专利名称：用于hsdpa mimo接收机的sinr估计的设备和方法
技术领域：
本申请总体上涉及用于高速下行链路分组接入(HSDPA)多输入多输出(MMO)接收机的信干噪比估计的设备和方法。
背景技术：
本章节旨在提供权利要求 书中所记载的本发明的背景或环境。此处的描述包括可能继续涉及的概念，但其并非先前已经构想、实现或描述的必要的概念。因此，除非这里指出的外，本章节中的描述不是本申请的说明书和权利要求书的现有技术。在无线通信中，通信协议的不同集合可以用于提供不同类型的服务和能力。高速分组接入(HSPA)是延伸和提高现有通用移动通信系统(UMTS)协议的性能、由移动网络技术领域第三代合作伙伴计划中标准的不同发布版本所明确说明的无线通信协议集合之一。无线通信协议的其他非限制性示例是长期演进(LTE)、全球移动通讯系统(GSM)和微波存取全球互通(WiMax)。已经提出了多输入多输出(MMO)发射，并且其构成了 HSPA、LTE和WiMax系统标准的一部分。在单用户多输入多输出(SU-MMO)中，具有多个天线和接收电路的MMO接收机接收多个流，区分该多个流并确定通过空间复用的数据流中每个流发送的发射符号。将MMO方法应用到无线通信，尤其是应用到例如3GPP所采用的双发射机天线阵列(D-TxAA)的HSPA系统，能够使得数据的吞吐量和链路范围显著增长而无需额外的带宽或发射功率要求。与常规HSPA实施方案相比，这些系统因此将以更高的频谱效率运行(换言之，以每赫兹每秒更多比特的带宽运行)，还具有更高的链路可靠性或多样性(换言之，减小了对衰落的敏感度)。与常规HSPA中所采用的方法相比，将MMO方法应用到HSPA系统可能需要关于计算或估计信干噪比(SINR)的不同方法。在MMO实施方案中，数据通常被划分为至少两个流，而且在预编码权重的帮助下对数据符号进行预编码，而导频符号在单独信道、公共导频信道(CPICH)上发射而没有进行预编码。由于CPICH导频符号未被预编码，其不适用于采用传统SINR估计方法。
发明内容
在权利要求中阐述本发明示例的各个方面。根据本发明的第一方面，一种方法可包括由处理器，接收来自至少两个发射机天线的至少一个数据流，其中该至少一个数据流由一组加权系数预编码；接收来自该至少两个发射机天线的每一个的导频信道；通过具有一组均衡器滤波器系数的均衡器处理所接收的至少一个数据流；对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于一组后均衡器信道系数和该组加权系数，计算信号功率，并且如果存在来自其他流的任何干扰则还计算来自其他流的干扰功率；对于该至少一个数据流的每一个，至少部分地基于所接收的导频信道和该组加权系数计算噪声功率；以及对于该至少一个数据流的每一个，基于对应的所计算的信号功率、干扰功率和噪声功率计算信干噪比。根据本发明的第二方面，一种设备可包括至少一个处理器和至少一个包括计算机程序代码的存储器，其中该至少一个存储器和该计算机程序代码被配置为，利用该至少一个处理器，使得该设备执行接收来自至少两个发射机天线的至少一个数据流，其中该至少一个数据流由一组加权系数预编码；接收来自该至少两个发射机天线的每一个的导频信道；通过具有一组均衡器滤波器系数的均衡器处理所接收的至少一个数据流；对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于一组后均衡器信道系数和该组加权系数，计算信号功率，并且如果存在来自其他流的任何干扰则还计算来自其他流的干扰功率；对于该至少一个数据流的每一个，至 少部分基于所接收的导频信道和该组加权系数计算噪声功率；以及对于该至少一个数据流的每一个，基于对应的所计算的信号功率、干扰功率和噪声功率计算信干噪比。根据本发明的第三方面，一种包括承载嵌入其中的计算机程序代码的计算机可读媒介以随计算机使用的计算机程序产品，该计算机程序代码可包括用于接收来自至少两个发射机天线的至少一个数据流的代码，其中该至少一个数据流由一组加权系数预编码；用于接收来自该至少两个发射机天线的每一个的导频信道的代码；用于通过具有一组均衡器滤波器系数的均衡器处理所接收的至少一个数据流的代码；用于对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于一组后均衡器信道系数和该组加权系数，计算信号功率，并且如果存在来自其他流的任何干扰则还计算来自其他流的干扰功率的代码；用于对于该至少一个数据流的每一个，至少部分地基于所接收的导频信道和该组加权系数计算噪声功率的代码；以及用于对于该至少一个数据流的每一个，基于对应的所计算的信号功率、干扰功率和噪声功率计算信干噪比的代码。根据本发明的第四方面，一种设备可包括用于接收来自至少两个发射机天线的至少一个数据流的装置，其中该至少一个数据流由一组加权系数预编码；用于接收来自该至少两个发射机天线的每一个的导频信道的装置；用于通过具有一组均衡器滤波器系数的均衡器处理所接收的至少一个数据流的装置；用于对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于一组后均衡器信道系数和该组加权系数，计算信号功率，并且如果存在来自其他流的任何干扰则还计算来自其他流的干扰功率的装置；用于对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于所接收的导频信道和该组加权系数计算噪声功率的装置；以及用于对于该至少一个数据流的每一个，基于对应的所计算的信号功率、干扰功率和噪声功率计算信干噪比的装置。
为了更完整理解本发明的示例性实施例，现在参照与以下附图结合进行的下文描述，其中图I示出了根据本发明示例性实施例的示例性无线系统；图2示出了根据本发明示例性实施例运行的发射机的示意图；图3示出了根据本发明的示例性实施例运行的发射机和接收机的示意图；图4示出了根据本发明的示例性实施例的均衡框图；图5示出了根据本发明的示例性实施例按比例确定噪声功率；
图6示出了根据本发明的示例性实施例的信干噪比(SINR)计算的概略图；图7示出了根据本发明的示例性实施例的设备的简化框图。
具体实施例方式图I示出了根据本发明示例性实施例的示例性无线系统100。示例性无线系统100包括节点BlOl和多个用户设备(UE) 103、105和107。虽然在图I中仅示出了 I个节点BlOl和3个UE’但是，该示例性无线系统100可包括多个节点B和更多或更少的UE。在示例性实施例中，节点BlOl (可能连同其他节点B和一个或多个无线电网络控制器)包括通用移动通讯系统(UMTS)陆地无线接入网(UTRAN)。而且，节点BlOl分别经由双向通信信道或链路102、104和106与UE103、105和107通信。虽然，一些UE (例如UE105和107) 可以以常规的高速分组接入(HSPA)模式与节点BlOl通信，但至少一个UE (例如UE103)可通过使用多输入多输出(MMO)传输技术(例如双发射机天线阵(D-TxAA))来与节点BlOl进行通f目。图2示出了根据本发明的示例性实施例运行的发射机200的示意图。发射机200能够被实现在节点B，例如图I的节点BlOl处。在示例性实施例中，发射机200被配置为将数据信息的发射(或数据信道)分为两个块高速下行共享信道(HS-DSCH)的主要数据传送块201和HS-DSCH的次级传送块203。在一个实施例中，可能将发射机200用于常规高速下行链路分组接入(HSDPA)实施方案和MMO HSDPA实施方案二者中。主要传送块201可存在于传统实施方案和MIMO实施方案二者中。次级传送块203可用于MMO实施方案中。次级传送块的尺寸通常不超过主要传送块的尺寸。主要传送块数据201被传递到主要传送信道(TrCH)处理器205。主要传送信道处理器205执行如本领域公知的传送信道处理。例如，根据3GPP标准25. 212 (通过引用包含于此)，传送信道处理器205可以以每发射时间间隔接收一个传送块的最大速率来接收数据。该发射时间间隔可以是大约2ms，其对应于3时隙的无线子帧。而且，在示例性实施例中，传送信道处理器205可执行下列编码任务在每个传送块中增加循环冗余校验(CRC)；执行位扰码；执行代码块分割；执行信道编码；执行混合自动重传请求(HARQ)功能；分割物理信道；交织数据用于HS-DSCH ；重排用于16位置正交幅度调制(16QAM)和64位置正交幅度调制(64QAM)的符号
星座;映射到物理信道。在示例性实施例中，在每个TrCH处理器的输出端应用了信道化码。在示例性实施例中，对于每个主要和次级传送块，在TrCH处理后，可以并行应用多于一个的信道化码。图2中的虚线示出了这一点。在示例性实施例中，主要传送信道处理器205随后将所处理的数据传递到主要流数据信道扩频器/扰码器209。在示例性实施例中，主要流数据信道扩频器/扰码器209接收扩频/扰码的编码和主要传送信道处理器205的输出，并且将所扰码的数据输出到主要流数据信道第一天线乘法器213和主要流数据信道第二天线乘法器215。在示例性实施例中，主要流数据信道第一天线乘法器213将所扰码的数据与第一波束成形加权系数W1相乘，并将乘积输出到第一天线数据加法器221。在示例性实施例中，主要流数据信道第二天线乘法器215将所扰码的数据与第二波束成形加权系数W2相乘，并将乘积传递到第二天线数据加法器223。在示例性实施例中，以类似的方式，次级传送块203数据被传递到次级传送信道(TrCH)处理器207。次级传送信道处理器207执行本领域公知的、与以上关于主要传送信 道处理器205所描述的一样的传送信道处理。次级传送信道处理器207随后将所处理的数据传递到次级流数据信道扩频器/扰码器211。在示例性实施例中，次级流数据信道扩频器/扰码器211接收扩频/扰码代码和次级传送信道处理器207的输出，并且将所扰码的数据输出到次级流数据信道第一天线乘法器217和次级流数据信道第二天线乘法器219。在示例性实施例中，次级流数据信道第一天线乘法器217将所扰码的数据与第三波束成形加权系数W3相乘，并将乘积输出到第一天线数据加法器221。在示例性实施例中，次级流数据信道第二天线乘法器219将所扰码的数据与第四波束成形加权系数相乘，并将该信息传递到第二天线数据加法器223。在示例性实施例中，第一天线数据加法器221将来自传送/数据信道的主要和次级流的加权输出相加,并将这些传递到第一天线加法器225。在示例性实施例中，第一天线加法器225接收第一天线数据加法器221的输出和第一天线的公共导频信道(CPICH) CPICH224，并将其合并输出到第一天线229。在示例性实施例中，类似地，第二天线数据加法器223将来自传送/数据信道的主要和次级流的加权输出相加，并将这些传递到第二天线加法器227。在示例性实施例中，第二天线加法器227接收第二天线数据加法器223的输出和第二天线导频信号CPICH2226，并将所合并的流输出到第二天线231。应该理解，可以对输出到任意天线的所结合的数据和导频信号进行进一步的处理。例如，所合并的信号可被转换为发射符号或者由较高频的调制载波信号进行调制。但是，没有详细描述这些以简化对示例性实施例的理解。加权发生器251根据权重确定功能253产生波束成形加权系数Wl、w2、w3和《4。权重确定功能253通过从上行链路接收预编码控制信息(PCI)确定波束成形加权系数。在示例性实施例中，第一天线导频信号CPICHP24可以是主要CPICH(P-CPICH)，第二天线导频信号CPICH2226可以是次级CPICH(S-CPICH)。在另一个示例性实施例中，第一天线导频信号0 1(^224可以是具有一种导频图案的主要CPICH，而第二天线导频信号CPICH2226可以是具有另一种导频图案的主要CPICH。P-CPICH或者S-CPICH可以用于作为信干噪比(SINR)估计的相位基准。当S-CPICH用作相位基准且S-CPICH的功率是对于P-CPICH功率的偏移，如果采用常规SINR估计方法，由于P-CPICH和S-CPICH使用不同信道化码，所以不能正确地估计从一个流对另一流的干扰。
应该注意，在示例性实施例中，可能不存在次级传送块203，且仅存在由2个发射机天线229和231发射的主要传送块201。因此，在单流发射情景中，仅使用系数W1和w2。在示例性实施例中，基于以下两个源来计算至少一个数据流中每一个的SINR :在后均衡器信道系数的帮助下计算流功率和来自其他流的干扰功率(如果发射多个流的话)。在导频符号的帮助下计算对应于每个流的噪声功率。当使用S-CPICH时，可使用P-CPICH和S-CPICH 二者来进行噪声功率计算。图3示出了根据本发明的示例实施例运行的发射机300和接收机310的示意图。在发射机300，例如图2的发射机200，在双流发射的情况中，两个数据流S1 301和S2303 (例如图2的数据信道扩频器/扰码器209和211的输出)由加权系数矩阵W305进行预编码。在示例性实施例中，加权系数矩阵W包括加权系数，例如图2的加权系数Wpw2、w3和w4。在单流发射的情况中，使用了例如图2的^和《2的加权系数。每个来自305的预编码数据流分别通过发射机天线Tx1307和Tx2309发射。在接收机310，发射机300发射的信号由两个接收机天线Rxl313和Rx2315接收。均衡块317处理从Rxl 313和Rx2 315接收的数据流并产生所发射信号的估计TxlEq319和Tx2Eq321。在后处理块323，原始数据流S1和S2的估计被表示为A 325和& 327，通过考虑加权系数矩阵W而获得该估计。在图3描绘的示例性实施例中，两个发射机天线307和309与两个接收机天线313和315之间的多路径无线信道311被表示为hu，i，j = 1，2。具体地，h^.是对应于发射机天线Txi与接收机天线Rxj之间的无线信道的信道矢量。图4示出了根据本发明的示例性实施例的均衡块。在示例性实施例中，从两个发射机天线Txl 407和Tx2 409发射的信号通过多路径无线信道411传递。信道矢量比」，1，j = 1,2表示发射机天线Txi与接收机天线Rxj, i, j = 1,2之间的无线信道。在示例性实施例中,在均衡块417内，fij, i, j = I, 2表示对应于发射机天线Txi和接收机天线Rxj的均衡器滤波器的系数。在均衡块417，在接收机天线Rxl 413接收的信号与L卷积，且输出被发送到第一均衡加法器441。在示例性实施例中，在接收机天线Rxl 413接收的信号还与f21卷积，且输出被发送到第二均衡加法器443。在示例性实施例中，在接收机天线Rx2 415接收的信号与f22卷积，且输出被发送到第二均衡加法器443。在示例性实施例中，在接收机天线Rx2 415接收的信号还与f12卷积，且输出被发送到第一均衡加法器441。在不例性实施例中，第一均衡加法器441产生Txl 407的发射信号的估计TxlEq419 ;而且第二均衡加法器443产生Tx2 409的发射信号的估计Tx2Eq421。根据本发明的示例性实施例，假设均衡器(图3的317或图4的417)均衡了多路径信道，且在均衡过程后，所得结果信道可被表示为I-抽头信道，因此均衡后有效信道
可被表示为2x2矩阵fi= b b，其中7是对应于从天线Txl发射的信号的信道增益系
J1U "22」h''
数，石22是对应于从天线Tx2发射的信号的信道增益系数，^；2是对应于天线Txl对天线Tx2、的干扰信号的信道增益系数h~21是对应于天线Tx2对天线Txl的干扰信号的信道增益系数。能够在信道估计和均衡器滤波器系数的帮助下计算这些信道增益系数。对应于均衡
器输出端处的主要流和次级流的数据符号的估计s1^和s2^可以表示如下
权利要求
1.一种通信方法，包括由处理器， 接收来自至少两个发射机天线的至少一个数据流，其中该至少一个数据流由一组加权系数预编码； 接收来自该至少两个发射机天线的每一个的导频信道； 通过具有一组均衡器滤波器系数的均衡器处理所接收的至少一个数据流； 对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于一组后均衡器信道系数和该组加权系数，计算信号功率，并且如果存在来自其他流的任何干扰则还计算来自其他流的干扰功率； 对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于所接收的导频信道和该组加权系数计算噪声功率；以及 对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于对应的所计算的信号功率、干扰功率和噪声功率计算信干噪比。
2.根据权利要求I所述的方法，其中不同发射机天线的导频信道具有不同的信道化码，或具有相同的信道化码但采用不同导频图案。
3.根据权利要求I所述的方法，其中对于该至少一个数据流的每一个，计算信号功率，并且如果存在来自其他流的任何干扰则还计算干扰功率，进一步包括估计一组信道系数并基于所估计的该组信道系数和该组均衡器滤波器系数的卷积产生该组后均衡器信道系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该组后均衡器信道系数是考虑不同导频信道之间的功率偏移而产生的。
5.根据权利要求I所述的方法，其中对于该至少一个数据流的每一个计算噪声功率进一步包括 基于所接收的导频信道和该组均衡器滤波器系数产生该组后均衡器信道系数的模拟。
6.根据权利要求I所述的方法，进一步包括 对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于所接收的导频信道和该组加权系数计算第二号功率； 对于该至少一个数据流的每一个，通过比较该信号功率和该第二信号功率产生比例参数；以及 采用对应比例参数按比例确定该至少一个数据流的每一个的所计算的噪声功率。
7.一种通信设备，包括 至少一个处理器； 和至少一个包括计算机程序代码的存储器， 其中该至少一个存储器和该计算机程序代码被配置为，利用该至少一个处理器，使得该设备至少执行 接收来自至少两个发射机天线的至少一个数据流，其中该至少一个数据流由一组加权系数预编码； 接收来自该至少两个发射机天线的每一个的导频信道； 通过具有一组均衡器滤波器系数的均衡器处理所接收的至少一个数据流； 对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于一组后均衡器信道系数和该组加权系数，计算信号功率，并且如果存在来自其他流的任何干扰则还计算来自其他流的干扰功率； 对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于所接收的导频信道和该组加权系数计算噪声功率；以及 对于该至少一个数据流的每一个，基于对应的所计算的信号功率、干扰功率和噪声功率计算信干噪比。
8.根据权利要求7所述的设备，其中不同发射机天线的导频信道具有不同的信道化码，或具有相同的信道化码但采用不同导频图案。
9.根据权利要求7所述的设备，其中对于该至少一个数据流的每一个，计算信号功率，并且如果存在来自其他流的任何干扰则还计算干扰功率，进一步包括估计一组信道系数并基于所估计的该组信道系数和该组均衡器滤波器系数的卷积产生该组后均衡器信道系数。
10.根据权利要求9所述的设备，其中该组后均衡器信道系数是考虑不同导频信道之间的功率偏移而产生的。
11.根据权利要求7所述的设备，其中对于该至少一个数据流的每一个计算噪声功率进一步包括 基于所接收的导频信道和该组均衡器滤波器系数产生该组后均衡器信道系数的模拟。
12.根据权利要求7所述的设备，其中该至少一个存储器和该计算机程序代码被配置为，随着该至少一个处理器，使得该设备进一步执行 对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于所接收的导频信道和该组加权系数计算第二号功率； 对于该至少一个数据流的每一个，通过比较该信号功率和该第二信号功率产生比例参数；以及 采用对应比例参数按比例确定该至少一个数据流的每一个的所计算的噪声功率。
全文摘要
本发明涉及用于HSDPA MIMO接收机的SINR估计的设备和方法。在示例性实施例中，一种方法包括接收来自至少两个发射机天线的至少一个数据流，其中该至少一个数据流由一组加权系数预编码；接收来自该至少两个发射机天线的每一个的导频信道；通过具有一组均衡器滤波器系数的均衡器处理所接收的至少一个数据流；对于该至少一个数据流的每一个，至少部分基于一组后均衡器信道系数和该组加权系数，计算信号功率并且如果存在任何干扰则还计算来自其他流的干扰功率；至少部分地基于所接收的导频信道和该组加权系数计算噪声功率；和基于对应的所计算的信号功率、干扰功率和噪声功率计算信干噪比。
文档编号H04B7/08GK102629884SQ201210027550
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月2日 优先权日2011年2月3日
发明者A·马尔科夫, J·K·维斯马, K·I·奥斯特曼, R·J·帕特尔马, S·V·塞梅诺夫 申请人:诺基亚公司