專利名稱：無線通信系統(tǒng)中的無線電接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)中的無線電接收器，并且涉及一種用于對無線電信號進(jìn) 行處理的方法。
背景技術(shù)：
可根據(jù)通常由標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的多個(gè)不同通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)代無線通信中對攜帶數(shù) 據(jù)的無線電信號的傳輸。對能夠操作以支持不止一個(gè)這些無線通信系統(tǒng)的設(shè)備的需求日益 增加。移動(dòng)無線電接收器設(shè)備包括被設(shè)置成通過一個(gè)或多個(gè)天線來接收和發(fā)送無線信號的 模擬射頻(RF)/中頻(IF)級。RF/IF級的輸出被典型地轉(zhuǎn)換為基帶，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字抽樣，此后對該數(shù)字抽樣進(jìn)行處理以用于信號檢測以及以可 信度值的形式對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。ADC可替代地直接在IF操作，在這種情況下，在數(shù)字域中執(zhí) 行轉(zhuǎn)換為基帶。已知有對數(shù)字抽樣的多種不同類型的前端處理以實(shí)現(xiàn)信號檢測，包括耙式 接收器處理和信道均衡處理。在碼分多址(CDMA)的無線系統(tǒng)中，利用單獨(dú)擴(kuò)展序列在代碼域中對不同物理信 道進(jìn)行多路復(fù)用。在正交擴(kuò)展碼字的情況下，原始數(shù)據(jù)符號能夠隨后在接收器中通過解擴(kuò) 展被有效地分離出來。在寬帶CDMA (WCDMA)的蜂窩系統(tǒng)中，利用正交可變擴(kuò)展因子(OVSF)碼執(zhí)行下行代 碼多路復(fù)用。然而，OVSF碼字僅在理想的時(shí)間校準(zhǔn)(timealignment)的條件下彼此正交。 在存在多徑傳播的情況下，代碼正交性喪失，并且解擴(kuò)展的操作受到多址干擾(MAI)的影 響。CDMA移動(dòng)無線電接收器傳統(tǒng)地采用依賴擴(kuò)展序列的相關(guān)特性的耙式處理器。例 如在紐約的麥克勞-希爾出版公司在1995年出版的作者為J. G. Proakis的“Digital Communication”中描述了耙式處理器。如果代碼多路復(fù)用傳輸之間的MAI與其它噪聲源和 干擾是可比的，那么在存在代碼相關(guān)性的情況下這類接收器遭受性能劣化。在這些條件下， 通過在解擴(kuò)展之前企圖恢復(fù)代碼之間的正交性可實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)點(diǎn)?；诎沂教幚淼膫鹘y(tǒng)3GPP 接收器的次優(yōu)性會(huì)引起顯著的性能惡化，尤其是下行數(shù)據(jù)率從WCDMA版本99的384kbps增 大到若干Mbps的高速下行分組接入(HDSPA)率。當(dāng)多路徑破壞了代碼正交性時(shí)，有效方法 是使用信道均衡而不是耙式處理。在過去的幾十年中廣泛地采用信道均衡技術(shù)以用于抗擊頻率選擇傳輸信道上的 符號間干擾。在紐約的麥克勞-希爾出版公司在1995年出版的作者為J.G. Proaki s的 "Digital Communication"以及在1987年，新澤西，恩格爾伍德克利夫斯，普倫蒂斯霍爾， 作者為 S. Benedetto, Ε. Biglieri, V. Castellani 的"Digital Transmission Theory，，中 對信道均衡技術(shù)進(jìn)行了描述。信道均衡器最近在時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)移 動(dòng)無線系統(tǒng)的接收器方面得到應(yīng)用。在IEEE車輛技術(shù)大會(huì)會(huì)報(bào)，1997年5月，亞利桑 那州，鳳凰城，第 1 卷，第 203-207 頁，作者為 A.Klein 的“Data Detection Algorithms SpeciallyDesigned for the Downlink of CDMAMobile Radio Systems” 中對將信道均衡
4應(yīng)用到CDMA蜂窩式系統(tǒng)的示例進(jìn)行了描述。尤其是在同步CDMA蜂窩式系統(tǒng)中，與3GPP WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的前向鏈路的情況一樣，芯片級均衡允許以增大實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度為代價(jià)顯著地提高 傳統(tǒng)耙式接收器的性能。與3GPP高速下行分組接入(HSDPA) —樣，該優(yōu)點(diǎn)對高速率數(shù)據(jù)傳
輸尤其重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是使無線通信環(huán)境中的接收器的處理裝備最優(yōu)化，尤其是考慮到相 對于計(jì)算資源所設(shè)置的處理性能和/或要獲得該處理性能所需的功耗。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于無線通信系統(tǒng)的無線電接收器，該無線 電接收器包括信道均衡裝置，其被設(shè)置成接收輸入信號的數(shù)字抽樣并且生成均衡的輸出， 所述信道均衡裝置包括用于根據(jù)使用一組均衡器參數(shù)的均衡器算法來對所述數(shù)字抽樣進(jìn) 行處理的裝置；用于估計(jì)在其上已經(jīng)接收信號的信道的至少一個(gè)參數(shù)的裝置；以及用于根 據(jù)至少一個(gè)所述估計(jì)的信道參數(shù)來選擇至少一個(gè)所述均衡器參數(shù)的裝置。本發(fā)明的另一方面提供了一種用于對無線電接收器中的無線電通信信號進(jìn)行處 理的方法，該方法包括接收輸入的無線電通信信號的數(shù)字抽樣并且根據(jù)使用一組均衡器 參數(shù)的均衡器算法來對那些抽樣進(jìn)行處理以產(chǎn)生均衡的輸出；估計(jì)在其上已經(jīng)傳輸輸入信 號的信道的至少一個(gè)參數(shù)；以及根據(jù)至少一個(gè)所述估計(jì)的信道參數(shù)來選擇至少一個(gè)所述均 衡器參數(shù)。還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品當(dāng)在處理器上執(zhí)行時(shí)可實(shí)現(xiàn)上 面所定義的方法。在這種情況下，該處理器能夠構(gòu)成與執(zhí)行均衡器算法本身的那個(gè)處理裝 置相同的處理裝置。也就是說，用于選擇多個(gè)均衡器參數(shù)之一的程序能夠由執(zhí)行算法本身 以實(shí)現(xiàn)均衡器功能的同一處理器來執(zhí)行。本發(fā)明人認(rèn)識到信道均衡可提供優(yōu)越性能與可用處理資源的使用和/或功耗之 間的最佳折衷的程度取決于確定的信道條件。更特別地，本發(fā)明人意識到用于實(shí)現(xiàn)信道均 衡的特定均衡參數(shù)可提供取決于確定的信道條件的不同益處。在該上下文中，信道一詞用于表示無線電信號的通信路徑。如為本領(lǐng)域所公知的， 根據(jù)所使用的通信系統(tǒng)，信道可由時(shí)間、代碼或頻率來定義。特定信道的質(zhì)量受到與傳播環(huán) 境有關(guān)的條件、蜂窩布局以及無線通信系統(tǒng)中的其它條件的影響。


為了更好地理解本發(fā)明并且為了示出如何實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)在通過示例的方式參考 附圖，在附圖中圖1是無線通信設(shè)備的示意性方框圖；圖2是示出了在耙式接收器處理與均衡器處理之間進(jìn)行選擇的方框圖；圖3是處理功能的示意性方框圖；圖4是用于選擇處理功能的一系列步驟的示意圖；圖5是用于選擇一組均衡器參數(shù)的示意性方框圖；以及圖6是用于選擇均衡器算法的示意性方框圖。
具體實(shí)施例方式圖1是用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)送和接收信號的設(shè)備的示意性方框圖。這種設(shè)備 能夠以許多不同方式實(shí)現(xiàn)，但是根據(jù)圖1，一系列RF/IF級32被設(shè)置成通過一個(gè)或多個(gè)天 線20接收和發(fā)送無線信號(TX，RX)。這里所討論的本發(fā)明的實(shí)施例主要與接收無線信號 有關(guān)，因此不會(huì)再進(jìn)一步提及發(fā)送信號。在RF/IF級的輸出所接收到的信號被典型地轉(zhuǎn)換 為基帶，其中ADC將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字抽樣。圖1的塊32包括用于對所接收到的無線電 信號進(jìn)行處理并且提供數(shù)字信號抽樣Y (k)的部件。這可以本領(lǐng)域公知的且在這里沒有進(jìn) 一步討論的不同方式實(shí)現(xiàn)。將抽樣Y (k)提供給與處理器22、指令存儲(chǔ)器24以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器26進(jìn)行通信的 數(shù)據(jù)傳輸引擎30。該處理器22負(fù)責(zé)對抽樣γ (k)進(jìn)行處理。處理器22可執(zhí)行以代碼序列 形式保存在指令存儲(chǔ)器24中的多個(gè)不同功能。這提供了所謂的軟調(diào)制解調(diào)器，該軟調(diào)制解 調(diào)器具有在這里所進(jìn)一步討論的許多優(yōu)點(diǎn)。圖2和圖3是示出處理器22所執(zhí)行的多個(gè)不同功能當(dāng)中的一些的示意性方框圖。 將塊10所表示的第一功能稱為信道參數(shù)的估計(jì)。該功能估計(jì)與在無線通信系統(tǒng)中在其上 傳輸無線電信號的通信信道有關(guān)的多個(gè)不同參數(shù)。功能10在時(shí)間k提供輸出Yn(k)，n = 1，…，Ne，其中Nc表示估計(jì)的信道參數(shù)的數(shù)目，所述估計(jì)的信道參數(shù)表示從所接收到的信 號抽樣Y (k)得到的一組信道參數(shù)。所估計(jì)的信道參數(shù)Yn(k)可用于多個(gè)不同目的。如在 圖2和圖3中所示的，所述估計(jì)的信道參數(shù)被提供到選擇耙式/均衡器接收器功能12，該功 能12確定是利用耙式接收器還是均衡器接收器來對所接收到的抽樣進(jìn)行處理。耙式接收 器或均衡器接收器是由用于執(zhí)行來自指令存儲(chǔ)器24的適當(dāng)代碼序列的處理器22實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)一步提供參數(shù)Yn(k)到在選擇了均衡器接收器16的情況下使用的選擇均衡器 算法功能18。如果使用，那么功能18根據(jù)已被估計(jì)的信道參數(shù)來選擇用于實(shí)現(xiàn)均衡器接收 器16的特定算法。將該算法提供給如輸入17所圖表表示的信道均衡器。當(dāng)然實(shí)際上這是 將由被選擇作為指令存儲(chǔ)器中的代碼序列的適當(dāng)算法來實(shí)現(xiàn)的。信道參數(shù)γ n(k)還被提供給選擇均衡器參數(shù)功能14。均衡器參數(shù)選擇功能14在 選擇了均衡器接收器(如塊16所表示的)的情況下被使用并且控制用于實(shí)施均衡器接收 器的參數(shù)，這些參數(shù)表示為θη(10，η = 1，…，Ne，其中Ne表示相關(guān)均衡器參數(shù)的數(shù)目?，F(xiàn)在更詳細(xì)地討論使用所估計(jì)的信道參數(shù)以控制對耙式接收器或均衡器接收器 的選擇(功能12)。圖2以示意性形式說明了該原理。將數(shù)字抽樣Yn(k)提供給具有輸入 5的開關(guān)4，所述輸入5從功能12接收用于選擇耙式接收器或均衡器處理的命令信號。根 據(jù)該信號，開關(guān)4通過耙式接收器7選擇處理路徑6或者通過均衡器9選擇處理路徑8。如 為該技術(shù)領(lǐng)域所公知的，對于在單獨(dú)的信道化碼上傳輸?shù)拿總€(gè)信道而言，耙式接收器包括 一組耙指7a，7b，…。每個(gè)指與單個(gè)解擾器/解擴(kuò)器9以及加權(quán)功能11相關(guān)，并且相對于 每個(gè)信道而言的指組與在輸出路徑15上提供所處理的輸出的加法器13相關(guān)。因?yàn)榘沂浇?收器的操作為所屬技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員所熟知，因此在這里不對其功能做進(jìn)一步描述。對于在單獨(dú)的信道化碼上傳輸?shù)拿總€(gè)信道而言，均衡器接收器19包括芯片級均 衡器16和多個(gè)解擾器/解擴(kuò)器21a，21b，...。沿著輸出路徑23提供解擾器/解擴(kuò)器的輸 出。輸出開關(guān)25將線27上的處理過的輸出提供給隨后的解碼功能。開關(guān)25 (如開關(guān)4 一 樣)受到控制輸入5的控制，所述控制輸入5從功能12接收用于選擇耙式接收器或均衡器的命令信號。雖然圖2對處理功能選擇的原理進(jìn)行了說明，但是容易意識到，在圖1中所說明的 本發(fā)明的實(shí)施例中不可能對不同物理路徑(6，8，15，23)進(jìn)行標(biāo)識。而是通過根據(jù)處理器22 是執(zhí)行耙式接收器功能還是均衡器接收器功能而下載不同代碼序列來進(jìn)行選擇。在任何給定時(shí)間僅執(zhí)行耙式或均衡器處理的接收器的這種軟件實(shí)現(xiàn)中，相對于以 硬件實(shí)現(xiàn)信道均衡器的傳統(tǒng)接收器而言，上述方法還提供了計(jì)算復(fù)雜度的總體上降低。在 這方面，基于硬件實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器被迫在最大數(shù)據(jù)率要求所決定的設(shè)計(jì)與將多種算 法實(shí)例化為(instantiation)為單獨(dú)硅區(qū)之間進(jìn)行選擇。這些解決方案意味著更高的實(shí)現(xiàn) 成本、大小、和/或功耗，并且任何折衷將不可避免地使性能惡化。另一方面，上述提出的方 案通過重新使用公用平臺(tái)以自適應(yīng)地選擇能夠使性能最大化且使功耗最小化的最佳信號 處理功能組可降低復(fù)雜度、大小以及成本。現(xiàn)在參考圖4對根據(jù)對特定信道參數(shù)的估計(jì)來選擇處理功能的方法進(jìn)行描述。本 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)有利的是可通過按照確定的順序(如圖4和在下面所說明的)對不同信道參數(shù) 進(jìn)行檢查來應(yīng)用選擇準(zhǔn)則。然而很容易意識到的是也可使用其它適當(dāng)順序。步驟Sl產(chǎn)生與傳輸信道的用戶的移動(dòng)性有關(guān)的信道非平穩(wěn)性程度的估計(jì)，其例 如是由多普勒擴(kuò)展或最大多普勒頻率的估計(jì)或者移動(dòng)終端的相對速度的估計(jì)所給出的。這 些估計(jì)為本技術(shù)領(lǐng)域公知的，因此在這里不對估計(jì)的方式做進(jìn)一步討論。在1996年，MA, 諾威爾，Kluwer，作者為 G. L. Stuber 的 “Principles of Mobile Communications” 中、在 IEEE車輛技術(shù)會(huì)議會(huì)報(bào)，1993年5月，新澤西，錫考克斯，第859-862頁，作者為A. Sampa th 禾口 J. M. Holtzman 的"Estimation of Maximum Doppler Frequency for Handoff Decisions”中、在無線通信和移動(dòng)計(jì)算，2001年3月，第1卷，第2期，第221-242頁，作者為 C. Tepedelenlioglu,A. Abdi,G. B,GiannakisfPM. Kaveh 的"Estimation of Dopplerspread and Signal Strength in Mobile Communications with Applications to Handoff and Adaptive Transmission”中，以及其中的參考文獻(xiàn)中描述了示例?？蓪⒔邮掌髟O(shè)計(jì)成對相 對低時(shí)變的信道使用均衡器處理，而對快時(shí)變的信道則切換到耙式處理，其中轉(zhuǎn)換門限應(yīng) 取決于均衡器復(fù)雜性與接收器性能之間的期望折衷。多普勒比較步驟S2對多普勒估計(jì)信 號Y1與適當(dāng)門限Th11進(jìn)行比較。如果Y工超過門限ThD，那么該步驟選擇耙式接收器處理。 如果多普勒估計(jì)信號Y1沒有超過門限ThD，那么該比較產(chǎn)生否定回答，并且選擇處理繼續(xù) 進(jìn)行窗外能量比較步驟。窗外能量估計(jì)S3提供了均衡器信道估計(jì)所使用的時(shí)間窗之外的信道能量的估 計(jì)。在智能信號處理和通信系統(tǒng)的IEEE國際研討會(huì)會(huì)報(bào)，1998年11月，澳大利亞，墨爾本， 第 665-669 頁，作者為 C Luschi, M. Sandell. P. Strauch 和 R-H. Yan 的“Adaptive Channel MemoryTruncation for Digital Mobile Communications，，中描述了Tj^i歹[J。僅當(dāng)信道估計(jì) 窗捕獲了相當(dāng)大百分比的信道能量時(shí)(這不會(huì)發(fā)生在非常高延遲擴(kuò)展的情況下)，才選擇 均衡器處理。為此，對窗外能量Y2與門限Thw進(jìn)行比較。如果“大于門限Thw，那么該 步驟選擇耙式接收器處理。如果窗外能量Y2不大于THw，那么選擇處理繼續(xù)進(jìn)行單射線 (single-ray)信道檢測步驟。延遲擴(kuò)展估計(jì)S5產(chǎn)生例如由均方根(rms)延遲擴(kuò)展的估計(jì)所給出的輸出Y2。 在計(jì)算機(jī)和通信的IEEE國際研討會(huì)會(huì)報(bào)，2003年6月-7月，土耳其，凱梅爾-安塔利亞，第 282-287 頁，作者為 H. Arslan 和 T. Yucek 的 “Delay Spread Estimation for Wireless Communication System”中給出了延遲擴(kuò)展估計(jì)的實(shí)例。將參數(shù)Y 3提供給單射線信道檢 測步驟S6以確定傳輸信道可否被認(rèn)為是由單個(gè)傳播路徑(不存在多路徑)產(chǎn)生的。在單 個(gè)路徑傳播的情況下，該步驟選擇耙式接收器處理。更一般地，非常高延遲擴(kuò)展(長信道脈沖響應(yīng))和零延遲擴(kuò)展(單射線信道脈沖 響應(yīng))的條件的識別可以用于將接收器切換到耙式接收器處理。在該技術(shù)領(lǐng)域中通常使用 術(shù)語“信道長度”以表示與信道延遲擴(kuò)展有關(guān)的信道脈沖響應(yīng)的持續(xù)時(shí)間。在非單射線信道的情況下，該處理轉(zhuǎn)到從ζ平面中的信道零點(diǎn)的位置估計(jì)出信道 特性(S7)。在IEEE會(huì)報(bào)，1984年9月，第72卷，第9期，第1131-1142頁，作者為Y. Bistritz 的"Zero Location with Respect to the Unit Circle of Discrete-Time Linear System Polynomials"以及其中的參考文獻(xiàn)中給出了這是如何進(jìn)行的示例?？蓪⒔邮掌髟O(shè)計(jì)成在 存在下述零點(diǎn)位置的情況下切換到耙式處理，所述零點(diǎn)位置標(biāo)識出對均衡器的操作_在信 道零點(diǎn)接近ζ平面的單位圓的線性均衡情況時(shí)，或者對分?jǐn)?shù)間隔的均衡，或者更一般地說 對均衡器子信道當(dāng)中具有公共零點(diǎn)的接收分集均衡(多個(gè)接收天線或者通過過采樣所獲 得的多個(gè)子信道)很關(guān)鍵的信道特性。將信道零點(diǎn)位置的估計(jì)Y4提供給關(guān)鍵零點(diǎn)位置檢 測器步驟S8,該步驟在存在對均衡器的操作很關(guān)鍵的零點(diǎn)位置的情況下選擇耙式接收器處 理。在非關(guān)鍵信道特征的情況下，選擇處理繼續(xù)蜂窩幾何形狀比較步驟。蜂窩幾何形狀估計(jì)塊提供了所接收到的蜂窩內(nèi)功率與噪聲加蜂窩間干擾功率之 間的比值(或其倒數(shù))的估計(jì)Y5,或者提供了總的接收功率與噪聲加蜂窩間干擾功率之間 的比值(或其倒數(shù))的估計(jì)(A cellgeometry estimation block provides an estimate Y 5 of the ratio between received intracell power and noise-plus-intercell interference power (or its inverse),or an estimate of the ratio be tween total received power and noise-plus-intercell interference power(or its inverse))。 在我們的同時(shí)待審申請[PWF號316036GB]中描述了可使用的蜂窩幾何形狀估計(jì)技術(shù)的實(shí) 例。可選地，可使用用于對輸入的無線電信號的信騷比進(jìn)行估計(jì)的任何已知技術(shù)，其中擾動(dòng) 是干擾或噪聲或者這兩者。在IEEE通信匯報(bào)，1998年6月，第46卷，第6期，第728-731頁， 作者為 M. Turkboylari 禾P G. L. Stuber 的"An Efficient Algorithm for Estimating the Signal-to-lnterference Ratio in TDMA Cellular Systems”中給出 了用于無線蜂窩系統(tǒng) 的信騷比估計(jì)的示例。作為另一個(gè)選擇，可使用所估計(jì)的信道響應(yīng)的信騷比Y6的估計(jì)，或 者可用信道估計(jì)的質(zhì)量的任何其它表示。除了在耙式與均衡器之間切換之外，在已選擇了均衡器16的情況下，信道參數(shù)估 計(jì)功能10所估計(jì)的信道參數(shù)可用于選擇參數(shù)Θ n(n = 1，. . .，Ne)以實(shí)現(xiàn)均衡器16。圖5是用于在均衡器參數(shù)選擇功能14之內(nèi)選擇一組均衡器參數(shù)的示意性方框圖?？筛鶕?jù)信道窗外能量Y 2和/或信道延遲擴(kuò)展Y 3的估計(jì)來選擇用于對均衡器中 的信道脈沖響應(yīng)進(jìn)行估計(jì)的時(shí)間窗W(圖5的塊14a)。該選擇還取決于輸入信騷比或蜂窩 幾何形狀的估計(jì)Y5和/或取決于所估計(jì)的信道系數(shù)的信騷比的估計(jì)Y6?？筛鶕?jù)信道非平穩(wěn)性或時(shí)間選擇性的程度的估計(jì)，例如通過信道多普勒擴(kuò)展Y ！ 的估計(jì)，選擇用于對信道脈沖響應(yīng)(圖5的塊14b)和所估計(jì)的信道脈沖響應(yīng)的更新的頻率 (圖5的塊14c)進(jìn)行估計(jì)的適當(dāng)濾波器的存儲(chǔ)器。對信道估計(jì)濾波器的選擇還可基于輸入
8信騷比或蜂窩幾何形狀的估計(jì)Y5和/或基于所估計(jì)的信道響應(yīng)的信騷比的估計(jì)Y6。在中至低的信號_噪聲加干擾比時(shí)，通過將幅度低于適當(dāng)門限的所估計(jì)的信道系 數(shù)設(shè)置為零可降低總的信道估計(jì)誤差。根據(jù)輸入信騷比或蜂窩幾何形狀的估計(jì)^和/或 根據(jù)所估計(jì)的信道系數(shù)的信騷比的估計(jì)Y6來選擇該門限的值(圖5的塊14d)。在存在非平穩(wěn)輸入噪聲的情況下，通過對輸入擾動(dòng)Y 7(例如噪聲近似恒定的 時(shí)間段)的非平穩(wěn)性的程度進(jìn)行測量可使用于在例如匪SE均衡情況下對輸入噪聲方差 (variance) ο2進(jìn)行估計(jì)的適當(dāng)濾波器的存儲(chǔ)器自適應(yīng)。在完全不同的基礎(chǔ)上，該濾波可取 決于使用其便于收集輸入噪聲的觀測值的周期-這反過來僅是由要在特定操作條件或者 在關(guān)鍵處理要求之下降低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性的需要而激發(fā)的。例如可根據(jù)信道窗外能量Y2和/或信道長度或信道延遲擴(kuò)展Y3的估計(jì)以及ζ 平面Y4中的信道零點(diǎn)位置的估計(jì)來選擇均衡器系數(shù)的數(shù)目(即均衡器時(shí)間跨度)(圖5的 塊 14f)。在判定反饋均衡的情況下，前饋和反饋均衡器系數(shù)的數(shù)目可類似地基于信道窗外 能量Y2和/或信道長度(或信道延遲擴(kuò)展)Y3的估計(jì)以及ζ平面Y4中的信道零點(diǎn)的位 置的估計(jì)(圖5的塊14g)。可根據(jù)信道非平穩(wěn)性或時(shí)間選擇性的程度的估計(jì)，例如通過信道多普勒擴(kuò)展Y ！ 的估計(jì)，選擇在塊均衡情況下均衡器系數(shù)的更新的頻率或者在自適應(yīng)均衡情況下的系數(shù)步 長(圖5的塊14h)。根據(jù)對從ζ平面Y4中的信道零點(diǎn)位置所得到的信道相位特性的估計(jì)來選擇均衡 器延遲(圖5的塊14i)?，F(xiàn)在參考圖6，圖6是對根據(jù)所估計(jì)的信道條件來選擇特定均衡算法進(jìn)行說明的 示意性方框圖。雖然下述順序表示本發(fā)明的一個(gè)有用實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)可使用任何其 它順序以實(shí)現(xiàn)對適當(dāng)均衡器算法的選擇。圖6中的級6a表示對線性或非線性均衡器結(jié)構(gòu)的選擇。自從Lucky (R. W. Lucky 的“Automatic Equalization for Digital Communication”，貝爾系統(tǒng)技術(shù)期刊，1965 年 4 月，第 44 卷，第 547-588 頁)、Proakis 禾 Π Miller (J. G. Proakis 禾 Π J. H. Miller 的 "An Adaptive receiver for Digital Signaling Through Channels with Intersymbol Interference", IEEE信息論匯報(bào)，1969年7月，第15卷，第4期，第484-497頁)以及其它 (參見IEEE會(huì)報(bào)，1985年9月，第73卷，第9期，第1349-1387頁，作者為S. U. H. Qureshi 的“Adaptive Equalization”以及其中的參考文獻(xiàn))的早先工作以來，基于橫向?yàn)V波 器結(jié)構(gòu)的線性均衡就一直被采用。非線性均衡器包括判定反饋均衡器(例如在貝爾系 統(tǒng)技術(shù)期刊，1073年10月，第52卷，第1341-1373頁，作者為J. Salz的“Optimum Mean Square Decision Feedback Equalization，，、以及 IEEE 會(huì)報(bào)，1979 年 8 月，第 67 卷， 第 8 期，第 1143-1156 頁，作者為 C. A. Belfiore 和 J. H. Park. Jr 的 “Decision Feedback Equalization”中所描述的)和最大似然性(ML)或最大后驗(yàn)概率(MAP)格形均衡器(例 如在IEEE信息論匯報(bào)，1972年5月，第18卷，第3期，第363-378頁，作者為G. D. Forney. Jr.的“Maximum Likelihood Sequence Estimation of Digital Sequences in the Presence of Intersymbol Interference，，以及在 IEEE 信息論匯報(bào)，1974 年 3 月，第 20 卷， 第 284-287 頁，作者為 L. R. Bahl, J. Cocke, F, Jelinek 和 Raviv 的 “Optimal Decoding of
9Linear Codes for Minimizing Symbol Error Rate，，中所描述的)。還在 1987 年，恩格爾 伍德克利夫斯，新澤西，普倫蒂斯霍爾，作者為S. Benedetto, Ε. Biglieri和V. Castellani 的"Digital Transmission Theory”以及在歐洲電信匯報(bào)，1998年3月，第9卷，第2期， 第 117-143 頁，作者為 D. P. Taylor，G. Μ. Vitetta, B. D. Hart 和 A. Mamme IaW "Wireless Channel Equalization"中討論了線性和非線性均衡器。用于在線性或非線性均衡器之間 進(jìn)行選擇的準(zhǔn)則可基于例如ζ平面Y4中的信道零點(diǎn)的位置。另外，該選擇可取決于特定 傳輸條件。例如，在HSDPA系統(tǒng)中，判定反饋均衡器的使用(也就是說具有非線性結(jié)構(gòu))局 限于這樣的條件，即向用戶分配相當(dāng)大百分比的下行功率一其確定要用于判定反饋而無需 對其它用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行判定所使用的下行信號的部分。圖6中的級6b表示對波特間隔或分?jǐn)?shù)間隔均衡器結(jié)構(gòu)的選擇。例如，在IEEE會(huì) 報(bào)，1985 年 9 月，第 73 卷，第 9 期，第 1349-1387 頁，作者為 S. U. H. Qureshi 的"Adaptive Equalization"以及在IEEE信號處理雜志，1996年5月，第13卷，第3期，第65-81頁， 作者為 J. R. Treichler, I. Fijalkow 禾口 C.R.Johnson, Jr.的"Fractionally Spaced Equalizers”中描述了波特間隔(符號或芯片間隔)和分?jǐn)?shù)間隔均衡器。該選擇例如基于 ζ平面Y4中的信道零點(diǎn)的位置，并且可選擇性地考慮過度傳輸帶寬量(發(fā)送與接收濾波器 的滾降因數(shù))。很顯然，波特間隔或分?jǐn)?shù)間隔的設(shè)計(jì)可供線性或非線性選擇中的任何一個(gè)使用。圖6中的級6c表示對均衡器成本功能的選擇，具體地說，是在最小均方誤差 (MMSE)準(zhǔn)則、最小平方(LS)準(zhǔn)則、迫零(ZF)準(zhǔn)則、或者基于不同成本的準(zhǔn)則(包括最大似 然性(ML)準(zhǔn)則和最大后驗(yàn)概率(MAP)準(zhǔn)則)之間的選擇。在IEEE會(huì)報(bào)，1985年9月，第 73 卷，第 9 期，第 1349-1387 頁，作者為 S. U. H. Qureshi 的"Adaptive Equalization” 以 及1987年，恩格爾伍德克利夫斯，新澤西，普倫蒂斯霍爾，作者為S. Benedetto, E. Biglieri 和 V. Castellani 的 ‘‘Digital Transmission Theory"中描述了 MMSE、LS、ZF 以及 ML 均衡 器，同時(shí)在歐洲電信匯報(bào)，1998年3月，第9卷，第2期，第117-143頁，作者為D. P. Taylor, G. Μ. Vitetta, B. D. Hart 和 A. Mammeia的"Wireless Channel Equalization” 以及 IEEE 會(huì)報(bào)，2000年10月，第88卷，第10期，第1633-1650頁，作者為C. Luschi等的"Advanced Signal Processing Algorithms for Energy-Efficient Wireless Communications，，中討 論了 MAP均衡器。可用于在這些準(zhǔn)則之間進(jìn)行選擇的參數(shù)包括信騷比的估計(jì)或者表示擾動(dòng) 的統(tǒng)計(jì)分布的其它參數(shù)。例如，對于高信騷比而言，利用ZF準(zhǔn)則可獲得可接受的性能。另 一方面，在存在非高斯擾動(dòng)的情況下，就MMSE均衡器而言使用LS均衡器是優(yōu)選的。圖6中的級6d表示在均衡器塊處理或者抽頭自適應(yīng)規(guī)則的實(shí)現(xiàn)之間的選擇。在 這兩個(gè)策略之間的選擇可取決于信道非平穩(wěn)性或者時(shí)間選擇性的程度，例如通過信道多普 勒擴(kuò)展Y ！的估計(jì)來進(jìn)行。例如，在IEEE車輛技術(shù)會(huì)議會(huì)報(bào)，1997年5月，菲尼克斯，亞利桑那州，第1卷，第 203-207 頁，作者為 A, Klein 的 “Data Detection Algorithms Specially Designed for the Downlink of CDMA Mobile Radio Systems中提及了塊處理。在IEEE通信國際會(huì)議會(huì) 報(bào)，2001年6月，芬蘭赫爾辛基，第6卷，第1974-1979頁，作者為K. Hooli,M. Latva-aho和 Μ. Juntti ^"Performance Evaluation of AdaptiveChip-Level Channel Equalizers in WCDMA Downlink”中提及了自適應(yīng)算法。
10
權(quán)利要求
一種用于對無線電接收器中的無線電信號進(jìn)行處理的方法，該方法包括接收輸入的無線電通信信號的數(shù)字抽樣并且根據(jù)使用一組均衡器參數(shù)的均衡器算法來對那些抽樣進(jìn)行處理以產(chǎn)生均衡的輸出；估計(jì)在其上已經(jīng)傳輸輸入信號的信道的至少一個(gè)參數(shù)；以及根據(jù)至少一個(gè)所述估計(jì)的信道參數(shù)來選擇至少一個(gè)所述均衡器參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述信道參數(shù)之一表示信道的非平穩(wěn)性的程度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中表示非平穩(wěn)性程度的信道參數(shù)是多普勒估計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述估計(jì)的信道參數(shù)之一提供了預(yù)定時(shí)間窗之外的信 道能量的估計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述估計(jì)的信道參數(shù)之一提供了信道延遲擴(kuò)展的估計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中表示信道延遲擴(kuò)展的信道參數(shù)是估計(jì)的均方根信道延 遲擴(kuò)展。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述信道參數(shù)之一估計(jì)ζ平面中的信道零點(diǎn)的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述信道參數(shù)之一是輸入信號的信騷比。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述信道參數(shù)之一是蜂窩幾何形狀或其倒數(shù)的估計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中信道參數(shù)信騷比表示在接收器中所估計(jì)的信道響應(yīng) 的信騷比。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述信道參數(shù)之一是輸入擾動(dòng)的非平穩(wěn)性程度的估計(jì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中表示輸入擾動(dòng)的非平穩(wěn)性程度的信道參數(shù)是對其上 輸入擾動(dòng)被認(rèn)為是近似恒定的時(shí)間段的估計(jì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中非平穩(wěn)性信道參數(shù)被用于選擇以下均衡器參數(shù)中的 至少一個(gè)用于估計(jì)信道響應(yīng)的濾波器的存儲(chǔ)器；估計(jì)的信道響應(yīng)的更新的頻率；以及均衡器系數(shù)的更新的頻率或用于自適應(yīng)均衡的系數(shù)步長。
14.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中預(yù)定窗外的參數(shù)估計(jì)信道能量被用于選擇以下均衡 器參數(shù)中的至少一個(gè)用于估計(jì)信道響應(yīng)的時(shí)間窗；均衡器系數(shù)的數(shù)目或者均衡器時(shí)間跨度；以及用于判定反饋均衡的前饋和/或反饋均衡器系數(shù)的數(shù)目。
15.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中信道長度或信道延遲擴(kuò)展參數(shù)被用于選擇以下均衡 器參數(shù)中的至少一個(gè)用于估計(jì)信道響應(yīng)的時(shí)間窗；均衡器系數(shù)的數(shù)目或者均衡器時(shí)間跨度；以及用于判定反饋均衡的前饋和/或反饋均衡器系數(shù)的數(shù)目。
16.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中對信道零點(diǎn)的位置的估計(jì)被用于選擇以下均衡器參 數(shù)中的至少一個(gè)均衡器系數(shù)的數(shù)目或者均衡器時(shí)間跨度；用于判定反饋均衡的前饋和/或反饋均衡器系數(shù)的數(shù)目；以及均衡器延遲參數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中信道參數(shù)信騷比被用于選擇以下均衡器參數(shù)中的至 少一個(gè)估計(jì)的信道抽頭的門限參數(shù)；用于估計(jì)信道響應(yīng)的時(shí)間窗；用于估計(jì)信道響應(yīng)的濾波器的存儲(chǔ)器。
18.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中信道參數(shù)蜂窩形狀或其倒數(shù)被用于選擇以下均衡器 參數(shù)中的至少一個(gè)估計(jì)的信道抽頭的門限參數(shù)；用于估計(jì)信道響應(yīng)的時(shí)間窗；用于估計(jì)信道響應(yīng)的濾波器的存儲(chǔ)器。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中其上輸入擾動(dòng)近似恒定的時(shí)間段被用于選擇以下均 衡器參數(shù)中的至少一個(gè)用于估計(jì)輸入擾動(dòng)的濾波器的存儲(chǔ)器。
20.一種用于無線通信系統(tǒng)的無線電接收器，該無線電接收器包括信道均衡裝置，其被設(shè)置成接收輸入信號的數(shù)字抽樣并且生成均衡的輸出，所述信道 均衡裝置包括用于根據(jù)使用一組均衡器參數(shù)的均衡器算法來對所述數(shù)字抽樣進(jìn)行處理的 裝置；用于估計(jì)在其上已經(jīng)接收信號的信道的至少一個(gè)參數(shù)的裝置；以及用于根據(jù)至少一個(gè)所述估計(jì)的信道參數(shù)來選擇至少一個(gè)所述均衡器參數(shù)的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的無線電接收器，包括處理器并且其中信道均衡裝置、估計(jì)裝置 以及選擇裝置包括處理器可執(zhí)行的代碼序列。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的無線電接收器，包括保存所述代碼序列的存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)中的無線電接收器。公開了一種用于對無線電接收器中的無線電信號進(jìn)行處理的方法和相應(yīng)的接收器。該方法包括接收輸入的無線電信號的數(shù)字抽樣并且根據(jù)使用一組均衡器參數(shù)的均衡器算法來對那些抽樣進(jìn)行處理以產(chǎn)生均衡的輸出；估計(jì)在其上已經(jīng)傳輸輸入信號的信道的至少一個(gè)參數(shù)；以及根據(jù)至少一個(gè)所述估計(jì)的信道參數(shù)來選擇至少一個(gè)均衡器參數(shù)。
文檔編號H04L25/03GK101919217SQ200880122994
公開日2010年12月15日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者C·盧施, P·瓊斯, S·沃克, S·赫克特, S·阿爾普雷斯 申請人:艾色拉公司