專利名稱：用于多重發(fā)射以及接收機(jī)天線配置的碼片級(jí)或符號(hào)級(jí)均衡器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及碼分多址(CDMA)接收機(jī)，并且更具體地，涉及在具有多于一個(gè)發(fā)射天線的無(wú)線通信系統(tǒng)中使用的具有多于一個(gè)接收機(jī)天線的CDMA接收機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中的現(xiàn)行趨勢(shì)是進(jìn)一步提高發(fā)射數(shù)據(jù)速率以便實(shí)現(xiàn)通過(guò)無(wú)線用戶設(shè)備對(duì)多媒體的應(yīng)用(例如，那些涉及視頻和/或音頻內(nèi)容的應(yīng)用)的使用。例如，在3GPP(第三代，伙伴項(xiàng)目)討論中，使用多重發(fā)射和接收天線作為提高數(shù)據(jù)傳送率的一種方法而被提出。然而，可以理解的是在每個(gè)天線使用與其它天線相同的擴(kuò)頻序列來(lái)發(fā)射獨(dú)立的數(shù)據(jù)流中，多重發(fā)射天線的使用將不可避免地導(dǎo)致天線間干擾。必須減輕該天線間干擾以便成功地接收所發(fā)射的數(shù)據(jù)。另外，其他干擾源也能夠惡化該接收機(jī)系統(tǒng)的性能。舉例而言，多址干擾(MAI)會(huì)有害于接收機(jī)性能。一般來(lái)說(shuō)，MAI是期望的物理信道的信號(hào)由于其他物理信道的信號(hào)的存在而遭受到的信號(hào)干擾。
天線間干擾和MAI之間一個(gè)主要不同之處在于在接收機(jī)處與擴(kuò)頻序列的相關(guān)抑制MAI所達(dá)到的量為擴(kuò)頻因子的函數(shù)，而天線間干擾的變化保持基本不變，并且因?yàn)槠涫怯墒褂昧伺c所期望的信號(hào)相同的擴(kuò)頻序列的信號(hào)引起的，所以不會(huì)被解擴(kuò)處理所抑制。
在一個(gè)常規(guī)的碼分多址(CDMA)接收機(jī)中，即，在常規(guī)的瑞克(rake)接收機(jī)中，該接收機(jī)僅收集和組合接收到的多徑信號(hào)。眾所周知的是線性最小均方誤差(LMMSE)多用戶檢測(cè)器(MUD)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)用于CDMA終端接收機(jī)。然而，LMMSE MUD的自適應(yīng)版本需要使用具有短周期的擴(kuò)頻序列，因此，LMMSE MUD并不適用于現(xiàn)代的寬帶CDMA(WCDMA)終端。
適合接收WCDMA多輸入多輸出(MIMO)信號(hào)的其他類型的接收機(jī)(除了瑞克接收機(jī))可以被分為兩大類，即，高級(jí)WCDMA接收機(jī)和MIMO接收機(jī)。高級(jí)WCDMA接收機(jī)用于提供額外的MAI抑制，而所謂的MIMO接收機(jī)主要減輕天線間干擾。然而，發(fā)明人已知的高級(jí)WCDMA接收機(jī)無(wú)法有效地減輕天線間干擾，并且發(fā)明人已知的大多數(shù)的MIMO接收機(jī)在其信號(hào)處理電路和算法中忽略了MAI的存在。
更具體地，高級(jí)WCDMA接收機(jī)抑制或者消除MAI，因此當(dāng)與常規(guī)瑞克CMDA接收機(jī)相比時(shí)，實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)的性能。那些提供MAI抑制的接收機(jī)結(jié)構(gòu)在WCMDA下行鏈路(朝向WCDMA用戶終端設(shè)備的方向)的使用中被認(rèn)為是一種更可行的選擇。注意到MAI可以分為小區(qū)間干擾和小區(qū)內(nèi)干擾?？墒褂枚嘀亟邮仗炀€在空間域上對(duì)小區(qū)間干擾進(jìn)行抑制，而該小區(qū)內(nèi)干擾可以在時(shí)間域上被抑制。兩種方法已經(jīng)被提出以便實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。
第一種方法使用了恢復(fù)物理信道的正交性的線性信道均衡器，因此抑制了小區(qū)內(nèi)干擾，同時(shí)在空間域上抑制了小區(qū)間干擾。該線性信道均衡器通過(guò)忽略在接收到的信號(hào)協(xié)方差矩陣中的擴(kuò)頻序列之間的相關(guān)性而逼近LMMSE MUD。在單個(gè)發(fā)射天線的情況中，這種逼近產(chǎn)生具有合理的實(shí)施復(fù)雜度的良好性能。在與擴(kuò)頻序列進(jìn)行相關(guān)之前，信道均衡既可以在CDMA信號(hào)碼片級(jí)上實(shí)施，也可以在符號(hào)(多碼片)級(jí)上實(shí)施。在下面的討論中，考慮碼片級(jí)的實(shí)施。一些自適應(yīng)算法已經(jīng)被提出用于線性信道均衡器。例如，在K.Hooli，M.Juntti，M.Heikkila P.Komulainen，M.Latva-ahot和I.Lilleberg的“Chip-level channel equalization in WCDMA downlink”中，Eurasip J，Applied Sign，Proc，2002年，第757-770頁(yè)，提出了自適應(yīng)解決方案的綜述。
一種通用瑞克接收機(jī)(參看，例如，G.Bottomley，T.Ottoson和Y.P.Wang的“A generalized RAKE receiver for interferencesuppression”，IEEE期刊，18卷，第1536-1545頁(yè)摘錄)在有色噪聲中逼近一個(gè)匹配的濾波器。額外的瑞克分支(finger)(解相關(guān)器)分配在該通用瑞克接收機(jī)中，以處理那些不對(duì)應(yīng)于多徑延遲的延遲。在某些條件下已經(jīng)顯示出線性信道均衡器和通用瑞克接收機(jī)是等同的接收機(jī)。
第二種方法是使用MIMO接收機(jī)架構(gòu)抑制天線間干擾(IAI)。例如，一種提出的MIMO接收機(jī)是垂直BLAST(貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí))，或V-BLAST接收機(jī)，該接收機(jī)用于充足的散射MIMO環(huán)境(參看P.Wolniansky，G.Foschini，G.Golden和R.Valenzuela，“V-BLASTAn architecture for realizing very high data rates over therich-scattering wireless channel”，在Proc URSI mt，symp.Sign，Syst和Electr中，1998年9月，第295-300頁(yè))。在BLAST方法中，所發(fā)射的信號(hào)偶爾被接收到一層，即，偶爾一個(gè)發(fā)射天線，并且所有的其他層被迫零算法用零填充。在第一層被解調(diào)后，該信號(hào)被重新調(diào)制，并從所接收到的信號(hào)中刪去，這樣就增強(qiáng)了信干噪比(SINR)。當(dāng)所有層被接收后重復(fù)該過(guò)程。V_BLAST方法的變形也已經(jīng)被提出。在一些變形中，使用位于BLAST結(jié)構(gòu)之前的濾波器來(lái)抑制MAI以便減輕天線間干擾。
另一種選擇是使用最大后驗(yàn)概率(MAP)檢測(cè)的不同近似值。在MAP檢測(cè)器中，在執(zhí)行徹底而復(fù)雜的計(jì)算之后執(zhí)行對(duì)一個(gè)發(fā)射的比特的判決(一或零判決)，在此期間，一個(gè)最可能的發(fā)射的比特基于該比特和該所接收信號(hào)的先驗(yàn)概率而確定(參看A.Hottinen，O.Tirkkonen和R.Wichman，“Multi-antenna Transceiver Techniquesfor 3G and Beyond”，John Wiley和Sons，Chichester，UK，2003)。然而，該MAP逼近或最大似然序列檢測(cè)(MLSD)方法具有相當(dāng)大的實(shí)施復(fù)雜度。當(dāng)嵌入到具有數(shù)據(jù)處理器速度和操作功耗限制的用電池供電的用戶終端時(shí)，該MLSD或MAP逼近的實(shí)施復(fù)雜度將是一個(gè)缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)這些教導(dǎo)的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式，前述以及其他問(wèn)題得到了克服，并且其他優(yōu)點(diǎn)也被實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明在其一方面內(nèi)提供了一種適于在WCDMA下行鏈路中使用的多路發(fā)射和接收天線架構(gòu)系統(tǒng)的碼片級(jí)或符號(hào)級(jí)均衡器結(jié)構(gòu)。該均衡器結(jié)構(gòu)考慮了由于相應(yīng)的擴(kuò)頻序列的屬性造成的天線間干擾和多址干擾屬性的不同，并既抑制了天線內(nèi)干擾又抑制了MAI。就它們對(duì)符號(hào)估計(jì)的惡化影響而言，這有利地提供了以一種平衡的方式對(duì)天線間干擾和MAI都進(jìn)行抑制。在該平衡過(guò)程中，該技術(shù)考慮了正交于期望信號(hào)的信號(hào)以及來(lái)自其他發(fā)射天線的使用與期望信號(hào)相同擴(kuò)頻序列的干擾信號(hào)的影響。通過(guò)使用本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)具有適當(dāng)實(shí)施復(fù)雜度的增強(qiáng)的接收機(jī)性能。根據(jù)本發(fā)明，例如在諸如3GPP第6版的帶有多重發(fā)射和接收天線的復(fù)雜通信系統(tǒng)中使用該CDMA接收機(jī)架構(gòu)，可以展示出為終端用戶實(shí)現(xiàn)增加的數(shù)據(jù)速率。根據(jù)本發(fā)明的CDMA接收機(jī)架構(gòu)也可以與空時(shí)發(fā)射分集(STTD)系統(tǒng)架構(gòu)結(jié)合應(yīng)用。
在一方面，本發(fā)明提供了一種系統(tǒng)、裝置和方法以便更新均衡器的系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的方法，CDMA接收機(jī)具有連接到S個(gè)用于接收來(lái)自N個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)接收天線的輸入節(jié)點(diǎn)，J個(gè)相關(guān)器用于輸出軟符號(hào)判決，其中J＝N乘以被檢測(cè)到的物理信道的數(shù)目，以及N個(gè)其中的每一個(gè)具有連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的輸入和連接到關(guān)聯(lián)的相關(guān)器的輸出的均衡器(相關(guān)器的數(shù)目等于被檢測(cè)到的物理信道的數(shù)目)。CDMA接收機(jī)被操作以便為每一個(gè)發(fā)射天線產(chǎn)生信道估計(jì)，并根據(jù)出現(xiàn)在該輸入節(jié)點(diǎn)的信號(hào)、信道估計(jì)以及每個(gè)發(fā)射天線接收到的碼片能量估計(jì)來(lái)為這N個(gè)均衡器的每一個(gè)確定系數(shù)。被確定的均衡器系數(shù)操作每一個(gè)均衡器以便同時(shí)抑制天線間干擾和MAI，從而就它們對(duì)符號(hào)估計(jì)的惡化影響而言，對(duì)天線間干擾和MAI的抑制得到了平衡。


當(dāng)連同附圖一起閱讀時(shí)，在下面的優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述中，這些教導(dǎo)的前述以及其他方面將變得更加明顯，其中圖1表示包括適于實(shí)施本發(fā)明的CDMA接收機(jī)的多重發(fā)射和多重接收天線無(wú)線通信系統(tǒng)；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建和操作的以便與兩個(gè)發(fā)射天線和三個(gè)被均衡和解調(diào)的物理信道一同使用的圖1的CDMA接收機(jī)的自適應(yīng)的實(shí)施方式的方框圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明修改的STTD/D-STTD接收機(jī)架構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示多重發(fā)射(例如，2個(gè))天線1A，1B和多重接收天線2的無(wú)線通信系統(tǒng)5，該系統(tǒng)包括適合于實(shí)施本發(fā)明的CDMA接收機(jī)10。該接收機(jī)可以是用于接收與諸如存在的或提出的WCDMA3GPP規(guī)范相兼容的例如下行鏈路WCDMA信號(hào)的下行鏈路CDMA信號(hào)的用戶設(shè)備。該下行鏈路WCDMA可以從該發(fā)射機(jī)向接收機(jī)10發(fā)送多媒體信息，該發(fā)射機(jī)可以是具有兩個(gè)發(fā)射天線1A和1B的基站。
圖2表示CDMA接收機(jī)10的一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式，其中線性信道均衡器(可近似于LMMSE MUD功能)被改進(jìn)以便增強(qiáng)對(duì)天線間干擾的抑制，從而就它們對(duì)符號(hào)估計(jì)的惡化影響而言，該天線間干擾和MAI的抑制得到平衡。簡(jiǎn)單地說(shuō)，CDMA接收機(jī)10包括用于從多個(gè)接收天線2(圖2中沒(méi)有示出)接收信號(hào)，以及用于向輸入塊14A、14B、16和18提供接收到的信號(hào)的輸入節(jié)點(diǎn)12。該輸入塊包括針對(duì)第一發(fā)射天線1A的第一均衡器14A，針對(duì)第二發(fā)射天線1B的第二均衡器14B，以及針對(duì)第一發(fā)射天線1A和第二發(fā)射天線1B的信道估計(jì)器16。用于信道估計(jì)的本優(yōu)選技術(shù)是基于導(dǎo)頻信道的一種估計(jì)，而不是盲估計(jì)。該信道估計(jì)可通過(guò)公共導(dǎo)頻信道的導(dǎo)頻符號(hào)或?qū)Ｓ梦锢硇诺缹?shí)現(xiàn)。一般地，通過(guò)公共導(dǎo)頻信道做出的信號(hào)估計(jì)更加精確。用于每一個(gè)發(fā)射天線1A，1B的信號(hào)估計(jì)器16的輸出被提供給塊18，在本實(shí)施方式中，塊18為均衡器14A和14B執(zhí)行周期性的重新計(jì)算，并且塊18為第一發(fā)射天線均衡器14A和第二發(fā)射天線均衡器14B分別提供均衡器系統(tǒng)輸出18A和18B。該重新計(jì)算塊18還接收來(lái)自發(fā)射天線m的期望物理信道的接收到的每碼片能量的估計(jì)(Ed)以及來(lái)自發(fā)射天線m的期望物理信道的接收到的總的每碼片能量(Et)。該重新計(jì)算塊18用硬件、軟件或軟硬件的組合實(shí)施下面方程(2)的計(jì)算。碼片能量估計(jì)可從專用物理信道的導(dǎo)頻符號(hào)計(jì)算出，例如在信干噪比(SINR)估計(jì)塊中。碼片能量估計(jì)也用于符號(hào)級(jí)的實(shí)施方式。符號(hào)能量估計(jì)也可以被使用，以替代碼片能量估計(jì)和擴(kuò)頻因子的乘積。
針對(duì)第一發(fā)射天線1A的信道均衡器14的輸出被施加到多個(gè)相關(guān)器20A，一個(gè)相關(guān)器用于每個(gè)被檢測(cè)出的物理信道。相關(guān)器20A輸出從第一發(fā)射天線A發(fā)射來(lái)的三個(gè)物理信道中的每一個(gè)的軟符號(hào)估計(jì)，并且附加的電路和/或軟件(未示出)以軟符號(hào)估計(jì)為基礎(chǔ)做出硬符號(hào)判決。以相應(yīng)的方式，針對(duì)第二發(fā)射天線的信道均衡器14B的輸出被施加到相關(guān)器20B，一個(gè)相關(guān)器20B用于三個(gè)物理信道中的每一個(gè)，該相關(guān)器20B輸出從第二發(fā)射天線1B發(fā)射來(lái)的三個(gè)物理信道的每一個(gè)的軟符號(hào)估計(jì)。
例如，對(duì)于三個(gè)被解調(diào)的物理信道的情況而言，針對(duì)每個(gè)接收天線存在3個(gè)相關(guān)器，或者更一般地，對(duì)于N個(gè)發(fā)射天線1的情況，有J個(gè)相關(guān)器20輸出軟符號(hào)判決，其中J＝N乘以所檢測(cè)到的物理信道的數(shù)目。
應(yīng)該注意到，接收天線的數(shù)目不依賴于物理信道的數(shù)目。如此處所用到的，物理信道是用于某個(gè)用戶的數(shù)據(jù)流，并且，如果用戶接收多于一個(gè)的物理信道(超過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)流)，那么該用戶可被告之接收多重編碼(即，從可用的擴(kuò)頻碼集向用戶分配多重PN擴(kuò)頻碼)。可以通過(guò)多個(gè)編碼將數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶，從而控制信息在一個(gè)物理信道中被發(fā)送到用戶，同時(shí)所有的物理信道正在攜帶數(shù)據(jù)到達(dá)用戶。還應(yīng)該注意到的是可利用例如瑞克接收機(jī)的其他接收方法同時(shí)接收與用戶相關(guān)的一些物理信道。
通過(guò)介紹，常規(guī)的線性信道均衡器可作為工作在碼片級(jí)(注意符號(hào)級(jí)實(shí)施是同樣可以的)上的自適應(yīng)無(wú)限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器實(shí)施。每碼片的最大化所述平均信干噪比(SINR)的FIR系數(shù)由wn＝R-1pn(1)給出，其中Wn是包含用于分配給發(fā)射天線n的均衡器的L個(gè)濾波器系數(shù)的向量，其中R是加擾序列上平均化的接收信號(hào)的協(xié)方差矩陣的估計(jì)，Pn是發(fā)射天線n的信道脈沖響應(yīng)。向量Pn包含所有接收天線的脈沖響應(yīng)。
方程(1)的解法忽略了這樣的事實(shí)，即在與擴(kuò)頻序列進(jìn)行相關(guān)的期間MAI將被抑制，然而由于在產(chǎn)生天線間干擾的信號(hào)內(nèi)使用了相同的擴(kuò)頻序列，所以天線間干擾沒(méi)有被抑制。換句話說(shuō)，當(dāng)使用多重發(fā)射天線1A、1B時(shí)，前述解法不是到精確的LMMSE MUD的好的逼近。
同常規(guī)的基于FIR濾波器的CDMA接收機(jī)作對(duì)比，在圖1和2的CDMA接收機(jī)10中，均衡器14A、14B的系數(shù)由Vn=[R+Σm=1N(Ed,mGd-ET,m)PmPmH]-1Pn,---(2)]]>給出，并由重新計(jì)算塊18計(jì)算并輸出，其中，Vn是包含分配給發(fā)射天線n的均衡器14A或14B的L個(gè)濾波器系數(shù)的矢量，N是在基站處的發(fā)射天線的總數(shù)，Ed，m是來(lái)自發(fā)射天線m的期望物理信道的接收到的每碼片能量，Gd是期望物理信道的擴(kuò)頻因子，ET，m是來(lái)自發(fā)射天線m的期望物理信道的總的接收到的每碼片能量，()H是厄密共軛，即，該自變量的共軛轉(zhuǎn)置。
在方程(2)的解法中，這些項(xiàng)加重了天線間干擾，由于使用了相同的擴(kuò)頻序列，該干擾在相關(guān)操作中沒(méi)有被抑制，并且，這些項(xiàng)移去了正交信號(hào)分量，而由于使用了正交擴(kuò)頻序列，該信號(hào)分量在相關(guān)操作中被完全抑制。
存在可實(shí)施本發(fā)明的各種方式。舉例來(lái)說(shuō)，均衡器系數(shù)可以通過(guò)使用基于最小均方(LMS)或遞歸最小平方(RLS)的算法而被連續(xù)地更新。可以分配給期望的物理信道的相關(guān)器組20A或20B的輸出處的符號(hào)速率來(lái)執(zhí)行均衡器系數(shù)的自適應(yīng)。注意相似類型的自適應(yīng)實(shí)施已經(jīng)被提出，其用于在基站處有一個(gè)發(fā)射天線的情況中的均衡器Wn(參看F.Peter，M.Moonen，M.Engels，B.Gyselinckx，和H.DcMan，“Pilot-aided adaptive chip equalizer receiver for interferencesuppression in DS-CDMA forward link”，在Proc，IEEE Vehic，Teem，Conf，Boston，USA，2000年9月，1卷，第303-308頁(yè))，但其不是用于多重發(fā)射天線類型的系統(tǒng)。
在另一種實(shí)施方式中，在圖2中表示出重新計(jì)算塊18的實(shí)施方式，該均衡器系數(shù)Vn可以被周期性地計(jì)算，例如，在高速下行分組接入(HSDPA)傳輸時(shí)間間隔(TTI)內(nèi)計(jì)算一次，或者每個(gè)時(shí)隙計(jì)算一次，或者以低于符號(hào)速率的任意速率進(jìn)行計(jì)算。該均衡器系數(shù)Vn可通過(guò)R，P，E和ET，m的估計(jì)以各種方式計(jì)算。可選地，該均衡器系數(shù)Vn可通過(guò)Wn，Pn，Ed，m和ET，M計(jì)算。
上面提到的HSDPA是在WCDMA下行鏈路的5MHz帶寬上的數(shù)據(jù)傳輸高達(dá)8-10Mbps(對(duì)于MIMO系統(tǒng)為20Mbps)的基于分組的數(shù)據(jù)服務(wù)。HSDPA實(shí)施包括短的，2毫秒的TTI，自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)，MIMO，混合自動(dòng)請(qǐng)求(HARQ)，快速小區(qū)搜索，以及高級(jí)接收機(jī)設(shè)計(jì)。在3GPP標(biāo)準(zhǔn)中，第4版規(guī)范提供了有效的IP支持，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)IP核心網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，并且第5版規(guī)范關(guān)注于HSDPA提供高達(dá)接近于10Mbps的數(shù)據(jù)率以便支持基于分組的多媒體服務(wù)。MIMO系統(tǒng)在3GPP第6版規(guī)范中被關(guān)注，希望其支持高達(dá)20Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率。HSDPA從WCDMA系統(tǒng)99版進(jìn)化而來(lái)，并對(duì)其向后兼容。
WCDMA接收機(jī)10對(duì)天線間干擾和MAI都進(jìn)行抑制，從而就它們對(duì)符號(hào)估計(jì)的惡化影響而言，對(duì)天線間干擾和MAI的抑制得到了平衡。這與具有可比較的復(fù)雜度的常規(guī)的接收機(jī)解決方案有重要的差別，常規(guī)的解決方案或者忽略了天線間干擾或者忽略了MAI。結(jié)果是，接收機(jī)10相比較于其他的MIMO接收機(jī)來(lái)說(shuō)對(duì)MAI不太敏感。這種改進(jìn)的接收機(jī)10均衡器或?qū)崿F(xiàn)了在頻率選擇性信道上更高的終端用戶數(shù)據(jù)率的使用，例如在未來(lái)3GPP發(fā)布的具有HSDPA的版本中，或可選地，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線資源更為有效的使用。
如上面所指出的，接收機(jī)10可以在碼片級(jí)上或在符號(hào)級(jí)上實(shí)施(如用于線形信道均衡器的情況)，因此在該實(shí)施中允許更大的彈性。當(dāng)僅有有限數(shù)量的物理信道用于傳輸時(shí)，符號(hào)速率實(shí)施導(dǎo)致了更低的計(jì)算復(fù)雜度。
接收機(jī)10均衡器可以在HSDPA實(shí)施以及在那些使用多重發(fā)射和接收天線的實(shí)施中作為用戶終端接收機(jī)使用。接收機(jī)10均衡器也可以連同STTD架構(gòu)使用。
另外在這點(diǎn)上，使用具有STTD系統(tǒng)的均衡器不需要方程2內(nèi)的改動(dòng)。對(duì)利用STTD從多重天線發(fā)射的符號(hào)進(jìn)行的檢測(cè)就如同它們沒(méi)有STTD時(shí)一樣。然而，在STTD系統(tǒng)的情況下，在圖2中的接收機(jī)10后面可能存在附加的塊，其中該附加的塊將使用從接收機(jī)10輸出的軟符號(hào)估計(jì)來(lái)執(zhí)行適當(dāng)?shù)暮喜?還參見(jiàn)圖3)。該均衡器也可類似地以所謂的雙空時(shí)發(fā)射分集(D-STTD)架構(gòu)方式來(lái)使用(參見(jiàn)，例如，“Improved Double-STTD schemes using asymmetric modulationand antenna shuffling”，TSG-RAN工作組1會(huì)議#20，2001年5月21-25，韓國(guó)釜山，TSRG1#20(01)-0459)。
但是作為例子，圖3表示出了在具有N個(gè)發(fā)射天線和三個(gè)被檢測(cè)到的信道的STTD或D-STTD接收機(jī)30內(nèi)的本發(fā)明的實(shí)施方式。信道估計(jì)器16和均衡系數(shù)塊18的周期性重新計(jì)算可如同這里圖2中所示出的，并且如上面關(guān)于方程2和相關(guān)描述中所記載的那樣操作。相關(guān)器20A、20B的輸出被施加到STTD或D-STTD合并器32，以及該合并的輸出被施加到信道解碼器34。
通常來(lái)說(shuō)，并且通過(guò)舉例，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)作相對(duì)小的調(diào)整，根據(jù)本發(fā)明的均衡器可以作為終端接收機(jī)在所有的直接序列(DS)CDMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)中使用，該蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用多重發(fā)射和接收天線以及使用正交擴(kuò)頻序列。
進(jìn)一步的，本發(fā)明利用一種正交的或非正交的空時(shí)碼進(jìn)行操作。
包含改進(jìn)的均衡器的接收機(jī)10可以在例如專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場(chǎng)可編程集成電路(FPGA)的硬件中實(shí)施，或由通用目的數(shù)據(jù)處理器，或更優(yōu)選地，由數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，或由硬件和軟件的組合來(lái)執(zhí)行的軟件中實(shí)施。
通過(guò)示例性的和非限制性的例子，上述的描述已經(jīng)提供了發(fā)明人認(rèn)為是實(shí)施本發(fā)明的最佳方法和設(shè)備的完整且有教益的描述。然而，當(dāng)結(jié)合附圖和所附的權(quán)利要求書閱讀時(shí)，鑒于前面的描述，各種調(diào)整和改動(dòng)對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。但是作為一些例子，通過(guò)對(duì)方程(2)做出相應(yīng)的改變可以實(shí)現(xiàn)大于兩個(gè)發(fā)射天線的使用，所以可以使用不同數(shù)量的物理信道。然而，本發(fā)明的所述教導(dǎo)的所有這些或類似的調(diào)整將仍然落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
進(jìn)一步的，本發(fā)明的一些特征可以被有益地使用而無(wú)需其他特征相應(yīng)的使用。因而，前面的描述應(yīng)該被視作僅僅描繪了本發(fā)明的原理，而不應(yīng)是對(duì)其的限制。
權(quán)利要求
1.一種具有連接到接收來(lái)自N個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)的S個(gè)接收天線的輸入節(jié)點(diǎn)的碼分多址(CDMA)接收機(jī)，所述接收機(jī)包括J個(gè)輸出軟符號(hào)判決的相關(guān)器，其中J＝N乘以被檢測(cè)到的物理信道的數(shù)目；N個(gè)均衡器，其中的每一個(gè)具有連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的輸入和連接到與所檢測(cè)到的所述J個(gè)相關(guān)器的物理信道一樣多的相關(guān)器的輸出；具有連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的輸入和N個(gè)輸出的信道估計(jì)器，所述輸出表示每一個(gè)所述發(fā)射天線的信道估計(jì)；以及用于為所述N個(gè)均衡器中的每一個(gè)計(jì)算系數(shù)的單元，所述單元具有連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的第一輸入，連接到所述信道估計(jì)器的N個(gè)輸出的第二輸入，以及用于接收每個(gè)發(fā)射天線的接收到的碼片能量估計(jì)的第三輸入，所述單元計(jì)算所述系數(shù)，以便操作所述均衡器用以同時(shí)抑制天線間干擾和多用戶干擾，從而就它們對(duì)符號(hào)估計(jì)的惡化影響而言，對(duì)所述天線間干擾和所述多用戶干擾的抑制得到平衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中所述單元用于計(jì)算Vn=[R+Σm=1N(Ed,mGd-ET,m)PmPmH]-1Pn,]]>其中，Vn是包含分配給發(fā)射天線n的均衡器的L個(gè)濾波器系數(shù)的矢量，R是加擾序列上平均化的接收信號(hào)的協(xié)方差矩陣的估計(jì)，Ed，m是來(lái)自發(fā)射天線m的物理信道的接收到的每碼片能量，Gd是物理信道的擴(kuò)頻因子，ET，m是來(lái)自發(fā)射天線m的物理信道的總的接收到的每碼片能量，()H是厄密共軛，并且Pn是發(fā)射天線n的信道脈沖響應(yīng)，其中向量Pn包含所有接收天線的脈沖響應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中所述單元在碼片級(jí)上進(jìn)行操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中所述單元在符號(hào)級(jí)上進(jìn)行操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中所述單元使用基于最小均方(LMS)或遞歸最小平方(RLS)的算法連續(xù)地更新所述均衡系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中該均衡系數(shù)的自適應(yīng)操作以相關(guān)器組輸出處的符號(hào)速率執(zhí)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中所述單元以高速下行分組接入(HSDPA)傳輸時(shí)間間隔(TTI)周期性地更新所述均衡器系數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中所述CDMA接收機(jī)包括空時(shí)發(fā)射分集(STTD)架構(gòu)的接收機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中所述CDMA接收機(jī)包括雙空時(shí)發(fā)射分集(STTD)架構(gòu)的接收機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中所述CDMA接收機(jī)以符號(hào)速率執(zhí)行均衡。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CDMA接收機(jī)，其中所述CDMA接收機(jī)利用一種正交或非正交的空時(shí)碼來(lái)進(jìn)行操作。
12.一種操作碼分多址(CDMA)接收機(jī)的方法，所述接收機(jī)具有連接到接收來(lái)自N個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)的S個(gè)接收天線的輸入節(jié)點(diǎn)，J個(gè)輸出軟符號(hào)判決的相關(guān)器，其中J＝N乘以被檢測(cè)到的物理信道的數(shù)目；N個(gè)均衡器，每一個(gè)均衡器具有連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的輸入和連接到所述J個(gè)相關(guān)器中關(guān)聯(lián)的一個(gè)相關(guān)器的輸出，所述方法包括為所述發(fā)射天線的每一個(gè)生成信道估計(jì)；以及根據(jù)出現(xiàn)在所述輸入節(jié)點(diǎn)的信號(hào)、所述信道估計(jì)、以及接收到的每個(gè)發(fā)射天線的碼片能量的估計(jì)為所述N個(gè)均衡器中的每一個(gè)確定系數(shù)，所述系數(shù)對(duì)所述均衡器執(zhí)行操作，以便同時(shí)抑制天線間干擾和多用戶干擾，從而就它們對(duì)符號(hào)估計(jì)的惡化影響而言，對(duì)所述天線間干擾和所述多用戶干擾的抑制得到了平衡。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中確定系數(shù)的解是Vn=[R+Σm=1N(Ed,mGd-ET,m)PmPmH]-1Pn,]]>其中，Vn是包含分配給發(fā)射天線n的均衡器的L個(gè)濾波器系數(shù)的矢量，R是加擾序列上平均化的接收信號(hào)的協(xié)方差矩陣的估計(jì)，Ed，m是來(lái)自發(fā)射天線m的物理信道的接收到的每碼片能量，Gd是物理信道的擴(kuò)頻因子，ET，m是來(lái)自發(fā)射天線m的物理信道的總的接收到的每碼片能量，()H是厄密共軛，并且Pn是發(fā)射天線n的信道脈沖響應(yīng)，其中向量Pn包含所有接收天線的脈沖響應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中系數(shù)的確定在碼片級(jí)上進(jìn)行操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中系數(shù)的確定在符號(hào)級(jí)上進(jìn)行操作。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中系數(shù)的確定使用基于最小均方(LMS)或遞歸最小平方(RLS)的算法連續(xù)地更新所述均衡系數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的所述方法，其中系數(shù)的確定以高速下行分組接入(HSDPA)傳輸時(shí)間間隔(TTI)周期性地執(zhí)行。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的所述方法，其中所述CDMA接收機(jī)包括空時(shí)發(fā)射分集(STTD)架構(gòu)的接收機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的所述方法，其中所述CDMA接收機(jī)包括雙空時(shí)發(fā)射分集(STTD)架構(gòu)的接收機(jī)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的所述方法，其中所述CDMA接收機(jī)以符號(hào)速率執(zhí)行均衡。
21.根據(jù)權(quán)利要求12的所述方法，其中所述方法利用一種正交或非正交的空時(shí)碼進(jìn)行操作。
22.一種具有連接到接收來(lái)自N個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)的S個(gè)接收天線的輸入節(jié)點(diǎn)的接收機(jī)，所述接收機(jī)包括用于輸出軟符號(hào)判決的J個(gè)相關(guān)器裝置，其中J＝N乘以被檢測(cè)到的物理信道的數(shù)目；N個(gè)均衡器裝置，其中每一個(gè)均衡器裝置具有連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的輸入和連接到與所檢測(cè)到的所述J個(gè)相關(guān)器裝置的物理信道一樣多的相關(guān)器的輸出；信道估計(jì)器裝置，該裝置具有連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的輸入和N個(gè)輸出，所述輸出表示每一個(gè)所述發(fā)射天線的信道估計(jì)；以及用于為所述N個(gè)均衡器中的每一個(gè)確定系數(shù)的裝置，所述確定裝置包括連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的第一輸入，連接到所述估計(jì)器裝置的所述N個(gè)輸出的第二輸入，以及用于接收每個(gè)發(fā)射天線的接收到的碼片能量估計(jì)的第三輸入，所述確定裝置確定所述系數(shù)，以便操作所述均衡器裝置用以同時(shí)抑制天線間干擾和多用戶干擾，從而就它們對(duì)符號(hào)估計(jì)的惡化影響而言，對(duì)所述天線間干擾和所述多用戶干擾的抑制得到平衡。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的接收機(jī)，其中所述確定裝置用于計(jì)算Vn=[R+Σm=1N(Ed,mGd-ET,m)PmPmH]-1Pn,]]>其中，Vn是包含分配給發(fā)射天線n的均衡器的L個(gè)濾波器系數(shù)的矢量，R是加擾序列上平均化的接收信號(hào)的協(xié)方差矩陣的估計(jì)，Ed，m是來(lái)自發(fā)射天線m的物理信道的接收到的每碼片能量，Gd是物理信道的擴(kuò)頻因子，ET，m是來(lái)自發(fā)射天線m的物理信道的總的接收到的每碼片能量，()H是厄密共軛，并且Pn是發(fā)射天線n的信道脈沖響應(yīng)，其中向量Pn包含所有接收天線的脈沖響應(yīng)。
24.一種包含于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中用于指示計(jì)算機(jī)隨同碼分多址(CDMA)接收機(jī)操作的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述接收機(jī)具有連接到接收來(lái)自N個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)的S個(gè)接收天線的輸入節(jié)點(diǎn)，J個(gè)輸出軟符號(hào)判決的相關(guān)器，其中J＝N乘以被檢測(cè)到的物理信道的數(shù)目；N個(gè)均衡器，其中的每一個(gè)具有連接到所述輸入節(jié)點(diǎn)的輸入和連接到所述J個(gè)相關(guān)器中關(guān)聯(lián)的一個(gè)相關(guān)器的輸出，所述方法包括為所述發(fā)射天線的每一個(gè)生成信道估計(jì)；以及根據(jù)出現(xiàn)在所述輸入節(jié)點(diǎn)的信號(hào)、所述信道估計(jì)、以及接收到的每個(gè)發(fā)射天線的碼片能量的估計(jì)為所述N個(gè)均衡器中的每一個(gè)確定系數(shù)，所述系數(shù)對(duì)所述均衡器執(zhí)行操作，以便同時(shí)抑制天線間干擾和多用戶干擾，從而就它們對(duì)符號(hào)估計(jì)的惡化影響而言，對(duì)所述天線間干擾和所述多用戶干擾的抑制得到了平衡。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中確定系數(shù)的解Vn=[R+Σm=1N(Ed,mGd-ET,m)PmPmH]-1Pn,]]>其中，Vn是包含分配給發(fā)射天線n的均衡器的L個(gè)濾波器系數(shù)的矢量，R是加擾序列上平均化的接收信號(hào)的協(xié)方差矩陣的估計(jì)，Ed，m是來(lái)自發(fā)射天線m的物理信道的接收到的每碼片能量，Gd是物理信道的擴(kuò)頻因子，ET，m是來(lái)自發(fā)射天線m的物理信道的總的接收到的每碼片能量，()H是厄密共軛，并且Pn是發(fā)射天線n的信道脈沖響應(yīng)，其中向量Pn包含所有接收天線的脈沖響應(yīng)。
26.權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中系數(shù)的確定在碼片級(jí)上進(jìn)行操作。
27.權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中系數(shù)的確定在符號(hào)級(jí)上進(jìn)行操作。
28.權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中系數(shù)的確定使用基于最小均方(LMS)或遞歸最小平方(RLS)的算法連續(xù)地更新所述均衡系數(shù)。
29.權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中系數(shù)的確定以高速下行分組接入(HSDPA)傳輸時(shí)間間隔(TTI)周期性地執(zhí)行。
30.權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述CDMA接收機(jī)包括空時(shí)發(fā)射分集(STTD)架構(gòu)的接收機(jī)。
31.權(quán)利要求24中所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述CDMA接收機(jī)包括雙空時(shí)發(fā)射分集(STTD)架構(gòu)的接收機(jī)。
32.權(quán)利要求24中所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述CDMA接收機(jī)以符號(hào)速率執(zhí)行均衡。
33.權(quán)利要求24中所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述方法用一種正交或非正交的空時(shí)碼進(jìn)行操作。
全文摘要
公開(kāi)了一種適合于在WCDMA下行鏈路上使用的多重發(fā)射和接收天線架構(gòu)系統(tǒng)的碼片級(jí)或符號(hào)級(jí)均衡器結(jié)構(gòu)。該均衡器結(jié)構(gòu)考慮天線間干擾和多址干擾屬性的不同，并對(duì)天線間干擾和多址干擾(MAI)都進(jìn)行了抑制?？梢詫?shí)現(xiàn)具有適當(dāng)實(shí)施復(fù)雜度的增強(qiáng)的接收機(jī)性能。根據(jù)本發(fā)明，CDMA接收器架構(gòu)的使用為終端用戶實(shí)現(xiàn)增加的數(shù)據(jù)率。該CDMA接收機(jī)架構(gòu)也可以隨同空時(shí)發(fā)射分集(STTD)系統(tǒng)架構(gòu)使用。
文檔編號(hào)H04B7/04GK1918872SQ200580004786
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月13日
發(fā)明者卡里·奧利, 凱·基伊斯基拉, 雅里·伊利奧伊納斯, 馬克屈·朱恩特蒂 申請(qǐng)人:諾基亞公司