CN102474298A - 执行干扰消除的接收机和方法 - Google Patents

Abstract

为了满足对能够提供足够的性能但是对处理要求降低的新干扰消除技术的需求，描述了各种实施例。在某些实施例中，接收设备对多用户输入信号中的至少一个第一组用户进行解调和解码(201)。该多用户输入信号包括至少一个第一组用户和至少一个第二组用户，所述第一组用户的传输时间间隔(TTI)短于所述第二组用户。所述接收设备重建(202)成功解码的第一组用户中的每个用户的干扰信号并且从所述多用户输入信号中减去(203)每个干扰信号以产生干扰消除信号。所述接收设备然后使用此干扰消除信号对所述至少一个第二组用户进行解调和解码(204)。

Description

执行干扰消除的接收机和方法

技术领域

本发明一般地涉及通信。更具体地说，本发明涉及在无线通信系统中执行干扰消除

背景技术

3GPP UMTS技术的高速上行链路分组接入(HSUPA)组件增加了对高比特率、低延迟分组数据流量的支持。HSUPA也称为增强专用通道(E-DCH)；这两个术语可以互换使用。HSUPA旨在使HSUPA用户能够与传统电路交换(CS)语音用户共享同一载波(即，同一频谱)，这对于蜂窝运营商而言非常方便。由于UMTS和HSUPA扩展使用异步码分多址(CDMA)，因此，某个特定用户的信号会成为同一小区中其他所有用户的干扰；所以具体地说，这意味着增加HSUPA用户会给CS语音用户造成干扰。因此，HSUPA包括在基站中添加能够动态地调度HSUPA用户数据速率的智能调度程序；一般而言，调度的HSUPA用户数据速率越高，给小区中其他用户(包括传统CS语音用户)造成的上行链路干扰程度就越高。

一般对上行链路总接收功率电平施以限制以确保系统的稳定性，同时还会施以一些覆盖限制。所述基站调度程序必须坚持确保实现CS语音的所需容量，并且同时在限制上行链路总接收功率电平的情况下尝试实现可能的最高扇区容量。一般通过将上行链路总接收功率电平的特定部分分配给CS语音(以实现所需容量)，然后将全部剩余的可用上行链路总接收功率分配给HSUPA用户来实现此目的。

所述上行链路总接收功率电平包括热噪声、其他小区干扰、来自使用专用物理数据通道(DPDCH)的小区内传统用户(例如CS语音用户)的接收功率以及来自E-DCH小区内用户的接收功率。所述接收功率电平经常还被称为接收干扰电平，以表示从其他所有用户处接收的功率成为特定用户的干扰。所述基站调度程序能够通过调整所调度的E-DCH小区内用户数据速率，控制来自E-DCH小区内用户的干扰电平；数据速率越低，这些用户所产生的上行链路干扰电平就越低。

已经提出了各种形式的干扰消除(IC)技术来提高HSUPA的上行链路吞吐量，其理念是一旦特定的HSUPA用户成功解码，来自该用户的信号便可以重建并且从前端缓冲区中削减出去，这样会降低其余用户所看到的有效干扰电平，从而提高系统性能。此IC过程可以重复，因为如果另一用户然后能够在干扰削减之后成功解码，该用户的接收信号也可以重建并从前端缓冲区中削减出去，进一步降低其余任何用户所看到的有效干扰电平。此重复IC过程在图9中由图表900示出。

此重复技术的性能相当出色。即使在仅具有HSUPA用户的系统中，传统的IC技术也会显示出性能改进，因为一个成功解码的HSUPA用户所产生的干扰可以从所有尚未成功解码的其他HSUPA用户中去除。但是，需要强大的处理能力来全部实时地执行解码、重建和削减HSUPA用户干扰的多阶段过程。因此，无论如何都需要能够提供足够的性能但对处理要求降低的新IC技术。

附图说明

图1是根据本发明的各种实施例由设备执行的干扰消除功能的逻辑流程图。

图2是根据本发明的各种实施例执行干扰消除的设备的方块图示。

图3是根据本发明的各种IC-Lite实施例执行的干扰消除的时序图示。

图4是根据本发明的各种IC-Lite实施例可能增加的吞吐量的方块图示。

图5示出包含本发明的IC-Lite实施例的部署实例的系统级模拟假设的表。

图6示出包含本发明的IC-Lite实施例的部署实例的HSUPA特定的模拟假设的表。

图7示出显示干扰限制部署实例中IC-Lite实施例提供的作为小区中CS语音用户数的函数的性能增益的表。

图8示出显示覆盖限制部署实例中IC-Lite实施例提供的性能增益的表。

图9是根据现有技术执行的重复干扰取消过程的方块图示。

下面参考图1-8公开了本发明的特定实施例。出于增进理解的目的给出了描述和说明。例如，某些图形元素的尺寸可以相对于其他元素而放大，并且可以不示出对于商业上成功的实现有利、甚至必需的公知元素，以便可以提供更简单、更清晰的实施例表示。此外，尽管参考以特定顺序执行的特定步骤描述和示出上面的逻辑流程图，但是在不偏离权利要求范围的情况下，这些步骤中的一部分可以忽略或者这些步骤中的一部分可以组合、再细分或重新排序。因此，除非明确地指出，否则所述步骤的顺序和分组并不是对可能处于权利要求范围内的其他实施例的限制。

图示和描述中的简洁性和明确性可以有效地使本领域的技术人员根据本领域中已知的知识创造、使用和最佳地实践本发明。本领域的技术人员将理解，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对下面描述的特定实施例做出各种修改和更改。因此，本说明书和附图被认为是出于说明和举例的目的，而非进行限制或涵盖全部，并且对下面描述的特定实施例的所有此类修改旨在包括在本发明的范围内。

发明内容

为了满足对能够提供足够的性能但是对处理要求降低的新干扰消除技术的需求，描述了各种实施例。在某些实施例中，接收设备对多用户输入信号中的至少一个第一组用户进行解调和解码。该多用户输入信号包括至少一个第一组用户和至少一个第二组用户，所述第一组用户的传输时间间隔(TTI)短于所述第二组用户。所述接收设备重建成功解码的第一组用户中的每个用户的干扰信号并且从所述多用户输入信号中削减每个干扰信号以产生干扰消除信号。所述接收设备然后使用此干扰消除信号对所述至少一个第二组用户进行解调和解码。

还描述了接收设备实施例。在某些实施例中，所述接收设备包括第一解调器/解码器，信号重建器、干扰削减器和第二解调器/解码器。所述第一解调器/解码器用于对多用户输入信号中的至少一个第一组用户进行解调和解码。该多用户输入信号包括至少一个第一组用户和至少一个第二组用户，所述第一组用户的传输时间间隔(TTI)短于所述第二组用户。与所述第一解调器/解码器相连的信号重建器用于重建成功解码的第一组用户中的每个用户的干扰信号。与所述信号重建器相连的干扰削减器用于从所述多用户输入信号中减去每个干扰信号以产生干扰消除信号。与所述干扰削减器相连的第二解调器/解码器用于使用所述干扰消除信号对所述至少一个第二组用户进行解调和解码。

具体实施方式

可以参考图1-2理解本发明。图1示出根据本发明的各种实施例执行的干扰消除功能。在图表100所示的方法中，接收设备对多用户输入信号中的至少一个第一组用户进行解调和解码(101)。该多用户输入信号包括至少一个第一组用户和至少一个第二组用户，所述第一组用户的传输时间间隔(TTI)短于所述第二组用户。在某些实施例中，所述接收设备尝试对所述多用户输入信号中编码的所有第一组用户进行解调和解码。此外，在某些实施例中，同时对所述多用户输入信号中的多个(如果不是全部)第一组用户进行解调和解码。

所述接收设备重建(102)成功解码的第一组用户中的每个用户的干扰信号并且从所述多用户输入信号中减去(103)每个干扰信号以产生干扰消除信号。根据实施例，所述重建成功解码的第一组用户中的每个用户的干扰信号包括重新编码和重新调制这些用户中每个用户的干扰信号。

所述接收设备然后使用此干扰消除信号对所述至少一个第二组用户进行解调和解码(104)。需要指出，此干扰消除信号会被使用，但可能不是为了恢复一个或多个第二组用户而实际被解调和解码的最终信号。例如，所述干扰消除信号可能只表示实际被解调和解码的最终信号的一部分。图3中的图表300示出出现这种状况的特定实例。也就是说，每隔2ms进行一次信号削减以派生出在10ms期间的最终信号。

图2是根据本发明的各种实施例执行干扰消除的设备的方块图示。在图表200所示的设备中，示出第一解调器/解码器201、信号重建器202、干扰削减器203和第二解调器/解码器204。

第一解调器/解码器201用于对多用户输入信号中的至少一个第一组用户进行解调和解码。该多用户输入信号包括至少一个第一组用户和至少一个第二组用户，所述第一组用户的传输时间间隔(TTI)短于所述第二组用户。与第一解调器/解码器201相连的信号重建器202用于重建成功解码的第一组用户中的每个用户的干扰信号。与信号重建器202相连的干扰削减器203用于从所述多用户输入信号中减去每个干扰信号以产生干扰消除信号。与干扰削减器203相连的第二解调器/解码器204用于使用所述干扰消除信号对所述至少一个第二组用户进行解调和解码。

为了更详细地创造和使用本发明的各方面，下面给出了某些非常具体的实施例作为实例。在本发明的一组实施例(称为IC-Lite实施例)中，针对HSUPA系统提出了复杂性降低的干扰消除技术。图3-8涉及这些IC-Lite实施例的各种方面。

在许多部署实例中，会将HSUPA用户与传统CS语音用户(即，那些使用DPDCH的用户)混合起来。我们利用DPDCH始终具有至少10ms的传输时间间隔(TTI)的事实，这意味着数据在处理(即，解调和解码)数据之前可以缓冲10ms。另一方面，HSUPA可以选择性地使用2ms TTI，这表示可以在针对每个HSUPA用户仅将数据收集2ms之后再进行解调和解码。

所述IC-Lite实施例利用DPDCH具有10ms TTI长度的事实，因此可以利用10ms的缓冲延迟。由于HSUPA TTI长度仅有2ms，所以有充裕的时间来对HSUPA用户进行解码，重建从成功解码的HSUPA用户处接收的信号，以及从要馈入DPDCH解码器中的缓冲数据中减去此干扰。通过这种方式，DPDCH用户(例如，CS语音用户)将看到可提高性能的降低的干扰电平。需要指出，HSUPA用户可能无法在特定2ms TT1上完成解码，这种情况下可能无法重建和削减干扰信号；只有在特定2ms TTI中成功解码的HSUPA用户才能用于干扰消除。

由于针对DPDCH处理有10ms的数据缓冲，因此与传统干扰消除相比，时间线显著放宽。另外，需要可避免解码/重建/削减的多阶段重复IC过程。这样大大降低所需的处理能力和内存要求。IC-Lite技术中包含四个基本步骤：

步骤1：在给定的2ms TT1中对所有HSUPA用户进行解调和解码。

步骤2：针对每个成功解码的HSUPA用户，重建该用户已在前端接收机中接收的信号，即重新编码和重新调制信号。

步骤3：从等待馈入DPDCH解调器/解码器的10ms延迟缓冲信号中削减已解码的HSUPA用户的重建信号。

步骤4：将已削减HSUPA解码用户干扰的缓冲数据馈入DPDCH解调器/解码器。

图3所示的图表300示出在10ms间隔期间执行的这些步骤的一个实例的时间线。一般而言，上面的步骤1-3在每个HSUPA 2ms传输时间间隔期间重复，然后及时执行步骤4以在10ms DPDCH TTI期间处理DPDCH用户。

需要指出，IC-Lite技术仅消除DPDHC用户看到的HSUPA干扰；也就是说，HSUPA用户自己不会直接看到降低的干扰电平。但是，由于DPDCH用户看到的干扰已减少，因此他们看到改进的信号与干扰加噪声比(SINR)，并且由于功率控制，DPDCH用户的发射功率电平将降低，从而降低基站接收机上的上行链路总干扰电平。由于总干扰电平已降低，因此基站调度程序然后可以为HSUPA用户分配更高的速率以将干扰电平移回不使用IC-Lite情况下的限制，HSUPA用户将体验更高的吞吐量。这在图4中的图表400内示出。

我们已研究了其中模拟HSUPA用户和CS语音用户混合的两种不同部署情况下IC-Lite的性能。所述模拟的假设分别在图5和图6中的表500和600中示出。在此研究中，我们假设固定消除效率为80％，根据目前正在进行的链路级模拟研究，这个效率实际上是从环保的角度提出的。80％的消除率表示当HSUPA用户在特定TTI中解码时，该用户所产生的80％的干扰从DPDCH接收机中削减出去。

在第一种情况下，我们考虑所谓的干扰限制环境，其中上行链路总接收功率电平与热噪声电平的比值(也称为热增量(RoT))被限制为在99％以上的时间内小于7dB。这通常是确保CDMA系统稳定所需的上行链路接收功率电平的上限。

在第二种部署情况下，我们考虑覆盖限制环境，其中增加10dB的穿透损耗。在这种情况下，我们将平均RoT级别限制在至多4dB，这与上行链路负载加载水平＝1-1/RoT＝0.6对应。使用降低的RoT水平是为了保持例如CS语音用户的覆盖，因此就CS语音用户而言，可以看到最大RoT。

需要指出，根据预期，当没有CS语音用户时，不会从IC-Lite中获得任何增益。在这里我们看到增益至多约为6％，其中具有CS语音用户。在这种情况下，我们只需确保对于不使用干扰取消和使用IC-Lite这两种情况，99％的RoT小于7dB。

图7中的表700示出干扰限制部署实例中IC-Lite实施例提供的作为小区中CS语音用户数的函数的性能增益。图8中的表800示出覆盖限制部署实例中IC-Lite实施例提供的性能增益。在这里，CS语音用户看到的负载可能不超过0.6以保证对CS语音用户的覆盖。不使用IC-Lite的情况下，这表示上行链路总负载可能不超过0.6。但是，在使用IC-Lite的情况下，我们只需确保CS语音用户所看到的负载水平不大于0.6，并且在使用IC-Lite的情况下，CS语音用户仅看到未消除的HSUPA负载部分。在这里，我们看到最多25％的增益是可能的。

提供上面详细的，有时非常具体的描述是为了有效地使本领域的技术人员根据本领域中已知的知识能够创造、使用和最佳地实践本发明。在实例中，本发明在为了示出本发明的可能的实施例和最佳模式的特定架构、特定系统配置和特定无线信号指示技术的上下文中进行描述。因此，所描述的实例不能被解释为对较广泛的发明理念的范围的限定或限制。

上面参考本发明的特定实施例描述了优势、其他优点和问题解决方案。但是，所述优势、优点、问题解决方案以及可能导致或造成此类优势、优点或解决方案，或者使此类优势、优点或解决方案变得更明显的任何元素不能被认为是任何或全部权利要求的重要的、必要的或基本的功能或元素。

如此处和所附权利要求中使用的那样，术语“包括”、“包含”或此意思的其他任何表达旨在表示非独占的包含，以便包括一系列元素的过程、方法、制品或装置不仅包括列出的那些元素，还可能包括未明确列出或所述过程、方法、制品或装置固有的其他元素。如此处使用的那样，术语“一”或“一个”被定为一个或多于一个。如此处使用的那样，术语“多个”被定义为两个或多于两个。如此处使用的那样，术语“另一”被定义为至少另外的一个或多个。除非此处明确地指出，否则唯一地使用诸如第一和第二、顶部和底部以及类似表达之类的关系术语(如果有)区分一个实体或操作与另一实体或操作，不一定要求或暗示此类实体或操作之间的任何此类实际的关系或顺序。

如此处使用的那样，术语“包括”和/或“包含”被定义为包括(即，开放性语言)。如此处使用的那样，术语“相连”被定义为连接，尽管不一定直接连接，以及不一定在物理上连接。根据单词“指示”导出的术语(例如，“指出”或“指明”)旨在包括可用于传送或参考被指示的对象/信息的全部各种技术。有些(并非全部)可用于传送或参考被指示的对象/信息的技术实例包括传递被指示的对象/信息的标识符，传递用于产生被指示的对象/信息的信息，传递被指示的对象/信息的某些部分或片段，传递被指示的对象/信息的某些派生信息，以及传递某些表示被指示的对象/信息的符号。

Claims (10)

1.一种执行干扰消除的方法，包括：

对多用户输入信号中的至少一个第一组用户进行解调和解码，其中所述多用户输入信号包括至少一个第一组用户和至少一个第二组用户并且其中所述第一组用户的传输时间间隔(TTI)短于所述第二组用户；

重建成功解码的至少一个第一组用户中的每个用户的干扰信号；

从所述多用户输入信号中减去所述至少一个第一组用户中的每个用户的干扰信号以产生干扰消除信号；

使用所述干扰消除信号对所述至少一个第二组用户进行解调和解码。

2.如权利要求1中所述的方法，其中所述对多用户输入信号中的至少一个第一组用户进行解调和解码包括尝试对所述多用户输入信号中编码的所有第一组用户进行解调和解码；以及

其中所述重建成功解码的至少一个第一组用户中的每个用户的干扰信号包括在尝试对所述多用户输入信号中编码的所有第一组用户进行解调和解码时重建成功解码的每个第一组用户中的每个用户的干扰信号。

3.如权利要求1中所述的方法，其中所述对多用户输入信号中的至少一个第一组用户进行解调和解码包括同时对所述多用户输入信号中的多个第一组用户进行解调和解码。

4.如权利要求1中所述的方法，其中所述重建成功解码的至少一个第一组用户中的每个用户的干扰信号包括重新编码和重新调制成功解码的至少一个第一组用户中的每个用户的干扰信号。

5.如权利要求1中所述的方法，其中所述至少一个第一组用户包括分组数据用户并且所述至少一个第二组用户包括语音用户。

6.如权利要求1中所述的方法，其中所述第一组用户具有2毫秒TTI并且所述第二组用户具有10毫秒TTI。

7.一种接收机，包括：

对多用户输入信号中的至少一个第一组用户进行解调和解码的第一解调器/解码器，其中所述多用户输入信号包括至少一个第一组用户和至少一个第二组用户并且其中所述第一组用户的传输时间间隔(TTI)短于所述第二组用户；

重建成功解码的至少一个第一组用户中的每个用户的干扰信号的信号重建器；

从所述多用户输入信号中减去所述至少一个第一组用户中的每个用户的干扰信号以产生干扰消除信号的干扰削减器；以及

使用所述干扰消除信号对所述至少一个第二组用户进行解调和解码的第二解调器/解码器。

8.如权利要求7中所述的接收机，其中所述第一解调器/解码器适合于尝试对所述多用户输入信号中编码的所有第一组用户进行解调和解码；以及

其中所述信号重建器适合于在尝试对所述多用户输入信号中编码的所有第一组用户进行解调和解码时重建成功解码的每个第一组用户中的每个用户的干扰信号。

9.如权利要求7中所述的接收机，其中所述第一解调器/解码器适合于同时对所述多用户输入信号中的多个第一组用户进行解调和解码。

10.如权利要求7中所述的接收机，其中所述信号重建器适合于重新编码和重新调制成功解码的至少一个第一组用户中的每个用户的干扰信号。

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