技术领域
[0001] 本
申请一般涉及通信领域，更具体而言涉及基于
能量执行
信号处理的装置、方法、移动台和数字存储介质。
背景技术
[0002] 通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务(VAMOS)技术已被提议来优化谱利用。该技术允许两个用户同时在相同频带上共享一个时隙。这两个用户被称为
配对用户，并且他们占据的是两个子信道，即子信道1和子信道2。
[0003] 配对用户中的每一个将从配对用户二者接收信号。因此，对于配对用户之一，来自另一个配对用户的信号构成协同信道或者共享信道干扰。为了消除该干扰，估计共享信道的子信道1和子信道2之间的子信道功率
不平衡比(SCPIR)是期望的。
发明内容
[0004] 本申请一方面提供了一种基于能量执行
信号处理的装置，该装置包括：象限分类单元，用于将输入共享信道信号中的多个符号分类到复平面中的多个象限中；能量确定单元，用于对所述多个象限的每一个中的所述多个符号分别确定
实部能量和
虚部能量；能量求和单元，用于通过对所述多个象限分别求和所述实部能量与所述虚部能量来确定实部能量和EI与虚部能量和EQ；以及估计单元，用于基于所述实部能量和EI与所述虚部能量和EQ估计所述输入共享信道信号的子信道功率不平衡比(SCPIR)。
[0005] 本申请另一方面提供了一种移动台，该移动台包括：象限分类单元，用于将输入共享信道信号中的多个符号分类到复平面中的多个象限中；能量确定单元，用于对所述多个象限的每一个中的多个符号分别确定实部能量和虚部能量；能量求和单元，用于通过对所述多个象限分别求和所述实部能量与所述虚部能量来确定实部能量和EI与虚部能量和EQ；以及估计单元，用于基于所述实部能量和EI与所述虚部能量和EQ估计所述输入共享信道信号的子信道功率不平衡比(SCPIR)。
[0006] 本申请另一方面提供了一种基于能量执行信号处理的方法，该方法包括：将输入共享信道信号中的多个符号分类到复平面中的多个象限中；对所述多个象限的每一个中的所述多个符号分别确定实部能量和虚部能量；通过对所述多个象限分别求和所述实部能量与所述虚部能量来确定实部能量和EI与虚部能量和EQ；以及基于所述实部能量和EI与所述虚部能量和EQ估计所述输入共享信道信号的子信道功率不平衡比(SCPIR)。
[0007] 本申请另一方面提供了一种基于能量执行信号处理的设备，该设备包括：用于将输入共享信道信号中的多个符号分类到复平面中的多个象限中的装置；用于对所述多个象限的每一个中的所述多个符号分别确定实部能量和虚部能量的装置；用于通过对所述多个象限分别求和所述实部能量与所述虚部能量来确定实部能量和EI与虚部能量和EQ的装置；以及用于基于所述实部能量和EI与所述虚部能量和EQ估计所述输入共享信道信号的子信道功率不平衡比 (SCPIR)的装置。
附图说明
[0008] 从以下给出的详细描述并且从本发明各个示例的附图将更全面地理解本公开的各方面，但是附图应该不被视为将本发明限于特定示例，而是仅用于解释和理解。
[0009] 图1示出通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务(VAMOS)信号的示范
星座。
[0010] 图2示出用于执行基于能量的方法的示范装置的
框图。
[0011] 图3示出用于估计输入共享信道信号的子信道功率不平衡比(SCPIR)的示范的基于能量的方法的
流程图。
[0012] 图4示出使用基于相关的方法和基于能量的方法的子信道功率不平衡比(SCPIR)估计的示范仿真结果。
[0013] 图5示出在其中可以利用基于能量的方法的示范移动台(MS)的示意框图。
[0014] 图6示出图5的信号处理单元的框图。
[0015] 图7示出图5的另一信号处理单元的框图。
具体实施方式
[0016] 在以下描述中，提出了很多细节以提供对本发明的示例的更透彻解释。但是，对于本领域技术人员将显而易见的是，本发明的示例可以在没有这些特定细节的情况下实践。在其它实例中，众所周知的结构和装置以框图形式而不是详细地被示出，以免混淆本发明的示例。
[0017] 在整个
说明书和
权利要求书中，术语“移动台”包括但不限于移动台、用户设备、移动订户单元、移动电视客户端、寻呼机、蜂窝电话、
个人数字助理(PDA)、智能手机、文本消息传递装置、网络
接口卡、笔记本计算机或者能够工作在无线环境中的任意其它类型的移动装置。
[0018] 在多个用户在移动通信系统中为例如语音的服务在相同时隙上共享相同信道时，两个用户在相同物理资源上配对。因此，那两个用户利用相同时隙和相同频带。图1示出在例如通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务(VAMOS)系统的此类系统中信号的示范星座。在图1中所示的复平面中，一个用户被映射到由“I”指示的实轴，并且另一用户被映射到由“Q”指示的虚轴。
[0019] 由于计划用于这两个用户的位被一起传送，因此，信号中的每个符号包括两个位。因此，在星座中存在四个点，如图1中所示。在这个示例中，这些点由位对(0,0)、(0,1)、 (1,
0)和(1,1)表示。应该注意，包含在如图所示的位对中的数字是原始位，它们是单极的。在一般移动通信系统中，原始位可以被转换为双极位。在该转换之后，原始位0被映射到1，而原始位1被映射到-1。因此，上文提到的示范位对分别是(1,1)、(1,-1)、(-1,1)和 (-1,-1)。
[0020] 在两个用户的情况下，一个用户的功率通常不同于另一个用户的功率，因为这两个用户可以具有距他们从其中接收信号的基站的不同距离，和/或可以遭受不同衰落。这两个用户间的功率比由这两个用户占据的两个子信道间的功率不平衡比(即子信道功率不平衡比 (SCPIR))控制，子信道功率不平衡比(SCPIR)可以基于下式根据
角度(图1中示出的α)计算：
[0021] SCPIR＝20log10(cot(α)) (1)
[0022] 因此，通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务(VAMOS)信号的星座可以由子信道功率不平衡比(SCPIR)唯一地确定。
[0023] 为了保证用户(尤其是具有较低功率的用户)的接收性能，使用联合检测，在联合检测中计划用于两个用户的传送位被解码。如何估计子信道功率不平衡比(SCPIR)以便恢复通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务(VAMOS)信号的星座是联合检测中极为关键的问题。
[0024] 基于相关的方法可以被用来估计子信道功率不平衡比(SCPIR)。一般而言，传送的通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务(VAMOS)信号S(n)可以被表示为：
[0025] S(n)＝GITSCI(n)+jGQTSCQ(n)n＝0,…,147 (2)
[0026] 其中，TSCI(n)表示与图1中示出的被映射到I轴的一个用户的训练序列代码(TSC)对应的训练序列，TSCQ(n)表示与图1中示出的被映射到Q轴的另一个用户的训练序列代码 (TSC)对应的训练序列，GI和GQ分别表示I轴用户的增益和Q轴用户的增益，并且n表示包含在训练序列中的符号的序列号。
[0027] GI和GQ可以根据下式计算：
[0028] GI＝cot(α) (3)
[0029] GQ＝tan(α) (4)。
[0030] 对于遗留终端复杂地选择TSC集1中的训练序列代码(TSC)。对于例如通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务(VAMOS)终端的终端的需要，选择TSC集2中的训练序列代码(TSC)。每个TSC集由8个训练序列代码(TSC)构成。配对用户中之一使用 TSC集1中的一个训练序列代码，而配对用户中的另一个使用TSC集2中的一个训练序列代码(TSC)。对于TSC集1和TSC集2，请参考3GPPTS 45.002。
[0031] 为了简化问题而不失一般性，假定TSCI(n)是与TSC集1中的TSC5对应的训练序列，而TSCQ(n)是与TSC集2中的TSC5对应的训练序列。此外，应该注意，考虑仅26个符号的训练序列而不是一个突发(burst)中总共148个符号以便简化问题。
[0032] 因此，子信道功率不平衡比(SCPIR)可以基于下式估计：
[0033]
[0034] 其中
[0035]
[0036]
[0037] 并且，||x||2＝xx*，其中*表述共轭算子。
[0038] 假定在I轴上仅传送与TSC集1中的TSC5对应的训练序列。理论上，估计的子信道功率不平衡比(SCPIR)应该是正无穷大。
[0039] 但是，通过将与TSC集1中的TSC5对应的训练序列和与TSC集2中的TSC5对应的训练序列代到公式(5)中，实际估计的子信道功率不平衡比(SCPIR)仅为22.3dB。这意味着，通过使用基于相关的方法，最大估计的子信道功率不平衡比(SCPIR)为22.3dB。基本原因是与TSC集1中的TSC5对应的训练序列和与TSC集2中的TSC5对应的训练序列间的不完全
正交性。由于该不完全正交性，仍然存在与TSC集2中的TSC5对应的训练序列的一些能量被投射到与TSC集1中的TSC5对应的训练序列的方向，这使得估计的子信道功率不平衡比(SCPIR)偏离实子信道功率不平衡比(SCPIR)。在与TSC集1中的训练序列代码(TSC)对应的所有训练序列的任意训练序列和与TSC集2中的训练序列代码 (TSC)对应的所有训练序列的任意训练序列之间一直存在不完全正交性。因此，对于来自两个TSC集的训练序列的任意组合，实子信道功率不平衡比(SCPIR)永远不能被估计，并且差别是不同组合可以具有不同的理论最大估计。
[0040] 因此，基于相关的方法对于子信道功率不平衡比(SCPIR)估计具有
天花板效应。此外，如果考虑多径效应，最大估计的子信道功率不平衡比(SCPIR)可以更小得多。
[0041] 为了克服基于相关的方法的
天花板效应，可以使用用于子信道功率不平衡比 (SCPIR)估计的基于能量的方法。如从图1所见的，如果角度α已知，则子信道功率不平衡比(SCPIR)能够被轻易计算。如果在复平面的任意象限中的星座点已知，则能够获得角度α。例如，如果第一象限中的星座点已知，角度α可以被轻易计算。遵循相同的想法，如果第一象限中星座点的虚部的能量和实部的能量已知，能够获得角度α并且因此获得子信道功率不平衡比(SCPIR)。
[0042] 图2示出用于执行基于能量的方法(例如图3中示出的示范的基于能量的方法300) 的示范装置200的框图。装置200包括象限分类单元202、能量确定单元204、能量求和单元206和估计单元208。
[0043] 方法300被用于估计输入共享信道信号(例如通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务(VAMOS)信号)的子信道功率不平衡比(SCPIR)。
[0044] 图3中示出的过程在象限分类单元202将输入共享信道信号中的多个符号r(n)分类到复平面中的多个象限(例如四个象限)中(图3中的步骤302)时开始。用于分类的规则可以如下：
[0045] r1(m)＝r(n)如果real(r(n))≥0并且imag(r(n))≥0,m＝0,…,N1-1 (8)[0046] r2(m)＝r(n)如果real(r(n))<0并且imag(r(n))≥0,m＝0,…,N2-1 (9)[0047] r3(m)＝r(n)如果real(r(n))<0并且imag(r(n))<0,m＝0,…,N3-1 (10)[0048] r4(m)＝r(n)如果real(r(n))>0并且imag(r(n))<0,m＝0,…,N4-1 (11)[0049] N1+N2+N3+N4＝NB (12)
[0050] 其中，r1(m)、r2(m)、r3(m)和r4(m)分别表示分类到第一象限、第二象限、第三象限和第四象限的符号，real(r(n))和imag(r(n))分别表示r(n)的实部和虚部，N1、N2、N3和N4分别表示被分类到第一象限、第二象限、第三象限和第四象限的符号的数量，并且NB表示一个突发中符号的数量。
[0051] 接下来，能量确定单元204对于多个象限的每一个中的多个符号分别确定实部能量和虚部能量(图3中的步骤304)。例如，在四个象限的每一个中的所有符号可以如下处理：
[0052]
[0053]
[0054] 其中， 和 分别表示对于第i个象限中所有符号的实部能量和虚部能量，ri(m)表示第i个象限中的符号，real(ri(m))和imag(ri(m))分别表示ri(m)的实部和虚部，并且Ni表示被分类到第i个象限的符号的数量。
[0055] 接下来，能量求和单元206通过对于多个象限分别求和实部能量 和虚部能量来确定实部能量和EI与虚部能量和EQ(图3中的步骤306)。例如，实部能量和EI与虚部能量和EQ可以如下计算：
[0056]
[0057]
[0058] 该过程然后在估计单元208基于实部能量和EI与虚部能量和EQ估计输入共享信道信号的子信道功率不平衡比(SCPIR)(图3中的步骤308)时完成。例如，子信道功率不平衡比()可以被如下估计：
[0059]
[0060] 图4示出使用如上文提出的基于相关的方法和基于能量的方法的子信道功率不平衡比(SCPIR)估计的示范仿真结果。如图所示，
水平轴以dB指示实子信道功率不平衡比 (SCPIR)，而垂直轴以dB指示估计的子信道功率不平衡比(SCPIR)。使用基于相关的方法的子信道功率不平衡比(SCPIR)估计的仿真结果由实线表示，而使用基于能量的方法的子信道功率不平衡比(SCPIR)估计的仿真结果由虚线表示。
[0061] 能够从图4中示出的仿真结果看到，基于能量的方法不具有天花板效应，并且致使在全部范围中估计的子信道功率不平衡比(SCPIR)与实子信道功率不平衡比(SCPIR)相符。这个的原因是基于能量的方法使用两个用户间的能量比来估计子信道功率不平衡比 (SCPIR)。在一个用户没有在传送时，该用户的能量为零，并且能够被正确估计(在这里不考虑干扰和白噪声)。因此，能够在仅一个用户在传送时获得正无穷或负无穷。
[0062] 此外，基于相关的方法在一个突发中仅使用训练序列代码(TSC)部分。由于训练序列代码(TSC)部分具有仅26个符号，所以它在统计学上不够。在输入共享信道信号(例如通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务(VAMOS)信号)被噪声污染时，估计的子信道功率不平衡比(SCPIR)可以起伏很大。在基于能量的方法中，使用一个突发中的所有148个符号。因此，噪声的影响可以被减轻。
[0063] 图5示出其中可以利用上文提出的基于能量的方法的示范移动台(MS)500的示意框图。移动台(MS)500包括接收器502，其包括天线504、
模数转换器(A/D)506和
数字信号处理(DSP)单元508。数字信号处理(DSP)单元508包括直流(DC)补偿单元 510、
相位旋转单元512和信号处理单元600或者信号处理单元700。信号处理单元600和信号处理单元700分别在图6和7中详细示出。
[0064] 一般而言，输入共享信道信号(例如通过一个隙上的自适应多用户信道的语音服务 (VAMOS)信号)由天线504接收。然后，该信号被模数转换器(A/D)506转换为数字信号，其被馈入到数字信号处理(DSP)单元508中。在数字信号处理(DSP)单元508中，数字信号通过例如直流(DC)补偿单元510、相位旋转单元512处理为信号r(n)＝I(n)+ jQ(n)。本文所述的这些组件对于本领域技术人员是已知的，并且因此没有被进一步详细地描述。信号r(n)＝I(n)+jQ(n)被馈入到信号处理单元600或者信号处理单元700中。
[0065] 图6示出图5的信号处理单元600的框图。信号处理单元600包括最小相位
滤波器 602、粗略估计单元604、多径消除单元606、精确估计单元608和Viterbi均衡器610。
[0066] 信号r(n)＝I(n)+jQ(n)被馈入到可以被用来将信道脉冲响应转换为最小相位的最小相位滤波器602中。最小相位滤波器602的一个属性是能量压缩。通过使用最小相位滤波器 602，保证第一抽头(tap)的能量为1并且任意其它抽头的能量小于1。
[0067] 粗略估计单元604可以通过使用之前提到的基于相关的方法估计信号r(n)的子信道功率不平衡比(SCPIR)作为信号r(n)的子信道功率不平衡比(SCPIR)的粗略估计。
[0068] 最小相位滤波器602需要信号r(n)的子信道功率不平衡比(SCPIR)来改进信道估计的准确性。在最小相位滤波器602中，如公式(2)指示的复数TSC被用来估计信道脉冲响应。为了构建复数TSC，需要子信道功率不平衡比(SCPIR)。
[0069] 多径消除单元606可以消除信号r(n)中的多径效应。例如，串行干扰消除(SIC)方法可以被用于多径消除。用于多径消除的过程可以如下。
[0070] 假定最小相位滤波器602之后的信道脉冲响应的阶为2。因此，信道脉冲响应可以由下式给出：
[0071] h＝[1,h(1),h(2)] (18)。
[0072] 最小相位滤波器602之后的信号可以表示为：
[0073] r’(n)＝h*s(n)＝s(n)+h(1)s(n-1)+h(2)s(n-2) (19)
[0074] 其中，*表示线性卷积算子并且s(n)表示传送信号。
[0075] 考虑移动通信系统(例如全球移动通信系统(GSM)系统)的
帧结构，与训练序列代码(TSC)对应的训练序列被置于突发的中间。因此，对于突发右半部中的第一符号，其之前的两个符号是与训练序列代码(TSC)对应的训练序列中的最后两个符号。因此，第一符号的多径效应能够被消除，并且因此两个用户的第一符号能够被硬解码。然后，过程移到突发右半部的第二符号，因为到其左边的两个符号是已知的，即一个是第一符号而另一个是与训练序列代码(TSC)对应的训练序列中的最后一个符号。通过对突发中的所有符号
迭代地执行所述过程，多径效应能够被消除。
[0076] 在消除多径效应之后，精细估计单元608(例如图2的装置200)可以使用之前结合图2和3描述的基于能量的方法，作为对信号r(n)的子信道功率不平衡比(SCPIR)的精细估计。然后，精细子信道功率不平衡比(SCPIR)估计被馈入到Viterbi均衡器610中供更好的联合检测。
[0077] 图7示出图5的信号处理单元700的框图。信号处理单元700包括最小相位滤波器 702、粗略估计单元704、多径消除单元706、精细估计单元708和Viterbi均衡器710。这些组件与图6中的相似组件相同，并且因此没有进一步详细描述。
[0078] 信号处理单元700和信号处理单元600的区别是精细子信道功率不平衡比(SCPIR) 估计被反馈到最小
位置滤波器702，以便改进最小位置滤波器702的准确性。最初，使用粗略子信道功率不平衡比(SCPIR)估计，并且然后使用精细子信道功率不平衡比(SCPIR) 估计。在一个用户从不连续传输(DTX)恢复或者预期用户与新用户配对时，粗略子信道功率不平衡比(SCPIR)估计应该在某个时间段(例如几十或者几百突发)被使用，并且然后使用精细子信道功率不平衡比(SCPIR)估计。为了避免太多延迟和太多
缓冲器，精细子信道功率不平衡比(SCPIR)估计应该在下一突发中而不是当前突发中被使用。因此，只要存在子信道功率不平衡比(SCPIR)跳跃发生的可能性，粗略子信道功率不平衡比(SCPIR) 估计应该用于跳跃发生后的第一突发。
[0079] 本文公开的教导可以还被应用到已在其上存储
计算机程序的非暂时性计算机可读数字存储介质，所述计算机程序具有程序代码用于当在计算装置上运行时执行方法，所述方法包括：将输入共享信道信号中的多个符号分类到复平面中的多个象限中；对多个象限的每一个中的多个符号分别确定实部能量和虚部能量；通过对多个象限分别求和实部能量与虚部能量，确定实部能量和EI与虚部能量和EQ；并且基于实部能量和EI与虚部能量和EQ估计输入共享信道信号的子信道功率不平衡比(SCPIR)。
[0080] 尽管已经在设备的上下文中描述了一些方面，显然这些方面还表示对应方法的描述，其中框或者装置对应于方法步骤或者方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文中描述的方面也表示对应设备的对应框或者项目或者特征的描述。方法步骤的一些或者全部可以被(或者使用)
硬件设备(比如例如
微处理器、可编程计算机或者
电子电路)执行。在一些示例中，最重要方法步骤的某一个或者多个可以由此类设备执行。
[0081] 取决于某些实施方式要求，本公开的示例能够在硬件中或者在
软件中或者在
固件中或者在它们的任意组合中实施。实施方式能够使
用例如以下的具有其上存储的电可读
控制信号的数字存储介质来执行：
软盘、数字通用盘(DVD)、蓝光、密致盘(CD)、只读
存储器 (ROM)、可编程
只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、
电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或者闪速存储器，它们与可编程
计算机系统协作(或者能够与其协作)，使得执行相应方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
[0082] 在一些示例中，可编程逻辑装置(例如现场可编程
门阵列)可以被用来执行本文所述方法的一些或者全部功能性。在一些示例中，
现场可编程门阵列可以与微处理器协作以便执行本文所述方法之一。一般地，方法优选由任意硬件设备执行。
[0083] 整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”和这些词语的派生词，例如“包括”和“包括”，意味着“包括但不限于”，并且不意图(并且没有)排除其它组件、整体或者步骤。
[0084] 整个说明书和权利要求书中，单数囊括复数，除非上下文另有要求。尤其是，如果使用不定冠词，说明书要被理解为预期复数以及单数，除非上下文另有要求。
[0085] 上述示例对于本发明的原理只是说明性的。理解的是对这些示例和本文所述细节的
修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，意图是仅受随附
专利权利要求书的范围限制而不受本文中通过对示例的描述和解释的方式所呈现的具体细节限制。
