專利名稱：用于協(xié)方差矩陣更新的方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及多信號接收機，并且更具體地說，涉及對多信號 接收機的處理參數(shù)進行更新。
背景技術：
傳統(tǒng)的無線接收機通常使用協(xié)方差矩陣形式的噪聲和/或數(shù)據(jù)協(xié)方 差信息，來對多個接收信號(即，單個傳輸信號的多個采樣集、多個不 同信號或它們的任意組合)之間的干擾進行抑制。干擾抑制接收機的示
例包括碼片均衡器、RAKE接收機、廣義RAKE (GRAKE， Generalized RAKE)接收機、單輸入多輸出接收機、多輸入多輸出接收機等。
如在本領域內(nèi)所公知的，干擾抑制接收機要求準確地跟蹤協(xié)方差矩 陣中的協(xié)方差。由于接收到的采樣集數(shù)量較大，因此跟蹤協(xié)方差通常要 求非常復雜的計算。這些復雜計算通常限制了無線接收機對信號協(xié)方差 進行準確跟蹤及利用的能力。例如，無線接收機可以使用次數(shù)減少的協(xié) 方差更新，以減小接收機復雜度。然而，次數(shù)的減少可能會限制用于對 所接收的信號進行處理的協(xié)方差的準確度。因此，無線行業(yè)仍在繼續(xù)尋 找能夠改善干擾抑制接收機的工作的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了當向接收信號(其具有兩個或更多個釆樣集)增加或 從接收信號移除采樣集時對協(xié)方差矩陣的平方根矩陣進行更新的方法。 一個示例性方法包括確定針對所述增加的采樣集的衰減(impairment)相 關度和噪聲功率。所述衰減相關度表示所述增加的采樣集中的值與現(xiàn)有 采樣集中的值之間的互相關度。所述方法還包括基于所述衰減相關度和 所述噪聲功率來補償所述平方根矩陣。然后，通過增加具有根據(jù)所述噪
7聲功率導出的對角元素和根據(jù)所述衰減相關度導出的非對角元素的列和 行，來對所述經(jīng)過補償?shù)钠椒礁仃囘M行增維。還說明了一種相應的裝 置。
另一示例性方法包括確定針對所移除采樣集的衰減相關度和噪聲功 率。所述衰減相關度表示所述移除的采樣集中的值與剩余采樣集中的值 之間的互相關度。所述方法還包括從三角矩陣和對角矩陣中移除與所述 移除的采樣集相對應的行和列。所述三角矩陣和對角矩陣與所述協(xié)方差 矩陣相對應。然后，基于所述經(jīng)過降維的三角矩陣、所述經(jīng)過降維的對 角矩陣、所述衰減相關度以及所述噪聲功率，來計算經(jīng)過降維的平方根 矩陣。還說明了一種相應的裝置。


圖1是示出了包括GRAKE接收機的一個示例性無線接收機的框圖;
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性更新過程的流程圖； 圖3是示出了用于對協(xié)方差矩陣進行增維的示例性流程圖； 圖4是示出了用于對協(xié)方差矩陣進行降維的示例性流程圖；以及
圖5是示出了包括碼片均衡器的一個示例性無線接收機的框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供以下這種方法和裝置，其用于當向廣義RAKE(GRAKE) 接收機增加或從GRAKE接收機移除采樣集(即，耙指(finger))時，由 于所增加或移除的采樣集而對協(xié)方差矩陣進行更新。圖1示出了可用于 本發(fā)明的一個示例性無線接收機100的框圖。無線接收機100包括 GRAKE接收機110、接收機前端112及天線114。接收機前端112將所 接收的信號Y"輸出到GRAKE接收機110。所接收的信號r^包括從無線 信號獲取的采樣值的流，這些無線信號由與一個或更多個接收機前端112 相關聯(lián)的一個或更多個天線114所接收。示例性前端112可以包括生成 適于由GRAKE接收機110進行處理的采樣信號rW所需要的放大器、濾 波器、混合器、數(shù)字化器(digitizer)和/或其它電子裝置(electronics)。在一些實施方式中，r^還可以包括從不同天線(未示出)傳輸?shù)姆至俊?br> 各個接收信號^t)通常包括一個或更多個采樣集，從按照不同方向及 不同延時而到達接收機100的信號得到這些采樣集。GRAKE接收機110 對與接收信號r^相關聯(lián)的采樣集進行合并，以生成針對第w個符號周期 的符號估計^mj。更具體地說，如稍后進一步討論的，GRAKE接收機 IIO對接收信號V"進行延遲、解擴、加權及合并，以估計z 入
GRAKE接收機110包括多個RAKE耙指120、組合器130、信道估 計器140、處理器150及路徑搜索器160。 RAKE耙指120使用包括在各 個RAKE耙指120中的延遲單元122及相關器124，來處理噪聲及數(shù)據(jù) 信號。延遲單元122將接收信號Af々延遲由處理器150指定的量。相關器 124將經(jīng)過延遲的信號與擴頻碼相關，以得到解擴值y。將來自相關器124 的解擴值y- ...,》)輸入到組合器130。
組合器130包括加權單元132和求和器134。如稍后進一步描述的， 加權單元132從RAKE耙指120接收經(jīng)過解擴的信號y，并使用由處理 器150確定的加權系數(shù)^= w2, ...， W》來對信號y進行加權。求和 器134在各個符號周期內(nèi)對經(jīng)過解擴及加權的信號進行求和，以得到符 號估計
處理器150與信道估計器140及路徑搜索器160進行協(xié)作，來確定 延遲5-( 《,…,&)及相應的加權系數(shù)w。本領域技術人員已知的是，路 徑搜索器160識別出針對RAKE耙指120的候選延遲。信道估計器140 估計信道，并將所估計的信道系數(shù)h= (/2， & (這里也稱為信道估 計h)提供給處理器150。處理器150基于信道估計h和接收信號r^， 分別將合適的延遲5及加權系數(shù)w分配給RAKE耙指120及組合器130。
在傳統(tǒng)的GRAKE中，基于各個RAKE耙指120之間的噪聲相關度 來計算加權系數(shù)w。加權系數(shù)由下式給出
w = R"h， (1) 其中，R-1是表示各個RAKE耙指120之間的互相關度的協(xié)方差矩陣R的 逆。如在本領域內(nèi)己知的，可以根據(jù)經(jīng)過解擴的導頻符號來計算協(xié)方差 矩陣R。然后，根據(jù)下式來計算符號估計zrm」<w〕=wHy， (2) 其中，wH表示加權系數(shù)向量的厄米特(Hermitian)變換?？梢愿鶕?jù)下式 來估計信噪比
纖-w"h (3) 為了保證GRAKE接收機110能夠準確地處理接收信號 <"，處理器 150定期更新協(xié)方差矩陣R。這種定期更新可以基于信道估計h、 RAKE 耙指120的數(shù)量等的變化。公式(4)示出了根據(jù)當前協(xié)方差矩陣R、指 數(shù)衰減因子a及誤差向量e而生成更新后的協(xié)方差矩陣R'的一種傳統(tǒng)方 法。
R'=R+czeeH (4)
誤差向量e表示在所期望的符號估計與當前接收機輸出的符號估計 zrmj之間的差。指數(shù)衰減因子的值在0與1之間。
每次處理器150更新協(xié)方差矩陣R時，就計算新的組合權重w和新 的SW 。如公式(1)所示，生成新的組合權重w首先需要計算更新后的 協(xié)方差矩陣R'的逆，這種計算本身就很復雜。此外，雖然頻繁地更新協(xié) 方差矩陣使得GRAKE接收機110能夠更準確地跟蹤信道動態(tài)變化 (dynamics),但是增大更新的頻度也增大了接收機110的復雜度。
本發(fā)明通過使用協(xié)方差矩陣R的平方根M以計算加權系數(shù)w，來減
小GRAKE接收機110的復雜度。協(xié)方差矩陣R是正定矩陣。因此，可
以使用Cholesky分解來計算滿足下式的矩陣M:
R = MMH (5)
矩陣M可以被理解為協(xié)方差矩陣R的"平方根"。通常，M是在其 對角線上具有正實元素的下三角矩陣。
協(xié)方差矩陣R還可以表示為相關矩陣L和D的函數(shù)，如下式所示
R = LDLH， (6) 其中，L是在其對角線上具有1的下三角矩陣，而D是具有正元素《.的 對角矩陣。通過比較公式(5)和公式(6)，可以明確M、 L與D之間的 關系。公式(7)示出了這個結果。
M = LD1/2 (7)
10公式(5)、 (6)以及(7)示出了協(xié)方差矩陣R如何與平方根矩陣 M、三角矩陣L及對角矩陣D相關聯(lián)。
因為M是下三角矩陣，所以與使用協(xié)方差矩陣R來計算加權系數(shù)w 相比，使用M來計算加權系數(shù)w更加簡單。可以按照兩個步驟來計算加 權系數(shù)。首先，根據(jù)M和h來計算中間向量v。中間向量v由下式給出
Mv = h (8)
在得到中間向量V之后，根據(jù)下式來計算加權系數(shù)
MHw = v (9)
接收信號的SA^由下式給出
纖-v (10)
經(jīng)過組合的RAKE輸出由下式給出
咖)=wHy = vH]Vr'y (11)
因為對于三角矩陣(即，M)而言矩陣運算更簡單，所以使用M代
替協(xié)方差矩陣R簡化了傳統(tǒng)的復雜GRAKE運算。
處理器150還可以使用平方根矩陣M代替協(xié)方差矩陣R，來簡化更
新運算。如公式(4)所示，可以按照R、"以及e的函數(shù)來計算更新后
的協(xié)方差矩陣R'。通過使用公式(5) - (7)中所示的R、 M、 L與D之
間的關系，可以得到基于L、 D以及e的當前版本來更新平方根矩陣M
的規(guī)則，如公式(12) - (16)所示。
首先，假設可以根據(jù)下式來計算針對三角矩陣L的更新L':
L'=LK (12)
其中，K是具有由下式定義的結構的三角矩陣
_ 1
A《 1
1
(13)
向:
p= (^,/72, 中的參數(shù)/7,由下式定義
p = L"e (14) 可以根據(jù)以下程序來計算公式(13)的參數(shù)A和更新后的對角矩陣^ = 1/a for i = l:n-l
《 ' = a/》-end
可以理解的是，該程序提供了用于計算d'的元素的一個示例性方法。 也可以應用其它替換方法。 一旦計算出更新后的三角矩陣l'和更新后的
對角矩陣d'，則可以使用下式(16)來更新平方根矩陣。
m'=l'd'1/2=lkd'1/2 (16) 與公式(12) - (16)相關的用于更新平方根矩陣的過程可以縮寫為 (m', l'，d') =/ C/(l，d，e， a )，其中AC/代表根更新(root update)。公 式(12) - (16)的At/過程表示一個示例性及t/過程，在以下討論中該 及t/過程作為本發(fā)明的構建單元(buildingblock)而反復使用。然而，可
以理解的是，更新平方根矩陣的其它/ c/過程也可以應用于本發(fā)明。
上面描述了針對與恒定數(shù)量的采樣集相對應的恒定數(shù)量的RAKE耙 指120而更新平方根矩陣m的過程。然而，本發(fā)明還允許當RAKE耙指 120的數(shù)量改變時更新平方根矩陣m。改變RAKE耙指120的數(shù)量改變 了協(xié)方差矩陣r。給定協(xié)方差矩陣r，則當增加或新分配RAKE耙指120 時，可以計算經(jīng)過增維及更新后的協(xié)方差矩陣r'。增維協(xié)方差矩陣r'可
以表示為
R =
P R
(17)
其中a2表示與采樣集相關聯(lián)的噪聲功率，而p表示新延遲處的采樣集與各 個舊延遲處的采樣集的噪聲協(xié)方差的向量?；谏鲜鰈、 d、 m與r之 間的關系，可以根據(jù)下式18直接地計算經(jīng)過增維及更新后的平方根矩陣 m':
M =
o" 0 p/cr M"
(18)
12在公式(18)中，M"表示根據(jù)公式(12) - (16)計算的經(jīng)過補償?shù)?平方根矩陣，其中，用噪聲協(xié)方差的向量p來代替誤差向量e，并且用 (-l/cr2)來代替指數(shù)衰減因子a。與公式(12) - (16)相關聯(lián)的用于補
償平方根矩陣的過程可以縮寫為
(M〃， L"， D") -甜(L,D, p,-l/c72) (19)
如下式(20)中所示，當移除或去分配RAKE耙指120時，可以對 當前協(xié)方差矩陣R減少一行及一列，以生成經(jīng)過降維及更新后的協(xié)方差 矩陣R'。
11 = 「"2 pH] (20) Lp r'」
可以根據(jù)三角矩陣L和對角矩陣D的降維版本來直接地計算經(jīng)過降 維及更新后的平方根矩陣M'?？梢酝ㄟ^從三角矩陣L中移除與被移除的 RAKE耙指120相對應的行和列來生成經(jīng)過降維的三角矩陣I/。類似地， 可以通過從對角矩陣D移除與被移除的RAKE耙指120相對應的行和列 來生成經(jīng)過降維的對角矩陣d"。然后，可以根據(jù)公式(12) - (16)來計 算經(jīng)過降維及更新后的平方根矩陣M'，其中用經(jīng)過降維的三角矩陣L"代 替L，用經(jīng)過降維的對角矩陣D"代替D，用p代替誤差向量e,并且用 (1/o"2)代替指數(shù)衰減因子a。與增維平方根矩陣計算類似，p和^分別 對應于與被移除的RAKE耙指120對應的噪聲協(xié)方差向量和噪聲功率。 與公式(12) - (16)相關聯(lián)的用于計算經(jīng)過降維及更新后的平方根矩陣 M'的過程可以縮寫為
(M'， L', d')=甜(1/， dff, p,1/ct2) (21) 綜上所述，處理器150可以基于L、 D、 a以及e的當前版本來計算 特殊的三角矩陣K和更新后的平方根矩陣M'、三角矩陣L'以及對角矩陣 D'。此外，處理器150可以使用平方根矩陣M而不是協(xié)方差矩陣R來適 應數(shù)量變化的采樣集。與通常上與更新R相關的過程相比，M、 L、 D以 及K本身的數(shù)學屬性使得處理器150能夠使用更簡單的過程來更新M。 然后，處理器150可以使用M'而不是使用M，來處理接收信號。結果， 使用M而不是使用R能夠極大地減小由處理器150實現(xiàn)的更新運算及處 理運算的復雜度。
13圖2總體上示出了基于數(shù)量變化的采樣集而對平方根矩陣M進行更 新的一個示例性過程200。如上所述，GRAKE接收機110使用M來對接 收信號r^進行處理(框210)。當具有新延遲的新釆樣集出現(xiàn)在接收信號 中時(框220)，處理器150對M進行增維(框230)，以應對新的RAKE 耙指120。然后，GRAKE接收機110用經(jīng)過增維及更新后的平方根矩陣 M'來代替之前的平方根矩陣M，以用于未來處理接收信號r"j (框210)。 當接收信號中不再存在采樣集時(框240)，處理器150對M進行降維(框 250)，以應對被移除的RAKE耙指120。然后，GRAKE接收機110使用 經(jīng)過降維及更新后的平方根矩陣M'來代替之前的平方根矩陣M，以用于 未來處理接收信號r^ (框210)。
圖3示出了針對圖2的一個示例性增維過程(框230)的具體細節(jié)。 為了對平方根矩陣M進行增維，處理器150確定針對所增加的采樣集的 衰減相關度P和噪聲功率cr2 (框232)。衰減相關度p表示所增加的采樣集 中的值與現(xiàn)有采樣集中的值之間的互相關度?；谒_定的衰減相關度P 和噪聲功率一，處理器150補償當前平方根矩陣M，以生成經(jīng)過補償?shù)?平方根矩陣M"(框234)。然后，處理器150通過根據(jù)公式(19)為經(jīng)過 補償?shù)钠椒礁仃嘙"增加行和列來對經(jīng)過補償?shù)钠椒礁仃嘙"進行增 維，以生成經(jīng)過增維及更新后的平方根矩陣M'(框236)。所增加的列和 行具有根據(jù)噪聲功率cr2導出的對角元素和根據(jù)衰減相關度p導出的非對
角元素。
圖4示出了針對圖2的一個示例性降維處理(框250)的具體細節(jié)。 為了對平方根矩陣M進行降維，處理器150確定針對被移除的采樣集的 衰減相關度P和噪聲功率cr2 (框252)。衰減相關度p表示被移除的采樣集 中的值與剩余釆樣集中的值之間的互相關度。然后，處理器150分別從 三角矩陣L和對角矩陣D中移除與被移除的采樣集相對應的行和列，以 形成經(jīng)過降維的三角矩陣L"和經(jīng)過降維的對角矩陣D"(框254)。處理器 150基于經(jīng)過降維的三角矩陣I/ 、經(jīng)過降維的對角矩陣D"、衰減相關度p以 及噪聲功率c^ ，根據(jù)公式(21)來計算經(jīng)過降維的平方根矩陣M'(框256)。
上面描述了基于變化的信道狀態(tài)和/或數(shù)量變化的采樣集或者對于
14接收機可用的耙指，來對平方根矩陣M進行更新的過程?？梢岳斫獾氖?， 每次更新平方根矩陣M時，更新后的版本將代替之前的版本，并用于未 來處理和更新運算。
上述對平方根矩陣M進行更新的過程假設協(xié)方差矩陣R或平方根矩 陣M已經(jīng)存在和/或已經(jīng)被初始化。然而，這種假設可能并不總是正確的。 下面描述用于對平方根矩陣M進行初始化的多個過程。
在一個實施方式中，使用以在時刻處被設置為多個單位矩陣的
平方根矩陣M作為開始、并以在時刻^r處經(jīng)過初始化的平方根矩陣M
作為結束的迭代過程，來初始化M。根據(jù)這種"以單位陣開始"實施方式， 首先將協(xié)方差矩陣R設置為單位矩陣的s倍，如公式(22)中所示。
R(/=0)= " (22) 結果，初始協(xié)方差矩陣是非奇異的?；诠?22)和公式(5)-(7)，由下式給出在時刻戶0處的平方根矩陣M、三角矩陣L以及對角
矩陣D:
L(M)) = I (23) D(>=0)= si
為了確定在稍后時刻^r處的初始平方根矩陣M，處理器150實現(xiàn)
下面的迭代步驟 forfl:r=/ " ( L(f-1 )， D(f-1 )， e(O， a ) ( 24)
end
其中，i tZ(O表示公式(12) - (16)示出的更新過程。處理器150在上 述的隨后處理和更新運算中使用所得到的經(jīng)過初始化的平方根矩陣M。
替換的初始化實施方式基于以下假設，即協(xié)方差矩陣R首先被設置 為"M的零矩陣(R(/=0) =
)。因為零協(xié)方差矩陣R的維數(shù)為"，所以 采用"次更新來生成滿秩協(xié)方差矩陣R。
也就是說，為了生成秩為"的滿秩協(xié)方差矩陣R，處理器150根據(jù) 公式(4)來對協(xié)方差矩陣進行"次更新。下面描述當使用這種"以零元素開始"的過程來對R進行初始化時用于對平方根矩陣M進行初始化的 兩個替換實施方式。
在這里稱為混合過程的一個實施方式中，處理器150將由第"次更 新所生成的協(xié)方差矩陣定義為初始協(xié)方差矩陣R(/=")。隨后，處理器150 根據(jù)公式(5) - (7)通過使用滿秩的經(jīng)過初始化的協(xié)方差矩陣R(tw)來 生成初始平方根矩陣M。處理器150在上述的隨后處理和更新運算中使 用所得到的經(jīng)過初始化的平^"根矩陣M。根據(jù)這個混合過程，處理器150 首先使用上述的以零元素開始的處理來確定秩為《的協(xié)方差矩陣R。隨 后，處理器150使用Cholesky分解來確定相應的秩為"的矩陣L、 D和 M。然后，處理器150在從時刻 ="+1到所期望的時刻^r期間，使用秩 為w的矩陣L、 D和M來實現(xiàn)與以單位元素開始的處理相關聯(lián)的平方根 更新過程，如下面程序所示 for向+l:r=肌(L("), D("), e(O， a ) (25)
6nd
處理器150在上述的隨后處理和更新運算中使用所得到的經(jīng)過初始 化的平方根矩陣M。
在這里稱為經(jīng)過修改的混合過程的另一混合實施方式中，考慮到在 各次迭代中的協(xié)方差矩陣R的具體結構，處理器150針對前"次迭代來 定義新的平方根矩陣M和新的更新后的平方根矩陣M'。例如，對于第一 次迭代，協(xié)方差矩陣R是由R(l)- ae(l)e(lf定義的秩為1的矩陣。對 于這個協(xié)方差矩陣R(l)，可以由下式來定義第一次迭代的三角矩陣L(l)、 對角矩陣D(l)以及相應的平方根矩陣M(l):
L(l)=
D(l)=
1
(26)
(27)如以上公式所示，即使M(l)是秩為1的矩陣，但是L(l)仍然是秩為 "的矩陣。這使得處理器150能夠在生成平方根矩陣的下一迭代M(2)的 更新過程中使用L(l)。通常，由于對角線上的元素l，所以各個三角矩陣 L(O都是秩為"的矩陣。這保證了L的可逆性，如公式(14)所示，L的 可逆性對于計算平方根更新是必需的。此外，各個對角矩陣D(0的后 個對角元素為0，這使得它和平方根矩陣M(0的秩為f。稍后提供了針對 這個示例性初始化過程的用于生成M的各個更新的具體細節(jié)。
對于第f次迭代，處理器150根據(jù)下面的程序來計算更新后的對角 矩陣D'的前f個對角元素《:
for i = 12
a"!'4 + lA'l2，
》+l=a/《 (29) 4'， 一— a/力
end
如上所述，剩余的對角元素被構建為零。處理器150使用這些結果
來構建新的特殊對角矩陣K，通過將第f項以外的右下角的項設置為0
而從公式(13)中所定義的K修改得到矩陣K，如公式(30)所示。
1
K =
(30)
W W … o…o i-
最后，處理器150根據(jù)公式(12)來計算更新后的三角矩陣L'，并 根據(jù)公式(16)來計算更新后的平方根矩陣M'。概括地說，處理器150
17根據(jù)下面的程序生成在時刻^r處的經(jīng)過初始化的平方根矩陣M:
根據(jù)公式25的L(l)
根據(jù)公式26的D(l) 根據(jù)公式27的M(1) for戶2:; =甜S (L(f-1)， D("), e(O, a , 0 (31)
end
for r="+l:r=腺(L(f-l)， D(")， eO), a )
end
其中，表示公式(12) - (16)所示的更新過程，而Z tAS1 ( ) 表示由公式(12)、 (14)、 (16)、 (29)以及(30)針對奇異矩陣得到的 更新過程。處理器150在上述的隨后處理和更新運算中使用所得到的經(jīng) 過初始化的平方根矩陣M。
雖然以上根據(jù)GRAKE接收機110來描述了本發(fā)明，但是本領域技 術人員可以理解的是，本發(fā)明還可以應用于其它類型的接收機，包括碼 片均衡器。圖5示出了示例性碼片均衡器170。除了組合器130和信道估 計器140之外，碼片均衡器170還包括均衡處理器152和多個連續(xù)的延 遲單元172。均衡處理器152基于接收信號r^和信道估計h來計算平方 根矩陣M、多個延遲S以及多個加權因子w。延遲單元172根據(jù)計算得到 的延遲5來連續(xù)地延遲接收信號r^。組合器130中的加權單元132根據(jù) 計算得到的加權因子w來對經(jīng)過連續(xù)延遲的釆樣進行加權。求和器134 對經(jīng)過加權的采樣進行合并，以產(chǎn)生估計的輸出采樣Vw)。如上所述， 當向接收信號增加或從接收信號移除采樣集(即，延遲單元輸出)時， 均衡處理器152分別對平方根矩陣M進行增維或降維。
雖然沒有明確地示出，但是本發(fā)明還可以應用于對與傳輸信號相對 應的時間校準信號和/或采樣集進行處理的其它接收機。與接收機的類型 無關，本發(fā)明對與接收機特有的協(xié)方差矩陣R相對應的平方根矩陣M進 行增維/降維，以應對所增加/移除的經(jīng)過延遲的采樣集和/或信號。示例性耙指的采樣集的RAKE接收機、具有 針對各個用戶的至少一個采樣集的多用戶檢測接收機、具有針對各個輸 入/輸出的采樣集的多輸入/多輸出(MIMO)接收機等。例如，考慮具有 /個發(fā)射天線和《個接收天線的MIMO系統(tǒng)。在接收端，MIMO系統(tǒng)包 括J個子接收機， 一個子接收機對應于/個發(fā)射天線中的一個發(fā)射天線。 /個子接收機中的各個子接收機是上述接收機的重復，并且各個子接收機 連接到尺個接收天線，這尺個接收天線接收由 /個發(fā)射天線所發(fā)射的信 號。第y個子接收機專用于對由第y'個遠程天線所發(fā)射并由全部《個接收 天線所接收的信號進行處理。第y個子接收機使用與由單個天線發(fā)射的信 號相關聯(lián)的過程來計算路徑延遲、信道估計等。如公式(4)中所示，協(xié) 方差矩陣R通過誤差向量e而獲得其它J-l個發(fā)射信號對第_/個信號接收 的影響。
可以在任何無線設備(例如，基站或移動終端)中實現(xiàn)上述無線接 收機100。如這里所使用的，術語"移動終端"包括蜂窩無線電話和包括無 線電話收發(fā)機的任何無線設備。移動終端還可稱為"普適(pervasive)計 算"設備。
本發(fā)明還可以應用于利用噪聲協(xié)方差矩陣的其它信號處理設備。這 些設備包括有線接收機，其中接收信號經(jīng)過較大范圍的信道擴散并且通 常要求特定形式的均衡。這些設備還包括對來自多個麥克風的數(shù)據(jù)進行 處理的聲學接收機。在這種情況下，這種聲學處理可以從與各個傳感器 之間的噪聲協(xié)方差有關的知識中受益。上述示例旨在是示例性的，并且 因此是非限制性的。
當然，可以按照與這里具體描述的方式不同的其它方式來實施本發(fā) 明，而不偏離本發(fā)明的核心特征。在全部方面，這些實施方式都被認為 是示例性而非限制性的，并且旨在將落入所附權利要求的意義及等同范 圍內(nèi)的全部變化包含在所附權利要求中。
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權利要求
1、一種對表示多個采樣集之間的互相關度的協(xié)方差矩陣的平方根矩陣進行增維、以由此反映所增加的采樣集的方法，該方法包括以下步驟確定針對所述增加的采樣集的衰減相關度和噪聲功率；基于所述衰減相關度和所述噪聲功率來補償所述平方根矩陣；以及通過增加具有根據(jù)所述噪聲功率導出的對角元素和根據(jù)所述衰減相關度導出的非對角元素的列和行，來對所述經(jīng)過補償?shù)钠椒礁仃囘M行增維。
2、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，基于所述衰減相關度和所述 噪聲功率來補償所述平方根矩陣的步驟還包括以下步驟基于與所述協(xié) 方差相對應的三角矩陣和對角矩陣來補償所述平方根矩陣。
3、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，通過增加具有根據(jù)所述噪聲 功率導出的對角元素和根據(jù)所述衰減相關度導出的非對角元素的列和行 來對所述經(jīng)過補償?shù)钠椒礁仃囘M行增維的步驟包括以下步驟基于所 述噪聲功率的標準偏差來導出所述對角元素的值。
4、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，通過增加具有根據(jù)所述噪聲 功率導出的對角元素和根據(jù)所述衰減相關度導出的非對角元素的列和行 來對所述經(jīng)過補償?shù)钠椒礁仃囘M行增維的步驟包括以下步驟基于作 為所述噪聲功率的標準偏差的函數(shù)而被縮放的所述衰減相關度，來導出 所述非對角元素。
5、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述多個采樣集包括其具有 來自RAKE接收機或GRAKE接收機的多個耙指的值的多個采樣集，并 且其中，所述增加的采樣集包括來自針對所述RAKE接收機或所述 GRAKE接收機所增加的耙指的采樣值。
6、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述多個采樣集包括其具有 來自碼片均衡器的多個抽頭延遲輸出的值的多個采樣集，并且其中，所 述增加的釆樣集包括來自針對所述碼片均衡器所增加的抽頭輸出的采樣 值。
7、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述多個采樣集包括其具有 來自多信號接收機的值的采樣集，并且其中，所述增加的采樣集包括來 自針對所述多信號接收機所增加的輸入信號的采樣值。
8、 根據(jù)權利要求1所述的方法，該方法還包括以下步驟基于所述 經(jīng)過增維的平方根矩陣，對其包括所述增加的采樣集的新的多個采樣集 進行處理。
9、 根據(jù)權利要求1所述的方法，該方法還包括以下步驟在補償所 述平方根矩陣之前初始化所述平方根矩陣。
10、 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，初始化所述平方根矩陣的步驟包括以下步驟設置等于零矩陣的第一協(xié)方差矩陣；基于迭代更新的信道估計來迭代更新所述第一平方根矩陣，以生成 初始平方根矩陣。
11、 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，初始化所述平方根矩陣的步驟包括以下步驟定義秩為1的協(xié)方差矩陣；基于所述秩為1的協(xié)方差矩陣來確定第一平方根矩陣； 基于奇異矩陣更新過程來對所述第一協(xié)方差矩陣迸行W次迭代更新，以生成秩為W的平方根矩陣；以及基于非奇異矩陣更新過程來對所述秩為W的平方根矩陣進行迭代更新，以生成初始平方根矩陣。
12、 一種對表示多個采樣集之間的互相關度的協(xié)方差矩陣的平方根 矩陣進行降維、以由此反映移除所述采樣集中的一個采樣集的方法，該 方法包括以下步驟確定針對所移除的采樣集的衰減相關度和噪聲功率； 從與所述協(xié)方差矩陣相對應的三角矩陣和對角矩陣中，移除與所述移除的采樣集相對應的行和列，由此獲得經(jīng)過降維的三角矩陣和對角矩陣；以及基于所述經(jīng)過降維的三角矩陣、所述經(jīng)過降維的對角矩陣、所述衰減相關度以及所述噪聲功率，來計算經(jīng)過降維的平方根矩陣。
13、 根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，所述多個采樣集包括其具 有來自RAKE接收機或GRAKE接收機的多個耙指的值的多個采樣集， 并且其中，所述移除的采樣集包括來自針對所述RAKE接收機或所述 GRAKE接收機而去分配的耙指的采樣值。
14、 根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，所述多個采樣集包括其具 有來自碼片均衡器的多個抽頭延遲輸出的值的多個采樣集，并且其中， 所述移除的采樣集包括來自針對所述碼片均衡器而去分配的抽頭延遲輸 出的釆樣值。
15、 根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，所述多個采樣集包括其具 有來自多信號接收機的值的采樣集，并且其中，所述移除的采樣集包括 來自對于所述多信號接收機不再有關的輸入信號的采樣值。
16、 根據(jù)權利要求12所述的方法，該方法還包括以下步驟基于所 述經(jīng)過降維的平方根矩陣來對新的多個采樣集進行處理，所述新的多個 采樣集排除了所述移除的采樣集。
17、 根據(jù)權利要求12所述的方法，該方法還包括以下歩驟在對所述平方根矩陣進行降維之前初始化所述平方根矩陣。
18、 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，初始化所述平方根矩陣的步驟包括以下步驟設置等于零矩陣的第一協(xié)方差矩陣；基于《個依次生成的信道估計集來對所述第一協(xié)方差矩陣進行w次 迭代更新，以生成秩為"的協(xié)方差矩陣；確定所述秩為《的協(xié)方差矩陣的平方根，以生成第一平方根矩陣；以及基于迭代更新的信道估計來迭代更新所述第一平方根矩陣，以生成 初始平方根矩陣。
19、 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，初始化所述平方根矩陣的 步驟包括以下步驟定義秩為1的協(xié)方差矩陣；基于所述秩為1的協(xié)方差矩陣來確定第一平方根矩陣； 基于奇異矩陣更新過程來對所述第一協(xié)方差矩陣進行w次迭代更新，以生成秩為"的平方根矩陣；以及基于非奇異矩陣更新過程來對所述秩為w的平方根矩陣進行迭代更新，以生成初始平方根矩陣。
20、 一種對表示多個采樣集之間的互相關度的協(xié)方差矩陣的平方根 矩陣進行增維、以由此反映所增加的采樣集的處理器，該處理器被設置 為執(zhí)行以下步驟確定針對所述增加的采樣集的衰減相關度和噪聲功率； 基于所述衰減相關度和所述噪聲功率來補償所述平方根矩陣；以及 通過增加具有根據(jù)所述噪聲功率導出的對角元素和根據(jù)所述衰減相關度導出的非對角元素的列和行，來對所述經(jīng)過補償?shù)钠椒礁仃囘M行增維。
21、 一種包括根據(jù)權利要求20所述的處理器的GRAKE接收機，其 中，所述多個采樣集包括來自多個RAKE耙指的值，并且其中，所述增 加的采樣集包括來自所增加的RAKE耙指的采樣值。
22、 一種包括根據(jù)權利要求20所述的處理器的碼片均衡器，其中， 所述多個采樣集包括其具有來自碼片均衡器的多個抽頭延遲輸出的值的 多個采樣集，并且其中，所述增加的采樣集包括來自所增加的抽頭延遲 的采樣值。
23、 一種包括根據(jù)權利要求20所述的處理器的多信號接收機，其中， 所述多個采樣集包括其具有來自多信號接收機的值的采樣集，并且其中， 所述增加的采樣集與針對所述多信號接收機所增加的輸入信號相對應。
24、 一種對表示多個采樣集之間的互相關度的協(xié)方差矩陣的平方根 矩陣進行降維、以由此反映移除所述采樣集中的一個采樣集的處理器， 該處理器被設置為執(zhí)行以下步驟確定針對所述移除的采樣集的衰減相關度和噪聲功率； 從與所述協(xié)方差矩陣相對應的三角矩陣和對角矩陣中，移除與所述 移除的采樣集相對應的行和列，以由此獲得經(jīng)過降維的三角矩陣和經(jīng)過降維的對角矩陣；以及基于所述經(jīng)過降維的三角矩陣、所述經(jīng)過降維的對角矩陣、所述衰 減相關度以及所述噪聲功率，來計算經(jīng)過降維的平方根矩陣。
25、 一種包括根據(jù)權利要求24所述的處理器的GRAKE接收機，其 中，所述多個采樣集包括來自多個RAKE耙指的值，并且其中，所述移 除的采樣集包括來自去分配的RAKE耙指的采樣值。
26、 一種包括根據(jù)權利要求24所述的處理器的碼片均衡器，其中， 所述多個采樣集包括其具有來自所述碼片均衡器的多個抽頭延遲輸出的 值的多個采樣集，并且其中，所述移除的采樣集包括來自去分配的抽頭 延遲的采樣值。
27、 一種包括根據(jù)權利要求24所述的處理器的多信號接收機，其中， 所述多個采樣集包括其具有來自多信號接收機的值的采樣集，并且其中， 所述移除的采樣集與對于所述多信號接收機不再有關的輸入信號相對 應。
全文摘要
當向接收信號增加或從接收信號移除采樣集時對協(xié)方差矩陣的平方根矩陣進行更新的方法(200)和裝置。當向所述接收信號增加采樣集(220)時，處理器對所述平方根矩陣進行增維(230)，以生成更新后的平方根矩陣用于未來處理。當所述接收信號中不再存在采樣集(240)時，所述處理器對所述平方根矩陣進行降維(250)，以生成所述更新后的平方根矩陣。
文檔編號H04B1/707GK101512918SQ200780033109
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月6日 優(yōu)先權日2006年9月7日
發(fā)明者阿里·S·海爾拉赫 申請人:Lm愛立信電話有限公司