技术领域
[0001] 本发明涉及通信网络，并且具体地说，涉及在通信网络中从上行链路或下行链路信号来估计信号质量。
相关背景技术
[0002] 在时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统中，移动终端以无线方式与本地基站(称为节点B)进行通信，而本地基站本身连接到负责控制基站以及执行无线电资源管理的控制器。
[0003] 控制器执行的功能之一是控制来往于移动终端的通信的质量。具体而言，调整移动终端和基站的相应传送功率以满足某一预定或可调整的目标值。
[0004] 上行链路内环功率控制是移动终端通过它能够将其传送功率动态调整到适当级别的过程。基站从收到的来自移动终端的信号来测量信号干扰噪声比(SINR)，并将此值与目标SINR值进行比较。基站基于此比较而生成控制信号(称为传送功率控制-TPC-命令)，并且将TPC命令传送到移动终端。移动终端随后根据收到的TPC命令调整其传送功率。
[0005] 上行链路外环控制是控制器通过它为网络中的每个基站设置目标信号干扰噪声比(SINR)的过程。控制器旨在保持移动终端与基站之间通信链路的质量，同时将使用的传送功率降到最低。
[0006] 为在CDMA系统中实现内环功率控制，基站必须从移动终端获得上行链路的SINR的估计，并且比较此估计和目标SINR以生成TPC命令。对于软值缩放也要求SINR。获得准确的SINR估计对于内环功率控制和解码器的性能是重要的。
[0007] 在TD-SCDMA系统中，传送包括中同步码(midamble)部分和数据部分。中同步码部分用于信道估计，信道估计用于解调数据部分中的数据符号。通常，在数据部分中有联合检测，并且需要为数据符号估计SINR。在TD-SCDMA中为多用户检测(MUD)使用最小均方估计(MMSE)和迫零(ZF)。
[0008] 当前，从通过联合检测输出的数据软值来估计SINR，如下面的等式1所示，它是软值u的均值除以软值u的方差：
[0009]
[0010] 由于联合检测复杂，因此，估计SINR的当前解决方案很慢。另外，如果软值的数量大，则估计甚至更复杂。然而，如果软值数量小，则估计更不准确。
[0011] 因此，本发明的目的是提供一种估计诸如信号干扰噪声比(SINR)等上行链路信号质量的改进方法，该方法克服当前方法的至少一些限制，并且也能够用于估计下行链路信号质量。
具体实施方式
[0032] 虽然下面将参照时分同步码分多址(TD-SCDMA)通信网络来描述本发明，但将理解，本发明能够适用于使用联合或多用户检测的任何其它类型的网络，并且信号干扰噪声比(SINR)或信噪比(SNR)得以估计。
[0033] 本发明提供一种估计诸如能够在例如上行链路内功率控制环中使用的信号干扰噪声比(SINR)或信噪比(SNR)等上行链路质量的方法。该方法能在诸如节点B或类似物等基站中或在诸如无线电网络控制器等更高网络控制节点中执行，并且在来自用户设备本身的干扰占主导时特别有效。
[0034] 图1示出根据本发明的TD-SCDMA网络2。网络2包括通过无线信道将相应数据符号传送到基站(节点B)6的多个移动终端或用户设备4。
[0035] 每个移动终端4包括扩频器(spreader)8和加扰器10，扩频器8为移动终端的用户接收表示为dk的符号的相应集合，其中，k标识用户，范围从1到K，加扰器10通过相应扰码Vk将扩频器8的输出加扰。传送器电路12和天线14通过表示为hk，m(其中，m是第m个接收器天线16)的无线信道将结果信号传送到节点B 6。
[0036] 节点B包括接收来自每个移动终端4的信号的一组天线16和接收器电路18。表示为rk的相应接收信号流提供到联合检测器20，该检测器在接收信号流上执行联合检测以确定数据符号dk。联合检测器20的输出提供到解调器22和后面的处理电路。
[0037] 节点B 6还包括信道估计器24，该信道估计器从接收信号来估计无线信道hk.m的特性，并将信道的估计提供到联合检测器20。
[0038] 从移动终端4到节点B 6的数据信号的传送能够写为
[0039] r＝Ad+V (2)
[0040] 其中
[0041]
[0042]
[0043] r＝[r1 r2...rNQ+W-1]T (5)
[0044] d＝[d1 d2...dNK]T (6)
[0045] 和
[0046] r是节点B中的接收信号；
[0047] A是用于多用户和多接收器的系统矩阵；
[0048] d是符号、通过多用户传送的符号；
[0049] V是来自其它扇区的干扰和噪声；
[0050] N是一个用户传送的符号数量；
[0051] Q是扩频因子；
[0052] W是信道窗口的长度；
[0053] bk，m是从用户k到第m个接收天线的信道响应和扩频码的卷积的结果；以及[0054] K是使用的统一扩频码的数量。
[0055] 图2是示出节点B 6执行的方法的流程图。因此，节点B 6通过利用解扩前的信号和/或有关的信道信息，计算多用户检测(MMSE、ZF等)的SINR。从接收信号的中同步码部分来估计信道信息(步骤50)，并且能够获得信道响应h和噪声相关矩阵Rn。根据配置或测量，能够从中同步码部分来计算数据有关的信道信息。
[0056] 随后，如上面的等式3所示，构建系统矩阵A(步骤52)。
[0057] 随后，系统矩阵A被发送到联合检测器20(步骤54)并用于检测信号以提供解调器数据d′，解调器数据提供到解调器22和解码器(步骤56)。
[0058] 系统矩阵A还提供到SINR估计器(步骤60)以便估计SINR。通过获得的信道信息，能够根据理论公式来计算用于数据部分的SINR。
[0059] 在优选实施例中，能够简化系统矩阵A(步骤58)，这使得SINR的估计更快、更简单。下面将进一步描述此简化。
[0060] 图3、4和5显示从元素bk，m来构建系统矩阵A。具体而言，如等式4和图3中所示，Ak，m是从元素bk，m形成的向量，其中，1≤k≤K。图4示出如何从向量Ak，m构建Am，并且图5示出从Am为从1到M的每个天线构建A。
[0061] 解调器数据(即，从联合检测器20发送到解调器22的数据)的SINR能够表示为：
[0062]
[0063] 其中，k＝1...K，并且n＝1...N，ISI是符号间干扰，以及MAI是多址干扰。
[0064] 白化匹配滤波器(WMF)、迫零块线性均衡器(ZF-BLE)和最小均方误差块线性均衡器(MMSE-BLE)的SINR从等式7得出并且在下面示出。
[0065] 对于白化匹配滤波器(WMF)：
[0066]
[0067]
[0068] 其中，dn是要传送的信号(在它进行扩频前)，Rd是信号dn的互相关矩阵，n表示在接收器的噪声，Rn是噪声n的相关矩阵，以及e是接收信号。
[0069] 估计的SINR能够写为
[0070]
[0071]
[0072] 其中
[0073] j＝n+N(k-1)，k＝1...K，n＝1...N
[0074] 对于迫零块线性均衡器(ZF-BLE)：
[0075]
[0076]
[0077] 估计的SINR能够写为：
[0078]
[0079]
[0080] 其中
[0081] j＝n+N(k-1)，k＝1...K，n＝1...N
[0082]
[0083] j＝n+N(k-1)，k＝1...K，n＝1...N
[0084] 对于最小均方误差块线性均衡器(MMSE-BLE)：
[0085]
[0086]
[0087]
[0088]
[0089] 估计的SINR能够写为
[0090]
[0091]
[0092]
[0093]
[0094] 其中
[0095] j＝n+N(k-1)，k＝1...K，n＝1...N
[0096] (14)
[0097] 在本发明的又一实施例中，已经认识到由于矩阵A取决于传送的符号数量，因此，它很大，但它能够被简化以降低SINR计算的复杂度。具体而言，假设在单个时隙中传送的所有符号具有相同的SINR，这意味着能够大大减小A的大小。
[0098] 图6示出一个示范简化矩阵A，其中示出每个天线收到的前三个符号。由于假设所有符号遇到相同的SINR，因此，此简化矩阵A能用于为传送中的所有符号计算SINR。
[0099] 由于只有第一和第三个符号将是会干扰第二符号的符号，因此，图6所示的简化矩阵A能表示第二符号将遇到的所有干扰。根据正在使用的是WMF、ZF-BLE还是MMSE-BLE检测方法，第二符号的SINR能够通过上述表达式9、12或14的一个适当等式来计算，并且此SINR能够视为是该时隙中所有符号的SINR。
[0100] 虽然本发明已参照用于确定从用户设备到基站的上行链路中信号质量的方法进行描述，但将理解，相同的方法能够用于估计从基站或其它网络节点到使用联合或多用户检测的用户设备的下行链路中的信号质量。
[0101] 因为在进行联合检测前执行根据本发明的方法，所以能够比通过常规方法更快地确定SINR。因此，提供了一种估计上行链路或下行链路信号质量的方法，它能够比常规方法更快地提供信号质量的估计。
[0102] 虽然本发明已在图形和前面描述中详细示出和描述，但此类图示和描述要视为是说明性或示范性而不是限制性的；本发明不限于公开的实施例。
[0103] 通过研究图形、公开内容和随附权利要求，本领域技术人员在实践所述发明中能够理解和实现对公开实施例的变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其它元素或步骤，并且不定冠词“一(a或an)”不排除多数。单个处理器或其它单元可满足权利要求中记载的几个项的功能。某些措施在相互不同的从属权利要求中记载的纯粹事实不表示这些措施的组合不能有利地使用。计算机程序可存储/分发在适合媒体上，例如与其它硬件一起提供或作为其部分的固态媒体或光存储媒体，但也可在其它形式中分发，如经因特网或其它有线或无线电信系统来分发。权利要求中的任何引用标号不应视为限制范围。
