CN101164249A - 用于天线校验的方法 - Google Patents

Abstract

一种使通信接收器能够校验通过该通信接收器先前发信号给基站的天线权重的方法，该方法包括以下步骤：借助公共导频信道的信道估计的复共轭均衡(14)专用导频信道的信道估计，以形成由基站使用的发射权重的估计；以及对于每一个发射时隙，对当前和先前时隙组合(20)发射权重估计的分量，以形成优化的发射权重估计。

Description

用于天线校验的方法

技术领域

本发明通常涉及无线通信系统，并且特别地涉及校验通过通信接收器在无线通信系统中先前发信号给基站的天线权重(antennaweight)的方法。

背景技术

本发明在符合第三代宽带码分多址(W-CDMA)系统的系统中具有特殊的应用，并且将方便地关于该示例性的、但非限制性的应用描述本发明。鉴于此，3GPP术语“用户设备”将用于涉及贯穿优选实施例的描述的通信接收器。然而，本发明不应被认为局限于利用依据通过3GPP定义的标准操作的通信接收器的使用。

当前W-CDMA标准定义闭环，反馈模式发射器多样性(transmitter diversity)的使用。图1示出了用以为专用物理信道(DPCH)传送支持闭环模式发射多样性的一般W-CDMA发射器结构。DPCH是展开和倒频的。然后将展开的复值信号供给至两个发射器天线支路Ant₁和Ant₂，并且分别使用天线特定权重因子w1和w2加权。权重因子是复值，并且对应于通过用户设备2确定的两个天线通路的相位偏移，并且经由上行链路专用物理控制信道(DPCCH)发信号给基站1。上行链路DPCCH用于运载由已知导频位(pilot bit)构成的控制信息，以支持信道估计，下行链路功率控制，反馈信息(FBI)和可选的传输格式组合指示器。图2示出了上行链路DPCCH的帧结构。每一个无线帧具有10ms的长度，并且分成15个时隙(slot)，每一个长度2560码片(chip)，对应于一个功率控制周期。

用户设备2利用CPICH分别估计从每一个天线Ant₁和Ant₂看到的信道。每个时隙一次地，用户设备2从模式特定发射权重集中选择最佳权重。选择最佳权重以便，当应用在基站1处时，接收的功率在用户设备2处最大。用户设备2然后给基站1反馈FBI位，其通知基站1应使用哪一个功率或相位设置。

由于导致更可靠的信道估计的较高的发射功率，在信道估计中用户设备2将典型地希望利用CPICH信道。为了合适地组合对应于CPICH₁和CPICH₂的信道估计，用户设备2必须已知被基站1使用的发射权重。然而，用于从用户设备2至基站1传送FBI位的反馈信道受误差的影响，并且这些FBI位被基站1采用以便操纵天线Ant₁和Ant₂的相位或振幅偏移。因此，基站1可能不总是利用通过用户设备2确定的最佳相位偏移或振幅偏移发射DPCH。在不知道基站1使用的实际相位偏移或振幅偏移的情况下，用户设备2将执行不正确的信道估计，导致用户设备性能的退化。

存在技术以使用户设备2能够估计天线特定权重因子w1和w2。然而，现有技术总是倾向于误差和不可靠和/或需要昂贵的和消耗功率的计算资源。当前存在提供使用户设备能够校验通过用户设备先前发信号给基站的天线权重的方法的需要，该方法简单、有效且最小化用户设备执行该方法所需的资源。

发明内容

鉴于此，本发明的一个方面提供一种使通信接收器能够校验通过通信接收器先前发信号给基站的天线权重的方法，该方法包括以下步骤：

借助公共导频信道的信道估计的复共轭均衡专用导频信道的信道估计，以形成由基站使用的发射权重的估计；以及

对于每一个发射时隙，对当前和先前时隙组合发射权重估计的分量，以形成优化的发射权重估计。

发射权重可以包括相位偏移、振幅偏移或类似量的任何一个或多个。

基站可以包括用于发射多样性的一个或多个天线。

通信接收器和基站可形成W-CDMA或类似无线通信系统的一部分。

优选地，被组合的发射权重估计的分量可以取决于最后反馈信息的上行链路时隙号，以实现当前发射权重。

该方法可以进一步包括以下步骤：

延迟均衡步骤；以及

由对于当前、先前和未来时隙的发射权重估计的分量形成优化的发射权重估计。

在其中通信接收器和基站形成W-CDMA系统的一部分的本发明的实施例中，当最后反馈信息位的上行链路时隙号是奇数时组合发射权重估计的同相分量。

在其中通信接收器和基站形成W-CDMA系统的一部分的本发明的实施例中，当最后反馈信息位的上行链路时隙号是偶数或零时组合发射权重估计的正交相位分量。

本发明的另一方面提供一种适用于与基站通信的通信接收器，包括用于使通信接收器能够实施上述方法的处理装置。

下面的描述更详细地涉及本发明的多个特征。为了有助于对本发明的理解，在描述中参考附图，其中在优选实施例中说明了使用户设备能够校验天线权重的方法。然而，应当理解，本发明不局限于所述的优选实施例。

附图说明

在图中：

图1是形成W-CDMA通信系统的一部分的说明性基站和用户设备的示意图；

图2是上行链路专用控制信道的示意图，其中每一时隙从图1的用户设备至基站传送反馈信息；以及

图3是描述了通过图1的用户设备执行的步骤的流程图，以便校验通过用户设备先前发信号至图1的基站的天线权重。

具体实施方式

为了有助于下面的描述的清楚，通过基站1的相位偏移将被称作“真实相位偏移”，而用户设备2发信号给基站1的相位偏移将被称为“预期相位偏移”。可以理解，当相位偏移作为通过基站1的天线权重集的例子用于该示范性实施例中时，在本发明的其他实施例中，该天线权重可以是振幅偏移或其他量。

当基站1没有误差地接收两个反馈信息(FBI)位时，真实相位偏移同预期相位偏移一样。然而，当两个FBI位的一个或多个是错误的时，真实相位偏移将不同于预期相位偏移。在软式移交(softhandover)过程中，接收错误的FBI位的基站将对其他基站设置不同的相位偏移，从而使天线校验程序被分别施加给每一个无线电链路。

用户设备2估计哪一个可能的相位偏移值具有为真实相位偏移的最高概率。为了有助于下面说明的清楚，通过用户设备2选择的相位偏移将被称作“硬相位偏移估计”。在均衡DPCH符号之前，通过硬相位偏移估计旋转从天线Ant₂看到的信道的估计。

如图3中可以看到的，在步骤10处，用户设备2利用用于天线Ant₂的导频符号模式解调DPCH导频符号。在步骤12处，确定解调的导频信号的和。该和是用于天线Ant₂信道的基于DPCH的信道估计，其包括真实相位偏移。DPCH的天线Ant₁分量不存在于该信道估计中，因为用于天线Ant₁和天线Ant₂的导频符号模式是正交的。

在步骤14处，利用用于天线Ant₂的CPICH信道估计的复共扼，用户设备2用于为天线Ant₂信道均衡基于DPCH的信道估计。这用于去除该信道的相位旋转。

在步骤16处，跨越分配给相同无线电链路的全部叉指(finger)对结果进行求和，以形成真实相位偏移的估计。在下面的说明中，该估计将被称作“软相位偏移估计”。

可替代地，可以跨越分配给相同无线电链路的全部叉指组合DPCH导频符号和CPICH信道估计(见步骤18)，并且这些组合符号用于解调和均衡步骤10-16，以形成用于无线电链路的软相位估计。使用哪种方法将取决于用于用户设备2中的耙式接收器(未示出)的实施。

通过下面的方程式给出用于相同无线电链路的每一个叉指“f”的软相位估计，如在步骤10-14中由用户设备2计算的：

$W_f=\left[\underset{t=0}{\overset{N_{\mathrm{pilot}}-1}{\mathrm{\Σ}}}(R_{i,f}\·{{X2}_i}^{*})\right]\·{C_{2,f}}^{*}$

其中：

R_i，f表示叉指“f”上接收的DPCH导频符号

X_2i ^*表示天线2导频符号模式的复共扼

N_pilot是时隙中导频符号的数目

C_2，f是对叉指‘f’的天线2信道估计的复共扼

W_f是对叉指‘f’的软相位偏移估计

如由以下方程式给出的在步骤16中跨越分配给相同无线电链路的全部有效叉指对软相位偏移估计进行求和：

$W=\underset{f}{\mathrm{\Σ}}{W}_f$

用户设备2利用在步骤10-16中计算的软相位估计，从而获得硬相位偏移估计。尽管在该领域中已经提出了其他算法，但是还没有人发现如此有效地利用软相位偏移估计，或者产生具有如此低的误差率的硬相位偏移估计。

在每一个时隙处，对于当前时隙和先前时隙，真实相位偏移的同相或正交分量具有相同值。在步骤20处，用户设备2用于组合当前和先前软相位偏移估计的该分量，从而减小硬相位偏移估计的误差率。

被组合的软相位偏移估计的分量取决于最后的FBI位的上行链路时隙号，以实现当前的真实相位偏移。W-CDMA系统中的3个不同的可能情况是：除了时隙号0之外的偶数上行链路时隙号，奇数上行链路时隙号和上行链路时隙号0。用户设备2适于确定最后的FBI位的上行链路时隙号，以利用当前的时隙下行链路号和闭环定时模式(J+1或J+2)实现当前时隙真实相位偏移。

表1示出了依据最后的FBI位的上行链路时隙号组合真实相位偏移的哪一个分量，以实现W-CDMA系统中的当前发射权重。

基于软相位偏移估计的硬相位偏移估计不使用下一个时隙

表1

在表1中，W_I ⁱ和W_Q ⁱ是对于当前时隙的W的同相和正交分量，

W_I ^i-1和W_Q ^i-1是对于先前时隙的W的同相和正交分量，以及

W_I ^i-2和W_Q ^i-2是对于在先前时隙之前的时隙的W的同相和正交分量。

对于奇数时隙号，由于已知真实相位偏移的同相分量对这些时隙必须是相同的，因此组合对于当前时隙和先前时隙的软相位偏移估计的同相分量。

每帧一次地，在一行中存在三个时隙具有真实相位偏移的相同正交分量。这是由于一行中的两个偶数编号的时隙而发生的，即时隙14继之以下一帧的时隙0。当当前时隙号是0时，从组合全部三个软相位偏移估计的正交分量获得额外的优点。

如果在基站1中可以延迟利用信道估计的数据符号的均衡，那么也可以利用未来时隙的软相位偏移估计。这将进一步减小硬相位偏移估计的误差率。

表2示出了在这种情况下被组合的当前、先前和未来时隙的那些分量。

基于软相位偏移估计的硬相位偏移估计使用下一个时隙

表2

在表2中，W_I ⁱ⁺¹和W_Q ⁱ⁺¹是对于下一个时隙的W的同相和正交分量。

由这样计算的组合的软相位偏移估计，通过用户设备2确定如在

表3中所示的对应的硬相位偏移估计。

组合的软相位偏移估计	硬相位偏移估计
		WI≥0并且WQ≥0	π/4
WI＜0并且WQ≥0	3π/4
		WI＜0并且WQ＜0	5π/4
WI≥0并且WQ＜0	7π/4

表3

从上文可以理解，上面所述的方法可被延伸至考虑下行链路信号品质，上行链路上呈现的FBI误差率，或任何其他的相关信息。例如，预期相位偏移的概率高于其他相位偏移。此外，软相位偏移估计的方差(variance)与下行链路信号品质有关，因此当下行链路信号品质差时对软相位估计可以给出较少的权重，并且当下行链路信号品质高时，给出较多的权重。因此，可改变区域，以反映每一个相位偏移的先验概率和软相位偏移估计的估计方差。

天线校验不能用于闭环模式2(如通过当前3GPP标准定义的)，因为两个天线Ant₁和Ant₂上的DPCH导频模式不是正交的。然而，上面所述的方法可适当地被延伸至闭环模式2，如果DPCH导频模式被改变成使它们正交。当前的3GPP规范描述了用于由软相位偏移估计获得硬相位偏移估计的两种方法。第一种3GPP方法描述了每一时隙利用四个假设测试，且每一个假设基于四个可能的相位偏移值(在表3中表示的四个值)的一个。然而该方法不利用先前时隙的软相位偏移估计，即使先前和当前时隙的真实相位偏移必须在相同的半平面中。在本说明书中描述的方法，在图1-3中示出的示范性实施例的情况下，每一时隙也利用四个假设测试，但由于先前时隙的软相位估计被用于改进硬相位偏移估计的可靠性而提供了显著的改进。

在当前3GPP标准中描述的第二3GPP方法每一时隙利用两个假设测试，基于对实现当前时隙真实相位偏移的最后的FBI位的两个可能接收的FBI值。就此而论，“接收的FBI值”是在基站1处检测的FBI值，并且用于确定真实相位偏移。通过由基站1接收的FBI值的用户设备2的优化的估计被称作“FBI值估计”。即使预先在上行链路1或2上发送FBI值，具体的下行链路时隙的FBI值也将对应于实现时隙真实相位偏移的最后接收的FBI值。依据涉及第二3GPP方法的当前3GPP标准，来自最后偶数和最后奇数编号的上行链路时隙的FBI值估计确定硬相位偏移估计。需要注意，如果在该方法中估计的FBI值是不正确的，并且估计的相位偏移对于一行中的至少两个时隙是不正确的。当前的3GPP方法不对先前时隙FBI值估计利用当前和先前时隙软相位偏移估计，即使两个时隙的真实相位偏移取决于先前时隙接收的FBI值。

在本说明书中描述的方法也可适用在每一时隙两个假设测试的方法的情形中。因此，当前时隙软相位估计可以用于修订和改进先前时隙FBI值估计的可靠性，由此提供在现有的第二3GPP方法上的显著的改进。

在本说明书中描述的天线权重校验方法可适用于闭环发射多样性系统，或者其他通信系统，其中天线之间的相位偏移或振幅偏移的分量，或其他量，在多个周期上被保持。在多个周期上被保持的软估计的分量被软式组合以获得相位偏移，振幅偏移或其他量的更可靠的估计。已经在本说明书中在用于包括基站和用户设备的3GPPW-CDMA系统中的闭环模式1发射多样性的天线校验的情形下描述了本发明，然而，应当理解，这仅仅是本发明的一个示范性应用，并且本发明也适用于包括不同类型的通信接收器和网络设备的其他技术和系统。

Claims (9)

1.一种使通信接收器能够校验通过该通信接收器先前发信号给基站的天线权重的方法，该方法包括以下步骤：

借助公共导频信道的信道估计的复共轭均衡专用导频信道的信道估计，以形成由基站使用的发射权重的估计；以及

对于每一个发射时隙，对当前和先前时隙组合发射权重估计的分量，以形成优化的发射权重估计。

2.依据权利要求1的方法，其中该发射权重包括相位偏移或振幅偏移的任何一个或多个。

3.依据权利要求1或2的任何一个的方法，其中该基站包括用于发射多样性的两个或更多个天线。

4.依据前述权利要求的任何一个的方法，其中该通信接收器和基站形成W-CDMA无线通信系统的一部分。

5.依据权利要求4的方法，其中被组合的发射权重估计的分量取决于最后反馈信息位的上行链路时隙号以实现当前发射权重。

6.依据权利要求5的方法，并且进一步包括以下步骤：

延迟均衡步骤；以及

由对于当前、先前和未来时隙的发射权重估计的分量形成优化的发射权重估计。

7.依据权利要求5或6的任何一个的方法，其中当最后反馈信息位的上行链路时隙号是奇数时组合发射权重估计的同相分量。

8.依据权利要求5或7的任何一个的方法，其中当最后反馈信息位的上行链路时隙号是偶数或零时组合发射权重估计的正交相位分量。

9.一种适用于与基站通信的通信接收器，包括用于使该通信接收器能够实施依据前述权利要求的任何一个的方法的处理装置。

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