CN1879316A - 传输无线电通信系统中的信号的方法以及相应的发射站和接收站 - Google Patents

Abstract

在用于传输无线电通信系统的发射站(NB)和接收站(UE)之间的连接的信号(S)的方法中，在站(NB，UE)之间传输至少一个导频信号w2，用于由接收站(UE)估计连接的至少一个信道(CH)。在此确定信道估计的结果，以便检测要借助连接的信号(S)向接收站(UE)传输的数据。在由发射站(NB)生成要发射的连接的信号时和/或在由接收站(UE)处理所接收的连接的信号时考虑用于信道估计的导频信号(w2)的发射特性和连接的信号(S)的发射特性之间的偏差。

Description

传输无线电通信系统中的信号的方法以及 相应的发射站和接收站

本发明涉及一种用于传输无线电通信系统的发射站和接收站之间的连接的信号的方法以及相应的发射站和接收站。

在无线电通信系统中，在参与连接的站之间通过电磁波经由空中接口来进行通信。无线电通信系统的一种特殊形式是移动无线电系统，在该移动无线电系统中网络侧基站供应服务区，多个通常为移动的用户站可以逗留在该服务区中。在蜂窝式移动无线电系统中，设有多个具有称为“无线电小区”的服务区的基站，利用这些服务区可以供应较大的地理区域。蜂窝式移动无线电系统的实例是主要在美国流行的IS-95以及主要在欧洲占优势的GSM(全球移动通信系统)。所谓的第三代蜂窝式移动无线电系统、例如CDMA2000和UMTS(通用移动电信系统)当前正在建设中。

为了在用户站中实现诸如耙式(Rake)接收机的简单的接收机结构，可以相应地使要通过基站发射的信号预失真，使得在接收用户站中可以相干地检测信号的不同的可能传播路径的信号部分。在耙式接收机中，例如给每一个路径分配一个耙指。每个耙指收集传播路径之一的信号部分、校正相移并且在最大比率合并的意义上对信号部分进行加权。为了能够正确地执行相位校正和实数值加权，用户站必须估计完整的矢量信道，即所有传播路径的复数幅度ρ和标准化的信道矢量a。

针对UMTS已建议了一种基于所谓的S-CPICH(辅助公共导频信道)的下行链路(从基站通到用户站的方向)中的信道估计，在该信道估计中基站同时借助定向的射束在多个方向上发射对于信道估计来说必要的导频序列。在此，为了发射相同的导频序列，将独有的扩频码用于每个方向。用户站因此可以针对每个路径通过对于它来说最有利的、导频信号的定向射束来执行信道估计，稍后将该信道估计用于检测要从基站向用户站传输的数据。

在使用全向导频信道的情况下仅仅一个导频序列由基站朝所有方向传输并且可以由在基站的无线电服务区之内的任意地点上的用户站用于信道估计，而在例如在上面提及的S-CPICH中得到采用的所谓的射束网方法(Grid-of-Beams Approach(射束网格方法))中需要多个定向的射束，应分别通过这些定向的射束来传输导频序列。但是由于射束形成增益，与通过所谓的主CPICH的全向发射相比较，可以以降低的功率来实现导频序列的发射。在后者的情况下，同时由每一个天线全向发射不同的导频信号。S-CPICH的使用能够基于射束形成增益实现功率降低。

如果在基站中设置自适应天线，则不同于射束网格方法，也可以借助对准相应接收用户站的射束来发射导频序列。但是这要求，针对每一个用户站发射独有的导频序列。不再能够将一个共同的导频信道用于多个用户站。

本发明所基于的任务是说明一种用于传输无线电通信系统中的信号的方法，利用该方法能够实现有利的信道估计和数据检测。

该任务利用根据权利要求1的方法以及根据从属权利要求的用于发射的站和用于接收的站来解决。本发明的有利的实施形式和改进方案是从属权利要求的主题。

在用于传输无线电通信系统的发射站和接收站之间的连接的信号的本发明方法中，在站之间传输至少一个导频信号，用于由接收站估计该连接的至少一个信道，其中确定信道估计的结果，以便检测要借助该连接的信号向接收站传输的数据。在由发射站生成要发射的该连接的信号时和/或在由接收站处理所接收的该连接的信号时考虑用于信道估计的导频信号的发射特性和该连接的信号的发射特性之间的偏差。

在此，应将发射特性理解为所发射的信号的形状(例如仅仅一个主瓣或多个副瓣)和方向。如果用于估计的导频信号的传播方向不同于连接的信号的那些传播方向，则信道估计是有误差的，其中针对所述连接执行信道估计。但是也可能不取决于导频信号和连接的信号的传播方向而由于导频信号和连接的信号的发射特性的形状彼此不同而导致误差。即使实施方案同样符合于最后提及的情况，以下也经常仅考虑首先提及的情况。

本发明因此涉及以下情况，其中导频信号和连接的信号在传播方向和/或形状方面的发射特性互相分离，正如例如在将自适应天线用于发射连接的信号并且在规定方向上借助定向射束来发射导频信号时可能情况如此。

因此尤其是在采用上述的射束网格方法时可以应用本发明。在最后提及的方法中常常出现，用户站不直接位于导频射束的主传播路径中，因此借助该导频射束执行的信道估计不完全适用于连接的信号，只要后者借助独有地匹配于用户站的位置的定向射束来实现。对导频信号和连接的信号的发射特性或传播方向之间的偏差的考虑能够在借助导频信号对用于连接的信号的信道进行估计时有利地实现至少部分地补偿由于传播方向的偏差而产生的误差。

按照本发明的第一实施形式，在接收侧在由接收站处理所接收的连接的信号时考虑发射特性的偏差。为此必要的是，接收站具有关于发射特性的偏差的信息。例如当用户站通过使用诸如GPS(全球定位系统)的相应的定位方法而知道自己相对于发射站的位置以及导频信号相对于基站的发射特性时，情况例如如此。导频信号的发射特性可以对于接收站来说例如因此是已知的，即发射站通过相应的组织信道将该发射特性通知它。如果发射站例如是移动无线电系统的基站，而接收站是相应的用户站，则基站的这种组织信道可以被基站的无线电服务区之内的所有用户站接收。

按照本发明的第二实施形式，在发射侧在由发射站生成要发射的该连接的信号时考虑发射特性之间的偏差。可以毫无问题地实现偏差的确定，因为不仅导频信号的发射特性、而且该连接的信号的发射特性对于发射站来说自然是已知的。

本发明可以应用于任意的无线电通信系统，在这些无线电通信系统中在检测数据之前执行信道估计，并且在这些无线电通信系统中可能出现用于信道估计的导频信号的发射特性和相应连接的信号的发射特性之间的偏差。后者与导频信号的传播路径和连接的信号的传播路径的偏差是意义相同的。因此尤其是当例如在借助导频信号执行了信道估计之后发射站和接收站的相对布置发生变化并且由此用于连接的信号的信道也发生变化时，尽管应继续采用先前的信道估计的结果，但也可以应用本发明。本发明特别好地适合于应用在具有移动的发射或接收站的无线电通信系统中。

按照本发明的第二实施形式的一种改进方案，在第一步骤中估计信号特性的偏差的量度。在第二步骤中在由发射站发射连接的信号之前根据所估计的量度使连接的信号预失真。

按照该主题的一种改进方案，为了执行第一步骤，在发射站中提供连接的至少一个信道的估计结果，并且为了确定偏差的量度，将该信道估计的结果与关于导频信号的发射特性的信息相联系。

在发射站中所提供的信道估计的结果可以基于由接收站借助导频信号执行的信道估计并且由接收站通知发射站。这具有以下优点，即在接收站中执行的相同信道估计的结果不仅可以在接收站中被用于检测数据，而且可以在发射站中被用于使要传输的信号预失真，其中利用该信号来传输数据。

但是替代地也可以由发射站自己通过以下方式来确定在发射站中所提供的信道估计的结果，即它对发射站和接收站之间的信道执行自己的信道估计。这例如可以通过以下方式来实现，即从相反传输方向(即从接收站到发射站)的信道的估计的结果中推导出信道估计的结果。尤其是当将相同频率用于两个传输方向时，如在TDD方法(时分双工)中那样，可以从两个传输方向上的信道的互易性出发，使得两个传输方向的信道估计的结果尽可能一致。

按照本发明的一种改进方案，在发射站中所提供的信道估计的结果分别涉及连接的信道中的每一个信道的协方差矩阵。针对每一个协方差矩阵通过以下方式进行特征值分解，即确定具有主要特征值的特征矢量。通过以下方式确定偏差的量度，即将特征值分解的结果与关于导频信号的发射特性的信息相联系。

有利的是，接收站将耙式接收机用于数据检测。也即通过根据本发明考虑导频信号的发射特性和连接的信号的发射特性之间的偏差，尽管有偏差，仍然可以有利地在耙式接收机的输出瑞上实现相干检测。

按照本发明的一种改进方案，发射站在分别规定的方向上发射多个导频信号，并且接收站将这些导频信号中的至少一个用于信道估计。因此本发明尤其是适合于在上述的射束网格方法中采用。

根据本发明的用于发射的站和根据本发明的用于接收的站具有相应的装置，以便能够执行本发明方法及其实施形式和改进方案。

以下借助在附图中示出的实施例来更详细地阐述本发明。

图1展示在所谓的射束网格方法中由发射站发射多个导频信号，

图2展示用于信道估计的导频信号的传播方向和连接的信号的传播方向的偏差，

图3展示图1和2中的发射站的组件，以及

图4展示图2中的接收站的组件。

图1展示移动无线电系统的基站形式的发射站NB，该发射站NB具有带有示例性四个天线元件AE的自适应天线。发射站NB借助自适应天线根据射束网格方法在时间上重复地借助定向的射束来发射多个不同的导频信号，这些导频信号在不同方向上具有它们发射特性的相同形状。在图1中仅用实线示出了导频信号中的一个w2，而其余的导频信号用虚线示出。

除了图1之外，图2展示移动无线电系统的用户站形式的接收站UE。现在用虚线示出了图1中的导频信号w2的发射特性。在图2中用实线示出了信号S的方向特性，这些信号S由发射站NB根据它和接收站UE之间的连接向接收站UE传输。图2示出接收功率对发射角度的依赖性。

从图2中可以获知，导频信号w2的传播方向偏离于连接的信号S的传播方向。接收站UE借助导频信号w2对发射站NB和接收站UE之间的连接的信道CH进行信道估计。然而，由于导频信号w2的传播方向和连接的信号S的传播方向之间的偏差，该信道估计是有误差的(在该实施例中假设，导频信号w2和连接的信号S具有不是在形状方面而是仅在方向上不同的发射特性。但是也可以是相反的，或者特性可能不仅在形状方面而且在方向上有区别)。

在该实施例中假设，在发射站NB和接收站UE之间仅仅存在一条空间路径。由该有误差的信道估计引起的相位误差为45°。其原因在于，导频信号w2和信号S的传播方向互相相差11°。

如果以与导频信号w2相同的发射特性或传播方向来传输信号S，则将避免该相位差。然而于是在接收站UE上的接收功率将比在朝接收站UE的方向上发射信号S时低。针对所述情况在图2中清楚地示出了在接收站UE上的接收功率的相应的差值ΔP。通过在本发明中直接在朝接收站UE的方向上传输信号S来避免接收功率的这种损失。通过信号S的预失真来补偿由此出现的相位误差。

在本发明的第一实施例中，接收站UE独立地确定导频信号w2的传播方向和连接的信号S的传播方向之间的差别，并且执行对借助导频信号w2所执行的信道估计的相应的至少部分的校正。稍后以此方式利用更适合的(因为已校正的)信道估计来实现对利用连接的信号所传输的数据的检测。在该实施例中，关于导频信号w2的传播方向偏离信号S的那个传播方向的信息由发射站NB通知接收站UE。

在本发明的第二实施例中，发射站NB在生成要发射的该连接的信号时通过以下方式考虑导频信号w2的传播方向和连接信号S的传播方向之间的偏差，即在第一步骤中估计要由接收站UE执行的该连接的信道估计的误差。紧接着在第二步骤中根据所估计的误差使该连接的信号S在它们被发射站NB发射之前预失真。

图3展示图1和2中的发射站NB的一些主要的组件。该发射站具有自适应的第一天线装置A1，该第一天线装置A1由图1和图2中示出的天线元件AE构成。它用来发射导频信号w2和连接的信号S。导频信号w2以及其余的在图1中示出的导频信号由单元P生成，并且通过发射单元TX向第一天线装置A1传输。发射站NB也通过第一天线装置A1接收由接收站UE借助导频信号w2所执行的信道估计的结果RCH。由第一天线装置A1将该结果RCH通过接收单元RX输送给信号处理单元SP。在信号处理单元SP之内实现连接的信号S的生成，包括所描述的用于补偿有误差的信道估计的预失真。在此，信号处理单元SP使用由接收站UE所执行的信道估计的结果RCH。

在本发明的另外的实施例中发射站NB也可以不接收由接收站UE所执行的信道估计的结果RCH，而是独立地执行从发射站NB到接收站UE的传输方向的连接信道的估计。例如可以从相反传输方向、即从接收站UE到发射站NB的信道的估计中推导出这种信道估计。

图4展示图2中的接收站UE的一些主要的组件。它通过第二天线装置A2来接收导频信号w2以及连接的信号S。通过接收单元RX将两者转送到随后的组件上。将导频信号w2转送到信道估计单元CHE上，该信道估计单元CHE借助导频信号来执行在从发射站NB到接收站UE方向上的连接的信道的估计。由接收单元RX将连接的信号S输送给数据检测器DET，在该数据检测器DET中集成有耙式接收机，其中根据由信道估计单元CHE所执行的信道估计调节了该耙式接收机的指。此外，由信道估计单元CHE通过发射单元TX和第二天线装置A2将信道估计的结果以信道估计的结果RCH的形式从接收站UE向发射站NB传输。

根据本发明由接收站UE补偿信道估计的误差具有以下优点，即尽管采用射束网格方法，由数据检测器DET进行相干检测仍然变得可能。在通过信道CH确定相位失真时的误差即使不能完全被避免，也可以至少被减小。

在本发明的第二实施例中，通过发射站NB预测接收站UE的系统的估计误差，并且可以将其如此一起吸收到发射滤波器的计算中，使得在发射站NB中用于信号S的预失真。由此发射站NB可以减小或者甚至完全消除由接收站UE进行的信道估计的误差。以下假设，这里所采用的导频信号是UMTS标准的所谓的S-CPICH(辅助公共导频信道)。以下更详细地阐述用于执行本发明方法的算法。

以下对连接的信号S和导频信号w2适用：

S＝p₁*s[n]和

w2＝w_S-CPICH*PN

其中p₁和w_S-CPICH是发射站NB的天线元件AE的加权因子，s[n]是要利用信号S传输的数据的序列，并且PN是要利用导频信号w2传输的导频符号的序列。

通过“射束网格”来传输S-CPICH导频序列，并且因此用固定地设置的矢量ω_S-CPICH ^T来加权。假设信道CH具有Q个在时间上可分解的路径，这些路径中的每一个路径通过M个特征矢量α_q，1，…，α_q，id、所属的复数衰减ρ_q，1，…，ρ_q，M和延迟v_q来描述。接收站UE的耙式接收机因此适应于导频信道：

并且将其系数调整为∑_r＝1 ^Mp_f，r*α_f，r，其中f＝0，…，Q。其中复数因子 ${\mathrm{\α}}_{f,r}={\mathrm{\ω}}_{S-\mathrm{CPICH}}^T{\mathrm{\α}}_{f,r}$ 描述在接收站UE之内布置在数据检测器DET中的耙式接收机(以下称为“耙式权重”)的指之内的权重由于S-CPICH信道估计而引起的失真。

1)在第一步骤中，发射站NB计算在接收站UE上出现的耙式权重的失真，该失真由于将S-CPICH用于信道估计而出现。

a.为了确定相关的空间特征矢量α_f，r，发射站NB估计所有Q个路径的下行链路协方差矩阵。通过这些协方差矩阵中的每一个协方差矩阵的特征值分解，可以确定空间分量α_f，r。

b.所采用的S-CPICH图形成矢量ω_S-CPICH ^T对于发射站NB来说始终是已知的。

c.通过这两个量的组合，可以预先将由于信道CH的有误差的估计而引起的耙式接收机的错误设置计算为

${\mathrm{\α}}_{f,r}={\mathrm{\ω}}_{S-\mathrm{CPICH}}^H{\mathrm{\α}}_{f,r}^{*},$

其中f＝0，…，Q和r＝1，…，M。

2)在第二步骤中采用这些因子α_f，r，以便确定在发射站NB的信号处理单元SP之内的预失真滤波器的矢量p₁。相对应的函数

$p_{P.}=f_{\mathrm{TxFilter}}({\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}},{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,1}},{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}},...,{\mathrm{\α}}_{Q,M},{\mathrm{\ρ}}_{Q,M},{\mathrm{\α}}_{Q,M})$

取决于所采用的信号处理措施(例如Wiener发射滤波)，并且可以针对每个任意的措施从所匹配的信号模型中被推导出来。该信号模型考虑S-CPICH信道估计，并且因此考虑在耙式接收机的输出端上的信号

由于因子α_f，r而引起的失真：

$\hat{s}\left[n\right]=\underset{f=0}{\overset{Q}{\mathrm{\Σ}}}\underset{r=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_{f,r}^{*}{\mathrm{\α}}_{f,r}\underset{q=0}{\overset{Q}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_{q,m}{\mathrm{\α}}_{q,m}^T\underset{l=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{l}s[n-l-v_q+v_f]+\·\·\·$

$+\underset{f=0}{\overset{Q}{\mathrm{\Σ}}}\underset{r=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_{f,r}{\mathrm{\ρ}}_{f,r}^{*}\mathrm{\η}[n+v_f].$

通过有误差的信道估计来估计数据检测器DET之内的耙式接收机的耙式权重系数的失真并将其结合到所采用的发射方案的推导中的原理思想不依赖于特定的情形和所采用的发射策略。所以可以像每次信道估计采用两个或更多导频信号那样(即根据图1在不同方向上所计算的S-CPICH射束)同样引入用于推导上述函数的任意准则。

实例：

1)具有秩为2的时间路径的信道

在具有两个离散的不同传播路径的情形中，这些传播路径以相同的时间延迟到达接收站UE，信道协方差矩阵具有秩2。如果传播路径的角度扩展促使协方差矩阵具有两个不同于零的特征值，则情况同样如此。

如果人们假定仅具有秩M＝2的在时间上可分解的路径(Q＝1)的情形并且规定平均的路径功率 ${\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{q,m}}^2=E\left[{\left|{\mathrm{\ρ}}_{q,m}\right|}^2\right],$ 则所得到的线性发射滤波器的函数f_TxFilter作为：

$p_{\mathrm{MF}}\left[n\right]=\sqrt{\frac{E_{\mathrm{tr}}}{{\mathrm{\σ}}_s^2({\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}\right|}^6{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,1}}}^8+{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}\right|}^6{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,2}}}^8)}}({\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}\right|}^2{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}^{*}{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,1}}}^4{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}^{*}+{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}\right|}^2{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}^{*}{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,2}}}^4{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}^{*})\mathrm{\δ}\left[n\right],$

$p_{\mathrm{ZF}}=\left[n\right]=\sqrt{\frac{E_{\mathrm{tr}}}{{\mathrm{\σ}}_s^2({\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}\right|}^2+{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}\right|}^2)}}({\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}^{*}{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}^{*}+{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}^{*}{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}^{*})\mathrm{\δ}\left[n\right]$ 以及

$p_{\mathrm{WF}}\left[n\right]={\mathrm{\β}}_{\mathrm{WF}}(\frac{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}^{*}{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,3}}}^4+\frac{1}{2}{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}^{*}{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,1}}}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,2}}}^2}{{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,1}}}^4+\frac{1}{2}{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,1}}}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,2}}}^2+\mathrm{\ξ}}{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}^{*}+\·\·\·$

$+\frac{{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}^{*}{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,2}}}^4+\frac{1}{2}{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}^{*}{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,1}}}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,2}}}^2}{{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,2}}}^4+\frac{1}{2}{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,1}}}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,2}}}^2+\mathrm{\ξ}}{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}^{*})\mathrm{\δ}\left[n\right],$

得出，其中 $\mathrm{\ξ}=\frac{{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,1}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,1}}}^2+{\left|{\mathrm{\α}}_{\mathrm{1,2}}\right|}^2{\mathrm{\σ}}_{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{1,2}}}^2}{E_{\mathrm{tr}}}{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\η}}^2,$ 并且p_WF通过β_WF标准化为 ${\left|p_{\mathrm{WF}}\right|}_2^2=\frac{E_{\mathrm{tr}}}{{\mathrm{\σ}}_s^2}.$

2)多用户CDMA情形

在具有Q+1个秩为1的信道路径的k个用户S-CPICH CDMA系统中，可以将耙式权重的失真一起吸收到信号模型中并且因此一起吸收到线性发射滤波器的解决方案中。在采用L、Q或F阶发射滤波器、信道和耙式接收机时，可以用

${\hat{u}}_{k,q,f}\left[x^m\right]=\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i^T{X}_{k,q,f}{s}_i^{\left[m\right]}+{\widetilde{\mathrm{\η}}}_{k,f}[x^m+f]$

来描述通过第q个信道路径和第f个耙指所接收的用户k的信号分量。

在此，矢量p_f根据：

$p_i={[p_{i,O}^T,...,p_{i,L}^T]}^T$

包含用户i的所有L+1个权重矢量，并且矩阵X_k，q，f被定义为：

$X_{k,q,f}=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{2}{\mathrm{\σ}}_{k,q}^2{\mathrm{\α}}_{k,q}{A}_{k,q,q}{C}_k\mathrm{SV}& f=q,\\ {\mathrm{\σ}}_{k,f}{\mathrm{\σ}}_{k,q}{\mathrm{\α}}_{k,f}{A}_{k,q,f}{C}_k\mathrm{SV}& f\≠q,\end{array}\right.\∈C^{N_a(L+1)\×M}$

$A_{k,q,f}=[{1)}_{N_a(L+1)\×F+q-f},1_{L+1}\⊗{\mathrm{\α}}_{k,q},0_{N_a(L+1)\×Q+f-q}]\∈C^{N_a(L+1)\×L+Q+F+1},$

S＝[0_{L+Q+F+x×rx-F}，1_L+Q+F+x，0_{L+Q+F+x×(M-r)x-L-Q}]∈{0，1}^{L+Q+F+x×Mx+x-1}，

$V=\left[\begin{array}{c}{1}_M\⊗e_x\\ 0_{x-1\×M}\end{array}\right]\∈{\left\{\mathrm{0,1}\right\}}^{\mathrm{Mx}+x-1\×M},$

以及路径功率 ${\mathrm{\σ}}_{k,q}^2=E\left[{\left|{\mathrm{\ρ}}_{k,q}\right|}^2\right]$ 和矢量e_x，该矢量e_x记录x维单位矩阵的最后的列。此外，表示M维单位矩阵的列 的矢量e_μ从由预滤波器(Vorfilter)、信道、耙式接收机和编码相关器组成的完整系统的脉冲响应中选择感兴趣的码片。

2.1采用信号匹配滤波器(匹配滤波器)的解决方案

信号匹配滤波器遵循所希望的信号分量的最大化，并且导致：

$p_{\mathrm{MF},k}={\mathrm{\β}}_{\mathrm{Mf}}\underset{f=0}{\overset{F}{\mathrm{\Σ}}}\sqrt{2}{\mathrm{\σ}}_{k,f}{X}_{k,f,f}^{*}{e}_{\mathrm{\μ}},$

${\mathrm{\β}}_{\mathrm{MF}}=\sqrt{\frac{E_{\mathrm{tr}}}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^K{\mathrm{\σ}}_s^2{e}_{\mathrm{\μ}}^T{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^F\sqrt{2}{\mathrm{\σ}}_{k,i}{X}_{k,i,i}^T{\mathrm{\Σ}}_{f=0}^F\sqrt{2}{\mathrm{\σ}}_{k,f}{X}_{k,f,f}^{*}{e}_{\mathrm{\μ}}}}$

2.2采用无偏(Erwartungstreu)发射滤波器(迫零滤波器)的

解决方案

遵循迫零原理，通过批处理(stapeln)

获得无偏发射滤波器，并且X_k，q，f(其中{k，q，f}＝{1，0，0}，…，{1，Q，0}，…，{1，Q，F}，…，{K，Q，F})成为b_k，而X成为：

$p_{\mathrm{ZF},k}=\sqrt{\frac{E_{\mathrm{tr}}}{{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K{\mathrm{\σ}}_s^2{b}_k^T{X}^{f,*}{X}^{f,T}{,b}_k}}{X}^{f,T}{b}_k.$

2.3采用Wiener发射滤波器的解决方案

在给定的情形中Wiener发射滤波器得出为：

$p_{\mathrm{WF},k}\sqrt{\frac{E_{\mathrm{tr}}}{{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K{\mathrm{\σ}}_s^2{b}_k^T{X}^T{(X^{*}{X}^T+{\mathrm{\γ}}_{E_{\mathrm{tr}}}^{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{IL}}^2}1)}^{-2}{X}^{*}{b}_k}}{(X^{*}{X}^T+\mathrm{\γ}\frac{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\η}}^2}{E_{\mathrm{tr}}}1)}^{-1}{X}^{*}{b}_k.$

上面所采用的符号中的一些符号的说明：

δ[n]            在时刻n的狄拉克δ脉冲

s[n]             在码片时刻n的信号s

s^[m]            在符号时刻m的信号s

|x|              复数量x的模

()^*             共轭复矩阵

()^T             转置矩阵

()^H             Hermite矩阵，即复共轭转置矩阵

||x||₂          矢量x的范数

1_d              d维单位矩阵

               Kronecker乘积

()⁺             矩阵的Moore-Penrose伪逆

Claims (11)

1.用于传输无线电通信系统的发射站(NB)和接收站(UE)之间的连接的信号(S)的方法，其中

-在所述站(NB，UE)之间传输至少一个导频信号(w2)，用于由所述接收站(UE)估计所述连接的至少一个信道(CH)，

-确定所述信道估计的结果，以便检测要借助所述连接的信号(S)向所述接收站(UE)传输的数据，

-在由所述发射站(NB)生成要发射的所述连接的信号时和/或在由所述接收站(UE)处理所接收的所述连接的信号时考虑用于所述信道估计的导频信号(w2)的发射特性和所述连接的信号(S)的发射特性之间的偏差。

2.按权利要求1的方法，其中，为了考虑传播方向之间的偏差，

-在第一步骤中估计信号特性的偏差的量度，

-并且在第二步骤中根据所述量度使所述连接的信号(S)在它们由所述发射站(NB)发射之前预失真。

3.按权利要求2的方法，其中，为了执行所述第一步骤，

-在所述发射站(NB)中提供所述连接的至少一个信道(CH)的估计的结果，

-以及为了确定所述偏差的量度，将该信道估计的结果与关于所述导频信号(w2)的发射特性的信息相联系。

4.按权利要求3的方法，其中，

-在所述发射站(NB)中所提供的所述信道估计的结果分别涉及所述连接的信道(CH)中的每一个信道的协方差矩阵，

-针对每一个协方差矩阵通过以下方式进行特征值分解，即确定具有主要的特征值的特征矢量，

-并且通过以下方式确定所述偏差的量度，即将所述特征值分解的结果与关于所述导频信号(w2)的发射特性的信息相联系。

5.按权利要求3或4的方法，其中，在所述发射站(NB)中所提供的由所述发射站(NB)进行的所述信道估计的结果由所述接收站(UE)接收。

6.按权利要求3或4的方法，其中，在所述发射站(NB)中所提供的所述信道估计的结果通过由所述发射站进行信道估计来生成。

7.按权利要求6的方法，其中，在所述发射站(NB)中所提供的由所述发射站(NB)进行的所述信道估计的结果从由所述发射站(NB)针对从所述接收站(UE)到所述发射站(NB)的传输方向所执行的信道估计中推导出。

8.按以上权利要求之一的方法，其中，所述接收站(UE)将耙式接收机用于数据检测。

9按以上权利要求之一的方法，其中，所述发射站(NB)在分别规定的方向上发射多个导频信号，而所述接收站(UE)将这些导频信号(w2)中的至少一个用于所述信道估计。

10.用于向无线电通信系统的接收站(UE)发射连接的信号(S)的站(NB)，

-具有装置(P，TX)，用于向所述接收站(UE)传输至少一个导频信号(w2)，以便由所述接收站(UE)估计所述连接的至少一个信道(CH)，其中确定所述信道估计的结果，以便检测要借助所述连接的信号(S)向所述接收站(UE)传输的数据，

-具有装置(SP)，用于在考虑用于所述信道估计的导频信号(w2)的发射特性和所述连接的信号(S)的发射特性之间的偏差的情况下生成要发射的所述连接的信号(S)。

11.用于从无线电通信系统的发射站(NB)接收连接的信号的站(UE)，

-具有装置(RX，CHE)，用于从所述发射站(NB)接收至少一个导频信号(w2)，以便由所述接收站(UE)估计所述连接的至少一个信道(CH)，其中确定所述信道估计的结果，以便检测要借助所述连接的信号(S)向所述接收站(UE)传输的数据，

-具有装置(DET)，用于在考虑用于所述信道估计的导频信号(w2)的发射特性和所述连接的信号(S)的发射特性之间的偏差的情况下处理所接收的所述连接的信号(S)。

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