專利名稱：干擾緩和方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收信號的分集組合，特別涉及用于提供通信系統(tǒng)中的更穩(wěn)健的分集組合的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今的通信系統(tǒng)中，緩和接收信號中的干擾和噪聲的問題是常見問題。特別地，當(dāng)系統(tǒng)利用多個接收天線時，為了提供可靠的和有競爭力的服務(wù)，提供準(zhǔn)確的干擾估計和最優(yōu)化的吞吐量的任務(wù)變得必要。由于可用的頻率頻譜的更多使用以及用戶終端的不斷增加的數(shù)量，共信道和鄰近干擾成為問題。此外，對于具有移動的用戶終端的衰落信道，多普勒擴(kuò)展也成為要考慮的重要因素。通過組合通信系統(tǒng)中的基站中的或用戶終端中的來自多個接收器天線的接收信號來緩和干擾的兩種常用方法是干擾拒絕組合(IRC)和更常見的最大比組合(MRC)。干擾拒絕組合(IRC)通過緩和不希望的共信道/鄰近干擾來增強(qiáng)通信系統(tǒng)中的傳送能力。通過估計和利用接收器的多個接收器天線元件之間的干擾信號的所謂的空間相關(guān)，這成為可能。這樣做，由空間白化來抑制所接收的干擾。在通信應(yīng)用中，IRC典型地后面接著接收器等化和解碼。對IRC的備選方案是天線信號的最大比組合(MRC)。MRC準(zhǔn)則起到最佳化信噪比(SNR)(而不是最佳化信號對干擾加噪聲比(SINR))的作用。作為示例，LTE系統(tǒng)采用在已知時間/頻率資源(即，已知導(dǎo)頻符號)上傳送的參考符號，SC-FDMA/0FDM接收器可以從該參考符號估計信道和干擾加噪聲的空間協(xié)方差矩陣。在如上所述的系統(tǒng)中，在頻域中通過12個鄰接副載波的一組或多組(S卩，一個或多個資源塊)分配上行鏈路用戶信號。此外，在下行鏈路上，也在頻域中但不一定鄰接地分配資源塊。因此，對于上行鏈路和下行鏈路兩者，小區(qū)干擾趨于是頻率依賴的。此外，由于例如來自相鄰系統(tǒng)的泄漏的鄰近干擾典型地在頻帶邊緣處更多地干擾。因此，鄰近干擾也趨于是頻率依賴的。IRC可以被視為在根據(jù)例如MRC準(zhǔn)則來進(jìn)一步處理和組合天線信號之前的接收信號的空間白化。典型地從估計的擾動(即，干擾加噪聲的空間協(xié)方差矩陣)來計算白化濾波器的系數(shù)。已經(jīng)提出不同準(zhǔn)則(例如，最小均方錯誤(麗SE)和最優(yōu)組合(OC))來計算IRC系數(shù)。近來的研究已經(jīng)揭示關(guān)于副載波組在頻域中估計IRC系數(shù)是有益的，以便相較于更常用的基于頻率倉的IRC減少計算的復(fù)雜性。同時，這能實現(xiàn)共信道/鄰近干擾的頻率依賴的緩和。基本概念采用具有連續(xù)參考符號(導(dǎo)頻符號)之間的內(nèi)插/外推的系數(shù)計算，以便進(jìn)一步減少計算的復(fù)雜性。為了使IRC成為用于通信系統(tǒng)的可行解決辦法，消費(fèi)者期望吞吐量性能至少和用于干擾受限場景的寬帶MRC —樣好或好于用于干擾受限場景的寬帶MRC，并且具有用于噪聲受限場景的類似性能。利用理想估計，IRC和MRC提供用于噪聲受限場景的相同(理論的)質(zhì)量或吞吐量(TP)性能。然而，在實踐中，對于噪聲受限場景，由于至少以下問題，IRC吞吐量典型地小于具有根據(jù)副載波組上的上述IRC系數(shù)估計的實現(xiàn)的MRC。當(dāng)存在由于用戶設(shè)備移動的高的多普勒頻率時，信道估計將不反映實際信道。由于基于估計的信道來計算IRC組合，所以這將降低IRC組合的性能。此外，對于具有高的SNR和高的多普勒頻率的情況，來自信道估計的剩余錯誤將被視為干擾。由于IRC組合將嘗試緩和(自制的)估計的干擾，所以這將導(dǎo)致退化。通過MRC/IRC閾值算法的引入，可以在一定程度上緩和此問題，該MRC/IRC閾值算法依賴于干擾場景選擇MRC/IRC。簡短來說，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)[I]，具有IRC和MRC功能性兩者的接收器還包括閾值功能性。此閾值功能性評價接收信號的干擾并且基于那個評價的結(jié)果來選擇IRC和MRC中的一個。如果接收信號的干擾滿足或超過預(yù)定干擾閾值，則接收器利用IRC來緩和干擾，例如信號被確定為干擾受限的。然而，如果接收信號的干擾不超過或不滿足預(yù)定閾值，則接收器利用MRC來緩和干擾，例如信號被確定為噪聲受限的。然而，如已經(jīng)提及的，對于具有高的SNR和高的多普勒頻率的場景，由于錯誤地將來自信道估計的剩余錯誤視為干擾，所以上述現(xiàn)有技術(shù)解決辦法能進(jìn)一步被改進(jìn)。由于上述的問題，有需要使IRC/MRC閾值算法對導(dǎo)致信道估計中的剩余錯誤的多普勒的影響的敏感較低。

發(fā)明內(nèi)容
本公開涉及通信系統(tǒng)中的分集組合。本公開的目的是提供用于為具有高的SNR和高的多普勒頻率的場景改進(jìn)分集組合的穩(wěn)健性(robustness)的方法和裝置。本公開提出一種緩和通信系統(tǒng)中的接收信號的干擾的方法的實施例。初始地，經(jīng)由至少兩個天線元件來接收傳送信號，估計接收信號的信道，以及基于信道估計來估計擾動協(xié)方差矩陣。估計的擾動協(xié)方差矩陣表示接收信號的所接收的干擾加噪聲。然后，通過增強(qiáng)協(xié)方差矩陣的對角元素來適配估計的協(xié)方差矩陣以提供增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣，該增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣減少協(xié)方差矩陣的特征值的擴(kuò)展(spread)，并且因此改進(jìn)協(xié)方差矩陣的穩(wěn)健性。最后，基于至少信道估計和增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣來選擇性地使用IRC和/或MRC來緩和接收信號的干擾，從而在具有多普勒頻率的信道上提供具有改進(jìn)的質(zhì)量的接收信號。本公開還公開了一種通信系統(tǒng)中的裝置的實施例。該裝置包含配置為經(jīng)由至少兩個天線元件來接收信號的器件，配置為提供接收信號的信道估計的器件，以及配置為提供擾動協(xié)方差矩陣的估計的器件。估計的擾動協(xié)方差矩陣表示接收信號的干擾加噪聲。此夕卜，該裝置包括配置為通過增強(qiáng)提供的協(xié)方差矩陣的對角元素來適配提供的協(xié)方差矩陣估計以提供增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣器件，從而減少協(xié)方差矩陣的特征值的擴(kuò)展，并且因此改進(jìn)協(xié)方差矩陣的穩(wěn)健性。最后，該裝置包括配置為基于至少信道估計和增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣來選擇性地使用IRC和/或MRC以緩和接收信號的干擾的器件，從而在具有多普勒頻率的信道上提供具有改進(jìn)的質(zhì)量的接收信號。本發(fā)明的優(yōu)勢包括提供通信系統(tǒng)中的更穩(wěn)健的分集方案。通過增強(qiáng)擾動協(xié)方差矩陣，減少了將由高的SNR和高的多普勒頻率導(dǎo)致的信道估計偽影視為干擾的風(fēng)險。


通過結(jié)合附圖參考下文的描述可以最好地理解本發(fā)明及其另外的目標(biāo)和優(yōu)勢，在附圖中:
圖1是根據(jù)本公開的方法的實施例的圖示；
圖2是可以在其中利用本公開的系統(tǒng)的圖示；
圖3是根據(jù)本公開的方法的另外的實施例的圖示；
圖4是根據(jù)本公開的方法的另外的實施例的圖示；
圖5是根據(jù)本公開的方法的另外的實施例的圖示；
圖6是根據(jù)本公開的方法的又一實施例的圖示；
圖7是本公開的實施例的圖示；
圖8是圖示現(xiàn)有技術(shù)與本公開的實施例之間的比較的圖表；
圖9圖示根據(jù)本公開的裝置的實施例的框 圖10圖示本公開的實施例的示意框圖?？s寫
AffGN加性白高斯噪聲
DL下行鏈路
EPA增強(qiáng)的行人A
INR干擾對噪聲比
IRC干擾拒絕組合
LTE長期演進(jìn)
MIMO多輸入多輸出
MRC最大比組合
OC最優(yōu)組合
OFDM正交頻分復(fù)用
PUSCH物理上行鏈路共享信道
RB資源塊
RS參考符號(導(dǎo)頻符號)
SC-FDMA單載波頻分多址 SINR信號對干擾加噪聲比 SNR信噪比 UL上行鏈路。
具體實施例方式將結(jié)合LTE系統(tǒng)來描述本發(fā)明，然而本發(fā)明也可以同樣地應(yīng)用到采用協(xié)方差矩陣估計的類似系統(tǒng)(例如，典型的MMO (多輸入多輸出)或SMO (單輸入多輸出)接收器)。換句話說，在其中利用分集組合來緩和接收信號中的干擾和噪聲的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)典型地采用多個接收天線或天線裝置，并且以各種方式來組合在那些多個天線上接收的信號以實現(xiàn)分集增益。在本公開中，認(rèn)識并且處理接收信號的多普勒頻率和高的SNR的具體問題。發(fā)明人認(rèn)識到，對于以某一速率移動的用戶終端，來自那個用戶終端的接收信號的信道估計將受到多普勒頻率的影響并且導(dǎo)致擾動協(xié)方差矩陣中的某些偽影。特別地，當(dāng)達(dá)到足夠高的值時，偽影將被檢測為干擾并且因此信號將經(jīng)受干擾緩和(例如，IRC)。這將導(dǎo)致噪聲受限場景中的接收信號的質(zhì)量或吞吐量的退化。簡而言之，可能錯誤地將非干擾受限信號檢測為干擾受限的并且實行IRC而不是MRC，因此導(dǎo)致接收信號的退化(如果使用非理想信道估計)。因此，本發(fā)明的目的在于提供方法和裝置來使協(xié)方差矩陣比較不容易受到那些錯誤的影響(例如，更穩(wěn)健)并且結(jié)果是接收信號的增強(qiáng)的質(zhì)量和/或吞吐量。參考圖1，將描述通信系統(tǒng)中為接收信號緩和干擾的方法的實施例。初始地，并且根據(jù)已知手段，在通信系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)中的兩個或者更多個天線或天線元件處接收SlO傳送信號。然后，為接收信號估計S20信道。然后基于信道估計來估計S30擾動協(xié)方差矩陣，該估計的擾動協(xié)方差矩陣表示接收信號的所接收的干擾加噪聲。然后，通過增強(qiáng)所估計的協(xié)方差矩陣的對角元素來適配S40所估計的協(xié)方差矩陣以提供增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣。以這樣的方式執(zhí)行適配來減少協(xié)方差矩陣的特征值的擴(kuò)展，并且因此改進(jìn)協(xié)方差矩陣的穩(wěn)健性。最后，基于至少信道估計和增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣來選擇性地利用S50 IRC和/或MRC來緩和接收信號的干擾。因此在具有相當(dāng)大的多普勒頻率的信道上提供具有改進(jìn)質(zhì)量或吞吐量的接收信號。特征值是數(shù)學(xué)中眾所周知的概念，其中假定線性變換J (例如矩陣X)，如果非零向量 X對于一些標(biāo)量X滿足特征值式子，則將該非零向量；》定義為該變換的特征向量。在此情況下，標(biāo)量M皮稱為對應(yīng)于特征向量X的J的特征值。對于對角矩陣，即具有所有非對角元素等于零的矩陣，特征值等于矩陣的對角元素。在自適應(yīng)波束形成器[2]的領(lǐng)域中，已經(jīng)使用類似概念并且指代對角加載。對角加載(DL)背后的思想是通過將位移值添加到所估計的協(xié)方差矩陣的對角元素來適配協(xié)方差矩陣。簡而言之，將對角矩陣添加到那個協(xié)方差矩陣。為了提供本發(fā)明的術(shù)語和記號的徹底理解，以下將接著所使用的假定和系統(tǒng)模型的另外的描述。參考圖2，考慮包含K個天線或天線元件的裝置或接收器系統(tǒng)，每個這樣的天線或天線元件在副載波頻率A處接收所考慮的用戶的信號。由
權(quán)利要求
1.一種緩和通信系統(tǒng)中的接收信號的干擾的方法，其特征在于以下步驟: 經(jīng)由至少兩個天線元件來接收(SlO)傳送信號； 估計(S20)所述接收信號的信道； 基于所述信道估計來估計(S30)擾動協(xié)方差矩陣，所述估計的擾動協(xié)方差矩陣表示所述接收信號的所接收的干擾加噪聲； 通過增強(qiáng)所述協(xié)方差矩陣的對角元素來適配(S40)所述估計的協(xié)方差矩陣以提供增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣，從而減少所述協(xié)方差矩陣的特征值的擴(kuò)展，并且因此改進(jìn)所述協(xié)方差矩陣的穩(wěn)健性； 基于至少所述信道估計和所述增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣而選擇性地(S50)使用IRC和/或MRC來緩和所述接收信號的干擾，從而在具有多普勒頻率的信道上提供具有改進(jìn)的質(zhì)量的接收信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述適配步驟(S40)包含將位移值添加到所述估計的協(xié)方差矩陣的相應(yīng)對角元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將所述位移值選擇為常數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述接收信號的功率估計來選擇所述位移值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的方法，其特征在于，基于所述接收信號的估計的多普勒頻率來選擇所述位移值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于對角元素和非對角元素的比較來選擇并利用 IRC (S50，)或 MRC (S50，，)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，選擇并利用MRC(S50’’)并且包含補(bǔ)償所述協(xié)方差矩陣的所述對角元素的所添加的位移值的另外的步驟(S51)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述信道估計和所述擾動協(xié)方差矩陣來初始地選擇IRC (S50’)或MRC (S50’ ’)，并且只在選擇IRC的情況下適配(S40)所述擾動協(xié)方差矩陣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述增強(qiáng)的擾動協(xié)方差矩陣的對角元素和非對角元素的比較來改到并且利用MRC (S50’ ’)。
10.一種通信系統(tǒng)中的裝置(1)，其特征在于: 用于經(jīng)由所述裝置中的至少兩個天線元件來接收信號的器件(10); 用于提供所述接收信號的信道估計的器件(20)； 用于提供所述信道估計的擾動協(xié)方差矩陣的估計的器件(30)，所述估計的擾動協(xié)方差矩陣表示所述信道估計的干擾加噪聲； 用于通過增強(qiáng)所述協(xié)方差矩陣的對角元素來適配所述協(xié)方差矩陣估計以提供增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣，從而減少所述協(xié)方差矩陣的特征值的擴(kuò)展，并且因此改進(jìn)所述協(xié)方差矩陣的穩(wěn)健性的器件(40 ); 用于基于至少所述信道估計和所述增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣來選擇性地使用IRC和/或MRC以緩和所述接收信號的干擾，從而在具有多普勒頻率的信道上提供具有改進(jìn)的質(zhì)量的接收信號的器件(50)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置(1)，其特征在于，所述適配器件(40)包含位移確定器件(41)，配置為將位移值添加到所述估計的協(xié)方差矩陣的對角元素。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置(I)，其特征在于，所述位移確定器件(41)配置為基于所述接收信號的相應(yīng)接收功率來選擇所述位移值。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的裝置(I)，其特征在于，所述位移確定器件(41)配置為基于所述接收信號的相應(yīng)的估計的多普勒頻率來選擇所述位移值。
14.一種通信系 統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)，包含根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置(I)。
全文摘要
在緩和通信系統(tǒng)中的接收信號的干擾的方法中，經(jīng)由至少兩個天線元件接收(S10)傳送信號，估計(S20)接收信號的信道，以及基于信道估計來估計(S30)擾動協(xié)方差矩陣，該所估計的擾動協(xié)方差矩陣表示接收信號的所接收的干擾加噪聲。然后，通過增強(qiáng)協(xié)方差矩陣的對角元素來適配(S40)所估計的協(xié)方差矩陣以提供增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣，從而減少協(xié)方差矩陣的特征值的擴(kuò)展，并且因此改進(jìn)協(xié)方差矩陣的穩(wěn)健性。最后基于至少信道估計和增強(qiáng)的協(xié)方差矩陣來選擇性地(S50)使用IRC和/或MRC來緩和接收信號的干擾，從而在具有多普勒頻率的信道上提供具有改進(jìn)的質(zhì)量的接收信號。
文檔編號H04B7/08GK103155440SQ201080069846
公開日2013年6月12日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者F.林德奎斯特, F.胡斯 申請人:瑞典愛立信有限公司