用於hsdpamimo接收機的sinr估計的設備和方法

2023-06-13 11:13:16 3

專利名稱：用於hsdpa mimo接收機的sinr估計的設備和方法
技術領域：
本申請總體上涉及用於高速下行鏈路分組接入(HSDPA)多輸入多輸出(MMO)接收機的信幹噪比估計的設備和方法。
背景技術：
本章節旨在提供權利要求 書中所記載的本發明的背景或環境。此處的描述包括可能繼續涉及的概念，但其並非先前已經構想、實現或描述的必要的概念。因此，除非這裡指出的外，本章節中的描述不是本申請的說明書和權利要求書的現有技術。在無線通信中，通信協議的不同集合可以用於提供不同類型的服務和能力。高速分組接入(HSPA)是延伸和提高現有通用移動通信系統(UMTS)協議的性能、由行動網路技術領域第三代合作夥伴計劃中標準的不同發布版本所明確說明的無線通信協議集合之一。無線通信協議的其他非限制性示例是長期演進(LTE)、全球移動通訊系統(GSM)和微波存取全球互通(WiMax)。已經提出了多輸入多輸出(MMO)發射，並且其構成了 HSPA、LTE和WiMax系統標準的一部分。在單用戶多輸入多輸出(SU-MMO)中，具有多個天線和接收電路的MMO接收機接收多個流，區分該多個流並確定通過空間復用的數據流中每個流發送的發射符號。將MMO方法應用到無線通信，尤其是應用到例如3GPP所採用的雙發射機天線陣列(D-TxAA)的HSPA系統，能夠使得數據的吞吐量和鏈路範圍顯著增長而無需額外的帶寬或發射功率要求。與常規HSPA實施方案相比，這些系統因此將以更高的頻譜效率運行(換言之，以每赫茲每秒更多比特的帶寬運行)，還具有更高的鏈路可靠性或多樣性(換言之，減小了對衰落的敏感度)。與常規HSPA中所採用的方法相比，將MMO方法應用到HSPA系統可能需要關於計算或估計信幹噪比(SINR)的不同方法。在MMO實施方案中，數據通常被劃分為至少兩個流，而且在預編碼權重的幫助下對數據符號進行預編碼，而導頻符號在單獨信道、公共導頻信道(CPICH)上發射而沒有進行預編碼。由於CPICH導頻符號未被預編碼，其不適用於採用傳統SINR估計方法。

發明內容
在權利要求中闡述本發明示例的各個方面。根據本發明的第一方面，一種方法可包括由處理器，接收來自至少兩個發射機天線的至少一個數據流，其中該至少一個數據流由一組加權係數預編碼；接收來自該至少兩個發射機天線的每一個的導頻信道；通過具有一組均衡器濾波器係數的均衡器處理所接收的至少一個數據流；對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於一組後均衡器信道係數和該組加權係數，計算信號功率，並且如果存在來自其他流的任何幹擾則還計算來自其他流的幹擾功率；對於該至少一個數據流的每一個，至少部分地基於所接收的導頻信道和該組加權係數計算噪聲功率；以及對於該至少一個數據流的每一個，基於對應的所計算的信號功率、幹擾功率和噪聲功率計算信幹噪比。根據本發明的第二方面，一種設備可包括至少一個處理器和至少一個包括電腦程式代碼的存儲器，其中該至少一個存儲器和該電腦程式代碼被配置為，利用該至少一個處理器，使得該設備執行接收來自至少兩個發射機天線的至少一個數據流，其中該至少一個數據流由一組加權係數預編碼；接收來自該至少兩個發射機天線的每一個的導頻信道；通過具有一組均衡器濾波器係數的均衡器處理所接收的至少一個數據流；對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於一組後均衡器信道係數和該組加權係數，計算信號功率，並且如果存在來自其他流的任何幹擾則還計算來自其他流的幹擾功率；對於該至少一個數據流的每一個，至 少部分基於所接收的導頻信道和該組加權係數計算噪聲功率；以及對於該至少一個數據流的每一個，基於對應的所計算的信號功率、幹擾功率和噪聲功率計算信幹噪比。根據本發明的第三方面，一種包括承載嵌入其中的電腦程式代碼的計算機可讀媒介以隨計算機使用的電腦程式產品，該電腦程式代碼可包括用於接收來自至少兩個發射機天線的至少一個數據流的代碼，其中該至少一個數據流由一組加權係數預編碼；用於接收來自該至少兩個發射機天線的每一個的導頻信道的代碼；用於通過具有一組均衡器濾波器係數的均衡器處理所接收的至少一個數據流的代碼；用於對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於一組後均衡器信道係數和該組加權係數，計算信號功率，並且如果存在來自其他流的任何幹擾則還計算來自其他流的幹擾功率的代碼；用於對於該至少一個數據流的每一個，至少部分地基於所接收的導頻信道和該組加權係數計算噪聲功率的代碼；以及用於對於該至少一個數據流的每一個，基於對應的所計算的信號功率、幹擾功率和噪聲功率計算信幹噪比的代碼。根據本發明的第四方面，一種設備可包括用於接收來自至少兩個發射機天線的至少一個數據流的裝置，其中該至少一個數據流由一組加權係數預編碼；用於接收來自該至少兩個發射機天線的每一個的導頻信道的裝置；用於通過具有一組均衡器濾波器係數的均衡器處理所接收的至少一個數據流的裝置；用於對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於一組後均衡器信道係數和該組加權係數，計算信號功率，並且如果存在來自其他流的任何幹擾則還計算來自其他流的幹擾功率的裝置；用於對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於所接收的導頻信道和該組加權係數計算噪聲功率的裝置；以及用於對於該至少一個數據流的每一個，基於對應的所計算的信號功率、幹擾功率和噪聲功率計算信幹噪比的裝置。


為了更完整理解本發明的示例性實施例，現在參照與以下附圖結合進行的下文描述，其中圖I示出了根據本發明示例性實施例的示例性無線系統；圖2示出了根據本發明示例性實施例運行的發射機的示意圖；圖3示出了根據本發明的示例性實施例運行的發射機和接收機的示意圖；圖4示出了根據本發明的示例性實施例的均衡框圖；圖5示出了根據本發明的示例性實施例按比例確定噪聲功率；
圖6示出了根據本發明的示例性實施例的信幹噪比(SINR)計算的概略圖；圖7示出了根據本發明的示例性實施例的設備的簡化框圖。
具體實施例方式圖I示出了根據本發明示例性實施例的示例性無線系統100。示例性無線系統100包括節點BlOl和多個用戶設備(UE) 103、105和107。雖然在圖I中僅示出了 I個節點BlOl和3個UE』但是，該示例性無線系統100可包括多個節點B和更多或更少的UE。在示例性實施例中，節點BlOl (可能連同其他節點B和一個或多個無線電網絡控制器)包括通用移動通訊系統(UMTS)陸地無線接入網(UTRAN)。而且，節點BlOl分別經由雙向通信信道或鏈路102、104和106與UE103、105和107通信。雖然，一些UE (例如UE105和107) 可以以常規的高速分組接入(HSPA)模式與節點BlOl通信，但至少一個UE (例如UE103)可通過使用多輸入多輸出(MMO)傳輸技術(例如雙發射機天線陣(D-TxAA))來與節點BlOl進行通f目。圖2示出了根據本發明的示例性實施例運行的發射機200的示意圖。發射機200能夠被實現在節點B，例如圖I的節點BlOl處。在示例性實施例中，發射機200被配置為將數據信息的發射(或數據信道)分為兩個塊高速下行共享信道(HS-DSCH)的主要數據傳送塊201和HS-DSCH的次級傳送塊203。在一個實施例中，可能將發射機200用於常規高速下行鏈路分組接入(HSDPA)實施方案和MMO HSDPA實施方案二者中。主要傳送塊201可存在於傳統實施方案和MIMO實施方案二者中。次級傳送塊203可用於MMO實施方案中。次級傳送塊的尺寸通常不超過主要傳送塊的尺寸。主要傳送塊數據201被傳遞到主要傳送信道(TrCH)處理器205。主要傳送信道處理器205執行如本領域公知的傳送信道處理。例如，根據3GPP標準25. 212 (通過引用包含於此)，傳送信道處理器205可以以每發射時間間隔接收一個傳送塊的最大速率來接收數據。該發射時間間隔可以是大約2ms，其對應於3時隙的無線子幀。而且，在示例性實施例中，傳送信道處理器205可執行下列編碼任務在每個傳送塊中增加循環冗餘校驗(CRC)；執行位擾碼；執行代碼塊分割；執行信道編碼；執行混合自動重傳請求(HARQ)功能；分割物理信道；交織數據用於HS-DSCH ；重排用於16位置正交幅度調製(16QAM)和64位置正交幅度調製(64QAM)的符號
星座;映射到物理信道。在示例性實施例中，在每個TrCH處理器的輸出端應用了信道化碼。在示例性實施例中，對於每個主要和次級傳送塊，在TrCH處理後，可以並行應用多於一個的信道化碼。圖2中的虛線示出了這一點。在示例性實施例中，主要傳送信道處理器205隨後將所處理的數據傳遞到主要流數據信道擴頻器/擾碼器209。在示例性實施例中，主要流數據信道擴頻器/擾碼器209接收擴頻/擾碼的編碼和主要傳送信道處理器205的輸出，並且將所擾碼的數據輸出到主要流數據信道第一天線乘法器213和主要流數據信道第二天線乘法器215。在示例性實施例中，主要流數據信道第一天線乘法器213將所擾碼的數據與第一波束成形加權係數W1相乘，並將乘積輸出到第一天線數據加法器221。在示例性實施例中，主要流數據信道第二天線乘法器215將所擾碼的數據與第二波束成形加權係數W2相乘，並將乘積傳遞到第二天線數據加法器223。在示例性實施例中，以類似的方式，次級傳送塊203數據被傳遞到次級傳送信道(TrCH)處理器207。次級傳送信道處理器207執行本領域公知的、與以上關於主要傳送信 道處理器205所描述的一樣的傳送信道處理。次級傳送信道處理器207隨後將所處理的數據傳遞到次級流數據信道擴頻器/擾碼器211。在示例性實施例中，次級流數據信道擴頻器/擾碼器211接收擴頻/擾碼代碼和次級傳送信道處理器207的輸出，並且將所擾碼的數據輸出到次級流數據信道第一天線乘法器217和次級流數據信道第二天線乘法器219。在示例性實施例中，次級流數據信道第一天線乘法器217將所擾碼的數據與第三波束成形加權係數W3相乘，並將乘積輸出到第一天線數據加法器221。在示例性實施例中，次級流數據信道第二天線乘法器219將所擾碼的數據與第四波束成形加權係數相乘，並將該信息傳遞到第二天線數據加法器223。在示例性實施例中，第一天線數據加法器221將來自傳送/數據信道的主要和次級流的加權輸出相加,並將這些傳遞到第一天線加法器225。在示例性實施例中，第一天線加法器225接收第一天線數據加法器221的輸出和第一天線的公共導頻信道(CPICH) CPICH224，並將其合併輸出到第一天線229。在示例性實施例中，類似地，第二天線數據加法器223將來自傳送/數據信道的主要和次級流的加權輸出相加，並將這些傳遞到第二天線加法器227。在示例性實施例中，第二天線加法器227接收第二天線數據加法器223的輸出和第二天線導頻信號CPICH2226，並將所合併的流輸出到第二天線231。應該理解，可以對輸出到任意天線的所結合的數據和導頻信號進行進一步的處理。例如，所合併的信號可被轉換為發射符號或者由較高頻的調製載波信號進行調製。但是，沒有詳細描述這些以簡化對示例性實施例的理解。加權發生器251根據權重確定功能253產生波束成形加權係數Wl、w2、w3和《4。權重確定功能253通過從上行鏈路接收預編碼控制信息(PCI)確定波束成形加權係數。在示例性實施例中，第一天線導頻信號CPICHP24可以是主要CPICH(P-CPICH)，第二天線導頻信號CPICH2226可以是次級CPICH(S-CPICH)。在另一個示例性實施例中，第一天線導頻信號0 1(^224可以是具有一種導頻圖案的主要CPICH，而第二天線導頻信號CPICH2226可以是具有另一種導頻圖案的主要CPICH。P-CPICH或者S-CPICH可以用於作為信幹噪比(SINR)估計的相位基準。當S-CPICH用作相位基準且S-CPICH的功率是對於P-CPICH功率的偏移，如果採用常規SINR估計方法，由於P-CPICH和S-CPICH使用不同信道化碼，所以不能正確地估計從一個流對另一流的幹擾。
應該注意，在示例性實施例中，可能不存在次級傳送塊203，且僅存在由2個發射機天線229和231發射的主要傳送塊201。因此，在單流發射情景中，僅使用係數W1和w2。在示例性實施例中，基於以下兩個源來計算至少一個數據流中每一個的SINR :在後均衡器信道係數的幫助下計算流功率和來自其他流的幹擾功率(如果發射多個流的話)。在導頻符號的幫助下計算對應於每個流的噪聲功率。當使用S-CPICH時，可使用P-CPICH和S-CPICH 二者來進行噪聲功率計算。圖3示出了根據本發明的示例實施例運行的發射機300和接收機310的示意圖。在發射機300，例如圖2的發射機200，在雙流發射的情況中，兩個數據流S1 301和S2303 (例如圖2的數據信道擴頻器/擾碼器209和211的輸出)由加權係數矩陣W305進行預編碼。在示例性實施例中，加權係數矩陣W包括加權係數，例如圖2的加權係數Wpw2、w3和w4。在單流發射的情況中，使用了例如圖2的^和《2的加權係數。每個來自305的預編碼數據流分別通過發射機天線Tx1307和Tx2309發射。在接收機310，發射機300發射的信號由兩個接收機天線Rxl313和Rx2315接收。均衡塊317處理從Rxl 313和Rx2 315接收的數據流並產生所發射信號的估計TxlEq319和Tx2Eq321。在後處理塊323，原始數據流S1和S2的估計被表示為A 325和& 327，通過考慮加權係數矩陣W而獲得該估計。在圖3描繪的示例性實施例中，兩個發射機天線307和309與兩個接收機天線313和315之間的多路徑無線信道311被表示為hu，i，j = 1，2。具體地，h^.是對應於發射機天線Txi與接收機天線Rxj之間的無線信道的信道矢量。圖4示出了根據本發明的示例性實施例的均衡塊。在示例性實施例中，從兩個發射機天線Txl 407和Tx2 409發射的信號通過多路徑無線信道411傳遞。信道矢量比」，1，j = 1,2表示發射機天線Txi與接收機天線Rxj, i, j = 1,2之間的無線信道。在示例性實施例中,在均衡塊417內，fij, i, j = I, 2表示對應於發射機天線Txi和接收機天線Rxj的均衡器濾波器的係數。在均衡塊417，在接收機天線Rxl 413接收的信號與L卷積，且輸出被發送到第一均衡加法器441。在示例性實施例中，在接收機天線Rxl 413接收的信號還與f21卷積，且輸出被發送到第二均衡加法器443。在示例性實施例中，在接收機天線Rx2 415接收的信號與f22卷積，且輸出被發送到第二均衡加法器443。在示例性實施例中，在接收機天線Rx2 415接收的信號還與f12卷積，且輸出被發送到第一均衡加法器441。在不例性實施例中，第一均衡加法器441產生Txl 407的發射信號的估計TxlEq419 ;而且第二均衡加法器443產生Tx2 409的發射信號的估計Tx2Eq421。根據本發明的示例性實施例，假設均衡器(圖3的317或圖4的417)均衡了多路徑信道，且在均衡過程後，所得結果信道可被表示為I-抽頭信道，因此均衡後有效信道
可被表示為2x2矩陣fi= b b，其中7是對應於從天線Txl發射的信號的信道增益系
J1U "22」h''
數，石22是對應於從天線Tx2發射的信號的信道增益係數，^；2是對應於天線Txl對天線Tx2、的幹擾信號的信道增益係數h~21是對應於天線Tx2對天線Txl的幹擾信號的信道增益係數。能夠在信道估計和均衡器濾波器係數的幫助下計算這些信道增益係數。對應於均衡
器輸出端處的主要流和次級流的數據符號的估計s1^和s2^可以表示如下
權利要求
1.一種通信方法，包括由處理器， 接收來自至少兩個發射機天線的至少一個數據流，其中該至少一個數據流由一組加權係數預編碼； 接收來自該至少兩個發射機天線的每一個的導頻信道； 通過具有一組均衡器濾波器係數的均衡器處理所接收的至少一個數據流； 對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於一組後均衡器信道係數和該組加權係數，計算信號功率，並且如果存在來自其他流的任何幹擾則還計算來自其他流的幹擾功率； 對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於所接收的導頻信道和該組加權係數計算噪聲功率；以及 對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於對應的所計算的信號功率、幹擾功率和噪聲功率計算信幹噪比。
2.根據權利要求I所述的方法，其中不同發射機天線的導頻信道具有不同的信道化碼，或具有相同的信道化碼但採用不同導頻圖案。
3.根據權利要求I所述的方法，其中對於該至少一個數據流的每一個，計算信號功率，並且如果存在來自其他流的任何幹擾則還計算幹擾功率，進一步包括估計一組信道係數並基於所估計的該組信道係數和該組均衡器濾波器係數的卷積產生該組後均衡器信道係數。
4.根據權利要求3所述的方法，其中該組後均衡器信道係數是考慮不同導頻信道之間的功率偏移而產生的。
5.根據權利要求I所述的方法，其中對於該至少一個數據流的每一個計算噪聲功率進一步包括 基於所接收的導頻信道和該組均衡器濾波器係數產生該組後均衡器信道係數的模擬。
6.根據權利要求I所述的方法，進一步包括 對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於所接收的導頻信道和該組加權係數計算第二號功率； 對於該至少一個數據流的每一個，通過比較該信號功率和該第二信號功率產生比例參數；以及 採用對應比例參數按比例確定該至少一個數據流的每一個的所計算的噪聲功率。
7.一種通信設備，包括 至少一個處理器； 和至少一個包括電腦程式代碼的存儲器， 其中該至少一個存儲器和該電腦程式代碼被配置為，利用該至少一個處理器，使得該設備至少執行 接收來自至少兩個發射機天線的至少一個數據流，其中該至少一個數據流由一組加權係數預編碼； 接收來自該至少兩個發射機天線的每一個的導頻信道； 通過具有一組均衡器濾波器係數的均衡器處理所接收的至少一個數據流； 對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於一組後均衡器信道係數和該組加權係數，計算信號功率，並且如果存在來自其他流的任何幹擾則還計算來自其他流的幹擾功率； 對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於所接收的導頻信道和該組加權係數計算噪聲功率；以及 對於該至少一個數據流的每一個，基於對應的所計算的信號功率、幹擾功率和噪聲功率計算信幹噪比。
8.根據權利要求7所述的設備，其中不同發射機天線的導頻信道具有不同的信道化碼，或具有相同的信道化碼但採用不同導頻圖案。
9.根據權利要求7所述的設備，其中對於該至少一個數據流的每一個，計算信號功率，並且如果存在來自其他流的任何幹擾則還計算幹擾功率，進一步包括估計一組信道係數並基於所估計的該組信道係數和該組均衡器濾波器係數的卷積產生該組後均衡器信道係數。
10.根據權利要求9所述的設備，其中該組後均衡器信道係數是考慮不同導頻信道之間的功率偏移而產生的。
11.根據權利要求7所述的設備，其中對於該至少一個數據流的每一個計算噪聲功率進一步包括 基於所接收的導頻信道和該組均衡器濾波器係數產生該組後均衡器信道係數的模擬。
12.根據權利要求7所述的設備，其中該至少一個存儲器和該電腦程式代碼被配置為，隨著該至少一個處理器，使得該設備進一步執行 對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於所接收的導頻信道和該組加權係數計算第二號功率； 對於該至少一個數據流的每一個，通過比較該信號功率和該第二信號功率產生比例參數；以及 採用對應比例參數按比例確定該至少一個數據流的每一個的所計算的噪聲功率。
全文摘要
本發明涉及用於HSDPA MIMO接收機的SINR估計的設備和方法。在示例性實施例中，一種方法包括接收來自至少兩個發射機天線的至少一個數據流，其中該至少一個數據流由一組加權係數預編碼；接收來自該至少兩個發射機天線的每一個的導頻信道；通過具有一組均衡器濾波器係數的均衡器處理所接收的至少一個數據流；對於該至少一個數據流的每一個，至少部分基於一組後均衡器信道係數和該組加權係數，計算信號功率並且如果存在任何幹擾則還計算來自其他流的幹擾功率；至少部分地基於所接收的導頻信道和該組加權係數計算噪聲功率；和基於對應的所計算的信號功率、幹擾功率和噪聲功率計算信幹噪比。
文檔編號H04B7/08GK102629884SQ201210027550
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月2日 優先權日2011年2月3日
發明者A·馬爾科夫, J·K·維斯馬, K·I·奧斯特曼, R·J·帕特爾馬, S·V·塞梅諾夫 申請人:諾基亞公司