CN1522513A - 用于估计无线信道的信号干扰比的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于补偿由于自适应均衡器(108)过调整接收帧(200)的导频部分(202)而产生的信道SINR过估计的方法和装置。无线信道(110)的SINR由使用帧的导频部分的自适应均衡器估计，将自适应均衡器应用于帧的非导频部分(204、206)，使用自适应均衡器的输出确定参数以及使用此参数估计无线信道的SINR。参数包括，例如，均衡器输出的均方误差(MSE)或偏移。因为自适应均衡器没有过调整该帧的控制(204)或数据(206)部分，所以按照本发明这方面的SINR估计的精确度得到提高(与基于导频间隔期间计算的参数的SINR估计相比)。

Description

用于估计无线信道的信号干扰比的方法和装置

                              背景

技术领域

本发明一般涉及通信，更具体地讲，涉及无线信道的信号干扰噪声比的估计。

背景技术

现代通信系统需要支持多种应用。一种这样的系统为码分多址接入(CDMA)系统，此系统遵循“用于双模宽带扩频蜂窝系统的TIA/EIA/IS-95移动站—基站兼容标准”(“TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station CompatibilityStandard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”)，以下称为IS-95标准。CDMA系统允许用户之间在地面链路上语音和数据通信。CDMA技术在多接入通信系统中的应用，在美国专利号为4901307、题为“使用卫星或地面中继器的扩频多重接入通信系统” (“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESSCOMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE 0R TERRESTRIAL REPEATERS”)的专利和美国专利号为5103459、题为“在CDMA蜂窝电话系统中产生波形的方法和系统”(“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHPONESYSTEM”)的专利中有描述，以上两专利被转让给本发明的受让人并且通过引用结合于此。“TIA/EIA/IS-2000 Standard”描述了下一代cdma2000多载波1X和3X空中接口规范，以后称为cdma2000标准。

在CDMA系统中，用户间的通信通过一个或多个基站实施。在此规范中，基站指用户终端与之通信的硬件。第一个用户终端通过在反向链路上将数据发送到基站与第二个用户终端通信。基站接收数据，将此数据路由给另一个基站。数据在同一个基站或者另一个基站的前向链路上发送至第二个移动站。前向链路指从基站到用户终端的传输，反向链路指从用户终端到基站的传输。在IS-95系统中，分配给前向链路和反向链路独立的频率。

考虑到无线数据应用的需求不断增长，对有效的无线数据通信系统的需求已经日益显著。IS-95标准支持在前向和反向链路上发射话务数据和语音数据。一种用于发射固定大小编码信道帧中的话务数据的方法，在美国专利号为5504773、题为“对用于传输的数据进行格式化的方法和设备”(“METHOD AND APPARATUS FORTHE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION”)的专利中有详细描述，该专利被转让给本发明的受让人并且通过引用结合于此。此外，提供CDMA系统中高速率分组数据传输的高数据速率(HDR)系统，在“TIA/EIA/IS-856——cdma2000cdma2000高速率分组数据空中接口规范”(“TIA/EIA/IS-856——cdma2000 High Rate PacketData Air Interface Specification”)(以后称为HDR标准)有详细的描述，在1997年11月3日提出的未决的美国专利申请序列号为08/963386、题为“用于高速率分组数据传输的方法和设备”(“METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKETDATA TRANSMISSION”)的专利中也有详细描述，该专利被转让给本发明的受让人并且通过引用结合于此。

按照这些HDR系统，用户终端发送数据速率控制(DRC)消息给基站。DRC值与用户终端期望在前向链路上接收数据使用的速率一致。DRC值至少部分取决于用户终端信道的信号干扰噪声比(SINR)。较少干扰的信道支持较高的数据速率。因此DRC值应该随信道SINR的减小而减小，或者随信道SINR的增大而增大。如果系统中的数据吞吐量被最大化，则DRC值应设置的尽可能大。然而，精确设定DRC值取决于获得信道SINR的可靠估计。过大估计信道SINR可能产生导致用户终端不期望的误码高发生率的数据速率。

自适应均衡器可以用于用户终端接收机，来抑制干扰和提高系统性能。在具体帧的导频部分期间，自适应均衡器的滤波系数可以被匹配(这里简单称为匹配自适应滤波器)。如这里所使用的，自适应滤波器“在”帧的具体部分期间被匹配或应用的描述，是指将均衡器匹配或应用于帧的该部分中的码元，尽管码元不必在具体时间间隔中被处理。HDR系统中发送的帧(这里也称为分组)包括导频部分以及一个或多个非导频部分，诸如控制部分和数据部分。导频码元在接收机端先验已知。将滤波器系数匹配于它们的期望值的传统算法一般是基于已知导频码元和这些导频码元的均衡器估计之间的最小均方差(MMSE)的标准。自适应MMSE算法的两个一般例子是最小均方(LMS)算法和递归最小平方(RLS)算法。

一般已知导频码元构成帧的一部分(例如10％)，而控制码元和数据码元构成帧的其余部分(例如分别为10％和80％)。尽管导频码元在接收机端已知，控制码元和数据码元在接收机端先验未知。在很多情况下(诸如当未编码码元误码率足够高可以阻止判决控制匹配时，或者当期望低的实现复杂度时)，均衡器系数只有在帧的导频部分期间被递归匹配，在帧的非导频部分期间保持不变。

按照传统接收机设计，使用具体帧的导频部分期间估计的一个或多个参数计算信道SINR。这些估计的参数可以包括导频码元均衡器估计的均方差(MSE)、导频码元均衡器估计中的偏移或一些其它估计。如本领域的技术人员所熟知的，SINR可以按照对应用环境所作的多种假定以不同的方式定义。然而，按照多种定义，SINR与MSE反向相关。

在均衡器系数只在导频间隔期间被匹配的那些实例中，导频码元和导频码元的均衡器估计之间的差值平均值比数据码元(或控制码元)和数据码元(或控制码元)的均衡器估计之间的差值小。换句话讲，均衡器的MSE在导频部分期间比它在非导频部分期间小。因为调整自适应滤波器系数的自适应算法是用来最小化导频部分期间的MSE，而不是针对非导频部分而调整的，所以产生MSE差值。差的幅度部分取决于导频部分不统计表征描述非导频部分的基本随机过程的程度。这种现象这里称为自适应均衡器“过调整”导频部分。因为对于同一观察中的每个连续通道，系数将它们调整得更接近具体数据组，所以当诸如多通道LMS的算法被使用时，每个过调整被放大。

自适应均衡器的过调整不仅影响MSE的计算而且也影响其它参数的计算，诸如自适应均衡器估计的偏移。如上所述，这些参数可以用来估计信道SINR。这些参数计算中的误差导致信道SINR的估计错误。这使得接收机选择次优DRC值。例如，计算导频间隔期间的MSE的接收机，由于均衡器过调整到导频码元过估计信道SINR。如果根据此SINR估计选择DRC值，发射机然后用来发射帧的数据速率会导致接收数据中大量多于期望的误差。这是因为帧接收(例如分组误差速率(PER))质量至少部分取决于帧的数据部分期间经历的数据速率和信道SINR。

因此，本领域中需要用于估计无线信道SINR的经改善的方法和装置，用来补偿接收机自适应均衡器的过调整。

发明内容

这里所揭示的实施例通过补偿由于自适应均衡器过调整接收帧的导频部分而产生信道SINR过估计来满足所述的需要。按照本发明的一方面，无线信道的SINR估计，通过使用接收帧的导频部分来匹配自适应均衡器，将自适应均衡器应用于帧的非导频部分(诸如控制或数据部分)，使用均衡器输出来确定参数，并使用此参数来估计无线信道的SINR。此参数包括，例如，均衡器输出的MSE或偏移。按照本发明的此方面，SINR估计的精确度得到提高(与基于导频间隔期间计算的参数的SINR估计相比)，因为自适应均衡器过估计到帧的控制或数据部分的可能性较小。

按照本发明的第二方面，一旦自适应均衡器使用接收帧的导频部分来匹配，自适应均衡器被用于接收帧的控制部分来产生控制码元的软估计。硬判决也应用于此软估计来产生这些控制码元的硬估计。使用控制码元的这些软或硬估计计算参数。例如，MSE通过计算软和硬估计之间的均方差来确定。因为自适应均衡器被过估计到控制部分的概率较小，基于此参数的SINR估计的精确度得到提高。

按照本发明的第三方面，一旦自适应均衡器使用接收帧的导频部分来匹配，自适应均衡器应用于数据部分包括多个已编码数据比特的接收帧的数据部分。因此，自适应均衡器的输出表示已编码数据比特的软估计。接收机将均衡器输出解码来恢复编码前的数据比特，一般成功概率比较高。按照本发明的此方面，接着数据比特被再编码，从而再编码数据比特代表发射机发送的已编码数据比特。使用已编码数据比特和再编码数据比特的软估计来计算参数。例如，MSE可以通过计算软估计和在编码数据比特之间的均方差平均值来确定。因为自适应均衡器被过估计到数据部分的概率较小，基于此参数的SINR估计的精确度得到提高。

按照本发明的第四方面，帧的非导频期间计算的参数用来估计非导频SINR，帧的导频期间计算的第二个参数用来估计导频SINR。SINR补偿因数使用非导频SINR和导频SINR估计来计算。SINR补偿因数在多个帧上被平滑，用来调整补偿均衡器过调整的导频SINR。SINR补偿因数估计(产生信道SINR估计)的精确度通过在多个帧上平滑此估计得到提高。

按照本发明的第五方面，自适应均衡器应用于使用前一帧中匹配的滤波器系数的当前帧导频部分。使用均衡器输出和已知导频码元来计算参数。该参数被用来估计信道的SINR。因为自适应均衡器被调整到前一帧而不是当前帧的导频部分，从而均衡器被过调整到当前导频的概率较小，基于此参数的SINR估计精确度得到平均提高。

附图描述

图1A描述了一个本发明运行的通信环境示例；

图1B描述了包括通过无线信道与用户终端通信的基站的移动通信环境；

图1C更加详细的描述了按照本发明的示例性实施例的无线接收机。

图2描述了具有一个导频部分和两个非导频部分(控制部分和数据部分)的示例性帧。

图3是描述按照本发明的示例性实施例估计无线信道SINR的方法的流程图。

图4是更详细的描述按照本发明的示例性实施例使用自适应均衡器输出来确定一个或多个参数的流程图，其中自适应均衡器用于接收帧的控制部分。

图5是更详细的描述按照本发明的示例性实施例使用自适应均衡器输出来确定一个或多个参数的流程图，其中自适应均衡器用于接收帧的数据部分。

图6是描述接收机用来提高信道SINR估计精确度而进行的操作流程图；以及

图7是描述按照本发明的示例性实施例的接收机操作的流程图，其中自适应均衡器用于使用前一帧期间匹配的滤波器系数的导频部分。

具体实施方式

综述

本发明一般设计估计无线信道的SINR。图1A描述了本发明运行的示例性通信环境100A。示例性通信环境100A包括通过无线信道110与接收机104通信的发射机102。发射机102代表任何能在无线信道110上发送信息的设备。同样，接收机104代表任何能在无线信道110上接收信息的设备。接收机104包括用来抑制无线信道110引入的噪声和干扰影响的自适应均衡器108。无线信道110代表任何信息可以按照定义的通信协议流动的无线链路。按照本发明的一示例性实施例，无线信道110上的通信符合IS-95CDMA标准、cdma2000标准和或HDR标准。

按照这里的描述预期的本发明的示例性实施例，接收机104可以被配置用来估计无线信道110的SINR。显而易见，这样配置的接收机可以应用在多种环境中。例如，图1B描述了包括通过无线信道110与用户终端122通信的基站120的移动通信环境100B。本示例性环境中的无线信道110代表前向和/或反向链路。基站120和用户终端122都包括用于全双工通信的收发机106(在基站120中示为106A，在用户终端示为106B)，其中收发机106包括发射机和接收机部分。因此收发机106都被按照结合接收机104描述的相应部分来配置，尽管下面的描述将重点放在前向链路的应用上，其中用户终端122的接收机部分按照这里的描述配置。

接收机104被配置用来在硬件、软件或它们的组合上实现所述操作。这些操作将在这里描述并在附图中对它们进行图示。对于本领域的技术人员而言，显然这些操作中的许多可以互换，同时不违背本发明的范围。也显然有多种方式可以在计算机编程中实现本发明，无论使用软件或硬件和软件的组合，本发明不应该被构造得局限于任何一组计算机程序指令。另外，熟练程序员能毫无困难地根据流程图和这里包含的相关编写说明来编写一个或多个计算机程序从而实现所揭示得发明。因此，具体程序代码指令组的揭示对于更确切地理解如何实现和使用本发明没有必要。要求保护的计算机程序和/或硬件设备的发明功能在接下来的说明中结合说明程序流程的其它图进行更详细的说明。

自适应均衡器108代表具有多个滤波器系数(未示出)的时变滤波器结构。对于本领域的技术人员显而易见，自适应均衡器108可以被实现为硬件、软件或它们的组合。同样显而易见的是，多种自适应算法可以用来选择滤波器系数，诸如LMS算法和RLS算法。这里所揭示的本发明的多种示例性实施例与选择用于自适应均衡器108的具体结构或匹配算法无关。

图1C更详细地描述了按照本发明的示例性实施例的接收机104。如图1C所示，数字数据y(n)序列通过无线信道110发射，被加性噪声和可能的干扰恶化。下面的模型描述了自适应均衡器108的输出：

$\hat{y}\left(k\right)=\mathrm{\αy}\left(k\right)+\mathrm{\ω}\left(k\right),$

其中α是y(k)的估计偏移，w(k)代表无线信道110引入的所有加性干扰。对于本领域技术人员显而易见，此模型在某种条件下有效。当均衡器自适应算法处于稳态且滤波器系数处于最优解附近时，模型很好的应用。实际上，因为我们知道发射星座图的平均功率， $E\left\{{\left|\right|y\left(k\right)\left|\right|}^2\right\}={\mathrm{\σ}}_y^2$ 已知。

按照本发明的一示例性实施例，发射机102和接收机104通过信道110使用数据帧交换信息。图2描述了具有导频部分202和两个非导频部分的示例性帧200，两个非导频部分为控制部分204和数据部分206。导频部分202包括接收机104先验已知的导频码元。这些导频码元被自适应均衡器108用来匹配滤波器系数，从而消除无线信道110引入的噪声和干扰。控制部分204包括用来触发接收机104内的多种控制操作。

数据部分206包括按照具体应用可使用信道编码技术编码的数据比特。数字通信系统一般使用信道编码来降低比特误码率或分组误码率。如图1C所示，在信道编码系统中，数据码元估计(即数据期间的均衡器输出)传给解调器和解码器来检测数据比特。另外，接收机104可通过实施检测比特的循环冗余检验(CRC)高可信度地确定一帧是否无错接收。多种信道编码技术和实施CRC在相关领域内众所周知。

图3为描述按照本发明的示例性实施例估计无线信道110的SINR的方法流程图300。在操作302中，使用当前帧的导频部分202匹配自适应均衡器108。如上面所提到的，多种算法(诸如LMS和RLS算法)在相关领域内非常著名，用于调整自适应均衡器108的滤波器系数从而接收数据被解调，噪声和干扰被抑制。显而易见，自适应均衡器108使用导频码元的先验已知值，例如使用LMS和RLS算法的情况下，用来按照最小化均衡器输出和已知值之间的MSE的方式匹配系数。

在操作304中，自适应均衡器108用于帧的非导频部分，诸如控制部分204或数据部分206。均衡器输出代表包含在使用均衡器的部分中的码元的软估计。因为使用导频部分202而不是非导频部分来匹配滤波器系数，所以自适应均衡器108被过调整到帧的非导频部分的概率较小。

在操作306中，一个或多个参数使用操作304中的自适应均衡器输出被确定。这些参数或者单独或者组合被用来确定无线信道110的SINR估计。按照第一个示例性实施例，非导频部分期间均衡器输出的MSE被用作计算SINR的参数。一个MSE的示例性公式给出如下：

$M\hat{S}E=E\left\{{\left|\right|y\left(k\right)-\hat{y}\left(k\right)\left|\right|}^2\right\}=\frac{\underset{k.\mathrm{pilot}\_\mathrm{symbols}}{\mathrm{\Σ}}{|y\left(k\right)-\hat{y}\left(k\right)|}^2}{\mathrm{Number}\_\mathrm{of}\_\mathrm{pilot}\_\mathrm{symbols}}$

其中 表示均衡器码元输出的软估计，y(k)代表发射机102发送的已知码元值。

按照本发明的第二个示例性实施例，均衡器输出偏移α被用作计算SINR的参数。一个计算偏移的示例性公式给出如下：

$\widehat{\mathrm{\α}}=\mathrm{Re}\left\{\underset{k.\mathrm{pilot}\_\mathrm{symbols}}{\mathrm{\Σ}}\frac{\hat{y}\left(k\right)}{y\left(k\right)}\right\}*\frac{1}{\mathrm{Number}\_\mathrm{of}\_\mathrm{pilot}\_\mathrm{symbols}}$

对于这些示例性MSE和偏移公式，需要发射码元值(即未被无线信道110恶化前的发射的码元值)的信息来计算参数。按照本发明的多种示例性实施例在下面描述，用来为帧的非导频部分确定发送码元值，这些值在接收机端先验未知。

在操作308中，操作306中计算的一个或多个参数用来估计无线信道110的SINR。用来估计SINR的公式取决于估计所根据的参数。而且，不同的公式可能使用同样的参数。例如，下面的公式可以用来根据MSE参数估计无线信道110的SINR。

其中 代表操作306中计算的MSE参数，σ_y ²代表发射星座的平均功率。显然，不同的公式可以用来估计SINR。这里描述的按照本发明的原理不取决于SINR的任何具体公式。相反，多种用来根据帧的非导频期间计算的参数估计信道SINR的公式都可用且被认为在本发明的范围内。

而且，两个或多个参数可以组合使用来提高SINR估计的精确度。例如，包括MSE和偏移的公式被认为在改善SINR估计的发明范围内。

因此，图3的操作描述了一种用来估计信道SINR的方法，其中用来计算SINR的参数没有由于过调整自适应均衡器而误估计。这通过计算帧的非导频部分期间的参数来完成，此非导频部分不用来匹配均衡器。经改善的信道SINR估计可以用于接收机104内部的多种用途，诸如设定无线信道110上传输的精确数据速率。下面部分描述按照本发明的多种技术，用来将图3的一般操作应用于帧的具体非导频部分，诸如控制部分和数据部分。

使用控制码元计算参数

图4是详细描述按照本发明的示例性实施例使用自适应均衡器的输出(操作306)来确定一个或多个参数的流程图，其中自适应均衡器108用来在操作304中控制接收帧的控制部分204。

在操作402中，硬判决用于控制部分204期间的自适应均衡器108的输出，来确定控制码元的硬估计。控制部分204期间的自适应均衡器108的输出代表控制码元的软估计。硬判决过程应用于这些软估计来确定硬估计。如果控制码元被正确检测，则硬估计与发射机102处的码元值一致。CDMA系统经常被设计成，在接收器104处控制码元能以很小的误码率，甚至不对控制数据编码而被确定。在这些系统中，诸如应用门限或量化器的简单硬判决过程可用来精确检测控制码元。

在操作404中，一个或多个参数使用自适应均衡器108输出的控制码元软估计以及操作402中确定的码元硬估计来计算。例如，上面给出的计算MSE或偏移参数的公式可以被计算，其中 代表均衡器输出的控制码元软估计。控制码元硬估计用来代替上面公式中的发送码元y(k)(只要操作402中做出正确的硬判决，硬估计与发送的码元一致)。返回图3，这些一个或多个参数又被用在操作308中来估计无线信道108的SINR。按照本发明的此示例性实施例，因为均衡器被过调整到控制部分204的概率较小，所以信道SINR被过估计的概率较小。

使用再编码数据比特计算参数

图5是详细描述按照本发明的示例性实施例使用自适应均衡器的输出(操作306)确定一个或多个参数的流程图，其中自适应均衡器108应用于操作304中的接收帧数据部分206。如图1C所示，数据部分(即编码数据帧的软估计)期间的自适应滤波器108的输出被顺流发送至解调器/解码器，从而恢复发送数据比特的估计。如上面提到的，CRC可以用来以很高的可信度确认数据比特已被正确解调和解码。

在操作502中，信道解码器的数据比特输出被按照信道编码机制进行再调制和再编码。CRC可以用作检验以保证在操作502之前比特被正确地恢复。因此，再编码数据比特与对应于数据部分206期间的自适应均衡器108的输出处软估计的发送码元值一致。

在操作504中，一个或多个参数使用自适应均衡器108输出的数据码元软估计以及自操作502的再编码数据来计算。例如，上面给出的用来MSE和偏移参数的公式可以被计算，其中 代表均衡器输出的数据码元软估计，y(k)代表再编码数据比特。返回图3，这些一个或多个参数又被用在操作308中来估计无线信道108的SINR。按照本发明的此示例性实施例，因为均衡器被过调整到数据部分206的概率较小，所以信道SINR被过估计的概率较小。

通过平滑补偿系数来改善SINR估计

图6是描述接收机104与图3、4或5的操作联合实现来提高SINR估计精确度的操作的流程600。在操作602中，一个或多个参数使用操作302的匹配过程期间的均衡器输出来确定。在操作604中，这些一个或多个导频参数用来估计信道SINR。如上所述，此导频SINR估计经常由于将均衡器过调整到导频部分202而过估计实际的信道SINR。

在操作606中，SINR补偿因数F被计算，该因数F反映导频SINR估计由于过调整夸大了无线信道110的SINR的程度。因数F可以被计算，例如，通过将导频SINR除以非导频SINR估计(在操作308中根据帧的非导频期间计算的参数确定的)。

在操作608中，SINR补偿因数F在多个帧上被平滑(即时间平均)，从而产生更精确的F估计。在按照本发明的第一个示例性公式中，SINR补偿系数按照以下计算：

$F=\left(n\right)=\mathrm{\λF}(n-1)+(1-\mathrm{\λ})\frac{\mathrm{SINR}\_\mathrm{Pilot}\left[n\right]}{\mathrm{SINR}\_\mathrm{NonPilot}\left[n\right]}$

其中，λ是小于1的实正数，SINR_Pilot是自操作604的导频SINR估计，SINR_NonPilot是自操作308的非导频SINR估计。在示例性公式中，λ有效控制了系数F平滑窗的大小。

在按照本发明的第二个示例性实施例中，SINR补偿因数通过计算最后M个观察上的平均值得到平滑，按照以下公式：

$F\left(n\right)=\frac{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}F(n-m)}{M}$

在操作610中，导频SINR估计按照操作608中计算的经平滑的SINR补偿系数，生成补偿的SINR估计

$\mathrm{SINR}\_\mathrm{compensated}\left[n\right]=\frac{\mathrm{Pilot}\_\mathrm{SINR}\left[n\right]}{F\left[n\right]}$

补偿SINR估计平均反映比根据单个帧中计算的参数更精确的信道SINR估计。

使用先前匹配好的滤波器系数计算参数

图7是描述按照本发明的示例性实施例的接收机104的操作的流程图700，其中自适应均衡器108用于使用前一帧期间匹配的滤波器系数的导频部分202。

在操作702中，自适应均衡器108用于当前帧的导频部分202，其中均衡器使用前一帧的导频部分202期间匹配的滤波器系数。这可以，例如，通过将自适应均衡器108应用于当前帧(操作302)和使用来自前一帧的已装载在均衡器中的滤波器系数来完成。

在操作704中，如在操作306中一样，一个或多个参数使用操作702中的自适应均衡器108的输出来确定。同样，在操作706中，如在操作308中一样，无线信道110的SINR使用一个或多个操作704中计算的参数来估计。按照此示例性实施例，因为滤波器系数在前一导频部分期间被匹配，所以自适应均衡器108被过调整到当前导频部分的概率较小。因此，SINR估计被夸大的概率较小。

现在返回图1B，接收机104可以按照所述示例性实施例的任何一个配置，用来产生一个无线信道110的SINR更精确估计。接收机104可以使用经改善的SINR信道估计来更精确地选择无线信道110上发射的正确数据速率。在示例性移动通信环境100B中，用户终端122发送DRC消息至基站120，根据经改进的估计选择数据速率。使用这里描述的技术，使用户终端122为给定当前信道条件的接收帧更精确地预测误码率。

本领域的技术人员理解信息与信号可以用各种不同的工艺与技术来表示。例如，上面的描述中所指的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元以及片可以通过电压、电流、电磁波、磁场或磁微粒、光场或光微粒或者任何它们的组合来表示。

本领域的技术人员还可以理解，结合这里揭示的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块和算法步骤可以用电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为了清楚地说明硬件和软件的交互性，各种说明性的组件、字块、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计。技术人员可以用不同的方式为具体应用实现所描述的功能，但是这些实现判决不应该被认为是脱离本发明的范围。

结合这里所揭示的实施例来描述的各种说明性的逻辑块、模块和电路的实现或执行可以用：总目的处理器、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、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件、或用于执行这里所述功能而被设计的器件的任意组合。总目的处理器最好是微处理器，然而或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以用计算机器件的组合例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP内核结合的一个或多个微处理器或者其它这样的配置来实现。

结合这里所揭示的实施例来描述的方法或算法步骤的实现或执行可以直接包含于硬件中、处理器执行的软件模块中或者两者的组合。软件模块可以驻留于RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的其它任意形式的存储媒体中。示例性储存媒质耦合到能从储存媒质中读取信息并能向其中写入信息的处理器上。或者，储存媒质并入处理器中。处理器和储存媒质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留于用户终端。或者，处理器和储存媒质可以驻留用户终端作为独立的组件。

所述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (37)

1.一种用于估计无线信道的信号干扰噪声比(SINR)的方法，其特征在于，具有一个导频部分和一个非导频部分的帧在无线信道上被发送，所述方法包括：

使用帧的导频部分匹配自适应均衡器；

将所述自适应均衡器应用于所述帧的非导频部分，产生输出；

使用所述输出确定参数；以及

使用所述参数估计无线信道的SINR。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非导频部分包括具有多个控制码元的控制部分，所述输出包括所述控制码元的软估计，以及所述确定步骤包括：

将硬判决应用于所述软估计，产生所述控制码元的硬估计；以及

使用所述软估计和所述硬估计来计算所述参数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数包括均方差(MSE)。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数包括偏移。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，非导频部分包括数据部分，所述方法还包括解码所述输出产生多个数据比特，其中所述确定步骤包括：

再编码所述数据比特；以及

使用所述输出和所述再编码的数据比特计算所述参数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述参数包括均方差(MSE)。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述参数包括偏移。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匹配产生导频输出，所述估计产生非导频SINR估计，所述参数包括第一个参数，以及所述方法还包括：

使用所述导频输出确定第二个参数；

使用第二个参数来估计无线信道的SINR，产生导频SINR估计；

使用非导频SINR估计和所述导频SINR估计来计算无线信道的SINR补偿因数；

在多个帧上平滑所述SINR补偿因数；以及

按照所述经平滑的SINR补偿因数调整所述导频SINR估计。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述平滑包括：

$F\left(n\right)=\mathrm{\λF}(n-1)+(1-\mathrm{\λ})\frac{\mathrm{PilotSINR}}{\mathrm{NonPilotSINR}}$

其中F代表所述SINR补偿因数，λ代表小于1的实正数。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述平滑包括：

$F\left(n\right)=\frac{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}F(n-m)}{M}$

其中F代表所述SINR补偿因数，M代表所述帧个数。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括第一个参数，其中所述参数包括第一个参数，其中所述方法还包括使用所述输出确定第二个参数，以及其中所述估计包括使用所述第一个和第二个参数估计无线信道的SINR。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一个参数包括均方差(MSE)以及所述第二个参数包括偏移。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匹配产生导频输出，所述参数包括第一个参数，所述方法还包括使用导频输出确定第二个参数，以及所述估计包括使用所述第一个和第二个参数估计无线信道的SINR。

14.一种用于估计无线信道的信号干扰噪声比(SINR)的方法，其特征在于，具有导频部分的帧在无线信道上被发射，所述方法包括：

将自适应均衡器应用于当前帧的导频部分，其中所述自适应均衡器在前一帧被匹配，产生输出；

使用所述输出确定参数；以及

使用所述参数估计无线信道的SINR。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述参数包括均方差(MSE)。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述参数包括偏移。

17.一种用于为无线信道上的数据发射选择速率的方法，其特征在于，具有导频部分和非导频部分的帧在无线信道上被发送，所述方法包括：

使用帧的导频部分匹配自适应均衡器；

将所述自适应均衡器应用于所述帧的非导频部分，产生输出；

使用所述输出确定参数；

使用所述参数估计无线信道的信号干扰噪声比(SINR)；以及

使用SINR估计选择数据发射的速率。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述参数包括均方差(MSE)。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述参数包括偏移。

20.一种用于估计无线信道的信号干扰噪声比(SINR)的设备，其特征在于，具有一个导频部分和一个非导频部分的帧在无线信道上被接收，所述设备包括：

自适应均衡器，使用帧的导频部分匹配且应用于所述帧的非导频部分并产生输出；

使用所述输出确定参数的装置；以及

使用所述参数估计无线信道的SINR的装置。

21.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述非导频部分包括具有多个控制码元的控制部分，其中所述自适应均衡器在所述控制部分的输出包括所述控制码元的软估计，以及所述用于确定的确定包括：

将硬判决应用于所述软估计产生所述控制码元的硬估计的方法；以及

使用所述软估计和所述硬估计计算所述参数的装置。

22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述参数包括均方差(MSE)。

23.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述参数包括偏移。

24.如权利要求20所述的设备，其特征在于，非导频部分包括具有多个已编码数据比特的数据部分，其中所述自适应均衡器在所述数据部分期间的输出包括所述已编码数据比特的软估计，其中所述装置还包括配置用来解码所述软估计产生多个已解码数据比特的信道解码器，以及其中所述用于确定的方法包括：

用于再编码所述解码数据比特的装置；以及

使用所述软估计和所述再编码数据比特计算所述参数的方法。

25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述参数包括均方差(MSE)。

26如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述参数包括偏移。

27.如权利要求20所述的设备，其特征在于，所述自适应均衡器在所述导频部分期间的输出产生导频输出，所述SINR估计包括非导频估计，所述参数包括第一个参数，以及其中所述装置还包括：

使用所述导频输出确定第二个参数的装置；

使用所述第二个参数来估计无线信道的SINR，产生导频SINR估计的装置；

使用所述非导频SINR估计和所述导频SINR估计来计算无线信道的SINR补偿因数的装置；

在多个帧上平滑所述SINR补偿因数的装置；以及

按照所述经平滑的SINR补偿因数调整所述导频SINR估计的装置。

28.如权利要求27所述的设备，其特征在于，所述平滑装置为：

$F\left(n\right)=\mathrm{\λF}(n-1)+(1-\mathrm{\λ})\frac{\mathrm{PilotSINR}}{\mathrm{NonPilotSINR}}$

设定如下：

其中F代表所述SINR补偿因数，λ代表小于1的实正数。

29.如权利要求27所述的装置，其特征在于，所述平滑装置为：

$F\left(n\right)=\frac{\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}F(n-m)}{M}$

设定如下：

其中F代表所述SINR补偿因数，M代表所述帧个数。

30.一种用于估计无线信道的信号干扰噪声比(SINR)的设备，其特征在于，所述设备包括通过无线信道接收帧的接收机，所述帧具有导频部分和非导频部分，其中所述接收机包括使用所述导频部分匹配并用于所述非导频部分产生输出的自适应均衡器，以及其中所述接收机还配置用来使用所述参数估计无线信道的SINR。

31.如权利要求30所述的设备，其特征在于，所述非导频部分包括具有多个控制码元的控制部分，其中所述自适应均衡器在所述控制部分期间的输出包括所述控制码元的软估计，其中所述接收机配置用来将硬判决应用于软估计产生所述控制码元的硬估计，以及其中所述接收机还配置用来使用所述软估计和所述硬估计计算所述参数。

32.如权利要求31所述的设备，其特征在于，所述参数包括均方差(MSE)。

33.如权利要求31所述的设备，其特征在于，所述参数包括偏移。

34.如权利要求30所述的设备，其特征在于，非导频部分包括具有多个已编码数据比特的数据部分，其中自所述适应均衡器在数据部分的输出包括所述已编码数据比特的软估计，其中所述接收机还包括配置用来解码所述软估计以产生多个已解码数据比特的信道解码器，其中所述接收机配置用来再编码所述已解码数据比特，以及其中所述接收机还配置用来使用所述软估计和所述再编码数据比特计算所述参数。

35.如权利要求34所述的设备，其特征在于包括均方差(MSE)。

36.如权利要求34所述的设备，其特征在于包括偏移。

37.无线通信系统包括：

无线信道；

发射机，在所述无线信道上以某一数据速率发射具有导频部分和非导频部分的帧；以及

接收机，通过所述无线信道接收所述帧的，其中所述接收机包括：

自适应均衡器，使用所述导频部分并用于所述非导频部分产生输出，

用于使用所述输出估计信号干扰噪声比(SINR)的装置，

用于使用所述SINR选择数据速率控制(DRC)值的装置，以及

通过所述无线信道发送所述DRC值至所述发射机的装置。

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