CN1736037A

CN1736037A - 基于移动单元速度对导频信号滤波器进行的适配操作

Info

Publication number: CN1736037A
Application number: CN 03824616
Authority: CN
Inventors: P·苏布拉马亚
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2006-02-15

Abstract

提供了一种方法和装置，用于根据无线通信设备(WCD)相对于无线网络基础设施的速度而适配导频滤波器。导频滤波器通过基于WCD速度来确定导频滤波器的导频系数而被适配。导频滤波器可以位于WCD内，或者在网络基础设施内，或者在两者当中。

Description

基于移动单元速度对导频信号滤波器进行的适配操作

发明背景

相关申请

本申请要求于2002年9月5日提交的第60/408,807号美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明一般涉及无线通信，尤其涉及用于无线通信系统中的自适应滤波器。

背景技术

广泛采用了无线通信系统，这些系统支持话务数据的各类传输，例如语音、分组数据及其它数据类型。无线信道上的通信可以用多种技术来完成，所述技术方便了有限频谱内的大量用户。这些技术通常称为多址技术，包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)。

CDMA相比无线通信系统中使用的其它多址技术(比如TDMA和FDMA)有许多优点。例如，CDMA能够多次再用频谱，从而能使系统用户容量提高。此外，CDMA技术的使用能克服无线信道的特殊问题，比如通过减轻多径的有害效应，即衰落，而同时利用了其优点。

在无线通信系统中，导频信号有时从发射机单元被发送到接收机单元，并且可用来帮助接收机单元执行多种功能。例如，导频信号可以在接收机单元处用来和发射机单元所发出的信号的时序和频率进行同步，估计无线通信信道的质量，对数据传输进行相干解调，确定具有到接收机单元的最佳通信链路的特定发射机单元，估计无线信道可支持的最高数据速率，以及其它用途。

一般而言，导频信号基于一已知数据模式并使用一已知信号处理方案来产生。例如，在基于CDMA的通信系统中，导频信号一般是一全零序列，该序列用一特定的信道化编码进行“覆盖”，即调制，或者用一已知的扰码或伪噪声(PN)序列来“扩展”，即调制。

无线通信信道向通信系统提出了难题。无线信道上通信的一个难题通常称为“多径”。在无线通信信道中，当发送信号在发射机和接收机之间传播时，信号会经历多条不同路径，即多径。这些多径信号可以由于自障碍物的反射而造成，所述障碍物比如建筑物、桥梁、人以及信号从发射机传到接收机途经的其它障碍物。这些反射或多径信号作为发送信号的多个实例被接收，在时间和相位上彼此间有延迟。由于这些多径信号在接收机处重新组合时不再同步，因此它们会产生称为“衰落”的较低信号电平。此外，当接收机、障碍物或其两者移动时，多径信号随时间而改变，造成由发送信号的多径实例通过的路径发生改变。

用一改进多径环境中通信系统的操作的一种技术是雷克接收机。雷克接收机包括多个处理“指”，每个接收到的具有足够强度的多径信号实例都被分配给相应的指处理器或由相应的指处理器进行处理。雷克接收机的每个指都处理所分配的多径信号实例，该处理方式与发射机单元处执行的处理方式相反，从而恢复了通过多径通信信道接收到的信号中的导频信号和话务数据。

经恢复的导频信号的幅度和相位会由于通信信道的多径特征而失真，并且表示该多径特征，即信道响应。由于导频信号和话务数据信号通过同一通信信道传播，因此它们的信道响应一般会类似地失真。导频信号的幅度和相位可用来对齐雷克接收机中被分配给话务数据信号的多径实例的指，使得发送信号的多个实例可以被组合以导出具有改进质量的已解调码元。此外，导频信号的幅度和相位可用来在多径无线信道随时间改变时重新分配指。

经恢复的导频信号的质量会影响解调过程的性能，从而又影响到通信系统的总性能。导频信号的恢复一般包括使用一导频滤波器，因为导频信号一般由于信道噪声而降级。此外，导频信号一般进一步由于通信信道中的衰落而降级。由于这些及其它原因，有挑战的是基于接收到的导频信号来估计通过通信信道发送的信号的时变响应。也就是，信道响应是指一信号从被发送到被接收时的多种变化。

因此，本领域中需要技术在无线通信系统中为来自接收导频信号的通信信道提供时变响应的改进估计。本发明满足了该需求。

发明内容

本发明提供了一种按照无线通信设备(WCD)相对于无线网络基础设施(比如基站)的速度来调节无线通信系统中的导频滤波器的方法和装置。本发明各方面包括：确定WCD的速度以及基于该速度确定要对系统的导频滤波器作出的调节。要调节的导频滤波器可以位于通信系统中的各个位置处。例如，可以调节WCD中的导频滤波器，或可以调节在无线网络基础设施(基础设施)的各个节点处的导频滤波器。在基础设施内的各个位置处、在WCD中、或者在它们的任何组合中可以确定WCD的速度、以及确定对接收机的导频滤波器作出的调节。

例如，在一实施例中，WCD确定其速度，基于该速度确定导频滤波器调节。在第二实施例中，基础设施确定WCD的速度，并且基于WCD的速度来确定导频滤波器调节。在第三实施例中，WCD确定其速度并将其发送到基础设施。然后，该基础设施基于WCD的速度确定导频滤波器调节。在第四实施例中，基础设施确定WCD的速度并将其发送到WCD。然后，WCD基于速度确定导频滤波器调节。

这些调节可以用来调节WCD或无线网络基础设施中的导频滤波器。例如，如果在WCD中确定期望的导频滤波器调节，则WCD可以使用这些调节来调节其导频滤波器，或者这些调节可以被发送到基础设施，且基础设施内的导频滤波器被调节。类似地，如果要对导频滤波器作出的调节在基础设施的设备内确定，则基础设施设备可以使用这些调节来调节其导频滤波器，或者这些调节可以被发送到WCD，并且调节WCD中的导频滤波器。

对导频滤波器的调节可以包括例如：调节滤波器系数，从而调节导频滤波器带宽，从而为接收导频信号所通过的通信信道的响应提供改进的估计。

从以下优选实施例的详细描述中，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，所述优选实施例通过示例说明了本发明的原理。

附图说明

通过下面提出的结合附图的详细描述，本发明的特征、性质和优点将变得更加明显，附图中相同的元件具有相同的标识，其中：

图1是说明无线通信系统一实施例的各部份的框图。

图2是说明无线通信系统该实施例的进一步细节的简化框图。

图3是解调器一实施例的框图。

图4是导频滤波器一实施例的框图。

图5是导频滤波器的另一实施例的框图。

图6是说明适配一导频滤波器的技术的流程图。

详细描述

按照本发明，描述了一种技术，它调节导频滤波器以弥补通信信道特征的变化。例如，可以基于无线通信设备(WCD)的速度或速率来调节导频滤波器以弥补接收信号衰落中的变化。

以“自适应”方式调节导频滤波器，比如根据通信信道的变化而改变滤波器的带宽，可以提供对接收信号特征估计的改进，这是因为通信信道的时变响应。一般而言，由WCD或基站接收到的导频信号会在不同时刻经受不同的信道条件，发送信号的不同实例(多径)即使在接收到的时间相近使也会经受不同的信道条件。通过适配导频滤波器来弥补不同的信道条件，可以作出信道响应的较佳估计，从而对通信接收机的总操作提供了改进，例如通过改进雷克接收机中指的分配。

图1是说明按照本发明操作的无线通信系统101各部份的框图。无线通信系统包括一无线网络基础设施，其具有多个基站102以及与基站通信的多个WCD104。无线网络基础设施还包括其它组件，比如基站控制器106、移动交换中心108等等。从基站102被发送到WCD的信号132被称为前向链路。从WCD被发送到基站的信号134被称为反向链路。如图1所示，前向链路和反向链路都能在基站102和WCD之间通过不同的多条路径。如图1所示，前向和反向链路信号会从障碍物150反射，导致接收到该信号的多个实例。该条件通常称为经受“多径”信号。如下所述，为了适应多径环境中的操作，CDMA系统中的基站和WCD都使用一“雷克”接收机，该接收机使用雷克“指”来处理信号，其中雷克接收机的每个指都被分配给单独的接收信号实例。雷克接收机的指可以被分配给同一发送信号的不同实例，或是被分配给从不同基站接收到的不同信号。

WCD 104的例子包括蜂窝电话、卫星电话、有无线通信能力的个人电脑和个人数字助理(PDA)以及其它无线设备。无线通信系统101可以被设计成支持一种或多种CDMA标准。例如，这些标准可以包括TIA/EIA-95-B(IS-95)、TIA/EIA-98-C(IS-98)、第三代合伙人计划(3GPP)、第三代合伙人计划2(3GPP2)、cdma2000、宽带CDMA(WCDMA)等等。

发送的导频信号一般由于通信信道中的噪声而被降级，进一步由于WCD的移动或通信信道内的障碍物被衰落而失真。与较宽的带宽相比，具有窄带宽的导频滤波器一般在消除更多信道噪声时更有效，但在跟踪接收导频信号中由于衰落而引起的变化时较不有效。相反，具有宽带宽的导频滤波器一般在跟踪由于衰落而引起的信号变化时较有效，但会使较多的信道噪声通过导频滤波器传播。

期望提供一种导频滤波器，其响应可基于信道条件而适配。信道条件可以用各种特征来量化，比如接收导频的信号对总噪声加干扰比(SNR)、信道噪声功率级的估计、WCD的速度以及其它信道特征。导频滤波器的系数因此可以根据这些及其它信道特征的函数被适配。典型的导频滤波器配置包括有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR)滤波器。

在系统101的一方面，通过估计信道噪声功率级和WCD速率来适配导频滤波器时间常数，该时间常数定义了滤波器带宽。通过使用这些估计，确定了一组系数。所述系数可以从保存在例如查找表中的一组预定值中选择，或是在作出估计时确定。系数应用于滤波器使滤波器响应适应于信道条件。另一方面，滤波器系数可以基于WCD速率而不管噪声功率级来确定。

图2是说明图1所述无线通信系统的实施例的进一步细节的简化框图。图2示出无线通信系统101中的基站102和WCD 104。在前向链路上，意味着从基站102到WCD 104的传输，基站102中的发送数据处理器212接收一导频信号以及各类“话务信号”，比如用户专用的数据、语音、消息等等。发送数据处理器212基于一个或多个编码方案对导频信号和话务信号进行格式化和编码。一般而言，导频信号和不同类型的话务信号使用不同的编码方案来编码。

基站102中的调制器214从发送数据处理器212接收已编码的导频和话务信号，并进一步处理接收信号以生成已调数据。对于某些CDMA系统而言，调制器214进行的处理包括：(1)用不同的信道化编码来覆盖已编码的导频和话务信道并从而把导频和话务信道信道化到它们相应的信道上；以及(2)扩展经信道化的导频和话务信道。在IS-95和cdma2000中，信道化编码是Walsh码，在W-CDMA中，信道化编码是正交可变扩展因子(OVSF)。扰码是用来通过较宽的带宽扩展发送信号的复伪噪声(PN)序列。在IS-95和cdma2000中，特定基站所使用的扰码离开其它基站使用的扰码有固定的相位偏移，使得接收机能区分开各个基站。在W-CDMA中，每个基站使用一不同的唯一扰码。IS-95和cdma200中用Walsh码进行的“覆盖”等价于W-CDMA中用OVSF码进行的“扩展”，而IS-95和cdma200中用PN序列进行的“扩展”等价于W-CDMA中用扰频序列进行的“扰频”。

调制器214的输出被提供给发射机216，并经调节以生成一前向已调信号，该前向已调信号适合在无线通信信道上经由天线218被发送到WCD 104。一般在基于CDMA的通信系统中，发射机216把已调数据转换成一个或多个模拟信号，对要发送的信号进行放大、滤波和正交调制。

在WCD 104处，前向已调信号被天线250所接收并被提供给接收机252。接收机252对接收信号进行滤波、放大、下变频和数字化，使其成为数据采样。接收机252的输出连到解调器254，后者处理数据采样以提供经恢复的码元。对于某些CDMA系统而言，解调器254进行的处理包括：(1)用在基站处扩展数据的相同扰码来扩展数据采样；(2)对经解扩的采样进行解覆盖以便把接收到的导频和话务信道信道化到它们相应的信道上；以及(3)用从接收信号恢复的导频信号对经信道化的数据进行相干解调。解调器254可以实现一雷克接收机，该雷克接收机能处理接收信号中的多个信号实例，如下所述。

接收数据处理器256对来自解调器254的码元进行接收和解码，以便恢复前向链路上发送的用户专用数据和消息。解调器254和接收数据处理器256所进行的处理分别与基站102处调制器214和发送数据处理器212进行的处理相反。

如上所述，在一些无线通信系统中，导频信号与其它类型的话务数据信号一起在前向链路上从基站102被发送到WCD 104。此外，一些无线通信信道还在反向链路上从各个活动WCD 104把导频信号发送到基站102。所发送的导频信号可由接收机用来对与导频信号一起发送的各个话务数据信号进行相干解调。

通常，为了在基站102处生成导频信号，最初用发送导频所用的特定信道化编码来覆盖导频数据，并用扰码对其进一步扩展。为了简化基站102和WCD 104处的信号处理，CDMA系统一般为导频数据使用一全零序列，为导频信道使用一零值信道化编码。该情况下，导频实际上是被分配给基站的扰码。

W-CDMA支持多个不同的导频信道。首先，一公共导频信道(CPICH)可如上述生成，并且在主要基站天线上被发送。分集CPICH也可以如上述生成，除了导频数据为非零以外，它不是全零序列，并且在基站102的分集天线上被发送。而且，一个或多个次级CPICH可以在基站102覆盖区域的有限部份内被发送，每个次级CPICH都用一非零信道化编码来生成。基站102可以进一步用与用户数据信道相同的信道化编码把专用导频发送到专用用户。该情况下，导频码元与到该用户的数据码元时分复用。

WCD 104还能在反向链路上将一导频信号以及其话务数据信号发送到基站102。所述的技术可应用于在前向链路、反向链路以及上述不同类型的导频信道上、以及在可能在无线通信系统中发送的其它导频信道上处理导频信号。

在WCD 104，来自基站102的导频信号可以通过以基站102处执行的方式相反的方式来处理接收信号而被恢复。WCD处的处理可以包括：(1)调节和数字化接收信号以提供数据采样；(2)用特定码片偏移或相位处的扰码来解扩展数据采样，所述偏移与所处理的多径实例相匹配；(3)用在基站处覆盖导频信号的同一信道化编码来解覆盖经解扩的采样；以及(4)把经解覆盖的采样与已知导频信号数据相乘并且在一段适当的时间上累加所产生的采样。

在导频数据为一全零序列且信道化编码为零的例子中，恢复导频信号的处理包括：用扰码来解扩展数据采样、以及在信道化编码长度的整数倍上累加经解扩的采样。这个相反的信号处理恢复了从基站发出的导频信号，并且从这个基站及其它基站中移除了其它话务数据信道上的其它传输。

图3是解调器254一实施例的框图，解调器254可用来在接收信号中搜索强信号实例，并用来对足够强度的一个或多个多径进行解调。解调器254的这一实施例实现了一雷克接收机，该接收机包括多个指处理器310和搜索器312，指处理器即解调指，搜索器即搜索元件。

由于多径及其它现象，从基站102发送到WCD 104的信号可能经历多条不同的路径。因此，WCD处的接收信号对于一个或多个基站发出的信号会包括多个多径实例。一般而言，搜索器312用来搜索接收信号中的强多径，并用来为满足一组标准的每个找到的多径提供强度和时序的指示。

雷克接收机能通过分配一个指处理器310来处理所关心的每个多径实例，从而处理搜索器312找到的多个信号实例。一般而言，像控制器260确定的那样，指处理器310基于搜索器312所提供的特定多径实例的信号强度信息被分配给一多径实例。

如图3所示，来自接收机352的同相和正交复采样I_IN和Q_IN分别被提供给多个指处理器310a到310z。在为处理特定的多径实例而分配的每个指处理器310内，I_IN和Q_IN采样被提供给PN解扩展器320，后者还接收与在基站处扩展数据使用的扰码相同的扰码。提供给PN解扩展器320的扰码按照所实现的特定CDMA标准并且根据基站的特定码片偏移或相位而生成，由指处理器310处理的多径实例的码片偏移会与所述特定的码片偏移或相位对齐。

PN解扩展器320能用扰码对复采样I_IN和Q_IN执行复数乘法，并且把经解扩的复采样I_DES和Q_DES提供给解覆盖元件322和332。第一解覆盖元件322覆盖数据所用的一个或多个信道化编码(例如Walsh码或OVSF码)来解覆盖经解扩的采样，并且生成经解覆盖的复数据采样。然后，经解覆盖的数据采样被提供给码元累加器324，后者在信道化编码的长度上累加采样以生成经解覆盖的数据码元。解覆盖元件322和码元累加器324有效地形成第一“信道化器”，所述第一信道化器恢复在一特定话务信道上发送的数据。然后把经解覆盖的数据提供给导频解调器326。

对于许多CDMA系统而言，前向链路包括在传输各部份期间一直连续发送或非连续发送的导频信号。为了恢复所发送的导频信号，第二解覆盖元件332用在基站102处覆盖导频所用的特定信道化编码来解覆盖经解扩的采样。信道化编码对于IS-95和cdma2000是零值的Walsh码，对于W-CDMA中的一些导频信道是零值的OVSF码。然后把经解覆盖的导频采样提供给累加器334，后者累加采样集以提供导频码元x_n。每个集合包括N_C个码片的多个采样，码片表示一导频累加时间间隔。累加时间间隔可以是例如：导频信号所用的信道化编码长度的整数倍、如果导频信号以脉冲突发形式发送则是一个完整的导频索引周期、或是某些其它时间间隔。然后，码元累加器324把导频码元提供给导滤波器336。解覆盖元件352和码元累加器334有效地形成第二信道化器，第二信道化器覆盖在一特定导频信道上发送的导频信号。

导频滤波器336可以用各种滤波器设计来实现，如下所述。通常，导频滤波器336对接收到的导频码元x_n进行滤波以提供导频信号估计y_n，y_n是多径实例传播所通过的通信信道响应的估计。导频滤波器336也可以接收和使用来自码元累加器324的经解覆盖的数据码元，以便提供改进的导频估计。一般而言，导频滤波器336为要相干解调的每个经解覆盖的数据码元提供一个导频估计。导频估计被提供给导频解调器326，并且用来对经解覆盖的话务数据码元进行相干解调，还被提供给信号质量估计器342，信号质量估计器342检测经恢复的导频的强度。

导频解调器325可以用来自导频滤波器336的导频估计对来自码元累加器324的经解覆盖的话务数据码元进行相干解调，并且把经解调的码元提供给码元组合器340。相干解调可以通过对经解覆盖的数据码元和导频估计进行点积和叉积来实现。点积和叉积有效地执行了数据的相位解调，并且还根据经恢复导频的相对强度来缩放了所产生的输出。通过用接收导频的相对强度进行缩放，各个指处理器310按照多径实例的质量对不同多径实例的影响进行有效地加权，用于进行有效的组合。这样，点积和叉积实现了相位投射和信号加权的双重作用，这是相干雷克接收机的特征。

码元组合器340对来自所有已分配指处理器310的已解调码元进行接收和相干解调，以便为雷克接收机所处理的特定数据传输提供经恢复的码元。然后把经恢复的码元提供给后续处理元件，例如接收数据处理器256(图2)。

信号质量估计器342可以通过以下来计算导频的能量：(1)对导频估计的同相和正交分量进行平方，P_I ²和P_Q ²，其中y_n＝P_I+jP_Q；(2)把每对平方后的结果相加以生成平方和P_I ²+P_Q ²；或者(3)累加NM个平方和以生成一相关值，该相关值表示经恢复的导频的强度。

通常，在每个指处理器内使用具有特定响应的单个导频滤波器对导频码元进行滤波，以提供导频估计。这个导频滤波器具有一特定的带宽，该带宽被选择在所有信道条件下都是稳健的，并且是基于信道调节的特定假设一般被选择用来提供可接受性能的带宽。然而，由于信道调节对于一给定的WCD会随时间改变，并且一般会在WCD之间改变，因此一直为所有WCD使用相同规范的导频滤波器在许多情况下提供了次佳的性能。按照本发明构造的设备的一方面是提供这样的技术：通过使滤波器“自适应”而改进导频滤波器的性能，以便根据信道调节而进行不同的操作，并且基于移动WCD的速度为通信信道的响应提供改进的估计。

如上所述，已发射的导频信号会由于通信信道中的噪声而降级，并且由于WCD的移动引起的衰落进一步失真。具有窄带宽或长时间常数的滤波器在消除信道噪声时更有效，但在跟踪由于衰落而引起的接收导频中的变化时较低效。相反，具有宽带宽或短时间常数的滤波器在跟踪由于衰落引起的信号变化时较有效，但在消除信道噪声时较低效，从而使较多数量的信道噪声能通过滤波器。

表1列出可能为各种信道条件提供改进性能的滤波器响应的一般关系。表1中的两个数据行对应于不同的WCD速度，低和高，两个数据列对应于不同数量的信道噪声，低和高。当WCD速度为低时，窄带宽滤波器一般是优选的，因为由于衰落引起的信号变化一般很小，窄带宽滤波器会消除大多数信道噪声而同时能跟踪小的信号变化。另一方面，当WCD速度为高且信道噪声为低时，由于衰落而引起的信号变化一般很大，即使宽带宽滤波器在降低信号中存在的信道噪声时较低效，它也是优选的。最后，当WCD速度和信道噪声都为高时，能提供较佳性能的滤波器响应取决于信道噪声数量相对于由于衰落而引起的信号变化量。

表1

	低信道噪声	高信道噪声
	低信道噪声	高信道噪声	低WCD速度	窄带宽	窄带宽
高WCD速度	宽带宽	信道/信号比	低WCD速度	窄带宽	窄带宽

对应于接收导频的码元可以表示为：

x_n＝β_n+n_n，公式(1)

其中数值x_n、β_n和n_n是复数值，并且：

x_n表示在WCD处接收到的导频码元，

β_n表示在经历由于信道引起的衰落但没有任何附加噪声时在WCD处接收到的导频码元，以及

n_n表示总噪声，它包括信道噪声、接收机噪声以及来自其它基站和多径的干扰。

由于所发送的导频信号具有一已知且恒定的幅度和相位，因此在WCD处接收到的导频码元x_n有效地表示了通信信道的响应。

期望实现一“最优”滤波器，从而对滤波器性能提供上限。在分析最优滤波器设计时，假定衰落是瑞利分布的，持续期短并且由于多径因素引起，且噪声是附加白高斯噪声(AWGN)。此外，假定衰落过程和AWGN彼此独立。公式(1)所表示的接收到的导频信号可以用以下向量公式重新表示：

x＝ β+ n 公式(2)

其中 x是具有导频码元x(k)的采样的列向量， β是在时间β(k)中有连续衰落系数的列向量，其中k指示一特定的信号采样，而 n是零均值的AWGN。根据假设β≈CN(0，R_β)，其中R_β是衰落的自相关矩阵，且 n≈CN(0，σ²I)，噪声采样彼此独立。通过使用公知的线性观测模型并且求解最小均方误差(MMSE)，得到：

公式(3)

公式(3)说明了信道衰落的最佳或最优估计

在任何时刻都是过去以及将来观察到的x(k)的加权线性组合。换言之，无限非因果FIR滤波器会导致信道的最优估计。最优滤波器的权重取决于信道自相关R_β以及噪声方差σ²。同样，根据所述假设并且基于克拉克(Clark)的公知模型，信道的标准化自相关函数可以给出如下：

R(τ)＝J₀(2πf_Dτ) 公式(4)

其中J₀是第一类0阶贝塞尔函数，f_D是多普勒频偏，给出为：

f_D＝(v/c)f_c 公式(5)

其中v是移动WCD的速度，c是光速，f_c是载波频率。这样，如上所述，在移动WCD的速度以及基于滤波器系数的滤波器估计之间存在直接相关。一般而言，导频滤波器会用有限脉冲响应(FIR)或无限脉冲响应(IIR)滤波器来实现。虽然无限非因果FIR滤波器的实现可能不实际，但是许多CDMA系统实现了具有多个抽头的FIR滤波器。

图4是按照本发明构造的导频滤波器一实施例的框图。例如，图4所示的导频滤波器可以用来实现图3所示的导频滤波器336，并且包括与控制单元420耦合的FIR滤波器410。FIR滤波器410按照特定的滤波器响应接收并滤波导频码元x_n，并且提供经滤波的导频码元y_n。FIR滤波器的特定响应以及带宽由控制单元420所提供的一组系数w₀ ^k到w_N-1 ^k来确定。

在FIR滤波器410内，接收到的导频码元x_n被提供给一组串联耦合的延迟元件412b到412m。接收到的导频码元x_n以及延迟元件412b到412m的输出分别被提供给乘法器414a到414m，后者还分别接收系数w₀ ^k到w_N-1 ^k。每个乘法器都接收导频码元，或是导频码元的延迟形式，并且把导频码元与接收到的系数相乘，从而向加法器416提供经缩放的码元。加法器416对来自所有乘法器的经缩放的码元相加以提供经滤波的导频码元y_n。来自FIR滤波器410的经滤波的导频码元可以表示为：

y_{n} = Σ_{i = 0}^{N - 1} w_{i}^{k} \cdot x_{n - i}

公式(2)

在控制单元420内，噪声功率估计器424接收和估计接收信号中的噪声功率。控制单元420还包括一WCD速度估计器426。在一实施例中，速度估计器426接收一个表示移动WCD速度的信号，例如从集成在移动WCD中的全球定位系统(GPS)接收机接收。在另一实施例中，速度估计器426接收表示WCD在一已知时刻时的位置的信号，通过接收不同时刻的WCD位置，速度估计器426确定了WCD速度的估计。

噪声功率估计器424和速度估计器426的输出被输入到系数选择单元428。系数选择单元428评估噪声功率的估计以及WCD速度的估计，并且确定要被滤波器410使用的一组期望系数。系数选择单元420把一组期望的系数w₀ ^k到w_N-1 ^k输出到滤波器410以及相应的乘法器414a到414m。

系数的确定可以用许多不同方式完成。例如，一组系数值可以预先确定并被保存在查找表中，根据噪声功率和速度估计把一组特定的系数输出到滤波器。系数确定的另一例是使用噪声功率和速度估计的值来计算滤波器使用的一组系数。此外，滤波器系数可以基于WCD的速度估计而选择，而不参考噪声功率估计。

在一实施例中，系数由移动WCD确定。在另一实施例中，噪声功率的估计以及WCD速度的估计从WCD被传输到无线网络基础设施中的另一位置，在那里确定滤波器系数。在还有一个实施例中，噪声功率的估计从WCD被传输到无线网络基础设施中的另一位置，并且在网络处确定WCD的速度。例如，WCD的速度可以在网络处从根据网络接收到的信号作出的度量而确定，所述信号从WCD发出。此外，滤波器系数可以基于WCD的速度估计而选择，而不参考噪声功率估计。

导频滤波器系数可用来调节WCD中的导频滤波器或者无线网络中的导频滤波器，或其两者。例如，WCD可以确定导频系数并调节其自身的导频滤波器，或者WCD可以把导频系数发送到调节导频滤波器的网络，或其两者。此外，网络能确定导频滤波器系数并且调节网络中的导频滤波器，或者把系数发送到调节导频滤波器的WCD，或其两者。导频滤波器系数对于WCD和网络来说也可以不同。例如，可以确定一组系数用于WCD导频滤波器中，而确定一组不同的系数用于网络中的导频滤波器中。

图5是按照本发明构造的导频滤波器的另一实施例的框图。图5所示的导频滤波器可以用来实现图3中的导频滤波器336。如图5所示，导频滤波器336包括一组滤波器510a到510n。每个滤波器510都可以用FIR或IIR滤波器或者某些其它滤波器结构来实现。滤波器510a到510n可以是不同类型的滤波器，例如它们中的一些可以是FIR滤波器和IIR滤波器，而其它是某些其它类型的滤波器，不同类型的滤波器可以任一期望的组合构成。此外，每个滤波器510a到510n都能具有一个不同的响应或与其相关联的带宽。

每个滤波器510a到510n接收并过滤导频码元x_n，并把经滤波的导频码元y_n ¹到y_n ^N提供给选择器512。接着，选择器512从特定的滤波器提供经滤波的导频码元，所述特定滤波器具有控制器516所选择的最佳、或期望的性能。控制器516从噪声功率估计器424接收噪声功率的估计，并且从速度估计器426接收WCD速度的估计。基于噪声估计和速度估计的值，控制器516会选择期望的滤波器输出。在另一实施例中，控制器基于速度估计而不参考噪声功率估计来选择期望的滤波器系数。

图6是说明按照本发明适配一导频滤波器的技术的流程图。流程从方框610开始。在方框612中接收到导频码元。然后，流程继续到方框614，其中确定接收信号中噪声功率的估计。接着在方框616中，作出WCD速度的估计。如上所述，WCD的速度估计可由一设备提供，比如带有WCD的GPS接收机，或者WCD可以通过确定其各个时刻的位置并计算其速度从而确定其速度，或者可以在无线网络基础设施中确定WCD速度。

流程继续到方框618，其中使用噪声功率的估计以及WCD速度的估计来确定一组滤波器系数。在方框620中，使用一组期望的系数来调节滤波器响应。如上所述，在一实施例中，系数被预先确定并被保存在例如查找表中。在另一实施例中，系数由WCD根据噪声功率的估计和移动WCD的速度而确定。在还有一实施例中，噪声功率的估计和WCD的估计从WCD被传输到无线网络基础设施中的另一位置，在那里确定滤波器系数并传回WCD。在又一实施例中，噪声功率的估计从WCD被传输到无线网络中的另一位置，网络接收或计算WCD的速度。例如，WCD的速度可以从根据网络接收到的信号作出的度量而确定，所述信号从WCD发出。此外，滤波器系数可以基于WCD的速度估计而选择，而不参考噪声功率估计。

上述描述详述了本发明的特定实施例。然而可以理解，无论上述内容怎样详述，本发明都可以体现在其它特殊形式中，而不背离其精神或基本特征。所述的实施例应被视为仅仅是说明性的，而不是限制性的，因此本发明的范围由所附权利要求表明，而不是由上述描述表明。在权利要求等价物的含义和范围内的所有变化都被包括于其中。

Claims

1.一种适配导频滤波器的方法，所述导频滤波器在无线通信网络中处理接收信号，所述方法包括：

确定无线通信设备相对于无线网络基础设施的速度；以及

基于无线通信设备所确定的速度而确定所述导频滤波器的一个或多个系数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定无线通信设备的速度以及确定一个或多个系数是在无线通信设备内执行的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定无线通信设备的速度以及确定一个或多个系数是在无线网络基础设施内执行的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定无线通信设备的速度在无线通信设备内执行，确定一个或多个系数在无线网络基础设施内执行。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定无线通信设备的速度在无线网络基础设施内执行，确定一个或多个滤波器系数在无线通信设备内执行。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括向导频滤波器应用所述一个或多个系数。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，应用系数是在无线通信设备内执行的。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，应用系数是在无线网络基础设施内执行的。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定速度还包括从全球定位系统接收机接收速度信息。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定速度还包括接收所述无线通信设备的至少两个位置度量，其中所述度量在不同的已知时刻作出，确定无线通信设备的位置是基于所述至少两个位置度量和它们相应的度量时刻。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线网络基础设施还包括一基站。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定一个或多个系数还包括基于噪声功率估计而确定所述一个或多个系数。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导频滤波器是一有限脉冲响应滤波器。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导频滤波器是一无限脉冲响应滤波器。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定一个或多个系数还包括从一组预定的系数中选择所述一个或多个系数。

16.一种通信设备，包括：

通过通信通道接收导频信号采样的导频滤波器；以及

基于无线通信设备速度来确定导频滤波器的滤波器系数并将导频滤波器适配于通信信道的控制器。

17.如权利要求16所述的通信设备，其特征在于，所述控制器基于通信信道中噪声功率的估计来确定滤波器系数。

18.如权利要求16所述的通信设备，其特征在于还包括一组预定的系数。

19.如权利要求18所述的通信设备，其特征在于，所述预定的系数从一查找表中检取。

20.如权利要求16所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备的速度按照来自全球定位系统接收机的信息而确定。

21.如权利要求16所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备的速度按照通信设备的至少两个位置度量而确定，其中所述度量在不同的已知时刻作出，所述通信设备的速度是基于所述至少两个位置度量和它们相应的度量时刻。

22.如权利要求16所述的通信设备，其特征在于，所述导频滤波器是一有限脉冲响应滤波器。

23.如权利要求16所述的通信设备，其特征在于，所述导频滤波器是一无线脉冲响应滤波器。

24.一种通信设备，包括：

多个导频滤波器，其中每个都被配置成接收一导频信号并输出一经滤波的导频信号。以及

控制器，被配置成基于无线通信设备速度选择多个导频滤波器输出之一。

25.如权利要求24所述的通信设备，其特征在于，所述控制器基于噪声功率的估计来选择所述多个导频滤波器之一。

26.如权利要求24所述的通信设备，其特征在于，所述多个滤波器被配置成通过改变滤波器系数而适配。

27.如权利要求26所述的通信设备，其特征在于，所述控制器基于通信设备速度而为所述多个导频滤波器确定滤波器系数。

28.如权利要求27所述的通信设备，其特征在于，所述滤波器系数从一组预定的滤波器系数中选择。

29.如权利要求28所述的通信设备，其特征在于，所述预定的系数从一查找表中检取。

30.如权利要求24所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备的速度基于来自全球定位系统接收机的信息而确定。

31.如权利要求24所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备的速度按照通信设备的至少两个位置度量而确定，其中所述度量在不同的已知时刻作出，所述通信设备的速度基于所述至少两个位置度量和它们相应的度量时刻。

32.如权利要求24所述的通信设备，其特征在于，所述多个导频滤波器是有限脉冲响应滤波器。

33.如权利要求24所述的通信设备，其特征在于，所述多个导频滤波器是无限脉冲响应滤波器。

34.如权利要求24所述的通信设备，其特征在于，所述多个导频滤波器包括有限脉冲响应滤波器和无限脉冲响应滤波器。

35.一种无线通信系统，包括：

具有一导频滤波器的至少一个移动无线通信设备，所述导频滤波器被配置成接受系数，所述系数把滤波器的操作适配于通信信道响应；以及

被配置成与所述至少一个移动无线通信设备通信的基础设施设备，其中所述基础设施设备从移动无线通信设备接收信号，并且基于那些信号确定导频滤波器系数并把系数发送到移动无线通信设备供配置导频滤波器使用。

36.如权利要求35所述的无线通信设备，其特征在于，所述基础设施包括一基站。

37.如权利要求35所述的无线通信设备，其特征在于，从移动无线通信设备接收到的信号包括通信信道中噪声功率级的估计。

38.如权利要求35所述的无线通信设备，其特征在于，从移动无线通信设备接收到的信号包括移动无线通信设备速度的估计。

39.一种无线通信系统，包括：

被配置成与所述至少一个移动无线通信设备通信的基础设施设备，其中所述基础设施设备从移动无线通信设备接收信号，并且基于那些信号以及基础设施中作出的度量来确定导频滤波器系数，并把系数发送到移动无线通信设备供配置导频滤波器使用。

40.如权利要求39所述的无线通信系统，其特征在于，所述基础设施包括一基站。

41.如权利要求39所述的无线通信系统，其特征在于，从移动无线通信设备接收到的信号包括通信信道中噪声功率级的估计。

42.如权利要求39所述的无线通信系统，其特征在于，基础设施中作出的度量包括移动无线通信设备速度的估计。

43.一种无线通信系统，包括：

至少一个移动无线通信设备；以及

具有一导频滤波器的基础设施设备，所述导频滤波器被配置成通过通信信道接收从移动无线通信设备发出的信号，并且接受适配滤波器响应的系数，其中基础设施设备从移动无线通信设备接收信号，并且基于那些信号来确定被提供给导频滤波器的一组系数。

44.如权利要求43所述的无线通信系统，其特征在于，所述基础设施包括一基站。

45.如权利要求43所述的无线通信系统，其特征在于，从移动无线通信设备接收到的信号包括通信信道中噪声功率级的估计。

46.如权利要求43所述的无线通信系统，其特征在于，所述基础设施估计移动无线通信设备的速度并且使用速度估计来确定系数组。

47.如权利要求43所述的无线通信系统，其特征在于，所述导频滤波器是一有限脉冲响应滤波器。

48.如权利要求43所述的无线通信系统，其特征在于，所述导频滤波器是一无限脉冲响应滤波器。

49.如权利要求43所述的无线通信系统，其特征在于，所述基础设施设备还包括多个导频滤波器。