自適應分集合并方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出自適應分集合并方法，包括步驟：接收多路分集信號；根據(jù)所述多路分集信號，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣；獲取非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值以及非對角線元素的平均值；判斷非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的數(shù)值關(guān)系是否滿足預設條件；若是，則根據(jù)IRC準則進行分集合并；若否，則根據(jù)MRC準則進行分集合并。本發(fā)明還提出自適應分集合并裝置，實現(xiàn)簡單而有效，減少了系統(tǒng)計算的復雜度，擴大了分集合并的使用范圍。
【專利說明】自適應分集合并方法和裝置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)領域，特別是涉及自適應分集合并方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，OFDM技術(shù)被廣泛應用于數(shù)字通信領域，特別是無線通信領域。采用OFDM技術(shù)的通信系統(tǒng)，可以提供更高的吞吐量和更好的服務質(zhì)量。在通信小區(qū)的中心區(qū)域，影響系統(tǒng)吞吐量的主要因素是噪聲，主要是指白噪聲，通常認為此時的系統(tǒng)是噪聲受限的。如圖1所示，用戶終端UE1、UE2分別位于小區(qū)I和小區(qū)2的小區(qū)邊緣區(qū)域。對于基站I來說，它會同時收到來自UEl和UE2的信號。如果UEl和UE2在同一頻帶內(nèi)發(fā)送信號。那么，影響基站I接收UEl信號的主要因素，就是來自UE2的同頻信號。也就是說，來自UE2的信號，對基站I接收UEl的信號產(chǎn)生了同頻干擾。在小區(qū)的邊緣，影響系統(tǒng)吞吐量的主要因素是干擾，特別是來自相鄰小區(qū)的同頻干擾，此時認為系統(tǒng)是干擾受限的。
[0003]現(xiàn)在通信系統(tǒng)中的接收機，不論是基站還是終端，都支持多天線的配置。根據(jù)多天線接收到的多路分集信號，按照一定準則進行分集合并，就可以有效地減輕(或者消除)噪聲(和干擾)對信號的影響，提高接收信號的質(zhì)量，以至于提高整個系統(tǒng)的吞吐量和服務質(zhì)量。
[0004]常用的分集合并準則主要有兩種:MRC (Maximum Ratio Combining,最大比合并)和IRC (Interferecne Rejection Combining,干擾抑制合并)。其中，MRC準則適用于噪聲為主的系統(tǒng)環(huán)境，而IRC準則適用于干擾為主的系統(tǒng)環(huán)境。
[0005]目前的一種分集合并方法，可以根據(jù)當時的系統(tǒng)環(huán)境，實時地選擇合適的合并準貝U。但是，該方法是在時域中進行了多次判斷，并且該方法只適用于2路分集信號的合并。這樣，不僅限制了該合并方法的使用范圍，而且增加了系統(tǒng)計算的復雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種自適應分集合并方法，實現(xiàn)簡單而有效，減少了系統(tǒng)計算的復雜度，擴大了分集合并的使用范圍。
[0007]自適應分集合并方法，包括步驟:
[0008]接收多路分集信號；
[0009]根據(jù)所述多路分集信號，計算噪聲干擾協(xié)方差矩陣；
[0010]獲取噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值以及非對角線元素的平均值；
[0011]判斷非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的數(shù)值關(guān)系是否滿足預設條件；
[0012]若是，則根據(jù)IRC準則進行分集合并；若否，則根據(jù)MRC準則進行分集合并。
[0013]本發(fā)明方法根據(jù)多路分集信號計算噪聲干擾協(xié)方差矩陣，再計算噪聲協(xié)防差矩陣主對角元素的平均值和非對角元素的平均值；然后根據(jù)這兩種平均值進行條件判決，若符合預定條件，則根據(jù)IRC準則進行分集合并；否則根據(jù)MRC準則進行分集合并。
[0014]本發(fā)明的目的還在于提供一種自適應分集合并裝置，實現(xiàn)簡單而有效，減少了系統(tǒng)計算的復雜度，擴大了分集合并的使用范圍。
[0015]自適應分集合并裝置，包括:
[0016]接收單元，用于接收多路分集信號；
[0017]計算單元，用于根據(jù)所述多路分集信號，計算噪聲干擾協(xié)方差矩陣；
[0018]獲取單元，用于獲取噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值以及非對角線元素的平均值；
[0019]判斷單元，用于判斷非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的數(shù)值關(guān)系是否滿足預設條件；若判斷結(jié)果為是，則通知第一分集合并單元進行分集合并；若判斷結(jié)果為否，則通知第二分集合并單元進行分集合并；
[0020]所述第一分集合并單元，用于根據(jù)IRC準則進行分集合并；
[0021]所述第二分集合并單元，用于根據(jù)MRC準則進行分集合并。
[0022]本發(fā)明裝置根據(jù)多路分集信號計算噪聲干擾協(xié)方差矩陣，再計算噪聲協(xié)防差矩陣主對角元素的平均值和非對角元素的平均值；然后根據(jù)這兩種平均值進行條件判決，若符合預定條件，則根據(jù)IRC準則進行分集合并；否則根據(jù)MRC準則進行分集合并。
[0023]本發(fā)明提出的自適應分集合并方法和裝置，其有益效果:
[0024]本發(fā)明可以根據(jù)當前的系統(tǒng)環(huán)境，自適應地選擇進行合并準則(MRC或者IRC)。這樣，本發(fā)明中的合并方法既適用于噪聲為主的環(huán)境，又適用于干擾為主的環(huán)境；且使用合并準則判決可以直接利用噪聲干擾協(xié)方差矩陣，簡單而有效，減少了系統(tǒng)的復雜度和計算延遲。而且，該方法適用于多路(大于等于2)分集信號的情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為小區(qū)間用戶干擾示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明方法的一個實施例流程圖；
[0027]圖3為本發(fā)明裝置的一個結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為便于理解，下面將結(jié)合附圖進行闡述。
[0029]請參考圖2，本發(fā)明提出自適應分集合并方法，包括步驟:
[0030]SlOl、接收多路分集信號；
[0031]多路分集信號可以由參考信號和非參考信號組成，也可以只由非參考信號組成。其中，參考信號是收、發(fā)兩端均已知的、用于輔助接收(信道估計、噪聲干擾矩陣計算)的序列，又稱為訓練序列；非參考信號就是發(fā)送端發(fā)送的，需要接收端通過均衡、解調(diào)、解碼等過程才能得到的數(shù)據(jù)序列。
[0032]S102、根據(jù)多路分集信號，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣；
[0033]S103、獲取非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角元素的平均值、非對角元素的平均值；
[0034]S104、判斷上述2種平均值間的數(shù)值關(guān)系是否滿足預定條件；[0035]判斷非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的數(shù)值關(guān)系是否滿足預設條件；若是，則進行S105 ;若否，則進行S106。其中，非主對角元素，指的是，在噪聲干擾協(xié)方差矩陣中，除了主對角元素外的元素。
[0036]S105、根據(jù)IRC準則進行分集合并；
[0037]其中，IRC準則為干擾抑制合并準則。
[0038]S106、根據(jù)MRC準則進行分集合并。
[0039]其中，MRC準則為最大比合并準則。
[0040]本發(fā)明方法根據(jù)多路分集信號計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣，再計算非參考信號噪聲協(xié)防差矩陣主對角元素的平均值和非對角元素的平均值；然后根據(jù)這兩種平均值進行條件判決，若符合預定條件，則根據(jù)IRC準則進行分集合并；否則根據(jù)MRC準則進行分集合并。
[0041]本發(fā)明提出的自適應分集合并方法，其有益效果:
[0042]本發(fā)明可以根據(jù)當前的系統(tǒng)環(huán)境，自適應地選擇進行合并準則(MRC或者IRC)。這樣，本發(fā)明中的合并方法既適用于噪聲為主的環(huán)境，又適用于干擾為主的環(huán)境；且使用合并準則判決可以直接利用噪聲干擾協(xié)方差矩陣，簡單而有效，減少了系統(tǒng)的復雜度和計算延遲。而且，該方法適用于多路(大于等于2)分集信號的情況。
[0043]在其中一個實施例中，上述步驟S103包括:
[0044]根據(jù)公式-Jdmg = ￡φ；,.|)，計算非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值；
[0045]根據(jù)公式=E(IrijI)，計算非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的非對角線元素的平均值；
[0046]其中，巧_為非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值；^L—,胃為非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的非對角線元素的平均值；1 < i SN，I < j SN，i〈j，N是分集信號的路數(shù)；rii為非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的第i行、第i列元素，即為天線i的、噪聲干擾的自相關(guān)系數(shù)為非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的第i行、第j列元素，即為天線i的、噪聲干擾的互相關(guān)系數(shù)。
[0047]在其中一個實施例中，上述步驟S104包括:
[0048]計算非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的比值，若該比值大于第一預定比值，則判斷為滿足預設條件；若該比值小于或者等于第一預定比值，則判斷為不滿足預設條件；
[0049]具體的，非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值設為凡^，
非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的非對角線元素的平均值設為進行判決時根據(jù)以下判決式進行判決:
P non—diog *
[0050]->Αι其中，A1為第一預定比值；并且一般設X1 ￡ (0,10];若_ 和
PdWg ；Pdiog
?__~滿足上式，則判斷符合預設條件；若Pdi(^PP_-di()g不滿足上式，則判斷不符合預設條件。[0051]或者，計算主對角線元素的平均值與非對角線元素的平均值的比值，若該比值小于第二預定比值，則判斷為滿足預設條件；若該比值大于或者等于第二預定比值，則判斷為不滿足預設條件；
[0052]其中，第一預定比值與第二預定比值互為倒數(shù)關(guān)系。
[0053]具體的，非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值設為Pcfeis
非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的非對角線元素的平均值設力八_4?，則進行判決時根據(jù)以下判決式進行判決:
[0054]
【權(quán)利要求】
1.自適應分集合并方法，其特征在于，包括步驟: 接收多路分集信號； 根據(jù)所述多路分集信號，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣； 獲取非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值，以及非對角線元素的平均值； 判斷非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的數(shù)值關(guān)系，是否滿足預設條件； 若是，則根據(jù)IRC準則進行分集合并；若否，則根據(jù)MRC準則進行分集合并。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應分集合并方法，其特征在于，所述獲取噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值以及非對角線元素的平均值的步驟包括: 根據(jù)公式.，_ =￡(\ru\)，計算非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值； 根據(jù)公式=玢|^|)，計算非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的非對角線元素的平均值； 其中?力非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值為非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的非對角線元素的平均值；1 < i < N，I < j < N，i〈j，N是分集信號的路數(shù)；rii為非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的第i行、第i列元素；rij為非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣的第i行、第j列元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應分集合并方法，其特征在于，所述判斷非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的數(shù)值關(guān)系，是否滿足預設條件的步驟包括: 計算非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的比值，若該比值大于第一預定比值，則判斷為滿足預設條件；若該比值小于或者等于所述第一預定比值，則判斷為不滿足預設條件； 或者，計算主對角線元素的平均值與非對角線元素的平均值的比值，若該比值小于第二預定比值，則判斷為滿足預設條件；若該比值大于或者等于所述第二預定比值，則判斷為不滿足預設條件； 其中，所述第一預定比值與所述第二預定比值互為倒數(shù)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的自適應分集合并方法，其特征在于，所述根據(jù)多路分集信號，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的步驟具體為: 根據(jù)公式:R = YYH，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣；其中，R是所述非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣；Υ是所述多路分集信號的非參考信號的接收序列；上標H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置變換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的自適應分集合并方法，其特征在于，` 所述根據(jù)多路分集信號，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的步驟具體為: 從所述多路分集信號中，獲取參考信號的發(fā)送序列和接收序列； 根據(jù)所述發(fā)送序列和所述接收序列，進行信道估計得到參考信號的信道響應矩陣； 根據(jù)公式:RKS = (Yes-Hes -Xes) (Yes-Hes.ΧΚ)Η，計算參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣；其中，Rks是參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣，Yes是所述參考信號的接收序列；XKS是所述參考信號的發(fā)送序列；HKS是所述參考信號的信道響應矩陣；上標H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置變換；根據(jù)所述參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣獲得非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣R。
6.自適應分集合并裝置，其特征在于，包括: 接收單元，用于接收多路分集信號； 計算單元，用于根據(jù)所述多路分集信號，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣； 獲取單元，用于獲取非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值，以及非對角線元素的平均值； 判斷單元，用于判斷非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的數(shù)值關(guān)系，是否滿足預設條件；若判斷結(jié)果為是，則通知第一分集合并單元進行分集合并；若判斷結(jié)果為否，則通知第二分集合并單元進行分集合并； 所述第一分集合并單元，用于根據(jù)IRC準則進行分集合并； 所述第二分集合并單元，用于根據(jù)MRC準則進行分集合并。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自適應分集合并裝置，其特征在于，所述獲取單元獲取非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值以及非對角線元素的平均值時， 根據(jù)公式=￡(b,|)，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值； 根據(jù)公式JL—-g =%|)，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的非對角線元素的平均值； 其中力非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的主對角線元素的平均值為非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的非對角線元素的平均值；1 < i < N，1 < j < N，i〈j，N是分集信號的路數(shù)為非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的第i行、第i列元素為非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣的第i行、第j列元素。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自適應分集合并裝置，其特征在于，所述判斷單元判斷非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的數(shù)值關(guān)系，是否滿足預設條件時， 計算非對角線元素的平均值與主對角線元素的平均值的比值，若該比值大于第一預定比值，則判斷為滿足預設條件；若該比值小于或者等于所述第一預定比值，則判斷為不滿足預設條件； 或者，計算主對角線元素的平均值與非對角線元素的平均值的比值，若該比值小于第二預定比值，則判斷為滿足預設條件；若該比值大于或者等于所述第二預定比值，則判斷為不滿足預設條件； 其中，所述第一預定比值與所述第二預定比值互為倒數(shù)關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項所述的自適應分集合并裝置，其特征在于，所述計算單元根據(jù)多路分集信號，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣時， 根據(jù)公式:R = YYH，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣；其中，R是所述非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣；Υ是所述多路分集信號的非參考信號的接收序列；上標H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置變換。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項所述的自適應分集合并裝置，其特征在于， 所述計算單元根據(jù)多路分集信號，計算非參考信號噪聲干擾協(xié)方差矩陣時，從所述多路分集信號中，獲取參考信號的發(fā)送序列和接收序列； 根據(jù)所述發(fā)送序列和所述接收序列，進行信道估計得到參考信號的信道響應矩陣；根據(jù)公式:RKS=(YKS-HKS.XES) (Yes-Hes.XKS)H，計算參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣；其中，Rks是參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣，Yes是所述參考信號的接收序列；XKS是所述參考信號的發(fā)送序列；HKS是所述參考信號的信道響應矩陣；上標H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置變換；根據(jù)所述參考信號的噪聲`干擾協(xié)方差矩陣獲得非參考信號的噪聲干擾協(xié)方差矩陣R。
【文檔編號】H04B7/08GK103873129SQ201210546461
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】秦偉, 刁穗東, 付杰尉, 劉旻 申請人:京信通信系統(tǒng)（中國）有限公司