專利名稱：用于信道均衡的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于信道均衡的方法和系統(tǒng)在U.S.C. § 119下的優(yōu)先權要求本發(fā)明申請要求2005年2月4日提交、且被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人并因此被明 確地援引包含在本文中的題為"FREQUENCY DOMAIN EQUALIZATION IN THE PRESENCE OF HIGH DOPPLER (存在高多普勒效應情況下的頻域均衡)"的臨時 申請No. 60/650,042號的優(yōu)先權。背景領域本發(fā)明涉及無線通信方法和系統(tǒng)，尤其涉及頻域均衡方法和系統(tǒng)。背景在具有較高數(shù)據(jù)率——例如，在50-200Mbps范圍里的數(shù)據(jù)率——的通信系 統(tǒng)中，接收信號中的誤差可能導致阻礙可用帶寬的充分利用的重發(fā)延遲。減少重發(fā) 延遲的一種方式是減少接收信號中的比特差錯率(BER)。更具體地，在無線信道上通信期間，信道行為隨時間變化，由此影響在信道 上發(fā)送的信號(例如，增加其中的差錯)。需要預測或表征隨時間變化的信道行為 以在接收發(fā)送信號時補償信道特性的此類變動。在某些系統(tǒng)中，在時域中實現(xiàn)信道 均衡以更準確地估計發(fā)送信號。但是，時域中的均衡要求接收機中有強大的計算能 力，并使得電路復雜化。此外，諸如信道上的白噪聲等噪聲的存在進一步使得時域 中的校正復雜化。因此，需要簡化計算信道行為和校正在信道上發(fā)送的信號中的計 算復雜度。概述本發(fā)明的一個方面包括一種處理信號的方法。該方法包括接收一在信道上發(fā) 送的信號。該信號包含一信息信號以及至少一部分的已知信號。該方法進一步包括 至少部分基于該部分已知信號來確定信道特性的至少一個指標。該方法進一步包括
至少部分基于信道特性的該至少一個指標來生成指示該信息信號的第一值。該第一 值包含一誤差信號。該方法進一步包括至少部分基于該部分已知信號來從該信號的 第一估計消除該誤差信號。
本發(fā)明的另一個方面包括一種配置接收在信道上發(fā)送的信號的設備。該信號 包含一信息信號以及至少一部分的已知信號。該設備包括第一電路，該第一電路配 置成至少部分基于該部分的已知信號來確定信道特性的至少一個指標。該設備進一 步包括一第二電路，該第二電路配置成至少部分基于信道特性的該至少一個指標來 生成指示該信息信號的第一值。該第一值包含一誤差信號。該設備進一步包括一第 三電路，該第三電路被配置成至少部分基于該部分已知信號來從該信號的第一估計 消除該誤差信號。
本發(fā)明的另一個方面包括一種配置成接收在信道上發(fā)送的信號的設備。該信
號包含一信息信號以及至少一部分的已知信號。該設備包括至少部分基于該部分已 知信號來確定信道特性的至少一個指標的裝置。該設備進一步包括至少部分基于信
道特性的該至少一個指標來生成指示該信息信號的第一值的裝置D該第一值包含一 誤差信號。該設備進一步包括至少部分基于該部分已知信號從該信號的第一估計消 除該誤差信號的裝置。
附圖簡述


圖1示出一種示例性無線通信系統(tǒng)的概觀。
圖2是示出用于在圖1的系統(tǒng)的一個實施例中傳送的一種示例性數(shù)據(jù)幀結構 的框圖。
圖3是更詳細地示出圖1的示例性無線通信系統(tǒng)的框圖。
圖4是示出在圖3所示的示例性系統(tǒng)中傳送數(shù)據(jù)的方法的一個實施例的流程圖。
圖5是示出在諸如圖4所示的方法的一部分中的一種估計信道特性的示例性 方法的流程圖。
圖6是示出在諸如圖4所示的方法的一部分中的一種執(zhí)行頻域均衡的示例性 方法的流程圖。
圖7是示出在諸如圖4所示的方法的一部分中的一種消除殘余碼元間干擾 (ISI)的示例性方法的流程圖。
具體說明
以下具體說明針對本發(fā)明的某些具體實施例。但是，本發(fā)明可用如所附權利 要求定義和涵蓋的眾多不同方式實施。在此說明中對附圖進行參考，貫穿所有附圖， 相似的部分被標以相同的標號。
在一個實施例中， 一接收機接收在射頻(RF)信道上發(fā)送的信號。這些信號 包含例如導頻信號的一已知信號、以及例如數(shù)據(jù)信號的一未知信號。該接收機至少 部分基于該已知信號的至少一接收部分來對該通信信道的特性作出估計。該接收機 至少部分基于所估計的信道特性來生成該未知信號的第一估計。該未知信號的第一 估計包含例如殘余碼元間干擾(ISI)的一誤差信號。該接收機至少部分基于該已 知信號來確定該誤差信號的估計。該接收機至少部分基于該誤差信號估計來從該信 號的第一估計消除該誤差信號。
圖1示出示例性無線通信系統(tǒng)100的概觀。在該示例性實施例中，通信系統(tǒng) 100包括一個或多個基站102以及一個或多個用戶終端104。在該示例性實施例中， 該通信系統(tǒng)被配置成作為一蜂窩無線電網(wǎng)絡來工作。蜂窩無線電網(wǎng)絡包含一個或多 個基站102。每個基站102向不同區(qū)域("小區(qū)")(它們可能重疊)提供通信， 以提供其區(qū)域大于一個小區(qū)的區(qū)域的無線電覆蓋。用戶終端104的位置可以是固定 的或移動的?？梢允褂酶鞣N切換技術來允許移動著的用戶終端104在諸如進入或穿 過各小區(qū)時與不同基站102通信。在其它實施例中，通信系統(tǒng)IOO可包括用戶終端 102之間的點對點通信或者是單向通信鏈路。另外，本文中某些實施例是參考使用 射頻(RF)載波的無線通信來討論的。但是，在其它實施例中，該通信網(wǎng)絡可包 括其它通信介質(zhì)，諸如光信號或是有線連接上的通信等。
系統(tǒng)100的各種實施例可在一個或多個RF頻帶——例如，一般稱為800 MHz、 850 MHz、 900 MHz、 1800 MHz、 1900 MHz或2000 MHz的頻帶——中的一個或 多個信道上通信。通信系統(tǒng)100的實施例包括決定該通信系統(tǒng)如何操作基站102 與用戶終端104之間的無線電鏈路的空中接口。例如，通信系統(tǒng)IOO可使用基于碼 分多址(CDMA)的空中接口或是時分多址(TDMA)空中接口。在一個示例性實 施例中，通信系統(tǒng)100包括使用1900 MHz頻帶中的一5MHz信道的寬帶CDMA (W-CDMA)空中接口。通常，此5MHz頻帶中僅3.84MHz可供使用。
某些類型的數(shù)據(jù)傳輸可能對重發(fā)延遲很敏感，例如語音和諸如TCP (傳輸控 制協(xié)議)等常用因特網(wǎng)協(xié)議。例如，如果傳輸時間(包括在較低通信層中重發(fā)丟失 的數(shù)據(jù)的時間)太大，則TCP連接一般沒有充分利用可用信道帶寬。例如，在一
個實施例中，可實現(xiàn)在50 Mbps范圍里的數(shù)據(jù)率，其TCP SER (分段差錯率)在 2x1CT5到5x0-6范圍里。在一個實施例中，通過對接收信號執(zhí)行信道均衡，通信系 統(tǒng)100的比特差錯率(BER)得以降低，由此最終諸如TCP等較高層協(xié)議的分段 差錯率也得以降低。
信道是指可在其上傳輸信號的通信介質(zhì)。 一般而言，信道不是理想的，例如 信道一般具有影響在該信道上傳送的信號的時間和/或頻率相關特性。在數(shù)學上， 信道可由將輸入——例如發(fā)送——到該信道的信號與從該信道輸出——例如，接 收——的信號相關的信道沖激響應h(t)表示或表征。信道均衡一般是指響應于在其 上發(fā)送信號的信道的動態(tài)特性來調(diào)整接收信號的過程。
均衡可在時域或頻域中執(zhí)行。但是，時域均衡器可能計算復雜度高。另外， 有限長度時域均衡器在某些信道狀況下易有性能損失。在一個實施例中，本發(fā)明提 供一種包含計算效率高且能補償多普勒效應的頻域均衡器的設備。
在以下將進一步詳細闡述的一個實施例中，系統(tǒng)100通過將一已知信號隨一 數(shù)據(jù)信號傳送給接收機來執(zhí)行信道均衡。該數(shù)據(jù)信號可包含一種或多種形式的數(shù) 據(jù)，諸如語音或其它數(shù)據(jù)。例如，該數(shù)據(jù)信號可包括至少部分在IP (網(wǎng)際協(xié)議) 網(wǎng)絡上傳送的TCP數(shù)據(jù)。該接收機標識該已知信號，并利用其來估計信道的特性。 此信道估計被用于在頻域中執(zhí)行信道均衡。
碼元間干擾(ISI) —般是指在一信號的脈沖(對應于數(shù)據(jù)中的不同碼元)之 間的干擾，在相鄰脈沖在時間上彌散從而相互重疊的情況下會發(fā)生這種干擾。當此 重疊變得太大時，接收機可能不再能夠正確地區(qū)別或標識每個脈沖。在一個實施例 中，經(jīng)均衡信號可能包含尚未被均衡消除的碼元間干擾(ISI)。在一個此類實施 例中，通過使用該己知信號與該已知信號的接收版本之差估計此殘余ISI來消除此 殘余ISI。
圖2是示出用于在通信系統(tǒng)100的一個實施例——例如，高速下行鏈路分組 接入(HSDPA)系統(tǒng)——中傳送的一種示例性數(shù)據(jù)幀結構的框圖。HSDPA是寬帶 碼分多址(W-CDMA)系統(tǒng)中的一種基于分組的數(shù)據(jù)服務，其中數(shù)據(jù)在時隙110 期間被傳送給接收機。在一個實施例中，該數(shù)據(jù)包括表示諸如語音、圖像、視頻或 其它數(shù)據(jù)的用戶數(shù)據(jù)的一個或多個比特的"碼片"。例如，可使用前向糾錯碼將用 戶數(shù)據(jù)比特編碼成若干碼元。通過應用"擴展"碼，這些碼元中的每一個可被進一 步編碼成更大數(shù)目的碼片。在諸如CDMA等空中接口中使用擴展碼來創(chuàng)建擴頻信 號，例如在顯著寬于用戶數(shù)據(jù)的頻率內(nèi)容的頻帶中傳輸?shù)男盘枴?br> 在圖2的示例性結構中，時隙110包括各有1280個碼片的兩個子隙。每個子
隙包括三個數(shù)據(jù)塊112，兩個為448個碼片， 一個為28個碼片。示例性時隙110
還包括分隔這些數(shù)據(jù)塊112的64比特前綴114和64比特后綴116。在前綴114和
后綴116中傳送一已知或?qū)ьl信號xp(t)，從而發(fā)射機302在每一時隙內(nèi)傳送這些
已知信號xp(t)和數(shù)據(jù)信號xd(t)。在一個實施例中，該已知信號在每一時隙中是相
同的。例如，該己知信號可被選為跨整個帶寬具有恒定頻率響應。這樣一個序列可 包括多相序列，Xp[n] = e—l m2'pV(^r^P-1，其中P是表示該已知或?qū)ьl序列的長度
的有限整數(shù)，例如在圖2中所示的實施例中為64。在一個實施例中，該導頻序列 包括無頻譜零點的信號，例如，Xp(f) (xp(t)在頻率空間中的形式)被選為異于0。 在另一個實施例中，已知信號xp(t)是在一不同碼信道上傳送的信號，例如 CDMA系統(tǒng)的導頻信道信號。就在數(shù)據(jù)信號之前、之后或與之并發(fā)接收的導頻信 號的一部分可被用作該已知信號。在一個實施例中，CDMA系統(tǒng)的導頻信道被以 偽隨機數(shù)(PN)序列編碼。由此，系統(tǒng)100的這樣一個實施例中的該已知信號xp(t) 是時變的，并且依賴于在該PN序列內(nèi)的位置。在其它實施例中，導頻信號可包括 任何已知的信號。
圖3是更詳細地示出示例性無線通信系統(tǒng)100的框圖。在各種實施例中，圖3 中所示的功能塊可由執(zhí)行軟件指令的處理器實現(xiàn)，被實現(xiàn)為數(shù)字電路，被實現(xiàn)為模 擬電路，或由其組合實現(xiàn)。此框圖示出系統(tǒng)100中的發(fā)射機302和接收機304兩者 的一部分。特別地，在一個實施例中，發(fā)射機302可包括塊122 - 124，而接收機 304可包括塊130- 146。在一個實施例中，接收機304包括使用半導體制造技術形 成的一個或多個集成電路。這些集成電路可包括通用處理器、專用集成電路
(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、其它合適硬件或其組合當中的至少一個。 在一個實施例中，塊130- 146中的兩個或多個被形成在單塊集成電路上。在一個 實施例中，發(fā)射機302包括基站102，而接收機304包括用戶終端104。在一個實 施例中，系統(tǒng)100中的通信是非對稱的，例如，僅基站102包括圖3的發(fā)射機302 部分，并且僅用戶終端104包括接收機304部分。在其它實施例中，系統(tǒng)100中的 通信是對稱的，基站102和用戶終端104兩者皆包括圖3的發(fā)射和接收機功能塊兩 者。
在一個實施例中，發(fā)射機302包括將已知信號xp(t)與數(shù)據(jù)信號xd(t)組合以形 成信號x(t)的組合器122。在一個實施例中，組合器122將已知信號xp(t)與數(shù)據(jù)信 號xd(t)組合以形成如圖2的時隙110中所示的數(shù)據(jù)流。在另一 CDMA系統(tǒng)實施例
中，組合器122通過依從CDMA系統(tǒng)將已知信號xp(t)置于例如導頻信道的一個碼 信道中，并將數(shù)據(jù)信號xd(t)置于例如數(shù)據(jù)信道的另一個碼信道中來將已知信號xp(t) 與數(shù)據(jù)信號xd(t)組合。
發(fā)射機302進一步包括脈沖整形器124，脈沖整形器124通過有效地將脈沖整 形信號p(t)與信號x(t)巻積來生成帶寬受限的信號。該帶寬受限信號在由信道沖激 響應h(t)表示、并且在圖3中被示為塊126的信道上被傳送。信道的作用可被表示 為信道沖激響應h(t)與經(jīng)整形的信號x(t^p(t)巻積，例如，x(t)*p(t)*h(t)。
在一個實施例中，在接收機上，對該信號應用匹配濾波器130 (與脈沖整形塊 124匹配)來接收發(fā)送的信號。匹配濾波器130對接收自該信道的信號x(t)*p(t)*h(t) 應用該脈沖整形信號的復共軛p、-t)來產(chǎn)生接收信號y(t)。在數(shù)學上，從匹配濾波 器130輸出的接收信號y(t)可被表示為
y(t) = x(t)*p(t)*h(t)*p*(-t)。(式1)
接收信號y(t)包含對應于發(fā)送數(shù)據(jù)信號xd(t)和發(fā)送已知信號xp(t)的接收數(shù)據(jù) 信號yd(t)和接收已知信號yp(t)。
接收機304進一步包括快速傅立葉變換(FFT)模塊132，該模塊132將接收 信號y(t)從時域變換成頻域信號Y(f)。通過將脈沖整形和匹配濾波視為構成一有效 傳輸信道，頻域中的接收信號可被表示為發(fā)送信號X(f)與信道的傳遞函數(shù)H(f)之 積
Y(f) = X(f).H(f)，其中" "表示相乘。(式2) 在一個實施例中，是基于信道特性的估計ft(f)來獲得發(fā)送信號的估計i(f)。特 別地，接收機304包括基于分別與發(fā)送已知信號xP(t)和XP(f)對應的這部分接收己 知信號yP(t)和YP(f)來確定信道特性的估計A(f)的信道估計器134。例如，在一個
此類實施例中，已知信號xP(t)和該已知信號的接收版本yP(t)可在離散頻率空間中 分別被表示為XP[k]和YP[k]。類似地，信道的傳遞函數(shù)H(f)在離散頻率空間中可 被表示為H[k]。假定系統(tǒng)中存在表示為W[k]的加性白噪聲，并且假定該已知信號 XP[k]包括具有整數(shù)長度的P個碼片或脈沖的信號，則接收已知信號YP[k]可用離 散形式被表達為
<formula>formula see original document page 11</formula>。(式3)
可使用該已知發(fā)送信號(在離散頻率空間中)XP[k]與已知接收信號(在離散 頻率空間中)YP[k]之間的關系來求解此式以確定信道特性A[k]的估計。求解該式 的一種方法包括應用稱為最小均方估計(MMSE)技術的統(tǒng)計解。在一個實施例中， 可在離散頻率空間中得到信道估計6[k]的MMSE解如下
P.RccWIXpMf+RJk] LJ， 其中平均信道統(tǒng)計表示為R。。-^H[k]^ (式4) 而平均噪聲方差表示為R，[k] = ￡J W[k]|2}。
在一個實施例中，信道和噪聲方差統(tǒng)計Rcc和Rww可從先前接收的數(shù)據(jù)推導。 例如，Rcc可從A[k]的長期平均——諸如在若干幀上的平均來計算。Rww可基于 導頻樣本中的誤差來估計。在另一個實施例中，可得到迫零(ZF)(其中噪聲方 差被取為其零極限)MMSE離散解如下
(式5)
使用信道估計器134的輸出，接收機304進一步包括均衡器136，均衡器136 使用該信道估計A(f)來對接收信號Y(f)進行濾波以得到發(fā)送數(shù)據(jù)信號的估計義(f)。 如以上提及的，接收信號Y(f)等于發(fā)送信號X(f)與信道傳遞函數(shù)H(F)之積。由此， 通過取接收信號Y(f)與信道傳遞函數(shù)的復共軛H、f)之積可得到發(fā)送信號x(t)的頻 域估計文(f)?？紤]到加性白噪聲W(f)的存在，估計的發(fā)送信號可被表示為
X(f) = X(f)-H(f>H*(f) + W(f) = Y(f).H'(f) + W(f)。(式6) 接收信號的這一估計的最小均方估計(MMSE)均衡器解i(f)可被表示為 細，f①2，(式7)
其中cr2表示與該噪聲項W(f)相關的噪聲方差項。
MMSE解中的噪聲方差項^起到偏項的作用，以消去可能會在此式中引入不 連續(xù)的零點。在一個實施例中，接收信號i(f)的以上表示的離散頻率空間MMSE
解可被表達如下
X(k) = Rbb[k].V^.ft'(k)
P.Rbb[k],lft[k]l2+R冊w LJ，
其中Rbb[k] = ￡j X[k] I2}并且R，[k] = ^ W[k]卩}并且(式8 )
其中W表示數(shù)據(jù)信號中的噪聲。
在這一實施例中，數(shù)據(jù)統(tǒng)計Rbb和噪聲統(tǒng)計Rww可從估計接收數(shù)據(jù)的信號能 量或從先前接收的數(shù)據(jù)來推導。Rbb可從接收數(shù)據(jù)信號星座能量或從話務或數(shù)據(jù)能
量與導頻能量之比來推導。Rww可基于導頻樣本中的誤差來估計。
如以上所提及的，估計的信號文(f)包含執(zhí)行快速傅立葉逆變換之后的殘余ISI。
在一個實施例中，此殘余ISI被校正以得到發(fā)送數(shù)據(jù)信號Xd(t)的估計&(t)。特別地，
接收機304進一步包括快速傅立葉逆變換(IFFT)模塊140，該模塊140將經(jīng)均衡 信號文(f)轉(zhuǎn)換成時域信號財t)。接收機304進一步包括ISI校正模塊142，該模塊 142對殘余ISI進行校正以推導數(shù)據(jù)信號Xd(t)的估計^(t)。在參考圖7進一步詳細
討論的一個實施例中，ISI校正模塊142基于己知信號與該已知信號的接收版 本——例如xp(t)與^(t)——之差對殘余ISI進行校正。接收機304進一步包括對估 計的數(shù)據(jù)信號、(t)作進一步處理的解調(diào)器144。此處理可包括例如使用諸如QPSK、
16-QAM、 64-QAM或任何其它合適的方案的解調(diào)方案來從調(diào)制信號恢復該信號。
圖4是示出在圖3的示例性系統(tǒng)100中傳送數(shù)據(jù)的方法200的一個實施例的 流程圖。方法200始于框202，在此例如基站102的發(fā)射機標識要進行傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 信號Xo(t)。在一個實施例中，該數(shù)據(jù)信號至少被部分地調(diào)制，例如，該數(shù)據(jù)信號 xo(t)包括已用一個或多個糾錯碼編碼的諸如聲音、視頻、語音或其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。 移到框204，發(fā)射機302生成一已知或?qū)ьl信號xp(t)。在一個實施例中，該導頻信 號Xp(t)包括作為前綴(例如，在前)或后綴(例如，在后)插入到要在一時隙期 間發(fā)送的數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)脈沖、碼片。在一個實施例中，該導頻信號的長度為64個 碼片。
前進至框206，發(fā)射機302在信道上將該數(shù)據(jù)信號xo(t)和導頻信號xp(t)傳送 給例如用戶終端104的接收機作為接收信號y(t) = yD(t) + yp(t)。接下來在框210， 接收機304執(zhí)行快速傅立葉逆變換以將該接收信號y(t)從時域轉(zhuǎn)換到頻域中成為 Y(f)。
移到框212，接收機304基于至少一部分的該已知信號XP(f)和相應的Yp(f) 來推導頻域中的信道特性估計ft(f)。此估計過程將參考圖5更詳細地說明。接下來 在框214，接收機304基于該信道估計A(f)生成接收數(shù)據(jù)信號的包含殘余ISI的估 計t(f)。此過程將參考圖6更詳細地說明。
移到框216，接收機304執(zhí)行快速傅立葉逆變換以將該頻域接收信號Y(t)轉(zhuǎn)換 到時域信號y(t)。接下來在框220，接收機304校正殘余ISI以產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號xd(t) 的估計信號&(t)。在一個實施例中，接收機304基于至少一部分該已知信號xP(t)
與對應于該已知信號的接收信號yP(t)之差來校正殘余ISI。此過程將參考圖7來更 詳細地說明。前進至框222，接收機304通過對糾錯或其它編碼進行解碼來解調(diào)接 收數(shù)據(jù)信號義D(t)以提供原始聲音、視頻、語音或其它數(shù)據(jù)。
圖5是示出在諸如圖4所示的方法200的一部分中的一種估計信道特性&t)的
示例性方法212的流程圖。在框250，接收機304標識導頻信號yp(t)的P個樣本， 并執(zhí)行FFT以將那些樣本轉(zhuǎn)換到頻域，例如Yp(f)。接下來在框252，接收機304 如以上參考圖3的信道估計器134所述地基于導頻信號Yp(f)來推導信道估計A(f)。 在一個實施例中，可使用式4或5來推導A(f)的離散形式A[k]。
一般而言，數(shù)據(jù)塊要比導頻樣本的數(shù)目P長得多。例如，在圖2的示例性實 施例中，數(shù)據(jù)塊包含D = 448或128個碼片，而前綴或后綴塊僅為P = 64個碼片長。 由此，信道估計ft(f)的離散數(shù)據(jù)點或稱抽頭(tap)的數(shù)目與接收信號Y(f)的離散 數(shù)據(jù)點或稱抽頭的數(shù)目之間存在著失配。由此，在將參考框254-258進一步說明 的一個實施例中，P-抽頭(例如，有P個離散值)的頻域信道估計ft(f)被轉(zhuǎn)換到 D-抽頭(例如，具有D個離散值)的頻域信道估計以便于在圖4的均衡塊214中 使用。特別地，在圖5的框254，接收機304執(zhí)行IFFT以將信道估計ft(f)轉(zhuǎn)換到 時域成為&t)。接下來在框256，接收機304使用合適的閾值來執(zhí)行噪聲抑制(迫 零)。在一個實施例中，落在閾值——例如，數(shù)據(jù)中的最大值的10 - 30%——之 下的數(shù)據(jù)點被迫零或設為零，或從信道估計中被移除。移到框258，接收機304執(zhí) 行FFT以將信道估計fi(t)轉(zhuǎn)換到D-抽頭(例如，在一個實施例中有D值448)頻 域信道估計ft(f)。該信道估計ft(f)由此可供進一步處理接收信號使用。
圖6是示出在諸如圖4所示的方法200的一部分中的一種執(zhí)行頻域均衡的示 例性方法214的流程圖。在框270，接收機304標識接收信號X(f)的一部分。在一 個實施例中，該估計的信號X(f)包含一部分的導頻信號XP(f)。所包括的這一部分 導頻信號由此如參考圖6所討論地被均衡以便于在后面的處理步驟中使用。接下來 在框272，接收機304基于信道估計ft(f)推導發(fā)送數(shù)據(jù)信號的包含殘余ISI的估計 X(f)，例如i(f) + cr2。在一個實施例中，該估計信號文(f)包含數(shù)據(jù)信號部分&(f)和 導頻信號部分文p(f)。在一個實施例中，如以上參考圖3的估計器136所討論的， 接收機304使用下式的MMSE或ZF-MMSE離散解來推導該估計信號
<formula>formula see original document page 14</formula> (式7)
由此提供經(jīng)均衡信號文(f)以便于進行進一步處理。
圖7是示出在諸如圖4所示的方法200的一部分中的一種消除殘余碼元間干 擾(ISI)的示例性方法220的流程圖。在框280，接收機304標識已均衡的一部分 導頻信號義P(t)和A(f)。在框282到286，接收機304使用標識出的導頻信號 、(t)/ip(f)來推導濾波器抽頭(數(shù)據(jù)樣本)和系數(shù)以便于執(zhí)行從經(jīng)均衡信號^(t)濾 1 (W2)-i
在時域中的啦]=+ . |>[yt].e"2""'p，(式IO)
除殘余ISI的時域均衡。特別地，在框282，接收機304至少部分基于信道估計i;(t)、
該已知導頻信號xP(t)(已轉(zhuǎn)換到頻域成為XP(f))以及該估計的導頻信號文p(f)來
標識濾波器抽頭位置(濾波器中使用的數(shù)據(jù)點)。在一個實施例中，在時域濾波器
中使用的濾波器抽頭可用離散形式表示為
在頻域中的E[一^.^.^.Yp[k]，(式9);以及 V尸H[k] Xp[k]
》
在一個實施例中，對這些數(shù)據(jù)點應用一合適的閾值以使得僅較顯著的數(shù)據(jù)點 被選擇在濾波器中使用。在一個這樣的實施例中，該閾值為一被選擇成使得只有那
些落在主抽頭(最強的，例如最大值)的約6 db或10n/。范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)點被使用的
預定閾值。在另一個實施例中，該閨值被選擇成使得只有那些落在主抽頭的1/10 與1/4之間的閾值范圍內(nèi)的抽頭被使用。在一個實施例中，僅使用主抽頭。
接下來在框284，接收機304基于該已知導頻信號xp(t)與該估計的導頻信號 ，p(t)之差來確定濾波器系數(shù)。假定在框282中選擇了表示為Tk的整數(shù)k個不同的 抽頭位置或數(shù)據(jù)點，則可使用以下最優(yōu)化問題的MMSE或ZF-MMSE解找到使指 示該導頻信號xp(t)與該估計的導頻信號&(t)之差的值最小化的濾波器系數(shù)值a[k] 的最優(yōu)化值，例如如下式所示的濾波器系數(shù)aopt[k]，從而來推導離散形式的濾波 器系數(shù)a[k]:
-》W' --"尸["]
(式11)
移到框286，這些抽頭和系數(shù)被用于從接收信號，(t)濾去殘余ISI。同樣可使用 下式來推導移除了殘余ISI的數(shù)據(jù)信號的離散形式.-
;["]=少0["] —!^。p,[A]i^["-^]。(式12)
經(jīng)均衡和濾波的信號由此被提供給解調(diào)器以進行進一步的處理。
應認識到，根據(jù)本實施例，本文中所描述的這些方法的某些動作或事件可按 不同順序執(zhí)行，可被添加、合并或一并省去(例如，所描述的動作或事件并非都是 實施各個方法所必須的)而不會偏離本發(fā)明的范圍。另外，在某些實施例中，動作 或事件可被并發(fā)地執(zhí)行，例如通過多線程處理、中斷處理、或多處理器來并發(fā)地處 理，而不是順序處理。
本領域技術人員將可理解，信息和信號可使用各種不同技術和方法中的任意 一種來表示。例如，貫穿以上說明可能被引述的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、
比特、碼元以及碼片可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子、或 其任意組合來表示。
本領域技術人員將可進一步認識到，結合本文中公開的實施例描述的各種說 明性邏輯塊、模塊、電路以及算法步驟可被實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件、或兩者 的組合。為清楚地說明硬件與軟件的這一可互換性，以上各種說明性組件、框、模 塊、電路以及步驟以其功能的方式作一般化的說明。此類功能是被實現(xiàn)為硬件還是 軟件取決于具體的應用以及強加在整個系統(tǒng)上的的設計約束。本領域技術人員可針 對每種具體應用以不同方式來實現(xiàn)所說明的功能，但是此類實現(xiàn)決策不應被解釋為 致使偏離本發(fā)明的范圍。
結合本文中公開的實施例描述的各種說明性邏輯塊、模塊以及電路可用通用
處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列 (FPGA)或其它可編程邏輯器件，分立門或晶體管邏輯、分立硬件組件、或其設 計成執(zhí)行本文中所描述的這些功能的任意組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微 處理器，但替換地，該處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或者狀態(tài) 機。處理器也可被實現(xiàn)為計算設備的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個 微處理器、與DSP核心協(xié)作的一個或多個微處理器、或任何其它此類配置。
結合本文中公開的實施例描述的方法或算法的步驟可直接在硬件中、在由處 理器執(zhí)行的軟件模塊中、或在這兩者的組合中實施。軟件模塊可駐留在RAM存儲 器、快閃存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬 盤、可移動盤、CD-ROM、或本領域中已知的任何其它形式的存儲介質(zhì)中。示例性 的存儲介質(zhì)被耦合到處理器，從而使得該處理器能從該存儲介質(zhì)讀取信息以及向其 寫入信息。在替換方案中，存儲介質(zhì)可被集成到處理器。處理器和存儲介質(zhì)可駐留 在ASIC中。ASIC可駐留在用戶終端中。在替換方案中，處理器和存儲介質(zhì)可作 為分立組件駐留在用戶終端中。
提供所公開的實施例的以上說明是為使本領域任何普通技術人員皆可制作或 使用本發(fā)明。對這些實施例的各種修改易為本領域技術人員顯而易見，并且本文中 所定義的一般化原理可被應用于其它實施例而不會偏離本發(fā)明的精神或范圍。由 此，本發(fā)明并不旨在被限定于本文中所示出的這些實施例，而是應符合與本文中公 開的原理和新穎特征一致的最廣義的范圍。
權利要求
1.一種處理信號的方法，所述方法包括接收在信道上傳送的信號，所述信號包含一信息信號和至少一部分的已知信號；至少部分基于所述部分的已知信號來確定信道特性的至少一個指標；至少部分基于信道特性的所述至少一個指標來生成指示所述信息信號的第一值，其中所述第一值包含誤差信號；以及至少部分基于所述部分的已知信號從所述信號的第一估計消除所述誤差信號。
2. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述誤差信號至少部分歸因于碼 元間干擾。
3. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述已知信號由頻域中的非零信 號表征。
4. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，所述已知信號包括導頻信號。
5. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，確定信道特性的至少一個指標包 括，在頻域中確定所述信道特性的估計。
6. 如權利要求5所述的方法，其特征在于，確定信道特性的所述至少一個指 標進一步包括，將所述信道特性的估計從包括第一多個離散值的信號變換成包括第 二多個離散值的信號，其中所述第二多個離散值的數(shù)目對應于所述信息信號的離散 值的數(shù)目。
7. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，生成所述第一值包括，至少部分 基于信道特性的所述至少一個指標在頻域中均衡所接收的信號。
8. 如權利要求l所述的方法，其特征在于，消除所述誤差信號包括，至少部 分基于所接收的部分的已知信號與所述已知信號之差來確定指示所述誤差信號的值。
9. 如權利要求8所述的方法，其特征在于，確定指示所述誤差信號的值包括， 至少部分基于所接收的部分的已知信號與所述已知信號之差來確定濾波器的系數(shù)。
10. 如權利要求9所述的方法，其特征在于，消除所述誤差信號包括，對所 述信息信號的所述第一估計進行濾波。
11. 一種配置成接收在信道上傳送的信號的設備，所述信號包含一信息信號 和至少一部分的已知信號，所述設備包括第一電路，配置成至少部分基于所述部分的己知信號來確定信道特性的至少 一個指標；第二電路，配置成至少部分基于信道特性的所述至少一個指標來生成指示所 述信息信號的第一值，其中所述第一值包含誤差信號；以及第三電路，配置成至少部分基于所述部分的已知信號來從所述信號的第一估 計消除所述誤差信號。
12. 如權利要求ll所述的設備，其特征在于，所述誤差信號至少部分歸因于 碼元間干擾。
13. 如權利要求ll所述的設備，其特征在于，所述已知信號由頻域中的非零 信號表征。
14. 如權利要求ll所述的設備，其特征在于，所述第一電路被配置成在頻域 中確定所述信道特性的估計。
15. 如權利要求14所述的設備，其特征在于，所述第一電路被配置成將所述 信道特性的估計從包括第一多個離散值的信號變換成包括第二多個離散值的信號， 其中所述第二多個離散值的數(shù)目對應于所述信息信號的離散值的數(shù)目。
16. 如權利要求ll所述的設備，其特征在于，所述第二電路被配置成至少部 分基于信道特性的所述至少一個指標在頻域中均衡所接收的信號。
17. 如權利要求ll所述的設備，其特征在于，所述第三電路被配置成至少部 分基于所接收的部分的已知信號與所述已知信號之差來確定指示所述誤差信號的 值。
18. 如權利要求ll所述的設備，其特征在于，所述第三電路被配置成至少部 分基于所接收的部分的己知信號與所述已知信號之差來確定濾波器的系數(shù)。
19. 如權利要求18所述的設備，其特征在于，所述第三電路被配置成對所述 信息信號的所述第一估計進行濾波。
20. 如權利要求ll所述的設備，其特征在于，所述第一、第二和第三電路的 至少一部分被形成在一集成電路上。
21. 如權利要求ll所述的設備，其特征在于，所述第一、第二和第三電路的 另外至少一部分可被實現(xiàn)為一處理器。
22. —種配置成接收在信道上傳送的信號的設備，所述信號包含一信息信號和至少一部分的己知信號，所述設備包括至少部分基于所述部分的已知信號來確定信道特性的至少一個指標的裝置； 至少部分基于信道特性的所述至少一個指標來生成指示所述信息信號的第一值的裝置，其中所述第一值包含誤差信號；以及至少部分基于所述部分的已知信號來從所述信號的第一估計消除所述所述誤差信號的裝置。
23. 如權利要求23所述的設備，其特征在于，所述誤差信號至少部分歸因于 碼元間干擾。
24. 如權利要求23所述的設備，其特征在于，所述已知信號包括導頻信號。
25. 如權利要求23所述的設備，其特征在于，所述已知信號由頻域中的非零 信號表征。
26. 如權利要求23所述的設備，其特征在于，所述用于生成的裝置包括在頻 域中確定所述信道特性的估計的裝置。
27. 如權利要求26所述的設備，其特征在于，所述用于生成的裝置包括將所 述信道特性的估計從包括第一多個離散值的信號變換成包括第二多個離散值的信 號的裝置，其中所述第二多個離散值的數(shù)目對應于所述信息信號的離散值的數(shù)目。
28. 如權利要求23所述的設備，其特征在于，所述用于生成的裝置包括至少 部分基于信道特性的所述至少一個指標在頻域中均衡所接收的信號的裝置。
29. 如權利要求23所述的設備，其特征在于，所述用于消除的裝置包括至少 部分基于所接收的部分的已知信號與所述己知信號之差來確定指示所述誤差信號 的值的裝置。
30. 如權利要求23所述的設備，其特征在于，所述用于消除的裝置包括至少 部分基于所接收的部分的已知信號與所述已知信號之差來確定濾波器的系數(shù)的裝置。
31. 如權利要求30所述的設備，其特征在于，所述用于消除的裝置包括對所 述信息信號的所述第一估計進行濾波的裝置。
32. 實施一種處理信號的方法的計算機可讀介質(zhì)，所述方法包括 接收在信道上傳送的信號，所述信號包含一信息信號和至少一部分的已知信號 至少部分基于所述部分的已知信號來確定信道特性的至少一個指標； 至少部分基于信道特性的所述至少一個指標來生成指示所述信息信號的第一 值，其中所述第一值包含誤差信號；以及至少部分基于所述部分的己知信號從所述信號的第一估計消除所述誤差信號。
33. 如權利要求32所述的方法，其特征在于，生成所述第一值包括，至少部 分基于信道特性的所述至少一個指標在頻域中均衡所接收的信號。
34. 如權利要求32所述的方法，其特征在于，所述己知信號由頻域中的非零 信號表征。
35. 如權利要求32所述的方法，其特征在于，確定信道特性的至少一個指標 包括，在頻域中確定所述信道特性的估計。
36. 如權利要求32所述的方法，其特征在于，消除所述誤差信號包括，至少 部分基于所接收的部分的己知信號與所述已知信號之差來確定指示所述誤差信號 的值。
全文摘要
一個實施例包括一種接收發(fā)送信號的方法。該方法包括接收在一信道上發(fā)送的信號。該信號包含一已知信號和一信息信號。該方法還包括至少部分基于該部分的已知信號來確定信道特性的至少一個指標。該方法進一步包括至少部分基于信道特性的該至少一個指標來生成指示該信息信號的第一值。該第一值包含一誤差信號。該方法進一步包括至少部分基于該部分的已知信號從該信號的第一估計消除該誤差信號。其它實施例包括用于執(zhí)行該方法的系統(tǒng)以及制造此類系統(tǒng)的方法。
文檔編號H04L25/03GK101116298SQ200680003960
公開日2008年1月30日 申請日期2006年2月6日 優(yōu)先權日2005年2月4日
發(fā)明者B-h·金, D·P·馬拉迪, 魏永斌 申請人:高通股份有限公司