專(zhuān)利名稱(chēng)：用于均衡信號(hào)的接收器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于均衡信號(hào)的接收器和方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代通信發(fā)射器中，將數(shù)字信息轉(zhuǎn)換成模擬信息，且隨后在信道上發(fā)射。數(shù)字信息可以包括以某一符號(hào)率提供的樣本序列，即相鄰的樣本間隔了一符號(hào)周期。在碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中，該樣本序列被稱(chēng)為碼片序列， 且碼片序列的碼片比率被稱(chēng)為碼片率。因此，可以說(shuō)相鄰碼片間隔了一碼片周期。在CDMA通信系統(tǒng)中，碼片序列由脈沖整形濾波器(諸如根升余弦濾波器)進(jìn)行脈沖整形，以提供脈沖整形信號(hào)。脈沖整形信號(hào)在介質(zhì)(諸如多路衰落信道)中傳送。脈沖整形可加寬碼片序列的頻譜。噪聲可添加至所傳送的脈沖整形信號(hào)，且定時(shí)誤差可引入至所傳送的脈沖整形信號(hào)。接收器可包括用于接收所傳送的脈沖整形信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)輸入天線(xiàn)。所傳送的脈沖整形信號(hào)(以及添加的噪聲)可被認(rèn)為是接收器的輸入信號(hào)。輸入信號(hào)由接收器的一個(gè)或多個(gè)前端濾波器進(jìn)行濾波，并被采樣以提供輸入信號(hào)樣本，且然后被發(fā)送至均衡器。均衡器輸出均衡后的樣本，均衡后的樣本可進(jìn)一步由接收器處理。額外的處理可包括解擾、解擴(kuò)、解碼等等。最近采用基于最小方差(LMMSE)準(zhǔn)則的線(xiàn)性均衡器作為用于基于第三代(3G)通信網(wǎng)絡(luò)的碼分多址(CDMA)的基線(xiàn)均衡器。LMSSE均衡器有兩類(lèi)一分?jǐn)?shù)間隔均衡器以及符號(hào)間隔均衡器。在非CDMA通信系統(tǒng)中，分?jǐn)?shù)間隔均衡器接收過(guò)采樣輸入信號(hào)樣本一通過(guò)以高于符號(hào)率的采樣率對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣來(lái)獲得的輸入信號(hào)樣本。相鄰的過(guò)采樣輸入樣本通過(guò)一小部分符號(hào)周期間隔開(kāi)。在CDMA通信系統(tǒng)中，分?jǐn)?shù)間隔均衡器接收過(guò)采樣輸入信號(hào)樣本一通過(guò)以高于符號(hào)率的采樣率對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣來(lái)獲得的輸入信號(hào)樣本。相鄰的過(guò)采樣輸入樣本通過(guò)一小部分碼片周期間隔開(kāi)。在CDMA通信系統(tǒng)中，分?jǐn)?shù)間隔均衡器的抽頭間隔開(kāi)碼片序列的一小部分碼片周期。在非CDMA通信系統(tǒng)中，分?jǐn)?shù)間隔均衡器的抽頭間隔開(kāi)一小部分符號(hào)周期。過(guò)采樣滿(mǎn)足奈奎斯特準(zhǔn)則，且因此，分?jǐn)?shù)間隔均衡器對(duì)接收器處的采樣時(shí)間不敏感。分?jǐn)?shù)間隔均衡器的一個(gè)缺點(diǎn)是其復(fù)雜度和高功率消耗。在非CDMA通信系統(tǒng)中，符號(hào)間隔均衡器接收所接收到的輸入信號(hào)的符號(hào)率樣本。符號(hào)間隔均衡器的抽頭通過(guò)所述符號(hào)周期間隔開(kāi)。在CDMA通信系統(tǒng)中，符號(hào)間隔均衡器接收所接收到的輸入信號(hào)的碼片率樣本。碼片間隔均衡器的抽頭通過(guò)所述碼片周期間隔開(kāi)。由于發(fā)射器施加的脈沖整形，所以采樣不滿(mǎn)足奈奎斯特準(zhǔn)則，且符號(hào)間隔均衡器對(duì)接收器處的采樣時(shí)間敏感。
與分?jǐn)?shù)間隔均衡器對(duì)比，符號(hào)間隔均衡器簡(jiǎn)單且其功率消耗相對(duì)低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了如隨附權(quán)利要求中描述的一種方法和一種接收器。在從屬權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的具體實(shí)施例。根據(jù)下文中描述的實(shí)施例將使本發(fā)明的這些和其他方面變得顯而易見(jiàn)，并且參考下文中描述的實(shí)施例闡明了本發(fā)明的這些和其他方面。


將參考附圖僅通過(guò)舉例的方式來(lái)描述本發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)、方面以及實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示相同或功能上相似的元件。附圖中的元件出于簡(jiǎn)明和清楚起見(jiàn)而被圖示，并且不一定按比例繪制。圖I示意性示出接收器實(shí)施例的實(shí)例的框圖；圖2示意性示出接收器實(shí)施例的實(shí)例的框圖；圖3示意性示出計(jì)算器以及分?jǐn)?shù)間隔均衡器實(shí)施例的實(shí)例的框圖；圖4示意性示出用于均衡信號(hào)的方法的實(shí)例的流程圖；圖5示意性示出說(shuō)明所評(píng)估的不同均衡算法的仿真結(jié)果的實(shí)例的曲線(xiàn)圖；圖6示意性示出說(shuō)明所評(píng)估的不同均衡算法的另一仿真結(jié)果的實(shí)例的曲線(xiàn)圖；圖7示意性示出說(shuō)明所評(píng)估的不同均衡算法的又一仿真結(jié)果的實(shí)例的曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式在以下說(shuō)明書(shū)中，將參考本發(fā)明實(shí)施例的特定實(shí)例來(lái)解釋本發(fā)明。然而，顯而易見(jiàn)的是，在不脫離隨附權(quán)利要求中所述的本發(fā)明的廣義精神和范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和改變。因?yàn)樗鰧?shí)例在很大程度上可由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的電子部件和電路實(shí)現(xiàn)，所以為了理解和認(rèn)知本發(fā)明的基本概念，除非認(rèn)為必要，否則將不會(huì)詳細(xì)解釋其細(xì)節(jié)，以便不混淆或分散本發(fā)明的教導(dǎo)。下文說(shuō)明的方法的至少一些步驟以及下文說(shuō)明的接收器的至少一些單元或部件都可以在用于運(yùn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)。可以通過(guò)當(dāng)在諸如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可編程裝置上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行代碼部分、或根據(jù)本發(fā)明使得可編程裝置能夠執(zhí)行接收器的功能來(lái)執(zhí)行下文說(shuō)明的方法的至少一些步驟。例如，各種濾波器，時(shí)域至頻域轉(zhuǎn)換器，由處理單元執(zhí)行的處理步驟以及由接收器的計(jì)算器執(zhí)行的計(jì)算可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)程序是指令集，其諸如是特定應(yīng)用程序和/或操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)程序例如可以包括以下一種或多種子例程、函數(shù)、過(guò)程、目標(biāo)方法、目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、可執(zhí)行應(yīng)用、小應(yīng)用程序、小服務(wù)程序、源代碼、目標(biāo)代碼、共享庫(kù)/動(dòng)態(tài)負(fù)載庫(kù)、和/或設(shè)計(jì)用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的其他指令序列。計(jì)算機(jī)程序可內(nèi)部存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上或經(jīng)由計(jì)算機(jī)可讀傳輸介質(zhì)傳送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所有或一些計(jì)算機(jī)程序可提供在永久的、可移除或遠(yuǎn)程耦合至信息處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以例如且不限制地包括以下中的任何數(shù)目的裝置包括磁盤(pán)和磁帶存儲(chǔ)介質(zhì)的磁存儲(chǔ)介質(zhì)；諸如緊湊型磁盤(pán)介質(zhì)(例如，CD-ROM、CD-R等)的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)以及數(shù)字視頻磁盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)；包括基于半導(dǎo)體的存儲(chǔ)單元的非易失性存儲(chǔ)器存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如閃存、EEPROM、EPROM、ROM);鐵磁數(shù)字存儲(chǔ)器；MRAM ;包括寄存器、緩沖器或高速緩存、主存儲(chǔ)器，RAM等的易失性存儲(chǔ)介質(zhì)；以及包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電信設(shè)備以及載波傳輸介質(zhì)的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)，僅舉幾個(gè)例子。計(jì)算機(jī)處理通常包括執(zhí)行(運(yùn)行)程序或程序的一部分、當(dāng)前程序值以及狀態(tài)信息、以及由操作系統(tǒng)用以管理程序的執(zhí)行的資源。操作系統(tǒng)(OS)是一種軟件，其管理計(jì)算機(jī)資源的共享并為程序員提供用于訪問(wèn)上述資源的接口。操作系統(tǒng)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及用戶(hù)輸入，并通過(guò)分配和管理作為對(duì)于用戶(hù)和系統(tǒng)程序的服務(wù)的任務(wù)和內(nèi)部系統(tǒng)資源進(jìn)行響應(yīng)。、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)例如包括至少一個(gè)處理單元，相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器以及多個(gè)輸入/輸出(I/O)設(shè)備。當(dāng)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)程序來(lái)處理信息并經(jīng)由I/O設(shè)備來(lái)產(chǎn)生所得到的輸出信息。在以下說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)參考本發(fā)明實(shí)施例的具體實(shí)例描述了本發(fā)明。然而，將顯而易見(jiàn)的是，在不脫離隨附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的廣義精神和范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和改變。提供了用于均衡信號(hào)的方法和接收器。該方法和接收器利用均衡算法，該算法具有可與分?jǐn)?shù)間隔均衡匹敵的性能以及可與符號(hào)間隔均衡匹敵的復(fù)雜度。均衡算法包括(a)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣以提供過(guò)采樣樣本；(b)處理過(guò)采樣樣本以提供符號(hào)間隔符號(hào)以及分?jǐn)?shù)間隔樣本；(C)基于符號(hào)間隔樣本來(lái)計(jì)算分?jǐn)?shù)間隔均衡器的抽頭；(d)將該抽頭饋送給分?jǐn)?shù)間隔均衡器，以及(e)通過(guò)分?jǐn)?shù)間隔均衡器對(duì)分?jǐn)?shù)間隔樣本進(jìn)行濾波以提供均衡后的信號(hào)。該方法和接收器的益處在于通過(guò)插值自相關(guān)結(jié)果以及互相關(guān)結(jié)果(而不是對(duì)過(guò)采樣樣本進(jìn)行插值)，通過(guò)應(yīng)用抗混疊過(guò)濾和通過(guò)忽略由抗混疊濾波引入的冗余造成的一些互相關(guān)結(jié)果而在頻域中執(zhí)行計(jì)算。自相關(guān)結(jié)果和互相關(guān)結(jié)果的插值降低了均衡算法的復(fù)雜度，如可由以下實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明的過(guò)采樣樣本可包括1280個(gè)樣本，而自相關(guān)結(jié)果可包括189個(gè)元素。較少數(shù)目的自相關(guān)元素可部分地有助于促進(jìn)忽略自相關(guān)的各種元素的抗混疊。對(duì)189個(gè)元素進(jìn)行插值比對(duì)1280個(gè)分?jǐn)?shù)間隔樣本進(jìn)行插值更有效。以下描述涉及非CDMA通信系統(tǒng)，諸如但不限于時(shí)分多址(TDMA)通信系統(tǒng)。然而，以下描述也可應(yīng)用至CDMA通信系統(tǒng)。如在非CDMA通信系統(tǒng)中使用的術(shù)語(yǔ)“符號(hào)”在CDMA的背景下被稱(chēng)為“碼片”，且因此當(dāng)將本說(shuō)明書(shū)應(yīng)用到CDMA系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)解釋為術(shù)語(yǔ)“碼片”而不是術(shù)語(yǔ)“符號(hào)”。例如，術(shù)語(yǔ)“符號(hào)間隔樣本”應(yīng)當(dāng)由“碼片間隔樣本”取代。在CDMA通信系統(tǒng)中，術(shù)語(yǔ)“分?jǐn)?shù)間隔”是指一小部分碼片周期。例如，分?jǐn)?shù)間隔均衡器是一種由抽頭定義的均衡器，所述抽頭彼此間隔開(kāi)一小部分碼片周期。且對(duì)于另一實(shí)例來(lái)說(shuō)，分?jǐn)?shù)間隔樣本是間隔開(kāi)一小部分碼片周期的樣本。圖I示意性示出接收器10的實(shí)施例的實(shí)例的框圖。接收器10包括輸入天線(xiàn)20、諸如模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 30的采樣單元、處理單元40、計(jì)算器50、分?jǐn)?shù)間隔均衡器60以及諸如解擾/解擴(kuò)濾波器70以及解碼器72的其他部件。輸入天線(xiàn)20連接至ADC 30。ADC 30連接至處理單元40。處理單元40還連接至計(jì)算器50以及分?jǐn)?shù)間隔均衡器60。分?jǐn)?shù)間隔均衡器60連接至解擾/解擴(kuò)濾波器70。解擾/解擴(kuò)濾波器70連接至解碼器72。輸入天線(xiàn)20接收輸入信號(hào)110并將其發(fā)送至ADC 30。ADC 30以過(guò)采樣率V對(duì)輸入信號(hào)110進(jìn)行采樣以提供過(guò)采樣樣本120。過(guò)采樣樣本120彼此間隔開(kāi)一小部分樣本周期。過(guò)采樣樣本120表示多(L)個(gè)分集支路。分集支路的數(shù)目(L)等于過(guò)采樣率(V)乘以接收輸入信號(hào)的輸入天線(xiàn)(諸如輸入天線(xiàn)20)的數(shù)目(S)。數(shù)學(xué)表達(dá)為L(zhǎng)=V*S。分集支路由接收器10進(jìn)行處理以便確定被脈沖整形、在信道上傳送并由接收器10接收的碼片序列的內(nèi)容。
過(guò)采樣樣本120從ADC 30發(fā)送到處理單元40。處理單元40處理過(guò)采樣樣本120以提供分?jǐn)?shù)間隔樣本130以及提供符號(hào)間隔樣本150。符號(hào)間隔樣本150從處理單元40發(fā)送至計(jì)算器50。分?jǐn)?shù)間隔樣本130發(fā)送至分?jǐn)?shù)間隔均衡器60。分?jǐn)?shù)間隔樣本130間隔開(kāi)一小部分符號(hào)周期。采樣間隔樣本150間隔開(kāi)一樣本周期。符號(hào)間隔樣本150以及分?jǐn)?shù)間隔樣本130表示過(guò)采樣樣本120 —因?yàn)榉?hào)間隔樣本150和分?jǐn)?shù)間隔樣本130傳送表示過(guò)采樣樣本120的至少一部分內(nèi)容的信息。符號(hào)間隔樣本150以及分?jǐn)?shù)間隔樣本130中的每一個(gè)都可以表不一個(gè)或多個(gè)分集支路。圖I的處理單元40不包括抗混疊濾波器一其在不執(zhí)行抗混疊濾波的情況下生成分?jǐn)?shù)間隔樣本130。處理單元40可例如應(yīng)用匹配濾波處理、執(zhí)行時(shí)域至頻域的轉(zhuǎn)換(諸如快速傅里葉變換(FFT ))、執(zhí)行降頻轉(zhuǎn)換等等。處理單元40包括輸入濾波器41，諸如快速傅里葉變換(FFT)單元44的時(shí)域至頻域轉(zhuǎn)換器、以及彼此串聯(lián)的抽取單元42。FFT單元44連接在輸入濾波器41和抽取單元42之間。輸入濾波器41例如可以是匹配濾波器、選擇濾波器等。輸入濾波器將濾波后的樣本輸出至FFT單元44。FFT單元44對(duì)濾波后的樣本進(jìn)行時(shí)域至頻域轉(zhuǎn)換，以提供分?jǐn)?shù)間隔樣本130。抽取單元42抽取(下采樣)分?jǐn)?shù)間隔樣本130以提供符號(hào)間隔樣本150。計(jì)算器50接收符號(hào)間隔樣本150并基于符號(hào)間隔樣本150來(lái)計(jì)算分?jǐn)?shù)間隔均衡器60的抽頭(由168表示)。計(jì)算器50還將抽頭168饋送給分?jǐn)?shù)間隔均衡器60。計(jì)算器50包括第一計(jì)算單元51、第二計(jì)算單元52、插值單元54以及第三計(jì)算單元53。第一計(jì)算單元51接收符號(hào)間隔樣本150并計(jì)算符號(hào)間隔樣本150的符號(hào)間隔自相關(guān)152。這可包括執(zhí)行分集支路的自相關(guān)以及執(zhí)行不同分集支路的互相關(guān)。第二計(jì)算單元52接收符號(hào)間隔樣本150以及導(dǎo)頻序列154。第二計(jì)算單元52通過(guò)在符號(hào)間隔樣本150和導(dǎo)頻序列154之間執(zhí)行互相關(guān)來(lái)計(jì)算符號(hào)間隔信道估計(jì)156。插值單元44接收符號(hào)間隔自相關(guān)152并對(duì)其進(jìn)行插值以提供分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)162。插值單元54還接收符號(hào)間隔信道估計(jì)156并對(duì)其進(jìn)行插值以提供分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)166。插值單元54可通過(guò)應(yīng)用插值濾波器來(lái)執(zhí)行插值，插值濾波器可由矢量w表示。矢量w被定義為截?cái)嗾壹?jí)數(shù)。矢量w的第η個(gè)元素(w(n))可由以下等式在數(shù)學(xué)上表示w (n) = [Sinus ((n+0. 5) *T) ] / ((n+0. 5) *T) =Sinc ((n+0. 5) *T)。變量 T 是輸入信號(hào) 110 的樣本周期或碼片序列的樣本周期。替代地，插值單元54可以使用任何其他插值方法來(lái)執(zhí)行插值。第三計(jì)算單元53接收分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)162以及分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)166。第三計(jì)算單元53基于分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)162和分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)166來(lái)計(jì)算分?jǐn)?shù)間隔均衡器60的抽頭 168。第三計(jì)算單元53可以執(zhí)行以下操作中至少一種或其組合取平均、循環(huán)行列式擴(kuò) 展、FFT、矩陣求逆、乘法、逆FFT (IFFT)。將參考圖3更詳細(xì)說(shuō)明這些操作中的一些操作。第三計(jì)算單元53輸出(饋送)分?jǐn)?shù)間隔均衡器60的抽頭或可以被FFT轉(zhuǎn)換或IFFT轉(zhuǎn)換以提供抽頭的值。分?jǐn)?shù)間隔均衡器60通過(guò)執(zhí)行一系列乘法和加法運(yùn)算來(lái)執(zhí)行分?jǐn)?shù)間隔均衡。分?jǐn)?shù)間隔均衡器60在其抽頭被設(shè)定為基于由第三計(jì)算單元53計(jì)算的抽頭168的值之后執(zhí)行均衡。分?jǐn)?shù)間隔均衡器60輸出可以由接收器10進(jìn)一步處理的均衡后的信號(hào)170。例如，均衡后的信號(hào)170可由解擾/解擴(kuò)單元70濾波、由解碼器72解碼等。圖2示意性示出接收器10'的實(shí)施例的實(shí)例的框圖。接收器10'包括輸入天線(xiàn)20和20'、ADC 30、ADC 30'、處理單元40'、計(jì)算器50、分?jǐn)?shù)間隔均衡器60以及例如解擾/解擴(kuò)單元70和解碼器72的其他部件。圖2的接收器10'與圖I的接收器10的不同之處在于(I)接收器10'包括一對(duì)輸入天線(xiàn)20和20'(而不是單個(gè)輸入天線(xiàn)20)，(2)接收器10'包括一對(duì)ADC 30和30'(而不是單個(gè)ADC 30)，以及(3)接收器10'包括抗混疊濾波器43和43'。抗混疊濾波器43和43'屬于處理單元40'。輸入天線(xiàn)20連接至ADC 30，且輸入天線(xiàn)20'連接至ADC 3(V。輸入天線(xiàn)20接收輸入信號(hào)110。ADC 30生成過(guò)采樣樣本120。輸入天線(xiàn)20'接收輸入信號(hào)110'。ADC 30'生成過(guò)采樣樣本120'。過(guò)采樣樣本120表示多個(gè)(V)分集支路。過(guò)采樣樣本120'表示另外的多個(gè)(V)分集支路。如果V=2，則接收器10'處理四個(gè)分集支路。過(guò)采樣樣本120以及過(guò)采樣樣本120'被發(fā)送至處理單元40'。處理單元40'處理過(guò)采樣樣本120以及120'以提供分?jǐn)?shù)間隔樣本130、分?jǐn)?shù)間隔樣本130'、符號(hào)間隔樣本150以及符號(hào)間隔樣本150'。處理單元40'包括(1)輸入濾波器41和4Γ，(2)抗混疊濾波器43和43'，
(3)抽取單元42和42'，以及(4) FFT單元44和44'。處理單元40'在操作時(shí)通過(guò)以下操作中的至少一種來(lái)處理過(guò)采樣樣本120和120':應(yīng)用匹配濾波器、執(zhí)行時(shí)域至頻域轉(zhuǎn)換(諸如快速傅里葉變換)、抗混疊濾波、降頻轉(zhuǎn)換等等。抗混疊濾波器43連接在FFT單元44和抽取單元42之間。抗混疊濾波器43'連接在FFT單元44'和抽取單元42'之間。輸入濾波器41和41'中每一個(gè)都例如可以是匹配濾波器、選擇濾波器等。輸入濾波器41和41'對(duì)過(guò)采樣樣本120和12(V進(jìn)行濾波以提供濾波后的分?jǐn)?shù)間隔樣本121和121'。FFT單元44和44'對(duì)濾波后的分?jǐn)?shù)間隔樣本121和121'執(zhí)行時(shí)域至頻域轉(zhuǎn)換以提供中間分?jǐn)?shù)間隔樣本122和122'?？够殳B濾波器43和43'對(duì)中間分?jǐn)?shù)間隔樣本122和122'執(zhí)行抗混疊濾波以提供分?jǐn)?shù)間隔樣本130和130'。43和43'中的每個(gè)抗混疊濾波器都可具有基本上等于碼片序列或輸入信號(hào)110或110'的符號(hào)周期的時(shí)間響應(yīng)。43和43'中的每個(gè)抗混疊濾波器都可例如是基于該符號(hào) 周期的簡(jiǎn)單截?cái)唷罢摇睘V波器。ADC 30以及抗混疊濾波器43可以集成在一起。而且，ADC 30'以及抗混疊濾波器43'可以集成在一起。抽取單元42和42'抽取(下采樣)分?jǐn)?shù)間隔樣本130和130'以提供符號(hào)間隔樣本 150 和 150'。符號(hào)間隔樣本150和150'從處理單元40'發(fā)送至計(jì)算器50。分?jǐn)?shù)間隔樣本130和130'發(fā)送至分?jǐn)?shù)間隔均衡器60。符號(hào)間隔樣本150以及分?jǐn)?shù)間隔樣本130表不過(guò)米樣樣本120,而符號(hào)間隔樣本15(V以及分?jǐn)?shù)間隔樣本13(V表示過(guò)采樣樣本12(V。計(jì)算器50接收符號(hào)間隔樣本150和15(V并基于符號(hào)間隔樣本150和15(V來(lái)計(jì)算分?jǐn)?shù)間隔均衡器60的抽頭。第一計(jì)算單元51接收符號(hào)間隔樣本150和150'，并計(jì)算符號(hào)間隔樣本150和150'的符號(hào)間隔自相關(guān)152。計(jì)算可例如包括執(zhí)行分集支路的自相關(guān)以及執(zhí)行不同分集支路的互相關(guān)。第二計(jì)算單元52接收符號(hào)間隔樣本150和150'以及導(dǎo)頻序列154。第二計(jì)算單元通過(guò)執(zhí)行符號(hào)間隔樣本150和15(V中的每個(gè)之間以及導(dǎo)頻序列154之間的互相關(guān)來(lái)計(jì)算符號(hào)間隔信道估計(jì)156。可以為每個(gè)分集支路提供導(dǎo)頻序列154。導(dǎo)頻序列154可以通過(guò)任一附圖中都未示出的FFT進(jìn)行FFT轉(zhuǎn)換。插值單元54接收符號(hào)間隔自相關(guān)152并對(duì)其進(jìn)行插值以提供分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)162。插值單元54還接收符號(hào)間隔信道估計(jì)156并對(duì)其進(jìn)行插值以提供分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)166。第三計(jì)算單元53接收分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)162以及分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)166，且基于分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)162和分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)166來(lái)計(jì)算分?jǐn)?shù)間隔均衡器60的抽頭168。第三計(jì)算單元53可執(zhí)行以下操作中的至少一種或其組合取平均、循環(huán)行列式擴(kuò)展、FFT、矩陣求逆、乘法、IFFT等。分?jǐn)?shù)間隔均衡器60通過(guò)執(zhí)行一系列乘法和加法運(yùn)算來(lái)執(zhí)行分?jǐn)?shù)間隔均衡。分?jǐn)?shù)間隔均衡器60在其抽頭被設(shè)定為基于(或等于)由第三計(jì)算單元53計(jì)算的抽頭168的值之后執(zhí)行均衡。分?jǐn)?shù)間隔均衡器60輸出均衡后的信號(hào)170。
圖3示意性示出計(jì)算器50以及分?jǐn)?shù)間隔均衡器60的實(shí)例。計(jì)算器50執(zhí)行各種計(jì)算，諸如矩陣變換、FFT、IFFT以及可簡(jiǎn)化均衡處理且特別是簡(jiǎn)化分?jǐn)?shù)間隔濾波器60的抽頭的計(jì)算的其他數(shù)學(xué)運(yùn)算。分?jǐn)?shù)間隔濾波器60例如可以是1/2符號(hào)間隔濾波器，但是其他分?jǐn)?shù)間隔濾波器(1/3，1/4，1/8等等)也可包含在接收器10或10'中。 將通過(guò)使用以下符號(hào)來(lái)表示計(jì)算器50和分?jǐn)?shù)間隔均衡器60的操作方式
-粗體字表示矢量。-大寫(xiě)字表示矩陣。-V"是矢量V的翻轉(zhuǎn)且共軛的版本。-Vt是矢量V的轉(zhuǎn)置版本。-Mt是矩陣M的轉(zhuǎn)置版本。HT1是M的逆矩陣。-diag(a)是在其主對(duì)角線(xiàn)中具有a的對(duì)角矩陣。-Fnm是具有nXm維度的傅里葉變換矩陣。-X是其元素是符號(hào)間隔樣本150的矢量。-Xi是其元素屬于符號(hào)間隔樣本150的第i個(gè)分集支路的矢量。-p是其元素形成導(dǎo)頻序列的矢量。-g是P和Xh之間的互相關(guān)矢量(g=xH*p)。-R是表示符號(hào)間隔自相關(guān)160的協(xié)方差矩陣。R=E(x*xh)。_f是其元素是分?jǐn)?shù)間隔濾波器60的抽頭的矢量。其可通過(guò)使用以下線(xiàn)性最小均方誤差(LMMSE)準(zhǔn)則來(lái)計(jì)算J=IT1^g。-W是表示插值單元53的插值濾波器矢量,其中Wn=Sinc ((n+l/S)*T)。-O表示卷積運(yùn)算。第一計(jì)算單元51包括乘法器512，其后是IFFT單元514。第一計(jì)算單元51接收符號(hào)間隔樣本150和150'，并且計(jì)算由協(xié)方差矩陣R表示的符號(hào)間隔自相關(guān)152。乘法器512接收表示符號(hào)間隔樣本150和15(V的矢量，對(duì)這些矢量的對(duì)應(yīng)元素進(jìn)行相乘以提供符號(hào)間隔自相關(guān)矢量152。R可以是塊Topelitz矩陣,其中其Ri, j Topelitz塊是由互相關(guān)矢量ry構(gòu)建的協(xié)方差，其中r^FHuZdiaghNX^^^Xi"。互相關(guān)矢量可以通過(guò)在Xi和Xi"之間執(zhí)行圓周卷積來(lái)計(jì)算士，j=FHD，N*diag (Fn nX1) * (Fn nXj)如果存在四個(gè)分集支路(B0，BI，B2和B3)，則R應(yīng)包括16個(gè)塊(矩陣)，其表示這些分集支路之間的16種不同的互相關(guān)。形成R的每個(gè)塊(矩陣)的索引指示與形成這些矩陣有關(guān)的分集支路。
%'0 Kl ^0,2 R0^
R10 Rll R12 R13R可以具有以下格式
權(quán)利要求
1.一種用于均衡信號(hào)的方法，該方法包括 接收輸入信號(hào)； 對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣以提供過(guò)采樣樣本； 處理所述過(guò)采樣樣本以提供符號(hào)間隔樣本以及提供表示所述過(guò)采樣樣本的分?jǐn)?shù)間隔樣本； 基于所述符號(hào)間隔樣本來(lái)計(jì)算分?jǐn)?shù)間隔均衡器的抽頭； 將所述抽頭饋送給所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器；以及 通過(guò)所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器對(duì)所述分?jǐn)?shù)間隔樣本進(jìn)行濾波以提供均衡后的樣本。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括計(jì)算作為1/2符號(hào)間隔均衡器的分?jǐn)?shù)間隔均衡器 的抽頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括在不應(yīng)用抗混疊濾波的情況下處理所述過(guò)采樣樣本。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括 計(jì)算所述符號(hào)間隔樣本的符號(hào)間隔自相關(guān)； 計(jì)算符號(hào)間隔信道估計(jì)； 對(duì)所述符號(hào)間隔自相關(guān)和所述符號(hào)間隔信道估計(jì)進(jìn)行插值以提供分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)和分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)；以及 基于所述分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)和所述分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)來(lái)計(jì)算所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器的抽頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括 接收由多個(gè)天線(xiàn)發(fā)射的信號(hào)以提供多個(gè)輸入信號(hào)；以及 對(duì)所述多個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣以提供所述過(guò)采樣樣本。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括對(duì)所述過(guò)采樣樣本進(jìn)行抗混疊濾波以提供表示所述過(guò)采樣樣本的分?jǐn)?shù)間隔樣本。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括應(yīng)用抗混疊濾波器，所述抗混疊濾波器具有基本上等于通過(guò)所述過(guò)采樣樣本表示的輸入信號(hào)的符號(hào)周期的時(shí)間響應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括 計(jì)算所述符號(hào)間隔樣本的符號(hào)間隔自相關(guān)； 計(jì)算符號(hào)間隔信道估計(jì)； 對(duì)所述符號(hào)間隔自相關(guān)和所述符號(hào)間隔信道估計(jì)進(jìn)行插值以提供分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)和分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)；以及 基于所述分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)和所述分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)來(lái)計(jì)算所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器的抽頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括 通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)生成所述過(guò)采樣樣本；以及 通過(guò)與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器集成在一起的抗混疊濾波器來(lái)執(zhí)行所述抗混疊濾波。
10.一種接收器，包括 采樣單元，所述采樣單元用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣以提供過(guò)采樣樣本； 處理單元，所述處理單元耦合至所述采樣單元，用于處理所述過(guò)采樣樣本以提供符號(hào)間隔樣本和提供分?jǐn)?shù)間隔樣本； 分?jǐn)?shù)間隔均衡器，所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器耦合至所述處理單元，用于對(duì)所述分?jǐn)?shù)間隔樣本進(jìn)行濾波以提供均衡后的樣本；以及 計(jì)算器，所述計(jì)算器用于基于所述符號(hào)間隔樣本來(lái)計(jì)算所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器的抽頭以及用于將所述抽頭饋送給所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接收器，其中所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器是1/2符號(hào)間隔均衡器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接收器，其中處理單元被布置成在不應(yīng)用抗混疊濾波的情況下處理所述過(guò)采樣樣本。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接收器，其中所述計(jì)算器包括 第一計(jì)算單元，所述第一計(jì)算單元用于計(jì)算所述符號(hào)間隔樣本的符號(hào)間隔自相關(guān)； 第二計(jì)算單元，所述第二計(jì)算單元用于計(jì)算符號(hào)間隔信道估計(jì)； 插值單元，所述插值單元用于對(duì)所述符號(hào)間隔自相關(guān)進(jìn)行插值和對(duì)所述符號(hào)間隔信道估計(jì)進(jìn)行插值以提供分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)和分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)；以及 第三計(jì)算單元，所述第三計(jì)算單元用于基于所述分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)和所述分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)來(lái)計(jì)算所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器的抽頭。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接收器，包括 多個(gè)輸入天線(xiàn)，所述多個(gè)輸入天線(xiàn)用于接收發(fā)射信號(hào)以提供多個(gè)輸入信號(hào)；以及 采樣單元，所述采樣單元用于對(duì)所述多個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣以提供所述過(guò)采樣樣本。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接收器，其中所述處理單元包括抗混疊濾波器，所述抗混疊濾波器用于所述過(guò)采樣樣本的抗混疊濾波以提供所述分?jǐn)?shù)間隔樣本。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接收器，其中所述抗混疊濾波器具有基本上等于由所述過(guò)采樣樣本表示的輸入信號(hào)的符號(hào)周期的時(shí)間響應(yīng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接收器，其中所述計(jì)算單元包括 第一計(jì)算單元，所述第一計(jì)算單元用于計(jì)算所述符號(hào)間隔樣本的符號(hào)間隔自相關(guān)； 第二計(jì)算單元，所述第二計(jì)算單元用于計(jì)算符號(hào)間隔信道估計(jì)； 插值單元，所述插值單元用于對(duì)所述符號(hào)間隔自相關(guān)進(jìn)行插值和對(duì)所述符號(hào)間隔信道估計(jì)進(jìn)行插值以提供分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)和分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)；以及 第三計(jì)算單元，所述第三計(jì)算單元用于基于所述分?jǐn)?shù)間隔自相關(guān)和所述分?jǐn)?shù)間隔信道估計(jì)來(lái)計(jì)算所述分?jǐn)?shù)間隔均衡器。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接收器，其中所述采樣單元是模數(shù)轉(zhuǎn)換器，且其中所述抗混疊濾波器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器集成在一起。
全文摘要
一種用于均衡信號(hào)的接收器和方法，該方法包括接收輸入信號(hào)；對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣以提供過(guò)采樣樣本；處理過(guò)采樣樣本以提供符號(hào)間隔樣本以及提供表示過(guò)采樣樣本的分?jǐn)?shù)間隔樣本；基于符號(hào)間隔樣本來(lái)計(jì)算分?jǐn)?shù)間隔均衡器的抽頭；將抽頭饋送給分?jǐn)?shù)間隔均衡器；以及通過(guò)分?jǐn)?shù)間隔均衡器對(duì)分?jǐn)?shù)間隔樣本進(jìn)行濾波以提供均衡后的樣本。
文檔編號(hào)H04B1/06GK102668399SQ200980162615
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者吉迪恩·庫(kù)茨, 諾姆·扎克, 陳偉鐘 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司