专利名称：用于对预编码信号进行解码的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中的解码，具体地，涉及用于对预编码信号进行解码的方法和设备。
背景技术：
作为高速分组接入(HSPA)的3GPP演进的组成部分，上行链路发射分集(ULTD)和上行链路多输入多输出(UL ΜΜ0)方案均被考虑。开环和闭环的发射分集(分别称为OLTD和CLTD)是Rel-Il工作项目(WI)，而UL MMO是Rel-Il研究项目(SI)。这些能力均可以被利用来改进上行链路频谱效率(峰值速率)和上行链路覆盖。在3GPP RAN 50会议上，闭环发射分集(CLTD)被接受作为工作项目。CLTD既包括闭环波束成形(CLBF)也包括闭环天线切换(CLAS)，但一般来说CLBF被认为是主要感兴趣的。就在这个会议上，UL MMO被提议作为研究项目。 为进一步提高系统性能，在上述方案中引入了预编码技术。图I和2中例示了使用预编码技术的用于上行链路闭环发射分集UL CLTD的两种用户设备UE的结构。在图I所示的UE结构100中，专用物理控制信道DPCCH (P-DPCCH指代主DPCCH，而S-DPCCH指代辅DPCCH)被预编码，其中P-DPCCH用与其它信道比如高速专用物理控制信道HS-DPCCH、增强专用物理控制信道E-DPCCH、增强专用物理数据信道E — DPDCH等相同的预编码向量(常被称为主预编码向量)来预编码，而S-DPCCH被用另一个辅预编码向量来预编码(优选地，该辅预编码向量与主预编码向量正交)。由于P-DPCCH被用与数据流相同的预编码矩阵来预编码，所以与P-DPCCH相关联的导频会看到与数据流相同的复合信道(composite channel),又称等效信道(effective channel)(即原始信道(raw channel)经预编码而生成的空间复合信道)。在这种结构下，相对于DPCCH的现有定义的物理信道功率偏移可以重复使用。图2显示了另一种UE结构200，这里DPCCH没有被预编码。在这种结构下，应当更新相对于DPCCH的物理信道功率偏移的现有定义。在3GPP中，为了简化CLTD实现，目前的讨论似乎更赞成带有预编码的DPCCH的结构。UL CLTD可被看作UL MIMO的特殊情形。UL MIMO模式中的用户设备(UE)可以因上行链路中的比特率的提高而受益。通过ΜΜ0，可以同时从不同的虚拟天线发射例如多达两个流。图3和图4便示出了使用预编码技术的在UL MIMO中有关两个流如何发射的典型例子。图3显示了一种UE结构300，这里DPCCH用与数据流相同的预编码矩阵来预编码。预编码矩阵经常被假定为酉矩阵，或者预编码向量彼此正交。图4显示了 DPCCH未被预编码的另一种UE结构400。两种结构相比较而言，类似于CLTD，通过用与数据流相同的预编码矩阵来预编码DPCCH，简化了增强专用信道E-DCH功率偏移设计且可能有助于更简单的软切换机制。
在预编码过程中涉及到预编码矩阵的选取，目前通常采用基于码本(codebook)的预编码矩阵的选择机制。以UL CLTD和MMO为例，在执行预编码时，通常在基站NodeB侧(例如由服务的NodeB)从包含多个预编码矩阵的码本中选取供UE使用的预编码矩阵并通过预编码信息例如预编码矩阵指示器PCI向UE指示这个选取的预编码矩阵。PCI在下行链路(DL)中被传输给UE，使得UE可以根据PCI确定用于预编码的预编码矩阵。UE也可以在上行链路中通过PCI将其所使用的预编码矩阵通知给NodeB。通常，在带有预编码的DPCCH的结构下，这不是强制性的，因为NodeB能够在没有PCI的明确信息的情况下正确地解码数据流。但在带有未经预编码 的DPCCH的结构下，这通常是强制性的，因为非服务的NodeB将需要PCI信息来得到复合信道以解码数据流。DPCCH经预编码的结构和DPCCH未经预编码的结构的共同点是UE在上行链路中传输的PCI通知/反馈可以帮助网络侧例如NodeB监视下行链路中的PCI传输错误。对于UL CLTD和MM0，有一种可能性是如果下行链路中的PCI的传输发生错误，则UE接收到错误的PCI指示，且类似地，如果PCI在上行链路中的传输发生错误，则NodeB亦有可能接收到错误的PCI通知。这些均可以例如引发以下问题
■由于DL和/或UL中PCI的传输错误，可能导致比如将NodeB选取的PCI错误地指示给UE，或者将UE实际使用的PCI错误地通知给NodeB。这样，NodeB中认定由UE使用的PCI会和UE实际使用的PCI不一致，因而出现NodeB用以解码的预编码矩阵与UE实际使用的预编码矩阵不匹配的情况。这种不匹配将至少影响NodeB中的以下几个算法
〇在UE中DPCCH未经预编码，而NodeB需要使用预编码矩阵对所接收的信号进行解码的情况下，此时不匹配的预编码矩阵将导致解码性能的降级。〇在UE中DPCCH经预编码，而NodeB需要使用预编码矩阵进行信道估计并进而为后续上行链路传输选取预编码矩阵的情况下，此时不匹配的预编码矩阵将导致较差的信道估计，以及非最佳的预编码矩阵选择。在下行链路MMO中，存在同样的问题。在3GPP中的几个仿真结果表明PCI的传输错误导致了显著的性能损失。目前已经提出一些方案以试图解决上述问题，其中，当下行信号质量糟于预期时，会丢弃PCI/RI (秩指示器)。在一种方案中，当从网络发送的当前预编码信息PCI的所估计接收质量被UE本身判断为不可靠时，UE会改而应用预先确定的预编码矩阵或者根据最近以足够好的接收质量接收的PCI来执行预编码。在3GPP RANl中也提及了通过信道合成和滤波来改善接收质量和信道估计以提高PCI传输质量。但所有这些方案均没有解决PCI传输错误发生后所引发的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的方法和设备，以减轻、缓解甚至消除上面提及的一个或者多个问题。按照本发明的第一方面，提供了一种在无线通信系统中用于预编码信号的解码的方法。该无线通信系统包括发送方和接收方，所述发送方和接收方共享包含多个预编码矩阵的码本。发送方使用多个预编码矩阵之一来至少预编码所发送的数据信号。所述方法包括接收方执行的以下步骤接收来自发送方的信号，基于所接收信号中先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的信道，按照预定准则，至少基于所估计的信道和所述码本来评定所述码本中包含的预编码矩阵与所接收信号中预编码信号的关联度，以及通过比较所评定的关联度来选出具有最大关联度的预编码矩阵，且将所选的预编码矩阵用于所接收的预编码信号的解码。按照本发明的一个实施例，该先验已知的信号部分用与数据信号相同的预编码矩阵进行预编码。所述估计步骤包括基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的复合信道。优选地，所述评定步骤包括基于估计的复合信道和先前估计的原始信道来估计发送方所使用的预编码矩阵，并按照矩阵相似性准则确定所估计的预编码矩阵与所述码本中的各预编码矩阵的相似性以评定所述关联度。所述选择步骤包括选出具有最大相似性的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。或者优选地，所述评定步骤包括基于先前估计的原始信道和所述码本中的各预编码矩阵，分别生成对应的复合信道，并按照信道匹配准则，确定所估计的复合信道与所生成的各个复合信道的匹配度以评定所述关联 度。所述选择步骤包括选出具有最接近匹配度的那个生成的复合信道所对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。或者优选地，所述评定步骤包括基于所估计的复合信道和所述码本中的各预编码矩阵，分别生成对应的原始信道，并按照信道匹配准则，确定先前估计的原始信道与所生成的原始信道的匹配度以评定所述关联度。所述选择步骤包括选出与具有最接近匹配度的那个生成的原始信道对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。按照本发明的另一个实施例，所述先验已知的信号部分未被预编码。所述估计步骤包括基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的原始信道。所述评定步骤包括基于所估计的原始信道和所述码本中的各预编码矩阵，来生成对发送方所发送的数据信号的估计，并按照预定的目标价值函数，计算各个估计的目标价值函数值以评定所述关联度。所述选择步骤包括选出具有目标价值函数最佳值的那个估计所对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。优选地，所述先验已知的信号部分包括控制信号中的导频。按照本发明的又一个实施例，接收方预先具有有关发送方所使用的预编码矩阵的预编码信息。评定步骤包括首先评定该预编码信息所对应的预编码矩阵与所接收信号中预编码信号的关联度，如果所述关联度高于预定阈值，则所述选择步骤包括选择该预编码信息所对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。按照本发明的另一个实施例，无线通信系统使用上行链路发射分集或者上行链路多输入多输出UL MMO或者下行链路多输入多输出DL MMO技术，其中所述发送方和接收方中一方是用户设备UE，而另一方是基站。按照本发明第二方面，提供了一种用于无线通信系统中预编码信号的解码的装置。该无线通信系统包括发送方和接收方，所述发送方和接收方共享包含多个预编码矩阵的码本。发送方使用多个预编码矩阵之一来至少预编码所发送的数据信号。所述装置包括接收单元，用于接收来自发送方的信号；估计器，用于基于所接收信号中先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的信道；关联度评定器，用于按照预定准则，至少基于所估计的信道和所述码本来评定所述码本中包含的预编码矩阵与所接收信号中预编码信号的关联度；以及选择器，用于通过比较所评定的关联度来选出具有最大关联度的预编码矩阵，且所选的预编码矩阵被接收方用于所接收的预编码信号的解码。按照本发明的第三方面，提供了一种包括如上所述的装置的网络节点。所示网络节点可以是NodeB、e-NodeB或者基站。按照本发明的第四方面，提供了一种包括如上所述的装置的终端。按照本发明实施例，在接收方不依赖于预编码信息而确定预编码矩阵，减少了预编码信息的传输错误对于闭环多天线传输(例如UL CLTD和UL ΜΙΜ0)等的负面影响。而且，按照本发明实施例，预编码信息的传输错误可以由接收方独立地校正，因此，将不需要来自发送方的反馈。这一方面避免了由发送方的预编码信息反馈所引入的额 外传输错误的影响，另一方面也减少了对链路控制信道的影响(例如在复杂性和资源消耗等方面)。而且，就上行链路传输而言，这是一个更加网络可控的方案。
现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，其中
图I示出了用于UL CLTD的一种UE结构。图2示出了用于UL CLTD的另一种UE结构。图3示出了用于UL MIMO的一种UE结构。图4示出了用于UL MMO的另一种UE结构。图5示出了按照本发明的一个实施例的用于预编码信号的解码的方法。图6示出了按照本发明的一个实施例的用于评定预编码矩阵关联度的方法。图7示出了按照本发明的又一个实施例的用于评定预编码矩阵关联度的方法。图8示出了按照本发明的一个实施例的用于预编码信号的解码的装置的框图。
具体实施例方式本领域的技术人员应当理解提供下述说明是为了举例说明的目的而非限制。本领域的技术人员应当明白在本发明的精神和所附权利要求的范围内存在很多变化。为了不模糊本发明，从当前的说明书中省略了已知的功能和结构的不必要的细节。本发明适用于使用预编码技术的无线通信系统，特别是采用闭环发射分集或MIMO的无线通信系统。无线通信系统可以例如是TD-SCDMA、CDMA2000、LTE等。在描述本发明的实施例之前，首先简单说明采用预编码技术的无线通信系统的传输结构。无线通信系统通常包括相互通信的发送方和接收方。以UL CLTD和UL MMO为例，发送方是UE，接收方是NodeB。在接收方前端接收的信号r可以被表示为
r = HWS= HwlSl + Hw2S2 = He^lS1 + H^2S2 式 I
这里s = [S1 s2]T, Si指代信号流i的信号，H是原始信道(也称裸信道)的信道矩阵。为了简化说明，此处仅例示单抽头2X2信道矩阵
Pi' I "Pt',
H= ,11 ,12式 2
fhi %a_
其中hkl指代对应UE的发射天线I和NodeB的接收天线k间的原始信道的信道响应，以及W是预编码矩阵
权利要求
1.一种在无线通信系统中用于预编码信号的解码的方法，该无线通信系统包括发送方和接收方，所述发送方和接收方共享包含多个预编码矩阵的码本，所述发送方使用该多个预编码矩阵之一来至少预编码所发送的数据信号，所述方法包括以下步骤 接收来自发送方的信号(510)， 基于所接收信号中先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的信道(520)， 按照预定准则，至少基于所估计的信道和所述码本来评定所述码本中包含的预编码矩阵与所接收信号中预编码信号的关联度(530)，以及 通过比较所评定的关联度来选出具有最大关联度的预编码矩阵，且将所选的预编码矩阵用于所接收的预编码信号的解码(540 )。
2.按照权利要求I的方法，其中所述先验已知的信号部分被使用与数据信号相同的预编码矩阵进行预编码，且所述估计步骤包括基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的复合信道(610)， 所述评定步骤包括基于估计的复合信道和先前估计的原始信道来估计发送方所使用的预编码矩阵(620)，并按照矩阵相似性准则确定所估计的预编码矩阵与所述码本中的各预编码矩阵的相似性以评定所述关联度(630)，以及 所述选择步骤包括选出具有最大相似性的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵(640)。
3.按照权利要求I的方法，其中所述先验已知的信号部分被使用与数据信号相同的预编码矩阵进行预编码，且所述估计步骤包括基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的复合信道， 所述评定步骤包括基于先前估计的原始信道和所述码本中的各预编码矩阵，分别生成对应的复合信道，并按照信道匹配准则，确定所估计的复合信道与所生成的各个复合信道的匹配度以评定所述关联度，以及 所述选择步骤包括选出与具有最接近匹配度的那个生成的复合信道对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。
4.按照权利要求I的方法，其中所述先验已知的信号部分被使用与数据信号相同的预编码矩阵进行预编码，且所述估计步骤包括基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的复合信道， 所述评定步骤包括基于所估计的复合信道和所述码本中的各预编码矩阵，分别生成对应的原始信道，并按照信道匹配准则，确定先前估计的原始信道与所生成的原始信道的匹配度以评定所述关联度，以及 所述选择步骤包括选出与具有最接近匹配度的那个生成的原始信道对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。
5.按照权利要求I的方法，其中所述先验已知的信号部分未被预编码，且所述估计步骤包括基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的原始信道(710)， 所述评定步骤包括基于所估计的原始信道和所述码本中的各预编码矩阵，分别生成对发送方所发送的数据信号的估计(720)，并按照预定的目标价值函数，计算各个估计的目标价值函数值以评定所述关联度(730)，以及 所述选择步骤包括选出具有目标价值函数最佳值的那个估计所对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵(740)。
6.按照权利要求I的方法，其中所述先验已知的信号部分包括控制信号中的导频。
7.按照权利要求I的方法，其中所述接收方预先具有有关发送方所使用的预编码矩阵的预编码信息，且所述评定步骤包括首先评定该预编码信息所对应的预编码矩阵的关联度，如果所述关联度高于预定阈值，则所述选择步骤包括选择该预编码信息所对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。
8.按照权利要求I的方法，其中所述无线通信系统使用上行链路发射分集或者上行链路多输入多输出UL MMO或者下行链路多输入多输出DL MMO技术，其中所述发送方和接收方中一方是用户设备，而另一方是基站。
9.一种用于无线通信系统中预编码信号的解码的装置(800)，该无线通信系统包括发送方和接收方，所述发送方和接收方共享包含多个预编码矩阵的码本，所述发送方使用该多个预编码矩阵之一来至少预编码所发送的数据信号，所述装置包括 接收单元(810)，用于接收来自发送方的信号， 估计器(820)，用于基于所接收信号中先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的信道， 关联度评定器(830)，用于按照预定准则，至少基于所估计的信道和所述码本来评定所述码本中包含的预编码矩阵与所接收信号中预编码信号的关联度，以及 选择器(840)，用于通过比较所评定的关联度来选出具有最大关联度的预编码矩阵，所选的预编码矩阵被接收方用于所接收的预编码信号的解码。
10.按照权利要求9的装置，其中所述先验已知的信号部分被使用与数据信号相同的预编码矩阵进行预编码，且所述估计器被配置为基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的复合信道， 所述关联度评定器被配置成基于估计的复合信道和先前估计的原始信道来估计发送方所使用的预编码矩阵，并按照矩阵相似性准则确定所估计的预编码矩阵与所述码本中的各预编码矩阵的相似性以评定所述关联度，以及 所述选择器被配置成选出具有最大相似性的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。
11.按照权利要求9的装置，其中所述先验已知的信号部分被使用与数据信号相同的预编码矩阵进行预编码，且所述估计器被配置成基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的复合信道， 所述关联度评定器被配置成基于先前估计的原始信道和所述码本中的各预编码矩阵，分别生成对应的复合信道，并按照信道匹配准则，确定所估计的复合信道与所生成的各个复合信道的匹配度以评定所述关联度，以及 所述选择器被配置成选出与具有最接近匹配度的那个生成的复合信道对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。
12.按照权利要求9的装置，其中所述先验已知的信号部分被使用与数据信号相同的预编码矩阵进行预编码，且所述估计器被配置成基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的复合信道， 所述关联度评定器被配置成基于所估计的复合信道和所述码本中的各预编码矩阵，分别生成对应的原始信道，并按照信道匹配准则，确定先前估计的原始信道与所生成的原始信道的匹配度以评定所述关联度，以及 所述选择器被配置成选出与具有最接近匹配度的那个生成的原始信道对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。
13.按照权利要求9的装置，其中所述先验已知的信号部分未被预编码， 且所述估计器被配置成基于该先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的原始信道， 所述关联度评定器被配置成基于所估计的原始信道和所述码本中的各预编码矩阵，分别生成对发送方所发送的数据信号的估计，并按照预定的目标价值函数，计算各个估计目标价值函数值以评定所述关联度，以及 所述选择器被配置成选出具有目标价值函数最佳值的那个估计所对应的预编码矩阵作为具有最大关联度的预编码矩阵。
14.一种包括如权利要求9所述装置的网络节点。
15.一种包括如权利要求9所述装置的终端。
全文摘要
本发明提出了在无线通信系统中用于预编码信号的解码的方法、设备及相应的网络节点或者终端。该无线通信系统包括发送方和接收方，所述发送方和接收方共享包含多个预编码矩阵的码本，所述发送方使用该多个预编码矩阵之一来至少预编码所发送的数据信号。所述方法包括接收方接收来自发送方的信号；基于所接收信号中先验已知的信号部分来估计发送方和接收方之间的信道；按照预定准则，至少基于所估计的信道和所述码本来评定所述码本中包含的预编码矩阵与所接收信号中预编码信号的关联度，以及比较所评定的关联度，将具有最大关联度的预编码矩阵用于所接收的预编码信号的解码。通过本发明，避免了因预编码信息的传输错误而导致的预编码性能降级。
文档编号H04L1/00GK102916762SQ20111021939
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月2日 优先权日2011年8月2日
发明者刘进华, 缪庆育, E.拉森, A.塞德格伦 申请人:瑞典爱立信有限公司