协方差矩阵估计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于估计无线通信系统中通信信号的协方差矩阵的迭代方法，包括a）基于所述接收通信信号的参考符号计算参考符号协方差矩阵估计

【技术实现步骤摘要】
协方差矩阵估计方法及装置
本方法涉及用于估计无线通信系统中通信信号的协方差矩阵的迭代方法。此外，本专利技术还涉及此类协方差矩阵的使用方法、对应设备、一种计算机程序以及一种计算机程序产品。
技术介绍
在多小区场景中，网络用户(例如，3GPPLTE系统中的UE)不仅会接收来自服务小区的信号，而且会接收来自通信系统的其他小区的干扰信号。3GPP在LTE系统中提出频率复用因子为1，这意味着干扰通常会很高。在下行链路中，UE会受到来自邻近e-NodeB的信号的干扰。在上行链路中，e-NodeB会受到已分配给同频无线资源的邻近小区中其他UE的信号的干扰。图1示出了此种通信系统中的下行链路干扰和上行链路干扰。如图1所示，下行链路/上行链路干扰会降低接收器性能。为了实现最佳接收器性能，可以联合检测指定信号和干扰信号。然而，这种联合检测通常不可行，因为不存在解码干扰信号和联合解码所需的必要信息，例如，轶指示符(RI)、预编码矩阵指示符(PMI)、解调编码方案(MCS)、无线资源分配等。必要信息的缺失还使干扰信号的检测和消除变得非常困难。通过测量/估计干扰的统计数据，可以显著减轻干扰的影响。例如，众所周知，最小均方差(MMSE)接收器利用干扰加噪声的经估计的协方差矩阵可以显著提高吞吐量(TPUT)性能。此种MMSE接收器被称为如MMSEIRC(干扰拒绝合并)接收器。协方差矩阵还可以用在其他类型的接收器中。例如，在最大似然(ML)或类ML接收器中，该协方差矩阵用于对干扰加噪声进行预白化。一般来说，干扰统计数据测量/估计的越好，就可以实现更好的接收器性能。在现有技术中，有若干用于估计干扰加噪声的协方差矩阵的非迭代方法为大家所熟知。然而，此类非迭代方法的性能不令人满意。另一种方法是使用估计干扰的协方差的迭代方法。例如，基于来自涡轮解码器或多入多出(MIMO)检测器的的对数似然比(LLR)输出，可以再生来自服务小区的传输信号，其通常称为软符号。这些符号可以从用于估计干扰加噪声的协方差矩阵的接收信号中减去，如下其中为再生的软符号，为基于单个数据资源元素(RE)的数据的协方差矩阵估计。然而，由于不够准确，大多数方法会取上述的协方差矩阵样本的平均值以得到更好的估计质量。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种消除或解决现有技术解决方案中的缺点和问题的解决方案。根据本专利技术的第一方面，上面所提及的和其他目的通过一种用于估计无线通信系统中通信信号的协方差矩阵的迭代方法实现，其中所述无线通信系统中的通信信号包括参考符号和数据符号；所述方法包括以下步骤：接收在无线信道上传输的至少一个通信信号，所述接收通信信号包括预期给接收器节点的至少一个指定通信信号和一个或多个干扰通信信号；所述方法进一步包括以下步骤：a)基于所述接收通信信号的参考符号计算参考符号协方差矩阵估计b)在第一迭代步骤中将所述参考符号协方差估计输入到检测器或解码器中以获得已解调的或已解码的通信信号，并且随后在后续迭代中将所述来自步骤e)的协方差估计输出输入到所述检测器或解码器中，从而为每次迭代获得更新的已解调或已解码的通信信号；c)将所述已解调或已解码的通信信号输入到符号发生器中以获得再生的通信信号；d)基于所述再生的通信信号的数据符号为每次迭代计算更新的数据协方差矩阵估计e)将所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计进行组合以基于所述组合的协方差矩阵估计获得协方差矩阵估计输出；以及f)转发所述协方差矩阵估计的输出到步骤b)中的检测器或解码器，从而为每次迭代获得所述更新的已解调或已解码的通信信号。根据实施例，所述方法进一步包括以下步骤：在滤波窗口上滤波所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计所述滤波窗口定义了一组资源块，RB或RE，其中RB包括多个RE。根据另一实施例，所述滤波步骤包括：在所述滤波窗口上平均所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计根据该实施例，所述滤波步骤进一步包括：在每个RB上平均所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计使得所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计在每个RB内保持一致；以及使用滤波器权重在所述滤波窗口上平均所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计根据该实施例，所述滤波步骤可包括：估计所述滤波窗口的每个RE的协方差矩阵元素之间的相关系数，以及在所述滤波窗口上使用所述经估计的相关系数基于MMSE准侧滤波所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计根据实施例，在所述无线通信系统中传输数据时采用预编码，其中的方法进一步包括以下步骤：滤波不同的RB集合ni，其中每个RB集合定义包括第p个RB和更多周围的RB，从而获取一组已滤波的协方差矩阵估计其中每个协方差估计对应于所述RB集合ni；计算每个协方差矩阵估计的似然函数；基于所述似然函数，为所述第p个RB选择所述协方差矩阵估计最有可能是因为所述协方差矩阵估计针对所述第p个RB进行输出。根据该实施例，选择所述协方差矩阵估计输出是基于最大后验概率(MAP)或最大似然和应用在所述似然函数上的ML决策规则的。根据实施例，所述输入已解调或已解码的通信信号的步骤包括：再生所述接收通信信号的预期通信信号So(k，l)；以及所述计算更新的数据协方差矩阵估计的步骤包括：基于所述再生的通信信号So(k，l)估计所述更新的数据协方差矩阵根据实施例，所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计线性组合成以下形式：其中a和b为标量。根据实施例，来自所述检测器的已解调的通信信号或来自所述解码器的已解码的通信符号表示为对数似然比(LLR)。根据实施例，所述解码器为纠错码解码器。根据实施例，所述检测器为MIMO检测器。根据实施例，所述参考符号为导频符号，例如，公共参考符号(CRS)或解调参考符号(DM-RS)。根据实施例，所述无线通信系统为正交频分复用(OFDM)通信系统，例如3GPPLTE和WiFi。本专利技术还涉及一种计算机程序，所述计算机程序具有代码构件，所述代码构件由处理构件运行使所述处理构件执行本专利技术的方法；以及一种计算机程序产品，包括计算机可读媒介和所述计算机程序，其中所述计算机程序包括在所述计算机可读媒介中，并且由包括以下项的组中的一项或多项组成：ROM(只读存储器)、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存、EEPROM(电EPROM)以及硬盘驱动器。本专利技术进一步涉及一种接收器节点的检测器或解码器中的方法，所述方法包括以下步骤：根据本专利技术使用至少一个经估计的协方差矩阵估计输出用于解调或解码所述接收通信信号。根据本专利技术的第二方面，上面所提及的和其他目的通过一种用于迭代估计无线通信系统中通信信号的协方差矩阵的设备实现，其中所述无线通信系统中的通信信号包括参考符号和数据符号；所述设备包括处理器，用于：接收在无线信道上传输的至少一个通信信号，所述接收通信信号包括预期给接收器节点的至少一个指定的通信信号和一个或多个干扰通信信号；所述处理器进一步用于：a)基于所述接收通信信号的参考符号计算参考符号协方差矩阵估计b)在第一迭代步骤中将所述参考符号协方差矩阵估计输入到检测器或解码器中以获得已解调的或已解码本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于估计无线通信系统中通信信号的协方差矩阵的迭代方法，其特征在于，所述无线通信系统中的通信信号包括参考符号和数据符号；所述方法包括：接收在无线信道上传输的至少一个通信信号，所述接收通信信号包括预期给接收器节点的至少一个指定通信信号和一个或多个干扰通信信号；所述方法包括：a）基于所述接收通信信号的参考符号计算参考符号协方差矩阵估计b）在第一迭代步骤中将所述参考符号协方差估计输入到检测器或解码器中以获得已解调的或已编码的通信信号，并且随后在后续迭代中将所述来自步骤e）的协方差估计输出输入到所述检测器或解码器中，从而为每次迭代获取更新的已解调或已编码的通信信号；c）将所述已解调或已解码的通信信号输入到符号发生器中以获得再生的通信信号；d）基于所述再生的通信信号的数据符号为每次迭代计算更新的数据协方差矩阵估计e）将所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计进行组合以基于所述组合的协方差矩阵估计获得协方差矩阵估计输出；以及f）转发所述协方差矩阵估计的输出到步骤b）中的检测器或解码器，从而为每次迭代获得所述更新的已解调或已编码的通信信号。

【技术特征摘要】
2013.11.12 EP 13192474.81.一种用于估计无线通信系统中通信信号的协方差矩阵的迭代方法，其特征在于，所述无线通信系统中的通信信号包括参考符号和数据符号；所述方法包括：接收在无线信道上传输的至少一个通信信号，所述接收的通信信号包括预期给接收器节点的至少一个指定通信信号和一个或多个干扰通信信号；所述方法包括：a)基于接收的通信信号的参考符号计算参考符号协方差矩阵估计其中，k为子载波序号，l为符号序号；b)在第一迭代步骤中将所述参考符号协方差矩阵估计输入到检测器或解码器中以获得已解调的或已解码的通信信号，并且随后在后续迭代中将来自步骤e)的协方差矩阵估计的输出输入到所述检测器或解码器中，从而为每次迭代获取更新的已解调或已解码的通信信号；c)将已解调或已解码的通信信号输入到符号发生器中以获得再生的通信信号；d)基于所述再生的通信信号的数据符号为每次迭代计算更新的数据协方差矩阵估计e)将所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计进行组合以基于所述组合的协方差矩阵估计获得协方差矩阵估计的输出；以及f)转发所述协方差矩阵估计的输出到步骤b)中的检测器或解码器，从而为每次迭代获得所述更新的已解调或已解码的通信信号；在滤波窗口上滤波所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计所述滤波窗口定义了一组资源块RB，其中RB包括多个资源单元RE。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤波步骤包括：在所述滤波窗口上平均所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤波步骤进一步包括：在每个RB上平均所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计使得所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计在每个RB内保持一致；以及使用滤波器权重在所述滤波窗口上平均所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤波步骤包括：估计所述滤波窗口的每个RE的各个协方差矩阵元素之间的相关系数，以及在所述滤波窗口上使用估计的相关系数基于MMSE准则滤波所述参考符号协方差矩阵估计和所述更新的数据协方差矩阵估计5.根据权利要求1至4中的任一权利要求所述的方法，其特征在于，在所述无线通信系统中传输数据时采用预编码，以及所述方法进一步包括：滤波不同的RB集合ni，其中每个RB集合定义包括第p个RB和更多周围的RB，从而获取一组已滤波的协方差矩阵估计其中每个协方差矩阵估计对应于所述RB集合ni；计算每个协方差矩阵估计的似然函数

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·鲁塞克，胡沙，吴更石，巴苏基·恩达·帕里延多，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44