用于抑制由具有两个或更多个天线的设备接收的信号中的干扰的系统和方法技术方案

技术编号:10146642 阅读:142 留言:0更新日期:2014-06-30 16:22
本发明专利技术提供了用于抑制来自接收设备处接收的数据信号的干扰的系统和方法,所述接收设备具有两个或更多个接收天线。估计信道的特性,所述信道是发送设备通过其将所述数据信号发送至所述接收设备的信道。基于估计的所述信道的特性,确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的干扰和噪声的空间相关性。所述空间相关性指示在所述接收天线中的一个特定接收天线处接收的干扰和噪声如何与在所述接收天线中的另一个接收天线处接收的干扰和噪声相关。使用所述干扰和噪声的空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的数据信号的干扰和噪声。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于抑制由具有两个或更多个天线的设备接收的信号中的干扰的系统和方法相关申请的交叉引用本公开要求于2011年10月19日提交的第61/548,848号美国临时专利申请的优先权,该美国临时申请通过引用被并入本文。本申请与于2012年10月提交的名称为“SystemandMethodsforInterferenceSuppression(用于干扰抑制的系统和方法)”(REF:MP4331)的美国专利申请第____号有关,该美国专利申请的全部内容通过引用被并入本文。
本文献中所描述的技术一般涉及无线通信,更具体地,涉及用于减少在包括两个或更多个接收天线的设备处接收的信号中的干扰的系统和方法。
技术介绍
在无线通信领域中,SIMO(单入多出)和MIMO(多入多出)技术已经用于实现增加的数据吞吐量和链路范围而不需要附加的带宽或增加的传输功率。两种技术都在接收器上利用多个接收天线来实现具有存在于发送器与接收器之间的多个正交信道的多路径丰富环境。数据信号可在这些信道上并行传输,因此实现了增大的数据吞吐量和链路范围。由于其有利属性,SIMO和MIMO技术已经用于无线通信标准中,例如IEEE802.11n(WiFi)、4G、3GPP长期演进(LTE)、WiMAX和HSPA+。尽管通过SIMO和MIMO系统提高了性能,但是由接收设备接收的数据信号中的干扰可对这些系统中的吞吐量和可靠性具有重大影响。在采用SIMO和MIMO的LTE系统中,例如,尤其随着小区尺寸减小,干扰可能是性能的主要限制。
技术实现思路
本公开涉及用于抑制来自接收设备处接收的数据信号的干扰的系统和方法,所述接收设备具有两个或更多个接收天线。在用于抑制来自接收设备处接收的数据信号的干扰的方法中,所述接收设备具有两个或更多个接收天线,估计信道的特性,所述信道是发送设备通过其将所述数据信号发送至所述接收设备的信道。基于估计的所述信道的特性,确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的干扰和噪声的空间相关性。所述空间相关性指示在所述接收天线中的一个特定接收天线处接收的干扰和噪声如何与在所述接收天线中的另一个接收天线处接收的干扰和噪声相关。使用所述干扰和噪声的空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的数据信号的干扰和噪声。在另一实施例中,用于抑制来自具有两个或更多个接收天线的接收设备处接收的数据信号的干扰的系统包括信道估计块,所述信道估计块被配置为估计信道的特性,发送设备通过所述信道将所述数据信号发送至所述接收设备。所述系统还包括空间相关块,所述空间相关块被配置为基于估计的所述信道的特性,确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的干扰和噪声的空间相关性。所述空间相关性指示在所述接收天线中的一个特定接收天线处接收的干扰和噪声如何与在所述接收天线中的另一个接收天线处接收的干扰和噪声相关。所述系统还包括滤波块,所述滤波块被配置为使用所述干扰和噪声的空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的数据信号的干扰和噪声。附图说明图1是利用抗干扰滤波器来减少在接收器处接收的数据信号中的干扰的示例性通信系统的框图;图2是描绘了利用抗干扰滤波器来抑制在接收器处接收的信号中的干扰的SIMO系统的框图;图3是示出了使用导频序列数据估计传输信道的特性的系统的框图;图4A和4B示出了其中小区间干扰在具有两个或更多个接收天线的接收设备处被接收的示例性系统;图5示出了其中多用户干扰在具有两个或更多个接收天线的接收设备处被接收的示例性系统;图6是示出了使用抗干扰滤波器实现的示例性吞吐量改善的曲线图;图7是示出了用于抑制来自在具有两个或更多个接收天线的接收设备处接收的数据信号的干扰的方法的流程图;以及图8描绘了抑制来自接收的数据信号的滤波器。具体实施方式图1是利用抗干扰滤波器102来减少在接收器104处接收的数据信号中的干扰的示例性通信系统100的框图。在图1的示例性通信系统100中,输入数据流106被发送器108接收,随后在多个发送天线110上被发送。发送天线110使用多个信号x1,...,xn发送输入数据流106,其中n等于发送器108的发送天线的数目。多个(数据)信号x1,...,xn经由信道112被传输至接收器104的接收天线114。信道112影响传输的多个信号x1,...,xn,使得这些信号的修改版本y1,...,ym在接收天线114上被接收,其中m等于接收器104的接收天线的数目。在接收天线114上接收的信号y1,...,ym可因信道112的属性、接收天线114处的干扰和/或信道112的噪声而根据发送的信号x1,...,xn被修改。系统100可一般通过下面的等式来描述:y=Hx+z(等式1)其中H是定义信道112特性的信道矩阵,x是定义由发送器108发送的多个信号x1,...,xn的数据矩阵,y是定义在接收天线114上接收的多个信号y1,...,ym的数据矩阵,以及z是影响信号x1,...,xn传输的噪声矩阵。典型地,当多个发送器天线110被采用时,在发送器108处使用预编码或波束成形。在此单用户情况下,在信道矩阵H中包括发送器天线权重。下文讨论多用户情况。在等式1中,信道矩阵H定义了传输信道的特性,一般地,还定义了造成将要在接收天线114处被接收的干扰的干扰信道的特性。如上所述,接收的信号y1,...,ym因接收天线114处的干扰而从原始发送的信号x1,...,xn被修改。为了抑制在接收器104处接收的干扰,抗干扰滤波器102用于对接收的信号y1,...,ym进行滤波并且将滤波后的信号输yw1,...,ywm输出至接收器104。接收信号的滤波版本yw1,...,ywm与它们的接收版本y1,...,ym相比具有减少的干扰。通过使用滤波信号yw1,...,ywm,接收器104生成输出数据流116。输出数据流116可包括滤波信号yw1,...,ywm的总和,或可基于滤波信号的不同组合。由抗干扰滤波器102执行的滤波通过对接收器104的接收天线114之间的空间干扰进行去相关来抑制接收信号y1,...,ym中的干扰。干扰可以在接收天线114之间被空间上相关,从而抗干扰滤波器102通过对天线114之间的干扰进行去相关来抑制干扰。接收天线114之间的干扰的空间相关性指示在接收天线114中的一个特定接收天线处接收的干扰如何与在接收天线114中的另一个接收天线处接收的干扰相关。由滤波器102执行的滤波因此可以是被配置为对接收天线114之间的干扰进行去相关的空间白化过程。抗干扰滤波器102通过执行步骤118来抑制在接收器104处接收的信号中的干扰,步骤118被配置为确定接收天线114处的干扰的空间相关性、以及在滤波操作中使用干扰的空间相关性。在118a,滤波器102估计信道矩阵H。如上所述,信道矩阵H定义影响来自发送器108的数据信号x1,...,xn的传输的信道112的特性。接收器104和滤波器102没有信道矩阵H的先验知识,因此基于接收的数据样本(例如,基于包括已知参考数据的多个导频序列的传输)来估计信道矩阵H。在118b,通过使用估计的信道矩阵H来确定接收天线114的干扰的空间相关性。干扰的空间相关性指示在接收天线114中的一个特定接收天线处接收的干扰如何与在接收天线114中的另一个接收本文档来自技高网...
用于抑制由具有两个或更多个天线的设备接收的信号中的干扰的系统和方法

【技术保护点】
一种用于抑制来自接收设备处接收的数据信号的干扰的方法,所述接收设备具有两个或更多个接收天线,所述方法包括:估计信道的特性,发送设备通过所述信道将所述数据信号发送至所述接收设备;基于估计的所述信道的特性,确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的干扰和噪声的空间相关性,所述空间相关性指示在所述接收天线中的一个特定接收天线处接收的所述干扰和噪声如何与在所述接收天线中的另一个接收天线处接收的所述干扰和噪声相关;以及使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.19 US 61/548,8481.一种用于抑制来自接收设备处接收的数据信号的干扰和噪声的方法,所述接收设备具有两个或更多个接收天线,所述方法包括:估计信道的特性,发送设备通过所述信道将所述数据信号发送至所述接收设备,其中所述数据信号包括导频序列,所述导频序列包括已知参考数据;基于估计的所述信道的特性,确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的干扰和噪声的空间相关性,所述空间相关性指示在所述接收天线中的一个特定接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声如何与在所述接收天线中的另一个接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声相关;以及使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声;其中确定所述干扰和噪声的空间相关性包括确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的所述干扰和噪声的空间协方差矩阵;其中所估计的所述信道的特性包括干扰信道矩阵,所述干扰信道矩阵包括被配置用于将干扰传输至所述接收设备的信道的特性;其中所述空间协方差矩阵根据针对多个导频序列执行的求和来确定:其中是所述空间协方差矩阵,Hmi是所述干扰信道矩阵,是噪声协方差矩阵,以及叠置()H是复数矩阵的厄密共轭转置操作。2.根据权利要求1所述的方法,其中使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声包括使用根据下式确定的抗干扰滤波器W对所述数据信号进行滤波:其中是所述空间协方差矩阵。3.一种用于抑制来自接收设备处接收的数据信号的干扰和噪声的方法,所述接收设备具有两个或更多个接收天线,所述方法包括:估计信道的特性,发送设备通过所述信道将所述数据信号发送至所述接收设备,其中所述数据信号包括导频序列,所述导频序列包括已知参考数据;基于估计的所述信道的特性,确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的干扰和噪声的空间相关性,所述空间相关性指示在所述接收天线中的一个特定接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声如何与在所述接收天线中的另一个接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声相关;以及使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声;其中确定所述干扰和噪声的空间相关性包括确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的所述干扰和噪声的空间协方差矩阵;其中所估计的所述信道的特性被用于确定与所述两个或更多个接收天线相关联的干扰和噪声矩阵;并且其中所述空间协方差矩阵根据针对多个导频序列执行的求和来确定:其中是所述空间协方差矩阵,是与所述两个或更多个接收天线相关联的所述干扰和噪声矩阵,叠置()H是复数矩阵的厄密共轭转置操作。4.一种用于抑制来自接收设备处接收的数据信号的干扰和噪声的方法,所述接收设备具有两个或更多个接收天线,所述方法包括:估计信道的特性,发送设备通过所述信道将所述数据信号发送至所述接收设备,其中所述数据信号包括导频序列,所述导频序列包括已知参考数据;基于估计的所述信道的特性,确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的干扰和噪声的空间相关性,所述空间相关性指示在所述接收天线中的一个特定接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声如何与在所述接收天线中的另一个接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声相关;以及使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声;其中确定所述干扰和噪声的空间相关性包括确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的所述干扰和噪声的空间协方差矩阵;其中所估计的所述信道的特性包括干扰信道矩阵,所述干扰信道矩阵包括被配置用于将干扰传输至所述接收设备的信道的特性;其中所述干扰信道矩阵使用最小二乘法来确定。5.根据权利要求4所述的方法,其中所估计的所述信道的特性被用于确定与所述两个或更多个接收天线相关联的干扰和噪声矩阵。6.根据权利要求5所述的方法,其中所述空间协方差矩阵根据针对多个导频序列执行的求和来确定:其中是所述空间协方差矩阵,是与所述两个或更多个接收天线相关联的所述干扰和噪声矩阵,叠置()H是复数矩阵的厄密共轭转置操作。7.根据权利要求4所述的方法,其中使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声包括使用根据下式确定的抗干扰滤波器W对所述数据信号进行滤波:其中是所述空间协方差矩阵。8.一种用于抑制来自接收设备处接收的数据信号的干扰和噪声的方法,所述接收设备具有两个或更多个接收天线,所述方法包括:估计信道的特性,发送设备通过所述信道将所述数据信号发送至所述接收设备,其中所述数据信号包括导频序列,所述导频序列包括已知参考数据;基于估计的所述信道的特性,确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的干扰和噪声的空间相关,性,所述空间相关性指示在所述接收天线中的一个特定接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声如何与在所述接收天线中的另一个接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声相关;以及使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声;其中确定所述干扰和噪声的空间相关性包括确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的所述干扰和噪声的空间协方差矩阵;其中所述空间协方差矩阵根据下式来确定:其中是所述空间协方差矩阵,是根据所述干扰和噪声确定的空间干扰和噪声协方差矩阵,以及是根据干扰信道确定的空间干扰协方差矩阵。9.根据权利要求8所述的方法,其中使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声包括使用根据下式确定的抗干扰滤波器W对所述数据信号进行滤波:其中是所述空间协方差矩阵。10.一种用于抑制来自接收设备处接收的数据信号的干扰和噪声的方法,所述接收设备具有两个或更多个接收天线,所述方法包括:估计信道的特性,发送设备通过所述信道将所述数据信号发送至所述接收设备,其中所述数据信号包括导频序列,所述导频序列包括已知参考数据;基于估计的所述信道的特性,确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的干扰和噪声的空间相关性,所述空间相关性指示在所述接收天线中的一个特定接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声如何与在所述接收天线中的另一个接收天线处接收的所述导频序列的所述干扰和噪声相关;以及使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声;其中确定所述干扰和噪声的空间相关性包括确定在所述接收设备的两个或更多个接收天线处接收的所述干扰和噪声的空间协方差矩阵;其中所述空间协方差矩阵根据下式来确定:其中是所述空间协方差矩阵,是针对不是来自所述发送设备的干扰和噪声确定的空间干扰和噪声协方差矩阵,以及是针对来自所述发送设备的所述干扰确定的空间干扰协方差矩阵。11.根据权利要求10所述的方法,其中使用所述干扰和噪声的所述空间相关性来抑制来自所述接收设备处接收的所述数据信号的干扰和噪声包括使用根据下式确定的抗干扰滤波器W对所述数据信号进行...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·森德瑞朗Y·孙J·崔HL·楼
申请(专利权)人:马维尔国际贸易有限公司
类型:发明
国别省市:巴巴多斯;BB

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