BRPI0615251A2

BRPI0615251A2 - estimaÇço de canal de comunicaÇço

Info

Publication number: BRPI0615251A2
Application number: BRPI0615251-1A
Authority: BR
Inventors: Peter Gaal
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2005-09-02
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2011-05-10
Also published as: WO2007028100A3; JP5265364B2; EP2296328B1; TWI336579B; CA2620896A1; JP2013153440A; CA2751771A1; ATE501575T1; US20070053526A1; RU2414083C2; EP1932306A2; RU2008112669A; CN101283558B; KR20080053339A; US8619884B2; JP2009507434A; CN101283558A; EP1932306B1; WO2007028100A2; TW200718108A

Abstract

ESTIMAÇçO DE CANAL DE COMUNICAÇçO. Um estimador de canal é configurado para determinar os parâmetros de estimação de canal indicativos das características de um canal de comunicação sem fio com base em um sinal recebido compreendendo um sinal transmitido conhecido e um sinal de ruido. O estimador de canal é configurado para aplicação, ao sinal recebido, uma inversão de representação de domínio de freqüência de uma combinação de um fator de sinal conhecido como uma função de freqüência e um fator de ruido.

Description

"ESTIMAÇÃO DE CANAL DE COMUNICAÇÃO"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, geralmente, aossistemas de comunicação e mais especificamente à geração deuma estimação de canal.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR

Os receptores nos sistemas de comunicação sem fiofreqüentemente utilizam compensadores de canal que filtramou processam de outra forma um sinal recebido para desfazeros efeitos do canal de comunicação sem fio no sinal. Umcanal de comunicação sem fio. freqüentemente possuicaracterísticas de canal de espalhamento e multi-desvanecimento resultando em múltiplas versões do sinalchegando ao dispositivo de terminal de acesso em momentosdiferentes. Os compensadores de canal processam o sinalantes da demodulação do sinal recebido. Nos sistemas deacesso múltiplo por divisão de código (CDMA), por exemplo,o sinal recebido é processado por um equalizador linear quecompensa pelo menos parcialmente as características decanal sem fio antes de o sinal ser demodulado. Osestimadores de canal convencionais, no entanto, sãolimitados ao fornecimento de estimativas de canalimperfeitas que não maximizam o desempenho de função deequalizador. Em particular, os estimadores de canalconvencionais não podem fornecer uma estimação de canaladequadamente precisa para uso com um equalizador deretorno de decisão (DFE).

Portanto, existe a necessidade de se criar umestimador de canal aperfeiçoado.

RESUMO DA INVENÇÃO

Um estimador de canal é configurado paradeterminar os parâmetros de estimação de canal que indicamas características de um canal de comunicação sem fio combase em um sinal recebido compreendendo um sinaltransmitido conhecido e um sinal de ruído. O estimador decanal é configurado para aplicar, ao sinal recebido, umainversão da representação de domínio de freqüência de umacombinação de um fator de sinal conhecido como uma funçãode freqüência e fator de ruído.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A figura 1 é um diagrama de blocos de umestimador de canal de acordo com a modalidade ilustrativa;

A figura 2 é um diagrama de blocos de umanalisador de canal ilustrativo;

A figura 3 é um diagrama de blocos de umprocessador de percurso de sinal ilustrativo;

A figura 4 é uma ilustração dos percursos desinal identificados dentro de um espectro de tempo;

A figura 5 é um fluxograma da geração de umaestimação de canal de acordo com a modalidade ilustrativa;

A figura 6 é um fluxograma de um método dedeterminação de offsets de percurso de sinal de acordo coma modalidade ilustrativa.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Um estimador de canal determina uma estimação decanal de um canal de comunicação sem fio com base em umsinal recebido através do canal sem fio. O sinal recebidoinclui pelo menos um sinal transmitido conhecido e ruído.Na modalidade ilustrativa, o estimador de canal inclui umanalisador de canal que determina os parâmetros de canal' eum elemento de ajuste de canal de não percurso quedetermina os parâmetros de redução de ruído. Um processadorde parâmetro combina os parâmetros de canal e os parâmetrosde redução de ruído para gerar uma estimação de canal quepode ser aplicada em um equalizador linear ou equalizadorde retorno de decisão (DFE) utilizado para processar ossinais recebidos. O analisador de canal aplica, ao sinalrecebido, uma função de equalizador reverso que inclui umainversão de uma combinação de um fator de sinal conhecido eum fator de ruido quando representados no domínio defreqüência. O elemento de ajuste de canal de não percursodetermina os parâmetros de redução de ruído que quandoaplicados como parte da estimação de canal, resultam empelo menos uma redução parcial da estimação de canal dentrodas janelas de retardo de tempo entre os retardos depercurso de sinal identificados. Um elemento de buscadetecta as versões retardadas em tempo de um sinal pilotopara identificação dos retardos de tempo relativos entre ospercursos de sinal da estação base para o receptor. Umfiltro de janela determina os parâmetros de redução deruído adequados para aplicação ao processador de parâmetroque resultam na redução pelo menos parcial da estimação decanal dentro das janelas de tempo entre os percursos desinal identificados.

0 termo "ilustrativo" é utilizado aqui parasignificar "servindo como um exemplo, caso, ou ilustração".Qualquer modalidade descrita aqui como "ilustrativa" nãodeve ser necessariamente considerada preferida ou vantajosasobre outras modalidades.

A figura 1 é um diagrama de blocos de um elementode estimação de canal 100 conectado a um compensador decanal 101 de acordo com a modalidade ilustrativa dainvenção. O estimador de canal 100 pode ser implementado émqualquer combinação de hardware, software e/ou firmware. Namodalidade ilustrativa, o código de software rodando em umprocessador dentro de um terminal de acesso tal como umaparelho celular, ou outro dispositivo de comunicaçãoportável, executa os cálculos, comparações, e ajustes pararealização das funções do estimador de canal 100. As váriasfunções e operações dos blocos descritos com referência aoestimador de canal 100 podem ser implementadas em qualquernúmero de dispositivos, circuitos ou elementos. Dois oumais blocos funcionais podem ser integrados em um únicodispositivo e as funções descritas como realizadas emqualquer dispositivo único podem ser implementadas atravésde vários dispositivos em algumas circunstâncias. Porexemplo, algumas das funções do buscador 118 podem serrealizadas pelo analisador de canal em algumascircunstâncias. Dependendo da implementação em particular,alguns dos sinais podem ser processados em dominio de tempoou no dominio de freqüência. O estimador de canal 100 namodalidade ilustrativa inclui outras funções e blocos quesão omitidos na figura 1 por motivos de brevidade eclareza.

O estimador de canal 100 gera uma estimação decanal 104 que é utilizada por um compensador de canal 101,tal como um equalizador linear ou um equalizador de retornode decisão, para processar os sinais transmitidos a partirde uma estação base e recebidos através de um canal decomunicação sem fio. O sinal compensado resultante 106 éenviado para um demodulador no receptor para processamentoadicional. A estimação de canal 104 é uma função dafreqüência e pode incluir qualquer combinação dosparâmetros, variáveis e/ou constantes que podem seraplicados pelo compensador de canal 101 para reduzir osefeitos negativos do canal de comunicação sem fio. Porexemplo, o compensador de canal 101 pode remover ruido emanipular o sinal recebido 102 para combinar múltiplasversões retardadas em tempo do sinal de entrada 102. Umexemplo de um compensador de canal adequado inclui um DFEdiscutido no pedido de patente U.S. No. XX/XXX.XXX (no. dodocumento 051238), depositado em 21 de março de 2006,intitulado "Decision Feedback Equalizer For Code DivisionMultiplexed Signals," que é incorporado aqui por referênciaem sua totalidade.

0 estimador de canal 100 inclui um analisador decanal 108 e um processador de percurso de sinal 110 namodalidade ilustrativa. Em algumas circunstâncias, noentanto, o processador de percurso de sinal 110 ou = oanalisador de canal 108 podem ser omitidos. Adicionalmente,outras técnicas para a geração de parâmetros de canal 112podem ser utilizadas com o processador de percurso de sinal110 para gerar a estimação de canal 104. 0 sinal recebidode entrada 102 é recebido no compensador de canal 101, oanalisador de canal 108 e o processador de percurso desinal 110.

O analisador de canal 108 aplica uma função deequalização reversa ao sinal recebido para determinar osparâmetros de canal 112 indicativos das características 'docanal de comunicação sem fio. Apesar de a função deequalização reversa ser discutida com referência a umarepresentação no domínio de freqüência, o analisador decanal 108 pode realizar o processamento no domínio detempo. Por exemplo, a resposta do analisador de canal 108pode ser projetada no domínio de freqüência masimplementada no domínio de tempo em alguns casos. Osversados na técnica reconhecerão que várias transformaçõesde domínio de tempo para freqüência e de freqüência paratempo e processamento de domínio e freqüência podem sercombinados e processados no domínio de tempo. A função deequalização reversa, quando representada no domínio defreqüência, inclui uma inversão da combinação de um fatorde sinal conhecido e um fator de ruído. De acordo, osparâmetros de canal 112 gerados pelo analisador de canal108 são baseados parcialmente na razão de sinal para ruído(SNR) do sinal de referência, tal como o sinal piloto,utilizado pelo analisador de canal 108. Os componentes defreqüência nos quais o sinal de referência possui uma altaSNR são enfatizados pelo analisador de canal 108 quando dadeterminação dos parâmetros de canal 112. Inversamente, oscomponentes de freqüência nos quais o sinal de referênciapossui uma SNR baixa são desenfatizados pelo analisador decanal 108 quando da determinação dos parâmetros de canal112. Um analisador de canal ilustrativo 108 é discutido emmaiores detalhes com referência à figura 2.

O processador de percurso de sinal 110 geraparâmetros de redução de ruido 114 que reduzem pelo menosparcialmente a amplitude dos parâmetros de canal 112 dentrodas janelas de tempo filtradas quando aplicados peloprocessador de parâmetro 116. Quando aplicados aosparâmetros de canal, os parâmetros de redução de ruidoresultam em uma estimação de canal que reflete as janelasde tempo filtradas resultando em um ruido reduzido quandoaplicados pelo compensador de canal 101. De acordo, osparâmetros de redução de ruido 114 resultam em um ruidoreduzido no sinal compensado 106 pelo fornecimento deinformação relacionada com a probabilidade de os percursosde sinal existentes em retardos particulares. Um buscador118 identifica os retardos de tempo relativos entre "ospercursos de sinal pela detecção das versões de offset detempo de um sinal conhecido tal como o sinal piloto. Apesarde o elemento buscador 118 ser implementado no domínio defreqüência na modalidade ilustrativa como discutido abaixo,o buscador 118 pode ser implementado no domínio de tempo emalgumas circunstâncias. O buscador 118 gera uma descriçãodos percursos de sinal que inclui pelo menos offsets detempo de percurso 120 entre os percursos de sinal. Namodalidade ilustrativa, os offsets de tempo de um percursode sinal de referência, tal como o percurso de sinal com omenor retardo, são armazenados na memória com uma amplitudee fase associadas para o percurso de sinal. De acordo, obuscador 118 cria uma tabela de offsets de tempo depercurso de sinal com amplitudes e fases correspondentes.Uma técnica adequada para a determinação dos offsets detempo de percurso 120 é discutida abaixo com referência , àfigura 6. Um filtro 122 determina as janelas filtradasentre os offsets de tempo de percurso identificados quedevem ser filtrados para redução de ruido no sinalcompensado de canal 106. O filtro gera os parâmetros deredução de ruido 114 que, quando aplicados pelo processadorde parâmetro 116, resultam em janelas filtradas entre osoffsets de tempo de percurso como refletido pela estimaçãode canal. Na modalidade ilustrativa, as janelas filtradassão posicionadas entre as janelas de transmissão onde asjanelas de transmissão se estendem por +/- 3,5 chips apartir de cada offset de tempo de percurso de sinalidentificado. De acordo, as janelas de filtro sãoposicionadas entre janelas de transmissão de 7 chips decomprimento possuindo centros nos offsets de tempo depercurso. Como discutido abaixo, janelas filtradas deretardo máximo são aplicadas fora de uma janela detransmissão de retardo máximo a fim de reduzir o ruido nosretardos significativamente longe dos percursos de sinalidentificados.

Os parâmetros de redução de ruido gerados 114resultam em pelo menos uma atenuação parcial dos parâmetrosde canal 112 dentro das janelas de tempo filtradas quandoprocessados pelo processador de parâmetro 116. Em algumassituações, a estimação de canal 104 pode ser determinadapara zero para atenuar completamente os parâmetros de canal112 dentro de uma janela de tempo filtrada. Os parâmetrosde redução de ruído 114 gerados pelo filtro 122 podem serdeterminados de forma que os parâmetros de canais 112,quando processados pelo processador de parâmetro 116, sejaminalterados fora das janelas de tempo filtradas. Namodalidade ilustrativa, qualquer posição fora das janelasde tempo filtradas está sempre dentro de +/- 3,5 chips depelo menos um dos offsets de tempo de percurso de sinalidentificados. Na modalidade ilustrativa, os parâmetros deredução de ruído 114 são determinados de forma que osparâmetros de canal não sejam atenuados de forma algumafora das janelas de tempo filtradas enquanto sãocompletamente atenuados dentro das janelas de tempofiltradas. Outras configurações de parâmetros de redução deruído 114 também são possíveis, no entanto. Por exemplo, òsparâmetros de redução de ruído 114 podem ser determinadosde forma que os parâmetros de canal 112 sejam atenuadosfora das janelas de tempo filtradas com um fator deescalonamento adequado com base na SNR . de parâmetroestimado, ou parâmetros de canal 112 podem sercompletamente atenuados apenas se sua amplitude cair abaixode um limite selecionado adequadamente. Tais limites podemser selecionados, por exemplo, de forma a estarem a umdeterminado múltiplo acima da amplitude de ruído espera'daou a uma fração determinada abaixo da amplitude máxima deparâmetro de canal 112 ou a uma determinada fração abaixoda raiz quadrada média (RMS) dos parâmetros de canal 112tirados através de todas as freqüências. Técnicassimilares, tal como escalonamento ou limite adequados,também podem ser utilizadas na determinação dos parâmetrosde redução de ruído 114 a serem aplicados dentro dasjanelas de tempo filtradas. Em geral, o fator deescalonamento ou nível limite seriam configurados "emvalores diferentes dentro e fora das janelas de tempofiltradas. Na modalidade ilustrativa, esses fatores deescalonamento foram configurados para 0 e 1,respectivamente.

Um processador de parâmetro 116 combina osparâmetros de redução de ruído 114 com os parâmetros decanal 112 para gerar a estimação de canal 104 que reflete afiltragem do processador de percurso de sinal 110 e asfunções de equalização do analisador de canal 108. :Aestimação de canal 104 é aplicada pelo compensador de canal101 para maximizar a SNR do sinal recebido compensado 106antes do processamento adicional pelo demodulador.

A figura 2 é um diagrama de blocos de umanalisador de canal ilustrativo 108. Como discutido acima,o analisador de canal 108 pode ser implementado no domíniode freqüência ou no domínio de tempo apesar de a respostaser examinada no domínio de freqüência. Por exemplo, aTransformada de Fourier Rápida (FFT), a FFT inversa (IFFT),e as funções de equalização reversa discutidas comreferência à figura 2 podem ser combinadas em umaimplementação de domínio de tempo que realiza os cálculosno domínio de tempo ao invés de no domínio de freqüência.Em algumas situações, no entanto, as tarefas computacionaisrealizadas por um processador utilizando uma implementaçãode domínio de freqüência são menos exigentes do que astarefas computacionais necessárias em uma implementação dedomínio de tempo.

O sinal recebido 102 é transformado de umarepresentação de domínio de tempo em uma representação dedomínio de freqüência por um processador FFT 202. Umequalizador reverso de domínio de freqüência 204 aplica umafunção de equalização reversa ao sinal recebido em domíniode freqüência para determinar os parâmetros de canal 112. Afunção de equalização reversa é baseada, pelo menosparcialmente, em um fator de sinal conhecido e um fator deruido. Quando representada no domínio de freqüência, afunção de equalização reversa inclui uma inversão de umacombinação do fator de sinal conhecido e do fator de ruído.Na modalidade ilustrativa, a função de equalização reversaé igual a:

<formula>formula see original document page 11</formula>

onde K*{f) é a conjugação complexa do sinalconhecido no domínio de freqüência como uma função dafreqüência e N é a densidade espectral de ruído estimada.De acordo, o fator de sinal conhecido é o quadrado do valorabsoluto do sinal conhecido como uma função da freqüência eo fator de ruído é o quadrado do valor absoluto do ruídoestimado. Apesar de o ruído estimado 206, N, poder ser umafunção da freqüência em algumas situações, N é umaconstante na modalidade ilustrativa. Na modalidadeilustrativa, N é determinado com base na RMS das diferençasem símbolos piloto demodulados sucessivamente durante umperíodo. A diferença entre os símbolos piloto demoduladossucessivamente é calculada e a RMS dos valores de diferençaé determinada durante um período de tempo adequado. Namodalidade ilustrativa, esse período de tempo é de 32símbolos piloto, mas outros períodos de tempo também podemser utilizados. N é determinado para o valor calculado deRMS depois do escalonamento com um fator de normalizaçãoadequado. O fator de normalização é determinado com base nocomprimento do símbolo piloto, largura de banda de sinal,resolução de freqüência, e possivelmente em outros fatoresem algumas circunstâncias.

O sinal conhecido 208 é uma função da freqüênciae inclui qualquer combinação de sinais a priori armazenadosna memória, tal como sinais piloto 210, e sinais recebidos121 que são determinados após a recepção pelo receptor 214.Visto que o sinal conhecido é representado no domínio dafreqüência quando processado pelo equalizador reverso 204,o sinal piloto 210 é armazenado como uma representação dedomínio de freqüência ou é transformado para o domínio defreqüência. A representação de sinal piloto reflete aseqüência piloto além da representação de espectro doformato de pulso.

Um sinal que é recebido e demodulado é modulado eprocessado de acordo com as técnicas utilizadas na estaçãobase para recriar o sinal transmitido estimadocorrespondente ao sinal recebido. Um elemento de recriaçãode sinal 216 modula, espalha, criptografa e processa osinal utilizando as mesmas técnicas na estação base paragerar um sinal transmitido estimado 218. O sinaltransmitido estimado 218 é convertido para o domínio defreqüência por um processador FFT 220 antes da aplicação noequalizador reverso 204 como parte do sinal conhecido 208.

Portanto, na modalidade ilustrativa, o analisadorde canal 108 aplica uma função de equalizador reverso que,em uma representação do domínio de freqüência, é igual àconjugação complexa do sinal conhecido dividido pelo sinalconhecido ao quadrado mais a estimativa de ruído aoquadrado. De acordo, a função de equalizador reverso é umafunção de mínimo erro quadrático médio (MMSE) na modalidadeilustrativa. Os parâmetros de canal resultantes podem seraplicados em um compensador de canal tal como DFE paramaximizar a SNR do sinal recebido antes de processamentoadicional pelo receptor.

A figura 3 é um diagrama de blocos de uraprocessador de percurso de sinal ilustrativo 110. Obuscador 118 identifica as versões de offset de tempo dosinal piloto que são parte do sinal 102. Na modalidadeilustrativa, o buscador 118 processa o sinal de entrada 102no domínio de freqüência. Como resultado disso, o sinalrecebido 102 é transformado do domínio de tempo para odomínio de freqüência em um processador FFT 302. O buscador118 utiliza um sinal de referência piloto com enchimentopara realizar uma convolução no domínio de freqüência. Obuscador de percurso 118 identifica uma pluralidade depercursos de sinal do transmissor para o sistema receptorcom base nas versões de tempo alterado de um sinal pilotorecebidas no sistema receptor. Um exemplo de um buscador dedomínio de tempo inclui um correlacionador que correlacionaa seqüência de dados de entrada (sinal recebido) com umacópia local da seqüência de ruído pseudo-aleatória (PN) docanal piloto (CPICH). O sinal piloto transmitido a partirda estação base chega ao buscador em versões alteradas "emtempo com relação ao sinal piloto original. O buscador 118determina o nível de energia e o offset de tempo relativode uma pluralidade de sinais alterados em tempo paraidentificar os percursos de sinal da estação base para' osistema receptor. Uma multiplicação de dois sinais nodomínio de freqüência resulta em uma convolução cíclica nodomínio de tempo. A fim de se minimizar os erros noprocessamento de sinais piloto de referência com seqüênciaspiloto maiores do que os comprimentos de bloco, o sinalpiloto de referência é completado para permitir umaconvolução cíclica no domínio de freqüência. Na modalidadeilustrativa, um prefixo e um sufixo são adicionados àseqüência piloto. Um sufixo e um prefixo adequados incluemenchimento zero da seqüência piloto no começo e no final daseqüência piloto.

O espectro resultante no domínio de freqüênciainclui uma representação das versões de sinal pilotoidentificadas e, portanto, uma representação dos percursosde sinal no domínio de freqüência. Os percursos de sinal dedomínio de freqüência 306 são transformados a partir dodomínio de freqüência em domínio de tempo por umprocessador IFFT 308. As representações de domínio de tempodos percursos de sinal 120 são aplicadas pelo filtro 122 nodomínio de tempo para determinar as janelas filtradasadequadas.

A figura 4 é uma ilustração dos percursos desinal identificados 402, 404 e 406 dentro de um espectro detempo 400. Apesar de a figura 4 ilustrar três percursos desinal 402, 404 e 406, qualquer número de percursos de sinalpode ser identificado pelo buscador 118. O filtro 122coloca as janelas de transmissão 408, 412, 414 em torno dospercursos de sinal identificados e as janelas filtradas416, 418 dentro de outros retardos de tempo. Na modalidadeilustrativa, cada uma das janelas de transmissão 408, 412,414 possui um comprimento de 7 chips e é centralizada em umpercurso de sinal identificado. Uma janela de transmissãocombinada 410 é formada por duas janelas de transmissãosobrepostas 412 e 414. Portanto, para o exemplo ilustrandona figura 4, uma primeira janela de tempo filtrada 416 Seencontra entre 3,5 chips e 6,5 chips de retardo do primeiropercurso de sinal identificado 402. Uma segunda janela 418se estende de 14,5 chips até a próxima janela detransmissão (não ilustrada). O filtro 122 gera parâmetrosde redução de ruído 114 que resultam nas janelas de tempofiltradas 416, 418 sendo aplicadas pelo processador deparâmetro 116 aos parâmetros de canal 112. As janelas detempo filtradas 416 e 418 podem atenuar completamente osparâmetros de canal 112 pela configuração da estimação decanal 104 para zero dentro da janela de tempo ou podemaplicar outro nível de atenuação. Dentro das janelas detransmissão 408, 412 e 414, no entanto, a estimação decanal 104 pode ser determinada de forma a ser igual aosparâmetros de canal correspondentes 112, ou outra atenuaçãoselecionada adequadamente pode ser aplicada. A relaçãoentre os parâmetros de canal 112 e a estimação de canal 104é determinada pelo menos parcialmente em resposta ao fatode se o parâmetro de canal se encontra dentro das janelasde tempo filtradas ou dentro das janelas de transmissão.

Na modalidade ilustrativa, as janelas filtradasde retardo máximo 422 são aplicadas fora de uma janela detransmissão de retardo máximo 420 a fim de reduzir o ruidoem retardos significativamente distantes dos percursos desinal identificados 402, 404, 406. Uma janela detransmissão de retardo máximo adequada 420 se estende apartir de -4 chips até +20 chips para um sistema operandode acordo com os protocolos CDMA2000. As janelas filtradasde retardo máximo 422 se estendem a partir da janela detransmissão de retardo máximo 420 e reduzem o ruido nasregiões onde é mais improvável que um percurso de sinalexista. Apesar de os retardos de 16 chips para os sistemasCDMA2000 poderem ser significativamente longos para evitaros percursos de sinal de filtragem, 4 chips adicionaispodem ser adicionados pra evitar que os percursos defiltragem onde um primeiro sinal de entrada pode não tersido detectado e onde um lóbulo lateral de um sinal aindapode ser detectado perto das bordas das janelas filtradasde retardo máximo 422.

A figura 5 é um fluxograma de um método degeração de uma estimação de canal de acordo com amodalidade ilustrativa da invenção. O método pode serrealizado por qualquer combinação de hardware, software,e/ou firmware. Na modalidade ilustrativa, o método ' érealizado por um circuito integrado especifico deaplicativo (ASIC).

Na etapa 502, os parâmetros de canal são gerados.Uma inversão de uma combinação de um fator de sinalconhecido como uma função da freqüência e um fator deruido, como representado no domínio de freqüência, éaplicada ao sinal recebido de entrada. Na modalidadeilustrativa, o sinal recebido é multiplicado por:

<formula>formula see original document page 16</formula>

no mesmo domínio de freqüência. A estimativa de ruído, N,pode ser uma função da freqüência em algumascircunstâncias.

Na etapa 504, os parâmetros de redução de ruídosão gerados. Quando aplicados pelo processador deparâmetro, os parâmetros de redução de ruído resultam emjanelas filtradas no tempo que atenuam pelo menosparcialmente os parâmetros de canal dentro das janelas detempo quando nenhum percurso de sinal foi identificado. Namodalidade ilustrativa, as janelas de tempo filtradas sãoposicionadas em retardos de tempo entre as janelas detransmissão onde as janelas de tempo são estabelecidas 3', 5chips antes a 3,5 chips depois do retardo de tempo dopercurso de sinal identificado. Depois que um buscadoridentifica os offsets de tempo de percurso 120, um filtro122 determina a localização e os tamanhos das janelas detempo. O método descrito com referência à figura 6 abaixofornece um exemplo de uma técnica adequada paradeterminação dos offsets de tempo de percurso 120.

Na etapa 506, os parâmetros de redução de ruído eos parâmetros de canal são combinados para formar aestimação de canal. Quando aplicados por um compensador decanal tal como um DFE ou equalizador linear, a estimação decanal minimiza os efeitos do canal de comunicação sem fio ereduz o ruído pela minimização da contribuição dos sinaisdentro dos retardos de tempo que muito provavelmente nãoincluem percursos de sinal.

A figura 6 é um fluxograma de um método dedeterminação de offsets de tempo de percurso 120 de acordocom a modalidade. De acordo, o método descrito comreferência à figura 6 fornece um exemplo de uma técnicaadequada para a determinação de offsets de tempo depercurso 120. Na modalidade ilustrativa, o código executadoem um ASIC ou processador realiza as funções do buscadorpara determinar os offsets de tempo de percurso 120.

Na etapa 602, o limite, T (d) para o retardo depercurso de sinal, d, é configurado para um valor inicial,T INIT para cada retardo de percurso de sinal. Namodalidade ilustrativa, d é um valor de chip inteiro evaria de zero até um retardo significativamente grande demodo que o retardo seja maior do que um retardo máximo(MAX_DELAY_SPREAD). O retardo máximo (MAX_DELAY_SPREAD) éum retardo onde é improvável que exista um percurso desinal. Nos sistemas operando de acordo com CDMA 200Ό,MAX_DELAY_SPREAD é determinado para 16 ou mais chips. Nossistemas operando de acordo com WCDMA, MAX_DELAY_SPREAD_ édeterminado para 48 ou mais chips. Outros retardos de tempoe retardos máximos podem ser utilizados em algumascircunstâncias.

Na etapa 604, a estimação de canal de domínio detempo, H (d) é recebida para cada retardo de percurso desinal. Na modalidade ilustrativa, os parâmetros de canal112 determinados pelo analisador de canal 108 são aplicadosaos retardos no domínio de tempo.

Na etapa 606, o piso de ruído, N, é estimado. Namodalidade ilustrativa, N é determinado como sendo apotência média fora da janela de espalhamento de retardomáximo. De acordo, a potência de ruido média é determinadapara d, onde d é maior que MAX_DELAY_SPREAD.

Na etapa 608, D é inicializado para zero (D=O).

Na etapa 610, é determinado se d é inferior aoretardo máximo (MAX_DELAY_SPREAD). Se d for inferior aoretardo máximo, o método continua na etapa 612. Docontrário, o método retorna para a etapa 604 para recebernovas estimativas de canal de domínio de tempo para cada d.

Na etapa 612, o quadrado do valor absoluto daestimação de canal de domínio de tempo (1H(d)21 ) para d écomparado com a estimativa de ruído, N. Se IH (d) I2 < Ν, ométodo continua na etapa 614. Do contrário, o métodocontinua na etapa 616.

Na etapa 614, o limite para d é aumentado e naetapa 616, o limite para d é reduzido. Na modalidadeilustrativa-, T (d) é igual a (1-a) T (d) -a (T_INIT) -T_INIT naetapa 616 e a (1-a)T(d)+a(T_INIT)+T_INIT na etapa 614, ondea é a constante de parâmetro de filtro entre 0 e 1·,Αconstante a é selecionada como um compromisso entre avelocidade de convergência e precisão. Como a é reduzido, aprecisão é aperfeiçoada a custo de uma convergência maislenta. De acordo, os ajustes de limite realizados pelasetapas 612, 614 e 616 permitem que o limite onde umpercurso de sinal foi detectado anteriormente seja reduzidoe o limite onde nenhum percurso de sinal foi detectadoanteriormente seja aumentado. Como resultado disso, aprobabilidade de detecção de falso positivo para umpercurso de sinal é reduzida e a probabilidade dedeterminação de que um percurso de sinal não existe quandoo sinal é reduzido temporariamente em amplitude em umpercurso de sinal previamente identificado também éreduzida.

Na etapa 618, o quadrado do valor absoluto daestimação de canal de domínio de tempo (|H(d)2|) para d écomparado com o limite em d, (T(d)). Se IH (d) I2 > T (d), ométodo continua na etapa 620 onde d é determinado como umoffset de percurso de sinal válido. Do contrário, o métodocontinua na etapa 622 onde d é determinado como sendo umoffset de percurso de sinal inválido.

Na etapa 624, d é incrementado por l(d=d+l).

Os versados na técnica compreenderão que ainformação e os sinais podem ser representados utilizando-se qualquer uma dentre uma variedade de tecnologias etécnicas. Por exemplo, dados, instruções, comandos,informação, sinais, bits, símbolos, e chips que podem serreferidos por toda a descrição acima podem serrepresentados por voltagens, correntes, ondaseletromagnéticas, partículas ou campos magnéticos,partículas ou campos óticos, ou qualquer combinação dosmesmos.

Os versados na técnica apreciarão adicionalmenteque os vários blocos lógicos, módulos, circuitos e etapasde algoritmo ilustrativos descritos com relação àsmodalidades descritas aqui podem ser implementados comohardware eletrônico, software de computador, ou combinaçõesde ambos. Para se ilustrar claramente essa capacidade deintercâmbio de hardware e software, vários componentes,blocos, módulos, circuitos e etapas ilustrativos foramdescritos acima geralmente em termos de sua funcionalidade.Se tal funcionalidade será implementada como hardware ousoftware dependerá da aplicação em particular e dasrestrições de desenho impostas ao sistema como um todo. Osversados na técnica podem implementar a funcionalidadedescrita de várias formas para cada aplicação emparticular, mas tais decisões de implementação não devemser implementadas como responsáveis pelo distanciamento doescopo da presente invenção.

Os vários blocos lógicos, módulos e circuitosilustrativos descritos com relação às modalidades descritasaqui podem ser implementados ou realizados com umprocessador de finalidade geral, um processador de sinaldigital (DSP), um ASIC, um conjunto de porta de campoprogramável (FPGA), ou outro dispositivo lógicoprogramável, porta discreta ou lógica de transistor,componentes de hardware discretos ou qualquer combinaçãodos mesmos projetados para realizar as funções descritasaqui. Um processador de finalidade geral pode ser ummicroprocessador, mas na alternativa, o processador podeser qualquer processador convencional, controlador, microcontrolador, ou máquina de estado. Um processador tambémpode ser implementado como uma combinação de dispositivosde computação, por exemplo, uma combinação de um DSP e ummicroprocessador, uma pluralidade de microprocessadores, "umou mais microprocessadores em conjunto com um núcleo DSP,ou qualquer outra configuração similar.

As etapas de um método ou algoritmo descritas comrelação às modalidades descritas aqui podem serconsubstanciadas diretamente em hardware, em um módulo desoftware executado por um processador, ou em uma combinaçãodos dois. Um módulo de software pode residir na memóriaRAM, memória flash, memória ROM, memória EPROM, memóriaEEPROM, registros, disco rigido, um disco removível, umCD-ROM, ou qualquer outra forma de meio de armazenamentoconhecido da técnica. Um meio de armazenamento ilustrativoé acoplado ao processador de forma que o processador possaler informação a partir de, e escrever informação no meiode armazenamento. Na alternativa, o meio de armazenamentopode ser integral ao processador. O processador e o meio dearmazenamento podem residir em um ASIC. O ASIC pode residirem um terminal de usuário. Na alternativa, o processador eo meio de armazenamento podem residir como componentesdiscretos em um terminal de usuário.

A descrição anterior das modalidades descritas éfornecida para permitir que qualquer pessoa versada natécnica crie ou faça uso da presente invenção. Váriasmodificações a essas modalidades serão prontamenteaparentes aos versados na técnica, e os princípiosgenéricos definidos aqui podem ser aplicados a outrasmodalidades sem se distanciar do espírito ou escopo dainvenção. Dessa forma, a presente invenção não deve serlimitada às modalidades ilustradas aqui, mas deve seracordado o escopo mais amplo consistente com os princípiose características de novidade descritos aqui.

Claims

1. Estimador de canal para determinação dosparâmetros de estimação de canal indicativos dascaracterísticas de um canal de comunicação sem fio com baseem um sinal recebido compreendendo um sinal transmitidoconhecido e um sinal de ruido, o estimador de canal sendoconfigurado para aplicar, ao sinal recebido, uma inversãoda representação do domínio de freqüência de uma combinaçãode um fator de sinal conhecido como uma função dafreqüência e um fator de ruido.

2. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 1, no qual o estimador de canal é configuradoadicionalmente para aplicar uma função de equalizaçãoreversa incluindo a combinação em um denominador de umarepresentação de domínio de freqüência da função deequalização reversa.

3. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 2, no qual a representação do domínio defreqüência da função de equalização invertida é igual a:<formula>formula see original document page 22</formula>onde K*(f) é a conjugação complexa dosinal conhecido no domínio de freqüência como uma função dafreqüência e N é um ruído estimado.

4. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 3, no qual N é uma função da freqüência.

5. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 3, no qual N é uma constante.

6. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 1, no qual a combinação do fator de sinalconhecido como uma função de freqüência e o fator de ruidoaparecem em um denominador de uma representação de domíniode freqüência da função de equalizador reversa.

7. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 6, no qual a combinação é igual a uma soma desinal conhecido quadrado e estimativa de ruido quadrada.

8. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 7, no qual o sinal conhecido compreende umcanal piloto.

9. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 8, no qual o sinal conhecido compreendeadicionalmente um sinal transmitido recriado com base em umsinal recebido anteriormente.

10. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 1, compreendendo adicionalmente:um processador FFT configurado para transformar osinal recebido de um domínio de tempo em domínio defreqüência; eum equalizador reverso de domínio de freqüênciaconfigurado para multiplicar o sinal recebido em domínio defreqüência pelo inverso da representação de domínio defreqüência da combinação do fator de sinal conhecido comouma função da freqüência e do fator de ruído.

11. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 10, no qual o fator de sinal conhecido ébaseado em um sinal conhecido compreendendo um piloto nodomínio de freqüência.

12. Estimador de canal, de acordo com . areivindicação 11, no qual o sinal conhecido compreende umsinal transmitido recriado no domínio de freqüência combase em um sinal recebido anteriormente.

13. Método de geração de uma estimação de canalpara aplicação por um compensador de canal, o métodocompreendendo:determinação de parâmetros de estimação de canalindicativos das características de um canal de comunicaçãosem fio com base em um sinal recebido compreendendo umsinal transmitido conhecido e um sinal de ruído, pelaaplicação, ao sinal recebido, de um inverso darepresentação de domínio de freqüência de uma combinação deum fator de sinal conhecido como uma função da freqüência eum fator de ruído.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, noqual a determinação compreende a aplicação de uma função deequalização invertida incluindo a combinação em umdenominador de uma representação de domínio de freqüênciada função de equalização reversa.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, noqual a representação do domínio de freqüência da função deequalização invertida é igual a:<formula>formula see original document page 24</formula>onde K*(/) é a conjugação complexa dosinal conhecido no domínio de freqüência como uma função dafreqüência e N é um ruído estimado.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, noqual N é uma função da freqüência.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15,onde N é uma constante.

18. Método, de acordo com a reivindicação 15, noqual o sinal conhecido compreende um sinal piloto dedomínio de freqüência.

19. Método, de acordo com a reivindicação 15, noqual o sinal conhecido compreende um sinal transmitidorecriado correspondente a um sinal recebido anteriormente'.

20. Processador de percurso de sinal para geraçãode parâmetros de redução de ruído para aplicação ^aparâmetros de canal de uma estimação de canal, oprocessador de percurso de sinal compreendendo:um buscador configurado para identificar ospercursos de sinal de um transmissor para o processador depercurso de sinal; eum filtro configurado para gerar parâmetros deredução de ruido que, quando aplicados aos parâmetros decanal, atenuam pelo menos parcialmente os parâmetros decanal dentro das janelas de tempo filtradas entre osretardos de tempo dos percursos de sinal identificados.

21. Processador de percurso de sinal, de acordocom a reivindicação 20, no qual os parâmetros de redução deruido resultam em uma estimação de canal igual a zerodentro das janelas de tempo filtradas.

22. Processador de percurso de sinal, de acordocom a reivindicação 20, no qual as janelas de tempofiltradas são aplicadas entre as janelas de tempo detransmissão centralizadas nos retardos de tempo dospercursos de sinal identificados.

23. Processador de percurso de sinal, de acordocom a reivindicação 22, no qual as janelas de tempo detransmissão possuem um comprimento de 7 chips.

24. Processador de percurso de sinal, de acordocom a reivindicação 20, compreendendo adicionalmente:um processador FFT configurado para transformar osinal recebido de um dominio de tempo em um domínio defreqüência;o buscador aplicando um sinal piloto de domíniode freqüência ao sinal recebido de domínio de freqüênciapara gerar percursos de sinal de domínio de freqüência; eum processador FFT invertido configurado paratransformar os percursos de sinal identificados de dominiode freqüência em percursos de sinal identificados dedomínio de tempo para processamento pelo filtro de janela.

25. Processador de percurso de sinal, de acordocom a reivindicação 24, no qual o sinal piloto de domíniode freqüência compreende:uma versão do domínio de freqüência de um sinalpiloto preenchido.

26. Processador de percurso de sinal, de acordocom a reivindicação 25, no qual o sinal piloto preenchidocompreende:uma seqüência piloto; euma seqüência de prefixo antes da seqüênciapiloto; euma seqüência de sufixo depois da seqüênciapiloto. :

27. Processador de percurso de sinal, de acordocom a reivindicação 26, no qual a seqüência de prefixocompreende uma pluralidade de bits zero e a seqüência desufixo compreende uma pluralidade de bits zero.

28. Método de geração de parâmetros de redução deruído para aplicação aos parâmetros de canal de umaestimação de canal, o método compreendendo:identificar uma pluralidade de percursos de sinalde um transmissor para um receptor, cada um dos percursosde sinal possuindo um retardo de tempo relativo a umareferência;gerar parâmetros de ruído que, quando aplicadosaos parâmetros de canal, atenuam pelo menos parcialmente osparâmetros de canal dentro das janelas de tempo filtradasentre os retardos de tempo dos percursos de sinalidentificados.

29. Método, de acordo com a reivindicação 28, ;noqual os parâmetros de redução de ruído resultam em umaestimação de canal igual a zero dentro das janelas de tempofiltradas.

30. Método, de acordo com a reivindicação 28, noqual as janelas de tempo filtradas são aplicadas entre asjanelas de tempo de transmissão centralizadas nos retardosde tempo dos percursos de sinal identificados.

31. Método, de acordo com a reivindicação 30, noqual as janelas de tempo de transmissão possuem umcomprimento de 7 chips.

32. Método, de acordo com a reivindicação 28,compreendendo adicionalmente:transformar o sinal recebido de um domínio dtempo em um domínio de freqüência;aplicar um sinal piloto de domínio de freqüênciaa um sinal recebido de domínio de freqüência para gerar ôspercursos de sinal de domínio de freqüência; etransformar os percursos de sinal identificadosde domínio de freqüência em percursos de sinalidentificados de domínio de tempo antes da geração deparâmetros de ruído.

33. Método, de acordo com a reivindicação 32, noqual a aplicação do sinal piloto de domínio de freqüênciacompreende:aplicar uma versão de domínio de freqüência de umsinal piloto com enchimento.

34. Método, de acordo com a reivindicação 33, noqual o sinal piloto com enchimento compreende:uma seqüência de sinal piloto; euma seqüência de prefixo antes da seqüênciapiloto; euma seqüência de sufixo depois da seqüênciapiloto.

35. Método, de acordo com a reivindicação 34, noqual a seqüência de prefixo compreende uma pluralidade debits zero e a seqüência de sufixo compreende umapluralidade de bits zero.

36. Estimador de canal para a geração de uma estimaçãode canal com base em parâmetros de canal e parâmetros deredução de ruido e para aplicação por um compensador decanal a um sinal recebido compreendendo um sinaltransmitido conhecido e um sinal de ruido, o estimador decanal compreendendo:um analisador de canal configurado paradeterminar os parâmetros de canal indicativos dascaracterísticas de um canal de comunicação sem fio com baseno sinal recebido e configurado para aplicar, ao sinalrecebido, uma inversão da representação do domínio defreqüência de uma combinação de um fator de sinal conhecidocomo uma função da freqüência e um fator de ruído;um processador de percurso de sinal configuradopara gerar os parâmetros de redução de ruído para aplicaçãoaos parâmetros de canal, o processador de percurso de sinalcompreendendo:um buscador configurado para identificar ospercursos de sinal de um transmissor para o processador depercurso de sinal; eum filtro configurado para gerar parâmetros deredução de ruído que, quando aplicados aos parâmetros 'decanal, atenuam pelo menos parcialmente os parâmetros decanal dentro das janelas de tempo filtradas entre osretardos de tempo dos percursos de sinal identificados.

37. Estimador de canal, de acordo com ' areivindicação 36, no qual o analisador de canal éadicionalmente configurado para aplicar uma função deequalização reversa incluindo a combinação em 'umdenominador de uma representação de domínio de freqüênciada função de equalização reversa.

38. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 37, no qual a representação de domínio defreqüência da função de equalização invertida é igual a:<formula>formula see original document page 29</formula>onde K*(f) é a conjugação complexa dosinal conhecido no domínio de freqüência como uma função dafreqüência e N é um ruído estimado.

39. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 38, no qual N é uma função da freqüência.

40. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 38, no qual N é uma constante.

41. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 37, no qual a combinação de um fator de sinalconhecido como uma função da freqüência e o fator de ruídoaparece em um denominador de uma representação de domíniode freqüência da função de equalizador invertida.

42. Estimador de canal, de acordo com "areivindicação 41, no qual a combinação é igual a uma somado sinal conhecido ao quadrado e da estimativa de ruído aoquadrado.

43. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 42, no qual o sinal conhecido compreende umcanal piloto.

44. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 43, no qual o sinal conhecido compreendeadicionalmente um sinal transmitido recriado com base em umsinal recebido anteriormente.

45. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 37, o analisador de canal compreendendoadicionalmente:um processador FFT configurado para transformar osinal recebido de um domínio de tempo em um domínio defreqüência; eum equalizador reverso de domínio de freqüênciaconfigurado para multiplicar o sinal recebido de domínio defreqüência pelo inverso da representação de domínio defreqüência da combinação do fator de sinal conhecido comouma função da freqüência e fator de ruído.

46. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 45, no qual o fator de sinal conhecido ébaseado em um sinal conhecido compreendendo um piloto nodomínio de freqüência.

47. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 46, no qual o sinal conhecido compreende umsinal transmitido recriado no domínio de freqüência combase em um sinal recebido anteriormente.

48. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 36, no qual os parâmetros de redução de ruídoresultam em uma estimação de canal igual a zero dentro dasjanelas de tempo filtradas.

49. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 36, no qual as janelas de tempo filtradas sãoaplicadas entre as janelas de tempo de transmissãocentralizadas nos retardos de tempo dos percursos de sinalidentificados.

50. Estimador de canal, de acordo com ' areivindicação 22, no qual as janelas de tempo detransmissão possuem um comprimento de 7 chips.

51. Estimador de canal, de acordo com ' areivindicação 36, o processador de percurso de sinalcompreendendo adicionalmente:um processador FFT configurado para transformar osinal recebido de um domínio de tempo em um domínio defreqüência;o buscador aplicando um sinal piloto de domíniode freqüência ao sinal recebido de domínio de freqüênciapara gerar percursos de sinal de domínio de freqüência; eum processador FFT invertido configurado paratransformar os percursos de sinal identificados de domíniode freqüência em percursos de sinal identificados dedomínio de tempo para o processamento pelo filtro dejanela.

52. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 51, no qual o sinal piloto de domínio defreqüência compreende:uma versão de domínio de freqüência de um sinalpiloto com enchimento.

53. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 52, no qual o sinal piloto com enchimentocompreende:uma seqüência piloto; euma seqüência de prefixo antes da seqüênciapiloto; euma seqüência de sufixo depois da seqüênciapiloto.

54. Estimador de canal, de acordo com areivindicação 53, no qual a seqüência de prefixo compreendeuma pluralidade de bits zero e uma seqüência de sufixocompreende uma pluralidade de bits zero.

55. Método de geração de uma estimação de canalpara aplicação por um compensador de canal, o métodocompreendendo:determinar parâmetros de canal indicativos dascaracterísticas de um canal de comunicação sem fio com baseem um sinal recebido compreendendo um sinal transmitidoconhecido e um sinal de ruído, pela aplicação, ao sinalrecebido, de uma inversão de representação de domínio defreqüência de uma combinação de um fator de sinal conhecidocomo uma função da freqüência e um fator de ruído; egerar parâmetros de redução de ruído pelaidentificação de uma pluralidade de percursos de sinal deum transmissor para um receptor, cada um dos percursos desinal possuindo um retardo de tempo com relação a umareferência e gerando os parâmetros de ruído que, quandoaplicados aos parâmetros de canal, atenuam pelo menosparcialmente os parâmetros de canal dentro das janelas detempo filtradas entre os retardos de tempo dos percursos desinal identificados.

56. Método, de acordo com a reivindicação 55, noqual a determinação compreende a aplicação de uma função deequalização invertida incluindo a combinação em umdenominador de uma representação de domínio de freqüênciada função de equalização invertida.

57. Método, de acordo com a reivindicação 56, noqual a representação de domínio de freqüência da função deequalização invertida é igual a:<formula>formula see original document page 32</formula>onde K'(f) é a conjugação complexa dosinal conhecido no domínio de freqüência como uma função defreqüência e N é um ruído estimado.

58. Método, de acordo com a reivindicação 57, noqual N é uma função da freqüência.

59. Método, de acordo com a reivindicação 57, ήοqual N é constante.