CN102726012A - 线性干扰消除接收机 - Google Patents

Abstract

在用户设备处的干扰消除包括使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码来针对聚合接收信号的每个分量执行信道估计。该聚合接收信号是从至少一个节点B接收的。基于该信道估计来针对每个信道化码计算组合信道。针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数。该线性传输函数包括每个信道化码的组合信道。从该线性传输函数中导出均衡矩阵，然后将该均衡矩阵应用到聚合接收信号以获得去往该用户设备的分量。

Description

线性干扰消除接收机

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2010年5月5日以LI等人的名义提交的美国临时专利申请No.61/331,493的权益，通过引用将前述申请的全部公开内容明确地并入本文。

技术领域

本公开内容的方面一般而言涉及无线通信系统，并且更具体地涉及线性干扰消除接收机。

背景技术

无线通信网络被广泛地部署以提供各种通信服务，例如，电话、视频、数据、消息传送、广播等。这种网络通常是多址网络，其通过共享可用网络资源来支持多个用户的通信。这种网络的一个实例是通用陆地无线接入网络(UTRAN)。UTRAN是作为通用移动电信系统(UMTS)的一部分而定义的无线接入网络(RAN)，其中，通用移动电信系统是由第3代合作伙伴计划(3GPP)支持的第三代(3G)移动电话技术。UMTS是全球移动通信系统(GSM)技术的下一代技术，其目前支持各种空中接口标准，例如，宽带—码分多址(W-CDMA)、时分—码分多址(TD-CDMA)以及时分—同步码分多址(TD-SCDMA)。例如，中国正在推行TD-SCDMA作为UTRAN体系结构中的下层空中接口，并利用其现有的GSM基础设施作为核心网络。UMTS还支持增强型3G数据通信协议，例如，高速下行链路分组数据(HSDPA)，其向相关联的UMTS网络提供了更高的数据传输速度和容量。

随着对移动宽带接入的要求不断增加，不断地进行研究和开发来提高UMTS技术，这不但满足对移动宽带接入的不断增长的要求，还提高和增强用户对移动通信的体验。

发明内容

在本公开的一个方面中，一种用于在第一用户设备处消除干扰的方法包括：使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码来针对聚合接收信号的每个分量执行信道估计。所述聚合接收信号是从至少一个节点B接收的。该方法还包括基于所述信道估计来针对每个信道化码计算组合信道，以及针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数。所述线性传输函数包括每个信道化码的所述组合信道。该方法还包括从所述线性传输函数中导出均衡矩阵，以及将所述均衡矩阵应用到所述聚合接收信号以获得去往所述第一用户设备的分量。

在本公开的另一方面中，一种被配置用于干扰消除的第一用户设备包括用于使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码来针对聚合接收信号的每个分量执行信道估计的模块。所述聚合接收信号是从至少一个节点B接收的。该第一用户设备还包括用于基于所述信道估计来针对每个信道化码计算组合信道的模块和用于针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数的模块。所述线性传输函数包括每个信道化码的所述组合信道。该第一用户设备还包括用于从所述线性传输函数中导出均衡矩阵的模块和用于将所述均衡矩阵应用到所述聚合接收信号以获得去往所述第一用户设备的分量的模块。

在本公开的另一方面中，一种计算机程序产品具有计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有非暂时性程序代码，所述程序代码包括用于使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码来针对聚合接收信号的每个分量执行信道估计的代码。所述聚合接收信号是从至少一个节点B接收的。该程序代码还包括用于基于所述信道估计来针对每个信道化码计算组合信道的代码和用于针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数的代码。所述线性传输函数包括所述每个信道化码的所述组合信道。该程序代码还包括用于从所述线性传输函数中导出均衡矩阵的代码和用于将所述均衡矩阵应用到所述聚合接收信号以获得去往第一用户设备的分量的代码。

在本公开的另一方面中，一种用于无线通信的第一用户设备包括至少一个处理器和耦合到该处理器的存储器。该处理器被配置用于使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码，来针对聚合接收信号的每个分量执行信道估计。所述聚合接收信号是从至少一个节点B接收的。该处理器还被配置用于基于所述信道估计来针对每个信道化码计算组合信道；以及针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数。所述线性传输函数包括每个信道化码的所述组合信道。该处理器还被配置用于从所述线性传输函数中导出均衡矩阵；以及将所述均衡矩阵应用到所述聚合接收信号以获得去往所述第一用户设备的分量。

附图说明

图1是概念性示出电信系统的实例的方框图。

图2是概念性示出电信系统中帧结构的实例的方框图。

图3是概念性示出电信系统中节点B与UE进行通信的实例的方框图。

图4是示出了TD-SCDMA网络的示图。

图5是示出了用于TD-SCDMA系统的发射机的方框电路图。

图6A是示出了数据码片传输路径的方框电路图。

图6B是示出了等效信道传输路径的方框电路图。

图7是示出了为了实现本教导的一个方面而执行的示例方框的功能方框图。

具体实施方式

下面结合附图阐述的具体实施方式旨在作为对各种配置的说明，而非旨在代表可以实施本文描述的概念的仅有配置。为了提供对各种概念的透彻理解，该具体实施方式包括了具体的细节。然而，对本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些概念。在一些情况中，以方框图形式示出了公知结构和组件，以避免混淆这些概念。

现在转到图1，示出了方框图，该方框图示出了电信系统100的实例。在本公开全部内容中给出的各种概念可以在广泛的各种电信系统、网络体系结构和通信标准中实现。举例而言而非限制性地，在参照采用TD-SCDMA标准的UMTS系统的情况下给出图1中示出的本公开内容的方面。在该实例中，UMTS系统包括RAN(无线接入网)102(例如，UTRAN)，该RAN提供了各种无线服务，包括通话、视频、数据、消息传送、广播和/或其它服务。RAN 102可以被分为多个无线网络子系统(RNS)，例如，RNS 107，每个RNS由诸如无线网络控制器(RNC)106的RNC来进行控制。为了清楚起见，仅示出了RNC 106和RNS 107；然而，除了RNC 106和RNS 107之外，RAN 102还可以包括任意数目的RNC和RNS。RNC 106是用于负责在RNS 107内分配、重配置和释放无线资源等的装置。RNC 106可以使用任意适当的传输网络通过诸如直接物理连接、虚拟网络等的各种类型的接口而互连到RAN 102中的其它RNC(未示出)。

由RNS 107覆盖的地理区域可以被分为多个小区，其中，无线收发机装置对每个小区进行服务。无线收发机装置在UMTS应用中通常被称为节点B，但是本领域技术人员也可以将其称为基站(BS)、基站收发机(BTS)、无线基站、无线收发机、收发机功能体、基本服务集(BSS)、扩展服务集(ESS)、接入点(AP)或某个其它适当的术语。为了清楚起见，示出了两个节点B 108；然而，RNS 107可以包括任意数目的无线节点B。节点B 108为任意数目的移动装置提供到核心网104的无线接入点。移动装置的实例包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、膝上型计算机、笔记本、上网本、智能本、个人数字助理(PDA)、卫星无线设备、全球定位系统(GPS)设备、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、相机、游戏控制台或者任意其它类似的功能设备。移动装置在UMTS应用中通常被称为用户设备(UE)，但是本领域技术人员也可以将其称为移动站(MS)、用户站、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户站、接入终端(AT)、移动终端、无线终端、远程终端、手持设备、终端、用户代理、移动客户端、客户端或者某个其它适当的术语。为了说明的目的，示出了三个UE 110与节点B 108进行通信。下行链路(DL)也被称为前向链路，其是指从节点B到UE的通信链路，并且上行链路(UL)也被称为反向链路，其是指从UE到节点B的通信链路。

如所示出的，核心网104包括GSM核心网。然而，本领域技术人员将会认识到，本公开全部内容中给出的各种概念可以在RAN或者其它适当的接入网络中实现，以向UE提供到除了GSM网络之外的类型的核心网的接入。

在该实例中，核心网104利用移动交换中心(MSC)112和网关MSC(GMSC)114来支持电路交换服务。诸如RNC 106的一个或多个RNC可以连接到MSC 112。MSC 112是对呼叫建立、呼叫路由和UE移动性功能进行控制的装置。MSC 112还包括访问者位置寄存器(VLR)(未示出)，其中，该VLR包含在UE处于MSC 112的覆盖区域中的期间与用户有关的信息。GMSC 114通过MSC 112为UE提供网关，以接入电路交换网络116。GMSC 114包括归属位置寄存器(HLR)(未示出)，该HLR包含订户数据，例如，反映了特定用户订购的服务的细节的数据。HLR还与认证中心(AuC)相关联，该AuC包含用户特有的认证数据。当接收到针对特定UE的呼叫时，GMSC 114向HLR进行查询以确定UE的位置并且将该呼叫转发到对该位置进行服务的特定MSC。

核心网104还利用服务GPRS支持节点(SGSN)118和网关GPRS支持节点(GGSN)120来支持分组数据服务。GPRS代表通用分组无线服务，其被设计用于以比利用标准GSM电路交换数据服务所能获得的速度更高的速度来提供分组数据服务。GGSN 120为RAN 102提供到基于分组的网络122的连接。基于分组的网络122可以是因特网、专有数据网络或者某个其它适当的基于分组的网络。GGSN 120的主要功能是向UE 110提供基于分组的网络连接。数据分组通过SGSN 118在GGSN 120和UE 110之间传输，其中，SGSN 118在基于分组的域中主要执行与MSC 112在电路交换域中所执行的相同的功能。

UMTS空中接口是扩频直接序列码分多址(DS-CDMA)系统。扩频DS-CDMA通过将用户数据与被称为码片的伪随机比特序列相乘来将该用户数据扩展在更宽的带宽上。TD-SCDMA标准是基于这种直接序列扩频技术的，并且还要求时分双工(TDD)，而不是如在许多频分双工(FDD)模式UMTS/W-CDMA系统中所使用的频分双工。TDD针对节点B 108和UE110之间的上行链路(UL)和下行链路(DL)使用相同的载波频率，但是将上行链路和下行链路传输划分到载波中的不同时隙中。

图2示出了用于TD-SCDMA载波的帧结构200。如所示出的，TD-SCDMA载波具有长度为10ms的帧202。帧202具有两个5ms的子帧204，并且每个子帧204包括七个时隙TS0到TS6。第一时隙TS0通常被分配用于下行链路通信，而第二时隙TS1通常被分配用于上行链路通信。剩余的时隙TS2到TS6可以用于上行链路或者下行链路，这样在上行链路或下行链路方向上的更高的数据传输时间期间允许更大的灵活性。下行链路导频时隙(DwPTS)206、保护周期(GP)208和上行链路导频时隙(UpPTS)210(也被称为上行链路导频信道(UpPCH))位于TS0和TS1之间。每个时隙TS0-TS6可以允许数据传输复用在最大16个码道上。码道上的数据传输包括由中间码214分隔开的两个数据部分212以及接着的保护周期(GP)216。中间码214可以用于诸如信道估计的特征，而GP 216可以用于避免突发间干扰。TD-SCDMA中每个下行链路时隙的时长是大约675μs或864个码片。每个码片对应于大约0.78μs。中间码利用144个码片，并且在组合的两个数据部分212中大约总共有704个码片专用于数据。最后，GP 216利用16个码片。

图3是在RAN 300中节点B 310与UE 350进行通信的方框图，其中，RAN 300可以是图1中的RAN 102，节点B 310可以是图1中的节点B 108，并且UE 350可以是图1中的UE 110。在下行链路通信中，发送处理器320可以接收来自数据源312的数据和来自控制器/处理器340的控制信号。发送处理器320针对数据和控制信号以及参考信号(例如，导频信号)提供各种信号处理功能。例如，发送处理器320可以提供循环冗余校验(CRC)码用于误差检测，提供编码和交织以助于前向纠错(FEC)，提供基于各种调制方案(例如，二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)，M进制相移键控(M-PSK)，M进制正交幅度调制(M-QAM)等)映射到信号星座图，提供利用正交可变扩展因子(OVSF)进行扩展，以及提供与加扰码相乘以产生一系列符号。来自信道处理器344的信道估计可以由控制器/处理器340用来确定发送处理器320的编码、调制、扩展和/或加扰方案。可以从由UE 350发送的参考信号中或者从在来自UE 350的中间码214(图2)中包含的反馈中导出这些信道估计。将发送处理器320生成的符号提供给发送帧处理器330，以创建帧结构。发送帧处理器330通过利用来自控制器/处理器340的中间码214(图2)对符号进行复用来创建该帧结构，从而得到一系列帧。然后，将这些帧提供给发射机332，该发射机332提供各种信号调节功能，包括放大、滤波和将帧调制到载波上以用于通过智能天线334在无线介质上进行下行链路传输。智能天线334可以利用波束控制双向自适应天线阵列或者其它类似的波束技术来实现。

在UE 350处，接收机354通过天线352接收下行链路传输，并且对该传输进行处理，以恢复调制在载波上的信息。将接收机354恢复的信息提供给接收帧处理器360，该接收帧处理器360解析每个帧，并且将中间码214(图2)提供给信道处理器394，将数据、控制和参考信号提供给接收处理器370。然后，接收处理器370执行与节点B 310中的发送处理器320所执行的处理互逆的处理。更具体地，接收处理器370对符号进行解扰和解扩，然后基于调制方案来确定节点B 310发送的最可能的信号星座点。这些软决策可以基于由信道处理器394计算出的信道估计。然后，对软决策进行解码和解交织，以恢复数据、控制和参考信号。然后，对CRC码进行校验以确定是否对帧进行了成功的解码。然后，将由成功解码出的帧所携带的数据提供给数据宿372，该数据宿372代表在UE 350和/或各种用户接口(例如，显示器)中运行的应用。将由成功解码出的帧所携带的控制信号提供给控制器/处理器390。当接收机处理器370未对帧进行成功解码时，控制器/处理器390也可以使用确认(ACK)和/或否定确认(NACK)协议来支持针对这些帧的重传请求。

在上行链路中，将来自数据源378的数据和来自控制器/处理器390的控制信号提供给发送处理器380。数据源378可以代表在UE 350和各种用户接口(例如，键盘)中运行的应用。类似于结合节点B 310的下行链路传输所描述的功能，发送处理器380提供各种信号处理功能，包括CRC码、有助于FEC的编码和交织、到信号星座图的映射、利用OVSF进行扩展、以及加扰，以产生一系列的符号。可以将信道估计发送到节点B 310以用于选择适当的编码、调制、扩展和/或加扰方案，其中，信道估计是由信道处理器394从由节点B 310发送的参考信号中或者从由节点B 310发送的中间码中包含的反馈中导出的。将由发送处理器380产生的符号提供给发送帧处理器382，以创建该帧结构。发送帧处理器382通过利用来自控制器/处理器390的中间码214(图2)对符号进行复用来创建帧结构，从而得到一系列帧。然后，将这些帧提供给发射机356，该发射机356提供各种信号调节功能，包括放大、滤波和将帧调制到载波上以用于通过天线352在无线介质上进行上行链路传输。

在节点B 310处，以与结合UE 350处的接收机功能所描述的方式相似的方式来处理该上行链路传输。接收机335通过天线334接收上行链路传输，并且对该传输进行处理，以恢复调制在载波上的信息。将接收机335恢复的信息提供给接收帧处理器336，该接收帧处理器336解析每个帧，并且将中间码214(图2)提供给信道处理器344，将数据、控制和参考信号提供给接收处理器338。接收处理器338执行与UE 350中的发送处理器380所执行的处理互逆的处理。然后，将由成功解码出的帧所携带的数据和控制信号分别提供给数据宿339和控制器/处理器。如果接收机处理器未对某些帧进行成功解码，则控制器/处理器340也可以使用确认(ACK)和/或否定确认(NACK)协议来支持针对这些帧的重传请求。

控制器/处理器340和390可以分别用于指导在节点B 310和UE 350处的操作。例如，控制器/处理器340和390可以提供各种功能，包括定时、外围接口、电压调节、电源管理以及其它控制功能。存储器342和392的计算机可读介质可以分别存储用于节点B 310和UE 350的数据和软件。例如，UE 350的存储器392存储了线性干扰消除模块393。当被接收处理器370执行时，执行的线性干扰消除模块393配置UE 350，以执行如在本教导的各个方面中描述的干扰消除功能，例如，在图7中描述的功能方框。节点B 310处的调度器/处理器346可以用于向UE分配资源并且为UE调度下行链路和/或上行链路传输。

图4是示出了TD-SCDMA网络40的示图。尽管TD-SCDMA网络40可以包括由许多不同节点B来服务的许多个小区，但是为了方便起见，图4中给出的示图仅示出了分别由节点B 400和401来服务的两个小区400-C和401-C。多个UE，即UE 402-405，位于两个小区400-C和401-C中。在维持与小区400-C和401-C内的各个UE的通信中，节点B 400和401发送聚合信号，即聚合信号406和407，其包括具体指向或寻址到与其维持通信的每个单独UE的信号分量。例如，节点B 400维持与UE 402-404的通信。因此，聚合信号406包括指向UE 402的分量、指向UE 403的另一分量以及指向UE 404的另一分量。类似地，由节点B 401发送的聚合信号407包括指向UE 402的分量、指向UE 403的另一分量以及指向UE 405的另一分量。指向其它UE的信号分量的存在将对指向主题UE的信号分量产生干扰。此外，聚合信号407将对在来自节点B 400的聚合信号406内发送的UE 403的分量信号产生干扰。为了准确并高效地从每个聚合信号406和407中提取适当的信号分量，将解决并去除来自竞争信号和信号分量的干扰。

为了开始解决干扰，接收UE以信道估计开始。至少部分地基于该估计，UE可以区分不同的信号分量。然而，为了开始估计过程，使用了所发送的数据码片的模型。对于用户k，其中k代表针对诸如沃尔什码或其它正交码的信道化码的特定信道化码索引，由下式来表示发送数据码片u_k(n)，其中n是码片索引：

其中，s是专用于特定小区的加扰码，N是扩展因子，w_k是信道化码，β_k是第k个信道化码的信道码乘数，d_k是第k个信道化码的数据符号，并且p_k是第k个信道化码乘数与信道化码以及加扰码的乘积。考虑采用多个发送天线的实例，对于第i个天线，总的发送数据码片tⁱ(n)表示为：

$t^i\left(n\right)=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_k^i{g}_k{u}_k\left(n\right)---\left(3\right)$

其中，K是信道化码的总数，

是N_t个天线中第i个发送天线处第k个信道化码的波束成形权重，并且g_k是第k个信道化码的增益。因此，公式(3)表示发送码片信号模型。

图5是示出了用于TD-SCDMA系统的发射机50的方框电路图。发射机50包括用于将数据发送到多个UE(未示出)的多个发送天线TX 1-TX N_t。将使用其自身所分配的信道化码w_k来处理针对特定UE要发送的每个数据集合。该数据将被作为符号集合d₁(m)-d_k(m)来发送，其中，这些集合与通过信道化码索引k示出的每个UE相关联。当在发射机50中开始对数据符号的处理时，在混合器500-1-500-N_t处将信道码乘数β₁-β_k添加到数据符号集合。然后，将每个符号集合d₁(m)-d_k(m)在混合器501-1-501-N_t处利用相应的信道化码w₁(n)-w_k(n)来进行处理，然后在混合器502-1-502-N_t处利用特定小区的加扰码s(n)来进行处理。然后，在复用器(MUX)503-1-503-N_t处将经过处理的符号集合d₁(m)-d_k(m)与相应的中间码时隙进行复用，从而成为发送码片u₁(n)-u_k(n)。

在发送码片u₁(n)-u_k(n)被发送之前，在混合器504-1-504-N_t处利用信道增益g₁-g_k对它们进行进一步处理。当发送数据码片时，发射机50将在其每个发送天线TX 1-TX N_t上针对每个UE发送码片。在这种情况中，在与总的发送码片t¹(n)-t^Nt(n)组合之前，每个发送码片集合将经过波束成形。在混合器(505-1¹-505-1^Nt)到(505-N_t ¹-505-N_t ^Nt)处，利用波束成形权重(α¹ ₁-α^Nt ₁)到(α¹ _K-α^Nt _K)来对发送码片u₁(n)-u_k(n)进行处理。然后，在被发送到空气中之前，在每个天线TX 1-TX N_t处通过组合器506-1-506-N_t来组合总的发送码片t¹(n)-t^Nt(n)。

为了表征从发送点到接收机的所发送数据，还使用了接收信号的模型。在接收机处，观察到总的发送码片t¹(n)-t^Nt(n)以及来自发送天线传播信道的添加分量和在传输期间获得的各种噪声。因此，用于所接收码片r(n)的公式可以由下式表示：

$r\left(n\right)=\underset{i}{\overset{N_t}{\mathrm{\Σ}}}\underset{l=0}{\overset{v}{\mathrm{\Σ}}}{h}^i\left(l\right)t^i(n-l)+N_{\mathrm{AWGN}}\left(n\right)---\left(4\right)$

其中，hⁱ表示从第i个发送天线到接收机的传播信道，N_AWGN是加性高斯白噪声(AWGN)，并且v是信道内存(channel memory)。

在数据码片在发送侧和接收机侧具有代表模型的情况下，等效信道

可以由下式来定义：

$r\left(n\right)=\underset{i=1}{\overset{N_t}{\mathrm{\Σ}}}\underset{l=0}{\overset{v}{\mathrm{\Σ}}}{h}^i\left(l\right)\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_k^i{g}_k{u}_k(n-1)+N_{\mathrm{AWGN}}\left(n\right)---\left(5\right)$

$=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\underset{l=0}{\overset{v}{\mathrm{\Σ}}}{\tilde{h}}_k\left(l\right)u_k(n-l)+N_{\mathrm{AWGN}}\left(n\right)---\left(6\right)$

其中，第k个用户的等效信道、归并增益、波束成形以及传播信道可以由下式表示：

${\tilde{h}}_k\left(l\right)=g_k\underset{i=1}{\overset{N_t}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_k^i{h}^i\left(l\right)---\left(7\right)$

因此，从等式(7)中可以看出，每个码的波束成形与传播信道组合，得到了单独的码或单独的用户所经历的等效信道的公式。

图6A是示出了数据码片传输路径60的方框电路图。以发送码片u₁(n)-u_k(n)开始，在混合器601-1-601-K处添加增益g₁-g_k。然后，对经过增益处理的发送码片u₁(n)-u_k(n)进行波束成形处理602，从而得到总的发送码片t¹(n)-t^Nt(n)。然后，将经过波束成形的发送码片t¹(n)-t^Nt(n)打包到每个天线的传播信道h¹(n)-h^Nt(n)中，并且在空中进行发送。使用等式(4)的接收信号模型，通过在604处将经过波束成形的发送码片t¹(n)-t^Nt(n)和传播信道h¹(n)-h^Nt(n)进行组合并且在605处加上AWGN N_AWGN，来得到接收码片r(n)。

在导出等效信道

的情况下，现在可以以更简明的形式来表示数据码片传输路径60。图6B是示出了等效信道传输路径61的方框电路图。现在，该表示以被打包到等效信道

并且在空中发送的发送码片u₁(n)-u_k(n)开始。使用接收码片等式(6)，通过在607处将发送码片u₁(n)-u_k(n)和等效信道进行组合并且在608处加上AWGN N_AWGN，来得到接收码片r(n)。

根据本教导的一个方面，可以通过使用线性多用户检测(LMUD)来实现干扰消除。本教导的各个方面利用了下行链路TD-SCDMA标准和通信系统特有的输入—输出传输函数。可以在这种系统中存在的显著特征包括用户符号的输入、总接收码片的输出、通过信道化码来分开或区分的不同用户、周期性加扰、针对每个信道化码的波束成形以及弥散信道。

为了开始分析LMUD，为了简单起见，首先考虑单小区单用户场景。特定信道化码k的信道输出由下式来表示：

其中，p_k表示第k个信道化乘数与信道化码和加扰码的乘积。当考虑到符号时间m时，信道输出由下式来表示：

根据下式，可以通过等效信道

和乘积p_k的组合来定义第k个信道的组合信道c_k：

${\underset{\‾}{c}}_k={\underset{\‾}{\overset{~}{h}}}_k\⊗{\underset{\‾}{p}}_k={\left[\begin{array}{cccc}{c}_k\left(0\right)& c_k\left(1\right)& \·\·\·& c_k(N+v-1)\end{array}\right]}^T---\left(10\right)$

其中，当插入到等式(9)中时，信道输出x_k变为单小区单用户操作的传输函数，如下式所示：

${\underset{\‾}{x}}_k\left[m\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_k\left((m-1)N\right)\\ .\\ .\\ .\\ x_k(\mathrm{mN}-1)\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}{c}_k\left(N\right)& c_k\left(0\right)\\ .& .\\ .& .\\ .& .\\ c_k(2N-1)& c_k(N-1)\end{array}\right]}_{N\×2}{\left[\begin{array}{c}{d}_k[m-1]\\ d_k\left[m\right]\end{array}\right]}_{2\×1}---\left(11\right)$

对于公式(11)，考虑信道h的弥散N。如果实际信道长度较小，则可以使用零来填充符号。如果实际信道长度较长，则可以占用更多的发送符号。

增加LMUD的复杂度，考虑具有K个用户的单小区多用户场景。中间和左边的传输函数由下式来表示：

$C_0=\left[\begin{array}{ccc}{c}_1\left(0\right)& \·\·\·& c_K\left(0\right)\\ .& & .\\ .& & .\\ .& & .\\ c_1(N-1)& \·\·\·& c_K(N-1)\end{array}\right]---\left(12\right)$

以及

$C_{-1}\left[\begin{array}{ccc}{c}_1\left(N\right)& \·\·\·& c_K\left(N\right)\\ .& & .\\ .& & .\\ .& & .\\ c_1(2N-1)& \·\·\·& c_K(2N-1)\end{array}\right]---\left(13\right)$

因此，在时间m处的单符号接收码片向量由下式来表示：

$\underset{\‾}{r}\left[m\right]=\left[\begin{array}{c}r\left((m-1)N\right)\\ .\\ .\\ .\\ r(\mathrm{mN}-1)\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}{C}_{-1}& C_0\end{array}\right]}_{N\×2N}{\left[\begin{array}{c}\underset{\‾}{d}[m-1]\\ \underset{\‾}{d}\left[m\right]\end{array}\right]}_{2N\×l}+\underset{\‾}{N_{\mathrm{AWGN}}}\left[m\right]---\left(14\right)$

单符号接收码片向量的等式(14)定义了多用户传输函数。

在导出单用户操作和多用户操作的单小区传输函数后，可以将系统模型定义为具有N个码片的单符号内存的码片—符号传输函数。该系统模型由下式来表示：

$\left[\begin{array}{c}\underset{\‾}{r}\left[m\right]\\ \underset{\‾}{r}[m+1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{C}_{-1}& C_0& \\ & C_{-1}& C_0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\underset{\‾}{d}[m-1]\\ \underset{\‾}{d}\left[m\right]\\ \underset{\‾}{d}[m+1]\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}\underset{\‾}{v}\left[m\right]\\ \underset{\‾}{v}[m+1]\end{array}\right]---\left(15\right)$

或者

$\underset{\‾}{\overset{~}{r}}\left[m\right]=\tilde{C}\underset{\‾}{\overset{~}{d}}\left[m\right]+\underset{\‾}{\overset{~}{v}}\left[m\right]---\left(16\right)$

等式(16)的线性传输函数表示小区内用户的系统传输函数。等式(15)中的系统的线性传输函数示出了在定义从发射机的输出到接收机的输入的系统时对滑动窗口的使用。基于三个符号周期中的数据符号d[m-1]、d[m]和d[m+1]来导出两个符号周期中的接收码片r[m]和r[m+1]。

为了执行干扰消除，实现多用户检测方案来导出均衡矩阵，其中，可以对接收码片r[m]运用该均衡矩阵，以便消除干扰并导出相应的所发送的数据符号d[m]。在本教导的一个方面中，将线性最小均方误差(LMMSE)应用于给定的接收码片r[m]的集合，以估计数据符号d[m]。通过计算接收码片和数据符号的时不变协方差和互协方差来导出均衡矩阵。根据下式来计算协方差：

$R_{\underset{\‾}{\overset{~}{r}}\underset{\‾}{\overset{~}{r}}}=\tilde{C}{\tilde{C}}^H+{\mathrm{\σ}}^{2}I---\left(17\right)$

而根据下式来计算互协方差：

$R_{\underset{\‾}{d}\underset{\‾}{\overset{~}{r}}}=\left[\begin{array}{cc}{C}_0^H& C_{-1}^H\end{array}\right]---\left(18\right)$

然后，LMMSE估计可以由下式来表示：

$\underset{\‾}{\overset{^}{d}}\left[m\right]=W\underset{\‾}{\overset{~}{r}}\left[m\right]---\left(19\right)$

其中，

$W_{N\×2N}=R_{\underset{\‾}{d}\underset{\‾}{\overset{~}{r}}}{\left(R_{\underset{\‾}{\overset{~}{r}}\underset{\‾}{\overset{~}{r}}}\right)}^{-1}---\left(20\right)$

因此，在导出均衡矩阵W之后，在等式(19)中将其应用于接收码片r[m]，以获得数据符号d[m]。

在本教导的另一个方面中，使用迫零估计来替代LMMSE估计。在该方面中，迫零估计由下式来表示：

$\underset{\‾}{\overset{^}{d}}\left[m\right]=W\underset{\‾}{\overset{~}{r}}\left[m\right]---\left(21\right)$

其中，

$W=R_{\underset{\‾}{d}\underset{\‾}{\overset{~}{r}}}{\left(\tilde{C}{\tilde{C}}^H\right)}^{-1}---\left(22\right)$

将多小区添加到LMUD过程增加了导出均衡矩阵W的进一层的复杂度。等式(16)中定义的线性系统传输函数保持相同。在本教导的使用LMMSE估计用于数据码片d[m]的一个方面中，接收码片r[m]由下式来表示：

$\underset{\‾}{\overset{~}{r}}\left[m\right]=\underset{l=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{\tilde{C}}^l{\underset{\‾}{\overset{~}{d}}}^l\left[m\right]+\underset{\‾}{\overset{~}{v}}\left[m\right]---\left(23\right)$

其中，l是小区索引，L表示小区数目。互协方差的公式与等式(18)类似：

多小区实例的协方差由下式来表示：

$R_{\underset{\‾}{\overset{~}{r}}\underset{\‾}{\overset{~}{r}}}=\underset{l=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}{\tilde{C}}^l{\left({\tilde{C}}^l\right)}^H+{\mathrm{\σ}}^{2}I---\left(25\right)$

LMMSE估计则可以由下式来表示：

${\underset{\‾}{\overset{^}{d}}}^0\left[m\right]=W\underset{\‾}{\overset{~}{r}}\left[m\right]---\left(26\right)$

其中，

$W_{N\×2N}=R_{{\underset{\‾}{d}}^0\underset{\‾}{\overset{~}{r}}}{\left(R_{\underset{\‾}{\overset{~}{r}}\underset{\‾}{\overset{~}{r}}}\right)}^{-1}---\left(27\right)$

因此，除了等式(24)的协方差计算之外，小区数目不会影响根据本教导的一个方面配置的LMUD系统的复杂度。

图7是示出了为了实现本教导的一个方面而执行的示例方框的功能方框图。在方框700中，使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码来针对聚合接收信号的每个分量执行信道估计。该聚合接收信号是从至少一个节点B接收的。在方框701中，基于信道估计来针对每个信道化码计算组合信道。在方框702中，针对小区内的所有UE获得线性传输函数，该线性传输函数包括每个信道化码的组合信道。在方框703中，从线性传输函数中导出均衡矩阵。在方框704中，将均衡矩阵应用到聚合接收信号，以获得去往该UE的分量。

在一个配置中，用于无线通信的UE 350包括用于使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码来针对聚合接收信号的每个分量执行信道估计的模块。该聚合接收信号是从至少一个节点B接收的。该UE还包括用于基于信道估计来针对每个信道化码计算组合信道的模块和用于针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数的模块。该线性传输函数包括每个信道化码的组合信道。该UE还包括用于从线性传输函数中导出均衡矩阵的模块和用于将均衡矩阵应用到聚合接收信号以获得去往该用户设备的分量的模块。在一个方面中，前述模块可以是被配置为执行由前述模块记载的功能的天线352、接收机354、信道处理器394、接收帧处理器360、接收处理器370以及控制器/处理器390、存储器392和线性干扰消除模块393。在另一个方面中，前述模块可以是被配置为执行由前述模块记载的功能的单元或任意装置。

参照TD-SCDMA系统给出了电信系统的若干方面。本领域技术人员将容易地认识到，在本公开全文中描述的各个方面可以扩展到其它电信系统、网络体系结构和通信标准。举例而言，各个方面可以扩展到其它UMTS系统，例如，W-CDMA、高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、高速分组接入演进(HSPA+)以及TD-CDMA。各个方面还可以扩展到采用长期演进(LTE)(FDD模式、TDD模式或这两种模式)、LTE增强(LTE-A)(FDD模式、TDD模式或这两种模式)、CDMA2000、演进数据优化(EV-DO)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、超宽带(UWB)、蓝牙的系统和/或其它适当的系统。所采用的实际电信标准、网络体系结构和/或通信标准将取决于具体的应用和施加到系统上的整体设计约束。

结合各种装置和方法描述了若干处理器。这些处理器可以使用电子硬件、计算机软件或其任意组合来实现。这种处理器实现为硬件还是软件将取决于特定应用和施加到系统上的整体设计约束。举例而言，本公开中给出的处理器、处理器的任意部分或处理器的任意组合可以利用如下组件来实现：微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、状态机、门逻辑、分立硬件电路以及被配置为执行在本公开全文中描述的各种功能的其它适当的处理组件。在本公开中给出的处理器、处理器的任意部分或处理器的任意组合的功能可以利用由微处理器、微控制器、DSP或其它适当平台执行的软件来实现。

无论是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语，软件应当广义地理解为表示指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用程序、软件应用程序、软件包、例程、子例程、对象、可执行程序、执行线程、过程、函数等。软件可以位于计算机可读介质上。举例而言，计算机可读介质可以包括存储器，例如，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带)、光学盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能光盘(DVD))、智能卡、闪存设备(例如，卡、棒、钥匙型驱动器)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、寄存器或移动盘。尽管在本公开全文给出的各个方面中将存储器示为与处理器分离，但是存储器可以位于处理器内部(例如，高速缓存或寄存器)。

计算机可读介质可以包含在计算机程序产品中。举例而言，计算机程序产品可以包括包装材料中的计算机可读介质。本领域技术人员将会认识到如何取决于特定应用和施加到整个系统上的整体设计约束来最佳地实现在本公开全文中给出的所述功能。

应当理解，所公开方法中步骤的特定顺序或层级是对示例性处理的说明。应当理解，基于设计偏好，可以重新安排方法中的步骤的特定顺序或层级。所附方法权利要求以示例顺序给出了各个步骤的要素，并且除非在文中明确地说明，其不旨在局限于所给出的具体顺序或层级。

提供上述描述以使本领域任意技术人员能够实践本文中描述的各个方面。针对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言将会是显而易见的，并且在本文中定义的一般性原理可以应用于其它方面。因此，权利要求并非旨在限制于本文中示出的方面，而是要解释为与权利要求的措辞相一致的所有范围，其中，除非明确说明，以单数形式引用元素并不旨在表示“一个且仅仅一个”，而是表示“一个或多个”。除非以其它方式特别说明，术语“一些”指的是一个或多个。被称为所列项目的“至少一个”的短语指的是这些项目的任意组合，包括单个成员。举例而言，“a、b或c中的至少一个”旨在覆盖：a；b；c；a和b；a和c；b和c；以及a、b和c。与在本公开全文中描述的各个方面的元素等价并且为本领域普通技术人员公知或将会变为公知的所有结构和功能被明确地引入本文作为参考，并且旨在包含在权利要求的范围中。而且，本文中公开的内容都不是旨在为公众所用，无论在权利要求中是否明确记载这些公开内容。任何权利要求元素都不基于35U.S.C.§112的第六段来进行解释，除非使用短语“用于……的模块”明确地记载该元素，或者在方法权利要求的情况下，使用短语“用于……的步骤”记载该元素。

Claims (20)

1.一种用于在第一用户设备处消除干扰的方法，所述方法包括：

使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码，来针对从至少一个节点B接收的聚合接收信号的每个分量执行信道估计；

基于所述信道估计，来针对每个信道化码计算组合信道；

针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数，所述线性传输函数包括每个信道化码的所述组合信道；

从所述线性传输函数中导出均衡矩阵；以及

将所述均衡矩阵应用到所述聚合接收信号，以获得去往所述第一用户设备的分量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合接收信号包括去往第二用户设备的至少一个分量。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于所述信道估计来确定信道化码的等效信道，其中，所述组合信道还基于所述等效信道。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线性传输函数包括滑动窗口，其中，两个符号周期中的每个接收分量源自三个符号周期中的发送信号。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

将所述滑动窗口提前一个符号周期，以导出下一个接收信号。

6.一种被配置用于干扰消除的第一用户设备，所述用户设备包括：

用于使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码，来针对从至少一个节点B接收的聚合接收信号的每个分量执行信道估计的模块；

用于基于所述信道估计，来针对每个信道化码计算组合信道的模块；

用于针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数的模块，所述线性传输函数包括每个信道化码的所述组合信道；

用于从所述线性传输函数中导出均衡矩阵的模块；以及

用于将所述均衡矩阵应用到所述聚合接收信号，以获得去往所述第一用户设备的分量的模块。

7.根据权利要求6所述的用户设备，其中，所述聚合接收信号包括去往第二用户设备的至少一个分量。

8.根据权利要求6所述的用户设备，还包括：

用于基于所述信道估计来确定信道化码的等效信道的模块，其中，所述组合信道还基于所述等效信道。

9.根据权利要求6所述的用户设备，其中，所述线性传输函数包括滑动窗口，其中，两个符号周期中的每个接收分量源自三个符号周期中的发送信号。

10.根据权利要求9所述的用户设备，还包括：

用于将所述滑动窗口提前一个符号周期，以导出下一个接收信号的模块。

11.一种具有计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质上存储有非暂时性程序代码，所述程序代码包括：

用于使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码，来针对从至少一个节点B接收的聚合接收信号的每个分量执行信道估计的程序代码；

用于基于所述信道估计，来针对每个信道化码计算组合信道的程序代码；

用于针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数的程序代码，所述线性传输函数包括所述每个信道化码的所述组合信道；

用于从所述线性传输函数中导出均衡矩阵的程序代码；以及

用于将所述均衡矩阵应用到所述聚合接收信号，以获得去往第一用户设备的分量的程序代码。

12.根据权利要求11所述的计算机程序产品，其中，所述聚合接收信号包括去往第二用户设备的至少一个分量。

13.根据权利要求11所述的计算机程序产品，还包括：

用于基于所述信道估计来确定信道化码的等效信道的程序代码，其中，所述组合信道还基于所述等效信道。

14.根据权利要求11所述的计算机程序产品，其中，所述线性传输函数包括滑动窗口，其中，两个符号周期中的每个接收分量源自三个符号周期中的发送信号。

15.根据权利要求14所述的计算机程序产品，还包括：

用于将所述滑动窗口提前一个符号周期，以导出下一个接收信号的程序代码。

16.一种用于无线通信的第一用户设备，包括：

至少一个处理器；以及

存储器，其耦合到所述至少一个处理器，

其中，所述至少一个处理器被配置用于：

使用至少一个时隙的至少一个接收的中间码，来针对从至少一个节点B接收的聚合接收信号的每个分量执行信道估计；

基于所述信道估计，来针对每个信道化码计算组合信道；

针对小区内的所有用户设备获得线性传输函数，所述线性传输函数包括每个信道化码的所述组合信道；

从所述线性传输函数中导出均衡矩阵；以及

将所述均衡矩阵应用到所述聚合接收信号，以获得去往所述第一用户设备的分量。

17.根据权利要求16所述的用户设备，其中，所述聚合接收信号包括去往其它用户设备的至少一个分量。

18.根据权利要求16所述的用户设备，其中，所述至少一个处理器还被配置用于：基于所述信道估计来确定信道化码的等效信道，其中，所述组合信道还基于所述等效信道。

19.根据权利要求16所述的用户设备，其中，所述线性传输函数包括滑动窗口，其中，两个符号周期中的每个接收分量源自三个符号周期中的发送信号。

20.根据权利要求19所述的用户设备，其中，所述至少一个处理器还被配置用于：将所述滑动窗口提前一个符号周期，以导出下一个接收信号。

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