CN101953083B - 确定组合权重的方法及其相关接收机系统 - Google Patents
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Abstract
此处提出的教导通过基于共享或非共享相关估计来计算每个感兴趣信号的、例如用于线性均衡的组合权重和/或信号质量估计,改进了对包括在接收复合信号中的感兴趣的个体信号的处理。作为非限制性优势,与计算所有感兴趣的信号的非共享相关估计所需的处理负荷相比,对共享相关估计的使用减小了计算负荷。作为另一非限制性优势,共享和非共享相关估计的有条件的使用提供了对非共享相关估计的使用,其中,感兴趣的信号中的一个或多个的信号特性担保了例如针对一个或多个感兴趣的高速率信号的这种使用。
Description
技术领域
本发明总体涉及通信基站处的信号处理,具体涉及这种基站处的用户信号的差分线性均衡。
背景技术
在特定类型的无线通信网络中,给定网络基站处的接收信号包括接收复合信号,接收复合信号包括来自被基站支持的多个移动终端(“用户”)的、感兴趣的信号。作为一个示例,码分多址(CDMA)网络中的许多用户可以同时在上行链路上向支持它们的基站进行发送。该基站将所有这些感兴趣的信号作为复合信号一起接收,以及接收任何数目的干扰信号,并通过例如将复合信号与每个用户的唯一上行链路扰码进行相关来恢复感兴趣的每个个体信号。类似地,在下行链路中,移动终端接收从多个基站同时发送的信号。
事实上,这种处理的一般方面是:以不同的码(延迟)偏移将接收复合信号与每个用户的(或基站的)扰码进行相关,以获得每个用户的、感兴趣的信号的多径版本。众所周知,可以将这些多径版本进行组合,以获得信噪比(SNR)改进。在基本组合系统中,例如在公知的“瑞克(Rake)”接收机架构中,以与信号的(主)多径传播延迟相对应的延迟偏移而定位的多个瑞克“指峰(finger)”对每个感兴趣的信号进行解扩。然后,组合电路使用根据针每个延迟路径而估计的复信道系数确定组合权重,对指峰输出信号进行组合。
上述方式的瑞克处理在AWGN条件下(即,在感兴趣的信号上没有承载有色干扰(colored interference)的情况下)产生对每个感兴趣的信号的SNR改进。在频谱偏置的干扰起作用的情况下(这是现有的和开发中的无线通信网络中的常见现象),需要更完善的组合权重来提供组合信号的“白化”。为此,线性均衡接收机(如“广义瑞克”(G-Rake)接收
更详细地,CDMA基站处的接收复合信号由来自基站自身的覆盖区(小区/扇区)内的用户的多个期望的信号以及来自其他小区内的用户的多个干扰信号构成。其他小区的干扰可以包括高速率、高功率的信号,这可能由于例如缺少小区间的用户传输调度协调而引起。这种高功率的干扰信号的存在常常将导致感兴趣的信号的性能严重退化。因此,为了改进系统容量和稳定性,期望抑制这种高功率的、其他小区的干扰信号。
如上所述,线性均衡接收机结构在抑制主导有色干扰时是有效的。当多个接收天线可用时,可以抑制多个主导干扰信号。众所周知,可以基于最小均方误差(MMSE)公式或最大似然(ML)公式来推导G-Rake和CE接收机的组合权重。此外,可以估计信号质量。
根据MMSE公式,组合权重是:
其中Rd是接收信号样本相关或导频/数据符号解扩值相关的矩阵,h是净信道响应。可以将信号质量估计为:
ML公式具有组合权重,给定如下:
其中Ru是损伤协方差矩阵(impairment covariance matrix)。可以将信号质量估计为
对于G-Rake接收机结构,Rd和Ru的矩阵元是G-Rake“指峰”延迟之差的函数。等价地,对于CE接收机结构,这些矩阵的元是均衡滤波器抽头延迟之差的函数。矩阵元还可以是采样相位的函数。一般地,延迟差与接收天线和采样相位相关联。因此,当讨论相同延迟差时,其也暗指相同采样相位。
基于多个感兴趣的用户可以共享相同指峰延迟差这种实现,已提出更高效的G-Rake接收机处理。这些教导提出了对基站处的复合接收(上行链路)信号进行处理,该复合接收信号包括来自被基站支持的多个用户的潜在许多感兴趣的信号。具体地,所提出的处理针对一组延迟差计算接收信号样本相关。对于G-Rake,该组延迟差包括在接收复合信号中所包括的感兴趣的信号的唯一相对延迟差。这样,具有相同的相对指峰延迟差的用户可以共享接收信号样本相关。相同的共享方法适用于CE接收机的实现,其中,多于一个用户可以共享相同的均衡滤波器抽头延迟差。
另一种所提出的、获得针对多于一个用户的感兴趣的上行链路信号而使用的共享相关的方式依赖于以下事实:上行链路中普遍存在针对用户的许多未使用的码。即,在CDMA上行链路中,每个用户的上行链路传输由不同的扰码来覆盖,这意味着基础的扩频码集合在不用用户之间是有区别的,大多数个体用户并不接近于用尽在集合中可用的扩频码的全集合。因此,对于任何给定的用户,有一个或多个未使用的上行链路码可用于估计损伤相关。
具体地,可以使用给定用户的未使用的码来直接估计损伤协方差矩阵,然后,可以使用该矩阵来产生在多个用户当中共享的估计数据协方差矩阵。一种方式将该估计形成为:
方程(3)
其中和分别是估计净响应以及使用第一感兴趣用户(UOI)的未使用的码而估计的估计损伤协方差矩阵。在用于处理其他用户的感兴趣的信号的基站处的接收机当中共享数据协方差矩阵
然而,尽管对共享相关的使用提供了处理效率,但该方式可能不提供对从特定用户接收到的上行链路信号进行处理的的可接受的性能。更概括地,对共享相关的使用可能不提供感兴趣的信号是相对较高功率的信号(例如,其是复合接收信号中的主导分量)的可接受性能。在这种情况下,接收信号样本相关具有以下形式:
其中,hhH是的重要部分。(“H”表示Hermitian矩阵。)利用估计净响应用于Rake组合的组合权重变为:
注意,方程(5)中的组合权重是基于体现在中的真实净响应以及估计净响应来联合确定的。这种情况产生了当hhH主导接收信号样本相关矩阵并且净响应估计有噪声时变得显著的失配问题。
例如,图1是示出了对于作为高速率/高功率的信号的、给定的感兴趣信号,假想的实际G-Rake接收机相对于理想化接收机的仿真性能的曲线图。与理想化接收机的性能相比,针对实际接收机的样本平均的不同量示出了性能,其中,理想化接收机针对给定的感兴趣信号维持理想的MMSE组合权重。可见,不论使用多少求平均来得到接收信号样本相关,当针对感兴趣的信号使用共享的相关估计时,原始误比特率(BER)都显著偏离于理想化接收机。
发明内容
此处提出的教导基于共享或非共享的相关估计,通过计算组合权重和/或每个感兴趣的信号的信号质量估计(例如用于线性均衡),改进了对包括在接收复合信号中的感兴趣的个体信号的处理。作为非限制性优势,与计算所有感兴趣的信号的非共享相关估计所需的处理负荷相比,对共享相关估计的使用减小了计算负荷。作为另一非限制性优势,共享和非共享相关估计的有条件的使用提供了对非共享相关估计的使用,其中,感兴趣的信号中的一个或多个的信号特性担保了例如针对一个或多个感兴趣的高速率信号的这种使用。
可以例如通过适当地对无线通信网络基站中的接收机系统进行配置,将教导实现为一种方法和一种设备。在这些实施例中,接收复合信号包括来自多个个体发射机(例如,向接收机发送个体信号的多个远程无线电发射机)的感兴趣的信号与各种干扰信号的聚集。那么,作为非限制性示例,接收机系统可以包括码分多址(CDMA)接收机系统,其是在CDMA基站或终端设备内实现的并被配置为对一起在复合接收信号中 共同接收到的感兴趣的个体信号进行处理。接收机系统可以以硬件、软件或其任意组合来实现,并可以包括例如被配置为根据此处描述的方法执行数值和逻辑处理的任何数目的专用或通用微处理器。
在至少一个实施例中,用在无线通信网络基站或终端中的接收机系统包括一个或多个处理电路。该处理电路被配置为通过将感兴趣的信号分组为第一和第二组来确定用于处理包括在接收复合信号中的感兴趣信号的组合权重。该处理电路被配置为:根据非共享相关估计,计算第一组中的每个感兴趣的信号的组合权重,并根据共享相关估计,计算第二组中的每个感兴趣的信号的组合权重。在至少一个这种实施例中,接收机系统包括:一个或多个线性均衡器,被配置为根据针对每个感兴趣的信号而计算出的组合权重,对第一和第二组中的每个感兴趣的信号的多径分量进行组合。
在一个或多个其他实施例中,一种确定用于处理包括在接收复合信号中的感兴趣信号的组合权重的方法包括:将感兴趣的信号分组为第一和第二组。该方法还包括:非共享相关估计,计算第一组中的每个感兴趣的信号的组合权重,并共享相关估计,计算第二组中的每个感兴趣的信号的组合权重。
该方法的至少一个实施例还包括:根据针对每个感兴趣的信号而计算出的组合权重,在线性均衡接收机系统中对第一和第二组中的每个感兴趣的信号的多径分量进行组合。作为非限制性示例,线性均衡接收机系统包括广义瑞克(G-Rake)接收机系统或等价地包括码片均衡器系统。在G-Rake实施方式中,每个感兴趣的信号的组合权重对以不同瑞克指峰延迟产生的感兴趣的信号的解扩值进行加权。类似地,在码片均衡器实施方式中,每个感兴趣的信号的组合权重用于对在不同的延迟滤波器抽头输出处采用的接收复合信号样本进行加权。
在另一实施例中,一种对包括在接收复合信号中的感兴趣的信号进行处理的方法包括:逻辑上将每个感兴趣的信号置于第一组或第二组中。该方法还包括:针对第一组中的每个感兴趣的信号,确定信号专用相关估计,并根据信号专用相关估计来计算用于处理感兴趣的信号的组合权重。该方法还包括:针对第二组中的每个感兴趣的信号,通过从共享相 关估计的池中提取所选相关估计,计算用于处理感兴趣的信号的组合权重。
在至少一个这种实施例中,确定信号专用相关估计包括:针对第一组中的每个感兴趣的信号,根据从感兴趣的信号的一个或多个未使用的信道化码获得的解扩值,计算损伤相关估计。此外,至少一个实施例包括:基于确定与对第二组中的感兴趣的信号的延迟差进行处理相对应的接收复合信号的数据样本之间的相关,维持共享相关估计的池。利用该处理,从共享相关估计的池中提取所选相关估计包括:针对第二组中的每个感兴趣的信号,提取与该感兴趣的信号具体相对应的那些相关估计。例如,从针对与第二组中的给定感兴趣信号具体相对应第二组信号而维持的相关估计的共享池中提取相关估计包括:选择与同给定的感兴趣信号相关联的处理延迟差相关联的那些相关估计。
当然,本发明不限于上述特征和优势。事实上,本领域技术人员在阅读以下详细描述时以及在查看附图时将理解附加的特征和优势。
附图说明
图1是示出了对于作为高速率/高功率的信号的、给定的感兴趣信号,假想的实际G-Rake接收机相对于理想化接收机的仿真传统性能的曲线图。
图2是无线通信网络的简化框图,根据此处教导的一个或多个实施例,该无线通信网络可以是基于CDMA的网络。
图3是根据用在基站中的接收机系统的一个实施例的功能性处理元件的框图,其中,接收机系统被配置为选择性地使用共享和非共享相关估计来对在基站处接收到的多个感兴趣的信号进行处理。
图4是用于实现使用共享和非共享相关估计来对感兴趣的信号进行处理的方法的处理逻辑的一个实施例的逻辑流图。
图5是数据速率和/或接收信号功率阈值的曲线图,用于一个或多个实施例,该一个或多个实施例对感兴趣的个体信号进行评估以确定它们是否是使用共享或非共享相关估计而处理的。
图6是功能性处理元件的一个实施例的框图,功能性处理元件提供 了对资源可用性的考虑,以确定是否使用共享或非共享相关估计来处理一个或多个感兴趣的信号。
图7和8是与广义瑞克(G-Rake)和码片均衡器(CE)接收机架构的实施例相对应的功能性处理元件的框图。
图9是用于确定支持相关估计的路径延迟和信道估计的功能性处理元件的一个实施例的框图。
图10是包括处理延迟偏移的预定义集合在内的延迟处理网格的一个实施例的曲线图,用于在一个或多个实施例中放置G-Rake指峰和/或CE滤波器抽头。
图11是在基站中实现的、用于存储与由预定义处理网格定义的延迟差相对应的预计算的相关估计的存储器电路或其他存储设备的一个实施例的框图。
图12是与理想化G-Rake接收机相比,将根据此处提出的教导而配置的G-Rake接收机的一个实施例的误比特率(BER)性能进行比较的曲线图。
图13是与理想G-Rake接收机的性能相比,将根据此处提出的实施例而配置的、用于使用共享相关估计对低速率的感兴趣信号进行处理的实际G-Rake接收机的BER性能进行比较的曲线图。
图14是与理想G-Rake接收机的性能相比,将根据此处提出的实施例而配置的、用于使用非共享相关估计对低速率的感兴趣信号进行处理的实际G-Rake接收机的BER性能进行比较的曲线图。
图15是用于实现使用共享或非共享相关估计对感兴趣的接收信号进行处理的方法的处理逻辑的一个实施例的逻辑流图。
图16是基站接收机系统的G-Rake实施例的功能性处理元件的框图。
图17是用于基于对用于计算组合权重的共享和非共享相关估计的选择性使用,实现基于这些组合权重的信号处理的处理逻辑的一个G-Rake实施例的逻辑流图。
具体实施方式
图2是无线通信网络10的一个实施例的简化框图,无线通信网络10 包括基站12,基站12包括接收机系统14,接收机系统14包括一个或多个处理电路16。基站12包括或关联于一个或多个基站天线和/或天线元17,并在适当时还包括:附加处理/接口电路18,用于将基站12与一个或多个其他网络实体进行接口连接,执行通信呼叫处理等等。作为非限制性示例,无线通信网络10包括码分多址(CDMA)网络,如宽带CDMA网络,基站12对应地包括CDMA基站。
与该讨论密切相关,基站12提供了对一个或多个服务区(如小区或扇区(未显式示出))的服务覆盖(如无线信号覆盖)。基站12在上行链路上接收复合接收信号,包括来自被基站12支持的多个用户20的个体上行链路信号。用户由个体移动站22-1、22-2、……、22-N来表示,其中每一个移动站发送表示基站12处的接收复合信号中感兴趣的信号的个体上行链路信号。基站12处的接收复合信号还包括来自各个干扰源24的干扰,例如来自网络10的其他小区中的用户的上行链路信号等。
接收机系统14被配置为恢复和处理来自接收复合信号的感兴趣的个体信号,例如以便进行支持信号解调和解码的信道补偿和干扰抑制,从而从每个感兴趣的信号恢复所发送的数据。(每个感兴趣的信号的)组合权重的产生是这种处理的一个方面,其中,组合权重用在例如接收机系统14的G-Rake或CE实现中的线性均衡中。信号质量估计是这种处理的另一方面。
有利地,接收机系统14被配置为使用组合权重的共享相关估计以及信号质量计算来获得计算效率,其中至少对共享相关估计的使用并不期望产生不可接受的信号处理性能。例如,在一个或多个实施例中,接收机系统14的一个或多个处理电路16被配置为通过将感兴趣的信号分组为第一和第二组来确定用于处理包括在接收复合信号中的感兴趣信号的组合权重。一个或多个处理电路16根据非共享相关估计计算第一组中的每个感兴趣的信号的组合权重,并根据共享相关估计计算第二组中的每个感兴趣的信号的组合权重。信号质量可以根据组合权重而估计或者可以直接根据相关估计而估计。
概括地说,一个或多个处理电路16包括硬件、软件或其任意组合。在至少一个实施例中,该一个或多个处理电路16包括至少一个专用或通 用微处理器电路,其中,该术语涵盖了DSP类型的处理器。在这种实施例中,一个或多个处理电路16的上述操作性配置可以通过例如向基站12的存储器/存储设备提供包括与上述处理相对应的程序指令在内的计算机程序而获得。当然,应当理解,可能有利的是,使用专用的、基于硬件的处理元件来实现信号处理的至少一部分。
在任何情况下,图3示出了由一个或多个处理电路16实现的功能性电路的一个实施例。所示的功能性电路包括:分组功能30,用于将感兴趣的信号分组为第一和第二组;组合权重功能32,用于计算感兴趣的信号的组合权重;相关估计功能34,用于在需要时确定共享和非共享相关估计;组合功能36,用于将每个感兴趣的信号的处理路径分量与对应的组合权重进行组合;信号质量估计功能39,用于确定信号质量估计;以及附加信号处理功能38,包括例如G-Rake或CE处理电路、解码电路等,以对感兴趣的信号的组合版本进行操作。(注意,组合功能36可以是G-Rake或CE处理电路的操作部分。)
图4示出了可通过上述功能性电路配置以及通过该配置的变型实现的方法的实施例。所示的处理不应被解释为限定处理步骤的限制性顺序,除非另有说明,所示的处理也不应被解释为必须表示在离散的时间间隔上执行的独立处理。事实上,所示的处理的至少一些方面可以作为支持基站功能的更大集合的一部分而执行,并且所示的处理的某些部分可以比其他部分更频繁地执行。
处理以将包括在基站的接收复合信号中的感兴趣的信号分组为第一和第二组“开始”(框100)。在一个实施例中,接收机系统14被配置为通过基于对每个感兴趣的信号的数据速率相关准则进行评估将每个感兴趣的信号置于第一组或第二组中,来将感兴趣的信号分组为第一和第二组。例如,图5示出了接收机系统14可以存储用于定义数据速率或接收信号功率阈值40的信息,其可以是固定的或动态变化的(例如,通过总体基站加载、处理资源可用性等等)。例如,所分配或实际发送数据速率高于阈值40的感兴趣信号被置于第一组(组1)中,而其他感兴趣信号被置于第二组(组2)中。
类似地,在一个或多个其他实施例中,接收机系统14被配置为通过 基于对感兴趣的信号的接收信号功率进行评估将每个感兴趣的信号置于第一组或第二组中,来将感兴趣的信号分组为第一和第二组。因此,可以在接收信号功率的方面定义阈值40。利用该定义,接收信号功率(如由接收机系统14或基站12中的其他实体所测量)高于阈值40的感兴趣信号被置于组1,而其他感兴趣信号被置于组2。
应当注意,一般以比较低速率的信号更高的功率来发送感兴趣信号中的较高速率的信号,所有其他方面都相同。因此,应当对术语“数据速率准则”给出较宽的解释,并且该术语可以指示显式数据速率准则或推理准则,例如测量的接收信号功率、测量的接收信号质量、每个感兴趣的信号所支持的服务类型的标识等等。
当然,计算针对组1的感兴趣信号的非共享相关估计比使用共享相关估计潜在地消耗更多处理资源。那么,图6示出了接收机系统14包括分级功能42的实施例,分级功能42通过数据相关准则(速率、功率、信号质量,例如SNR或其他参数)来对接收复合信号中的感兴趣的信号进行分级。利用该分级,分组功能30逻辑上以等级顺序将感兴趣的信号置于组1中(最高等级的排第一)。
例如,可以使用资源监视功能44来管理针对非共享相关估计的、置于组1中的分级感兴趣信号的数目。该功能可以被配置为跟踪处理资源的当前分配,不论是在逻辑或物理硬件中测量的(例如,瑞克指峰可用性)还是在计算负荷等中测量的。等价地,该功能可以跟踪可分配的资源的当前预留。在任一种方式中,资源监视功能44可以被配置为向分组功能30指示处理资源可用性何时允许将感兴趣的信号指派给组1。因此,一个或很少渴求资源的感兴趣信号可以在给定时刻驻留于组1中,但稍后,不太渴求资源的感兴趣信号的更大集合可以被置于组1中。
可以快速执行评估和分组,例如,在宽带CDMA(WCDMA)系统中每个传输间隔处。备选地,可以在基本传输间隔的倍数处或基于在需要时,执行估计和分组。例如,在新的感兴趣信号变为活动的时,进行分组放置。此外,应当注意,按照定义,至少与更高质量的多媒体广播/成流服务相比,一些服务类型(例如,IP电话(VoIP))是相对较低速率的应用。由此,在考虑了被每个感兴趣的信号支持的服务类型的情况下, 可以最初根据其服务类型将一个或多个感兴趣的信号置于组1或组2中,并且不需要重新访问分组放置,除非其服务类型改变或者出现反常条件(例如,意想不到的高功率)。
回到图4,那么,应当理解,可以以公共速率在循环的处理结构中重复图4的全部,但至少框100可以更慢地和/或基于在需要时执行。无论如何,图4的处理包括:使用非共享相关估计来估计第一组(组1)中的每个感兴趣的信号的组合权重(框102)。一般地,与支持所期望的组合权重更新速率所需的一样快地重复该框的处理。进而,该速率必须快到足以提供所期望的白化(有色干扰抑制)和信道补偿功能。由此,可以以例如与基站对感兴趣信号的上行链路处理相关联的基本传输间隔速率来重复框102。
在一个或多个实施例中,接收机系统14被配置为通过从第一组中的每个感兴趣的信号推导信号专用的相关估计,计算第一组中的每个感兴趣的信号的组合权重,并被配置为根据对应的信号专用相关估计来计算第一组中的每个感兴趣的信号的组合权重。例如,在至少一个实施例中,接收机系统14被配置为通过从第一组中的每个感兴趣的信号获得解扩值并根据解扩值估计损伤相关,来从第一组中的每一个感兴趣的信号推导信号专用的相关估计。在一个这种实施例中,接收机系统14被配置为通过获得与感兴趣的信号的一个或多个未使用的信道化码相对应的解扩值,来从第一组中的每个感兴趣的信号获得解扩值。
应当记住,至少对于CDMA实施例,可以通过将接收复合信号与用户专用码(例如,对于每个移动站22-x(其中“x”表示移动站22中的任一个)来说唯一的扰码或其他长码)进行相关,来从接收复合信号恢复感兴趣的个体信号。此外,每个感兴趣的信号是使用例如沃尔什码或其他正交/准正交扩频码的集合来进行信道化的。在移动站22-x不在所有所定义的码上进行发送的程度上,基站12的接收机系统14可以在该基站的未使用的码上对来自移动站22-x的感兴趣的信号进行解扩,并使用这些解扩值来获得信号专用的损伤相关估计。该上下文中的“损伤”一般包括干扰加噪声。
在另一实施例中,接收机系统14实现了所谓的“参数化”G-Rake接 收机架构,并参数化地估计第一组中的每个感兴趣的信号的信号专用相关。(在参数化G-Rake,在模型中表示损伤相关,并且该模型经由最小二乘或其他拟合过程而被拟合至从感兴趣的信号进行的粗略损伤相关测量。)在另一实施例中,接收机系统14使用业务量数据符号的解扩导频值或解扩数据值,计算第一组中的每个感兴趣的信号的信号专用相关估计。因此,尽管对第一组中的每个信号的信号专用相关的计算可以优选地基于根据在每个这种信号的未使用的码上获得的解扩值来计算每种信号的个体化损伤相关估计,但是本领域技术人员应当理解,此处提出的教导不限于该方式。
图4的处理还包括估计第二组(组2)中的每个感兴趣的信号的组合权重(框104),并且根据所期望的具体信号处理,处理可以继续基于计算出的组合权重来执行信号组合(框106)。例如,针对每个感兴趣的信号而计算的组合权重可以用于在线性均衡接收机系统中将第一和第二组中的每个感兴趣的信号的多径分量进行组合。
在对与第一组的感兴趣信号有关的相关估计的以上描述中,接收机系统14例如使用感兴趣的信号的扰码,从该感兴趣的信号推导每个感兴趣的信号的非共享相关估计。相比之下,在一个或多个实施例中,接收机系统14被配置为从接收复合信号推导共享相关估计。在至少一个实施例中,接收机系统14被配置为:基于从接收复合信号推导与第二组中感兴趣的信号相关联的处理延迟差相对应的相关估计的集合,根据共享相关估计,计算第二组中的每个感兴趣的信号的组合权重。利用该方式,对于第二组中的每个信号,接收机系统14被配置为从相关估计的集合中提取与感兴趣的信号具体相对应的那些相关估计。
此处,“具体相对应”并不暗指从共享相关估计的池中提取出的相关估计对于第二组中的给定的感兴趣信号来说是绝对唯一的。事实上,使用该词组是因为针对第二组中的感兴趣的信号而产生的共享相关估计的池包括共同与第二组中的感兴趣信号相关联的处理延迟差、接收天线差以及可能的接收信号采样相位中的至少一个的值。因此,从共享池中选择与第二组中的给定的感兴趣信号具体相对应的相关估计包括:例如,选择与该给定信号的具体处理延迟差、接收天线差以及可能的其采样相 位相对应的那些相关估计值。
继续所示的细节,图7示出了G-Rake功能52的集合50,其中每一个G-Rake功能52可以用于处理包括在接收复合信号中的给定的感兴趣信号。每个G-Rake功能52包括:多个瑞克指峰54(相关器),允许从感兴趣的信号解扩一个或多个所选码信道。每个瑞克指峰输出指峰信号(解扩从感兴趣的信号获得的值),并且每个指峰信号由针对感兴趣的信号而确定组合权重w的对应向量所构成的组合权重(w1,w2,...,wm)之一进行加权。组合功能56将加权后的指峰信号进行组合,以产生组合信号,以便进一步处理(例如,解码以恢复所发送的数据)。
对于第一组中的每个感兴趣的信号,组合权重是使用非共享的、信号专用的相关估计来计算的。然而,对于第二组中的每个感兴趣的信号,组合权重是使用共享相关估计来计算的。对于G-Rake示例,可以通过在与瑞克指峰54之间的延迟和/或天线差相对应的延迟差(对于特定采样相位)处确定接收复合信号的样本之间的相关,计算共享相关估计。因此,在第一感兴趣信号的延迟差部分地或全部与一个或多个其他感兴趣信号的延迟差相同的程度上,可以在对应的G-Rake功能52当中共享针对这些延迟差而计算的相关估计。
由此,处理电路16可以被配置为产生共享相关估计的池,该池覆盖用于处理第二组中的感兴趣的信号的每个G-Rake功能52的瑞克指峰延迟之间的所有延迟差。在给定延迟差适用于多于一个感兴趣的信号的程度上,可以在这些感兴趣的信号的G-Rake功能52当中共享针对该该延迟差而确定的相关估计。概括地说,共享相关估计的池包括由用于处理第二组中的感兴趣的信号的瑞克功能52的总集合所表示的所有唯一延迟差的相关估计。
图8示出了用于对包括在接收复合信号中的感兴趣的信号进行处理的可比较的配置,但该配置基于CE接收机架构而不是基于上述G-Rake接收机架构。该实施例中的接收机系统14包括CE功能62的集合60,其中每一个CE功能62可以用于处理给定的感兴趣信号。每个CE功能62包括串行延迟寄存器64、组合电路66和相关器68。延迟寄存器64在每个延迟级处提供输出抽头,使得可以在所选的处理延迟处取得感兴趣的信号的 样本并根据针对感兴趣的信号而确定组合权重w的对应向量所构成的组合权重(w1,w2,...,wm)来对该样本进行加权。再一次,这些组合权重是根据第二组中的感兴趣的信号的共享相关估计以及根据第一组中的感兴趣的信号的非共享相关估计来计算的。
至于G-Rake实现指峰延迟差,可见,可以针对每个CE功能62的滤波器抽头延迟差计算共享相关估计。即,针对每个感兴趣的信号而确定的数字滤波命令了选择来自延迟寄存器64中的延迟级的子集的抽头输出,并且,第二组中的两个或更多个感兴趣的信号可以共享相同抽头延迟差中的至少一些,这意味着它们可以共享与这些共享抽头延迟差相对应的相关估计。
考虑到图6和7,应当理解,此处的教导提供了一种方法,其中,处理延迟(用作共享相关估计的基础)可以包括用于第二组中的感兴趣信号的多径处理的瑞克接收机指峰延迟,或等价地可以包括用于第二组中的感兴趣信号的多径处理的码片均衡滤波器抽头延迟。此外,应当理解,在一个或多个实施例中,接收机系统的一个或多个处理电路16包括:硬件和/或软件资源,可被动态指派或分配以便对包括在接收复合信号中的感兴趣的信号进行处理。利用该配置,G-Rake或CE处理元件的池可以是可用的,其中,具体处理资源被指派给每个感兴趣的信号。
因此,接收机系统14可以被配置为例如:基于从接收复合信号推导与第二组中感兴趣的信号相关联的处理延迟差相对应的相关估计的集合;根据共享相关估计,计算第二组中的每个感兴趣的信号的组合权重;并针对第二组中的每个信号,从相关估计的集合中提取与感兴趣的信号的处理延迟差具体相对应的那些相关估计。即,在至少一个实施例中,一个或多个处理电路16内的控制功能或其他处理元件针对第二组中的每个信号,从共享相关估计的池中选择相关估计的适当子集。此处,共享相关估计的池包括处理第二组中的感兴趣信号所需的所有唯一延迟差的总集合。
在至少一个这种实施例中,接收机系统14被配置为:维持共享相关估计,作为在与第二组中的感兴趣信号的处理延迟和/或天线差的集合相对应的延迟差处从接收复合信号获得的数据样本相关的集合。在该上下 文中,维持共享相关估计作为在与第二组中的感兴趣信号的处理延迟和/或天线差的集合相对应的延迟差处从接收复合信号获得的数据样本相关的集合包括:更新数据样本相关的集合,以反映改变了第二组中的感兴趣的信号的多径特性,以及反映向第二组添加和从第二组丢弃感兴趣的信号。
图9示出了在接收机系统14的一个或多个实施例中的一个或多个处理电路16内实现的处理功能(即,基于硬件和/或软件的电路),专用于产生和维持共享相关估计的池。所示的功能可以处理所有感兴趣的信号,或者可以在需要时在功能上复制所示的功能,以便类似地并行处理多个感兴趣的信号。适用于任何给定的感兴趣信号,所示的功能包括路径搜索器功能70、功率延迟简档(PDP)功能72、处理延迟功能74(例如,指峰/抽头放置处理器)以及信道估计功能76。这些功能在图3中引入的组合权重功能32和相关估计功能34的上下文中示出。
对于每个感兴趣的信号,PDP功能70使用接收信号来产生感兴趣的信号的功率/延迟建档(PDP)。路径搜索器功能72例如通过在所定义的时间网格上的PDP中检测相关峰值来识别多径分量。进而,处理延迟功能74确定哪些处理延迟适于感兴趣信号的多径处理——例如,要使用哪些CE滤波器抽头或哪些G-Rake指峰延迟放置。相关估计功能34使用例如在所标识的处理延迟处取得的接收复合信号样本来计算相关估计,使得其产生这些延迟之差的样本间相关估计。
特别地,相关估计功能34可以包括或关联于用于辨别是否与第二组中的其他感兴趣信号共享针对具体感兴趣信号而标识的任何延迟差的控制元件,使得对于这些延迟差可以跳过相关估计处理,以便于重新使用(共享)已针对这些延迟差而计算的相关估计。针对感兴趣的信号而计算的任何新相关估计可以被置于共享相关估计的池中,使得还可以共享它们。在任何情况下,组合权重功能32使用适当的相关估计和对应的信道估计(对于每个感兴趣的信号来说一般是唯一的)来计算用于处理感兴趣的信号的组合权重。
尽管以上方式包括动态计算共享相关估计以覆盖由第二组中的感兴趣的信号总体表示的唯一延迟差,但此处的教导还想到了提供另外的 处理负荷缩减的附加实施例。具体地,图10示出了处理延迟网格,表示例如所允许的瑞克指峰放置或CE滤波器抽头的预定义集合。
利用所允许的处理延迟的该预定义的且受约束的集合,接收机系统14可以被配置为具有与可能的延迟差的领域相对应的预计算相关估计。图11示出了接收机系统14包括或关联于存储器80或其他存储设备,该存储器80或其他存储设备存储包含预计算相关估计在内的数据结构82(表、列表等),该预计算相关估计表示适用于图10的所定义的放置网格的所有可能延迟差。
当然,不论所共享的相关估计表示即时值还是预计算的值,本公开的教导都反映以下认识:所共享的相关估计可能不产生感兴趣的信号中的特定信号的所期望的信号处理性能。对于非常高速率的感兴趣信号(“用户”),可能有必要使用非共享的、信号专用的相关估计,以实现所期望的信号处理功能。具体地,可以优选地使用未使用的(信道)码来计算每个这种感兴趣信号的非共享相关估计,以推导该感兴趣信号的组合权重。
例如,图12示出了来自给定移动站22-x的所定义的WCDMA上行链路数据信道的基站解码的BER性能,将使用未使用的码的信号的实际G-Rake接收机估计损伤相关的性能与完全了解损伤相关的理想G-Rake接收机的性能进行比较。可见,根据相对较少的未使用的码而确定的损伤相关足以近似理想接收机的性能。
此外,图13和14示出了可以针对低速率的感兴趣信号实现良好的信号处理性能,不论G-Rake是根据未使用的码相关(非共享、信号专用)还是根据接收复合信号样本相关(共享、非专用)来确定组合权重。因此,对于语音和/或其他低速率应用,如此处所教导,接收机系统14可以使用共享相关来减少/简化其处理。
图15相应地阐述了对包括在接收复合信号中的多个感兴趣的信号进行处理的方法的一个基于G-Rake的实施例。本领域技术人员应当理解,如图4所述的处理限定/变型、循环控制等等适用于此处。
考虑到这一点,所示的处理开始假定正在评估包括在接收复合信号中的给定的感兴趣信号。由此,针对感兴趣的信号计算共享准则(框110)。 如前所述,可以将共享准则定义为与数据速率相关的准则。例如,如图5所示,可以将共享准则定义为数据速率或接收信号功率阈值。例如图6所示,共享准则还可以考虑基站12处的当前处理资源可用性。应当理解,可以针对每个感兴趣的信号评估相同的共享准则,或者可以针对感兴趣的信号中至少一些以不同方式计算共享准则。例如,当逻辑上将感兴趣的信号添加至用于非共享相关估计的第一组时,共享准则可以被调整为提高将另一感兴趣的信号添加至第一组的阈值。
对于感兴趣的信号,处理继续评估共享准则(框112)。如果共享准则指示了对共享相关估计的使用不适于感兴趣的信号,则处理继续计算非共享相关估计,例如,计算用户专用的损伤协方差矩阵Ru(框114)并基于用户专用的相关估计来确定G-Rake组合权重(框116)。
相反,如果共享准则指示了对共享相关估计的使用适于感兴趣的信号,则处理从框112继续计算感兴趣信号的共享相关估计(框118)。该计算包括:例如,从共享相关估计的池中提取共享相关估计的适当子集。即,框118可以包括:基于与感兴趣的信号相对应的G-Rake指峰延迟差来形成感兴趣信号的Rd。
因此,根据此处提出的教导,基站12的一个或多个实施例使用共享准则来确定是使用用户专用的相关还是使用共享相关来确定给定的感兴趣用户的G-Rake组合权重。作为非限制性示例,共享准则可以是感兴趣信号的发送速率、接收功率或接收的信号与干扰加噪声比(SINR)。用户专用的相关可以例如是:使用从感兴趣用户角度来看未使用的码而估计的损伤相关;或者其他的用户专用的相关,例如参数化损伤或数据协方差矩阵。共享相关可以例如是接收信号样本相关。例如,未使用的码的解扩值可以用于推导高速率用户的G-Rake接收机的组合权重,而对于中至低速率用户,使用共享接收信号样本估计来推导组合权重。
图16示出了可根据使用接收机系统14的硬件和/或软件供应的上述示例体现在接收机系统14中的基站接收机架构的另一实施例。可见,解扩功能84-1和84-2用于从两个用户(用户1和用户2)的未使用的码获得解扩值,其中针对这两个用户要使用非共享相关估计。对应地,两个损伤相关估计功能86-1和86-2使用用户专用的解扩值来确定损伤协方差矩 阵Ru,user1和Ru,user2形式的用户专用相关估计。进而,G-Rake处理功能88-1和88-2使用如根据Ru,user1和Ru,user2而确定的组合权重Wuser1和Wuser2来分别执行用户1的感兴趣信号和用户2的感兴趣信号的G-Rake组合。
对于三个其他用户“用户3、用户4和用户5”,对共享相关估计的使用是适当的。因此,相关估计功能90确定(在需要时)用于适用于用户3、4和5的感兴趣信号的G-Rake处理的处理延迟差的共享相关估计。例如,其针对关于用户1-3的感兴趣的处理延迟确定从接收复合信号取得的数据样本之间的样本间相关。进而,在分别指派的G-Rake处理功能88-3、88-4和88-5中,接收机系统14计算用于对用户3、用户4和用户5中的每一个的G-Rake指峰信号进行组合的组合权重Wuser3、Wuser4和Wuser5。
更详细地,对于来自用户i的感兴趣信号的G-Rake处理,其中用户i的感兴趣信号是要使用根据非共享相关估计确定的组合权重进行组合的,令为在第m个符号间隔(例如,接收到的基于WCDMA的感兴趣的上行链路信号中定义的符号间隔)期间来自第i个用户的第k个未使用的码的解扩值。注意,可以任意选择针对未使用的码的扩频因子。还要注意,可以包含来自多个接收天线(见例如图2所示的一个或多个基站接收天线17)的解扩值。所估计的损伤协方差矩阵可以由下式获得:
其中K是未使用的码的数目,M是所使用的符号周期的数目。然后,所估计的损伤协方差矩阵用于以公式表述用户i的G-Rake组合权重。
延迟差Δ关于(基站)天线对i和j和采样相位m的接收样本相关可以由下式计算:
其中Tc是码片周期,Ts是采样周期,L是平滑因数,rn(t)是在时刻t从第n个基站接收天线接收到的复合信号。延迟差将包括用于处理第二组(组2)中的感兴趣信号的每个G-Rake处理功能88-i的G-Rake指峰之间的所有延迟差,在一个或多个实施例中,该感兴趣信号包括所有中至低速率的感兴趣信号。因此,第二组中的每个用户i的每个G-Rake处理功能88-i可以 通过从共享的接收复合信号样本相关的池中取得或选择适当值,获得其自身的数据协方差矩阵
如前述示例中所讨论,基于一个或多个准则(例如速率、接收功率、SINR等)将给定用户分类为高速率的信号或中至低速率的信号。该速率可以是用户的实际发送速率或得到基站12批准的速率。
用于在基站12的CDMA实现时确定G-Rake组合权重的示例流程图在图17中示出。与处理顺序、循环等方面的可能变型有关的前述限定等价地适用于图17。
考虑到这一点,处理以使用路径搜索器功能(框122)(如图9中的路径搜索器功能70)来寻找感兴趣的信号的路径延迟开始(框120)。路径延迟用于确定用于处理该具体感兴趣信号的G-Rake指峰延迟(框124)。然后,估计共享准则。在示意中,共享准则是基站12处的信号的发送速率(批准的或实际的)或信号的接收功率。
然后评估共享准则(框128),其中,该评估作为对感兴趣的信号是否是高速率用户进行分类的基础——这可以根据信号速率、信号功率和信号SNR中的任意一个或多个来评估。如果感兴趣的信号被分类为高速率用户的信号,则该用户的未使用的码用于估计用户的损伤协方差矩阵(框130)。进而,该用户专用损伤协方差矩阵用于确定用户的G-Rake组合权重(框132)。
另一方面,如果用户的感兴趣信号没有被所使用的无论何种共享准则视为高速率信号,则接收机系统14检验适用于感兴趣信号的G-Rake指峰延迟差是否全部在共享相关估计的池中表示(框134)。更具体地,该实施例对适用于感兴趣信号的延迟差是否表示其中共享相关估计并不已经可用的任何新延迟差进行评估。如果否,则处理继续基于从池中提取或选择适当数据样本相关,以公式表述感兴趣信号的相关估计(框136)。尽管在这些数据样本相关被选择为与适用于感兴趣信号的G-Rake指峰延迟差相匹配的意义上,这些数据样本相关专用于感兴趣信号,但它们被视为在该讨论的上下文中是“共享的”,这是由于它们可共用于具有一个或多个类似延迟差的任何其他感兴趣信号。
即,通过根据适用于感兴趣信号的用户专用延迟差以及可能的采样 相位来读取(提取)共享样本相关,获得用于计算感兴趣信号的组合权重的相关估计。在任何情况下,所提取的数据样本相关用于计算感兴趣信号的、用于G-Rake处理的组合权重(框132)。
另一方面,关于框134,如果适用于感兴趣信号的延迟差中的一个或多个未在共享相关估计的池中表示,则处理包括:利用这些新延迟的接收信号样本相关来更新该池(框138)。这样,可以通过在新延迟差开始起作用时添加新数据样本相关(并通过在丢弃、添加用户以及条件改变时删除变得废弃的任何数据样本相关),来维持该池。当然,此处如前所述,共享相关估计的池可以包括:预计算的值,表示与所定义的处理延迟网格(例如见图9和10)相对应的延迟差的领域。
利用此处描述的这些和其他变型,本领域技术人员应当理解,此处的教导不限于以上描述,这些教导也不限于附图中所示的实施例。概括地说,此处的教导逻辑上将包括在接收复合信号中的感兴趣信号放置于第一或第二组中。这种放置是通过评估信号的共享准则来驱动的,这指示了根据非共享相关估计或根据共享相关估计来计算信号组合的适当性或合意性。对共享相关估计的使用降低了处理复杂度,但可能不产生例如高速率感兴趣信号的期望处理功能。
那么,在这一点上,此处的教导允许基站接收机系统(例如在CDMA基站内可以以硬件和/或软件实现)提供对用于一个或多个所选的感兴趣信号的非共享相关估计的计算,同时充分利用通过其他感兴趣信号的共享相关估计而获得的信号处理复杂度的降低。由此,本发明不受以上描述和附图限制。本发明仅由权利要求及其合法等价物限定。
Claims (22)
1.一种确定组合权重的方法,所述组合权重用于处理包括在接收复合信号中的感兴趣信号,所述方法的特征在于包括:
基于共享准则将感兴趣的信号分组为第一组和第二组,其中,所述共享准则是用于区分复合接收信号中的主导分量的准则;
根据非共享相关估计,计算第一组中的每个感兴趣的信号的组合权重,其中,所述非共享相关估计是专用于第一组中的每个感兴趣的信号的相关估计;以及
根据共享相关估计,计算第二组中的每个感兴趣的信号的组合权重,其中,所述共享相关估计是不专用于第二组中的每个感兴趣的信号的相关估计。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:根据针对每个感兴趣的信号而计算出的组合权重,在线性均衡接收机系统(14)中对第一组和第二组中的每个感兴趣的信号的多径分量进行组合。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述基于共享准则将感兴趣的信号分组为第一组和第二组包括:基于对每个感兴趣的信号的共享准则进行评估,将每个感兴趣的信号置于第一组中或第二组中。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述基于对每个感兴趣的信号的共享准则进行评估,将每个感兴趣的信号置于第一组中或第二组中包括:基于对每个感兴趣的信号与数据速率相关的准则进行评估,将每个感兴趣的信号置于第一组中或第二组中。
5.根据权利要求1所述的方法,还包括:根据针对第一组或第二组中的至少一个感兴趣的信号而计算出的组合权重,估计第一组或第二组中的所述至少一个感兴趣的信号的信号质量。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述根据非共享相关估计,计算第一组中的每个感兴趣的信号的组合权重包括:从第一组中的每个感兴趣的信号推导信号专用的相关估计;以及根据对应的信号专用的相关估计,计算第一组中每个感兴趣的信号的组合权重。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述从第一组中的每个感兴趣的信号推导信号专用的相关估计包括:从第一组中的每个感兴趣的信号获得解扩值;以及根据解扩值来估计损伤相关。
8.根据权利要求6所述的方法,其中,所述从第一组中的每个感兴趣的信号推导信号专用的相关估计包括:从第一组中的每个感兴趣的信号获得与感兴趣的信号的一个或多个未使用的信道化码相对应的解扩值;以及根据解扩值来估计损伤相关。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述根据共享相关估计计算第二组中的每个感兴趣的信号的组合权重包括:从接收复合信号推导与处理延迟差、天线延迟差以及采样相位中的至少一个相对应的相关估计的集合,所述处理延迟差、天线延迟差以及采样相位共同与第二组中的感兴趣的信号相关联;以及针对第二组中的每个信号,从相关估计的集合中提取与感兴趣的信号的具体处理延迟差、天线延迟差以及采样相位相对应的那些相关估计。
10.根据权利要求1所述的方法,还包括:维持共享相关估计,作为在与第二组中感兴趣的信号的处理延迟差的集合相对应的延迟差处从接收复合信号获得的数据样本相关的集合。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述维持共享相关估计,作为在与第二组中感兴趣的信号的处理延迟差的集合相对应的延迟差处从接收复合信号获得的数据样本相关的集合包括:更新数据样本相关的集合,以对改变第二组中的感兴趣的信号的多径特性进行反映,以及对向第二组添加和从第二组丢弃感兴趣的信号进行反映。
12.根据权利要求10所述的方法,其中,处理延迟包括用于第二组中感兴趣的信号的多径处理的瑞克接收机指峰延迟,或等价地包括用于第二组中感兴趣的信号的多径处理的码片均衡滤波器抽头延迟。
13.根据权利要求1所述的方法,其中,所述接收复合信号包括来自多个(20)远程无线发射机(22-1、22-2、22-N)的多个接收到的码分多址(CDMA)上行链路信号的复合信号。
14.一种用在无线通信网络基站(12)中的接收机系统(14),所述接收机系统(14)的特征在于包括一个或多个处理电路(16),所述处理电路(16)被配置为通过以下步骤来确定用于对包括在接收复合信号中的感兴趣的信号进行处理的组合权重:
基于共享准则将感兴趣的信号分组为第一组和第二组,其中,所述共享准则是能够区分复合接收信号中的主导分量的准则;
根据非共享相关估计,计算第一组中的每个感兴趣的信号的组合权重,其中,所述非共享相关估计是专用于第一组中的每个感兴趣的信号的相关估计;以及
根据共享相关估计,计算第二组中的每个感兴趣的信号的组合权重其中,所述共享相关估计是不专用于第二组中的每个感兴趣的信号的相关估计。
15.根据权利要求14所述的接收机系统(14),其中,所述接收机系统(14)包括:一个或多个线性均衡器(38、50、60),被配置为根据针对每个感兴趣的信号而计算出的组合权重,对第一组和第二组中的每个感兴趣的信号的多径分量进行组合。
16.根据权利要求14所述的接收机系统(14),其中,所述接收机系统(14)被配置为:通过基于对每个感兴趣的信号的共享准则进行评估,将每个感兴趣的信号置于第一组中或第二组中,来将感兴趣的信号分组为第一组和第二组。
17.根据权利要求16所述的接收机系统(14),其中,共享准则包括与数据速率相关的准则,并且,所述接收机系统(14)被配置为:通过基于对每个感兴趣的信号与数据速率相关的准则进行评估,将每个感兴趣的信号置于第一组中或第二组中,来将感兴趣的信号分组为第一组和第二组。
18.根据权利要求14所述的接收机系统(14),其中,所述接收机系统(14)被配置为:根据针对第一组或第二组中的至少一个感兴趣的信号而计算出的组合权重,估计第一组或第二组中的该至少一个感兴趣的信号的信号质量。
19.根据权利要求14所述的接收机系统(14),其中,所述接收机系统(14)被配置为:通过从第一组中的每个感兴趣的信号推导信号专用的相关估计,计算第一组中的每个感兴趣的信号的组合权重;以及根据对应的信号专用的相关估计,计算第一组中每个感兴趣的信号的组合权重。
20.根据权利要求19所述的接收机系统(14),其中,所述接收机系统(14)被配置为:通过从第一组中的每个感兴趣的信号获得解扩值并根据解扩值来估计损伤相关,从第一组中的每个感兴趣的信号推导信号专用的相关估计。
21.根据权利要求20所述的接收机系统(14),其中,所述接收机系统(14)被配置为:通过获得与感兴趣的信号的一个或多个未使用的信道化码相对应的解扩值,从第一组中的每个感兴趣的信号获得解扩值。
22.根据权利要求14所述的接收机系统(14),其中,所述接收机系统(14)被配置为通过以下方式来根据共享相关估计计算第二组中每个感兴趣的信号的组合权重:从接收复合信号推导与处理延迟差、接收天线差以及信号采样相位中的至少一个相对应的相关估计的集合,所述处理延迟差、接收天线差以及信号采样相位共同与第二组中的感兴趣的信号相关联;以及针对第二组中的每个感兴趣的信号,从相关估计的集合中提取与感兴趣的信号的具体处理延迟差、天线延迟差以及采样相位相对应的那些相关估计。
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