專利名稱：接收裝置以及移動(dòng)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收裝置以及移動(dòng)通信系統(tǒng)，特別涉及通過(guò)多個(gè)接收天線 接收單載波信號(hào)的接收裝置以及移動(dòng)通信系統(tǒng)。
另外，作為本申請(qǐng)的基礎(chǔ)申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2007-010977號(hào)的內(nèi)容 通過(guò)該申請(qǐng)?zhí)柕墓_(kāi)而被寫(xiě)入本申請(qǐng)中。
背景技術(shù)：
在下一代移動(dòng)通信的上行鏈路無(wú)線方式中，為了擴(kuò)大通信區(qū)域需要在 終端實(shí)現(xiàn)較高的發(fā)送功率效率，峰值功率和平均功率之比(PAPR: Peak to Average Power Ratio )低的單載波(SC: Single-Carrier)方式最有優(yōu) 勢(shì)。另外，在下一代移動(dòng)通信中，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸是重要的，當(dāng)使用 SC信號(hào)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，存在基于多路徑的符號(hào)間干擾(多路徑干 擾)的問(wèn)題。在簡(jiǎn)單地抑制該多路徑干擾的方法中有線性均衡的方法，人 們研究了通過(guò)頻域的信號(hào)處理進(jìn)行均衡處理并能夠大幅削減運(yùn)算處理量的 頻域均衡。另外，為了提高接收質(zhì)量，下述方法是有效的通過(guò)多個(gè)接收 天線接收SC信號(hào)，對(duì)各個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡并進(jìn)行天線分集(diversity) 合成。
在頻域均衡中， 一般使用導(dǎo)頻信號(hào)估計(jì)頻域的信道增益并計(jì)算均衡權(quán) 重。圖1示出使用頻域均衡時(shí)的無(wú)線幀格式的一個(gè)示例。無(wú)線幀信號(hào)具有 多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)或者數(shù)據(jù)信號(hào)的塊，在圖1中，前頭有導(dǎo)頻信號(hào)塊，之后多 個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)塊連續(xù)構(gòu)成。在各塊的前頭，在離散傅立葉變換(DFT: Discrete Fourier Transform)處理時(shí)為了避開(kāi)來(lái)自前塊的干擾而附加循環(huán)前 綴(CP: Cyclic Prefix) P通過(guò)將各塊的最后部數(shù)據(jù)復(fù)制到最前部來(lái)生成 CP。
圖2表示現(xiàn)有的接收裝置的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的接收裝置是通過(guò)N根接收天線接收SC信號(hào)(N是2以上的整數(shù))并通過(guò)頻域的信號(hào)處理來(lái)進(jìn)行多路
徑均衡和天線分集合成的接收裝置，包括接收天線101-1 N、 CP去除部 102-1 N、 DFT部103-1 N、接收濾波器104-1 N、信道估計(jì)部105、 噪聲功率估計(jì)部106、權(quán)重計(jì)算部107、均衡部108、離散傅立葉逆變換 (IDFT: Inverse Discrete Fourier Transform )部109 。
接收天線101-l N分別與CP去除部102-l N連接。CP去除部102-1 N還分別與DFT部103-l N連接。DFT部103-1 N還分別與接收濾 波器104-l N連接。接收濾波器104-l N還與信道估計(jì)部105、噪聲功 率估計(jì)部106、以及均衡部108連接。信道估計(jì)部105還與噪聲功率估計(jì) 部106和權(quán)重計(jì)算部107連接。噪聲功率估計(jì)部106還與權(quán)重計(jì)算部107 連接。權(quán)重計(jì)算部107還與均衡部108連接。均衡部108還與IDFT部109 連接。
接收天線101-l N分別接收SC信號(hào)。CP去除部102-l N輸入各個(gè) 天線的接收信號(hào)，并去除.與CP相當(dāng)?shù)牟糠值男盘?hào)。DFT部103-l N接收 由CP去除部102-1 N去除了 CP的接收信號(hào)，進(jìn)行Ndft點(diǎn)(Ndft是2以 上的整數(shù))離散傅立葉變換(DFT)，并輸出變換到頻域的接收信號(hào)。接 收濾波器104-1 N在頻域進(jìn)行接收信號(hào)的頻帶限制并進(jìn)行用戶分離和噪 聲抑制。在接收濾波器104-1 N中通常使用升余弦滾降濾波器(raised cosine roll-off filter,包括滾降率為0)。在圖2的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)頻域的信 號(hào)處理進(jìn)行接收信號(hào)的濾波，但是接收信號(hào)的濾波也可以在DFT部103-1 N之前通過(guò)時(shí)域的信號(hào)處理來(lái)進(jìn)行。
信道估計(jì)部105通過(guò)在頻域中導(dǎo)頻接收信號(hào)和導(dǎo)頻參考信號(hào)的相關(guān)處 理來(lái)估計(jì)期望的用戶信號(hào)的信道增益。圖3是表示信道估計(jì)部105的結(jié)構(gòu) 例的框圖。信道估計(jì)部1。5包括DFT部111、收發(fā)濾波器112、導(dǎo)頻參考 信號(hào)生成部U3、相關(guān)計(jì)算部114、以及噪聲抑制部115。
DFT部111與收發(fā)濾波器112連接。收發(fā)濾波器112還與導(dǎo)頻參考信 號(hào)生成部113連接。導(dǎo)頻參考信號(hào)生成部113還與相關(guān)計(jì)算部114連接。 相關(guān)計(jì)算部114還與噪聲、抑制部115連接。
DFT部111對(duì)希望的用戶的導(dǎo)頻碼進(jìn)行離散傅立葉變換并變換為頻域的信號(hào)。收發(fā)濾波器112將導(dǎo)頻碼的頻域信號(hào)通知給收發(fā)濾波器。在滾降
率為0的情況不需要收發(fā)濾波器112。導(dǎo)頻參考信號(hào)生成部113使用收發(fā) 濾波器112的輸出來(lái)生成在與導(dǎo)頻接收信號(hào)的相關(guān)計(jì)算中使用的導(dǎo)頻參考 信號(hào)。在導(dǎo)頻參考信號(hào)生成部113中使用完全取消導(dǎo)頻接收信號(hào)的碼特性 的迫零法(ZF: Zero Forcing)、抑制相關(guān)計(jì)算中的噪聲增強(qiáng)的最小均方 誤差法 (MMSE : Minimum Mean Squared Error )、 或剪裁法
(clipping)。用下式表示使用ZF時(shí)的子載波k的導(dǎo)頻參考信號(hào)X (k)
(l《k《NDFT)。
爛=^^…(i)
這里，C (k)表示收發(fā)濾波器112的輸出的導(dǎo)頻碼特性、角標(biāo)*表示
復(fù)數(shù)共軛。DFT部111、收發(fā)濾波器112、導(dǎo)頻參考信號(hào)生成部113的處
理在與希望的用戶進(jìn)行通信之前只進(jìn)行一次即可。另外，也可考慮以下方
法預(yù)先計(jì)算多個(gè)導(dǎo)頻參考信號(hào)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，根據(jù)用戶來(lái)選擇導(dǎo)頻
參考信號(hào)。相關(guān)計(jì)算部114通過(guò)頻域的導(dǎo)頻接收信號(hào)和導(dǎo)頻參考信號(hào)的相
關(guān)計(jì)算來(lái)估計(jì)信道增益。子載波k的信道估計(jì)值向量H (k) (1《k《
NDFT)通過(guò)下式來(lái)計(jì)算。
雄)-X(A:)尸(A:)…(2)
這里，P (k)表示接收濾波器104-l N的輸出的導(dǎo)頻接收信號(hào)向 量。噪聲抑制部115抑制相關(guān)計(jì)算部114的輸出的信道估計(jì)值中的噪聲并 改善信道估計(jì)值的精度。在噪聲抑制部115的具體的動(dòng)作方法中包括使鄰 接的子載波平均移動(dòng)的方法或通過(guò)一次IDFT將信道估計(jì)值變換到時(shí)域并 在去除噪聲路徑后通過(guò)D'FT返回到頻域的方法等。
噪聲功率估計(jì)部106在頻域中根據(jù)導(dǎo)頻接收信號(hào)和希望的用戶信號(hào)的 信道估計(jì)值來(lái)估計(jì)噪聲功率。圖4是噪聲功率估計(jì)部106的結(jié)構(gòu)圖。噪聲 功率估計(jì)部106包括DFT部121、收發(fā)濾波器122、導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品 (replica)生成部123、碌法運(yùn)算部124、噪聲功率計(jì)算部125、以及子載 波平均部126。
DFT部121與收發(fā)濾波器122連接。收發(fā)濾波器122還與導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品生成部123連接。導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品生成部123還與減法運(yùn)算部124連 接。減法運(yùn)算部124還與噪聲功率計(jì)算部125連接。噪聲功率計(jì)算部125 還與子載波平均部126連接。
DFT部121對(duì)希望的用戶的導(dǎo)頻碼進(jìn)行離散傅立葉變換并變換為頻域 的信號(hào)。收發(fā)濾波器122用于對(duì)導(dǎo)頻碼的頻域的信號(hào)進(jìn)行收發(fā)濾波。在滾 降率為0的情況下不需要收發(fā)濾波器122。 DFT部121、收發(fā)濾波器122 的處理僅在與希望的用戶進(jìn)行通信之前進(jìn)行一次即可。另外，也可考慮以 下方法預(yù)先計(jì)算多個(gè)濾波器輸出信號(hào)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并根據(jù)用戶來(lái) 選擇濾波器輸出信號(hào)。導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品生成部123對(duì)收發(fā)濾波器122的輸 出和信道估計(jì)值進(jìn)行乘法運(yùn)算并生成導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品。減法運(yùn)算部124從 頻域的導(dǎo)頻接收信號(hào)中減去導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品。噪聲功率計(jì)算部125計(jì)算減 法運(yùn)算部124的輸出的功率。子載波平均部126遍布子載波對(duì)噪聲功率進(jìn) 行平均。 一般由于噪聲譜是白色，因此將所有子載波數(shù)Ndft的噪聲功率的 總和用與接收濾波器的噪聲頻帶相當(dāng)?shù)淖虞d波數(shù)NNB (Nnb是2以上的整 數(shù))進(jìn)行平均。使用導(dǎo)潁接收信號(hào)向量P (k)、信道估計(jì)值向量H (k)、導(dǎo)頻碼特性C (k)、以及與接收濾波器的噪聲頻帶相當(dāng)?shù)淖虞d波 數(shù)Nwb，通過(guò)下式計(jì)算噪聲功率o2。
<formula>formula see original document page 13</formula>權(quán)重計(jì)算部107被供給希望的用戶信號(hào)的信道估計(jì)值和噪聲功率并計(jì) 算均衡權(quán)重。在權(quán)重計(jì)算部107中一般使用MMSE。子載波m中的 MMSE權(quán)重W (k) (l《k《NDFT)使用信道估計(jì)值向量H (k)和噪聲功 率02來(lái)通過(guò)下式來(lái)計(jì)算。
<formula>formula see original document page 13</formula>這里，角標(biāo)H表示厄米(hermite)共軛，I表示單位矩陣。均衡部 108接收通過(guò)權(quán)重計(jì)算部107計(jì)算的均衡權(quán)重以及通過(guò)接收濾波器104-1 N進(jìn)行頻帶限制的接收信號(hào)，按照每個(gè)子載波來(lái)對(duì)各個(gè)進(jìn)行相乘，由此在 頻域中進(jìn)行接收信號(hào)的多'路徑均衡和天線分集合成。當(dāng)將接收濾波器104-1 N的輸出的數(shù)據(jù)接收信號(hào)向量設(shè)為D (k) (l《k《NDFT)、將由權(quán)重
計(jì)算部107計(jì)算的權(quán)重設(shè)為W (k)時(shí)，通過(guò)下面式子表示均衡部108的
輸出的均衡信號(hào)Y (k) (l《k《NDFT)。 ,=嶺)肺)…(5)
IDFT部109接收作為均衡部108的輸出的頻域的均衡信號(hào)，并進(jìn)行 Njdft點(diǎn)(Nh)ft是2以上的整數(shù))的IDFT，變換為時(shí)域的信號(hào)，輸出解調(diào) 信號(hào)。
關(guān)于上述的頻域均衡在下述文件中也有討論。
D. D. Falconer, S. L: Ariyavisitakul， A. Benyamin-Seeyar, and B. Eidson, "Frequency Domain Equalization for Single-Carrier Broadband Wireless Systems", IEEE Commun. Mag., vil. 40， no. 4, pp.
如上所述，在現(xiàn)有的接收裝置中，通過(guò)多個(gè)接收天線接收SC信號(hào)， 并在頻域進(jìn)行多路徑均衡和天線分集合成，由此能在僅存在希望的用戶信 號(hào)的孤立小區(qū)環(huán)境中實(shí)規(guī)優(yōu)良的特性。但是，在如移動(dòng)通信系統(tǒng)的多小區(qū) 環(huán)境中存在與鄰接小區(qū)使用相同頻率信道的用戶，這些用戶的信號(hào)產(chǎn)生干 擾(其他小區(qū)干擾)。在現(xiàn)有的接收裝置中這些干擾被視為噪聲，雖然通 過(guò)MMSE進(jìn)行優(yōu)化，但是不能抑制其他小區(qū)干擾。因此，當(dāng)存在大的其他 小區(qū)干擾時(shí)，接收特性惡,化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種接收裝置，所述接收裝置在移動(dòng)通信系統(tǒng) 中通過(guò)多個(gè)接收天線接收SC信號(hào)并在頻域中同時(shí)進(jìn)行希望的用戶信號(hào)的 多路徑均衡以及對(duì)其他小區(qū)干擾的抑制。
本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)包括多個(gè)移動(dòng)臺(tái)和基站。這里，基站能夠通過(guò) SC (Single Carrier:單載波)方式與所述多個(gè)移動(dòng)臺(tái)同時(shí)進(jìn)行通信。
另外，基站包括第一接收裝置。這里，第一接收裝置用于與所述多個(gè) 移動(dòng)臺(tái)中希望的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行SIMO (Single Input Multiple Output,單輸入多 輸出)通信。 '
并且，第一接收裝置包括多個(gè)第一前級(jí)功能單元、第一信道估計(jì)單元、第一千擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元、以及第一后級(jí)功能單元。這里，所述多 個(gè)第一前級(jí)功能單元用于接收來(lái)自所述多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的SC信號(hào)，并輸出對(duì) 來(lái)自所述多個(gè)移動(dòng)臺(tái)中每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)進(jìn)行分離而得到的多個(gè)頻 域信號(hào)。第一信道估計(jì)單元用于針對(duì)多個(gè)頻域信號(hào)的每一個(gè)來(lái)估計(jì)信道增 益并將其輸出。第一干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元用于基于多個(gè)頻域信號(hào)和信道 增益的估計(jì)值來(lái)估計(jì)干擾相關(guān)矩陣并將其輸出。第一后級(jí)功能單元用于基 于信道增益的估計(jì)值和干^t相關(guān)矩陣的估計(jì)值來(lái)輸出解調(diào)信號(hào)。
本發(fā)明的移動(dòng)通信方法，包括以下步驟(a)基站使用第一接收方 法與希望的用戶移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行MIMO通信；以及(b)多個(gè)用戶移動(dòng)臺(tái)使用 單載波方式與基站同時(shí)進(jìn)行通信。這里，第一接收方法還包括以下步驟
(a-l) N根(N是2以上的整數(shù))接收天線接收單載波信；(a-2) DFT 單元將接收信號(hào)變換為頻域的信號(hào)；(a-3)信道估計(jì)單元使用導(dǎo)頻接收信 號(hào)估計(jì)所述希望的用戶信號(hào)的信道增益；(a-4)干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元根 據(jù)導(dǎo)頻接收信號(hào)和信道增益的估計(jì)值估計(jì)干擾相關(guān)矩陣；(a-5)權(quán)重計(jì)算 單元被輸入信道增益的估計(jì)值和干擾相關(guān)矩陣的估計(jì)值來(lái)計(jì)算均衡權(quán)重；
(a-6)均衡單元進(jìn)行希望的用戶信號(hào)的多路徑均衡和干擾抑制并輸出均衡 信號(hào)；以及(a-7) IDFT單元將均衡信號(hào)變換為時(shí)域信號(hào)。


圖1是表示使用頻域等時(shí)的無(wú)線幀格式的一個(gè)示例的圖2是表示現(xiàn)有的接.收裝置的框圖3是表示信道估計(jì)部5、 105的結(jié)構(gòu)例的框圖4是表示噪聲功率估計(jì)部106的結(jié)構(gòu)例的框圖5是表示本發(fā)明的接收裝置的實(shí)施例的框圖6是表示干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部6的結(jié)構(gòu)例的框圖7是表示本發(fā)明的接收裝置的框錯(cuò)誤率特性的圖8是表示使用了本發(fā)明的接收裝置的移動(dòng)通信系統(tǒng)的圖9是表示MIMO收發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖IO是表示本發(fā)明接收裝置的另一實(shí)施例的框圖；圖ll是說(shuō)明本發(fā)明的接收裝置的動(dòng)作的框圖12是表示使用本發(fā)明接收裝置的另一通信系統(tǒng)的圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，在下面說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的接收裝置和移動(dòng)通信系統(tǒng)的 的最佳方式。
(第一實(shí)施方式)
圖5是表示本發(fā)明的接收裝置的第一實(shí)施例的框圖。第一實(shí)施例涉及
一個(gè)發(fā)送天線多個(gè)接收天線(SIMO: Single Input Multiple Output,單輸入
多輸出)通信的接收裝置、。本發(fā)明的接收裝置是通過(guò)N根(N是2以上的 整數(shù))接收天線接收SC信號(hào)、并通過(guò)頻域的信號(hào)處理進(jìn)行多路徑均衡和 抑制其他小區(qū)干擾的接收裝置。本發(fā)明的接收裝置包括接收天線1-1 N、 CP去除部2-1 N、 DFT部3-1 N、接收濾波器4-l N、信道估計(jì)部 5、干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部6、權(quán)重計(jì)算部7、均衡部8、以及IDFT部9。
接收天線l-l N分別與CP去除部2-l N連接。CP去除部2-l N 還分別與DFT部3-l N連接。DFT部3-l N還分別與接收濾波器4-1 N連接。接收濾波器4-l N還與信道估計(jì)部5、干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部6、 以及均衡部8進(jìn)行連接。干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部6還與權(quán)重計(jì)算部7連接。 權(quán)重計(jì)算部7還與均衡部8連接。均衡部8還與IDFT部9連接。
本發(fā)明的接收裝置為了在頻域中同時(shí)進(jìn)行多路徑均衡和對(duì)其他小區(qū)干 擾的抑制，將在均衡權(quán)重計(jì)算中使用的相關(guān)矩陣分離為根據(jù)希望的用戶信 號(hào)的信道估計(jì)值求出的相關(guān)矩陣和從接收信號(hào)減去希望的用戶信號(hào)的復(fù)制 品而求出的干擾相關(guān)矩陣來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
接收天線l-l N分別接收SC信號(hào)。CP去除部2-l N輸入各個(gè)天線 的接收信號(hào)并去除與CP相當(dāng)?shù)牟糠值男盘?hào)。DFT部3-l N接收由CP去 除部2-l N去除的接收信號(hào)，進(jìn)行Ndft點(diǎn)(Ndft是2以上的整數(shù))的離 散傅立葉變換，并輸出變換到頻域后的接收信號(hào)。接收濾波器4-l N在 頻域進(jìn)行接收信號(hào)的頻帶限制，并進(jìn)行用戶分離和噪聲抑制。作為接收濾 波器4-l N—般使用升余弦滾降濾波器(包括滾降率為0)，但是不需要局限于此。在圖5的結(jié)構(gòu)中，是通過(guò)頻域的信號(hào)處理來(lái)進(jìn)行接收信號(hào)的濾
波處理的，但是也能夠通^1在DFT部3-l N之前的時(shí)域的信號(hào)處理來(lái)進(jìn)行。
信道估計(jì)部5通過(guò)在頻域中導(dǎo)頻接收信號(hào)和導(dǎo)頻參考信號(hào)的相關(guān)處理 而估計(jì)希望的用戶信號(hào)的信道增益。信道估計(jì)部5包括DFT部111、收發(fā) 濾波器112、導(dǎo)頻參考信號(hào)生成部113、相關(guān)計(jì)算部114、以及噪聲抑制部 115。 DFT部111對(duì)希望的用戶的導(dǎo)頻碼進(jìn)行離散傅立葉變換，并變換為 頻域的信號(hào)。收發(fā)濾波器112將導(dǎo)頻碼的頻域的信號(hào)通知給收發(fā)濾波器。 在滾降率為0的情況下不需要收發(fā)濾波器112。導(dǎo)頻參考信號(hào)生成部113 使用收發(fā)濾波器112的輸出生成在與接收導(dǎo)頻信號(hào)的相關(guān)計(jì)算中使用的導(dǎo) 頻參考信號(hào)。在導(dǎo)頻參考信號(hào)生成部113中，優(yōu)選使用完全取消導(dǎo)頻接收 信號(hào)的碼特性的ZF法、抑制相關(guān)計(jì)算中的噪聲增強(qiáng)的MMSE法、或截取 法。通過(guò)(1)式計(jì)算使用ZF時(shí)的子載波k的導(dǎo)頻參考信號(hào)X (k) (l《 k《NDFT) 。 DFT部111、收發(fā)濾波器112、導(dǎo)頻參考信號(hào)生成部113的處 理只要在與希望的用戶進(jìn)行通信之前進(jìn)行一次即可。另外，也考慮有以下 方法預(yù)先計(jì)算多個(gè)導(dǎo)頻參考信號(hào)并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，根據(jù)用戶來(lái)選 擇導(dǎo)頻參考信號(hào)。相關(guān)計(jì)算部114通過(guò)頻域的導(dǎo)頻接收信號(hào)和導(dǎo)頻參考信 號(hào)的相關(guān)計(jì)算來(lái)估計(jì)信道增益。通過(guò)(2)式計(jì)算子載波k的信道估計(jì)值 向量H (k) (l《k《NDFT)。噪聲抑制部115抑制相關(guān)計(jì)算部114的輸出 的信道估計(jì)值中的噪聲并改善信道估計(jì)值的精度。在噪聲抑制部115中使 用對(duì)鄰接的子載波進(jìn)行移'動(dòng)平均的方法、或者通過(guò)一次離散傅立葉逆變換 將信道估計(jì)值變換到時(shí)域上并在去除噪聲路徑后通過(guò)離散傅立葉變換返回 到頻域的方法等。
圖6是表示干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部6的結(jié)構(gòu)例的圖。干擾相關(guān)矩陣估計(jì) 部6根據(jù)在頻域中導(dǎo)頻哮收信號(hào)和希望的用戶信號(hào)的信道估計(jì)值來(lái)估計(jì)干 擾相關(guān)矩陣。干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部6包括DFT部11、收發(fā)濾波器12、導(dǎo) 頻信號(hào)復(fù)制品生成部13、減法運(yùn)算部14、相關(guān)矩陣計(jì)算部15、以及子載 波平均部16。
DFT部11與收發(fā)濾波器12連接。收發(fā)濾波器12還與導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品號(hào)復(fù)制品生成部13還與減法運(yùn)算部14連接。減法 運(yùn)算部14還與相關(guān)矩陣計(jì)算部15連接。相關(guān)矩陣計(jì)算部15還與子載波平 均部16連接。
DFT部11將希望的用戶的導(dǎo)頻碼進(jìn)行離散傅立葉變換，并變換為頻 域的信號(hào)。收發(fā)濾波器12將導(dǎo)頻碼的頻域的信號(hào)通知給收發(fā)濾波器。在 滾降率為0的情況下不需要收發(fā)濾波器12。 DFT部11、收發(fā)濾波器12的 處理只要在與希望的用戶進(jìn)行通信之前進(jìn)行一次即可。另外，也考慮以下 方法預(yù)先計(jì)算出多個(gè)濾波器輸出信號(hào)并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，根據(jù)用戶 來(lái)選擇濾波器輸出信號(hào)。導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品生成部13將收發(fā)濾波器12的輸 出和信道估計(jì)值進(jìn)行乘法運(yùn)算并生成導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品。減法運(yùn)算部14從 頻域的導(dǎo)頻接收信號(hào)中減去導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品。相關(guān)矩陣計(jì)算部15計(jì)算減 法運(yùn)算部14的輸出的相關(guān)矩陣。子載波平均部16將相關(guān)矩陣的各個(gè)要素 遍布子載波進(jìn)行平均。為提高干擾相關(guān)矩陣的精度希望遍布多個(gè)子載波進(jìn) 行平均，但是由于干擾信號(hào)受到頻率選擇性衰落，因此當(dāng)越過(guò)相干 (coherent)頻帶而進(jìn)行子載波平均時(shí)，干擾抑制效果減少。因此，干擾 相關(guān)矩陣為了優(yōu)化特性而以大致與相干頻帶相當(dāng)?shù)淖虞d波數(shù)NCB (Ncb是2 以上的整數(shù))進(jìn)行平均。使用導(dǎo)頻接收信號(hào)向量P (k)、信道估計(jì)值向量 H (k)、導(dǎo)頻碼特性C (k)、與相干頻帶相當(dāng)?shù)淖虞d波數(shù)NcB通過(guò)下式 計(jì)算干擾相關(guān)矩陣& (k) (l《k《NDFT)。
4')-+ ，1VV(/)-琳(禍)-//(柳r…(6)
權(quán)重計(jì)算部7提供希望的用戶信號(hào)的信道估計(jì)值和干擾相關(guān)矩陣并計(jì)
算均衡權(quán)重。使用信道估計(jì)值向量H (k)、相關(guān)矩陣R (k)、以及相關(guān) 矩陣& (k)，通過(guò)下式計(jì)算子載波k中的MMSE權(quán)重W (k) (1《k《
<formula>formula see original document page 18</formula>均衡部8接收通過(guò)權(quán)重計(jì)算部7計(jì)算的均衡權(quán)重以及通過(guò)接收濾波器
4-l N進(jìn)行帶域限制的接收信號(hào)，并按照每個(gè)子載波來(lái)對(duì)各個(gè)進(jìn)行相乘， 由此在頻域進(jìn)行接收信號(hào)的均衡處理。通過(guò)式(5)計(jì)算均衡部8的輸出 的均衡信號(hào)Y (k) (l《k《NDFT) 。 IDFT部9接收作為均衡部8的輸出 的頻域的均衡信號(hào)，進(jìn)行Nrorr點(diǎn)(Nk^是2以上的整數(shù))的離散傅立葉 逆變換來(lái)變換為時(shí)域的信號(hào)，并輸出解調(diào)信號(hào)。
在本實(shí)施例的接收裝置中，在均衡權(quán)重計(jì)算中使用的相關(guān)矩陣被分離 為根據(jù)希望的用戶信號(hào)的信道估計(jì)值求出的相關(guān)矩陣以及從接收信號(hào)中減 去希望的用戶信號(hào)的復(fù)制品而求出的干擾相關(guān)矩陣來(lái)進(jìn)行計(jì)算。由此，由 于在頻域中同時(shí)進(jìn)行多路徑均衡和對(duì)其他小區(qū)干擾的抑制而實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的接 收特性。
圖7是表示本發(fā)明的接收裝置的塊錯(cuò)誤率特性的圖。在存在其他小區(qū) 干擾的情況下，通過(guò)使用本發(fā)明的接收裝置能夠降低所需比特能量與噪聲 干擾功率之比(Eb/ (NO+IO))。但是，在沒(méi)有其他小區(qū)干擾的情況下， 本發(fā)明的接收裝置與現(xiàn)有的接收裝置相比特性會(huì)稍稍惡化。這是由于與 干擾相關(guān)矩陣估計(jì)相比，噪聲功率估計(jì)將子載波平均數(shù)取得更大，精度 好。因此在能夠估計(jì)其他小區(qū)干擾的大小的情況下，可以使用以下方法
在均衡權(quán)重計(jì)算中根據(jù)其他小區(qū)干擾的大小來(lái)選擇干擾相關(guān)矩陣& (k) 和噪聲功率矩陣o21。
圖8是表示使用本實(shí)施例的接收裝置的移動(dòng)通信系統(tǒng)的圖。在移動(dòng)通 信系統(tǒng)的上行鏈路中，移動(dòng)臺(tái)1與基站1連接，并通過(guò)SC方式進(jìn)行一個(gè) 發(fā)送天線多個(gè)接收天線(SIMO: Single Input Multiple Output,單輸入多輸 出)通信。在基站1接收移動(dòng)臺(tái)1的信號(hào)時(shí)，與鄰接小區(qū)的基站2連接并 使用相同頻率信道進(jìn)行通信的移動(dòng)臺(tái)2的信號(hào)成為干擾。在基站1接收移 動(dòng)臺(tái)1的信號(hào)時(shí)，通過(guò)使用本實(shí)施例的接收裝置來(lái)同時(shí)進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)1的信 號(hào)的多路徑均衡和對(duì)移動(dòng)臺(tái)2的干擾的抑制。 一般在MMSE中，當(dāng)將基站 的接收天線數(shù)設(shè)為N時(shí)，'能夠抑制(N-l)個(gè)其他小區(qū)的移動(dòng)臺(tái)的干擾。 (第二實(shí)施方式)
接著，對(duì)本發(fā)明的接收裝置的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。第二實(shí)施方式涉及多個(gè)發(fā)送天線多個(gè)接收天線(MIMO: Multiple Input Multiple Output,
多輸入多輸出)通信的接收裝置。
圖9是表示MIMO收發(fā)系統(tǒng)的概要的圖。在將收發(fā)天線數(shù)設(shè)為M (M 是2以上的整數(shù))、將接收天線數(shù)設(shè)為N (N是2以上的整數(shù))的情況 下，MIMO收發(fā)系統(tǒng)在發(fā)送側(cè)具有發(fā)送裝置201和發(fā)送天線202-l 202 M，在接收側(cè)具有接收天線203-l 203-N和接收裝置204。從多個(gè)發(fā)送天 線202-l 202-M使用相同頻率發(fā)送不同的數(shù)據(jù)信號(hào)，并使用多個(gè)接收天 線203-l 203-N接收數(shù)據(jù)信號(hào)，由此能夠不增加頻帶寬度而與發(fā)送天線數(shù) 成比例地進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸。在接收裝置204中需要從由多個(gè)接收天線 203-l 203-N接收的信號(hào)分離出從多個(gè)發(fā)送天線202-l 202-M發(fā)送的各 個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)。作為MIMO信號(hào)分離方式，從電平大的發(fā)送天線信號(hào)依次去 除MMSE均衡和天線干擾復(fù)制品的MMSE-SIC(Successive Interference Canceller,串行干擾消除)方式運(yùn)算處理量少，用于優(yōu)化特性是有效的。
圖IO是表示本發(fā)明的接收裝置的第二實(shí)施方式的框圖。本發(fā)明的接收 裝置是如下接收裝置通過(guò)N根(N是2以上的整數(shù))接收天線接收從M 根(M是2以上的整數(shù))發(fā)送天線發(fā)送的SC-MIMO信號(hào)，通過(guò)頻域的信 號(hào)處理進(jìn)行MIMO信號(hào)分離，并進(jìn)行多路徑均衡和對(duì)其他小區(qū)干擾的抑 制，包括接收天線1-1 N、 DFT部21、信道/干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部22、天 線信號(hào)均衡部23-l M、天線干擾復(fù)制品再現(xiàn)部24-l (M-l)、以及減 法運(yùn)算部25-1 (M-l)。
接收天線l-l N與DFT部21連接。DFT部21還與信道/干擾相關(guān)矩 陣估計(jì)部22、天線信號(hào)均衡部23-l、以及減法運(yùn)算部25-1連接。信道/干 擾相關(guān)矩陣估計(jì)部22還與信號(hào)均衡部23-l M的各個(gè)連接。天線信號(hào)均 衡部23-1 (M-l)還分別與天線干擾復(fù)制品再現(xiàn)部24-1 (M-l)連 接。天線干擾復(fù)制品再現(xiàn)部24-1 (M-l)還分別與減法運(yùn)算部25-1 (M-l)連接。減法運(yùn)算部25-1 (M-2)還分別依次與減法運(yùn)算部25-2 (m-l)連接。減法運(yùn)算部25-1 (m-l)還與天線信號(hào)均衡部23-2 M連接。
本發(fā)明的接收裝置基于MMSE-SIC方式，由于通過(guò)天線干擾去除的逐次處理而依次減少在天線干擾去除后殘留的發(fā)送天線信號(hào)數(shù)M，，因此在 N〉M'的情況下得到其他小區(qū)干擾抑制效果。在本發(fā)明中，將在均衡權(quán)重 計(jì)算中使用的相關(guān)矩陣分離為根據(jù)在天線干擾去除后殘留的所有的發(fā)送天 線信號(hào)的信道估計(jì)值求出的相關(guān)矩陣以及從接收信號(hào)減去所有的發(fā)送天線 信號(hào)的復(fù)制品而求出的干擾相關(guān)矩陣來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
接收天線l-l N分別接收SC信號(hào)。DFT部21對(duì)接收天線l-l N的
接收信號(hào)進(jìn)行接收，迸行Ndft點(diǎn)(ndft為2以上的整數(shù))的離散傅立葉變
換，并輸出變換到頻域后的接收信號(hào)。信道/相關(guān)矩陣估計(jì)部22使用按照 每個(gè)發(fā)送天線而插入的導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)估計(jì)發(fā)送天線和接收天線之間的信道增 益，并從導(dǎo)頻接收信號(hào)中減去所有的發(fā)送天線信號(hào)的復(fù)制品來(lái)估計(jì)干擾相 關(guān)矩陣。天線信號(hào)均衡部23-l M通過(guò)從電平大的發(fā)送天線信號(hào)開(kāi)始依次 根據(jù)在天線干擾去除后殘留的所有發(fā)送天線信號(hào)的信道估計(jì)值和干擾相關(guān) 矩陣計(jì)算出的權(quán)重來(lái)在頻域中對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行均衡。天線干擾復(fù)制品再現(xiàn) 部24-1 (M-l)生成發(fā)送天線信號(hào)的干擾復(fù)制品。減法運(yùn)算部25-1 (M-l)從作為以前的發(fā)送天線信號(hào)的被進(jìn)行了減法運(yùn)算的輸出的DFT部 21的輸出(僅去除最初的干擾)或者減法運(yùn)算部25-1 (M-l)的輸出減 去天線干擾復(fù)制品。
參考圖11對(duì)本實(shí)施例的詳細(xì)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖11為了簡(jiǎn)單地進(jìn)行說(shuō) 明而示出了設(shè)為M=2的情況。本發(fā)明的接收裝置包括接收天線l-l N、 CP去除部2-l N、 DFT部3腸1 N、接收濾波器4-l N、信道估計(jì)部 31、干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部32、權(quán)重計(jì)算部33、均衡部34、 IDFT部35-1、 35-2、比特似然度計(jì)算部36-1、 36-2、解碼器37-1、 37-2、符號(hào)復(fù)制品生 成部38、 DFT部39、收發(fā)濾波器40、天線干擾復(fù)制品生成部41、減法運(yùn) 算部42。另外，為了方便，將權(quán)重計(jì)算部33、均衡部34、 IDFT部35-1、 35-2總稱為天線信號(hào)均衡部23-1 M。同樣地，將符號(hào)復(fù)制品生成部38、 DFT部39、收發(fā)濾波器40、天線干擾復(fù)制品生成部41總稱為天線干擾復(fù) 制品再現(xiàn)部24-1 (M-l)。
接收天線l-l N分別與CP去除部2-l N連接。CP去除部2-l N 還分別與DFT部3-l N連接。DFT部3-l M還分別與接收濾波器4-1 N連接。接收濾波器4-l N還分別與信道估計(jì)部31、干擾相關(guān)矩陣估計(jì) 部32、以及減法運(yùn)算部42連接。信道估計(jì)部31還與干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部 32和權(quán)重計(jì)算部33連接。干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部32還與權(quán)重計(jì)算部33連 接。權(quán)重計(jì)算部33還與均衡部34連接。均衡部34還與IDFT部35-1和 35-2連接。IDFT部35-1和35-2還分別與比特似然度計(jì)算部36-1和36-2 連接。比特似然度計(jì)算部36-1和36-2還分別與解碼器37-1和37-2連接。 解碼器37-2還分別與符號(hào)復(fù)制品生成部38連接。符號(hào)復(fù)制品生成部38還 與DFT部39連接。DFT部39還與收發(fā)濾波器40連接。收發(fā)濾波器40還 與天線干擾復(fù)制品生成部41連接。天線干擾復(fù)制品生成部41還與減法運(yùn) 算部42連接。減法運(yùn)算部42還與均衡部34連接。
接收天線l-l N分別接收SC信號(hào)。CP去除部2-l N輸出各個(gè)天線 的接收信號(hào)并去除與CP相當(dāng)?shù)牟糠值男盘?hào)。DFT部3-l N接收在CP去 除部2-l N去除了 CP的接收信號(hào)，進(jìn)行NDFT1點(diǎn)(NDFT1是2以上的整 數(shù))的離散傅立葉變換并輸出變換到頻域的接收信號(hào)。接收濾波器4-l N 在頻域進(jìn)行接收信號(hào)的頻帶限制并進(jìn)行用戶分離和噪聲抑制。在接收濾波 器4-l N中一般使用升余弦滾降濾波器(包括滾降率為O)，但是并不需 要限制于此。在圖11的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)頻域的信號(hào)處理進(jìn)行接收信號(hào)的濾 波，但是可以在DFT部3-1 N之前通過(guò)時(shí)域的信號(hào)處理進(jìn)行。
信道估計(jì)部31使用按照每個(gè)發(fā)送天線而插入的導(dǎo)頻信號(hào)在頻域通過(guò)導(dǎo) 頻接收信號(hào)和導(dǎo)頻參考信號(hào)的相關(guān)處理來(lái)估計(jì)發(fā)送天線和接收天線之間的 信道增益。信道估計(jì)部31的與各個(gè)發(fā)送天線信號(hào)對(duì)應(yīng)的部分的結(jié)構(gòu)與第 一實(shí)施例的信道估計(jì)部5相同。
干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部32在頻域中根據(jù)導(dǎo)頻接收信號(hào)和所有的發(fā)送天線 信號(hào)的信道估計(jì)值來(lái)估計(jì)干擾相關(guān)矩陣。干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部32的結(jié)構(gòu) 與第一實(shí)施例的干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部6大致相同，但是在從導(dǎo)頻接收信號(hào) 中減去所有的發(fā)送天線信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品的問(wèn)題上不同。使用導(dǎo)頻接 收信號(hào)向量P (k)、發(fā)送天線m的信道估計(jì)值向量Hm (k)、發(fā)送天線 m的導(dǎo)頻碼特性Cm (k)、與相干頻帶相當(dāng)?shù)淖虞d波數(shù)Ncb、發(fā)送天線數(shù) M通過(guò)下式計(jì)算干擾相關(guān)矩陣R！ (k) (l《k《NDFT)。<formula>formula see original document page 23</formula>
權(quán)重計(jì)算部33被提供在天線干擾去除后殘留的所有的發(fā)送天線信號(hào)的 信道估計(jì)值和干擾相關(guān)矩陣，并計(jì)算均衡權(quán)重。使用信道估計(jì)值向量Hm (k)、相關(guān)矩陣R (k)、干擾相關(guān)矩陣& (k)、以及發(fā)送天線信號(hào)數(shù) M'通過(guò)下式計(jì)算發(fā)送天線m的子載波k中的MMSE權(quán)重Wm (k) (l《k 《Ndft) 0
<formula>formula see original document page 23</formula>
這里，在N-M的情況下，并且在對(duì)MMSE-SIC方式的最初的發(fā)送天 線信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)(M'=M)，由于接收天線的自由度(干擾抑制能力) 不夠，因此不能期待其他小區(qū)千擾的抑制效果。因此，取代干擾相關(guān)矩陣 & (k)而通過(guò)使用子載波平均效果大的噪聲功率矩陣o21能夠改善特性。
在MMSE-SIC方式中，從電平大的發(fā)送天線信號(hào)開(kāi)始依次進(jìn)行解調(diào)處理。 在上述的發(fā)送天線信號(hào)的排序中，例如使用均衡后信道增益的平均值大 的。通過(guò)下式計(jì)算均衡后信道增益的平均值A(chǔ)ve (Hm)。
<formula>formula see original document page 23</formula>…(10)
在^/[=2中，當(dāng)排序的結(jié)果是發(fā)送天線2的電平為大的情況下，發(fā)送天 線1的均衡權(quán)重W, (k)在式(9)中設(shè)為M'=2來(lái)進(jìn)行計(jì)算。均衡部34 被提供發(fā)送天線2的均衡權(quán)重W2 (k)和接收濾波器4-l N的輸出的數(shù) 據(jù)接收信號(hào)向量D (k)，并按照每個(gè)子載波分別進(jìn)行相乘，由此在頻域 中進(jìn)行接收信號(hào)的多路徑均衡和天線分集合成。通過(guò)下式計(jì)算均衡部34 的輸出的均衡信號(hào)Y2 (k) (l《k《NDFT)。
IDFT部35-2接收頻域的均衡信號(hào)進(jìn)行N!dft點(diǎn)(&肌是2以上的整數(shù))的離散傅立葉逆變換，而變換為時(shí)域的信號(hào)并輸出發(fā)送天線2的解調(diào) 信號(hào)。
比特似然度計(jì)算部36-2按照每個(gè)被發(fā)送天線2的解調(diào)信號(hào)發(fā)送的比特 來(lái)計(jì)算似然度。解碼器37-2輸入比特似然度并進(jìn)行糾錯(cuò)解碼。在糾錯(cuò)碼中 使用turbo碼或巻積碼。符號(hào)復(fù)制品生成部38根據(jù)發(fā)送天線2的解碼信號(hào) 生成符號(hào)復(fù)制品。在符號(hào)復(fù)制品生成部38中使用生成硬判決符號(hào)復(fù)制品 的方法、生成硬判決符號(hào)復(fù)制品并與預(yù)定的復(fù)制品權(quán)重系數(shù)(1以下的常 量)進(jìn)行乘法運(yùn)算的方法、生成軟判決符號(hào)復(fù)制品的方法等。在這些中一 般優(yōu)選生成軟判決符號(hào)復(fù)制品的方法的特性是良好的。另外，也有進(jìn)行編 碼塊的錯(cuò)誤檢測(cè)并僅在沒(méi)有塊錯(cuò)誤的情況下生成硬判決符號(hào)復(fù)制品的方 法。DFT部39被提供由符號(hào)復(fù)制品生成部38生成的符號(hào)復(fù)制品，進(jìn)行 NDFT2 (Ndft2是2以上的整數(shù))點(diǎn)的離散傅立葉變換，來(lái)將符號(hào)復(fù)制品變 換為頻域的信號(hào)。收發(fā)濾波器40將符號(hào)復(fù)制品的頻域的信號(hào)通知給收發(fā) 濾波器。在滾降率為0的情況下為不需要收發(fā)濾波器40。天線干擾復(fù)制品 生成部41使用頻域的符號(hào)復(fù)制品信號(hào)和信道估計(jì)值來(lái)生成天線干擾復(fù)制 品。減法運(yùn)算部42從在接收濾波器4-l N中進(jìn)行頻帶限制的接收信號(hào)減 去發(fā)送天線2的天線干擾復(fù)制品。當(dāng)將發(fā)送天線2的頻域的符號(hào)復(fù)制品設(shè) 為S2 (k)、將信道估計(jì)值設(shè)為H2 (k)時(shí)，通過(guò)下式計(jì)算減法運(yùn)算部42 的輸出D， (k) (l《k《NDFT)。
辟)=爛-//2(豐2("…(12)
接著，為了解調(diào)發(fā)送天線1的信號(hào)，權(quán)重計(jì)算部33計(jì)算發(fā)送天線1的 均衡權(quán)重。發(fā)送天線1的均衡權(quán)重Wi (k)在式(9)中設(shè)為M'4來(lái)進(jìn)行 計(jì)算。均衡部34被提供發(fā)送天線1的均衡權(quán)重W, (k)和減法運(yùn)算部41 的輸出D， (k)，通過(guò)按照每個(gè)子載波對(duì)各個(gè)進(jìn)行乘法運(yùn)算來(lái)在頻域進(jìn)行 接收信號(hào)的多路徑均衡和其他小區(qū)干擾抑制。通過(guò)下式表示均衡部34的 輸出的均衡信號(hào)Yi (k) (l《k《NDFT)。
…(13)
IDFT部35-1接收頻域的均衡信號(hào)，進(jìn)行Nro打點(diǎn)(N^ft是2以上的整 數(shù))的離散傅立葉逆變換而變換為時(shí)域的信號(hào)，并輸出發(fā)送天線1的解調(diào)信號(hào)。比特似然度計(jì)算部36-1按照每個(gè)被發(fā)送天線1的解調(diào)信號(hào)發(fā)送的比
特來(lái)計(jì)算似然度。解碼器37-1輸入比特似然度并進(jìn)行糾錯(cuò)解碼。
在本實(shí)施例的接收裝置中，將在均衡權(quán)重計(jì)算中使用的相關(guān)矩陣分離 為根據(jù)在天線干擾去除后殘留的所有的發(fā)送天線信號(hào)的信道估計(jì)值求出的 相關(guān)矩陣以及從接收信號(hào)中減去所有發(fā)送天線信號(hào)的復(fù)制品而求出的干擾 相關(guān)矩陣來(lái)進(jìn)行計(jì)算。由此，在頻域中由于能夠同時(shí)進(jìn)行多路徑均衡和其 他小區(qū)干擾抑制因此能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的接收特性。另外，由于通過(guò)天線干擾
去除的逐次處理M'依次減少，因此在N〉M'的情況下能夠得到其他小區(qū) 干擾抑制效果。
圖12是表示使用本實(shí)施例的接收裝置的移動(dòng)通信系統(tǒng)的圖。在移動(dòng)通 信系統(tǒng)的上行鏈路中，移動(dòng)臺(tái)1與基站1連接，并通過(guò)SC方式進(jìn)行SIMO 通信(圖8)，但在傳輸路徑或者接收質(zhì)量良好的區(qū)域(即，基站周邊的 區(qū)域)中還進(jìn)行MIMO通信，由此能夠提高傳輸速率或者系統(tǒng)吞吐量。這 里，由于即使在小區(qū)端也進(jìn)行MIMO通信是縮小覆蓋并且對(duì)其他小區(qū)給與 較大的干擾，因此不是優(yōu)選的。移動(dòng)臺(tái)3和移動(dòng)臺(tái)4與基站1連接，并通 過(guò)SC方式進(jìn)行MIMO通信。將這樣打包多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)送天線信號(hào)進(jìn)行 MIMO通信的方式稱為多用戶MIMO。當(dāng)基站1接收移動(dòng)臺(tái)3或移動(dòng)臺(tái)4 的信號(hào)時(shí)與鄰接小區(qū)的基站2連接，使用相同頻率信道進(jìn)行通信的移動(dòng)臺(tái) 2的信號(hào)成為干擾。在基站1接收移動(dòng)臺(tái)3和移動(dòng)臺(tái)4的信號(hào)時(shí)，當(dāng)通過(guò) 使用本實(shí)施例的接收裝置來(lái)在去除移動(dòng)臺(tái)3的天線干擾復(fù)制品后進(jìn)行移動(dòng) 臺(tái)4的信號(hào)的接收后，在接收移動(dòng)臺(tái)4的信號(hào)時(shí)抑制移動(dòng)臺(tái)2的干擾。一 般在MMSE中，當(dāng)將基站的接收天線數(shù)設(shè)為N、將在天線干擾復(fù)制品去除 后殘留的發(fā)送天線信號(hào)數(shù)設(shè)為M'時(shí)，能夠抑制(N-M')個(gè)其他小區(qū)的移 動(dòng)臺(tái)的干擾。另外，本實(shí)施例的接收裝置在單用戶MIMO、多用戶MIMO 的任一個(gè)中也能夠使用。
在第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，通過(guò)DFT進(jìn)行從時(shí)域信號(hào)向頻域信號(hào) 變換、通過(guò)IDFT進(jìn)行從頻域信號(hào)向時(shí)域信號(hào)的變換，但是也可以使用快 速傅立葉變換(FFT: Fast Fourier Transform)、快速傅立葉逆變換 (IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)、或者其他的算法。在本發(fā)明的接收裝置中，將在均衡權(quán)重計(jì)算中使用的相關(guān)矩陣分離為 根據(jù)希望的用戶信號(hào)的信道估計(jì)值求出的相關(guān)矩陣以及從接收信號(hào)中減去 希望的用戶信號(hào)的復(fù)制品而求出的干擾相關(guān)矩陣并進(jìn)行計(jì)算，由此，由于 在頻域中同時(shí)進(jìn)行多路徑均衡和其他小區(qū)干擾抑制因此能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的接 收特性。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括多個(gè)移動(dòng)臺(tái)以及能夠通過(guò)SC(SingleCarrier單載波)方式與所述多個(gè)移動(dòng)臺(tái)同時(shí)進(jìn)行通信的基站；其中，所述基站包括第一接收裝置，所述第一接收裝置用于與所述多個(gè)移動(dòng)臺(tái)中希望的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行SIMO(Single Input Multiple Output，單輸入多輸出)通信；所述第一接收裝置包括多個(gè)第一前級(jí)功能單元，用于接收來(lái)自所述多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的SC信號(hào)，并輸出對(duì)來(lái)自所述多個(gè)移動(dòng)臺(tái)中每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的接收信號(hào)進(jìn)行分離而得到的多個(gè)頻域信號(hào)；第一信道估計(jì)單元，用于針對(duì)所述多個(gè)頻域信號(hào)的每一個(gè)來(lái)估計(jì)信道增益并將其輸出；第一干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元，用于基于所述多個(gè)頻域信號(hào)和所述信道增益的估計(jì)值來(lái)估計(jì)干擾相關(guān)矩陣并將其輸出；以及第一后級(jí)功能單元，用于基于所述信道增益的估計(jì)值和所述干擾相關(guān)矩陣的估計(jì)值來(lái)輸出解調(diào)信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中， 所述第一干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元包括DFT (Discrete Fourier Transform:離散傅立葉變換)單元，用于將與 希望的移動(dòng)臺(tái)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻碼變換為頻域的信號(hào)；收發(fā)濾波器，用于進(jìn)行所述頻域的信號(hào)的頻帶限制；導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品生成單元，用于通過(guò)將所述收發(fā)濾波器的輸出信號(hào)和 所述信道增益的估計(jì)值進(jìn)行乘法運(yùn)算來(lái)生成導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品；減法運(yùn)算單元，用于從與所述接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻接收信號(hào)中減去所 述導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制值；相關(guān)矩陣計(jì)算單元，用于計(jì)算來(lái)自所述減法運(yùn)算單元的輸出信號(hào)的相 關(guān)矩陣；以及子載波平均單元，用于將所述相關(guān)矩陣的各個(gè)要素遍布多個(gè)子載波來(lái)進(jìn)行平均。
3. 如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述第一干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元在將子載波k (l《k《NDFT)中的所 述導(dǎo)頻接收信號(hào)、所述信道增益的估計(jì)值、所述導(dǎo)頻碼的特性、所述多個(gè) 子載波的總數(shù)分別設(shè)為P (k) 、 H (k) 、 C (k) 、 NCB (Ncb是2以上的 整數(shù))時(shí)，以滿足算式& w=+"' (f2 [尸W -- " 〃CB !.=Ar_(WCj5-l)/2 的方式來(lái)生成所述子載波k的所述干擾相關(guān)矩陣Rz (k)。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述第一信道估計(jì)單元包括導(dǎo)頻參考信號(hào)生成單元，用于基于與希望的移動(dòng)臺(tái)相對(duì)應(yīng)的、頻域的導(dǎo)頻碼特性來(lái)生成導(dǎo)頻參考信號(hào)；相關(guān)計(jì)算單元，用于'通過(guò)所述頻域的導(dǎo)頻接收信號(hào)和所述導(dǎo)頻參考信 號(hào)的相關(guān)計(jì)算來(lái)估計(jì)來(lái)自所述希望的移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)的信道增益；以及噪聲抑制單元，用于抑制所述信道增益的估計(jì)值的噪聲。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中， 所述多個(gè)第一前級(jí)功能單元的每一個(gè)包括天線，用于接收來(lái)自所述多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的SC信號(hào)；CP去除單元，用于從所述接收的SC信號(hào)去除CP (Cyclic Prefix:循 環(huán)前綴)；DFT單元，用于將去除了所述CP的SC信號(hào)變換為頻域信號(hào)；以及 接收濾波器單元，用于按照每個(gè)移動(dòng)臺(tái)對(duì)所述變換后的頻域信號(hào)進(jìn)行 分離。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中， 所述第一后級(jí)功能單元包括第一權(quán)重計(jì)算單元，基于所述信道增益估計(jì)值和所述干擾相關(guān)矩陣的 估計(jì)值來(lái)計(jì)算出均衡權(quán)重；均衡單元，用于基于所述頻域信號(hào)和所述均衡權(quán)重來(lái)輸出均衡信號(hào)；以及IDFT單元，用于將所述均衡信號(hào)變換為時(shí)域信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述第一權(quán)重計(jì)算單元基于干擾相關(guān)矩陣以及根據(jù)所述希望的用戶信 號(hào)的信道估計(jì)值求出的相關(guān)矩陣來(lái)計(jì)算在所述均衡權(quán)重中使用的相關(guān)矩 陣。
8. 如權(quán)利要求7所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述第一權(quán)重計(jì)算單元在將子載波k (l《k《NDFT)中的所述希望的 用戶信號(hào)的信道估計(jì)值、所述干擾相關(guān)矩陣分別設(shè)為H (k) 、 & (k) 時(shí)，以滿足算式<formula>formula see original document page 4</formula>的方式生成子載波k的所述相關(guān)矩陣R (k)。
9. 如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中， 第一接收裝置還包括基于所述導(dǎo)頻接收信號(hào)和所述信道增益的估計(jì)值來(lái)估計(jì)噪聲功率的噪聲估計(jì)單元；所述第一權(quán)重計(jì)算單元在基于根據(jù)所述信道估計(jì)值求出的相關(guān)矩陣以 及干擾相關(guān)矩陣或者所述噪聲功率來(lái)計(jì)算在所述均衡權(quán)重計(jì)算中使用的相 關(guān)矩陣時(shí)，根據(jù)干擾的大小來(lái)選擇所述干擾相關(guān)矩陣或者所述噪聲功率中 的任一個(gè)。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中， 所述基站還包括用于與所述多個(gè)移動(dòng)臺(tái)中希望的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行MIMO(Multiple Input Multiple Output,多輸入多輸出)通信的第二接收裝置；所述第二接收裝置包括多個(gè)第二前級(jí)功能單元，用于接收被多個(gè)發(fā)送天線發(fā)送的SC-MIMO 信號(hào)，并輸出對(duì)來(lái)自所述多個(gè)發(fā)送天線中每一個(gè)發(fā)送天線的接收信號(hào)進(jìn)行 分離而得到的多個(gè)頻域信'號(hào)；第二信道估計(jì)單元，針對(duì)所述多個(gè)頻域信號(hào)的每一個(gè)來(lái)估計(jì)信道增益 并將其輸出；第二干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元，基于所述多個(gè)頻域信號(hào)和所述信道增益的估計(jì)值來(lái)估計(jì)干擾相關(guān)矩陣并將其輸出；以及第二后級(jí)功能單元，.基于所述多個(gè)頻域信號(hào)、所述信道增益的估計(jì) 值、以及所述干擾相關(guān)矩陣的估計(jì)值來(lái)輸出解調(diào)信號(hào)。
11. 如權(quán)利要求IO所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中， 所述第二干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元包括DFT單元，用于將與所有的發(fā)送天線對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻碼變換為頻域的信號(hào)；收發(fā)濾波器，用于進(jìn)行所述頻域的信號(hào)的頻帶限制；導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品生成單元，用于通過(guò)將所述收發(fā)濾波器的輸出信號(hào)和 所述信道增益的估計(jì)值進(jìn)行乘法運(yùn)算來(lái)生成導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制品；減法運(yùn)算單元，用于從與所述接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻接收信號(hào)中減去所 述導(dǎo)頻信號(hào)復(fù)制值； '相關(guān)矩陣計(jì)算單元，用于計(jì)算出來(lái)自所述減法運(yùn)算單元的輸出信號(hào)的 相關(guān)矩陣；以及子載波平均單元，用于將所述相關(guān)矩陣的各個(gè)要素遍布多個(gè)子載波進(jìn) 行平均。 .
12. 如權(quán)利要求11所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述第二干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元在將子載波k (l《k《NDFT)中的所 述導(dǎo)頻接收信號(hào)、發(fā)送天線m的信道估計(jì)值、所述發(fā)送天線m的導(dǎo)頻碼 的特性、所述多個(gè)子載波的總數(shù)、所述多個(gè)發(fā)送天線的總數(shù)分別設(shè)為P (k) 、 Hm (k) 、 Cm (k) 、 NCB (NCB是2以上的整數(shù))時(shí)，以滿足算式<formula>formula see original document page 5</formula>的方式生成所述子載波k的干擾相關(guān)矩陣Rz (k)。
13.如權(quán)利要求10至12中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述第二信道估計(jì)單元包括導(dǎo)頻參考信號(hào)生成單元，用于基于與希望的發(fā)送天線對(duì)應(yīng)的、頻域的 導(dǎo)頻碼特性來(lái)生成導(dǎo)頻參考信號(hào)；相關(guān)計(jì)算單元，用于通過(guò)所述頻域的導(dǎo)頻接收信號(hào)和所述導(dǎo)頻參考信號(hào)的相關(guān)計(jì)算來(lái)估計(jì)來(lái)自所述希望的移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)的信道增益；以及 噪聲抑制單元，用于抑制所述信道增益的估計(jì)值的噪聲。
14. 如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)第二前級(jí)功能單元的每一個(gè)包括天線，用于接收從所述多個(gè)發(fā)送天線發(fā)送的SC-MIMO信號(hào)； CP去除單元，用于從所述接收的SC-MIMO信號(hào)去除CP; DFT單元，用于將去除了所述CP的SC-MIMO信號(hào)變換為頻域信 號(hào)；以及 .接收濾波器，用于按照每個(gè)發(fā)送天線來(lái)分離所述變換后的頻域信號(hào)。
15. 如權(quán)利要求10至14中任一所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中， 所述第二后級(jí)功能單元包括天線干擾復(fù)制品再現(xiàn)單元，用于基于所述解調(diào)信號(hào)來(lái)生成所述發(fā)送天 線信號(hào)的天線干擾復(fù)制品；減法運(yùn)算單元，用于從所述多個(gè)頻域信號(hào)中減去所述天線干擾復(fù)制叫^第二權(quán)重計(jì)算單元，用于基于所述信道增益的估計(jì)值和所述干擾相關(guān)矩陣的估計(jì)值來(lái)計(jì)算均衡權(quán)重；均衡單元，用于基于所述減法運(yùn)算的結(jié)果和所述均衡權(quán)重來(lái)輸出均衡 信號(hào)；以及IDFT單元，用于將所述均衡信號(hào)變換為時(shí)域信號(hào)。
16. 如權(quán)利要求15所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述第二權(quán)重計(jì)算單元基于干擾相關(guān)矩陣以及根據(jù)在去除天線干擾后 所殘留的所有的發(fā)送天線信號(hào)的信道估計(jì)值求出的相關(guān)矩陣來(lái)計(jì)算在所述 均衡權(quán)重的計(jì)算中使用的相關(guān)矩陣。
17. 如權(quán)利要求16所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述第二權(quán)重計(jì)算單元在將在子載波k (l《k《NDFT)中的所述天線 干擾去除后殘留的所有的發(fā)送天線信號(hào)的信道估計(jì)值、所述干擾相關(guān)矩 陣、發(fā)送天線信號(hào)數(shù)分別設(shè)為H (k) 、 RT (k) 、 M'時(shí)，以滿足算式w二l的方式生成子載波k的所述相關(guān)矩陣R (k)。
18. 如權(quán)利要求16或17所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中， 所述第二接收裝置還包括根據(jù)所述導(dǎo)頻接收信號(hào)和所述信道估計(jì)值來(lái)估計(jì)噪聲功率的噪聲估計(jì)單元，所述第二權(quán)重計(jì)算單元在基于根據(jù)信道估計(jì)值求出的相關(guān)矩陣、以及 干擾相關(guān)矩陣或者噪聲功率來(lái)計(jì)算在所述均衡權(quán)重的計(jì)算中使用的相關(guān)矩 陣時(shí)，根據(jù)干擾的大小來(lái)選擇所述干擾相關(guān)矩陣或者所述噪聲功率中的任 一個(gè)。
19. 如權(quán)利要求16或17所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中，所述第二接收裝置還包括根據(jù)所述導(dǎo)頻接收信號(hào)和所述信道估計(jì)值估 計(jì)噪聲功率的噪聲估計(jì)單元；所述第二權(quán)重計(jì)算單元在基于根據(jù)信道估計(jì)值求出的相關(guān)矩陣以及、 干擾相關(guān)矩陣或者噪聲功率來(lái)計(jì)算在所述均衡權(quán)重的計(jì)算中使用的相關(guān)矩 陣時(shí)，根據(jù)在天線干擾去除后殘留的所有發(fā)送天線信號(hào)的數(shù)目來(lái)選擇所述 干擾相關(guān)矩陣或者所述噪聲功率中的任一個(gè)D
20. 如權(quán)利要求10至19中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中， 所述第二接收裝置在到達(dá)所述希望的移動(dòng)臺(tái)的傳輸路徑和來(lái)自所述希望的移動(dòng)臺(tái)的接收質(zhì)量良好的區(qū)域中與所述希望移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行MIMO通信。
21. 權(quán)利要求1至20中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的第一接收裝置。
22. 權(quán)利要求1至中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的第二接收裝置。
23. —種移動(dòng)通信方法，包括以下步驟(a) 基站使用第一接收方法與希望的用戶移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行MIMO通信；以及(b) 多個(gè)用戶移動(dòng)臺(tái)使用單載波方式與所述基站同時(shí)進(jìn)行通信；所述第一接收方法還包括以下步驟
24.(a-l)多個(gè)接收天線接收SC信號(hào)；(a-2) DFT單元將接收信號(hào)變換為頻域的信號(hào)； (a-3)信道估計(jì)單元使用導(dǎo)頻接收信號(hào)估計(jì)所述希望的用戶信號(hào)的信 道增益；(a-4)干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元根據(jù)所述導(dǎo)頻接收信號(hào)和所述信道增益 的估計(jì)值估計(jì)干擾相關(guān)矩陣；(a-5)權(quán)重計(jì)算單元被輸入所述信道增益的估計(jì)值和所述干擾相關(guān)矩 陣的估計(jì)值來(lái)計(jì)算均衡權(quán)重；(a-6)均衡單元進(jìn)行所述希望的用戶信號(hào)的多路徑均衡和干擾抑制并 輸出均衡信號(hào)；以及(a-7) IDFT單元將所述均衡信號(hào)變換為時(shí)域信號(hào)。 24.如權(quán)利要求23所述的移動(dòng)通信方法，其中，還包括步驟(c)所述基站使用第二接收方法與希望的用戶移動(dòng)臺(tái)進(jìn) 行MIMO通信；所述第二接收方法包括以下步驟(c-l)多個(gè)接收天線接收從多個(gè)發(fā)送天線發(fā)送的SC-MIMO信號(hào)； (c-2) DFT單元將接收信號(hào)變換為頻域信號(hào)；(c-3)信道估計(jì)單元使用導(dǎo)頻接收信號(hào)估計(jì)所有的發(fā)送天線信號(hào)的信 道增益；(c-4)干擾相關(guān)矩陣估計(jì)單元根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)和信道估計(jì)值估計(jì)干擾相關(guān)矩陣； '(c-5)權(quán)重計(jì)算單元被輸入信道估計(jì)值和干擾相關(guān)矩陣來(lái)計(jì)算均衡權(quán)重；(c-6)均衡單元進(jìn)行電平大的發(fā)送天線信號(hào)的多路徑均衡和干擾抑制； .(c-7) IDFT單元將均衡信號(hào)變換為時(shí)域信號(hào)；(c-8)天線干擾復(fù)制品再現(xiàn)單元生成發(fā)送天線信號(hào)的干擾復(fù)制品；以及(c-9)減法運(yùn)算單元從以前的發(fā)送天線信號(hào)被進(jìn)行減法運(yùn)算的輸出減去天線干擾復(fù)制品。
25. 如權(quán)利要求24所述的移動(dòng)通信方法，其中，所述第二接收方法在到所述希望的移動(dòng)臺(tái)的傳輸路徑或者來(lái)自所述希望的移動(dòng)臺(tái)的接收質(zhì)量良好的區(qū)域中與所述希望移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行MIMO通信。
26. 如權(quán)利要求23至25中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)通信方法中的第一接收 方法。
27. 如權(quán)利要求24或25所述的移動(dòng)通信方法中的第二接收方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種接收裝置，所述接收裝置通過(guò)多個(gè)接收天線接收單載波信號(hào)，并在頻域中同時(shí)進(jìn)行多路徑均衡和對(duì)其他小區(qū)干擾的抑制。接收天線1-1～N接收單載波信號(hào)。DFT部3-1～N將接收信號(hào)變換為頻域信號(hào)。信道估計(jì)部5使用導(dǎo)頻接收信號(hào)估計(jì)希望的用戶信號(hào)的信道增益。干擾相關(guān)矩陣估計(jì)部6根據(jù)導(dǎo)頻接收信號(hào)和信道估計(jì)值估計(jì)干擾相關(guān)矩陣。權(quán)重計(jì)算部7被輸入信道估計(jì)值和干擾相關(guān)矩陣來(lái)計(jì)算均衡權(quán)重。均衡部8在頻域中進(jìn)行希望的用戶的多路徑均衡和對(duì)其他小區(qū)干擾的抑制。IDFT部9將均衡信號(hào)變換為時(shí)域信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B1/707GK101589562SQ20088000279
公開(kāi)日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日
發(fā)明者吉田尚正, 木全昌幸 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社