利用针对扰码相关性的补偿的信号均衡的利记博彩app
【专利摘要】一种用于均衡WCDMA系统中的接收的无线电信号的方法，包括：在无线电接收机中接收(210)由扰码扩频的数字无线电信号。针对多个信道，对于接收的所述数字无线电信号执行(230)信道估计。在均衡器中将接收的所述数字无线电信号均衡(240)为均衡数字无线电信号。此均衡是通过利用相应延迟和相应组合权重组合从数字无线电信号推导出的多个部分信号而执行的。该均衡(240)包括基于信号减损矩阵提供组合权重，该信号减损矩阵具有针对由所述扰码造成的系统性着色而被补偿的元素。
【专利说明】利用针对扰码相关性的补偿的信号均衡
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及用于接收的数字无线电信号的均衡的方法和装置，并且特别地涉及在宽带码分多址通信系统中的这种方法和装置。
【背景技术】
[0002]在宽带码分多址(WCDMA)中，解调信号的传统方式是应用Rake类型的接收机。Rake接收机对不同延迟以及从不同天线接收的能量进行组合。这是通过以所述延迟来解扩(despread)该数据来进行的，其中在所述延迟可以发现显著数量的能量。组合权重典型地从信道估计直接地确定，使得每个解扩路径，即所谓的Rake手指(finger)，被赋予的权重等于在该延迟的共轭信道响应。当扩频(spread)因子大时，Rake接收机运行良好，使得不同Rake手指之间存在很少相关性。
[0003]随着增强上行链路(EUL)的引入，使用低达2的扩频因子(SF)，这意味着在不同Rake手指之间可能存在显著相关性。在这些场景中，可实现的速率受自干扰和多用户干扰影响。对于这些情形，设计了所谓的通用Rake (GRake)接收机。GRake方法估计各Rake手指之间的相关性，并且使用此相关性来修改权重。另外，对于Grake还存在定义所谓的干扰抑制手指的选项，其不包含信号能量，而可以用于抑制干扰。GRake相关性或等价地减损(impairment)矩阵可以按若干方式被估计。所谓的参数GRake利用所使用的扰码和信道化码的知识来导出码平均权重。使用来自导频信道(即专用物理控制信道(DPCCH))的解扩数据作为该模型的输入。Grake的另一类型(经常也称为非参数Grake)使用了未使用信道化码来估计减损。
[0004]已知的是，参数GRake方法对于一个用户场景在抑制来自以非常高速率发射的一个用户的自干扰时运行良好。在下行链路(DL)中尤为如此。参数Grake首先是针对DL开发的，并且随后被修改用于上行链路(UL)，在UL中也已经验证了性能是可接受的。在UL仿真中以及另外在真正硬件测试中，非参数Grake也表现出非常有前景的性能。然而，已经发现在某些UL情形中，增益性能略微低于预期。特别是已经在强信号信道被大约一个码片(chip)分隔的一些情形中发现了这一点。
【发明内容】
[0005]本发明的整体目的是改进宽带码分多址通信系统中的信号均衡。此目的是根据所附独立权利要求的方法和装置来实现的。优选实施例是由从属权利要求定义的。一般而言，在第一方面中，一种用于均衡WCDMA系统中的接收的无线电信号的方法，包括:在无线电接收机中接收由扰码扩频的数字无线电信号。针对多个信道，对于接收的数字无线电信号执行信道估计。在均衡器中将所接收数字无线电信号均衡为均衡数字无线电信号。此均衡是通过利用相应延迟和相应组合权重，组合从数字无线电信号推导出的多个部分信号来执行的。该均衡包括基于信号减损矩阵提供组合权重，该信号减损矩阵具有针对由所述扰码造成的系统性着色而被补偿的元素。[0006]在第二方面，一种WCDMA系统中的无线电接收机装置包括无线电接收机以及连接到无线电接收机的均衡器。无线电接收机被配置用于接收由扰码扩频的数字无线电信号。均衡器包括均衡器核、信道估计器和组合权重估计器。均衡器核被配置用于利用相应延迟和相应组合权重，将从数字无线电信号推导出的多个部分信号组合成均衡数字无线电信号。组合权重估计器被配置用于向均衡器核提供组合权重。组合权重是基于信号减损矩阵，该信号减损矩阵具有针对由扰码造成的系统性着色而被补偿的元素。
[0007]在第三方面，一种基站包括根据第二方面的无线电接收机装置。
[0008]本发明的一个优点在于，WCDMA系统中的均衡的一般性能得以改进。将结合下文对不同实施例的详细描述来讨论其它优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]通过参考结合附图进行的下述描述，可以更好理解本发明连同其另外目的和优点，在附图中:
[0010]图1为WCDMA通信系统的示意性说明；
[0011]图2为WCDMA中生成扰码的示意性说明；
[0012]图3为无线电接收机装置的实施例的框图；
[0013]图4为均衡方法的实施例的步骤的流程图；
[0014]图5和图6为使用参数GRake符号(symbol)级均衡的无线电接收机装置的其它实施例的框图；
[0015]图7为使用参数GRake符号级均衡的均衡方法的均衡步骤的实施例的步骤的流程图；
[0016]图8和9为使用非参数GRake符号级均衡的无线电接收机装置的其它实施例的框图；
[0017]图10为使用非参数GRake符号级均衡的均衡方法的均衡步骤的实施例的步骤的流程图；
[0018]图11和12为使用码片级均衡的无线电接收机装置的其它实施例的框图；
[0019]图13为使用码片级均衡的均衡方法的均衡步骤的实施例的步骤的流程图；以及
[0020]图14-图16为均衡器的实施例的框图。
【具体实施方式】
[0021 ] 在各图中，对于相似或相应元件使用相同附图标记。
[0022]图1示出无线通信系统1，其包括具有服务于小区10的天线21的节点B20。大量的用户设备(UE) 30存在于小区10中。连接到其它节点B的其它UE31也可以存在于小区10的附近。在UL中存在许多类型的信号。UE30向节点B20发送比如数据信号32、33，并且也可以发送不同的控制数据信号35。另外，来自小区10外部UE的无线电信号34可能产生干扰以及其它类型的外部干扰信号36。
[0023]在直接扩频码分多址(DS-CDMA)系统，不同扩频码被用于区分不同信号。典型地，扩频码包括信道化码，该信道化码对于每个类型的数据信道都是独特的。WCDMA中诸如DPCCH、增强DPCCH (E-DPCCH)以及增强专用物理数据信道(E-DTOCH)的信道具有它们各自的信道化码，从而能够区分来自同一个UE的不同类型的数据。扩频码还包括扰码，该扰码旨在分离来自不同用户的信号。每个用户具有自己的扰码，使得接收节点B能够分离来自不同UE的无线电信号。为此，待发送的期望的UL信号在发射之前在UE中由所述扰码和信道化码来扩频，并且所接收UL无线电信号在节点B中被解扩，从而重新获得期望的信号。
[0024]发射的无线电信号还典型地在不同路径中传播，所谓多路径传播。与直接路径相t匕，并未直接地在发射机和接收机之间传播的每个路径将具有关联的延迟。所接收的无线电信号因此将是在时间上分离的路径信号的组合。
[0025]无线电信号也可以由多个天线发射和/或接收。这将进一步增加发射和接收方之间的路径的数目。
[0026]应对这种多路径信号的第一方法是Rake接收，其中多个“手指”被分派给不同路径并且每个手指的延迟和权重被控制为组合到一个共同接收信号中。权重被调适为对应于由信道估计器估计的不同信道系数。随后，开发了通用Rake (GRake)，以通过最大似然方法和手指放置策略即延迟来确定组合权重，并且是基于最大化输出信号与干扰和噪声比(SINR)。
[0027]这些均衡过程典型地在设于节点B20中的均衡器25中执行。
[0028]参数GRake利用所使用的扰码和信道化码的知识来推导码平均权重。然而，在执行码平均时在标准WCDMA中使用的假设被证实并不是完全准确的。在WCDMA中使用的UL长扰码被发现不是完全随机的。随机码的第二和第四阶矩将由例如(该列举不是穷举性的)
[0029]下述条件来表征:
[0030]E (C (In1) C* (n2)) = 6 (m「n2)
[0031]E (C (In1) C (n2)) =0 (la_c)
[0032]E (C (In1) C* (n2) C (m2) C* (Ii1)) = I, In1 = n2, m2 = Ii1
[0033]E (C (In1) C* (n2) C (m2) C* (n)) = 0，其他情况
[0034]这对于在蜂窝标准中使用的大多数扰码是准确的。然而，现在已经识别出了在WCDMA中使用的长UL扰码中的一 个值得注意的例外。
[0035]UL长加扰序列
[0036]对UL加扰序列的下述描述主要摘自标准3GPP TS25.213，扩频和调制，v3.4.0(2000-12)。长加扰序列ClmgJu和clmg，2，u是由两个二进制m序列的38400码片段之和的按位置模2构造的，所述两个二进制m序列是借助两个25次的多项式生成器产生的。设X和y分别是这两个m序列。X序列使用本元(相对于在GF (2))多项式X25+X3+l构造。y序列使用多项式X25+X3+X2+X+l来构造。这样得到的序列因此组成一套Gold序列的段。
[0037]序列Clmg 2 u为序列Clmg l u的16777232码片移位的版本。
[0038]设u23...U0为加扰序列数u的24比特二进制表不，其中Utl为最低有效位。X序列取决于所选择的加扰序列数U，并且结果用Xu表示。另外，设Xu(Hi)和y(m)分别表示序列Xu和y的第m个符号。m序列Xu和y如下构造:
[0039]初始条件为:
[0040]xu(0) = u0, xu(l) = U1,...xu(22) = U22, Xu(23) = U23, Xu(24) = I。 (2a)
[0041]y (0) = y (I) = ? ? ? y (23) = y (24) = I。 (2b)
[0042]后续符号的递归定乂为:[0043]xu(m+25) = xu(m+3) +xu(m)模 2, m = 0，...，225_27。 (3a)
[0044]xu(m+25) = xu(m+3)+xu(m+2)+xu(m+l)+xu(m)模 2,
[0045]m = 0，? ? ?，225_27。 (3b)
[0046]由下述式子定义二进制Gold序列Zu:
[0047]zu(m) = xu(m) +y (m)模 2, m = 0，? ? ?，225_2。 (4)
[0048]实值Gold序列Zu由下述式子定义:
[0049]
【权利要求】
1.一种在宽带码分多址系统中用于均衡接收的无线电信号的方法，包括下述步骤: 在无线电接收机中接收(210)经扰码扩频的数字无线电信号(24)； 针对多个信道，对接收的所述数字无线电信号执行(230)信道估计；以及通过利用相应延迟和相应组合权重来组合从所述数字无线电信号推导出的多个部分信号，在均衡器中将接收的所述数字无线电信号均衡(240)为均衡数字无线电信号(49)，其特征在于 所述均衡(240)的步骤包括:基于信号减损矩阵提供所述组合权重，所述信号减损矩阵具有针对由所述扰码造成的系统性着色而被补偿的元素。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经扰码扩频的所述数字无线电信号(24)为上行链路信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述减损矩阵中的所述元素针对所述扰码的第四阶矩而被补偿。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，针对所述多个信道执行搜索(220)所述相应延迟的另一步骤。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，针对所述数字无线电信号(24)中信道执行P因子的确定的另一步骤，其中所述信号减损矩阵中的所述元素是基于所述P因子。
6.根据权利要求1至5 中任意一项所述的方法，其特征在于，所述均衡(240)的步骤为符号级均衡，其中所述均衡的步骤依次包括下述步骤: 将接收的所述数字信号(24)分割(241)成所述多个部分信号，所述多个部分信号表示所述多个信道的相应信道； 通过所述相应延迟将每个部分信号延迟(242)为延迟的部分信号； 将所述相应组合权重计算(243)为所述信道估计与所述信号减损矩阵的逆的乘积； 通过第一扩频码将每个部分信号解扩(247)为符号级部分信号；以及 利用所述相应组合权重将所述符号级部分信号组合(248)为所述均衡数字无线电信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算(243)的步骤包括:利用包括导频信号的控制信道的第二扩频码对每个部分信号进行解扩(244)，估计(246)具有针对由所述扰码造成的系统性着色而被补偿的元素的导频减损矩阵，以及依据所述第一扩频因子和所述第二扩频因子将所述导频减损矩阵修改为所述信号减损矩阵。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算(243)的步骤包括:利用未使用信道的第二扩频码对每个部分信号进行解扩(245)，估计(246)具有针对由所述扰码造成的系统性着色而被补偿的元素的噪声减损矩阵，以及依据所述第一扩频因子和第二扩频因子是否存在于同一正交可变扩频因子子树，将所述噪声减损矩阵修改为所述信号减损矩阵。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述均衡(240)的步骤为码片级均衡，其中所述均衡的步骤依次包括下述步骤: 将接收的所述数字信号滤波(251)为均衡码片信号，通过使用最小均方差方法使失真最小化；将针对每个码片级部分信号的所述相应组合权重计算(252)为所述信道估计与所述信号减损矩阵的逆的乘积； 所述计算的步骤包括使用接收的所述数字信号的自相关来计算自相关减损矩阵； 所述计算的步骤还包括通过补偿后续出现的系统性着色，而将所述自相关减损矩阵预补偿为信号减损矩阵，所述系统性着色将在后续解扩过程中由所述扰码造成；以及 利用第一扩频码将所述均衡码片信号解扩(253)到符号级，从而给出所述均衡数字无线电信号。
10.一种宽带码分多址系统中的无线电接收机装置(2)，包括: 无线电接收机(23)，所述无线电接收机被配置用于接收经扰码扩频的数字无线电信号(24);以及 均衡器(25)，所述均衡器连接到所述无线电接收机(23)，并且包括均衡器核(40)、信道估计器(60)和组合权重估计器(70)； 所述均衡器核(40)被配置用于利用相应延迟和相应组合权重，将从所述数字无线电信号(24)推导出的多个部分信号组合为均衡数字无线电信号(49)， 其特征在于， 所述组合权重估计器(70)被配置用于向所述均衡器核(40)提供所述组合权重，所述组合权重是基于信号减损矩阵，所述信号减损矩阵具有针对由所述扰码造成的系统性着色而被补偿的元素。·
11.根据权利要求10所述的无线电接收机装置，其特征在于，所述组合权重估计器(70)被配置用于针对所述扰码的第四阶矩来补偿所述减损矩阵中的所述元素。
12.根据权利要求10或11所述的无线电接收机装置，其特征在于，所述均衡器(25)还包括被配置用于搜索所述多个信道的所述相应延迟的信道搜索器(50)。
13.根据权利要求10至12中任意一项所述的无线电接收机装置，其特征在于，所述均衡器(25)还包括被配置用于针对所述数字无线电信号(24)中的信道执行P因子的确定的3因子确定器(80)。
14.根据权利要求10至13中任意一项所述的无线电接收机装置，其特征在于，所述均衡器(25)为符号级均衡器； 所述均衡器核(40)包括: 分割器(41)，所述分割器被配置用于将接收的所述数字信号分割为所述多个部分信号; 延迟滤波器(42)，所述延迟滤波器被配置用于通过所述相应延迟将每个部分信号延迟为延迟的部分信号； 解扩器装置(43)，所述解扩器装置被配置用于通过第一扩频码将每个延迟的部分信号解扩为符号级部分信号； 组合器(45)，所述组合器利用所述相应组合权重将所述符号级部分信号组合为所述均衡数字无线电信号(49)。
15.根据权利要求14所述的无线电接收机装置，其特征在于， 所述组合权重估计器(70)还包括估计器解扩器(73)，所述估计器解扩器被配置用于利用包括导频信号的控制信道的第二扩频码来解扩每个部分信号；所述组合权重估计器(70)进一步被配置用于估计导频减损矩阵，所述导频减损矩阵具有针对由所述扰码造成的系统性着色而被补偿的元素； 所述组合权重估计器(70)进一步被配置用于依据所述第一扩频因子和所述第二扩频因子将所述导频减损矩阵修改为所述信号减损矩阵。
16.根据权利要求14所述的无线电接收机装置，其特征在于 所述组合权重估计器(70)还包括估计器解扩器(73)，估计器解扩器被配置用于利用未使用信道的第二扩频码来解扩每个部分信号； 所述组合权重估计器(70)进一步被配置用于估计噪声减损矩阵，所述噪声减损矩阵具有针对由所述扰码造成的系统性着色而被补偿的元素； 所述组合权重估计器(70)进一步被配置用于依据所述第一扩频因子和所述第二扩频因子是否存在于同一正交可变扩频因子子树中，将所述噪声减损矩阵修改为所述信号减损矩阵。
17.根据权利要求10或13所述的无线电接收机装置，其特征在于，所述均衡器(25)为码片级均衡器； 所述均衡器核(40)包括: 滤波器(55)，所述滤波器被配置用于将接收的所述数字信号滤波为均衡码片信号，通过使用最小均方差方法使失真最小化； 组合权重估计器(70)被配置用于将针对每个码片级部分信号的所述相应组合权重计算为所述信道估计与所述信号减损矩阵之逆的乘积； 组合权重估计器(70)被配置用于使用接收的所述数字信号的自相关来计算自相关减损矩阵； 组合权重估计器(70)被进一步配置用于通过补偿后续出现的系统性着色，而将所述自相关减损矩阵预补偿为信号减损矩阵，所述系统性着色将在后续解扩过程中由扰码而造成； 所述均衡器核(40)还包括解扩器装置(56)，其被配置用于利用第一扩频码将所述均衡码片信号解扩到符号级，从而给出所述均衡数字无线电信号(49)。
18.—种无线电基站(20)，其包括根据权利要求10至17中任意一项所述的无线电接收机装置⑵。
【文档编号】H04B1/7105GK103597752SQ201180071428
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2011年6月10日 优先权日:2011年6月10日
【发明者】A·康加斯, H·埃格内尔, S·特希尔 申请人:瑞典爱立信有限公司