CN111614582A - 无线通信设备及其信道估计方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种无线通信设备及其信道估计方法。无线通信设备包括：层间干扰检测器，被配置为接收包括通过分别连接到多个天线的多个端口而发送的多个层在内的参考信号，并且基于参考信号来确定是否发生层间干扰；以及信道估计器，被配置为通过执行基于是否发生层间干扰的算法来估计信道矩阵。该无线通信设备可以基于所估计的信道矩阵来执行波束成形。

Description

无线通信设备及其信道估计方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年2月25日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2019-0021950以及于2019年5月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2019-0063310的利益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开总体涉及无线通信设备，更具体地，涉及执行信道估计的无线通信设备及其信道估计方法。
背景技术
在无线通信环境中，无线信道的状态在时域和频域中不规则地变化。无线通信设备可以执行信道估计以确定通过无线信道接收的接收信号的失真量，并且可以基于估计的信道值对接收信号进行解码以恢复发送信号数据。
同时，在对应于长期演进(LTE)或第五代(5G)协议/提议而发布的发送模式中，无线通信设备可以基于参考信号针对目标资源元件来执行信道估计。这样的参考信号可以通过预先指派的子载波和时隙从基站发送到无线设备。于是无线设备可以在无线设备的多个天线元件中的每一个处测量对应的接收信号的幅度和相位，以得出无线信道状况的“信道估计”。每个天线元件处的接收信号可以是具有从站点路径和分散路径两者接收的信号能量分量的复合信号。例如，在多输入多输出(MIMO)系统中，可以将信道估计动态地反馈给基站，并且基站可以基于信道估计来实现波束成形调整，以努力改善或优化通信链路。
发明内容
本发明构思的实施例提供了一种无线通信设备以及无线通信设备的信道估计方法，用于确定在多个信道中是否发生层间干扰，并且用于基于发生或未发生层间干扰而使用不同的算法来估计信道。
实施例还提供了一种无线通信系统，用于允许终端基于从基站接收的信道设置信息向基站输出设置改变请求。
根据发明构思的方面，提供了一种包括层间干扰检测器的无线通信设备，该层间干扰检测器被配置为接收包括通过分别连接到多个天线的多个端口而发送的多个层在内的参考信号，并且基于所述参考信号来确定是否发生层间干扰。信道估计器可以通过执行基于是否发生所述层间干扰的算法来估计信道矩阵。所述无线通信设备可以基于所估计的信道矩阵来执行波束成形。
根据发明构思的另一方面，提供了一种无线通信设备的信道估计方法，所述方法包括：接收包括通过分别连接到多个天线的多个端口而发送的多个层在内的参考信号；相对于所述参考信号来确定是否发生层间干扰；当确定未发生所述层间干扰时，通过执行第一算法来估计信道；以及当确定发生所述层间干扰时，通过执行与所述第一算法不同的第二算法来估计信道。
根据发明构思的另一方面，提供了一种无线通信系统，包括：基站，被配置为输出参考信号设置信息；以及终端，被配置为基于所述参考信号设置信息来确定当前信道矩阵是否适合于信号发送和接收，并且当所述当前信道矩阵不适合于信号发送和接收时，将信道设置改变请求输出到所述基站。
附图说明
根据以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的实施例，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件或特征，其中：
图1是根据示例实施例的无线通信系统的框图；
图2是根据示例实施例的无线通信设备的详细框图；
图3A和图3B是根据示例实施例的用于说明信道估计方法的示图；
图4是根据示例实施例的信道估计方法的流程图；
图5是根据示例实施例的层间干扰检测器的框图；
图6是根据示例实施例的确定层间干扰的发生或未发生的方法的流程图；
图7是根据示例实施例的确定层间干扰的发生或未发生的方法的流程图；
图8是根据示例实施例的确定层间干扰的发生或未发生的方法的流程图；
图9是根据示例实施例的层间干扰检测器的框图；
图10是根据示例实施例的信道估计方法的流程图；
图11是示出根据示例实施例的操作无线通信系统的方法的框图；
图12是示出根据示例实施例的操作无线通信系统的方法的框图；以及
图13是根据示例实施例的无线通信设备的框图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来详细描述实施例。
图1是根据示例实施例的无线通信系统1的框图。无线通信系统1可以包括基站20和终端10。终端10可以位于基站20的小区覆盖范围内。基站20和终端10可以通过下行链路信道11和上行链路信道12彼此进行通信。在通过下行链路信道11进行通信的期间，基站20和终端10可以分别充当无线发射机和无线接收机。在通过上行链路信道12进行通信的期间，基站20和终端10可以分别充当无线接收机和无线发射机。
基站20可以是与终端10和/或另一基站进行通信的固定站，并且可以向终端10和/或另一基站发送数据和/或控制信息并从终端10和/或另一基站接收数据和/或控制信息。例如，基站20可以被称为节点B、演进节点B(eNB)、基站收发机系统(BTS)或接入点(AP)。终端10可以是可以向/从基站20发送/接收数据和/或控制信息的各种无线通信设备中的任何一种。例如，终端10可以被称为用户设备(UE)、移动站(MS)、移动终端(MT)、用户终端(UT)、订户站(SS)、无线设备或便携式设备。
基站20和终端10之间的无线通信网络可以通过共享可用的网络资源来支持多个用户之间的通信。例如，可以通过无线通信网络以各种模式传送信息，例如，码分多址(CDMA)模式、频分多址(FDMA)模式、时分多址(TDMA)模式、正交FDMA(OFDMA)模式以及单载波FDMA(SC-FDMA)模式。
如本文中所使用的，术语“层”是指如在MIMO系统中那样，使用相应的天线资源集而被发送到接收设备的独立数据流的信号。例如，在极化分集方案中，一个或多个第一天线元件可以发送具有第一极化的第一层的第一数据流，并且一个或多个第二天线元件可以发送具有第二正交极化的第二层的第二数据流的信号。接收设备可以使用不同天线来接收第一数据流和第二数据流，这些不同天线被配置为接收以不同的相应极化到达的信号。第一和第二数据流可以是公共通信会话的组成数据流，从而增加该通信会话的数据吞吐量。在另一示例中，第一天线元件可以形成指向第一方向以发送第一层的波束，第二天线元件可以形成指向第二方向以发送第二层的波束。在又一示例中，相同的天线元件组可以用于通过使用不同的模拟波束成形网络来发送不同的层，每个模拟波束成形网络耦接到天线元件组，但是在天线元件之间生成不同的相位关系以形成指向不同方向的波束。在这种情况下，第一波束成形网络可以用于利用指向第一方向的第一波束通过天线元件来发送第一数据流，并且第二波束成形网络可以用于利用指向第二方向的第二波束通过相同天线元件来同时发送第二数据流。使用不同层来传送数据流的这种波束成形可以发生在接收侧以及发送侧。
如本文所使用的，术语“天线端口”(为简洁起见，可互换地称为“端口”)是指天线元件。
基站20可以通过至少一个天线端口将包括数据的下行链路信号发送到终端10。基站20可以通过基站20处的多个天线端口和终端10处的多个天线端口来执行多层发送。基站20可以通过下行链路信道11向终端10发送参考信号RS，参考信号RS可以包括多个符号。可以在分配的时隙内发送的参考信号RS可以包括在OFDM方案中同时或顺序地通过不同的子载波而发送的多个符号。每个子载波可以在分配的时隙内携带一个符号或符号序列。根据实施例，基站20可以使用多输入多输出(MIMO)通信来发送参考信号RS。从以上对“层”的讨论中可以理解，MIMO通信可以指使用多个天线通过多层的通信。
现在，参考信号RS是用于估计数据信号的信道的信号，并且可以被称为导频。在上行链路方向上，参考信号RS可以是用于在特定终端中进行信道估计的解调参考信号(DM-RS)(如在LTE/5G协议/提议中指定的)。在下行链路方向上，参考信号RS可以包括公共参考信号(CRS)和/或信道状态信息参考信号(CSI-RS)(两者均是LTE/5G协议/提议中指定的)。其他类型的信号也可以备选地用于参考信号RS。在下文中，假设参考信号RS是下行链路参考信号。
终端10可以包括层间干扰检测器130和信道估计器140。包括在终端10中的元件中的每一个可以被实现为包括模拟电路和/或数字电路的硬件块，或执行包括多个指令的软件块的处理电路。
层间干扰检测器130可以相对于通过多层发送的参考信号RS，确定是否发生层间干扰。在本文中，“确定是否发生层间干扰”或类似表述是根据预定义的标准对与层间干扰是否在阈值以上或是否表现出特定特性有关的确定，下面将讨论其示例。将参考图6至图8详细描述由层间干扰检测器130执行的确定是否发生层间干扰的方法。
层间干扰检测器130可以将指示相对于参考信号RS是否发生层间干扰的信息输出到信道估计器140，并且信道估计器140可以基于是否发生层间干扰来估计接收信道。
根据实施例，由于终端10确定相对于参考信号RS是否发生层间干扰，并且以基于是否发生层间干扰的方式来估计接收信道，因此尽管有层间干扰，也可以有效地估计适合于信号发送和接收的信道，并且之后可以平滑地执行数据发送和接收。例如，可以基于估计的信道矩阵来调整由基站20和/或无线设备10执行的波束成形。备选地或附加地，估计的信道矩阵的结果可以用于确定是否维持用于在基站20和无线设备10之间交换数据的当前层数。
终端10可以基于参考信号RS来确定当前信道设置是否合适，并且可以通过上行链路信道12向基站20提供信道设置改变请求CCR。基站20可以响应于信道设置改变请求CCR，将基于改变的设置的参考信号RS输出到终端10。例如，基站20可以基于信道设置改变请求CCR来改变参考信号RS的分配的子载波和/或时隙。
根据实施例，终端10可以确定当前信道设置是否合适，并且可以基于确定结果将信道设置改变请求CCR提供给基站20，并且因此可以实现适合于基站20与终端10之间的平滑数据发送和接收的信道设置。
图2是根据示例实施例的无线通信设备(“无线设备”或简称为“设备”)100的框图。无线设备100可以是通过无线网络接收信号的任何类型的设备，并且是图1中的终端10的示例。
如图2所示，无线设备100可以包括接收(RX)滤波器110、同步块120、层间干扰检测器130、信道估计器140、解调块150和解码块160。
RX滤波器110可以对从基站的天线端口AP接收的下行链路信号进行滤波，以便仅使期望频率的信号通过。RX滤波器110还可以将接收到的信号转换为数字信号。
在初始接入小区的情况下，当终端执行从当前小区到另一小区的切换或小区重选时，同步块120可以使用包括在滤波后的下行链路信号中的同步信号(例如，主同步信号(PSS)和次同步信号(SSS))来执行小区搜索，并且可以通过使用同步信号进行小区搜索来获得关于小区的频率和符号同步。同步块120还可以获得针对小区的下行链路帧同步并确定小区标识符(ID)。
层间干扰检测器130可以相对于从基站20的天线端口AP发送的参考信号来测量层间干扰，并且可以基于测量结果向信道估计器140输出指示是否发生层间干扰的信号。
信道估计器140可以基于是否发生层间干扰，针对参考信号来选择用于估计接收信道的算法。在实施例中，当未发生层间干扰时，信道估计器140可以不分离针对层的频率信道的结果(例如，可以替代地执行对针对不同子载波的结果求平均，并且使用平均结果)，并且可以使用第一算法来估计接收信道，该第一算法基于参考信号中的噪声的方差来估计接收信道。在实施例中，第一算法可以包括如下公式(1)和(2)，其中公式(1)可以包括根据第一算法的信号滤波器参数：
Figure BDA0002391420050000071
在此，F1i是根据第一算法的信号滤波器，并且
Figure BDA0002391420050000072
Figure BDA0002391420050000073
是与用于所接收的参考信号的第i个端口相对应的信道向量，i是自然数。此外，H是估计目标信道，
Figure BDA0002391420050000074
和
Figure BDA0002391420050000075
分别是H和
Figure BDA0002391420050000076
的互相关及
Figure BDA0002391420050000077
的自相关，并且
Figure BDA0002391420050000078
是噪声的方差。
Figure BDA0002391420050000079
是与估计目标信道相对应的正交覆盖码矩阵，I是单位矩阵，并且()^-1是逆函数。
Figure BDA00023914200500000710
其中，
Figure BDA00023914200500000711
是接收信号，并且
Figure BDA00023914200500000712
是估计的接收信道。接收信号Y可以包括与多个层相关联的项和噪声项。
在实施例中，当发生层间干扰时，信道估计器140可以使用考虑层间干扰的第二算法来估计接收信道，其中第二算法可以将两个层的频率信道的测量结果彼此分离以估计接收信道。
在实施例中，第二算法可以包括以下公式(3)和(4)，其中公式(3)可以定义考虑层间干扰的信号滤波器：
Figure BDA00023914200500000713
其中，F2i是根据第二算法的信号滤波器，
Figure BDA00023914200500000714
是与用于所接收的参考信号的第i个端口相对应的信道向量，并且Wn＝diag[1，1，…，1，1]和Wn+1＝diag[1，-1，…，1，-1]是用于接收参考信号的两个端口的正交覆盖码矩阵。此外，H是估计目标信道，
Figure BDA0002391420050000081
和
Figure BDA0002391420050000082
分别是H和
Figure BDA0002391420050000083
的互相关以及
Figure BDA0002391420050000084
的自相关，并且
Figure BDA0002391420050000085
是噪声的方差，其中″n″是估计的目标信道的信道号，n是正整数。当使用公式(3)来确定层间干扰滤波器时，可以使用公式(4)来估计接收信道。
Figure BDA0002391420050000086
在此，
Figure BDA0002391420050000087
是接收信号，并且
Figure BDA0002391420050000088
是估计的接收信道。
解调块150可以使用下行链路信道估计来检测数据信号并且调制检测到的值。检测数据信号的操作可以包括使用与资源元件相对应的估计的信道值来获得估计的数据信号，该数据信号被映射到资源元件。解码块160可以通过对经调制的数据信号进行解扰和解码来获得从基站发送到终端的数据信号。
在实施例中，无线通信设备100可以进一步包括终端状态信息生成器。终端状态信息生成器可以生成信道状态信息，该信道状态信息可以基于终端的移动速度信息和/或终端的多径信道延迟信息来计算。终端状态信息生成器可以测量当前终端在图1中基站20的小区范围内移动的速度，从而可以生成移动速度信息。附加地或备选地，终端状态信息生成器生成相对于的多径信道延迟信息，该下行链路信号是通过其他基站或中继器、或者在从诸如建筑物之类的物体反射之后由当前终端接收的。终端状态信息生成器可以周期性地或非周期性地生成信道状态信息并提供给图1中的基站20。
参考图2描述了无线通信设备100，但是在备选实施例中可以替代其他配置。无线通信设备100可以具有根据各种通信协议的各种配置。
图3A和图3B是用于说明根据示例实施例的信道估计方法的示图。图3A和图3B的信道估计方法可以由图2的无线通信设备100执行。
参考图2和图3A，横轴是时间，并且纵轴是频率。横轴上的数字可以表示符号时隙，并且纵轴上的数字可以表示子载波索引。第一层Layer1可以与在基站使用第一天线资源集(一个或多个第一天线元件和/或第一波束成形网络)而发送的信号相对应，并且第二层Layer2可以与在基站通过第二天线资源集而接收的信号相对应。与单个层相对应的子帧可以包括时域中的十四个符号和频域中的十二个子载波。
为了信道估计，图1中的基站20可以在每个下行链路子帧中的预定时频位置(“资源元件”)通过多个层来发送参考信号RS，并且可以通过其他时频位置来发送数据信号。一些数据信号可以是与各种类型的物理信道相对应的信号。
参考图3A，参考信号RS可以被指派(或“映射”)到与子载波索引2、5、8和11以及符号时隙2、5、8和11相对应的资源元件。在实施例中，参考信号RS由第一层参考信号RS1和第二层参考信号RS2组成，其中在一个实施例中信号RS1和RS2可以同时发送，或者在备选实施例中信号RS1和RS2可以顺序地发送。第一层参考信号RS1由不同的相应子载波的四个参考信号组成：第一参考信号RS1_1、第二参考信号RS1_2、参考信号RS1_3和参考信号RS1_4。第二层参考信号RS2也可以由不同的相应子载波的四个参考信号组成：第三参考信号RS2_1、第四参考信号RS2_2、参考信号RS2_3和参考信号RS2_4。可以从基站的第一天线端口发送第一层参考信号RS1的所有子载波，而可以从基站的第二天线端口发送第二层参考信号RS2的所有子载波。第一参考信号RS1_1可以被映射到与子载波索引11和符号时隙2相对应的资源元件，并且第二参考信号RS1_2可以被映射到与子载波索引8和符号时隙2相对应的资源元件。第三参考信号RS2_1可以被映射到与第一参考信号RS1_1相同的资源元件，但是从第二天线端口被发送，并且第四参考信号RS2_2可以被映射到与第二参考信号RS1_2相同的资源元件，但是从第二天线端口被发送。
由于使用相同的资源元件从不同的天线端口来发送第一参考信号RS1_1和第三参考信号RS2_1或第二参考信号RS1_2和第四参考信号RS2_2，因此在不同层的信号之间可能发生层间干扰。
根据实施例，无线通信设备可以确定在多个层之间是否发生干扰，并且可以通过将两个层的频率信道的结果彼此分离来消除层间干扰，从而提高接收信道的估计的精确度(其中每个频率信道与相应的子载波相对应)。
参考图3B，参考信号RS可以备选地被指派给与子载波索引2、5、8和11以及符号索引2、3、8和9相对应的资源元件。尽管图3B中用于布置参考信号RS的元件图案与图3A中的不同，但是层间干扰仍然可能发生，并且实施例可以应用于图3B的情况。
在本说明书中，如图3A或图3B所示布置参考信号的标准可以被称为信道模式。换句话说，图3A所示的标准可以被称为第一信道模式，而图3B所示的标准可以被称为第二信道模式。
图3A和图3B仅示出了参考信号的布置的示例，并且单个子帧中参考信号的数量和布置模式可以随着发送子帧所通过的一个或多个天线端口、发送模式等而变化。
图4是根据示例实施例的信道估计方法的流程图。
参考图2和图4，在操作S11中，无线通信设备100可以通过多个层来接收参考信号。在操作S21中，无线通信设备100可以相对于参考信号来确定是否发生层间干扰。
在操作S31中当没有发生层间干扰时，无线通信设备100可以不将针对两个层的频率信道的结果彼此分离，并且在操作S41中可以估计接收信道。在实施例中，无线通信设备100可以使用包括以上参考图2所描述的公式(1)和(2)的第一算法来估计接收信道。
否则，在操作S31中当发生层间干扰时，在操作S51中，无线通信设备100可以考虑层间干扰，通过将针对两个层的频率信道的结果彼此分离来估计接收信道。在实施例中，无线通信设备100可以使用包括以上参考图2所描述的公式(3)和(4)的第二算法来估计接收信道。
图5是根据示例实施例的层间干扰检测器130的框图。层间干扰检测器130可以包括算术计算器131和层间干扰确定器132。算术计算器131可以接收参考信号RS、通过将参考信号RS应用于预定公式来生成计算结果CR，并且将计算结果CR输出到层间干扰确定器132。层间干扰确定器132可以将计算结果CR与预定参考值进行比较，确定是否发生层间干扰，并且将层间干扰测量信号IID输出到图2中的信道估计器140。在实施例中，层间干扰测量信号IID可以包括指示用于估计信道的所选择的算法(例如，参考图2描述的第一算法或第二算法)的信息。
在实施例中，参考信号RS可以包括通过第一频率信道(例如，图3A中的子载波索引11)接收的第一频率信道接收信号(例如，图3A中的第一参考信号RS1_1)和通过第二频率信道(例如，图3A中的子载波索引8)接收的第二频率信道接收信号(例如，图3A中的第二参考信号RS1_2)，并且算术计算器131可以对与第一频率信道相对应的第一信道向量和与第二频率信道相对应的第二频率信道向量执行相关，并且产生相关值作为计算结果。层间干扰确定器132可以将相关值与第一参考值进行比较，并且当相关值小于第一参考值时，确定发生层间干扰。在实施例中，层间干扰检测器130可以使用公式(5)确定是否发生层间干扰：
Figure BDA0002391420050000111
其中，
Figure BDA0002391420050000112
是第一信道向量，
Figure BDA0002391420050000113
是第二信道向量，并且γ1是第一参考值。Cor()表示两个函数的相关。
在实施例中，算术计算器131可以获取参考信号RS的最大延迟扩展作为计算结果，并且层间干扰确定器132可以将最大延迟扩展与第二参考值进行比较，并且当最大延迟扩展大于第二参考值时确定发生层间干扰。在实施例中，层间干扰检测器130可以使用公式(6)来确定是否发生层间干扰。
D＞γ2___公式(6)
其中，D是参考信号RS的最大延迟扩展，并且γ2是第二参考值。
在实施例中，参考信号RS可以包括通过第一频率信道(例如，图3A中的子载波索引11)接收的第一频率信道接收信号(例如，图3A中的第一参考信号RS1 1)和通过第二频率信道(例如，图3A中的子载波索引8)接收的第二频率信道接收信号(例如，图3A中的第二参考信号RS1 2)，并且算术计算器131可以基于第一频率信道接收信号和第二频率信道接收信号之间的差异来生成干扰度量，对干扰度量进行归一化，并且生成归一化值作为计算结果。层间干扰确定器132可以将归一化值与第三参考值进行比较，并且当归一化值大于第三参考值时，确定发生层间干扰。在实施例中，可以基于当接收参考信号RS时发生的噪声的方差来生成第三参考值。
在实施例中，可以根据公式(7)来定义干扰度量Z：
Figure BDA0002391420050000121
其中，
Figure BDA0002391420050000122
是第一信道接收信号，并且
Figure BDA0002391420050000123
是第二信道接收信号。利用该结果，层间干扰检测器130可以使用公式(8)来确定是否发生层间干扰。
E(||Z||2)＞γ3 公式(8)
其中，γ3是第三参考值。E()表示Z的归一化均值函数。
图6是根据示例实施例的确定层间干扰的发生或未发生的方法的流程图。详细地，图6可以示出图4中的操作S21的示例。将省略已经参考图5给出的冗余描述。
参考图5和图6，在操作S110中，层间干扰检测器130可以通过对第一信道向量和第二信道向量执行相关来计算相关值。在实施例中，可以相对于对应的频率信道根据经验来获得第一信道向量和第二信道向量。在操作S120中，层间干扰检测器130可以将相关值与预定的第一参考值进行比较。
当相关值不小于第一参考值时，在操作S130中，层间干扰检测器130可以将指示未发生层间干扰的第一信号(例如，IID＝0)输出到图2中的信道估计器140。当相关值小于第一参考值时，在操作S140中，层间干扰检测器130可以将指示发生层间干扰的第二信号(例如，IID＝1)输出到图2中的信道估计器140。
图7是根据示例实施例的确定层间干扰的发生或未发生的方法的流程图。详细地，图7可以示出图4中的操作S21的另一示例。将省略已经参考图5给出的冗余描述。
参考图5和图7，在操作S210中，层间干扰检测器130可以获得参考信号RS的最大延迟扩展。在实施例中，参考信号RS可以包括关于最大延迟扩展的信息，并且层间干扰检测器130可以使用该信息来获得最大延迟扩展。备选地，层间干扰检测器130可以通过将参考信号RS应用到预定算法来获得最大延迟扩展。在操作S220中，层间干扰检测器130可以将最大延迟扩展与预定的第二参考值进行比较。
当最大延迟扩展不大于第二参考值时，在操作S230中，层间干扰检测器130可以将指示未发生层间干扰的第一信号(例如，IID＝0)输出到图2中的信道估计器140。当最大延迟扩展大于第二参考值时，在操作S240中，层间干扰检测器130可以将指示发生层间干扰的第二信号(例如，IID＝1)输出到图2中的信道估计器140。
图8是根据示例实施例的确定层间干扰的发生或未发生的方法的流程图。详细地，图8可以示出图4中的操作S21的另一示例。将省略已经参考图5给出的冗余描述。
参考图5和图8，在操作S310中，层间干扰检测器130可以基于第一频率信道接收信号与第二频率信道接收信号之间的差异来生成干扰度量。在操作S320中，层间干扰检测器130可以将干扰度量的归一化值与第三参考值进行比较。
当归一化值不大于第三参考值时，在操作S330中，层间干扰检测器130可以将指示未发生层间干扰的第一信号(例如，IID＝0)输出到图2中的信道估计器140。当归一化值大于第三参考值时，在操作S340中，层间干扰检测器130可以将指示发生层间干扰的第二信号(例如，IID＝1)输出到图2中的信道估计器140。
图9是根据示例实施例的层间干扰检测器的框图。
参考图9，层间干扰检测器130可以包括算术计算器131、层间干扰确定器132和相似度确定器133。以上已经参考图5描述了算术计算器131和层间干扰确定器132，因此将省略其描述。
相似度确定器133可以接收包括第一端口接收信号PRS1和第二端口接收信号PRS2的参考信号RS，并且可以基于层间干扰测量信号IID来确定第一端口接收信号PRS1的序列与第二端口接收信号PRS2的序列之间的相似度。在实施例中，序列可以指第一端口接收信号PRS1和第二端口接收信号PRS2中的每一个的数据序列。
在实施例中，相似度确定器133可以基于干扰度量来确定相似度。可以根据公式(9)来定义干扰度量Z(n)：
Figure BDA0002391420050000141
当干扰相关值RZ(1)和第四参考值γ4满足以下公式(10)时，相似度确定器133可以确定第一端口接收信号PRS1与第二端口接收信号PRS2相似：
RZ(1)＞γ4 公式(10)
可以根据公式(11)来定义干扰相关值RZ(1)：
RZ(1)＝E[Z(n)Z*(n+1)] 公式(11)
其中E()表示均值函数。
当第一端口接收信号PRS1与第二端口接收信号PRS2相似时，相似度确定器133可以将确定信号EA输出到图2中的信道估计器140，并且信道估计器140可以使用基于确定信号EA的不同算法来估计接收信道。以下将参考图10对此讲行详细描述。
图10是根据示例实施例的信道估计方法的流程图。将省略已经参考图4给出的冗余描述。
参考图2、图4和图10，在操作S12中，无线通信设备100可以通过多个层来接收参考信号，该参考信号包括第一端口接收信号和第二端口接收信号。在操作S22中，无线通信设备100可以相对于参考信号来确定是否发生层间干扰。确定是否发生层间干扰的操作S22可以与图4中的操作S21相同或相似，因此，将省略其描述。
在操作S32中当没有发生层间干扰时，在操作S42中，无线通信设备100可以估计接收信道，而不将针对两个层的频率信道的结果彼此分离。在不将针对两个层的频率信道的结果进行分离的情况下估计接收信道的操作S42可以与图4的操作S41中描述的第一算法相同或相似，因此将省略其描述。
在操作S32中当发生层间干扰时，在操作S52中，无线通信设备100可以计算干扰相关值，该干扰相关值指示第一端口接收信号PRS1的序列与第二端口接收信号PRS2的序列之间的相似度。计算干扰相关值的方法与以上参考图9所描述的方法相同。
当干扰相关值大于预定的第四参考值时，在操作S82中，无线通信设备100可以将两个层的频率信道彼此分离并且估计接收信道。操作S82(其中对两个层的频率信道进行彼此分离并且估计接收信道)可以与图4的操作S51中描述的第二算法相同或相似，因此将省略其描述。
当干扰相关值不大于第四参考值时，在操作S72中，无线通信设备100可以考虑干扰度量的方差来估计接收信道。在实施例中，无线通信设备100可以使用考虑了干扰度量的方差的第三算法来估计接收信道。第三算法可以包括下面的公式(12)和(13)。具体地，公式(12)涉及考虑干扰度量的方差的信号滤波器。
Figure BDA0002391420050000151
在此，F3i是根据第三算法的信号滤波器，并且
Figure BDA0002391420050000161
是与用于所接收的参考信号的第i个端口相对应的信道向量。此外，H是估计目标信道，
Figure BDA0002391420050000162
和
Figure BDA0002391420050000163
分别是H和
Figure BDA0002391420050000164
的互相关以及
Figure BDA0002391420050000165
的自相关，
Figure BDA0002391420050000166
是噪声的方差，并且
Figure BDA0002391420050000167
是公式(9)中描述的干扰度量的方差。当使用公式(12)来确定层间干扰滤波器时，可以使用公式(13)来估计接收信道。
Figure BDA0002391420050000168
其中，
Figure BDA0002391420050000169
是接收信号，并且
Figure BDA00023914200500001610
是估计的接收信道。
图11是示出根据示例实施例的操作无线通信系统的方法的示图。详细地，图11示出了其中终端输出信道设置改变请求的实施例。
参考图11，无线通信系统可以包括基站20和终端(或UE)10。在操作T110中，基站20可以将参考信号设置信息输出到终端10。在操作T120中，终端10可以基于参考信号设置信息来确定接收信道是否适合于信号发送和接收。在实施例中，终端10可以基于以下项来确定接收信道是否适合于信号发送和接收：Doppler扩展、Doppler频移、平均延迟、延迟扩展、数据业务模式和/或终端10的接收性能。
当接收信道不适合于信号发送和接收时，在操作T130中，终端10可以将信道设置改变请求输出到基站20。基站20可以响应于信道设置改变请求来改变信道设置，并且在操作T140中使用改变后的信道设置来输出参考信号。在实施例中，基站20可以响应于信道设置改变请求来改变信道模式。在实施例中，基站20可以响应于信道设置改变请求而将图3A所示的第一信道模式改变为图3B所示的第二信道模式，反之亦然。
根据实施例，终端10可以确定接收信道是否适合于信号发送和接收，并且基于确定结果来输出用于信道设置的改变请求，因此终端10和基站20可以有效地找到适合于信号发送和接收的信道设置，并且可以平滑地执行信号发送和接收。
图12是示出根据示例实施例的操作无线通信系统的方法的示图。详细地，图12示出了其中终端输出改变的信道设置信息的实施例。将省略参考图11给出的冗余描述。
参考图12，无线通信系统可以包括基站20和终端(或UE)10。在操作T210中，基站20可以将参考信号设置信息输出到终端10。在操作T220中，终端10可以基于参考信号设置信息来确定接收信道是否适合于信号发送和接收。当接收信道不适合于信号发送和接收时，在操作T230中，终端10可以将改变的信道设置信息输出到基站20。在实施例中，改变的信道设置信息可以包括关于信道模式的信息。基站20可以响应于包括在改变的信道设置信息中的信道模式来改变信道设置，并且在操作T240中使用改变后的信道设置来输出参考信号。
图13是根据示例实施例的无线通信设备1000的框图。参考图13，无线通信设备1000可以包括专用集成电路(ASIC)1100、专用指令集处理器(ASIP)1300、存储器1500、主处理器1700和主存储器1900。ASIC 1100、ASIP 1300和主处理器1700中的至少两个可以彼此通信。此外，ASIC 1100、ASIP 1300、存储器1500、主处理器1700和主存储器1900中的至少两个可以嵌入在单个芯片中。
ASIC 1100可以是针对特定目的而定制的，并且可以包括射频集成电路(RFIC)、调制器、解调器等。ASIP 1300可以支持专用于特定应用的指令集，并且可以执行包括在指令集中的指令。存储器1500可以与ASIP 1300通信，并且可以作为非暂时性存储设备来存储可由ASIP 1300执行的多个指令。存储器1500还可以存储当在ASIP 1300中执行指令时生成的数据。例如，存储器1500可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁带、磁盘、光盘、易失性存储器、非易失性存储器和/或其组合。除了上述以外，存储器1500还可以包括可由ASIP 1300访问的任何类型的存储器。
主处理器1700可以通过执行指令来控制无线通信设备1000(例如，UE)。例如，主处理器1700可以控制ASIC 1100和ASIP 1300，并且可以处理通过无线通信网络接收的数据、或者对于无线通信设备1000的用户输入。主存储器1900可以与主处理器1700通信，并且可以作为非暂时性存储设备存储由主处理器1700执行的多个指令。例如，主存储器1900可以包括可由主处理器1700访问的任何类型的存储器，诸如RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘、易失性存储器、非易失性存储器或其组合。
根据上述实施例，无线通信设备(例如，图1中的终端10或图2的无线通信设备100)的元件或包括在其信道估计方法中的操作可以包括在图13的无线通信设备1000的至少一个元件中。例如，可以通过存储在存储器1500中的多个指令来实现从层间干扰检测器器130和信道估计器140中选择的至少一个。在实施例中，可以通过存储在存储器1500中的多个指令来实现图4的信道估计方法中的至少一个操作。
当ASIP 1300执行存储在存储器1500中的多个指令时，可以执行从层间干扰检测器130和信道估计器140中选择的至少一个的操作、或者在信道估计方法中的至少一个操作。在另一实施例中，可以通过包括在ASIC 1100中的硬件块来实现从图1中的层间干扰检测器130和信道估计器140中选择的至少一个、或者信道估计方法中的至少一个操作。在另一实施例中，可以通过存储在主存储器1900中的多个指令来实现从图1中的层间干扰检测器130和信道估计器140中选择的至少一个、或者信道估计方法中的至少一个操作。当主处理器1700执行存储在主存储器1900中的指令时，可以执行层间干扰检测器130和/或信道估计器140的操作、或者信道估计方法中的至少一个操作。
尽管已经参考本发明构思的实施例具体示出和描述了本发明构思，但是将理解，在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。

Claims (25)

1.一种无线通信设备，包括：
层间干扰检测器，被配置为接收包括通过分别连接到多个天线的多个端口而发送的多个层在内的参考信号，并且基于所述参考信号来确定是否发生层间干扰；以及
信道估计器，被配置为通过执行基于是否发生所述层间干扰的算法来估计信道矩阵，
其中，所述无线通信设备被配置为基于所估计的信道矩阵对接收信号进行解码。
2.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，
当未发生所述层间干扰时，所述信道估计器基于所述参考信号中的噪声的方差来估计所述信道矩阵，而不将所述多个层的不同频率信道的测量结果彼此分离；以及
当发生所述层间干扰时，所述信道估计器分离所述测量结果，并且基于所分离的测量结果来估计所述信道矩阵。
3.根据权利要求1所述的无线通信设备，
其中，通过不同相应载波的第一频率信道和第二频率信道来接收所述参考信号，并且
所述层间干扰检测器：
通过对与所述第一频率信道相对应的第一信道矩阵和与所述第二频率信道相对应的第二信道矩阵执行相关来获得相关值，以及
基于所述相关值和第一参考值来确定是否发生所述层间干扰。
4.根据权利要求1所述的无线通信设备，其中，所述层间干扰检测器获得所述参考信号的最大延迟扩展，并且基于所述最大延迟扩展和第二参考值来确定是否发生所述层间干扰。
5.根据权利要求1所述的无线通信设备，
其中，通过分别具有不同载波的第一频率信道和第二频率信道来接收所述参考信号，并且
所述层间干扰检测器基于通过所述第一频率信道接收的第一频率信道接收信号与通过所述第二频率信道接收的第二频率信道接收信号之间的差异来生成干扰度量，并且基于所述干扰度量的归一化值和第三参考值来确定是否发生所述层间干扰。
6.根据权利要求1所述的无线通信设备，
其中，所述多个端口包括连接到第一天线的第一端口和连接到第二天线的第二端口，所述参考信号包括通过所述第一端口接收的第一端口接收信号和通过所述第二端口接收的第二端口接收信号，
所述层间干扰检测器生成干扰相关值，所述干扰相关值指示所述第一端口接收信号的数据序列与所述第二端口接收信号的数据序列之间的相似度，并且
所述信道估计器通过基于是否发生所述层间干扰和所述干扰相关值执行所述算法来估计所述信道矩阵。
7.根据权利要求6所述的无线通信设备，其中，
当未发生所述层间干扰时，所述信道估计器基于所述参考信号中的噪声的方差来估计所述信道矩阵，而不将所述多个层的不同频率信道的结果彼此分离；
当发生所述层间干扰并且所述干扰相关值大于第四参考值时，所述信道估计器对所述多个层的频率信道的结果进行分离，并且基于所分离的结果来估计所述信道矩阵；以及
当发生所述层间干扰并且所述干扰相关值不大于所述第四参考值时，所述信道估计器基于与所述第一端口接收信号和所述第二端口接收信号之间的差异相对应的干扰度量的方差来估计所述信道矩阵。
8.一种无线通信设备的信道估计方法，所述信道估计方法包括：
接收包括通过分别连接到多个天线的多个端口而发送的多个层在内的参考信号；
相对于所述参考信号来确定是否发生层间干扰；
当确定未发生所述层间干扰时，通过执行第一算法来估计信道；以及
当确定发生所述层间干扰时，通过执行与所述第一算法不同的第二算法来估计信道。
9.根据权利要求8所述的信道估计方法，
其中，通过分别具有不同载波的第一频率信道和第二频率信道来接收所述参考信号，并且
确定是否发生层间干扰包括：
通过对与所述第一信道相对应的第一信道矩阵和与所述第二信道相对应的第二信道矩阵执行相关来获得相关值；以及
基于所述相关值和预定的第一参考值来确定是否发生所述层间干扰。
10.根据权利要求9所述的信道估计方法，
其中，基于所述相关值和所述第一参考值来确定是否发生所述层间干扰包括：
将所述相关值与所述第一参考值进行比较；以及
当所述相关值小于所述第一参考值时，确定发生所述层间干扰。
11.根据权利要求8所述的信道估计方法，
其中，确定是否发生层间干扰包括：
获得所述参考信号的最大延迟扩展；以及
基于所述最大延迟扩展和预定的第二参考值来确定是否发生所述层间干扰。
12.根据权利要求11所述的信道估计方法，
其中，基于所述最大延迟扩展和所述第二参考值来确定是否发生所述层间干扰包括：
将所述最大延迟扩展与所述第二参考值进行比较；以及
当所述最大延迟扩展大于所述第二参考值时，确定发生所述层间干扰。
13.根据权利要求8所述的信道估计方法，
其中，通过分别具有不同载波的第一频率信道和第二频率信道来接收所述参考信号，并且
确定是否发生层间干扰包括：
基于通过所述第一频率信道接收的第一信道接收信号与通过所述第二频率信道接收的第二信道接收信号之间的差异来生成干扰度量；以及
基于所述干扰度量的归一化值和第三参考值来确定是否发生所述层间干扰。
14.根据权利要求13所述的信道估计方法，
其中，基于所述干扰度量的归一化值和所述第三参考值来确定是否发生所述层间干扰包括：
将所述归一化值与所述第三参考值进行比较；以及
当所述归一化值大于所述第三参考值时，确定发生所述层间干扰。
15.根据权利要求13所述的信道估计方法，
其中，基于当接收所述参考信号时发生的噪声的方差来确定所述第三参考值。
16.根据权利要求8所述的信道估计方法，还包括：
基于第一端口接收信号的数据序列与第二端口接收信号的数据序列之间的相似度来估计所述信道，
其中，所述无线通信设备包括连接到第一天线的第一端口和连接到第二天线的第二端口，并且所述参考信号包括通过所述第一端口接收的所述第一端口接收信号和通过所述第二端口接收的所述第二端口接收信号。
17.根据权利要求16所述的信道估计方法，
其中，当确定发生所述层间干扰时，执行基于所述数据序列之间的相似度的信道估计，并且
基于所述数据序列之间的相似度的信道估计包括：
基于指示所述第一端口接收信号的数据序列与所述第二端口接收信号的数据序列之间的相似度的干扰相关值，来确定所述第一端口接收信号的数据序列是否与所述第二端口接收信号的数据序列相同；
当确定所述第一端口接收信号的数据序列与所述第二端口接收信号的数据序列相同时，基于所述第二算法来估计信道；以及
当确定所述第一端口接收信号的数据序列与所述第二端口接收信号的数据序列不相同时，基于与所述第二算法不同的第三算法来估计信道。
18.根据权利要求17所述的信道估计方法，
其中，确定所述数据序列是否相同包括：
基于所述第一端口接收信号和所述第二端口接收信号之间的差异来生成所述干扰相关值；
将所述干扰相关值与预定的第四参考值进行比较；以及
当所述干扰相关值大于所述第四参考值时，确定所述第一端口接收信号的数据序列与所述第二端口接收信号的数据序列相同。
19.根据权利要求17所述的信道估计方法，
其中，假设未发生所述层间干扰，所述第一算法估计所述信道；
考虑所述层间干扰，所述第二算法估计所述信道；以及
所述第三算法基于所述参考信号中的噪声的方差与所述第一端口接收信号和所述第二端口接收信号中的噪声的方差之和来估计所述信道。
20.根据权利要求8所述的信道估计方法，还包括：
将来自基站的参考信号设置信息输出到终端；
基于所述参考信号设置信息来确定当前信道矩阵是否适合于信号发送和接收；以及
当所述当前信道矩阵不适合信号发送和接收时，将来自所述终端的信道设置改变请求输出到所述基站。
21.根据权利要求20所述的信道估计方法，
其中，所述信道设置改变请求包括关于适合于信号发送和接收的信道模式的信息。
22.根据权利要求20所述的信道估计方法，还包括：
响应于所述信道设置改变请求而由所述基站执行改变信道模式，并且将所述参考信号输出到所述终端。
23.一种无线通信系统，包括：
基站，被配置为输出参考信号设置信息；和
终端，被配置为基于所述参考信号设置信息来确定当前信道矩阵是否适合于信号发送和接收，并且当所述当前信道矩阵不适合于信号发送和接收时，将信道设置改变请求输出到所述基站。
24.根据权利要求23所述的无线通信系统，
其中，所述信道设置改变请求包括关于适合于信号发送和接收的信道模式的信息。
25.根据权利要求23所述的无线通信系统，
其中，响应于所述信道设置改变请求，所述基站改变信道模式，并且根据所改变的信道模式将参考信号输出到所述终端。
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