专利名称：具有改进的sir估计的mimo接收器和对应方法
技术领域：
本发明涉及估计多输入多输出系统中的信号-干扰比。
背景技术：
随着WCDMA 3GPP标准的第5版而开始出现朝着基于分组的无线网络的会聚，其中在高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)上引入自适应调制和编码以利用用户设备的良好信道条件以便实现高的瞬时数据速率并且因此最大化系统性能。多个天线在基站(在 WCDMA术语中为节点-B (node-B))处和多个天线在用户设备(UE)处的使用允许实现甚至更高的峰值速率。为了利用这一优点，近来已在WCDMA 3GPP标准的第7版中引入多输入多输出(MIMO) HS-PDSCH 模式[3GPP TS 25.214，"Technical Specification Group Radio Access Network; Physical layer procedures (FDD)", Mars 2008, Section 9]。如图la中所示，按照第7版，在ΜΙΜΟ模式中操作的节点-B可以发送多达两个 HS-PDSCH数据流，每个数据流具有不同天线预编码权值，这些权值用来最小化在接收器处的流间干扰。图Ia示出了可在MIMO模式中操作的节点-B发送器2的部分的示意框图。在操作中，主要传送块通过主要传送处理模块t处理、然后在主要码分乘法器处乘以节点-B 的扰频代码和UE的扩频代码以生成主要HS-PDSCH流。主要HS-PDSCH流的第一实例然后在第一主要加权乘法器S1处乘以第一主要加权因子W1用于经由第一天线H1发送到所讨论的UE，而主要HS-PDSCH流的第二实例在第二主要加权乘法器&处乘以第二主要加权因子《2用于经由第二天线142发送到相同UE。因此主要HS-PDSCH流经由两个天线H1和142 但是以施加的不同加权被发送到UE。如果节点-B调度器已选择向UE同时发送两个HS-PDSCH流，则此外辅助传送块通过辅助传送处理模块42处理、然后在辅助码分乘法器处乘以节点-B的扰频代码和相同 UE的扩频代码以生成辅助HS-PDSCH流。辅助HS-PDSCH流的第一实例然后在第一辅助加权乘法器 处乘以第一辅助加权因子W3用于经由第一天线H1发送到UE，而主要HS-PDSCH 流的第二实例在第二辅助加权乘法器&处乘以第二辅助加权因子W4用于经由第二天线142 发送到相同UE。因此辅助HS-PDSCH流也以施加的不同加权经由两个天线H1和142发送到UE。主要和辅助HS-PDSCH流的第一实例在第一初始加法器IO1处求和，而主要和辅助 HS-PDSCH流的第二实例在第二初始加法器IO2处求和。另外，第一初始加法器IO1的输出在第一附加加法器1 处与第一共同导频信道CPICH1求和，而第二初始加法器IO2的输出在第二附加加法器1 处与第二共同导频信道CPICH2求和。如图Ib中示意所示，每个发送天线叫和142向在UE的接收器的每个(两个)接收天线Ie1和1 发送。然后接收器的工作是从在两个相应接收天线Ie1和1 处接收的实例的不同组合中提取两个个别主要和辅助数据流。因此，节点-B调度器可以选择在给定传送时间间隔中向UE发送一个或者两个传送块，因此能够发送从这样的块导出的多达两个对应HS-PDSCH流。
类似布置可以应用于通过乘以如本领域佛人技术人员将熟悉的不同扩频代码而向其它UE发送其它主要和辅助流。这在图1中由图的向后进入页面的虚线重复所表示。也注意该布置可以推广到任何数目n=l…N的流和任何数目πι=1···Μ的天线，其中从所有M天线发送每个流并且流η与天线m的每个组合由相应加权因子wn,m加权。在一般情况下，发送的流的最大数目无需等于发送和/或接收天线的数目。在WCDMA 3GPP系统中引入MIMO模式要求UE具有估计在主要与辅助流之间的信号-干扰比(SIR)的能力以便能够解调接收的信号并且生成复合的PCI和CQI。预编码控制指示(PCI)是对UE的优选权值的指示。信道质量指示符(CQI)是UE基于估计的S^计算的并且在上行链路上向节点-B反馈的度量。节点-B然后可以使用报告的CQI以调节向 UE的后续发送以便改进性能，如例如在3GPP规范中所描述的。注意噪声加上干扰(戶严)包括在流之间和在CDMA扩频代码(甚至相同用户的代
码)之间的干扰。例如在表达式与# =斧+i^f， 中，f是噪声加上在代码之间的干
扰(这有时仅称为噪声，在严格意义上为误称)，其中f I^cwcff是针对相同代码的在流之间的干扰。将在下面的描述中使用这一术语。MIMO模式因此应用于高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)并且使用预编码权值以改进性能。然而由于对发送的信号的预编码和在HS-PDSCH上缺乏专用导频的情况下， 需要应用新技术以估计SIR。一般而言，当使用预编码权值时，(a)在与数据流相同的物理信道上向UE发送专用导频或者(b)在不同物理信道上向UE用信号通知(signal)预编码权值。专用导频在闭环发送分集模式1中用于WCDMA 3GPP标准的下行链路物理信道 (DPCH) [3GPP TS 25.211, "Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Channels and Mapping of Transport Channels onto Physical Channels (FDD) ”，December 2005，Section 5. 3]并且也在[Brian Banister, "Adaptive Antenna Method and Apparatus, ”第695M55号美国专利申请，于2005年10月4日提交]中被提出。专用导频在被使用时允许直接估计数据流所经历的有效信道，该有效信道是预编码权值和无线电信道的复合。专用导频也允许估计在接收器前端(瑞克(rake)处理器或者均衡器)的输出处的SIR，该接收器前端捕获在接收器处理中引入的任何缺陷。备选地，在不同物理信道上用信号通知预编码权值可以节省专用导频所消耗的一些发送资源。然而这也具有如下弊端接收器无法直接访问数据流所经历的有效信道，该有效信道必须改为使用用信号通知的权值和从共同导频信道(CPICH)估计的信道来计算。 目前通过使用有效信道、在CPICH上测量的噪声和计算的均衡器(或者瑞克)系数的公式来完成在这一情况下的 SIR 的估计[R4-070180, Signal model for multi-stream Type 3 reference receiver, Ericsson, February 2007]。通过这一公式来计算SIR并未捕获接收器的缺陷并且在MIMO的情况下由于信道估计误差而不能评估流间干扰
发明内容
根据本发明，提供一种使用共同导频信道和MIMO下行链路数据信道以计算相对于流间干扰功率的信号功率的新估计方法。根据本发明的一个方面，提供一种操作无线接收器的方法，该方法包括通过无线多输入多输出数据信道来接收多个数据流，由此在接收器的所有多个接收天线处从发送器的所有多个发送天线中接收每个数据流而相应加权已施加给如从每个不同发送天线发送的每个流；通过为所述接收器和一个或者多个其它接收器所共用的共同导频信道接收共同导频信号；接收对所述加权的指示；从在所述接收天线处接收的多个提取个别数据流；将所述加权和共同导频信号与关于提取的数据流的信息一起用来针对每个所述流计算相对于来自所述数据流中的一个或者多个其它数据流的干扰的信号功率的估计；并且基于所述估计执行以下步骤中的至少一个对所述数据流进行解码；以及反馈与从接收器到发送器的信道质量有关的度量用于在通过所述信道的后续发送中使用。通过基于个别提取的数据流的信息执行估计，本发明有利地捕获实际接收器实施的任何缺陷(例如信道估计误差、不正确的噪声建模、定点实施等)并且因此改进系统性能。另外与基于估计的信道和均衡器系数的已知WR计算方法比较，本发明的方法可以允许减少的实施复杂性；例如在优选实施例中，它仅要求约为每时隙CPICH符号数目(10 个CPICH符号/时隙)的操作次数。另外，本发明的方法无需要求噪声(功率或交叉天线/时间相关)或者物理信道的相对功率的任何知识，这使该方法很鲁棒。在实施例中，所述估计的计算可以包括计算信号功率和干扰功率并且据此确定相对于干扰功率的信号功率的估计。相对于干扰功率的信号功率的所述估计可以是相对于干扰功率和噪声功率的信号功率的估计。所述估计的计算可以包括计算信号功率、干扰功率和噪声功率中的每一个并且据此确定相对于干扰和噪声功率的信号功率的估计。该方法可以包括测量在每个个别提取的数据流中接收的总功率，并且在所述计算中使用所述信息可以包括使用总功率的所述测量。所述计算可以包括(i)针对每个提取的数据流，使用来自共同导频信道的对应导频流以生成用于每个天线的等效信道响应的相应估计；(ii)使用所述估计的信道响应和所述加权以计算导频流的信号功率、噪声功率和干扰功率的估计；并且(iii)将来自导频流的信号功率、噪声功率和干扰功率的所述估计与在每个提取的数据流中的接收功率的所述测量一起用来计算来自其它数据流的信号功率、噪声功率和干扰功率的所述估计。所述接收可以包括通过2X2无线多输入多输出数据信道来接收仅两个数据流， 由此在接收器的两个接收天线二者处从发送器的两个发送天线二者中接收每个数据流。个别数据流的所述提取可以包括通过均衡器和瑞克处理器之一处理来自接收天线的输入。可以在数据流的解扰频和解扩频之后执行所述计算。可以在对所述数据流的对数似然比计算之前执行所述计算。可以在所述数据流的解码之前执行所述计算。信号功率、噪声功率和干扰功率的所述估计的计算可以包括计算信号功率与干扰加上噪声功率之比。
可以未使用用于所述信道的专用导频信号而改为通过使用所述加权、共同导频信道和所述提取的数据流的信息来执行所述计算。根据本发明的另一方面，提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括当在处理器上执行时将执行任何上述方法的步骤的代码。根据本发明的另一方面，提供一种接收器，该接收器包括多个接收天线，用于通过无线多输入多输出数据信道来接收多个数据流，由此在所有所述多个接收天线处从发送器的所有多个发送天线中接收每个数据流而相应加权已施加给如从每个不同发送天线发送的每个流；并且用于通过为所述接收器和一个或者多个其它接收器所共用的共同导频信道来接收共同导频信号；其中该接收器还包括处理装置，该处理装置被配置成接收对所述加权的指示；从在所述接收天线处接收的多个中提取个别数据流；将所述加权和共同导频信号与关于提取的数据流的信息一起用来针对每个所述流计算相对于来自所述数据流中的一个或者多个其它数据流的干扰的信号功率的估计；并且基于所述估计，执行以下步骤中的至少一个对所述数据流进行解码，以及反馈与从接收器到发送器的信道质量有关的度量用于在通过所述信道的后续发送中使用。根据本发明的另一方面，提供一种对应用户设备。
为了更好地理解本发明并且示出可以如何将它付诸实践，现在将通过例子方式参照以下附图，其中
图Ia是节点-B发送器的部分的示意框图， 图Ib是MIMO发送的示意表示， 图加是UE接收器的部分的示意框图，
图2b是在发送分集模式中的发送的CPICH符号序列的示意表示，并且图3是吞吐量性能的曲线图。
具体实施例方式在本发明的优选实施例中，提供一种使用CPICH和HS-PDSCH信道以估计SIR并且因此捕获接收器中的任何缺陷且改进系统性能的S^估计方法。具体而言，优选实施例提供一种使用WCDMA下行链路共同导频信道(CPICH)、HS-PDSCH接收的数据和在高速共享控制信道(HS-SCCH)上用信号通知的预编码控制指示(PCI)的、用于MIMO S^估计的方法。 该方法利用接收的信号的结构并且在固有地考虑接收器的任何缺陷的同时估计SIR。再次参照图la，使用预编码控制指示(PCI)在下行链路HS-SCCH上向UE用信号通知由节点-B (2)使用的预编码权值并且把它们量化如下
权利要求
1.一种操作无线接收器的方法，所述方法包括通过无线多输入多输出数据信道来接收多个数据流，由此在所述接收器的所有多个接收天线处从发送器的所有多个发送天线中接收每个数据流而相应加权已施加给如从每个不同发送天线发送的每个流；通过为所述接收器和一个或者多个其它接收器所共用的共同导频信道来接收共同导频信号；接收对所述加权的指示；从在所述接收天线处接收的所述多个中提取个别数据流；将所述加权和所述共同导频信号与关于提取的数据流的信息一起用来针对每个所述流计算相对于来自所述数据流中的一个或者多个其它数据流的干扰的信号功率的估计；并且基于所述估计，执行以下步骤中的至少一个对所述数据流进行解码，以及反馈与从所述接收器到所述发送器的信道质量有关的度量用于在通过所述信道的后续发送中使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计的计算包括计算信号功率和干扰功率并且据此确定相对于干扰功率的信号功率的估计。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中相对于干扰功率的信号功率的所述估计是相对于干扰功率和噪声功率的信号功率的估计。
4.根据权利要求2和3所述的方法，其中所述估计的计算包括计算信号功率、干扰功率和噪声功率中的每一个并且据此确定相对于干扰和噪声功率的信号功率的估计。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述方法包括测量在每个所述个别提取的数据流中接收的总功率，并且在所述计算中使用所述信息包括使用总功率的所述测量。
6.根据权利要求4和5所述的方法，其中所述计算包括(i)针对每个提取的数据流，使用来自所述共同导频信道的对应导频流以生成用于每个天线的等效信道响应的相应估计；(ii)使用所述估计的信道响应和所述加权以计算所述导频流的信号功率、噪声功率和干扰功率的估计；并且(iii)将来自所述导频流的信号功率、噪声功率和干扰功率的所述估计与在每个提取的数据流中的接收功率的所述测量一起用来计算来自其它数据流的信号功率、噪声功率和干扰功率的所述估计。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述接收包括通过2X2无线多输入多输出数据信道来接收仅两个数据流，由此在所述接收器的两个接收天线二者处从所述发送器的两个发送天线二者中接收每个数据流。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中个别数据流的所述提取包括通过均衡器和瑞克处理器之一处理来自所述接收天线的输入。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述数据流的解扰频和解扩频之后执行所述计算。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在对所述数据流的对数似然比计算之前执行所述计算。
11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述数据流的解码之前执行所述计算。
12.根据权利要求3或者其任何从属权利要求所述的方法，其中信号功率、噪声功率和干扰功率的所述估计的计算包括计算信号功率与干扰加上噪声功率之比。
13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中未使用用于所述信道的专用导频信号而改为通过使用所述加权、共同导频信道和所述提取的数据流的信息来执行所述计算。
14.根据权利要求6和7或者其任何从属权利要求所述的方法，其中步骤(ii)包括计算针对第一导频流信号功率P^cpich = ψΙΛ |2、导频干扰功率ff，OTCff = ^212 ；以及针对第二导频流信号功率^icwcff=I^j212、和干扰功率
15.根据权利要求6和7或者其任何从属权利要求所述的方法，其中所述步骤(iii)包括通过计算在导频与数据流之间的信号功率比来估计每流功率
16.一种接收器，包括多个接收天线，用于通过无线多输入多输出数据信道来接收多个数据流，由此在所有所述多个接收天线处从发送器的所有多个发送天线中接收每个数据流而相应加权已施加给如从每个不同发送天线发送的每个流；并且用于通过为所述接收器和一个或者多个其它接收器所共用的共同导频信道来接收共同导频信号；其中所述接收器还包括处理装置，所述处理装置被配置成接收对所述加权的指示；从在所述接收天线处接收的所述多个中提取所述个别数据流；将所述加权和所述共同导频信号与关于提取的数据流的信息一起用来针对每个所述流计算相对于来自所述数据流中的一个或者多个其它数据流的干扰的信号功率的估计；并且基于所述估计，执行以下步骤中的至少一个对所述数据流进行解码，以及反馈与从所述接收器到所述发送器的信道质量有关的度量用于在通过所述信道的后续发送中使用。
17.根据权利要求16所述的接收器，其中所述处理装置被配置成通过计算信号功率和干扰功率并且据此确定相对于干扰功率的信号功率的估计来计算所述估计。
18.根据权利要求16或者17所述的接收器，其中所述处理装置被配置成把相对于干扰功率的信号功率的所述估计计算为相对于干扰功率和噪声功率的信号功率的估计。
19.根据权利要求17和18所述的接收器，其中所述处理装置被配置成通过计算信号功率、干扰功率和噪声功率中的每一个并且据此确定相对于干扰和噪声功率的信号功率的估计来计算所述估计。
20.根据权利要求16至19中的任一权利要求所述的接收器，其中所述处理装置被配置成测量在每个所述个别提取的数据流中接收的总功率，并且在所述计算中使用所述信息包括使用总功率的所述测量。
21.根据权利要求19和20所述的接收器，其中所述处理装置被配置成通过以下操作来执行所述计算(i)针对每个提取的数据流，使用来自所述共同导频信道的对应导频流以生成用于每个天线的等效信道响应的相应估计；(ii)使用所述估计的信道响应和所述加权以计算所述导频流的信号功率、噪声功率和干扰功率的估计；并且(iii)将来自所述导频流的信号功率、噪声功率和干扰功率的所述估计与在每个提取的数据流中的接收功率的所述测量一起用来计算来自其它数据流的信号功率、噪声功率和干扰功率的所述估计。
22.根据权利要求16至21中的任一权利要求所述的接收器，其中所述接收器包括用于通过2X2无线多输入多输出数据信道来接收仅两个数据流的仅两个接收天线，由此在所述接收器的两个接收天线二者处从所述发送器的两个发送天线二者中接收每个数据流。
23.根据任一权利要求所述的接收器，其中所述处理装置被配置成通过对来自所述接收天线的输入执行均衡处理和瑞克处理之一来提取所述个别数据流。
24.根据权利要求16至23中的任一权利要求所述的接收器，其中所述处理装置被配置成在所述数据流的解扰频和解扩频之后执行所述计算。
25.根据权利要求16至M中的任一权利要求所述的接收器，其中所述处理装置被配置成在对所述数据流的对数似然比计算之前执行所述计算。
26.根据权利要求16至25中的任一权利要求所述的接收器，其中所述处理装置被配置成在所述数据流的解码之前执行所述计算。
27.根据权利要求18或者其任何从属权利要求所述的接收器，其中所述处理装置被配置成通过计算信号功率与干扰加上噪声功率之比来执行信号功率、噪声功率和干扰功率的所述计算。
28.根据权利要求16至27中的任一权利要求所述的接收器，其中所述处理装置被配置成未使用用于所述信道的专用导频信号而改为通过使用所述加权、共同导频信道和所述提取的数据流的信息来执行所述计算。
29.根据权利要求21和22或者其任何从属权利要求所述的接收器，其中所述处理装置被配置成通过计算以下各项来执行步骤(ii)针对第一导频流信号功率
30.根据权利要求21和22或者其任何从属权利要求所述的接收器，其中所述处理装置被配置成通过经过计算在导频与数据流之间的信号功率比来估计每流功率而执行步骤 (iii)
31.一种用户设备，包括多个接收天线，用于通过无线多输入多输出数据信道来接收多个数据流，由此在所有所述多个接收天线处从发送器的所有多个发送天线中接收每个数据流而相应加权已施加给如从每个不同发送天线发送的每个流；并且用于通过为所述接收器和一个或者多个其它接收器所共用的共同导频信道来接收共同导频信号；其中所述接收器还包括处理装置，所述处理装置被配置成接收对所述加权的指示；从在所述接收天线处接收的所述多个中提取个别数据流；将所述加权和所述共同导频信号与关于提取的数据流的信息一起用来针对每个所述流计算相对于来自所述数据流中的一个或者多个其它数据流的干扰的信号功率的估计；并且基于所述估计，执行以下步骤中的至少一个对所述数据流进行解码，以及反馈与从所述接收器到所述发送器的信道质量有关的度量用于在通过所述信道的后续发送中使用。
32.—种计算机程序产品，包括当在处理器上执行时将执行根据权利要求1至15中的任一权利要求所述的方法的代码。
全文摘要
一种方法和对应接收器产品，该方法包括通过无线多输入多输出数据信道来接收多个数据流，由此在所有多个接收天线处从所有多个发送天线中接收每个数据流而相应加权已施加给如从每个不同发送天线发送的每个流；通过共同导频信道来接收共同导频信号；接收对加权的指示；从在接收天线处接收的多个中提取个别数据流；并且将加权和共同导频信号与关于提取的数据流的信息一起用来针对每个流计算相对于来自所述数据流中的一个或者多个其它数据流的干扰的信号功率的估计。
文档编号H04B7/04GK102273088SQ200980154095
公开日2011年12月7日 申请日期2009年6月18日 优先权日2008年11月10日
发明者A.梅德尔斯 申请人:艾色拉公司