CN101663847A - 接收器和接收方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种设备，包括：检测单元，其被配置为对接收信号执行非线性检测；第一估计器，其被配置为基于所述接收信号估计第一质量测量；以及第二估计器，其被配置为，依据所述第一质量测量和所述检测单元的性能测量而估计第二质量测量。

Description

接收器和接收方法

技术领域

本发明涉及无线系统中信号的处理，并且特别涉及信号的质量测量的确定。

背景技术

无线通信系统包括无线网络和经由该无线网络相互通信的用户设备。所述无线网络包括基站，所述基站实现与用户设备的双向无线连接，由此为用户设备使用无线网络提供接入接口。

蜂窝接入系统的示例包括WCDMA(宽带码分多址)和所谓的3.9G无线网络。与WCDMA相反，3.9G在基站中不应用扩频(spreading)或加扰(scrambling)，这使得应付来自相邻基站的干扰更困难。因此干扰抑制对于基带接收器算法成为一个问题。通常，3.9G接收器需要至少两个接收天线来使干扰抑制适当地工作。例如干扰抑制组合(IRC，interferencerejection combining)接收器的具有单一天线传送的线性接收器可以被使用。对于多个传送天线，需要更先进的接收器算法来达到足够的性能。这些先进接收器的最有前景的示例包括迭代干扰抵消器和运转于似然域的序列估计器。

用户设备连续地在网络区域内移动，因此关于基站的信号传播环境一直改变。因此，必须持续监控用户设备与一个或多个服务基站之间的无线连接的质量，因为最优传输参数相应地改变。最常使用的反馈信息是检测后信号对干扰和噪声比(SINR)或信号对噪声比(SNR)估计，其可以直接以量化形式或通过某些其它度量来使用，以便确定在给定条件下可支持的传输参数集。

例如，基于描述对于特定移动终端的瞬时SINR条件的反馈，以及基于小区负载和延迟敏感性，基站能够相应地适配其传输参数，诸如频率分配、调制或编码速率。这种监控和信号传输参数的改变一般被称为链路适配。

SINR的计算对于线性接收器相当直观，但对于例如似然域算法可能相当复杂。实际上，对于较先进接收器，检测后SINR的导出可能过于耗时或计算上过于复杂，或者，甚至检测后SINR的概念可能不是有意义的测量。

发明内容

在一方面，提供了一种设备，包括：检测单元，其被配置为对接收信号执行非线性检测；第一估计器，其被配置为基于所述接收信号估计第一质量测量；以及第二估计器，其被配置为，依据所述第一质量测量和所述检测单元的性能测量来估计第二质量测量。

在另一方面，提供了一种设备，包括：用于对接收信号执行非线性检测的装置；第一估计装置，用于基于所述接收信号估计第一质量测量；以及第二估计装置，用于依据所述第一质量测量和执行装置的性能测量来估计第二质量测量。

在另一方面，提供了一种方法，包括：对接收信号执行非线性检测；基于所述接收信号估计第一质量测量；以及，依据所述第一质量测量和所述非线性检测的性能测量而估计第二质量测量。

在另一方面，提供了一种计算机程序产品，其编码了用于执行无线系统通信的计算机进程的指令的计算机程序，所述进程包括：对接收信号执行非线性检测；基于所述接收信号估计第一质量测量；以及，依据所述第一质量测量和所述非线性检测的性能测量而估计第二质量测量。

在另一方面，提供了一种计算机程序分发介质，其是计算机可读的并且编码了用于执行无线系统通信的计算机进程的指令的计算机程序，所述进程包括：对接收信号执行非线性检测；基于所述接收信号估计第一质量测量；以及，依据所述第一质量测量和所述非线性检测的性能测量而估计第二质量测量。

附图说明

下面将借助于参考附图的优选实施例来详细描述本发明，其中：

图1示出了一种通信系统；

图2示出了基站和移动台；以及

图3示出了一种方法。

具体实施方式

通过参考图1，分析本发明的实施例可应用的电信系统的示例。图1中的系统代表蜂窝电信系统，例如UMTS(通用移动电话系统)。然而，实施例不限于这些作为示例被描述的电信系统，而是，本领域技术人员可以将本说明书应用于包含相应特征的其它电信系统。本发明的实施例可以被应用于，例如也称为UTRAN LTE(长期演进)或EUTRAN的3.9G和4G系统或者被设计为增强或替代UMTS的其它系统。

图1是蜂窝电信系统的简化部分，其包括具有到用户收发器106和108的双向无线链路102和104的基站或等效网络元件100。用户收发器可以是移动电话、个人数字助理、便携式计算机，其配备有用于产生/接收电话呼叫和/或数据的通信功能。基站包括能够建立到用户收发器的双向无线链路的收发器。基站进一步连接到将收发器的连接传送到网络的其它部分的无线网络控制器或等效网络元件110。无线网络控制器以集中方式控制与其连接的若干基站。

该蜂窝无线系统还可以与其它网络通信，例如公共交换电话网或互联网。

图2示出了通信系统的实施例，其包括例如基站200的第一收发器和例如移动台206的第二收发器。图2仅示出了收发器的一些与本发明相关的部分。

基站包括导频发生器210。导频(pilot)或训练序列是对于发送器和接收器已知的符号序列，其被插入到无线接口上传送的每个无线脉冲(burst)。接收器在估计和纠正关于脉冲的信道失真中使用该训练序列。

基站还包括通信单元218，用于在实际无线传送之前执行多个任务，例如将用户数据插入到脉冲、信道编码、调制和转换到射频。经由一个或多个天线来执行无线发送和接收，所述天线中的两个天线214和216在图2中示出。

移动台206包括一个或多个天线230和232以及用于处理接收/发送信号的通信单元228。通信单元228被配置为执行例如以下任务：数模和模数转换，以及基带信号与射频信号之间的转换。在下行链路传输中，当在基站处使用多个发送天线并在接收器中使用多个接收天线时，通常被称为MIMO(多输入多输出)传输。SIMO(单输入多输出)和MISO(多输入单输出)传输是其它可替换方式，前者指发送器仅具有一个天线并且接收器具有若干天线的情况，而在后一种情况下，情形相反。在两端都仅使用一个单个天线的常规方法通常被称为SISO(单输入单输出)。

移动台还包括信道估计器220，其估计信号中由信道导致的失真。作为输出，信道估计器例如以信道系数形式提供信道估计。

基于信道估计，移动台的解码器模块222能够解码所传送的信号，其后，可通过执行符号解映射来对信号进行解调。在图2中，解码器模块中的检测算法是非线性的。这里检测指对所接收信号的符号估计，包括可能的干扰抵消。检测的非线性指使用似然域检测器或迭代干扰抵消，其中，通过使用非线性操作来执行符号判决和可能的干扰抵消。

这种非线性检测算法的示例为在似然域中运转的序列估计器以及干扰抵消器，例如QRDM(基于动态QR分解的M算法)接收器。

移动台还包括用于估计信号对干扰和噪声比(SINR)的估计器224。可替换地，质量估计可以是信号对干扰比(SIR)或某其它对应测量，例如在给定情况下可支持的调制和编码方案组合。

在单输入多输出(SIMO)干扰抑制组合(IRC)接收器的情况下，检测后SINR的计算可以被示为在天线组合器单元的输出处的符号幅度的计算。在特定子载波处的FFT(快速傅立叶变换)之后的接收信号可以被表示为

$r=\left(\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{h}_1\\ h_2\end{array}\right)b+\left(\begin{array}{c}{n}_1\\ n_2\end{array}\right)=\mathrm{hb}+n,$

其中，h是根据从发送器到第一和第二接收器天线的两个信道估计h₁和h₂形成的信道向量，b是未知数据符号，以及n是噪声向量。IRC接收器具有有以下系数的天线组合器

$w=\left(\begin{array}{c}{w}_1\\ w_2\end{array}\right)=C_{\mathrm{nn}}^{-1}\hat{h},$

其中，C_nn ^-1是正被讨论的子载波的空间噪声协方差逆矩阵，并且

是对信道向量h的估计。

于是IRC天线组合器输出由以下给出

$z=w^{H}r=w_1^{*}{r}_1+w_2^{*}{r}_2$

此情况下的SINR被定义为

$\mathrm{SINR}=\frac{{\left|A\right|}^2}{\mathrm{Var}\left(e\right)}=\frac{{\left|w^{H}h\right|}^2}{E\left({\left|w^{H}n\right|}^2\right)}=\frac{{\left|w^{H}h\right|}^2}{w^H{C}_{\mathrm{nn}}w}\stackrel{w=C_{\mathrm{nn}}^{-1}h}{=}\frac{{\left|w^{H}h\right|}^2}{w^H{C}_{\mathrm{nn}}{C}_{\mathrm{nn}}^{-1}h}=\frac{{\left|w^{H}h\right|}^2}{\left|w^{H}h\right|}=w^{H}h.$

因此，图2中的接收器具有非线性检测算法，但是SINR估计由线性算法来实施，这意味着，仅线性运算被用于获取SINR的估计或一些其它对应质量测量。

因此，由模块224使用线性运算获取的SINR估计不直接反映非线性解码器222的性能。因此，移动台206进一步包括SINR设置模块226，用于将已获取的SINR估计适配为考虑接收器的性能。接收器的性能可以例如由接收器的非线性检测算法相对于线性检测算法的性能来反映。

为此，SINR设置模块226可以在其中存储一个或多个查找/映射表(图2中未示出)，所述查找/映射表给出被测SINR值与对应于该被测值的模块222中的非线性检测算法的实际值的估计之间的关系。可替换地，SINR设置模块226可以通过对被测SINR估计实施常量移位(乘法)，来计算SINR值。质量测量的映射或计算不必在同一测量中，而是还可以从SINR值到PER(分组错误率)值或由通信系统应用的某些其它测量来提供映射。

除接收器性能外，SINR调整还可以考虑一个或多个信道属性，例如(但不限于)描述干扰的有色本质(coloured nature)的主导对剩余干扰比(DIR，dominant to rest interference ratio)。例如，干扰可以被考虑，如果信道是强频率选择性的并且主导对剩余干扰比为0dB。接收器可以具有针对这些不同干扰情形中的每个情形的特定映射表，或者接收器可以对从线性和非线性接收器的比较中获得的SINR实施进一步的调整。

在一个实施例中，接收器首先作出对干扰类型的估计，然后考虑所估计的干扰类型来估计非线性接收器的性能。然后，可以通过考虑所估计的干扰对线性接收器的性能与非线性接收器的性能进行比较，来估计SINR值。

图2的概念提供这样的优势：在接收器中不需要执行用于获取SINR值的复杂和耗时的计算。作为替代，可以通过使用简单线性算法来获取SINR值，并且可以基于接收器的性能来对其进行调整。

所获取的经调整的SINR估计可以被转换为CQI(信道质量指示符)，该CQI可以由通信单元228从移动台传送到基站。基站包括传输适配模块212，该模块可以基于CQI的反馈信息和其它因素来适配传输链路。基站可以在时间和频率上多路复用不同的用户，并且调整调制和编码参数，从而时间和频率资源被有效地利用。

在本发明的另一实施例中，移动台计算SINR值，但自身并不调整SINR值，而是将其(或例如CQI)发送到基站。移动台还可以向基站发送指示性能的指标符，例如指示移动台的(非线性)检测算法的性能的指示符。基站可以然后实施与图2的移动台的SINR设置模块226所实施的相类似的对SINR值的调整。

图3示出一种方法的实施例。在300中，经由至少两个天线接收信号。接收器被配置为实施对信号的非线性检测。

在302中，通过使用设计用于线性检测器的计算算法来计算信号的质量测量。所述质量测量可以例如是SINR。

在304中，对所计算的SINR进行适配，从而其反映非线性检测器的输出处的实际SINR，其还反映接收器的检测性能。除了接收器的性能外，还可以例如基于干扰类型来更新所计算的SINR值。

在306中，经修改的SINR或可从该SINR导出的某参数(例如CQI)被传送到发送器，如果需要，该发送器可基于所传输的SINR值对其传输进行适配。

在一方面，提供了一种用于通信系统中的接收器的设备，包括：处理单元，其被配置为处理多个接收信道；估计器，其被配置为估计在所述信道上接收的信号的第一质量测量，所述估计器被配置为依据所述第一信道质量测量和接收器的性能参数来估计第二质量测量。

所述设备可以实现在控制器或处理器及关联的软件或分离部件及关联的逻辑上。移动台206中所示的部件还可以实现在集成电路上。所述一个或多个控制器可以被配置为实施结合图3的流程图描述的步骤中的至少一些步骤。实施例可以被实现为包括指令的计算机程序，所述指令用于执行用于实现图3的方法的计算机进程。

计算机程序可以被存储在计算机或处理器可读的计算机程序分发介质上。计算机程序介质可以例如是但不限于电子、磁性、光学、红外或半导体系统、装置或传输介质。计算机程序介质可以包括以下介质中的至少一个：计算机可读介质、程序存储介质、记录介质、计算机可读存储器、随机访问存储器、可擦除可编程只读存储器、计算机可读软件分发包、计算机可读信号、计算机可读电信信号、计算机可读印刷品以及计算机可读压缩软件包。

在一个实施例中，所述设备被配置为处理多个接收信号，经由相应的接收天线接收所述多个信号中的每个信号。所述设备被配置为形成第一质量测量，所述第一质量测量可以例如是检测后SINR。可以通过使用例如基于IRC(干扰抑制组合)的算法的线性算法来估计第一质量测量，其中，干扰MIMO数据流被看作附加噪声。

在一个实施例中，所述设备被配置为运转于SISO系统中，其具有通过在每端的一个天线进行发送和接收的信道。

在所述设备中，可以使用非线性检测算法来实施检测。性能测量提供对非线性检测算法相对于线性检测算法改进的检测性能的测量。性能测量可以作为例如所述两者之间的百分数性能差而被给出。性能测量还可以是分贝域中的负分贝测量。

在一个实施例中，所述设备可包括：映射表，用于提供所接收信号的第一质量测量与第二质量测量之间的映射，以及估计器，被配置为从设备上的映射表中读取对应于第一质量测量的第二质量测量的估计。映射表可以处于同一质量测量中，从而以例如SINR给出第一和第二质量测量。可替换地，可以例如从SINR到PER给出映射。除了映射表之外，这还适用于第一质量测量与第二质量测量的值之间的其它方式的映射。即，可以通过使用预定准则而直接从SINR值计算出PER值。

在一个实施例中，所述设备包括通信单元，其被配置为提供将被传送到传送信号的发送器的第二质量测量。质量测量(例如SINR)可以被传送到发送器。可替换地，可以从SINR导出另一质量测量(例如CQI)，并且该CQI可以被传送到发送器。

在一个实施例中，提供了一种设备，其中，估计器被配置为，在估计第二质量测量时，除性能参数外，使用一个或多个信道参数。因此，除了非线性检测器的性能测量外，所述设备在估计第二质量测量时还可以使用一个或多个信道参数。信道参数可以例如是干扰参数。即，第二质量测量可以依赖于性能参数和干扰参数。干扰参数因此可以例如增大/减小性能参数的效果。

对本领域技术人员将显而易见，随着技术的进步，本发明概念可以通过各种方式来实现。本发明及其实施例不限于以上描述的示例，而是可以在权利要求的范围内改变。

Claims (22)

1.一种设备，包括：

检测单元，其被配置为对所接收的信号执行非线性检测；

第一估计器，其被配置为基于所接收的信号估计第一质量测量；以及

第二估计器，其被配置为，依据所述第一质量测量和所述检测单元的性能测量估计第二质量测量。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述性能测量提供对所述检测单元的非线性检测相对于线性检测器改进的检测性能的测量。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一质量测量是信号对干扰和噪声比。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第一估计器被配置为，使用线性检测器的算法来估计所述信号对干扰和噪声比。

5.根据权利要求1所述的设备，其包括一个或多个映射表，所述映射表用于提供所接收的信号的所述第一质量测量与所述第二质量测量之间的映射，以及，所述第二估计器被配置为，从所述映射表中的一个或多个映射表读取对应于所述第一质量测量的第二质量测量的估计。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述映射表中的一个被配置为，考虑用于所接收的信号的传输的无线信道的一个或多个属性。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括通信单元，所述通信单元被配置为提供将被传送到发送器的所述第二质量测量。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一估计器位于接收器中，并且所述第二估计器位于发送器中，以及所述设备包括通信单元，该通信单元被配置为，与所述检测单元的性能参数一起将所述第一质量测量从接收器传送到发送器。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第二估计器被配置为，在估计所述第二质量测量中，除所述性能测量外还使用用于所接收的信号的传输的一个或多个信道的一个或多个信道属性。

10.一种移动台，其包括根据权利要求1所述的设备。

11.一种设备，包括：

用于对所接收的信号执行非线性检测的装置；

用于基于所接收的信号估计第一质量测量的第一估计装置；以及

用于依据所述第一质量测量和执行装置的性能测量而估计第二质量测量的第二估计装置。

12.一种方法，包括：

对所接收的信号执行非线性检测；

基于所接收的信号估计第一质量测量；以及

依据所述第一质量测量和所述非线性检测的性能测量而估计第二质量测量。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述性能测量提供对所述检测单元的非线性检测相对于线性检测器改进的检测性能的测量。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一质量测量是信号对干扰和噪声比。

15.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

在估计所述第一质量测量中使用线性估计算法。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，估计所述第二质量测量的值包括从一个或多个映射表读取所述第二质量测量的值，其中，所述映射表用于提供所述第一质量测量与所述第二质量测量之间的映射。

17.根据权利要求12所述的方法，其中，估计所述第二质量测量的值包括，考虑用于所接收的信号的传输的无线信道的一个或多个属性。

18.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

将所述第二质量测量传送到发送器。

19.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

在接收器中估计第一质量估计；

将所述第一质量估计和所述接收器的检测的性能测量传送到发送器；以及

在发送器中估计第二质量估计。

20.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

当估计所述第二质量测量时，使用用于所述信号的传输的一个或多个信道属性。

21.一种计算机程序产品，其上存储有用于执行无线系统通信的计算机进程的指令的计算机程序，所述进程包括：

对接收信号执行非线性检测；

基于所述接收信号估计第一质量测量；以及

依据所述第一质量测量和所述非线性检测的性能测量而估计第二质量测量。

22.一种计算机程序分发介质，其是计算机可读的并在其上存储有用于执行无线系统通信的计算机进程的指令的计算机程序，所述进程包括：

对接收信号执行非线性检测；

基于所述接收信号估计第一质量测量；以及

依据所述第一质量测量和所述非线性检测的性能测量而估计第二质量测量。

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