專利名稱：用于通信系統(tǒng)信道估計的系統(tǒng)和/或方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及通信。

背景技術(shù)：
可能希望在通信系統(tǒng)中，如在MIMO通信系統(tǒng)中具有進(jìn)行速度估計的能力。



在說明書的總結(jié)部分中具體地指出并且清楚地主張了要求保護(hù)的主題內(nèi)容。然而，關(guān)于組織和操作方法的要求保護(hù)的主題內(nèi)容與目的、特征和優(yōu)點(diǎn)一起可通過參照結(jié)合附圖的以下詳細(xì)說明得到最好的理解，在附圖中 圖1a和1b是根據(jù)實(shí)施例用于MIMO系統(tǒng)的訓(xùn)練塊的幀結(jié)構(gòu)。
圖2是圖示了可以在通信系統(tǒng)中采用的濾波器結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的示意圖。
圖3是圖示了可以在通信系統(tǒng)中采用的信道估計器的實(shí)施例的示意圖。
圖4是圖示了針對信道估計的通信系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。
圖5是圖示了采用信道估計方法的各種實(shí)施例的仿真的性能結(jié)果的繪圖。
圖6是圖示了采用信道估計方法的各種實(shí)施例的仿真的性能結(jié)果的繪圖。

具體實(shí)施例方式 在以下詳細(xì)說明中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對要求保護(hù)的主題的透徹理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解所要求保護(hù)的主題內(nèi)容在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下也可實(shí)施。在其它實(shí)例中，并未具體描述公知方法、過程、部件和/或電路以免使要求保護(hù)的主題內(nèi)容難以理解。
以下詳細(xì)說明中的一些部分是以對在計算系統(tǒng)內(nèi)、比如在計算機(jī)和/或計算系統(tǒng)存儲器內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)位和/或二進(jìn)制數(shù)字信號的操作的算法和/或符號表示來呈現(xiàn)的。這些算法描述和/或表示是由通信和/或數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域普通技術(shù)人員用來將其工作的實(shí)質(zhì)內(nèi)容傳達(dá)給本領(lǐng)域其它技術(shù)人員的技術(shù)。算法一般被認(rèn)為是導(dǎo)致所期望的結(jié)果的自相一致的操作序列和/或類似處理。操作和/或處理可以涉及對物理量的物理操縱。一般說來，盡管不是必須的，然而這些量可采取能夠存儲、轉(zhuǎn)移、組合、比較和/或以其它方式來操縱的電和/或磁信號的形式。已經(jīng)表明有時主要出于慣用原因而將這些信號稱為位、數(shù)據(jù)、值、元素、符號、字符、項(xiàng)、數(shù)字、數(shù)值等是方便的。然而，應(yīng)當(dāng)理解所有這些和類似術(shù)語會與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)并且僅為方便的標(biāo)記。
在整個說明書中提及“一個實(shí)施例”或“實(shí)施例”意味著結(jié)合該實(shí)施例來描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含于要求保護(hù)的主題內(nèi)容的至少一個實(shí)施例中。因此，在整個說明中各處出現(xiàn)短語”一個實(shí)施例”和/或”實(shí)施例”并不一定都指同一實(shí)施例。另外，可以在一個或多個實(shí)施例中組合特定特征、結(jié)構(gòu)和/或特性。
除非另有指明，如從以下討論中清楚所見，應(yīng)理解在整個說明中利用諸如“計算”、“確定”等字眼的討論涉及可以由計算平臺如計算機(jī)或類似的電子計算設(shè)備執(zhí)行的動作和/或過程，該計算平臺操縱和/或變換在計算平臺的處理器、存儲器、寄存器和/或其它信息存儲、發(fā)送、接收和/或顯示設(shè)備內(nèi)表示為物理、電子和/或磁量和/或其它物理量的數(shù)據(jù)。因而，計算平臺指的是包括處理和/或存儲信號形式的數(shù)據(jù)這一能力的系統(tǒng)或設(shè)備。因此，計算平臺在本文中可以包括硬件、軟件、固件和/或其任意組合。另外，除非另有指明，計算平臺也可以全部地或部分地執(zhí)行和/或控制參照流程圖或以其它方式在此描述的過程。
以下討論詳述了數(shù)個可能的實(shí)施例，不過這些實(shí)施例僅為例子而并非旨在于限制要求保護(hù)的主題內(nèi)容的范圍。作為另一例子，一個實(shí)施例可以是比如實(shí)施用以例如在設(shè)備或設(shè)備組合上工作的硬件，而另一實(shí)施例可以是軟件。類似地，實(shí)施例可以例如是固件或?qū)嵤橛布④浖?或固件的任意組合。類似地，雖然要求保護(hù)的主題內(nèi)容就這一點(diǎn)而言在范圍上不受限制，不過一個實(shí)施例可以包括一個或多個項(xiàng)，比如一個或多個存儲介質(zhì)。此存儲介質(zhì)如一個或多個CD-ROM和/或磁盤例如可以具有存儲于其上的指令，這些指令在由系統(tǒng)如計算機(jī)系統(tǒng)、計算平臺或其它系統(tǒng)執(zhí)行時例如可以實(shí)現(xiàn)所執(zhí)行的根據(jù)要求保護(hù)的主題內(nèi)容的方法實(shí)施例，比如先前描述的實(shí)施例之一?？梢栽诎ㄖT如蜂窩電話、個人數(shù)字助理、膝上型計算機(jī)、媒體播放器等的各種可能的通信設(shè)備中利用實(shí)施例。當(dāng)然，要求保護(hù)的主題內(nèi)容不僅限于這些例子。
在無線通信系統(tǒng)中利用天線陣列可能造成在系統(tǒng)中出現(xiàn)空間分集。例如，多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)可采用多個天線陣列作為發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)?？臻g分集可提供在系統(tǒng)的可達(dá)到的容量和/和系統(tǒng)的可靠性方面的提高。在利用天線陣列的無線通信系統(tǒng)中，可能需要信道狀態(tài)信息(channel state information，CSI)。然而，CSI可能并不可用，且因此可能針對系統(tǒng)的一個或多個信道來加以估計。MIMO系統(tǒng)的典型系統(tǒng)模型可以依賴于對已知或預(yù)定CSI的假設(shè)。例如參見G.J.Foschini和M.J.Gans的″On Limits of Wireless Communications in a FadingEnvironment，″Wireless Personal Commun.，vol.6，pp.311-335，1998(下文稱之為參考文獻(xiàn)[1])或S.M.Alamouti的″A simple transmit diversitytechnique for wireless communications″IEEE J.Select.Areas Commun.，vol.16，pp.1451-1458，1998(下文稱之為參考文獻(xiàn)[2])。然而，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，可能希望通過使用一個或多個估計方案來估計CSI。
至少兩大類估計方案可以提供CSI估計功能。盲估計可以包括例如可以基于接收的信號的結(jié)構(gòu)來執(zhí)行的信道估計。盲估計可能很復(fù)雜且可能例如影響無線通信系統(tǒng)的性能?；谟?xùn)練的估計可以包括比如在系統(tǒng)的訓(xùn)練時段過程中提供一個或多個訓(xùn)練信號?？梢詮臒o線通信系統(tǒng)的一個或多個發(fā)射機(jī)向一個或多個接收機(jī)提供訓(xùn)練信號。訓(xùn)練信號對于接收機(jī)可以是已知的，且例如可以嵌入信號中、比如嵌入幀中。基于訓(xùn)練的估計可以例如降低無線通信系統(tǒng)的復(fù)雜度和/或增強(qiáng)其性能。當(dāng)設(shè)計基于訓(xùn)練的估計方案時可以利用用于設(shè)計訓(xùn)練信號的一些準(zhǔn)則。例如參見B.Hassibi和B.M.Hochwald的″How much training is needed in multiple-antennawireless links？″IEEE Trans.Inform.Theory，vol.49，pp.951-963，2003，(下文稱之為參考文獻(xiàn)[3])或O.Simeone和U.Spagnolini的″Lower boundon training-based channel estimation error for frequency-selectiveblock-fading Rayleigh MIMO channels，″IEEE Trans.Signal Processing，vol.52，pp.3265-3277，2004(下文稱之為參考文獻(xiàn)[4])。此外，為基于訓(xùn)練的信道估計方案設(shè)計訓(xùn)練信號可能涉及考慮比如通信系統(tǒng)的峰均功率比(Peak-to-Average-Power-Ratio，PAPR)。例如參見L.Yang，X.Ma和G.B.Giannakis的″Optimal training for MIMO fading channels withtime-and frequency-selectivity，″Proc.ICASSP′04 Conf.，Montreal，Canada(下文稱之為參考文獻(xiàn)[5])。
不失一般性，訓(xùn)練信號可以提供給接收機(jī)，且可以包括訓(xùn)練塊而這些塊可以包括序列集。然而，值得一提的是要求保護(hù)的主題內(nèi)容就這一點(diǎn)而言不受限制。圖1a圖示了用于多個發(fā)射天線的幀形式的訓(xùn)練塊

如圖1a中所示，訓(xùn)練塊可以包括二進(jìn)制訓(xùn)練塊或換而言之可以包括具有前置碼(preamble)和后置碼(postamble)的雙側(cè)結(jié)構(gòu)如幀，且可以包括一個或多個間隔(gap)。雖然未圖示，但是訓(xùn)練塊可以包括多于兩側(cè)的訓(xùn)練塊，且可以例如在至少一個實(shí)施例中包括一個或多個中置碼。此外，在圖1b中圖示了例如可以在MIMO系統(tǒng)如MIMO-ISI系統(tǒng)中實(shí)施的訓(xùn)練塊的幀結(jié)構(gòu)。圖1b中所示序列可以包括例如至少具有前置碼a和后置碼b的序列的循環(huán)前綴(cyclic prefixed，CP)正交互補(bǔ)集。
為基于訓(xùn)練的信道估計來設(shè)計訓(xùn)練信號可以利用設(shè)計模型如Hadamard矩陣和/或Golay互補(bǔ)序列。例如參見M.J.E.Golay的″Complementary series″IEEE Trans.Inform.Theory，vol.7，pp.82-87，1961(下文稱之為參考文獻(xiàn)[6])以及K.Niu，S.-Q.Wang等人的″A novelmatched filter for primary synchronization channel in W-CDMA″Proc.IEEE Vehic.Technol.Conf.，Birmingham，AL(下文稱之為參考文獻(xiàn)[7])。然而，要求保護(hù)的主題內(nèi)容例如就這些引用的設(shè)計模型而言不受限制。此外，針對單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)的基于互補(bǔ)序列對的信道估計可以包括一種用于為基于訓(xùn)練的信道估計來設(shè)計訓(xùn)練序列的可能的方式。例如參見P.Spasojevic和C.N.Georghiades的″Complimentary sequences forISI channel estimation″IEEE Trans.Inform.Theory，vol 47，pp.1145-1152，2001(下文稱之為參考文獻(xiàn)[8])以及B。Xu和G.Bi的″Channel estimationusing complimentary sequence pairs for UWB/OFDM systems″Electron.Lett.，vol.40，pp.1196-1197，2004(下文稱之為參考文獻(xiàn)[9])。然而，要求保護(hù)的主題內(nèi)容不限于僅這些引用的設(shè)計模型。
當(dāng)為基于訓(xùn)練的信道估計設(shè)計訓(xùn)練信號時可能希望考慮Cramer-Rao下限(Cramer-Rao Lower Bound，CRLB)和/或品質(zhì)因素(merit factor)，比如在參考文獻(xiàn)[8]中定義的品質(zhì)因素。此外，實(shí)施用于頻率估計的訓(xùn)練方案可以利用循環(huán)卷積和/或快速傅立葉變換(FFT)，不過要求保護(hù)的主題內(nèi)容就這里描述的實(shí)施方案的特定方式而言不受限制，且應(yīng)理解在要求保護(hù)的主題內(nèi)容的實(shí)施例中可以采用許多其它計算方式和/或技術(shù)。
在要求保護(hù)的主題內(nèi)容的一個實(shí)施例中，用于信道估計的方案可以應(yīng)用于具有符號間干擾(Inter-Symbol Interference，ISI)的MIMO通信系統(tǒng)。然而，要求保護(hù)的主題內(nèi)容不限于此。例如，這里描述的至少一部分方案可以實(shí)施于頻率選擇性信道、頻率選擇性衰落信道和/或這里未具體描述的其它類型和/或類別的信道的MIMO通信系統(tǒng)中。如先前間接提到的，基于訓(xùn)練的估計方案可以減少估計誤差和/或可以降低其它估計方案如盲估計的復(fù)雜度。這樣的方式可以例如使用于多用戶系統(tǒng)和可以采用MIMO信道的其它系統(tǒng)中，比如符合MIMO-超寬帶(UWB)、MIMO正交頻分復(fù)用(OFDM)的系統(tǒng)和/或可以利用現(xiàn)有的或?qū)黹_發(fā)的MIMO的其它系統(tǒng)。
考慮MIMO通信系統(tǒng)的MIMO頻率選擇性信道。在這一實(shí)施例中，信道可具有塊衰落。換而言之，CSI可在MIMO信道的一個塊內(nèi)無變化但是可因塊而變化。例如，室內(nèi)MIMO系統(tǒng)可以至少部分地由于室內(nèi)MIMO系統(tǒng)的移動性特征而包括這些性質(zhì)。例如參見S.Wang等人的″Indoor MIMO channelsA parametric correlation model andexperimental results″，Proc.Samoff’04 Conf.，Princeton，NJ(下文稱之為參考文獻(xiàn)[10])。在這一實(shí)施例中，令H＝[H0，H1，...Hl]包括MIMO頻率選擇性信道的離散時間信道沖激響應(yīng)(channel impulse response，CIR)，其中Hl 0≤l≤L是MIMO CIR的第l個抽頭并且可以通過以下矩陣給出
其中

1≤nr≤NR，1≤nt≤NT，0≤l≤L是在MIMO通信系統(tǒng)的第nr個接收天線與第nt個發(fā)射天線之間CIR的第l個抽頭。在這一實(shí)施例中，可以假設(shè)系統(tǒng)的一個或多個子信道具有單位功率或表示為下式 其中E(·)可以包括期望算子。
接收信號對應(yīng)的訓(xùn)練塊還可以改寫為 其中X可以由以下矩陣給出
其中且其中 Y＝[y(0)，y(1)，…，y(N+L-1)] E＝[e(0)，e(1)，…，e(N+L-1)] 在這一實(shí)施例中，

可以包括第nt個發(fā)射天線提供的訓(xùn)練信號。訓(xùn)練信號可以包括例如可以互補(bǔ)的多個訓(xùn)練塊?？梢栽跁r間n提供訓(xùn)練信號。

可以包括第nr個接收天線在時間n接收的信號。

可以包括

中的附加噪聲分量而SNR包括信噪比。
可替代地，X可以由以下矩陣給出
其中且其中 Y＝[y(0)，y(1)，…，y(N-1)] E＝[e(0)，e(1)，…，e(N-1)] 此外，N階前向移位置換矩陣∏可以表示為
其中xi＝[xi(0)，xi(1)，...，xi(N-1)]，1≤i≤NT，而矩陣(8)可以改寫為 X＝[xT(x∏)T(x∏2)T...(x∏L)T]T。
(9) 為基于訓(xùn)練的信道估計方案設(shè)計訓(xùn)練序列可以包括設(shè)計具有特定特征的序列集。例如，僅作為一些例子，序列集可以包括互補(bǔ)序列集、不相關(guān)周期互補(bǔ)序列集和/或正交周期互補(bǔ)序列集。然而，值得一提的是列舉這些序列集作為例子而要求保護(hù)的主題內(nèi)容就這一點(diǎn)而言不受限制。然而在一個實(shí)施例中，可以根據(jù)設(shè)計、定義和/或構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計和/或構(gòu)造互補(bǔ)序列集。
例如，考慮用于限定互補(bǔ)序列集的以下標(biāo)準(zhǔn) 令xi＝[xi0，xi1，...xi(N-1)]包括1和-1的序列而令包括序列xi的非周期自相關(guān)。如果則序列集(xi，0≤i≤p-1)包括互補(bǔ)序列。在一個實(shí)施例中，可以考慮具有相等長度N的序列，其中例如可以在以下參考文獻(xiàn)中找到關(guān)于互補(bǔ)序列集的更多討論C.C.Tseng和C.L.Liu的″Complimentary sets ofsequences，″IEEE Trans.Inform.Theory，vol.18，pp.644-652，1972(下文稱之為參考文獻(xiàn)[11])。
在一個實(shí)施例中，可以用以下遞歸方式來構(gòu)造具有長度N＝2n，n≥1的Golay互補(bǔ)序列對 其中其中δ0＝1，δ1＝0，i≠0。這可以提供具有長度N的互補(bǔ)序列集x0和x1。
在另一實(shí)施例中，可以根據(jù)設(shè)計和/或構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計和/或構(gòu)造周期互補(bǔ)序列集。在一個或多個實(shí)施例中，周期互補(bǔ)序列可以為正交和/或不相關(guān)周期序列。例如，考慮用于限定互補(bǔ)序列集的以下標(biāo)準(zhǔn) 令xi＝[xi0，xi1，...xi(N-1)]包括1和-1的序列而令可以包括序列xi的周期自相關(guān)。如果則序列集(xi，0≤i≤p-1)是周期互補(bǔ)的。在一個實(shí)施例中，可以考慮具有周期N的序列，其中同樣，可以在以下參考文獻(xiàn)中找到關(guān)于互補(bǔ)序列集的更多討論C.C.Tseng和C.L.Liu的″Complimentarysets of sequences，″IEEE Trans.Inform，Theory，vol.18，pp.644-652，1972(下文稱之為參考文獻(xiàn)[11])。
然而，如果另一序列集(yi，0≤i≤p-1)是周期互補(bǔ)的且其中0≤k≤N-1，則(yi，0≤i≤p-1)可以對應(yīng)于(xi，0≤i≤p-1)。
此外，如果周期互補(bǔ)序列集的集合(ai，0≤i≤p-1)，(bi，0≤i≤p-1)，...，(zi，0≤i≤p-1)中每兩個周期互補(bǔ)序列集相互對應(yīng)，則該集合為相互不相關(guān)。例如在參考文獻(xiàn)[11]中進(jìn)一步說明關(guān)于對應(yīng)序列集的討論。
在另一實(shí)施例中，具有長度N＝2n，n≥1的Golay互補(bǔ)序列對可以構(gòu)造如下 其中δ0＝1，δi＝0，i≠0。在這一實(shí)施例中，wk包括具有單位幅度的復(fù)數(shù)。在n個相互作用之后，可以產(chǎn)生具有長度N的互補(bǔ)序列對x0和x1。此外，

和x1互補(bǔ)。此外，這導(dǎo)致了一般性的結(jié)論如果(a，b)為互補(bǔ)集，則

為也可以稱為配對的對應(yīng)集。作為一個例子，基于式(10)或(11)中的一個或多個，如果N＝16，則 x0＝[+++-++-++++---+-]，x1＝[+++-++-+---+++-+] y0＝[+-+++---+-++-+++]和y1＝[+-+++---+--+---]可以例如包括兩個互補(bǔ)序列集。
在至少一個實(shí)施例中，可以不限定互補(bǔ)序列集的最大數(shù)目。然而，對于二元(binary)情況，如果各不相關(guān)集僅有兩個序列，則有兩個不相關(guān)集，這可能限制在MIMO系統(tǒng)中的應(yīng)用。然而，可以通過在二元情況下采用以下方式中的一個或多個方式來解決這一問題 1)將序列分配給具有不同相位的發(fā)射天線對。
2)擴(kuò)展各互補(bǔ)集中序列的數(shù)目(例如參見參考文獻(xiàn)[11])。
3)基于互補(bǔ)集來構(gòu)造具有零相關(guān)窗(zero correlation window，ZCW)的更多序列。
然而，值得一提的是這些僅為示例方式而要求保護(hù)的主題內(nèi)容不限于此。
為基于訓(xùn)練的信道估計方案設(shè)計訓(xùn)練序列可以結(jié)合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。例如，可以利用最大似然估計(MLE)、最小平方估計(LSE)和/或線性最小均方誤差(LMMSE)作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。例如，式(3)可以改寫為 其中

包括Kronecker積，y＝vec(Y)，h＝vec(H)，e＝vec(E)，其中vec(·)將其自變量的所有列堆疊在一個列向量中。在這一實(shí)施例中，e可以包括在各分量上具有單位方差(unit variance)的復(fù)AWGN向量。在這一實(shí)施例中，h的MLE可以簡化為H的LSE。這可由下式給出 此外，矩陣的協(xié)方差和

的MSE分別為

和

在一個實(shí)施例中，如果訓(xùn)練序列滿足條件XXH∝I，則可以使

的MSE最小。如果滿足這一條件，則在這一實(shí)施例中h的MLE可以具有以下方差，該方差實(shí)現(xiàn)了減小的Cramer-Rao下限(CRLB)。例如，可以通過構(gòu)造滿足下式的兩個二進(jìn)制訓(xùn)練塊來實(shí)現(xiàn)減小的CRLB。
XpreXpreH+XpostXpostH∝I (14) 此外，H的LMMSE可由下式給出 協(xié)方差矩陣和

的MSE可以分別包括

和

使

的MSE最小可以涉及到滿足條件XXH∝I。如果滿足這一條件，則MIMO系統(tǒng)的一個或多個天線的訓(xùn)練序列可以例如基本上為正交的。
可以至少部分地基于上述標(biāo)準(zhǔn)中的一個或多個標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計信道估計算法。在這一實(shí)施例中，假設(shè)

和

相互正交，并假設(shè)NT＝2。此外，在這一實(shí)施例中，

和

分別包括發(fā)射天線

和

的前置碼。此外，x1和-x0分別包括發(fā)射天線

和

的后置碼。在這一實(shí)施例中 所以H的LSE為 這基于前置碼和后置碼的賦值而可以改寫為 在可替代實(shí)施例中，假設(shè)

相互不相關(guān)。此外，假設(shè)NT為偶數(shù)。就互補(bǔ)序列集(a，b)而言可以針對發(fā)射天線Tx進(jìn)行以下賦值

(18) 其中x∏-1可以將序列x向左循環(huán)移位1個單元?？商娲兀绻鸑T為奇數(shù)，則可以進(jìn)行以下賦值

(19) 此外，最后的天線NT可以被賦值以另一對互補(bǔ)序列，比如如下所示 例如，如果滿足條件則可以基本上減少或避免路徑間干擾。此外，通過給出 則H的LSE可以表示為 如果利用上述賦值，則其可以表示為 因此，H的LMMSE估計可以表示為 信道估計器的實(shí)施例可以利用濾波器結(jié)構(gòu)。例如，現(xiàn)在參照圖2，圖示了濾波器結(jié)構(gòu)102?？梢酝ㄟ^對式(10)的兩邊進(jìn)行Z變換來對濾波器結(jié)構(gòu)102進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。這可以獲得下式 其中 可替代地，如圖2中所示的濾波器結(jié)構(gòu)可以實(shí)施于MIMO系統(tǒng)的多個天線上。這可以實(shí)現(xiàn)并行處理，這樣可以例如增加執(zhí)行估計功能的速度。在一個實(shí)施例中，后置碼處理可以在接收的數(shù)據(jù)上利用后進(jìn)先出(last infirst out，LIFO)方案以能夠使用針對前置碼處理而利用的同一濾波器。此外，可以利用高效Golay相關(guān)器(efficient Golay correlator，EGC)。例如參見B.M.Popovic的″Efficient Golay correlator，″Electron.Lett.，vol.35，pp.1427-1428，1999(下文稱之為參考文獻(xiàn)[12])。
在一個實(shí)施例中，訓(xùn)練序列可以限定為A。A可以包括YAXAH，其中YA包括接收的信號而XA包括訓(xùn)練塊，比如先前描述的一個或多個訓(xùn)練塊。例如，在一個實(shí)施例中，XA可以包括輪換矩陣。在這一實(shí)施例中，可以通過FFT來高效地實(shí)施YAXAH。例如，假設(shè)C為輪換矩陣。在這一例子中，可以通過傅立葉變換矩陣使C對角化 其中這可以表示為C＝FHΔF，其中 可以參照圖3更詳細(xì)地說明在MIMO系統(tǒng)中實(shí)施訓(xùn)練塊。在圖3中圖示了根據(jù)至少一個實(shí)施例的信道估計器的快速傅立葉實(shí)施。在這一實(shí)施例中，F(xiàn)FT運(yùn)算中的點(diǎn)的數(shù)目可以是N，其中N是序列的周期。開關(guān)可以用來選擇估計方法。例如，當(dāng)開關(guān)斷開時可以利用LM而當(dāng)開關(guān)閉合時可以利用LMMSE。當(dāng)然，要求保護(hù)的主題內(nèi)容就這一點(diǎn)而言不受限制。
在這一實(shí)施例中，就MIMO系統(tǒng)的第nr個天線而言，

可由下式確定
其中○包括Hadamard積而＊意味著共軛。偶數(shù)列可由下式確定


的奇數(shù)列可由下式確定


的偶數(shù)列可由下式確定
在一個實(shí)施例中，可以在正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)如MIMO-OFDM系統(tǒng)中采用信道估計方案。在這一實(shí)施例中，可以至少部分地基于時域估計和/或頻域估計來執(zhí)行信道估計。在圖4中圖示了信道估計方案的實(shí)施。在圖4中圖示了信道估計方案的實(shí)施，其中可以根據(jù)FFT變換來推導(dǎo)頻域信道沖激響應(yīng)。當(dāng)然，要求保護(hù)的主題內(nèi)容就這一點(diǎn)而言不受限制。
在各互補(bǔ)序列集包括p個周期互補(bǔ)序列的實(shí)施例中，與第i個訓(xùn)練塊對應(yīng)的接收信號可以表示為 其中Ei可以包括AWGN。此外，H的CIR的MLE可以包括 CIR H的LMMSE可以包括 如果利用不相關(guān)周期互補(bǔ)序列集，則式(32)可以簡化為 而式(33)可以簡化為 在圖5和圖6中示出圖示了可替代方案的信道估計的MSE的圖。圖5是圖示了互補(bǔ)序列集和/或正交周期互補(bǔ)序列集的MSE的圖。在該圖中，L＝15，這意味著在各子信道中有16個抽頭，NT＝2、NR＝2且N＝16。規(guī)范化理論最小CRLB可以表示為

而信道估計的仿真MSE

比對不同SNR水平，其中||·||F可以表示Frobenius范數(shù)。圖3的圖示出在這一例子中可以實(shí)現(xiàn)最小CRLB。
現(xiàn)在參照圖6，在這一圖中，L＝15、NT＝4、NR＝4且N＝32。規(guī)范化理論最小CRLB可以表示為 而MLE和LMMSE的規(guī)范化MSE

比對不同SNR水平，其中(·)指代算術(shù)平均。圖3的圖示出了在這一例子中可以實(shí)現(xiàn)最小CRLB。
在前文的描述中已經(jīng)描述了要求保護(hù)的主題內(nèi)容的各種方面。出于說明目的，闡述了系統(tǒng)和配置以提供對要求保護(hù)的主題內(nèi)容的透徹理解。然而，對于從本公開中受益的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)當(dāng)清楚的是沒有具體細(xì)節(jié)仍可實(shí)施要求保護(hù)的主題內(nèi)容。在其它實(shí)例中，省略和/或簡化了公知特征以免使要求保護(hù)的主題內(nèi)容難以理解。盡管這里已經(jīng)圖示和/或描述了某些特征，但是許多變形、替換、變化和/或等效現(xiàn)在對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是可以想到的。因此應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求旨在于涵蓋如落入要求保護(hù)的主題內(nèi)容的真實(shí)要義內(nèi)的所有這樣的修改和/或變化。
權(quán)利要求
1.一種在采用MIMO方案的接收機(jī)中估計信道狀態(tài)信息的方法，包括
接收訓(xùn)練信號，其中所述訓(xùn)練信號的至少一部分包括訓(xùn)練序列的互補(bǔ)集；以及
至少部分地基于所述提供的訓(xùn)練信號來估計所述接收機(jī)的至少一個信道的信道狀態(tài)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述訓(xùn)練序列的互補(bǔ)集還包括正交周期互補(bǔ)序列集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述訓(xùn)練序列的互補(bǔ)集還包括不相關(guān)周期互補(bǔ)序列集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述訓(xùn)練序列包含在所述訓(xùn)練信號的至少一個幀中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述估計采用一個或多個快速傅立葉變換(FFT)運(yùn)算。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述訓(xùn)練信號包括具有至少前置碼和后置碼的一個或多個訓(xùn)練塊。
7.一種裝置，包括
發(fā)射機(jī)；
采用MIMO方案且具有至少一個信道的接收機(jī)；
所述發(fā)射機(jī)適于向所述接收機(jī)提供訓(xùn)練信號，其中所述訓(xùn)練信號的至少一部分包括訓(xùn)練序列的互補(bǔ)集，其中所述接收機(jī)適于至少部分地基于所述提供的訓(xùn)練信號來估計所述MIMO系統(tǒng)的所述至少一個信道的信道狀態(tài)信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述發(fā)射機(jī)包括具有多個發(fā)射天線的發(fā)射機(jī)陣列，以及其中所述接收機(jī)包括具有多個接收天線的接收機(jī)陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述接收機(jī)進(jìn)一步采用MIMO-ISI方案、頻率選擇性信道方案和/或頻率選擇性衰落信道方案中的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述訓(xùn)練序列的互補(bǔ)集還包括正交周期互補(bǔ)序列集。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述訓(xùn)練序列的互補(bǔ)集還包括不相關(guān)周期互補(bǔ)序列集。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述接收機(jī)適于采用一個或多個快速傅立葉變換(FFT)運(yùn)算。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述訓(xùn)練信號包括具有至少前置碼和后置碼的一個或多個訓(xùn)練塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述接收機(jī)基本上符合IEEE802.11的方面。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述接收機(jī)并入蜂窩電話、個人數(shù)字助理、膝上型計算機(jī)、媒體播放器設(shè)備中的至少一個中。
16.一種裝置，包括
計算設(shè)備；
所述計算設(shè)備適于接收包括訓(xùn)練序列的互補(bǔ)集的訓(xùn)練信號，以及至少部分地基于所述接收的訓(xùn)練信號來估計通信系統(tǒng)的至少一個信道的信道狀態(tài)信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述訓(xùn)練序列的互補(bǔ)集還包括正交周期互補(bǔ)序列集。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述訓(xùn)練序列的互補(bǔ)集還包括不相關(guān)周期互補(bǔ)序列集。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述計算設(shè)備適于采用一個或多個快速傅立葉變換(FFT)運(yùn)算。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述訓(xùn)練信號包括具有至少前置碼和后置碼的一個或多個訓(xùn)練塊。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述計算設(shè)備基本上符合IEEE 802.11的方面。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述計算設(shè)備包括蜂窩電話、個人數(shù)字助理、膝上型計算機(jī)、媒體播放器設(shè)備中的至少一個。
全文摘要
描述了用于估計信道狀態(tài)信息的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的實(shí)施例。
文檔編號H04B7/02GK101529735SQ200780003247
公開日2009年9月9日 申請日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者王雙全, 奧利·阿卜迪 申請人:新澤西理工學(xué)院