专利名称：移动通信网络中的信号接收的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信网络中的信号接收，特别涉及接收应用发送分集的网络中的信号。
背景技术：
第三代移动系统旨在为用户提供多种应用，包括例如可视服务和有效使用互联网。新的通信方式对网络能力和服务质量有新的要求。
第三代网络的一种技术是宽带码分多址(WCDMA)。高速下行链路分组接入(HSDPA)是WCDMA的关键特征，其提供CDMA下行链路上的高速数据传输，以支持多媒体业务。
对于WCDMA来说，通过减小接收信号衰落的有害影响来改善质量的一种方式是发送分集。通过至少两个信道发送信号的至少两个相互有所不同的实例。业已提出了两种主要的方式来实现发送分集，一种是闭环发送分集模式而另一种是STTD(基于空间-时间块编码的发射天线分集)模式。在闭环发送分集模式中，将扩频复值信号馈送给不同的天线支路，并用天线特定加权因子予以加权。这些加权因子，通常是复值信号，由接收机(终端)确定并且用信号发送到网络。在STTD编码中，可以将符号例如以不同的次序和/或复共轭传送给不同的发射天线。
图1示出了采用STTD的发射机和接收机的主要结构。在图1中，在发射机100中应用空间-时间块编码，以便提供对信号的发送分集。进入空间时间块编码单元102的信号d包括两个符号d1和d2。作为空间-时间块编码单元的输出，通过用符号d1和d2得到两个经不同修改的信号实例。在第一实例[d1d2]中，符号d1在d2前发送。在第二实例[-d2*d1*]中，d2的负复共轭在d1的复共轭前发送。
所形成的信号在扩频单元104中使用用户的扩频码进行扩频。扩频后的信号传送给发射天线，从而建立发送信道106A和106B。合并器108表示在无线电路径上出现的合并。
接收机120在两个线性滤波器124A和124B中接收信号，其中第一滤波器124A接收信道1，而第二滤波器124B接收信道2。作为输出，第一线性滤波器按照(1)产生所需信号r1(1)---r1=r1,1r1,2*,]]>其中r1，1是通过信道1接收的符号1，以及r1，2*是通过信道1接收的符号2的复共轭。
相应地，作为输出，第二接收机支路按照(2)产生信号r2(2)---r2=r2,1r2,2*,]]>其中r2，1是通过信道2接收的符号1，以及r2，2*是通过信道2接收的符号2的复共轭。
在接收机中，除试图尽可能最佳地接收特定天线(信道)之外，每个均衡器还试图抑制另一个天线在该均衡器的输出端上出现的干扰。均衡器的输出在包括STTD解码器140A、140B和加法器142的合并器中合并，从而提供对发送的信号的估计。
通常，STTD合并按照规则(3)执行
d^1=^d^1,1d^1,2*=1001·r1]]>d^2=^d^2.1d^2,2*=01-10·r2]]>(3)---d^=^d^1d^2*=d^1+d^2]]>，其中 为对滤波器i所接收的信号的估计， 为对滤波器j在时刻n发送的信号的估计， 为对发送的信号的估计，以及*表示复共轭。
STTD解码器140A和140B的输出在加法器142中合并，从而产生对发送的信号d的估计。现有技术的合并考虑了干扰信号的对消，然而，可以用更为有效的方式。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于接收移动通信网络中的信号的改进的方法和接收机。
在本发明的一个方面，提供了一种在移动通信网络中的接收机，这种接收机包括接收在至少两个信道上发送的信号的接收单元；形成对每个发送信道的信道估计的信道估计器；至少两个线性滤波器，其中每个线性滤波器配置成对在一个信道上接收的信号进行滤波，每个滤波器具有限定滤波的滤波系数；通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重的计算单元；以及配置成通过用至少一个合并权重对经滤波的信号进行加权形成至少两个经滤波器特定加权的信号并将这至少两个经滤波器特定加权的信号进行合并从而提供对发送的信号的估计的合并器。
在本发明的另一个方面，提供了一种在移动通信网络中的接收机，这种接收机包括接收在至少两个信道上发送的信号的装置；形成对每个发送信道的信道估计的装置；在信道特定线性滤波器中对所接收的信号进行滤波从而提供对每个信道中的期望的信号的估计的装置；通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重的装置；通过用所形成的至少一个合并权重对所接收的信号进行加权形成经滤波器特定加权的信号的装置；将经滤波器特定加权的信号进行合并从而提供对发送的信号的估计的装置。
在本发明的又一个方面，提供了一种用于移动终端的子部件，这种子部件包括通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重的计算单元；以及配置成通过用至少一个合并权重对经滤波的信号进行加权形成至少两个经滤波器特定加权的信号并将这至少两个经滤波器特定加权的信号进行合并的合并器。
在本发明的又一个方面，提供了一种移动通信系统，这种移动通信系统包括发射机和接收机，其中发射机配置成应用发送分集以便提供至少两个发送信道，而接收机配置成接收在至少两个信道上发送的信号，形成对每个发送信道的信道估计，在信道特定线性滤波器中对所接收的信号进行滤波从而提供对每个信道中的期望的信号的估计，通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重，通过用所形成的至少一个合并权重对所接收的信号进行加权形成经滤波器特定加权的信号，将经滤波器特定加权的信号进行合并从而提供对发送的信号的估计。
在本发明的另一个方面，提供了一种软件产品，这种软件产品包括实现下列步骤的软件代码部分接收通过应用发送分集在至少两个发送信道上发送的信号；形成对每个发送信道的信道估计；在信道特定线性滤波器中对所接收的信号进行滤波，从而提供对每个信道中的期望的信号的估计；通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重；通过用所形成的至少一个合并权重对经滤波的信号进行加权形成经滤波器特定加权的信号；以及将经滤波器特定加权的信号进行合并，从而提供对发送的信号的估计。
在本发明的另一个方面，提供了一种处理移动通信网络中的信号的方法，这种方法包括通过至少两个发送信道发送信号；接收在至少两个发送信道上发送的信号；形成对每个发送信道的信道估计；在信道特定线性滤波器中对所接收的信号进行滤波，从而提供对每个信道中的期望的信号的估计；通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重；通过用所形成的至少一个合并权重对经滤波的信号进行加权形成经滤波器特定加权的信号；以及将经滤波器特定加权的信号进行合并，从而提供对发送的信号的估计。
因此本发明涉及移动通信网络中的信号接收。例如，按照本发明的移动网络可以是采用宽带码分多址(WCDMA)无线电技术的通用移动电话系统(UMTS)。例如，本发明可以应用于使用高速下行链路分组接入(HSDPA)的网络。
在本发明中，在发射机与接收机之间建立了连接。在一个实施例中，发射机为移动网络的基站，或者是关于UMTS的节点B。在这种情况下，接收机可以是与网络连接的移动终端。在本发明的另一个方面，发射机是移动终端，而接收机是基站/节点B。移动终端例如可以是移动电话或便携式计算机。
在本发明中，发射机通过应用例如可以由空间-时间块编码或闭环加权提供的发送分集提供连接。信号可以通过不同的发射天线发送，以便提供至少两个发送信道。按照本发明，需处理的逻辑信道可以是任何信道。
发送信道在接收机中分别接收，因此对于每个信道有一个接收机支路。在接收机中，对所接收的信道进行估计，从而提供包括一个或多个信道系数的信道脉冲响应。这些信道系数表示在接收信道上不同的多路径分量的接收振幅、相位和延迟。每个信道在可以是例如瑞克接收机或均衡器的线性滤波器中滤波。每个线性滤波器的滤波特性由滤波器特定滤波系数表征。
经滤波的信号在接收机中进行进一步的处理，以便收集所有期望的信号分量。该处理基于形成一个或多个合并权重，每个合并权重是信道与滤波器的卷积。因此，对第一信道滤波的第一滤波器的输出可以通过减去在第二信道接收的信号中存在的信号分量而得到校正。
经分别处理的信道信号最后得以合并，从而提供对发送的信号的估计。
按照本发明的方法和设备可以使接收的信号的质量得到改善。
以下将结合附图通过优选实施例对本发明进行详细说明，在这些附图中图1示出了已经公开的现有技术对信号的处理；图2示出了按照本发明的网络的一个实施例；图3示出了按照本发明的配置的另一个实施例；图4示出了按照本发明的配置的又一个实施例；图5示出了按照本发明的方法的一个实施例。
具体实施例方式
在本发明的一个实施例中，网络是应用WCDMA技术的UMTS网络。以下，将结合图2对UMTS网络的结构进行简短的说明。
在结构上，WCDMA可以划分成核心网络(CN)100、UMTS地面无线电接入网(UTRAN)220和用户设备(UE)240。核心网络和UTRAN为无线通信系统的网络基础设施的一部分。
核心网络包括服务GPRS支持节点(SGSN)202，通过1u PS接口连接到UTRAN上。SGSN表示核心网络的分组交换域的中心点，SGSN的主要任务是用UTRAN将分组发送给用户设备和从用户设备接收分组。SGSN可以含有与用户设备有关的订户和位置信息。
UTRAN可以包括至少一个无线电网络子系统(RNS)222A、222B，每个RNS各包括至少一个无线电网络控制器(RNC)224A、224B和至少一个由RNC控制的节点B 226A至226D。节点B实现Uu无线电接口，通过Uu无线电接口用户设备可以接入网络基础设施。
用户设备或者移动终端可以包括移动设备(ME)242和UMTS订户标识模块(USIM)244这两个部分。移动设备包括提供Uu接口的射频部分246。用户设备还可以包括数字信号处理器248、存储器250和执行计算机处理的计算机程序。用户设备还可以包括天线、用户接口和电池。USIM包括与用户有关的信息和与信息安全有关的诸如加密算法之类的信息。
图3示出了按照本发明的配置的一个示例。在发射机中需发送的符号d1在加权模块302中用天线专用加权因子wFBI，1和wFBI，2加权。加权因子可以是复值信号，例如为wFBI，i＝ai+jbi。作为输出，扩频单元304得到两个经不同加权的符号wFBI，1d1和wFBI，2d1。虽然图3示出的是信号在扩频前加权，但加权也可以在扩频后执行。
加权因子可以由接收机确定，并且用信号发送到网络。在HSDPA的情况下，加权因子可以在上行链路DPCCH(专用物理控制信道)信道上用FBI(反馈信息)字段的D子段发送给网络。
闭环模式可以将相同或不同的CPICH(公共导频信道)导频符号加到两个信道上。接收机可以使用导频符号以便将信道分开。
在加权计算中，一个权重可以保持不变而另一个权重可以根据接收到的相继时隙的相位确定。
在接收机320中，信道是在处理单元324A和324B、326A和326B中分开处理的，不同的信道在合并器330中合并，以提供对所发送的信号的估计。
合并器还配置成在进行对信道1上接收到的信号的估计时利用在信道2上接收到的信号，反之亦然。在一个实施例中，在合并器330中按下式形成对所发送的信号的估计(4)---d^=^w^FBI,1*h1,1*+w^FBI,2*h2,1*w^FBI,1*h1,2*+w^FBI,2*h2,2*r1r2,]]>其中hi，j表示信道i(信道系数c1和c2)与滤波器j(滤波器系数w1和w2)之间的卷积，而 为估计或所假设的在信道i中所用的复天线权重wFBI，i。发射机中所用的天线权重可以在反馈信息提供单元334中加以估计，所估计的权重可以发送给合并器330，以便在如由(4)所示的合并中使用。可选地，接收机可以假设它已经发送给发射机的权重已被发射机使用，并且这些权重可以传送给合并器330以便在如由(4)所示的合并中使用。
计算权重也可以在单个单元中进行，而不是具有两个计算单元332A和332B。
图4例示了发射机和接收机的又一个实施例。发射机400包括分集变换单元402。发送分集可以例如通过空间-时间块编码实现。两个信号在扩频单元404中扩展为宽带信号。发射机还包括两个用于从发射机400发射两个发送信道的发射天线406A和406B。该两个信道在无线电路径上融合，如合并符号408所示。
接收机420接收这两个信道，因此对于每个信道有一个分开接收支路。接收机可以包括用于估计信道的信道估计单元。信道估计单元422可以根据所接收的信道形成信道脉冲响应。信道脉冲响应由信道系数表征，其示出了信道上不同的多路径分量的延迟、振幅和相位。
所接收和估计的信号在线性滤波器424A和424B中滤波。按照本发明的线性滤波器可以是例如瑞克接收机或均衡器。线性滤波器424A和424B分别由滤波系数W1和W2表征。经滤波的信号可以在解扩单元426A和426B中解扩。
合并器430将滤波器特定信号进行合并。对于合并来说，合并器可以从权重计算单元432A和432B取得输入值。权重计算单元432A例如可以提供为信道1与滤波器1之间的卷积的系数h1，1。系数h2，1示出了信道系数c2与滤波系数w1的卷积。因此，权重计算单元432A提供用于调整在信道1上接收的信号所必需的系数。权重计算单元432B相应地为合并器提供用于修改在信道2上接收的信号所必需的系数。在合并器和计算单元中所执行的功能性由公式(5)表示。
d^1=^d^1,1d^1,2*=h1,1*h2,1-h2,1*h1,1·r1]]>d^2=^d^2.1d^2,2*=h1,2*h2,2-h*22h1,2·r2]]>(5)---d^=^d^1d^2*=d^1+d^2]]>
其中hi，j表示信道i(信道系数)与滤波器j(滤波系数)之间的卷积，以及 为对来自滤波器j的发送的信号的估计，以及 为对来自滤波器j的在时刻n的发送的信号的估计。
50按照本发明的合并器所提供的优点是还可以有效地减小信道信号中的不期望的信号。在信号是在信道1上接收的情况下，不期望的信号为在信道2上接收的但在滤波器1中存在的信号。
作为合并器的输出，得到对原始信号d的估计。
图5示出了按照本发明的方法的一个实施例。在502，从诸如基站或节点B之类的发射机通过应用发送分集发送信号。发送分集可以通过经由两个分开的发射天线发送信号从而建立两个发送信道来提供。
在504，在接收机中估计信道，并且在506，由线性滤波器对在信道上接收的信号进行滤波。在508，通过将每个信道与每个滤波器卷积形成加权系数。因此，在两个信道和两个滤波器的情况下，计算出四个加权系数。在510，形成信道特定信号，然后在512进行合并以便提供对发送的信号的估计。
在本发明的实施例中，提供了一种可下载给计算机的，并且在执行时配置为实现本发明的方法步骤的软件产品。因此，在一个实施例中，提供了一种用于提供由本发明的方法限定的功能性的软件产品。本发明的特征可以由软件、ASIC(专用集成电路)、逻辑组件或者以某种相应的方式实现。
对本领域的技术人员显而易见的是，随着技术的进步，本发明的创造性构思可以用多种方式实现。本发明及其实施例不局限于上面所说明的这些示例，而是可以在权利要求书的范围内改变。
权利要求
1.一种在移动通信网络中的接收机，包括接收单元，接收通过至少两个信道发送的信号；信道估计器，形成对每个发送信道的信道估计；至少两个线性滤波器，其中每个线性滤波器配置成对所接收的每个发送的信号进行滤波，每个滤波器具有限定该滤波的滤波系数；计算单元，通过将每个信道估计与每个滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重；以及合并器，其被配置成通过用该至少一个合并权重对每个经滤波的信号进行加权形成至少两个经滤波器特定加权的信号，以及将该至少两个经滤波器特定加权的信号进行合并，从而提供对该发送的信号的估计。
2.如在权利要求1中所述的接收机，其中该至少两个线性滤波器包括具有第一滤波系数的第一线性滤波器和具有第二滤波系数的第二线性滤波器，其中该第一滤波器配置成接收具有第一信道系数的第一信道，而该第二滤波器配置成接收具有第二信道系数的第二信道。
3.如在权利要求2中所述的接收机，其中该计算单元配置成通过将该第一滤波系数与该第一信道系数进行卷积形成第一合并权重，以及该合并器配置成通过应用所形成的第一合并权重形成该第一滤波器的经滤波器特定加权的信号。
4.如在权利要求2中所述的接收机，其中该计算单元配置成通过将该第一滤波系数与该第二信道系数进行卷积形成第二合并权重，以及该合并器配置成通过应用所形成的第二合并权重形成该第一滤波器的经滤波器特定加权的信号。
5.如在权利要求1中所述的接收机，其中该计算单元配置成形成该至少一个合并权重的空间-时间块解码矩阵。
6.如在权利要求5中所述的接收机，其中该解码矩阵包括至少一个与包括0、1和-1的值的集合不同的矩阵元。
7.如在权利要求1中所述的接收机，其中该合并器配置成按照下式执行合并d^1=^d^1,1d^1,2*=h1,1*h2,1-h2,1*h1,1·r1]]>d^2=^d^2.1d^2,2*=h1,2*h2,2-h*22h1,2·r2]]>d^=^d^1d^2*=d^1+d^2]]>，其中 为对每个发送的信号d的估计， 为对来自每个滤波器j＝1、2的发送的信号的估计， 为对来自每个滤波器j＝1、2的在时刻n＝1、2的发送的信号的估计。hi，j为每个信道i＝1、2的信道系数与每个滤波器j＝1、2的滤波系数的卷积，*表示复共轭，以及ri为通过每个信道i＝1、2接收的信号。
8.如在权利要求1中所述的接收机，其中该合并器包括用于合并通过该至少两个信道发送的一个符号的闭环合并器。
9.如在权利要求8中所述的接收机，其中该闭环合并器配置成执行合并等于wFBI，1d+wFBI，2d的每个发送的信号d，其中wFBI，1d表示在第一信道上发送的信号而wFBI，2d表示在第二信道上发送的信号，其中wFBI，1为第一加权因子而wFBI，2为第二加权因子，合并按照下式执行d^=^w^FBI,1*h1,1*+w^FBI,2*h2,1*w^FBI,1*h1,2*+w^FBI,2*h2,2*r1r2,]]>其中 为对每个发送的信号d的估计， 为用于每个信道i＝1、2的所假设或估计的权重的复共轭，hi，j*为每个信道i＝1、2的信道系数与每个滤波器j＝1、2的滤波系数的卷积的复共轭，以及ri为通过每个信道i＝1、2接收的信号。
10.如在权利要求1中所述的接收机，其中该接收机包括移动电话。
11.一种在移动通信网络中的接收机，包括用于接收通过至少两个信道发送的信号的装置；用于形成对每个发送信道的信道估计的装置；用于在信道特定线性滤波器中对该所接收的信号进行滤波从而提供对每个信道中的期望的信号的估计的装置；用于通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重的装置；用于通过用该所形成的至少一个合并权重对该所接收的信号进行加权形成经滤波器特定加权的信号的装置；用于将该经滤波器特定加权的信号进行合并从而提供对该发送的信号的估计的装置。
12.一种用于移动终端的子组件，包括计算单元，通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重；以及合并器，其被配置成通过用该至少一个合并权重对经滤波的信号进行加权形成至少两个经滤波器特定加权的信号，以及将该至少两个经滤波器特定加权的信号进行合并。
13.一种移动通信系统，包括发射机和接收机，其中该发射机配置成应用发送分集，从而提供至少两个发送信道；以及该接收机配置成接收在该至少两个发送信道上发送的信号，形成对每个发送信道的信道估计，在信道特定线性滤波器中对该所接收的信号进行滤波，从而提供对每个发送信道中的期望的信号的估计，通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重，通过用该所形成的至少一个合并权重对该所接收的信号进行加权形成经滤波器特定加权的信号，以及将该经滤波器特定加权的信号进行合并，从而提供对该发送的信号的估计。
14.一种软件产品，包括实现下列步骤的软件代码部分接收通过应用发送分集在至少两个发送信道上发送的信号；形成对每个发送信道的信道估计；在信道特定线性滤波器中对该所接收的信号进行滤波，从而提供对每个信道中的期望的信号的估计；通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重；通过用该所形成的至少一个合并权重对该经滤波的信号进行加权形成经滤波器特定加权的信号；以及将该经滤波器特定加权的信号进行合并，从而提供对该发送的信号的估计。
15.一种处理移动通信网络中的信号的方法，包括通过至少两个发送信道发送信号；接收在该至少两个发送信道上发送的该信号；形成对每个发送信道的信道估计；在信道特定线性滤波器中对该所接收的信号进行滤波，从而提供对每个信道中的期望的信号的估计；通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重；通过用该所形成的至少一个合并权重对该经滤波的信号进行加权形成经滤波器特定加权的信号；以及将该经滤波器特定加权的信号进行合并，从而提供对该发送的信号的估计。
全文摘要
一种在移动通信网络中的接收机，包括接收在至少两个信道中发送的信号的接收单元；形成对每个发送信道的信道估计的信道估计器；至少两个线性滤波器，其中每个线性滤波器配置成对在一个信道上接收的信号进行滤波，每个滤波器具有限定滤波的滤波系数；通过将信道估计与滤波系数进行卷积形成至少一个合并权重的计算单元；以及配置成通过用至少一个合并权重对经滤波的信号进行加权形成至少两个经滤波器特定加权的信号并将这至少两个经滤波器特定加权的信号进行合并从而提供对发送的信号的估计的合并器。
文档编号H04B1/707GK101069397SQ200580041466
公开日2007年11月7日 申请日期2005年10月26日 优先权日2004年10月29日
发明者P·卡西拉, M·朗皮南, J·凯克科南 申请人:诺基亚西门子网络公司