用于参量通用rake接收机中比例因数估计的方法和装置的制作方法

专利名称：用于参量通用rake接收机中比例因数估计的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信接收机，并且具体涉及通用RAKE接收机中的比 例因数(scaling parameter)估计。
背景技术：
在多径传播的情况下，接收机以对应于不同传播路径的不同延迟接收 所发送的信号的多个图像。"标准"RAKE接收机通过时间上将一个或多 个RAKE耙指(finger)的每一个与相应的其中一个传播^各径延迟对准 来提高多径环境中的接收性能。每个RAKE耙指从对应于那个传播路径 延迟的信号图像输出解扩通信量值(despread traffic value),并且 合并电路在根据一组组合权值对耙指输出进行组合的基础上形成组合 的信号。分配给每个耙指的组合权值通常被计算为那个耙指的延迟路径 所计算的信道抽头的复共轭。如果接收的信号损伤在RAKE耙指上是不相关的，则标准RAKE接收机 解决方案是最佳的。然而，接收信号中的相关损伤的存在降低了标准 RAKE接收机解决方案的性能，并且性能退化可能相当大。由于各种原因，诸如对增加的数据速率使用更高的传输带宽，打算在 发展的无线通信网络中使用的接收机在它们的接收信号中更可能"看 到，，相当显著的有色噪声电平和其他相关损伤。照此，标准RAKE接收 机对于打算在这种环境中工作的接收机来说通常并不是合适的候选体 系结构。经常被称为"通用"RAKE (G-RAKE)接收机的一种更新的方法通过提 供千扰抵消和信道均衡的组合来改进色散信道环境中的接收性能。为了 在标准RAKE接收机体系结构上获得这些改进，G-RAKE接收机以许多重 要方式修改其信号处理操作。首先，将其耙指的一个或多个置于分离路 径(off-path),即偏离于为接收信号所测量的路径延迟。其次，其组 合权值并不是严格的信道抽头共轭。相反，组合权值是至少部分基于损 伤相关估计，其允许组合过程减d、组合信号中的相关干扰。一种类型的G-RAKE认识到损伤相关可以分解成组成元件，并且可以对这些组成元件的底层"结构"进行建^t。如这里所使用的，术语"损伤"具有广泛的定义，包括但不限于以下项的一个或多个相邻系统干扰、自身和多用户干扰、以及噪声。因为在它们的损伤相关估计中使用才莫型化的项，所以这些类型的G-RAKE接收机纟皮统称为"参量"G-RAKE 接收机。作为示例，为接收信号测量的损伤相关可以表示为由相应的模 型拟合参数进行比例缩放的模型化的干扰相关与由相应的模型拟合参 数进行比例缩放的模型化的噪声相关之和。由于建模项的结构是已知 的，并且可以从一组解扩导频(pilot )值中测量短期损伤相关，例如， 损伤相关估计任务被减为确定合适的模型拟合参数，所述模型拟合参数 也称为比例因数。然而，在参量G-RAKE处理中还存在问题。更具体地，某些条件使得 难以适当地保持更新的比例因数。特别地，比例因数依赖于信号的每码 片周期的总能量Ec以及白噪声或仅仅噪声功率(热噪声加其他干扰)N。。 在某些环境下这些值迅速变化，使得参量G-RAKE接收机难以适当地保 持更新的比例因数。示例包括变化的传输条件，例如与高速共享数据信 道上的预定的和非预定的用户相关的大范围变化的传输功率，所述高速 共享数据信道诸如在宽带C画A (WCDMA)标准的版本5中引入的用于高 速下行链路分组接入(HSDPA)的高速下行链路共享信道(HS-DSCH)。 另外，在WCDMA标准的版本6中引入的增强型上行链路技术(EUL)(其 也包括严格的用户调度)预示着G-RAKE接收机应用中的参数估计的复 杂化。发明内容在如这里所教导的参量通用RAKE ( G-RAKE )接收才几电3各的至少一个实 施例中，基于每个传输间隔，估计用于对模型化的损伤相关进行比例缩 放的参量比例因数，模型化的损伤相关又用于产生损伤相关估计，以用 于组合权值计算。照此，涉及比例因数计算的信号条件中的间隔到间隔 的潜在急剧变化并不会干扰比例因数估计过程。因此，在一个实施例中，包括参量G-RAKE接收才几电路的一个或多个 处理电路被配置为基于每个传输间隔来估计一个(或多个)比例因数。 这样做防止在接收的通信信号的 一个传输间隔中估计的比例因数受到 在接收的通信信号的另 一个传输间隔中估计的比例因数的影响。在另一个实施例中， 一种在参量通用RAKE(G-RAKE)接收机中估计用 于对模型,化的损伤相关进行比例缩放的比例因数的方法包括，对接收的 通信信号的一个或多个传输间隔的每一个，在所有或部分传输间隔上获 取测量的损伤相关。该方法继续通过将测量的损伤相关表示为由比例因 数的未知瞬时值进行比例缩放的模型化的损伤相关的函数并且求解该 瞬时值来估计比例因数。例如，测量的损伤相关可以表示为由第一比例因数进行比例缩放的模 型化的干扰相关和由第二比例因数进行比例缩放的^t型化的噪声相关 的函数。可以通过执行最小二乘方(LS)拟合过程来确定这两个比例因 数的瞬时值。在一个变型中， 一个参数用另一个参数来表示，并且LS 拟合过程简化为求解一个比例因数。在其他变型中，可以使用迭代方法 来求解一个(或多个)参数。此外，接收的通信信号中的纠错/检测信息，诸如循环冗余检验(CRC) 值，可以被用来从一组候选值中选择候选比例因数。例如，候选比例因 数值可以用于产生组合权值，并且可以检验从那些组合权值产生的接收 符号估计中获取的解码信息中的CRC。当然，本发明并不限于上述特征和优势。实际上，在阅读了以下详细 说明以及附图之后，本领域的技术人员将会认识到其他特征和优势。


图1是无线通信收发机的框图，它们的至少其中一个实施如这里所教 导的参量G-RAKE比例因数估计。图2是参量G-RAKE接收机电路的一个实施例的框图。图3是图2的G-RAKE接收机电路的其他细节的框图。图4是比例因数估计的一个实施例的逻辑流程图。图5是用于接收的通信信号的典型时隙和间隔结构的框图。图6是示出图4中示例的处理逻辑的更详细实施方式的逻辑流程图。图7是比例因数估计的另 一 个实施例的逻辑流程图。图8是比例因数估计的又一个实施例的逻辑流程图。
具体实施方式
图1是无线通信收发机10的框图，其经由一个或多个天线12向另一 个无线通信收发机14发送通信信号，该另一个无线通信收发机14经由 一个或多个天线16接收所发送的信号加上其他信号和噪声。尽管收发 机10和14两者可能配置相似，但是更详细地示出了收发机14,以突出 如这里所教导的参量G-RAKE处理的 一个或多个实施例。以简化的形式，收发机10包括一个或多个发送机电路18、 一个或多 个接收机电路20以及如所需的其他控制/处理电路22。收发机14 (虽 然为清楚起见进行了简化)示出了更多的细节，作为讨论的基础，并且 包括一个或多个发送机电路24以及如所需的其他处理/控制电路26,并 且更特别地，包括一个或多个接收机电路30,接收机电路30包括无线 电处理器电路32、参量G-RAKE接收机电路34和如所需的其他接收机处 理电路36,诸如被配置为从通信量符号估计中提取所发送的信息比特的 解调/解码电路。应当理解的是，例如，收发机10可以包括无线通信网络中的无线电 基站，并且收发机14可以包括移动站-例如蜂窝无线电话、寻呼机、 掌上型计算机、PDA或其他移动通信设备。更特别地，收发机10可以包 括根据可用的WCDMA标准配置的基站，并且收发机14可以包括才艮据可 用的WCDMA标准配置的移动站。更一般地，收发机14基本上可以包括 任何类型的无线通信设备。在WC函A环境中，所接收的感兴趣的通信信号可以包括HS-DSCH信号 (用在HSDPA中)。HS-DSCH是用于基于调度哪些HS-DSCH的传输间隔 被用来向特定用户发送数据以时间多路复用的方式服务多个用户的共 享分组数据信道。包括三个传输时隙的每个传输间隔因此可被用来服务 不同的预定用户。当然，依赖于向给定用户发送的数据量，可以对相同 的用户调度多个传输间隔。对于共享分组信道的其他示例，传输间隔可 以包括不同数目的传输时隙。在其他实施例中，收发机14可以包括无线电基站，例如WC服A无线 电基站。这里所教导的参量G-RAKE接收机电路34到基站的应用提供了 许多优势，尤其在某些反向链路条件下。特别地，当影响G-RAKE比例 因数的物理量在反向链路传输之间急剧变化时，接收机电路34是有利 的。增强型上行链路(EUL)到WCDMA标准的扩展表示了其中影响比例 因数的估计的信号条件在基站接收的反向链路信号的传输间隔之间可以较大变化的一个示例。广泛地，那么图1应当被理解为说明性而非限制性的，并且本领域的技术人员将认识到这里所教导的用于参量G-RAKE处理的比例因数估计 可以在各种接收机应用以及各种网络类型中得以实施。更特别地，这里 所教导的方法提供了比例因数的每个传输间隔估计，以用于对^t型化的 损伤相关进行比例缩放，其是G-RAKE处理的一部分。作为理解参量G-RAKE接收机电路34的操作的起点，应当理解为其包 括被配置为在每个传输间隔的基础上估计比例因数的 一个或多个处理 电路，以防止在所接收的通信信号的 一 个传输间隔中估计的比例因数受 到所接收的通信信号的另 一个传输间隔中估计的比例因数所影响。术语"处理电路，，应当被广泛理解为表示功能性的结构，而不必是物 理结构。例如，参量G-RAKE接收机电路34可以包括一皮配置为执行这里 所教导的信号处理的一个或多个集成电路设备。照此，包括参量G-RAKE 接收机电路34的一个(或多个)处理电路可以包括一个或多个微处理 器或者DSP,以及相应的存储的计算机程序指令，该计算机程序指令配 置所述一个(或多个)处理电路执行想要的信号处理。可选地，或附加 地，可以使用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复 杂可编程逻辑器件(CPLD)等实施参量G-RAKE接收机电路34。转到与处理相关的细节，注意在用于解扩所接收的通信信号的通信量 信道分量的RAKE耙指上得到的总损伤相关可以表示为损伤相关矩阵R, 其中总损伤等于干扰加噪声。损伤相关矩阵R可以分析地表示为R,R孤+ A^ Eq. 1其中E。是信号的每码片周期的总能量，N。是噪声功率，R^以及Rn分 别是模型化的干扰和噪声相关矩阵。干扰矩阵Rm依赖于脉冲形状函数、 码片周期、信道系数和延迟。噪声矩阵Rn依赖于脉沖形状函数和延迟。 注意假设零均值，损伤相关矩阵是协方差矩阵。因为可以从已知量或者可以(例如从接收信号的导频信道分量)了解 的量获得沖莫型化的损伤相关矩阵R^和Rn的矩阵元素，R的估计可以认 为是估计E。和N。的问题。作为实际问题，参量G-RAKE接收机电路34可 以使用导频信道对总损伤相关R进行短期估计。作为短期"快照"的这 些测量的损伤相关可以表示为》，并且可以使用参量比例因子a和P重写方程1，以说明由于导频信道估计所需要的任何其他比例缩放。用参量比例因子，方程l可以重写为R-aR股+々R" Eq.2其中a是用于对在R!s!中获取的模型化的干扰相关进行比例缩放的第 一参量G-RAKE比例因数，P是用于对在Rn中获取的^t型化的噪声相关 进行比例缩放的第二参量G-RAKE比例因数。在方程2中，R^由下式给出"IT ^(Kr/) 卞2—'《—Eq.3并且Rn由下式给出化")=~("2)+("1)-+2)) Eq.4其中波浪字符表示"2可以对应于与山不同的接收天线16的一个，并 且其中grT;=gg^,-Tj表示复(导频)信道介质模型，Rp ( t )是(滤波器)脉冲形状自相关函数，Te是接收信号的码片周期，dk是第k个G-RAKE 耙指的延迟，a ( d )表示d对应的是哪个接收天线16 (例如接收天线1、 2等)。而且，注意g值是对应于导频信道的信道系数(即由相应路径 延迟的导频信道强度进行比例缩放的信道系数)。图2和3提供了电路实施细节的非限制性示例，以支持上述处理。在 图2中，可以看到参量G-RAKE接收机电路34的运转功能实施方式包括 通信量相关电路40、组合器电路42、耙指放置电i 各44和G-RAKE处理 电路46。通信量相关电路40包括若干通信量信道"耙指"(解扩相关器)。 每个通信量信道耙指从由无线电处理器电路32输出的所接收的通信信 号r输出解扩通信量值y-例如，对应于复合的、天线接收的信号的时 域样值的n比特数字值。因此，对有关的每个信道化代码，通信量相关电路40输出解扩通信量值的矢量y,该矢量的长度由分配给那个信道化代码的耙指的数量设定。 对应于相同信道化代码的相同码元周期的解扩通信量值由组合器电路42使用减小干扰的组合权值进行组合。更具体地，组合器电路42使 用组合权值，该组合权值是至少部分基于参数地确定的接收的信号损伤 相关形成的。组合权值由w = R —、给出，其中h是对应于G-RAKE耙指延 迟的净信道系数的矢量。这些组合权值用来组合解扩通信量值矢量元 素，以形成通信量码元估计z,该通信量码元估计^:提供到其他接收机 电路36,例如用于解调/解码(z = WHy)。G-RAKE处理电路46基于来自耙指放置电路44的耙指放置信息和信道 估计信息以及基于访问接收的通信信号r的样值来确定合适的组合权 值。图3示出了 G-RAKE处理电3各46的一个实施例的功能电路细节，其 中它包括导频相关电路50、信道跟踪器52、测量的损伤相关计算器54、 结构化的元素计算器56、比例因数计算器58、模型化的损伤相关计算 器6Q、组合权值计算器62和信号质量估计器64,所述信号质量估计器 64可以是信干比(SIR)估计器。在操作中，接收的通信信号的样值被提供给导频相关电路50,其将接 收的样值与导频或其他参考信号扩频序列进行相关，并且去除码元调制 以生成(导频)相关值。在耙指放置电路44提供的耙指延迟处进行相 关。信道跟踪器电路52接收这些导频相关并且使用它们估计或另外跟 踪接收的信号的信道系数。将这些系数提供给测量的损伤相关计算器 54,损伤相关计算器54也接收导频相关。计算器54被配置为在每个传输时隙的基础上获得用于接收的通信信号的损伤相关的短期测量_即 "快照"损伤相关测量》，例如-通过从导频相关中减去信道估计以获 得损伤样值并且将损伤样值彼此相关和自相关。此外，结构化的元素计算器56接收信道估计以及来自耙指放置电路 44的耙指延迟，并且使用这些来构造对应于^t型化的损伤相关矩阵RISI 和Rn的元素。短期损伤相关测量A和才莫型化的损伤相关Rm和Rj皮提供 给比例因数计算电路58,比例因数计算电路58使用它们计算需要的参 量比例因数，例如对R^矩阵进行比例缩放的a以及对Rn进行比例缩放 的P 。模型化的损伤计算器60又被配置为基于比例因数和模型化的损伤相关为接收的通信信号产生损伤相关的模型化估计，例如R- ocRISI+ PRn。 从那个计算中，权值计算器62产生组合权值，用于组合通信量相关电 路40输出的解扩通信量值的矢量。还要注意，信道估计和损伤相关的 模型化估计也可以提供给SIR计算器64,除了其他应用之外，SIR计算 器64生成SIR估计，用于功率控制的目的。谨记上述框架，图4概括地示出了根据定义的时隙和/或间隔对发送 的或另外处理的接收的通信信号进行如这里所教导的比例因数估计的 实施例。例如，图5示出了对于有关的接收的通信信号的给定时间窗， 并且示出了将信号逻辑划分为固定长度的重复的传输时隙，所述时隙被一起组成为重复的传l命间隔。在图示中， 一个传输间隔包括三个传输时隙，并且这个示出的配置对 应于为HSDPA传输采用每个传输时间间隔(TTI)三个时隙的WCDMA标 准。更特别地，HSDPA传输包括2ms宽的三个时隙TTI。每个TTI可以 用于向不同的预定用户发送数据。此外，预定的传输可以利用两个或更 多个连续的TTI,依赖于将要发送给特定用户的数据量。相似的预定传 输可以在WC画A反向链路上至少与WCDMA标准的版本6的EUL规定一起 使用。在这种环境中-例如短TTI和急剧变化的传输功率-进行用来在传输 间隔上计算比例因数的测量和/或计算会有问题。因此，这里所教导的 比例因数计算提供了 一种以确保对短TTI和(潜在的)急剧发送机功率 变化有良好接收机性能的方式计算参数oc和P的方法。更一般地，这里所教导的方法提供了在每个传输间隔的基础上计算鲁 棒的(可靠的)比例因数的基础，以防止在一个传输间隔计算的比例因 数被另一个传输间隔上的它们的计算所影响。概括来讲，接收的信号的 传输间隔/时隙结构可以由传输方法决定或者可以由参量G-RAKE接收机 电路34逻辑地决定。无论如何，图4具体示出了比例因数计算包括估计一个或多个比例因 数的瞬时值(步骤100)然后约束(bounding)或另外限制该一个(或 多个)瞬时值(步骤102 )的实施例。在这种方法的一个具体实施例中， 每个传输间隔包括一个或多个传输时隙，并且在每个传输间隔的基础上 估计比例因数包括在每个时隙基础上估计比例因数。在每个时隙基础上估计比例因数包括对传输时隙获得测量的损伤相关，基于测量的损伤相关为比例因数产生瞬时值，并且根据一个或多个定义的限制约束比例因数。更特别地，图1中的参量G-RAKE接收机电 路34 (例如图3中的比例因数计算器58)被配置为将测量的损伤相关 (^ )表示为由笫一比例因数(oc )进行比例缩放的模型化的干扰相关 (Rm)和由第二比例因数(P )进行比例缩放的模型化的噪声相关(Rn) 的近似函数，并且求解该函数得到第 一和第二比例因数。也就是说，假定接收机能够知道或确定A， Rm和Rn,其包括信道的了解或确定(系数A和延迟r,),以及G-RAKE耙指延迟d,下式中的 每个量都已知，除了 ot和P :R aR/S/+々R Eq. 5为了分离未知量，参量G-RAKE接收机电路34 (例如比例因数计算器 58)可以净皮配置为堆积》，RISI和Rn的列，如下式所示飞-<formula>formula see original document page 16</formula>其中,，等于测量的损伤相关矩阵》的第i歹'j, rlsI, i等于模型化的干扰 相关矩阵Rm的第i列，并且r,i等于模型化的噪声相关矩阵Rn的第i 列。可以经由最小二乘方(LS)拟合过程求解该方程系统。LS拟合过程 可以纟皮表示为，巾<formula>formula see original document page 16</formula>Eq. 8注意，这个最小二乘方拟合不需要应用到测量的损伤相关矩阵》中的 所有元素。例如，只使用对角线元素和第一非对角线元素来进行拟合操作。和无括来i兌，A是Hermitian对称的，因此只4吏用对角元素和上三角 或下三角的其中一个。自始至终都可以使用这个性质，因此只需要计算 和存储唯一的矩阵元素。上述LS拟合过程有几个方面值得详细描述。首先，损伤协方差矩阵R 是NxN维的，其中N是由参量G-RAKE接收机电路34所使用的探测耙 指的数目。参量G-RAKE处理的模拟工作表明只要N》8, oc和p的瞬时 估计提供了良好的解调性能。使用八个或更多探测耙指，参量G-RAKE 接收机电路34可以在短期的基础上(例如每个时隙、每隔一个时隙等) 采用方程7和方程8描述的拟合过程。然而，方程7和方程8所述的过程的两个方面还需要另外解释。首先， 给出方程仅仅是为了描述简单。实际上，参量G-RAKE接收机电路34只 使用对应于测量的和模型化的损伤相关矩阵的上(下)三角部分的矩阵 元素。 一般应该使用这些矩阵的所有上(下)三角元素，以确保良好的 解调性能。值得注意的第二点是参量G-RAKE接收机电路34具有一些先验知识， 它可以利用这些先验知识简化计算，即它可以利用比例因数oc和P是实 数值的知识，以简化LS拟合问题。为了说明这点，可以重写方程5如 下Re{R} + yim(R卜a(Re(R孤卜/Ii^R说))+ WRe(R^+j'In^R^) Eq. 9其中ReO是返回复数值的实部的操作符，ImO是返回复数值的虚部的操作符，并且j是—1的平方根。通过合并实部和虚部项，重写方程6如下因为方程10的所有元素都是实数，a和(3的解变为:<formula>formula see original document page 18</formula>注意》，RISI和Rn的对角元素产生纯实数方程。用上述的处理步骤，如图4中总结的那样，参量G-RAKE接收机电路 34允许在每个时隙的基础上进行测量和计算，该测量和计算支持比例因 数的瞬时值的基于LS的估计。每个时隙计算又使得在一个传输间隔上 计算的比例因数与在另 一 个传输间隔计算的那些比例因数之间的独立 成为可能。然而，为了确保瞬时值是鲁棒的，该方法包括示出的约束步骤。也就 是说，示出的方法根据一个或多个定义的限制通过限制或另外约束瞬时 值的一个或两个来约束比例因数。例如，可以根据第一比例因数a的值 来约束为第二比例因数P计算的瞬时值。对收发机14的单天线实施来说，对比例因数的一个或两个定阈值(限 制)的步骤是可选的。在这种情况中，产生a和(3的瞬时估计的LS拟 合步骤可以提供足够的解调性能。然而，对使用多个接收天线16的实 施例的才莫拟暗示当没有约束地使用a和/或P的瞬时值时，块出错率 (BLER)曲线可能具有不希望的高错误平层(error floor)。错误平 层的上升涉及估计的比例因数的比值上的变化(例如cj) = oc/P )。好像最小二乘方估计过程会导致P变得相当小(相对于a )或者甚至 为负值。这种现象在EUL和HS-DSCH情景中更为突出，因为在那些情况 中干扰项是主要损伤。在任何情况中，参数比值的变化可以导致收发机 14中解码器电路所使用的软信息的较大变化。这种变化因此导致潜在较差的解码器性能，导致高解码错误平层。参数约束的一个示例是基于监视OC和P的相对值，并且确定该比值是 否超过某个(定义的)阈值P。该阈值可以根据经验确定，例如通过模 拟来确定。利用这种方法进行参数约束，LS拟合过程对给定时隙或间隔 产生的OC的瞬时值保持不变(只要其为正)，但是p的瞬时值被设为P=oc (l/p)。这里，应当注意，在实际实施中，参量G-RAKE接收机 电3各34在oc和|3的估计中^f吏用导频信道，并且这个实际细节意p未着a 不再表示码片能量Ee而是码片能量与导频能量的比值，由E。/ Ep给出。 由于用来约束或另外限制P的一个(或多个)阈值在E。/ Ep上预测， 因此参量G-RAKE接收机电路34必须估计Ep。估计Ep的一个简单方法是 在时间上对hHh进行平均。这个平均值可以利用具有指数滤波器的形式 来计算<formula>formula see original document page 19</formula>其中Y是0到1之间的常数。将Ep的估计引入这个实施例得到关于P的以下关系 , ￡。<formula>formula see original document page 19</formula>在方程14中，函数max(A， B )返回A和B的最大(带符号的)值。 图6示出了上述比例因数约束的方法的示例，其中在每个时隙或每个间隔的基础上计算的a和/或P的瞬时估计;故约束，这样a和P的估计足够鲁棒，用以产生组合权值和随后的码元估计和解码。处理开始于根据上述LS拟合过程例如在每个时隙的基础上产生a和P的瞬时估计(步骤110),并且继续如上所述估计导频能量Ep (步骤112)。该处理继续评估表达式<formula>formula see original document page 19</formula>其中P是希望的(固定的或可调的)阈值常数(步骤114)。如果比 例因数P大于评估量，那么将用于随后计算的P的工作值设为P的瞬时 值(步骤116)。如果不是，那么将工作值P设为约束值P = aEp /p (步骤118 )。当然，图6的处理逻辑代表非限制性示例，并且应当理解可以按照需 要或希望采用不同的方法生成比例因数的鲁棒瞬时值。例如，另一个实 施例监视从最小二乘方过程获得的P值。如果P是负的或零，可将P设 为标称值5。可选地，可将P设为OC的一^J、部分。例如，如果P〈S, 则设P为5 。在另一个实施例中，参量G-RAKE接收机电路34监视比值4)和P ,以 及阈值P。例如，如果比值^超过某个阈值P ,或者如果P〈&，则将 P设为P = oc / p 。在另一个实施例中，参量G-RAKE接收机电路34监视比值cj)。如果比 值cjj超过阈值p ,那么用先前时隙中计算的瞬时值替换对当前的传输时 隙根据LS拟合过程计算的ot和P的瞬时值。当然，这个实施例通常不 用于给定传输间隔的第一时隙，以防止比例因数值在传输间隔上重复使 用。然而，有此警告，很显然从相同传输间隔的先前传输时隙计算的约 束之内的比例因数值可以被重复使用以代替在随后的传输时隙中计算 的位于约束之外的比例因数值。在另 一个实施例中，参量G-RAKE接收机电路34为给定传输间隔(例 如给定的TTI)的第一时隙计算比值cj)。如果该比值小于阈值p,那么 oc和P的值;故冻结(freeze)并将其用于传输间隔中的所有时隙。这个 实施例因此可以节省计算周期，因为a和P的LS估计每个传输间隔只 需要进行一次。然而，通常不冻结先前传输间隔的a和P的值以转移到 随后的传输间隔。这种情况的一个例外是参量G-RAKE接收机电路34在 连续的传输间隔上处理预定的传输(指向它的)。例如，如果收发机14 是WCDMA网络中共享HS-DSCH的几个预定用户的其中之一时，会发生这 种情况。而且，作为通用的建议希望不考虑阈值而希望对整个传输间隔 冻结cc和卩和/或限制(j)的变化。在另一个实施例中，参量G-RAKE接收机电路34监视比值cJ)。如果该 比值超过阈值p,那么重新应用LS拟合过程来只估计参数oc。对于oc 的重新估计，方程2变为Eq. 16类似于之前对a和P的估计所描述的LS过程，a的LS解由下式给出<formula>formula see original document page 21</formula>其中<formula>formula see original document page 21</formula>其中k-l,…，K。注意现在A是只有一列的矩阵，并且没有涉及矩 阵求逆，因为要求逆的量是标量。在另一个实施例中，其是上述方法的变型，参量G-RAKE接收机电 路34利用这样的条件根据一些定义的关系oc与P成比例。在该基础 上，通过将测量的损伤相关表示为只是a的函数，然后使用方程16-方 程19求解a来修改LS拟合过程。 一旦确定了a,就使用定义的关系计 算P 。在上述实施例中，例如通过生成oc和P的瞬时值并且对瞬时值的一个 或两个应用约束而在每个时隙的基础上获得比例因数的鲁棒估计。这种 约束例如防止比例因数P与a相比变得太小，并且因此保证对于每个传 输时隙中的损伤相关估计和随后的组合权值生成有a和P的"良好"的 工作值可用。在一个或多个其他实施例中，通过在给定传输间隔内的两个或更多传 输时隙上累积数据/测量来获得比例因数的鲁棒估计。也就是说，不是 使用单个时隙估计a和P ，而是可以将参量G-RAKE接收机电路34配置 为使用来自多个时隙的信息来执行采用的LS拟合步骤以在给定的传输 间隔内确定比例因数a和P的估计。图7示出了在给定传输间隔的多于一个传输时隙上的数据/测量的累 积(步骤104),这样用于比例因数估计的样值集的大小变得更大。作 为示例，对于三个时隙传输间隔而言，参量G-RAKE接收机电路34可祐二配置为从所有三个时隙上接收的解扩导频(或通信量)值获得测量的损 伤相关，以此提供了更大数量的样值用于产生由矩阵》表示的快照损伤 相关测量。参量G-RAKE接收机电路34使用累积的测量估计比例因数a和P的瞬 时值(步骤106),并且可选地，可以对瞬时值的一个或两个应用约束/ 限制(步骤108)。然而，使用更大样值集估计a和P的瞬时值(即使 用多于一个时隙的测量)倾向于降低比例因数的估计"噪声"。随着估 计噪声的减小，用于获得比例因数的LS拟合过程通常生成内在更鲁棒 的结果。从而不需要约束。数学上，参量G-RAKE接收机电路34求解由下式给出的多时隙估计问 题(BrB) 、、 Eq. 20其中B =A川Eq. 21并且AJ和PJ代表给定传输间隔的第j个时隙的A矩阵和P矢量。 作为该方法的变型，参量G-RAKE接收机电路34可以被配置为对传输 间隔中的每个时隙获得a和P的LS估计(例如B-Aj, x = Pj),然后一 起平均这些估计。在数学形式上，这个变量由下式给出Eq.22以及其中k代表当前时隙索引(index),并且j从传输间隔(例如TTI)的一开始向当前时隙索引进行索引。同时注意在多个时隙上的平均仍代 表每个传输间隔的解，因为时隙到时隙的平均通常不在传输间隔上执行。在其他实施例中，参量G-RAKE接收机电3各34可以有利地配置为与多 个接收天线16—起使用。例如，考虑两个接收天线16,其中方程2变 为<formula>formula see original document page 23</formula>相关矩阵R n的非对角块的元素对应于不同天线的耙指之间的噪声相 关，并且等于0。所有先前的实施例可以在多个接收天线的情况下使用。 另一个实施例考虑将测量的损伤相关矩阵R的非对角元素设为零，如下 所示<formula>formula see original document page 23</formula>然后使用前述的LS拟合过程估计比例因数OC和P 。应当注意这个方法将参数oc的估计值向更低的值偏离，但是它性能良 好，因为它减小了比例因数的比值的变化(相比R矩阵的所有元素都用 在LS估计中的情况)。如果LS拟合过程对比例因数产生负值，参量 G-RAKE接收机电路34可以被配置为简单地将它们设为零。还要注意，上述方法代表获得比例因数oc和P的鲁棒估计的一步过 程。然而，将理解的是约束步骤可被执行为可选的笫二步骤，其中对oc 和/或P的值进行约束或另外加以限制以确保良好的接收机性能。在另 一个实施例中，参量G-RAKE接收机电路34使用迭代过程估计比 例因数。考虑收发机14使用两个接收天线16的情况。相关矩阵l的非 对角块的元素对应于不同天线的耙指之间的噪声相关。这些值等于零。 因此，对于两个天线的情况，方程5变为方程24，在此重写如下<formula>formula see original document page 23</formula>从上面的表达式可以看出P的值不依赖于非对角块。因此，可以只使 用对角块估计P。采用两个步骤来估计cx和P 。首先，只使用对角块估计这两个参数，将这些初始估计标记为Od和P :。对此， 一个适当的表达式由下给出<formula>formula see original document page 24</formula>然后，将P设为估计值P = Pn并且使用方程26重新估计参数OC,记为a2。然后通过设定oc = oc2并且使用方程27重新估计比例因数P以 确定P"在固定P和使用方程26重新估计oc,然后固定a,使用方程 27重新估计P之间的迭代，可以以预定的次数重复或者重复直到满足定 义的停止标准。通常来说，在每个传输间隔基础上估计比例因数可以基 于初始估计第 一和第二比例因数，然后迭代地使用第 一和第二比例因数 的其中之 一 的估计修改对第 一 和第二比例因数的另 一 个的估计。图8示出了迭代确定比例因数的另一个实施例，其是上述方法的变型。 处理开始于如上所述从对角块估计ou和^ (步骤120)。处理继续计 算比值4J一 ou/pi(步骤122)。然后使用p2 = Pi的值经由LS拟合过 程估计d2 (步骤124),并且计算新比值4>2= a2/p2 (步骤126)。两 个比值4^和^与定义的阈值P进行比较测试(步骤128)。如果两个 比值都超过p值，那么使用对应于两个比值中最小一个的比例因数a和 P，作为a的函数根据定义的阈值(约束)限制P (步骤130)。可选地，如果只有一个比值没有超过阈值p ,那么使用对应于那个比 值的比例因数oc和P的值。因此，如果4^超过阈值而4)2低于阔值(由 步骤128和132的组合片企查)，那么4吏用对应于cjj2的比例因数(步骤 134)。相反，如果c^超过阈值而c^低于阔值(由步骤128和132的组 合检查)，那么使用对应于4^的比例因数(步骤136)。在另 一个迭代求解实施例中，参量G-RAKE接收机电路34 ;故配置为通 过采用其可用的额外信息改进比例因数oc和P的估计。例如，接收的通信信号通常包括纠错码和/或检错码，其可用于改进比例因数估计。例如，假设对每个(接收信号)编码块提供了循环冗余检验(CRC) 值，参量G-RAKE接收机电路34可以通过尝试比例因数oc和P的不同候 选对来改进它的比例因数估计。对于每个候选对，解调并解码所接收的信号，并且检查CRC。对应于没有被检查的CRC的所有参数候选对都被 抛弃。对所有候选对继续该过程直到CRC检查或者处理了所有候选对。注意 一 个编码块可以对应于多个传#r时隙，并且不同的传输时隙可以佳_ 用不同的比例因数。在这些情况中，候选对指的是一个块中的所有时隙 的参数对的组。有几种方法决定一个好的候选组。例如，々ii殳参量G-RAKE接收机电 ^各获得oc和p的初始估计。用这些初始估计，它然后可以通过j奮改oc和 |3的标称值来产生一组候选对，例如通过oc = oc + ^以及P = P + s2, 其中"和^可以分别选为cc和P的一小部分。另一种方法是尝试不同 的oc和P比值。当然，可以使用其他方法获得比例因数对的候选组，并 且本领域的技术人员将意识到上述示例是非限制性的。比例因数估计的又一个实施例使用两步骤比例因数确定过程，其对实 值接收滤波器有效。(例如，对大多数WCDMA接收机实施方式来说实值 接收机滤波器是合理的假设。)回忆方程2给出的损伤相关表达式，如 果接收滤波器是实值的，那么R。为实值。由于P必须为实，损伤相关矩 阵R的虛部项只是a的函数。概念上，参量G-RAKE接收机电路34可以 首先使用虛部项求解a,然后使用实部项加上对a计算的值求解P。按 照详细过程，这个实施例由以下步骤组成(l)给定超定方程系统 imaginary ( ^ ) a [imaginary (RISI)]对ot求解最小二乘方问题；以 及(2)给定超定方程系统real (》-ocRISI) " P Rn,使用步骤(1)的a, 对P求解最小二乘方问题。不管实施上述实施例的哪个或其组合，本发明教导了基于比例因数的 每个间隔估计使用参量G-RAKE处理的无线通信设备或系统，例如收发 机14。每个间隔估计改进了在涉及比例因数估计的条件在传输间隔之间 潜在地急剧变化的情况中作为G-RAKE处理的一部分执行的损伤相关以 及相应的组合权值计算。照此，在每个间隔基础上的比例因数估计通常 防止在接收的通信信号的 一个传输间隔中估计的比例因数受到在接收 的通信信号的另 一 个传输间隔中估计的比例因数的影响。在那点上，这里所使用的术语"在每个间隔基础上"应当给予宽泛的 解释。例如，这里所教导的比例因数估计的 一些实施例确实从一个时隙到另 一个时隙携带比例因数，即在一个时隙估计的一个(或多个)比例因数被重用在一个或多个后续时隙中。然而，就在给定传输间隔内计算比例 因数的新值来说，通过在所有或部分所述给定传输间隔期间主要的信号 状态来驱动那些计算。征和优势。相反，本i明仅由^随附的权利要求和"它们的法律等同物限定。
权利要求
1.一种在参量通用RAKE(G-RAKE)接收机中估计用于对模型化的损伤相关进行比例缩放的一个或多个比例因数的方法，包括在每个传输间隔的基础上估计比例因数，以防止在接收的通信信号的一个传输间隔中估计的比例因数受到在该接收的通信信号的另一个传输间隔中估计的比例因数所影响。
2. 权利要求1的方法，进一步包括在一个或多个随后的传输间隔中 重新使用在先前传输间隔中估计的比例因数。
3. 权利要求2的方法，其中在一个或多个随后的传输间隔中重新使 用在先前传输间隔中估计的比例因数包括在第 一预定的传输间隔中估 计比例因数，并且对一个或多个连续的预定传输间隔重新使用在那个第 一传输间隔中估计的比例因数。
4. 权利要求l的方法，其中每个传输间隔包括一个或多个传输时隙， 并且其中在每个传输间隔的基础上估计比例因数包括基于在传输间隔 的多于 一 个传输时隙上所获得的测量的损伤相关来估计比例因数，将测 量的损伤相关表示为由第 一 比例因数进行比例缩放的模型化的干扰相 关和由第二比例因数进行比例缩放的模型化的噪声相关的函数，以及为 第一和第二比例因数求解该函数。
5. 权利要求4的方法，进一步包括根据定义的限制或范围约束第二 比例因数。
6. 权利要求l的方法，其中每个传输间隔包括一个或多个传输时隙， 并且其中在每个传输间隔基础上估计比例因数包括在每个时隙基础上 估计比例因数。
7. 权利要求6的方法，其中在每个时隙基础上估计比例因数包括在 给定传输时隙中基于为该传输时隙获得的测量的损伤相关估计比例因 数，并且根据一个或多个定义的限制约束比例因数。
8. 权利要求7的方法，其中基于为传输时隙获得的测量的损伤相关 估计比例因数包括将测量的损伤相关表示为由第 一 比例因数进行比例 缩放的模型化的干扰相关和由第二比例因数进行比例缩放的模型化的 噪声相关的函数，以及为第 一 和第二比例因数求解该函数。
9. 权利要求8的方法，其中根据一个或多个定义的限制约束比例因数包括根据定义的范围或限制来限制第二比例因数的值。
10. 权利要求7的方法，其中基于为传输时隙获得的测量的损伤相关 估计比例因数包括将测量的损伤相关表示为由第 一 比例因数进行比例 缩放的模型化的干扰相关和由第二比例因数进行比例缩放的模型化的 噪声相关的函数，其中第二比例因数用笫一比例因数表示，以及为第一 比例因数求解该函数。
11. 权利要求10的方法，其中根据一个或多个定义的限制约束比例 因数包括从第 一 比例因数确定第二比例因数，这样根据第 一比例因数的 值来约束第二比例因数的值。
12. 权利要求l的方法，其中接收的通信信号的每个传输间隔包括一 个或多个传输时隙，并且其中在每个传输间隔基础上估计比例因数包括 对所有或部分给定的传输间隔，估计比例因数的候选值，根据候选值处 理接收的通信信号，抛弃纟皮检测为产生接收的通信信号的不正确解码的 候选值，以及选择没有被抛弃的特定候选值。
13. 权利要求l的方法，其中在每个传输间隔基础上估计比例因数包 括对所有或部分给定的传输间隔获得测量的损伤相关，将测量的损伤相 关的虚部表示为由第一比例因数进行比例缩放的模型化的干扰相关的 函数，以及求解第一比例因数，将由第二比例因数进行比例缩放的模型 化的噪声相关表示为测量的损伤相关的实部和由第一比例因数进行比 例缩放的模型化的干扰相关的实部的函数，以及求解第二比例因数。
14. 权利要求l的方法，其中接收的通信信号包括在两个或更多个接 收天线上接收的两个或更多个接收的通信信号，并且其中在每个传输间 隔基础上估计比例因数包括为所有或部分给定的传输间隔获取测量的 损伤相关，将测量的损伤相关的非对角元素置零以说明不同接收天线之 间的零噪声相关，在所述置零之后将测量的损伤相关表示为由第 一比例 因数进行比例缩放的模型化的干扰相关和由第二比例因数进行比例缩 放的模型化的噪声相关的函数，并且求解第一和第二比例因数。
15. 权利要求l的方法，其中在每个传输间隔基础上估计比例因数包 括从测量的损伤相关矩阵的对角块产生第 一 比例因数的第 一 估计和第 二比例因数的第 一估计，从第 一和第二比例因数的第 一估计计算第 一 比 值，使用第二比例因数的第一估计产生第一比例因数的修正的第二估 计，从第 一比例因数的第二估计和第二比例因数的第 一估计计算第二比 值，以及基于相对于定义的阈值评估第一和第二比值，选择第一比例因 数的第一或第二估计。
16. 权利要求l的方法，其中在每个传输间隔上估计比例因数包括初始估计第 一 和第二比例因数，然后迭代地使用第 一 和第二比例因数的其 中一个的估计来修正第一和第二比例因数的另外一个的估计。
17. —种在参量通用RAKE (G-RAKE)接收机中估计用于对才莫型化的损 伤相关进行比例缩放的比例因数的方法，包括对接收的通信信号的一个或多个传输间隔的每一个，在所有或部分传 输间隔上获得测量的损伤相关；通过将测量的损伤相关表示为由比例因数的未知瞬时值进行比例缩 放的^t型化的损伤相关的函数，并且求解该瞬时值来估计比例因数；以 及限制该瞬时值，以将其保持在一个或多个希望的范围内。
18. —种参量通用RAKE (G-RAKE)接收机电路，包括一个或多个处理 电路，其配置为在参量通用RAKE (G-RAKE)接收机中估计用于对模型化 的损伤相关进行比例缩放的一个或多个比例因数，其中所述估计是通过在每个传输间隔基础上估计该一个或多个比例因数以防止在接收的通 信信号的 一个传输间隔中估计的比例因数受到在该接收的通信信号的另 一个传输间隔中估计的比例因数所影响。
19. 权利要求18的参量G-RAKE接收才几电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为在 一 个或多个随后的传输间隔中重新使用在先前传输间 隔中估计的比例因数。
20. 权利要求19的参量G-RAKE接收机电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为通过在第一预定的传输间隔中估计比例因数，并且对一个 或多个连续的预定传输间隔重新使用在那个笫 一传输间隔中估计的比 例因数，来重新使用比例因数。
21. 权利要求18的参量G-RAKE接收机电路，其中每个传输间隔包括 一个或多个传输时隙，并且其中该一个或多个处理电路被配置为在每个 传输间隔的基础上估计比例因数，其中所述估计是通过以下进行的基 于在传输间隔的多于 一 个传输时隙上所获得的测量的损伤相关来估计 比例因数，将测量的损伤相关表示为由第 一 比例因数进行比例缩放的模 型化的干扰相关和由第二比例因数进行比例缩放的模型化的噪声相关 的函数，以及为第一和第二比例因数求解该函数。
22. 权利要求21的参量G-RAKE接收机电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为根据所定义的限制或范围来约束第二比例因数。
23. 权利要求18的参量G-RAKE接收机电路，其中每个传输间隔包括 一个或多个传输时隙，并且其中该一个或多个处理电路^L配置为在每个 时隙基础上估计比例因数。
24. 4又利要求23的参量G-RAKE接收机电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为在给定传输时隙中基于为该传输时隙获得的测量的损伤 相关估计比例因数，并且根据 一 个或多个定义的限制来约束比例因数。
25. 权利要求24的参量G-RAKE接收机电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为将测量的损伤相关表示为由第 一 比例因数进行比例缩放 的模型化的干扰相关和由第二比例因数进行比例缩放的模型化的噪声 相关的函数，以及为第一和第二比例因数求解该函数。
26. 权利要求25的参量G-RAKE接收机电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为通过根据所定义的范围或限制来限制第二比例因数的值 来根据 一 个或多个所定义的限制来约束比例因数。
27. 权利要求24的参量G-RAKE接收才几电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为通过将测量的损伤相关表示为由第 一 比例因数进行比例 缩放的模型化的干扰相关和由第二比例因数进行比例缩放的模型化的 噪声相关的函数，其中第二比例因数用第一比例因数表示，以及为第一 比例因数求解该函数，来基于为传输时隙获得的测量的损伤相关而估计 比例因数。
28. 权利要求27的参量G-RAKE接收机电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为通过从笫 一 比例因数确定第二比例因数来根据 一 个或多 个所定义的限制来约束比例因数，这样根据第 一 比例因数的值来约束第 二比例因数的值。
29. 权利要求18的参量G-RAKE接收机电路，其中接收的通信信号的 每个传输间隔包括一个或多个传输时隙，并且其中该一个或多个处理电 路被配置为通过对所有或部分给定的传输间隔，估计比例因数的候选 值，根据候选值处理接收的通信信号，抛弃纟皮检测为产生接收的通信信 号的不正确解码的候选值，以及选择没有纟皮抛弃的特定候选值，而在每 个传输间隔基础上估计比例因数。
30. 权利要求18的参量G-RAKE接收机电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为在每个传输间隔基础上估计比例因数，所述估计是通过以 下进行的对所有或部分给定的传输间隔获得测量的损伤相关，将测量 的损伤相关的虚部表示为由第一比例因数进行比例缩放的模型化的干扰相关的函数，并且求解第一比例因数，将由第二比例因数进行比例缩 放的模型化的噪声相关表示为测量的损伤相关的实部和由第一比例因 数进行比例缩放的模型化的干扰相关的实部的函数，以及求解第二比例因数。
31. 权利要求18的参量G-RAKE接收机电路，其中接收的通信信号包括在两个或更多个接收天线上接收的两个或更多个接收的通信信号，并 且其中该一个或多个处理电路被配置为在每个传输间隔基础上估计比例因数，所述估计是通过以下进行的为所有或部分给定的传输间隔获 取测量的损伤相关，将测量的损伤相关的非对角元素置零以说明不同接 收天线之间的零噪声相关，在所述置零之后将测量的损伤相关表示为由 第 一 比例因数进行比例缩放的模型化的干扰相关和由第二比例因数进 行比例缩放的模型化的噪声相关的函数，并且求解第一和第二比例因 数。
32. 权利要求18的参量G-RAKE接收机电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为在每个传输间隔基础上估计比例因数，其中所述估计是通 过以下进行的从测量的损伤相关矩阵的对角块产生第一比例因数的第 一估计和第二比例因数的第 一估计，从第 一和第二比例因数的第 一估计计算第 一 比值，使用第二比例因数的第 一 估计产生第 一 比例因数的修正 的第二估计，从第 一比例因数的第二估计和第二比例因数的第 一估计计 算第二比值，以及基于相对于所定义的阈值评估第一和第二比值，选择 第 一比例因数的第 一或第二估计。
33. 权利要求18的参量G-RAKE接收机电路，其中该一个或多个处理 电路被配置为通过初始估计第 一 和第二比例因数，然后迭代地使用第一 和第二比例因数的其中 一 个的估计来修正第 一 和第二比例因数的另外 一个的估计，而在每个传输间隔上估计比例因数。
全文摘要
一种无线通信接收机(诸如包含在无线通信网络的基站或移动站中实施的无线通信收发机中的接收机)包括一种参量G-RAKE接收机电路以及一种在每个传输间隔基础上计算参量比例因数的方法。在一个实施例中，为单独的传输时隙获得测量的损伤相关并且将其用于估计比例因数的瞬时值。然后根据一个或多个所定义的限制来约束那些瞬时值的其中一个或两个。在其他实施例中，使用多个传输时隙来增加可用于估计比例因数的测量的数目，可选地应用参数约束。其他实施例使用迭代方法和/或求解一个参数，并使用结果获得其他一个(或多个)参数。通过使用纠错/检测信息可以改进这些实施例的其中一个或多个。
文档编号H04B1/707GK101228704SQ200580051241
公开日2008年7月23日 申请日期2005年9月5日 优先权日2005年5月31日
发明者A·海拉拉, C·科佐, D·凯恩斯, G·E·博顿利, H·B·埃里克松 申请人:艾利森电话股份有限公司