專利名稱：Qam接收器中的決策閾值的設(shè)定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對無線通信中使用的調(diào)制信號的檢測。更具體地，本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的多級正交幅值調(diào)制(“M-QAM”)檢測。
背景技術(shù)：
在數(shù)字通信系統(tǒng)中，在不同節(jié)點(例如，基站、移動電話)之間傳送表示信息的數(shù)字碼元，以交換信息。
通常使用被稱為開放系統(tǒng)互連(“OSI”)模型的分層模型來描述通信系統(tǒng)。該模型中的最低層(其中傳送由多個比特構(gòu)成的信息流)通常被稱為物理層，并且通常在不同的物理信道上傳送信息。物理信道根據(jù)該結(jié)構(gòu)，以預(yù)定的質(zhì)量提供服務(wù)。在簡化的描述中，物理信道包括以預(yù)定格式形成多個比特、編碼、交錯、載波的調(diào)制、通過介質(zhì)的傳輸、下轉(zhuǎn)換、解調(diào)、解交錯以及前向糾錯。此外，對于正常操作需要許多其它功能，例如時間和頻率的同步以及信道估計。通常在物理信道上的信息碼元之間傳送導(dǎo)頻碼元。隨后在接收器中使用這些導(dǎo)頻碼元，以實現(xiàn)同步和信道估計。信道估計描述了所傳送的碼元如何受到信道(包括調(diào)制器、TX前端、介質(zhì)、RX前端以及解調(diào)器)的影響，并被用于在接收器中重構(gòu)該信號。另外，信道估計有助于確定無線信道的響應(yīng)，使得可以在接收機處對無線信道的響應(yīng)進行補償。
物理信道可以有專用信道、共享信道以及廣播信道三種類型。廣播信道承載提供給所有或一組用戶的信息，而共享信道是可以由多個用戶使用的數(shù)據(jù)信道。專用物理信道一次僅由一個用戶使用。
介質(zhì)承載不同節(jié)點的天線之間的電磁或光信號。在無線通信系統(tǒng)中，介質(zhì)由“自由空間”構(gòu)成，并且信號為在該介質(zhì)中傳播的電磁波。
基站通常使用多個物理信道進行傳輸。在時分多址(“TDMA”)系統(tǒng)中，使用時間(如果使用多載波，則使用頻率)來分離來自相同基站的多個物理信道。在頻分多址(“FDMA”)系統(tǒng)中，僅使用頻率來分離不同的物理信道。在碼分多址(“CDMA”)系統(tǒng)中，使用碼(如果使用多載波，則使用頻率)來分離不同的用戶。
在接收器處，對所接收的信號進行處理，以獲得數(shù)字抽樣的序列或流，在此稱為“所接收的樣本”或“所接收的樣本流”，并且這些樣本可以表示為復(fù)數(shù)。例如，可以對所接收的信號進行濾波、放大，以及使用同相和正交本機振蕩器將其下變頻混合為基帶，并且在模數(shù)(“A/D”)轉(zhuǎn)換和同步處理以后，可以獲得所接收的復(fù)樣本的流。復(fù)樣本流中的每一個樣本r(n)都可以表示為實分量和虛分量之和，即，r(n)＝I(n)+jQ(n)，其中I(n)表示樣本的同相分量，Q(n)表示樣本的正交分量，而n表示樣本時間指數(shù)。
較新的第三代(“3G”)移動通信系統(tǒng)主要采用寬帶碼分多址(“WCDMA”)技術(shù)。最近已在第三代伙伴工程(“3GPP”)標準化組織中對被稱為高速下行鏈路分組接入(“HSDPA”)的WCDMA標準的擴展進行了標準化。HSDPA將諸如高階調(diào)制和增量冗余的已知技術(shù)引入到3GPP通用移動電信系統(tǒng)(“UMTS”)標準中。在HSDPA中引入的高階調(diào)制為M-QAM，更具體地為16態(tài)正交幅值調(diào)制(“16-QAM”)，其有效地使得現(xiàn)有系統(tǒng)所使用的每個無線信道能夠傳送的比特數(shù)量加倍。
一般而言，通過將兩個四級脈沖幅值調(diào)制(“PAM”)信號調(diào)制到兩個相應(yīng)的正交載波(I和Q)上，以提供42＝16種可能的碼元表示，來實現(xiàn)16-QAM。因此，16-QAM碼元包括基于相應(yīng)的I或Q正交載波的相位信息以及幅值信息。相比而言，正交相移鍵控(“QPSK”)檢測僅包括相位信息。
WCDMA系統(tǒng)中的接收器還依靠基準信號(例如，時間復(fù)用的導(dǎo)頻碼元或編碼復(fù)用的導(dǎo)頻信道)來計算無線信道的響應(yīng)的估計值(estimate)。通常，為此每個時隙都估計一次公共導(dǎo)頻信道(“CPICH”)的信道增益和相位。該CPICH是僅包括相關(guān)相位信息的QPSK調(diào)制信道，因此僅提供相位基準。在高速物理下行鏈路共享信道(“HS-PDSCH”)上傳送的16-QAM數(shù)據(jù)需要對相位和幅值信息進行處理，以恢復(fù)該數(shù)據(jù)中的信息。因此，為了除相位基準之外，還建立用于信道估計和碼元檢測的振幅基準，必須確定對于接收器未知的CPICH和HS-PDSCH之間的增益偏移。
在不估計增益偏移的情況下，不能建立對應(yīng)16-QAM群集(constellation)的決策界限以進行正確的檢測。圖1中示出了平均功率為ES＝2的歸一化16-QAM群集的示例。該群集包括16個等概率的群集點100-115以及決策邊界的網(wǎng)格120-125。由于無線信道隨時間而改變原始信號的增益和相位，所以必須持續(xù)更新決策邊界120-125，這需要存儲信息，直到可以估計決策邊界120-125為止。因此，當對CPICH/HS-PDSCH增益差異進行估計的速度增大時，接收器中的存儲器需求減小。因此，優(yōu)選地，盡可能快地估計該增益差異，以節(jié)省開銷。因此，增益差異估計器應(yīng)該能夠快速地(優(yōu)選地在大約半個時隙內(nèi))估計該增益差異。
已經(jīng)公開了一些方法，用于估計M-QAM中的決策邊界。例如，在“AMethod for Blind Determination of Pilot to Data Power Ratio forQAM Signals”，TSG-RAN Working Group 1#21，August 27-31，2001中，決策邊界的估計基于導(dǎo)頻信道的功率和數(shù)據(jù)信道的功率之間的比值的估計。這種方法的缺點包括下述的事實需要濾波和兩個估計值之間的除法運算。因此，該方法非常復(fù)雜，并導(dǎo)致產(chǎn)生帶有噪聲的決策邊界估計值。
其它的估計方法要求決策邊界的估計基于信號功率估計(然后對估計值進行非線性變換)。該方法的缺點也包括由于該非線性變換而導(dǎo)致的復(fù)雜性和帶有噪聲的估計值。
以上方法的問題在于需要復(fù)雜的計算，這導(dǎo)致了較慢的估計速度(該較慢的估計速度導(dǎo)致存儲器方面的開銷增大)以及帶有噪聲的決策邊界估計值。因此，在通信系統(tǒng)中，存在對于更快、更簡單以及產(chǎn)生更少噪聲的M-QAM檢測的需求。

發(fā)明內(nèi)容
應(yīng)該強調(diào)，術(shù)語“包括(comprises)”和“包括(comprising)”在用于本說明書以及權(quán)利要求書中時，用于說明所述特征、步驟或組成部分的存在；但是這些術(shù)語的使用并不排除存在或附加有一個或更多個其它特征、步驟、組成部分或它們的組。
描述了一種用于對所接收的信號(例如，CDMA系統(tǒng)中的，或者更具體地，能夠執(zhí)行HSDPA的WCDMA系統(tǒng)中的16-QAM信號)進行快速并且簡單的M-QAM檢測的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個方面，一種用于估計所接收信號的M-QAM碼元群集決策邊界的方法包括對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息。對多個碼元確定同相分量的幅值信息的絕對值的平均值。對多個碼元確定正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值。根據(jù)同相和正交相分量的所確定的平均絕對值來確定基準坐標，以產(chǎn)生決策邊界估計值。
根據(jù)另一方面，一種用于估計所接收信號的M-QAM碼元群集決策邊界的系統(tǒng)包括用于對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息的邏輯。包括附加邏輯，用于對多個碼元確定同相分量的幅值信息的絕對值的平均值，對多個碼元確定正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值，以及根據(jù)同相和正交相分量的所確定的平均絕對值來確定基準坐標，以產(chǎn)生決策邊界估計值。
根據(jù)另一方面，一種用于估計所接收信號的M-QAM碼元群集決策邊界的方法包括對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息。對多個碼元同時確定同相分量和正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值。根據(jù)同相和正交相分量的所確定的平均絕對值來確定基準坐標，以產(chǎn)生決策邊界估計值。
根據(jù)另一方面，一種用于估計所接收信號的M-QAM碼元群集決策邊界的系統(tǒng)包括用于對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息的邏輯。包括附加邏輯，用于對多個碼元確定同相和正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值，并根據(jù)同相和正交相位分量的所確定的平均絕對值來確定基準坐標，以產(chǎn)生決策邊界估計值。
根據(jù)另一方面，一種計算機可讀介質(zhì)包含用于估計M-QAM碼元群集決策邊界的計算機程序。該計算機程序包括多個指令，用于對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息，對多個碼元確定同相分量的幅值信息的絕對值的平均值，對多個碼元確定正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值，以及根據(jù)同相和正交相分量的所確定的平均絕對值來確定基準坐標，以產(chǎn)生決策邊界估計值。
根據(jù)另一方面，一種用戶設(shè)備，用于在由該用戶設(shè)備接收到信號時估計M-QAM碼元群集決策邊界，該用戶設(shè)備包括用于對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息的邏輯。包括附加邏輯，用于對多個碼元確定同相分量的幅值信息的絕對值的平均值，對多個碼元確定正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值，以及根據(jù)同相和正交相分量的所確定的平均絕對值來確定基準坐標，以產(chǎn)生決策邊界估計值。
根據(jù)另一方面，可選地，可以對決策邊界估計值進行偏差補償。估計所接收信號的信擾比(“SIR”)，并將其用于確定適當?shù)钠钛a償，以產(chǎn)生經(jīng)偏差校正的決策邊界估計值。例如，可以從多個預(yù)定值的表中選擇偏差補償值，其中，所選擇的偏差補償值與包括所確定的SIR的SIR范圍相對應(yīng)。所選擇的偏差補償值被應(yīng)用于該決策邊界估計值。


對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，通過結(jié)合附圖閱讀優(yōu)選實施例的以下詳細說明，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將變得明了，在附圖中，使用相同的標號來表示相同的單元，其中圖1表示歸一化16-QAM群集的示例；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的一個方面，針對SIR的決策邊界估計的曲線圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明一個方面的邊界估計系統(tǒng)的方框圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明另一方面的具有偏差補償?shù)倪吔绻烙嬒到y(tǒng)的方框圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明一個方面的邊界估計方法的流程圖；以及圖6是表示根據(jù)本發(fā)明另一方面的具有偏差補償?shù)倪吔绻烙嫹椒ǖ牧鞒虉D。
具體實施例方式
現(xiàn)將根據(jù)可以由計算機系統(tǒng)的多個單元執(zhí)行的多個序列的動作，結(jié)合示例性實施例來說明各個方面。例如，可以認識到，在各個實施例中，可以通過專門的電路或線路(例如，互連以執(zhí)行專門功能的離散邏輯門)、通過由一個或更多個處理器執(zhí)行的程序指令，或者通過兩者的組合來執(zhí)行該各個動作。因此，可以通過多種不同的形式來實施該各個方面，并且所有這些形式都被認為處于所描述內(nèi)容的范圍內(nèi)。對于該各個方面中的每一個，任何這種形式的實施例在此都可以指“被構(gòu)造用來執(zhí)行所述動作的邏輯”，或者另選地，是指“執(zhí)行或者能夠執(zhí)行所述動作的邏輯”。
可以在由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用的或者與指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置相結(jié)合的任何計算機可讀介質(zhì)中實施該多個序列的動作，該指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置例如為基于計算機的系統(tǒng)、包含處理器的系統(tǒng)，或者可以從介質(zhì)獲取指令并執(zhí)行這些指令的其他系統(tǒng)。
如在此所使用的，“計算機可讀介質(zhì)”可以是能夠包含、存儲、傳達、傳播、或傳送程序，以由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用的或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置相結(jié)合的任何裝置。該計算機可讀介質(zhì)例如可以是但不限于電子、磁、光、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備、裝置或者傳播介質(zhì)。該計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡列舉)可以包括具有一根或更多根導(dǎo)線的電連接、便攜式計算機磁盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM或閃存)、光纖，以及便攜式光盤只讀存儲器(CDROM)。
為了對M-QAM信號(例如16-QAM調(diào)制信號)進行檢測，必須估計決策邊界。如在以前的方法中那樣，首先估計能量然后估計決策邊界會增加不必要的復(fù)雜性，因此降低了估計速度。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，估計了每信道延遲的相移，這提供了執(zhí)行決策邊界的良好估計的足夠信息。
可以根據(jù)導(dǎo)頻信道(例如根據(jù)WCDMA系統(tǒng)中的CPICH)來確定每信道延遲的相移。在數(shù)學上，可以將在RAKE接收器處接收并解擴的由dki表示的信道延遲i的第k數(shù)據(jù)碼元建模為dki=αhiuk+ei,i=1,...,Nf]]>表達式(1)
其中hi為指(finger)i的復(fù)值信道抽頭(channel tap)；uk為第k M-QAM碼元；ei為噪聲；Nf為RAKE接收器中所識別的信道延遲的數(shù)量；以及α為比例因子。
比例因子α與對于整個16-QAM群集進行了平均的數(shù)據(jù)碼元(例如，HS-PDSCH數(shù)據(jù)碼元)的均方根(RMS)值成比例。這使得實際數(shù)據(jù)碼元的平均功率被歸一化為1，即，ε|u|2＝1，根據(jù)導(dǎo)頻信道獲得的信道估計值為h^i≈βhi,]]>其中β是與導(dǎo)頻碼元的RMS值成比例的比例因子。實際上，當應(yīng)用于支持HSDPA的系統(tǒng)時，對于16-QAM群集對α進行平均，而對于QPSK群集對β進行平均。
然后，可以將來自RAKE組合器的在時刻k的組合接收值dk表示為dk=H^HRe-1Dk]]>表達式(2)其中 為估計信道抽頭權(quán)重 Re為噪聲和干涉的估計協(xié)方差函數(shù)，并且Dk=[dk1,...,dkN]T.]]>如本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的，表達式(2)包括經(jīng)典的最大比例組合(例如，Re=diag(σ12,...,σN2)]]>)以及附加的高級組合器結(jié)構(gòu)(例如，G-RAKE)兩者的表達式。此外，假設(shè)信道估計值是精確的，即H^H≈β[hi*,...,hN*],]]>則可以將表達式(2)表示為dk={αβHHRe-1H}uk+βHHRe-1e]]>表達式(3)由于αβHHRe-1H為二次形式，因此為實值，所以該決策變量為被M-QAM碼元(除了噪聲項以外)乘過的比例因子(αβHHRe-1H)。在假設(shè)16-QAM碼元為等概率的情況下，可以通過確定基準點 將決策邊界的網(wǎng)格估計為D^=12N(Σk=1N|Redk|+Σk=1N|Imdk|)]]>表達式(4a)
其中，N為所接收的解擴16-QAM碼元的數(shù)量。
因此，根據(jù)表達式(4a)，可以將決策邊界的估計值表示為根據(jù)下述的單個值確定的群集中的基準點，該單個值與N個碼元的同相(實)分量幅值Redk以及正交相(虛)分量幅值Imdk的絕對值的總和的平均值相對應(yīng)。由于該基準點的I坐標和Q坐標相同，所以可以使用該單個基準值來確定該群集中的基準點的坐標，其中如圖1所示，該群集是對稱的。該基準點表示該群集的坐標點的估計值，根據(jù)該基準點可以容易地計算決策邊界。這通過利用內(nèi)在的對稱性而簡化了計算。當所發(fā)送碼元的I分量的增益基本上等于所發(fā)送碼元的Q分量的增益時，該群集是對稱的?？梢栽诳紤]偏移的情況下容易地計算決策邊界。
然而，在這種情況下，當該信號群集不對稱(即，在碼元的I分量和Q分量之間存在增益偏移)時，分別對I和Q信道中的每一個的幅值信息進行校正和平均。如下所示，確定基準點的獨立的I和Q坐標值 和 D^I=1N(Σk=1N|Redk|),D^Q=1N(Σk=1N|Imdk|)]]>表達式(4b)坐標值 和 表示基準點，該基準點表示該群集中的坐標的估計值，可以根據(jù)該基準點來估計決策邊界網(wǎng)格?？梢钥紤]偏移來容易地計算該決策邊界。
在對稱或不對稱的情況下，確定該基準點，并計算決策邊界，而不需要象現(xiàn)有技術(shù)的方法那樣進行非線性變換。相關(guān)的計算非常簡單，從而可以通過硬件或軟件來獲得和實現(xiàn)。
圖2的曲線圖與基于信號功率或方差進行決策邊界估計的傳統(tǒng)方法相對比地表示了根據(jù)本發(fā)明該方面的適當使用表達式(4a)或(4b)針對SIR(Es/N0)的決策邊界估計方法的精度。如圖2所示，與基于信號功率/方差的傳統(tǒng)方法的估計值220相比，根據(jù)本發(fā)明該方面的估計值210相對于決策邊界值200表現(xiàn)出較小的偏差?；谛盘柟β?方差的估計值220中存在的較大偏差是由于使用諸如平方根的非線性變換而導(dǎo)致的。除了較大的偏差以外，這種基于功率/方差的估計值還易于導(dǎo)致帶有較大噪聲的邊界估計值。因此，申請人的方法不僅在實現(xiàn)方面比傳統(tǒng)的邊界估計方法更簡單和快速，并且還具有較低的偏差，這導(dǎo)致帶有較小噪聲的邊界估計值。
然而，由于16-QAM對于決策邊界的誤差非常敏感，所以在16-QAM解調(diào)中，即使該較小的偏差量也是不希望有的。例如，對于HSDPA，僅可以容許高至6-7％的決策邊界誤差。因此，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，公開了一種用于對該偏差進行補償以提供更精確的邊界估計值的技術(shù)。
根據(jù)以下關(guān)系，估計偏差取決于SIRϵ(D^)=D+f(SIR)]]>表達式(5)其中f(SIR)是隨著SIR減小而增大的函數(shù)。
由于偏差項f(SIR)取決于我們希望估計的SIR，所以可以使用拔靴法(bootstrap method)來消除該偏差項。拔靴法涉及統(tǒng)計分析，該統(tǒng)計分析使用模擬來計算標準誤差，然后可以對該標準誤差計算補償值，例如偏差校正值?？梢允褂脭?shù)學公式來計算該補償值，以對誤差進行補償。這些值可以根據(jù)需要進行計算，例如，每次SIR發(fā)生很大變化時，或者可以通過計算預(yù)先確定，并參照SIR值列成表格。
如根據(jù)圖2可知，該偏差對于高SIR問題不大。此外，拔靴偏差消除對于決策邊界估計值的方差的增大具有負面影響。因此，可以將對于偏差校正的需求限制為低SIR。在定量方面，當該偏差大于特定的閾值(可以將該閾值指定為SIR閾值，SIRthreshosd)時，HS-PDSCH上的塊誤差率(“BLER”)急劇下降。因此可以將拔靴法表示為D~=D^-B^]]>表達式(6)其中 來自表達式(6)，而 為所計算的偏差校正項。優(yōu)選地，對于不同的SIR值范圍預(yù)先確定該偏差校正項 并將其列成表格。例如，可以根據(jù)下面的表達式(7)來預(yù)先確定該偏差校正項 并將其列成表格。
表達式(7)其中a為常數(shù)。
盡管可以通過如表達式(7)所示的兩個列表值來表示該偏差校正項 但是還可以基于多個SIR閾值對其它的增量校正值進行列表，以提高偏差校正的精度。例如，下面的表達式(8)表示四個列表值，0和常數(shù)a、b、c，以及對應(yīng)的增量SIR閾值。當然，可以采用更大的表格，以獲得偏差校正的更大分辨率。
表達式(8)圖3表示根據(jù)本發(fā)明一個方面的邊界估計系統(tǒng)的方框圖。在前端接收器300中，對所接收的信號進行下轉(zhuǎn)換和數(shù)字抽樣。將數(shù)字樣本存儲在緩沖器310中，將該緩沖器的輸出(yt)提供給信道估計器320，該信道估計器320對導(dǎo)頻信道進行解擴，并估計各個無線信道抽頭的信道權(quán)重 還將來自該緩沖器的輸出提供給RAKE接收器330，該RAKE接收器330對數(shù)據(jù)信道進行解擴，并將信號組合為所接收的16-QAM碼元估計值。將來自信道估計器320的信道抽頭估計值 提供給RAKE接收器330。將根據(jù)表達式(2)確定的RAKE接收器330的輸出dk提供給決策邊界估計器340，該決策邊界估計器340計算基準點 (或者 )，并且根據(jù)下面參照圖5所述的本發(fā)明的一個方面來估計決策邊界。然后，將所估計的決策邊界轉(zhuǎn)發(fā)給檢測器350，以計算對數(shù)似然率(log likelihoodratio)，隨后在信道解碼器(未示出)中使用該對數(shù)似然率進行解碼。
圖5的流程圖表示根據(jù)本發(fā)明一個方面的在決策邊界估計器340中執(zhí)行的決策邊界估計方法。為同相(I)和正交相(Q)信道兩者確定N個所接收的解擴碼元的幅值信息(步驟500)。根據(jù)以上表達式(4a)或(4b)計算N個碼元的平均幅值(步驟510)，以確定對應(yīng)的基準點?；谠摶鶞庶c估計決策邊界(步驟520)。使用表達式(4a)或(4b)的線性計算來快速并高效地計算平均幅值，這減少了開銷(例如存儲器需求)，并且產(chǎn)生了帶有較少噪聲的邊界估計值。
由于使用了較高階的調(diào)制，所以如果需要，可以對該基準點進行比例縮放(scale)(步驟530)。例如，在處64-QAM信號的情況下，需要三個基準點，該三個基準點中的每一個都可以在控制單元460中根據(jù)16-QAM基準點的比例縮放版本而獲得。如果表達式(4a)得到基準點D^=4,]]>則該基準點成為用于64-QAM信號的三個基準點的中值。通過例如0.5和1.5的乘法因子對 的值進行比例縮放，來獲得其它的基準點2和6，以使得D^1=2,]]>D^2=4]]>而D^3=6.]]>根據(jù)本發(fā)明的另一方面進行偏差補償，以提高決策邊界估計精度。由于決策邊界估計值主要在低SIR的情況下產(chǎn)生偏差(參見表達式(5))，所以在低SIR的情況下，16-QAM檢測優(yōu)選地包括偏差校正。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明另一方面的具有偏差校正的邊界估計系統(tǒng)的框圖。在前端接收器400中對所接收的信號進行下轉(zhuǎn)換并進行數(shù)字抽樣。將樣本存儲在緩沖器410中。將該緩沖器的輸出(yt)提供給信道估計器420，該信道估計器420對導(dǎo)頻信道進行解擴，并估計各個無線信道抽頭的信道權(quán)重 還將來自該緩沖器的輸出提供給RAKE接收器430，該RAKE接收器430對數(shù)據(jù)信道進行解擴，并將信號組合進所接收的16-QAM碼元估計值。將來自信道估計器420的信道抽頭估計值 提供給RAKE接收器430。將根據(jù)表達式(2)確定的RAKE接收器430的輸出dk提供給決策邊界估計器440，該決策邊界估計器440計算基準點 (或者 )，并根據(jù)下面參照圖6進一步說明的本發(fā)明的一個方面來估計決策邊界。
將決策邊界估計值轉(zhuǎn)發(fā)給控制單元460，該控制單元460根據(jù)上述拔靴法對偏差進行校正?？刂茊卧?60還考慮偏差校正中的可以用于說明實際信道增益如何變化的其它信息(由表達式(3)中的因子β表示)，例如對于公共導(dǎo)頻信道CPICH的SIR估計值。此外，該控制單元還可以考慮與對于HS-PDSCH的功率設(shè)置相關(guān)的其它信息(由表達式(3)中的因子α表示)。這些因子可以包括與對于HS-PDSCH的以前功率設(shè)置、當前調(diào)制和信道碼率以及當前HS-PDSCH塊是否為重傳塊相關(guān)的歷史信息。例如，當該當前HS-PDSCH塊為重傳塊時，功率設(shè)置α可以大大低于最初傳輸塊的功率設(shè)置。于是，HS-PDSCH SIR可能變化很大。
在檢測器450中，使用進行了經(jīng)偏差校正的決策邊界估計值D~=D^-B^]]>來檢測所估計的16-QAM碼元，并計算所接收比特的對數(shù)似然率。然后在信道解碼器(未示出)中對該對數(shù)似然率進行信道解碼，使得可以在接收器中進行進一步的處理。
圖6的流程圖表示根據(jù)本發(fā)明該方面的在決策邊界估計器440和控制單元460中執(zhí)行的偏差校正決策邊界估計方法。為同相(I)和正交相(Q)信道兩者確定N個所接收的解擴碼元的幅值信息(步驟600)，并且在決策邊界估計器440中，根據(jù)表達式(6)計算N個碼元的平均幅值(步驟610)。
基于平均幅值(來自步驟610)和信號強度以及通過信道估計器420使用公知技術(shù)進行的導(dǎo)頻信道的干涉估計，來估計SIR值(步驟620)。對于數(shù)據(jù)信道，使用公知技術(shù)對導(dǎo)頻信道的干涉估計值進行比例縮放。在Johan Nilssor等人的題目為“Methods and Apparatus for ChannelEstimation Using Plural Channels”的美國專利申請No.09/996,513(在此通過引用將其并入)中描述了一種這樣的公知技術(shù)。
一旦估計了SIR，就可以在控制單元460中使用上述的拔靴法(例如，使用根據(jù)表達式(7)或(8)的列表值或其它表格)來確定對應(yīng)的偏差補償值。在控制單元460中根據(jù)表達式(6)，使用該偏差值對平均幅值進行補償(步驟640)，并確定基準點。由于使用了較高階的調(diào)制，所以如果需要，可以如上所述對基準點進行比例縮放(步驟650)。
在控制單元460中，基于該基準點產(chǎn)生經(jīng)補償?shù)臎Q策邊界估計值，并將其提供給檢測器450，以如上所述進行檢測。
盡管上述說明主要針對16-QAM，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，所要求保護的系統(tǒng)和方法并不限于這種情況。例如，更高階調(diào)制的情況(例如，64-QAM、256-QAM等)也在所要求保護的系統(tǒng)和方法的范圍內(nèi)。例如，對于64-QAM的情況需要三組決策邊界；然而，如上所述，這些附加的邊界僅是16-QAM情況的比例縮放版本。
本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)特點的情況下，可以通過各種特定的形式來實施本發(fā)明。在所有的方面，在此公開的實施例都被認為是說明性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定，而不是由上述說明來限定，并且旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的等同物的含義和范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1.一種用于估計所接收信號的M-QAM碼元群集決策邊界的方法，包括以下步驟對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息；對所述多個碼元確定所述同相分量的幅值信息的絕對值的平均值；對所述多個碼元確定所述正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值；以及基于所述同相和正交相分量的所確定的平均絕對值，確定用于產(chǎn)生所述決策邊界估計值的基準坐標。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下的附加步驟對所確定的基準坐標進行偏差補償，以產(chǎn)生經(jīng)偏差校正的決策邊界估計值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述偏差補償基于所接收信號的估計信擾比(SIR)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中進行偏差補償?shù)乃霾襟E包括從多個預(yù)定值的表中選擇偏差補償值，所述選擇的偏差補償值與包括所估計SIR的SIR范圍相對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中從所述基準坐標中減去所述偏差補償值，以進行偏差補償。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所接收的信號為通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)信道是高速物理下行鏈路共享信道(HS-PDSCH)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所接收的信號是16-QAM調(diào)制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下的附加步驟當所接收的信號為較高階M-QAM調(diào)制信號時，對所述基準坐標進行比例縮放，以獲得多個空間基準坐標。
10.一種用于估計所接收信號的M-QAM碼元群集決策邊界的系統(tǒng)，其包括用于對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息的邏輯；用于對所述多個碼元確定所述同相分量的幅值信息的絕對值的平均值的邏輯；用于對所述多個碼元確定所述正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值的邏輯；以及用于基于所述同相和正交相分量的所確定的平均絕對值，確定用于產(chǎn)生所述決策邊界估計值的基準坐標的邏輯。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括用于對所確定的基準坐標進行偏差補償以產(chǎn)生經(jīng)偏差校正的決策邊界估計值的邏輯。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述偏差補償基于所接收信號的估計SIR。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中執(zhí)行偏差補償?shù)乃鲞壿嫲ㄓ糜趶亩鄠€預(yù)定值的表中選擇偏差補償值的邏輯，所選擇的偏差補償值與包括所述估計SIR的SIR范圍相對應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中從所述基準坐標中減去所述偏差補償值，來進行偏差補償。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所接收的信號是通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信道。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所接收的信號是16-QAM調(diào)制信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，包括下述的附加邏輯，該附加邏輯用于在所接收的信號為較高階M-QAM調(diào)制信號時，對所述基準坐標進行比例縮放，以獲得多個空間基準坐標。
18.一種用于估計所接收信號的M-QAM碼元群集決策邊界的方法，包括以下步驟對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息；對所述多個碼元確定所述同相分量和正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值；以及基于所述同相和正交相分量的所確定的平均絕對值，確定用于產(chǎn)生所述決策邊界估計值的基準值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，包括以下的附加步驟對所確定的基準值進行偏差補償，以產(chǎn)生經(jīng)偏差校正的決策邊界估計值。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述偏差補償基于所接收信號的估計SIR。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中進行偏差補償?shù)乃霾襟E包括從多個預(yù)定值的表中選擇偏差補償值，所述選擇的偏差補償值與包括所述估計SIR的SIR范圍相對應(yīng)。
22.一種用于估計所接收信號的M-QAM碼元群集決策邊界的系統(tǒng)，其包括用于對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息的邏輯；用于對所述多個碼元確定所述同相分量和正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值的邏輯；以及用于基于所述同相和正交相分量的所確定的平均絕對值，確定用于產(chǎn)生所述決策邊界估計值的基準坐標的邏輯。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，還包括用于對所確定的基準坐標進行偏差補償以產(chǎn)生經(jīng)偏差校正的決策邊界估計值的邏輯。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述偏差補償基于所接收信號的估計信擾比(SIR)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中執(zhí)行偏差補償?shù)乃鲞壿嫲ㄓ糜趶亩鄠€預(yù)定值的表中選擇偏差補償值的邏輯，所述選擇的偏差補償值與包括所述估計SIR的SIR范圍相對應(yīng)。
26.一種計算機可讀介質(zhì)，其包括用于估計M-QAM碼元群集決策邊界的計算機程序，其中該計算機程序執(zhí)行以下步驟對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息；對所述多個碼元確定所述同相分量的幅值信息的絕對值的平均值；對所述多個碼元確定所述正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值；以及基于所述同相和正交相分量的所確定的平均絕對值，確定用于產(chǎn)生所述決策邊界估計值的基準坐標。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述計算機程序執(zhí)行以下的附加步驟對所確定的基準坐標進行偏差補償，以產(chǎn)生經(jīng)偏差校正的決策邊界估計值。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的計算機可讀介質(zhì)，其中所述偏差補償基于所接收信號的估計信擾比(SIR)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的計算機可讀介質(zhì)，其中進行偏差補償?shù)乃霾襟E包括從多個預(yù)定值的表中選擇偏差補償值，所述選擇的偏差補償值與包括所述估計SIR的SIR范圍相對應(yīng)。
30.一種用戶設(shè)備，用于在該用戶設(shè)備接收到信號時，估計M-QAM碼元群集決策邊界，該用戶設(shè)備包括用于對多個碼元確定所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息的邏輯；用于對所述多個碼元確定所述同相分量和正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值的邏輯；以及用于基于所述同相和正交相分量的所確定的平均絕對值，確定用于產(chǎn)生所述決策邊界估計值的基準坐標的邏輯。
全文摘要
描述了一種通過估計決策邊界來對諸如16－QAM信號的所接收信號進行快速和簡單的M－QAM檢測的方法和系統(tǒng)。對多個碼元采集所接收信號的同相和正交相分量的幅值信息。對該多個碼元確定同相和正交相分量的幅值信息的絕對值的平均值。同相和正交相分量的所確定的平均絕對值提供用于產(chǎn)生決策邊界估計值的基準值。基于所接收信號的估計信擾比(SIR)的估計值用于產(chǎn)生經(jīng)偏差校正的決策邊界估計值。
文檔編號H04L27/38GK1817017SQ200480018741
公開日2006年8月9日 申請日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者彼得·馬爾姆, 本特·林多夫, 安德里亞·塞德格倫 申請人:Lm愛立信電話有限公司