專利名稱：具有接收信號和殘余信號的均衡的并行干擾消除器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體來說涉及通信系統(tǒng)，且更明確地說涉及用于碼判決多路復(fù)用(CDM)信號的判決反饋均衡器(DFE)。
背景技術(shù)：
判決反饋均衡器(DFE)常常用于通過對無線信道應(yīng)用均衡而改進對數(shù)據(jù)的接收?；诮?jīng)解調(diào)的數(shù)據(jù)符號而調(diào)整濾波器以抵消無線信道的效應(yīng)。用于單ー載波信號的典型DFE包括前饋濾波器及基于符號級解調(diào)器的輸出的反饋濾波器。不幸的是，應(yīng)用于碼分多路復(fù)用系統(tǒng)的常規(guī)DFE會導(dǎo)致不可靠的碼片級解調(diào)，因為所述判決不利用CDM處理增益。因此，存在對用于CDM信號的DFE的需求。

發(fā)明內(nèi)容
判決反饋均衡器(DFE)通過濾波基于接收信號與經(jīng)估計的接收信號之間的差異的誤差信號來處理具有多個碼信道的信號。所述接收信號經(jīng)處理以恢復(fù)所述碼信道的每ー者上的數(shù)據(jù)且產(chǎn)生對對應(yīng)于所述接收信號的傳輸信號的估計。對所得的經(jīng)估計的傳輸信號應(yīng)用信道估計以產(chǎn)生經(jīng)估計的接收信號。在濾波器濾波所述誤差信號之后，組合器組合所述經(jīng)濾波的誤差信號與所述經(jīng)估計的傳輸信號。


圖I為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的判決反饋均衡器(DFE)的框圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的包括第二迭代的DFE的框圖。圖3為示范性DFE的框圖，其中在頻域中執(zhí)行濾波。圖4為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的處理接收信號的方法的流程圖。
具體實施例方式在示范性實施例中，判決反饋均衡器(DFE)接收包括多個碼信道的碼分多路復(fù)用(CDM)信號。經(jīng)由無線信道從發(fā)射器(例如，基站)傳輸所述接收信號且在便攜裝置(例如，無線接入終端)內(nèi)的DFE處接收所述接收信號。所述無線信道具有散射及多次衰退信道特征，從而導(dǎo)致在不同時間到達(dá)接入終端裝置的所述信號的多個版本。在數(shù)據(jù)估計器解擴展、解擾并解調(diào)所述信號以恢復(fù)經(jīng)估計的數(shù)據(jù)符號之前，由線性均衡器處理所述接收信號，所述線性均衡器至少部分地補償無線信道特征。由信號重構(gòu)器調(diào)制、加擾并擴展經(jīng)估計的數(shù)據(jù)符號以產(chǎn)生經(jīng)估計的傳輸信號。對經(jīng)估計的傳輸信號應(yīng)用信道估計以產(chǎn)生經(jīng)估計的接收信號。在從所述接收信號中減去經(jīng)估計的接收信號之后，由具有部分地基于接收信號與誤差信號之間的差異的響應(yīng)的濾波器濾波所述誤差信號。將所得的經(jīng)濾波的信號與經(jīng)估計的傳輸信號組合。示范性實施例中的DFE 100包括為簡潔及清楚起見而在圖I中省略的其它功能及區(qū)塊。本文中所使用的單詞“示范性”意味著“充當(dāng)實例、范例或說明”。本文中被描述為“示范性”的任何實施例不一定被解釋為比其它實施例優(yōu)選或有利。圖I為根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的判決反饋均衡器(DFE)的框圖。可以硬件、軟件及/或固件的任何組合來實施DFE 100。在所述示范性實施例中,在接入終端內(nèi)的處理器上運作的軟件碼執(zhí)行計算、比較及調(diào)整以執(zhí)行DFE 100的功能?？梢匀魏螖?shù)目的裝置、電路或元件實施參考DFE 100所描述的區(qū)塊的各種功能及操作?？蓪⒐δ軈^(qū)塊的兩者或兩者以上集成于單ー裝置中，且在ー些情況下可在若干裝置上實施被描述為在任何単一裝置中予以執(zhí)行的功能。如以下參看圖3所論述，可視特定實施例而定，在時域或頻域中處理信號。 在DFE 100處接收對應(yīng)于通過傳輸器和經(jīng)由無線信道傳輸?shù)膫鬏斝盘柕慕邮招盘?02。在所述示范性實施例中，DFE 100經(jīng)實施為接入終端內(nèi)的接收器的一部分，所述接入終端例如CDMA手持機、便攜電話、無線個人數(shù)字助理(PDA)或其它無線裝置。因此，可經(jīng)由天線、低噪聲放大器(LAN)及其它硬件來接收所述接收信號102。視DFE 100的實施方案而定，可將硬件視為無線信道的一部分或可將硬件視為作用于信號的単獨機構(gòu)。由具有基于對無線信道特征的信道估計的響應(yīng)的線性均衡器104處理接收信號102?？墒褂帽姸嗉夹g(shù)的任一者獲得所述信道估計。適宜的技術(shù)的實例論述于2006年3月21日申請的標(biāo)題為“通信信道估計(Communication Channel Estimation) ”的第XX/XXX, XXX號[代理人案號051212]專利申請案中且所述專利申請案以全文引用的方式并入本文中。由信號估計器108處理所得的經(jīng)最初均衡的信號106以產(chǎn)生經(jīng)估計的傳輸信號116。數(shù)據(jù)估計器110處理經(jīng)均衡的信號106以產(chǎn)生由信號重構(gòu)器112加以處理的經(jīng)估計的數(shù)據(jù)114。數(shù)據(jù)估計器110解擴展、解擾并解調(diào)經(jīng)最初均衡的信號106以確定經(jīng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的經(jīng)估計的數(shù)據(jù)114。雖然在一些情況下可應(yīng)用軟判決，但在示范性實施例中可應(yīng)用硬判決以確定數(shù)據(jù)符號。數(shù)據(jù)估計器110處理接收信號102內(nèi)的所有碼信道。因此，如果十六個碼信道用于無線信道內(nèi)的傳輸，則產(chǎn)生十六組數(shù)據(jù)作為估計。在圖I中，箭頭114展示為框箭頭以說明數(shù)據(jù)估計器HO產(chǎn)生多個數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)估計器因此應(yīng)用多個偽隨機碼以解擴展編碼信道且在應(yīng)用例如正交調(diào)幅(QAM)的適當(dāng)解調(diào)之前應(yīng)用其它信號處理(例如，解擾)。信號重構(gòu)器112通過使用與由傳輸器用來處理經(jīng)最初傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的技術(shù)相同的技術(shù)處理經(jīng)估計的數(shù)據(jù)114而產(chǎn)生經(jīng)估計的傳輸信號116。在示范性實施例中，信號重構(gòu)器112包括調(diào)制器、加擾器及擴展器。使用最初所使用的調(diào)制方案來調(diào)制經(jīng)估計的數(shù)據(jù)114，使用最初所使用的加擾技術(shù)來加擾經(jīng)估計的數(shù)據(jù)114。對信號應(yīng)用適當(dāng)?shù)膫坞S機碼以產(chǎn)生經(jīng)估計的傳輸信號116。因此，信號估計器108的輸出是對由基站傳輸?shù)慕?jīng)最初傳輸?shù)男盘柕墓烙?稱作經(jīng)估計的傳輸信號116)。因此，經(jīng)估計的傳輸信號116是經(jīng)由無線信道傳輸之前的傳輸信號。例如有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的虛擬無線信道處理器118對經(jīng)估計的傳輸信號116應(yīng)用信道估計以產(chǎn)生經(jīng)估計的接收信號120。如果經(jīng)最初均衡的信號106不含有過度誤差(例如，顯著的殘余多路徑干擾或接收器噪聲)，則經(jīng)估計的接收信號120將等同于接收信號102。組合器122通過從接收信號102中減去經(jīng)估計的接收信號120而產(chǎn)生誤差信號124。延遲126對接收信號102提供適當(dāng)?shù)臅r間處理以便在減法功能之前使兩個信號102、120同步。由具有部分地基于信道估計且基于接收信號102與經(jīng)估計的接收信號120之間的關(guān)系的響應(yīng)的濾波器128處理誤差信號124。經(jīng)濾波的信號130因此基于誤差信號124中所含有的功率、信道估計及基于接收信號102與經(jīng)估計的接收信號120之間的所述關(guān)系的參數(shù)。在示范性實施例中，所述濾波器為具有基于信道估計、噪聲估計及脈沖形狀的響應(yīng)且使用最小均方差(MMSE)函數(shù)的線性均衡器。參看圖3進ー步詳細(xì)論述適宜的濾波器128的實例。在濾波之后，組合所得的經(jīng)濾波的誤差信號與經(jīng)估計的傳輸信號116。將組合信號轉(zhuǎn)發(fā)到例如解擴展及解調(diào)的信號處理。在示范性實施例中，濾 波器128具有線性均衡器104的響應(yīng)，所述響應(yīng)進ー步基于經(jīng)估計的接收信號與接收信號之間的關(guān)系。對以下示范性情形的審閱進一步展現(xiàn)DFE 100的操作。在經(jīng)最初均衡的信號106僅含有少量誤差的情況下，經(jīng)估計的傳輸信號116等同于傳輸信號。應(yīng)用信道估計會導(dǎo)致經(jīng)估計的接收信號120，除僅在接收信號102中含有的接收噪聲及僅在經(jīng)估計的接收信號120中含有的可能的信道估計誤差之外，經(jīng)估計的接收信號120與接收信號102相同。如果接收噪聲與信道估計誤差均較小，則組合器122的輸出接近于零且經(jīng)濾波的信號130也接近于零。將經(jīng)估計的傳輸信號116添加到接近于零的信號會導(dǎo)致準(zhǔn)確表示傳輸信號的組合信號。對于經(jīng)最初均衡的信號106含有顯著誤差的情形，所得的經(jīng)估計的接收信號120將具有誤差且兩個信號之間的差異至少部分地由濾波器128予以校正。由于經(jīng)均衡的信號106中所含有的顯著誤差，所以當(dāng)原始符號作為-I被傳輸時，符號可能被錯誤地確定為(例如)+1。由信號重構(gòu)器調(diào)制、擴展并加擾具有其它經(jīng)估計的數(shù)據(jù)的錯誤符號以產(chǎn)生經(jīng)估計的傳輸信號116。在應(yīng)用信道估計之后，所得的經(jīng)估計的接收信號120反映不準(zhǔn)確的符號估計。當(dāng)從接收信號102中減去經(jīng)估計的接收信號120時，誤差信號124反映經(jīng)估計的傳輸信號116的不準(zhǔn)確度。因為濾波器響應(yīng)部分地基于接收信號102與經(jīng)估計的接收信號120之間的關(guān)系，所以所得的經(jīng)濾波的信號130是對誤差信號的估計，其中無線電信道特征的影響減少。應(yīng)用于信號處理路徑中的線性均衡器或任何其它適宜的濾波器必須基于最小化無線電信道分散(即，多路徑傳播)的效應(yīng)與最小化噪聲放大之間的折衷而操作。線性均衡器可經(jīng)設(shè)計以實現(xiàn)用于接收信號102的所述兩個因素之間的最佳可用折衷。另ー方面，對誤差信號124操作(與對接收信號本身操作相反)的濾波器128可實現(xiàn)甚至更佳的折衷，因為無線電信道分散在除非常低SNR條件之外的條件中將由于誤差信號124含有比接收信號102少的功率的事實而具有減少的影響。因此，DFE 100通過使線性均衡器(濾波器)128響應(yīng)基于經(jīng)重構(gòu)的經(jīng)估計的接收信號與接收信號102之間的關(guān)系而補償信道特征。在一些情形下，可通過增加通過濾波器的迭代數(shù)目且將先前經(jīng)估計的接收信號與當(dāng)前經(jīng)估計的接收信號進行比較來減少誤差。圖2為示范性DFE 100的框圖，其中對經(jīng)估計的接收信號應(yīng)用第二迭代。在如上所述處理接收信號之后，由信號估計器108處理來自組合器132的組合信號。解擴展、解擾并解調(diào)所述信號以產(chǎn)生經(jīng)估計的數(shù)據(jù)，調(diào)制、擴展并加擾所述經(jīng)估計的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生第二經(jīng)估計的傳輸信號202。對第二經(jīng)估計的傳輸信號202應(yīng)用信道估計以確定第二經(jīng)估計的接收信號204。從接收信號102中減去第二經(jīng)估計的接收信號204以產(chǎn)生第二誤差信號206，第二誤差信號206由具有基于第二經(jīng)估計的接收信號202與經(jīng)估計的接收信號120之間的關(guān)系的調(diào)整響應(yīng)的濾波器208予以濾波。因此在示范性實施例中，第二濾波器208是具有調(diào)整響應(yīng)的濾波器128。在于接收器中進行進一步處理之前，組合第二濾波器208的輸出與第二經(jīng)估計的傳輸信號202。在一些情況下可以類似方式執(zhí)行多次迭代。圖3為示范性DFE 100的框圖，其中在頻域中執(zhí)行處理。因此，在參看圖3所論述的示范性DFE 100中，將接收信號102從時域變換到頻域。如上述所論述，在一些情況下可在時域中實施DFE 100?？焖俑盗⑷~變換(FFT)處理器302將接收信號變換到頻域，從而產(chǎn)生被提供到線性均衡器104及組合器122的接收信號頻譜303。在示范性DFE 100中，線性均衡器104具有等于(c*X P*)/(I c 12+n2)的響應(yīng),其中c*為信道估計的復(fù)共軛,P*為脈沖形狀的頻譜的復(fù)共軛，且η為噪聲頻譜估計。線性均衡器104的響應(yīng)取決于頻率，且因此所述參數(shù)的每ー者均是頻率的函數(shù)。在一些情況下可使用其它線性均衡器。在線性均衡器104于頻域中處理接收信號頻譜303之后，快速傅立葉逆變換(IFFT)處理器304將經(jīng)均衡的信號變換到時域。由解擾器/解擴展器306處理所得信號以解擾并解擴展所述信號。在一些情形下，不對接收信號加擾且不需要解擾功能。量化器308確定并設(shè)定數(shù)據(jù)值為最接近的星座(constellation)值。在示范性實施例中，由解調(diào)器310解調(diào)所述解擴展信號且在312中應(yīng)用硬判決以確定對通過數(shù)據(jù)符號所表示的星座點的最佳估計。舉例來說，在調(diào)制方案是根據(jù)16-QAM(16正交調(diào)幅)的狀況中，當(dāng)對16個點的最接近的星座點及調(diào)制器314應(yīng)用所述硬判決以將向量設(shè)定到所述星座點時，估計表示所述符號的向量的相位及振幅。擴展器/加擾器316應(yīng)用由基站所應(yīng)用的相同擴展及加擾機制以產(chǎn)生經(jīng)估計的傳輸信號116。因此，解擾器/解擴展器306、量化器308及擴展器/加擾器316提供ー種用于執(zhí)行信號估計器108的功能的示范性技術(shù)。在應(yīng)用信道估計之前，由FFT處理器318將經(jīng)估計的傳輸信號116變換到頻域。在一些情況下，在從接收信號頻譜303中減去經(jīng)估計的接收信號120之前，定標(biāo)處理器320基于經(jīng)估計的信噪比(SNR)應(yīng)用定標(biāo)因數(shù)。如以下所論述，當(dāng)信噪比較低時，所述定標(biāo)因數(shù)最小化或消除經(jīng)估計的接收信號120的作用。系數(shù)產(chǎn)生器322確定系數(shù)S，所述系數(shù)S被應(yīng)用于所述線性均衡器以產(chǎn)生濾波器128。在示范性實施例中，S等于E{p22-n2}/E{Pl2-n2}，p2為在組合器122的輸出處的信號帶寬上平均的誤差信號124中所含有的功率，P1為在信號帶寬上平均的接收信號頻譜303中所含有的功率，且η為在信號帶寬上平均的噪聲的經(jīng)估計的功率。示范性DFE 100中的濾波器響應(yīng)等于
權(quán)利要求
1.一種判決反饋均衡器DFE，其包含 信號估計器，其經(jīng)配置以處理接收信號以恢復(fù)多個碼信道的每一者上的數(shù)據(jù)且產(chǎn)生對應(yīng)于所述接收信號的傳輸信號的經(jīng)估計的傳輸信號； 虛擬信道處理器，其經(jīng)配置以對所述經(jīng)估計的傳輸信號應(yīng)用信道估計以產(chǎn)生經(jīng)估計的接收信號； 濾波器，其經(jīng)配置以對基于所述接收信號與所述經(jīng)估計的接收信號之間的差異的誤差信號進行濾波，其中所述濾波器的響應(yīng)進一步基于所述接收信號與所述誤差信號之間的關(guān)系，其中，所述接收信號與所述誤差信號之間的關(guān)系是功率比；及 組合器，其經(jīng)配置以組合由所述濾波器產(chǎn)生的經(jīng)濾波的誤差信號與所述經(jīng)估計的傳輸信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的DFE，其中，所述功率比是按如下定義的
3.一種判決反饋均衡器DFE，其包含 線性均衡器，其經(jīng)配置以對接收信號應(yīng)用均衡以減少無線信道效應(yīng)且產(chǎn)生經(jīng)均衡的接收信號； 解擴展器，其經(jīng)配置以解擴展所述經(jīng)均衡的信號以產(chǎn)生解擴展信號； 解調(diào)器，其經(jīng)配置以解調(diào)所述解擴展信號以產(chǎn)生經(jīng)估計的數(shù)據(jù)； 調(diào)制器，其經(jīng)配置以調(diào)制所述經(jīng)估計的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生經(jīng)估計的調(diào)制信號； 擴展器，其經(jīng)配置以擴展所述經(jīng)估計的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)于所述接收信號的傳輸信號的經(jīng)估計的傳輸信號； 虛擬信道處理器，其經(jīng)配置以對所述經(jīng)估計的傳輸信號應(yīng)用信道估計以產(chǎn)生經(jīng)估計的接收信號； 濾波器，其經(jīng)配置以對基于所述接收信號與所述經(jīng)估計的接收信號之間的差異的誤差信號進行濾波，所述濾波器具有至少部分地基于所述信道估計及所述接收信號與所述誤差信號之間的關(guān)系的響應(yīng)，所述解擴展器經(jīng)配置以解擴展由所述濾波器產(chǎn)生的經(jīng)濾波的誤差信號，其中，所述接收信號與所述誤差信號之間的關(guān)系是功率比；及 組合器，其經(jīng)配置以組合所述經(jīng)估計的調(diào)制信號與所述經(jīng)解擴展的經(jīng)濾波的誤差信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的DFE，其中，所述功率比是按如下定義的
5.一種用于接收碼分多路復(fù)用CDM信號的方法，所述方法包含 通過恢復(fù)對應(yīng)于傳輸信號的接收信號的多個碼信道的每一者上的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生對應(yīng)于所述傳輸信號的經(jīng)估計的傳輸信號； 通過對所述經(jīng)估計的傳輸信號應(yīng)用信道估計而產(chǎn)生經(jīng)估計的接收信號； 對基于所述接收信號與所述經(jīng)估計的接收信號之間的差異的誤差信號進行濾波，其中，對所述誤差信號的濾波基于所述接收信號與所述誤差信號之間的關(guān)系，其中，所述接收信號與所述誤差信號之間的關(guān)系是功率比；及 組合由濾波器產(chǎn)生的所述經(jīng)濾波的誤差信號與所述經(jīng)估計的傳輸信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述功率比是按如下定義的
7.一種用于接收碼分多路復(fù)用CDM信號的設(shè)備，所述設(shè)備包括 用于通過恢復(fù)對應(yīng)于傳輸信號的接收信號的多個碼信道的每ー者上的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生對應(yīng)于所述傳輸信號的經(jīng)估計的傳輸信號的裝置，該用于產(chǎn)生所述經(jīng)估計的傳輸信號的裝置包括用于解擴展并解調(diào)所述多個碼信道的每ー者以估計傳輸數(shù)據(jù)的裝置及用于調(diào)制并擴展所述經(jīng)估計的傳輸數(shù)據(jù)以產(chǎn)生所述經(jīng)估計的傳輸信號的裝置； 用于在解調(diào)之前解擾所述多個碼信道的每ー者的裝置； 用于在調(diào)制所述經(jīng)估計的傳輸數(shù)據(jù)之后加擾所述經(jīng)估計的傳輸數(shù)據(jù)的裝置； 用于通過對所述經(jīng)估計的傳輸信號應(yīng)用信道估計而產(chǎn)生經(jīng)估計的接收信號的裝置；用于對基于所述接收信號與所述經(jīng)估計的接收信號之間的差異的誤差信號進行濾波的裝置，其中，對所述誤差信號的濾波基于所述接收信號與所述誤差信號之間的關(guān)系；及用于組合由濾波器所產(chǎn)生的所述經(jīng)濾波的誤差信號與所述經(jīng)估計的傳輸信號的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中用于濾波的裝置包括用于基于所述信道估計進行濾波的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中用于濾波的裝置包括用于基于所述接收信號的經(jīng)估計的噪聲進行濾波的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中用于濾波的裝置包括用于基于脈沖形狀進行濾波的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，還包括 用于在所述產(chǎn)生所述經(jīng)估計的傳輸信號之前對所述接收信號應(yīng)用線性均衡的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述接收信號與所述誤差信號之間的關(guān)系是功率比。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述功率比是按如下定義的
全文摘要
本申請涉及具有接收信號和殘余信號的均衡的并行干擾消除器。通過濾波基于接收信號與經(jīng)估計的接收信號之間的差異的誤差信號來處理具有多個碼信道的接收信號。所述接收信號經(jīng)處理以恢復(fù)所述碼信道的每一者上的數(shù)據(jù)且產(chǎn)生對對應(yīng)于所述接收信號的傳輸信號的估計。對所得的經(jīng)估計的傳輸信號應(yīng)用信道估計以產(chǎn)生經(jīng)估計的接收信號。在濾波基于接收信號與經(jīng)估計的接收信號之間的差異的誤差信號之后，組合器組合所述經(jīng)濾波的誤差信號與所述經(jīng)估計的傳輸信號。
文檔編號H04B1/7105GK102857253SQ20121035000
公開日2013年1月2日 申請日期2007年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月21日
發(fā)明者彼得·加爾 申請人:高通股份有限公司