專利名稱：載波與干擾的同時(shí)信道估計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一般涉及可操作以接收在易受諸如同信道干擾等干擾影響 的信道上發(fā)射的信號(hào)的數(shù)字接收機(jī)。更具體地說，本發(fā)明涉及識(shí)別 接收機(jī)所接收信號(hào)的干擾信號(hào)分量部分以及選擇性地從所接收信號(hào) 抑制干擾信號(hào)分量部分的設(shè)備和相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
即使在先前未知與干擾信號(hào)分量部分相關(guān)聯(lián)并形成其一部分的訓(xùn) 練序列的情況下，也可識(shí)別干擾信號(hào)分量部分。接收信號(hào)被進(jìn)行分 析，先是識(shí)別與干擾信號(hào)分量部分相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列。此外，確定 以最佳效果恢復(fù)所接收信號(hào)所需信號(hào)分量的方式。要選擇是例如通 過一起聯(lián)合檢測(cè)干擾信號(hào)分量部分和所需信號(hào)分量并由此抑制干擾 信號(hào)分量部分而恢復(fù)所接收信號(hào)的所需信號(hào)分量，還是通過只檢測(cè) 所接收信號(hào)的所需信號(hào)分量而恢復(fù)所需信號(hào)分量。在蜂窩通信系統(tǒng)中實(shí)施時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的操作便于更好地抑制 同信道干擾。由于同信道干擾最好能夠被抑制，因此在蜂窩通信系 統(tǒng)中定義的信道可以更有效的方式再用，由此增加了系統(tǒng)容量。例 如，可減少形成小區(qū)簇模式的小區(qū)數(shù)量。近年來，利用數(shù)字通信技術(shù)在發(fā)送站與接收站之間傳遞信息已變 得越來越普遍。諸如蜂窩通信系統(tǒng)等無線電通信系統(tǒng)是越來越多地 構(gòu)建為利用數(shù)字通信技術(shù)的通信系統(tǒng)示范。在無線電通信系統(tǒng)的發(fā)送站與接收站之間形成的通信信道定義在 分配給該系統(tǒng)稱為"帶寬"的電磁頻i普的一部分上。信道至少在一定程 度上定義在該分配帶寬內(nèi)稱為"載波"的載波頻率上。分配給無線電通
信系統(tǒng)且可供其使用的帶寬通常是有限的。此外，無線電通信系統(tǒng) 的通信容量和其它因素由分配給系統(tǒng)的帶寬定義并受其限制。在諸如蜂窩通信系統(tǒng)等多用戶無線電通信系統(tǒng)中，通信容量限制 有時(shí)由于帶寬限制而禁止附加的用戶利用通信系統(tǒng)。通過更有效地 利用分配給通信系統(tǒng)的帶寬，系統(tǒng)的通信容量可增加。如果數(shù)字通信技術(shù)用于在形成發(fā)送站與接收站之間鏈路的信道上 發(fā)射包含通信信號(hào)的信息，分配給無線電通信系統(tǒng)的帶寬可得到更 有效地利用。在利用數(shù)字通信技術(shù)形成通信信號(hào)時(shí)，有時(shí)會(huì)將信息信號(hào)數(shù)字化并利用如QPSK(正交相移鍵控)或GMSK(高斯最小頻移鍵控)技術(shù)等 所選調(diào)制技術(shù)在載波上對(duì)其進(jìn)行調(diào)制。有時(shí)也可利用其它調(diào)制技術(shù) 的使用。由于信息信號(hào)被數(shù)字化，因此可由發(fā)送站在通信信道上以 離散突發(fā)形式發(fā)射由此形成的通信信號(hào)。當(dāng)通信信號(hào)以離散突發(fā)形 式發(fā)射時(shí)，突發(fā)在接收站級(jí)聯(lián)在一起。由于可以離散突發(fā)形式發(fā)射通信信號(hào)，因此允許載波的時(shí)分復(fù) 用。兩個(gè)或更多個(gè)信道可定義在單個(gè)載波上。在至少一種類型蜂窩通信系統(tǒng)，即根據(jù)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM) 操作規(guī)范構(gòu)建的系統(tǒng)中，利用了數(shù)字通信技術(shù)。分配給通信系統(tǒng)的 帶寬載波分成八個(gè)時(shí)隙。八路時(shí)分復(fù)用在此類通信系統(tǒng)中提供，并 且通信信號(hào)部分的突發(fā)在此類時(shí)隙的所選時(shí)隙上在發(fā)送站與接收站 之間發(fā)射。載波/時(shí)隙組合形成了通信信號(hào)發(fā)射時(shí)使用的通信信道。GSM操作規(guī)范中所述的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議定義了在GSM系統(tǒng)定義的時(shí)隙 期間傳遞的正常突發(fā)結(jié)構(gòu)。在GSM系統(tǒng)定義的時(shí)隙期間發(fā)射的通信 信號(hào)部分至少分成數(shù)據(jù)字段和訓(xùn)練序列字段。訓(xùn)練序列字段由接收站已知的一連串比特形成。發(fā)射已知比特到接收機(jī)的目的是允許接 收機(jī)均衡信道。 一般情況下，信號(hào)在通過無線電媒體傳播時(shí)會(huì)失真， 并且均衡使得接收機(jī)可估計(jì)信道脈沖響應(yīng)，即，此失真在信號(hào)傳輸 到接收機(jī)期間如何影響信號(hào)。
此類訓(xùn)練序列比特在接收站用于便于檢測(cè)與訓(xùn)練序列字段一起傳 遞的數(shù)據(jù)字段信息內(nèi)容。蜂窩通信系統(tǒng)包括利用常規(guī)模擬技術(shù)的那些蜂窩通信系統(tǒng)還有利 用數(shù)字通信技術(shù)的那些蜂窩通信系統(tǒng)，定義了蜂窩通信系統(tǒng)包括的 整個(gè)地理區(qū)域的小區(qū)。小區(qū)集合形成了小區(qū)簇。在每個(gè)小區(qū)簇中， 利用了分配給通信系統(tǒng)的總可用帶寬。在連續(xù)的小區(qū)簇中，分配的 帶寬會(huì)進(jìn)行再用。通過再用每個(gè)小區(qū)簇中的信道，可有效地增加受 分配帶寬上可定義的信道數(shù)量限制的通信容量。與帶寬再用有時(shí)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)問題是同信道干擾。當(dāng)通信信號(hào)在 同 一通信信道上在不同小區(qū)內(nèi)并發(fā)發(fā)射時(shí)，此類并發(fā)發(fā)射的信號(hào)有時(shí)會(huì)相互干擾；此類干擾稱為同信道干擾。同信道干擾使得檢測(cè)在 接收站接收的所需信號(hào)變得更加困難。如果同信道干擾電平大，則 信號(hào)檢測(cè)的質(zhì)量可能不足。接收利用數(shù)字通信技術(shù)生成的通信信號(hào)的接收站有時(shí)包括均衡器 電路，以便于在接收站接收的通信信號(hào)信息內(nèi)容的信號(hào)檢測(cè)。 一般 情況下，形成通信信號(hào)一部分的訓(xùn)練序列由均衡器用于便于檢測(cè)在 接收站接收的所需信號(hào)的信息內(nèi)容。在接收站接收的接收信號(hào)形成所需信號(hào)分量，并且也形成干擾信 號(hào)分量時(shí)，均衡器可構(gòu)建為聯(lián)合檢測(cè)所需信號(hào)分量和干擾信號(hào)分量。 然而，在此類均衡器中，與所需信號(hào)分量和干擾信號(hào)分量均相關(guān)聯(lián) 的訓(xùn)練序列一般均必須已知。雖然與所需信號(hào)分量相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序 列一般為接收站已知，但與至少形成干擾信號(hào)分量一部分的干擾信 號(hào)分量部分相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列不必且一般不為接收站所知。在不知 道干擾信號(hào)分量部分訓(xùn)練序列的情況下，現(xiàn)有接收站一般無法適當(dāng) 地檢測(cè)和抑制接收信號(hào)的此類干擾信號(hào)分量部分。因此，允許接收站更好地確定在接收站接收的接收信號(hào)干擾信號(hào) 分量部分的方式將是有利的。通過更好地檢測(cè)干擾信號(hào)分量部分， 此類干擾信號(hào)分量部分的抑制可更好地實(shí)現(xiàn)。因此，帶寬再用變得 更有效，從而增加了通信系統(tǒng)的通信容量。正是鑒于與數(shù)字接收機(jī)有關(guān)的這種背景信息，發(fā)展出了本發(fā)明的 重大改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容本文要求的發(fā)明是對(duì)與本申請(qǐng)共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利No. 5933768 的改進(jìn)；該專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文中。有利的是，本 發(fā)明提供了在利用訓(xùn)練序列進(jìn)行同步和信道估計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)的接收 機(jī)中進(jìn)行干擾抑制的設(shè)備和方法，其中干擾信道的訓(xùn)練序列與所需 信道的訓(xùn)練序列重疊使信道估計(jì)降級(jí)，干擾抑制通過以下步驟實(shí)現(xiàn) 生成所接收信號(hào)載波部分的信道估計(jì)；生成已從所接收信號(hào)去除載 波部分的殘余信號(hào)；生成干擾信道估計(jì)候選的噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)； 選擇協(xié)方差矩陣中具有最低能量的載波和干擾信道估計(jì)；以及顯式 生成所選干擾信道估計(jì)。該方法可在無線電接收機(jī)中實(shí)施，特別是 在改進(jìn)的估計(jì)器電路內(nèi)以便于無線電信號(hào)的處理。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括選擇殘余信號(hào)中具有最低能量的 載波信道估計(jì)的步驟，該步驟可在生成殘余信號(hào)的步驟后且在生成 噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)的步驟前執(zhí)行。該方法還包括精煉載波信道估計(jì)的步驟。在此類實(shí)施例中，精煉 載波信道估計(jì)的過程包括以下步驟生成已去除干擾部分的殘余信 號(hào)；生成殘余信號(hào)載波部分的信道估計(jì)；生成已去除載波和干擾部 分的殘余信號(hào)；選擇殘余信號(hào)中具有最低能量的載波信道估計(jì)。精 煉載波信道估計(jì)步驟可在顯式生成所選干擾信道估計(jì)步驟后執(zhí)行。從下面簡(jiǎn)要概述的附圖、下面本發(fā)明目前優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明 和所附權(quán)利要求書中，可得到本發(fā)明及其范圍的更完整理解。


圖1示出有時(shí)用于分配可在蜂窩通信系統(tǒng)中使用的信道的4:12
小區(qū)再用模式；圖2示出一種小區(qū)再用模式，類似于圖1所示模式，但為1:3信道再用模式；圖3示出在通信系統(tǒng)的發(fā)送站與接收站之間發(fā)射的比特格式化成 的突發(fā)的示范幀結(jié)構(gòu)；圖4示出具有在其上同信道干擾信號(hào)分量與所需信號(hào)分量一起在 接收站接收的通信信道的通信信系統(tǒng)模型的功能方框圖；圖5示出實(shí)施本發(fā)明并形成圖4所示接收站一部分的設(shè)備的功能 方框圖；圖6示出實(shí)施本發(fā)明并形成圖4所示接收站一部分的設(shè)備的另一 功能方框圖；圖7示出用于確定與所接收信號(hào)干擾分量部分相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列 值的現(xiàn)有技術(shù)方法流程圖；以及圖8A、 8B和8C示出根據(jù)本發(fā)明原理的示范方法。
具體實(shí)施方式
先參照?qǐng)D1， 一般顯示為10的示范網(wǎng)格模式示出了在示范蜂窩 通信系統(tǒng)中定義的信道分配模式。網(wǎng)格模式以圖示方式示出在系統(tǒng) 所包圍的整個(gè)地理區(qū)域內(nèi)再用信道群組的方式。六邊形小區(qū)12由無線電基站14定義。 一般情況下，六邊形模式 僅用于小區(qū)規(guī)劃目的，并且要理解的是，基站和天線站點(diǎn)提供的實(shí) 際覆蓋范圍一般不是六邊形。無線電基站14形成蜂窩通信系統(tǒng)的部 分蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。在圖1所示的網(wǎng)才各模式10中，每個(gè)無線電基站14定義3個(gè)小區(qū) 12。 一般而言，位于小區(qū)12之一中的移動(dòng)終端(未示出)從和向無線 電基站14收發(fā)通信信號(hào)，而無線電基站14定義移動(dòng)終端所處的小 區(qū)。由于即使在移動(dòng)終端通過連續(xù)幾個(gè)小區(qū)12時(shí)，與移動(dòng)終端的持 續(xù)通信也是可能的，因此利用^^窩通信系統(tǒng)是有利的。在定義連續(xù)
幾個(gè)小區(qū)12的無線電基站14之間的通信"切換"允許此類持續(xù)通信， 都不會(huì)出現(xiàn)正在進(jìn)行通信的明顯中斷。如上所述，蜂窩通信系統(tǒng)由于能夠再用分配給通信系統(tǒng)的帶寬中 定義的信道而帶來了重大優(yōu)勢(shì)。不同的信道群組分配在不同小區(qū)12 使用。此外，此類信道分配在連續(xù)的小區(qū)群組中重復(fù)。雖然一般情 況下，相鄰小區(qū)12的信道分配不同，^f旦信道分配在連續(xù)的小區(qū)群組 上會(huì)重復(fù)。圖1所示的網(wǎng)祐4莫式10有時(shí)稱為"4:12，，方案。在此類方案中，分 配給蜂窩通信系統(tǒng)的信道分成十二個(gè)信道群組。這些群組在圖中標(biāo) 示為Al、 A2、 A3、 Bl、 B2、 B3、 Cl、 C2、 C3、 Dl、 D2及D3。 在整個(gè)模式10內(nèi)定義了諸如由圖中以粗體輪廓線所示群組22等十 二個(gè)小區(qū)的群組。分配給十二個(gè)小區(qū)群組中每個(gè)小區(qū)的信道被分配 了不同的信道集合，并且位置相鄰的小區(qū)未分配有相同的信道。在 位置相鄰小區(qū)中生成的信號(hào)之間的干擾因此減少了 。也如前面所述一樣，要增加蜂窩通信系統(tǒng)的容量，可更頻繁地再 用小區(qū)，但并發(fā)生成的通信信號(hào)的干擾更可能發(fā)生的可能性會(huì)增大。圖2示出一般示為30,說明另一信道分配模式的另一示范網(wǎng)格 模式。模式30有時(shí)稱為"1:3，，方案。類似于圖1所示的布置，無線電 基站14定義了六邊形小區(qū)12。每個(gè)基站14定義三個(gè)小區(qū)12，方式 類似于圖1示圖中基站14定義小區(qū)12的方式。在1:3方案中，分配給蜂窩通信系統(tǒng)的帶寬信道分成三個(gè)群組。 在此類方案中，分配給通信系統(tǒng)的信道分成三個(gè)信道群組。這些群 組在圖中標(biāo)示為A、 B和C。在整個(gè)網(wǎng)格模式30內(nèi)形成了諸如由粗 體輪廓線所示的群組42等三個(gè)小區(qū)的群組。群組42的每個(gè)小區(qū)定 義有三個(gè)已分配信道集合中的一個(gè)不同集合。同樣地，信道集合分 配的方式為使得相鄰小區(qū)不會(huì)分配有相同的頻率信道集合。由于已分配信道被分成三個(gè)信道集合而不是十二個(gè)信道集合，因 此，在任一特定小區(qū)可供發(fā)射通信信號(hào)的信道成倍增加。也就是說，可能實(shí)現(xiàn)多達(dá)四倍的通信容量增加。然而，與圖1所示4:12方案的 再用模式相比，再用相同信道集合的小區(qū)之間的間隔距離縮短了 。因此，在利用1:3方案而不是4:12方案的蜂窩通信系統(tǒng)中，由于 同信道干擾而產(chǎn)生的通信質(zhì)量降級(jí)可能具有更大意義。如果在利用l:3通信方案時(shí)，增加的同信道干擾電平嚴(yán)重干擾了通信，則利用1:3通 信方案允許的通信容量增加的益處可能由增加的同信道干擾電平而 被抵消。實(shí)際上，嚴(yán)重時(shí)，同信道干擾電平可能嚴(yán)重降級(jí)通信的質(zhì) 量，完全排除了 l:3分配方案增加通信容量的可能性。本發(fā)明實(shí)施例的操作提供了 一種在接收站識(shí)別同信道干擾信號(hào)由 此允許更好地抑制此類干擾信號(hào)的方式。圖3示出一個(gè)突發(fā)50，示范說明了在示范蜂窩通信系統(tǒng)中通信 信號(hào)的數(shù)據(jù)比特格式化成的突發(fā)。突發(fā)50表示在GSM蜂窩通信系 統(tǒng)的發(fā)射機(jī)設(shè)備操作期間格式化的突發(fā)。可格式化通信信號(hào)的其它 方式可以類似地表示。如圖所示，突發(fā)50包括兩個(gè)數(shù)據(jù)字段52,每個(gè)為五十七比特長(zhǎng)。 二十六比特長(zhǎng)的訓(xùn)練序列54位于兩個(gè)數(shù)據(jù)字段52之間。三個(gè)比特 長(zhǎng)的尾部56形成于突發(fā)50的相對(duì)端。尾部56的比特值為零值。形 成數(shù)據(jù)字l殳52的比特包含語音或其它類型的源信息或信令信息。位 于數(shù)據(jù)字段52與訓(xùn)練序列54之間的單比特長(zhǎng)標(biāo)記58具有指示形成 字段52的信息類型的值。連續(xù)的突發(fā)或由此格式化的"幀"在諸如圖 1和圖2所示的無線電基站14與移動(dòng)終端等發(fā)站站與接收站之間傳 遞，以在其間傳遞信息。圖4示出一般示為70的示范通信系統(tǒng)，表示具有諸如圖2所示 網(wǎng)格模式30表示的小區(qū)再用規(guī)劃的蜂窩通信系統(tǒng)。在所示系統(tǒng)70 中，所需信號(hào)發(fā)射站72生成在通信信道74上發(fā)射到接收站76的發(fā) 射信號(hào)。所需信號(hào)發(fā)射站72例如表示圖2所示的無線電基站14,其 生成下行鏈路信號(hào)以便傳輸?shù)嚼绱颂幈硎緸榻邮照?6的移動(dòng)終 端。在移動(dòng)終端可操作以向無線電基站發(fā)射上行鏈路信號(hào)時(shí)，站72 可轉(zhuǎn)為表示移動(dòng)終端。附加的發(fā)射站78表示生成干擾信號(hào)的發(fā)射站，干擾信號(hào)干擾發(fā) 射站72生成的所需信號(hào)。圖中示出K個(gè)干擾信號(hào)發(fā)射站78。每個(gè) 此類發(fā)射站78在通信信道74上發(fā)射干擾信號(hào)，并且這些干擾信號(hào) 由接收站76接收。此類發(fā)射站78例如表示在發(fā)射站72發(fā)射信號(hào)所 用的同一信道上生成信號(hào)由此形成干擾發(fā)射站72生成的所需信號(hào)的 同信道干擾信號(hào)的無線電基站。發(fā)射站72和站78發(fā)射信號(hào)所用的信道82可由包含信道脈沖響 應(yīng)的離散時(shí)間信道濾波器建模。此類濾波器在模型中例如由多抽頭 FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器表示。圖中所示信道82表示發(fā)射信號(hào)所用 的信道，且此類信道由標(biāo)號(hào)h。、 h, . . . hk表示。每個(gè)信道82響應(yīng)于 信號(hào)發(fā)射到接收站76所用的路徑可能具有不同的特征?？傊l(fā)射 分別由發(fā)射站72和78生成的信號(hào)所用的信道82形成通信信道74。雖然接收站76打算只接收發(fā)射站72生成的所需信號(hào)，但接收站 76實(shí)際接收的接收信號(hào)是在不同信道82上發(fā)射的所有信號(hào)總和。此 類不同信號(hào)的總和在圖中表示為求和元件84。白高斯噪聲引起的附 加失真形成了總和信號(hào)的附加分量，而總和信號(hào)形成在接收站76接 收的接收信號(hào)。圖5示出在本發(fā)明的示范實(shí)施例中形成圖4所示接收站76 —部 分的設(shè)備85。設(shè)備85可操作以識(shí)別并可能抑制在接收站接收的接收 信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)干擾信號(hào)分量部分。雖然下面的示范實(shí)施例說明參照其中通常希望抑制干擾信號(hào)分量 部分的通信系統(tǒng)進(jìn)行了概括描迷，但在本發(fā)明例如可在CDMA通信 系統(tǒng)中操作的實(shí)施例中，所接收信號(hào)包含至少一個(gè)所需信號(hào)分量部 分和可能多個(gè)干擾信號(hào)分量部分。所接收信號(hào)在下變換器(未示出)執(zhí)行的下變換操作后通過線路87 施加到估計(jì)器86。估計(jì)器86可操作以估計(jì)發(fā)射接收信號(hào)的所需信號(hào) 分量部分和至少一個(gè)干擾信號(hào)分量部分所用的通信信道的信道脈沖
響應(yīng)。信道脈沖響應(yīng)例如可通過利用干擾信號(hào)分量部分的訓(xùn)練序列或其它序列進(jìn)行估計(jì)。估計(jì)器86在線路88上生成施加到干擾檢測(cè) 器89的信號(hào)。此信號(hào)通過作為例如檢測(cè)后所需信號(hào)分量部分的質(zhì)量 估計(jì)而形成所接收信號(hào)的質(zhì)量度量。對(duì)于估計(jì)器86估計(jì)的所需信號(hào) 分量和干擾信號(hào)分量部分的每個(gè)組合，生成一個(gè)單獨(dú)的質(zhì)量度量。由此，估計(jì)器86形成信號(hào)質(zhì)量確定器，其中在那里形成的信號(hào)是檢 測(cè)后所需信號(hào)分量的質(zhì)量指示。干擾才企測(cè)器89可操作以選擇性地抑 制接收信號(hào)的 一個(gè)或多個(gè)干擾信號(hào)分量部分。干擾抑制器例如可由 聯(lián)合檢測(cè)器、干擾消除器、多用戶檢測(cè)器或減法解調(diào)器形成。下面 將參照?qǐng)D6描述干擾抑制器由聯(lián)合檢測(cè)器形成的實(shí)施例。在線路88上生成信號(hào)的估計(jì)器86可操作以估計(jì)發(fā)射所需信號(hào)分 量和一個(gè)或多個(gè)干擾信號(hào)分量部分所用的信道的信道脈沖響應(yīng)。在 一個(gè)實(shí)施例中，通過利用允許估計(jì)信道脈沖響應(yīng)的序列器信號(hào)，諸 如干擾信號(hào)分量部分的訓(xùn)練序列，來確定信道脈沖響應(yīng)。圖6示出在本發(fā)明的示范實(shí)施例中形成圖4所示接收站76 —部 分的設(shè)備92。設(shè)備92可操作以確定在接收站接收的接收信號(hào)的一個(gè) 或多個(gè)干擾信號(hào)分量部分。通過確定接收信號(hào)中為干擾信號(hào)分量部 分的分量部分，此類分量部分可與所需信號(hào)分量一起聯(lián)合檢測(cè)，并 由此被抑制。所接收信號(hào)在下變換器(未示出)執(zhí)行的下變換操作后通過線路96 施加到估計(jì)器94。估計(jì)器94可操作以確定在線路96上生成的接收 信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)干擾信號(hào)分量部分的訓(xùn)練序列。估計(jì)器94包括信道估計(jì)器98。信道估計(jì)器可操作以估計(jì)發(fā)射接 收信號(hào)的所需信號(hào)分量和干擾信號(hào)分量部分所用的信道。也就是說， 信道估計(jì)器98可操作以估計(jì)圖4所示的信道82。此處通過線路102 示出信道估計(jì)器98提供有要由接收站接收的所需信號(hào)分量訓(xùn)練序列 的信息，而設(shè)備92形成了接收站的一部分。然而，與干擾信號(hào)分量部分相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列未知。只有可供通 信系統(tǒng)使用的訓(xùn)練序列集合已知。與干擾信號(hào)分量部分中各個(gè)部分相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列從此類集合中選擇。信道估計(jì)器98形成估計(jì)器94 的一部分，估計(jì)器94可操作以^是取與一個(gè)或多個(gè)干擾信號(hào)分量部分 相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列。信道估計(jì)器98估計(jì)信道群組，這些信道形成了所需信號(hào)分量與 關(guān)聯(lián)有每個(gè)可能訓(xùn)練序列的干擾信號(hào)分量部分一起發(fā)射所用的被估計(jì)信道。例如，通過聯(lián)合估計(jì)所需信號(hào)分量和至少一個(gè)干擾信號(hào)分量部 分，可對(duì)估計(jì)群組進(jìn)行估計(jì)。^f旦是，通過分別組合所需信號(hào)分量的 各個(gè)估計(jì)和干擾信號(hào)分量部分的估計(jì)，也可形成估計(jì)群組。在一個(gè)實(shí)施例中，基于使用以下等式計(jì)算的最小均方誤差估計(jì)， 得出信道估計(jì)fi:其中H表示Hermetian轉(zhuǎn)置，并且M是定義如下的矩陣AZ-[似o.似A/」 其中每個(gè)M.'、0，1…丄是通過以下方式包含用戶"'",(")，"e
的 訓(xùn)練序列的矩陣<formula>formula see original document page 14</formula>L是信道內(nèi)存，即，對(duì)于每個(gè)用戶，為信道脈沖響應(yīng)估計(jì)了 L+l個(gè)抽頭。N是訓(xùn)練序列的長(zhǎng)度。此外，rT是包含在訓(xùn)練序列期間的所接收信號(hào)的長(zhǎng)度為N-L的列向量。采用上述定義，iv可表示為/y = M + m'其中w是未檢測(cè)到的噪聲和干擾。同樣地，在數(shù)據(jù)序列期間的所接收信號(hào)可表示為
rw =￡)// + 、,'其中D是定義如下的矩陣其中每個(gè)D,', i=0,1，…，K是包含用戶W(")，"e[O，W-l]數(shù)據(jù)序列的矩陣， 定義如下<formula>formula see original document page 15</formula>訓(xùn)練序列期間的殘余干擾為 并且類似地對(duì)于數(shù)據(jù)序列訓(xùn)練序列的殘余干擾的預(yù)期值為其中C^是未檢測(cè)到的信號(hào)w的功率。對(duì)于數(shù)據(jù)序列，可進(jìn)行同樣的操作<formula>formula see original document page 15</formula>雖然所需信號(hào)分量的訓(xùn)練序列已知，但干擾信號(hào)分量部分的訓(xùn)練 序列必須確定。要確定干擾信號(hào)分量部分的訓(xùn)練序列，在假設(shè)干擾信號(hào)分量部分 具有特定訓(xùn)練序列的情況下執(zhí)行聯(lián)合信道估計(jì)。就是說，fi可計(jì)算得 出，其中M = [M。 M,]，并且M,擔(dān)任所有可能的訓(xùn)練序列。那么對(duì) 于所有信道估計(jì)，數(shù)據(jù)序列部分期間的殘余干擾值可計(jì)算得出。在 數(shù)據(jù)序列期間展示殘余干擾最低估計(jì)的干擾信號(hào)分量部分的訓(xùn)練序<formula>formula see original document page 16</formula> 列估計(jì)可選擇為對(duì)接收機(jī)性能具有最大降級(jí)影響的干擾信號(hào)分量。 在第二實(shí)施例中，不從下式估計(jì)聯(lián)合信道估計(jì)和將訓(xùn)練序列期間的殘余干擾計(jì)算為<formula>formula see original document page 16</formula> 而是可使用具有更低計(jì)算復(fù)雜性的信道估計(jì)算法來計(jì)算殘余干擾， 特別是要嘗試干擾訓(xùn)練序列的幾種假設(shè)時(shí)。在下面的等式中，由于 目標(biāo)定位于單個(gè)干擾信號(hào)，因此M-[M。M，]。 載波和干擾信道可直接使用下式估計(jì)<formula>formula see original document page 16</formula>然而，這要求載波和干擾標(biāo)準(zhǔn)等式的逆，其是一個(gè)(2L + 2) x (2L + 2) 矩陣。相反，載波的最小平方估計(jì)先計(jì)算，而不管干擾<formula>formula see original document page 16</formula> 和信道估計(jì)后的殘余信號(hào)<formula>formula see original document page 16</formula>隨后，重新估計(jì)載波，現(xiàn)在包括干擾<formula>formula see original document page 16</formula>并且隨后估計(jì)訓(xùn)練序列期間的殘余干擾<formula>formula see original document page 16</formula> 由于e。是載波最小平方估計(jì)后的殘余信號(hào)，因此MQHe。 =0,并且殘 余干擾表達(dá)式簡(jiǎn)化為<formula>formula see original document page 16</formula>其中W是以下分塊矩陣的逆的子矩陣<formula>formula see original document page 16</formula>在已確定干擾訓(xùn)練序列時(shí)，可通過先計(jì)算以下干擾信道估計(jì)而隨后得出載波和干擾信道估計(jì) <formula>formula see original document page 16</formula>
隨后，通過從所接收信號(hào)減去干擾并隨后使用最小平方估計(jì)而得出 載波信道估計(jì)<formula>formula see original document page 17</formula>聯(lián)合載波和干擾信道估計(jì)則為除了測(cè)試所有可能的訓(xùn)練序列外，也應(yīng)考慮不同的同步位置。這么 做的 一種方式是移位干擾訓(xùn)練序列符號(hào)，在訓(xùn)練序列外的位置插入 零。前面的計(jì)算對(duì)于所有可能的同步位置重復(fù)進(jìn)行以找出殘余干擾。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在此步驟中，在Rr的計(jì)算中可在連續(xù) 同步位置之間再用大量計(jì)算。上述計(jì)算基于單根接收天線的假設(shè)。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將 認(rèn)識(shí)到，對(duì)于多根天線的計(jì)算極其類似。變化是信號(hào)iv rD、 w和e。、 Wi及信道估計(jì)義j和fi變成矩陣，其中每列表示一根天線。殘余干 擾RT和RD變成協(xié)方差矩陣，并且在選擇使用哪個(gè)訓(xùn)練序列和同步位 置時(shí)，這些的決定因素應(yīng)考慮在內(nèi)。選擇器108通過線路112連接到殘余干擾估計(jì)器106。選擇器108 在 一 定程度上可搡作以選擇與最低電平殘余干擾值相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序 列，并在線路114上生成表示此類訓(xùn)練序列的信號(hào)。表示信道估計(jì) 的信號(hào)也在線^各114上生成。設(shè)備92還包括聯(lián)合檢測(cè)器118。聯(lián)合檢測(cè)器118被連接以接收 選擇器108選擇的訓(xùn)練序列和j言道估計(jì)的指示，并且還至少選擇性 地連接到提供接收信號(hào)的線路96。聯(lián)合檢測(cè)器108可操作以聯(lián)合檢 測(cè)具有已知訓(xùn)練序列的所需信號(hào)分量和與選擇器108選擇的一個(gè)或 多個(gè)訓(xùn)練序列相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)干擾信號(hào)分量部分。聯(lián)合檢測(cè)器 例如可通過常規(guī)方式利用維特比算法實(shí)現(xiàn)。通過聯(lián)合檢測(cè)所需信號(hào)分量部分和至少一個(gè)干擾信號(hào)分量部分，
由干擾信號(hào)分量部分引起的所需信號(hào)分量部分的降級(jí)可大大降低， 即，實(shí)現(xiàn)了從所需信號(hào)分量部分中抑制干擾信號(hào)分量部分。在所示實(shí)施例中，設(shè)備92還包括單信道檢測(cè)器128。并且，在 此類實(shí)施例中，信道估計(jì)器98還可操作以估計(jì)所需信號(hào)信道，在該 信道上接收信號(hào)的所需信號(hào)分量被估計(jì)以進(jìn)行發(fā)射，而完全不考慮 任何干擾信號(hào)分量部分。殘余干擾估計(jì)器106還可操作以計(jì)算此類被估計(jì)信道的殘余干 擾，并且選擇器108還可操作以在包括此類單信道估計(jì)的信道估計(jì) 當(dāng)中進(jìn)行選擇。如果選擇器108確定單信道估計(jì)展示最低電平的殘 余干擾，則選擇器108在線路134上生成控制開關(guān)元件136開關(guān)位 置的控制信號(hào)。備選地，開關(guān)元件136將線路136連接到聯(lián)合檢測(cè)器118或單信 道確定器128。在單信道估計(jì)的殘余干擾值為最低值時(shí)，選擇器108 使開關(guān)元件136定位為將線路96和檢測(cè)器128互聯(lián)。在另一信道估 計(jì)展示更低電平的殘余干擾時(shí)，選擇器108使開關(guān)元件136的開關(guān) 位置定位為將線路96與聯(lián)合檢測(cè)器118互聯(lián)。這樣，設(shè)備適當(dāng)?shù)芈?lián) 合或單個(gè)檢測(cè)接收信號(hào)。圖7示出用于確定與所接收信號(hào)干擾分量部分相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列 值的現(xiàn)有4支術(shù)方法200的流程圖。方法200可纟喿作以確定與接收信 號(hào)干擾分量部分相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列值。接收信號(hào)由所需信號(hào)分量和 至少一個(gè)干擾信號(hào)分量部分形成。首先，并且如方框202所示，響應(yīng)于接收信號(hào)的指示，生成信道 估計(jì)群組。信道估計(jì)是估計(jì)接收信號(hào)分量發(fā)射到接收機(jī)所用的信道。 隨后，并且如方框204所示，為每個(gè)信道估計(jì)群組生成殘余干擾值。 此外，并且如方框206所示，選擇展示殘余干擾最低值的信道估計(jì) 群組。此類殘余干擾電平指示干擾信號(hào)分量部分。與信道估計(jì)相關(guān) 聯(lián)的訓(xùn)練序列確定為訓(xùn)練序列的值?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖8A、 8B和8C,圖中所示為根據(jù)本發(fā)明原理的示范 方法，涉及在利用訓(xùn)練序列進(jìn)行同步和信道估計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)的無線 電接收機(jī)中的干擾抑制，其中干擾信道的訓(xùn)練序列與所需信道的訓(xùn) 練序列重疊使信道估計(jì)降級(jí)。在圖8A中，測(cè)試了載波和干擾信道估計(jì)的所有組合。方法包括 以下步驟生成所接收信號(hào)載波部分的信道估計(jì)(810);生成已從所 接收信號(hào)去除載波部分的殘余信號(hào)(820);生成干擾信道估計(jì)候選的 噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)(830);選擇協(xié)方差矩陣中具有最低能量的載波 和千擾信道估計(jì)(840);以及顯式生成所選干擾信道估計(jì)(850)。在圖8B中，只對(duì)所選載波信道估計(jì)測(cè)試干擾信道估計(jì)。方法還 包括選擇殘余信號(hào)中具有最低能量的載波信道估計(jì)的步驟(825)。在 圖8B所示實(shí)施例中，此步驟在生成殘余信號(hào)的步驟后且在生成噪聲 協(xié)方差矩陣估計(jì)的步驟前執(zhí)行。在圖8C所示的又一實(shí)施例中，通過精煉載波信道估計(jì)改進(jìn)了圖8B所示的方法。載波信道估計(jì)可通過以下步驟精煉生成已去除干擾部分的殘余信號(hào)(860);生成殘余信號(hào)載波部分的信道估計(jì)(870);生成已去除載波和干擾部分的殘余信號(hào)(880);以及選擇殘余信號(hào)中具有最低能量的載波信道估計(jì)(890)。在圖8C所示實(shí)施例中，這些步驟在顯式生成所選干擾信道估計(jì)的步驟后立即執(zhí)行。本發(fā)明實(shí)施例的操作允許檢測(cè)干擾信號(hào)分量部分，甚至在先前未 知與干擾信號(hào)分量部分相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練序列的情況下也可。在接收機(jī)接收的接收信號(hào)要進(jìn)行分析，以便先確定與干擾信號(hào)分量部分相關(guān) 聯(lián)的訓(xùn)練序列。此外，確定最佳地恢復(fù)所接收信號(hào)所需信號(hào)分量的 方式。選擇是通過聯(lián)合檢測(cè)還是通過只檢測(cè)接收信號(hào)的所需信號(hào)分 量來恢復(fù)所需信號(hào)分量。在諸如移動(dòng)終端的接收機(jī)部分或無線電基站的接收機(jī)部分等蜂窩 通信系統(tǒng)的接收站部分中實(shí)施時(shí)，便于更好地抑制同信道干擾。由 于同信道干擾能夠更好地得到抑制，因此在此系統(tǒng)中定義的信道可 以更有效的方式再用，如圖2中所示的1:3小區(qū)再用模式。 雖然本發(fā)明及其示范實(shí)施例在解釋時(shí)主要考慮TDMA通信系 統(tǒng)，但它同樣可在利用其它種類接入方案的通信系統(tǒng)中實(shí)施，如時(shí) 隙CDMA系統(tǒng)，其中每個(gè)時(shí)隙/頻率分到至少兩個(gè)業(yè)務(wù)信道中，例如， 至少兩個(gè)用戶。時(shí)隙/頻率內(nèi)的用戶間隔在此類情況下通過代碼分隔 實(shí)現(xiàn)，即，同一時(shí)隙/頻率的每個(gè)用戶分配有用戶特定的擴(kuò)頻碼。此 類情況下，所需信號(hào)分量易受同信道和小區(qū)內(nèi)干擾影響。如果本發(fā) 明實(shí)施例在例如此類系統(tǒng)中實(shí)施，則應(yīng)理解，至少對(duì)于希望4企測(cè)所 有分量的上行鏈路的情況，前面已稱作干擾信號(hào)分量部分實(shí)際上可 以為干擾信號(hào)和有用信號(hào)的任意混合。上述說明是實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選示例，并且本發(fā)明的范圍不應(yīng)一定 受此說明書限制。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書定義。
權(quán)利要求
1.一種在利用訓(xùn)練序列進(jìn)行同步和信道估計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)中進(jìn)行干擾抑制的方法，其中干擾信道的所述訓(xùn)練序列與所需信道的所述訓(xùn)練序列重疊使信道估計(jì)降級(jí)，所述方法包括以下步驟生成所接收信號(hào)載波部分的信道估計(jì)；生成已從所接收信號(hào)去除所述載波部分的殘余信號(hào)；生成干擾信道估計(jì)候選的噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)；選擇所述協(xié)方差矩陣中具有最低能量的載波和干擾信道估計(jì)；及顯式生成所選干擾信道估計(jì)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括選擇所述殘余信號(hào)中具有 最低能量的載波信道估計(jì)的步驟。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中選擇所述殘余信號(hào)中具有最 低能量的載波信道估計(jì)的所述步驟在生成殘余信號(hào)的所述步驟之后 并在生成噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)的所述步驟之前執(zhí)行。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，還包括精煉所述載波信道估計(jì)的 步驟。
5. 如權(quán)利要求4所迷的方法，其中精煉所述載波信道估計(jì)的所 述步驟包括以下步驟生成已去除所述干擾部分的殘余信號(hào)； 生成所述殘余信號(hào)的所述載波部分的信道估計(jì)； 生成已去除所述載波和干擾部分的殘余信號(hào)；以及 選擇所述殘余信號(hào)中具有最低能量的所述載波信道估計(jì)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中精煉所述載波信道估計(jì)的所 述步驟在顯式生成所選干擾信道估計(jì)的所述步驟之后執(zhí)行。
7. —種在利用訓(xùn)練序列進(jìn)行同步和信道估計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)的接收 機(jī)中進(jìn)行干擾抑制的設(shè)備，其中干擾信道的所述訓(xùn)練序列與所需信 道的所述訓(xùn)練序列重疊使信道估計(jì)降級(jí)，所述設(shè)備包括 用于生成所接收信號(hào)載波部分的信道估計(jì)的部件； 用于生成已從所接收信號(hào)去除所述載波部分的殘余信號(hào)的部件； 用于生成干擾信道估計(jì)候選的噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)的部件； 用于選擇所述協(xié)方差矩陣中具有最低能量的載波和干擾信道估計(jì) 的部件；以及用于顯式生成所選干擾信道估計(jì)的部件。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，還包括用于選擇所述殘余信號(hào)中 具有最低能量的所述載波信道估計(jì)的部件。
9. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，還包括用于精煉所述載波信道估 計(jì)的部件。
10. 如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中用于精煉所述載波信道估計(jì) 的所述部件包括用于生成已去除所述干擾部分的殘余信號(hào)的部件；用于生成所述殘余信號(hào)的所述載波部分的信道估計(jì)的部件；用于生成已去除所述載波和干擾部分的殘余信號(hào)的部件；以及用于選擇所述殘余信號(hào)中具有最低能量的所述載波信道估計(jì)的部件。
11. 一種在可操作以接收無線電信號(hào)的無線電接收機(jī)中便于所述無線電信號(hào)處理的改進(jìn)估計(jì)器電路，所接收信號(hào)由所需信號(hào)分量部 分和至少一個(gè)干擾信號(hào)分量部分組成，所述估計(jì)器電路包括處理電路，所述處理電^各可才喿作以生成所述所接收信號(hào)載波部分的信道估計(jì)； 生成已從所接收信號(hào)去除所述載波部分的殘余信號(hào)； 生成干擾信道估計(jì)候選的噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)； 選擇所述協(xié)方差矩陣中具有最低能量的載波和干擾信道估 計(jì)；以及顯式生成所選干擾信道估計(jì)。
12. 如權(quán)利要求11所述的估計(jì)器電路，其中所述處理電路還可 操作以選擇所述殘余信號(hào)中具有最低能量的所述載波信道估計(jì)。
13. 如權(quán)利要求12所述的估計(jì)器電路，其中所述處理電路在生成所述殘余信號(hào)之后并在生成所述噪聲協(xié)方差矩陣估計(jì)之前選擇所 述殘余信號(hào)中具有最低能量的所述載波信道估計(jì)。
14. 如權(quán)利要求12所述的估計(jì)器電路，其中所述處理電路還可 操作以精煉所述載波信道估計(jì)。
15. 如權(quán)利要求14所述的估計(jì)器電路，其中所述處理電路通過 以下步驟精煉所述載波信道估計(jì)生成已去除所述干擾部分的殘余信號(hào)； 生成所述殘余信號(hào)的所述載波部分的信道估計(jì)； 生成已去除所述載波和干擾部分的殘余信號(hào)；以及 選擇所述殘余信號(hào)中具有最低能量的所述載波信道估計(jì)。
16. 如權(quán)利要求15所述的估計(jì)器電路，其中所述處理電路在顯 式生成所選干擾信道估計(jì)之后4青煉所述載波信道估計(jì)。
全文摘要
公開了在利用訓(xùn)練序列進(jìn)行同步和信道估計(jì)的無線網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)中的干擾抑制，其中干擾信道的訓(xùn)練序列與所需信道的訓(xùn)練序列重疊使信道估計(jì)降級(jí)，干擾抑制通過以下步驟實(shí)現(xiàn)生成所接收信號(hào)載波部分的信道估計(jì)；生成已從所接收信號(hào)去除載波部分的殘余信號(hào)；生成干擾信道估計(jì)候選的協(xié)方差矩陣估計(jì)；選擇協(xié)方差矩陣中具有最低能量的載波和干擾信道估計(jì)；以及顯式生成所選干擾信道估計(jì)。
文檔編號(hào)H04B1/10GK101156323SQ200680011236
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
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