专利名称：多用户接收器中的干扰消除的制作方法
技术领域：
一般来说，本发明涉及干扰消除，更具体来说，涉及多用户接收器中的干扰消除。
背景技术：
许多类型的无线通信装置接收和处理由不止一个用户传送的信号。例如， WCDMA(宽带CDMA)上行链路中的基站接收由多个用户传送的信号。一个或多个用户可传送不止一个信号。接收和处理由不同用户传送的信号的装置通常称作多用户接收器，因为它们对从不同信号中每一个提取的码字进行解调和解码。多个用户进行的信号传输往往在时间和频率上重叠，从而在多用户接收器中引起干扰。最佳多用户接收器以极大复杂度为代价对所有信号联合解调。诸如并行或串行多用户接收器之类的次最佳多用户结构是用于消除多用户干扰的更实用解决方案，因为它们能够以低得多的复杂度为某些应用提供适当干扰消除。次最佳多用户接收器通过在多用户接收器中包含单独信号解码器来增强性能。例如，在WCDMA上行链路中，多个用户按照稍微不协调的方式进行传送。也就是说，信号以其未对齐时隙到达基站，不同用户可具有不同扩展因子，等等。各用户单独与基站协调，但是与其它用户没有任何直接关系。基站能够通过从普通接收信号中消除它已经处理的信号来提升其性能。这样做提高了后续信号的性能。在一个纯说明性示例中，两个信号可到达多用户接收器并且重叠T' ms。各信号的跨度包含与相应码字对应的所有样本。在WCDMA上行链路中，这称作 TTI (传输时间间隔)。时隙时长在WCDMA中为0. 67ms,并且TTI可包括3个时隙(2ms)或 15个时隙(10ms)。因此，两个信号的跨度不一定具有相等长度。基站能够从组合的接收信号中消除第一信号以有益于第二信号。但是，第一信号的接收器必须等待，直到接收了对应跨度中的所有样本，这比第二信号的跨度要迟T-T' ms结束。在第一信号的接收器完成解码之后，它则为了消除的目的而重构第一信号。为简洁起见而忽略处理延迟，第二信号的接收器必须等待至少额外的延迟T-T' ms，以便获益于第一信号的消除。所引起的延迟与第一信号所关联的码字的长度相关，并且减缓从解码器到消除级的反馈。这个延迟对于诸如语音之类的某种应用是不可接受的。对延迟敏感的应用可阻止使用原本有益的消除。此外，难以运行其中根据信号之间的随机相对偏移来启用和停用消除的稳定系统。
发明内容
按照本文所公开的方法和设备，通过实现部分解码以供消除来减小与在多用户接收器中执行干扰消除关联的延迟。术语‘编码位’在本文中用于表示由编码器产生的位，与馈送给编码器的信息位相对。在一个实施例中，通过将不可用编码位当作擦除或删截位来执行部分解码。不可用编码位是由某个时间阈值之后到达的调制符号携带的，并且因而其硬或软值不可用于解码。通过将对应软值设置为0，这些不可用位在解码过程中被当作有效删截位。用于块码、卷积码和特播码的标准解码技术全部能够适当地处理删截位。另外，即使对于对信息位准确解码的最初目的而言缺少太多位，使用部分解码来得到编码位的软值仍然是有益的。按照一个实施例，通过对从接收信号得到并且由第一用户经由第一信号传送的第一码字进行部分解码，从接收信号中消除干扰，所述接收信号具有来自多个用户的信号构成。第一信号基于第一码字的部分解码来重构，并且从接收信号中消除以产生减小干扰的信号。从减小干扰的信号来对由第一用户或第二用户经由第二信号传送的第二码字至少部分解码。解调器输出采取编码位的对数似然比(LLR)或者其近似的形式。正(负)软值指示位为0(1)。等于0的软值指示解调器没有与对应位有关的信息。在信道没有携带与那个位有关的信息的意义上，缺失位能够被当作擦除。因此，0软值能够用于表示不可用编码位。解码器能够处理其中某些位在发射器中已被删截而没有发送给接收器的码字，方式是将这些位的软值设置为0。以同样的方式，解码器将不可用位当作有效删截位，也将其软值设置为0。在一个实施例中，第一信号通过下列步骤来重构(a)例如通过将对应软值设置为O来有效删截第一信号的不可用编码位；(b)通过处理可用软值和有效删截0值软值来对第一码字进行部分解码，以产生可用的和可能还有不可用的编码位的概率；(c)重构软或硬符号；以及(d)对重构符号进行扩展和滤波以完成第一信号的估计。当然，本发明并不局限于上述特征和优点。通过阅读以下详细描述以及参见附图， 本领域的技术人员会知道另外的特征和优点。
图1示出多用户接收器的一个实施例的框图。图2示出图1的多用户接收器中包含的接收器模块的一个实施例的框图。图3示出由图1的多用户接收器所处理的重叠信号的信号传输图。图4示出由图1的多用户接收器所采用的位删截技术的简图。图5示出由图1的多用户接收器所采用的符号重构技术的简图。图6示出图1的多用户接收器中包含的信号消除模块的一个实施例的框图。图7示出由图1的多用户接收器所处理的信号的信号传输图。图8示出与图1的多用户接收器所处理的另一个信号的符号重叠的重构干扰符号。图9示出串行干扰消除多用户接收器的一个实施例的框图。图10示出由图9的串行干扰消除多用户接收器所处理的重叠信号的信号传输图。
具体实施例方式图1示出用于从具有来自多个用户102、104、106的信号构成的接收信号中消除干扰的多用户接收器100的一个实施例。各信号由不同用户102、104、106来传送，并且包括码字。码字表示由对应用户所编码的信息位。各码字经过交织，调制到一个或多个符号中，扩展到码片上和滤波，并且通过分配给该用户的信道传送给多用户接收器100。本文中没有论述与本发明不直接相关的诸如频移和放大之类的其它标准发射器功能以及类似的接收器功能。在一个实施例中，多用户接收器100是WCDMA上行链路中的基站。按照这个实施例， 多个用户102、104、106按照稍微不协调的方式向基站传送信号，并且基站消除由重叠信号构成所引起的干扰。多用户接收器100能够是WCDMA的上行链路或下行链路中的任何类型的接收器，并且消除包括其它小区干扰在内的任何类型的多用户干扰。多用户接收器100 能够与诸如OFDM(正交频分复用)或TDMA(时分多址)之类的其它空中接口配合操作。更详细来说，多用户接收器100通过对从普通接收信号得到的第一码字进行部分解码来消除信号干扰。部分解码的码字由第一用户102经由第一信号来传送，并且与同一用户102或者一个或多个其他用户104、106经由不同信号传送的码字至少部分重叠。多用户接收器100基于第一码字的部分解码来重构第一信号，并且从接收信号中消除重构的第一信号以产生减小干扰的信号。多用户接收器100对从减小干扰的信号得到并且经由第二信号传送的第二码字至少部分解码。因此，即使尚未接收到整个第一码字并且对其完全解码，多用户接收器100也能够对第二码字进行解码，而没有来自第一码字的明显干扰。多用户接收器100包括分配给用户102、104、106中每一个的接收器模块108，用于处理由对应用户所传送的信号。接收器模块108能够通过硬件(例如作为ASIC(专用集成电路))、软件(例如作为DSP)或者硬件和软件的组合(例如部分作为ASIC且部分作为 DSP)来实现。接收器模块108中的每个包括接收链110和信号重构链112。接收链110使对应接收器模块108能够对所指配用户所传送的信号进行解调、解交织和解码，所传送信号包括与相应码字对应的样本。码字包括与用户所编码的信息位对应的编码位。编码位又一般称作调制解调器位，这些术语在本文中可互换地使用，除非另加说明。由用户102、104、 106所传送的信号可具有不同长度的码字。例如，在WCDMA上行链路中，各信号的跨度是可包括3个时隙或15个时隙的TTI。另外，由两个或更多用户102、104、106所传送的信号可在不同时间到达多用户接收器100。因此，到达多用户接收器100的信号在时间上重叠。当信号重构链112重构信号以用于干扰消除时，接收器模块108考虑接收信号的重叠性质。图2示出多用户接收器100的接收器模块108的一个实施例。各接收器模块108 包括接收链110和信号重构链112。接收链110包括解调器200、解交织器202和解码器 204。在一个实施例中，解调器200是GRAKE ( 一般化RAKE)解调器。GRAKE解调器是逐个符号线性解调器，它将所有噪声和干扰源当作通过协方差矩阵来建模的单个有色噪声。另一种类型的解调器能够用来代替GRAKE，例如RAKE接收器，它能够被看作是其中将噪声和干扰当作白噪声的GRAKE的特例。解调器200还能够是线性码片均衡器或者更复杂的非线性解调器，诸如DFE (判决反馈均衡)、MLSE (最大似然序列估计)或者DFSE (判决反馈序列估计器)调制器。接收器100可包括多个天线(未示出)。各天线能够连接到完整接收链110，从而产生基带样本。把来自所有天线的样本馈送到解调器200。对于GRAKE实施例，处理是相同的，而不管天线的数量如何。也就是说，协方差矩阵条目反映可属于相同天线或不同天线的两个样本的短期二阶统计。解调器200的输出是采取LLR形式或类似形式的编码位软值， 如前面所述。无论如何，解交织器202对软值进行操作，并且解开信号传输之前所执行的交织。解码器204输出编码位的硬或软值。接收器模块108的信号重构链112包括用于重新调制接收信号的调制器/交织器206、符号重构器208和信号重构器210。接下来参照图3来描述多用户接收器100和接收器模块108的操作，图3示出在不同时间到达接收器100、由不同用户传送的两个信号300、302。虽然图3示出两个所传送信号，但是本文所述的实施例易于扩展到任何数量的所传送信号。第一信号300由用户102、 104、106其中之一传送，并且包括具有跨越Tms的长度的码字。第二信号302由同一用户或者用户102、104、106中的不同用户传送，并且包括码字，该码字可具有不同长度，在本例中它比第一码字要短，并且在第一码字之前到达。另外，第一和第二信号300、302重叠T' ms, 并且直到第二信号302结束之后的T-T' ms才接收到第一信号300的所有样本。指配给第一用户102的接收器模块108没有等到对第一信号300的所有样本进行接收和解调以对第一信号进行解码。而是，对应解码器200对第一信号300的码字进行部分解码。在一个实施例中，通过将特定时间点之后接收的调制符号所携带的码字的后来到达的编码位当作擦除或有效删截位，来执行部分解码。这意味着，采用0值来代替它们的不可用软值。通过将第一信号300的后来到达的编码位当作有效删截位，指配给第一信号300 的解码器200能够对码字进行解码，即使尚未接收到编码位中的一些并且对其解调。这在本文中称作“部分解码”。指配给第一信号300的信号重构链112使用部分解码结果来重构所传送信号，并且从普通接收信号中消除重构信号。这样做减小由第一信号300引起的干扰，使与第二信号302关联的接收器模块108能够在没有来自第一信号300的明显干扰的情况下对第二信号302进行解调和解码，而不必等待第一信号300的整个码字被接收、解调和解码。这对于其中长延迟是不可忍受的诸如语音之类的时间敏感应用特别有利。参照图3的示范信号传输实施例，第一信号300的总跨度T的T' ms与第二信号 302重叠。在一些实施例中，多用户接收器100尝试通过忽略第一信号300中没有与第二信号302重叠的部分(T-T')来避免所有延迟。设E表示映射到遍布于跨度T的符号中的编码位的数量。另外，设E’表示映射到遍布于部分T'的符号中的编码位的数量。通过忽略第一信号300的非重叠部分(T-T')，有效地删截第一信号300的E-E’个编码位，即，将其软值设置为0，如图4所示。被删截的缺失编码位被当作在相应解交织器202的输入端的零，从而指示缺少与缺失位有关的信息。在解交织之后，删截位分布于整个码字，如图4所示。对码字的编码位而不是解码信息位进行解码，供干扰消除中使用。在其它实施例中，时间跨度T'能够经过选择以超过第二信号302的结束，受到处理第二信号302期间的可接受延迟的约束。也就是说，较大的T'允许更多信息到达与第一信号300关联的接收器模块108。这使与第一信号300关联的信号重构链112能够产生第一信号300的更好重构，从而有益于第二信号302的解码。在又一些实施例中，例如，如果第二信号302的延迟要求很严格并且必须考虑处理时间，则时间跨度T'能够选择成早于第二信号302的结束。在各实施例中，通过将缺失或后来到达的位当作删截的，第一信号 300的解码使用少于信号300的全部编码位来执行。这使多用户接收器100能够重构第一信号300，并且从普通接收信号中消除重构信号，而不必等待第一信号300的全部编码位到达接收器100。解码器被适当配备成处理删截位。位删截通常在发射器发起，并且在接收器撤消， 以便提供设计灵活性。接下来参照删截卷积码来描述位删截的一个示例。删截卷积码从没有删截的母码得出。母码具有标称编码率1/A和存储器D。存在待编码的B个信息位。不失一般性，能够假定编码在状态0开始和结束。B个信息位被附有全部设置为0的D个尾位。对于总共A(B+D)个位，母码的编码器一次接受单个信息位，并且一次产生A个调制解调
8器位。从其中实际产生E个调制解调器位。其余A(B+D)-E个位按照删截表来删截。删截码的真实码率为B/E。没有删截，真实码率为B/(A(B+D))。在接收器中，解调器产生调制解调器位的E个软值。它们由解码器来解交织和接受。解码器首先在适当位置插入A (B+D)-E 个0，以便表示在编码器删截的位。0值指示缺少关于删截位的知识。从那一点开始，用于删截码的解码器是母码的解码器。不需要对删截位的进一步特殊处理，因为它们通过解码器量度中的0值来适当反映。卷积码的状态空间在整个码字上是恒定的，对于终止具有特殊限额(special allowance).状态空间具有大小2D。解码器在网格上操作，网格描述在码字长度上通过状态空间的级数。在常规系统中，解码器操作集中于恢复原始信息位。在这里，接收器模块108的解码器204集中于编码位。因此，各解码级表示母码的编码位的A元组。当用户编码器删截位时，向解码器204处的对应索引指配软值0。为方便起见，软值能够如下式(10)中那样变换为概率。具体来说，对于0软值，0或1的概率为1/2。网格具有(B+D)级。在网格的各级，存在将起始状态连接到结束状态的分支。分支分别与其起始和结束状态对(c'，c)是可互换的。各分支(c'，c)具有由母码的编码位的A元组所组成的标签。在级k，对于各状态对(c'，c)，从A元组和编码位概率来计算概率Yk (c'，C)。对于没有分支的对(c'， c), Y k(c' , c) = 0。在一个实施例中，接收器模块108的解码器204能够是包括前向递归、后向递归和组合级的MAP (最大后验)解码器。这种MAP解码器能够用于卷积码。备选地，MAP解码器能够用于其组成码是卷积码的特播码。MAP解码器还可用于块码，其中状态空间在码字长度上改变。无论如何，前向递归表示为
权利要求
1.一种从具有来自多个用户的信号构成的接收信号中消除干扰的方法，所述方法包括对从所述接收信号得到并且由第一用户经由第一信号传送的第一码字进行部分解码；基于所述第一码字的部分解码来重构所述第一信号； 从所述接收信号中消除重构的第一信号以产生减小干扰的信号；以及对从所述减小干扰的信号得到并且由所述第一用户或第二用户经由第二信号传送的第二码字至少部分解码。
2.如权利要求1所述的方法，其中，对所述第一码字进行部分解码包括 将所述第一码字的一个或多个不可用编码位当作删截位；以及基于所述一个或多个删截编码位和其余编码位的估计值对所述第一码字进行解码。
3.如权利要求2所述的方法，其中，将所述第一码字的一个或多个不可用编码位当作删截位包括对于在预定时间窗口内接收的所述第一信号的解调样本生成编码位估计值；以及对于在所述预定时间窗口外接收的所述第一信号的样本将编码位估计值设置成指示删截位的固定值。
4.如权利要求3所述的方法，包括采用作为在第一用户的编码器用于形成删截码字的位删截方案的函数的附加删截位， 来扩增包括指示删截位的固定值编码位估计值在内的解交织编码位估计值删截； 对扩增的位估计值进行解交织；以及对于所述删截码字的各编码位生成概率估计值。
5.如权利要求4所述的方法，其中，基于所述第一码字的部分解码来重构所述第一信号包括基于对于所述删截码字的编码位生成的所述概率估计值，重构与所述第一信号关联的一个或多个软符号；以及基于一个或多个重构的软符号来重构所述第一信号。
6.如权利要求5所述的方法，其中，与所述第一信号关联的各个重构的软符号跨越与所述第二信号关联的多个符号，跨度是与所述第一信号关联的扩展因子、过抽样率和信道扩散长度的函数。
7.如权利要求3所述的方法，其中，所述预定时间窗口是所述第一信号与所述第二信号之间的重叠量的函数。
8.如权利要求3所述的方法，其中，所述预定时间窗口跨越到所述第二信号结束之外， 但是在所述第一信号结束之前终止。
9.如权利要求1所述的方法，包括从所述接收信号中减去i-Ι个先前重构的信号，从而产生实质上没有来自所述i-Ι个信号的干扰的经修改的接收信号；由与第i个信号关联的接收链和信号重构链来处理所述经修改的接收信号，从而重构所述第i个信号；以及从所述经修改的接收信号中消除重构的第i个信号，从而产生实质上没有来自所述第i个信号的干扰的新修改的接收信号。
10.如权利要求9所述的方法，包括按照所调整功率的降序对i个信号进行分级，从而确定与所述i个信号中的每个关联的信号重叠量。
11.如权利要求9所述的方法，包括按照所调整编码率的升序对i个信号进行分级，从而确定所述i个信号中的每个的有效位删截量。
12.如权利要求1所述的方法，包括基于一个或多个信号质量度量来确定是否有足够数量的编码位可用于开始所述第一码字的部分解码。
13.如权利要求1所述的方法，包括基于一个或多个信号质量度量来确定所述第一信号的重构和消除是否有益于所述第二信号的至少部分解码。
14.如权利要求1所述的方法，包括作为对所述第一信号计算的循环冗余校验值是校验无误还是失败的函数来缩放所述重构的第一信号。
15.一种无线接收器，包括第一模块，可操作以对从具有来自多个用户的信号构成的接收信号得到并且由第一用户经由第一信号传送的第一码字进行部分解码，基于所述第一码字的部分解码来重构所述第一信号，并且从所述接收信号中消除重构的第一信号以产生减小干扰的信号；以及第二模块，可操作以对从所述减小干扰的信号得到并且由所述第一用户或第二用户经由第二信号传送的第二码字至少部分解码。
16.如权利要求15所述的无线接收器，其中，所述第一模块可操作以将一个或多个不可用编码位当作删截位，并且基于一个或多个删截编码位和其余编码位的估计值对所述第一码字进行解码。
17.如权利要求16所述的无线接收器，其中，所述第一模块可操作以对于在预定时间窗口内接收的所述第一信号的解调样本生成编码位估计值，并且对于在所述预定时间窗口外接收的所述第一信号的样本将编码位估计值设置成指示删截位的固定值。
18.如权利要求17所述的无线接收器，其中，所述第一模块可操作以采用作为在第一用户的编码器用于形成删截码字的位删截方案的函数的附加删截位，来扩增包括指示删截位的固定值编码位估计值在内的解交织编码位估计值，对扩增的位估计值进行解交织，并且对于所述删截码字的各编码位生成概率估计值。
19.如权利要求18所述的无线接收器，其中，所述第一模块可操作以基于对于所述删截码字的编码位生成的所述概率估计值来重构与所述第一信号关联的一个或多个软符号， 并且基于一个或多个重构的软符号来重构所述第一信号。
20.如权利要求19所述的无线接收器，其中，与所述第一信号关联的各个重构的软符号跨越与所述第二信号关联的多个符号，跨度是与所述第一信号关联的扩展因子、过抽样率和信道扩散长度的函数。
21.如权利要求17所述的无线接收器，其中，所述预定时间窗口是所述第一信号与所述第二信号之间的重叠量的函数。
22.如权利要求17所述的无线接收器，其中，所述预定时间窗口跨越到所述第二信号结束之外，但是在所述第一信号结束之前终止。
23.如权利要求15所述的无线接收器，还包括第i个模块，其中，从所述接收信号中减去i_l个先前重构的信号，从而产生实质上没有来自所述i_l个信号的干扰的经修改的接收信号，所述第i个模块可操作以处理所述经修改的接收信号以重构所述第i个信号，并且从所述经修改的接收信号中消除重构的第i个信号，从而产生实质上没有来自所述第i个信号的干扰的新修改的接收信号。
24.如权利要求23所述的无线接收器，其中，按照所调整功率的降序对i个信号进行分级，从而确定与所述i个信号中的每个关联的信号重叠量。
25.如权利要求23所述的无线接收器，其中，按照所调整编码率的升序对i个信号进行分级，从而确定所述i个信号中的每个的有效位删截量。
26.如权利要求15所述的无线接收器，其中，所述第一模块可操作以基于一个或多个信号质量度量来确定是否有足够数量的编码位可用于开始所述第一码字的部分解码。
27.如权利要求15所述的无线接收器，其中，所述第一模块可操作以基于一个或多个信号质量度量来确定所述第一信号的重构和消除是否有益于所述第二信号的至少部分解码。
28.如权利要求15所述的无线接收器，其中，所述第一模块可操作以作为对所述第一信号计算的循环冗余校验值是校验无误还是失败的函数来缩放所述重构的第一信号。
全文摘要
通过实现部分解码来减小与在多用户接收器中执行干扰消除关联的延迟。按照一个实施例，通过对从接收信号得到并且由第一用户经由第一信号传送的第一码字进行部分解码，从接收信号中消除干扰，所述接收信号具有来自多个用户的信号构成。第一信号基于第一码字的部分解码来重构，并且从接收信号中消除以产生减小干扰的信号。对从减小干扰的信号得到并且由第一用户或第二用户经由第二信号传送的第二码字至少部分解码。在一个实施例中，通过删截第一码字的一个或多个编码位，并且基于一个或多个所删截编码位和其余编码位的估计值对第一码字进行解码，来对第一码字进行部分解码。
文档编号H04B1/7107GK102474299SQ201080030344
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月30日 优先权日2009年7月1日
发明者A·S·海拉拉, H·比约尔克格伦 申请人:瑞典爱立信有限公司