多輸入多輸出（mimo）接收器中的幹擾和噪聲估計的製作方法

2023-06-07 08:36:36

多輸入多輸出（mimo）接收器中的幹擾和噪聲估計的製作方法
【專利摘要】本發明涉及多輸入多輸出（MIMO）接收器中的幹擾和噪聲估計。一種接收器電路接收包括來自分配給UE的第一天線埠的第一參考信號的信號。接收器電路包括解擾和解擴展單元，解擾和解擴展單元使用第一天線埠的擴展碼和分派給UE的加擾序列來解擴展和解擾信號以生成第一天線埠信號。解擾和解擴展單元使用第二天線埠的擴展碼和分派給UE的加擾序列來解擴展和解擾信號，其中第二天線埠未分配給UE，以生成第二天線埠信號。信道估計器基於第一天線埠信號生成第一天線埠的信道估計。估計單元基於第一天線埠信號、信道估計和第二天線埠信號來估計幹擾和噪聲協方差度量。
【專利說明】多輸入多輸出(ΜΙΜΟ)接收器中的幹擾和噪聲估計
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及無線電通信領域，並且更具體地，涉及在無線電網絡(尤其蜂窩無線電網絡)的多天線傳輸系統中傳輸和檢測信號的技術。
【背景技術】
[0002]在無線電通信系統中，多用戶設備(UE)可以共享相同的頻率和時間資源使得可能發生相互幹擾。接收器電路和由接收器電路執行的數據檢測方法必須經常地改進。尤其，可能希望改進多用戶多輸入多輸出系統中的移動通信接收器的接收質量和性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]附圖被包括以提供對實施例的進一步理解以及被合併到本描述中並且構成本描述的部分。附圖圖示了實施例並且與描述一起用於解釋實施例的原理。其它實施例和實施例的許多預期的優點將被容易地了解，因為通過參考後面的詳細描述它們變得更容易理解。
[0004]圖1示意地圖示了 MMO系統的配置。
[0005]圖2示意地圖示了配置為針對一層生成解調參考信號(DM-RS)的MMO系統的方塊圖。
[0006]圖3示意地圖示了給兩個天線埠和兩個使用的加擾ID的配置的層的示例性分配。
[0007]圖4示意地圖示了給四個天線埠和一個使用的加擾ID的配置的層的示例性分配。
[0008]圖5示意地圖示了給八個天線埠和一個使用的加擾ID的配置的層的示例性分配。
[0009]圖6示意地圖示了在UE的多輸入多輸出(MMO)接收器中估計幹擾和噪聲的示例性方法。
[0010]圖7示意地圖示了接收器電路的示例性方塊圖。
[0011]圖8示意地圖示了配置為估計幹擾和噪聲協方差度量的單元的示例性方塊圖。
[0012]圖9和10是圖示了接收器電路的性能的曲線圖。
【具體實施方式】
[0013]在後面，參考附圖描述實施例，其中貫穿全文通常利用相似的參考數字來指代相似的元件。在後面的描述中，出於解釋的目的，闡述許多具體的細節以便提供對實施例的一個或多個方面的全面的理解。然而，對於本領域技術人員可能明顯的是，可以用這些具體細節的較少程度來實踐實施例的一個或多個方面。因此，後面的描述不要以限制的意義理解，並且保護的範圍由所附的權利要求限定。
[0014]概括的各個方面可以體現在各種形式中。後面的描述通過圖示的方式示出了在其中可以實踐各個方面的各種結合和配置。要理解，描述的方面和/或實施例僅是示例並且在不脫離本公開的範圍的情況下可以利用其它方面和/或實施例並且可以做出結構和功能修改。另外，雖然可以僅相對於幾個實施方式中的一個公開實施例的特定特徵或方面，但是這樣的特徵或方面可以與其它實施方式的一個或多個其它特徵或方面結合，因為對於任何給定的或特定的應用而言這可能是希望的和有利的。另外，就在詳細描述或權利要求中使用術語「包括」、「具有」、「帶有」或它們的其它變體來說，這樣的術語意圖以類似於術語「包含」的方式是包括性的。而且，術語「示例性」僅表示作為示例，而不是最好或最優的。
[0015]在後面，單獨地或參考彼此地描述了各種方法和接收器電路。要理解連同描述的方法做出的解釋也可以適用於配置為執行該方法的對應的接收器電路並且反之亦然。例如，如果描述了具體的方法步驟，則對應的接收器電路可以包括用於執行該描述的方法步驟的單元，即使這樣的單元在圖中沒有明確地描述或圖示。
[0016]本文中描述的方法和接收器電路可以基於或可以支持用於調製數據的任意(尤其數字的)調製方案。例如，可以根據正交幅值調製(QAM)調製方案、二進位相移鍵控(BPSK)調製方案、正交相移鍵控(QPSK)調製方案、8QAM調製方案、16QAM調製方案、64QAM調製方案或任何其它適合的調製方案來調製接收的符號流的符號。
[0017]本文中描述的方法和接收器電路可以用於各種無線通信網絡，諸如碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、正交 FDMA (OFDMA)和單載波 FDMA (SC-FDMA)網絡。術語「網絡」、「系統」和「無線通信系統」可以同義地使用。CDMA網絡可以實施無線電技術諸如通用陸地無線電接入(UTRA)，cdma2000等。UTRA包括寬帶CDMA (W-CDMA)和其它CDMA變體。cdma2000覆蓋IS-2000、IS-95和IS-856標準。TDMA網絡可以實施無線電技術諸如全球移動通信系統(GSM)及其衍生物諸如例如增強數據速率GSM演進(EDGE)、增強通用分組無線電服務(EGPRS)等。OFDMA網絡可以實施無線電技術諸如演進的UTRA(E-UTRA)、超移動寬帶(UMB)、IEEE 802.11 (W1-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20、Flash-OFDM.RTM.等。UTRA和E-UTRA是通用移動通信系統(UMTS)的部分。尤其，本文中描述的方法和接收器電路可以用在支持多個預定義的調製方案或調製字母的移動通信標準的框架中。例如基於GSM/EDGE和UMTS/HSPA (高速分組接入)技術的3GPP長期演進(LTE)標準支持QPSK、16-QAM和64-QAM。類似地，WiMAX和無線LAN中的每個支持BPSK、QPSK,16-QAM 和 64-QAM。
[0018]在無線電通信系統中，使用通過一個或多個無線電通信信道傳輸一個或多個無線電通信信號的傳輸器。傳輸器可以是基站(BS)或包括在用戶裝置(諸如移動無線電收發器、手持無線電裝置或任何類似的裝置)中的傳輸裝置。基站還可以稱為「NodeB」或「eNodeB」。由傳輸器傳輸的無線電通信信號可以由接收器(諸如移動無線電收發器或移動站、手持無線電裝置或任何類似的裝置中的接收裝置)接收。本文中描述的接收器電路可以例如包括在這些接收器中。移動站還可以稱為「用戶設備」(UE)。
[0019]本文中描述的方法和接收器電路可以涉及在傳輸器和接收器兩者處提供多個天線的使用的多輸入多輸出(MMO)系統。本文中描述的方法和接收器電路還可以涉及在接收器處僅具有一個天線的系統。MMO是無線通信標準(諸如例如IEEE 802.1ln (W1-Fi),4G、3GPP 長期演進(LTE)、WiMAX (尤其 WiMAX 802.16e_2005)和 HSPA+ (尤其版本 7 和後面的版本))的部分。可以根據這些標準或其它標準中的一個或多個來操作本文中描述的方法和接收器電路。
[0020]本文中使用的術語「空間多路復用」對應於用於從基站的不同傳輸天線傳輸獨立和單獨地編碼的數據信號(所謂的數據流)的MIMO無線通信中的傳輸技術。類似地，藉助於多個接收天線，UE可以接收多個傳輸的數據流。這些獨立的數據流在本領域中也稱為「層」。空間多路復用中的數據的編碼可以基於開環方法或閉環方法。
[0021]當個體數據流(層)被分派給單個用戶時，這稱為單用戶(SU) ΜΙΜ0。另外，當個體數據流(層)被分派給幾個用戶時，這稱為多用戶(MU)MMO。使用MU-MMO傳輸的益處是橫跨安裝在物理分布的UE上的接收天線的自然地獨立的信號。MU-MMO方案允許多UE共享例如頻域和時域中的相同的資源，即相同的資源塊，並且在空間域上多路復用它們的信號。MU-MMO可以被視為空分多址(SDMA)方案的延伸版本。在3G/HSPA MU-MMO中，UE還可以共享例如時間和信道化碼(例如正交可變擴展因子(OVSF) /擴展碼)中的相同的資源。
[0022]對於MU-MMU，基站可以為用MU-MMO的數據傳輸調度UE組。然後同時地並且在相同的資源單元(resource element)上將傳輸數據從基站傳輸到調度的UE。在數據傳輸期間，可能發生從基站傳輸到共同調度的UE的數據流(層)之間的幹擾。在MU-MMO中，為了適當地檢測在目標UE或分配UE (即所關注的用戶的UE)處接收的數據符號，抑制來自共同調度的UE (即幹擾UE)的幹擾可能是有幫助的。注意術語「目標UE/分配UE」和「共同調度UE/幹擾UE，，不指代相同的UE，而是對應於不同且通常遠程用戶的不同的移動站。分派給幹擾UE的數據流(層)在目標UE處可能引起層間幹擾。為了減輕層間幹擾，可以在目標UE處檢測被調度用於幹擾UE的數據符號。檢測可以基於或可以包括最大似然(ML)算法或近ML算法諸如例如球解碼、QRD-M、SIC等。
[0023]圖1是具有一個基站BS的SU-MMO或MU-MMO系統的配置的示意性圖示。MIMO系統可以以例如相同的時間和頻率資源將L個數據流(層)傳輸給N個用戶(移動站UEn，n=l、
2、...N)。L和N是整數，其中L3N。這裡，第η個用戶的MMO信道矩陣由Hn表示。為了容易標記起見，所關注的用戶(目標UE)的MMO信道矩陣簡單地寫為H，即沒有索引。
[0024]因為MU-MMO目的在於以相同的資源(例如時間和頻率資源)傳輸多個用戶的數據流，不失一般性，通過示例的方式在單個載波時(例如對於諸如OFDM的多載波系統的每個子載波)來描述下面使用的表示。
[0025]BS可以例如配備有Ntx個傳輸天線並且目標UE可以配備有Nkx個接收天線。因此，H可以由Nkx X Ntx矩陣來表示。分派給其它用戶的其它UE (即{UE1，UE2,...UEj \{UE})也例如可以配備有例如Nkx個接收天線。在這種情況中，每個MMO信道矩陣Hn是Nkx
X Ntx維的。
[0026]下行鏈路參考信號是佔用下行鏈路時間-頻率網格中的具體資源單元的預定義的信號。解調參考信號(DM-RS)是下行鏈路參考信號的一種類型。它們意圖被終端(UE)用於對物理下行鏈路信道的信道估計。通過示例的方式，在LTE中，它們用於在傳輸模式(ΤΜ)ΤΜ7、ΤΜ8或ΤΜ9的情況中對物理下行鏈路共享信道I3DSCH的信道估計。解調參考信號(DM-RS)還稱為UE專用參考信號。當小區專用參考信號不可以使用時，UE專用參考信號可以與基於非碼本的預編碼一起使用。
[0027]DM-RS在LTE的第一版本中被第一次引入，LTE的第一版本是3GPP版本8。在版本8中，ΤΜ7的DM-RS限制為單個層傳輸，即沒有空間多路復用。分別地在版本9中和在版本10中引入的TM8和TM9支持等級I SU-MMO (即使用一個層)和針對多達四個共同調度的UE的MU-MMO(即多達四層)。為了解釋起見，參考LTE。然而，即使本文中使用了 LTE術語諸如例如DM-RS、PDSCH等，但是要理解本公開是更一般的並且不局限於LTE。
[0028]如圖2中示出的，對於由BS傳輸的每個數據流或層，BS可以例如配備有生成預編碼的和功率分配的UE專用參考信號(例如DM-RS)的單元100。根據圖2，UE專用參考信號生成器(稱為DM-RS生成器110)生成復參考符號
氣SCID作為DM-RS，其中每個復參考符號被分派給具有索引i(其中i是I和L之
間的整數)、正交擴展碼(諸如例如正交覆蓋碼(OCC))和具有索引SCID的UE專用加擾序列
的層。尤其氣SCID可以包括OCC和加擾序列的乘積。
[0029]然後可以在預編碼和功率分配單元120中對複數參考符號氣SdD進行預編碼和
功率分配。通過預編碼，層被映射到天線埠。更具體地，層的每個符號與復權重相乘以調整到每個天線或來自每個天線的信號的幅值和相位。預編碼可以用於期望方向上的多流波束成形以在數據流被分派到的相應UE處增加接收的信號增益。為了這個目的，預編碼可以使用傳輸器(即BS)處的信道狀態信息(CSI)的知識。
[0030]通過功率分配，每個DM-RS可以以與其相對的功率有關的因子進行縮放。功率分配的因子可以合併到預編碼向量的係數中。
[0031]每個DM-RS通過例如波束成形技術被導向個體UE。層的數量可以例如等於或大於DM-RS的數量。層的數量可以例如與天線埠的數量相同或大於天線埠的數量。上面參照的天線埠不一定對應於具體的物理天線。天線埠可以理解為對應於DM-RS的傳輸。在LTE規範中使用的稍微更一般的定義是:若且唯若兩個接收信號已在相同的天線埠上傳輸，則可以假定它們已經歷相同的全信道。
[0032]在預編碼和功率分配單元120中信號的預編碼和功率分配之後，將信號從Ntx個傳輸天線130傳輸到具有Nkx個接收天線150的UE 140。由接收天線150接收的信號在UE140中被解擴展和解擾。
[0033]通過示例的方式,對於針對具有兩個加擾ID SCID (O和I)的兩個加擾序列在兩個天線埠 P (7和8)上的兩層傳輸的情況，針對在信道上傳輸的DM-RS的系統函數yDM_KS可以表達如下:
【權利要求】
1.一種在用戶設備(UE)的多輸入多輸出(MMO)接收器中估計幹擾和噪聲的方法，包括: 在所述UE處接收包括從第一天線埠傳輸的第一參考信號的信號，第一天線埠被分配給所述UE ； 使用與第一天線埠關聯的擴展碼和分派給所述UE的加擾序列來解擴展和解擾所述信號，從而生成第一天線埠信號； 使用與第二天線埠關聯的擴展碼和分派給所述UE的所述加擾序列來解擴展和解擾所述信號，第二天線埠未分配給所述UE，從而生成第二天線埠信號； 使用第一天線埠的信道估計器基於第一天線埠信號執行信道估計，從而生成涉及第一天線埠的信道估計；以及 基於第一天線埠信號、所述信道估計和第二天線埠信號來估計幹擾和噪聲協方差度量。
2.根據權利要求1的方法，進一步包括: 基於第一天線埠信號和所述信道估計來估計與第一天線埠有關的第一幹擾和噪聲協方差度量; 基於第二天線埠信號來估計與第二天線埠有關的第二幹擾和噪聲協方差度量；和 結合第一協方差度量和第二協方差度量以獲取所述幹擾和噪聲協方差度量。
3.根據權利要求1的方法，其中第二天線埠未分配給另一個UE。
4.根據權利要求1的方`法，其中所述信號進一步包括從第二天線埠傳輸的第二參考信號，第二天線埠被分配給另一個UE。
5.根據權利要求1的方法，其中第一參考信號是用於解調物理下行鏈路共享信道(PDSCH)的解調參考信號(DM-RS)。
6.根據權利要求1的方法，其中與第一天線埠關聯的所述擴展碼和與第二天線埠關聯的所述擴展碼是正交覆蓋碼(0CC)。
7.根據權利要求2的方法，其中結合包括將第一幹擾和噪聲協方差度量與第二幹擾和噪聲協方差度量相加。
8.根據權利要求1的方法，其中所述信號的單個數據流從第一天線埠傳輸到所述UE0
9.根據權利要求1的方法，其中接收的信號進一步包括從第三天線埠傳輸的第三參考信號，第三天線埠被分配給所述UE ； 使用與第三天線埠關聯的擴展碼和分派給所述UE的所述加擾序列來解擴展和解擾所述信號，從而生成第三天線埠信號；以及 基於第三天線埠信號執行第三天線埠的信道估計，從而生成涉及第三天線埠的第二信道估計； 基於第一天線埠信號、所述信道估計、第二天線埠信號、第三天線埠信號和第二信道估計來估計幹擾和噪聲協方差度量。
10.根據權利要求9的方法，其中與第一天線埠關聯的所述擴展碼、與第二天線埠關聯的所述擴展碼和與第三天線埠關聯的所述擴展碼是正交覆蓋碼(0CC)。
11.根據權利要求9的方法，其中所述接收的信號包括傳輸到所述UE的至少兩個數據流，其中從第一天線埠傳輸至少一個數據流並且從第三天線埠傳輸至少一個其它數據流。
12.根據權利要求1的方法，進一步包括: 使用與第四天線埠關聯的擴展碼和分派給所述UE的所述加擾序列來解擴展和解擾所述信號，第四天線埠未被分配給所述UE，從而生成第四天線埠信號； 基於第一天線埠信號、所述信道估計、第二天線埠信號和第四天線埠信號來估計幹擾和噪聲協方差度量。
13.根據權利要求12的方法，其中與第一天線埠關聯的所述擴展碼、與第二天線埠關聯的所述擴展碼和與第四天線埠關聯的所述擴展碼是正交覆蓋碼(OCC)。
14.根據權利要求12的方法，其中第四天線埠未分配給另一個UE。
15.根據權利要求12的方法，其中所述信號進一步包括從第四天線埠傳輸的第四參考信號，第四天線埠被分配給另一個UE。
16.根據權利要求1的方法，其中所述UE與LTE網絡或LET高級網絡兼容。
17.根據權利要求1的方法，其中估計與第二天線埠有關的第二幹擾和噪聲協方差度量獨立於第二天線埠是否分配給另一個UE。
18.一種用戶設備(UE)的接收器電路，配置為接收包括從第一天線埠傳輸的第一參考信號的信號，第一天線埠被分配給所述UE，所述接收器電路包括: 解擾和解擴展單元，配置為使用與第一天線埠關聯的擴展碼和分派給所述UE的加擾序列來解擴展和解擾接收的信號，從而生成第一天線埠信號，並且配置為使用與第二天線埠關聯的擴展碼和分派給所述UE的所述加擾序列來解擴展和解擾接收的信號，第二天線埠未分配給所述UE，從而生成`第二天線埠信號； 信道估計器，配置為基於第一天線埠信號生成涉及第一天線埠的信道估計；以及 估計單元，配置為基於第一天線埠信號、所述信道估計和第二天線埠信號來估計幹擾和噪聲協方差度量。
19.根據權利要求18的接收器電路，其中配置為估計幹擾和噪聲協方差度量的所述估計單元包括: 第一子單元，配置為基於第一天線埠信號和所述信道估計來估計與第一天線埠有關的第一幹擾和噪聲協方差度量； 第二子單元，配置為基於第二天線埠信號估計與第二天線埠有關的第二幹擾和噪聲協方差度量；和 第三子單元，配置為結合第一協方差度量和第二協方差度量以獲取所述幹擾和噪聲協方差度量。
20.根據權利要求18的接收器電路，進一步包括: 白化濾波器，其中所述接收器電路配置為基於估計的幹擾和噪聲協方差度量來調整白化濾波器。
21.根據權利要求18的接收器電路，進一步包括: 線性檢測器，其中所述接收器電路配置為基於估計的幹擾和噪聲協方差度量來調整所述線性檢測器。
22.根據權利要求19的接收器電路，其中所述第三子單元包括加法器。
23.根據權利要求19的接收器電路，其中所述第二子單元配置為獨立於第二天線埠是否分配給另一個UE地操作。
24.根據權利要求18的接收器電路，其中接收的信號進一步包括從第三天線埠傳輸的第三參考信號，第三天線埠被分配給所述UE，並且其中: 所述解擾和解擴展單元配置為使用與第三天線埠關聯的擴展碼和分派給所述UE的所述加擾序列來解擴展和解擾所述信號，從而生成第三天線埠信號； 所述信道估計器配置為基於第三天線埠信號執行第三天線埠的信道估計，從而生成與第三天線埠有關的第二信道估計；和 配置為估計幹擾和噪聲協方差度量的所述估計單元配置為基於第一天線埠信號、所述信道估計、第二天線埠信號、第三天線埠信號和第二信道估計來估計所述幹擾和噪聲協方差度量。
25.根據權利要求18的接收器電路，其中所述接收的信號進一步包括從第四天線埠傳輸的第四參考信號，第四天線埠未被分配給所述UE ； 所述解擾和解擴展單元配置為使用與第四天線埠關聯的擴展碼和分派給所述UE的所述加擾序列來解擴展和解擾所述信號，從而生成第四天線埠信號；和 配置為估計幹擾和噪聲協方差度量的所述估計單元配置為基於第一天線埠信號、所述信道估計、第二天線埠信號 和第四天線埠信號來估計幹擾和噪聲協方差度量。
【文檔編號】H04L25/02GK103873130SQ201310650265
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2012年12月7日
【發明者】R.巴爾拉傑, B.巴迪克, T.肖蘭 申請人:英特爾移動通信有限責任公司