CN101523742A - 利用多个基站对广义rake接收机参数进行扩展最小平方估计的方法和装置 - Google Patents

Abstract

示例性的组合权重生成基于利用干扰衰减项(诸如与发送基站相关联的干扰相关度矩阵)与噪声衰减项(诸如噪声相关度矩阵)的加权和来估计接收信号衰减相关度，所述衰减项根据配合参数进行缩放。基于响应于所测量的信号衰减相关度而调节配合参数来更新这种估计。根据信道估计和延迟信息以及接收滤波器脉冲整形知识来计算干扰矩阵。通过将衰减相关项配合至在连续时刻所测量的衰减相关度来确定配合参数的瞬时值，并且通过基于这些瞬时值来更新这些配合参数从而在各个时刻调节所述配合参数。

Description

利用多个基站对广义RAKE接收机参数进行扩展最小平方估计的方法和装置

技术领域

本发明总体上涉及无线通信业务，具体地说，涉及对来自多个基站的接收通信信号的信号衰减(impairment)相关度进行跟踪(tracking)。

背景技术

RAKE接收机在通信领域内是公知的，并且广泛用于码分多址(CDMA)系统(诸如IS-95、IS-2000(cdma2000)及宽带CDMA(WCDMA)无线通信网络)中。其名称源于这种接收机的耙状(rake-like)外观，其中，使用多个、平行接收机耙指(finger)来对所接收多径信号中的多个信号映像进行接收。通过在RAKE组合器中相干地组合耙指输出，传统RAKE接收机可以使用多径接收来提高所接收多径信号的信噪比(SNR)。

然而，如本领域技术人员已知，传统RAKE接收机仅在特定有限的环境下才是最佳。例如，自干扰和多用户接入干扰的存在都会劣化传统RAKE接收机的性能。为此，本申请的受让人已经提出了一项或更多项与使用“广义(generalized)”RAKE(G-Rake)接收机架构有关的专利申请，其中，通过增加生成组合权重的完善度(sophistication)来提高接收机性能。

在这种G-Rake架构中，组合权重计算会考虑在多个RAKE耙指之间的一个或更多个信号衰减的相关度。例如，G-Rake接收机可以跟踪在这些耙指之间的噪声相关度。G-Rake接收机还可以包括相当数量的耙指，使得不将额外的耙指定位在偏离信号路径延迟。实际上，G-Rake接收机可以通过偏移这些额外的耙指以使得接收信号的SNR最大化，来获得性能提高。信号衰减相关度还可用在SNR估计(通常被称为信干比(SIR)估计)中。SIR估计用在功率控制、速率控制及链路质量监控中。这里术语“RAKE”通常用于表示RAKE和G-Rake处理。

G-Rake接收机通过利用其关于在多个耙指之间使所选择信号衰减相互关联的知识，可以对耙指组合权重进行补偿，从而提高接收机性能。当然，以足够的准确度及快速性来确定信号衰减相关度的需要是与G-Rake接收机的实现相关联的主要挑战。

于2004年3月12日提交的、名称为METHOD AND APPARATUSFOR PARAMETER ESTIMATION IN A GENERALIZED RAKERECEIVER的母案(parent)申请no.10/800,167描述了一种利用基于模型的技术来对一个或更多个相关接收信号的信号衰减相关度进行估计的方法和装置，该专利申请的全部内容通过引用合并于此。根据这个技术，响应于基于频度(frequent)(例如，宽带CDMA(WCDMA)帧的每个时隙)而对信号衰减相关度进行的重复测量而对该模型进行调节，由此动态地跟踪快速变化的信号衰减相关度。确定接收信号衰减相关度以用于生成G-Rake组合权重和/或SIR估计的方法包括以下步骤：提供接收信号衰减相关度模型，该接收信号衰减相关度模型包括根据相应模型拟合参数进行缩放的一个或更多个衰减项；以及响应于对接收信号衰减相关度的重复测量而调节各个模型拟合参数，使得接收信号衰减相关度的模型对变化的接收条件进行动态地跟踪。

具体地说，在这个方法的一个实施方式中，接收信号衰减相关度的模型为R_u＝αR_l+βR_n，其中，R_I是干扰相关度矩阵，而R_n是从接收机滤波的自相关特性得到的热噪声相关度矩阵。该方法包括下列步骤(在多个重复时间间隔中的各个时间间隔内执行这些步骤)：

a、在当前时隙中对接收信号的衰减相关度进行测量，即，确定衰减相关度的粗略估计(表示为矩阵)；

b、基于所估计的信道系数来计算每时隙模型项R_I(slot)和R_n(slot)；

c、基于执行最小平方配合 ${\hat{R}}_u\left(\mathrm{slot}\right)\≈{\mathrm{\α}}_{\mathrm{inst}}{R}_I\left(\mathrm{slot}\right)+{\mathrm{\β}}_{\mathrm{inst}}{R}_n\left(\mathrm{slot}\right),$ 针对该时隙来确定瞬时模型配合参数α_inst和β_inst；

d、基于这些瞬时配合参数来更新模型配合参数α和β，例如，利用α_inst和β_inst来更新α和β的滤波值；以及

e、针对当前时隙来计算要在生成RAKE组合权重和SIR估计中使用的模型化衰减相关度

${\hat{R}}_u\left(\mathrm{slot}\right)\≈\mathrm{\α}{R}_I\left(\mathrm{slot}\right)+\mathrm{\β}{R}_n\left(\mathrm{slot}\right).$

另外，该母案申请描述了接收信号衰减相关度的模型，在该模型中，考虑了来自另一基站的干扰，即， ${\hat{R}}_u\≈\mathrm{\α}{R}_I+\mathrm{\β}{R}_n+\mathrm{\γ}{R}_0,$ 其中，R_I是同一小区或本小区干扰相关度矩阵，而R₀对应于其它小区干扰。可以按照各种方式来估计其它小区干扰，诸如将其模型化为经过发射脉冲整形滤波器的白噪声。

在该母案申请中公开的一个实施方式内，在软切换期间，将一组接收机RAKE耙指分配给来自第一基站的信号，而将另一组RAKE耙指分配给来自第二基站的信号。当计算针对第一基站信号的组合权重时，该接收机将第二基站信号视为其它小区干扰。当计算针对第二基站信号的权重时，该接收机将第一基站信号视为其它小区干扰。然而，在各种情况下，该方法在仅考虑来自相应的本小区基站的导频信号的情况下对接收信号衰减相关度进行测量。

发明内容

本发明提供了一种利用基于模型的技术根据针对来自多个基站的一个或更多个相关接收信号的导频信号来估计信号衰减相关度的方法和装置，其中，响应于基于频度(例如，宽带CDMA(WCDMA)帧的每个时隙)而进行的重复相关度测量而调节配合参数，由此动态地跟踪快速变化的信号衰减相关度。所估计的衰减协方差矩阵包括多个衰减相关项的加权和。响应于与多个发射机相关联的重复测量相关度而调节配合参数。

在一个实施方式中，本发明涉及一种确定接收信号衰减相关度以用于对从多个发射机所接收的信号进行处理的方法。对与所述多个发射机相关联的相关度进行测量。形成与所述多个发射机及所测量的相关度相关联的衰减相关项。响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节多个配合参数。利用所述配合参数及所述衰减相关项来估计衰减相关度。

在另一实施方式中，本发明涉及一种用在无线通信网络中的无线通信终端，该无线通信终端包括：无线电前端电路，该无线电前端电路被设置成提供来自不同发射机的多个接收信号；以及接收机电路，该接收机电路被设置成通过对来自所述多个发射机的接收信号进行RAKE处理，来生成一个或更多个RAKE组合信号。所述接收机电路被设置成通过下列步骤来计算RAKE组合权重：利用根据与所述多个发射机相关联的导频信号得到的解扩值，来对接收信号衰减相关度进行测量；将所测量的接收信号衰减相关度配合至与所述多个发射机及所测量的相关度相关联的多个衰减相关项的加权和；响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节多个配合参数；以及利用所述配合参数及所述衰减相关项来估计衰减相关度。

在另一实施方式中，本发明涉及一种接收信号处理方法。针对各个有效基站，向导频信号的各个多径延迟值分配测量耙指；如果足够的测量耙指可用，则向所述基站分配附加测量耙指；计算针对所述这些路径耙指的中间系数；计算针对被分配给所述基站的全部耙指的净系数；计算针对所述基站的测量干扰矩阵；计算针对所述基站的模型干扰分量；以及对最小平方问题进行公式化以解出针对所述模型干扰分量的配合参数。然后，将针对全部基站的最小平方问题串接成联合最小平方问题，并且求解所述联合最小平方问题，以估计所述配合参数。

附图说明

图1是示出接收机和多个发射机的功能框图，其中，该接收机包括根据本发明的一个或更多个实施方式的广义RAKE接收机电路。

图2是示出根据本发明的对接收信号衰减相关度进行估计的示例性方法的流程图。

图3是示出图1的广义RAKE处理器的功能框图。

图4是示出包括在图3的电路中的示例性组合权重及SIR生成器的功能框图。

图5是示出示例性无线通信网络的功能框图，其中，移动终端包括根据本发明而设置的接收机电路。

具体实施方式

根据本发明的一个或更多个示例性实施方式，接收机(诸如用在无线通信网络中的移动终端的接收机电路)包括广义RAKE接收机电路，该广义RAKE接收机电路基于来自两个或更多个基站的模型化接收信号衰减相关度来生成RAKE组合权重及SIR估计。如在RAKE接收机领域内已知的，从单个RAKE耙指获取的输出信号可以包括互相关的“衰减”。这里使用的术语“衰减”具有广泛的定义，包括但不限于下列各项中的一个或更多个：自身干扰和多用户干扰以及噪声。对于与示例性广义RAKE运行有关的其它背景，可以参照未决及共同转让、转让号为No.09/344899的美国专利申请，其通过引用合并于此。

在广义RAKE架构中(这里表示为“G-Rake”)，针对在表示本小区干扰及其它小区干扰这两者的这些衰减项中的两个或更多个衰减项内的交叉耙指相关度，来对用于组合RAKE耙指输出的组合权重进行补偿。本发明提供了一种利用基于模型的方法来执行这种补偿的方法和装置，该基于模型的方法考虑了来自两个或更多个发射机(诸如基站)的信号。

图1宽泛地例示了两个发射机8、10和接收机12，发射机8、10例如可以包括无线通信网络中的基站，而接收机12诸如是移动终端或其它无线通信装置。示例性发射机8、10分别使用扩频调制，来发射包括业务信号及导频信号在内的多个扩频信号。这些扩频信号经过无线信道，并在接收机12的天线处被接收，各个扩频信号通常分别具有不同的信道系数g和延迟τ。虽然仅示出了一个接收天线，但是本领域技术人员应当清楚，本发明可以与多个接收天线一起工作。因而，接收机12接收到所发射的信号以及噪声与干扰，并且无线电处理器14根据该受损(corrupted)接收信号来生成接收信号采样r。

虽然本领域技术人员熟悉在至少一些实施方式中的无线电处理器14的细节，但是示例性无线电处理器14包括滤波及转换电路(例如，模拟-数字转换器)，使得可以使用输入到G-Rake处理器16中的一系列数字化基带信号采样来表示接收信号。然后，处理器16对接收信号采样进行解调，以生成软值(soft value)或比特估计。将这些估计提供给一个或更多个附加处理电路18，以进行进一步处理，诸如前向纠错(FEC)解码以及转换成语音、文本、图形图像等。本领域技术人员应当认识到，接收信号所承载的(多种)具体信息类型以及接收机12所应用的具体处理步骤取决于接收机12的希望用途及类型。G-Rake处理器16还通过生成SIR估计(该SIR估计也基于模型化衰减)来估计接收信号质量。

如在本领域内已知的，RAKE接收机包括多个耙指。本发明的G-Rake接收机优选地包括大量的耙指。将G-Rake接收机的测量耙指分配给两个或更多个基站8、10。这里使用的“测量”耙指是指被分配为针对一组指定延迟而对特定基站的导频信道进行解扩的耙指。测量耙指与组合耙指不同，组合耙指对来自该基站的业务信道的信号进行解扩。

将测量耙指分配给全部有效(significant)基站。如这里使用的，如果在该接收机处检测到的一个基站的平均功率位于具有最大平均功率的基站的预定范围(即，x dB)内，则该基站“有效”。在一个实施方式中，该预定范围可以是动态的(即，x是可变的)。作为一个非限制性示例，x可以处于3dB-6dB的范围中。应特别注意的是，有效基站的数量可以超出移动终端的有效导频集(active set)内的基站数量(即，参与软切换的基站的数量)。术语“有效”可以按照其它方式而定义，诸如(平均或瞬时)最强基站或最能够影响SIR的基站。虽然这里将本发明的实施方式例如描述为向基站分配耙指和从基站接收信号，但是本领域技术人员应当容易地认识到，本发明并不限于对从基站接收到的信号进行处理，而通常可以有利地用于对从发射扩频信号的任何发射机接收到的信号进行处理。因此，这里使用的术语“基站”与“发射机”可互换，除非在具体环境下另有说明。

限定参数(parametric)G-Rake接收机的的衰减协方差矩阵R_u的复合模型(包括来自多个基站J的贡献)的求和公式为：

$R_u=\underset{j=1}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}{E}_c\left(j\right)R_j\left(g_j\right)+N_0{R}_n,$ (1)

其中，g_j是信道系数的矢量，E_c(j)表示基站j的每码片(chip)总能量，而N₀表示经过接收滤波器的白噪声(热噪声及其它干扰)的功率谱密度或功率。对于各个基站j来说——即，对于该求和公式的各个索引项(index)来说，公式(1)提供了总衰减协方差矩阵R_u的复合模型的分量，该分量限定第j个基站的贡献。

R_j(g_j)取决于该干扰是包括正交同信道干扰在内的本小区干扰，还是不具有正交性的其它小区干扰。对于本小区干扰，R_j(g_j)的各个元素通过公式(2)来给定：

$R_j^{\mathrm{own}}(d_1,d_2)=\underset{l=0}{\overset{L_j-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{q=0}{\overset{L_j-1}{\mathrm{\Σ}}}{g}_j\left(l\right)g_j^{*}\left(q\right)\underset{m=-\∞,m\≠0}{\overset{m=\∞}{\mathrm{\Σ}}}{R}_p(d_1-m{T}_c-{\mathrm{\τ}}_j\left(l\right))R_p^{*}(d_2-m{T}_c-{\mathrm{\τ}}_j\left(q\right))---\left(2\right)$

而对于其它小区干扰，R_j(g_j)的各个元素通过公式(3)来给定：

$R_j^{\mathrm{other}}(d_1,d_2)=\underset{l=0}{\overset{L_j-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{q=0}{\overset{L_j-1}{\mathrm{\Σ}}}{g}_j\left(l\right)g_j^{*}\left(q\right)\underset{m=-\∞}{\overset{m=\∞}{\mathrm{\Σ}}}{R}_p(d_1-m{T}_c-{\mathrm{\τ}}_j\left(l\right))R_p^{*}(d_2-m{T}_c-{\mathrm{\τ}}_j\left(q\right))---\left(3\right)$

这里，R_p(Δ)表示在Δ处估算的脉冲整形滤波器的自相关度，T_c是码片持续时长，而g_j(q)和τ_j(q)分别是针对基站j信号的第q路径的复数系数和路径延迟。应当注意到，公式(2)与公式(3)的区别仅在于求和中的m＝0项。

接收机对多个基站进行模型化的问题在于E_c(j)与N₀是未知的。为了构建R_u，该接收机必须估计这些参数或相关参数。另外，必须估计g_j；然而，这是直接明了的。

申请号为No.10/800,167的母案申请描述了以下这种过程，其中，利用最小平方方法来将模型衰减协方差项(根据(1)的R_j(g_j)和R_n)配合至所测量的衰减协方差矩阵。从分配给单一基站的导频信道的耙指而获取所测量的衰减协方差矩阵。周期性地(诸如按照时隙速率)更新这些参数估计。

然而，当估计两个以上参数时这个方法的性能较差。通过仿真已经表明，对于这种方法，更好的情况是专注于抑制本小区干扰(即，仅利用最小平方方法而对两个参数——本小区干扰及噪声进行估计)，而不是试图抑制其它小区干扰(这需要对两个以上参数进行估计)。然而，这与理想的接收机结果相矛盾，理想的接收机结果有时表现出从对本小区干扰及其它小区干扰这两者进行抑制而获得的显著增益。

在其中利用导频信道来实现接收机量值的估计的参数(parametric)G-Rake接收机中，可以将公式(1)(衰减协方差矩阵R_u的复合模型)与公式(2)及(3)(公式(2)及(3)指定了针对本小区干扰及其它小区干扰的干扰相关度矩阵R_j(g_j))重写为加权和：

$R_u\underset{j=1}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\α}\left(j\right)R_j({\tilde{g}}_j,{\mathrm{\τ}}_j,d_j)+\mathrm{\β}{R}_n---\left(4\right)$

其中，

$R_j^{\mathrm{own}}(d_1,d_2)=\underset{l=0}{\overset{L_j-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{q=0}{\overset{L_j-1}{\mathrm{\Σ}}}{\tilde{g}}_j\left(l\right){\tilde{g}}_j^{*}\left(q\right)\underset{m=-\∞,m\≠0}{\overset{m=\∞}{\mathrm{\Σ}}}{R}_p(d_1-m{T}_c-{\mathrm{\τ}}_j\left(l\right))R_p^{*}(d_2-m{T}_c-{\mathrm{\τ}}_j\left(q\right))---\left(5\right)$

$R_j^{\mathrm{other}}(d_1,d_2)=\underset{l=0}{\overset{L_j-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{q=0}{\overset{L_j-1}{\mathrm{\Σ}}}{\tilde{g}}_j\left(l\right){\tilde{g}}_j^{*}\left(q\right)\underset{m=-\∞}{\overset{m=\∞}{\mathrm{\Σ}}}{R}_p(d_1-m{T}_c-{\mathrm{\τ}}_j\left(l\right))R_p^{*}(d_2-m{T}_c-{\mathrm{\τ}}_j\left(q\right))---\left(6\right)$

${\tilde{g}}_j=\left(\sqrt{E_{\mathrm{pilot}}\left(j\right)}\right)g_j$

${\mathrm{\α}}_j=\frac{E_c\left(j\right)}{E_{\mathrm{pilot}}\left(j\right)}$

这里，E_pilot(j)是基站j的导频符号能量，并且β＝N₀。重写了R_j(*)，以清楚地示出R_j(*)是所估计的中间系数(

)、路径延迟(τ_j)及耙指延迟(d_j)的函数。

图2示出了由接收机利用来自两个或更多个基站的导频信号来估计G-Rake参数的方法。周期性地(诸如在WCDMA系统中按照每业务信道时隙)执行整个方法，在该每业务信道时隙期间，接收机在公共导频信道(C-PICH)上接收十个导频信道符号。可以利用经过恰当编程的DSP、微处理器等而在接收机中实现该方法。

概括地说，该方法针对各个时隙包括三个步骤的过程。第一步骤是形成针对各发射机的最小平方问题，以将由衰减项及噪声项构成的加权和配合至所测量的与发射机相关联的衰减相关度矩阵(当计算各个发射机的测量时将来自该发射机的干扰视为本小区干扰，而将来自其它全部发射机的干扰视为其它小区干扰)。第二步骤是将多个最小平方问题串接为联合最小平方问题。最后步骤是求解该联合最小平方问题，以获取将复合模型接近地匹配至所测量的接收信号衰减相关度的配合参数。

更详细地说，参照图2，在初始化(框100)之后，将测量耙指设置到全部有效基站(框102)。如果针对基站j存在L_j个路径延迟，则应当为基站j分配至少L_j个测量耙指。如果足够的耙指可用，则将Q_j(Q_j>L_j)个耙指分配给基站j。

对于各个有效基站j来说，可以将配合公式设置成与所测量的接收信号衰减相关度相配合(框104-114)。首先，利用下式来计算针对L_j个路径延迟的净信道系数(框104)：

${\hat{h}}_j=\frac{1}{10}\underset{i=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j\left(i\right)s^{*}\left(i\right)$

其中，x_j(i)是针对第i个符号的第j个基站的L_j个路径延迟的解扩导频符号的矢量。

利用下式来计算针对L_j个路径延迟的中间系数(框106)：

利用下式来计算针对全部Q_j个耙指的净信道系数(框108)：

利用下式来计算所测量的噪声协方差(框110)：

${\hat{R}}_u\left(d_j\right)=\frac{1}{9}\underset{i=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j\left(i\right)s^{*}\left(i\right)-{\tilde{h}}_j){(x_j\left(i\right)s^{*}\left(i\right)-{\tilde{h}}_j)}^H$

这里，x_j(i)是针对第i个符号的第j个基站的Q_j个耙指延迟的解扩导频符号的矢量，并且上标H表示厄米特(Hermitian)转置。

然后，利用公式(5)和(6)计算衰减相关项或结构元素(框112)，假设基站i产生本小区干扰而其它全部基站产生其它小区干扰。在实践中，可以利用已知解析表达式来截取(truncate)或计算公式(5)和(6)的无穷大和。

将示例性接收机设置成以较短时期为基础(每个时隙、每两个时隙等)来生成衰减协方差矩阵R_u的测量。给定了该测量、信道知识(中间系数

和路径延迟τ_j)、以及RAKE耙指延迟d_j之后，则除了α和β以外，已知公式(4)中各个量值。可以针对各个所测量的衰减相关度矩阵(即，针对各个有效基站j)来将最小二乘法问题进行公式化(框114)。针对基站j的限定(defining)最小二乘法公式是A_jx≈p_j，其中，x＝[α₁，α₂，…，αJ，β]^T是拟合参数集。

针对各个测量(即，针对各个有效基站j)在各个时隙中重复上述计算(框116)。当处理了全部J个有效基站后，将J个最小平方问题串接成联合最小平方问题(框118)，如

$\left[\begin{array}{c}{A}_1\\ A_2\\ \·\\ \·\\ \·\\ A_j\end{array}\right]x\≈\left[\begin{array}{c}{p}_1\\ p_2\\ \·\\ \·\\ \·\\ p_j\end{array}\right],$ 或

Bx≈y

注意：不需要使用全部公式。例如，可以仅使用对角元素公式。虽然使用所测量的衰减相关度进行配合，但是可以利用其它相关度(诸如接收采样或解扩值相关度)来估计配合参数。

可以通过x＝(B^TB)^-1B^Ty来解出该联合最小平方问题。由于配合参数是纯实数，所以将具有复数量值的公式视为两个实数公式。此外，因为配合参数为正，所以可以在零处进行剪取(clipping at zero)。

一旦针对给定迭代(例如，WCDMA时隙)利用来自全部J个有效基站的导频信号而计算出配合参数α₁、α₂、…、α_J、β，就可以应用可选平滑(smoothing)，诸如通过滤波(例如，在多个WCDMA时隙内进行滤波)。然后，接收机可以针对当前时隙来计算要在生成组合权重和SIR估计中使用的所估计的衰减相关度矩阵

。G-Rake接收机使用的SIR估计和组合权重是使得在考虑到在不同信号映像之间的模型化衰减相关度的情况下来执行不同信号映像的组合。通常针对一系列连续时隙中的各个时隙来重复这些步骤。

G-Rake接收机利用

和

通过计算下式来得到组合权重：

$w={\tilde{R}}_u^{-1}\tilde{h}$

可以不进行矩阵求逆，而是可以使用诸如Gauss-Seidel或先决共轭梯度(Preconditioned Conjugate Gradient)的迭代方法(参见“Iterativemethods for the G-RAKE receiver in HSDPA”，Murugesapillai et al.，IEEEVTC2006Fall)。通过对由y表示的业务解扩值进行组合来获取判决变量或符号估计，得到：

z＝w^Hy

G-Rake接收机还可以利用

和

通过计算下式来得到SIR估计：

$\mathrm{SIR}={\tilde{h}}^H{\tilde{R}}_u^{-1}\tilde{h}={\tilde{h}}^{H}w---\left(18\right)$

图3示出了示例性G-Rake处理器16，G-Rake处理器16包括相关度电路20、组合器电路22、耙指设置电路24、以及组合权重及SIR估计生成电路26。在操作中，将接收采样提供给耙指设置电路24，耙指设置电路24确定在使接收信号采样与(多个)业务扩频序列相关联的过程中使用多少延迟。在相关度电路20中使用这些延迟，以对由在相关度电路20中的单个RAKE耙指使用的接收信号采样流或扩频码进行延迟，以生成根据各种耙指设置的业务相关值。将这些延迟及测量延迟提供给组合权重及SIR估计生成电路26，组合权重及SIR估计生成电路26计算用于对来自相关度电路20的RAKE耙指输出信号进行组合的组合权重。组合权重及SIR估计生成电路26还计算SIR估计。在组合器电路22中利用组合权重来对来自相关度电路20的耙指输出信号进行组合，从而生成组合值或软比特值。

示例性相关度电路20包括多个相关度单元(这里也被称为RAKE耙指)，并且可以利用相关度码偏移和/或可调节延迟单元(诸如缓冲器)按照相对于接收信号所希望的相对时间偏移来设置各个相关度单元。在示例性G-Rake操作中，耙指设置电路24对相关度电路20进行控制，以使得一个或更多个RAKE耙指在时间上与接收信号中的所选择信号映像的相对路径延迟对准(路径耦合(on-path)的耙指)，并且通常将多个RAKE耙指中的一个或更多个RAKE耙指设置成路径分离(off-path)。可以将处理器16设置成对路径耦合和/或路径分离的RAKE耙指的对准进行动态地调节，以使得从组合器电路22输出的RAKE组合信号的SNR最大化。

就此而言，G-Rake处理器16通过在生成组合权重时考虑了在RAKE耙指之间的接收信号衰减相关度的影响，从而与传统的RAKE接收机相比G-Rake处理器16在至少一些接收条件下获得了性能的提高。当然，在本发明的环境中，组合权重生成受益于使用模型化衰减相关度。为此，图4示出了示例性组合权重及SIR生成电路26，组合权重及SIR生成电路26被设置成根据基于模型的信号衰减补偿的一个或更多个示例性实施方式来生成组合权重。

根据图4，电路26包括相关度电路30、信道跟踪器电路32、SIR计算器33、组合权重计算电路34、衰减相关度测量电路36、结构化元素单元计算电路38、模型配合参数计算电路40、以及衰减估计电路42。

在操作中，将接收采样提供给相关度电路30(测量耙指)，相关度电路30将接收采样与导频或其它基准信号扩频序列相关联，并且去除符号调制，从而生成导频相关值。信道跟踪器电路32接收这些导频相关度，并使用这些导频相关度来估计或以其它方式跟踪接收信号的信道系数。将这些系数提供给测量电路36，测量电路36还接收导频相关度。将电路36设置成通过从导频相关度中减去信道估计来获取衰减采样(即，接收信号的衰减测量)，并且还将电路36设置成通过将这些衰减采样彼此相关联并且与它们自身相关联来计算衰减相关度测量。

结构化元素计算电路38接收信道估计，并将它们用于构建与针对各个测量(即，与各个有效基站8、10相关联的)的衰减项R_j和R_n相对应的元素，这些元素在这里被称为结构化元素或衰减相关项。将衰减相关度测量(即，矩阵R_u及结构化元素)提供给模型配合参数计算电路40，模型配合参数计算电路40使用这些衰减相关度测量来得到模型配合参数α_j和β。将配合参数及结构化元素提供给衰减估计电路42，衰减估计电路42生成所估计的衰减相关度矩阵R_u。将信道估计及所估计的衰减相关度矩阵提供给权重计算电路34，权重计算电路34生成由组合器电路22用于对来自相关度电路20的耙指输出信号进行RAKE组合的组合权重。还将信道估计及所估计的衰减相关度矩阵提供给SIR计算器33，SIR计算器33生成用于功率控制或速率调节目的的SIR估计。

通过上述示例性细节，本领域技术人员应当清楚，本发明可以广泛地将所测量的接收信号衰减相关度(这些测量通常具有一些估计误差)配合至复合衰减模型，该复合衰减模型包括作为针对各个有效基站而对结构化矩阵元素的经过缩放的和进行求和的结构化形式。由此，该复合衰减模型考虑了来自多个基站的干扰，进而将各个基站模型化为该基站生成同一小区干扰(当配合至与该基站相关联的测量时)和模型化为该基站生成其它小区干扰(当计算其它全部模型分量时)。

图5示出了无线通信网络50的示例性的图，无线通信网络50可以被设置为WCDMA无线蜂窝网络、IS-95/IS-2000无线蜂窝网络，或根据其它一些开放或专有通信标准而设置。

网络50支持在表示为C1、S1、C2、S2等(以表示小区1、扇区1和小区2、扇区2等)的一个或更多个无线服务区中工作的多个移动终端52(为了简洁，仅示出了一个终端)。本领域技术人员应当清楚，这里使用的术语“小区”和/或“扇区”应当作宽泛的理解，并且，一般来说，术语“扇区”应当被理解为标识了给定载频处的给定无线电覆盖区域。由此，给定小区可以具有与多个载频相对应的多个重叠无线电扇区。

在任何情况下，网络50都按照可通信的方式将移动终端52连接至一个或更多个外部网络54，诸如公共交换电话网(PSTN)、互联网或其它公共数据网、基于ISDN的网络等。无线接入网(RAN)56支持这种连接，无线接入网(RAN)56为移动终端52提供(多条)无线链路，并且无线接入网56与一个或更多个核心网(CN)58接口连接，核心网58进而连接至外部网络54。本领域技术人员应当清楚，所采用的具体网络架构及所使用的实体命名方法(nomenclature)会根据所涉及的网络标准而变化，但这种变化与对本发明的理解或解释并没有关系。而且，应当明白的是，所例示网络是经过简化的，而实际网络实现很可能具有这里为了简洁而未示出的其它实体。

示例性RAN 56包括一个或更多个基站系统，各个基站系统通常包括控制实体和一个或更多个分布式无线电收发器实体。在该图中，这些实体被表示为一个基站控制器(BSC)或RNC 60，以及多个相关的无线基站(RBS)或节点B62，例如，62-1、62-2及62-3。所例示的移动终端52包括之前例示的示例性接收机12，移动终端5212可以利用各种处理电路(包括A/D转换器、滤波器、DSP或其它数字处理器、存储器等)来实现示例性接收机。在至少一个示例性实施方式中，移动终端52包括一个或更多个DSP和/或专用集成电路(ASIC)或其它可编程装置，来实现如在图2、3及4中按示例性方式所示的接收机12(包括G-Rake处理器16)。应当明白的是，因此至少一部分本发明的功能可以被具体实施为采用微代码、固件、软件等形式而存储的计算机指令。

更一般地说，根据特定设计的需要，可以采用硬件、软件或实质上它们的任何组合来实现本发明。实际上，本发明不限于前述讨论或附图。而相反，本发明仅由所附权利要求及其合理等同物限定。

Claims (41)

1、一种确定接收信号衰减相关度以用于对从多个发射机所接收的信号进行处理的方法，该方法包括以下步骤：

对与所述多个发射机相关联的相关度进行测量；

形成与所述多个发射机及所测量的相关度相关联的衰减相关项；

响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节多个配合参数；以及

利用所述配合参数及所述衰减相关项来估计衰减相关度。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，对与所述多个发射机相关联的相关度进行测量的步骤包括以下步骤：利用导频解扩值来对接收信号衰减相关度进行测量。

3、根据权利要求2所述的方法，其中，响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节多个配合参数的步骤包括以下步骤：将所测量的接收信号衰减相关度配合为多个衰减相关项的加权和。

4、根据权利要求1所述的方法，其中，形成与所述多个发射机及所测量的相关度相关联的衰减相关项的步骤还包括以下步骤：形成噪声衰减项和多个干扰衰减项。

5、根据权利要求4所述的方法，其中，所述多个干扰衰减项包括干扰相关度矩阵，而所述噪声衰减项包括噪声相关度矩阵。

6、根据权利要求5所述的方法，其中，根据与所接收的导频信号相对应的信道估计来确定所述干扰相关度矩阵的元素。

7、根据权利要求4所述的方法，其中，将对应于与所测量的相关度相关联的所述发射机的所述干扰衰减项作为同一小区干扰而进行计算，而将对应于其它发射机的所述干扰项作为其它小区干扰而进行计算。

8、根据权利要求1所述的方法，其中，根据向所述接收机发射导频信号的有效发射机的数量来确定与不同发射机相关联的测量的数量。

9、根据权利要求8所述的方法，其中，如果在所述多个发射机中一个发射机的平均接收信号强度位于最大平均接收信号强度的预定范围内，则该发射机有效。

10、根据权利要求8所述的方法，其中，如果一个发射机的平均接收信号强度是接收到的全部发射信号中的最强信号强度或次强信号强度，则该发射机有效。

11、根据权利要求9所述的方法，其中，所述预定范围在接收期间动态地变化。

12、根据权利要求2所述的方法，其中，响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节所述多个配合参数的步骤包括以下步骤：基于所测量的衰减相关度来计算针对各个重复时隙的更新后的配合参数。

13、根据权利要求12所述的方法，其中，基于所测量的衰减相关度来计算针对各个重复时隙的更新后的配合参数的步骤包括以下步骤：对所述配合参数的最小平方配合进行公式化，以使得由干扰与及噪声相关项构成的加权和接近匹配于所测量的衰减相关度。

14、根据权利要求13所述的方法，其中，基于所测量的衰减相关度来计算针对各个重复时隙的更新后的拟合参数的步骤还包括以下步骤：将针对各个测量而公式化的最小平方问题串接成联合最小平方问题，并且求解所述联合最小平方问题。

15、根据权利要求1所述的方法，其中，响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节所述多个配合参数的步骤包括以下步骤：通过将所述衰减相关项配合至在各个时刻所测量的衰减相关度，来确定所述配合参数的瞬时值。

16、根据权利要求15所述的方法，该方法还包括以下步骤：通过对所述瞬时值进行滤波来保持所述瞬时配合参数的平滑值，并将所述平滑值用作所述配合参数。

17、根据权利要求16所述的方法，其中，针对宽带CDMA(WCDMA)通信信号来确定接收信号衰减相关度；并且其中，通过将所述衰减相关项配合至在各个时刻所测量的衰减相关度来确定所述配合参数的瞬时值的步骤包括以下步骤：在各个限定时隙中对所述WCDMA通信信号的衰减相关度进行测量；并且其中，通过对所述瞬时值进行滤波来保持所述瞬时配合参数的平滑值并将所述平滑值用作所述配合参数的步骤包括以下步骤：在多个时隙上对所述配合参数的所述瞬时值进行滤波。

18、根据权利要求1所述的方法，其中，估计衰减相关度的步骤包括以下步骤：估计与各个发射机相关联的所述接收信号衰减相关度，作为根据相应模型配合参数进行缩放的干扰协方差矩阵以及根据相关模型配合参数进行缩放的噪声协方差矩阵。

19、根据权利要求1所述的方法，该方法还包括将所估计的衰减相关度用于以下步骤中的至少一个：生成用于对接收信号的解扩值进行组合的组合权重，以及生成对接收信号质量的估计。

20、根据权利要求2所述的方法，其中，响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节所述多个配合参数的步骤包括以下步骤：基于针对来自相关发射机的导频信号的当前信道估计及路径延迟来在连续时刻更新所述衰减相关项，使得将所述配合参数的瞬时值计算为将当前干扰衰减项及噪声衰减项与所测量的接收信号衰减相关度相配合。

21、根据权利要求20所述的方法，其中，通过调节所述配合参数的瞬时值来配合所测量的接收信号衰减相关度的步骤包括以下步骤：利用最小平方估计LSE过程，来针对各个测量对当前干扰衰减项及噪声衰减项与所测量的接收信号衰减相关度之间的配合进行公式化。

22、根据权利要求21所述的方法，其中，通过调节所述配合参数的瞬时值来配合至所测量的接收信号衰减相关度的步骤还包括以下步骤：将针对各个测量的所述LSE公式串接成联合LSE问题。

23、根据权利要求22所述的方法，其中，通过调节所述配合参数的瞬时值来配合所测量的接收信号衰减相关度的步骤还包括以下步骤：求解所述联合LSE问题。

24、根据权利要求20所述的方法，其中，针对各个测量的所述干扰衰减项包括干扰协方差矩阵，基于与所述多个发射机中的一个发射机相关联的当前信道估计、当前耙指延迟分配以及当前接收信号路径延迟在各个时刻更新所述干扰协方差矩阵。

25、根据权利要求24所述的方法，其中，在将来自与所述测量相关联的发射机的干扰视为本小区干扰并将来自其它各个发射机的干扰视为其它小区干扰的情况下，在各个时刻更新针对各个测量的所述干扰协方差矩阵。

26、根据权利要求20所述的方法，其中，噪声衰减项包括噪声协方差矩阵，所述噪声协方差矩阵基于接收信号滤波脉冲和当前耙指延迟分配的自相关函数在一个或更多个时刻被更新。

27、一种用在无线通信网络中的无线通信终端，该无线通信终端包括：

无线电前端电路，该无线电前端电路被设置成提供来自不同发射机

的多个接收信号；以及

接收机电路，该接收机电路被设置成通过对来自所述多个发射机的接收信号进行G-Rake处理，来生成一个或更多个组合信号；

所述接收机电路被设置成通过下列步骤来计算组合权重：

利用根据与所述多个发射机相关联的导频信号得到的解扩值，

来对接收信号衰减相关度进行测量；

将所测量的接收信号衰减相关度配合至与所述多个发射机及所测量的相关度相关联的多个衰减相关项的加权和；

响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节多个配合参数；以及

利用所述配合参数及所述衰减相关项来估计衰减相关度。

28、根据权利要求27所述的无线通信终端，其中，所述衰减相关项包括噪声相关度矩阵和多个干扰相关度矩阵。

29、根据权利要求28所述的方法，其中，将对应于与所测量的所述相关度相关联的所述发射机的所述干扰相关度矩阵作为同一小区干扰而进行计算，而将与其它发射机相对应的所述干扰相关度矩阵作为其它小区干扰而进行计算。

30、根据权利要求28所述的方法，其中，响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节多个配合参数的步骤包括以下步骤：基于所测量的所述衰减相关度来计算针对各个时隙的更新后的配合参数。

31、根据权利要求27所述的方法，其中，响应于所测量的相关度及所述衰减相关项而调节多个配合参数的步骤包括以下步骤：对所述配合参数的最小平方配合进行公式化，以使得多个衰减相关项的所述加权和与所测量的衰减相关度接近地匹配。

32、根据权利要求31所述的方法，其中，所述接收机电路还被设置成在各个重复预定时隙计算新的组合权重。

33、根据权利要求32所述的方法，其中，所述接收机电路还被设置成，通过将针对各个测量而公式化的最小平方问题串接成联合最小平方问题并求解所述联合最小平方问题，来计算针对各个时隙的更新后的配合参数。

34、一种接收信号处理方法，该方法包括以下步骤：

针对各个有效基站，

向导频信号分配一个或更多个测量耙指；

计算针对所述这些路径耙指的中间系数；

计算针对被分配给所述基站的全部RAKE耙指的净系数；

计算针对所述基站的测量干扰矩阵；

计算针对所述基站的干扰相关项；并且

对最小平方问题进行公式化，以求解针对所述干扰相关项的配合参数；

将针对全部基站的最小平方问题串接成联合最小平方问题；以及

求解所述联合最小平方问题，以估计所述配合参数。

35、根据权利要求34所述的方法，该方法还包括以下步骤：基于所述配合参数及所述干扰相关项来估计衰减相关度矩阵。

36、根据权利要求35所述的方法，该方法还包括以下步骤：基于所估计的衰减相关度矩阵来生成组合权重及SIR估计。

37、根据权利要求34所述的方法，该方法还包括以下步骤：在各个预定时隙重复所述方法步骤。

38、根据权利要求34所述的方法，其中，计算针对每个基站的干扰相关项的步骤包括以下步骤：将来自所述每个基站的干扰视为本小区干扰，而将来自其它全部基站的干扰视为其它小区干扰。

39、根据权利要求34所述的方法，其中，如果在所述多个基站中一个基站的平均接收信号强度位于最大平均接收信号强度的预定范围内，则该基站有效。

40、根据权利要求39所述的方法，其中，所述预定范围在接收期间动态地变化。

41、根据权利要求34所述的方法，其中，如果一个基站的平均接收信号强度是全部接收信号中的最强信号强度或次强信号强度，则该基站有效。

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