专利名称：扩频系统中的损害相关估计的制作方法
背景技术：
本发明一般涉及无线通信系统中用于处理接收信号的信号处理参数，并且更具体地说，涉及估计接收信号的多个图像的信号损害相关。
诸如码分多址(CDMA)系统的扩频系统中的无线接收机在通信领域中已为人所熟知。一般，在扩频系统中操作的无线接收机包括RAKE接收机，该接收机负责解调接收的多径信号的多个信号图像。通常，基站或移动台中的RAKE接收机在存在计划给其它基站和/或移动台或从中发送的其它干扰信号的情况下接收所需信号。通过使用计算的加权因子来相干组合对应于所需接收信号的相关符号，RAKE接收机使用多径接收来提高接收的多径信号的信噪比(SNR)。
虽然常规RAKE接收机在降低信道路径噪声、接收机噪声等方面有效，并因此在提高接收的多径信号的SNR方面有效，但常规RAKE接收机一般对由自干扰、多用户接入干扰等引起的干扰噪声无效。为解决噪声和干扰，如共同转让给Bottomley的、2002年3月26日发布的题为“用于RAKE接收机中消除干扰的方法和设备”(Method and Apparatus for Interference Cancellation in a RAKEReceiver)的美国专利6363104中所述，可使用通用RAKE(G-RAKE)接收机而不是常规RAKE接收机。通过引用将此专利结合于本文中。与RAKE接收机相同的是，G-RAKE接收机将接收的信号图像相关、使用加权因子对相关的信号图像进行加权并相干组合加权的信号图像。然而，与RAKE接收机不同的是，G-RAKE的加权因子是基于估计的损害相关。为抑制噪声和干扰，G-RAKE组合器使用基于损害相关的加权因子，对相关信号图像进行加权并相干组合加权的图像。如下面进一步所述，G-RAKE接收机中干扰抑制的成功取决于对这些损害相关的准确估计。
发明内容
本发明包括一种用于导出损害相关矩阵以处理通过多径信道的多条路径在无线接收机接收的信号的方法和设备。接收机将接收信号的符号解扩，并根据解扩的符号确定信道估计。第一和第二损害相关估计器基于解扩的符号估计第一和第二损害相关矩阵。基于第一和第二损害相关矩阵，相关处理器导出损害相关矩阵。
接收机可使用导出的损害相关矩阵生成用于处理接收信号的一个或多个处理参数。在一个实施例中，加权计算器基于导出的损害相关矩阵计算加权因子。计算的加权因子随后用于相干组合解扩的符号以抑制接收信号中的噪声和干扰。在另一实施例中，信号干扰比(SIR)计算器基于导出的损害相关矩阵计算SIR估计。估计的SIR可用于速率自适应或者作为基站或移动台的发射功率控制的一部分。
图1示出示范多径无线通信系统。
图2示出示范无线通信系统接收机。
图3示出本发明的示范基带处理器。
图4示出本发明的示范参数处理器。
图5A示出根据本发明的示范损害相关估计器。
图5B示出根据本发明的另一示范损害相关估计器。
图6示出示范参数估计器。
图7示出示范非参数估计器。
图8A-8D示出图5A和图5B的损害相关估计器的示范相关处理器。
图9示出根据本发明用于导出损害相关矩阵的示范方法。
图10示出根据本发明的另一示范损害相关估计器。
图11示出图10的损害相关估计器的示范相关处理器。
图12示出根据本发明的另一示范损害相关估计器。
图13示出图12的损害相关估计器的示范相关处理器。
图14示出根据本发明用于导出损害相关矩阵的另一示范方法。
发明的详细说明图1示出示范扩频无线通信系统10。无线通信系统10包括至少一个基站20、至少一个移动台30，并可能包括一个或多个干扰对象40。在本文使用时，术语“移动台”可包括具有或不具有多行显示的蜂窝无线电话；可将蜂窝无线电话与数据处理、传真和数据通信功能组合在一起的个人通信系统(PCS)终端；可包括无线电话、寻呼器、因特网/内联网接入、Web浏览器、组织器、日历和/或全球定位系统(GPS)接收机的个人数据助理(PDA)；以及常规膝上和/或掌上型接收机或包括无线电话收发信机的其它设备。移动台还可被称为“普及计算”装置。
基站20包括用于发射具有一个或多个符号的扩频信号到移动台30或从中接收此类信号的一根或多根天线22。发射的信号一般包括业务和导频信号。诸如干扰对象40的对象使发射的符号的多个回波在不同时间到达移动台30。接收机34在移动台30处理多个信号图像。类似地，移动台30可经一根或多根天线32、沿多条路径将符号发射到基站20，其中，接收机24处理多个接收的符号图像。
图2示出基站20和/或移动台30的示范接收机24、34。接收机24、34接收并处理接收信号的符号以生成接收符号估计。示范接收机24、34包括前端50、基带处理器100和附加处理器52。前端50一般包括将接收信号变换为基带信号的滤波器和/或混频器和产生对应于基带信号的一系列数字化基带信号样本r(t)的诸如模数变换器的变换电路。基带处理器100将基带信号样本r(t)解调以产生对应于接收信号的符号估计。这些符号估计随后在需要时在附加处理器52中得到进一步处理。例如，附加处理器52可包括基于基带处理器100提供的符号估计确定信息比特值的特播(Turbo)解码器(未示出)。随后可将这些信息比特值变换为语音、图像等。
如图3所示，基带处理器100可包括用于在抑制噪声和干扰时确定所需符号估计的G-RAKE接收机。示范G-RAKE接收机包括一个或多个相关单元102、组合电路104、耙指布局处理器106及参数处理器110。基于基带信号r(t)，耙指布局处理器106识别并选择对应于多径信道的信号路径的一个或多个延迟dk及额外的干扰抑制延迟。将每个选定延迟dk提供到相关单元102，该单元基于提供的延迟dk将基带信号r(t)中存在的一个或多个业务信道信号解扩。在本文使用时，业务信道信号包括广播、控制和/或各个数据信号。还将选定延迟dk提供到用于为每个延迟dk计算加权因子wk并任选地用于计算SIR估计的参数处理器110。组合电路104接收每个解扩的业务信道信号yk和对应的加权因子wk，并通过根据本领域已知的方法对解扩的业务信道信号yk进行加权和相干组合而生成符号估计 。
如图3所示，参数处理器110基于基带信号r(t)和选定延迟dk计算加权因子wk。图4示出根据本发明的示范参数处理器110。参数处理器110包括导频相关单元112、调制去除器114、信道跟踪器116、加权计算器118、损害相关估计器120，并任选地包括SIR计算器119。导频相关单元112使用耙指布局处理器106提供的延迟dk将基带信号r(t)中存在的一个或多个导频信道信号解扩。调制去除器114从解扩的导频符号pk去除符号调制，例如，通过将每个解扩的导频符号pk乘以已知值的复共轭以提供解调且解扩的导频符号。在具有更高阶调制的系统中，调制去除器114还可将解扩的导频符号pk除以导频符号值，这在本领域已为人所知。还可使用数据符号和判定反馈。
信道跟踪器116使用解调且解扩的导频符号估计信道响应系数，并因此产生信道估计。基于来自调制去除器114的解调且解扩的导频符号和来自信道跟踪器116的信道估计，损害相关估计器120估计损害相关矩阵R，该矩阵具有对应于接收机24、34处理的延迟路径集合的一个或多个损害相关值。注意，在损害相关矩阵R中的损害相关值是基于噪声相关项和干扰相关项。由于本领域的技术人员将理解，“协方差”是具有零均值的“互相关”的特殊情况，并且术语“相关”和“协方差”在本文中使用时除非某段落的上下文在这两个术语之间进行了明确的区分，否则应理解为可互换。
加权计算器118使用信道估计和损害相关矩阵R中的损害相关值，计算对应于接收机24、34的延迟路径的加权因子。加权因子用于组合业务解扩值以形成符号估计。如上所述，准确的加权因子wk对于G-RAKE接收机中实现准确的干扰抑制是重要的。由于加权因子wk直接与估计的损害相关矩阵R有关，因此，G-RAKE接收机中的干扰抑制取决于对损害相关矩阵R的准确估计。
图5A示出根据本发明用于估计损害相关矩阵的示范损害相关估计器120。损害相关估计器120包括第一损害相关估计器130、第二损害相关估计器140和相关处理器160。第一损害相关估计器130基于信道估计和解扩值生成第一损害相关矩阵RA。类似地，第二损害相关估计器140基于信道估计和解扩值生成第二损害相关矩阵RB。相关处理器160随后基于第一第二损害相关矩阵RA和RB导出最终的损害相关矩阵R。
第一和第二损害相关估计器130、140可以是估计损害相关矩阵的任何损害估计器。示范第一和第二损害相关估计器130、140可包括在以下内容中描述的那些估计器美国专利6363104(2002年3月26日颁发的“用于RAKE接收机中消除干扰的方法和设备”(Methodand Apparatus for Interference Cancellation in a Rake Receiver))、美国专利申请09/344899(1999年6月25日提交的“使用从扩频信号特征的知识导出的加权因子进行RAKE组合的方法和设备”(RAKECombining Methods and Apparatus Using Weighting Factors Derivedfrom Knowledge of Spread Spectrum Signal Characteristics))和美国专利申请10/800167(2004年3月12日提交的“用于通用RAKE接收机中估计参数的方法和设备”(Method and Apparatus for ParameterEstimation in a Generalized RAKE Receiver))，通过引用将所有这些内容结合于本文中。还在以下内容中描述了附加示范损害相关估计器“用于快速自适应通用RAKE接收的方案”(“Approaches for FastAdaptive Generalized RAKE Reception”to Bottomley et al.，in ResearchDisclosure，November 2003)；“使用天线阵列的CDMA移动通信系统的性能”(“Performance of CDMA Mobile Communication SystemsUsing Antenna Arrays”to Suard et al.，in Proc.IEEE ICASSP，27-30April 1993，pp.IV-153through IV-156)；以及“为具有天线阵列的CDMA系统计算波束形成向量的导频信道辅助技术”(“Pilot Channel-aidedTechniques to Compute the Beamforming Vector for CDMA Systemswith Antenna Array”to Choi in IEEE Trans.Veh.Technol.，vol.49，pp.1760-1775，September 2000)。
在本发明的一个示范实施例中，第一和第二损害相关估计器130、140可以为编有不同设置的等同的损害相关估计器。或者，在本发明的另一示范实施例中，第一和第二损害相关估计器130、140可以是不同类型的损害相关估计器。例如，如图5B所示，第一损害相关估计器130可以是参数估计器130，而第二损害相关估计器140可以是非参数估计器140。这些估计器共享初始处理步骤，在该步骤中，将信道估计和去除调制的解扩值提供到信号去除器122。信号去除器122从去除调制的解扩值减去信道估计以形成误差向量e。在此实施例中，相关处理器160从参数损害相关矩阵RA和非参数损害相关矩阵RB导出最终的损害相关矩阵R。虽然下面的论述根据参数估计器130和非参数估计器140来描述本发明的损害相关估计器120，但本领域的技术人员将理解，第一和第二损害相关估计器130、140可包括本领域已知的任何损害相关估计器。
为便于进一步论述本发明，图6和图7分别示出示范参数和非参数估计器130、140。参数估计器130基于接收信号为一个或多个干扰源建模，并基于这些干扰模型生成参数损害相关矩阵RA。如美国专利申请10/800167(2004年3月12日提交的“用于通用RAKE接收机中估计参数的方法和设备”(Method and Apparatus for ParameterEstimation in a Generalized RAKE Receiver))中所述和图6中所示，示范参数估计器130包括相关计算机132、结构元素计算机134、比例参数估计器136和损害相关计算器138。相关计算机132从信号去除器122接收误差向量e，并基于误差向量e中的值生成相关测量。通常，相关计算机132将误差向量e中的每个误差值乘以另一误差值的共轭以产生相关测量。这些相关测量例如可以是若干乘积一起在CDMA时隙上平均的结果。
结构元素计算机134构建定义参数损害相关模型的结构的“结构”元素。典型的结构元素计算机134构建干扰结构元素R1和噪声结构元素R2。结构元素R1和R2由结构元素计算机134基于信道跟踪器116提供的信道估计、根据参数损害模型计算得出。更具体地说，干扰结构元素R1的值是基于信道估计和接收机脉冲形状的知识，而噪声结构元素R2由取决于已知的接收机脉冲形状的值构成。
基于来自相关计算机132的相关测量和来自结构元素计算机134的结构元素R1、R2，比例参数估计器136导出每个结构元素的比例参数α和β。使用比例参数α和β及结构元素R1和R2，损害相关计算器138组合结构元素以估计参数损害相关矩阵RA。根据示范参数估计器130，损害相关计算器138根据下式组合结构元素RA＝αR1+βR2。 (Eq.1)由于参数损害相关矩阵RA取决于信道估计，因此，参数估计器130能够跟踪建模干扰中、特别是在自己小区的干扰噪声相关中的快速变化。然而，由于参数估计器130不为所有形式的干扰建模，因此，在损害相关矩阵RA中可能无法适当地说明一些损害相关。
为解决此问题，图5B的第二损害相关估计器140可包括非参数估计器140。如图7所示的非参数估计器140包括相关计算机142和平滑滤波器144。如参数估计器130一样，非参数估计器140中的相关计算机142基于误差向量e中的误差值生成相关测量。随后在平滑滤波器144中随时间、例如在接收的CDMA信号的多个CDMA时隙对相关测量进行滤波以产生非参数损害相关矩阵RB。
由于非参数损害相关矩阵RB的准确度与用于使相关测量平滑的时间长度直接有关，因此，非参数估计器140无法准确地跟踪干扰中的快速变化。然而，由于非参数损害相关矩阵RB不取决于特殊的干扰模型，而是直接从接收信号导出，因此，它必然包括所有形式的干扰。这样，通过基于参数和非参数损害相关矩阵RA和RB导出损害相关矩阵R，本发明的损害相关估计器120产生可跟踪干扰中的快速变化并同时包括接收信号中存在的所有形式的干扰的损害相关矩阵R。
根据任何优选方法，相关处理器160可基于参数和非参数损害相关矩阵而导出最终的损害相关矩阵。在第一实施例中，相关处理器160可包括如图8A所示的选择器160，该选择器根据哪种损害相关矩阵最好地满足诸如干扰抑制的预定标准，为每个CDMA时隙选择参数损害相关矩阵RA或非参数损害相关矩阵RB。例如，可根据下式为每个损害相关矩阵RA和RB计算SIR度量M(R)M(R)＝cHR-1c， (Eq.2)其中，c是信道估计向量，并且其中cH表示信道估计向量的埃尔米特(Hermitian)转置。选择器160可选择使SIR度量M(R)达到最大的损害相关矩阵。
在图8B所示的另一实施例中，相关处理器160可包括平滑滤波器162、减法器164和加法器166。在此实施例中，平滑滤波器162对参数损害相关矩阵RA中的值进行滤波以产生滤波的参数损害相关矩阵RA，其具有的滤波类似于非参数损害相关估计器140使用的滤波。减法器164从非参数损害相关矩阵RB减去滤波的参数损害相关矩阵RA以生成剩余相关矩阵RC。剩余相关矩阵RC包括损害相关值，这些值对应于非参数估计器140检测的损害相关，但不是由参数估计器130建模。通过在加法器166中将剩余相关矩阵RC加上参数损害相关矩阵RA，导出包括建模和非建模干扰的最终的损害相关矩阵R。
如果参数估计器130不为重要的干扰源建模，则未建模干扰源可使比例参数α和β的估计有偏置。相关处理器160通过将未建模干扰源的项反馈到参数估计器130，并基于此项改进干扰模型，可缓和此偏置效应。为实现此缓和效果，图8C和图8D的相关处理器160包括用于生成剩余相关矩阵RC的滤波或最终版本 的附加平滑滤波器168。通过将滤波的剩余相关矩阵 反馈到参数估计器130中，滤波的剩余相关矩阵 增广参数损害相关矩阵RA。例如，可将滤波的剩余相关矩阵 提供到参数估计器130的损害相关计算器138和比例参数估计器136。作为响应，除附加比例因子γ外，比例参数估计器136可估计α和β。损害相关计算器138随后根据下式增广参数损害相关矩阵RAR′A=αR1+βR2+γR^C,---(Eq.3)]]>其中，R′A表示增广参数损害相关矩阵。注意，参数估计器130使用式3的增广矩阵R′A确定α、β和γ。这些拟合参数随后用于式1和式3中以确定RA和R′A。对于图8C的相关处理器160，在式1中计算得出并基于比例参数估计器136提供的新α和β的RA在加法器166中与剩余相关矩阵RC相加以生成最终的损害相关矩阵R。对于图8D的相关处理器160，增广矩阵R′A可用作最终的R矩阵。
图9示出使用图8C或8D的相关处理器160实施图5B的损害相关估计器120的示范方法。损害相关估计进程开始(方框205)时将滤波的剩余相关矩阵 初始化为零(方框210)。参数估计器130如上所述使用式1和式3估计参数损害相关矩阵RA和“增广”参数损害相关矩阵R′A(方框215)，并且非参数估计器140如上参照图7所述估计非参数损害相关矩阵RB(方框220)。由于滤波的剩余相关矩 已初始化为零，因此，增广损害参数相关矩阵R′A的初始估计与式1的参数损害相关矩阵RA相同。
在对参数损害相关矩阵RA进行滤波(方框225)后，通过从非参数损害相关矩阵RB减去滤波的参数损害相关矩阵RA，生成剩余相关矩阵RC(方框230)。平滑滤波器168随后对剩余相关矩阵RC进行滤波(方框235)以生成滤波的剩余相关矩阵 该矩阵被反馈到参数估计器130并替换初始化的滤波的剩余相关矩阵 重复进行生成增广和非增广参数损害相关矩阵R′A和RA(方框215)、非参数损害相关矩阵RB(方框220)、剩余相关矩阵RC(方框225和230)及滤波的剩余相关矩阵 (方框235)的步骤直到满足停止标准(方框240)。例如，停止标准可被简单定义为所需数量的迭代，如两次迭代或三次迭代。或者，停止标准可基于为了解滤波的剩余相关矩阵 是否收敛而对 进行的评估和/或为了解比例因子α、β和γ是否收敛而对它们进行的评估。在任何情况下，一旦执行了足够数量的迭代(方框240)，最终的损害相关矩阵R便如图8D所示被计算为增广参数损害相关矩阵R′A(方框245)，并且进程结束(方框250)。为接收信号的一个或多个时隙重复进行此进程。注意，或者可如图8C中进行的，通过将参数损害相关矩阵RA加上剩余相关矩阵RC，计算出最终的损害相关矩阵R。
在本发明的另一示范实施例中，可如图10所示实施损害相关估计器120。图10的损害相关估计器120包括信号去除器122、参数估计器130、非参数估计器系统150、相关处理器160，并任选地包括控制单元124。如上所述，参数估计器130根据信号去除器122提供的误差向量e生成参数损害相关矩阵RA。然而，不同于上述非参数估计器140，图10的非参数估计器系统150基于参数损害相关矩阵RA生成非参数损害相关矩阵RD。相关处理器160随后从分别由参数估计器130和非参数估计器系统150生成的参数损害相关矩阵RA和非参数相关矩阵RD导出最终的损害相关矩阵。
如图10所示，非参数估计器系统150包括白化矩阵单元152、矩阵乘法器154和非参数估计器140。白化矩阵单元152根据参数损害相关矩阵RA计算白化矩阵F-1。在示范实施例中，从参数损害相关矩阵RA的平方根的逆导出白化矩阵F-1，其中，如本领域中非常明白的，平方根是通过楚列斯基(Cholesky)因式分解获得。具体地说，如果使用楚列斯基分解对参数损害相关矩阵RA进行因式分解，则RA可表示为RA＝FFH， (Eq.4)其中，“H”表示埃尔米特转置运算。白化矩阵是F的逆，表示为F-1。用于获得白化矩阵的技术在本领域已为人所知，并且例如在1995年由Academic Press出版的R.N.McDonough和A.D.Whalen所著的“噪声中的信号检测第2版”(“Detection of Signals in Noise，2nd Edition”)的第6.6节中有进一步的描述。将理解，在RA对角占优时，可使用简单形式的楚列斯基因式分解，该分解取每个对角元素的平方根以生成矩阵F。白化矩阵F-1随后通过取每个对角元素的倒数获得。白化矩阵单元152可根据本领域已知的任何方式确定参数损害相关矩阵RA是否对角占优。例如，通过将非对角元素的量值平方(magnitudesquare)的和与阈值进行比较，白化矩阵单元152可确定参数损害相关矩阵RA是否对角占优。如果该和超过阈值，则RA不是对角占优。或者，白化矩阵单元152可使用具有对角元素的RA计算第一SIR，并使用无对角元素的RA计算第二SIR。比较第一和第二SIR的比率与阈值，确定参数损害相关矩阵RA是否对角占优。
在任何情况下，根据下式，矩阵乘法器154将误差向量e乘以白化矩阵F-1x＝F-1e (Eq.5)以产生白化误差向量x。对应于图7的非参数估计器140的非参数估计器140随后基于白化误差向量x估计非参数损害相关矩阵RD。
相关处理器160基于参数损害相关矩阵RA、白化逆矩阵F和非参数损害相关矩阵RD导出最终的损害相关矩阵R。为实现此推导，如图11所示，示范相关处理器160可包括变换器170和组合器172。变换器170将白化矩阵逆F应用到非参数损害相关矩阵RD以产生最终的剩余相关矩阵 在示范实施例中，变换器170根据下式生成最终的剩余相关矩阵 R^C=F(RD-1)FH.---(Eq.6)]]>组合器172通过对参数损害相关矩阵RA与最终的剩余相关矩阵 求和来组合这两个矩阵以导出最终的损害相关矩阵R。
或者，如图12所示，相关处理器160可基于增广参数损害相关矩阵R′A、白化矩阵逆F和非参数损害相关矩阵RD导出最终的损害相关矩阵R。在此实施例中，如图13所示，图12的相关处理器160包括变换器170。如图11的变换器170一样，图13的变换器170将白化矩阵逆F应用到非参数损害相关矩阵RD以生成最终的剩余相关矩阵 随后将最终的剩余相关矩阵 反馈到参数估计器130中。参数估计器130使用最终的剩余相关矩阵 生成增广参数损害相关矩阵R′A，如上所述，可根据式3从最终的剩余相关矩阵 导出该矩阵。相关处理器160随后直接从增广参数损害相关矩阵R′A导出最终的损害相关矩阵R。
图14示出使用图13的相关处理器160实施图12的损害相关估计器120的示范方法。损害相关估计进程开始(方框305)时将最终的剩余相关矩阵 初始化为零(方框310)。参数估计器130通过得知拟合参数并如上所述分别使用式1和式3应用这些拟合参数，形成参数损害相关矩阵RA和“增广”参数损害相关矩阵R′A(方框315)。白化矩阵单元152如上所述根据参数损害相关矩阵RA生成白化矩阵F-1和白化矩阵逆F(方框320)。矩阵乘法器154和非参数估计器140如上所述生成非参数损害相关矩阵RD(方框325)。变换器170将白化矩阵逆F应用到非参数损害相关矩阵RD以生成最终的剩余相关矩阵 (方框330)，将初始化的最终的剩余相关矩阵 替换为新计算得出的最终的剩余相关矩阵 (方框335)，并提供 到参数估计器130。
重复进行生成参数损害相关矩阵RA和R′A(方框315)、非参数损害相关矩阵RD(方框320和325)及最终的剩余相关矩阵 (方框330和335)的步骤直到满足停止标准(方框340)。例如，停止标准可被简单定义为所需数量的迭代，如两次迭代或三次迭代。或者，停止标准可基于为了解最终的剩余相关矩阵 是否收敛而对 进行的评估和/或为了解比例因子α、β和γ是否收敛而对它们进行的评估。在任何情况下，一旦执了行足够数量的迭代(方框340)，最终的损害相关矩阵R便被定义为增广参数损害相关矩阵R′A(方框345)，并且进程结束(方框350)。为接收信号的一个或多个时隙重复进行此进程。
如图10和图12所示，损害相关估计器120的一些实施例可包括控制单元124。如上所述，控制单元124可简化白化矩阵计算。另外，控制单元124可通过只将本发明的损害相关矩阵估计进程智能地应用到参数损害相关矩阵估计不满足预定颜色标准的时隙而节省与基站20或移动台30相关联的能源。例如，对于接收的扩频信号的每个时隙，控制单元124评估当前的参数损害相关矩阵RA(非增广型)以确定当前时隙的当前损害相关矩阵RA中存在多少颜色。控制单元124确定某个特殊时隙的当前损害相关矩阵RA与预定颜色标准相比包含充足的颜色时，控制单元124暂时停用相关处理器160中的非参数估计器系统150和变换器170以节省能源，并且将参数损害相关矩阵RA识别为该时隙的最终的损害相关矩阵R。一个示范颜色标准可以是RA与测量的相关之间的拟合度测度，用于判定系统150是否可得知另外的相关源。例如，如果拟合度测度指示RA充分地为测量的相关建模，则非参数估计器可能不是必需的。或者，如果拟合度测度指示RA未充分地为测量的相关建模，则可能非参数估计器对于解决参数估计器未建模的颜色是必需的。
上述内容描述了一种用于从第一和第二损害相关矩阵导出损害相关矩阵R以在无线接收机中准确地跟踪诸如自干扰、多用户接入干扰等建模和非建模干扰中的变化的方法和设备。无线接收机可放置在任何无线通信终端中，如基站和/或移动台。无线接收机的参数处理器110可使用导出的损害相关矩阵R计算各种信号处理参数。例如，通过使用根据任何上述进程导出的最终的损害相关矩阵R，可根据任何已知方法在加权计算器118中计算出加权因子wk。例如，可根据下式计算包括一个或多个加权因子wk的加权向量ww＝R-1c。 (Eq.7)或者，可根据下式计算得出加权向量ww=(F-1)HRD-1F-1c+RA-1c.---(Eq.8)]]>根据又一方法，对解扩值进行白化并随后使用下式组合w=RD-1F-1c.---(Eq.9)]]>在任何情况下，如上所述，加权向量w中的加权因子wk在G-RAKE接收机中用于提高接收机的性能。
此外，使用根据任何上述进程导出的最终的损害相关矩阵R，可根据任何已知方法由SIR计算器119估计信号干扰比(SIR)。例如，可根据下式估计SIRSIRest＝cHR-1c(Eq.10)SIR估计是功率控制的一部分，其控制维持通信链路必需的发射功率。SIR估计还在链路自适应中用于为给定功率预算提供最高的可能的数据率。在任何情况下，通过提供改进的SIR估计，本发明的最终的损害相关矩阵R可用于改进与发射机相关联的功率控制进程。
上述内容描述了损害相关矩阵估计进程和设备。为便于以上论述，提供了特定的示例。然而，这些示例并不旨在进行限制。例如，虽然在本文中使用G-RAKE接收机描述本发明，但本领域的技术人员将理解，本发明并不限于G-RAKE接收机，而是适用于估计损害相关值的任何扩频接收机。例如，本发明还适用于2003年9月26日提交的、题为“用于RAKE接收机组合加权生成的方法和设备”(Method and Apparatus for RAKE Receiver Combining WeightGeneration)的美国专利申请10/672127中描述的接收机。此外，虽然上述损害相关估计器120使用参数和非参数估计器，但本领域的技术人员将理解，可使用任何损害相关估计器替换参数和/或非参数估计器。这两个损害相关估计器可以是如上所示和所述的不同类型的损害相关估计器，或者它们可以是编有不同设置的等同的损害相关估计器。此外，本领域的技术人员将理解，可根据本发明使用不止两个损害相关估计器以导出最终的损害相关矩阵R。
另外，本领域的技术人员将理解，可将上述损害相关矩阵估计进程应用到具有一根或多根发射和/或接收天线的无线通信系统。例如，包括多根发射天线的无线通信系统可使用具有损害相关估计器120的接收机，该估计器包括用于每根发射天线的参数估计器130。包括多根接收天线的无线通信系统可具有非参数估计器系统150，该系统估计G-RAKE接收机的所有耙指上的损害相关，其中，每个耙指可在延迟、天线或这两个方面不同。
当然，在不脱离本发明基本特征的情况下，本发明可以以不同于本文具体所述的那些方式的其它方式实现。所示实施例在所有方面均要被视为是说明而不是限制，并且在随附权利要求书的意义和等同物范围内的所有更改要涵盖在其中。此外，应强调的是，术语“包括”在本说明书中使用时用于指出所述特性、步骤或组件的存在，而不排除存在或添加一个或多个其它特性、步骤、组件或其组合。
权利要求
1.一种在扩频无线接收机中估计损害相关矩阵的方法，包括基于通过多径信道的多条路径接收的解扩符号，估计第一损害相关矩阵；基于所述解扩符号，估计第二损害相关矩阵；以及基于所述第一和第二损害相关矩阵，导出最终的损害相关矩阵。
2.如权利要求1所述的方法，其中基于所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括将所述第一和第二损害相关矩阵之一选择为所述最终的损害相关矩阵。
3.如权利要求2所述的方法，其中将所述第一和第二损害相关矩阵之一选择为所述最终的损害相关矩阵包括在所述第一损害相关矩阵的颜色满足或超过预定颜色标准时将所述第一损害相关矩阵选择为所述最终的损害相关矩阵。
4.如权利要求1所述的方法，其中从所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括组合所述第一和第二损害相关矩阵。
5.如权利要求4所述的方法，其中组合所述第一和第二损害相关矩阵包括从所述第二损害相关矩阵减去所述第一损害相关矩阵的滤波版本以生成剩余相关矩阵；以及将所述剩余相关矩阵加上所述第一损害相关矩阵以导出所述最终的损害相关矩阵。
6.如权利要求1所述的方法，其中从所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括从所述第二损害相关矩阵减去所述第一损害相关矩阵的滤波版本以生成剩余相关矩阵；对所述剩余相关矩阵进行滤波；基于滤波的剩余相关矩阵，增广所述第一损害相关以生成增广相关矩阵；以及基于所述增广相关矩阵，导出所述最终的损害相关矩阵。
7.如权利要求1所述的方法，其中基于所述解扩符号估计所述第二损害相关矩阵包括基于所述第一损害相关矩阵估计所述第二损害相关矩阵。
8.如权利要求7所述的方法，其中基于所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括基于所述第一损害相关矩阵计算白化矩阵；将所述白化矩阵的逆应用到所述第二损害相关矩阵以生成最终的剩余相关矩阵；以及组合所述第一损害相关矩阵和所述最终的剩余相关矩阵以导出所述最终的损害相关矩阵。
9.如权利要求7所述的方法，其中基于所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括基于所述第一损害相关矩阵计算白化矩阵逆；将所述白化矩阵逆应用到所述第二损害相关矩阵以生成最终的剩余相关矩阵；基于所述最终的剩余相关矩阵，增广所述第一损害相关矩阵以生成增广相关矩阵；以及基于所述增广相关矩阵，导出所述最终的损害相关矩阵。
10.如权利要求7所述的方法，其中基于所述第一损害相关矩阵估计所述第二损害相关矩阵包括基于所述第一损害相关矩阵生成白化矩阵；基于所述白化矩阵计算白化误差向量；以及基于所述白化误差向量估计所述第二损害相关矩阵。
11.如权利要求10所述的方法，还包括基于所述解扩值生成解扩误差向量，其中基于所述白化矩阵计算白化误差向量包括将所述解扩误差向量乘以所述白化矩阵。
12.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述解扩值生成解扩误差向量，其中基于所述解扩符号估计所述第一和第二损害相关矩阵包括基于所述解扩误差向量估计所述第一和第二损害相关矩阵。
13.如权利要求1所述的方法，其中基于所述解扩符号估计所述第一损害相关矩阵包括基于所述解扩符号确定信道估计并基于所述信道估计来估计参数损害相关矩阵。
14.如权利要求1所述的方法，其中基于所述解扩符号估计所述第二损害相关矩阵包括基于所述解扩符号估计非参数损害相关矩阵。
15.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述最终的损害相关矩阵生成加权因子，并使用所述加权因子组合业务解扩符号以抑制干扰。
16.如权利要求1所述的方法，还包括基于所述最终的损害相关矩阵估计信号干扰比。
17.如权利要求1所述的方法，其中估计所述第一和第二损害相关矩阵包括为接收信号的多个时隙估计所述第一和第二相关矩阵，以及其中基于所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括在所述第一损害相关矩阵的颜色满足或超过预定颜色标准时将所述第一损害相关矩阵选择为用于所述时隙的最终的损害相关矩阵。
18.如权利要求1所述的方法，其中所述扩频无线接收机包括RAKE接收机。
19.如权利要求1所述的方法，其中所述无线扩频接收机放置在移动台和基站至少之一中。
20.如权利要求1所述的方法，其中估计所述第一和第二损害相关矩阵包括基于所述解扩符号确定信道估计并基于所述信道估计来估计所述第一损害相关矩阵和所述第二损害相关矩阵至少之一。
21.一种在扩频无线接收机中的损害相关估计器，包括用于基于通过多径信道的多条路径接收的解扩符号估计第一损害相关矩阵的第一相关估计器；用于基于所述解扩符号估计第二损害相关矩阵的第二相关估计器；以及用于基于所述第一和第二损害相关矩阵导出最终的损害相关矩阵的相关处理器。
22.如权利要求21所述的损害相关估计器，其中所述相关处理器包括用于将所述第一和第二损害相关矩阵之一选择为所述最终的损害相关矩阵的选择器。
23.如权利要求21所述的损害相关估计器，其中所述相关处理器包括用于组合所述第一和第二损害相关矩阵以导出所述最终的损害相关矩阵的组合器。
24.如权利要求23所述的损害相关估计器，其中所述组合器包括用于使所述第一损害相关矩阵平滑的平滑滤波器；用于从所述第二损害相关矩阵减去平滑的第一损害相关矩阵以生成剩余相关矩阵的减法器；以及用于组合所述剩余相关矩阵与所述第一损害相关矩阵以导出所述最终的损害相关矩阵的加法器。
25.如权利要求21所述的损害相关估计器，其中所述相关处理器包括用于使所述第一损害相关矩阵平滑的平滑滤波器；用于从所述第二损害相关矩阵减去平滑的第一损害相关矩阵以生成剩余相关矩阵的减法器；用于对所述剩余相关矩阵进行滤波并基于滤波的剩余相关矩阵增广所述第一损害相关矩阵以生成增广相关矩阵的反馈环路；以及用于基于所述增广相关矩阵导出最终的损害相关矩阵的部件。
26.如权利要求21所述的损害相关估计器，其中所述第二相关估计器还基于所述第一损害相关矩阵估计所述第二损害相关矩阵。
27.如权利要求26所述的损害相关估计器，其中所述相关处理器包括将白化矩阵的逆应用到所述第二损害相关矩阵以生成最终的剩余相关矩阵的变换器；以及组合所述第一损害相关矩阵和所述最终的剩余相关矩阵以导出所述最终的损害相关矩阵的组合器。
28.如权利要求26所述的损害相关估计器，其中所述相关处理器包括将白化矩阵的逆应用到所述第二损害相关矩阵以生成最终的剩余相关矩阵的变换器，其中所述第一相关估计器将所述最终的剩余相关矩阵应用到所述第一损害相关矩阵以生成增广相关矩阵，以及其中所述相关处理器从所述增广相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵。
29.如权利要求26所述的损害相关估计器，其中所述第二相关估计器包括用于基于所述第一损害相关矩阵生成白化矩阵的白化矩阵单元；用于基于所述白化矩阵、所述解扩符号和所述信道估计生成白化误差向量的乘法器；以及用于基于所述白化误差向量估计所述第二损害相关矩阵的损害估计器。
30.如权利要求29所述的损害相关估计器，还包括用于基于所述解扩符号和信道估计确定解扩误差向量的信号去除器，其中所述乘法器将所述解扩误差向量乘以所述白化矩阵以生成所述白化误差向量。
31.如权利要求21所述的损害相关估计器，还包括用于基于所述解扩符号和所述信道估计生成解扩误差向量的信号去除器，其中所述第一和第二估计器基于所述解扩误差向量估计所述第一和第二损害相关矩阵。
32.如权利要求21所述的损害相关估计器，其中所述第一相关估计器是参数估计器，以及其中所述第一损害相关矩阵是参数损害相关矩阵。
33.如权利要求32所述的损害相关估计器，其中所述参数估计器包括用于基于所述解扩值测量损害相关的相关计算机；用于基于信道估计确定损害模型的结构元素的结构元素计算机；用于基于所述结构元素和测量的损害相关确定模型拟合参数的参数估计器；以及用于基于所述模型拟合参数和所述结构元素计算所述第一损害相关矩阵的损害相关计算器。
34.如权利要求33所述的损害相关估计器，其中所述损害相关计算器根据下式计算所述参数损害相关矩阵RARA＝αR1+βR2，其中，α和β是模型拟合参数，并且R1和R2是对应于一个或多个损害模型的结构元素。
35.如权利要求21所述的损害相关估计器，其中所述第二相关估计器是非参数估计器，以及其中所述第二损害相关矩阵是非参数损害相关矩阵。
36.如权利要求35所述的损害相关估计器，其中所述非参数估计器包括用于基于所述解扩值测量损害相关的相关计算机；以及用于在接收信号的多个时隙对所述损害相关测量进行滤波的滤波器。
37.如权利要求36所述的损害相关估计器，还包括用于基于所述解扩符号和信道估计确定解扩误差向量的信号去除器，其中所述相关计算机将所述解扩误差向量中的解扩误差值乘以所述解扩误差向量中其它解扩误差值的共轭以生成测量的损害相关。
38.如权利要求21所述的损害相关估计器，还包括用于评估所述第一损害相关矩阵的颜色的控制单元。
39.如权利要求38所述的损害相关估计器，其中在所述第一损害相关矩阵的颜色满足或超过预定颜色标准时，所述控制单元至少禁用所述第二相关估计器。
40.如权利要求21所述的损害相关估计器，其中所述无线接收机放置在移动台和基站至少之一中。
41.一种在无线扩频接收机中抑制干扰的方法，包括将通过多路径信道的多条路径接收的符号解扩；基于所解扩的符号估计第一和第二损害相关矩阵；基于所述第一和第二损害相关矩阵，导出最终的损害相关矩阵；以及使用根据所述最终的损害相关矩阵确定的加权因子，组合所解扩的符号以抑制所述干扰。
42.如权利要求41所述的方法，其中基于所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括将所述第一和第二损害相关矩阵之一选择为所述最终的损害相关矩阵。
43.如权利要求41所述的方法，其中基于所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括组合所述第一和第二损害相关矩阵。
44.如权利要求41所述的方法，其中基于所解扩的符号估计所述第二损害相关矩阵包括基于所述第一损害相关矩阵估计所述第二损害相关矩阵。
45.如权利要求44所述的方法，其中基于所述第一损害相关矩阵估计所述第二损害相关矩阵包括基于所述第一损害相关矩阵生成白化矩阵；基于所述白化矩阵生成白化误差向量；以及基于所述白化误差向量估计所述第二损害相关矩阵。
46.如权利要求41所述的方法，其中基于所解扩的符号估计所述第一损害相关矩阵包括基于所解扩的符号确定信道估计并基于所述信道估计来估计参数损害相关矩阵。
47.如权利要求41所述的方法，其中基于所解扩的符号估计所述第二损害相关矩阵包括基于所解扩的符号估计非参数损害相关矩阵。
48.如权利要求41所述的方法，其中所述无线扩频接收机放置在移动台和基站至少之一中。
49.一种在无线扩频接收机中估计信号干扰比的方法，包括将通过多路径信道的多条路径接收的符号解扩；基于所解扩的符号估计第一和第二损害相关矩阵；基于所述第一和第二损害相关矩阵，导出最终的损害相关矩阵；以及基于所述最终的损害相关矩阵估计所述信号干扰比。
50.如权利要求49所述的方法，其中基于所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括将所述第一和第二损害相关矩阵之一选择为所述最终的损害相关矩阵。
51.如权利要求49所述的方法，其中基于所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵包括组合所述第一和第二损害相关矩阵。
52.如权利要求49所述的方法，其中基于所解扩的符号估计所述第二损害相关矩阵包括基于所述第一损害相关矩阵估计所述第二损害相关矩阵。
53.如权利要求52所述的方法，其中基于所述第一损害相关矩阵估计所述第二损害相关矩阵包括基于所述第一损害相关矩阵生成白化矩阵；基于所述白化矩阵生成白化误差向量；以及基于所述白化误差向量估计所述第二损害相关矩阵。
54.如权利要求49所述的方法，其中基于所解扩的符号估计所述第一损害相关矩阵包括基于所解扩的符号确定信道估计并基于所述信道估计来估计参数损害相关矩阵。
55.如权利要求49所述的方法，其中基于所解扩的符号估计所述第二损害相关矩阵包括基于所解扩的符号估计非参数损害相关矩阵。
56.如权利要求49所述的方法，其中所述无线扩频接收机放置在移动台和基站至少之一中。
57.一种存储在无线通信装置中用于存储指令集以估计损害相关矩阵的计算机可读介质，所述指令集包括基于通过多径信道的多条路径接收的解扩符号估计第一损害相关矩阵的指令；基于所述解扩符号估计第二损害相关矩阵的指令；以及基于所述第一和第二损害相关矩阵导出最终的损害相关矩阵的指令。
58.如权利要求57所述的计算机可读介质，其中所述基于所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵的指令包括将所述第一和第二损害相关矩阵之一选择为所述最终的损害相关矩阵的指令。
59.如权利要求57所述的计算机可读介质，其中所述从所述第一和第二损害相关矩阵导出所述最终的损害相关矩阵的指令包括组合所述第一和第二损害相关矩阵的指令。
60.如权利要求57所述的计算机可读介质，其中所述无线通信装置放置在移动台和基站至少之一中。
全文摘要
一种方法和设备导出损害相关矩阵以处理通过多径信道的多条路径在无线接收机接收的信号。接收机包括用于基于通过多径信道的多条路径接收的解扩符号估计第一和第二损害相关矩阵的第一和第二损害相关估计器(130、140)。接收机随后基于估计的第一和第二损害相关矩阵导出损害相关矩阵。接收机可使用基于导出的损害相关矩阵计算的加权因子组合业务解扩值以抑制干扰。此外，接收机可基于导出的损害相关矩阵估计信号干扰比。
文档编号H04L25/03GK1957540SQ200580016563
公开日2007年5月2日 申请日期2005年3月17日 优先权日2004年3月29日
发明者G·E·博顿利, A·S·哈伊拉拉 申请人:艾利森电话股份有限公司