CN106537820B - Lte接收器的干扰估计 - Google Patents

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Abstract

在一种估计所接收信号中的干扰的方法中，所述方法包含从远程发射器接收多个副载波(400)。将所述副载波中的每一者乘以控制信号(406)。将所述副载波中的至少两者进行比较以产生差分信号(408)。响应于所述差分信号而估计干扰(410)。

Description

LTE接收器的干扰估计
技术领域
此一般来说涉及无线通信系统，且更特定来说涉及用于在长期演进(LTE)无线接收器中进行干扰估计的方法及设备。
背景技术
常规蜂窝式通信系统以点到点单小区发射方式操作，其中用户终端或设备(UE)在给定时间处唯一地连接到单个蜂窝式基站(eNB或eNodeB)且由其服务。此系统的实例为3GPP长期演进(LTE版本8)。先进蜂窝式系统打算通过采用其中多个基站可协作地设计下行链路发射以同时服务UE的多点到点或协调多点(CoMP)通信来进一步改进数据速率及性能。此系统的实例为3GPP LTE先进系统(版本10及其以后者)。此通过从不同基站将同一信号发射到每一UE而大大地改进所述UE处的所接收信号强度。此特别有益于经历来自邻近基站的强干扰的小区边缘UE。
图1展示具有小区A及B的实例无线电信网络。所述电信网络包含小区A中的基站100及小区B中的基站110，但在操作中电信网络必定包含更多基站。基站100与UE102及106同步且经由相应无线信道104及108通信。同样地，基站110与UE 112同步且经由无线信道114通信。由于每一UE均与其相应基站同步，因此小区内干扰并非显著问题。举例来说，UE102及106不会显著地彼此干扰或干扰基站100。然而，基站100与110并不同步。因此，UE 112不与UE 102或106同步。此同步缺乏对于靠近小区边界的UE来说导致显著小区间干扰。举例来说，UE 106主要经由信道108与基站100通信。因此，从UE 106到基站100的上行链路发射在基站110处产生显著小区间干扰116。同样地，从基站110到UE 112的下行链路发射在UE106处产生显著小区间干扰116。
图2展示具有物理资源块(PRB)对的子帧200的图。eNB可配置用于与UE进行通信的1个、2个、4个或8个PRB对。然而，每一PRB对均为复制品，且出于解释目的仅展示一个PRB对。子帧的图的每一列对应于12个副载波或OFDM符号中的音调。14个OFDM符号位于子帧中，具有正常循环前缀(CP)。子帧的左侧上的3个OFDM符号包含用于发射老式物理下行链路控制信道(PDCCH)及老式小区特定参考信号(CRS)的资源元素(RE)。这3个OFDM符号对于与先前无线标准进行向后兼容性为必要的。右侧上的11个OFDM符号包含用于发射增强型物理下行链路控制信道(EPDCCH)及解调参考信号(DMRS)或导频信号以及小区特定参考信号(CRS)的资源元素(RE)以及孤立或未使用RE。孤立RE可存在，这是因为UE始终假设24个RE在经配置用于EPDCCH发射的PRB对中被保留用于DMRS发射。
小区间干扰的原因是两个基站在复用1的情况下将相同的副载波或音调用于每一PRB。此意味着基站假设所有12个副载波均可用于每一PRB，此在密集部署的区域中尤其成问题。如果副载波中的仅一部分被分配到每一基站，那么小区间干扰将以带宽及吞吐量为代价而减小。已展开用以通过小区间干扰协调(ICIC)技术来减小小区间干扰的数个尝试。举例来说，木村(Kimura)等人的“小区间干扰协调(ICIC)技术(Inter-Cell InterferenceCoordination(ICIC)Technology)”(富士通科技期刊(Fujitsu Sci.Tech.J.)第48卷，第1期，第89页到94页(2012年1月))已开发部分频率复用(FFR)的方法以将不同频率分配到靠近小区边界的UE。其它方法(例如Xing(美国公开案第2014/0078922号))将扩展码用于相邻小区以识别并移除干扰信号。其它方法依赖于依据已知导频信号而确定的信道估计。举例来说，杜阿(Dua)等人(美国公开案第2014/0016689号)通过估计信道脉冲响应(CIR)且基于CIR确定噪声及功率估计而对均衡器进行编程。基于这些噪声功率估计而调整协方差矩阵的均衡器输入。然而，此方法的缺点是信道估计中的误差被视为干扰及噪声。此外，在靠近小区边界的密集部署区域中，信号质量被降级且信道估计误差为显著的。
虽然前述方法在无线通信方面提供稳步改进，但可在干扰检测方面作出进一步改进。
发明内容
在所描述的实例中，一种估计所接收信号中的干扰的方法包含从远程发射器接收多个副载波。将所述副载波中的每一者乘以控制信号。将所述副载波中的至少两者进行比较以产生差分信号。响应于所述差分信号而估计干扰。
附图说明
图1是常规无线通信系统的图。
图2是一对常规物理资源块的图。
图3是实例实施例的无线接收器的框图。
图4是基于相邻副载波之间的差的均衡器权重的计算的流程图。
具体实施方式
小区间干扰是上行链路及下行链路LTE无线通信系统两者中的显著问题及性能降级的主要来源。此问题在密集部署的小区区域中尤其显著。对干扰信息的准确估计对于有效抑制小区间干扰是必要的。
图3展示实例实施例的长期演进(LTE)分集接收器的框图。所述接收器包含接收天线300到304。然而，实例实施例的接收器可包含少到两个接收天线且多到N个接收天线，其中N为整数。电路306耦合到接收天线且从所接收数据流提取导频信号。接着将数据流应用于接收器均衡器电路308。经均衡数据流随后被应用于电路310以用于解映射、解交错且解码。经解码数据流接着被应用于基带处理器(未展示)。
所提取导频信号被应用于电路312以估计无线信道。电路312耦合到均衡器权重计算电路322。根据实例实施例，数据流及所提取导频信号也被应用于电路320。电路320可以软件、硬件或硬件与软件的组合实现。长期演进(LTE)数据流包含如在图2处所展示的数据帧。电路320包含乘法电路314、差分电路316及协方差矩阵电路318。电路320也耦合到均衡器权重计算电路322。
图4展示用以解释图3的接收器的操作的流程图。最初在步骤400处由N个接收天线300到304接收符号的数据流。通过等式[1]给出N个接收天线的LTE数据流。
此处，向量为来自所有N个接收天线的所接收数据或导频信号，s为所发射信号或数据流，为远程发射器与每一相应接收天线之间的信道，且为与每一信道相关联的相应干扰及噪声分量。在步骤402处，由电路306从数据流提取导频信号。在步骤404处将导频信号应用于电路312以估计远程发射器与N个接收天线之间的无线信道。接着将信道估计应用于均衡器权重计算电路322。
在步骤406处，由电路314将来自所接收信号的多个接收天线的每一副载波乘以对应控制信号或已知导频信号s*。以如在等式[2]中的向量存储乘积，其中n为每一副载波的索引。
在步骤408处，电路316如在等式[3]中一样计算任何两个相邻副载波n及n+l之间的差
在步骤410处，电路318如在等式[4]中一样计算针对每一副载波群组的干扰的协方差矩阵R。此处，n0及n1优选为图2的数据帧的一列副载波的下标及上标，且H表示厄密(Hermitian)转置。
在步骤412处，将来自步骤404的信道估计及来自步骤410的协方差矩阵R应用于均衡器权重电路322。响应于信道估计及协方差矩阵R而由权重电路322计算数据流的均衡器权重W。在步骤414处将这些权重应用于接收器均衡器电路308以校正所接收数据符号且抑制所接收信号中的干扰。一般来说，协方差矩阵R可用于任何均衡器权重计算方法中以抑制所接收信号中的干扰能量。在优选实施例中，来自电路312的信道估计根据等式[5]与协方差矩阵R一起用于线性最小均方差(LMMSE)方法中以产生均衡器权重W。
接着将具有较少干扰的经校正数据符号应用于电路310以用于解映射、解交错及解码。接着将经解码符号应用于基带处理器。
实例实施例具有优于常规干扰抑制方法的数个优点。首先，在实例实施例中，干扰抑制不取决于信道估计。因此，信道估计中的误差不会不利地影响干扰抑制。此在其中信号质量经降级的高密度区域中尤其重要。第二，实例实施例有利地采用较少差异存在于相邻或紧密间隔开的副载波的信道中的LTE无线特性。因此，相邻副载波上的信号的差异主要是由于干扰。第三，相邻LTE副载波通常相隔15KHz或7.5KHz，此远小于信道的相干带宽。举例来说，0.9相关度的相干带宽对于扩展行人A规范为大约460Hz且对于扩展车辆A规范为大约60Hz。因此，不必严格地将相邻副载波上的信号进行比较，只要副载波紧密间隔开即可。此外，多个比较(例如与上部及下部相邻副载波进行的比较)可用于进行协方差矩阵的确认。
修改在所描述实施例中为可能的，且其它实施例在权利要求书的范围内为可能的。

Claims (24)

1.一种抑制所接收信号中的干扰的方法，其包括：
通过接收天线电路从远程发射器电路接收多个副载波；
将所述副载波中的至少两者进行比较以产生多个差分信号；
将每一差分信号乘以其厄密转置以产生多个乘积；
将所述多个乘积相加以以协方差矩阵产生乘积的和；
响应于所述协方差矩阵而估计所述干扰；以及
响应于估计步骤而抑制所述干扰。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少两个副载波为相邻的。
3.根据权利要求1所述的方法，其包括将所述多个副载波乘以控制信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述控制信号为导频信号。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述控制信号为解调参考信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其包括响应于所述协方差矩阵而使所述所接收信号均衡。
7.一种干扰抑制电路，其包括：
输入电路，其经布置以接收包含多个副载波的数据流并提取至少一个控制信号；
估计电路，其经布置以响应于所述至少一个控制信号而计算信道估计；
差分电路，其经布置以将所述副载波中的至少两者进行比较以产生差分信号；
矩阵电路，其经布置以响应于所述差分信号而计算协方差矩阵；
权重计算电路，其经布置以响应于所述协方差矩阵和所述信道估计而计算干扰抑制权重；以及
均衡器电路，其经布置以响应于所述干扰抑制权重而抑制所接收数据流中的干扰。
8.根据权利要求7所述的电路，其中所述至少一个控制信号为导频信号。
9.根据权利要求7所述的电路，其中所述至少一个控制信号为解调参考信号。
10.根据权利要求7所述的电路，其包括乘法电路，所述乘法电路经布置以将所述多个副载波中的每一者乘以相应控制信号。
11.一种抑制无线接收器电路中的干扰的方法，其包括：
从远程发射器电路接收包含多个副载波的数据流；
通过提取电路从所述数据流提取多个控制信号；
将所述多个副载波中的每一者乘以相应控制信号以产生多个乘积；
将所述乘积中的至少两者进行比较以产生多个差分信号；
响应于所述多个差分信号以产生协方差矩阵中的乘积的和；
响应于所述协方差矩阵而计算均衡器权重；以及
响应于所述均衡器权重而抑制所述干扰。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个副载波中的至少两个副载波为相邻的。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述控制信号为导频信号及解调参考信号中的一者。
14.根据权利要求11所述的方法，其包括响应于所述协方差矩阵而使所述数据流均衡。
15.根据权利要求11所述的方法，其包括：
响应于所述多个控制信号而估计信道；以及
响应于所述信道估计及所述协方差矩阵而使所述数据流均衡。
16.一种抑制所接收信号中的干扰的设备，其包括：
用于通过接收天线电路从远程发射器电路接收多个副载波的装置；
用于将所述副载波中的至少两者进行比较以产生多个差分信号的装置；
用于将每一差分信号乘以其厄密转置以产生多个乘积的装置；
用于将所述多个乘积相加以以协方差矩阵产生乘积的和的装置；
用于响应于所述协方差矩阵而估计所述干扰的装置；以及
用于响应于估计步骤而抑制所述干扰的装置。
17.根据权利要求16所述的设备，其中所述至少两个副载波为相邻的。
18.根据权利要求16所述的设备，其包括将所述多个副载波乘以控制信号。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述控制信号为导频信号。
20.根据权利要求18所述的设备，其中所述控制信号为解调参考信号。
21.一种抑制所接收信号中的干扰的设备，包括：
用于从远程发射器电路接收包含多个副载波的数据流的装置；
用于通过提取电路从所述数据流提取多个控制信号的装置；
用于将所述多个副载波中的每一者乘以相应控制信号以产生多个乘积的装置；
用于将所述乘积中的至少两者进行比较以产生多个差分信号的装置；
用于响应于所述多个差分信号以以协方差矩阵产生乘积的和的装置；
用于响应于所述协方差矩阵而计算均衡器权重的装置；以及
用于响应于所述均衡器权重而抑制所述干扰的装置。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述多个副载波中的至少两个副载波为相邻的。
23.根据权利要求21所述的设备，其中所述控制信号为导频信号及解调参考信号中的一者。
24.根据权利要求21所述的设备，其包括：
用于响应于所述多个控制信号而估计信道的装置；以及
用于通过响应于所述信道估计及所述协方差矩阵而使所述数据流均衡的装置。
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