CN103392365A - 无线通信系统中的信道估计 - Google Patents

Abstract

一种用于上行链路信道估计的方法包括在信道估计器中提供(210)信道状态模型。在信道估计器中获得(220)当前时隙的上行链路无线电信号以及被发出用于控制上行链路无线电信号的发送功率的一系列发送功率控制命令(230)。基于特定的接收的上行链路无线电信号的测量来估计(232)在发送功率控制命令被发出的时间与发送功率控制命令的被应用的时间之间的延迟。基于与估计的延迟兼容的发送功率控制命令来适配(234)信道状态。在适配之后，在信道估计器中通过利用信道状态模型跟踪经解调的上行链路无线电信号，来估计(240)当前时隙的信道状态。还描述了一种执行这样的方法的信道估计器。

Description

无线通信系统中的信道估计

技术领域

本发明主要地涉及用于信道估计的方法和布置，并且具体地涉及用于在应用发送功率控制的通信系统中的信道估计的方法和布置。

背景技术

在无线通信系统中，出于许多目的而需要准确信道系数。信道系数例如用于对利用用于用户的不同延迟所接收的数据的相干组合加权和耙式(rake)接收器中的控制数据解码。信道系数也用于内环功率控制的信干比(SIR)估计以及用于负荷估计。当对于较高数据发送速率的请求增加时，增加了对具有非常准确的信道估计的需求。

如今的典型上行链路(UL)宽带码分多址(WCDMA)接收器估计多径信道性质。通过使用专用物理控制信道(DPCCH)上发送的已知导频位和其它信息位来估计每个用户的延迟和系数。用信道化和扰频码来对DPCCH信道扩频。普遍使用扩频因子256。普遍使用搜索器以首先标识包含显著功率的多径延迟、然后在那些延迟对接收的信号解除扩频。

解除扩频的信号在下文中称为耙指(rake finger)并且通常可以源于多于一个天线。创建用于解除扩频的DPCCH符号的模型。由跟踪器针对每个时隙跟踪模型的参数。在一个时隙与后继时隙之间的改变，例如根据不同衰落机制，将由此使跟踪器相应地适配参数。对于静止或者很慢移动的用户设备，衰落通常为小，并且跟踪器将具有用于提供信道的很准确估计的更大可能性。在利用集成随机行走方式的跟踪的情况下，通常可以减少步进大小。

然而在WCDMA中应用发送功率控制(TCP)。这意味着在每个时隙向用户设备发送命令用户设备用某个数量增加或者减少UL发送功率的TCP命令。目前在WCDMA中，在每个时隙中UL发送功率被增加或者减少1dB。在将要估计信道时，发送功率的这一改变将增添信道的衰落。

现有技术的跟踪器的一个问题是它们未考虑每个时隙增加/减少功率的TPC命令。这一点的缺点是跟踪器将TPC命令视为集成随机行走模型的部分并且增加步进大小。作为结果，跟踪器使用比有可能的滤波更少的滤波从而造成比所需更差的信道估计质量。这对于静止的高速率用户而言尤其重要，其中需要准确信道估计并且长信道平均时段是有益的。

发明内容

本发明的主要目的是在存在功率发送控制时提供改进的信道估计。该目的由根据独立权利要求的方法和设备实现。在从属权利要求中限定优选实施例。一般而言，在第一方面中，一种用于在应用发送功率控制的无线通信系统中的上行链路信道估计的方法包括在信道估计器中提供信道状态模型。在信道估计器中获得当前时隙的经测量和经解调的接收的上行链路无线电信号。获得发出的用于控制上行链路无线电信号的发送功率的一系列发送功率控制命令。估计在发送功率控制命令被发出的时间与发送功率控制命令被应用的时间之间的延迟。以时隙为单位估计延迟。延迟估计基于特定的接收的上行链路无线电信号的测量。基于一系列发送功率控制命令中的与估计的延迟兼容的发送功率控制命令来适配信道状态模型的信道状态。在适配之后，在信道估计器中通过用信道状态模型跟踪解调的上行链路无线电信号来估计当前时隙的信道状态。

在第二方面中，一种信道估计器包括输入端、信道状态模型生成器、估计器核和延迟估计器。输入端被配置用于获得当前时隙的经测量和经解调的接收的上行链路无线电信号。该输入端还被配置用于获得发出的用于控制上行链路无线电信号的发送功率的一系列发送功率控制命令。延迟估计器被配置用于以时隙为单位估计在发送功率控制命令被发出的时间与发送功率控制命令被应用的时间之间的延迟。延迟估计基于特定的接收的上行链路无线电信号的测量。信道状态模型生成器被配置用于基于一系列发送功率控制命令中的与估计的延迟兼容的发送功率控制命令来适配信道状态模型的信道状态。估计器核被配置用于通过利用信道状态模型跟踪经解调的上行链路无线电信号来估计当前时隙的信道状态。信道估计在适配信道状态模型的信道状态之后发生。

在第三方面中，一种应用发送功率控制的无线通信系统的基站包括根据第二方面的信道估计器。

本发明的一个优点是具体为静止的高速率用户实现改进的信道估计。

附图说明

可以通过参照与附图一起进行的依稀阿描述来最佳地理解本发明及其更多目的和优点，在附图中：

图1是无线通信系统中的基站和用户设备的示意图；

图2是通信系统中的发送功率控制回路的示意图；

图3A-图3D是示出无线电信号的衰落、TPC功率波动和跟踪的图；

图4示出用于信道估计的方法的一个实施例的流程图；

图5示出信道估计器的一个实施例的框图；

图6是示出具有6dB的信噪比的跟踪器的仿真结果的图；

图7是示出信道估计器的一个示例实施例的框图。

具体实施方式

贯穿附图，相同标号用于相似或者对应单元。

图1示意地示出无线通信系统1。基站(BS)30通过无线电信号与一个或者若干用户设备(UE)20通信。无线电信号受周围环境影响。具体而言，上行链路无线电信号10可以在不同路径中向基站传播。无线电传播因此由信号能量的多个反射、衍射和衰减表征。这些由自然障碍、比如发送区域中的地形和建筑物引起。根据实际周围环境，不同路径具有不同衰减。在基站处，上行链路无线电信号10的不同路径的信号在能量和相位上被求和并且由一个或者多个基站天线接收。无线电信号的功率和相位改变通常称为衰落。周围环境在发射的无线电信号到达基站时对该发射的无线电信号的总影响被定义为信道。无线电信号通常也受来自其它无线电信号源的扰动和干扰影响。为了以最佳可能方式检测原先发送的信息，通常执行信道估计。在WCDMA中，这样的信道估计基于DPCCH内的已知的发送的导频信号。

在使用RAKE(耙)天线的WCDMA系统中，用于解除扩频的DPCCH符号的模型一般为：

$U_{\mathrm{DPCCH}}^p[k,s]=h^p[k,s]A\left[s\right]x[k,s]+v^p[k,s],---\left(1\right)$

其中

是用于耙指p的在时隙s中的第k个解除扩频的DPCCH符号，h^p[k，s]是信道系数，x[k，s]是发送的符号，v^p[k，s]是附加噪声和干扰，并且A[s]是在时隙s中的UE输出幅度。

用于信道估计的方法的一个示例是使用信道系数跟踪。在一种具体方式中，对抽选的解调的DPCCH符号完成跟踪。抽选被完成如下。

$U_{\mathrm{Decim}}^p\left[k\right]=\frac{1}{2}\left(U_{\mathrm{DPCCH}}^{\mathrm{dem},p}\right[2k]+U_{\mathrm{DPCCH}}^{\mathrm{dem},p}[2k+1\left]\right),0\≤k\≤4---\left(2\right)$

跟踪模型的基本假设是信道表现为集成随机行走：

h^p[k]=2h^p[k-1]-h^p[k-2]+e^p[k]             (3)

使用[1]中定义的概念。用于跟踪的基本等式是：

${\mathrm{\Δ}}^p\left[k\right]=U_{\mathrm{Decim}}^p\left[k\right]-{\hat{h}}^p\left[k\right|k-1]---\left(4\right)$

${\hat{h}}^p\left[k\right|k]={\hat{h}}^p[k|k-1]+{\mathrm{\μ}}^p\left[s\right]{\mathrm{\Δ}}^p\left[k\right]---\left(5\right)$

${\hat{h}}^p[k+m|k]=a_0{\hat{h}}^p[k+m-1|k-1]+b_1^m{\hat{h}}^p\left[k\right|k]+b_2^m{\hat{h}}^p[k-1|k-1]---\left(6\right)$

${\hat{h}}^p[k-m|k]=a_0{\hat{h}}^p[k-m-1|k-1]+s_1^m{\hat{h}}^p\left[k\right|k]+...+s_{m+1}^m{\hat{h}}^p[k-m|k-m],---\left(7\right)$

其中Δ^p[k]表示针对采样索引k和耙指p的一步预测误差，表示用于耙指p的接收、解调和抽选的信号的一个采样，

表示针对耙指p的m步在前预测估计、即基于上至采样k的接收的采样的针对采样k+m的信道估计，表示针对耙指p的滤波的估计、即基于上至采样k的接收的采样的针对采样k的信道估计，

表示在采样k-m的针对耙指p的平滑信道估计。

自适应步进大小算法用于调节μ：

${\mathrm{\μ}}_{\mathrm{state}}^p[k+1]={\mathrm{\μ}}_{\mathrm{state}}^p\left[k\right]\·(1+{\mathrm{\ρ}}_0\mathrm{Sign}\{\mathrm{Real}\left\{{\mathrm{\Δ}}^p\right[k\left]g^p\right[k\left]\right\}\left\}\right)---\left(8\right)$

$g^p\left[k\right]=(1-{\mathrm{\μ}}^p[k-1\left]\right)g^p[k-1]+{\mathrm{\Δ}}^{p*}[k-1],---\left(9\right)$

其中根据下式定义“Sign”并且“x”意味着复共轭。

$\mathrm{Sign}\left\{x\right\}=\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{cc}1& \mathrm{for\; x}\&GreaterEqual;0\\ -1& \mathrm{for\; x}<0\end{array}\right.---\left(10\right)\end{array}$

根据(7)为每个采样更新步进大小状态

在每个更新之后，它限于由μ_min(设置成0.01)和μ_max(设置成0.6)定义的区间。为最后采样的每个时隙而计算的

值被用来更新μ^p，该μ^p是在后继时隙期间使用的增益。

用WLMS设计等式计算滤波器系数a₀，b₁,b₂，s₁，…，s_m+1：

a₀=α                    (11)

$b_1^m+b_2^m{z}^{-1}=\frac{Q_{-m}\left(z^{-1}\right)}{\mathrm{\&mu;}}---\left(12\right)$

$s_1^m+...+s_{m+1}^m{z}^{-m}=\frac{Q_m\left(z^{-1}\right)}{\mathrm{\&mu;}},---\left(13\right)$

其中：

D(z^-1)＝1+d₁z^-1+d₂z^-2            (14)

${\mathrm{\&beta;}}_2=d_2(1-\mathrm{\&mu;}),{\mathrm{\&beta;}}_1=d_1\frac{(1-\mathrm{\&mu;})+{\mathrm{\&beta;}}_2}{1+{\mathrm{\&beta;}}_2},\mathrm{\&alpha;}=d_1\frac{{\mathrm{\&beta;}}_2}{1+{\mathrm{\&beta;}}_2}---\left(15\right)$

$Q_m\left(z^{-1}\right)=\mathrm{\&mu;}\left[{1z}^{-1}\right]{\left[\begin{array}{cc}-d_1& 1\\ -d_2& 0\end{array}\right]}^{\left|m\right|}\left[\begin{array}{c}1\\ \mathrm{\&alpha;}\end{array}\right],m\&le;0.---\left(16\right)$

Q_m(z^-1)=z^-1Q_m-1(z^-1)+D(z^-1)γ_m-1，m>0，      (17)

并且：

${\mathrm{\&gamma;}}_{m-1}=\mathrm{\&mu;}(1-\mathrm{\&mu;})\left[10\right]{\left[\begin{array}{cc}-{\mathrm{\&beta;}}_1& 1\\ -{\mathrm{\&beta;}}_2& 0\end{array}\right]}^{(m-1)}\left[\begin{array}{c}-d_1+\mathrm{\&alpha;}\\ -d_2\end{array}\right].---\left(18\right)$

使用集成随机行走(IRW)模型，该模型意味着d₁=-2并且d₂＝1。

在抽选速率的信道估计被从跟踪器输出为：

$\begin{array}{c}{\hat{h}}^p\left[k\right]={\hat{h}}^p\left[k\right|k+2],0\&le;k\&le;2\\ {\hat{h}}^p\left[3\right]={\hat{h}}^p\left[3\right|4]\\ {\hat{h}}^p\left[4\right]={\hat{h}}^p\left[4\right|4]\end{array}.---\left(19\right)$

最后计算用于每个DPPCH符号区间的信道估计为：

在无线通信系统中，在用户设备与基站之间的信道受衰落和来自其它无线电信号的干扰影响。在相同区域内的不同用户设备可能相互干扰。如果所有用户设备将用相同功率发送UL信号，则处于接近基站的用户设备将比处于更远离的用户设备占优势。这称为远近问题。为了处理远近问题，可以实施功率控制过程。

在WCDMA中，将功率控制划分成两个主要部分。在外环功率控制中，按照个别无线电链路的如下需要调整目标信干比(SIR)，例如定义这些需要为某个目标块错误率(BLER)。在内环中，快速闭环功率控制，基站执行接收的SIR的频繁估计并且将它与目标SIR比较。如果测量的SIR高于目标SIR，则将发出通知用户设备降低发送功率的功率控制命令。如果测量的SIR低于目标SIR，则将发出通知用户设备增加发送功率的功率控制命令。通常很频繁地执行这一点以应对不同类型的衰落。

图2示意地示出用于快速功率控制方案的布置。从用户设备20的发送器26发送UL无线电信号10。UL无线电信号10受信道h13和来自其它源的干扰I11影响。在基站30的接收器34中接收UL无线电信号。功率控制信令单元36测量接收的信号的SIR并且判决将向用户设备发送哪些发送功率控制(TPC)命令。在WCDMA中，命令增加1dB或者减少1dB。功率控制信令单元36向基站的发送器32提供TPC命令，并且无线电控制信令向用户设备的接收器22传送TPC命令12。TPC命令被提供到功率控制单元24，并且功率控制单元24将新的发送功率电平应用于下一时隙的传输。

在基站30中接收的UL无线电信号10也如以上提到的那样用于信道估计器40中的信道估计目的。由于发送功率影响发送的DPCCH符号的幅度，所以在时隙s中的UE输出幅度变成使得：

A[s]=A[s-1]·ΔA[s]，          (21)

其中ΔA[s]依赖于在时隙j中应用的功率命令，从而：

与时隙j相比，一般用某一数目的时隙来延迟时隙s。

发送功率控制对信道估计具有影响。即使用于某一个移动站的衰落条件几乎静止，TPC过程仍然将每个时隙改变发送功率。图3A是如下图，该图示出曲线100，该曲线代表TPC过程针对几乎静止无线电条件引起的接收的信号的功率改变。TPC命令这里是每秒命令的“up”和“down”命令。图3B是如下图，该图示出曲线102，该曲线代表在相同时间期间由于无线电信道衰落所致的可能变化。接收的UL无线电信号的经历的变化基本上是这些影响的组合并且可以由图3C的图中的曲线104示出。

在信道估计过程中的现有技术的跟踪试图跟随这些变化时，也必须考虑由于衰落所致的变化以及由于TPC命令所致的变化。这意味着每个时隙必须跟踪接收的UL无线电信号中的“步进”。具体在衰落为低的情况下，例如对于至少暂时静止的用户设备，这样的步进可以主导全部变化。可以将这样的跟踪例如示出为图3C中的虚线曲线106。这又意味着跟踪例程中的步进长度必须相对大，其又意味着所得到的信道估计的准确性变成比所需更低。

然而与执行信道估计相同的节点已知如下TPC命令，这些TPC命令实际上是低准确性的原因。这一问题的一种解决方案是补偿用于命令的发送功率改变的跟踪例程。如果信道模型(跟踪开始于该信道模型)适应发送功率的已知改变，则更可能更准确地跟踪其余变化。在图3D中示意地示出这一点。曲线108代表跟踪。与发送功率的改变同步，用于跟踪的信道模型也改变。其余变化然后小到使得可以实现很准确的信道估计。

在理论上容易引入这样的适配。然而在实践中，新障碍出现。成立的是TPC命令容易可用于信道估计过程。然而，未同样易于提供的是关于在发送考虑中的无线电信号时在用户设备应用TPC命令中的哪个TPC命令的准确信息。暂时回顾图2，有在TPC方案中涉及到的许多时间延迟。在发出和提供TPC命令用于从基站发送时，可以向信道估计器提供对它的访问。然而向用户设备的实际发送由于传播时间而需要一些时间、即依赖于在基站与用户设备之间的距离。当用户设备中接收TPC命令时，必须在功率控制单元中解码和解译命令。这也需要一些时间。在功率控制单元已经推断TPC命令已经下命令时，可以相应地适配发送功率。然而，通常在两个相继时隙之间执行发送功率的适配。最后，发送的DPCCH信号必须在基站看见TPC命令的影响之前向基站传播并且被接收。在发出TPC命令的时间与应用TPC命令的时间之间的最短可能延迟是一个时隙。然而时间延迟可以更长。在许多实际情形中，延迟通常为两个时隙、但是也可以甚至更长。在具有很大小区的蜂窝通信系统中，甚至传播时间可以超过一个或者甚至若干时隙。

因此对于发出TPC命令的基站而言先验未知对于某个接收的UL无线电信号有效。然而这样的延迟对于适配信道模型的可能性至关重要。如果使用错误时间延迟，则可能代之以错误地恶化信道估计条件。因此可以假设以往TPC命令已知。然而也必须假设在UE应用TPC命令之前的延迟未知。

这些问题用以下方式解决。测量在连续时隙之间的通常以dB为单位的接收功率差值。将这一序列与以往TPC命令相关以发现最可能TPC延迟。这样估计的TPC延迟和历史TPC命令集用来重新构造UE在当前时隙中进行的功率调整。功率调整用来在当前时隙被处理之前更新跟踪器状态。

图4是用于上行链路信道估计的方法的一个实施例的步骤的流程图。用于在应用发送功率控制的无线通信系统中的上行链路信道估计的方法在步骤200中开始。在步骤210中，在信道估计器中提供信道状态模型。在步骤220中，在信道估计器中获得当前时隙的测量和解调的接收的上行链路无线电信号。独立与此，在步骤230中获得以系列发送功率控制命令。发出用于控制上行链路无线电信号的发送功率的发送功率控制命令。在步骤232中估计在发出发送功率控制命令的时间与应用发送功率控制命令的时间之间的延迟。该延迟以时隙为单位给出。延迟基于特定的接收的上行链路无线电信号的测量。在一个具体实施例中，估计包括接收的上行链路无线电信号的连续时隙的相对功率的登记，以及将相对功率与系列发送功率控制命令相关。在具体实施例中，可以针对对数相对功率或者针对线性相关功率执行相关。在另一具体实施例中，估计包括接收的上行链路无线电信号的连续时隙的相对功率的登记，以及在相对功率与系列发送功率控制命令之间应用锁相环。其它估计方式也是有可能的。在步骤234中，适应信道状态模型的信道状态。

这一适配基于该系列发送功率控制命令中的与估计的延迟兼容的发送功率控制命令。现在修改跟踪器状态以给定与有可能用于发送功率调整信号一样好的起点。在步骤234之后和在步骤220之后，在信道估计器中执行步骤240。在步骤240中，估计当前时隙的信道状态。这通过用信道状态模型跟踪解调的上行链路无线电信号来执行。通常如箭头250所示针对每个时隙重复根据步骤220和230的过程。该过程在步骤299结束。

用于估计每个时隙中的接收能量的方式的一个具体实施例如下：

$\hat{P}\left[s\right]=\underset{p=0}{\overset{\mathrm{nrof}\_\mathrm{fingers}-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|\underset{k=0}{\overset{9}{\mathrm{\&Sigma;}}}{U}_{\mathrm{DPCCH}}^p\right[k\left]\right|}^2.---\left(23\right)$

然后形成在连续时隙之间的相对功率为：

$\mathrm{\&Delta;P}\left[s\right]={10\log }_{10}\left(\hat{P}\right[s]/\hat{P}[s-1\left]\right).---\left(24\right)$

假设已知tpc[s]使得：

计算在上至时隙s的功率改变与用于试探性的TPC延迟t的TPC命令之间的相关如下：

$r\&lsqb;t,s\&rsqb;=\underset{v=s-L+1}{\overset{s}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{\&Delta;P}\&lsqb;v\&rsqb;\&CenterDot;\mathrm{tpc}\&lsqb;v-t\&rsqb;,t=1,...,t\max .---\left(26\right)$

这里L是用于相关的以往命令的数目并且tmax是最大允许UE延迟。作为备选，可以递归地计算相关(26)如下：

r[t，s]=α·r[t，s-1]+(1-α)·ΔP[s]·tpc[v-t]，        (27)其中可以选择滤波参数α为α≈1-1/上。t的估计被获得为：

$\hat{t}=\arg \mathrm{ma}{x}_t|r{r[t,s]}^2.---\left(28\right)$

然后时隙s中的幅度调整被估计为：

在运行跟踪器之前，用时隙s中的估计的幅度ΔA[s]更新信道状态如下：

${\hat{h}}^p\left[k\right|k]=\mathrm{\&Delta;A}[s\left]{\hat{h}}^p\right[k|k-1]---\left(30\right)$

${\hat{h}}^p[k-m|k]=\mathrm{\&Delta;A}[s\left]{\hat{h}}^p\right[k-m\left|k\right]---\left(31\right)$

${\hat{h}}^p[k-m|k]=\mathrm{\&Delta;A}[s\left]{\hat{h}}^p\right[k-m\left|k\right].---\left(32\right)$

实际跟踪器然后可以用不同方式操作。一个选择是使用集成随机行走模式，并且在一个更具体实施例中为具有自适应步进长度的集成随机行走模型。换而言之，在这样的实施例中，跟踪器等式(4)-(10)可以用于时隙s中的所有抽选的符号。

备选地，可以通过使用卡尔曼滤波技术来执行估计信道状态的步骤。卡尔曼滤波过程在现有技术中广为所知并且对于本领域任何技术人员而言是公知的。因此，未进一步描述这样的过程。

通常在基站中的信道估计器中执行本发明的方法。图5借助框图示出信道估计器40的一个实施例。信道估计器40包括被配置用于提供将用于实际信道估计的信道状态模型的信道状态模型生成器48。输入端42被配置用于获得当前时隙的测量和解调的接收的上行链路无线电信号。输入端42还被配置用于获得被发出用于控制上行链路无线电信号的发送功率的一系列发送功率控制命令。

在输入端42与信道状态模型生成器48之间连接延迟估计器46。延迟估计器46被配置用于估计在发出发送功率控制命令的时间与应用发送功率控制命令的时间之间的延迟。以时隙为单位来方便地给出延迟。延迟估计基于特定的接收的上行链路无线电信号的测量并基于输入端42获得的该系列发送功率控制命令。

可以用不同方式配置延迟估计器46。在一个实施例中，延迟估计器46被配置用于执行接收的上行链路无线电信号的连续时隙的相对功率的登记，并且用于将相对功率与该系列发送功率控制命令相关。换而言之，在接收的UL功率与发出的TPC命令之间的最大可能相关。在这一实施例中，为对数相对功率执行相关。在一个备选实施例中，为线性相对功率执行相关。

在另一实施例中，延迟估计器46可以基于锁相环方式。换而言之，延迟估计器被配置用于执行接收的上行链路无线电信号的连续时隙的相对功率的登记，并且用于在相对功率与该系列发送功率控制命令之间应用锁相环。

信道状态模型生成器48被配置用于基于一系列发送功率控制命令中的与估计的延迟兼容的发送功率控制命令来适配信道状态模型的信道状态。

信道估计器40还包括连接到输入端42和信道状态模型生成器的信道估计器核50。信道估计器核50被配置用于通过利用信道状态模型跟踪解调的上行链路无线电信号来估计当前时隙的信道状态。在估计之前执行信道状态的适配。换而言之，信道估计器核50对来自信道状态模型生成器48的适配的信道状态集操作。在一个具体实施例中，通过使用集成随机行走模型并且在一个更具体实施例中通过使用具有自适应步进长度的集成随机行走来执行跟踪。在一个备选实施例中，估计器核基于卡尔曼滤波技术的使用。在输出端44提供信道估计用于在无线通信系统中的其它过程中使用。

通常如以上提到的那样在无线通信系统的基站中提供信道估计器40。

存在其中即使一系列的发出的TPC命令已知仍然不知道应用什么TPC命令的情形。例如在UE在软切换中时，UE可能应用来自另一基站的TPC命令，例如down命令，从而发送的命令的序列不对应于应用的命令的序列。其中发送的TPC命令不对应于应用的TPC命令的另一情形是在UE被功率限制时。

针对这一不确定性的一种解决方案然后是在UE在软切换中或者有功率限制时仅针对TPC down命令应用信道状态的适配。然而这一特征对于高速率而言最有益，这是通常未在软切换中实现的。因此认为适配的这一约束未实质上限制本发明的增益。

使用简化的MATLAB仿真器来评估提出的算法的性能。评估三个不同算法；无TPC补偿的跟踪器，具有假设应用TPC的先验理想知识有TPC补偿的跟踪器，以及有TPC延迟估计的跟踪器。用相关器窗的三个不同大小测试延迟估计：10、20和40个时隙。

在图6中示出在具有6dB SNR的加成高斯白噪声(AWGN)信道中执行的仿真结果。可以看出延迟估计工作的很好。AWGN信道是静态信道，这意味着在信道中不存在随时间的变化/衰落。AWGN信道是其中本发明具有最大改进潜力的信道，因为仅信道中的变化归因于发送功率改变。然而也在其它类型的信道中，本发明可以引起改进。跟踪器步进大小是信道估计的准确性的指标符，延迟的估计在这一情况下利用40个时隙的相关器窗操作良好。

也执行如下仿真，其中确认可以将信道估计增益转译成数据解码增益。可见使用TPC补偿的跟踪器针对AWGN和行人A3kmph(PA3)信道在4％BLER水平时时性能比对应现有技术的跟踪器好约1.5-2dB。PA3信道由4个独立地缓慢衰落的信道抽头表征，但是在第一抽头中包含能量的大多数，这意味着它从均衡角度来看是相当好的信道并且也是其中本发明的益处应当清楚地可见的信道类型。

在图6中，曲线110对应于完全无任何TPC补偿的跟踪器，曲线112对应于具有假设应用的TPC的先验理想知识的TPC补偿的跟踪器，并且曲线114对应于利用40个时隙的相关器窗的有TPC延迟估计的跟踪器。与现有技术比较的改进巨大，并且相对于“理想”情况的差异小。

作为实现方式示例，图7是示出信道估计器40的一个示例实施例的框图。这一实施例基于处理器74，例如微处理器、存储器66、系统总线60、输入/输出(I/O)控制器64和I/O总线62。在这一实施例中，TPC命令和接收的UL无线电信号由I/O控制器64接收并且存储于存储器66中。处理器74执行用于估计延迟的软件部件68、用于适配信道状态模型的信道状态的软件部件70以及用于估计信道状态的软件部件72。这一软件存储在存储器66中。处理器74通过系统总线60与存储器66通信。软件部件68可以实施图5的实施例中的块46的功能。软件部件70可以实施图5的实施例中的块48的功能。软件部件72可以实施图5的实施例中的块50的功能。

可以在计算机可读介质、例如CD、DVD或者硬盘上承载并且向处理器中加载以上描述的软件部件中的一些或者所有软件部件用于由处理器执行。

将理解以上描述的实施例为本发明的少数示例实施例。本领域技术人员将理解，可以对实施例进行各种修改、组合和改变而未脱离本发明的范围。具体而言，在技术上可能时可以在其它配置中组合不同实施例中的不同部分解决方案。然而本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (17)

1.一种用于在应用发送功率控制的无线通信系统中的上行链路信道估计的方法，包括步骤：

在信道估计器中提供(210)信道状态模型；

在所述信道估计器中获得(220)当前时隙的经测量和经解调的接收的上行链路无线电信号；

在所述信道估计器中通过用所述信道状态模型跟踪所述经解调的上行链路无线电信号来估计所述当前时隙的信道状态(240)，

其特征在于进一步的步骤：

获得(230)发出的用于控制所述上行链路无线电信号的发送功率的一系列发送功率控制命令；

以时隙为单位估计在发送功率控制命令被发出的时间与应用所述发送功率控制命令的时间之间的延迟(232)，所述延迟基于所述特定的接收的上行链路无线电信号的测量；以及

在估计信道状态的所述步骤之前，基于所述一系列发送功率控制命令中的与估计的所述延迟兼容的发送功率控制命令来适配(234)所述信道状态模型的信道状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述估计延迟的步骤(232)包括：接收的上行链路无线电信号的连续时隙的相对功率的登记，以及将所述相对功率与所述一系列发送功率控制命令相关。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述相关针对对数相对功率而被执行。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述相关针对线性相对功率而被执行。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述估计延迟的步骤(232)包括：接收的上行链路无线电信号的连续时隙的相对功率的登记，以及在所述相对功率与所述一系列发送功率控制命令之间应用锁相环。

6.根据权利要求1至5中的任一权利要求所述的方法，其特征在于所述跟踪通过使用集成随机行走模型来执行。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述跟踪通过使用具有自适应步进长度的集成随机行走模型来执行。

8.根据权利要求1至7中的任一权利要求所述的方法，其特征在于估计信道状态的所述步骤(240)通过使用卡尔曼滤波技术来执行。

9.一种信道估计器(40)，包括：

信道状态模型生成器(48)；

输入端(42)，被配置用于获得当前时隙的经测量和经解调的接收的上行链路无线电信号；以及

信道估计器核(50)，被配置用于通过利用所述信道状态模型跟踪所述经解调的上行链路无线电信号来估计所述当前时隙的信道状态，

其特征在于：

所述输入端(42)还被配置用于获得被发出用于控制所述上行链路无线电信号的发送功率的一系列发送功率控制命令；并且还包括：

延迟估计器(46)，被配置用于以时隙为单位估计在发送功率控制命令被发出的时间与所述发送功率控制命令被应用的时间之间的延迟，所述延迟估计基于所述特定的接收的上行链路无线电信号的测量；

所述信道状态模型生成器(48)被配置用于在信道状态的所述估计之前，基于所述一系列发送功率控制命令中的与估计的所述延迟兼容的发送功率控制命令来适配所述信道状态模型的信道状态。

10.根据权利要求9所述的信道估计器，其特征在于所述延迟估计器(46)被配置用于执行接收的上行链路无线电信号的连续时隙的相对功率的登记，并且用于将所述相对功率与所述一系列发送功率控制命令相关。

11.根据权利要求10所述的信道估计器，其特征在于所述延迟估计器(46)被配置用于针对对数相对功率执行所述相关。

12.根据权利要求10所述的信道估计器，其特征在于所述延迟估计器(46)被配置用于针对线性相对功率执行所述相关。

13.根据权利要求9所述的信道估计器，其特征在于所述延迟估计器(46)被配置用于执行接收的上行链路无线电信号的连续时隙的相对功率的登记，并且用于在所述相对功率与所述一系列发送功率控制命令之间应用锁相环。

14.根据权利要求9至13中的任一权利要求所述的信道估计器，其特征在于所述信道估计器核(50)被配置用于通过使用集成随机行走模型来执行所述跟踪。

15.根据权利要求14所述的信道估计器，其特征在于所述信道估计器核(50)被配置用于通过使用具有自适应步进长度的集成随机行走模型来执行所述跟踪。

16.根据权利要求9至15中的任一权利要求所述的信道估计器，其特征在于所述信道估计器核(50)基于卡尔曼滤波技术的使用。

17.一种应用发送功率控制的无线通信系统(1)的基站(30)，包括据权利要求9至16中的任一权利要求所述的信道估计器(40)。

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