執行幹擾消除的接收機和方法
2024-02-10 05:29:15 2
專利名稱：執行幹擾消除的接收機和方法
技術領域：
本發明一般地涉及通信。更具體地說，本發明涉及在無線通信系統中執行幹擾消除
背景技術：
3GPP UMTS技術的高速上行鏈路分組接入(HSUPA)組件增加了對高比特率、低延遲分組數據流量的支持。HSUPA也稱為增強專用通道(E-DCH)；這兩個術語可以互換使用。 HSUPA旨在使HSUPA用戶能夠與傳統電路交換(CS)語音用戶共享同一載波(即，同一頻譜)，這對於蜂窩運營商而言非常方便。由於UMTS和HSUPA擴展使用異步碼分多址(CDMA)， 因此，某個特定用戶的信號會成為同一小區中其他所有用戶的幹擾；所以具體地說，這意味著增加HSUPA用戶會給CS語音用戶造成幹擾。因此，HSUPA包括在基站中添加能夠動態地調度HSUPA用戶數據速率的智能調度程序；一般而言，調度的HSUPA用戶數據速率越高，給小區中其他用戶(包括傳統CS語音用戶)造成的上行鏈路幹擾程度就越高。一般對上行鏈路總接收功率電平施以限制以確保系統的穩定性，同時還會施以一些覆蓋限制。所述基站調度程序必須堅持確保實現CS語音的所需容量，並且同時在限制上行鏈路總接收功率電平的情況下嘗試實現可能的最高扇區容量。一般通過將上行鏈路總接收功率電平的特定部分分配給CS語音(以實現所需容量)，然後將全部剩餘的可用上行鏈路總接收功率分配給HSUPA用戶來實現此目的。所述上行鏈路總接收功率電平包括熱噪聲、其他小區幹擾、來自使用專用物理數據通道(DPDCH)的小區內傳統用戶(例如CS語音用戶)的接收功率以及來自E-DCH小區內用戶的接收功率。所述接收功率電平經常還被稱為接收幹擾電平，以表示從其他所有用戶處接收的功率成為特定用戶的幹擾。所述基站調度程序能夠通過調整所調度的E-DCH小區內用戶數據速率，控制來自E-DCH小區內用戶的幹擾電平；數據速率越低，這些用戶所產生的上行鏈路幹擾電平就越低。已經提出了各種形式的幹擾消除(IC)技術來提高HSUPA的上行鏈路吞吐量，其理念是一旦特定的HSUPA用戶成功解碼，來自該用戶的信號便可以重建並且從前端緩衝區中削減出去，這樣會降低其餘用戶所看到的有效幹擾電平，從而提高系統性能。此IC過程可以重複，因為如果另一用戶然後能夠在幹擾削減之後成功解碼，該用戶的接收信號也可以重建並從前端緩衝區中削減出去，進一步降低其餘任何用戶所看到的有效幹擾電平。此重複IC過程在圖9中由圖表900示出。此重複技術的性能相當出色。即使在僅具有HSUPA用戶的系統中，傳統的IC技術也會顯示出性能改進，因為一個成功解碼的HSUPA用戶所產生的幹擾可以從所有尚未成功解碼的其他HSUPA用戶中去除。但是，需要強大的處理能力來全部實時地執行解碼、重建和削減HSUPA用戶幹擾的多階段過程。因此，無論如何都需要能夠提供足夠的性能但對處理要求降低的新IC技術。
圖1是根據本發明的各種實施例由設備執行的幹擾消除功能的邏輯流程圖。圖2是根據本發明的各種實施例執行幹擾消除的設備的方塊圖示。圖3是根據本發明的各種IC-Lite實施例執行的幹擾消除的時序圖示。圖4是根據本發明的各種IC-Lite實施例可能增加的吞吐量的方塊圖示。圖5示出包含本發明的IC-Lite實施例的部署實例的系統級模擬假設的表。圖6示出包含本發明的IC-Lite實施例的部署實例的HSUPA特定的模擬假設的表。圖7示出顯示幹擾限制部署實例中IC-Lite實施例提供的作為小區中CS語音用戶數的函數的性能增益的表。圖8示出顯示覆蓋限制部署實例中IC-Lite實施例提供的性能增益的表。圖9是根據現有技術執行的重複幹擾取消過程的方塊圖示。下面參考圖1-8公開了本發明的特定實施例。出於增進理解的目的給出了描述和說明。例如，某些圖形元素的尺寸可以相對於其他元素而放大，並且可以不示出對於商業上成功的實現有利、甚至必需的公知元素，以便可以提供更簡單、更清晰的實施例表示。此外， 儘管參考以特定順序執行的特定步驟描述和示出上面的邏輯流程圖，但是在不偏離權利要求範圍的情況下，這些步驟中的一部分可以忽略或者這些步驟中的一部分可以組合、再細分或重新排序。因此，除非明確地指出，否則所述步驟的順序和分組並不是對可能處於權利要求範圍內的其他實施例的限制。圖示和描述中的簡潔性和明確性可以有效地使本領域的技術人員根據本領域中已知的知識創造、使用和最佳地實踐本發明。本領域的技術人員將理解，可以在不偏離本發明的精神和範圍的情況下，對下面描述的特定實施例做出各種修改和更改。因此，本說明書和附圖被認為是出於說明和舉例的目的，而非進行限制或涵蓋全部，並且對下面描述的特定實施例的所有此類修改旨在包括在本發明的範圍內。
發明內容
為了滿足對能夠提供足夠的性能但是對處理要求降低的新幹擾消除技術的需求， 描述了各種實施例。在某些實施例中，接收設備對多用戶輸入信號中的至少一個第一組用戶進行解調和解碼。該多用戶輸入信號包括至少一個第一組用戶和至少一個第二組用戶， 所述第一組用戶的傳輸時間間隔(TTI)短於所述第二組用戶。所述接收設備重建成功解碼的第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號並且從所述多用戶輸入信號中削減每個幹擾信號以產生幹擾消除信號。所述接收設備然後使用此幹擾消除信號對所述至少一個第二組用戶進行解調和解碼。還描述了接收設備實施例。在某些實施例中，所述接收設備包括第一解調器/解碼器，信號重建器、幹擾削減器和第二解調器/解碼器。所述第一解調器/解碼器用於對多用戶輸入信號中的至少一個第一組用戶進行解調和解碼。該多用戶輸入信號包括至少一個第一組用戶和至少一個第二組用戶，所述第一組用戶的傳輸時間間隔(TTI)短於所述第二組用戶。與所述第一解調器/解碼器相連的信號重建器用於重建成功解碼的第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號。與所述信號重建器相連的幹擾削減器用於從所述多用戶輸入信號中減去每個幹擾信號以產生幹擾消除信號。與所述幹擾削減器相連的第二解調器/解碼器用於使用所述幹擾消除信號對所述至少一個第二組用戶進行解調和解碼。
具體實施例方式可以參考圖1-2理解本發明。圖1示出根據本發明的各種實施例執行的幹擾消除功能。在圖表100所示的方法中，接收設備對多用戶輸入信號中的至少一個第一組用戶進行解調和解碼(101)。該多用戶輸入信號包括至少一個第一組用戶和至少一個第二組用戶， 所述第一組用戶的傳輸時間間隔(TTI)短於所述第二組用戶。在某些實施例中，所述接收設備嘗試對所述多用戶輸入信號中編碼的所有第一組用戶進行解調和解碼。此外，在某些實施例中，同時對所述多用戶輸入信號中的多個(如果不是全部)第一組用戶進行解調和解碼。所述接收設備重建(102)成功解碼的第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號並且從所述多用戶輸入信號中減去(103)每個幹擾信號以產生幹擾消除信號。根據實施例，所述重建成功解碼的第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號包括重新編碼和重新調製這些用戶中每個用戶的幹擾信號。所述接收設備然後使用此幹擾消除信號對所述至少一個第二組用戶進行解調和解碼(104)。需要指出，此幹擾消除信號會被使用，但可能不是為了恢復一個或多個第二組用戶而實際被解調和解碼的最終信號。例如，所述幹擾消除信號可能只表示實際被解調和解碼的最終信號的一部分。圖3中的圖表300示出出現這種狀況的特定實例。也就是說， 每隔2ms進行一次信號削減以派生出在IOms期間的最終信號。圖2是根據本發明的各種實施例執行幹擾消除的設備的方塊圖示。在圖表200所示的設備中，示出第一解調器/解碼器201、信號重建器202、幹擾削減器203和第二解調器 /解碼器204。第一解調器/解碼器201用於對多用戶輸入信號中的至少一個第一組用戶進行解調和解碼。該多用戶輸入信號包括至少一個第一組用戶和至少一個第二組用戶，所述第一組用戶的傳輸時間間隔(TTI)短於所述第二組用戶。與第一解調器/解碼器201相連的信號重建器202用於重建成功解碼的第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號。與信號重建器 202相連的幹擾削減器203用於從所述多用戶輸入信號中減去每個幹擾信號以產生幹擾消除信號。與幹擾削減器203相連的第二解調器/解碼器204用於使用所述幹擾消除信號對所述至少一個第二組用戶進行解調和解碼。為了更詳細地創造和使用本發明的各方面，下面給出了某些非常具體的實施例作為實例。在本發明的一組實施例(稱為IC-Lite實施例)中，針對HSUPA系統提出了複雜性降低的幹擾消除技術。圖3-8涉及這些IC-Lite實施例的各種方面。在許多部署實例中，會將HSUPA用戶與傳統CS語音用戶(即，那些使用DPDCH的用戶)混合起來。我們利用DPDCH始終具有至少IOms的傳輸時間間隔(TTI)的事實，這意味著數據在處理(即，解調和解碼)數據之前可以緩衝10ms。另一方面，HSUPA可以選擇性地使用ans TTI，這表示可以在針對每個HSUPA用戶僅將數據收集aiis之後再進行解調和解碼。所述IC-Lite實施例利用DPDCH具有IOms TTI長度的事實，因此可以利用IOms的緩衝延遲。由於HSUPA TTI長度僅有ans，所以有充裕的時間來對HSUPA用戶進行解碼， 重建從成功解碼的HSUPA用戶處接收的信號，以及從要饋入DPDCH解碼器中的緩衝數據中減去此幹擾。通過這種方式，DPDCH用戶(例如，CS語音用戶)將看到可提高性能的降低的幹擾電平。需要指出，HSUPA用戶可能無法在特定aiis TTl上完成解碼，這種情況下可能無法重建和削減幹擾信號；只有在特定ans TTI中成功解碼的HSUPA用戶才能用於幹擾消除。由於針對DPDCH處理有IOms的數據緩衝，因此與傳統幹擾消除相比，時間線顯著放寬。另外，需要可避免解碼/重建/削減的多階段重複IC過程。這樣大大降低所需的處理能力和內存要求。IC-Lite技術中包含四個基本步驟步驟1 在給定的aiis TTl中對所有HSUPA用戶進行解調和解碼。步驟2 針對每個成功解碼的HSUPA用戶，重建該用戶已在前端接收機中接收的信號，即重新編碼和重新調製信號。步驟3 從等待饋入DPDCH解調器/解碼器的IOms延遲緩衝信號中削減已解碼的 HSUPA用戶的重建信號。步驟4 將已削減HSUPA解碼用戶幹擾的緩衝數據饋入DPDCH解調器/解碼器。圖3所示的圖表300示出在IOms間隔期間執行的這些步驟的一個實例的時間線。 一般而言，上面的步驟1-3在每個HSUPA 2ms傳輸時間間隔期間重複，然後及時執行步驟4 以在IOms DPDCH TTI期間處理DPDCH用戶。需要指出，IC-Lite技術僅消除DPDHC用戶看到的HSUPA幹擾；也就是說，HSUPA用戶自己不會直接看到降低的幹擾電平。但是，由於DPDCH用戶看到的幹擾已減少，因此他們看到改進的信號與幹擾加噪聲比(SINR)，並且由於功率控制，DPDCH用戶的發射功率電平將降低，從而降低基站接收機上的上行鏈路總幹擾電平。由於總幹擾電平已降低，因此基站調度程序然後可以為HSUPA用戶分配更高的速率以將幹擾電平移回不使用IC-Lite情況下的限制，HSUPA用戶將體驗更高的吞吐量。這在圖4中的圖表400內示出。我們已研究了其中模擬HSUPA用戶和CS語音用戶混合的兩種不同部署情況下 IC-Lite的性能。所述模擬的假設分別在圖5和圖6中的表500和600中示出。在此研究中，我們假設固定消除效率為80 %，根據目前正在進行的鏈路級模擬研究，這個效率實際上是從環保的角度提出的。80%的消除率表示當HSUPA用戶在特定TTI中解碼時，該用戶所產生的80%的幹擾從DPDCH接收機中削減出去。在第一種情況下，我們考慮所謂的幹擾限制環境，其中上行鏈路總接收功率電平與熱噪聲電平的比值(也稱為熱增量(RoT))被限制為在99%以上的時間內小於7dB。這通常是確保CDMA系統穩定所需的上行鏈路接收功率電平的上限。在第二種部署情況下，我們考慮覆蓋限制環境，其中增加IOdB的穿透損耗。在這種情況下，我們將平均RoT級別限制在至多4dB，這與上行鏈路負載加載水平=1-1/RoT = 0. 6對應。使用降低的RoT水平是為了保持例如CS語音用戶的覆蓋，因此就CS語音用戶而言，可以看到最大RoT。需要指出，根據預期，當沒有CS語音用戶時，不會從IC-Lite中獲得任何增益。在這裡我們看到增益至多約為6%，其中具有CS語音用戶。在這種情況下，我們只需確保對於不使用幹擾取消和使用IC-Lite這兩種情況，99%的RoT小於7dB。圖7中的表700示出幹擾限制部署實例中IC-Lite實施例提供的作為小區中CS語音用戶數的函數的性能增益。圖8中的表800示出覆蓋限制部署實例中IC-Lite實施例提供的性能增益。在這裡，CS語音用戶看到的負載可能不超過0.6以保證對CS語音用戶的覆蓋。不使用IC-Lite的情況下，這表示上行鏈路總負載可能不超過0.6。但是，在使用IC-Lite的情況下，我們只需確保CS語音用戶所看到的負載水平不大於0.6，並且在使用IC-Lite的情況下，CS語音用戶僅看到未消除的HSUPA負載部分。在這裡，我們看到最多25%的增益是可能的。提供上面詳細的，有時非常具體的描述是為了有效地使本領域的技術人員根據本領域中已知的知識能夠創造、使用和最佳地實踐本發明。在實例中，本發明在為了示出本發明的可能的實施例和最佳模式的特定架構、特定系統配置和特定無線信號指示技術的上下文中進行描述。因此，所描述的實例不能被解釋為對較廣泛的發明理念的範圍的限定或限制。上面參考本發明的特定實施例描述了優勢、其他優點和問題解決方案。但是，所述優勢、優點、問題解決方案以及可能導致或造成此類優勢、優點或解決方案，或者使此類優勢、優點或解決方案變得更明顯的任何元素不能被認為是任何或全部權利要求的重要的、 必要的或基本的功能或元素。如此處和所附權利要求中使用的那樣，術語「包括」、「包含」或此意思的其他任何表達旨在表示非獨佔的包含，以便包括一系列元素的過程、方法、製品或裝置不僅包括列出的那些元素，還可能包括未明確列出或所述過程、方法、製品或裝置固有的其他元素。如此處使用的那樣，術語「一」或「一個」被定為一個或多於一個。如此處使用的那樣，術語「多個」被定義為兩個或多於兩個。如此處使用的那樣，術語「另一」被定義為至少另外的一個或多個。除非此處明確地指出，否則唯一地使用諸如第一和第二、頂部和底部以及類似表達之類的關係術語(如果有)區分一個實體或操作與另一實體或操作，不一定要求或暗示此類實體或操作之間的任何此類實際的關係或順序。如此處使用的那樣，術語「包括」和/或「包含」被定義為包括(即，開放性語言)。 如此處使用的那樣，術語「相連」被定義為連接，儘管不一定直接連接，以及不一定在物理上連接。根據單詞「指示」導出的術語(例如，「指出」或「指明」)旨在包括可用於傳送或參考被指示的對象/信息的全部各種技術。有些(並非全部)可用於傳送或參考被指示的對象/信息的技術實例包括傳遞被指示的對象/信息的標識符，傳遞用於產生被指示的對象 /信息的信息，傳遞被指示的對象/信息的某些部分或片段，傳遞被指示的對象/信息的某些派生信息，以及傳遞某些表示被指示的對象/信息的符號。
權利要求
1.一種執行幹擾消除的方法，包括對多用戶輸入信號中的至少一個第一組用戶進行解調和解碼，其中所述多用戶輸入信號包括至少一個第一組用戶和至少一個第二組用戶並且其中所述第一組用戶的傳輸時間間隔(TTI)短於所述第二組用戶；重建成功解碼的至少一個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號；從所述多用戶輸入信號中減去所述至少一個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號以產生幹擾消除信號；使用所述幹擾消除信號對所述至少一個第二組用戶進行解調和解碼。
2.如權利要求1中所述的方法，其中所述對多用戶輸入信號中的至少一個第一組用戶進行解調和解碼包括嘗試對所述多用戶輸入信號中編碼的所有第一組用戶進行解調和解碼；以及其中所述重建成功解碼的至少一個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號包括在嘗試對所述多用戶輸入信號中編碼的所有第一組用戶進行解調和解碼時重建成功解碼的每個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號。
3.如權利要求1中所述的方法，其中所述對多用戶輸入信號中的至少一個第一組用戶進行解調和解碼包括同時對所述多用戶輸入信號中的多個第一組用戶進行解調和解碼。
4.如權利要求1中所述的方法，其中所述重建成功解碼的至少一個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號包括重新編碼和重新調製成功解碼的至少一個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號。
5.如權利要求1中所述的方法，其中所述至少一個第一組用戶包括分組數據用戶並且所述至少一個第二組用戶包括語音用戶。
6.如權利要求1中所述的方法，其中所述第一組用戶具有2毫秒TTI並且所述第二組用戶具有10毫秒TTI。
7.一種接收機，包括對多用戶輸入信號中的至少一個第一組用戶進行解調和解碼的第一解調器/解碼器， 其中所述多用戶輸入信號包括至少一個第一組用戶和至少一個第二組用戶並且其中所述第一組用戶的傳輸時間間隔(TTI)短於所述第二組用戶；重建成功解碼的至少一個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號的信號重建器；從所述多用戶輸入信號中減去所述至少一個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號以產生幹擾消除信號的幹擾削減器；以及使用所述幹擾消除信號對所述至少一個第二組用戶進行解調和解碼的第二解調器/ 解碼器。
8.如權利要求7中所述的接收機，其中所述第一解調器/解碼器適合於嘗試對所述多用戶輸入信號中編碼的所有第一組用戶進行解調和解碼；以及其中所述信號重建器適合於在嘗試對所述多用戶輸入信號中編碼的所有第一組用戶進行解調和解碼時重建成功解碼的每個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號。
9.如權利要求7中所述的接收機，其中所述第一解調器/解碼器適合於同時對所述多用戶輸入信號中的多個第一組用戶進行解調和解碼。
10.如權利要求7中所述的接收機，其中所述信號重建器適合於重新編碼和重新調製成功解碼的至少一個第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號。
全文摘要
為了滿足對能夠提供足夠的性能但是對處理要求降低的新幹擾消除技術的需求，描述了各種實施例。在某些實施例中，接收設備對多用戶輸入信號中的至少一個第一組用戶進行解調和解碼(201)。該多用戶輸入信號包括至少一個第一組用戶和至少一個第二組用戶，所述第一組用戶的傳輸時間間隔(TTI)短於所述第二組用戶。所述接收設備重建(202)成功解碼的第一組用戶中的每個用戶的幹擾信號並且從所述多用戶輸入信號中減去(203)每個幹擾信號以產生幹擾消除信號。所述接收設備然後使用此幹擾消除信號對所述至少一個第二組用戶進行解調和解碼(204)。
文檔編號H04B1/7107GK102474298SQ201080029523
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月18日 優先權日2009年6月30日
發明者A·M·拉奧, H·葉, R·A·索尼 申請人:阿爾卡特朗訊公司