CN101632235A - 1x移动台中的MMSE MUD - Google Patents

Abstract

本发明描述了有助于利用导频干扰消除及随后的选择性干扰消除的组合对扇区间干扰进行均衡并在前向链路上执行干扰消除的系统和方法。举例而言，可以使用降秩(reduced－rank)最小均方误差多用户检测接收机来执行选择性干扰消除。通过所组合的消除协议可以对系统矩阵进行降阶，并且可以通过在其上执行快速哈达曼(Hadamard)变换使其进一步降阶，这种操作可以使矩阵的复杂度最小化，还可以使与处理该系统矩阵相关联的计算开销最小化。

Description

1x移动台中的MMSE MUD

技术领域

概括地说，下面的描述涉及无线通信，更具体地说，涉及使用干扰消除技术的组合来降低计算开销和扇区间干扰。

背景技术

无线通信系统已经成为世界范围内大多数人实现通信所利用的普遍手段。无线通信设备已变得更小且功能更强大，以便满足消费者的需求并提高便携性和便利性。在例如蜂窝电话之类的移动设备中处理能力的提高导致了对无线网络传输系统的要求的提高。一般而言，这种系统不像在其上进行通信的蜂窝设备那样易于更新。随着移动设备性能的扩展，难以保持使原有无线网络系统能充分利用新的、改进的无线设备的性能。

一般而言，基于码分的技术在任意时间范围内可用的多个频率上发送数据。概括地说，将数据进行数字化并在可用带宽上进行扩展，其中多个用户可以在信道上重叠，并且可以给各个用户分配独特的序列码。用户可以在相同的宽带频谱块(chunk)内进行发送，其中利用每个用户各自的独特扩展码在整个带宽上对每个用户的信号进行扩展。该技术能够提供共享，其中一个或多个用户能够同时进行发送和接收。这种共享可以通过扩展频谱数字调制的方式来实现，其中以伪随机的形式对用户的比特流进行编码并在很宽的信道上进行扩展。接收机被设计用来识别相关联的独特序列码并去除随机化，以便用相干方式来收集特定用户的比特。

典型的无线通信网络(例如，采用频分、时分和码分技术)包括有用于提供覆盖区域的一个或多个基站以及能够在覆盖区域内发送和接收数据的一个或多个移动(例如，无线)终端。典型的基站能够同时发送多个数据流，以用于广播、多播和/或单播服务，其中数据流可以是移动终端有兴趣独立进行接收数据的流。基站覆盖区域内的移动终端可能期望接收一个、一个以上或全部由复合流所携带的数据流。同样，移动终端能够向基站或另一个移动终端发送数据。这种基站和移动终端之间或移动终端之间的通信会由于信道变化和/或干扰功率变化而恶化。举例而言，上述变化能够影响基站调度、功率控制和/或一个或多个移动终端的速率预测。

传统的系统和/或方法在有扇区间干扰的情况下对前向链路传输进行解码时计算代价大并且要求高于需要的处理资源承诺。因此，还没有满足这一领域内对用于提高这样的无线网络系统中的吞吐量和/或降低处理开销的系统和/或方法的需求。

发明内容

下面给出对一个或多个实施例的简要概述，以提供对这些实施例的基本理解。该概述不是对全部预期实施例的泛泛概括，也不旨在标识全部实施例的关键或重要元件或者描述任意或全部实施例的范围。其目的仅在于作为后文所提供更详细描述的序言，以简化形式提供一个或多个实施例的一些概念。

根据一个或多个实施例和其相应的内容，描述了在无线通信环境中在前向链路上执行扇区间干扰均衡和干扰消除的各个方面。可以根据已知的导频序列来执行导频干扰消除，并接着执行选择性干扰消除以便消除干扰用户设备的码序列，从而对128x128的系统矩阵进行降阶。可以通过在该矩阵上执行快速哈达曼变换来进一步使其降阶，而这有助于减少与对用户设备的码序列进行解码的处理开销，同时有助于减轻在用户设备处的干扰。

根据另一个方面，一种用于在无线通信环境中减轻前向链路上的扇区间干扰的方法包括：在接收到的信号中的导频序列上执行导频干扰消除技术，并在导频干扰消除之后执行选择性干扰消除技术。该方法还包括：估计从中接收到信号的每个扇区的信道；用128个码片的序列码与每个扇区的所述信道估计进行卷积；将各扇区的所述卷积值相加，并从所接收到的信号中减去求和值。另外，该方法包括：计算并排序所述扇区的沃尔什段，将用户设备的码序列与所述扇区的各个信道估计进行卷积，将所述信号中接收到的其它码序列与各个扇区的信道估计进行卷积；计算所述接收到的信号的最小均方误差输出估计。

根据另一个方面，一种有助于降低无线通信环境中扇区间干扰的装置包括：存储器，用于存储与向用户设备进行发送的扇区的导频序列相关的信息；处理器，用于分析存储在所述存储器中的信息，并对用于处理用户设备码序列的系统矩阵进行降阶；与所述处理器耦接的MUD接收机，用于从至少一个扇区发射机接收信号。该装置另外还包括：信道估计组件，用于估计多个扇区中每一个扇区的信道，其中，所述用户设备从这些扇区接收到信号；导频干扰消除组件，用于计算存储在所述存储器中的导频序列，并从所接收信号的能量中减去其相关的能量，以便从所述系统矩阵中消除导频序列。此外，该装置包括：选择性干扰消除组件，与所述MUD接收机操作性地相关联，并用于消除与N个干扰用户设备相关的信号能量，其中N是整数。所述MUD接收机至少部分地根据所述接收到的信号减去所述导频序列和N个干扰用户设备序列，来生成伪降阶的矩阵，并且所述处理器在所述伪降阶的矩阵上执行快速哈达曼变换，以便生成降阶的系统矩阵，从而减少与信号解码等等相关的计算开销。

根据另一个方面，一种有助于减轻无线通信环境中的干扰的装置包括：用于在用户设备处接收到的信号上执行导频干扰消除协议的模块和用于在所述用户设备处接收到的所述信号上使用选择性干扰消除协议的模块。该装置另外包括：用于根据所述接收到的信号中的码序列来生成系统矩阵的模块、用于通过减去与所消除的导频序列和选择性地消除的码序列相关的能量的方式对所述系统矩阵进行降阶的模块、以及用于执行快速哈达曼变换以便进一步对所述系统矩阵进行降阶的模块。

另一个方面涉及一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，这些计算机可执行指令用于：至少部分地根据与一些扇区相关的已知导频序列来执行导频干扰消除协议，其中，用户设备从这些扇区接收到信号，以及执行选择性干扰消除技术以便从所述接收到的信号中消除码序列。所述计算机可读介质还包括用于在导频干扰消除和选择性干扰消除之后至少部分地根据所述接收到的信号来生成系统矩阵的指令、用于在所述系统矩阵上执行快速哈达曼变换以便生成降阶的系统矩阵的指令、以及用于处理降阶后的系统矩阵以便计算所述接收到的信号中针对所述用户设备的部分的指令。

另一个方面涉及一种处理器，其执行指令以使用一些扇区的已知导频序列来执行导频干扰消除协议，其中，用户设备从这些扇区接收到信号，并执行选择性干扰消除技术以便从所接收到的信号中消除所选择的干扰码序列。该处理器还另外执行用于在导频干扰消除和选择性干扰消除之后至少部分地根据所接收到的信号来生成系统矩阵的指令和用于在所述系统矩阵上执行快速哈达曼变换以便生成降阶的系统矩阵的指令。然后，该处理器处理降阶后的系统矩阵以便计算所述接收到的信号中针对所述用户设备的码序列。

为了实现前述和相关目的，所述的一个或多个实施例包括后面充分进行了描述并在权利要求书中着重指出的特征。以下的描述以及附图详细阐述了所述一个或多个实施例中的一些示例性的方面。然而，这些实施例仅仅表示应用不同实施例的原理的一些不同方式，而所描述的实施例旨在包括全部这些方面及其等效物。

附图说明

图1示出了对应于一个或多个实施例的多址无线通信系统。

图2示出了与各个方面一致的有助于在CDMA系统中的前向链路上进行干扰消除的系统的高层级框图。

图3示出了与本申请中提出的一个或多个方面一致的有助于结合GMUD进行选择性干扰消除的系统。

图4示出了与各个方面一致的有助于矩阵降阶以便降低与处理大型矩阵相关联的计算开销的系统。

图5示出了与各个方面一致的用于在TD-CDMA无线通信环境中利用普通的MUD接收机执行导频干扰消除以及选择性干扰消除的方法。

图6示出了与本申请中所提出的一个或多个方面一致的用于TD-CDMA无线通信环境中的前向链路干扰消除的方法。

图7示出了与各个方面一致的用于通过干扰消除技术的组合对用于对在用户设备处接收到的信号进行处理的系统矩阵进行降阶的方法。

图8示出了与本申请中所描述的一个或多个实施例一致的有助于利用普通的MUD接收机在UMTS TDD无线通信环境中执行导频干扰消除以及选择性干扰消除技术的用户设备。

图9示出了与本申请中所提出的一个或多个方面一致的有助于减轻UMTS TDD无线通信环境中的扇区间干扰的系统。

图10示出了结合本申请中所描述的各个系统和方法来使用的无线网络环境。

具体实施方式

现在参照附图来描述多个实施例，其中用相同的参考标号指示本文中的相同元件。在下面的描述中，为便于解释，给出了大量具体细节，以便提供对一个或多个实施例的全面理解。然而，很明显，也可以不用这些具体细节来实现所述实施例。在其它例子中，以方框图形式示出公知结构和设备，以便于描述一个或多个实施例。

如本申请中所用的，“组件”、“系统”和类似的术语意在指计算机相关的实体，比如硬件、硬件和软件的组合、软件或执行中的软件。举例而言，组件可以是，但并不限于是处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、可执行线程、程序和/或计算机。一个或多个组件可以位于执行中的进程和/或线程中，组件可以位于一个计算机中和/或分布于两个或多个计算机中。另外，可以从存储有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行这些组件。这些组件可以诸如依照包含一个或多个数据分组的信号的方式通过本地和/或远程进程进行通信(比如，来自一个组件的数据，该组件以信号的方式与本地系统、分布式系统和/或通过诸如互联网之类的网络与其它系统中的另一个组件进行交互)。

另外，本申请中结合用户站来描述各个实施例。用户站还可以称为系统、用户单元、移动站、移动台、远程站、接入点、远程终端、接入终端、用户终端、用户代理或用户设备。用户站可以是蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)电话、无线本地回路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持式设备或与无线调制器连接的其它处理设备。

此外，可以将本申请所公开的实施例的各方面或特征实现为方法、装置或使用标准的编程和/或工程技术的制造品。这里使用的术语“制造品”意在包括可从任何计算机可读器件、载体或介质来访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括但不限于磁存储器件(例如，硬盘、软盘、磁带...)，光盘(例如，压缩光盘(CD)、数字多用途光盘(DVD)...)、智能卡以及闪存器件(例如，卡、棒、钥匙型驱动器...)。

图1示出了与一个或多个实施例一致的多址无线通信系统100。1-扇区基站102包括多个天线组，一组包括天线104和106，另一组包括天线108和110，第三组包括天线112和114。根据附图，对于每个天线组只示出了两个天线，但是，每个天线组可以使用更多或更少的天线。移动设备116与天线112和114通信，其中，天线112和114通过前向链路120向移动设备116发送信息，并通过反向链路118从移动设备116接收信息。移动设备122与天线104和106通信，其中，天线104和106通过前向链路126向移动设备122发送信息，并通过反向链路124从移动设备122接收信息。

每组天线和/或其被指派要在其中通信的区域可以称为基站102的扇区。在示出的实施例中，每个天线组设计用于与基站102所覆盖的区域的扇区中的移动设备进行通信。在前向链路120和126上的通信中，基站102的发射天线可以利用波束成形技术来提高不同移动设备116和122的前向链路的信噪比。此外，当基站采用波束成形向其覆盖区域内随机散布的接入终端进行发送时，相比于基站通过单个天线向其覆盖区域内的所有接入终端进行发送，对相邻小区/扇区内的接入终端造成的干扰更小。基站可以是用于与终端进行通信的固定站，其也可以称为接入点、节点B(Node B)，或某种其它术语。移动设备还可以称为移动站、用户设备(UE)、无线通信设备、终端、接入终端、用户装置或某种其它术语。本申请中所描述的移动设备或类似的设备可以是，例如，蜂窝电话、智能手机、膝上型电脑、PDA、手持式通信设备、手持式计算设备、卫星电台、全球定位系统或任何其它适合于通过无线网络进行通信的设备，上述这些是本领域的技术人员应该了解的。

根据本申请中所提出的各个方面，可以使用本申请中所提出的系统和方法来提高CDMA通信环境(例如，cdma2000...)中下行链路传输上的语音容量。举例而言，通过结合导频干扰消除(PIC)方案来实现多用户检测(MUD)协议的方式，来自基站102的下行链路传输能够提高其语音数据的容量。可以结合PIC协议来使用诸如降秩最小均方误差(reduced-rankMMSE)MUD接收机之类的MUD接收机，以便减轻符号间干扰并进行前向链路干扰消除，下面将进一步具体描述。

图2示出了与各个方面一致的有助于在CDMA系统中的前向链路上进行干扰消除的系统200的高层级框图。系统200可以包括前端导频干扰消除器(PIC)202，前端导频干扰消除器(PIC)202可以用于减去与已知导频序列相关联的能量以便减少需要处理的沃尔什段(Walsh bin)的数量。举例而言，因为从基站发出的导频序列是已知的，所以可以由PIC 202估计接收到的信号r中这些信道上的能量，然后PIC 202可以重建这些序列并将其消除，以便执行导频干扰消除并产生输出信号y。可以由普通的MUD(GMUD)204接收信号y，然后GMUD 204进一步消除所有有关的扇区中间N个最强的沃尔什段。信道估计器206可以操作性地耦接到GMUD 204，信道估计器206还可以接收信号r并在其上执行信道估计技术以便为GMUD 204估计信道。然后，GMUD 204可以选择N个最强的沃尔什段，这种选择操作可以是至少部分地基于由相关的矩阵求逆操作造成的实现约束的，并且，GMUD 204可以消除所选择的沃尔什段以便降低(例如)在采用系统结构200的用户设备处的干扰。

可以在空间-码片域中收集接收到的信号r的采样，并且接收到的信号r可以经由系统矩阵T_p通过来自导频信道(例如，沃尔什信道0)上的所有扇区的所发送的已知导频符号p、经由系统矩阵T_d通过来自业务信道上的所有扇区的活动用户的所发送的未知符号d以及加性高斯白噪声源n来表示，即：

r＝T_pp+T_dd+n    (1)

因为导频符号p是已知的，所以T_p是可以估计的，则可以从r中减去T_pp以便获取y，即：

y＝r-T_pp＝T_dd+n    (2)

为了克服在处理向量d中的从所有扇区发出的所有符号时产生的复杂度问题，将矩阵T_d中列的数量限制为N。举例而言，在尝试处理所有这些符号时，线性系统会变成非确定性的(例如，没有足够数量的公式以求解出所有未知数)。另外和/或作为替换，即使当公式的数量等于未知数的数量时(例如，在128个码片的窗口上对r进行观测，因此求解中会涉及对128x128的矩阵进行求逆)，也可能产生问题。虽然将处理资源分配用于执行这些复杂的任务，但是将矩阵T_d中列的数量限制为N可以降低与这些计算操作相关联的处理开销。

在该N列中，列的子集N_d可以归属于与特定用户设备相关联的需要的数据。其余的列N-N_d可以用于代表该用户设备可见的所有扇区上最强的沃尔什段。因此，如果需要的话，GMUD 204可以只对最强的一些用户设备进行消除，GMUD 204可以与有助于这样的消除操作的选择性干扰消除组件208相关联。最终输出信号

举例而言，可以由GMUD 204通过最小二乘解来生成，即：

${\hat{d}}_{\mathrm{LS}}={\left(T^{H}T\right)}^{-1}{T}^{H}y---\left(3\right)$

或者，可以由GMUD 204执行最小均方误差技术，即：

${\hat{d}}_{\mathrm{MMSE}}={(T^{H}T+{\mathrm{\σ}}^{2}I)}^{-1}{T}^H---\left(4\right)$

其中，从T_d降阶到T后，T是仅包含有N列的矩阵，σ²表示未处理过的干扰和热噪声的方差。

就PIC 202所执行的导频干扰消除而言，可以执行信道估计以便至少部分地根据与每个扇区的导频信道的相关性来估计每个扇区j的复数值的信道冲激响应h_k ^(j)。如针对公式(2)所解释说明的，这个操作涉及从总的接收信号中减去来自所有扇区的所有导频信道的贡献。矩阵T_p的每列j表示与信道冲激响应h_k ^(j)卷积后的扩展码c_k ^(j)。因此，由于信道冲激响应时间，T_p的水平分量会出现增长。举例而言，为了处理对应于128个发射码片的数据，并且将每个信道响应的延迟特征(delay profile)扩展到了最大20个码片，那么T_p的行的维数可以有最大的148个码片，列维数可以等于j，其中，j表示所考察的扇区的总数。因为来自不同扇区的所有导频符号可以有相同的值，所以可以将T_p的列进行求和(例如，对应于操作T_pp)并从r中减去，以便从PIC 202获取输出信号y，即：

y＝r-T_pp

图3示出了与本申请中提出的一个或多个方面一致的有助于结合GMUD进行选择性干扰消除的系统300。举例而言，GMUD系统类似于上面参照图2所描述的系统，其可以用于对需要的用户设备(例如，采用该系统的用户设备)的数据进行解码以处理属于该用户设备的矩阵的列。应该理解的是，不管用户是否处于与多个不同扇区进行软切换的状态，与该用户设备相关联的列数N_d可以保持常量，这是因为从这些不同的扇区发出的数据是相同的。因此，可以将与来自所有软切换扇区的信息相关的列相加，并用表示所有这些列的和的单独一列来代替，如下面的简化例子所示：

$\left[\begin{array}{cc}{a}_1& b_2\\ a_2& b_2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}d\\ d\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{a}_1+b_1& \\ a_2+b_2& \end{array}\right]\left[d\right]---\left(5\right)$

在128个码片的时间窗口上(例如，在典型的持续时间为10ms的无线帧中约为33.35微秒)，向需要的用户设备发送的符号的数量等于128/SF_{desired_user}，其中，SF_{desired_user}是需要的用户设备的扩展因子。该数量也等于矩阵T中属于需要的用户设备的列。举例而言，如果需要的用户设备的扩展因子是4，则该矩阵T中有32列归属于该需要的用户设备(例如，128/4＝32)。这些列可以通过用h_k ^(j)对每个长度为SF_{desired_user}的码序列(例如，沃尔什码w_k乘以c_k ⁽⁰⁾)进行卷积然后由每个需要的用户设备的符号的业务对导频(T2P)估计对每列进行缩放的方式来生成。T2P估计是与指派给需要的用户设备的信号的数据部分相关联的能量水平同向该设备分配的导频的能量水平的比值。

可以生成矩阵T的其余的N-N_d列从而有助于完整的系统矩阵的生成。因为其它业务信道的扩展码对于需要的用户设备来讲是未知的，所以可以计算与每个扇区相关的沃尔什段中的能量，如图3中所示。这一估计操作可以涉及用每个扇区的扩展码c_k ^(j)对接收到的信号进行解扩，并随后对该信号进行快速哈达曼变换(FHT)。举例而言，第一扇区302的扩展码可以用于有助于解扩组件308所进行的解扩，其后由FHT组件310进行信号变换。类似地，可以通过解扩组件312和316以及FHT组件314和318分别为第二扇区304到第L扇区执行解扩和FHT过程，其中，L是表示特定用户设备从中接收到信号的扇区总数的整数。

存储与每个解扩并变换后的信号相关联的能量，并且可以选择N-N_d个最强的能量(例如，代表最强的扇区/业务沃尔什信道)用于消除。所选择的N-N_d个码(例如，长度为128个码片)可以与它们对应的信道冲激响应进行卷积，并由它们各自的T2P估计进行缩放，以便作为矩阵T的列。另外，可以针对信号的后续的128码片的块来处理与来自前一个128码片的块的导频和数据符号相关的扇区间干扰，并且可以将这些贡献分别加到T_p和T的列的初始部分(例如，其长度等于延迟特征)。

图4示出了与各个方面一致的有助于矩阵降阶以便降低与处理大型矩阵相关的计算开销的系统400。将第一矩阵402示为128x128的矩阵，水平维度示出了128个信道，垂直维度示出了128个码片。如上所述，为了提高CDMA系统中下行链路上的语音容量而对系统矩阵402进行简化的操作可以降低处理开销。当用户设备从基站接收信号时，它会受到相邻小区的干扰。这可以通过结合MUD接收机来采用本申请中所描述的导频干扰消除技术而得到缓解，这是因为导频序列对用户设备来说是已知的。然后可以根据其余信道的信号强度估计，来选择最强信道的子集(例如，最有可能在用户设备处造成干扰的信道)。举例而言，如果8个信道明显强于其它信道，则该128x128的系统矩阵402可以降阶为8x128的矩阵。在其上执行哈达曼变换之后，这一矩阵可以进一步降阶为8x8的矩阵，处理这一矩阵的计算开销远远小于128x128的矩阵。以这种方式，可以通过导频干扰消除以及随后的选择性干扰消除的组合来降低处理开销。

参照图5-7，示出了与执行前向链路干扰消除和解决扇区间干扰均衡相关的方法。举例而言，这些方法涉及在UMTS TDD无线环境中、OFDM环境中、OFDMA环境中、CDMA环境中、TDMA环境中、TDD环境中、SDMA环境中或任何其它合适的无线环境中，结合MUD接收机来采用导频干扰消除。虽然为了使说明更简单，而将该方法表示并描述为一系列的动作，但是应该明白和理解的是，这些方法并不受到动作顺序的限制，因为，依照一个或多个实施例，一些动作可以按不同顺序发生和/或与本申请中示出和描述的其它动作同时发生。举例而言，本领域技术人员应该明白和理解的是，一个方法也可以表示成(例如在状态图中的)一系列相互关联的状态和事件。此外，执行与一个或多个实施例一致的方法可能并不需要所有示出的动作。

图5示出了与各个方面一致的用于在TD-CDMA无线通信环境中利用普通的MUD接收机执行导频干扰消除和选择性干扰消除的方法500。在502，举例而言，可以在诸如蜂窝电话、智能电话、PDA、膝上型电脑、具有无线能力的PC、手持式通信设备、手持式计算设备之类的用户设备或任何其它合适的用户设备处接收信号。在504，可以计算所接收的信号中的导频序列，并将其消除以有助于减小系统矩阵的尺寸，可以对该系统矩阵进行处理以便确定针对该用户设备的数据。举例而言，与一个或多个向该用户设备进行发送的扇区相关的导频序列对于该用户设备来说可以是已知的，那么用户设备可以计算这些导频序列并重建它们。然后可以从接收到的信号中减去与重建的序列相关的能量，以便在504执行导频干扰消除。

在506，可以执行选择性干扰消除，以便在处理系统矩阵之前对该矩阵进一步降阶，从而有助于降低与处理该矩阵相关的计算开销。举例而言，初始矩阵的尺寸可以是128个信道乘以128个码片。根据一个例子，可以通过一系列动作(例如，如参照图2和3所描述的)判定所接收到的信号中的6个信道造成的干扰电平明显大于其它接收到的信道。在这种情况中，针对给定块的系统矩阵可以降阶为6个信道乘以128个码片，处理该矩阵的代价要比处理128x128的矩阵小得多。因此，通过导频干扰消除与随后的选择性干扰消除的组合，可以大大降低用户设备处的处理需要。

图6示出了与本申请中所提出的一个或多个方面一致的用于TD-CDMA无线通信环境中的前向链路干扰消除的方法600。在602，可以在用户设备处接收信号，并且可以计算和消除所接收到的信号中的导频序列，以有助于减小系统矩阵的尺寸。举例而言，与向该用户设备进行发送的扇区相关联的导频序列对于该用户设备来说可以是已知的，则用户设备可以计算这些导频序列并重建它们。然后可以从接收到的信号中减去与重建的序列相关的能量，以便在602执行导频干扰消除。在604，可以执行选择性干扰消除，以便在处理系统矩阵之前对该矩阵进一步降阶，从而有助于降低与处理该矩阵相关的计算开销。举例而言，初始矩阵的尺寸可以是128x128的，并且可以判定所接收到的信号中的Y个信道所造成的干扰电平明显大于其它接收到的信道。在这种情况中，针对给定块的系统矩阵可以降阶为Y个信道乘以128个码片，处理该矩阵的代价要比处理128x128的矩阵小得多。

在606，在该Yx128的矩阵上执行快速哈达曼变换(FHT)，以便进一步将矩阵的尺寸减小到YxY。在608，可以对降阶后的YxY的矩阵进行处理以有助于对针对采用方法600的用户设备的信号信息进行解码。该YxY的矩阵，在尺寸上小于原来的128x128的矩阵，处理该YxY的矩阵的代价远远小于原来的矩阵，这有助于在前向链路上提高处理速度并降低处理开销。因此，可以通过消除对所接收到的信号的导频贡献，消除对所接收到的信号有贡献的选定的干扰源，并在半降阶矩阵上执行FHT的方式，对原来的128个信道乘以128个码片的系统矩阵进行降阶，以便生成降阶后的矩阵，对该降阶后的矩阵进行处理以便对针对接收到信号的用户设备的所接收的数据进行解码。

图7示出了与各个方面一致的用于通过干扰消除技术的组合对系统矩阵进行降阶的方法700，该系统矩阵用于对在用户设备处接收到的信号进行处理。在702，对与用户设备从中接收到信号的每个扇区相关联的信道进行估计。如本领域的技术人员所能理解的，可以利用搜索器、查找器等执行信道估计。在704，L个128码片的序列码可以与它们各自扇区的信道估计进行卷积，其中，L表示用户设备从中接收到信号的扇区的数量。在706，可以将L个卷积操作的输出进行累计(例如，求和)，然后可以从接收到的信号向量r中减去该求和值。

在708，计算并排序与所有扇区的沃尔什段相关联的能量。在710，用每个扇区的信道估计与用户设备的码序列(例如，用户设备的码序列数等于128除以该用户设备的扩展因子)进行卷积。在712，用各个扇区的信道估计与其余的码序列(例如，不用于所关注的用户设备的码序列)进行卷积。在714，可以计算MMSE估计，以便确定 ${\hat{d}}_{\mathrm{MMSE}}={(T^{H}T+{\mathrm{\σ}}^{2}I)}^{-1}{T}^H$ 的值。该计算操作相关的复杂度与系统矩阵T中列的数量(例如，N列)是相关的。应该理解的是，如果需要的话，可以每128个码片(例如，每33.35微秒...)执行一遍动作704-714。

应该了解的是，依照本申请中所描述的一个或多个实施例和/或方法，可以关于选择性干扰消除等做出推论。在此，术语“推断”和“推论”一般指根据通过事件和/或数据所捕获的一组观测，对系统、环境和/或用户的状态进行推理和推断的过程。例如，推论可以用于确定具体的上下文或动作，或生成状态的概率分布。该推论可以是概率性的，即，基于对数据和事件的考虑，对有关状态的概率分布做出的计算。推论还可以指用于根据一组事件和/或数据，构建出高等级事件的技术。该推论的结果是根据一组有效事件和/或存储的事件数据，构造出新的事件，而不考虑这些事件在邻近时间上是否相互关联，以及这些事件和数据是否来自一个或多个事件和数据源。

根据一个例子，上面提出的一个或多个方法包括做出关于要消除多个显著干扰源以有助于提供扇区间干扰均衡的推论。进一步根据这个例子，可以判定与除了接收到信号的用户设备以外的用户设备相关联的多个信道正造成高于预定的可接受的电平的干扰电平。在这种情况中，可以做出推论，即：消除与这些用户设备相关的信道会使干扰电平回到可接受的范围内。至少部分地根据这一推论，可以根据本申请中所描述的一种或多种技术来消除指定的干扰信道，并且用户设备可以继续处理和/或解码针对它们的信息，同时享有降低了的干扰电平。应该理解的是，上述例子在本质上是示例性的，并不是意在限制结合本申请中所描述的各种实施例和/或方法可以通过何种方式来做出这些推论以及可以做出的推论的数量。

图8示出了与本申请中所描述的一个或多个实施例一致的有助于利用普通的MUD接收机在UMTS TDD无线通信环境中执行导频干扰消除和选择性干扰消除技术的用户设备800。用户设备800包括导频干扰消除器802，导频干扰消除器802可以按照图2所提出的方式来消除导频信道对所接收到的信号的贡献。用户设备800还包括MUD接收机804，MUD接收机804用于从(例如)接收天线接收信号，对所接收的信号进行通常的处理(比如，滤波、放大、下变频等等)，并对调节后的信号进行数字化以便获取采样。MUD接收机804有助于检测多用户，这是本领域技术人员应该理解的。MUD接收机804包括解调器806，如参照前面的例子和/或附图所阐述的，解调器806有助于输出解调后的数据符号d_MMSE(和/或d_LS)，而处理器808可以对这些符号进行分析。MUD接收机804另外还与信道估计器816操作性地耦接，如参照前面的附图所阐述的以及针对所提出的系统和方法而阐述的，信道估计器816用于估计用户设备800从中接收到信号的L个扇区的信道。

处理器808可以是：专用于分析MUD接收机804接收的信息和/或生成供发射机814发送的信息的处理器、控制用户设备800的一个或多个组件的处理器，和/或既分析MUD接收机804接收的信息、生成发射机814发送的信息，也控制用户设备800的一个或多个组件的处理器。用户设备800还另外包括与处理器808操作性地相耦接的存储器810，存储器810可存储关于导频序列、干扰消除技术等等的信息。存储器810还另外存储与扇区标识、扇区所采用的导频、矩阵降阶协议、哈达曼变换技术等等相关的信息，这样，用户设备800可以采用所存储的协议、算法和/或信息以便有助于前向链路干扰均衡和系统矩阵降阶，从而减轻本申请中所描述的计算开销。

需要理解的是，本申请中所描述的数据存储组件(比如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以同时包括易失性存储器和非易失性存储器。作为解释说明而非作为限制，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，其可以作为外部高速缓冲存储器。作为解释说明而非作为限制，RAM可以有很多种形式，比如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链接DRAM(SLDRAM)和直接型Rambus RAM(DRRAM)。本发明中的系统和方法的存储器810意在包括，但不限于这些以及任何其它合适类型的存储器。

用户设备800还包括用于调制信号的符号调制器812和用于将处理器808生成的调制信号发送给基站(未示出)的发射机814。以这种方式，用户设备800可以有助于允许在UMTS TDD通信环境中结合由MUD接收机执行的选择性干扰消除技术，来采用导频干扰消除，从而降低计算开销，并将用户设备800所经受的干扰最小化。

图9示出了与本申请中所提出的一个或多个方面一致的有助于减轻UMTS TDD无线通信环境中的扇区间干扰的系统900。系统900包括基站902，基站902通过发射天线906和接收天线908与一个或多个用户设备904通信，但是结合不同的方面可以采用多于一个的发射和接收天线。基站902包括诸如MUD接收机之类的接收机910，接收机910用于从接收天线908接收信息并操作性地与解调器912相关联，解调器912用于对接收到的信息进行解调。处理器914对解调后的符号进行分析，该处理器类似于上面参照图8所描述的处理器，并且该处理器与存储器916相耦接，该存储器存储关于用户设备904、该用户设备采用的和/或由基站902使用的导频序列、向用户设备904进行发送的其它基站的信息、干扰消除协议和/或关于允许基站902有助于如本申请中所描述的干扰消除的任何其它合适的信息。

接收机910还与信道估计器918相耦接，信道估计器918可以提供对所接收到的传输中的一个或多个信道的估计，以有助于信号处理等等，从而允许基站902中的调制器922和/或发射机924正确地调制通信信号并将其通过发射天线906发送给用户设备904。另外，接收机910操作性地与PIC组件920相耦接，PIC组件920类似于参照图2所描述的PIC组件，其有助于在当基站902淹没在来自发送方用户设备的不可接受的干扰电平中时进行导频干扰消除。因此，虽然本文的大部分内容结合前向链路上的干扰均衡描述了各个方面，但是，上面提出的系统和方法也可用在基站处，以有助于降低反向链路上的处理开销。

图10示出了示例性的无线通信系统1000。为了简明起见，无线通信系统1000只描述了一个基站和一个终端。但是，应该了解的是，该系统可以包括多于一个基站和/或多于一个移动设备，其中，另外的基站和/或移动设备可以基本上类似于或不同于下面所描述的示例性的基站和终端。另外，需要理解的是，这里的基站和/或终端可以采用本申请中所描述的系统(图1-4和8-9)和/或方法(图5-7)，以有助于它们之间的无线通信。

现在参照图10，在下行链路上，在接入点1005处，发送(TX)数据处理器1010对业务数据进行接收、格式化、编码、交织和调制(或符号映射)，并提供调制符号(“数据符号”)。符号调制器1015接收并处理数据符号和导频符号，并提供符号流。符号调制器1020将数据和导频符号进行复用并将它们提供给发射机单元(TMTR)1020。每个发射符号可以是数据符号、导频符号或零信号值。可以在每个符号周期中连续地发送导频符号。导频符号可以是频分复用(FDM)、正交频分复用(OFDM)、时分复用(TDM)、频分复用(FDM)或码分复用(CDM)的。

TMTR 1020接收符号流并将其转换成一个或多个模拟信号，并且近一步调节(例如，放大、滤波和上变频)该模拟信号以便生成适合于通过无线信道传输的下行链路信号。然后通过天线1025向终端发送该下行链路信号。在终端1030处，天线1035接收下行链路信号，并将接收到的信号提供给接收机单元(RCVR)1040。接收机单元1040调节(例如，滤波、放大，和下变频)所接收到的信号，并将调节后的信号进行数字化以便获取采样。符号解调器1045对接收到的导频符号进行解调，并将其提供给处理器1050用于信道估计。符号解调器1045还从处理器1050接收下行链路的频率响应估计，在所接收到的数据符号上执行数据解调以获取数据符号估计(就是所发送的数据符号的估计)，并将数据符号估计提供给RX数据处理器1055，RX数据处理器1055对数据符号估计进行解调(即，符号解映射)、解交织和解码，以便恢复所发送的业务数据。符号解调器1045和RX数据处理器1055所执行的处理过程分别与在接入点1005处符号调制器1015和TX数据处理器1010所执行的处理过程是相反的。

在上行链路上，TX数据处理器1060处理业务数据并提供数据符号。符号调制器1065接收该数据符号并将其与导频符号进行复用，执行调制并提供符号流。然后，发射机单元1070接收并处理该符号流，以便生成上行链路信号，通过天线1035将上行链路信号发送给接入点1005。

在接入点1005处，来自终端1030的上行链路信号由天线1025接收，并由接收机单元1075进行处理以便获取采样。然后，符号解调器1080处理该采样，并提供接收到上行链路的导频符号和数据符号估计。RX数据处理器1085对数据符号估计进行估计，以便恢复由终端1030发送的业务数据。处理器1090对在上行链路上进行发送的每个激活终端进行信道估计。多个终端可以在上行链路上在它们各自所分配到的导频子带集合中同时发送导频，其中，导频子带集合可以是相互交错的(interlaced)。

处理器1090和1050分别指导(例如，控制、协调、管理，等等)接入点1005和终端1030处的操作。处理器1090和1050可分别与存储程序代码和数据的存储器单元(未示出)关联。处理器1090和1050还可以分别执行计算以导出上行链路和下行链路的频率响应估计和冲激响应估计。

对于多址系统(例如，FDMA、OFDMA、CDMA、TDMA等等)而言，多个终端可以在上行链路上同时进行发送。对于这样的系统，可以在不同的终端之间共享导频子带。在每个终端的导频子带跨越整个工作频带(可能除了频带边缘以外)的情况，可以使用信道估计技术。这样的导频子带结构对于使每个终端获得频率分集而言是有用的。可以用多种方法来实现本申请中所描述的技术。例如，这些技术可以用硬件、软件或软硬件结合的方式来实现。对于硬件实现而言，用于进行信道估计的处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子元件或上述的组合中。采用软件时，可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。软件代码可以存储在存储器单元中，并由处理器1090和1050执行。

对于软件实现而言，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。软件代码可以存储在存储器单元中，并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段可通信地耦接到处理器，这些都是本领域中所公知的。

上面的描述包括一个或多个实施例的实例。当然，为了描述这些实施例而描述部件或方法的所有可能的组合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，这些实施例可以做进一步的结合和变换。因此，本申请中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和保护范围内的所有改变、修改和变形。此外，就说明书或权利要求书中使用的“包含”一词而言，该词的涵盖方式类似于“包括”一词，就如同“包括”一词在权利要求中用作衔接词所解释的那样。

Claims (34)

1、一种用于减轻扇区间干扰的方法，包括：

在接收到的信号中的导频序列上执行导频干扰消除技术；

在导频干扰消除之后执行选择性干扰消除技术。

2、如权利要求1所述的方法，还包括：对从中接收到信号的每个扇区进行信道估计。

3、如权利要求2所述的方法，还包括：针对每个扇区，将128个码片的序列码与该扇区的所述信道估计进行卷积。

4、如权利要求3所述的方法，还包括：将针对各扇区的卷积值相加，并从所接收到的信号中减去求和值。

5、如权利要求4所述的方法，还包括：计算并排序各扇区的沃尔什段。

6、如权利要求5所述的方法，还包括：将用户设备的码序列与所述扇区的各个信道估计进行卷积。

7、如权利要求6所述的方法，还包括：将所述信号中接收到的其它码序列与各个扇区的信道估计进行卷积。

8、如权利要求7所述的方法，还包括：计算最小均方误差输出估计。

9、如权利要求1所述的方法，其中，执行所述导频干扰消除技术包括：从所述接收到的信号中减去已知导频序列的能量。

10、如权利要求9所述的方法，其中，执行所述选择性干扰消除技术包括：消除所述接收到的信号中与多个用户设备相关的码序列的子集，其中，这些码序列相对于其它用户设备的码序列具有更强的信号强度。

11、如权利要求10所述的方法，还包括：将系统矩阵T从128x128的矩阵降阶为Yx128码片的矩阵，其中，Y表示具有相对较强的信号强度的用户设备的数量。

12、如权利要求11所述的方法，还包括：执行快速哈达曼变换，以将所述矩阵从Yx128的矩阵降阶到YxY的矩阵，从而降低处理开销。

13、如权利要求12所述的方法，还包括：处理降阶后的矩阵并对针对所述用户设备的码序列进行解码。

14、一种有助于降低无线通信环境中的扇区间干扰的装置，包括：

存储器，其用于存储与向用户设备进行发送的扇区所使用的导频序列相关的信息；

处理器，其用于分析存储在所述存储器中的信息，并对用于处理用户设备的码序列的系统矩阵进行降阶；

MUD接收机，其耦接到所述处理器，用于接收来自至少一个扇区发射机的信号。

15、如权利要求14所述的装置，还包括：信道估计组件，其用于对所述用户设备从中接收到信号的多个扇区中的每个扇区进行信道估计。

16、如权利要求15所述的装置，导频干扰消除组件用于计算存储在所述存储器中的导频序列，并从所接收信号的能量中减去与之相关联的能量，以便从所述系统矩阵中消除导频序列。

17、如权利要求16所述的装置，还包括：选择性干扰消除组件，其与所述MUD接收机在操作上相关联，并用于消除与N个干扰用户设备相关联的信号能量，其中N是整数。

18、如权利要求17所述的装置，其中，所述MUD接收机至少部分地根据所接收到的信号减去所述导频序列和N个干扰用户设备序列，来生成伪降阶的矩阵。

19、如权利要求18所述的装置，其中，所述处理器对所述伪降阶的矩阵执行快速哈达曼变换，以便生成降阶的系统矩阵。

20、如权利要求19所述的装置，其中，所述处理器对降阶后的系统矩阵进行处理，以便对针对所述用户设备的信息进行解码。

21、如权利要求14所述的装置，其中，所述用户设备是蜂窝电话、智能电话、PDA、膝上型电脑、手持式通信设备、手持式计算设备、卫星电台、全球定位系统设备中的至少一种。

22、一种有助于减轻无线通信环境中的干扰的装置，包括：

用于在用户设备处接收到的信号上执行导频干扰消除协议的模块；

用于在所述用户设备处接收到的所述信号上使用选择性干扰消除协议的模块。

23、如权利要求22所述的装置，还包括：用于根据所述接收到的信号中的码序列生成系统矩阵的模块。

24、如权利要求23所述的装置，还包括：用于通过减去与所消除的导频序列和选择性地消除的码序列相关联的能量的方式对所述系统矩阵进行降阶的模块。

25、如权利要求24所述的装置，还包括：用于执行快速哈达曼变换以便进一步对所述系统矩阵进行降阶的模块。

26、如权利要求25所述的装置，还包括：用于处理降阶后的系统矩阵以便对所述用户设备的码序列进行解码的模块。

27、一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于：

至少部分地根据与用户设备从中接收到信号的扇区相关联的已知导频序列，来执行导频干扰消除协议；

执行选择性干扰消除技术，以便从所接收到的信号中消除码序列。

28、如权利要求27所述的计算机可读介质，还包括：用于在导频干扰消除和选择性干扰消除之后至少部分地根据所接收到的信号来生成系统矩阵的指令。

29、如权利要求28所述的计算机可读介质，还包括：用于对所述系统矩阵执行快速哈达曼变换以便生成降阶的系统矩阵的指令。

30、如权利要求29所述的计算机可读介质，还包括：用于对降阶后的系统矩阵进行处理以便计算所接收到的信号中针对所述用户设备的部分的指令。

31、一种执行用于降低无线通信环境中的干扰的指令的处理器，所述指令包括：

使用用户设备从中接收到信号的扇区的已知导频序列来执行导频干扰消除协议；

执行选择性干扰消除技术，以便从所接收到的信号中消除选定的干扰码序列。

32、如权利要求31所述的处理器，还包括：用于在导频干扰消除和选择性干扰消除之后至少部分地根据所接收到的信号来生成系统矩阵的指令。

33、如权利要求32所述的处理器，还包括：用于对所述系统矩阵执行快速哈达曼变换以便生成降阶的系统矩阵的指令。

34、如权利要求33所述的处理器，还包括：用于处理降阶后的系统矩阵以便计算所接收到的信号中针对所述用户设备的码序列的指令。

Images