰好与多径信号的到达时间一致的地方，将产生更大幅度的信道估计量。然后，结果延迟分布(profile)，可能是复合延迟分布(CDP)或功率延迟分布(PDP，或称功率时延谱)，可接受峰值检测，并且峰值的位置作为信道多径延迟的估计量报告给RAKE接收机。

图2说明了用于路径搜索的一次通过(pass)或迭代的给定信道的示范PDP。图2中的垂直轴代表所检测的信号的幅度，而水平轴代表应用的延迟的大小。图2的PDP示出接收机单元接收的所有信号，包括噪声和干扰信号。但是，只有PDP中的峰值对应于信道的多径信号，这些峰值一起形成信道的脉冲响应。在该次迭代中，搜索窗口(或延迟扩展)包括总共X个延迟单元。一个延迟单元可以是，例如，0.1μs，k个延迟单元就是一个延迟单元的k倍。在随后的迭代或操作中，为了用最近的多径延迟估计量连续地更新RAKE接收机，搜索窗口的位置(即，开始时间)和大小(即，延迟单元的数目)都可以调整。

但是，频繁执行该路径搜索子程序的处理和功率消耗费用通常是昂贵的。因此，代表性的延迟估计采用缩短的搜索窗口、降低的搜索器分辨率和附加的、短的子搜索器子程序来产生PDP某些区域(例如，图2指示的M个延迟)的较高分辨率的估计量。即使用了这些简化措施，发现正确调度搜索器操作和定位搜索窗口的任务仍在许多信道条件下引起严重的困难。因此，一些多径分量避免了检测，因而降低了多径衰落环境的瞬时SIR(信号与干扰比)和利用的分集。

因为RAKE接收机延迟估计功能的实现依赖于指定的系统参数和硬件资源，所以提出可用于所有系统的通用“最好”的解决方案是困难的。例如，虽然存在一些基本的延迟估计体系结构，但是这些体系结构详细的变化甚至更多。不过，相当先进和实用的实现延迟估计器可设想包括下列阶段：路径搜索器、调谐耙指、路径分辨和跟踪，以及搜索器窗口布局和调度。

图3说明了RAKE接收机的基本延迟估计器。正如所见，延迟估计器300包括路径搜索器(PS)302、调谐耙指(TF)304、路径分辨和跟踪模块306，以及搜索窗口布局和调度模块308，如图所示互连的全部。路径搜索器302是计算延迟范围上的瞬时的信道脉冲响应估计量(复合或功率)的设备，该延迟范围构成了系统允许的最大延迟扩展的有效部分。给定延迟值的CDP或PDP是通过把接收的导频符号的数据和适当延迟的扩展序列的副本相关来估计，这是在技术中众所周知的方法。经常，路径搜索器302主要用作检测路径存在性的装置，因此，它的输出分辨率可能比RAKE接收机要求的分辨率略低。

调谐耙指304是用于产生窄延迟窗口(例如，图2中的M个延迟)上的高分辨率瞬时CDP或PDP的装置。调谐耙指304可包括M个解扩器，每个解扩器调谐到M个相邻的延迟之一。除了调谐耙指304的解扩器通常是一起被更紧密的分隔外，调谐耙指304的解扩器与路径搜索器的RAKE耙指的解扩器相似。因为高分辨率，调谐耙指304通常用于在本地精细确定路径搜索器302提供的较粗略的PDP信息。

路径分辩和跟踪模块306，包括一组信号处理和逻辑算法，从路径搜索器302和调谐耙指304的输出中提取物理的路径位置信息。该位置信息然后作为延迟估计给随后的RAKE接收机阶段，并且，指定不同的路径给RAKE耙指。一旦指定，该指定在有效的时间上保持不变，以允许可靠的功率和干扰估计。信号处理和逻辑算法的复杂程度依赖于系统参数变化显著，变化范围可从简单的峰值检测到复杂的去卷积和过滤算法。

调度和窗口布局模块308包括控制逻辑，控制逻辑确定每个路径搜索器周期的路径搜索器和调谐耙指激活的定时以及它们各自的窗口位置。激活的定时可以是固定的(周期性的)，或可以是依赖于源自周围环境的信号，而定位通常依赖于以前检测的路径的位置。

图3所示的由延迟估计器300提供的延迟估计的性质本质上是瞬时的，因为，对于简单的实现，特定的步骤仅基于由前一阶段提供的信息进行。但是，经常发现，在某些要求高的信道条件下，这种无记忆的操作得不出满意的结果。例如，在低信号与干扰比(SIR)的条件下，瞬时区分由于物理路径引起的PDP的峰值是困难的。衰落效应也使得在路径搜索器操作时仅基于瞬时路径幅度检测和跟踪路径变得困难。此外，对于宽延迟扩展的信道，精确的路径搜索器窗口布局对于避免错过具有大能量的路径是必需的。

减轻上述顾虑的一种方法是，在路径检测和控制逻辑阶段(例如，路径分辩和跟踪阶段)的某些点建立某时间的平均(或过滤)。但是发现，系统级延迟估计器成功的实现，对找到适当的过滤参数组合非常灵敏。反过来，这些参数经常依赖于特定的目标信道条件。因此，期望提供更健壮的延迟估计器体系结构，对上面提到的困难的信道条件不太敏感。

EP1033823涉及RAKE接收机，它包括延迟分布检测器、延迟分布平均单元、加权函数单元、环路滤波器、时钟控制器和扩展码发生器。数据符号检测器和加权函数单元都接收延迟分布和平均延迟分布为输入。加权函数单元计算代表值，如路径功率的中心。代表值由加权函数单元输入至环路滤波器，环路滤波器平滑路径位置的瞬时波动以产生时钟控制信号。时钟控制信号馈送到时钟控制器，时钟控制器控制时钟信号提供给扩展码发生器。馈送扩展码发生器到匹配滤波器以形成定时同步。

EP0989685涉及RAKE接收机，其中，指示信号功率分布的延迟分布被测量。在测量延迟分布的基础上估计干扰波功率值。在估计干扰波功率值的基础上从延迟分布中提取有效数据。从提取的有效数据中检测多个相关峰值的位置。在相关峰值位置的基础上确定对RAKE接收电路的路径分配。

发明内容

本发明涉及健壮延迟估计器系统和方法。在一些实施例中，延迟估计器系统和方法包括平均PDP缓冲器(APB)，用作到延迟估计器其它阶段的可靠控制信息源。从每个路径搜索器和调谐耙指操作输出的PDP在平均PDP缓冲器中累加，该缓冲器维护整个允许的延迟扩展范围的平均PDP估计量。然后把当前的(即，瞬时的)PDP加到平均PDP，例如，用指数平均法。平均PDP缓冲器存储平均PDP估计量、以及定时和其它类型的关于估计量的信息。平均PDP中的信息提供必要的信息给延迟估计过程中所有的单独子阶段，并且用于控制延迟估计过程中所有的单独子阶段的操作。

通常，一方面，本发明涉及用于基于扩频的移动通信系统中的多径延迟估计器。多径延迟估计器包含：路径搜索器模块，能在多个延迟的每一个延迟上获得信道的信道估计量。路径搜索器模块被配置为基于信道估计量来编译信道的当前延迟分布。多径延迟估计器还包含连接到路径搜索器模块的平均模块。平均模块被配置为使用当前的延迟分布和一个或更多以前的延迟分布来计算信道的平均延迟分布。多径延迟估计器还包含连接到平均模块的延迟分布缓冲器，并适于存储关于当前延迟分布和平均延迟分布的信息。峰值检测器模块连接到延迟分布缓冲器，并被配置为随时间检测平均延迟分布的峰值和跟踪峰值。

具体地，本发明提供一种用于基于扩频的移动通信系统中的多径延迟估计器，所述多径延迟估计器包含：路径搜索器模块，能在多个延迟的每个延迟上获得信道的信道估计量，所述路径搜索器模块被配置为基于所述信道估计量来编译所述信道的当前延迟分布；所述多径延迟估计器的特征还在于：平均模块，连接到所述路径搜索器模块，所述平均模块被配置为使用所述当前延迟分布和一个或更多以前的延迟分布来计算所述信道的平均延迟分布；延迟分布缓冲器，连接到所述平均模块，并适于存储有关所述当前延迟分布、所述平均延迟分布的信息以及有关搜索窗口中每个延迟值的以前更新的定时的信息，所述延迟分布缓冲器适于提供控制信息给多径延迟估计器的其他阶段；相关触发器模块，连接到所述延迟分布缓冲器，并适于基于所述平均延迟分布和所述当前延迟分布来检测阈值事件，并且触发所述路径搜索器模块，以响应所述阈值事件的检测；以及峰值检测器模块，连接到所述延迟分布缓冲器，所述峰值检测器模块被配置为随时间检测所述平均延迟分布的峰值，并跟踪所检测的峰值。

通常，另一方面，本发明涉及在基于扩频的移动通信系统中为信道估计多径延迟的方法。该方法包含以下步骤：为信道定义可用的解扩延迟集合；使用延迟来启动信道的路径搜索，以获得每个延迟上信道的信道估计量；并基于信道估计量，编译信道的当前延迟分布。该方法还包含：使用当前延迟分布和一个或更多以前的延迟分布来计算信道的平均延迟分布。然后，随时间检测和跟踪平均延迟分布中的峰值。

特别地，本发明提供一种在基于扩频的移动通信系统中为信道估计多径延迟的方法，所述方法包含：为所述信道定义可用的解扩延迟集合；使用所述延迟启动所述信道的路径搜索，以获得在每个延迟上所述信道的信道估计量；基于所述信道估计量，编译所述信道的当前的延迟分布；所述方法的特征还在于：在缓冲器中存储有关当前延迟分布、平均功率延迟分布和搜索窗口中每个延迟值的以前更新的定时的信息，所述缓冲器适于提供控制信息给延迟估计功能的其他阶段；使用所述当前延迟分布和一个或更多以前延迟分布，计算所述信道的平均延迟分布；随时间检测所述平均延迟分布中的峰值并且跟踪所检测的峰值；基于所述平均延迟分布和所述当前延迟分布，检测阈值事件；以及重复所述启动步骤，以响应所述检测阈值事件的步骤。

应该强调，该说明书中用到的术语包含是用来说明存在所述特点、整数、步骤或分量，但不排除存在或增加一个或更多其它的特点、整数、步骤、分量或其群。

附图说明

通过参考下面和附图一起的详细描述可以对本发明的方法和系统有更详细的理解，其中：

图1说明了各种示范的多径传播路径；

图2说明了给定信道的示范的功率延迟分布和信道脉冲响应；

图3说明了多径延迟估计系统的先有技术。

图4说明了根据本发明实施例的多径延迟估计系统；以及

图5说明了根据本发明实施例的多径延迟估计方法。

具体实施方式

下面是附图的详细描述，其中同样或相似部分的参考数字转入下页。为了简化描述，将参考功率延迟分布(PDP)来描述本发明。但是应该注意，本发明对PDP和复合延迟分布(CDP)都同等适用。

本发明的实施例提供了用于估计移动通信系统多径延迟的健壮方法和系统。在一些实施例中，来自每个路径搜索器和调谐耙指操作的PDP估计量加到从以前操作累积的平均PDP估计量中。缓冲器用于存储平均PDP估计量、以及定时和其它类型的关于估计量的信息(包括以前更新搜索窗口每个延迟值的定时)。此后，平均PDP缓冲器用作到延迟估计功能的其它阶段的可靠控制信息源，包括峰值检测、调谐耙指激活、路径搜索器激活和搜索窗口定位。这种方案使得长期跟踪多径分量(甚至遇到多径信号的短暂衰落)变得容易，因此可以得到更准确的干扰和功率估计。

现在参考图4，使用功能模块图说明了根据本发明的一些实施例的示范的延迟估计系统。延迟估计系统400包括路径搜索器模块402、调谐耙指模块404和平均PDP缓冲器406。平均PDP缓冲器包含在真实的路径位置可辨别的地方的PDP估计量，甚至当路径由于，例如，接收机单元较小的移动或周围环境的变化而短暂衰落的时候。路径搜索器模块402的任务是，发现当前未反映在平均PDP缓冲器中的新的活动，调谐耙指模块404的任务是，为存在目前检测的路径的区域提供PDP估计量更新，这是基于路径搜索器模块先前的搜索。然后，平均PDP缓冲器406用于提供一些用于进行多径延迟估计的逻辑支持函数(function)。

这些延迟估计支持函数之一包括向RAKE接收机单元(未示出)报告延迟估计。在一些实施例中，通过采用峰值检测模块408检测存储在平均PDP缓冲器中的平均PDP，延迟估计报告是直接从平均PDP缓冲器进行的。然后所检测的峰值报告为存在多径分量的区域。峰值检测模块408还用平均PDP缓冲器提供路径跟踪或从特定路径到在所报告的峰值列表中的指定峰值位置的映射。

另一个延迟估计支持函数包括在时间上布局或定位路径搜索器窗口。在一些实施例中，路径搜索器窗口布局通过重心计算模块410采用存储在平均PDP缓冲器的信息来控制。更具体地，重心计算模块410计算存储在平均PDP缓冲器的平均PDP的重心COG(见下面的等式(3))。然后，该重心可用于控制路径搜索器窗口的布局。例如，可在时间上向前或向后调整路径搜索器窗口以保持平均PDP的重心在路径搜索器窗口中心的附近。这种方案给了路径搜索器窗口捕获所有有效多径分量的最大可能性。

虽然上面的示范实施例采用了重心计算，但是所用的特定窗口布局算法对于本发明的实践不是必需的。其它算法，例如基于从PDP捕获的能量，也可在不脱离本发明保护范围的前提下采用。

而另一延迟估计支持函数包括在时间上布局或定位调谐耙指窗口。在一些实施例中，调谐耙指窗口布局通过峰值检测模块408控制，这基于存储在平均PDP缓冲器的平均PDP中所检测的峰值。正如前面提到的，调谐耙指窗口可用于使似乎存在多径分量的PDP估计量的区域更有效。更具体地，某些基于平均PDP检测的峰值被指定到RAKE接收机的几个调谐耙指之一。此后，调谐耙指启动该区域的高分辨率的路径搜索，以更准确地估计那个区域的PDP。

而另一延迟估计支持函数包括计划外激活或启动路径搜索器。当某一阈值事件或某些阈值事件发生时启动计划外路径搜索，并且，需要用最近的延迟估计量更新PDP估计量。例如，如果瞬时PDP与平均PDP的相关突然快速下降到低于某一阈值，可能需要更新PDP估计量。在一些实施例中，阈值事件的检测是通过相关触发器模块412用存储在平均PDP缓冲器的平均PDP完成的。相关触发器模块412进行当前的(即，瞬时的)PDP估计量和平均PDP的相关以确定在多径环境中是否有任何突然的变化。如果相关触发器模块412检测到阈值事件，它发送信号到路径搜索器模块402，以启动路径搜索来更新PDP估计量。这种计划外的路径搜索激活体制，使得定期调度的路径搜索的频率在不降低PDP估计量的准确性的前提下减少。

平均模块414进行把当前PDP估计量加到平均PDP的任务。在一些实施例中，平均模块414采用加权的或指数平均函数把当前的PDP估计量加到平均的PDP。这种指数平均的优点在于，当维护短暂衰落的多径信号的存储时，越近的PDP估计量在平均的PDP中赋予越多的权值，以反映目前的多径环境。在一些实施例中，平均的PDP包括全部允许延迟扩展范围的估计量。此外，在一些实施例中，可调整平均常数以匹配信道变化率。平均常数(将在下面描述)，控制从平均的PDP估计量中去除历史数据影响的速率。马上会解释平均模块414的操作。

设在时隙l的延迟k的当前的PDP估计量为a_k ^(l)。时隙l可以是发射间隙，如WCDMA中的功率控制时隙。可计算瞬时的PDP，a_k ^(l)，例如通过把接收的导频符号和延迟k个延迟单元的相关的扩展序列相关的方法。相关可采用，例如，对几个导频符号或时隙进行相干的和/或不相干的累加。这种估计PDP的方法在技术上是众所周知的，不在这里描述。

设在时隙l的延迟k的平均的PDP估计量为g_k ^(l)，并且假定该延迟最近的更新发生在时隙L_k。可根据下式，用当前的(即，瞬时的)PDP估计量更新平均PDP：

$g_k^{\left(l\right)}={\mathrm{\φ}}^{l-L_k}\·g_k^{(l-1)}+(1-{\mathrm{\φ}}^{l-L_k})\·a_k^{\left(l\right)}---\left(1\right)$

其中φ代表平均常数。在一些实施例中，如上所述，平均常数φ可以是N_d个时隙的指数时间常数，其中N_d应该设足够长以并入几个衰落周期。但是，注意，当发生突然的信道变化时，较短的N_d值有较快的响应时间。理想地，描述信道变化率的多普勒估计量可用于调整N_d以适应信道。在任何情况下，φ的等式可以表示为：

$\mathrm{\φ}=e^{-\frac{1}{N_d}}---\left(2\right)$

当延迟k得不到瞬时的PDP估计量a_k ^(l)时，那么，由式(1)，平均PDP可表示为(1)g_k ^(l)＝g_k ^(l-1)。另一方面，如果a_k ^(l)存在，但g_k ^(l)还未被初始化，那么，平均的PDP可表示为g_k ^(l)＝a_k ^(l)。注意，在优选实施例中，平均的PDP信息g_k ^(l)在全部可能的路径延迟范围上维护。在可选的实施例中，平均的PDP信息g_k ^(l)只对当前存在路径的PDP区域维护。

此后，平均的PDP可用作其它延迟估计支持函数的PDP估计量的来源。例如，在一些实施例中，重心计算模块410可基于平均的PDP，g_k ^(l)确定路径搜索器窗口布局，如下：

${\mathrm{COG}}^{\left(l\right)}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{j}j\·T_j^{\left(l\right)}}{{\mathrm{\Σ}}_j{T}_j^{\left(l\right)}}---\left(3\right)$

其中j代表一个码片，T_k ^(l)是预先确定的阈值PDP(下面定义)，并且，重心以码片为单位给出。此外，对每个码片j，码片中PDP最大值的延迟位置，确定如下：

$m\left(j\right)=\arg \underset{j}{\max }{g}_j^{\left(l\right)},j\∈[n_{o}j...n_{o}j+n_o-1]---\left(4\right)$

其中n_o是过采样率。因此，对于窗口布局的确定，只有一个码片会被包括在重心计算中。由式(4)，T_k ^(l)可表示如下：

$T_k=\left\{\begin{array}{cc}{g}_{m\left(j\right)}^{\left(l\right)},& g_{m\left(j\right)}^{\left(l\right)}>\max [{\mathrm{\β}}_1\left({\max }_k{g}_k^{\left(l\right)}\right),{\mathrm{\β}}_2{I}_0]\\ 0,& \mathrm{else}\end{array}\right\}---\left(5\right)$

其中β₁和β₂是随系统而定的阈值值(可能试探地选择，如，β₁＝0.1和β₂＝2)，I₀代表估计的平均干扰功率。例如，用RAKE耙指提供的干扰估计量，可计算I₀这个量。设定阈值减少了来自平均PDP，g_k ^(l)中引起干扰的项的偏置影响。因此，对于窗口布局的确定，如果，第j个码片延迟的PDP值与全部PDP上的PDP最大值相比足够大(如，至少0.1x)，并且比引起干扰的噪声层(noise floor)大的多，那么重心计算中只包括第j个码片延迟。

已知所计算的重心，可放置路径搜索窗口，以使窗口捕获多数的信道功率。例如，可放置窗口，使得窗口长度的1/3在重心值前。为了检测在标称搜索区域外的活动，路径搜索窗口可周期地放置在重心表明的边界外。

在一些实施例中，平均的PDP还可由峰值检测模块408用来识别多径分量的存在性。因为平均PDP缓冲器最好在比衰落率慢但比物理路径移动(延迟变化)快得多的时间尺度上平均，所以平均PDP缓冲器的内容可用于估计单独的路径延迟。例如，期望的路径延迟可估计为最大平均PDP值的位置。因此，对于在时隙l的每个期望路径延迟t_n ^(l)，g_k ^(l)是峰值检测的，并且峰值的位置可表示如下：

$t_n^{\left(l\right)}=\arg \underset{k}{\max }{g}_k^{\left(l\right)}---\left(6\right)$

在一些实施例中，阈值条件(见图2)是强加的，例如，要求 $g_{t_n^{\left(l\right)}}^{\left(l\right)}>\mathrm{\β}{g}_{t_1^{\left(l\right)}}^{\left(l\right)}$ (其中阈值β可以试探地确定)。要求在时隙l的第n条报告路径的功率至少等于第一条路径的某部分功率，可以减少来自噪声和/或脉冲形旁瓣的作用。然后通过对 $k=t_n^{\left(l\right)}-M/2...t_n^{\left(l\right)}+M/2$ 设置g_k ^(l)＝0，把对应于最小路径间隔约束(如，一个码片)的t_n ^(l)周围的区域排除在进一步的峰值检测操作外。然后，重复采用等式(6)的峰值检测周期直到要求的延迟t_n ^(l)的N_r被报告(即n＝1...N_r)。通过加入简单的位置簿记算法，由此特定的延迟被报告在延迟列表中一致的位置里，该排序方法自动完成跟踪任务，因为对于真实路径，峰值在延长的时间内仍存在于平均PDP缓冲器中。

在一些实施例中，平均的PDP还可由峰值检测模块408用来放置调谐耙指。例如，设N_f代表调谐耙指的数目。然后在时隙l用两种类型的信息放置N_f个调谐耙指。第一，在第l-1个时隙报告的延迟t_n ^(l-1)，其中n＝1...N_r，被选作窗口中心点。可允许的PDP位置v_k的临时缓冲器被维护，其中，最初v_k＝g_k ^(l)。每当宽度为M的调谐耙指窗口指定时，就清除周围区域：对 $k=t_n^{\left(l\right)}-M/2...t_n^{\left(l\right)}+M/2(v_k=0),$ 该步骤确保具有可能合适性质的区域会在g_k ^(l)中适当地更新，并且考虑用于在当前时隙报告，确保没有重叠的耙指极接近地放置。

剩余的N_f-N_r个调谐耙指然后放在由平均的PDP数据确定的位置。对于每个耙指，v_k是峰值检测的，并且调谐耙指窗口位居峰值位置的中心。此外，当计算调谐耙指窗口的PDP估计量时，v_k的周围区域被清除以避免重叠。该部分处理提供了一种机制，重新捕获衰落的但未从平均的PDP中消失的路径。

在一些实施例中，平均的PDP还可由相关触发器模块412用来检测阈值事件。然后，阈值事件的检测可用于启动计划外的路径搜索以更新PDP估计量。该检测可通过执行当前的PDP估计量和平均的PDP之间的相关来完成，按如下进行。用D_l代表由时隙l的调谐耙指覆盖的延迟位置的全集。然后，这N_f个调谐耙指(每个具有窗口长度M(即，M个延迟单元，见图2))产生瞬时的PDP估计量，b_k ^(l)。结果是集合D_l的M·N_f延迟值的全部，也就是，k∈D_l。然后，通过计算相关积可以确定瞬时的PDP估计量和平均的PDP之间是否匹配：

$c_l=\underset{k\∈D_l}{\mathrm{\Π}}{b}_k^{\left(l\right)}\·g_k^{\left(l\right)}---\left(7\right)$

有时，发生诸如相关积快速下降的阈值事件，结果

$\frac{c_l}{c_{l-1}}<\mathrm{\&gamma;},---\left(8\right)$

其中γ是另一个依赖于系统的阈值参数(也可以试探地发现)。在那种情况下，平均和瞬时的信息之间的匹配降低，很可能是因为真实的、实际的物理路径结构的变化。当这种情况发生时，可调度路径搜索操作来更新平均PDP中较宽的延迟范围。

另一个能触发计划外路径搜索的事件，是当单独的平均路径幅度突然下降的时候。这种平均路径幅度的下降可以通过相互比较由预先确定的时间间隙分隔的各自的路径幅值来检测。时间间隙最好是略微超过平均的PDP过滤时间常数。

图5说明了根据本发明的一些实施例的示范延迟估计方法500。这种方法500可以作为软件、硬件或二者的组合来实现。在步骤502，为搜索窗口中预先确定的延迟集合启动路径搜索。在步骤504，获得当前的PDP的估计量。在步骤506，当前的PDP估计量加到平均的PDP。在一些实施例中，可采用指数平均函数把当前PDP估计量加到平均的PDP。在步骤508，选择不同的调度和激活选项。不同的调度和激活选项可以基于一些预先确定的事件的发生自动选择，或者可以根据一些定期的调度选择。在一些实施例中，所选的选项包括，在步骤510检测和跟踪平均的PDP的峰值。然后，在步骤512，所检测的峰值被报告为估计的延迟(例如，向RAKE接收机)。然后，该方法返回到调度和激活选择步骤(在步骤508)。

在一些实施例中，搜索窗口布局的确定是在步骤514选择的。在步骤514，搜索窗口布局可基于平均的PDP采用例如重心计算或一些其它的的方法确定。然后，在步骤516，搜索窗口布局用于调整路径搜索窗口。然后，该方法返回到步骤502，启动另一次的路径搜索操作。

在一些实施例中，调度和激活步骤508使得平均的PDP和当前的PDP估计量一起用于在步骤518确定其间的相关。然后，在步骤520，进行关于相关结果是否低于预先确定的相关阈值的确定。如果不是，该方法然后返回到步骤502，启动另一次的路径搜索操作。如果是，启动计划外的路径搜索来更新PDP估计量。然后，该方法返回到步骤502，启动另一次定期调度的路径搜索器操作。

在一些实施例中，调度和激活步骤508使得在步骤524实现高分辨率的平均的PDP估计量。然后，在步骤526，高分辨率的PDP估计量可用于调整一个或多个调谐耙指窗口。然后，该方法返回到步骤506，把高分辨率PDP估计量加到平均的PDP估计量。

正如前面描述所说明的，本发明的实施例提供了一种估计多径延迟的简单且健壮的系统和方法。本发明的优点包括：长期跟踪衰落路径、允许得到更准确的对每个RAKE耙指的干扰和功率估计。此外，当路径不再强衰落时，路径自动地重新被发现，不需要运行路径搜索来检测它们。此外，在稳态操作时，大大降低了对路径搜索窗口布局错误的灵敏度。

即使当路径搜索和调谐耙指运行的更新间隙不是完全定期的时候，也可以维护期望的平均时间常数。这种不定期可能是由于例如硬件或其它的资源限制。在这种可能情况下，平均时间常数可通过调整式(1)的l-L_k项来维护，因此，在硬件激活和实时的DSP处理方面，提供了额外的灵活性。当维护平均时，这种可调整的平均时间常数也使得能够快速适应变化的信道条件(多普勒变化、新路径的出现)。

此外，即使当调谐耙指窗口的位置从一个周期变化到下一个周期时，也能检测到信道结构的变化。更重要地，上面的优点不需要一些先进的信号处理算法绑定到各种延迟估计支持函数，但是可以通过延迟估计体系结构核心中的一个平均操作来实现。

尽管在此公布有限的实施例，本技术领域的普通技术人员会理解，在不脱离本发明保护范围的前提下，可以对上面描述的实施例进行变化和修改。例如，尽管本发明的实施例是参考PDP估计描述的，但是，本发明并不局限于此，当然可适用于CDP估计。此外，平均时间常数可通过来自内部的延迟估计系统或外部的信号的信息控制，并且对不同的延迟可能相同或不同。此外，平均PDP缓冲器可以以子码片或码片分辨率来维护，取决于系统的存储器要求/性能的折衷。本领域普通技术人员熟知的任何数目的路径分辨法、峰值检测法、递减法或梳状滤波法都可采用。此外，路径搜索窗口布局可基于重心、平均的延迟或最大的幅度延迟、PDP中的能量捕获和其它的参数。最后，路径搜索和调谐耙指激活可基于固定的调度(延迟估计系统内部的事件检测)或由外部的信号触发。因此，所附权利要求书是用来包含所有落在本发明保护范围之内的变化和修改。

Claims (15)

1.一种在基于扩频的移动通信系统中为信道估计多径延迟的方法，所述方法包含：

为所述信道定义可用的解扩延迟集合；

使用所述延迟来启动所述信道的路径搜索，以获得在每个延迟上所述信道的信道估计量；

基于所述信道估计量，编译所述信道的当前延迟分布；

所述方法的特征还在于：

使用所述当前延迟分布和一个或更多以前的延迟分布，计算所述信道的平均延迟分布；

随时间检测所述平均延迟分布中的峰值并跟踪所检测的峰值；

基于所述平均延迟分布和所述当前延迟分布，检测阈值事件；以及

重复所述启动步骤，以响应检测所述阈值事件的步骤，

其中所述检测步骤包含把所述当前延迟分布和所述平均延迟分布相关，并且基于相关的结果执行所述重复步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，还包含以下步骤：将有关当前延迟分布和平均延迟分布的信息存储在一个缓冲器中。

3.根据权利要求1所述的方法，还包含：计算所述平均延迟分布的重心，并且基于所述重心计算的结果及时调整所述延迟集合的位置。

4.根据权利要求1所述的方法，还包含：基于所检测的峰值，启动在所述延迟的子集上的调谐耙指布局搜索。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算平均延迟分布的步骤包括计算所述延迟分布的指数平均。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述延迟分布是功率延迟分布。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述延迟分布是复合延迟分布。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述阈值事件基于所述当前延迟分布与所述平均延迟分布的瞬时比。

9.一种用于基于扩频的移动通信系统中的多径延迟估计器，所述多径延迟估计器包含：

路径搜索器模块，能在多个延迟的每个延迟上获得信道的信道估计量，所述路径搜索器模块被配置成基于所述信道估计量来编译所述信道的当前延迟分布；

所述多径延迟估计器的特征还在于包含：

平均模块，连接到所述路径搜索器模块，所述平均模块被配置成使用所述当前延迟分布和一个或更多以前的延迟分布来计算所述信道的平均延迟分布；

延迟分布缓冲器，连接到所述平均模块，并适于存储有关所述当前延迟分布和所述平均延迟分布的信息；

相关触发器模块，连接到所述延迟分布缓冲器，并适于基于所述平均延迟分布和所述当前延迟分布来检测阈值事件，并且触发所述路径搜索器模块，以响应所述阈值事件的检测；以及

峰值检测器模块，连接到所述延迟分布缓冲器，所述峰值检测器模块被配置成随时间检测所述平均延迟分布的峰值，并跟踪所检测的峰值，

其中所述相关模块还适于把所述当前延迟分布和所述平均延迟分布相关，并且适于基于所述相关的结果来启动路径搜索。

10.根据权利要求9所述的多径延迟估计器，还包含：重心模块，连接到所述延迟分布缓冲器，并被配置成计算所述平均延迟分布的重心，并且基于所述重心计算的结果及时调整所述延迟集合的位置。

11.根据权利要求9所述的多径延迟估计器，还包含：调谐耙指模块，被配置成基于所检测的峰值来启动在所述延迟的子集上的调谐耙指布局搜索。

12.根据权利要求9所述的多径延迟估计器，其中所述平均模块被配置成计算指数平均的延迟分布。

13.根据权利要求9所述的多径延迟估计器，其中所述延迟分布是功率延迟分布。

14.根据权利要求9所述的多径延迟估计器，其中所述延迟分布是复合延迟分布。

15.根据权利要求9所述的多径延迟估计器，其中所述阈值事件基于所述当前延迟分布与所述平均延迟分布的瞬时比。

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