幹擾消除的方法及裝置與流程
2023-10-09 21:24:09 2
本發明有關於通過盲測(blinddetection)的幹擾消除方法及裝置。
背景技術：
現代人使用用戶裝置提供的各種通信服務(例如電話、視頻、數據、消息等等)。此外，多存取技術可支持多用戶間的系統資源共享。
長期演進是由3gpp發布的演進電信標準以更好支持移動寬帶網際網路存取。lte的優點是改進的頻譜效率、更低的成本、改進的服務、使用新頻譜以及與其他開放標準更好地融合。lte也可支持多輸入多輸出(multiple-inputandmultiple-output，mimo)技術。
無線通信網絡的基站可支持多個ue(用戶裝置)。ue可透過下行鏈路和上行鏈路與基站通信。下行鏈路指的是從基站到ue的通信鏈路；且上行鏈路指的是從ue到基站的通信鏈路。在下行鏈路上，從基站到目標ue的傳輸可能遭受來自其他相鄰基站或其他傳輸器(例如3g基站或wifi站)的幹擾。該幹擾包括(來自其他相鄰基站的)共信道幹擾和(從服務基站到其他相鄰ue的)共同調度ue幹擾。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明提供一種幹擾消除裝置及方法。
在本發明的一個實施例中，提供一種幹擾消除裝置，包括：前端處理電路，用於接收至少一幹擾信號和所需信號；內部處理電路，用於信道/噪聲估計且用於抑制該幹擾信號；以及多輸入多輸出處理電路，用於根據該抑制的幹擾信號盲測該幹擾信號的幹擾參數，且用於從該所需信號中消除該幹擾信號且根據該檢測的幹擾參數和來自該內部處理電路的該信道/噪聲估計解調該所需信號。
在本發明的另一個實施例中，提供一種幹擾消除方法，包括：接收至少一幹擾信號和所需信號；對該幹擾信號和該所需信號執行信道/噪聲估計抑制且抑制該幹擾信號；根據該抑制的幹擾信號盲測該幹擾信號的幹擾參數；以及從該所需信號中消除該幹擾信號且根據該檢測的幹擾參數和該信道/噪聲估計解調該所需信號。
本發明提供的裝置精確執行幹擾消除，改進裝置性能。
附圖說明
圖1為根據本發明一個實施例用於消除幹擾的用戶裝置的模塊示意圖。
圖2為根據本發明另一實施例mimo處理電路的模塊示意圖。
圖3和圖4為根據本發明另一實施例在低snr情形中提升性能的兩種可能實現的示意圖。
圖5是根據本發明另一實施例消除幹擾的ue的模塊示意圖。
具體實施方式
現在將參照本發明的一些實施例，附圖中所示為這些實施例的示例。
圖1為根據本發明一個實施例用於消除幹擾的用戶裝置的模塊示意圖。示例ue可包括行動電話、智慧型電話、會話初始化協議(sessioninitiationprotocol，sip)電話、筆記本電腦、個人數字助理(pda)、衛星無線電以及全球定位系統等等。此外，對於本ue可指的是移動站、移動單元/裝置/終端/客戶端、用戶裝置單元、無線單元/裝置/終端/客戶端、遠程單元/裝置/終端/客戶端或其他可用終端技術。領域技術人員
在本發明的實施例中，ue從服務基站接收所需信號。然而，ue可能接收來自相鄰基站的幹擾信號及/或來自服務基站的幹擾信號(其原本由該服務基站服務傳輸至另一ue)。將來自相鄰基站的幹擾信號稱為共信道(co-channel)幹擾；且將來自服務基站用於其他相鄰ue的幹擾信號稱為共調度(co-scheduled)幹擾。幹擾信號引入幹擾至接收的所需信號且因此需要消除接收信號中的幹擾。
因此,為消除共信道幹擾及/或共調度幹擾而不從服務基站及/或相鄰基站接收額外控制信息，ue盲估調製類型參數。調製類型參數包括qpsk、16qam及64qam。
盲估僅在ue端根據接收的信號進行。在實施例中，該估計為盲目進行的而不具有服務/相鄰基站提供的參數。
ue通過使用盲估的參數消除來自接收的信號的幹擾。
如圖1所示，ue100包括天線111a和111b、數字前端處理電路(digitalfrontend,dfe)電路115a和115b、快速傅立葉變換(fft)單元117a和117b、第一空間增白(spatialwhitening,sw)電路120、信道/噪聲估計單元(chanel/noiseestimator,ce/ne)130、第二空間增白(sw)電路140、盲幹擾參數檢測器150以及多輸入多輸出(mimo)解調器160。為簡潔，可省略其他元件，例如比特率處理(bitrateprocessing,brp)電路、渦輪解碼器等等。此外，儘管圖1顯示ue100包括兩個天線11a和11b，本發明並不限於此。dfe電路和fft電路可合稱為前端處理電路。ce/ne和sw電路可合稱為內部處理電路。盲幹擾參數檢測器150和mimo解調器16可合稱為mimo處理電路。
ue可具有多個天線11a和11b以支持用於空間復用、波束成形的mimo技術，並傳輸該多樣性。空間復用通常在信道情況良好時使用。多媒體的增長使用和無線裝置中的流擴大了帶寬的需求。增加帶寬的一個實現是使用多傳輸天線及/或多接收天線以用於傳輸/接收信號。多天線的使用提供數據吞吐量和鏈路範圍的顯著增長而無需額外的帶寬或傳輸功率。增長的數據吞吐量可由通過天線多樣性的更高頻譜效率及鏈路可靠性實現。此外，詞彙mimo的「輸入」及「輸出」指的是承載信號的無線電信道，並非具有天線的裝置。
多用戶(mu)-mimo可利用多個獨立移動通信裝置的可訪問性(accessibility)來增加每個獨立裝置的通信容量。mu-mimo致能終端同時傳輸(或接收)信號至/自同一頻帶中的多用戶。波束成形允許由不同天線傳輸的多信號結構上疊加以增加接收信號的幅度。
根據此實施例，ue100的一部分，例如dfe115a和115b可下變換(down-convert)至少一接收信號(通過ue的至少一天線111a和111b接收)並檢測前綴(preamble)。根據dfe115a和115b檢測的前綴，ue100可執行時間和頻率同步、信道估計、量化及信道解碼。例如，ce/ne130可執行信道/噪聲估計操作。
在圖1中，由第一sw電路120將空間增白運用於來自fft單元117a和117b的結果。在一個可能示例中，將接收信號輸入至第一空間增白電路120以及該接收信號的用於流的信道響應矩陣。接收信號和信道響應矩陣可被乘以使用從ce/ne130的噪聲估計推導的增白矩陣。通過此做法，可增強檢測和解碼。空間增白電路採用估計的噪聲。換言之，sw電路120/140將抑制幹擾信號。
在實際系統中，可使用指定的傳輸導頻估計信道響應矩陣，例如3gpp規範中的參考信號或ofdm系統中傳輸的其他類型的導頻。
ue透過天線接收至少一幹擾信號和至少一所需信號。ue然後對接收信號實現各種信號處理功能(例如，空間處理)以恢復用於ue的任意空間流。如果多個空間流指定用於ue，則可將這些空間流組合成單一符號流，其中該單一符號流是由fft單元117a和117b從時域轉換到頻域的。頻域信號包括用於信號每個子載波的分離符號流。
信道響應矩陣和接收的信號可乘以一個常數，該常數與來自ce/ne130的估計噪聲成正比。可將從信道ce/ne130推導的信道估計用於選擇適當的編碼和調製機制，以便於空間處理。
同樣地，將來自fft單元117a和117b的結果輸入ce/ne130以用於估計信道及/或噪聲。也將來自ce/ne130的信道/噪聲輸入至sw電路120和140。
盲幹擾參數檢測器150可檢測幹擾信號的幹擾參數(interferenceparameter，ip)(例如，調製類型參數、預編碼參數、功率參數等等)。在本領域中，由服務基站將所需信號(目標為ue100)的調製類型參數、預編碼參數及功率參數通知至ue，然而，ue並不知道幹擾信號的調製類型參數、預編碼參數及功率參數。因此，在本發明的揭露中，僅由ue盲測幹擾信號的幹擾參數，而無來自相鄰基站(在共信道幹擾情形中)及/或來自服務基站(在共調度ue幹擾情形中)的額外控制信息。
盲測可包括確定是否接收信號的調製格式為bpsk、16qam及64qam的其中一個。
mimo解調器160可根據該盲幹擾參數檢測器150的輸出(即盲測參數)消除幹擾並解調信號。幹擾消除是指消除由相鄰或服務基站造成的接收信號的幹擾。此外，mimo解調器160可消除來自接收信號的不需要的符號。信號解調是解調來自第二sw電路140的信號。在實施例中，mimo解調器160接收三個輸入：來自盲幹擾參數檢測器150的幹擾參數、來自ce/ne130的信道估計及來自sw電路140的增白結果。mimo解調器160可包括非線性搜索模塊，用於執行信號/數據解調，為簡潔在此省略細節。此外，為簡潔消除幹擾的細節和數據/信號解調的細節在此省略。
圖2為根據本發明另一實施例mimo處理電路的模塊示意圖。mimo處理電路200包括偽(psedudo)預處理電路210、盲幹擾參數檢測器220及mimo解調器230。盲幹擾參數檢測器220和mimo解調器230類似或相同於盲幹擾參數檢測器150和mimo解調器160，因此省略其具體操作。
預處理電路210用於分離/解耦合(decouple)該幹擾信號和該所需信號。在信號分離之後，該偽預處理電路將該所需信號輸入至mimo解調器230以用於信號/數據解調，並將該幹擾信號輸入至該盲幹擾參數檢測器220以用於盲幹擾參數檢測。
在信噪比(signaltonoiseratio，snr)很低時，通過線性搜素進行的噪聲抑制(例如mmse(最小平均平方差))的性能可能優於非線性搜素(例如ml(最大形似))。因此，在本發明實施例中，提出兩者實現以提高在低snr情形時的性能。
圖3和圖4為根據本發明另一實施例在低snr情形中提升性能的兩種可能實現的示意圖。
如圖3所示，mimo解調器包括ml解調器310、mmse解調器320、mi(交互信息(mutualinformation))單元330和340、比較器350及復用器360。ml解調器為非線性搜素模塊，且mmse解調器為線性搜素模塊。
圖3顯示了並行ml和mmse解調機制。即，ml解調和mmse解調並發進行。
在由ml解調器310和mmse解調器320分別進行ml解調和mmse解調之後，可獲取對數似然比(log-likelihoodratio，llr)值llr_ml和llr_mmse。然後，mi單元330及340逐個子載波地獲取llr值llr_ml和llr_mmse的平均交互信息。然後，比較器350比較llr值llr_ml和llr_mmse以輸出標誌信號flag，其指示llr值llr_ml和llr_mmse的平均交互信息中的哪一個更大。標誌信號flag用於控制復用器360進行選擇。即，如果標誌信號flag指示llr值llr_ml更大(例如flag＝1)，則復用器360選擇ml解調器310的解調輸出作為輸出。相反地，如果標誌信號flag指示llr值llr_mmse更大(例如flag＝0)，則復用器360選擇mmse解調器320的解調輸出作為輸出。在圖3中，mi單元330和340、比較器350及復用器360可合稱為選擇器。
如圖4所示，mimo解調器包括ml解調器410、mmse解調器420、判斷單元430及復用器440。ml解調器410相同或類似於圖1的解調器160。由ml解調算法從llr對數總和表達式中指數項的第一和第二最大項推導ml解調器410的輸出的可靠性。如果判斷單元430判斷從ml解調器410的輸出可靠性大於閾值(這意味著ml解調器410輸出良好的解調結果)，則判斷單元430控制復用器440以選擇ml解調器410的解調輸出作為輸出。相反，如果判斷單元430判斷從ml解調器ml410的輸出可靠性小於可靠性閾值(這意味著ml解調器410輸出不好的解調結果)，則判斷單元430控制復用器440以選擇mmse解調器420的解調輸出作為輸出。在圖4中，判斷單元430和復用器440也可合稱為選擇器。
因此，通過上述兩種實現，即使對於低snr的情形，mimo解調和消除幹擾的性能仍然是足夠好的。
圖5是根據本發明另一實施例消除幹擾的ue的模塊示意圖。如圖5所示，ue500更包括微處理器510。測量電路(圖未示)耦接於dfe115a/115b且檢測幹擾信號的數量。測量電路的檢測結果輸入至微處理器510。而且，在fft操作後，fft117a/117b更通知微處理器510關於所需信號的數目。微處理器510識別mimo能力參數(其指示mimo解調器160可處理的幹擾信號和所需信號的數目上限)。因此，基於該幹擾信號的數目，該所需信號的數目以及mimo能力參數，微處理器510通知ce/ne130關於ce/ne130必須估計多少信道/噪聲。此外，在微處理器510被通知後，mimo解調器160將知道mimo解調器必須處理的幹擾信號的數目和所需信號的數目。
例如，如果幹擾信號的數目是2，所需信號的數目也是2，且mimo能力參數為4(例如，其指示mimo解調器160可處理兩個幹擾信號和兩個所需信號)，則微處理器510通知ce/ne130估計兩個信道和兩個噪聲。在此情形中，mimo解調器160從兩個所需信號中消除兩個幹擾信號。
在另一示例中，如果幹擾信號的數目是3，所需信號的數目是1，且mimo能力參數為4(例如，其指示mimo解調器160可處理兩個幹擾信號和兩個所需信號)，則微處理器510通知ce/ne130估計兩個信道和兩個噪聲。在此情形中，mimo解調器160將選擇具有較大幅值的兩個幹擾信號並從所需信號中消除兩個選擇的幹擾信號。
在另一示例中，如果幹擾信號的數目是1，所需信號的數目是3，且mimo能力參數為4(例如，其指示mimo解調器160可處理一個幹擾信號和三個所需信號)，則微處理器510通知ce/ne130估計三個信道和一個噪聲。在此情形中，mimo解調器160將消除三個所需信號的每個的幹擾信號。
在另一示例中，如果幹擾信號的數目是2，所需信號的數目是1，且mimo能力參數為4(例如，其指示mimo解調器160可處理兩個幹擾信號和一個所需信號)，則微處理器510通知ce/ne130估計一個信道和兩個噪聲。在此情形中，mimo解調器160將從所需信號中消除兩個幹擾信號。
在本發明的實施例中，由於幹擾參數被實際和精確估計/檢測，將改進ue的性能。這是由於精確執行了幹擾消除。
在本發明的其他實施例中，可組合盲幹擾參數檢測器和mimo解調器。換言之，mimo解調器可執行數據/信號解調，盲測幹擾參數並消除幹擾。
儘管上述實施例處理兩個信號(一個所需信號和一個幹擾信號)，本領域技術人員應理解本發明並不限於此。根據本發明描述和精神，本領域技術人員將知道如何處理更多信號(一或多個所需信號以及一或多個幹擾信號)，此亦在本發明的範圍內。
本發明的實施例可運用在無線通信系統中，例如lte/lte-a系統、wi-fi系統及3g系統等等。
在本發明可能實施例中，cn/ne和mimo解調器可結合至單一模組(其可合稱為mimo解調器)。
本發明雖為說明的目的以若干特定實施例進行描述，應理解，但本發明並不限於此。本領域技術人員在不脫離本發明的權利要求所設定的範圍內，當可對上述實施例的些許特徵作些許修改、潤飾和組合。因此，本發明範圍由後續權利要求和其等同定義保護。