Оценка канала связи

Авторы патента:


Оценка канала связи
Оценка канала связи
Оценка канала связи
Оценка канала связи
Оценка канала связи
Оценка канала связи

 


Владельцы патента RU 2414083:

КВЭЛКОММ ИНКОРПОРЕЙТЕД (US)

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для определения параметров оценки канала, показательных для характеристик канала беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении качества канального оценщика. Для этого средство оценки канала для определения параметров оценки канала, показательных для характеристик канала беспроводной связи, сконфигурировано на основании принятого сигнала, содержащего известный переданный сигнал и сигнал шума. Средство оценки канала сконфигурировано для применения к принятому сигналу частотного представления инверсии комбинации известного коэффициента сигнала как функции частоты и коэффициента шума. 6 н. и 53 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

По настоящей заявке испрашивается приоритет по дате подачи предварительной заявки на патент No 60/713995, названной "Замечания об улучшенном алгоритме оценки канала", поданной 2 сентября 2005 года и переуступленной патентообладателю настоящей заявки и тем самым явно включенной здесь путем ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, вообщем, к системам связи и более конкретно к получению оценки канала.

Уровень техники

Приемники в системах беспроводной связи часто используют компенсаторы канала, которые фильтруют или как-то иначе обрабатывают принятый сигнал для снятия воздействия на сигнал канала беспроводной связи. В канале беспроводной связи часто имеются рассеяние и многолучевое замирание, приводящие к множественным версиям сигнала, поступающим в устройство доступа терминала в разные моменты времени. Компенсаторы канала обрабатывают сигнал перед демодуляцией принятого сигнала. Например, в системах множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) принятый сигнал обрабатывается линейным эквалайзером, который, по меньшей мере, частично компенсирует влияние беспроводного канала прежде, чем сигнал будет демодулирован. Вместе с тем, обычные средства оценки канала (канальные оценщики) ограничены в предоставлении оценок несовершенного канала, не максимизируя функции эквалайзера. В частности, обычные канальные оценщики не могут обеспечить адекватно точную оценку канала для использования с эквалайзером решающей обратной связи (DFE).

Таким образом имеется потребность в улучшенном канальном оценщике.

Сущность изобретения

Канальный оценщик сконфигурирован для определения параметров оценки канала, показательных для характеристик канала беспроводной связи, исходя из принятого сигнала, содержащего известный переданный сигнал и сигнал шума. Канальный оценщик сконфигурирован для применения к принятому сигналу частотного представления инверсной комбинации известного коэффициента сигнала как функции частоты и коэффициента шума.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает блок-схему канального оценщика в соответствии с примерным вариантом реализации.

Фиг.2 - блок-схема примерного канального анализатора.

Фиг.3 - блок-схема примерного процессора прохождения сигнала.

Фиг.4 - иллюстрация идентифицированных прохождений сигнала в пределах временного спектра.

Фиг.5 - блок-схема последовательности операций способа получения оценки канала в соответствии с примерным вариантом реализации.

Фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа определения смещений прохождения сигнала в соответствии с примерным вариантом реализации.

Подробное описание осуществления изобретения

Канальный оценщик определяет оценку канала беспроводной связи исходя из сигнала, принятого по беспроводному каналу. Принятый сигнал включает в себя, по меньшей мере, известный переданный сигнал и шум. В примерном варианте реализации канальный оценщик включает в себя канальный анализатор, который определяет параметры канала, и регулятор непрохождения канала, который определяет параметры подавления шума. Процессор параметров объединяет параметры канала и параметры подавления шума для получения оценки канала, которая может быть использована в линейном эквалайзере, или эквалайзере с решающей обратной связью (DFE), используемом для обработки принятых сигналов. Канальный анализатор применяет к принятому сигналу обратную функцию эквалайзера, которая включает в себя инверсию комбинации известного коэффициента сигнала и коэффициента шума в частотном представлении. Регулятор непрохождения канала определяет параметры подавления шума, которые при использовании в качестве части оценки канала приводят, по меньшей мере, к частичному сокращению оценки канала в пределах интервалов временной задержки между идентифицированными задержками прохождения сигнала. Поисковое устройство обнаруживает запаздывающие версии пилот-сигнала для идентификации относительных временных задержек между прохождениями сигнала от базовой станции на приемник. Отсекающий фильтр определяет соответствующие параметры подавления шума для использования в процессоре параметров, что приводит, по меньшей мере, к частичному снижению оценки канала в пределах интервалов времени между идентифицированными прохождениями сигнала.

Слово "примерный" означает в данном случае как "служащий примером, вариантом или иллюстрацией". Любой рассмотренный в данном случае как примерный, вариант реализации не обязательно должен быть предпочтительным или преимущественным по сравнению с другими вариантами реализации.

На фиг.1 показана блок-схема канального оценщика 100, связанного с канальным компенсатором 101 в соответствии с примерным вариантом реализации изобретения. Канальный оценщик 100 может быть осуществлен в любой комбинации аппаратных средств, программного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения. В примерном варианте реализации программный код, выполняющийся в процессоре в пределах терминала доступа, например в сотовой телефонной трубке или другом портативном устройстве связи, выполняет вычисления, сравнения и настройки для выполнения функции канального оценщика 100. Различные функции и операции блоков, рассматриваемые в связи с канальным оценщиком 100, могут быть осуществлены в любом количестве устройств, схем или элементов. Два или несколько функциональных блоков могут быть объединены в отдельном устройстве, и функции, рассмотренные как помещенные в любом отдельном устройстве, могут быть, при определенных обстоятельствах, размещены по нескольким устройствам. Например, некоторые из функций поискового устройства 118 могут быть, при определенных обстоятельствах, выполнены канальным анализатором. В зависимости от конкретного исполнения некоторые из сигналов могут быть обработаны во временной области или в частотной области. Канальный оценщик 100 в примерном варианте реализации включает в себя другие функции и блоки, которые не приводятся на фиг.1 для краткости и ясности.

Канальный оценщик 100 вырабатывает оценку канала 104, которая используется канальным компенсатором 101, например линейным эквалайзером или эквалайзером с решающей обратной связью, для обработки сигналов, передаваемых от базовой станции и принятых по каналу беспроводной связи. Образующийся компенсированный сигнал 106 подается на демодулятор в приемнике для дальнейшей обработки. Оценка канала 104 является функцией частоты и может включать в себя любую комбинацию параметров, переменных и/или констант, которые могут быть применены канальным компенсатором 101 для снижения негативных воздействий канала беспроводной связи. Например, канальный компенсатор 101 может удалить шум и управлять полученным сигналом 102 для объединения множественных запаздывающих версий поступающего сигнала 102. Пример подходящего канального компенсатора включает в себя DFE, рассмотренный в Патентной Заявке США с серийным номером XX/XXX.XXX [реестр поверенного No 051238], внесенной в реестр 21 марта 2006 года, названной "Эквалайзер с решающей обратной связью для мультиплексированных сигналов с кодовым разделением", включенной здесь полностью путем ссылки.

В примерном варианте реализации канальный оценщик 100 включает в себя канальный анализатор 108 и процессор 110 прохождения сигнала. Вместе с тем, при определенных обстоятельствах процессор 110 прохождения сигнала или канальный анализатор 108 могут быть исключены. Кроме того, для получения оценки 104 канала могут быть использованы другие методики получения параметров 112 канала с процессором 110 прохождения сигнала. Поступающий сигнал 102 принимается в канальном компенсаторе 101, канальном анализаторе 108 и процессоре 110 прохождения сигнала.

Канальный анализатор 108 применяет обратную уравнивающую функцию к принятому сигналу для определения параметров 112 канала, отображающих характеристики канала беспроводной связи. Хотя обратная уравнивающая функция рассматривается в связи с представлением в частотной области, канальный анализатор 108 может выполнять обработку во временной области. Например, при определенных обстоятельствах, отклик канального анализатора 108 может быть спланирован в частотной области, но осуществлен во временной области. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что различные преобразования время-частота и частота-время и обработка в частотной области могут быть объединены, и возможна обработка во временной области. Обратная уравнивающая функция при представлении в частотной области включает в себя инверсию объединения известного коэффициента сигнала и коэффициента шума. Соответственно параметры 112 канала, созданные канальным анализатором 108, частично основываются на отношении сигнал/шум (SNR) опорного сигнала, например пилот-сигнала, используемого канальным анализатором 108. Частотные компоненты, в которых опорный сигнал имеет высокое значение SNR, выделяются канальным анализатором 108 при определении параметров 112 канала. И наоборот, для частотных компонент, в которых опорный сигнал имеет низкое значение SNR, канальный анализатор 108 при определении параметров 112 канала отменяет выделение. Примерный канальный анализатор 108 рассматривается более подробно в связи с фиг.2.

Процессор 110 прохождения сигнала вырабатывает параметры 114 подавления шума, что, по меньшей мере, частично снижает амплитуду параметров 112 канала в пределах интервалов времени фильтрации при использовании параметрическим процессором 116. При применении к параметрам канала параметры подавления шума приводят к оценке канала, которая отражает отфильтрованные временные интервалы, приводящие к сниженному шуму при применении канальным компенсатором 101. Соответственно параметры подавления шума 114 приводят к сниженному шуму в компенсированном сигнале 106 посредством предоставления информации, относящейся к вероятности прохождений сигнала при данных конкретных задержках. Поисковое устройство 118 идентифицирует относительные временные задержки между прохождениями сигналов посредством обнаружения версии известного сигнала с временным сдвигом, например пилот-сигнала. Хотя в примерном варианте реализации поисковое устройство 118 выполнено в частотной области, как рассмотрено ниже, при некоторых обстоятельствах поисковое устройство 118 может быть выполнено во временной области. Поисковое устройство 118 вырабатывает спецификацию прохождений сигнала, которая включает в себя, по меньшей мере, временные сдвиги 120 между прохождениями сигнала. В примерном варианте реализации временные сдвиги от прохождения передачи опорного сигнала, например прохождения сигнала с наименьшей задержкой, сохраняются в памяти с соответствующей амплитудой и фазой для прохождения сигнала. Соответственно поисковое устройство 118 создает таблицу временных сдвигов прохождения сигнала с соответствующими амплитудами и фазами. Подходящая методика для определения временных сдвигов 120 прохождения передачи рассматривается ниже в связи с фиг.6. Отсекающий фильтр 122 определяет интервалы фильтрации между идентифицированными временными сдвигами прохождения, которые должны быть отфильтрованы для подавления шума в компенсированном сигнале 106 канала. Отсекающий фильтр вырабатывает параметры 114 подавления шума, которые при использовании параметрическим процессором 116 приводят к отфильтрованным интервалам между временными сдвигами прохождения, как это и отражается оценкой канала. В примерном варианте реализации отфильтрованные интервалы располагаются между интервалами передачи, причем интервалы передачи отстоят на ±3,5 чипа от каждого идентифицированного временного сдвига прохождения сигнала. Соответственно интервалы фильтрации расположены между интервалами передачи в 7 длин чипа, имеющими центры во временных сдвигах прохождения. Как рассмотрено ниже, отфильтрованные интервалы максимальной задержки применены вне интервала передачи максимальной задержки для снижения шума при задержках, значительно отстоящих от идентифицированных прохождений сигнала.

Созданные параметры 114 подавления шума приводят, по меньшей мере, к частичному ослаблению параметров 112 канала в пределах отфильтрованных временных интервалов при их обработке параметрическим процессором 116. В некоторых ситуациях оценка 104 канала может быть установлена на ноль для полного ослабления параметров 112 канала в пределах отфильтрованного временного интервала. Параметры 114 подавления шума, созданные отсекающим фильтром 122, могут быть установлены такими, что параметры 112 каналов при обработке параметрическим процессором 116 являются неизменными вне отфильтрованных временных интервалов. В примерном варианте реализации любое положение вне отфильтрованных временных интервалов всегда находится в пределах ±3,5 чипов от, по меньшей мере, одного из идентифицированных временных сдвигов прохождения сигнала. В примерном варианте реализации параметры 114 подавления шума устанавливаются так, что параметры канала не ослабляются повсюду вне отфильтрованных временных интервалов, тогда как они полностью ослабляются в пределах отфильтрованных временных интервалов. Вместе с тем, возможны и другие установки параметров 114 подавления шума. Например, параметры 114 подавления шума могут быть установлены такими, что параметры 112 канала ослабляются вне отфильтрованных временных интервалов с соответствующим масштабным коэффициентом исходя из оцененного параметра SNR, или параметры 112 канала могут быть полностью ослаблены только тогда, когда их амплитуда падает ниже соответственно выбранного порогового значения. Такие пороговые значения могут быть выбраны, например, как многократно большие ожидаемой амплитуды шума, или до некоторой степени меньшие максимальной амплитуды параметра 112 канала, или до некоторой степени меньшие среднеквадратичных значений (RMS) параметров 112 канала, взятых по всем частотам. Подобные методики, например соответствующее масштабирование или выбор порогового значения, также могут быть использованы в определении параметров 114 подавления шума, применяемых в пределах отфильтрованных временных интервалов. В общем случае коэффициент масштабирования или пороговый уровень должны быть установлены с отличающимися значениями внутри и вне отфильтрованных временных интервалов. В примерном варианте реализации эти коэффициенты масштабирования установлены как 0 и 1 соответственно.

Процессор 116 параметров объединяет параметры 114 подавления шума с параметрами 112 канала для получения оценки 104 канала, которая отражает фильтрацию процессора 110 прохождения сигнала и функции уравнивания канального анализатора 108. Оценка 104 канала используется канальным компенсатором 101 для максимизации отношения сигнал/шум (SNR) компенсированного принятого сигнала 106 перед дальнейшей обработкой демодулятором.

На фиг.2 показана блок-схема примерного канального анализатора 108. Как рассмотрено выше, канальный анализатор 108 может быть осуществлен в частотной области или во временной области, хотя отклик анализируется в частотной области. Например, быстрое преобразование Фурье (FFT), инверсное FFT (IFFT) и обратные уравнивающие функции, рассмотренные в связи с фиг.2, могут быть объединены во временной области в варианте, при котором выполняются вычисления во временной области, а не в частотной области. Вместе с тем, во многих ситуациях вычисления, выполняемые процессором, использующим вариант реализации в частотной области, менее востребованы, чем вычисления варианта реализации во временной области.

Принятый сигнал 102 преобразуется из представления во временной области в представление в частотной области процессором 202 FFT. Обратный эквалайзер 204 в частотной области применяет обратную уравнивающую функцию к принятому сигналу в частотной области для определения параметров 112 канала. Обратная уравнивающая функция основана, по меньшей мере, частично, на известном коэффициенте сигнала и коэффициенте шума. При представлении в частотной области обратная уравнивающая функция включает в себя инверсию комбинации известного коэффициента сигнала и коэффициента шума. В примерном варианте реализации обратная уравнивающая функция равна:

(1)

где K * (f) - комплексно-сопряженное значение известного сигнала в частотной области как функции частоты, и N - оцененная спектральная плотность шума.

Соответственно известный коэффициент сигнала является квадратом абсолютного значения известного сигнала как функции частоты, и коэффициент шума является квадратом абсолютного значения оцененного шума. Хотя оцененный шум 206, N, может быть функцией частоты в некоторых случаях, в примерном варианте реализации N является константой. В примерном варианте реализации N определяется исходя из RMS различия последовательно демодулированных пилотных символов за период. Различие между последовательно демодулированными пилотными символами рассчитывается, и определяется RMS разностных значений за соответствующий период времени. В примерном варианте реализации этот период времени составляет 32 пилотных символа, но другие периоды времени также могут использоваться. Значение N устанавливается для расчетного значения RMS после масштабирования с соответствующим нормировочным коэффициентом. Нормировочный коэффициент определяется исходя из длины пилотного символа, ширины спектра сигнала, частотного разрешения и, возможно, при определенных обстоятельствах, других факторов.

Известный сигнал 208 является функцией частоты и включает в себя любую комбинацию априорных сигналов, сохраненных в памяти, например пилотных сигналов 210, и принятых сигналов 212, которые определяются после приема приемником 214. Поскольку известный сигнал представлен в частотной области при обработке обратным эквалайзером 204, пилот-сигнал 210 или сохраняется как представление в частотной области или преобразуется в частотную область. Представление пилот-сигнала отражает пилотную последовательность, так же как спектральное представление форму импульса.

Принятый и демодулированный сигнал модулируется и обрабатывается в соответствии с методиками, используемыми на базовой станции для обновления оцененного переданного сигнала, соответствующего принятому сигналу. Обновитель 216 сигнала модулирует, расширяет, скремблирует и иным образом обрабатывает сигнал, используя те же самые методики базовой станции для получения оцененного переданного сигнала 218. Оцененный переданный сигнал 218 преобразуется в частотную область процессором 220 FFT перед использованием в обратном эквалайзоре 204 как часть известного сигнала 208.

Поэтому в примерном варианте реализации канальный анализатор 108 использует обратную функцию эквалайзера, которая в представлении в частотной области равна комплексно-сопряженному значению известного сигнала, разделенного на квадрат известного сигнала плюс квадрат оценки шума. Соответственно в примерном варианте реализации обратная функция эквалайзера является функцией минимальной среднеквадратичной ошибки (MMSE). Получающиеся параметры канала могут быть использованы в канальном компенсаторе, например DFE, для максимизации отношения сигнал/шум (SNR) для принятого сигнала перед дальнейшей обработкой приемником.

На фиг.3 показана блок-схема примерного процессора 110 прохождения сигнала. Поисковое устройство 118 идентифицирует версии пилот-сигнала с временным сдвигом, которые являются частью сигнала 102. В примерном варианте реализации поисковое устройство 118 обрабатывает поступающий сигнал 102 в частотной области. В результате принятый сигнал 102 преобразуется из временной области в частотную область в процессоре 302 FFT. Поисковое устройство 118 использует добавленный опорный пилот-сигнал для выполнения свертки в частотной области. Поисковое устройство 118 прохождения передачи идентифицирует множество прохождений сигнала от передатчика к приемной системе исходя из версий пилот-сигнала с временным сдвигом, принимаемых в приемной системе. Пример поискового устройства во временной области включает в себя коррелятор, который коррелирует поступающий поток данных (принятый сигнал) с локальной копией последовательности псевдослучайного шума (PN) пилотного канала (CPICH). Пилот-сигнал, переданный от базовой станции, приходит на поисковое устройство как версии с временным сдвигом исходного пилот-сигнала. Поисковое устройство 118 определяет энергетический уровень и относительный временной сдвиг множества сдвинутых по времени сигналов для идентификации прохождений сигнала от базовой станции до приемной системы. Умножение двух сигналов в частотной области приводит к циклической свертке во временной области. Для минимизации ошибок при обработке опорных пилот-сигналов с пилотными последовательностями, большими длин блока, опорный пилот-сигнал дополняется для разрешения циклической свертки в частотной области. В примерном варианте реализации префикс и суффикс добавляются к пилотной последовательности. Подходящий суффикс и префикс включают в себя дополнение нулями пилотной последовательности в начале и в конце пилотной последовательности.

Получающийся спектр в частотной области включает в себя представление идентифицированных пилотных версий сигнала и поэтому представление прохождений сигнала в частотной области. Прохождения 306 сигнала в частотной области преобразуются из частотной области во временную область посредством процессора 308 IFFT. Представления во временной области прохождений 120 сигнала используются отсекающим фильтром 122 во временной области для определения соответствующих отфильтрованных интервалов.

На фиг.4 показаны идентифицированные прохождения 402, 404 и 406 сигнала в пределах временного спектра 400. Хотя на фиг.4 показаны три прохождения сигнала, 402, 404 и 406, посредством поискового устройства 118 может быть идентифицировано любое количество прохождений сигнала. Отсекающий фильтр 122 помещает интервалы 408, 412 и 414 передачи вокруг идентифицированных прохождений сигнала и отфильтрованных интервалов 416, 418 в пределах других времен задержки. В примерном варианте реализации каждый из интервалов 408, 412, 414 передачи имеет длину 7 чипов и центрирован в идентифицированном тракте передачи сигнала. Объединенный интервал 410 передачи сформирован двумя перекрывающимися интервалами передачи, 412 и 414. Поэтому для примера, показанного на фиг.4, первый отфильтрованный временной интервал 416 находится между 3,5 и 6,5 чипами задержки от первого идентифицированного прохождения 402 сигнала. Второй интервал 418 простирается от 14,5 чипов до следующего интервала передачи (не показано). Отсекающий фильтр 122 вырабатывает параметры 114 подавления шума, которые приводят к отфильтрованным временным интервалам 416, 418, используемым параметрическим процессором 116 для параметров 112 канала. Отфильтрованные временные интервалы 416 и 418 могут полностью ослабить параметры 112 канала посредством установки оценки 104 канала до нуля в пределах временного интервала или можно использовать другой уровень ослабления. Вместе с тем, в пределах интервалов 408, 412 и 414 передачи оценка 104 канала может быть установлена той же, что и соответствующие параметры 112 канала, или может быть использовано другое, соответственно выбранное ослабление. Соотношение между параметрами 112 канала и оценкой 104 канала определяется, по меньшей мере, частично, как отклик на то, находится ли параметр канала в пределах отфильтрованных временных интервалов, или в пределах интервалов передачи.

В примерном варианте реализации максимальные отфильтрованные интервалы 422 задержки используются вне максимального интервала 420 задержки передачи для снижения шума при задержках, значительно отстоящих от идентифицированных прохождений 402, 404, 406 сигнала. Подходящий максимальный интервал 420 задержки передачи простирается от -4 чипов до +20 чипов для системы, работающей в соответствии с протоколами CDMA2000. Отфильтрованные интервалы 422 максимальной задержки простираются от интервала 420 передачи максимальной задержки и снижают шум в областях, где очень маловероятно то, что прохождение сигнала существует. Хотя задержки 16 чипов для систем CDMA2000 могут быть существенно протяженными, для избежания фильтрации прохождения сигнала добавляются дополнительные 4 чипа для избежания фильтрации тех прохождений, по которым первый поступающий сигнал может быть не обнаружен и для которых боковой лепесток сигнала может быть еще обнаружен вблизи краев отфильтрованных интервалов 422 максимальной задержки.

На фиг.5 показана блок-схема последовательности операций способа получения оценки канала в соответствии с примерным вариантом реализации изобретения. Способ может быть осуществлен посредством любой комбинации аппаратных средств, программного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения. В примерном варианте реализации способ осуществляется применением специальной интегральной схемы (ASIC).

На этапе 502 вырабатываются параметры канала. Инверсия комбинации известного коэффициента сигнала как функции частоты и коэффициента шума, представленных в частотной области, применяется к принятому входящему сигналу. В примерном варианте реализации принятый сигнал умножается на

(1)

в частотной области. Оценка шума, N, при некоторых обстоятельствах может быть функцией частоты.

На этапе 504 вырабатываются параметры подавления шума. При использовании параметрическим процессором параметры подавления шума приводят к отфильтрованным по времени интервалам, которые, по меньшей мере, частично ослабляют параметры канала в пределах тех временных интервалов, где прохождения сигнала не были идентифицированы. В примерном варианте реализации отфильтрованные временные интервалы располагаются при временных задержках между интервалами передачи, где временные интервалы установлены в 3,5 чипов до 3,5 чипов после временной задержки идентифицированного прохождения сигнала. После того как поисковое устройство идентифицирует временные сдвиги 120 прохождения, отсекающий фильтр 122 определяет местоположения и размеры интервалов времени. Способ, рассматриваемый ниже в связи с фиг.6, предоставляет пример подходящей методики для определения временных сдвигов 120 прохождения.

На этапе 506 параметры подавления шума и параметры канала объединяются для формирования оценки канала. При применении компенсатора канала, например DFE или линейного эквалайзера, оценка канала минимизирует воздействия канала беспроводной связи и снижает шум посредством минимизации вклада сигналов в пределах временных задержек, которые конечно не включают в себя прохождения сигнала.

На фиг.6 показана блок-схема последовательности операций способа определения временных сдвигов 120 прохождения в соответствии с вариантом реализации. Соответственно способ, рассмотренный в связи с фиг.6, предоставляет пример подходящей методики для определения временных сдвигов 120 прохождения. В примерном варианте реализации код, выполняемый в ASIC или в процессоре, осуществляет функции поискового устройства для определения временных сдвигов 120 прохождения.

На этапе 602 порог, T(d), для задержки, d, прохождения сигнала устанавливается на начальное значение, T_INIT, для каждой задержки прохождения сигнала. В примерном варианте реализации d представляет собой целочисленное значение чипа и изменяется от нуля до задержки, значительно большей, так, что задержка является большей максимальной задержки (MAX_DELAY_SPREAD). Максимальная задержка (MAX_DELAY_SPREAD), представляет собой задержку, при которой маловероятно, что тракт сигнала существует. В системах, работающих в соответствии с CDMA2000, MAX_DELAY_SPREAD, устанавливается как 16 или более чипов. В системах, работающих в соответствии с WCDMA, MAX_DELAY_SPREAD, устанавливается как 48 или более чипов. При определенных обстоятельствах могут быть использованы другие временные задержки и максимальные задержки.

На этапе 604 оценка, H(d), канала во временной области принимается для каждой задержки прохождения сигнала. В примерном варианте реализации параметры 112 канала, определенные посредством канального анализатора 108, применяются к задержкам во временной области.

На этапе 606 оценивается минимальный уровень шума N. В примерном варианте реализации N определяется как средняя мощность вне расширенного интервала максимальной задержки. Соответственно, средний уровень шумов определяется для d, где d больше, чем MAX_DELAY_SPREAD.

На этапе 608 D задается изначально как ноль (D=0).

На этапе 610 определяется, меньше ли d, чем максимальная задержка (MAX_DELAY_SPREAD). Если d меньше максимальной задержки, способ продолжается на этапе 612. Иначе способ возвращается на этап 604 для приема новых оценок канала во временной области для каждого d.

На этапе 612 квадрат абсолютного значения оценки канала во временной области (|H(d)|2) для d сравнивается с оценкой шума, N. Если |H(d)|2<N, способ продолжается на этапе 614. Иначе способ продолжается на этапе 616.

На этапе 614 порог для d увеличивается, а на этапе 616 порог для d уменьшается. В примерном варианте реализации T(d) устанавливается как равное (l-a)T(d)-а(T_INIT)-T_INIT на этапе 616 и как (l-a)T(d)+а(T_INIT)+T_INIT на этапе 614, где а - константа параметра фильтра, имеющая значение между 0 и 1. Константа а выбирается как компромисс между скоростью сходимости и точностью. При уменьшении значения а точность улучшается за счет более медленной сходимости. Соответственно пороговые корректировки, выполняемые этапами 612, 614 и 616, разрешают сниженный порог, когда прохождение сигнала было предварительно обнаружено, и увеличенный порог, когда прохождение сигнала не было предварительно обнаружено. В результате вероятность ложного распознавания для прохождения сигнала снижается и также снижается вероятность определения того, что прохождение сигнала не существует, когда сигнал временно уменьшается по амплитуде в предварительно идентифицированном прохождении сигнала.

На этапе 618 квадрат абсолютного значения оценки канала во временной области (|H(d)|2) для d сравнивается с порогом в d, (T(d)). Если (|H(d)|2)>T(d), способ продолжается на этапе 620, где d определено по достоверному сдвигу прохождения сигнала. Иначе способ продолжается на этапе 622, где d определено по недостоверному сдвигу прохождения сигнала.

На этапе 624 d увеличивается на 1 (d = d + 1).

Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любых разнообразных технологий и методик. Например, данные, команды, управление, информация, сигналы, биты, символы, и чипы, которые могут быть сопоставлены с приведенным выше рассмотрением, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любой комбинацией этого.

Кроме того, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, рассмотренные в связи с раскрытыми вариантами реализации, могут быть осуществлены как электронные аппаратные средства, программное обеспечение, или объединение того и другого. Для ясной демонстрации этой взаимозаменяемости аппаратных средств и программного обеспечения различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были рассмотрены выше в виде их общих функциональных возможностей. Осуществляются ли такие функциональные возможности как аппаратные средства или программное обеспечение зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, накладываемых на общую систему. Специалисты в данной области техники могут осуществить рассмотренные функциональные возможности различным образом для каждого конкретного приложения, однако такие решения по осуществлению не следует интерпретировать как отступление от объема притязаний настоящего изобретения.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, рассмотренные в связи с раскрытыми вариантами реализации, могут быть осуществлены или выполнены с универсальным процессором, цифровым процессором сигналов (DSP), прикладной специализированной интегральной схемой (ASIC), полевой программируемой вентильной матрицей (FPGA) или другим программируемым логическим устройством, на дискретных логических элементах или на транзисторных логических элементах, на дискретных компонентах аппаратных средств, или любой их комбинации, выполненной для осуществления рассмотренных функций. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но альтернативно процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор может также быть осуществлен как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или несколько микропроцессоров вместе с ядром DSP, или любой другой такой конфигурацией.

Этапы способа или алгоритма, рассмотренного в связи с раскрытыми вариантами реализации, могут быть реализованы непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, выполняемом процессором, или в их комбинации. Программный модуль может постоянно находиться в оперативной памяти (RAM), флэш-памяти, памяти ROM, памяти программируемого ПЗУ (EPROM), памяти EEPROM, регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM, или на носителе данных любого другого вида, известного в данной области техники. Примерный носитель данных соединен с процессором так, что процессор может считывать информацию из него, и записывать информацию на носитель данных. Альтернативно носитель данных может быть объединен с процессором. Процессор и носитель данных могут постоянно находиться в ASIC. Специализированная интегральная схема может постоянно находиться в пользовательском терминале. Альтернативно процессор и носитель данных могут постоянно находиться как отдельные компоненты в пользовательском терминале.

Данное описание раскрытых вариантов реализации призвано дать возможность любому специалисту в данной области техники реализовать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов реализации должны быть очевидны специалистам в данной области техники, и то, что предоставленные здесь основополагающие принципы могут быть применены к другим вариантами реализации без отступления от существа или объема притязаний изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не подразумевает ограничений, связанных с приведенными вариантами реализации, и может иметь широкую область применения исходя из раскрытых принципов и новых признаков.

1. Средство оценки канала для определения оценочных параметров канала, показывающих характеристики канала беспроводной связи, содержащее:
модуль для определения, на основании принятого сигнала, известного переданного сигнала и сигнала шума, причем средство оценки канала выполнено с возможностью применения функции эквалайзера к принятому сигналу для определения оценочных параметров канала, при этом функция эквалайзера представляет собой отображение в частотную область инверсии от комбинации из коэффициента известного сигнала, связанного с известным переданным сигналом, и коэффициента шума, связанного с сигналом шума, причем коэффициент известного сигнала зависит от частоты.

2. Средство оценки канала по п.1, которое дополнительно выполнено с возможностью применения обратной функции эквалайзера, причем отображение в частотную область обратной функции эквалайзера включает в себя упомянутую комбинацию, находящуюся в знаменателе.

3. Средство оценки канала по п.2, в котором отображение в частотную область обратной функции эквалайзера равно

где K*(f) - комплексно-сопряженное значение известного сигнала в частотной области, зависящее от частоты, N - оцененный шум.

4. Средство оценки канала по п.3, в котором N зависит от частоты.

5. Средство оценки канала по п.3, в котором N является константой.

6. Средство оценки канала по п.1, в котором упомянутая комбинация коэффициента известного сигнала, зависящего от частоты, и коэффициента шума находится в знаменателе отображения в частотную область обратной функции эквалайзера.

7. Средство оценки канала по п.6, в котором упомянутая комбинация равна сумме квадрата известного сигнала и квадрата оценки шума.

8. Средство оценки канала по п.7, в котором известный сигнал содержит пилотный канал.

9. Средство оценки канала по п.8, в котором известный сигнал дополнительно содержит восстановленный переданный сигнал, основанный на предварительно принятом сигнале.

10. Средство оценки канала по п.1, дополнительно содержащее:
процессор быстрого преобразования Фурье (FFT), сконфигурированный для преобразования принятого сигнала из временной области в частотную область; и
обратный эквалайзер в частотной области, сконфигурированный для умножения принятого сигнала в частотной области на отображение в частотную область инверсии комбинации из коэффициента известного сигнала, зависящего от частоты, и коэффициента шума.

11. Средство оценки канала по п.10, в котором коэффициент известного сигнала основан на известном сигнале, содержащем пилот-сигнал в частотной области.

12. Средство оценки канала по п.11, в котором известный сигнал содержит восстановленный переданный сигнал в частотной области, основанный на предварительно принятом сигнале.

13. Способ определения оценочных параметров канала, показывающих характеристики канала беспроводной связи, содержащий:
определение, на основании принятого сигнала, известного переданного сигнала и сигнала шума и
применения функции эквалайзера к принятому сигналу для определения оценочных параметров канала, причем функция эквалайзера представляет собой отображение в частотную область инверсии от комбинации из коэффициента известного сигнала, связанного с известным переданным сигналом, и коэффициента шума, связанного с сигналом шума, при этом коэффициент известного сигнала зависит от частоты.

14. Способ по п.13, в котором определение содержит применение обратной функции эквалайзера, причем отображение в частотную область обратной функции эквалайзера включает в себя упомянутую комбинацию, находящуюся в знаменателе.

15. Способ по п.14, в котором представление в частотной области обратной функции эквалайзера равно

где K*(f) - комплексно-сопряженное значение известного сигнала в частотной области, зависящее от частоты, и N - оцененный шум.

16. Способ по п.15, в котором N зависит от частоты.

17. Способ по п.15, в котором N является константой.

18. Способ по п.15, в котором известный сигнал содержит пилот-сигнал в частотной области.

19. Способ по п.15, в котором известный сигнал содержит восстановленный переданный сигнал в соответствии с предварительно принятым сигналом.

20. Процессор для формирования оценки канала посредством формирования параметров подавления шума и объединения их с оценочными параметрами канала, причем процессор содержит:
поисковое устройство, выполненное с возможностью идентификации множества путей прохождения сигнала от передатчика к процессору, причем каждый из путей прохождения сигнала имеет задержку по времени по отношению к опорному сигналу; и
оконный фильтр, выполненный с возможностью формирования параметров подавления шума, которые, при применении к параметрам канала, по меньшей мере, частично ослабляют параметры канала в пределах окон фильтрации по времени, расположенных между значениями задержек на шкале времени, соответствующих идентифицированным путям прохождения сигнала.

21. Процессор по п.20, в котором параметры подавления шума приводят к нулевой оценке канала в пределах окон фильтрации по времени.

22. Процессор по п.20, в котором окна фильтрации по времени располагаются между временными окнами передачи, центрированными по временным задержкам идентифицированных путей прохождения сигнала.

23. Процессор по п.22, в котором временные окна передачи имеют длину 7 чипов.

24. Процессор по п.20, дополнительно содержащий:
процессор быстрого преобразования Фурье (FFT), выполненный с возможностью преобразования принятого сигнала из временной области в частотную область;
поисковое устройство, применяющее пилот-сигнал в частотной области к принятому сигналу в частотной области для формирования путей прохождения сигнала в частотной области; и
процессор обратного FFT, выполненный с возможностью преобразования идентифицированных путей прохождения сигнала в частотной области в идентифицированные пути прохождения сигнала во временной области, для обработки посредством оконного фильтра.

25. Процессор по п.24, в котором пилот-сигнал в частотной области содержит
частотную версию дополненного пилот-сигнала.

26. Процессор по п.25, в котором дополненный пилот-сигнал содержит:
пилотную последовательность;
префиксную последовательность, расположенную перед пилотной последовательностью; и
суффиксную последовательность, расположенную после пилотной последовательности.

27. Процессор по п.26, в котором префиксная последовательность содержит множество нулевых битов и суффиксная последовательность содержит множество нулевых битов.

28. Способ формирования оценки канала посредством формирования параметров подавления шума и объединения их с оценочными параметрами канала, содержащий:
идентификацию множества путей прохождения сигнала от передатчика к приемнику, причем каждый из путей прохождения сигнала имеет временную задержку по отношению к опорному сигналу;
формирование параметров шума, которые при применении их к параметрам канала, по меньшей мере частично, ослабляют параметры канала в пределах окон фильтрации по времени, расположенных между значениями задержек на шкале времени, соответствующих идентифицированным путям прохождения сигнала.

29. Способ по п.28, в котором параметры подавления шума приводят к нулевой оценке канала в пределах окон фильтрации по времени.

30. Способ по п.28, в котором окна фильтрации по времени располагаются между временными окнами передачи, центрированными по временным задержкам идентифицированных путей прохождения сигнала.

31. Способ по п.30, в котором временные окна передачи имеют длину в 7 чипов.

32. Способ по п.28, дополнительно содержащий:
преобразование принятого сигнала из временной области в частотную область;
применение пилот-сигнала в частотной области к принятому сигналу в частотной области для формирования путей прохождения сигнала в частотной области; и
преобразование идентифицированных путей прохождения сигнала в частотной области в идентифицированные пути прохождения сигнала во временной области перед формированием параметров шума.

33. Способ по п.32, в котором применение пилот-сигнала в частотной области содержит применение версии в частотной области дополненного пилот-сигнала.

34. Способ по п.33, в котором дополненный пилот-сигнал содержит:
пилотную последовательность сигнала;
префиксную последовательность, расположенную перед пилотной последовательностью; и
суффиксную последовательность, расположенную после пилотной последовательности.

35. Способ по п.34, в котором префиксная последовательность содержит множество нулевых битов и суффиксная последовательность содержит множество нулевых битов.

36. Средство оценки канала для формирования оценки канала на основании параметров канала и параметров подавления шума и для применения канальным эквалайзером к принятому сигналу, содержащему известный переданный сигнал и сигнал шума, причем средство оценки канала содержит:
канальный анализатор, выполненный с возможностью
определения параметров канала, показывающих характеристики канала беспроводной связи, на основе принятого сигнала, и выполненный с возможностью применения к принятому сигналу отображения в частотную область инверсии от комбинации из коэффициента известного сигнала, связанного с известным переданным сигналом, и коэффициента шума, связанного с сигналом шума, причем коэффициент известного сигнала зависит от частоты;
процессор для формирования параметров подавления шума для применения их к параметрам канала, причем процессор содержит:
поисковое устройство, выполненное с возможностью идентификации путей прохождения сигнала от передатчика к процессору; и
оконный фильтр, выполненный с возможностью формирования параметров подавления шума, которые при применении их к параметрам канала, по меньшей мере частично, ослабляют параметры канала в пределах окон фильтрации по времени, расположенных между значениями задержек на шкале времени, соответствующих идентифицированным путям прохождения сигнала.

37. Средство оценки канала по п.36, в котором канальный анализатор дополнительно выполнен с возможностью применения обратной функции эквалайзера, причем отображение в частотную область обратной функции эквалайзера включает в себя упомянутую комбинацию, находящуюся в знаменателе.

38. Средство оценки канала по п.37, в котором отображение в частотную область обратной функции эквалайзера равно

где K*(f) - комплексно-сопряженное значение известного сигнала в частотной области, зависящее от частоты, и N - оцененный шум.

39. Средство оценки канала по п.38, в котором N зависит от частоты.

40. Средство оценки канала по п.38, в котором N константа.

41. Средство оценки канала по п.37, в котором комбинация коэффициента известного сигнала, зависящего от частоты, и коэффициента шума находится в знаменателе отображения в частотную область обратной функции эквалайзера.

42. Средство оценки канала по п.41, в котором упомянутая комбинация равна сумме квадрата известного сигнала и квадрата оценки шума.

43. Средство оценки канала по п.42, в котором известный сигнал содержит пилотный канал.

44. Средство оценки канала по п.43, в котором известный сигнал дополнительно содержит восстановленный переданный сигнал, основанный на предварительно принятом сигнале.

45. Средство оценки канала по п.37, причем канальный анализатор дополнительно содержит:
процессор быстрого преобразования Фурье (FFT), выполненный с возможностью преобразования принятого сигнала из временной области в частотную область; и
частотный обратный эквалайзер, выполненный с возможностью умножения принятого сигнала в частотной области на отображение в частотную область инверсии от комбинации из коэффициента известного сигнала, зависящего от частоты, и коэффициента шума.

46. Средство оценки канала по п.45, в котором коэффициент известного сигнала основан на известном сигнале, содержащем пилот-сигнал в частотной области.

47. Средство оценки канала по п.46, в котором известный сигнал содержит восстановленный переданный сигнал в частотной области, основанный на предварительно принятом сигнале.

48. Средство оценки канала по п.36, в котором параметры подавления шума приводят к нулевой оценке канала в пределах окон фильтрации по времени.

49. Средство оценки канала по п.36, в котором окна фильтрации по времени располагаются между временными окнами передачи, центрированными по временным задержкам идентифицированных путей прохождения сигнала.

50. Средство оценки канала по п.49, в котором временные окна передачи имеют длину 7 чипов.

51. Средство оценки канала по п.36, в котором процессор дополнительно содержит:
процессор быстрого преобразования Фурье (FFT), выполненный с возможностью преобразования принятого сигнала из временной области в частотную область;
поисковое устройство, применяющее пилот-сигнал в частотной области к принятому сигналу в частотной области для формирования путей прохождения сигнала в частотной области; и
процессор обратного FFT, выполненный с возможностью преобразования идентифицированных путей прохождения сигнала в частотной области в идентифицированные пути прохождения сигнала во временной области, для обработки посредством оконного фильтра.

52. Средство оценки канала по п.51, в котором пилот-сигнал в частотной области содержит
версию в частотной области дополненного пилот-сигнала.

53. Средство оценки канала по п.52, в котором дополненный пилот-сигнал содержит:
пилотную последовательность;
префиксную последовательность, расположенную перед пилотной последовательностью; и
суффиксную последовательность, расположенную после пилотной последовательности.

54. Средство оценки канала по п.53, в котором префиксная последовательность содержит множество нулевых битов и суффиксная последовательность содержит множество нулевых битов.

55. Способ формирования оценки канала для применения канальным эквалайзером, содержащий:
определение параметров канала, показывающих характеристики канала беспроводной связи, на основании принятого сигнала, содержащего известный переданный сигнал и сигнал шума, посредством применения к принятому сигналу отображения в частотную область инверсии от комбинации из коэффициента известного сигнала, связанного с известным переданным сигналом, и коэффициента шума, связанного с сигналом шума, причем коэффициент известного сигнала зависит от частоты; и
формирование параметров подавления шума посредством идентификации множества путей прохождения сигнала от передатчика к приемнику, причем каждый из путей прохождения сигнала имеет временную задержку по отношению к опорному сигналу, и формирования параметров шума, которые при применении их к параметрам канала, по меньшей мере частично, ослабляют параметры канала в пределах окон фильтрации по времени, расположенных между значениями задержек на шкале времени, соответствующих идентифицированным путям прохождения сигнала.

56. Способ по п.5 5, в котором определение содержит применение обратной функции эквалайзера, причем отображение в частотную область обратной функции эквалайзера включает в себя упомянутую комбинацию, находящуюся в знаменателе.

57. Способ по п.56, в котором отображение в частотную область обратной функции эквалайзера равно

где K*(f) - комплексно-сопряженное значение известного сигнала в частотной области, зависящее от частоты, и N - оцененный шум.

58. Способ по п.57, в котором N зависит от частоты.

59. Способ по п.57, в котором N является константой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к беспроводной связи. .

Изобретение относится к интерфейсу и способу питания контура для шины подключения контрольно-измерительных приборов. .

Изобретение относится к приемнику и способу приема, в частности к способу приема сигнала, содержащего информацию, зависящую от частоты или характеристик, относящихся к частоте.

Изобретение относится к сети связи и предназначено для получения оценки канала для канала связи. .

Изобретение относится к технике связи и предназначено для назначения ресурсов при передаче в беспроводное устройство. .

Изобретение относится к системам и способам для передачи информации и, в частности, для оценки передаточной функции канала связи с помощью коротких кодов синхронизации.

Изобретение относится к пересылке данных от микросхемы к микросхеме, которая использует метод токового режима вместо общепринятых методов дифференциальной передачи сигналов режима напряжения.

Изобретение относится к способам и системам улучшения канальной оценки в системе беспроводной связи. .

Изобретение относится к способу оценки канала для передачи сигнала цифрового видеовещания

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах беспроводной связи

Изобретение относится к области мультиплексированной связи

Изобретение относится к технике связи и может использовать пространственный пилот-сигнал для поддержки приемников MIMO в системе связи с множеством антенн и множеством уровней передачи

Изобретение относится к усовершенствованному способу кодирования и декодирования данных, в котором, по меньшей мере, две пары ортогональных последовательностей используют для оценки искажений, вносимых передающей средой, путем последовательной передачи пар квадратурно-дополнительных последовательностей

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в средствах связи в системах связи множественного доступа

Изобретение относится к системам связи. Техническим результатом является дополнительное усовершенствование технологии LTE. Заявлены способ, устройство и считываемый компьютером носитель для приема сигнала, включающего в себя компоненты из множества ячеек, оценки канала из принятого сигнала, используя одну или более схем оценки канала, удаления компонентного сигнала, используя оцененный канал, из принятого сигнала для генерирования обработанного сигнала, и обнаружения остаточного сигнала в обработанном сигнале. 4 н. и 52 з.п. ф-лы, 16 ил.
Наверх