專利名稱：接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)接收的射頻信號(hào)(RF)的處理，更具體地，本發(fā)明涉及一種接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信改變了人們通信的方式，移動(dòng)電話也從一種奢侈品轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗內(nèi)粘Ｉ畹幕窘M成部分。移動(dòng)電話的使用取決于社會(huì)情況，而不受地點(diǎn)和技術(shù)的限制。當(dāng)前，語(yǔ)音連接已經(jīng)滿足了日常通信的基本需要，移動(dòng)語(yǔ)音連接正不斷溶入日常生活的方方面面，而移動(dòng)通信革命的下一步將是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將注定成為日常信息的主要來(lái)源，在這以后，更加便利的通用移動(dòng)數(shù)據(jù)接入將接踵而至。
為滿足對(duì)未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的上述要求，特別設(shè)計(jì)了第三代(3G)蜂窩網(wǎng)絡(luò)。隨著這些服務(wù)的應(yīng)用更加普及，網(wǎng)絡(luò)容量的最優(yōu)性價(jià)比和服務(wù)質(zhì)量(QoS)等因素對(duì)于蜂窩電話運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，將變得更為重要?？梢酝ㄟ^(guò)仔細(xì)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)作以及傳輸方法和接收器技術(shù)的改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)上述因素。在這里，運(yùn)營(yíng)商需要一種技術(shù)來(lái)增加下行吞吐量，然后提供更加出色的QoS性能和傳輸速率，來(lái)同使用電纜調(diào)制解調(diào)制器和DSL方式提供服務(wù)的運(yùn)營(yíng)商展開競(jìng)爭(zhēng)。在這點(diǎn)上，建設(shè)基于寬帶CDMA(WCDMA)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)，可以為今天的無(wú)線運(yùn)營(yíng)商提供向終端用戶傳輸數(shù)據(jù)更加可行的選擇。
圖1a所示為現(xiàn)有的WCDMA規(guī)范為增加下行吞吐量進(jìn)行的技術(shù)發(fā)展的時(shí)間軸示意圖。圖1a中示出了各種無(wú)線技術(shù)所能提供的數(shù)據(jù)率，這些技術(shù)包括通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)100、GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))的增強(qiáng)數(shù)據(jù)率技術(shù)(EDGE)102、通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)104以及高速下行分組接入(HSDPA)106。
GPRS和EDGE技術(shù)可以用于提高當(dāng)前的第二代系統(tǒng)如GSM的數(shù)據(jù)吞吐量。GSM技術(shù)可以支持高達(dá)14.4Kb/s的數(shù)據(jù)率，而2001年提出的GPRS技術(shù)允許使用每個(gè)時(shí)分多址(TDMA)幀中多達(dá)8個(gè)的時(shí)隙傳送數(shù)據(jù)，從而可以支持高達(dá)155Kb/s的數(shù)據(jù)率。相比之下，GSM技術(shù)只允許使用TDMA幀中的1個(gè)時(shí)隙傳送數(shù)據(jù)。2003年提出的EDGE技術(shù)，可以支持的高達(dá)384Kb/s的數(shù)據(jù)率。EDGE技術(shù)使用八進(jìn)制移相鍵控(8-psk)調(diào)制來(lái)提供比GPRS更高的數(shù)據(jù)率。GPRS和EDGE技術(shù)通常認(rèn)為是“2.5”代技術(shù)。
2003年提出的UMTS技術(shù)，理論數(shù)據(jù)率可高達(dá)2Mb/s，是一種在GSM基礎(chǔ)上改進(jìn)的WCDMA 3G系統(tǒng)。UTMS技術(shù)之所以能提供如此高的傳輸速率，其一個(gè)原因是它使用了5MHz的WCDMA信道帶寬，而GSM使用的是200KHz的信道帶寬。HSDPA是一種基于網(wǎng)際協(xié)議(IP)的服務(wù)技術(shù)，用于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，采用WCDMA來(lái)支持10Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。經(jīng)過(guò)第三代移動(dòng)通信合作項(xiàng)目(3GPP)組的進(jìn)一步發(fā)展，HSDPA技術(shù)現(xiàn)在可以使用多種方法來(lái)提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。例如，許多傳輸決定可以在基站級(jí)別上作出，對(duì)此在移動(dòng)交換中心(局)作出，其更靠近用戶設(shè)備。這些決定包括決定要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的調(diào)度，數(shù)據(jù)什么時(shí)候發(fā)送，以及對(duì)傳輸信道的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。HSDPA技術(shù)還可以使用可變編碼率。HSDPA技術(shù)還可以在高速下行共享信道(HS-DSCH)上支持16位正交調(diào)幅，從而允許多個(gè)使用者可以共享一條空中接口信道。
在某些例子中，HSDPA可以使網(wǎng)絡(luò)容量增大兩倍，且數(shù)據(jù)傳輸速率比最先進(jìn)的3G網(wǎng)絡(luò)還高5倍(超過(guò)10Mb/s)。HSDPA還可以降低下行傳輸延遲的偏差，進(jìn)而縮短網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備之間的往返周期。這些性能優(yōu)勢(shì)可以直接轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)性能和客戶滿意度的提升。因?yàn)镠SDPA是WCDMA家族的一個(gè)擴(kuò)展，所以它也是建立在世界上最流行的移動(dòng)通信技術(shù)所提供的大經(jīng)營(yíng)節(jié)約性之上。HSDPA在許多方面提供了突破性的改進(jìn)，這些改進(jìn)包括WCDMA網(wǎng)絡(luò)分組數(shù)據(jù)容量、增強(qiáng)頻譜和無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)硬件的效率以及最新型網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)。這些改進(jìn)可直接轉(zhuǎn)化為更低的每比特成本、更快更可用的服務(wù)，并且提供了一種可以在未來(lái)以數(shù)據(jù)為中心的市場(chǎng)中進(jìn)行更有效競(jìng)爭(zhēng)的網(wǎng)絡(luò)。
HSDPA帶來(lái)的容量、質(zhì)量和性價(jià)比優(yōu)勢(shì)為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商及其用戶提供了一定程度上的收益。對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，對(duì)當(dāng)前WCDMA網(wǎng)絡(luò)的后向兼容升級(jí)，是在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中邁出的非常合理同時(shí)又具有極高性價(jià)比的一步。在配置HSDPA時(shí)，它可以在同一運(yùn)營(yíng)商中與WCDMA Release 99服務(wù)共存，允許運(yùn)營(yíng)商為當(dāng)前的WCDMA網(wǎng)絡(luò)提供更大的容量和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。運(yùn)營(yíng)商可以以此方法在單個(gè)載頻上支持?jǐn)?shù)量可觀的高速率用戶。HSDPA使真正暢銷型移動(dòng)IP多媒體成為可能，并且在降低服務(wù)的每比特成本的同時(shí)拉動(dòng)數(shù)據(jù)型服務(wù)消費(fèi)提升，并因此拉動(dòng)稅收和底線網(wǎng)絡(luò)利潤(rùn)的提升。對(duì)數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的使用者來(lái)說(shuō)，HSDPA的性能優(yōu)勢(shì)可以轉(zhuǎn)化為更短的服務(wù)響應(yīng)時(shí)間、更低的延遲和可明顯感覺到的更快連接速度。用戶還可以在打電話的同時(shí)使用HSDPA下載分組數(shù)據(jù)。
相比以前的或同時(shí)期的其他技術(shù)，HSDPA可以在多方面提供顯著的性能提升。例如，HSDPA將WCDMA比特率擴(kuò)展至10Mb/s，使用更高階調(diào)制方式(16-QAM)以及使用自適應(yīng)編碼和調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)更高的理論數(shù)據(jù)傳輸峰值。最大QPSK比特率是5.3Mb/s，使用16-QAM則為10.7Mb/s。高達(dá)14.4Mb/s的理論比特率可以在不使用信道編碼的情況下實(shí)現(xiàn)。終端性能可以從900Kb/s提升到使用QPSK調(diào)制后的1.8Mb/s，使用QPSK調(diào)制后可達(dá)到3.6Mb/s甚至更高。最高性能級(jí)支持的最大理論比特率為14.4Mb/s。
但是，WCDMA和HSDPA等高級(jí)無(wú)線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)仍然需要克服一些結(jié)構(gòu)上的障礙。例如，耙式接收器是CDMA系統(tǒng)中最常用的接收器，這主要是因?yàn)槠渥陨斫Y(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)易性和合理的性能表現(xiàn)，WCDMA Release 99網(wǎng)絡(luò)也設(shè)計(jì)為使用耙式接收器。耙式接收器包括一組擴(kuò)頻序列相關(guān)器，每個(gè)該相關(guān)器接收一個(gè)單獨(dú)的多路信號(hào)。耙式接收器在多個(gè)不連續(xù)通路上工作。接收到的多路信號(hào)可以使用幾種方式進(jìn)行合并，在這些合并方式中最大比合并(MRC)是相關(guān)接收器優(yōu)先考慮的方式。但是，在許多實(shí)際系統(tǒng)中，耙式接收器都不是最理想的，例如，它的性能可能會(huì)因?yàn)槎嘀犯蓴_(MAI)(也即由網(wǎng)絡(luò)中其他用戶引起的干擾)而下降。
在WCDMA下行鏈路中，多址干擾可由扇區(qū)間(inter-cell)干擾和扇區(qū)內(nèi)(intracell)干擾引起。來(lái)自相鄰基站的信號(hào)構(gòu)成了扇區(qū)間干擾，其特征是達(dá)到信號(hào)的擾碼、信道和角度不同于所期望的基站信號(hào)。使用空間均衡可以抑制扇區(qū)間干擾。在使用正交擴(kuò)頻碼的同步下行鏈路應(yīng)用中，扇區(qū)內(nèi)干擾可由多路傳播引起。由于擴(kuò)頻序列與任意時(shí)移之間的非零交叉相關(guān)，解擴(kuò)頻后，在傳播路徑間(或耙指)存在干擾，從而引起多址干擾(MAI)和路徑間干擾(IPI)。扇區(qū)內(nèi)干擾的程度明顯依賴于信道響應(yīng)。在接近的平衰減信道中，物理信道保持幾乎完全正交，并且扇區(qū)內(nèi)干擾不會(huì)對(duì)接收器的性能帶來(lái)明顯的影響。另一方面，耙式接收器的性能受選頻信道中扇區(qū)內(nèi)干擾的影響而嚴(yán)重降低。頻率選擇性對(duì)WCDMA網(wǎng)絡(luò)中的所有信道來(lái)說(shuō)是很普通的。
為對(duì)抗MAI，可以使用線性干擾抑制算法，該算法是建立在線性信道均衡基礎(chǔ)上的，并且適用于使用長(zhǎng)正交擾碼的WCDMA/HSDPA系統(tǒng)。由于在WCDMA下行鏈路中應(yīng)用非線性信道均衡器時(shí)遇到了許多困難，使用非線性均衡器對(duì)期望物理信道的探測(cè)可能需要使用干擾消除器或最優(yōu)多用戶接收器。這兩種類型的接收器可能不允許在移動(dòng)終端中混合使用，并且所用到的數(shù)據(jù)信息在移動(dòng)終端中尚不可用。可選擇地，整個(gè)基站信號(hào)可被視為所期望的信號(hào)。但是，非線性均衡器依賴于預(yù)先知道期望信號(hào)集群，但該信息在WCDMA終端中尚不可用。整個(gè)基站信號(hào)集群，也就是所有物理信道的和，是一個(gè)不均勻間隔的高階正交調(diào)幅(QAM)集群。由于傳輸功率控制(TPC)和控制數(shù)據(jù)域間可能的功率偏移，專用物理信道的時(shí)分多路傳輸，集群的間隔經(jīng)常變化。集群次序同樣因不連續(xù)的傳輸而頻繁改變。這使得獲得集群的精確估計(jì)值非常困難。
在這點(diǎn)上，多發(fā)射和/或接收天線的使用可以帶來(lái)整個(gè)系統(tǒng)性能的提升。這些多天線配置，有時(shí)也被稱為智能天線技術(shù)，可以用來(lái)減輕多路徑和/或信號(hào)接收過(guò)程中的信號(hào)干擾產(chǎn)生的負(fù)面影響。值得期待的是，智能天線技術(shù)將更多的用來(lái)連接蜂窩系統(tǒng)內(nèi)的基站設(shè)施和移動(dòng)用戶設(shè)備，以解決這些系統(tǒng)中日益增長(zhǎng)的容量需求。這些需求的增長(zhǎng)，部分是由當(dāng)前基于語(yǔ)音的服務(wù)向下一帶提供語(yǔ)音，視頻和數(shù)據(jù)通信的無(wú)線多媒體服務(wù)的轉(zhuǎn)移而造成的。
多發(fā)射和/或接收天線的使用將帶來(lái)分集增益和陣列增益，并且抑制在信號(hào)接收過(guò)程中產(chǎn)生的干擾。這種分集增益可通過(guò)以下幾種方式提高系統(tǒng)性能增加接收信噪比，提供更多的抗干擾能力，和/或允許更大范圍的頻率復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的容量。在使用了多天線接收機(jī)的通信系統(tǒng)中，例如，可以使用一組M個(gè)接收天線消除M-1個(gè)干擾信號(hào)的影響。因此，可以使用N個(gè)發(fā)射天線同時(shí)在同一帶寬上發(fā)射N個(gè)信號(hào)，隨后，該發(fā)射信號(hào)被布置在接收機(jī)中的N個(gè)天線分離為N個(gè)單獨(dú)的信號(hào)。使用多發(fā)射和多接收天線的系統(tǒng)通常被認(rèn)為是多進(jìn)多出(MIMO)系統(tǒng)。多天線系統(tǒng)，特別是MIMO系統(tǒng)引人注目的一個(gè)重要方面是使用這種配置后的，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量的的顯著增加?？倐鬏敼β使潭ǖ那闆r下，MIMO配置所提供的容量可以隨信噪比(SNR)的增加而變化。
但是，在無(wú)線通信中，特別是無(wú)線手持設(shè)備中廣泛配置的多天線系統(tǒng)，由于其大小、復(fù)雜度和功耗的增加而引起成本增加，使得其應(yīng)用范圍受到限制。必須為每個(gè)發(fā)射和接收天線單獨(dú)提供一個(gè)射頻鏈直接導(dǎo)致了多天線系統(tǒng)成本的增加。每條射頻鏈通常包括一個(gè)低噪聲放大器(低噪放大器)，一個(gè)濾波器，一個(gè)下變頻轉(zhuǎn)換器和一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)。在某些現(xiàn)有的單天線無(wú)線接收機(jī)中，所需的單個(gè)射頻鏈占了接收器總成本的30％以上。因此，很明顯，隨著發(fā)射和接收天線數(shù)量的增加，系統(tǒng)復(fù)雜度、功耗和總成本也隨之增加。這為移動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用造成了很多問(wèn)題。
通過(guò)與本申請(qǐng)后續(xù)部分結(jié)合附圖介紹的本發(fā)明提出的系統(tǒng)相比較，現(xiàn)有的和傳統(tǒng)的方法的局限性和缺點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是很明顯的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提出一種在接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法和系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)WCDMA/HSDPA空間多路復(fù)用MIMO系統(tǒng)內(nèi)的單權(quán)重天線系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種在接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法，所述方法包括通過(guò)M個(gè)接收天線接收空間多路復(fù)用信號(hào)；分離所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)多數(shù)據(jù)流以檢測(cè)多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)，其中所述每個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)至少一個(gè)空間多路復(fù)用輸入信號(hào)；
使用M-1個(gè)移相器估算所述每一個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流的復(fù)相和振幅。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括處理所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中包含有同相(I)和正交(Q)成分的復(fù)合波形。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括對(duì)所述處理后的包含有所述同相和正交成分的復(fù)合波形進(jìn)行濾波以生成基帶帶寬限制信號(hào)。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括使用所述估算的復(fù)相和振幅調(diào)整至少一個(gè)所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和振幅中的至少一個(gè)。
優(yōu)選地，所述相位和振幅中的至少一個(gè)被連續(xù)地調(diào)整。
優(yōu)選地，所述相位和振幅中的至少一個(gè)以不連續(xù)的時(shí)間間隔進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選地，所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)的所述多個(gè)多數(shù)據(jù)流通過(guò)至少一個(gè)天線從至少一個(gè)發(fā)射基站發(fā)射。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括為所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)的所述多個(gè)多數(shù)據(jù)流中的至少一個(gè)生成至少一個(gè)時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括利用所述生成的至少一個(gè)時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值生成至少一個(gè)發(fā)射控制信號(hào)，其中所述生成的至少一個(gè)發(fā)射控制信號(hào)用于對(duì)所述已接收的空間多路復(fù)用信號(hào)或后來(lái)接收的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和振幅中至少一個(gè)進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)發(fā)射控制信號(hào)通過(guò)一個(gè)單權(quán)重生成器生成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)器，其內(nèi)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，包括至少一個(gè)用于在接收器內(nèi)處理信號(hào)的代碼部分，所述至少一個(gè)代碼部分可由一機(jī)器執(zhí)行以使該機(jī)器執(zhí)行如下步驟通過(guò)M個(gè)接收天線接收空間多路復(fù)用信號(hào)；分離所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)多數(shù)據(jù)流以檢測(cè)多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)，其中所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流的每一個(gè)對(duì)應(yīng)至少一個(gè)空間多路復(fù)用輸入信號(hào)；使用M-1個(gè)移相器估算所述每一個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流的復(fù)相和振幅。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括有處理所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中包含有同相(I)和正交(Q)成分的復(fù)合波形的代碼。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括有對(duì)所述處理后的包含有所述同相和正交成分的復(fù)合波形進(jìn)行濾波以生成基帶帶寬限制信號(hào)的代碼。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括有使用所述估算的復(fù)相和振幅調(diào)整至少一個(gè)所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和振幅中的至少一個(gè)的代碼。
優(yōu)選地，所述相位和振幅中的至少一個(gè)被連續(xù)地調(diào)整。
優(yōu)選地，所述相位和振幅中的至少一個(gè)以不連續(xù)的時(shí)間間隔進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選地，所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)的所述多個(gè)多數(shù)據(jù)流通過(guò)至少一個(gè)天線從至少一個(gè)發(fā)射基站發(fā)射。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括有為所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)的所述多個(gè)多數(shù)據(jù)流中的至少一個(gè)生成至少一個(gè)時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值的代碼。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括有利用所述生成的至少一個(gè)時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值生成至少一個(gè)發(fā)射控制信號(hào)的代碼，其中所述生成的至少一個(gè)發(fā)射控制信號(hào)用于對(duì)所述已接收的空間多路復(fù)用信號(hào)或后來(lái)接收的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和振幅中至少一個(gè)進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)發(fā)射控制信號(hào)通過(guò)一個(gè)單權(quán)重生成器生成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出一種在接收器內(nèi)處理信號(hào)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括M個(gè)接收天線，用于接收空間多路復(fù)用信號(hào)；第一處理器，分離所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)多數(shù)據(jù)流以檢測(cè)多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)，其中所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流的每一個(gè)對(duì)應(yīng)至少一個(gè)空間多路復(fù)用輸入信號(hào)；一個(gè)信道估算器，使用M-1個(gè)移相器估算所述每一個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流的復(fù)相和振幅。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)濾波器，處理所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中包含有同相(I)和正交(Q)成分的復(fù)合波形。
優(yōu)選地，所述濾波器對(duì)所述處理后的包含有所述同相和正交成分的復(fù)合波形進(jìn)行濾波以生成基帶帶寬限制信號(hào)。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括第二處理器，使用所述估算的復(fù)相和振幅調(diào)整至少一個(gè)所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和振幅中的至少一個(gè)。
優(yōu)選地，所述相位和振幅中的至少一個(gè)被連續(xù)地調(diào)整。
優(yōu)選地，所述相位和振幅中的至少一個(gè)以不連續(xù)的時(shí)間間隔進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選地，所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)的所述多個(gè)多數(shù)據(jù)流通過(guò)至少一個(gè)天線從至少一個(gè)發(fā)射基站發(fā)射。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)信道估算器，為所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)的所述多個(gè)多數(shù)據(jù)流中的至少一個(gè)生成至少一個(gè)時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值。
優(yōu)選地，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)控制信號(hào)生成器，利用所述生成的至少一個(gè)時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值生成至少一個(gè)發(fā)射控制信號(hào)，其中所述生成的至少一個(gè)發(fā)射控制信號(hào)用于對(duì)所述已接收的空間多路復(fù)用信號(hào)或后來(lái)接收的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和振幅中至少一個(gè)進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)發(fā)射控制信號(hào)通過(guò)一個(gè)單權(quán)重生成器生成。
本發(fā)明的各種優(yōu)點(diǎn)、目的和創(chuàng)新特征以及具體實(shí)施例的細(xì)節(jié)，將在以下的說(shuō)明書和附圖中進(jìn)行詳細(xì)介紹。


圖1a是現(xiàn)有的WCDMA規(guī)范為增加下行吞吐量進(jìn)行的技術(shù)發(fā)展的時(shí)間軸示意圖；圖1b是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)低延遲鏈路自適應(yīng)的HSDPA分布式結(jié)構(gòu)的示意圖；圖1c是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用來(lái)刪除無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器中有關(guān)重傳調(diào)度和存儲(chǔ)的內(nèi)容的設(shè)置在基站中的第一層HARQ控制的示意圖；
圖1d是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于HSDPA的宏單元和微單元系統(tǒng)的平均傳輸載荷的柱狀示意圖；圖1e是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用單權(quán)重的空間多路復(fù)用多進(jìn)多出天線系統(tǒng)的方框示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的利用N個(gè)發(fā)射天線和2個(gè)接收天線進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)并確定一額外的接收天線的最佳相位和振幅的系統(tǒng)的方框示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于確定信號(hào)估計(jì)值的系統(tǒng)的方框示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例用于在MIMO通信系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行空間多路復(fù)用的接收器的方框示意圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)利用空間多路復(fù)用的基帶處理器和多個(gè)接收鏈路子處理器的方框示意圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的最大比合并(MRC)模塊的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)信號(hào)均衡的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出一種實(shí)現(xiàn)WCDMA/HSDPA空間多路復(fù)用(SW)多進(jìn)多出(MIMO)系統(tǒng)內(nèi)的單權(quán)重(SW)天線系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，一空間多路復(fù)用多路徑信號(hào)可通過(guò)M個(gè)接收天線接收。一單權(quán)重生成器基帶處理器可生成多個(gè)控制信號(hào)或權(quán)重，其被M-1個(gè)移相器用來(lái)調(diào)整所述接收的空間多路復(fù)用多路徑信號(hào)的多個(gè)數(shù)據(jù)流的相位和/或振幅。此外，該單權(quán)重生成器基帶處理器還可以生成控制信號(hào)，用于在一個(gè)或多個(gè)空間多路復(fù)用WCDMA/HSDPA信號(hào)的發(fā)射處理的分集模式期間對(duì)相位和/或振幅進(jìn)行調(diào)整。
圖1b是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)低延遲鏈路自適應(yīng)的HSDPA(高速下行分組接入)分布式結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1b中示出了終端110和112以及一個(gè)基站(BS)114。HSDPA建立在分布式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)在基站114中設(shè)置關(guān)鍵性處理來(lái)實(shí)現(xiàn)低延遲鏈路自適應(yīng)，并因此更靠近空中接口，如圖所示。HSDPA調(diào)整在現(xiàn)有的SM/EDGE標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)建立的方法，包括快速物理層(L1)重傳合并和鏈路自適應(yīng)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端110、112與基站114之間分組數(shù)據(jù)吞吐量的顯著提高。
HSDPA技術(shù)采用了幾種重要的新技術(shù)改進(jìn)，包括基站114中下行分組數(shù)據(jù)操作的調(diào)度，高階調(diào)制，自適應(yīng)調(diào)制和編碼，混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(HARQ)，瞬時(shí)信道狀態(tài)的物理層反饋和允許幾個(gè)用戶共享空中接口信道的一種新的傳輸信道類型，被稱為高速下行共享信道(HS-DSCH)。進(jìn)行配置后，HSDPA可以與現(xiàn)有的WCDMA和UMTS服務(wù)共存于同一載波中，允許運(yùn)營(yíng)商向現(xiàn)有的WCDMA網(wǎng)絡(luò)中引入更大的容量和更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。通過(guò)自適應(yīng)調(diào)制和編碼、擴(kuò)展多重碼操作和快速高效重傳策略，HSDPA替換了WCDMA的許多基本特征，例如，可變擴(kuò)頻因子和快速功率控制。
在現(xiàn)有的WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，下行鏈路的功率控制動(dòng)態(tài)范圍大約是20dB，而上行鏈路的功率控制動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)70dB。WCDMA下行鏈路的功率控制動(dòng)態(tài)特性受限于并行碼信道上的用戶間的潛在干擾以及WCDMA基站實(shí)現(xiàn)的本質(zhì)特征。對(duì)于靠近基站的WCDMA用戶而言，功率控制并不能最佳的降低功率，將功率降低到超過(guò)20dB后僅對(duì)容量產(chǎn)生較小的影響。例如，HSDPA利用高級(jí)鏈路自適應(yīng)以及自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)來(lái)保證所有用戶享受到可能達(dá)到的最高數(shù)據(jù)率。因此，AMC根據(jù)適當(dāng)?shù)臒o(wú)線鏈路的質(zhì)量自適應(yīng)的選擇調(diào)制編碼方法。
圖1c是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用來(lái)刪除無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器中有關(guān)重傳調(diào)度和存儲(chǔ)的內(nèi)容的設(shè)置在基站中的第一層HARQ控制的示意圖。圖1c中示出了混合自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(HARQ)操作，該操作被設(shè)計(jì)用于縮減重傳延遲并提高重傳效率。第一層HARQ(Layer 1 HARQ)控制位于節(jié)點(diǎn)B或基站(BS)122中，從而刪除無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)120中有關(guān)網(wǎng)絡(luò)重傳調(diào)度和存儲(chǔ)的內(nèi)容。這種HARQ方法避免了集線器延遲，并在一定程度上降低了最終的重傳延遲。
例如，當(dāng)鏈路誤碼出現(xiàn)時(shí)，由于信號(hào)干擾或其他原因，移動(dòng)終端124可請(qǐng)求對(duì)數(shù)據(jù)分組進(jìn)行重傳。當(dāng)前的WCDMA網(wǎng)絡(luò)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器120處理這類重傳請(qǐng)求，而HSDPA重傳請(qǐng)求在基站122中管理。此外，接收到的分組數(shù)據(jù)只有在成功解碼后才能在物理層進(jìn)行合并和恢復(fù)。如果解碼失敗，重傳的數(shù)據(jù)將與信道解碼前的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并。HSDPA方法允許先前發(fā)送的幀(解碼失敗的幀)與重傳的幀進(jìn)行合并。這種合并策略最小化額外重傳請(qǐng)求需要的同時(shí)提供更好的解碼效率和分集增益。
雖然擴(kuò)頻因子可以是固定的，編碼率可在1/4和3/4之間變化，且HSDPA規(guī)范支持多達(dá)10種多重碼的使用。更強(qiáng)的編碼、快速HARQ和多重碼操作使得不再需要可變擴(kuò)頻因子，并允許使用比在大多數(shù)CDMA系統(tǒng)中使用的傳統(tǒng)耙式接收器更高級(jí)的接收器結(jié)構(gòu)如均衡器。這種方法還可以使用戶接收到最佳的可用數(shù)據(jù)率，無(wú)論是具有較好信號(hào)質(zhì)量或較高編碼率的用戶，還是處于蜂窩網(wǎng)邊緣較遠(yuǎn)處具有較低編碼率的用戶。
通過(guò)將數(shù)據(jù)通信調(diào)度移至基站122處理，從而更加靠近空中接口，并通過(guò)使用有關(guān)信道質(zhì)量、終端性能、QoS和功率/編碼可用性方面的信息，HSDPA可以實(shí)現(xiàn)更加高效的數(shù)據(jù)分組傳輸調(diào)度。通過(guò)將這些智能網(wǎng)絡(luò)操作移至基站122處理，允許系統(tǒng)充分利用短期變化的優(yōu)勢(shì)，從而加快和簡(jiǎn)化關(guān)鍵的傳輸調(diào)度過(guò)程。例如，HSDPA方法可以管理調(diào)度安排來(lái)跟蹤用戶信號(hào)的快速衰減，并且在條件允許的情況下，在一個(gè)較短的時(shí)間段內(nèi)將大部分蜂窩容量分配給單獨(dú)一個(gè)用戶使用。在基站122處，HSDPA收集并使用每個(gè)活躍用戶的信道質(zhì)量的估計(jì)值。這種反饋提供了大范圍內(nèi)的信道物理層狀況的當(dāng)前信息，包括功率控制、ACK/NACK比、QoS和HSDPA特殊用戶反饋。
雖然WCDMA Release 99或WCDMA Release 4支持下行信道(DCH)或下行共享信道(DSCH)，而由WCDMA Release 5提供的HSDPA操作可在高速下行共享信道(HS-DSCH)上實(shí)現(xiàn)。同10、20、40或80毫秒的DSCH幀長(zhǎng)相比，這種高速方法使用2毫秒間隔的幀長(zhǎng)(也稱為傳送時(shí)間間隔)。DHCP使用4到256位(chips)的可變擴(kuò)頻因子，而HS-DSCH使用最多具有15個(gè)代碼的16位固定擴(kuò)頻因子。HS-DSCH可以支持16位正交調(diào)幅(16-QAM)，鏈路自適應(yīng)，以及在物理層使用HARQ對(duì)重傳信號(hào)進(jìn)行合并。HSDPA還調(diào)整高速共享控制信道(HS-SCCH)來(lái)傳送所需的調(diào)制和重傳信息。一條上行高速專用物理控制信道(HS-DPCCH)在上行鏈路上傳送ARQ應(yīng)答、下行鏈路質(zhì)量反饋和其他必要的控制信息。
圖1d是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于HSDPA的宏單元和微單元系統(tǒng)的平均傳輸載荷的柱狀示意圖。如圖1d中的圖表130所示，在實(shí)際配置中，與WCDMARelease 99相比，HSDPA提供了大于2倍的最高用戶比特率峰值。使用可以與DSL調(diào)制解調(diào)器速率相媲美的比特率，HS-DSCH在大的宏單元環(huán)境中可以提供給用戶超過(guò)1Mbit/s的比特率，在較小微單元環(huán)境中可以提供高達(dá)5Mbit/s的比特率。HSDPA方法既支持非實(shí)時(shí)UMTS QoS類，也支持帶有保證比特率的實(shí)時(shí)UMTS QoS類。
跟WCDMA Release 99相比，定義為通過(guò)單個(gè)蜂窩每秒發(fā)送給用戶的比特總量的蜂窩吞吐量，在使用HSDPA的情況下增長(zhǎng)100％。這是因?yàn)镠SDPA使用HARQ將分組數(shù)據(jù)重傳與前一傳輸進(jìn)行合并，因此沒(méi)有浪費(fèi)任何傳輸。同WCDMARelease 99中只使用PQSK調(diào)制相比，高階調(diào)制方法如16-QAM能提供更高的比特率，甚至是在兩個(gè)系統(tǒng)中使用相同正交碼的情況下。在低路徑間干擾和低扇區(qū)間干擾的狀態(tài)下，可以獲得最高吞吐量。在微單元設(shè)計(jì)中，例如，HS-DSCH可以支持高達(dá)每扇區(qū)每載波5Mbit/s或1bit/s/Hz/cell的數(shù)據(jù)傳輸速率。
圖1e是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用單權(quán)重的空間多路復(fù)用多進(jìn)多出天線系統(tǒng)的方框示意圖。圖1e中示出了一個(gè)收發(fā)器系統(tǒng)120，包括一個(gè)或多個(gè)基帶發(fā)射站(BTS)BTS1到BTSk，多個(gè)接收天線1281...M，一個(gè)預(yù)均衡模塊130，多個(gè)射頻接收模塊1321...P，多個(gè)芯片匹配濾波器(chip matched filter，CMF)1341...P，多個(gè)群集路徑處理器(CPP)1361...P，一個(gè)基帶處理器138和一個(gè)單權(quán)重生成器基帶處理器模塊141，該單權(quán)重生成器基帶處理器模塊141進(jìn)一步包括一個(gè)單權(quán)重生成器(SWG)信道估算模塊140和一個(gè)單權(quán)重生成器(SWG)算法模塊144。
在發(fā)射側(cè)，每個(gè)基帶發(fā)射站BTSi包括預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊121i，N個(gè)射頻發(fā)射模塊1241i...Ni和N個(gè)天線1261i...Ni。每個(gè)BTSi可以在具有實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道上發(fā)射一個(gè)或多個(gè)空間多路復(fù)用信號(hào)。收發(fā)器系統(tǒng)120內(nèi)使用的所有接收和發(fā)射信道的總的時(shí)變脈沖響應(yīng)127對(duì)應(yīng)于信道矩陣H。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)利用對(duì)應(yīng)BTSi的發(fā)射天線1261i...Ni，每個(gè)BTSi可以使用空間多路復(fù)用技術(shù)來(lái)發(fā)射一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。但是，本發(fā)明不應(yīng)僅限于此。例如，在上述空間多路復(fù)用信號(hào)的傳輸過(guò)程中也可以使用其他BTS的一個(gè)或多個(gè)天線。
預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊121i可包含適當(dāng)?shù)碾娐?、邏輯?或代碼，用于利用來(lái)自單權(quán)重生成器(SWG)算法模塊144的信道反饋。例如，預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊121i可以用于使用一組權(quán)重w1和w2與發(fā)射的空間多路復(fù)用信號(hào)進(jìn)行卷積。預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊121i可使用一個(gè)二維濾波處理來(lái)生成頻率選擇性信號(hào)，其中上述濾波處理包括將計(jì)算的權(quán)重與發(fā)射的數(shù)據(jù)序列進(jìn)行矩陣相乘。因此，信道可從頻率選擇性信道轉(zhuǎn)換為平衰減信道。這樣的話，預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊121i可利用一自適應(yīng)算法計(jì)算權(quán)重，并重復(fù)的搜尋最優(yōu)權(quán)重方案。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊121i可利用一個(gè)最小均方(LMS)算法計(jì)算權(quán)重。盡管如此，本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明還可以采用其他權(quán)重計(jì)算算法。此外，預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊121i還用于處理多路經(jīng)信號(hào)。
射頻發(fā)射模塊1241i...Ni可以包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于處理射頻信號(hào)。射頻發(fā)射模塊1241i...Ni可以執(zhí)行例如濾波、放大和/或模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)操作。多個(gè)發(fā)射天線1261i...Ni可以從多個(gè)發(fā)射模塊1241i...Ni向多個(gè)接收天線1281...M發(fā)射處理后的射頻信號(hào)。
預(yù)均衡模塊130可以包括適當(dāng)?shù)倪壿嫛㈦娐泛?或代碼，用于從單權(quán)重生成器基帶處理器模塊141獲取一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)或權(quán)重，并將其應(yīng)用到每個(gè)輸入信號(hào)R1...M上。隨后，預(yù)均衡模塊130可以修改由多個(gè)接收天線1281...M接收的發(fā)射的空間多路復(fù)用信號(hào)的一部分的相位和/或振幅，并生成多個(gè)輸出信號(hào)RF1...P。多個(gè)射頻接收模塊1321...P可以包含適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于對(duì)接收的模擬射頻信號(hào)RF1...P進(jìn)行放大，然后降頻轉(zhuǎn)換成基帶頻率。多個(gè)射頻接收模塊1321...P中的每一個(gè)都包含一個(gè)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，用于將接收的模擬基帶信號(hào)數(shù)字化，并還包括有電壓控制振蕩器、混頻器和/或低通濾波器。
多個(gè)芯片匹配濾波器(CMF)1341...P可以包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于對(duì)多個(gè)射頻接收模塊1321...P的輸出進(jìn)行濾波，從而生成同相(I)和正交(Q)成分。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)芯片匹配濾波爨(CMF)1341...P可包括一對(duì)數(shù)字濾波器，用于對(duì)I和Q成分濾波以限制在WCDMA基帶帶寬范圍內(nèi)，例如3.84MHz。
多個(gè)群集路徑處理器(CPP)1361...P可生成每個(gè)接收天線Ri的信道的實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的k個(gè)估計(jì)值 SWG信道估算模塊140對(duì)每個(gè)接收天線Ri的信道的實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的k個(gè)估計(jì)值 進(jìn)行處理，并生成處理后的估算信道矩陣 供單權(quán)重生成器(SWG)算法模塊144使用。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，SWG信道估算模塊140可以包括多個(gè)SWG信道估算模塊。例如，SWG信道估算模塊140可以包括k個(gè)SWG信道估算模塊，其中的每一個(gè)將用于對(duì)每個(gè)接收天線Ri的信道的實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)估計(jì)值 進(jìn)行處理，并生成矩陣 2005年6月30日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?1/173,854的美國(guó)專利申請(qǐng)“快速多路徑采集”提供了對(duì)信號(hào)群集的詳細(xì)描述，該申請(qǐng)?jiān)诖巳囊谩?br> 基帶處理器138用于從多個(gè)芯片匹配濾波器(CMF)1341...P接收多個(gè)同相(I)和正交(Q)成分，并從對(duì)應(yīng)的群集路徑處理器136中接收每個(gè)接收天線Ri的信道的實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)估計(jì)值 隨后，基帶處理器138生成每個(gè)基帶發(fā)射站的多個(gè)原始輸入信號(hào)X1到XP的估計(jì)值 到 基帶處理器138還可以采用BLAST算法通過(guò)執(zhí)行子流檢測(cè)(sub-stream detection)和子流對(duì)消(sub-stream cancellation)分離不同的時(shí)空信道。在這些情況下，使用BLAST算法可使傳輸容量幾乎呈線性增加。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，基帶處理器138可以利用來(lái)自相同群集路徑處理器模塊的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的估計(jì)值生成在收發(fā)器系統(tǒng)120內(nèi)發(fā)射的空間多路復(fù)用信號(hào)的估計(jì)值。然而，本發(fā)明不應(yīng)被限定到這一種方式上，同時(shí)，基帶處理器138也可以使用來(lái)自不同基帶發(fā)射站的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的估計(jì)值來(lái)生成空間多路復(fù)用發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值。
SWG算法模塊144可以用于確定多個(gè)相位和振幅值A(chǔ)i和Qi，預(yù)均衡模塊130使用這些值對(duì)由多個(gè)接收天線1281...M接收的發(fā)射信號(hào)的一部分的相位和/或振幅進(jìn)行修改，并生成多個(gè)輸出信號(hào)RF1...P。SWG算法模塊144還可以用于計(jì)算有效權(quán)重W1和W2，然后傳送給預(yù)編碼相位和振幅校準(zhǔn)模塊121i。該權(quán)重計(jì)算可基于一個(gè)成本函數(shù)或一個(gè)基于所使用的預(yù)均衡方法的二階統(tǒng)計(jì)技術(shù)來(lái)進(jìn)行。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的利用N個(gè)發(fā)射天線和2個(gè)接收天線進(jìn)行相位旋轉(zhuǎn)并確定一額外的接收天線的最佳相位和振幅的系統(tǒng)的方框示意圖。如圖2所示，系統(tǒng)200可以包括發(fā)射器Tx1，第一接收天線Rx1202，第二接收天線Rx2204，合并器206，復(fù)數(shù)乘法器208，射頻模塊211和單權(quán)重生成器基帶(SWGBB)處理器210。發(fā)射器Tx1可以包括預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊201和N個(gè)發(fā)射天線2031...N。在系統(tǒng)200內(nèi)使用的Tx1與Rx1和Rx2之間所有接收和發(fā)射信道的總的時(shí)變脈沖響應(yīng)對(duì)應(yīng)于信道矩陣H 207。
合并器206可以包括適當(dāng)?shù)碾娐?、邏輯?或代碼，用于將從天線Rx2接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)和從天線Rx1接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)合并。合并信號(hào)對(duì)應(yīng)于兩個(gè)接收天線的實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)h1。射頻模塊211隨后對(duì)該合并信號(hào)進(jìn)行處理。
SWGBB處理器210可包括相位旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)控制器214，時(shí)延216，SWG信道估算器218，單權(quán)重生成器(SWG)算法模塊220和射頻相位和振幅控制器212。對(duì)SWGBB處理器210的描述提供了對(duì)圖1e所示的SWGBB處理器141的更詳細(xì)的功能性描述。盡管SWGBB處理器210使用相位旋轉(zhuǎn)來(lái)生成相位和振幅，但本發(fā)明不僅限于此。因此，也可以使用其他生成正交序列的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)SWGBB處理器210，并在SWGBB處理器210中生成相位和振幅值。2005年6月30日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?1/173,252的專利申請(qǐng)“WCDMA/HSDPA兩個(gè)發(fā)射M個(gè)接收天線系統(tǒng)的單權(quán)重多進(jìn)多出系統(tǒng)內(nèi)信道的估算”提供了對(duì)單權(quán)重生成器基帶的詳細(xì)描述，該申請(qǐng)?jiān)诖巳囊谩?br> 預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊201可以包括適當(dāng)?shù)碾娐?、邏輯?或代碼，用于利用來(lái)自單權(quán)重生成器(SWG)算法模塊的信道反饋。預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊201可接收p個(gè)信號(hào)輸入x1...p，并利用一組權(quán)重與發(fā)射信號(hào)進(jìn)行卷積。預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊201可使用二維濾波處理來(lái)生成頻率選擇性信號(hào)，該二維濾波處理包括將計(jì)算的權(quán)重與發(fā)射的信號(hào)序列進(jìn)行矩陣乘法運(yùn)算。隨后，信道從頻率選擇性信道轉(zhuǎn)換為平衰減信道。這樣的話，預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊201可以使用一個(gè)自適應(yīng)算法來(lái)自適應(yīng)的計(jì)算權(quán)重，并重復(fù)的搜尋最優(yōu)權(quán)重方案。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，預(yù)編碼相位和/或振幅校準(zhǔn)模塊201可以使用最小均方(LMS)算法來(lái)計(jì)算權(quán)重。LMS算法在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和性能增益方面進(jìn)行了良好的折衷。盡管如此，本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明還可以使用其他的權(quán)重計(jì)算算法。
相位旋轉(zhuǎn)操作期間，可以使用一復(fù)位信號(hào)來(lái)啟動(dòng)相位旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)控制器214。來(lái)自時(shí)延216的估計(jì)值以及兩個(gè)接收天線的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值 被傳送給信道估算器218進(jìn)行處理。當(dāng)處理結(jié)束后，信道估算器218將矩陣 傳送給SWG算法模塊220，并指示SWG算法模塊220可以開始確定第二天線Rx2204接收的信號(hào)的該部分的適當(dāng)?shù)南辔缓驼穹Ｕ俊WG算法模塊220在確定相位和振幅值時(shí)可以利用噪音功率和干擾的估計(jì)值。SWG算法模塊220可以向射頻相位和振幅控制器212發(fā)出有關(guān)何時(shí)終止權(quán)重確定操作的指示。確定的相位和振幅值隨后傳送給射頻相位和振幅控制器212。射頻相位和振幅控制器212隨后通過(guò)復(fù)數(shù)乘法器208對(duì)第二天線Rx2204接收的信號(hào)的該部分進(jìn)行調(diào)整。
雖然如圖所示的接收器系統(tǒng)200使用了兩個(gè)接收天線，但本發(fā)明并不僅限于此。例如，SWG信道估算器218可生成一個(gè) 矩陣，其中M表示接收天線的數(shù)量，N表示發(fā)射天線的數(shù)量。如圖2所示的系統(tǒng)中，信道估算器218可生成一個(gè) 矩陣。同樣地，SWG算法模塊220可為每個(gè)額外的接收天線生成M-1對(duì)振幅和相位值。如圖2所示的系統(tǒng)中，SWG算法模塊220可生成一組振幅和相位值。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于確定信號(hào)估計(jì)值的系統(tǒng)的方框示意圖。如圖3所示，信道估算器318包括相相位旋轉(zhuǎn)器302、復(fù)合并器306、第一積分器304和第二積分器308。
在操作過(guò)程中，信道估算器318可以在基帶上確定兩個(gè)接收天線的合并實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)h為h=h1+ejwrth2,]]>其中wr＝2πfr，fr是旋轉(zhuǎn)頻率，h1和h2分別代表來(lái)自發(fā)射天線Tx_1或發(fā)射天線Tx_2的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)。從Tx_1和Tx_2發(fā)射的信號(hào)可以分別包含有不同的公共導(dǎo)頻信道，例如CPICH1和CPICH2，這樣一來(lái)，可以單獨(dú)地為兩個(gè)發(fā)射天線確定與第一天線(h1)相關(guān)的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值 第一接收天線的信道的實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值 可以通過(guò)采用0-360度旋轉(zhuǎn)周期上的期望值h來(lái)確定，這樣一來(lái)，h1=E[h1+ejwrth2]=h1+E[ejwrth2],]]>其中整個(gè)旋轉(zhuǎn)周期上的 等于0。
上述信道估算技術(shù)可以分別對(duì)發(fā)射天線Tx_1和Tx_2執(zhí)行，使用通過(guò)CPICH1和CPICH2估算的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的估計(jì)值。隨后，所有四個(gè)傳輸信道可以從一個(gè)2×2傳輸信道矩陣H中確定。第二接收天線(h2)的實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)可以采用h的期望值乘以一個(gè)0-360度旋轉(zhuǎn)周期上的旋轉(zhuǎn)波形的復(fù)共軛來(lái)確定。因此，第二接收天線(h2)的實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)可以表示為h2=E[e-jwrth]=E[e-jwrt(h1+ejwrth2)]=E[e-jwrth1+h2]=E[e-jwrth1]+h2,]]>其中整個(gè)旋轉(zhuǎn)周期上的 等于0。2005年6月30日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?1/173,252的專利申請(qǐng)“WCDMA/HSDPA兩個(gè)發(fā)射M個(gè)接收天線系統(tǒng)的單權(quán)重多進(jìn)多出系統(tǒng)內(nèi)信道的估算”提供了對(duì)信道估算器的詳細(xì)描述，該申請(qǐng)?jiān)诖巳囊谩?br> 第二天線上的旋轉(zhuǎn)可以連續(xù)地進(jìn)行，也可以周期性地進(jìn)行。原因是連續(xù)地旋轉(zhuǎn)會(huì)被調(diào)制解調(diào)器視為高多普勒(Doppler)，并且對(duì)于某些調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，這樣做會(huì)降低調(diào)制解調(diào)器的性能。例如，均衡器追蹤將會(huì)變得更加難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于使用了最大比合并的接收器來(lái)說(shuō)，這種影響相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很明顯。連續(xù)旋轉(zhuǎn)的周期取決于該多普勒。在較高的多普勒旋轉(zhuǎn)中，需要對(duì)信道進(jìn)行更加頻繁的追蹤，而在較低的多普勒旋轉(zhuǎn)中，這種追蹤可以不那么頻繁。該周期還取決于所期望的調(diào)制解調(diào)器性能和信道估算精確度。例如，如果多普勒頻率是5Hz，那么所選的連續(xù)旋轉(zhuǎn)的周期就將是1/50Hz，或者每個(gè)衰減周期進(jìn)行10次旋轉(zhuǎn)(信道估算)。旋轉(zhuǎn)本身的持續(xù)時(shí)間可基于信道估算精確度和相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器性能進(jìn)行選取。由于進(jìn)行了更長(zhǎng)時(shí)間的積分，更長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)時(shí)間將會(huì)帶來(lái)更好的信道估算結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，天線旋轉(zhuǎn)技術(shù)可以擴(kuò)展到多個(gè)接收天線(M)。因此可以使用彼此正交的M-1個(gè)天線相乘波形(序列)。例如，可以使用Hadamard序列，這樣一來(lái)第一天線序列就變成 ，第二天線序列是[-1-111]，第三天線序列是[-11-11]，等等。本發(fā)明的范圍不受序列數(shù)量的限制，還可以使用其他的正交序列和波形。
在多發(fā)射天線(N)情況下，每個(gè)發(fā)射天線可以傳送不同的序列，其可正交于其他發(fā)射天線序列。這可以通過(guò)利用WCDMA和/或HSDPA中不同的公共導(dǎo)頻信道(CPICH)或?qū)Ｓ脤?dǎo)頻位序列來(lái)完成。在這種情況下，上面描述的相同的接收天線信道估算操作可以用來(lái)估算所有的N×M個(gè)發(fā)射—接收信道。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，SWG信道估算器318可以處理僅僅一個(gè)信道估計(jì)值和/或多個(gè)信道估計(jì)值。本發(fā)明不受使用在SWG信道估算器中的信道估計(jì)值數(shù)量的限制。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例用于在MIMO通信系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行空間多路復(fù)用的接收器的方框示意圖。如圖4所示，接收器400可包括多個(gè)天線4101，2...，MR，多個(gè)放大器4121，2...，MR，多個(gè)振幅和相位補(bǔ)償器414，多個(gè)濾波器4201，2...，N，一個(gè)本地振蕩器422，多個(gè)混頻器4241，2...，N，多個(gè)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器4261，2...，N和一個(gè)空間多路復(fù)用基帶處理器430。
天線4101，2...，MR用于接收發(fā)射的空間多路復(fù)用信號(hào)。放大器4121，2...，MR用于對(duì)MR個(gè)接收到的輸入信號(hào)進(jìn)行放大。振幅和相位補(bǔ)償器414包括多個(gè)振幅和相位移位器(shifter)，用于補(bǔ)償多個(gè)接收輸入信號(hào)之間的相位差。多個(gè)權(quán)重應(yīng)用于每個(gè)輸入信號(hào)A1...MR上，用來(lái)改變由多個(gè)接收天線4121...MR接收到的發(fā)射信號(hào)的一部分的相位和/或振幅，并生成多個(gè)輸出信號(hào)RF1...N。多個(gè)濾波器4201，2...，N用于濾波射頻子流的低頻成分，混頻器4241，2...，N用于將模擬射頻子流降頻轉(zhuǎn)換為基帶。本地振蕩器422用于向混頻器4241，2...，N提供必要的信號(hào)以將模擬射頻子流降頻轉(zhuǎn)換為基帶。模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器4261，2...，N用于將模擬基帶子流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字子流?？臻g多路復(fù)用基帶處理器430用于處理數(shù)字基帶子流，并將多個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用以生成一個(gè)輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)亦即初始的空間多路復(fù)用發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值。
在操作過(guò)程中，發(fā)射器發(fā)射的MT個(gè)射頻空間多路復(fù)用信號(hào)可以被布置在接收器400側(cè)的MR個(gè)接收天線4101，2，...，MR接收。MR個(gè)接收信號(hào)中的每一個(gè)通過(guò)各自的低噪音放大器4121，2，...，MR放大。多個(gè)權(quán)重被應(yīng)用于每個(gè)輸入信號(hào)A1...MR上以改變由多個(gè)接收天線4121，...，MR接收的發(fā)射空間多路復(fù)用信號(hào)的一部分的相位和/或振幅，并生成多個(gè)輸出信號(hào)RF1...N，然后通過(guò)多個(gè)低通濾波器4201，2，...，N進(jìn)行濾波。隨后，生成的N個(gè)濾波信號(hào)通過(guò)N個(gè)混頻器4241，2，...，N混入一個(gè)由本地振蕩器422生成的載波信號(hào)從而降頻轉(zhuǎn)換成基帶?；祛l器4241，2，...，N生成的N個(gè)基帶信號(hào)隨后通過(guò)多個(gè)模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器4261，2，...，N轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這N個(gè)數(shù)字信號(hào)隨后通過(guò)空間多路復(fù)用基帶處理器430做進(jìn)一步處理，生成原始空間多路復(fù)用信號(hào)的估計(jì)值。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)利用空間多路復(fù)用的基帶處理器和多個(gè)接收鏈路子處理器的方框示意圖。如圖5A所示，基帶處理器模塊500包括最大比合并器/均衡器(MRC/EQ)信道決策模塊514、最大比合并(MRC)模塊516、均衡器(EQ)模塊518、HSDPA交換機(jī)520、解擴(kuò)頻模塊522、空間多路復(fù)用/分集處理器模塊524、宏單元合并器模塊526、卷積解碼器模塊528和渦輪(turbo)解碼器模塊530。
基帶處理器模塊500可用于處理多個(gè)接收天線Ri的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的可變信道估計(jì)值 以及例如來(lái)自芯片匹配濾波器(CMF)模塊的數(shù)字基帶信號(hào)，從而生成一個(gè)或多個(gè)空間多路復(fù)用信號(hào)的估計(jì)值。該空間多路復(fù)用信號(hào)的估計(jì)值可用在基帶處理器模塊500中生成例如語(yǔ)音信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)。
MRC/EQ信道決策模塊514可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于生成信號(hào)A1來(lái)選擇來(lái)自MRC模塊516的輸出或來(lái)自EQ模塊518的輸出。例如，對(duì)于高多普勒值來(lái)說(shuō)，在單權(quán)重天線系統(tǒng)中用于進(jìn)行空間多路復(fù)用的發(fā)射和/或接收天線彼此之間以很高的速度運(yùn)動(dòng)，在這種情況下，由于EQ收斂時(shí)間較長(zhǎng)，MRC模塊516的性能要好于EQ模塊518。對(duì)于高延遲擴(kuò)頻值來(lái)說(shuō)，也應(yīng)選擇MRC模塊516。對(duì)于高多普勒值來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇較高的導(dǎo)頻濾波器帶寬值。導(dǎo)頻濾波器帶寬會(huì)影響信道估計(jì)值的精確度，并且當(dāng)多普勒值較低的時(shí)候，其應(yīng)設(shè)置得更加平均(濾波)。對(duì)于同一多普勒值，MRC模塊516和EQ模塊518的導(dǎo)頻濾波器帶寬值也是不同的。對(duì)于通過(guò)相位旋轉(zhuǎn)使用多天線信道估計(jì)值的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，MRC模塊516可以產(chǎn)生更好的調(diào)制解調(diào)器性能?；诮邮招盘?hào)元組(xEQ，nEQ)，最大比合并和均衡信道決策控制模塊514可以生成一個(gè)均衡器控制信號(hào)，用于控制均衡器518的操作。
公共和專用導(dǎo)頻信號(hào)的解擴(kuò)頻器模塊513可以包括適當(dāng)?shù)碾娐?、邏輯?或代碼，用來(lái)使用來(lái)自最大比合并器516的接收信號(hào)計(jì)算發(fā)射器輸入信號(hào)x1，x2，...xn中至少一部分信號(hào)的估計(jì)值。此外，公共和專用導(dǎo)頻信號(hào)的解擴(kuò)頻器模塊513還可以計(jì)算包含在來(lái)自最大比合并器516的接收信號(hào)中的噪音513a和513b的估計(jì)值。噪音成分513a和513b可能是當(dāng)來(lái)自發(fā)射器的接收信號(hào)在發(fā)射器和接收器之間的傳輸介質(zhì)上傳播時(shí)引入的。
最大比合并(MRC)模塊516可以包括多個(gè)MRC模塊，即516a，...516n。時(shí)限和信道時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值可以基于每個(gè)基站提供給MRC模塊516。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，最大比合并模塊516可以包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于將從分配的射頻信道接收到的各個(gè)不同路徑的信號(hào)相加，并以這種方式實(shí)現(xiàn)可達(dá)到的最高信噪比(SNR)。可達(dá)到的最高信噪比基于最大比合并、最優(yōu)合并和/或其他規(guī)則，并且還與引入到接收信號(hào)群集中的每個(gè)接收的不同路徑信號(hào)中的RMS噪音級(jí)有關(guān)。最大比合并模塊516還可以對(duì)各個(gè)不同路徑的信號(hào)使用相同的比例常數(shù)，在這種情況下，耙式接收器又稱為“等增益合并器”。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，最大比合并模塊516中耙指的分配可以基于來(lái)自群集路徑處理器模塊210的信道估計(jì)值h1和h2來(lái)確定。最大比合并模塊216中使用的比例常數(shù)可以基于從群集路徑處理器模塊210得到的有效信道估計(jì)值 和 來(lái)確定。
HSDPA交換機(jī)520可以包含適當(dāng)?shù)倪壿嫛㈦娐泛?或代碼，用于交換來(lái)自MRC模塊516或來(lái)自EQ模塊518的輸入數(shù)據(jù)并將其輸出。解擴(kuò)頻模塊522可以包括多個(gè)解擴(kuò)頻模塊522a，...，522n，其中的每一個(gè)可以包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)頻，在此前，接收信號(hào)已經(jīng)應(yīng)用發(fā)射器中的正交擴(kuò)頻碼進(jìn)行了擴(kuò)頻。在被稱為“符號(hào)”的信息信號(hào)傳輸之前，發(fā)射器先應(yīng)用正交擴(kuò)頻碼生成一個(gè)包含多個(gè)切片的信號(hào)。DS模塊522可以用于生成本地代碼，例如Gold碼或正交可變擴(kuò)頻因子(OVSF)碼，并通過(guò)一包含有乘法和累加操作的方法將其應(yīng)用于接收的信號(hào)。在完成對(duì)預(yù)定量的在其內(nèi)調(diào)制符號(hào)的切片的積分之后，便可以實(shí)現(xiàn)增益處理。
空間多路復(fù)用/分集處理器模塊524可以包含多個(gè)空間多路復(fù)用/分集處理器模塊524a，...，524n，每個(gè)都可以包含適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于將分級(jí)模式下多天線發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行合并。該分集模式包括開放環(huán)路(OL)、閉合環(huán)路1(CL1)和閉合環(huán)路2(CL2)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分集模式信號(hào)可以在單個(gè)硬件模塊中處理，該硬件模塊要求來(lái)自MRC模塊516的相同接收信號(hào)輸入。
宏單元合并器模塊526可以包含適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于將來(lái)自相鄰基站的信號(hào)進(jìn)行合并。合并兩個(gè)或多個(gè)長(zhǎng)期對(duì)數(shù)正態(tài)信號(hào)時(shí)可以采用宏觀分集方案，這些信號(hào)可通過(guò)接收自不同基站的兩個(gè)或多個(gè)不同天線的獨(dú)立衰減路徑來(lái)獲取。該宏觀分集方案還可以用于合并兩個(gè)或多個(gè)短期瑞利(Rayleigh)信號(hào)，這些信號(hào)可通過(guò)接收自同一個(gè)接收地點(diǎn)的兩個(gè)或多個(gè)不同天線的獨(dú)立衰減路徑來(lái)獲取。
卷積編碼器模塊528可包括適當(dāng)?shù)倪壿嫛㈦娐泛?或代碼，用于依據(jù)3GPP規(guī)范處理對(duì)卷積編碼的解碼。卷積解碼器的輸出可以是數(shù)字信號(hào)，包括適于由語(yǔ)音處理單元處理的語(yǔ)音信息。渦輪解碼器模塊530可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路?或代碼，用于依據(jù)3GPP規(guī)范處理對(duì)渦輪編碼的解碼。渦輪解碼器模塊530的輸出可以是數(shù)字信號(hào)，包括適于視頻顯示處理器使用的數(shù)據(jù)信息，。
在操作過(guò)程中，基帶處理器模塊500接收來(lái)自CMF模塊的基帶信號(hào)。此外，空間多路復(fù)用MIMO系統(tǒng)中每個(gè)接收天線Ri的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值 連同計(jì)時(shí)信息T，可以從一個(gè)或多個(gè)CPP模塊中獲得。每個(gè)接收天線Ri的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值 連同計(jì)時(shí)信息T，可傳送給MRC/EQ信道模塊514和MRC模塊做進(jìn)一步處理。MRC/EQ信道模塊514處理接收到的輸入數(shù)據(jù)，并生成對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)A1，并將之傳送給HSDPA交換機(jī)520。HSDPA交換機(jī)520可選擇來(lái)自MRC模塊516的輸出或者來(lái)自EQ模塊518的輸出以便進(jìn)行進(jìn)一步處理。
MRC模塊516可以使用信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的估計(jì)值 和計(jì)時(shí)信息T。MRC模塊516隨后將出現(xiàn)在數(shù)字基帶信號(hào)中的多路徑信號(hào)進(jìn)行合并，并將輸出信號(hào)傳送給HSDPA交換機(jī)520。EQ模塊518將信道從頻率選擇性信道轉(zhuǎn)換為平衰減信道，并將其輸出發(fā)送給HSDPA交換機(jī)520。HSDPA交換機(jī)520的輸出將作為輸入發(fā)送給解擴(kuò)頻模塊522，用于移除發(fā)在射器中引入的正交信道化編碼，以對(duì)來(lái)自MRC模塊516的估計(jì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)頻，從而生成最初發(fā)射的原始空間多路復(fù)用數(shù)據(jù)x1，x2，...，xn。解擴(kuò)頻模塊522的輸出將作為輸入傳送給空間多路復(fù)用/分集處理器模塊524。
空間多路復(fù)用/分集處理器模塊524用于對(duì)來(lái)自分集模式下多個(gè)天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行合并，該分集模式包括基于每個(gè)基站的開放環(huán)路(OL)、閉合環(huán)路1(CL1)和閉合環(huán)路2(CL2)。例如，分集模式信號(hào)可以使用來(lái)自MRC模塊516的同一接收信號(hào)輸入進(jìn)行處理，并可將空間多路復(fù)用/分集處理器模塊524的輸出傳送給宏單元合并器模塊526。宏單元合并器模塊526可實(shí)現(xiàn)宏觀分集。宏單元合并器模塊526生成的輸出信號(hào)可傳送給卷積解碼器模塊528和渦輪解碼器模塊530，經(jīng)它們處理以后將分別生成輸出語(yǔ)音信號(hào)和輸出數(shù)據(jù)信號(hào)。輸出的語(yǔ)音信號(hào)可傳送給語(yǔ)音處理設(shè)備，該設(shè)備將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)；輸出數(shù)據(jù)信號(hào)被傳送給一個(gè)處理器，例如數(shù)字顯示處理器，該設(shè)備將信息輸出給視頻顯示設(shè)備，例如LCD顯示器。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，基帶處理器模塊500可以包括多個(gè)接收鏈路子處理器535到539，分別對(duì)應(yīng)p個(gè)接收鏈路。接收鏈路子處理器535到539中的每一個(gè)都可以實(shí)現(xiàn)MRC模塊例如MRC模塊516，解擴(kuò)頻模塊例如解擴(kuò)頻模塊522，均衡器模塊例如均衡器模塊518，和HSDPA交換機(jī)例如HSDPA交換機(jī)520。
圖5B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的最大比合并(MRC)模塊的示意圖。如圖5B所示，最大比合并(MRC)模塊500b可以包括多個(gè)加法器502b，...，506b，多個(gè)乘法器508b，...，514b，多個(gè)延遲模塊516b，...，520b。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，MRC模塊500b可以接收來(lái)自相應(yīng)群集路徑處理器模塊的多個(gè)信道估計(jì)值hik(i＝0，1，...，L-1)。例如，MRC模塊500b可以接收來(lái)自群集路徑處理器的信道實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的估計(jì)值向量 和 每個(gè)估計(jì)值向量 和 可包括信道估計(jì)值hik(i＝0，1，...，L-1)的群集柵格(cluster grid)，其中L表示估計(jì)值的群集柵格的寬度，其與信道的延遲擴(kuò)頻有關(guān)。
在操作過(guò)程中，MRC模塊500b可以實(shí)現(xiàn)下面的等式mrck=mrck=Σi=0L-1hL-1-i,rxk-i,]]>其中mrck是MRC模塊500b的輸出，hL-1-i是對(duì)應(yīng)于信道估計(jì)值向量 和 的多個(gè)信道估計(jì)值，rxk是濾波后的復(fù)合輸入信號(hào)。MRC模塊500b可以這種方式將各個(gè)不同路徑的信號(hào)相加，在輸出信號(hào)mrck中實(shí)現(xiàn)高信噪比(SNR)。
例如，MRC模塊500b可以接收來(lái)自芯片匹配濾波器(CMF)的濾波后復(fù)合信號(hào)rxk。濾波后復(fù)合信號(hào)rxk可包括接收信號(hào)的同相(I)和正交(Q)成分。此外，濾波后復(fù)合信號(hào)rxk可由源自CPP時(shí)基的CPP輸出選通脈沖進(jìn)行選通。信道估計(jì)值hik(i＝0，1，...L-1)從最后一個(gè)hL-1開始應(yīng)用于CMF輸出rxk，分別采用乘法器模塊508b、…、514b與信道估計(jì)值hL-2、…、h0一起處理。濾波后復(fù)合信號(hào)rxk可由延遲模塊516b、…、520b進(jìn)行連續(xù)延遲。延遲模塊516b、…、520b的每個(gè)延遲輸出分別通過(guò)乘法器模塊508b、…、514b乘以對(duì)應(yīng)的信道估計(jì)值hik。乘法器模塊508b、…、514b的輸出通過(guò)對(duì)應(yīng)的加法器502b、…、506b相加以生成輸出信號(hào)mrck，從而實(shí)現(xiàn)上述的MRC等式。
圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)信號(hào)均衡的方法的流程圖。如圖6所示，在步驟602，通過(guò)M個(gè)接收天線接收多個(gè)空間多路復(fù)用信號(hào)。在步驟604，檢測(cè)接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)的MIMO數(shù)據(jù)流，其中每個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)于一個(gè)空間多路輸入信號(hào)。在步驟606，使用例如M-1個(gè)相移器為每個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流估算一復(fù)相和/或振幅。在步驟608，使用檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流的估算的復(fù)相和/或振幅對(duì)至少一個(gè)所述接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和/或振幅進(jìn)行調(diào)整。在步驟610，使用檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流的估算的復(fù)相和/或振幅生成一個(gè)或多個(gè)發(fā)射控制信號(hào)。每個(gè)發(fā)射控制信號(hào)可以用于對(duì)已經(jīng)接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)或后來(lái)接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和/或振幅進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明提供了一種在接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法和系統(tǒng)。所述方法包括通過(guò)M個(gè)接收天線例如1281到128M接收空間多路復(fù)用信號(hào)；分離接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)多數(shù)據(jù)流以檢測(cè)多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流，其中每個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)一個(gè)空間多路復(fù)用輸入信號(hào)；使用M-1個(gè)移相器為每個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流估算一個(gè)復(fù)相和振幅；對(duì)接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流的包含有同相(I)和正交(Q)成分的復(fù)合波形進(jìn)行處理，然后對(duì)生成的處理后復(fù)合波形進(jìn)行濾波，生成帶寬限制在基帶帶寬的信號(hào)；使用該估算的復(fù)相和振幅對(duì)所述接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)的相位和/或振幅進(jìn)行調(diào)整。
該相位和/或振幅可以進(jìn)行連續(xù)地調(diào)整，也可以在不連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。所述接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多數(shù)據(jù)流可以通過(guò)至少一個(gè)天線例如12611到126N1或1241k到124NK從至少一個(gè)發(fā)射基站向外發(fā)射。所述接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)的至少一個(gè)多數(shù)據(jù)流的時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值隨后生成。所述方法可以使用時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值來(lái)生成發(fā)射控制信號(hào)。生成的發(fā)射控制信號(hào)可用于對(duì)已經(jīng)接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)或后來(lái)接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和/或振幅進(jìn)行調(diào)整。該發(fā)射控制信號(hào)可以通過(guò)單權(quán)重生成器來(lái)生成。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)器，其內(nèi)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，包括至少一個(gè)用于在接收器內(nèi)中處理信號(hào)的代碼部分，所述代碼部分由一機(jī)器執(zhí)行以使該機(jī)器執(zhí)行上述在接收器內(nèi)處理信號(hào)的步驟。
本發(fā)明的所述系統(tǒng)包括M個(gè)接收天線例如1281到128M，接收空間多路復(fù)用信號(hào)。接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)多數(shù)據(jù)流可通過(guò)第一處理器進(jìn)行分離以檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流。每個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)一個(gè)空間多路復(fù)用輸入信號(hào)。信道估算器141使用M-1個(gè)相移器可以估算每個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流的復(fù)相和/或振幅。所述接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流的包含有同相(I)和正交(Q)成分的復(fù)合波形可通過(guò)一個(gè)濾波器進(jìn)行處理。該濾波器可用來(lái)濾波該處理后的復(fù)合波形以生成基帶帶寬限制信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)所述接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和/或振幅可以通過(guò)第二處理器使用估算的復(fù)相和振幅進(jìn)行調(diào)整。
該相位和/或振幅可以進(jìn)行連續(xù)地調(diào)整，也可以在不連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。所述接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多數(shù)據(jù)流可通過(guò)至少一個(gè)天線例如12611到126N1或1241k到124NK從至少一個(gè)發(fā)射基站向外發(fā)射。所述接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)的多數(shù)據(jù)流上的一個(gè)或多個(gè)時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值可由一個(gè)信道估算器生成。發(fā)射控制信號(hào)可由一個(gè)控制信號(hào)生成器使用時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道估計(jì)值來(lái)生成。生成的發(fā)射控制信號(hào)可以用于對(duì)已經(jīng)接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)或后來(lái)接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和/或振幅進(jìn)行調(diào)整。該發(fā)射控制信號(hào)可由單權(quán)重生成器210生成。
因此，本發(fā)明可以通過(guò)硬件、軟件或硬件和軟件的結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可由至少一個(gè)電腦系統(tǒng)內(nèi)的集中模式來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可由不同元件分散在幾個(gè)互連的電腦系統(tǒng)中的分散模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。任何一種能夠?qū)崿F(xiàn)本申請(qǐng)中介紹的方法的電腦系統(tǒng)以及其他設(shè)備都是可適用的。一種典型的硬件和軟件的結(jié)合是帶有電腦程序的通用電腦系統(tǒng)，該電腦程序被裝載和執(zhí)行時(shí)能控制電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)所述的方法。
本發(fā)明還可嵌入包括有能夠?qū)崿F(xiàn)所述方法的各種特征的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中，當(dāng)該程序加載到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)本申請(qǐng)所述的方法。本文中所述的計(jì)算機(jī)程序是指，例如，以任何語(yǔ)言、代碼或符號(hào)表示的一組指令，能夠直接使具有信息處理能力的系統(tǒng)執(zhí)行特定功能，或者經(jīng)過(guò)以下一種或各種處理后使具有信息處理能力的系統(tǒng)執(zhí)行特定功能a)轉(zhuǎn)換成另一種語(yǔ)言、代碼或符號(hào)；b)以不同的材料復(fù)制。
本申請(qǐng)已結(jié)合一定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可知，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變或等同替換而不脫離本發(fā)明的范圍。此外，根據(jù)本發(fā)明的指導(dǎo)進(jìn)行的各種修改以適應(yīng)特定的環(huán)境或材料也并未脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明并不限于公開的那些具體實(shí)施例，本發(fā)明包括落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
相關(guān)文件本申請(qǐng)全文引用并要求以下申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)2004年10月6日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)“用于WCDMA/HSDPA空間多路復(fù)用MIMO系統(tǒng)單權(quán)重天線系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)”，申請(qǐng)?zhí)枮?0/616,949；2005年6月30日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)“用于WCDMA/HSDPA空間多路復(fù)用MIMO系統(tǒng)單權(quán)重天線系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)”，申請(qǐng)?zhí)枮?1/174,067。
權(quán)利要求
1.一種在接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法，所述方法包括通過(guò)M個(gè)接收天線接收空間多路復(fù)用信號(hào)；分離所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)多數(shù)據(jù)流以檢測(cè)多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)，其中所述每個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)至少一個(gè)空間多路復(fù)用輸入信號(hào)；使用M-1個(gè)移相器估算所述每一個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流的復(fù)相和振幅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括處理所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中包含有同相(I)和正交(Q)成分的復(fù)合波形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括對(duì)所述處理后的包含有所述同相和正交成分的復(fù)合波形進(jìn)行濾波以生成基帶帶寬限制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括使用所述估算的復(fù)相和振幅調(diào)整至少一個(gè)所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)的相位和振幅中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法，其特征在于，所述相位和振幅中的至少一個(gè)被連續(xù)地調(diào)整。
6.一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)器，其內(nèi)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，包括至少一個(gè)用于在接收器內(nèi)處理信號(hào)的代碼部分，所述至少一個(gè)代碼部分可由一機(jī)器執(zhí)行以使該機(jī)器執(zhí)行如下步驟通過(guò)M個(gè)接收天線接收空間多路復(fù)用信號(hào)；分離所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)多數(shù)據(jù)流以檢測(cè)多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)，其中所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流的每一個(gè)對(duì)應(yīng)至少一個(gè)空間多路復(fù)用輸入信號(hào)；使用M-1個(gè)移相器估算所述每一個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流的復(fù)相和振幅。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器可讀存儲(chǔ)器，其特征在于，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括有處理所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中包含有同相(I)和正交(Q)成分的復(fù)合波形的代碼。
8.一種在接收器內(nèi)處理信號(hào)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括M個(gè)接收天線，用于接收空間多路復(fù)用信號(hào)；第一處理器，分離所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)多數(shù)據(jù)流以檢測(cè)多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中的每一個(gè)，其中所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流的每一個(gè)對(duì)應(yīng)至少一個(gè)空間多路復(fù)用輸入信號(hào)；一個(gè)信道估算器，使用M-1個(gè)移相器估算所述每一個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流的復(fù)相和振幅。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在接收器內(nèi)處理信號(hào)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)濾波器，處理所述接收的空間多路復(fù)用信號(hào)內(nèi)所述多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流中包含有同相(I)和正交(Q)成分的復(fù)合波形。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在接收器內(nèi)處理信號(hào)的系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器對(duì)所述處理后的包含有所述同相和正交成分的復(fù)合波形進(jìn)行濾波以生成基帶帶寬限制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在接收器內(nèi)處理信號(hào)的方法和系統(tǒng)，包括通過(guò)M個(gè)接收天線接收空間多路復(fù)用信號(hào)；分離接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)多數(shù)據(jù)流以檢測(cè)多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流，其中每個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)一個(gè)空間多路復(fù)用輸入信號(hào)；使用M－1個(gè)移相器為每個(gè)檢測(cè)的MIMO數(shù)據(jù)流估算一個(gè)復(fù)相和振幅；對(duì)接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)中的多個(gè)MIMO數(shù)據(jù)流的包含有同相(I)和正交(Q)成分的復(fù)合波形進(jìn)行處理，然后對(duì)生成的處理后復(fù)合波形進(jìn)行濾波，生成帶寬限制在基帶帶寬的信號(hào)；使用該估算的復(fù)相和振幅對(duì)所述接收到的空間多路復(fù)用信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)的相位和/或振幅進(jìn)行調(diào)整。該相位和/或振幅可以進(jìn)行連續(xù)地調(diào)整，也可以在不連續(xù)的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
文檔編號(hào)H04B7/08GK1770660SQ20051010890
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月6日
發(fā)明者文科·厄斯戈, 尤里·蘭道, 皮特·范魯延, 馬克·肯特 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司