利用冲突干扰消除的信道估计的方法和设备

申请号 CN201410295179.8 申请日 2014-06-27 公开(公告)号 CN104253777B 公开(公告)日 2017-12-26
申请人 英特尔德国有限责任公司; 发明人 S.费希特尔; A.布里;
摘要 本 发明 涉及利用冲突干扰消除的信道估计的方法和设备。所述方法包括接收包括符号‑载波矩阵的 信号 ,所述符号‑载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;基于用已知参考符号对接收参考符号进行解调来确定第一信道估计矢量;以及通过将第一信道估计矢量与干扰消除矩阵相乘来确定第二信道估计矢量,其中第二信道估计矢量包括目标参考符号的 位置 处的经干扰消除的信道估计。
权利要求

1.一种多载波通信系统中的信道估计的方法,所述通信系统包括多个源,所述方法包括:
接收包括符号-载波矩阵的信号,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;
基于用已知参考符号对接收参考符号进行解调来确定第一信道估计矢量;以及通过提供权重分量矢量和串扰分量矢量、以及通过将第一信道估计矢量与干扰消除矩阵相乘来确定第二信道估计矢量,所述权重分量矢量和所述串扰分量矢量这二者均涉及数量为N的参考符号位置,所述参考符号位置包括在所述符号-载波矩阵中的目标参考符号和布置在所述目标参考符号的环境中的N-1个参考符号,其中第二信道估计矢量包括目标参考符号的位置处的经干扰消除的信道估计。
2.根据权利要求1的方法,其中
每一个已知参考符号包括伪随机的PSK、QPSK或QAM比特序列,其中每一个比特序列表示所述源中的一个。
3.根据权利要求1的方法,其中
所述第一信道估计矢量包括对应于源的数量的数量为S的第一信道估计,并且每一个第一信道估计与所述源中的一个相关联。
4.根据权利要求3的方法,其中
每一个第一信道估计基于参考符号矢量和权重分量矢量之间的标量积而确定,其中所述参考符号矢量包括用一个特定已知的源有关的参考符号解调的接收参考符号,并且所述权重分量矢量包括接收参考符号的权重分量。
5.根据权利要求4的方法,其中
所述权重分量基于多普勒估计和延迟扩展估计中的一个或多个而确定。
6.根据权利要求4的方法,其中
所述参考符号矢量包括对应于数量为N的参考符号位置的数量为N的接收参考符号,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中的目标参考符号和布置在所述目标参考符号的环境中的N-1个参考符号。
7.根据权利要求1的方法,其中
所述干扰消除矩阵基于所述权重分量矢量与所述串扰分量矢量之间的标量积而确定,其中所述权重分量矢量包括在N个参考符号位置处的接收参考符号的权重分量并且所述串扰分量矢量包括分别在N个参考符号位置处的不同的已知参考符号之间的串扰分量。
8.根据权利要求1的方法,进一步包括:
通过基于所述目标参考符号位置处的经干扰消除的信道估计的内插而确定另外的信道估计。
9.根据权利要求1的方法,其中
所述方法在操作在同构网络或异构网络内的用户设备中执行。
10.一种多载波通信系统中的干扰消除的方法,所述通信系统包括服务小区和至少一个邻近小区,所述方法包括:
接收包括符号-载波矩阵的信号,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;
确定第一信道估计,每一个第一信道估计与服务小区和至少一个邻近小区中的一个相关联;
通过用干扰消除矩阵对第一信道估计进行滤波来确定目标参考符号处的第二信道估计;以及
提供在数量为N的参考符号位置处的权重分量和串扰分量,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中的目标参考符号和布置在所述目标参考符号的环境中的N-1个参考符号;
以及
利用所述权重分量和串扰分量以用于确定所述第一信道估计和所述第二信道估计。
11.根据权利要求10的方法,其中
所述第一信道估计包括残余干扰分量,并且
所述第二信道估计无干扰分量。
12.根据权利要求10的方法,进一步包括:
基于传输条件而选择预存储的权重分量的特定集合。
13.根据权利要求10的方法,其中
所述方法在用户设备中执行并且服务小区和至少一个邻近小区中的一个或多个为宏eNodeB、微微eNodeB、毫微微eNodeB和中继器
14.一种用于多载波通信系统的设备,所述通信系统包括分别布置在服务小区和至少一个邻近小区中的多个源,所述设备包括:
天线端口,其被配置成接收包括符号-载波矩阵的信号,所述符号载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;
第一信道估计单元,其被配置成基于用已知参考符号对接收参考符号进行解调来确定第一信道估计矢量;以及
第二信道估计单元,其被配置成通过提供权重分量矢量和串扰分量矢量、以及通过将第一信道估计矢量与干扰消除矩阵相乘来确定第二信道估计矢量,所述权重分量矢量和所述串扰分量矢量这二者均涉及数量为N的参考符号位置,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中的目标参考符号和布置在所述目标参考符号的环境中的N-1个参考符号,其中所述第二信道估计矢量包括所述目标参考符号的位置处的经干扰消除的信道估计。
15.根据权利要求14的设备,其中
所述设备包括至少一个解调单元,其被配置成用已知参考符号对接收参考符号进行解调。
16.根据权利要求14的设备,其中
所述设备进一步包括存储单元,其被配置成存储数量为N的参考符号位置的权重分量,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中的目标参考符号和布置在所述目标参考符号的环境中的N-1个参考符号。
17.根据权利要求14的设备,其中
所述设备进一步包括存储单元,其被配置成存储干扰消除矩阵。
18.根据权利要求14的设备,其中
所述第二信道估计单元包括计算单元,其被配置成计算第二信道估计矢量。
19.一种用于多载波通信系统的用户设备,所述通信系统包括服务小区和至少一个邻近小区,所述用户设备包括:
天线端口,其被配置成接收包括符号-载波矩阵的信号,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号;
第一信道估计单元,其被配置成确定第一信道估计,每一个第一信道估计与服务小区和至少一个邻近小区中的一个相关联;
第二信道估计单元,其被配置成通过用干扰消除矩阵对第一信道估计进行滤波来确定第二信道估计;以及
被配置成存储干扰串扰矩阵的存储单元和被配置成基于所述干扰串扰矩阵而计算所述干扰消除矩阵的计算单元。
20.根据权利要求19的用户设备,进一步包括:
至少一个解调单元,其被配置成用已知参考符号对接收参考符号进行解调。
21.根据权利要求19的用户设备,其中
所述用户设备进一步包括存储单元,其被配置成存储数量为N的参考符号位置的权重分量,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中的目标参考符号和布置在所述目标参考符号的环境中的N-1个参考符号。
22.根据权利要求19的用户设备,其中
所述第二信道估计单元包括计算单元,其被配置成计算第二信道估计矢量。
23.一种多载波通信系统中的信道估计的装置,所述通信系统包括多个源,所述装置包括:
用于接收包括符号-载波矩阵的信号的部件,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;
用于基于用已知参考符号对接收参考符号进行解调来确定第一信道估计矢量的部件;
以及
用于通过提供权重分量矢量和串扰分量矢量、以及通过将第一信道估计矢量与干扰消除矩阵相乘来确定第二信道估计矢量的部件,所述权重分量矢量和所述串扰分量矢量这二者均涉及数量为N的参考符号位置,所述参考符号位置包括在所述符号-载波矩阵中的目标参考符号和布置在所述目标参考符号的环境中的N-1个参考符号,其中第二信道估计矢量包括目标参考符号的位置处的经干扰消除的信道估计。
24.根据权利要求23的装置,其中
每一个已知参考符号包括伪随机的PSK、QPSK或QAM比特序列,其中每一个比特序列表示所述源中的一个。
25.根据权利要求23的装置,其中
所述第一信道估计矢量包括对应于源的数量的数量为S的第一信道估计,并且每一个第一信道估计与所述源中的一个相关联。
26.根据权利要求25的装置,其中
每一个第一信道估计基于参考符号矢量和权重分量矢量之间的标量积而确定,其中所述参考符号矢量包括用一个特定已知的源有关的参考符号解调的接收参考符号,并且所述权重分量矢量包括接收参考符号的权重分量。
27.根据权利要求26的装置,其中
所述权重分量基于多普勒估计和延迟扩展估计中的一个或多个而确定。
28.根据权利要求26的装置,其中
所述参考符号矢量包括对应于数量为N的参考符号位置的数量为N的接收参考符号,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中的目标参考符号和布置在所述目标参考符号的环境中的N-1个参考符号。
29.根据权利要求23的装置,其中
所述干扰消除矩阵基于所述权重分量矢量与所述串扰分量矢量之间的标量积而确定,其中所述权重分量矢量包括在N个参考符号位置处的接收参考符号的权重分量并且所述串扰分量矢量包括分别在N个参考符号位置处的不同的已知参考符号之间的串扰分量。
30.根据权利要求23的装置,进一步包括:
用于通过基于所述目标参考符号位置处的经干扰消除的信道估计的内插而确定另外的信道估计的部件。
31.根据权利要求23的装置,其中
所述装置在操作在同构网络或异构网络内的用户设备中实现。
32.一种多载波通信系统中的干扰消除的装置,所述通信系统包括服务小区和至少一个邻近小区,所述装置包括:
用于接收包括符号-载波矩阵的信号的部件,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;
用于确定第一信道估计的部件,每一个第一信道估计与服务小区和至少一个邻近小区中的一个相关联;
用于通过用干扰消除矩阵对第一信道估计进行滤波来确定目标参考符号处的第二信道估计的部件;
用于提供在数量为N的参考符号位置处的权重分量和串扰分量的部件,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中的目标参考符号和布置在所述目标参考符号的环境中的N-1个参考符号;以及
用于利用所述权重分量和串扰分量以用于确定所述第一信道估计和所述第二信道估计的部件。
33.根据权利要求32的装置,其中
所述第一信道估计包括残余干扰分量,并且
所述第二信道估计无干扰分量。
34.根据权利要求32的装置,进一步包括:
用于基于传输条件而选择预存储的权重分量的特定集合的部件。
35.根据权利要求32的装置,其中
所述装置在用户设备中实现并且服务小区和至少一个邻近小区中的一个或多个为宏eNodeB、微微eNodeB、毫微微eNodeB和中继器。
36.一种计算机可读介质,包括存储于其上的指令,所述指令在被执行时促使计算设备执行根据权利要求1-13中任一项所述的方法。

说明书全文

利用冲突干扰消除的信道估计的方法和设备

技术领域

[0001] 本文描述的实施例大体上涉及多载波通信系统,并且更具体地涉及在多载波通信系统中的信道估计的方法、多载波通信系统中的干扰消除的方法、用于多载波通信系统的设备以及用于多载波通信系统的用户设备。

背景技术

[0002] 多载波通信系统,特别是无线多载波通信网络,可以包括能够支持用于许多用户设备(UE)的通信的许多基站。UE可以经由下行链路和上行链路与基站进行通信。下行链路指的是从基站到UE的通信链路,而上行链路指的是从UE到基站的通信链路。基站可以在下行链路上向UE发送数据和控制信息和/或可以在上行链路上从UE接收数据和控制信息。
[0003] 在下行链路上,来自基站的传输可能由于来自邻居基站的传输而遭遇干扰。由于对移动宽带接入的需求继续增加,干扰的可能性随着更多的UE接入长距离无线通信网络以及部署在社区中的更多的短距离无线系统而增长。这种干扰可能使下行链路和上行链路二者上的性能降级。研发不仅继续将技术提升到满足针对移动宽带接入的日益增长的需求,而且提升和增强在移动通信的用户体验。附图说明
[0004] 附图被包括在内以提供实施例的进一步理解并且被并入本说明书中以及构成本说明书的一部分。各图图示了实施例并且与描述一起服务于解释实施例的原理。其它实施例和实施例的许多预期优点将易于领会,因为通过参照以下详细描述它们变得更好理解。相同的附图标记标明对应的类似部分。
[0005] 图1图示了包括宏小区、微微小区和毫微微小区的混合同构和异构网络的示意图。
[0006] 图2示出了具有下行链路小区间干扰的基本OFDM传输系统的示意性框图表示。
[0007] 图3a、b示意性地图示了用于单输入单输出(SISO)天线配置的符号-载波矩阵(a)和用于多输入多输出(MIMO)天线配置的符号-载波矩阵(b)。
[0008] 图4示出了用于多载波通信系统的示例性装置的示意性框图表示。
[0009] 图5示出了用于图示信道估计和干扰消除的示例的示意性框图表示。
[0010] 图6示出了包括目标参考符号和许多另外的参考符号的符号-载波矩阵,其用于图示信道估计和干扰消除的滤波过程。
[0011] 图7图示了包括信道估计器的无线通信系统的示意性框图表示。

具体实施方式

[0012] 在以下详细描述中,对形成其部分的附图做出参考,并且在附图中通过图示的方式示出其中可以实践本公开的特定方面。应该理解的是,可以利用其它方面并且在不脱离于本公开的范围的情况下可以做出结构或逻辑上的改变。因此,下述详细描述不被视为限制意义,并且本公开的范围由随附的权利要求限定。
[0013] 异构网络可以利用为了改善每单位面积的频谱效率而部署的不同基站的混合。这样的分层网络部署可以包括通常以高功率平(5-40W)进行传输的宏基站的有规律的布~置,其重叠有通常以较低功率水平( 100mW-2W)进行传输的若干微微小区、毫微微小区和中~
继器。较低功率小区可以被部署成消除宏小区中的覆盖空洞以及提供热点处的效率。
[0014] 在异构网络中,低和高功率基站之间可能存在差异,这可以导致数据率的不公平分布和网络中用户终端之中的不平均的用户体验。宏小区传输可以通过资源划分来使用与低功率节点相同的时间-频率资源而被约束(增强小区间干扰协调,eICIC)。可以在频域中通过使用载波聚合或者在时域中通过使用几乎空白子(ABS)来进行资源划分。
[0015] 本文将使用以下术语、缩写和记法:
[0016] eICIC:增强小区间干扰协调,
[0017] CRS:小区特定参考信号
[0018] GI:保护间隔,
[0019] RE:资源元素,
[0020] IC:干扰消除,
[0021] MMSE:最小均方差,
[0022] AP:天线端口
[0023] SINR:信干噪比
[0024] LTE:长期演进,
[0025] LTE-A:高级LTE,LTE的发行版本10和更高版本,
[0026] RF:射频,
[0027] UE:用户设备,
[0028] MBSFN:通过单频网的多播/广播,
[0029] INR:干扰噪声比,
[0030] EVA:扩展车载A信道,
[0031] QPSK:四相相移键控,
[0032] QAM:四相幅度调制,
[0033] RBSF:资源子帧,即在频率方向中的资源块乘以在时间方向中的子帧,[0034] BER:误比特率,
[0035] BLER:误块率,
[0036] EVA5:“扩展车载A模型”根据3GPP技术规范36.101 V11.3.0的使用5Hz多普勒频率的多径衰落传播条件,
[0037] ETU5:“扩展的典型城市模型”根据3GPP技术规范36.101 V11.3.0的使用5Hz多普勒频率的多径衰落传播条件。
[0038] 本文描述的方法和装置可以基于二维信号图案和参考资源元素。要理解,结合所描述的方法做出的说明对配置成执行该方法的对应装置也是适用的,并且反之亦然。例如,如果特定方法步骤被描述,那么对应的装置可以包括执行所描述的方法步骤的单元,即便这样的单元并未显明地描述或图示在附图中。另外,要理解,本文描述的各种示例性方面的特征可以彼此组合,除非另行特别地指出。
[0039] 本文描述的方法和设备可以实现在无线通信网络中,特别是基于LTE和/或OFDM标准的通信网络。以下描述的方法和设备还可以实现在移动设备(或移动站或用户设备(UE))或基站(NodeB,eNodeB)中。所描述的设备可以包括集成电路和/或无源器件,并且可以根据各种技术进行制造。例如,电路可以被设计为逻辑集成电路、模拟集成电路、混合信号集成电路、光学电路、存储器电路和/或集成无源器件。
[0040] 本文描述的方法和设备可以被配置成发射和/或接收无线电信号。无线电信号可以是或可以包括无线电发射设备(或无线电发射器或发送器)以处于大约3Hz到大约300GHz的范围的无线电频率来辐射射频信号频率范围可以对应于用于产生和检测无线电波的交流电信号的频率。
[0041] 本文描述的方法和设备可以被设计成实现诸如例如长期演进(LTE)标准之类的移动标准。LTE(作为4G LTE推向市场)是针对用于移动电话和数据终端的高速数据的无线通信的标准。它基于GSM/EDGE和UMTS/HSPA网络技术并使用连同核心网络改进的不同无线电接口来增加容量和速度。
[0042] 在下文中描述了正交频分多路复用(OFDM)系统。OFDM是用于在多个载波频率上对数字数据进行编码的方案。OFDM已经发展成为用于宽带数字通信的普遍方案,无论是无线的还是通过导线,其使用在诸如数字电视和音频广播、DSL宽带互联网接入、无线网络和4G移动通信之类的应用中。OFDM是用作数字多载波调制方法的频分复用(FDM)方案。大量紧密间隔的正交子载波信号可以被用于携带数据。正交性可以防止子载波之间的串扰。数据可以被划分成若干并行数据流或信道,每个子载波一个。每个子载波可以用以低符号速率的常规调制方案(诸如四相幅度调制或相移键控之类)加以调制,从而在相同带宽中维持类似于常规单载波调制方案的总数据速率。OFDM可以在本质上等同于编码OFDM(COFDM)和离散多音调制(DMT)。
[0043] 图1示出了无线通信网络100,其包括许多小区110、120、130,在它们之中例如宏小区110、微微小区120以及毫微微小区130。宏小区110中的每一个包括基站110a,微微小区中的每一个包括基站120a,并且毫微微小区130中的每一个包括基站130a。宏小区110一般覆盖相对大的地理区域(例如半径几千米),微微小区120将一般覆盖相对较小的地理区域,并且毫微微小区130也将一般覆盖相对小的地理区域(例如家庭)。不同类型的基站110a、120a和130a可以具有不同的发射功率水平、不同的覆盖面积以及对无线网络100中的干扰的不同影响。以下描述的实施例适用于同构网络、异构网络和混合同构与异构网络。
[0044] UE 140被分散遍及无线网络100,并且每个UE 140可以是静止的或移动的。UE 140可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地回路站、平板等等。UE 140可能能够与宏小区110、微微小区120或毫微微小区130的基站110a、120a和130a中的一个或多个进行通信。在UE 140的无线连接的每个时间点处,小区之一充当服务小区而服务小区附近的其它小区充当邻近小区,这意味着在UE 140和邻近小区中的一个或多个之间可能发生干扰传输。
[0045] 无线通信网络100可以基于LTE标准。LTE可以在下行链路上利用正交频分多路复用(OFDM)。
[0046] 诸如LTE之类的蜂窝网络由高频率复用(最大化网络容量)和因此的高水平的小区间干扰来表征。这个问题在异构网络(HetNet)中被加重,其中宏小区和微微小区/毫微微小区必须在相同频谱上共存。用户设备(UE)移动终端遭受源自如图1中示出的那些的多个基站(BS,或演进的节点B(eNB))的强烈的共信道干扰,这要求用于在物理层上消除或减轻强烈的共信道干扰信号的高级解决方案。
[0047] 图2示出了遭受来自S源(一个期望信号,S-1干扰者)的小区间干扰的示例性(MIMO)OFDM传输系统200。
[0048] 每个eNB发射器(Tx)20包括用于在数据和导频符号之间多路复用的多路复用器21,用于在数据或导频符号上执行反傅里叶变换的IDFT(反离散傅里叶变换)单元22,以及用于向OFDM符号添加保护间隔的GI(保护间隔)单元23,并且形成一个或多个(MIMO)并行OFDM符号流的序列(为了清楚起见,这里遗漏流/天线索引),其中源自终端s(索引s=1,…,S)的每个OFDM符号包括K个频域子载波样本xs,p,其中p=(l,k)是资源元素(RE)的2D位置,其中OFDM符号(时间)索引l=0,1,2,…并且子载波(频率)索引k=0,…,K-1。通常,许多输入样本xs,p是有效载荷数据符号(PSK/QAM),其它为出于信道估计的目的而多路复用到数据流中的导频或参考符号(RS)。在UE接收器(Rx)30中,经由K-DFT(离散傅里叶变换)OFDM解调器32将接收信号变换回到频域。对于同步小区间干扰的有关eICIC的情况,(此处每个MIMO OFDM符号流的)接收的和OFDM解调的信号(解调器33)被给定为
[0049](1)
[0050] 其中xs,p和yp分别为发射和接收的QAM/PSK符号,hs,p为2D信道传递函数样本,并且np为加性噪声。解调器33的输出与信道估计单元34和均衡检测单元35连接。为了信道估计的规律性和接近均匀的性能,参考符号(RS)通常以规律的图案被布置,如下文中所示。
[0051] 参照图3a、b,示出用于SISO配置(a)和用于MIMO 2×2配置的符号-载波矩阵的示意性表示。为了促进信道估计,在符号-载波矩阵的时间-频率网格中的特定位置处插入已知符号(称为导频)。在其中在频率方向上导频间距等于六个OFDM符号而在时间方向上包含导频的每个时隙中存在与彼此成4和3个OFDM符号的距离的两个OFDM符号的情况下,所得到的二维导频图案在图3a中示出。
[0052] 图3b图示了用于2×2天线配置的导频网格。当天线端口0传输其导频符号时,另一天线静默。这暗示了来自两个天线端口的导频传输完全正交,即MIMO信道估计是SISO信道估计技术的简单扩展。
[0053] 在存在同步的小区间干扰的情况下,干扰RE信号y2…S,p与有用RE信号y1,(p 等式1)冲突。所谓的侵略者CRS可能与有用CRS或者与有用数据符号冲突。冲突CRS(C-CRS)的前一种情况是这里特别感兴趣的。
[0054] 在LTE中,不同小区的CRS被不同地调制,即CRS符号xs,p采自伪随机PSK/QAM(这里是QPSK)序列,其对于信号s=1,…,S是不同的。经由它们的小区ID(通过小区搜索检测),所有有关的冲突CRS传输信号(有用的或干扰者)是已知的。本公开呈现了在给定接收的CRS样本yp、CRS调制序列xs,p和衰落信道时间/频率选择性统计量(多普勒频谱、延迟功率分布(delay power profile))的一些知识的情况下估计所有信号(有用的和干扰的二者)的未知衰落信道样本hs,p的集合的一种新方法。
[0055] 图4示出了用于图示根据示例用于多载波通信系统的设备的示意性框图。如之前所解释的,通信系统包括分别布置在服务小区和至少一个邻近小区中的许多源S。图4的设备400包括被配置成从连接至天线端口410的天线接收信号yp的天线端口410,所述信号yp包括诸如描绘在图3a、b之一中的那个之类的符号-载波矩阵。符号-载波矩阵包括像例如小区参考符号(CRS)那样的预定图案的参考符号,其中参考符号包括目标参考符号,针对其确定被干扰消除的信道估计。
[0056] 图4的设备400还包括第一信道估计单元420,其被配置成基于利用已知参考符号(即表示不同源的已知的发射比特序列)对接收参考符号yp进行解调来确定第一信道估计矢量。
[0057] 图4的设备400还包括第二信道估计单元430,其被配置成通过将第一信道估计矢量与干扰消除矩阵相乘来确定第二信道估计矢量,其中第二信道估计矢量包括在目标参考符号的位置处的经干扰消除的信道估计。
[0058] 图4的设备400还可以包括至少一个解调单元421,其被配置成利用已知参考符号(即已知比特序列)来对接收参考符号yp进行解调。解调单元421可以是第一信道估计单元420的部分,或者替换地,它还可以被布置成与设备400中的第一估计单元420分离。如将在稍后示出的,必须利用不同源的已知比特序列来执行许多解调操作。这些解调操作可以在相应数量的不同解调单元中同时执行,或者解调操作可以通过使用操作在多路复用模式中的一个单个解调单元来相继地执行。
[0059] 图4的设备400还可以包括第一存储单元440,其被配置成存储数目为N的参考符号位置的权重分量,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中部署在目标参考符号的环境中的目标参考符号和N-1个参考符号。存储单元440可以与第一估计单元420连接以用于将权重分量递送到第一估计单元420。第一估计单元420还可以被配置成利用权重分量以用于确定第一信道估计。以下将解释进一步的细节。
[0060] 图4的设备400还可以包括被配置成存储干扰串扰矩阵的第二存储单元450和被配置成基于干扰串扰矩阵计算干扰消除矩阵的计算单元460。第二存储单元450可以耦合到计算单元460以便将干扰串扰矩阵递送到计算单元460,并且计算单元460可以耦合到第二估计单元430以便将经计算的干扰计算矩阵递送到第二估计单元430。此外,第二信道估计单元430可以包括计算单元431,其被配置成基于第一信道估计矢量和干扰消除矩阵而计算第二信道估计矢量,如将在稍后示出的那样。
[0061] 图5示出了用于图示根据实施例在多载波通信系统中的信道估计方法的示意性框图。
[0062] 该方法包括以下两个主要元素,即1)信道估计,随后的2)信道估计器输出的干扰消除。
[0063] 1)信道估计
[0064] 在第一步骤中,就像它们不受其他冲突RS信号的打扰一样,在所选符号位置处对所有冲突的有用和干扰者RS信道hs,p进行估计。特别地,接收信号样本yp首先使用已知的发射序列xs,p解调,从而导致S个经解调的信号ys,p(参见等式2a)。在图5中由不同的解调块510表示解调操作,其可以同时被供应有符号yp。然而还可以提供一个单个的解调器级,其用不同的已知序列执行相继的解调操作。序列可以存储在RS符号存储单元520中,其在特定小区ID的输入的情况下输出相应的序列。然后在N个解调器输出RS样本ys,p的集合上执行信道估计滤波(参见等式2b)从而得出S个第一信道估计 的矢量 :
[0065] 解调:
[0066]
[0067] (2a)
[0068] 信道估计(CE):
[0069] 其中
[0070] (2b)。
[0071] 在块530中,针对N个参考符号位置p1…pN中的每一个而形成符号矢量与权重矢量之间的标量积。矢量中的每一个的分量与源s之一相关联。一般对每一个滤波/内插位置p以及可能地还对每一个单独的信道s不同的CE滤波器权重矢量 表征任何常规的线性估计方案,例如MMSE/维纳(Wiener)滤波、IIR滤波等。CE滤波的维度N通常相对大,特别地N可以大于20,特别地大于30,更特别地大于40,更特别地大于50,更特别地大于60(还参见图6)。
[0072] 如图6中所示,p1…pN标注目标参考符号的环境中的参考符号,其中参考符号p1…pN旨在参与滤波过程。目标参考符号p可以位于N个参考符号的中央。
[0073] 2)干扰消除
[0074] 对于每级-1输出位置p=(l,k),第一信道估计的矢量 由块540中的第二级处理以便消除在级1之后留在 中的干扰串扰。根据本公开,第二信道估计通过线性映射而生成,即通过S×S干扰消除矩阵Bp来对长度-S矢量 进行滤波以产生第二、经干扰消除的最终信道估计 :
[0075] 干扰消除(IC):
[0076]                                 (3)。
[0077] S×S干扰消除矩阵Bp与后CE传输模型有关
[0078]                                (4)
[0079] 其中干扰串扰矩阵为 ,未受打扰的信道估计 (由真实信道矢量 的CE滤波(等式2b)产生的信道 ),以及有效噪声 (经CE滤波的噪声)。
串扰矩阵 的元素可以被良好近似为
[0080] 其中   (5)。
[0081] 的计算因此要求对差分CRS调制符号矢量 的CE滤波。对于不同的长度N伪随机调制序列,非对线元素 相对于主对角线元素是小的(尽管不可忽略),所述主对角线元素是一( )。因此, 以非常高的概率是良态的(well-conditioned),并且经由标准优化准则(参见以下示例)从 计算的滤波矩阵Bp也如此。
[0082] 至于复杂度,CE滤波必须被实行若干次:在解调器输出ys,p上实行S次以产生第一估计 (等式2),以及在序列 上实行S(S-1)次以获得 的非对角线元素 (等式5)(针对所有CE滤波器 以及 的所有变型预计算 的替换方式实际上不可行)。对于QPSK调制的CRS(LTE),后者简化成由因子 和 加权的CE滤波器系数的 次累加。计算IC矩阵 (基于(等式4))以及产生最终估计 (等式3)要求矩阵操作,但是维度S通常是小的并且随干扰者的数量缩放。如果只对有用信道感兴趣,(等式3)归结为( 为 的第一行)。而且,仅需要针对通常比RE位置的整个集合小得多的子集(对于LTE规律网格比例为1:12)而生成经干扰消除的估计 。从这些子集估计 ,针对所有其它RE位置的最终信道估计易于通过常规信道内插获得。
[0083] 新的CE+IC方案(等式2和3)的主要优点在于以下各方面:
[0084] •CE+IC性能:CE滤波不招致信息的损失,因为结合传输模型(等式4),CE输出 为同样用于干扰消除的充足统计量。因此,信道估计性能在存在信道时间/频率选择性的情况下不严重降级。这是新的CE+IC方案相比于最新技术的IC+CE处理的主要优点。
[0085] •CE+IC规律性:不再需要出于克服劣态(badly conditioned)IC矩阵操作这一唯一原因的在线重配置(例如大小N,S)。
[0086] •CE复用和多功能性:迄今为止用于常规非干扰信道估计的估计器设计可能保持不变,尽管存在强烈干扰。这不仅适用于就像不存在干扰的一样被设计的滤波器 (以SNR而非SINR为目标),而且还适用于估计器类型和配置:可以(再)使用所有种类的线性CE滤波(2D、IIR等),包括以迎合特殊情况(频谱边缘、DC、帧边界等)的本地重配置,只要对于特定目标位置p而言,以与解调器输出信号 (等式2b)相同的方式(等式5)对调制序列进行CE滤波。
[0087] •IC鲁棒性:由于串扰矩阵 (等式5)本质上是确定性的(取决于已知量()),因此经由 (等式3)的IC滤波对噪声或干扰不敏感。
[0088] 从根据等式4和5的模型和例如ZF(迫零)或MMSE的优化准则,IC矩阵 和相关联的后IC信道误差协方差 被容易地计算为
[0089] ZF-IC:
[0090]
[0091] (6a)
[0092] MMSE-IC:
[0093]
[0094] (6b)
[0095] 其中 包含有用的/干扰的信号的功率。
[0096] 在大型网络中,干扰信号的传播延迟 可以大体上不同。如果这样的差分延迟移位大约为信道延迟扩展或更大,那么在进入信道估计(参见等式7b)(操作在延迟-移位-补偿信号 上)和基于串扰矩阵 的干扰消除之前将单独延迟移位补偿(参见等式7a)应用到解调器输出信号是有利的,所述串扰矩阵 根据以下进行修改(参见等式7c):
[0097] 延迟移位补偿:
[0098] 其中
[0099] (7a)
[0100] 信道估计:
[0101] 其中
[0102] (7b)
[0103] 干扰消除串扰矩阵:
[0104]
[0105] (7c)。
[0106] 在等式7中,相量矢量 反映时域移位 对在相对于参考位置p的位置处的频域CRS样本(子载波间距 )的影响。由于延迟移位补偿,匹配到信道
延迟扩展(不考虑延迟移位)的CE滤波器可以被复用。倘若相当精确的差分延迟移位估计可用并且这些保留在OFDM保护间隔内部,CE+IC性能结果是与不存在延迟差异的情况实际上相同。
[0107] 图7图示了无线接收器系统700的示意性框图表示,其包括如在本文之前描述的一个或多个示例或实施例中描述的信道估计器。无线接收器系统700可以包括用于接收无线信号的天线710。天线710可以被配置成将基站发射的无线电波转换成要被系统处理的电信号。天线710可以进一步连接至接收滤波器720,其可以是例如脉冲形成滤波器,像是例如根升余弦滤波器那样。接收滤波器720的输出可以连接至下混合器(downmixer)730,其将来自载波频率的信号转换到以0Hz为中心的基带信号。在移动电话通信系统中,载波频率通常处于从1到2GHz的范围中。下混合器730的输出可以连接至采样器740,其用某一采样率对模拟信号进行采样并且将采样的信号值从模拟转换到数字域。采样器740所输出的数字值然后可以被供应到均衡器760并且还供应到信道估计器750。信道估计器750一般估计信道应用的数据信号的失真并且系统和均衡器760试图去除这些失真。信道估计器750可以根据本申请中的任何一个示例或实施例进行配置,或者可以具有如本文之前所描述的任何一个或多个特征或功能。特别地,估计器750可以包括第一估计单元和第二估计单元,如以上描述的那样。信道估计器750的输出可以连接至均衡器760以将h的估计供应到均衡器760。均衡器760的输出可以连接至解调器770,其根据在基站处传输信号时采用的调制方案(例如PSK、相移键控)来解调信号。结果,解调器770将接收信号转换成一个或多个(通常为二进制的)数据流。解调器770的输出可以连接至微控制器780,其是系统中的主数据处理单元。微控制器780包括或连接有应用软件790,其当前运行在系统上并且由用户795处理。部件120-190可以是接收器模块的部分,特别地可以集成在具有连接至天线710的天线端口的单个芯片上。
[0108] 示例
[0109] 示例1是一种多载波通信系统中的信道估计的方法,该通信系统包括多个源,该方法包括接收包括符号-载波矩阵的信号,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;基于用已知参考符号对接收参考符号进行解调来确定第一信道估计矢量;以及通过将第一信道估计矢量与干扰消除矩阵相乘来确定第二信道估计矢量,其中所述第二信道估计矢量包括目标参考符号的位置处的经干扰消除的信道估计。
[0110] 在示例2中,在示例1的主题中,每个已知参考符号包括伪随机的PSK、QPSK或QAM比特序列,其中每一个比特序列表示所述源中的一个。
[0111] 在示例3中,在示例1-2中任一个的主题中,第一信道估计矢量包括对应于源的数量的数量为S的第一信道估计,并且每一个第一信道估计与所述源中的一个相关联。
[0112] 在示例4中,在示例3的主题中,每一个第一信道估计基于参考符号矢量和权重分量矢量之间的标量积而确定,其中参考符号矢量包括用一个特定已知的源有关参考符号解调的接收参考符号,并且权重分量矢量包括接收参考符号的权重分量。
[0113] 在示例5中,在示例4中的主题中,权重分量基于多普勒估计和延迟扩展估计中的一个或多个而确定。
[0114] 在示例6中,在示例4-5中任一个的主题中,参考符号矢量包括对应于数量为N的参考符号位置的数量为N的接收参考符号,所述N个参考符号位置包括在符号-载波矩阵中布置在目标参考符号的环境中的目标参考符号和N-1个参考符号。
[0115] 在示例7中,在示例1-6中任一个的主题中,确定第二信道估计矢量包括提供权重分量矢量和串扰分量矢量,这二者涉及包括在符号-载波矩阵中布置在目标参考符号的环境中的目标参考符号和N-1个参考符号的数量为N的参考符号位置。
[0116] 在示例8中,在示例7的主题中,干扰消除矩阵基于权重分量矢量与串扰分量矢量之间的标量积而确定,其中权重分量矢量包括在N个参考符号位置处的接收参考符号的权重分量并且串扰分量矢量包括分别在N个参考符号位置处的不同已知参考符号之间的串扰分量。
[0117] 在示例9中,在示例8的主题中,干扰串扰矩阵根据等式(5)而确定并且干扰消除矩阵基于干扰串扰矩阵而确定。
[0118] 在示例10中,在示例9的主题中,干扰消除矩阵基于干扰串扰矩阵的逆而确定。
[0119] 在示例11中,在示例1-10中任一个的主题中,通过基于目标参考符号位置处的经干扰消除的信道估计的内插而确定另外的信道估计。
[0120] 在示例12中,在示例1-11中任一个的主题中,该方法在操作在同构网络或异构网络内的用户设备中执行。
[0121] 示例13是一种多载波通信系统中的干扰消除的方法,该通信系统包括服务小区和至少一个邻近小区,该方法包括接收包括符号-载波矩阵的信号,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;确定第一信道估计,每一个第一信道估计与服务小区和至少一个邻近小区中的一个相关联;以及通过用干扰消除矩阵对第一信道估计进行滤波来确定目标参考符号处的第二信道估计。
[0122] 在示例14中,在示例13的主题中,第一信道估计包括残余干扰分量并且第二信道估计无干扰分量。
[0123] 在示例15中,示例11-14中任一个的主题可以可选地包括在数量为N的参考符号位置处提供权重分量,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中布置在目标参考符号的环境中的目标参考符号和N-1个参考符号,以及利用权重分量以用于确定第一信道估计和第二信道估计。
[0124] 在示例16中,示例15的主题可以可选地包括基于传输条件而选择预存储的权重分量的特定集合。
[0125] 在示例17中,在示例11-16中任一个的主题中,该方法在用户设备中执行并且服务小区和至少一个邻近小区中的一个或多个为宏eNodeB、微微eNodeB、毫微微eNodeB和中继器
[0126] 示例18是一种用于多载波通信系统的设备,该通信系统包括分别布置在服务小区和至少一个邻近小区中的多个源,该设备包括天线端口,其被配置成接收包括符号-载波矩阵的信号,所述符号载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;第一信道估计单元,其被配置成基于用已知参考符号对接收参考符号进行解调来确定第一信道估计矢量;以及第二信道估计单元,其被配置成通过将第一信道估计矢量与干扰消除矩阵相乘来确定第二信道估计矢量,其中第二信道估计矢量包括目标参考符号的位置处的经干扰消除的信道估计。
[0127] 在示例19中,示例18的主题可以可选地包括,该设备包括至少一个解调单元,其被配置成用已知参考符号对接收参考符号进行解调。
[0128] 在示例20中,示例18-19中任一个的主题可以可选地包括,该设备还包括存储单元,其被配置成存储包括数量为N的参考符号位置的权重分量,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中布置在目标参考符号的环境中的目标参考符号和N-1个参考符号。
[0129] 在示例21中,示例16-18中任一个的主题可以可选地包括,该设备还包括存储单元,其被配置成存储干扰消除矩阵。
[0130] 在示例22中,示例18-20中任一个的主题可以可选地包括,第二信道估计单元包括计算单元,其被配置成计算第二信道估计矢量。
[0131] 示例23是一种用于多载波通信系统的用户设备,所述通信系统包括服务小区和至少一个邻近小区,所述用户设备包括天线端口,其被配置成接收包括符号-载波矩阵的信号,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号;第一信道估计单元,其被配置成确定第一信道估计,每一个第一信道估计与服务小区和至少一个邻近小区中的一个相关联;以及第二信道估计单元,其被配置成通过用干扰消除矩阵对第一信道估计进行滤波来确定第二信道估计。
[0132] 在示例24中,示例23的主题可以可选地包括至少一个解调单元,其被配置成用已知参考符号对接收参考符号进行解调。
[0133] 在示例25中,在示例23-24中任一个的主题中,所述用户设备还包括存储单元,其被配置成存储数量为N的参考符号位置的权重分量,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中布置在目标参考符号的环境中的目标参考符号和N-1个参考符号。
[0134] 在示例26中,示例21-23中任一个的主题,所述用户设备还包括被配置成存储干扰串扰矩阵的存储单元和被配置成基于干扰串扰矩阵而计算干扰消除矩阵的计算单元。
[0135] 在示例27中,示例23-27中任一个的主题,第二信道估计单元包括计算单元,其被配置成计算第二信道估计矢量。
[0136] 示例28是一种用于多载波通信系统的设备,该通信系统包括分别布置在服务小区和至少一个邻近小区中的多个源,该用户设备包括用于接收包括符号-载波矩阵的信号的装置,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号,所述参考符号包括目标参考符号;用于基于用已知参考符号对接收参考符号进行解调来确定第一信道估计矢量的装置;以及用于通过将第一信道估计矢量与干扰消除矩阵相乘来确定第二信道估计矢量的装置,其中第二信道估计矢量包括目标参考符号的位置处的经干扰消除的信道估计。
[0137] 在示例29中,在示例28的主题中,该设备还包括用于用已知参考符号对接收参考符号进行解调的至少一个装置。
[0138] 在示例30中,示例28-29中任一个的主题中,该设备还包括用于存储数量为N的参考符号位置的权重分量的装置,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中布置在目标参考符号的环境中的目标参考符号和N-1个参考符号。
[0139] 在示例31中,在示例28-30中任一个的主题中,该设备还包括用于存储干扰消除矩阵的装置。
[0140] 在示例32中,在示例28-31中任一个的主题中,用于确定第二信道估计矢量的装置包括用于计算第二信道估计矢量的装置。
[0141] 示例33是一种用于多载波通信系统的用户设备,该通信系统包括服务小区和至少一个邻近小区,所述用户设备包括用于接收包括符号-载波矩阵的信号的装置,所述符号-载波矩阵包括预定图案的参考符号;用于确定第一信道估计的装置,每一个第一信道估计与服务小区和至少一个邻近小区中的一个相关联;以及用于通过用干扰消除矩阵对第一信道估计进行滤波来确定第二信道估计的装置。
[0142] 在示例34中,在示例33的主题中,用户设备还包括用于用已知参考符号对接收参考符号进行解调的装置。
[0143] 在示例35中,在示例33-34中任一个的主题中,用户设备还包括用于存储数量为N的参考符号位置的权重分量的装置,所述参考符号位置包括在符号-载波矩阵中布置在目标参考符号的环境中的目标参考符号和N-1个参考符号。
[0144] 在示例36中,示例33-35中任一个的主题,所述用户设备还包括用于存储干扰串扰矩阵的装置和用于基于干扰串扰矩阵而计算干扰消除矩阵的装置。
[0145] 在示例37中,在示例33-36中任一个的主题中,用于确定第二信道估计的装置还包括用于计算第二信道估计的装置。
[0146] 示例38是一种用于通信系统中的接收器的计算机程序产品,该通信系统包括分别布置在服务小区和至少一个邻近小区中的多个源,所述计算机程序产品包括其上记录有程序代码的计算机可读介质,该程序代码包括被配置成基于用已知参考符号对接收参考符号进行解调来确定第一信道估计矢量的程序代码,以及被配置成通过将第一信道估计矢量与干扰消除矩阵相乘来确定第二信道估计矢量的程序代码。
[0147] 示例39是一种用于通信系统中的接收器的计算机程序产品,该通信系统包括服务小区和至少一个邻近小区,该计算机程序产品包括其上记录有程序代码的计算机可读介质,该程序代码包括被配置成确定第一信道估计的程序代码,每一个第一信道估计与服务小区和至少一个邻近小区中的一个相关联;以及配置成通过用干扰消除矩阵对第一信道估计进行滤波来确定第二信道估计的程序代码。
QQ群二维码
意见反馈