[发明专利]LTE基带接收器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LTE合规基带接收器，具体地涉及一种OFMD基带接收器。本发明还涉及用于操作这样的基带接收器的方法。

背景技术

3GPP的LTE标准使用正交频分多址作为用于下行链路的主要多址方案。为了最优性能，在接收器处需要考虑噪声和干扰等级。由于蜂窝网络由用户来加载，因此来自其它小区(cell)的干扰变为干扰的最主要来源。因为其它小区采用相同的标准，因此，这种干扰很可能是高度频率选择性的。因此，频率选择性干扰估计以及在用于前向纠错的软度量中包括这样的估计能够提高接收器性能。但由于不能精确估计频率选择性干扰，因此，与仅考虑平均干扰等级的接收器相比，这种接收器在噪声限制方案方面表现得很差。

最大似然解码是通过从所接收的使用最大似然(ML)方法发送的信号中识别可能被发送信息的序列来实现最佳的可能性能。该理论是公知的(例如，参见J.G.Proakis，Digital Communications，第二版，McGraw-Hill，1989)。Turbo和Viterbi解码器分别提供了对于接收的turbo编码的代码块和卷积编码的代码块的ML估计，假设编码的序列包括正确的软度量。软度量(soft-metrics)表示所接收的比特为正确的似然性。软度量可相关于该比特的信噪比。

在无线通信中，在移动信道的特征为时间和频率选择性衰落的情况下，信号强度能够基本上随时间和频率而变化。由于热噪声添加到在接收器的天线处接收的信号并且热噪声通常是宽带，因此，可认为对于每个接收的码元，热噪声等级是常量。

由于蜂窝通信系统由多用户来加载，因此，蜂窝通信系统是干扰限制的而不是噪声限制的。干扰限制是指电话接收器的性能不受限于关于热噪声等级的信号强度，而是受限于源自网络中以同一频率操作的其它用户或者基站的干扰。噪声限制仅与所谓的网络边缘、即电话须以最大灵敏等级操作的小区边缘有关。

被称为长期演进(LTE)的第三代合作伙伴计划(3GPP)所开发新的蜂窝标准提供了前所未有的数据速率和到最终用户的前所未有的最短延迟，同时为网络运营商保证了高频谱效率。这允许网络运营商最优地利用可用频谱。

LTE标准将信道划分成时间和频率块，在下行链路中，即在从基站到终端的传输中，这些时间和频率块能够分配给特定移动终端。时间粒度是具有0.5ms固定持续时间的一个时隙。正交频分多址(OFDMA)用于将可用下行链路带宽分布到多个用户。利用OFDMA，在每个用户被分配有不同子载波集的情况下，使用正交频分多路复用(OFDM)来调制所有的用户信息。

图1示出OFDMA如何工作。这里，下行链路信号的可用子载波被给予三个不同的用户。LTE通过在时间-频率平面上重叠网格来对不同用户做分配。这种网格被称为时间-频率网格。系统可寻址的最小块被称为资源块(RB)。它由一个时隙上的12个OFDM子载波构成。RB总是以两个相继的RB成对地分配给用户。图2示出用于其中仅使用72个子载波的信道的时间-频率网格和RB的概念。这样的信道适于1.6MHz信道并且使用LTE中最小定义带宽。

RB总是由12个子载波构成并且具有取决于基站使用的模式为6或7个OFDM码元的0.5ms的持续时间。

随着网络被加载，如上所述，与暴露于热噪声相比，用户更多地暴露于从以相同频率(同信道co-channel)操作的相邻小区接收的信号。图3示出同信道干扰的说明性示例。终端UE1(UE-用户设备)不仅从基站1(BS1)服务的左边的小区接收信号，而且还暴露到BS2服务的右边的小区。因此，UE1接收到意在用于UE2的BS2的信号作为干扰。

由于干扰的来源也是LTE基站发射器，因此，其特征与想要的信号类似：

(1)干扰基站(BS2)将不同的RB分配给不同的用户，同时不同的波束形成图案和功率等级。从一个子帧到下一个，RB分配不同。

(2)UE1从BS2接收的干扰是经由移动通信信道接收的。因此，该干扰是高度时间和频率选择性的。

在真实的系统中，通信信道和噪声以及干扰等级永远都是不知道的，但是需要进行估计。

假设同信道干扰能够被处理为随机噪声，那么最优接收器不仅需要估计所关注信号的信道，而且需要分别地估计每个资源元素的干扰等级。虽然能够使用被多路复用到OFDMA信号中的基准码元比较可靠地估计信道，但是干扰等级估计得不那么精确，尤其是期望干扰等级的高时间-频率解析度的情况下。