TWI749210B - 共同相位誤差和載波間干擾估計與補償的方法、以及傳送及接收資料的方法 - Google Patents

共同相位誤差和載波間干擾估計與補償的方法、以及傳送及接收資料的方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種用於估測及補償共同相位誤差及載波間 干擾的方法，所述方法包括：使用來自接收信號的解調參考信號子載波估測通道；使用所估測的所述通道及相位跟蹤參考信號子載波估測共同相位誤差項；以及估測一個或多個載波間干擾項，所述估測一個或更多個載波間干擾項包括：從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差項以形成第一個經補償接收信號；以及基於所述第一個經補償接收信號估測第一個載波間干擾項。

Description

共同相位誤差和載波間干擾估計與補償的方 法、以及傳送及接收資料的方法 [相關申請的交叉參考]
本申請主張在2017年8月3日提出申請且名稱為"用於相位跟蹤參考信號(PTRS)結構以及頻域相位雜訊共同相位誤差(CPE)及載波間干擾(ICI)補償的系統及方法(SYSTEM AND METHOD FOR PHASE TRACKING REFERENCE SIGNAL(PTRS)STRUCTURE AND FREQUENCY DOMAIN PHASE NOISE COMMON PHASE ERROR(CPE)AND INTER-CARRIER INTERFERENCE(ICI)COMPENSATION)"的美國臨時申請第62/541,035號的優先權及權利，所述美國臨時申請的全部內容併入本申請供參考。
根據本公開實施例的一個或多個方面涉及通信系統，且更具體來說，涉及一種用於共同相位誤差及載波間干擾估測及補 償的系統及方法。
由振盪器缺陷造成的相位雜訊會影響正交頻分多工(orthogonal frequency-division multiplexing，OFDM)系統中的子載波的正交性。相位雜訊進程在性質上對於基於鎖相迴路(phase-locked loop，PLL)的振盪器而言可為隨機的，此會實際上造成具有同相分量及正交分量的時域基帶樣本(同相正交樣本)發生少量旋轉，且所述隨機性可由頻域中的功率譜密度(power spectral density，PSD)表徵。這會導致對每一個子載波具有相似的影響的共同相位誤差(common phase error，CPE)以及對於每一個子載波而言可為不同的載波間干擾(inter-carrier interference，ICI)，且載波間干擾可能會造成基於正交頻分多工的系統中的接收衛星點的分散(scattering)。在中心頻調(center tone)處觀測到的共同相位誤差與載波間干擾的總功率可為積分相位雜訊PN(integrated phase noise，IPN)，此還可通過在所佔用的頻寬(bandwidth，BW)上對相位雜訊進程的功率頻譜密度進行積分來獲得。如果相位雜訊功率頻譜密度與子載波間距相比為寬的，則相位雜訊(IPN)的總功率中的更多功率將成為載波間干擾而非成為共同相位誤差。所述相位雜訊對於較高的載波頻率(例如高於6GHz的毫米波頻帶)可能尤其嚴重。
在新無線電(New Radio，NR)標準中已引入了相位跟 蹤參考信號(PTRS)，以使得能夠實現對振盪器相位雜訊的補償。可在高載波頻率(例如，毫米波)下利用相位跟蹤參考信號來減弱相位雜訊。然而，全分佈相位跟蹤參考信號結構(fully distributed PTRS structure)可僅適用於共同相位誤差估測及補償，而不可用於減弱載波間干擾。
本公開的實施例的各個方面涉及一種用於利用群組分佈相位跟蹤參考信號子載波結構來傳送正交頻分多工信號、以及用於對共同相位誤差及載波間干擾二者進行估測及補償的系統及方法。
根據本公開的實施例，提供一種方法，所述方法包括：使用來自接收信號的解調參考信號子載波估測通道；使用所估測的所述通道及相位跟蹤參考信號子載波估測共同相位誤差項；以及估測一個或多個載波間干擾項，所述估測一個或多個載波間干擾項包括：從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差項以形成第一個經補償接收信號；以及基於所述第一個經補償接收信號估測第一個載波間干擾項。
在一個實施例中，所述方法更包括使用已知的相位跟蹤參考信號導頻計算子載波中的傳送信號的值。
在一個實施例中，所述估測所述載波間干擾項更包括：針對大於1且小於設定整數L的整數i的值的範圍來反覆運算地進行以下操作：從接收信號消除所估測的所述共同相位誤差、以 及第一個載波間干擾項到第(i-1)個載波間干擾項，以形成第i個經補償接收信號；以及使用所述第i個經補償接收信號估測第i個載波間干擾項。
在一個實施例中，所述估測所述共同相位誤差包括根據以下公式來計算所估測的所述共同相位誤差的相位：
Figure 107112342-A0305-02-0006-142
，其中： k 是相位跟蹤參考信號子載波的集 合；
Figure 107112342-A0305-02-0006-143
是對角矩陣，其第p個對角線元素與對所述集合 k 中的 第p個子載波的所估測的通道回應相等； X[k]是所述集合 k 中的子載波中的傳送信號； Y[k]是所述集合 k 中的子載波中的所述接收信號；且 H 作為上標表示共軛轉置。
在一個實施例中，所述估測所述共同相位誤差更包括將所估測的所述共同相位誤差的幅值設定成等於1。
在一個實施例中，所述相位跟蹤參考信號子載波包括排列成N c 個群組的N c N PTRS 個子載波，所述N c 個群組中的每一群組包括N PTRS 個相鄰的子載波。
在一個實施例中，從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差及第一個載波間干擾項到第(i-1)個載波間干擾項以形成第i個經補償接收信號包括根據以下公式計算所述第i個經補償接收信號 Y SIC [k ii ]：
Figure 107112342-A0305-02-0006-144
條件是i=1，且
Figure 107112342-A0305-02-0006-145
Figure 107112342-A0305-02-0006-146
條件是i>1
其中：
Figure 107112342-A0305-02-0007-1
，其中k pq 是所述相位跟蹤參考信號子載波的第p個子載波群組中的第q個 子載波；
Figure 107112342-A0305-02-0007-105
是對角矩陣，其第p個對角線元素與對所述集合 k ij 中的第p個子載波的所估測的通道回應相等； X[k pq ]是所述集合乞。中的子載波中的傳送信號‘Y[kii］是所述集合怏i中的子載波中 的所述接收信號；
Figure 107112342-A0305-02-0007-106
是所估測的所述共同相位誤差；且
Figure 107112342-A0305-02-0007-107
在p 不等於零的條件下是所估測的第p個載波間干擾項。
在一個實施例中，基於所述第i個經補償接收信號估測所述第i個載波間干擾項包括根據以下公式計算第i個所估測載波 間干擾項
Figure 107112342-A0305-02-0007-3
：
Figure 107112342-A0305-02-0007-160
 其中：
Figure 107112342-A0305-02-0007-121
Figure 107112342-A0305-02-0007-9
；且
Figure 107112342-A0305-02-0007-11
在一個實施例中，所述方法更包括基於匹配濾波器來計算最終經補償接收信號Y ICI comp [l]，其中所述濾波器的階數取決於所估測載波間干擾項的數目。
根據本公開的實施例，提供一種方法，所述方法包括： 使用來自接收信號的解調參考信號子載波估測通道；使用所估測的所述通道及相位跟蹤參考信號子載波估測共同相位誤差項；以及估測一個或多個載波間干擾項，所述估測一個或多個載波間干擾項包括：從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差項以形成第一個經補償接收信號；以及基於所述第一個經補償接收信號聯合估測L個載波間干擾項，L是大於0的設定整數。
在一個實施例中，所述方法更包括使用已知的相位跟蹤參考信號導頻計算子載波中的傳送信號的值。
在一個實施例中，所述估測所述共同相位誤差包括根據以下公式計算所估測的所述共同相位誤差的相位：
Figure 107112342-A0305-02-0008-147
，其中： k 是相位跟蹤參考信號子載波的集 合；
Figure 107112342-A0305-02-0008-150
是對角矩陣，其第p個對角線元素與對所述集合 k 中的 第p個子載波的所估測的通道回應相等； X[k]是所述集合 k 中的子載波中的傳送信號； Y[k]是所述集合 k 中的子載波中的所述接收信號；且 H 作為上標表示共軛轉置。
在一個實施例中，所述估測所述共同相位誤差更包括將所述共同相位誤差的幅值設定成等於1。
在一個實施例中，所述相位跟蹤參考信號子載波包括排列成N c 個群組的N c N PTRS 個子載波，所述N c 個群組中的每一群組包括N PTRS 個相鄰的子載波。
在一個實施例中，從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差以形成第一個經補償接收信號包括根據以下公式計算所述第一個經補償接收信號 Y CPEcomp [k LL ]：
Figure 107112342-A0305-02-0008-149
，其中：
Figure 107112342-A0305-02-0009-16
，其中k pq 是所述相 位跟蹤參考信號子載波的第p個子載波群組中的第q個子載波；
Figure 107112342-A0305-02-0009-110
是對角矩陣，其第p個對角線元素與對所述集合 k LL 中的第 p個子載波的所估測的通道回應相等； X[k LL ]是所述集合 k LL 中的子載波中的傳送信號； Y[k LL ]是所述集合 k LL 中的子載波中的所述 接收信號；且
Figure 107112342-A0305-02-0009-111
是所估測的所述共同相位誤差。
在一個實施例中，基於所述第一個經補償接收信號聯合估測L個載波間干擾項包括根據以下公式計算所述L個所估測的 載波間干擾項
Figure 107112342-A0305-02-0009-19
：
Figure 107112342-A0305-02-0009-20
，其中：
Figure 107112342-A0305-02-0009-21
 且 A、B、C 及 D 各自的第i個列 A i 、B i 、C i 及 D i 為：
Figure 107112342-A0305-02-0009-122
Figure 107112342-A0305-02-0009-25
；及
Figure 107112342-A0305-02-0009-26
在一個實施例中，所述方法更包括根據以下公式計算最終經補償接收信號Y ICI comp [l]：
Figure 107112342-A0305-02-0009-27
根據本公開的實施例，提供多個相位跟蹤參考信號子載波，所述方法包括：傳送所述正交頻分多工信號，其中所述相位跟蹤參考信號子載波呈排列成N c 個群組的多個子載波形式，所述 N c 個群組中的每一群組包括多個相鄰的子載波。
在一個實施例中，每一群組恰好包括N PTRS 個相鄰的相位跟蹤參考信號子載波，N PTRS 是大於0的整數。
110:組塊
120:集合
205、210、215、220、225、230、235、305、310、315、320:步驟
405:傳送器
410:接收器
415:傅立葉變換
420:相位跟蹤參考信號子載波提取器
425:相位跟蹤參考信號符號產生器
430:共同相位誤差及載波間干擾項估測器
435:緩衝器
440:通道估測器
445:解調參考信號子載波提取器
450:虛線箭頭
455:共同相位誤差及載波間干擾補償器
460:檢測器
465:解碼器
470:接收濾波器
501、502、503、504、505、506、507、508、601、602、603、604、605、606、607、608、701、702、703、704、705、706、707、801、802、803、804、805:曲線
參照說明書、權利要求書及隨附圖式將會領會並理解本公開的這些及其他特徵及優點，在附圖中：
圖1A是根據本公開實施例的相位跟蹤參考信號結構的時頻圖。
圖1B是根據本公開實施例的相位跟蹤參考信號結構的時頻圖。
圖2是根據本公開實施例的用於估測共同相位誤差及載波間干擾的方法的流程圖。
圖3是根據本公開實施例的用於估測共同相位誤差及載波間干擾的方法的流程圖。
圖4A是根據本公開實施例的傳送器及接收器的方塊圖。
圖4B是根據本公開實施例的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的系統的方塊圖。
圖5是根據本公開實施例的模擬性能的曲線圖。
圖6是根據本公開實施例的模擬性能的曲線圖。
圖7是根據本公開實施例的模擬性能的曲線圖。
圖8是根據本公開實施例的模擬性能的曲線圖。
以下結合附圖闡述的詳細說明旨在作為對根據本公開提供的用於共同相位誤差及載波間干擾估測及補償的系統及方法的示例性實施例的說明，且並非旨在表示可用以構造或利用本公開的唯一形式。所述說明結合所示出的實施例來闡述本公開的特徵。然而應理解，不同的實施例也可實現相同或等效的功能及結構，這些不同的實施例也旨在囊括在本公開的精神及範圍內。如在本文中別處所表明，相同元件編號旨在指示相同元件或特徵。
正交頻分多工傳送結構可包括多個均勻地間隔開的子載波，例如彼此隔開15kHz的1024個子載波。在這些子載波中，可使用某一子集(例如，600個子載波)來傳送資料及相位跟蹤參考信號子載波；這一子集可被稱為資源塊(resource block，RB)分配。其餘的子載波可被預留用於其他用途，例如防護帶(guard band)。可利用索引對每一個子載波進行編號。舉例來說，在資源塊分配中可賦予子載波連續的編號，即，從使用1表示最低頻子載波開始或者從使用1表示最高頻子載波開始。所述多個子載波所跨越的頻率範圍的中心可處於微波頻率或毫米波頻率，例如處於40GHz或處於60GHz。可對每一個子載波獨立地進行調製，例如對於資料子載波而言使用8×8正交調幅(64 QAM)，而對於相位跟蹤參考信號子載波而言使用正交相移鍵控(quadrature phase shift keying，QPSK)調製。每一個子載波可傳送一串符號(分別與時間間隔對應)。符號間隔的長度可被選擇成各個子載波之間的間距的倒數(例如，符號間隔可被選擇成1/15,000秒)以 使得在每一符號間隔期間，子載波中的每一者與所有其他子載波正交。新無線電標準使用正交頻分多工。
頻域中的接收信號在每一正交頻分多工符號中存在相位雜訊的情況下可被表示為：
Figure 107112342-A0305-02-0012-28
其中
Figure 107112342-A0305-02-0012-29
Y[l]是子載波l處的接收信號，X[k]是子載波k處的傳送信號，Z[l]是高斯白色雜訊(white Gaussian noise)，H[k]是子載波k處的通道，J[k]是載波間干擾中的第k項，N是快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform，FFT)大小，且θ n 是時間樣本n處的相位雜訊實現(phase noise realization)。
在公式1中，J[0]是共同相位誤差，且如公式1所示，J[l-k]是載波間干擾。可使用解調參考信號(demodulation reference signal，DMRS)來估測子載波k處的通道(即，在子載波k的中心頻率處的通道的轉移函數)，所述解調參考信號可與資料及相位跟蹤參考信號子載波一起傳送。
如果θ n 小，則公式(3)對於載波間干擾項便可成立：J[k]=-J *[-k] (3)
相位跟蹤參考信號結構(即，用於傳送相位跟蹤參考信號的子載波集合)可能會影響接收器執行干擾消除的能力，例如具體來說，接收器補償載波間干擾的能力。因此，在一些實施例中，使用群組分佈結構(group distributed structure)。在一些實施例中，在圖1A及圖1B中示出群組分佈結構。資源塊分配內的子載波被分組成N c 個群組的相鄰的子載波；這些群組可被稱為“組塊(chunk)”。每一個組塊包括N PTRS 個相鄰的相位跟蹤參考信號子載波。
圖1A是根據本公開實施例的相位跟蹤參考信號結構的時頻圖。圖1A示出將子載波分組成組塊110且在每一個組塊110內向相位跟蹤參考信號分配N PTRS 個相鄰的子載波的集合120。可由以下公式(4)給出這些載波的索引的集合：
Figure 107112342-A0305-02-0013-30
其中k pq 是相位跟蹤參考信號子載波的第p個群組中的第q個子載波。
圖1B是根據本公開實施例的相位跟蹤參考信號結構的時頻圖。圖1B示出對於組塊110中的一者(組塊1)中的相位跟蹤參考信號子載波的集合120的編號慣例。
當傳送的資料包括群組分佈相位跟蹤參考信號結構時，可根據以下兩種替代方法來執行載波間干擾估測以及共同相位誤差估測及補償：在本文中所述兩種替代方法中的一種被稱為串列干擾消除(successive interference cancellation，SIC)且另一種被稱為載波間干擾的聯合估測。
圖2是根據本公開實施例的用於估測共同相位誤差及載 波間干擾的方法的流程圖。
參照圖2，為使用串列干擾消除來執行載波間干擾估測及共同相位誤差估測及補償，可使用以下方法。一般來說，共同相位誤差J[0]可不為精確的單位幅值，但當雜訊樣本小時，J[0]
的幅值可近似為1。因此，共同相位誤差的估測值
Figure 107112342-A0305-02-0014-112
可被寫為：
Figure 107112342-A0305-02-0014-32
 且在205中可根據以下公式計算共同相位誤差的估測相位：
Figure 107112342-A0305-02-0014-33
其中
k 是相位跟蹤參考信號子載波的集合，
Figure 107112342-A0305-02-0014-113
是對角矩陣，其第p個對角線元素與對所述集合 k 中的 第p個子載波的所估測的通道回應相等， X[k]是集合 k 中的子載波中的傳送信號， Y[k]是集合 k 中的子載波中的接收信號，且 H 作為上標表示共軛轉置。
接下來，可在包括210到235的迴圈中反覆運算地估測L個載波間干擾項的集合。提供可接受的性能的L的值可取決於N PTRS 、N c 以及相位雜訊特性。可離線地選擇L(例如，使用模擬來識別會提供對於相位雜訊特性而言相對不敏感的良好性能的值)且可將L存儲在緩衝器中。在210處，將迴圈索引i初始化成1。在215處，選擇適用於對第i個載波間干擾項進行估測的相位跟蹤參考信號子載波的集合。此可通過定義以下集合：
Figure 107112342-A0305-02-0014-114
以及選擇集合 k ii 作為將被用於估測第i個載波間干擾項的相 位跟蹤參考信號子載波集合來完成。
在220處，可根據以下公式從接收信號消除所估測共同相位誤差及第一載波間干擾項到第(i-1)個載波間干擾項：
Figure 107112342-A0305-02-0015-151
Figure 107112342-A0305-02-0015-152
其中
Figure 107112342-A0305-02-0015-158
(其中k pq 是相 位跟蹤參考信號子載波的第p個子載波群組中的第q個子載波)，
Figure 107112342-A0305-02-0015-153
是對角矩陣，其第p個對角線元素與對集合 k ij 中的第p 個子載波的所估測的通道回應相等； X[k pq ]是集合 k pq 中的子載波中的傳送信號； Y[k ii ]是集合 k ii 中的子載波中的接收信號；
Figure 107112342-A0305-02-0015-154
是所估測的共同相位誤差；且
Figure 107112342-A0305-02-0015-155
在p不等於零的條件下是所估測的第p個載波間干擾項。
結果 Y SIC [k ii ]可被稱為第i個經補償接收信號。
在225處可接著基於第i個經補償接收信號、根據以下公式來估測下一(第i個)載波間干擾項：
Figure 107112342-A0305-02-0015-156
其中
Figure 107112342-A0305-02-0015-157
Figure 107112342-A0305-02-0016-120
Figure 107112342-A0305-02-0016-48
，且
Figure 107112342-A0305-02-0016-49
(在230處)可接著將索引i遞增且(在235處)將索引i與迴圈限值L進行比較，且可重複所述迴圈直到i超過L。
可接著使用所估測的共同相位誤差及載波間干擾項、根據以下公式來計算最終經補償接收信號Y ICI comp [l]：
Figure 107112342-A0305-02-0016-51
以上運算式可被視為有限脈衝回應(finite impulse response，FIR)濾波器。
圖3是根據本公開實施例的用於估測共同相位誤差及載波間干擾的方法的流程圖。參照圖3，為使用載波間干擾的聯合估測來執行載波間干擾估測及共同相位誤差估測及補償，可使用以下方式。對於使用串列干擾消除的載波間干擾估測以及共同相位誤差估測及補償的情形來說，在305處，可採用與上述相同的方 式來計算共同相位誤差的估測值
Figure 107112342-A0305-02-0016-123
，即，寫為：
Figure 107112342-A0305-02-0016-53
 並根據以下公式來計算所估測的相位：
Figure 107112342-A0305-02-0016-54
在310處，選擇適用於對L個載波間干擾項進行聯合估測的相位跟蹤參考信號子載波的集合。這可通過選擇集合 k LL 作為將被用於聯合估測L個載波間干擾項的相位跟蹤參考信號子載波 集合來完成。在315處，可接著根據以下公式來消除共同相位誤差：
Figure 107112342-A0305-02-0017-55
其中
Figure 107112342-A0305-02-0017-57
(其中k pq 是相 位跟蹤參考信號子載波的第p個子載波群組中的第q個子載波)，
Figure 107112342-A0305-02-0017-124
是對角矩陣，其第p個對角線元素與對集合 k LL 中的第 p個子載波的所估測的通道回應相等， X[k LL ]是集合 k LL 中的子載波中的傳送信號， Y[k LL ]是集合 k LL 中的子載波中的接收信號，且
Figure 107112342-A0305-02-0017-125
是所估測的共同相位誤差。
在320處，可接著根據以下公式來聯合估測L個載波間干擾項：
Figure 107112342-A0305-02-0017-60
其中
Figure 107112342-A0305-02-0017-61
，且 A、B、C 及 D 各自的第i個列 A i 、B i 、C i 及 D i 為：
Figure 107112342-A0305-02-0017-126
 及
Figure 107112342-A0305-02-0017-66
可接著採用與以上(針對使用串列干擾消除的載波間干擾估測以及共同相位誤差估測及補償的情形)所述相同的方式使用所估測的共同相位誤差及載波間干擾項來計算最終經補償接收信號Y ICI comp [l]，即根據以下公式來計算所述最終經補償接收信號Y ICI comp [l]：
Figure 107112342-A0305-02-0018-67
圖4A是根據本公開實施例的傳送器405及接收器410的方塊圖。圖4A示出傳送器(其可傳送根據本公開實施例的相位跟蹤參考信號結構)以及接收器(其可採用根據本公開實施例的系統及方法來估測及補償共同相位誤差及載波間干擾二者)的方塊圖。
圖4B是根據本公開實施例的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的系統的方塊圖。圖4B示出兩個實施例的方塊圖，所述兩個實施例中的一者採用串列干擾消除(SIC)且另一者採用載波間干擾的聯合估測。
相位跟蹤參考信號子載波是由相位跟蹤參考信號子載波提取器420從頻域信號(傅立葉變換415的輸出)提取的，且傳送的相位跟蹤參考信號( X[k pq ])是使用已知的相位跟蹤參考信號導頻在相位跟蹤參考信號符號產生器425中產生的。共同相位誤差及載波間干擾項是由共同相位誤差及載波間干擾項估測器430估測的並被緩衝在共同相位誤差及載波間干擾項的緩衝器435中。共同相位誤差及載波間干擾項估測器430從通道估測器440 接收所估測的通道回應(
Figure 107112342-A0305-02-0018-127
)，通道估測器440使用從解調參 考信號(DMRS)子載波提取器445接收的解調參考信號來估測每一個通道的響應。在採用串列干擾消除的實施例中使用指示資訊流從共同相位誤差及載波間干擾項的緩衝器返回到共同相位誤差及載波間干擾項估測器430的虛線箭頭450(即，存在資訊流)，而在採用載波間干擾的聯合估測的實施例中不存在虛線箭頭450。
一旦已估測到共同相位誤差及載波間干擾項，便通過共同相位誤差及載波間干擾補償器455來計算最終經補償接收信號Y ICI comp [l]，共同相位誤差及載波間干擾補償器455的輸出(與通道估測器440的輸出一起)被饋送到檢測器460(檢測器460的輸出被饋送到解碼器465)。除接收(Rx)濾波器470之外，圖4B所示區塊中的每一者均可為單獨的處理電路(將在下文進一步詳細地論述)，或者這些區塊中的每一者可(等同地)被實施為單個處理電路的單獨的一部分，抑或這些區塊中的一些或全部可被實施在硬體或由處理電路執行的固件中，所述處理電路配置成作為存儲有程式的電腦(stored-program computer)工作。
本文所用用語“處理電路”是指用於處理資料或數位信號的硬體、固件及軟體的任意組合。處理電路硬體可包括例如應用專用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、通用或專用中央處理器(central processing unit，CPU)、數位訊號處理器(digital signal processor，DSP)、圖形處理單元(graphic processing unit，GPU)以及例如現場可程式設計閘陣列(field programmable gate array，FPGA)等可程式設計邏輯裝置。在本文所述的處理電路中，每一種功能由被配置成(即，以硬接線方式配置成)執行所述功能的硬體執行，或者由被配置成執行存儲在 非暫時性存儲媒體中的指令的更通用的硬體(例如，中央處理器)執行。處理電路可在單個印刷電路板(printed circuit board，PCB)上製作或分佈在若干互連的印刷電路板上。處理電路可含有其他處理電路；舉例來說，處理電路可包括在印刷電路板上互連的兩個處理電路(現場可程式設計閘陣列及中央處理器)。
圖5至圖8中的每一者是根據本公開實施例的模擬性能的曲線圖。圖5至圖8示出各種實施例的模擬性能。所述模擬說明，可使用根據本公開實施例的共同相位誤差及載波間干擾補償來實現性能的明顯改善。
圖5及圖6使用有效碼率(effective code rate)被固定的模擬，且圖7及圖8使用傳送塊大小被固定的模擬。圖5及圖7使用採用了串列干擾消除的模擬，且圖6及圖8使用採用了載波間干擾的聯合估測的模擬。
圖5至圖8所示曲線圖中的每一者示出按順序編號的多條曲線。圖5及圖6中的每一者中的第一曲線(即，曲線501及曲線601中的每一者)示出未執行補償的模擬的結果。圖5及圖6中的第八條曲線(即，曲線508及曲線608)示出執行“genie”補償的模擬的結果，即，在所述模擬中，在補償時使用真實共同相位誤差及載波間干擾(所述真實共同相位誤差及載波間干擾在模擬中是已知的)。圖5及圖6中的第二曲線到第七曲線分別示出N c 是50、25、10、5、2及1的各個模擬的結果。圖5及圖6中的每一者中的前七條曲線分別為每1個資源塊(RB)具有1個資源元素(resource element，RE)、每1個資源塊具有1個資源元素、每2個資源塊具有2個資源元素、每5個資源塊具有5個資源元 素、每10個資源塊具有10個資源元素、每25個資源塊具有25個資源元素、及每50個資源塊具有50個資源元素。
在圖7中，在曲線701到曲線707中，相位跟蹤參考信號子載波的數目分別為0、5、10、25、25、50及50，且組塊的數目分別為0、5、10、25、1、50、2。曲線701、702及703示出未使用補償的模擬的結果。在曲線704到曲線707的模擬中使用了補償，其中曲線704及曲線706只具有共同相位誤差補償，且曲線705及曲線707還分別具有對3個載波間干擾項及6個載波間干擾項的補償。在圖8中，在曲線801到曲線805中，相位跟蹤參考信號子載波的數目分別為0、5、10、25及25，且組塊的數目分別為0、5、10、25及1。曲線801及曲線802示出未使用補償的模擬的結果。在曲線803到曲線805的模擬中使用了補償，其中曲線803及曲線805只具有共同相位誤差補償，而曲線805還具有對四個載波間干擾項的補償。
有鑒於上述，一些實施例包括群組分佈相位跟蹤參考信號結構以使得能夠執行載波間干擾估測及補償。由於其中N PTRS =1的全分佈相位跟蹤參考信號結構是群組分佈相位跟蹤參考信號結構的特殊情形，因此對只減弱共同相位誤差的實施方式而言影響很小或者沒有影響。群組分佈相位跟蹤參考信號結構可使得處置相對于子載波間距而言具有寬的功率譜密度的那些相位雜訊模型成為可能。群組分佈相位跟蹤參考信號結構還可比完全當地語系化(fully localized)的相位跟蹤參考信號子載波更具優勢，所述完全當地語系化的相位跟蹤參考信號在所分配的相位跟蹤參考信號子載波經歷不良品質的通道條件時可遭受深衰落問題(deep fading problem)。一些實施例還提供一種頻域串列干擾消除方法及一種載波間干擾估測的聯合方法以及一種用於載波間干擾補償的頻域有限脈衝回應濾波器，所述載波間干擾補償與只進行共同相位誤差補償相比性能可明顯改善。
本文所述“基於(based on)”第二值計算第一值是指將第一值作為函數的輸出來進行計算，其輸入包括第二值。本文所述從信號“消除”所估測誤差、或者針對誤差對信號“進行補償”是指基於所估測的誤差對信號進行修正；這未必會從信號完全消除誤差的影響。如在本文中所述，如果在頻率方面在兩個子載波之間不存在其他子載波，則所述兩個子載波“相鄰”。如果對於一個群組中的每兩個載波而言在所述兩個載波之間在頻率方面不存在任何不屬於所述群組的子載波，則所述一組載波被稱為一組“相鄰的子載波”。
應理解，儘管本文中可能使用用語“第一(first)”、“第二(second)”、“第三(third)”等來闡述各種元件、元件、區、層、及/或區段，然而這些元件、元件、區、層、及/或區段不應受這些用語限制。這些用語僅用於區分各個元件、元件、區、層或區段。因此，在不背離本發明概念的精神及範圍的條件下，可將本文中所論述的第一元件、元件、區、層或區段稱為第二元件、元件、區、層或區段。
本文所用術語僅用於闡述特定實施例，而並非旨在限制本發明概念。本文所用用語“實質上(substantially)”、“大約(about)”及類似用語用作近似用語、而並非作為程度用語，並且旨在考慮到所屬領域的普通技術人員將知的測量值或計算值的 固有偏差。本文所用用語“主要成分(major component)”是指組合物、聚合物或產物中所存在的比所述組成物或產物中的任何其它單一成分的量多的成分。相比之下，用語“主成分(primary component)”是指以重量計構成組合物、聚合物或產物的至少50%或多於50%的成分。本文所用用語“主要部分(major portion)”在應用于多個項時是指所述項中的至少一半。
除非上下文中清楚地另外指明，否則本文所用單數形式“一(a及an)”旨在也包含複數形式。還應理解，當在本說明書中使用用語“包括(comprises及/或comprising)”時，是指明所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或元件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、元件及/或其群組的存在或添加。本文所用用語“及/或”包含相關列出項中的一個或多個項的任意及所有組合。當例如“...中的至少一者(at least one of)”等表達出現在一系列元件之後時是修飾整個系列的元件而並非修飾所述系列中的個別元件。另外，在闡述本發明概念的實施例時使用“可(may)”是指代“本公開的一或多個實施例”。另外，用語“示例性(exemplary)”旨在指實例或例示。 本文所用用語“使用(use)”、“正使用(using)”、“被使用(used)”及“近似地(approximately)”可被視為分別與用語“利用(utilize)”、“正利用(utilizing)”、“被利用(utilized)”及“大約(about)”同義。
應理解，當稱一元件或層位於另一元件或層“上(on)”、“連接到(connected to)”、“耦合到(coupled to)”或“鄰近於(adjacent to)”另一元件或層時，所述元件或層可“直 接位於另一元件或層上(directly on)”、“直接連接到(directly connected to)”、“直接耦合到(directly coupled to)”、或“直接鄰近於(directly adjacent to)”另一元件或層，抑或可存在一或多個中間元件或層。相比之下，當稱一元件或層“直接位於另一元件或層上”、“直接連接到”、“直接耦合到”、或“緊鄰於(immediately adjacent to)”另一元件或層時，則不存在中間元件或層。
儘管本文已具體闡述並示出了用於相位雜訊共同相位誤差及載波間干擾估測及補償的系統及方法的示例性實施例，然而對於所屬領域中的技術人員來說許多潤飾及變化將顯而易見。因此應理解，根據本公開原理所構想的用於相位誤差及干擾估測及補償的系統及方法可採用除本文所具體闡述的方式之外的其他方式實施。本公開也定義在以上權利要求書及其等效範圍中。
110:組塊
120:集合

Claims (19)

  1. 一種用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，包括：使用來自接收信號的解調參考信號子載波估測通道；使用所估測的所述通道及相位跟蹤參考信號子載波估測共同相位誤差項；以及估測一個或多個載波間干擾項，包括：從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差項以形成第一個經補償接收信號；以及基於所述第一個經補償接收信號估測第一個載波間干擾項。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，更包括使用已知的相位跟蹤參考信號導頻計算子載波中的傳送信號的值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述相位跟蹤參考信號子載波包括排列成N c 個群組的N c N PTRS 個子載波，所述N c 個群組中的每一群組包括N PTRS 個相鄰的子載波。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述估測所述載波間干擾項更包括：針對大於1且小於設定整數L的整數i的值的範圍來反覆運 算地進行以下操作：從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差項、以及第一個載波間干擾項到第(i-1)個載波間干擾項，以形成第i個經補償接收信號；以及使用所述第i個經補償接收信號估測第i個載波間干擾項。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述估測所述共同相位誤差項包括根據以下公式來計算所估測的所述共同相位誤差項的相位：
    Figure 107112342-A0305-02-0027-128
    ，其中： k 是相位跟蹤參考信號子載波的集合；
    Figure 107112342-A0305-02-0027-129
    是對角矩陣，其第p個對角線元素與對所述集合 k 中的 第p個子載波的所估測的通道回應相等； X[k]是所述集合 k 中的子載波中的傳送信號； Y[k]是所述集合 k 中的子載波中的所述接收信號；且 H 作為上標表示共軛轉置。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述估測所述共同相位誤差項更包括將所估測的所述共同相位誤差項的幅值設定成等於1。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差項及所述第一個載波間干擾項到第(i-1)個載波間干擾項以形成所述第i個經補償接收信號包括根據以下公式計算所述第i個經補償接收信號 Y SIC [k ii ]：
    Figure 107112342-A0305-02-0028-69
    條件是i=1
    Figure 107112342-A0305-02-0028-130
    Figure 107112342-A0305-02-0028-131
    ，條件是i>1 其中：
    Figure 107112342-A0305-02-0028-71
    ，其中k pq 是所 述相位跟蹤參考信號子載波的第p個子載波群組中的第q個子載波；
    Figure 107112342-A0305-02-0028-132
    是對角矩陣，其第p個對角線元素與對集合 k ij 中的第p 個子載波的所估測的通道回應相等； X[k pq ]是集合 k pq 中的子載波中的傳送信號； Y[k ii ]是集合 k ii 中的子載波中的所述接收信號；
    Figure 107112342-A0305-02-0028-133
    是所估測的所述共同相位誤差項；且
    Figure 107112342-A0305-02-0028-134
    在p不等於零的條件下是所估測的第p個載波間干擾項。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中基於所述第i個經補償接收信號估測所述第i個載波間干擾項包括根據以下公式計算第i個所估測載 波間干擾項
    Figure 107112342-A0305-02-0028-135
    ：
    Figure 107112342-A0305-02-0028-77
     其中：
    Figure 107112342-A0305-02-0028-78
    Figure 107112342-A0305-02-0029-136
    Figure 107112342-A0305-02-0029-81
    ；且
    Figure 107112342-A0305-02-0029-82
  9. 如申請專利範圍第8項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中更包括基於匹配濾波器來計算最終經補償接收信號Y ICI comp [l]，其中所述匹配濾波器的階數取決於所估測載波間干擾項的數目。
  10. 一種用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，包括：使用來自接收信號的解調參考信號子載波估測通道；使用所估測的所述通道及相位跟蹤參考信號子載波估測共同相位誤差項；以及估測一個或多個載波間干擾項，包括：從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差項以形成第一個經補償接收信號；以及基於所述第一個經補償接收信號聯合估測L個載波間干擾項，L是大於0的設定整數。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，更包括使用已知的相位跟蹤參考信號導頻計算子載波中的傳送信號的值。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述估測所述共同相位誤差項 包括根據以下公式計算所估測的所述共同相位誤差項的相位：
    Figure 107112342-A0305-02-0030-83
    ，其中： k 是相位跟蹤參考信號子載波的集合；
    Figure 107112342-A0305-02-0030-137
    是對角矩陣，其第p個對角線元素與對所述集合 k 中的 第p個子載波的所估測的通道回應相等； X[k]是所述集合 k 中的子載波中的傳送信號； Y[k]是所述集合 k 中的子載波中的所述接收信號；且 H 作為上標表示共軛轉置。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述估測所述共同相位誤差項更包括將所述共同相位誤差項的幅值設定成等於1。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述相位跟蹤參考信號子載波包括排列成N c 個群組的N c N PTRS 個子載波，所述N c 個群組中的每一群組包括N PTRS 個相鄰的子載波。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述從所述接收信號消除所估測的所述共同相位誤差項以形成所述第一個經補償接收信號包括根據以下公式計算所述第一個經補償接收信號 Y CPEcomp [k LL ]：
    Figure 107112342-A0305-02-0030-85
    ，其中：
    Figure 107112342-A0305-02-0030-86
    ，其中k pq 是所 述相位跟蹤參考信號子載波的第p個子載波群組中的第q個子載 波；
    Figure 107112342-A0305-02-0031-139
    是對角矩陣，其第p個對角線元素與對集合 k LL 中的第 p個子載波的所估測的通道回應相等； X[k LL ]是所述集合 k LL 中的子載波中的傳送信號； Y[k LL ]是所述集合 k LL 中的子載波中的接收信號；且
    Figure 107112342-A0305-02-0031-140
    是所估測的所述共同相位誤差項。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中所述基於所述第一個經補償接收信號聯合估測L個載波間干擾項包括根據以下公式計算所述L個 所估測的載波間干擾項
    Figure 107112342-A0305-02-0031-89
    ：
    Figure 107112342-A0305-02-0031-90
    ，其中：
    Figure 107112342-A0305-02-0031-91
    ；且 A、B、C 及 D 各自的第i個列 A i 、B i 、C i 及 D i 為：
    Figure 107112342-A0305-02-0031-141
     及
    Figure 107112342-A0305-02-0031-96
  17. 如申請專利範圍第16項所述的用於估測及補償共同相位誤差及載波間干擾的方法，其中更包括根據以下公式計算最終經補償接收信號Y ICI comp [l]：
    Figure 107112342-A0305-02-0032-97
  18. 一種在正交頻分多工信號中傳送及接收資料的方法，所述正交頻分多工信號包括多個相位跟蹤參考信號子載波，所述方法包括：傳送第一正交頻分多工信號，其中所述相位跟蹤參考信號子載波在排列成N c 個群組的多個子載波中，所述N c 個群組中的每一群組包括多個相鄰的子載波，所述多個相鄰的子載波包括第一子載波及第二子載波，其中所述第一子載波的頻率相鄰於所述第二子載波的頻率；接收第二正交頻分多工信號；以及估測一個或多個載波間干擾項，其包括：從所述第二正交頻分多工信號消除共同相位誤差項以形成第一經補償接收信號。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的方法，其中所述N c 個群組中的每一群組恰好包括N PTRS 個相鄰的相位跟蹤參考信號子載波，N PTRS 是大於0的整數。
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