CN101946473B

CN101946473B - 具有冲激性干扰的无线系统中的信道估计

Info

Publication number: CN101946473B
Application number: CN2009801053249A
Authority: CN
Inventors: A·萨姆帕斯; H·李
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2008-03-20
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: WO2009117254A2; KR20110139773A; KR101166993B1; CN101946473A; WO2009117254A3; US20090238289A1; EP2255503A2; KR20100136513A; US8520747B2; KR101193303B1; JP2011515950A; TW200947980A

Abstract

本发明描述了有助于检测无线通信网络中导频信号的冲激性干扰的存在性并在估计数据信道以解码导频信号时考虑此类干扰的系统和方法。可将收到导频信号的部分与其它部分作对比以形成类似部分的相关子集。子集中部分的数目可指示高无干扰可能性，而不在子集中的部分可在估计信道以供解码时被丢弃或较少地加权。在模糊子集或部分的情形中，一个或多个子集/部分可各自被用于估计信道，且数据可被解码多次。可选择导致较高解码度量的解码。作为补充，描述了用于将导频信号插入数据内的系统和方法。

Description

具有冲激性干扰的无线系统中的信道估计

背景

I.领域

以下描述一般涉及无线通信，尤其涉及保护导频免受无线通信系统中的冲激性干扰。

II.背景

无线通信系统被广泛部署用以提供诸如语音、数据等各种类型的通信内容。典型无线通信系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如，带宽、发射功率...)来支持多用户通信的多址系统。这些多址系统的示例可包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、以及正交频分多址(OFDMA)系统等。

一般，无线多址通信系统可同时支持多个移动设备的通信。每个移动设备可经由前向和反向链路上的传输与一个或多个基站通信。前向链路(或下行链路)是指从基站至移动设备的通信链路，而反向链路(或上行链路)是指从移动设备至基站的通信链路。此外，移动设备与基站之间的通信可经由单输入单输出(SISO)系统、多输入单输出(MISO)系统、多输入多输出(MIMO)系统等来建立。另外，移动设备可以对等或自组织无线网络配置与其它移动设备(和/或基站与其它基站)通信。

MIMO系统通常采用多个(N_T)发射天线和多个(N_R)接收天线进行数据传输。在一个示例中，天线可涉及基站和移动设备两者，从而允许无线网络上设备之间的双向通信。在OFDMA无线网络中，移动设备和/或基站可使用OFDM码元的一个或多个副载波、或频调传送数据。当多个基站和移动设备存在且在相同或接近相同的时间区间和频率上传送数据时，对接收传输产生干扰。为了有助于在虑及未知信道变动和前述干扰的情况下的相干地解调数据，通常为接收机所知的基准信号(例如，导频信号)使用OFDM码元-副载波栅格的一部分来传送。导频信号通常被接收机用来确定噪声、干扰和/或相对于用于传送OFDM码元上的数据的信道的位移的程度。

在典型广域蜂窝无线系统中，观测到的干扰持续一段时间并且来自若干干扰源，其中不存在个别干扰源过度占优。干扰源的各方面使得它们在接收机处呈现为高斯白噪声，该高斯白噪声可通过使用诸如线性滤波等技术来解决。愈来愈多地采纳自组织网络(例如，热点、家庭基站、毫微微小区、对等，等等)，这种自组织网络助益直接设备通信而无需如典型广域蜂窝无线部署中那样考虑是否有更佳服务链路。由于更佳服务链路可能存在但却未被用在自组织部署中，因此极大可能存在来自更佳服务链路(或者去往更佳服务链路)的占优干扰。此外，干扰不能总是被平均，因为干扰设备可能并非总是具有高活动水平。因此，在许多情形中，干扰就时基和程度而言是冲激性的。

概要

以下给出对一个或多个实施例的简化概述以图提供对此类实施例的基本理解。此概要不是所有构想到的实施例的详尽综览，并且既非旨在指认出所有实施例的关键性或决定性要素亦非试图界定任意或所有实施例的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个实施例的一些概念以为稍后给出的更加具体的说明之序。

根据一个或多个实施例及其相应公开，结合有助于保护导频避免受到自组织无线通信网络中的冲激性干扰描述各个方面。具体而言，可将收到信号的部分与其它部分作对比以确定相关子集。可推测不在子集中的部分具有高干扰，其中子集的大小充分大于离群部分。最为补充，可提供冗余和分集导频插入来实行导频保护和干扰检测。

根据相关方面，提供了一种用于无线通信网络中信道估计的方法。该方法包括检测收到信号的一个或多个部分上冲激性干扰的存在性。此外，该方法包括至少部分地基于对收到信号的一个或多个受干扰部分的检测估计一个或多个信道。

另一方面涉及一种无线通信装置。无线通信装置包括至少一个处理器，该处理器配置成检测收到信号的一部分上的冲激性干扰，并至少部分地基于测得干扰估计数据信道。该无线通信装置还可包括耦合到至少一个处理器的存储器。

又一方面涉及一种估计数据信道以供后继解码的无线通信装置。无线通信装置可包括用于确定收到信号的一部分上冲激性干扰的存在性的装置。该无线通信装置还可包括用于至少部分地基于所确定的受干扰部分估计一个或多个数据信道的装置。

再一个方面涉及一种可具有计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质包括用于使至少一个计算机检测收到信号的一个或多个部分上干扰的存在性的代码。该计算机可读介质还可包括用于使至少一个计算机至少部分地基于收到信号的一个或多个受干扰部分估计一个或多个数据信道的代码。

根据另一方面，无线通信系统中的一种装置可包括配置成确定收到信号的一部分上冲激性干扰的存在性并至少部分地基于受干扰部分估计一个或多个数据信道的处理器。而且，装置可包括耦合至处理器的存储器。

根据其它方面，提供了一种用于在自组织通信网络中将导频信号与数据复用的方法。方法可包括将OFDM码元的频调分成各含两个频调的编组，以及将数据编码成大于或等于编组的数目的数目个比特。方法还包括将2-频调编组的至少一个中每个频调上编码数据中的至少一个比特连同导频信号复用在一起。

另一方面涉及一种无线通信装置。无线通信装置可包括至少一个处理器，该处理器配置成将OFDM码元的频调分成各含多个频调的编组，并将至少一个数据比特与导频信号在编组的频调上复用。该无线通信装置还可包括耦合到至少一个处理器的存储器。

又一方面涉及一种用于在自组织无线通信网络中将导频信号插入数据的无线通信装置。无线通信装置可包括：用于将OFDM码元的频调分成至少一个频调编组的装置；用于将数据编码成大于或等于编组的数目的数目个比特的装置；以及用于将至少一个组的每个频调上编码数据的至少一个比特连同导频信号复用在一起的装置。

再一个方面涉及一种可具有计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质包括用于使至少一个计算机将OFDM码元的频调分成各含两个频调的编组的代码。计算机可读介质还可包括用于使至少一个计算机将数据编码成大于或等于编组的数目的数目个比特的代码。此外，计算机可读介质可包括用于使至少一个计算机将2-频调编组的至少一个中的每个频调上编码数据中的至少一个比特连同导频信号复用在一起的代码。

根据另一方面，可在无线通信系统中提供一种包括处理器的装置，该处理器配置成将OFDM码元的频调分成至少一个频调编组、将数据编码成大于或等于编组的数目的数目个比特、以及将至少一个组中的每个频调上编码数据的至少一个比特连同导频信号复用在一起。作为补充，装置可包括耦合至处理器的存储器。

为能达成前述及相关目的，这一个或多个实施例包括在下文中充分描述并在所附权利要求中特别指出的特征。以下说明和所附插图详细阐述了这一个或多个实施例的某些示例性方面。但是，这些方面仅仅是指示了可采用各个实施例的原理的各种方式中的若干种，并且所描述的实施例旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。

附图简述

图1是根据本文所阐述的各个方面的无线通信系统的图解。

图2是用于在无线通信环境中采用的示例通信装置的图解。

图3是实现将受冲激性干扰的导频信号解码的示例无线通信系统的图解。

图4是具有受冲激性干扰频调的示例OFDM码元的图解。

图5是有助于在虑及冲激性干扰的情况下估计数据信道的示例方法的图解。

图6是有助于将导频信号插入所传送的数据内的示例方法的图解。

图7是有助于导频插入以及估计受冲激性干扰的数据信道的示例移动设备的图解。

图8是有助于导频插入和估计受冲激性干扰的数据信道的示例系统的图解。

图9是可与本文中描述的各种系统和方法联用的示例无线网络环境的图解。

图10是在呈现冲激性干扰的网络中估计数据信道的示例系统的图解。

图11是将导频信号插入数据内以通过无线通信网络传输的示例系统的图解。

详细描述

现在参考附图来描述各种实施例，在附图中贯穿始终使用相同的附图标记来引述相似的要素。在以下描述中，为便于解释，阐述了众多的具体细节以图提供对一个或多个实施例的透彻理解。但是显而易见的是，没有这些具体细节也可实践如此的实施例。在其它实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以助益于描述一个或更多个实施例。

如在本申请中使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”之类意指计算机相关实体，任其是硬件、固件、硬件与软件的组合、软件、还是执行中的软件。例如，组件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、执行的线程、程序、和/或计算机。作为例示，在计算设备上运行的应用和该计算设备这两者都可以是组件。一个或更多个组件可驻留在进程和/或执行的线程内，并且组件可局部化在一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。另外，这些组件能从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。诸组件可借助于本地和/或远程进程来通信，诸如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自一个组件的数据，其中该组件正借助于该信号与局部系统、分布式系统、和/或跨诸如因特网等的网络与其他系统中的另一个组件交互)来作此通信。

此外，在本文中描述了与移动设备有关的各个实施例。移动设备也可称为系统、订户单元、订户站、移动站、移动台、远程站、远程终端、接入终端、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、用户设备、或用户装备(UE)。移动设备可以是蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)话机、无线本地环路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持式设备、计算设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。此外，在本文中描述了与基站有关的各个实施例。基站可以用于与诸移动设备通信，并且也可以接入点、B节点、或其他某个术语来述及。

此外，本文中描述的各种方面或特征可使用标准编程和/或工程技术被实现为方法、装置、或制造品。如在本文中使用的术语“制造品”旨在涵盖可从任何计算机可读设备、载波、或媒介访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可包括但不限于磁存储设备(例如硬盘、软盘、磁条等)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)等)、智能卡、以及闪存设备(例如，EPROM、记忆卡、记忆棒、钥匙驱动器等)。另外，本文中描述的各种存储介质可代表用于存储信息的一个或多个设备和/或其他机器可读介质。术语“机器可读介质”可包括但不限于无线信道以及能够存储、包含、和/或携带指令和/或数据的各种其他媒介。

现在参照图1，示出了根据本文所呈现的各个实施例的无线通信系统100。系统100包括基站102，后者可包括多个天线组。例如，一个天线组可包括天线104和106，另一组可包括天线108和110，以及又一组可包括天线112和114。每个天线组示出了两个天线；然而，每组可使用更多或更少的天线。如本领域技术人员将可领会的，基站102还可另外包括发射机链和接收机链，其各自又可包括与信号传输和接收相关联的多个组件(例如，处理器、调制器、复用器、解调器、分用器、天线等)。另外，基站102可以是家庭基站、毫微微基站和/或其它。

基站102可与诸如移动设备116等一个或多个移动设备通信；然而，应领会，基站102可与基本上任意数目的同移动设备116相似的移动设备通信。另外，移动设备122和128可彼此进行通信。移动设备116、122和128可以是例如蜂窝电话、智能电话、膝上机、手持式通信设备、手持式计算设备、卫星无线电、全球定位系统、PDA、和/或任何其他适合用于在无线通信系统100上进行通信的设备。如图所示，移动设备116与天线104和106处于通信状态，在此天线104和106在前向链路118上向移动设备116传送信息，并在反向链路120上从移动设备116接收信息。此外，移动设备122使用类似链路124和126与移动设备128通信。在频分双工(FDD)系统中，前向链路118可利用例如与反向链路120所用的不同的频带。此外，在时分双工(TDD)系统中，前向链路118和反向链路120可利用公共频带。

每组天线和/或它们被任命在其中通信的区域可被称作基站102的扇区。例如，天线组可被设计成与落在基站320所覆盖的区域的扇区中的诸移动设备通信。在前向链路118上的通信中，基站102的发射天线可利用波束成形来提高移动设备116的前向链路118的信噪比。而且，在基站102利用波束成形来向随机散布在相关联覆盖区中的移动设备116传送的同时，相邻小区中的移动设备或不与基站通信的移动设备——诸如移动设备122和128——相较于基站通过单个天线向其所有移动设备进行传送的情形受到更少的干扰。另外，移动设备122和128可使用对等技术通过链路124和126彼此直接通信。此外，在一个示例中，来自移动设备122的传输会因为接近而干扰移动设备116与基站102之间的通信且反之亦然。另外，由于移动设备122正使用相同或相异的通信技术来相对于其它移动设备128进行传送；干扰可以是冲激性的，这意味着其会在给定时间段内改变，且改变至不同的程度。例如，由于可能有随机与设备通信的占优干扰源，因此干扰会难以或不可能被预测或平均。

根据示例，系统100可以是多输入多输出(MIMO)通信系统。此外，系统100可利用基本上任何类型的双工技术划分通信信道(例如，前向链路、反向链路...)，诸如FDD、TDD等。移动设备116、122和/或128或基站102可按需在给定OFDM码元的一个以上的频调上以及在若干OFDM码元上传送导频信号，和/或与数据复用的导频信号。传输的接收机可检测到OFDM码元的一个或多个频调上存在强干扰。在一个示例中，传输的接收机可使各频调相关以确定一个或多个紧密相关频调的子集。如果形成多个子集，则例如可使用具有较大频调数目的子集来估计数据信道，而丢弃其它子集或个别频调(例如，离群频调)。作为补充或替换，可基于包括子集中频调的数目在内的多个因素来对子集进行加权；权重在随后可被用来形成自发射机到接收机的信道的估计，并使用该对数据信道的估计进行相干解调和解码。在形成多个具有类似度量(例如，基本相同或接近相同的频调数目)的相关频调子集的情形中，两个子集都可被用于信道估计的目的，并且得到较高解码度量下对信道上数据的正确解码(经由循环冗余校验(CRC)或解码器所产生的似然比的量值确定)的子集可被选择作为经解码的数据。

例如，移动设备116可能正在使用给定OFDM码元的多个频调来将导频(和/或经复用的数据-导频)信号传达给基站102。移动设备122可能正以对等通信方式与移动设备128通信。移动设备122还可能正在例如使用高功率来发射，并且可能在与移动设备116相同或几乎相同的OFDM码元的一个或多个类似频调上传送，从而在该频调上对接收基站102与移动设备116之间的通信造成干扰。然而，干扰的存在在所有频调上并非一致的，也并非总是存在，并且很大程度上因变于移动设备122与128的通信。因此，对多个频调上的干扰进行估计或取平均并非是有效的。然而，确定一个或多个相关频调子集可允许例如在解码收到数据之前形成信道估计时将受干扰信道丢弃或给予其较小的权重。

进一步深究该示例，如果OFDM码元的频调1-4被用于自移动设备116到基站102的通信，而相同或类似OFDM码元的频调4-7被移动设备122用来与对等移动设备128通信，则就接收基站102而言在频调4上有干扰，因为移动设备122在物理上靠近基站102但是与更远的设备通信。因此，对频调1-4上的干扰取平均将产生不理想的结果，因为频调1-3并非同样受到干扰。因此，将频调相关至一个或多个子集中会产生频调1-3的子集与离群频调4。随后可仅使用频调1-3的子集而丢弃频调4来估计信道以对数据进行相干解调/解码，从而比仅仅对频调1-4上的干扰取平均产生更准确的信道估计。

参看图2，其图解了用在无线通信环境内的通信装置200。通信装置200可以是基站或其一部分、移动设备或其一部分、或者基本上任何接收无线通信环境中传送的数据的通信装置。通信装置200可包括：接收机202，接收一个或多个广播或传送的信号；信号相关器204，可将收到信号或其频调编组成一个或多个相关信号的子集；信道估计器206，可至少部分地基于相关信号的子集来估计数据信道；以及解码器，将所估计的数据信道解码以确定发送给通信装置200的数据。

根据一示例，通信装置200可经由接收机202接收代表OFDM码元的频调的信号。这些信号可以是这样的信号：它们因使用OFDM码元的类似频调传送信息而干扰彼此。然而，干扰的程度会跨频调变动，这使对干扰取平均的常规方法变得不理想，或者产生错误或低效的信道估计和解码。在这点上，信号相关器204可被用于比较导频信号或OFDM码元中用来广播此类导频信号的频调，以形成类似或相关频调的子集。在一些情形中，被单列出而不作为子集的部分的频调，或者相较于重复导频信号的数目具有较少数目频调的子集可被认为是离群者，因此对于信道估计而言被丢弃。

在此示例中，信道估计器206可评估由信号相关器204生成的相关子集以至少部分地基于给定子集不受到干扰的概率来估计信道。无干扰的概率可以各种方式来确定。例如，如所提及的，相比于其它频调子集，子集中具有较大频调数目的频调子集可意味着该子集中的频调未受到实质干扰而其它子集或离群频调受到干扰的高可能性。因此，信道估计器206可选择具有高无干扰概率的频调子集进行信道估计而丢弃其它频调。作为补充或替换，例如，可对频调指派置信度水平，其中取决于若干因素，特定子集的频调可具有比异种子集或离群频调更高的置信度。可在对每个子集恰当地加权以及在将来自每个子集的个体信道估计相组合以形成总体信道估计时使用置信度水平。

通过使用前述用于鉴别在其上发送的数据的信道估计，解码器208将数据相干解调并解码。在子集模糊或具有类似度量——诸如子集中频调的数目相接近或相同——的情况中，可利用替换的信道估计和解码方法。在一个示例中，在没有子集具有足够置信度水平的情况下，这可被确定。例如，模糊子集可被用来形成信道估计并且可由解码器208相干解调并解码。之后，可评估经解码的数据以确定解码度量。度量可通过使用诸如奇偶校验、CRC(若数据中包括)和/或其它的一个或多个校验来确定。具有最高度量的数据可被用作经解码的数据。因此，在以上所提供的高效方法不足以基于比较确定任一信道或子集上无干扰可能性高于其它信道或子集的情况下，可使用替换方法。

现在参看图3，其图解了通过检测可以是冲激性质的强干扰来实现适当地接收并解码导频信号的无线通信系统300。系统300包括接收来自无线发射机304(和/或任何数目的异种无线发射机(未示出))的通信的无线接收机302。此外，系统300可以是MIMO系统。作为补充，在一个示例中，系统300可在OFDMA无线网络中操作，其中其可连同其它设备(未示出)一起参与，这些其它设备可在无线接收机302和无线发射机304附近与附加设备通信，从而导致对无线接收机302/无线发射机304的通信的干扰。应当领会，无线接收机302和/或无线发射机304可以是基站、移动设备和/或其部分。作为补充，在一个示例中，无线接收机302可包含无线发射机304的组件和/或反之。

无线接收机302包括：信号相关器306，可对比给定OFDM码元的数个信号或相关联频调以形成类似频调组；信道估计器308，可基于对类似频调的编组或子集的观测估计信道进行数据解码；解码器，将所估计的信道中的一个或多个解码；以及解码比较器312，可比较经解码的数据或其子集以在必要时确定具有最高解码度量的那一个。无线接收机302可接收并处理接收自无线发射机304的信号并使用前述组件考虑干扰，如在下文中将进一步详细描述的。

无线发射机304可包括：数据-导频复用器314，可将导频信号与数据复用以允许复用导频信号遍及OFDM码元的频调；以及发射机316，在可能的情况下发射导频信号或经复用的数据-导频信号。在一示例中，无线发射机304经由发射机向无线接收机302发射数据，但是附加无线发射机(未示出)的附加发射机在紧密靠近时会干扰无线接收机302/无线发射机304的通信。参考此附图描述的组件减轻此干扰以使得能够高效解释导频或数据-导频复用信号。

根据一示例，无线发射机304可期望向诸如无线接收机302等一个或多个接收机发射导频信息，以允许接收机使用导频作为基准信息来解码经编码的数据。在此示例中，导频信息在OFDM码元的多个频调上发送，以在接收导频信息时提供分集。相应地，可使用数据-导频复用器314将导频信息与相同或不同频调上的数据复用，以提供若干带宽再体验并避免数据大小的实质减小。

在一个示例中，可通过将可用频调分成数个编组来将数据与导频信息复用，其中导频信号可与这些编组内的数据复用。例如，OFDM码元的可用频调的数目m可被分成m/2个编组，每组具有两个频调。可将信息比特编码成m/2个正交相移键控(QPSK)码元，这些码元可由D₁，...，D_m/2来表示。接着，对于每组n，其中n＝1，...，m/2，以下信号可在各编组中的两个频调上传送：

\{\begin{matrix} s_{n 1} = D_{n} + P \\ s_{n 2} = D_{n} - P \end{matrix},

其可由发射机316在OFDM码元中发送。基站302可使用加法和减法将数据和导频分开从而再现m/2个信道估计。因此，提供导频冗余和分集，这可允许如下解释地那样使多个频调相关。这是使用两个频调并分别将各个映射到数据和导频的替换。

无线接收机302一旦将数据和导频信息分开就可利用信号相关器306来比较导频数据以形成与导频数据有关的相关频调的子集，并确定一个或多个离群频调。子集中的相关频调可被信道估计器308用来估计信道，并随后基于子集中的频调进行解码而不考虑离群频调(或对其应用较小的权重)。解码器310可使用来自根据前述相关步骤被确定成没有干扰或具有最低干扰的子集的信道估计来将数据相干解调并解码。作为补充或替换，可利用解码比较器312来将来自多个频调子集或所估计信道的数据解码，并确定较高的解码度量，其中信号相关器306生成没有出现给定子集相对于另一子集(或给定信道相对于另一信道)具有高无干扰概率的模糊子集。此外，可用反映没有高干扰的置信度水平的恰当权重将来自不同集合的信道估计相组合。根据此类组合形成的信道估计可在随后用于将数据相干解调并解码。

现在参看图4，其显示了受干扰带宽400的表示。带宽由各自具有十六个副载波的四个OFDM码元402来表示。应当领会，可使用更多或更少的OFDM码元和/或在OFDM码元内使用更多或更少的副载波；此附图表示与所描述主题联用的实质上无限的配置之一。作为补充，OFDM码元可表示一个或多个帧或其一部分和/或其前同步码。设备可如上文所描述地使用404、406、408和410处的四个频调与无线移动网络中的另一设备通信。此外，靠近第一通信中的接收设备的异种设备可使用412、414、408和416处的四个频调中的一个或多个向异种设备传送数据。因此，在频调408上对通信的接收机有干扰。

在此示例中，干扰是冲激性的，因为其可能并非总是存在，例如，在异种设备在此时没有进行通信的情况下即不存在。当干扰不存在时，所有4个频调404、406、408和410彼此将高度相关，并且404等所有频调将处于单个子集中且可全部用于形成信道估计。对子集中各频调取平均将允许进一步减小任何加性噪声或可能存在的弱独立干扰。然而，当干扰存在时，频调404、406、408和410被编组成数个相关子集，从而得到频调404、406和410在一个子集中，因为它们没有受到干扰并且确实彼此相当，而频调408因受到来自其它频调集合的干扰而成为离群者。因此，频调404、406和408将在信道估计以及后继的数据信道解码中使用，而频调408是离群者，因此可被丢弃。如所提及的，在另一示例中，可向频调404、406和410指派较高置信度水平，因为它们彼此相关，而令频调408具有较低置信度指派。这些频调随后可关于其置信度水平取平均，以使得估计高度受助于频调404、406和408。相比于通常针对高斯白噪声取平均，这得到更有效的数据信道估计。

参看图5-6，其图解了涉及针对冲激性干扰网络估计信道和解码数据以及复用导频信号的方法集。尽管为使解释简单化将这些方法集图示并描述为一系列动作，但是应当理解并领会这些方法集不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述的其他动作并发地发生。例如，本领域技术人员将可理解并领会，方法集可被替换地表示成一系列相互关联的状态或事件，就像在状态图中那样。此外，并非所有例示的动作皆为实现根据一个或多个实施例的方法集所必要的。

参看图5，其图解的是助益在受冲激性干扰的无线网络中高效地估计信号和解码数据的方法集500。应当领会，方法集基本上可由在移动网络上通信的诸如移动设备、基站和/或其它等任何设备来执行。在502，信号数据作为一个或多个OFDM码元被接收到。在一个示例中，一个或多个OFDM码元上的一些频调可体验来自一个或多个异种通信的干扰。干扰可以是这样的冲激性的：其可存在于一个码元中，但是不一定存在于后继码元中。因此，为了在估计信道以解码时考虑干扰，在504，将OFDM码元的频调作对比以确定一个或多个相关频调。

在506，相关频调被编组成一个或多个子集。不在子集中或者在具有较少数目的其它频调的子集中的频调——其可指示这些频调受到干扰因为它们与子集中的那些不相关——可在估计信道时被丢弃或较少地加权。在508，可根据具有高无干扰概率的频调的子集估计信道以进行后继数据解码；其余频调可被丢弃或指派较小的权重。因为如上文所述的干扰的冲激性质，此方法会比对频调上的干扰取平均更有效；而且，如果没有信道受干扰，则有效地产生包括基本上OFDM码元的所有频调的子集用于信道估计。此外，如果信道如图6中所示地被编码，则经复用的数据和导频可通过对信号加上导频以及从其减去导频来分开。

现在参看图6，其图解了助益在多个频调上复用数据和导频的方法集600。复用导频信息和数据可在导频数据中实现冗余和分集，这对于在面临干扰时使用本文所描述的技术解码数据和/或估计信道是有益的。为了实现此功能集，在602，OFDM码元的频调可被分成数个2-频调编组，从而得到频调数目m除以2的编组。应当领会，也可使用不同大小的编组或者用其作为替代；这里使用2-频调编组是为了提供复用的示例。在604，要发送的数据比特可被编码成等于编组的数目m/2的数个码元(诸如QPSK码元)。随后，在606处，对于给定频调编组，可将导频加到该组中的一个频调的码元上并从另一频调的码元减去导频。在这点上，接收复用数据的设备可通过加法和减法确定导频。应当领会，如果期望更高的数据吞吐量，则可在频调的一部分上进行复用。

应当领会，根据本文所描述的一个或多个方面，可关于如所描述地选择一个或多个子集进行信道估计和/或数据解码作出推断。如本文中使用的，术语“推断(动词)”或“推断(名词)”泛指从如经由事件和/或数据捕捉到的一组观察来推理或推断系统、环境、和/或用户的状态的过程。举例而言，可采用推断来标识出具体的上下文或动作，或可生成诸状态之上的概率分布。推断可以是概率性的——亦即，基于数据和事件的考虑来计算感兴趣的状态之上的概率分布。推断还可以指用于从一组事件和/或数据组合出更高层次的事件的技术。此类推断导致从一组观察到的事件和/或存储的事件数据构造出新的事件或动作，无论这些事件在时间接近性意义上是否密切相关，也无论这些事件和数据是来自一个还是数个事件和数据源。

根据一示例，以上给出的一个或多个方法可包括关于选择具有高概率未受干扰的频调的子集作出推断。作为进一步的例示，可关于选择一个子集或信道而非另一个的充分性作出推断。例如，如果子集是模糊的或单个子集不能基于无干扰概率高于另一子集或信道而被选择，则可将竞争的子集和/或信道解码以确定较高的解码度量。可关于哪个子集或信道具有较高的解码度量作出推断以确定对哪个信道进行估计。

图7是有助于估计信道以进行可能受到冲激性干扰的后继数据解码的移动设备700的图解。移动设备700包括从例如接收天线(未图示)接收信号、对接收到的信号执行典型动作(例如，滤波、放大、下变频等)并将经调理的信号数字化以获得采样的接收机702。接收机702可包括可解调接收到的信号并将其提供给处理器706作信道估计的解调器704。处理器706可以是专用于分析接收机702接收到的信息和/或生成供发射机718传送的信息的处理器、控制移动设备700的一个或多个组件的处理器、和/或既分析接收机702接收到的信息、生成供发射机718传送的信息、又控制移动设备700的一个或多个组件的处理器。

移动设备700可另外包括操作性地耦合至处理器706的存储器708，后者可存储要传送的数据、接收到的数据、与可用信道有关的信息、与经分析的信号和/或干扰强度相关联的数据、与所指派的信道、功率、率有关的信息、以及任何其他适用于估计信道和经由信道传达的信息。存储器708可另外存储与估计和/或利用信道(例如，基于性能、基于容量等)相关联的协议和/或算法。

将可领会，本文中描述的数据存储(例如，存储器708)或可为易失性存储器或可为非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。藉由例示而非限定，非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦式PROM(EEPROM)、或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，其扮演外部高速缓存式存储器的角色。藉由例示而非限定，RAM有许多形式可用，诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接存储器总线RAM(DRRAM)。本发明系统和方法的存储器708旨在涵盖而不限于这些以及任何其他合适类型的存储器。

接收机702和处理器706可进一步可操作地耦合至信号相关器710和用于估计数据信道的信道估计器712，以根据收到信号上的冲激性干扰进行解码。接收机702可将经解调的数据直接发送给信号相关器710或处理器706可接收数据并利用信号相关器710。信号相关器710将给定收到OFDM信号的频调作对比，并形成相关频调子集以考虑OFDM码元的一个或多个频调上的冲激性干扰。子集可包括基本任意数目的频调，并且未如此地相关于此子集中的频调可能处于不同子集中或被认为是离群频调，它们将在信道估计时被丢弃。根据另一示例，可对频调或子集指派权重或置信度水平，以使得具有高无干扰概率的频调或子集可被指派与关于干扰具有更多不确定性的那些不同的权重。这些子集和/或频调可随后在例如计算时应用以确定信道估计。

通过使用频调子集，信道估计器712可至少部分基于这些频调子集估计信道以供解码。例如，具有较大数目的频调的子集可指示高无干扰概率，且这些频调可在估计数据信道时使用。在这点上，可丢弃离群频调。作为补充，在关于哪些频调不可能受到干扰无法作出确定性选择时，基本上所有或部分子集可被用来形成信道估计并单独地用来尝试数据解码。例如，可选择具有高解码度量的解码作为经解码的数据。作为补充或替换，在可能的情况下，CRC和/或奇偶检验可用来确定度量。

此外，移动设备700可具有如所述的在外出通信中用以在一个或多个频调上复用导频和数据的数据-导频复用器714。这样，移动设备700的传输的接收机可利用类似相关和信道估计技术来计及冲激性干扰。具体而言，数据-导频复用器714可使用上文所描述的方法来将数据和导频信息复用在一起，以在导频信号传输中有利地形成冗余和分集的同时提供高数据吞吐量。移动设备700还进一步包括调制器716和发射机718，该调制器716和发射机718分别调制信号(诸如数据-导频复用信号)和向例如基站、另一移动设备等发射它。尽管被描述为与处理器706分开，但是应当领会，信号相关器710、信道估计器712、数据-导频复用器714、解调器704、和/或调制器716可以是处理器706或多个处理器(未示出)的部分。

图8是有助于受冲激性干扰的对等、自组织或其它无线网络中的通信的系统800的图解。系统800包括基站802(例如，接入点，...)，该基站802具有通过多个接收天线806接收来自一个或多个移动设备804的信号的接收机810(以及可解调此类信号的解调器812)，以及通过发射天线808向一个或多个移动设备804发射的发射机826。在使用解调器812将接收机810所接收到的信号解调之后，处理器可利用信号相关器818和信道估计器820以在考虑干扰的情况下有效地估计数据信道以用于解码。例如，信号相关器818可将信号的一部分——诸如一个或多个OFDM码元的导频频调——作对比，并形成相关部分或频调的一个或多个子集。信道估计器820可利用这些子集来推断呈现高无干扰概率的频调或部分的子集。根据一示例，具有较大数目的频调或部分——与不在子集中的那些相比——的子集可指示高无干扰概率，因为这些部分或频调相关。通过使用此类推断，信道估计器820可在丢弃离群部分、频调或其子集的情况下向处理器814提供信道估计以供解码。根据另一示例，在不能推断出确定性无干扰可能性的情况下，信道估计器820可解码一个或多个子集、部分或频调，以寻找具有高解码度量的子集。

作为补充，为了允许其它接收设备利用类似信道估计和解码技术，基站可包括数据-导频复用器822，后者可如上文所述的在导频或信标信息中形成冗余和分集。一旦将导频与数据复用，调制器824就可调制经复用的数据，而发射机826可利用一个或多个发射天线808来发射或广播数据。尽管被描述为与处理器814分开，但是应当领会，信号相关器818、信道估计器820、数据-导频复用器822、解调器812、和/或调制器824可以是处理器814或多个处理器(未示出)的部分。

图9示出了示例无线通信系统900。为简洁起见，无线通信系统900描绘了一个基站910和一个移动设备950。但是，应该领会系统900可包括一个以上的基站和/或一个以上的移动设备，其中外加的基站和/或移动设备可与下面描述的示例基站910和移动设备950基本相似或相异。另外，应该领会基站910和/或移动设备950可采用本文所描述的系统(图1-3和7-8)、技术/配置(图4)和/或方法(图5-6)来助益其间的无线通信。

在基站910处，数个数据流的话务数据从数据源912被提供给发射(TX)数据处理器914。根据示例，每个数据流可在相应的天线上发射。TX数据处理器914基于为每个话务数据流选择的特定编码方案来格式化、编码、和交织该话务数据流以提供经编码的数据。

每个数据流的经编码的数据可使用正交频分复用(OFDM)技术来与导频数据复用。另外或替换地，导频码元可以是频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、或码分复用(CDM)的。导频数据通常是以已知方式处理的已知数据模式，并且可在移动设备950上被用来估计信道响应。每个数据流的经复用的导频和已编码数据可基于为该数据流选择的特定调制方案(例如，二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M相移键控(M-PSK)、M正交调幅(M-QAM)等)来调制(例如，码元映射)以提供调制码元。每个数据流的数据率、编码、和调制可由处理器930执行或提供的指令来确定。

数据流的调制码元可被提供给TX MIMO处理器920，后者可进一步处理这些调制码元(例如，针对OFDM)。TX MIMO处理器920然后将N_T个调制码元流提供给个N_T个发射机(TMTR)922a到922t。在各种实施例中，TX MIMO处理器920向各数据流的码元以及该码元从其处被发射的天线应用波束成形权重。

每个发射机922接收并处理相应的码元流以提供一个或多个模拟信号，并进一步调理(例如，放大、滤波、和上变频)该模拟信号以提供适于在MIMO信道上传输的经调制的信号。此外，来自发射机922a到922t的N_T个已调制信号各自从N_T个天线924a到924t被发射。

在移动设备950处，所发射的已调制信号被N_R个天线952a到952r所接收，并且从每个天线952接收到的信号被提供给相应的接收机(RCVR)954a到954r。每个接收机954调理(例如，滤波、放大、及下变频)相应的信号，数字化该经调理的信号以提供样本，并且进一步处理这些样本以提供相对应的“收到”码元流。

RX数据处理器960可从N_R个接收机954接收这N_R个收到码元流并基于特定接收机处理技术对其进行处理以提供N_T个“检测出的”码元流。RX数据处理器960可解调、解交织、和解码每个检测出的码元流以恢复该数据流的话务数据。RX数据处理器960的处理与基站910处TX MIMO处理器920和TX数据处理器914执行的处理互补。

处理器970可定期如上所述地确定使用哪个预编码矩阵。此外，处理器970可编制包括矩阵索引部分和秩值部分的反向链路消息。

反向链路消息可包括关于该通信链路和/或该收到数据流的各种类型的信息。反向链路消息可由TX数据处理器938——其还从数据源936接收数个数据流的话务数据——处理，由调制器980调制，由发射机954a到954r调理，并被传送回基站910。

在基站910处，来自移动设备950的已调制信号被天线924所接收，由接收机922调理，由解调器940解调，并由RX数据处理器942处理以提取移动设备950所发射的反向链路消息。此外，处理器930可处理所提取的消息以确定使用哪个预编码矩阵来确定波束成形权重。

处理器930和970可分别指导(例如，控制、协调、管理等)基站910和移动设备950处的操作。可使相应各处理器930和970与存储程序代码和数据的存储器932和972相关联。处理器930和970还可执行推导分别针对上行链路和下行链路的频率和冲激响应估计的计算。

应该理解，在此所描述的各实施例可以硬件、软件、固件、中间件、微代码、或其任何组合来实现。对于硬件实现，各个处理单元可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、设计成执行本文中描述的功能的其他电子单元、或其组合内实现。

当以软件、固件、中间件或微代码、程序代码或代码段实现这些实施例时，它们可被存储在诸如存储组件的机器可读介质中。代码段可代表过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类、或是指令、数据结构、或程序语句的任何组合。通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数、或存储器内容，代码段可被耦合到另一代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可使用包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任何合适的手段被传递、转发、或传输。

对于软件实现，本文中描述的技术可用执行本文中描述的功能的模块(例如，过程、函数等等)来实现。软件代码可被存储在存储器单元中并由处理器来执行。存储器单元可在处理器内实现或外置于处理器，在后一种情形中其可经由本领域中所知的各种手段被通信地耦合到处理器。

参看图10，其图解了检测自组织无线通信网络中的冲激性干扰并在估计信道以供解码时考虑此类干扰的系统1000。例如，系统1000可至少部分地驻留在基站、移动设备等内。应该领会，系统1000被表示为包括功能块，它们可以是代表由处理器、软件、或其组合(例如，固件)实现的功能的功能块。系统1000包括可协同工作的数个电组件的逻辑编组1002。例如，逻辑编组1002可包括用于确定收到信号的一部分上冲激性干扰的存在性的电组件1004。例如，收到信号可具有这样的冲激性干扰：干扰在整个信号当中不一定是一致的，且在时间上也不一定是一致的。因而，取平均算法在此情形中并没有为信道估计提供高效的干扰检测和减少。此外，逻辑编组1002可包括用于至少部分地基于受干扰部分估计一个或多个数据信道的电组件1006。例如，基于受干扰部分，数据信道可通过分析其余部分、向各部分指派权重以使得受干扰部分被较少地加权等来估计。另外，系统1000可包括保存用于执行与电组件1004和1006相关联的功能的指令的存储器1008。尽管被示为外置于存储器1008，应该理解，电组件1004和1006中的一个或多个可存在于存储器1008内部。

参看图11，其图解的是将导频信号插入要在无线通信网络中传送的数据内的系统1100。系统1100可驻留在例如基站、移动设备等内。如图所示，系统1100包括可代表由处理器、软件、或其组合(例如，固件)实现的功能的功能块。系统1100包括有助于将导频信号与数据复用的电组件的逻辑编组1102。逻辑编组1102可包括用于将OFDM码元的频调分成至少一个频调编组的电组件1104。因而，用于发送数据的频调的带宽被缩减，因为频调的一部分被编组。应当领会，例如，在期望较高数据吞吐量的情况下，并非所有频调都必需作为编组的一部分。此外，逻辑编组1102可包括用于将数据编码成大于或等于编组的数目的数目个比特的电组件1106。在这点上，数据可在OFDM码元上发送，同时也允许用于传送导频数据的空间；可以每组有一个数据比特以允许如上文所描述地高效地布置导频基准信号。此外，逻辑编组1102可包括用于将至少一个编组的每个频调上编码数据的至少一个比特连同导频信号复用在一起的电组件1108。因而，数据比特可在编组的频调上复用以允许高效地解码数据和导频信号。例如，可将导频信号添加到编组中一个频调上的数据比特上，并从组中另一频调上的数据比特减去它。此后，数据的接收机可通过加法和减法鉴别数据和导频信号。另外，系统1100可包括保存用于执行与电组件1104、1106和1108相关联的功能的指令的存储器1110。尽管被示为外置于存储器1110，应该理解，电组件1104、1106、和1108可存在于存储器1110内部。

上面所描述的包括了一个或多个实施例的示例。当然，要为描述上述这些实施例而描述组件或方法集的每一种可构想到的组合是不可能的，但是本领域普通技术人员将可认识到，有各种实施例的许多进一步的组合和置换是可能的。相应地，所描述的这些实施例旨在涵盖落在所附权利要求的精神实质和范围内的所有此类替换、修改和变形。此外，就术语“包括”在本具体说明或权利要求书中使用的范畴而言，此类术语旨在以与术语“包含”于权利要求中被用作过渡词时所解释的相类似的方式作可兼之解。

Claims

1.一种用于无线通信网络中的信道估计的方法，包括：

检测收到信号的一个或多个部分上干扰的存在性；以及

至少部分基于所述对收到信号的一个或多个受干扰部分的检测估计一个或多个信道；以及

至少部分地基于所述受干扰部分将所述收到信号的未受干扰部分组合到一个或多个子集中，其中所述一个或多个信道是通过至少部分地基于推断干扰的可能性向所述一个或多个受干扰部分指派第一权重以及向所述一个或多个子集指派第二权重来估计的，所述第一权重小于所述第二权重，

其中所述收到信号包括至少一个OFDM码元，并且所述受干扰部分是基于将所述OFDM码元的频调彼此作对比而检测到的所述OFDM码元的一个或多个离群频调。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括至少部分地基于对所述至少一个子集的所述未受干扰部分取平均来估计信道。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括从所述收到信号获得导频部分。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括至少部分地基于利用所述导频部分作为基准信号来估计所述信道。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受干扰部分是至少部分地基于对比所述收到信号的各部分来检测的。

6.一种估计数据信号以供后继解码的无线通信装置，包括：

用于确定收到信号的一部分上冲激性干扰的存在性的装置；

用于至少部分地基于所确定的受干扰部分估计一个或多个数据信道的装置；以及

用于至少部分地基于所述受干扰部分将所述收到信号的未受干扰部分组合到一个或多个子集中的装置，其中所述一个或多个信道是通过至少部分地基于推断干扰的可能性向所述一个或多个受干扰部分指派第一权重以及向所述一个或多个子集指派第二权重来估计的，所述第一权重小于所述第二权重，

7.如权利要求6所述的无线通信装置，其特征在于，所述受干扰部分是至少部分地基于将所述受干扰部分与所述收到信号的另一部分作对比来确定的。

8.如权利要求6所述的无线通信装置，其特征在于，还包括用于将至少一个编组连同不同编组和/或受干扰部分一起解码以确定较高解码度量的装置。

9.如权利要求6所述的无线通信装置，其特征在于，还包括用于从所述收到信号获得导频部分的装置。

10.如权利要求9所述的无线通信装置，其特征在于，还包括用于至少部分地基于利用所述导频部分作为基准信号来将所估计信道解码的装置。