CN102067539B - Ofdm信道估计的自适应取阈 - Google Patents

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Abstract

自适应取阈技术通过针对变化的信道状况作出调整来消除次优阈值以在不存在信道能量的情况下消除干扰，而不丢弃具有可用信道能量的可行抽头。自适应取阈技术仅基于测得C/I比300自适应地最优化用于广域和局域信道两者的接收阈值。基于分别从当前超帧WIC/LIC码元获得的WID/LID能量计算出的瞬态C/I估计和/或加权平均C/I估计来计算阈值。在替换实施例中，基于分别从广域和局域信道的WTPC和LTPC计算出的瞬态C/I估计和/或加权平均C/I估计来计算阈值。该自适应取阈技术在C/I估计增大时动态地减小阈值以减缓因去除弱信号抽头而造成的性能降级。对于示例性接收机所支持的12种编码和调制模式中的每一种存在单独的阈值。

Description

OFDM信道估计的自适应取阈
根据37U.S.C.§119要求优先权
本专利申请要求于2008年7月1日提交且被转让给本发明受让人并因而被明确援引纳入于此的题为“Adaptive Thresholding Implementation In UBM1 SW(UBM1SW中的自适应取阈实现)”的临时申请No.61/077,173的优先权。
背景
领域
本发明一般涉及数据通信，尤其涉及用于优化正交频分复用(OFDM)通信***中的信道估计的技术。
背景
OFDM是有效地将***总带宽划分成多个(N个)正交子带的多载波调制技术。这些子带也以频调、副载波、频槽、和/或频率信道述及。在OFDM通信***中，每一子带与一可用数据调制的相应副载波相关联。
在无线通信***中，射频(RF)调制的信号可经由从发射机到接收机的多条信号路径行进。如果这些信号路径具有不同延迟，则到达接收机的信号将包括所传送信号的具有不同增益和延迟的多个实例。无线信道中的这种时间分散性导致频率选择性衰落，其特征在于跨***带宽变化的频率响应。在OFDM***中，这N个子带由此可能经历不同的有效信道并且可能因此与不同的复信道增益相关联。
通常需要对发射机与接收机之间的无线信道的准确估计才能有效地接收可用子带上的数据。信道估计通常通过从发射机发送导频并在接收机处测量该导频来执行。由于导频是由接收机先验已知的调制码元组成的，因此对于用于导频传输的每一个子带，信道响应可被估计为收到导频码元与所传送导频码元之比。
为了获得可靠的信道估计并提取来自特定信道的数据，必须在信道估计中通过被称为“取阈”的过程将信道信号能量与干扰能量区分开。取阈过程使用阈值来确定给定信道元素或抽头是具有充分信道能量以被保留，还是具有不足能量从而应被丢弃或归零。如果信道中的能量高于阈值，则将其保留作为信道能量。如果能量低于阈值，则将其丢弃。
已知阈值是基于各种因素并以各种方式来计算的。传统地，可在自动增益控制(AGC)之后向信道估计施加阈值。AGC操作定标收到信号以使得信道能量与干扰能量之和保持固定。则阈值对于每一种数据模式可为固定值，并且可在AGC之后基于信道响应估计的总能量或平均能量来计算。使用固定阈值确保了(1)取阈与AGC之前收到能量的变化无关，以及(2)存在但具有低信号能量的信道抽头不会被归零。绝对或固定阈值可基于给定数据模式所必需的信号干扰比(C/I)、对收到导频码元的预期最低能量等来计算。使用固定阈值迫使抽头要满足一些最小值才能被保留。阈值还可基于因素的组合来计算。例如，阈值可基于信道冲激响应估计的能量来计算并进一步被约束成等于或大于预定最小值。
在OFDM***中使用固定取阈技术在转让给本发明的受让人并通过援引纳入于此的题为“CHANNEL ESTIMATION FOR AN OFDM COMMUNICATIONSYSTEM WITH INACTIVE SUBBANDS(对具有不活跃子带的OFDM通信***的信道估计)”的美国专利申请No.10/741,724中进行了公开。在OFDM***中使用固定取阈技术还在转让给本发明的受让人并通过援引纳入于此的题为“CHANNEL ESTIMATE OPTIMIZATION FOR MULTIPLE TRANSMIT MODES(对多种传送模式的信道估计优化)”的美国专利申请No.11/366,779中进行了公开。关于用于获得基于WIC的相对C/I测量以推导设置相对阈值的方法的附加细节在转让给本发明的受让人并通过援引纳入于此的题为“METHODS ANDAPPARATUS FOR NOISE ESTIMATION IN A COMMUNICATION SYSTEM(用于在通信***中进行噪声估计的方法和装置)”的美国专利申请No.11/716,910中进行了描述。又可如在转让给本发明的受让人的题为“METHODS AND APPARATUSFOR SIGNAL AND INTERFERENCE ENERGY ESTIMATION IN ACOMMUNICATION SYSTEM(用于在通信***中进行信号和干扰能量估计的方法和装置)”的美国专利申请No.11/763,627中所描述地在数据码元处理期间获得用于推导设置相对阈值的C/I测量，该申请的公开也通过援引纳入于此。
传统地确定的阈值可能是次优的，因为其并不动态地适应变化的信道状况。当阈值是通过模式(数据率)任意地固定的并且变化的信道状况变得比预期更好时，低于传统阈值的信道抽头在原本能保留时会被丢弃。去除可行信道抽头则会在信道中造成干扰。随着新一代OFDM通信***被部署，取阈技术还必须适应广域信道与局域信道之间的信号差。
因此本领域需要自适应取阈技术，其通过针对变化的信道状况作出调整来消除次优阈值以在不存在信道能量的情况下消除干扰，而不丢弃具有可用信道能量的可行抽头。新取阈技术还必须自适应地最优化用于广域信道和局域信道两者的阈值。
附图简述
图1(现有技术)示出示例性固定取阈过程；
图2示出示例性自适应取阈过程；
图3示出用于自适应取阈过程的方法的示例性高级概览；
图4示出用于基于WIC码元最优化用于广域信道和局域信道两者的阈值的自适应取阈过程的示例性详细方法；
图5示出用于基于TPC码元最优化用于广域信道的阈值的自适应取阈过程的示例性详细方法；
图6示出用于基于TPC码元最优化用于局域信道的阈值的自适应取阈过程的示例性详细方法；以及
图7是具有自适应取阈处理能力的OFDM接收机的示例性简化功能框图。
详细描述
措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或例示”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。
符号“C”在本文中用于表示OFDM信道中的总信号能量。
符号“I”在本文中用于表示OFDM信道中来自热噪声或该环境中可能存在的任何其他附加带内噪声的干扰能量。
在一个或多个方面，提供了在通信网络中操作以辅助信道估计的接收机自适应取阈。出于本描述的目的，本文中参照利用OFDM来提供网络服务器与一个或多个移动设备之间的通信的通信网络描述了自适应取阈过程的各方面。例如，在OFDM***的一方面，服务器传送包括传输帧的发射波形，传输帧通过实时和/或非实时数据的特定安排、序列、交织和/或其他编码而具有经复用的广域和局域数据流。数据表示为码元，其中每一个码元包括N个副载波。
如下所述，自适应取阈过程可操作以辅助进行信道估计，从而接收设备能准确地解码广域和局域数据流。该***十分适合在无线通信网络中使用，但是也可用在任何类型的无线环境中，包括但不限于，诸如因特网等公用网络、诸如虚拟专用网(VPN)等专用网络、局域网、广域网、长途网、或任何其他类型的无线网络。
图1图解示例性传统固定取阈过程100，其可能使用各种信道状况下的次优阈值。在多发射机***中，两个或多个发射机可传送复制信息。图1出于简单起见示出两发射机***。具有信号覆盖区102b的发射机A 102a和具有包含交迭信号覆盖区106的信号覆盖区104b的发射机B 104a传送相同的信息。在接收机(在图7中详述)处，一个信号通常但并非总是比另一个更强。收到信道估计冲激响应(108-126)或抽头/码片每OFDM码元都包括在1024个抽头上的能量水平。接收自发射机A 102a的冲激响应群集A’132和接收自发射机B 104a的冲激响应群集B’136由于每一个信号从其相应的发射机到接收机的路径的不同通常被间隙134分开。这些码片包括具有通常包含信道信号能量(C)的相对大的能量水平的信道抽头，以及具有通常指示来自环境中可能存在的热噪声和任何其他带内噪声的干扰能量(I)的相对小的能量水平的信道抽头。
信道信号能量可位于OFDM码元中任何地方。取阈过程的目的是将具有信道能量的抽头与不具有信道能量的即干扰的抽头分离，并且随后丢弃不具有信道能量的抽头。固定阈值128将主要具有干扰能量的抽头与主要具有信号能量的抽头分开。其能量水平高于或等于阈值128的抽头(110，112，114，120，122)被确定为具有信号能量并被接收机相应地处理。低于该阈值的能量水平(108，116，118，124，126，140-170)被确定为干扰。
取阈过程的益处在于有更好的信道估计，因为已抑制了干扰。先前的取阈技术定义模式相关阈值。由于数据是以不同效率/数据率(模式)在不同副载波上传送的，因此一些模式比其他模式更稳健并且能承受更多干扰。阈值128是取决于被解码的模式而选取的。该模式是接收机先验已知的，并且对于每一种模式存在固定阈值。例如，以2兆比特每秒(Mbps)传送的模式0可能要求3分贝(dB)的C/I比，而以8Mbps传送的模式4可能要求15dB的C/I比。接收机基于该C/I知晓信道对于解码给定模式所容许的干扰水平130。越高的数据率在越低的干扰下操作，由此，阈值128对于更高数据率模式将比用于更低数据率模式的阈值128更低。然而，由于变化的现场状况，模式4的实际C/I可能比15dB更好。在这样的情景中，干扰水平130可能甚至更低，并且弱信道抽头与背景噪声相比可能更突出。如果不管信道状况如何阈值都是固定的并且信道状况比建模预期更好，则固定阈值128将是次优阈值，因为其导致丢弃了一些弱信道抽头(108，116，118，124，126)。当在这些环境下降低阈值时，低于该阈值的弱信道抽头将被包括而并非作为干扰(140-170)被丢弃。理想地，阈值128应是可自适应调整的，以使得其在考虑当前信道状况下被设置得尽可能低以去除所有干扰(140-170)而不放弃任何信道抽头。
图2图解示例性自适应取阈过程200，藉此在考虑当前信道状况时动态地调整阈值。例如，模式48Mbps信号在C/I为15dB时使用较高阈值(202)。具有相对较小的能量水平的信道抽头(108，116，118，126)和不具有信道能量的信道抽头(140-170)低于该阈值。丢弃具有一些实际信道能量的抽头108、116、118和126在收到信号中造成干扰。在收到信道分布的状况改善时，自适应取阈过程200动态地调整到较低阈值204。在针对实际信道状况作自适应调整之后，具有信号能量的所有信道抽头——包括抽头108、116、118和126——皆低于阈值202且被保留在收到信号中。
由此，消除了被丢弃的信道能量所造成的干扰，同时恰当地丢弃了实际干扰抽头(140-170)。用于实现自适应取阈200技术的示例性方法和装置在图3-7中详述。
图3示出用于仅基于测得C/I比的自适应模式无关取阈过程300的方法的示例性高级概览。在一方面，自适应取阈过程300涉及基于根据分别从当前WIC/LIC码元获得的广域标识符/局域标识符(WID/LID)能量计算出来的瞬态C/I估计和/或加权平均C/I估计来动态地调整存储在接收机硬件寄存器(阈值寄存器)中的阈值。该自适应取阈技术在C/I估计增大时动态地减小阈值以减缓因去除弱信号抽头而造成的性能降级。如下详述地从C/I估计推导自适应阈值并针对瞬态C/I计算验证信道匹配。
在接收机上电时，用默认值初始化阈值寄存器。自适应取阈的其余处理响应于周期性中断而发生，例如每秒一次。在步骤302中，确定如图1-2中所示的具有多个抽头的信道冲激响应。控制流前进至步骤304。
在步骤304中，每逢一个周期性中断就计算瞬态C/I估计。C/I值可以是根据专用瞬态WIC码元、在时间上取平均的WIC码元、导频码元、在时间上取平均的导频码元、或这些方法的组合计算出来的。
在一方面，瞬态C/I估计是使用来自数据码元中的频分复用(FDM)导频的时域信道估计或频域导频观测计算出来的。在其他方面，来自过渡导频信道(TPC)码元的时域信道估计或频域导频观测被用于计算瞬态C/I估计。C/I还可从各种其他时分复用(TDM)导频码元(诸如TDM1和TDM2)、或定位导频信道(PPC)码元估计出来。组合基于来自数据码元中的FDM导频的时域信道估计或频域导频观测与来自TPC码元的时域信道估计或频域导频观测的C/I估计产生可靠的C/I估计，甚至在存在自干扰的情况下亦然。此外，对所有合需及产生干扰的广域和局域信道的单独加权C/I估计可使用这两种方法来获得。在又其他方面，通过以上方法中的每一种获得的瞬态C/I估计可借助于加权平均被组合以形成单个估计，以便提高估计的可靠性并获得更好的干扰平均化。控制流前进至步骤306。
在步骤306中，在一方面，根据瞬态C/I估计来推导动态阈值。在一方面，C/I估计是作为总信道能量与干扰能量的定标比(C/I)从广域标识信道(WIC)获得的。WIC码元包含具有信号和干扰能量的一个交织(即，700个副载波)，而其他交织仅包含干扰。具有信号能量和干扰的交织的能量由下式给出：
P 0 = 2 σ s 2 + σ n 2 2
以及与干扰相对应的交织的能量由下式给出：
P 4 = 4 σ n 2 .
其中定标因子2、1/2和4因WIC码元处理方案而异。然后C/I可计算如下：
C / I = 2 P 0 - P 4 4 P 4
在另一方面，根据如上所述的瞬态C/I估计和加权C/I估计或者仅根据加权平均C/I估计来推导动态阈值。
可针对瞬态C/I估计验证信道匹配以区别广域信道和局域信道的C/I估计。在一方面，将一秒OFDM超帧划分成4帧。这4帧中的每一个被划分成用于广域信号路径和局域信号路径的两部分。一个广域可被划分成多个局域。参考图1，发射机A 102a和发射机B 104a有可能属于同一广域(传送复制内容)但属于不同局域(传送不同内容)。对于相同的广域传输，接收自发射机A 102a的冲激响应群集A’132和接收自发射机B 104a的冲激响应群集B’136可被组合。关于局域，内容是不同的，因此群集A’132和群集B’136彼此干扰并且不是加性的，且不能被组合。换言之，当两个信道属于同一广域网络时，帧的两部分是相同的并且信号是加性的。当信号以此方式彼此辅助时，就改善了信道状况。相反，在不同局域中时，信号造成干扰并且不能相加。
因此，基于局域C/I估计来设置广域的阈值将是不利的，反之亦然。如果不能验证这种信道匹配，则动态阈值可不包括针对当前超帧计算出的瞬态C/I估计。或者，帧边界上的过渡导频信道可用于计算来自广域和局域信道的分开C/I估计。控制流前进至步骤308。
在步骤308中，低于动态阈值的信道抽头被归零或丢弃。从剩余抽头生成信道估计。
图4示出用于动态地最优化用于广域信道和局域信道两者的阈值的自适应取阈过程400的基于WIC的示例性详细方法。在步骤402中，硬件中断指示新瞬态信道估计信息的可用性。在一方面，硬件中断指示超帧中WIC OFDM码元的可用性。在其他方面，硬件中断可对应于TPC或PPC码元。控制流前进至步骤404。
在步骤404中，为具有新信道估计信息的可用性的信道计算瞬态C/I估计。该C/I估计是对在收到超帧时信道中能量的瞬态估计。该瞬态C/I估计可如图3中详述地计算。控制流前进至步骤406。
在步骤406中，及时验证从先前计算出的瞬态C/I估计得出的当前C/I平均以确保新鲜性。在一方面，如果在步骤404中计算出的瞬态C/I估计是上电后的第一次估计或者当前超帧时间(tn)与对应于上一超帧的时间(tn-1)之差大于陈旧阈值(δ)，则由于改变的信道状况的可能性而认为当前C/I平均是陈旧的。若tn-tn-1＞δ，
则当前C/I平均可能是陈旧的。
在一方面，默认为δ＝5秒。如果当前C/I平均是陈旧的，则控制流前进至步骤408，在此重置当前C/I平均。否则，控制流前进至410，以进一步处理瞬态C/I估计。
在步骤410中，对照总干扰阈值验证在步骤402中获得的瞬态信道估计能量信息以确保其不包含来自干扰发射机的能量。如果信道估计是有效的，即包含不显著的干扰能量，则控制流前进至步骤412，在此将瞬态C/I估计包括在当前C/I平均中。否则，不将C/I估计包括在当前C/I平均中，并且控制流前进至步骤414。
在步骤412中，将瞬态C/I估计包括在当前平均C/I中。在一方面，当前C/I平均计算为：
C/I平均，新＝(1-β)×C/I平均，旧+β×C/I
其中，β是可编程加权参数，其取决于瞬态C/I估计的可靠性而取0到1之间的值。
维护加权C/I平均是有利的，因为从WIC码元推导出的瞬态C/I估计不能反映在超帧的持续期内的信道状况变化。在此，我们具有对当前超帧的C/I的瞬态测量以及在多个超帧上累积的C/I平均值。β是对瞬态C/I测量施加的权重量、或者瞬态C/I测量的置信度量。如果瞬态C/I测量与非常高程度的确定性相关联，则β等于1，从而不对历史C/I平均施加权重。在β等于1时，工作C/I估计是瞬态地测得的C/I估计。随着β的值降低，对C/I的先前值施加更多偏重(或权重)。
在一方面，β是针对占优状况调整的可适应参数。如果接收机正在静态环境中工作，例如用户正坐在房间中或正在看视频，则场阵列在瞬态C/I测量之间不改变，并且β将被调整为具有接近1的值。相反，如果用户正在开车、接收机正移动通过网络的不同覆盖区、接近一个发射机并随后离开，则β将被调整为较低值，从而对C/I平均施加更多权重。由此，在移动时或者在瞬态C/I测量的置信度较低时，自适应地调整β补偿衰落和多径。在接收机正移动时，瞬态C/I估计将取决于估计时的特定信道状况，并且与其他的相比可能会不准确地反映信道的实际一般状况。平均C/I值比在整个超帧秒中使用一个瞬态C/I估计更稳健。可能收到一个不良信道测量，但如果信道状况在该超帧秒内改善，则加权C/I取平均通过使变化最小化来防止对性能的较大冲击。
随后以与当前C/I平均计算相同的方式用被γ加权的瞬态能量测量来更新干扰发射机的当前次级WID和LID平均能量(分别为WID_ERG平均和LID_ERG平均)
WID平均能量，新＝(1-γ)x WID平均能量，旧+γWID瞬态能量
以及
LID平均能量，新＝(1-γ)x LID平均能量，旧+γLID瞬态能量
在一方面，β和γ的默认值为0.27。然而，对γ的独立可适应计算对于对次级WID和LID能量取平均也是合需的。控制流前进至步骤414。
在步骤414中，分别从收到WIC和LIC码元提取个体主要瞬态广域和局域信道能量(WID、LID)。控制流前进至步骤416。
在步骤416中，将步骤412中计算出的次级平均WID能量与WID干扰阈值进行比较，以确保该次级能量是由与指示没有来自其他广域的干扰的感兴趣信道相同的广域网中的发射机生成。如果存在来自其他广域的显著干扰，则控制流前进至步骤424，在此将阈值寄存器复位为默认值。否则，控制流前进至步骤418。
在步骤418中，检查在步骤414中推导出的LID能量以发现局域信道活动的存在性。如果局域信道不活跃，则控制流前进至步骤424。否则，控制流前进至步骤420。
在步骤420中，将步骤412中计算出的次级平均LID能量与LID干扰阈值进行比较，以确保该次级LID能量是由与指示没有来自其他局域的干扰的感兴趣信道相同的局域网中的发射机生成。如果存在来自其他局域的显著干扰，则控制流前进至步骤422，在此将阈值寄存器复位为默认值。否则，控制流前进至步骤424。
在步骤424中，在考虑当前信道状况时动态地调整信道能量阈值。在一方面，出于简化实现的目的，基于当前C/I平均从查找表中选择阈值。如下示出用于加载阈值寄存器的示例性查找表：
  C/I平均＞  但C/I平均＜＝   阈值(16进制)
  0   2   FF
  2   6   DC
  6   16   64
  16   40   2A
  40   100   11
  100   270   07
  270   ∞   03
表1：用于基于平均C/I选取阈值的查找表
在其他方面，基于瞬态C/I估计从查找表中选择阈值。在又一方面，基于当前C/I平均和瞬态C/I估计的加权组合选择阈值。最后，还动态地调整可适应计算参数。可适应计算参数包括δ、β、γ以及干扰阈值。
在步骤408中——如果在步骤406中认为当前C/I平均是陈旧的则抵达此处，重置当前C/I平均值。当前C/I平均被初始化为等于在步骤404中计算出的瞬态C/I估计。次级WID和LID平均能量值被重置为默认值。控制流在步骤414重新开始。
在步骤422中——若在步骤416中发现过度广域干扰或者在步骤420中发现过度局域干扰则抵达此处，用默认值重置信道能量阈值。
本领域技术人员将理解，图3-4中所示的步骤的次序并非限制。该方法通过省略或重新排序所示步骤被容易地修改而不脱离所公开方面的范围。
图5示出用于基于广域过渡导频信道(WTPC)OFDM码元最优化用于广域信道的阈值的自适应取阈过程的示例性详细方法。在步骤502中，硬件中断指示新瞬态信道估计信息的可用性。在一方面，硬件中断指示超帧中WTPC码元的可用性。控制流前进至步骤504。
在步骤504中，在收到WTPC OFDM码元时计算广域的瞬态C/I估计。在一方面，计算长度为W个抽头的滑动窗内的抽头的累积能量。取滑动窗的所有位置上的最小累积能量为对应于干扰。随后可如下计算瞬态广域C/I估计：
I = a Σ n = n 0 n 0 + W - 1 | h n | 2
C I = R I - 1
其中|hn|2是信道估计的第n抽头中的能量，n0对应于具有最小累积能量的窗的位置，a是定标因子，而R是AGC测得的总信号和干扰能量。在计算出瞬态广域C/I估计后，控制流前进至步骤506。
在步骤506中，及时验证从先前计算出的瞬态广域C/I估计得出的当前广域C/I平均以确保新鲜性。在一方面，如果在步骤504中计算出的瞬态广域C/I估计是上电后的第一次估计或者当前超帧时间(tn)与对应于上一超帧的时间(tn-1)之差大于陈旧阈值(δ)，则由于改变的信道状况的可能性而认为当前广域C/I平均是陈旧的。若tn-tn-1＞δ，
则当前C/I平均可能是陈旧的。
在一方面，默认为δ＝5秒。如果当前广域C/I平均是陈旧的，则控制流前进至步骤512，在此重置当前广域C/I平均。否则，控制流前进至508，以进一步处理瞬态广域C/I估计。
在步骤508中，进一步验证在步骤506中获得的瞬态信道估计能量信息以进一步确保干扰估计(I)是非零的。如果瞬态广域C/I估计有效，则控制流前进至步骤510，在此将瞬态广域C/I估计包括在当前广域C/I平均中。否则，不将广域C/I估计包括在当前广域C/I平均中，并且控制流前进至步骤514。
在步骤510中，将瞬态广域C/I估计包括在当前平均广域C/I中。在一方面，当前广域C/I平均计算为：
C/I平均，新＝(1-β)×C/I平均，旧+β×C/I
其中，β是可编程加权参数，其取决于瞬态广域C/I估计的可靠性而取0到1之间的值。维护加权广域C/I平均是有利的，因为从WTPC码元推导出的瞬态广域C/I估计不能反映在帧的其余部分期间的信道状况变化。在此，我们具有对当前帧的广域C/I的瞬态测量以及在多个帧上累积的广域C/I平均值。β是对瞬态广域C/I测量施加的权重量、或者瞬态C/I测量的置信度量。在一方面，β的默认值为0.5。在计算出新的平均广域C/I估计后，控制流前进至步骤514。
在步骤514中，检查有效平均广域C/I估计的可用性。如果有效广域平均C/I估计不可用，则控制流前进至步骤516，在此对于广域信道将阈值寄存器复位为默认值。否则，控制流前进至步骤518。
在步骤518中，在考虑当前信道状况时动态地调整基于WTPC的广域信道估计阈值。在一方面，出于简化实现的目的，基于当前广域C/I平均从查找表中选择用于广域信道的阈值。在其他方面，基于瞬态广域C/I估计从查找表中选择阈值。在又一方面，基于当前广域C/I平均和瞬态广域C/I估计的加权组合选择阈值。最后，还可动态地调整可适应计算参数。可适应计算参数包括δ、β。
在步骤512中——如果在步骤506中认为当前广域C/I平均是陈旧的则抵达此处，重置当前广域C/I平均值。当前广域C/I平均被初始化为等于在步骤504中计算出的瞬态广域C/I估计。控制流在步骤514重新开始。
图6示出用于基于局域过渡导频信道(LTPC)OFDM码元最优化用于局域信道的阈值的自适应取阈过程的示例性详细方法。在步骤602中，硬件中断指示新瞬态信道估计信息的可用性。在一方面，硬件中断指示超帧中LTPC码元的可用性。控制流前进至步骤604。
在步骤604中，在收到LTPC OFDM码元时计算局域的瞬态局域C/I估计。在一方面，计算长度为W个抽头的滑动窗内的抽头的累积能量。取滑动窗的所有位置上的最小累积能量为对应于干扰。随后可将瞬态局域C/I估计计算为：
I = a Σ n = n 0 n 0 + W - 1 | h n | 2
C I = R I - 1
其中|hn|2是信道估计的第n抽头中的能量，n0对应于具有最小累积能量的窗的位置，a是定标因子，而R是AGC测得的总信号和干扰能量。在计算出瞬态局域C/I估计后，控制流前进至步骤606。
在步骤606中，及时验证从先前计算出的瞬态局域C/I估计得出的当前局域C/I平均以确保新鲜性。在一方面，如果在步骤604中计算出的瞬态局域C/I估计是上电后的第一次估计或者当前超帧时间(tn)与对应于上一超帧的时间(tn-1)之差大于陈旧阈值(δ)，则由于改变的信道状况的可能性而认为当前局域C/I平均是陈旧的。若tn-tn-1＞δ，
则当前局域C/I平均可能是陈旧的。
在一方面，默认为δ＝5秒。如果当前局域C/I平均是陈旧的，则控制流前进至步骤612，在此重置当前局域C/I平均。否则，控制流前进至608，以进一步处理瞬态局域C/I估计。
在步骤608中，进一步验证在步骤606中获得的瞬态信道估计能量信息以进一步确保干扰估计(I)是非零的。如果瞬态局域C/I估计有效，则控制流前进至步骤610，在此将瞬态局域C/I估计包括在当前局域C/I平均中。否则，不将局域C/I估计包括在当前局域C/I平均中，并且控制流前进至步骤614。
在步骤610中，将瞬态局域C/I估计包括在当前平均局域C/I中。在一方面，当前局域C/I平均计算为：
C/I平均，新＝(1-β)×C/I平均，旧+β×C/I
其中，β是可编程加权参数，其取决于瞬态局域C/I估计的可靠性而取0到1之间的值。维护加权局域C/I平均是有利的，因为从LTPC码元推导出的瞬态局域C/I估计不能反映在帧的其余部分期间的信道状况变化。在此，我们具有对当前帧的局域C/I的瞬态测量以及在多个帧上累积的局域C/I平均值。β是对瞬态局域C/I测量施加的权重量、或者瞬态局域C/I测量的置信度量。在一方面，β的默认值为0.5。在计算出新的平均局域C/I估计后，控制流前进至步骤614。
在步骤614中，检查有效平均局域C/I估计的可用性。如果有效局域平均局域C/I估计不可用，则控制流前进至步骤616，在此对于局域信道将阈值寄存器复位为默认值。否则，控制流前进至步骤618。
在步骤618中，在考虑当前信道状况时动态地调整基于LTPC的局域信道估计阈值。在一方面，出于简化实现的目的，基于当前局域C/I平均从查找表中选择用于局域信道的阈值。在其他方面，基于瞬态局域C/I估计从查找表中选择阈值。在又一方面，基于当前局域C/I平均和瞬态局域C/I估计的加权组合选择阈值。最后，还可动态地调整可适应计算参数。可适应计算参数包括δ、β。
在步骤612中——如果在步骤606中认为当前局域C/I平均是陈旧的则抵达此处，重置当前局域C/I平均值。当前局域C/I平均被初始化为等于在步骤604中计算出的瞬态局域C/I估计。控制流在步骤614重新开始。
OFDM接收机
图7是频谱整形OFDM***中能基于收到信道状况进行自适应取阈处理的OFDM接收机的示例性简化功能框图。天线702接收所传送的信号并将收到信号提供给接收机单元(RCVR)704。接收机单元704调理(例如，滤波、放大、以及下变频)收到信号并将经调理的信号数字化以获得采样。OFDM解调器706剥离附于每一个OFDM码元的循环前缀，使用N点FFT将每一个收到的经剥离码元变换到频域，获得对应每一个OFDM码元周期的N个子带的N个收到码元，并且将收到WIC、TPC、PPC和其他码元提供给处理器710以进行信道估计。
OFDM解调器706进一步从处理器710接收对收到信号的频率响应估计，对收到数据码元执行数据解调以获得数据码元估计(其为对所传送的数据码元的估计)，并将这些数据码元估计提供给RX数据处理器708。RX数据处理器708解调(即，码元解映射)、解交织、并解码数据码元估计以恢复所传送的话务数据。
处理器710获得活跃信道的收到WIC或其他信道估计码元并执行信道估计。本文中所描述的基于信道状况的自适应取阈过程可由在接收机700的处理器710和存储器712上操作的合适指令来实现，但决非被限定于这样的实现。处理器710连接至具有指导处理器710提供自适应取阈的代码或指令的存储器712。存储器712可包括用于计算瞬态信道估计、标识网络自身干扰以及基于瞬态信道估计和加权平均信道估计推导动态阈值的指令。存储器712可包括RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质或计算机可读介质。
在一示例性方面，处理器710根据图3-4的步骤执行存储在存储器712中的指令以便基于所测得信道状况提供动态自适应取阈。图3-4中所描述的方法集取决于应用可藉由各种手段来实现。例如，这些方法集可以在硬件、固件、软件、或其组合中实现。对于硬件实现，这些处理单元可以在一个或更多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子器件、设计成执行本文中所描述功能的其他电子单元、或其组合内实现。
图3-4中所描述的方法集的固件和/或软件实现可用执行本文中描述的功能的模块(例如，程序、函数等等)来实现。例如，软件代码可被存储在存储器(例如，接收机700的存储器712)中，并由处理器(例如，接收机700的处理器710)执行。存储器可被实现在处理器710内，或可外置于处理器710。如本文所用的，术语“存储器”是指任何类型的长期、短期、易失性、非易失性、或其他存储器，而并不限于任何特定类型的存储器或存储器数目、或存储器存储在其上的介质的类型。
有形地体现指令的任何机器或计算机可读介质可用于实现本文中所描述的方法集。在一个示例性方面，处理器710根据图3-4的步骤执行存储在计算机可读介质中的指令以提供自适应取阈过程。
TX数据处理器718处理话务数据并提供数据码元以供传输。OFDM调制器716接收这些数据码元并将其与导频码元复用，执行OFDM调制，并向发射机单元714提供OFDM码元流。也可使用TDM将导频码元与数据码元复用。发射机单元714然后处理OFDM码元流以生成上行链路信号，此信号经由天线702向接入点发射。
本领域技术人员将理解，可以使用各种各样不同的技术和技艺中的任何一种来代表信息和信号。例如，贯穿以上描述可能被引述的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元、和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来代表。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种说明性逻辑块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路、和步骤在上文中以其功能性的形式进行了一般化描述。这样的功能性是实现成硬件还是软件取决于具体应用和加诸整体***上的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解释成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，该处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或更多个微处理器、或任何其他这样的配置。
结合本文所公开的实施例所描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
提供了以上对所公开的实施例的描述是为了使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中定义的普适原理可被应用于其他实施例而不会脱离本发明的精神或范围。由此，本发明并非旨在被限定于本文中示出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征一致的最广义的范围。

Claims (13)

1.一种在正交频分复用(OFDM)***中进行信道估计的方法，包括：
确定具有多个抽头的信道冲激响应；
计算信号能量与干扰能量比(C/I)估计，其中所述C/I估计是瞬态C/I估计和加权平均C/I估计的函数；
基于所述C/I估计推导动态阈值；
调整所述动态阈值以补偿网络自身的干扰，其中调整所述动态阈值以补偿网络自身的干扰包括将次级广域标识符(WID)平均能量和次级局域标识符(LID)平均能量与WID和LID干扰阈值进行比较以标识网络自身的干扰；
丢弃其值低于所述动态阈值的抽头；以及
从剩余抽头生成信道频率响应估计；
其中，所述次级WID平均能量是WID的瞬态能量和先前计算的WID平均能量的加权函数；以及
所述次级LID平均能量是LID的瞬态能量和先前计算的LID平均能量的加权函数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述OFDM***是唯前向链路(FLO)通信***。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述C/I估计是从FLO***中的广域标识信道(WIC)码元、局域标识信道(LIC)码元、数据码元、时分复用(TDM)导频、过渡导频信道(TPC)码元或所述码元的任何组合获得的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，分别为广域和局域信道获得单独的C/I估计。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加权平均C/I估计是根据C/I平均，新＝(1-β)×C/I平均，旧+β×C/I计算的，其中β是可编程加权参数，并且C/I平均，旧是先前计算的平均C/I估计。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，β取决于所述瞬态C/I估计的可靠性而取0到1之间的值。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述次级WID平均能量是根据下式计算的：
WID平均能量，新＝(1-γ)×WID平均能量，旧+γWID瞬态能量，
并且其中γ是针对占优信道状况调整的可适应参数，其中WID平均能量，旧是所述先前计算的WID平均能量，并且WID瞬态能量是所述WID的瞬态能量。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述次级LID平均能量是根据下式计算的：
LID平均能量，新＝(1-γ)×LID平均能量，旧+γLID瞬态能量，
并且其中γ是针对占优信道状况调整的可适应参数，其中LID平均能量，旧是所述先前计算的LID平均能量，并且LID瞬态能量是所述LID的瞬态能量。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述C/I估计推导动态阈值包括根据所述C/I估计从查找表选择阈值。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述C/I估计推导动态阈值包括基于接收机执行的运算来选择阈值。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对广域信道估计和局域信道估计使用不同的阈值。
12.一种正交频分复用(OFDM)接收机，所述接收机包括：
天线，用于接收所传送的信号并将所述收到信号提供给接收机单元；
接收机单元，用于通过滤波、放大、和下变频所述收到信号来调理所述收到信号，并且将所述经调理信号数字化以向OFDM解调器提供采样和码元；
OFDM解调器，用于将收到码元变换到频域并且将所述码元提供给处理器以进行信道估计；
处理器，用于处理所述收到码元以确定具有多个抽头的信道冲激响应，计算定标信号能量与干扰能量比(C/I)估计，基于所述C/I估计推导动态阈值，调整所述动态阈值以补偿网络自身的干扰，丢弃其值低于所述动态阈值的抽头，以及从剩余抽头生成信道频率响应估计；
其中，所述C/I估计是瞬态C/I估计和加权平均C/I估计的函数；以及
其中调整所述动态阈值以补偿网络自身的干扰包括将次级广域标识符(WID)平均能量和次级局域标识符(LID)平均能量与WID和LID干扰阈值进行比较以标识网络自身的干扰；
其中，所述次级WID平均能量是WID的瞬态能量和先前计算的WID平均能量的加权函数；以及
所述次级LID平均能量是LID的瞬态能量和先前计算的LID平均能量的加权函数。
13.一种用于在正交频分复用(OFDM)***中进行信道估计的装置，包括：
用于确定具有多个抽头的信道冲激响应的装置；
用于计算信号能量与干扰能量比(C/I)估计的装置，其中所述C/I估计是瞬态C/I估计和加权平均C/I估计的函数；
用于基于所述C/I估计推导动态阈值的装置；
用于调整所述动态阈值以补偿网络自身的干扰的装置，其中用于调整所述动态阈值以补偿网络自身的干扰的装置包括用于将次级广域标识符(WID)平均能量和次级局域标识符(LID)平均能量与WID和LID干扰阈值进行比较以标识网络自身的干扰的装置；
用于丢弃其值低于所述动态阈值的抽头的装置；以及
用于从剩余抽头生成信道频率响应估计的装置；
其中，所述次级WID平均能量是WID的瞬态能量和先前计算的WID平均能量的加权函数；以及
所述次级LID平均能量是LID的瞬态能量和先前计算的LID平均能量的加权函数。
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