專利名稱：無(wú)線接收機(jī)中的時(shí)空均衡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及無(wú)線接收機(jī)中的時(shí)空均衡。
背景技術(shù)：
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是越來(lái)越流行，因?yàn)榭梢栽跓o(wú)需網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的有線連接的情況下連接計(jì)算機(jī)和其它設(shè)備來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。一組用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，但也可以使用其它無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議來(lái)代替。因?yàn)闊o(wú)線網(wǎng)絡(luò)被期望用于不利的條件下，比如存在反射、干擾、接收機(jī)/發(fā)射機(jī)的移動(dòng)等，所以需要更多努力來(lái)通過(guò)無(wú)線信道正確地發(fā)送并接收數(shù)據(jù)。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的典型節(jié)點(diǎn)(在各種標(biāo)準(zhǔn)中被稱為“站點(diǎn)”)包括接收鏈路和發(fā)送鏈路。發(fā)送鏈路通常包括數(shù)字處理和模擬、RF電路，該電路使信號(hào)要被發(fā)送到無(wú)線信道中。接收鏈路通常包括一個(gè)或多個(gè)天線、RF和模擬電路、以及數(shù)字處理，該數(shù)字處理尋求輸出一種數(shù)據(jù)流，它被用來(lái)表示發(fā)送電路作為其輸入而接收并將其發(fā)送到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容。在某些情況下，接收機(jī)使用多個(gè)天線以改善來(lái)自發(fā)送電路的信號(hào)的接收狀況。
因?yàn)樯鲜鏊谕臈l件，接收電路包括各種組件，它們被設(shè)計(jì)成確保可以在很大程度上正確地恢復(fù)信號(hào)。若干中技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于恢復(fù)信號(hào)。
一種技術(shù)是最小距離接收機(jī)(MDR)的使用。MDR使用信道響應(yīng)的估計(jì)以及關(guān)于所有對(duì)可能被發(fā)送的信號(hào)的認(rèn)識(shí)。
在將信道響應(yīng)應(yīng)用于那些可能被發(fā)送的信號(hào)之后，MDR將接收到的信號(hào)與每個(gè)可能被發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行比較。如果某些MDR具有將可能被發(fā)送的信號(hào)中明顯不可能的那些信號(hào)忽略掉的辦法，則它們可以不檢查每一個(gè)可能被發(fā)送的信號(hào)，但是通常搜索的復(fù)雜性與可能被發(fā)送的信號(hào)的數(shù)量有關(guān)。最小距離接收機(jī)的名稱源自這樣一個(gè)想法，即在接收到的信號(hào)與經(jīng)信道響應(yīng)調(diào)節(jié)過(guò)的可能被發(fā)送的信號(hào)之間可以計(jì)算出“距離”，比如歐幾里得距離。導(dǎo)致最小距離的可能被發(fā)送的信號(hào)被判斷為已被發(fā)送的。已經(jīng)示出，最小距離接收機(jī)(MDR)在當(dāng)高斯噪聲存在時(shí)可實(shí)現(xiàn)最低的出錯(cuò)可能性，高斯噪聲是一種廣為接受的噪聲模型。
在無(wú)線系統(tǒng)正常工作的過(guò)程中，多個(gè)符號(hào)是通過(guò)無(wú)線信道接連發(fā)送的。信道失真使符號(hào)的時(shí)間范圍增大，所以一個(gè)符號(hào)的能量溢出到用于另一個(gè)符號(hào)的時(shí)間窗中，從而使多個(gè)符號(hào)拖尾到一起。該效應(yīng)被稱為符號(hào)間的干擾(ISI)。
當(dāng)發(fā)送一個(gè)孤立的符號(hào)時(shí)(這樣便不會(huì)發(fā)生ISI)，MDR將滿足方程1的符號(hào)選作假定的被發(fā)送符號(hào)，其中r是接收到的信號(hào)，C是信道響應(yīng)，{sk}是可能被發(fā)送的符號(hào)的集合。
mink||r-Csk||2]]>(方程1)當(dāng)然，符號(hào)通常并不是以孤立的形式來(lái)發(fā)送的。通常是接連發(fā)送多個(gè)符號(hào)，這在本文中被稱為“序列”。無(wú)線系統(tǒng)中典型的序列可以是根據(jù)無(wú)線信道所用協(xié)議來(lái)構(gòu)成分組的那些符號(hào)的全集，但是序列不需要是整個(gè)分組或單個(gè)分組。使用多個(gè)符號(hào)時(shí)，可預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生符號(hào)間的干擾。不過(guò)，序列邊界通常使得MDR可以假定沒(méi)有序列間的干擾并且MDR可以對(duì)該序列進(jìn)行操作。
由此，在ISI存在的地方，MDR在一個(gè)序列上進(jìn)行工作，而不能夠在忽略所有其它符號(hào)的同時(shí)處理單個(gè)符號(hào)。這意味著以孤立方式對(duì)待各符號(hào)可能是不夠的，而是MDR需要確定在所有可能的序列中哪個(gè)序列是已發(fā)送的。為了這樣做，MDR查找滿足只與單個(gè)符號(hào)是相關(guān)的這種情形的相似條件的符號(hào)序列。方程2示出了這種條件的一個(gè)示例，其中r是接收到的信號(hào)，h是信道響應(yīng)，{pk}是所有可能的序列的集合。
minpk||r-h*pk||2]]>(方程2)如方程2所示，可以預(yù)計(jì)，MDR的復(fù)雜性會(huì)隨序列長(zhǎng)度按指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。假定接收機(jī)在時(shí)間、計(jì)算功率和功耗方面的約束是比較適合的，即便是用于實(shí)現(xiàn)MDR的有效方法，比如使用Viterbi算法，其結(jié)果可能也是太復(fù)雜而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
在許多調(diào)制方案中，輸入數(shù)據(jù)映射到包括多個(gè)信號(hào)樣本的符號(hào)。這樣的示例有分組碼，特別是還有補(bǔ)碼鍵控(CCK)碼和Barker碼。例如，CCK符號(hào)包括八個(gè)正交相移鍵控(QPSK)編碼“切片(chip)”。信道失真可能會(huì)使一個(gè)符號(hào)內(nèi)的切片之間的邊界發(fā)生拖尾現(xiàn)象。這種后面的效應(yīng)被稱為切片間的干擾(ICI)。
MDR可以對(duì)符號(hào)進(jìn)行操作以補(bǔ)償ICI，但從可能被發(fā)送的符號(hào)中選擇可使一組接收到的樣本(例如，切片)之間的距離最小化的那個(gè)符號(hào)需考慮因該符號(hào)而估計(jì)的信道響應(yīng)。這種MDR被稱為逐個(gè)符號(hào)的最小距離接收機(jī)(SbSMDR)。對(duì)于許多符號(hào)序列而言，SbS MDR比MDR更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)所有可能的序列進(jìn)行比較的操作過(guò)程，不過(guò)，盡管SbS MDR補(bǔ)償了符號(hào)內(nèi)的拖尾現(xiàn)象，但它忽略了符號(hào)間的干擾(ISI)。
另一個(gè)用于IS補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)是決定反饋均衡器(DFE)。使用DFE時(shí)，正在被檢測(cè)的電流符號(hào)的確定過(guò)程考慮到了檢測(cè)前面的符號(hào)的結(jié)果。實(shí)際上，一旦假定前面的符號(hào)是什么樣子，就針對(duì)那些前面檢測(cè)到的符號(hào)計(jì)算出假定的干擾，并且在電流符號(hào)的符號(hào)確認(rèn)之前先從表示電流符號(hào)的所接收到的信號(hào)中減去該假定的干擾。一旦減去干擾的貢獻(xiàn)，便逐個(gè)符號(hào)地將剩余的部分用作最小距離計(jì)算的基礎(chǔ)。
當(dāng)正在為電流符號(hào)做決定時(shí)，來(lái)自尚未被確定的干擾符號(hào)的能量被稱為光標(biāo)前的ISI能量(那些未確定的符號(hào)是在光標(biāo)“之后”，該光標(biāo)用于“指向”正在被確定的電流符號(hào))。由于DFE依賴于前面的符號(hào)的確定，那么它能夠很好地從電流符號(hào)中除去來(lái)自前面符號(hào)的ISI，但無(wú)法除去來(lái)自光標(biāo)前的符號(hào)的能量，因?yàn)槟切┓?hào)還不知道。
由此，如果大多數(shù)ISI來(lái)自前面的符號(hào)，則DFE除去大多數(shù)ISI。ISI是否主要來(lái)自前面的符號(hào)取決于哪些樣本被用來(lái)作出符號(hào)決定。對(duì)于有限范圍信道而言，總有樣本包含很少來(lái)自給定符號(hào)的ISI。通常，這些樣本也可以包含很少的來(lái)自電流符號(hào)的能量，所以這呈現(xiàn)出一種權(quán)衡，即就用于電流符號(hào)確定過(guò)程的信噪比(SNR)而言，用來(lái)使后來(lái)的符號(hào)的ISI最小化的那組信號(hào)樣本可能不是最佳的信號(hào)樣本組。這可能是因?yàn)樵撔盘?hào)樣本組只具有貢獻(xiàn)于該當(dāng)前符號(hào)的少量能量。
當(dāng)光標(biāo)前的ISI能量較低時(shí)，DFE工作的最好。一種處理ISI的方法是使用被應(yīng)用于信道匹配濾波器的輸出的SbS MDR和DFE。相對(duì)于逐個(gè)序列地工作的MDR而言，這種組合使復(fù)雜性顯著減小，不過(guò)，通常它無(wú)法提供用于電流符號(hào)的最高SNR和最低量的光標(biāo)前ISI能量。
在不利的條件下，可能需要另外的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
在根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線接收機(jī)的一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)是在多個(gè)天線處接收的，并且組合的信號(hào)可補(bǔ)償信道失真。在根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線接收機(jī)的實(shí)施例的另外方面，無(wú)線接收機(jī)包括被應(yīng)用于增白匹配濾波器的輸出的最小距離接收機(jī)，該接收機(jī)使用一個(gè)或多個(gè)天線來(lái)組合信道匹配濾波和增白過(guò)程。
參照本說(shuō)明書的其它部分和附圖，可以更進(jìn)一步地理解本文所揭示的本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是可能使用本發(fā)明的簡(jiǎn)單無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方框圖。
圖2是示出了圖1所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基本的服務(wù)站與一個(gè)訪問(wèn)點(diǎn)站之間的連接過(guò)程的方框圖。
圖3是站點(diǎn)硬件的接收部分的一般性方框圖，可用在圖2所示硬件中并帶有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的改進(jìn)；圖3A示出了單個(gè)天線接收機(jī)，圖3B示出了多個(gè)天線接收機(jī)。
圖4是包括增白匹配濾波器(WMF)和逐個(gè)符號(hào)的最小距離接收機(jī)(SbSMDR)的接收部分的方框圖。
圖5是包括增白匹配濾波器(WMF)和SbS MDR的帶有多個(gè)天線的接收部分的方框圖。
圖6是包括增白匹配濾波器(WMF)、SbS MDR和反饋濾波器的帶有多個(gè)天線的接收部分的方框圖。
圖7是示出了信道匹配濾波器和增白濾波器的一個(gè)組合的方框圖。
圖8是示出了信道匹配濾波器在加法器之前、增白濾波器在加法器之后的另一種組合的方框圖。
圖9是SbS MDR的一種實(shí)現(xiàn)方式的方框圖。
圖10是接收部分的方框圖，它包括用于組合匹配濾波器和WMF的第一組合濾波器和用于組合匹配濾波器和反饋濾波器的第二組合濾波器。
圖11是接收部分的方框圖，它包括獨(dú)有的信道匹配濾波器、用于組合匹配濾波器和增白濾波器的第一組合濾波器以及用于組合匹配濾波器和反饋濾波器的第二組合濾波器。
圖12是多天線的接收部分的方框圖，它包括均方誤差均衡器、補(bǔ)碼鍵控(CCK)相關(guān)器以及限幅器。
圖13是多天線接收部分的方框圖，它包括均方誤差均衡器、CCK相關(guān)器、限幅器和反饋濾波器。
圖14是用于Barker解調(diào)器的SbS MDR的方框圖，它包括Barker相關(guān)器和Barker限幅器。
圖15是用于CCK解調(diào)器的SbS MDR的方框圖，它包括CCK相關(guān)器和CCK限幅器。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了可以使用本發(fā)明的簡(jiǎn)單的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)10包括多個(gè)站點(diǎn)12，其中各站點(diǎn)12能夠與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)10中的至少一個(gè)其它站點(diǎn)12進(jìn)行通信。在特定的實(shí)現(xiàn)方式中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)10是局域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可用于樓宇、學(xué)校、交通工具或相似的環(huán)境中。在特定的實(shí)施例中，將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)10設(shè)計(jì)成符合IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)或多個(gè)。不過(guò)，應(yīng)該理解，其它標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)可以替代，以解決與802.11環(huán)境中所解決的那些類似的問(wèn)題。
如圖所示，某些站點(diǎn)連接到客戶設(shè)備14，而另外的站點(diǎn)連接到訪問(wèn)點(diǎn)16，訪問(wèn)點(diǎn)16通過(guò)接口連接到分布系統(tǒng)，比如有線的局域網(wǎng)(LAN)連接。例如，站點(diǎn)12(1)連接到客戶設(shè)備14(1)，而站點(diǎn)12(3)連接到訪問(wèn)點(diǎn)16。圖1旨在使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的圖簡(jiǎn)單化和一般化。干擾信號(hào)發(fā)生器沒(méi)有示出，但假定它是存在的。
客戶設(shè)備14的示例包括膝上型電腦、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、或任何其它便攜或半便攜的需要與其它設(shè)備進(jìn)行通信的電子設(shè)備，此處無(wú)法獲得或不容易提供到網(wǎng)絡(luò)或其它設(shè)備的有線連接。訪問(wèn)點(diǎn)16將其各個(gè)站點(diǎn)連接到分布系統(tǒng)。這種分布系統(tǒng)的示例包括互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)(LAN)或到TCP/IP分組網(wǎng)或其它分組網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)的公共或私人連接。
在典型的操作過(guò)程中，多個(gè)站點(diǎn)設(shè)備都配備有用來(lái)實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)12功能的電路和/或軟件，并且在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)10中提供了一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)點(diǎn)以便提供在這種站點(diǎn)設(shè)備與連接了有線網(wǎng)絡(luò)接口的網(wǎng)絡(luò)之間的訪問(wèn)。耦合到有線網(wǎng)絡(luò)接口的站點(diǎn)被稱為“訪問(wèn)點(diǎn)”。使用這種系統(tǒng)的一個(gè)示例是，將樓宇內(nèi)的計(jì)算機(jī)連接到網(wǎng)絡(luò)而無(wú)需將網(wǎng)線連接到各計(jì)算機(jī)。在該示例中，該樓宇應(yīng)配備固定的耦合到網(wǎng)絡(luò)上的訪問(wèn)點(diǎn)，這些訪問(wèn)點(diǎn)位于耦合到網(wǎng)絡(luò)中的各站點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)卡的無(wú)線通信范圍之內(nèi)。
圖2更為詳細(xì)地示出了一個(gè)設(shè)備與一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接之間的耦合過(guò)程。如圖所示，客戶設(shè)備14耦合到客戶站硬件20的設(shè)備I/O部分?？蛻粽居布?0包括發(fā)送部分和接收部分，各自耦合到設(shè)備I/O部分。發(fā)送部分通過(guò)無(wú)線信道21將信號(hào)發(fā)送到訪問(wèn)點(diǎn)硬件22的接收部分。接收部分耦合到網(wǎng)絡(luò)I/O部分，從而提供了從客戶設(shè)備14到分布系統(tǒng)28(比如，局域網(wǎng))的數(shù)據(jù)通信通道。通過(guò)訪問(wèn)點(diǎn)硬件22的網(wǎng)絡(luò)I/O部分、訪問(wèn)點(diǎn)硬件22的發(fā)送部分、客戶站硬件20的接收部分以及客戶站硬件20的設(shè)備I/O部分，也提供了從分布系統(tǒng)28到客戶設(shè)備14的通路。無(wú)線信道21的特征取決于許多因素，比如客戶站硬件20和訪問(wèn)點(diǎn)硬件22以及中間物體(比如，墻壁、樓宇和自然障礙物)的位置，以及其它設(shè)備和發(fā)射機(jī)及接收機(jī)和信號(hào)反射表面的影響。這些站點(diǎn)可以由專用硬件、運(yùn)行站點(diǎn)代碼的通用處理器或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
通常，客戶站硬件20可以集成到客戶設(shè)備14中。例如，當(dāng)客戶設(shè)備14是膝上型電腦時(shí)，客戶站硬件20可以是另外的PCMCIA卡，該卡可插入膝上型電腦的PCMCIA槽。通常，訪問(wèn)點(diǎn)硬件22是作為有線網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該有線網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備只用來(lái)將有線網(wǎng)絡(luò)耦合到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。盡管這是典型的實(shí)現(xiàn)方式，但是應(yīng)該理解，此處沒(méi)有什么內(nèi)容會(huì)防礙圖2的整體對(duì)稱性，即客戶站硬件20和訪問(wèn)點(diǎn)硬件22是幾乎完全相同的硬件設(shè)備的實(shí)例，不過(guò)在許多情況下，訪問(wèn)點(diǎn)將是固定的，而不作為訪問(wèn)點(diǎn)的站點(diǎn)是便攜的或移動(dòng)的設(shè)備，此處功率使用、成本、重量和/或大小都要考慮。
下文是接收部分的詳細(xì)描述。圖3示出了接收部分的組件。圖3A示出了帶有單個(gè)接收天線的接收機(jī)30，而圖3B示出了帶有多個(gè)接收天線的接收機(jī)40。
所示的接收機(jī)30包括RF部分32，RF部分32接收來(lái)自天線的信號(hào)并將基帶數(shù)字信號(hào)36提供給數(shù)字信號(hào)處理(DSP)部分34，數(shù)字信號(hào)處理(DSP)部分34輸出(數(shù)據(jù)輸出38)接收機(jī)的關(guān)于被發(fā)送的數(shù)據(jù)的最佳估計(jì)，這些被發(fā)送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生接收到的信號(hào)。在其它變化中，在DSP部分34的輸入處將基帶信號(hào)數(shù)字化。
所示的接收機(jī)40包括多個(gè)RF部分42，RF部分42接收來(lái)自其各個(gè)天線的信號(hào)并將基帶信號(hào)提供給單個(gè)天線處理部分44，然后單個(gè)天線處理部分44通常以數(shù)字形式將其輸出提供給多個(gè)天線的處理部分46，多個(gè)天線的處理部分46將多個(gè)天線上的信息組合起來(lái)構(gòu)成數(shù)據(jù)輸出48，該數(shù)據(jù)輸出48是接收機(jī)的關(guān)于產(chǎn)生該接收到信號(hào)的被發(fā)送的數(shù)據(jù)的最佳估計(jì)。部分46可以包括數(shù)字信號(hào)處理指令，用于實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碼鍵控(CCK)和/或Barker解調(diào)處理。如果由數(shù)字信號(hào)處理過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，則單個(gè)天線處理部分44和多個(gè)天線的處理部分46可能會(huì)由運(yùn)行于一個(gè)處理器上的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是此處多個(gè)處理單元或處理器可使用，某些并行處理也可以發(fā)生。例如，一個(gè)或多個(gè)部分44(但少于全部)可以運(yùn)行于一個(gè)處理器上，同時(shí)其它處理器處理其它部分。
此處沒(méi)有進(jìn)行全面描述的接收機(jī)元件的其它細(xì)節(jié)在下列專利中有所示出發(fā)明人為Kopmeiners等(下文中被稱為“Kopmeiners”)、公開號(hào)為US2002/0094041 A1的美國(guó)專利申請(qǐng)，和美國(guó)專利號(hào)＿＿＿＿＿＿[2002年2月5日提交申請(qǐng)、題為“帶有矢量解碼的多天線無(wú)線接收機(jī)鏈路”并且申請(qǐng)?zhí)枮?0/068,360的美國(guó)專利申請(qǐng)]，它們被包括在此以作參考。應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于本文或其他處所示的特定的接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方式。
在本文中，有多個(gè)對(duì)象實(shí)例并且實(shí)例的數(shù)目不是關(guān)鍵的，這些實(shí)例從“1”排到“n”，應(yīng)該理解“n”的值使用在不同地方時(shí)不必是完全一樣的，而是可以隨示例的不同而有所變化。也應(yīng)該理解，本文中沒(méi)有什么內(nèi)容要求所有這些實(shí)例都必須使用。例如，圖3B所示的接收機(jī)可以設(shè)計(jì)成具有10個(gè)天線，但只使用其中的7個(gè)。這一點(diǎn)可能出于節(jié)省功率的目的，因?yàn)楫?dāng)信號(hào)足夠清晰時(shí)沒(méi)必要全部使用，或因?yàn)樵谖词褂玫奶炀€上信號(hào)電平太低以至于無(wú)法對(duì)檢測(cè)過(guò)程提供貢獻(xiàn)。由此，“n”在不同的環(huán)境中可以有不同的值，在上述示例中，如果所有天線全部計(jì)算在內(nèi)，則n＝10，而如果只計(jì)算激活的天線，則n＝7。通常，對(duì)于多天線接收機(jī)而言，n＞1，但有可能在某些條件下，n＝1(即，n個(gè)天線中只激活了一個(gè))，即使伴隨而來(lái)的是信息的損失。天線的數(shù)目可以是從1到20，或多于20。
應(yīng)該理解，在本文中，圖中所示的線路可以是數(shù)字信號(hào)線路，用于一次傳輸復(fù)數(shù)量的時(shí)間序列。還應(yīng)該進(jìn)一步理解，像加法器這樣的算符對(duì)象可以是復(fù)數(shù)加法器。在其它情況下，所傳輸?shù)男盘?hào)可以是模擬信號(hào)、控制信號(hào)、或一個(gè)或多個(gè)值的流。
帶有時(shí)空均衡器的接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方式的概述下面的內(nèi)容描述了多個(gè)接收天線的使用，可減輕由無(wú)線信道的頻率選擇性所引起的失真，但所描述的諸多方面也可以用于單個(gè)接收天線的接收機(jī)。在許多示例中，使用Barker和CCK調(diào)制來(lái)調(diào)制信號(hào)，因?yàn)樗鼈兪悄壳暗臒o(wú)線系統(tǒng)中所廣為使用的調(diào)制，不過(guò)，應(yīng)該理解，本發(fā)明的原理可應(yīng)用于其它現(xiàn)存的及以后開發(fā)出的調(diào)制方案，除非另行說(shuō)明。
與單個(gè)接收天線系統(tǒng)相比，將多個(gè)接收天線應(yīng)用于帶有適當(dāng)信號(hào)處理的Barker/CCK接收機(jī)便可使對(duì)頻率選擇性信道失真的抵抗能力增強(qiáng)。這一點(diǎn)的簡(jiǎn)單示例便是，當(dāng)用一列信道匹配濾波器處理接收天線并將結(jié)果組合起來(lái)時(shí)所發(fā)生的有效延遲擴(kuò)展會(huì)有所減小。組合的信道/信道匹配濾波器的響應(yīng)一致性地組合起來(lái)用于該峰值相關(guān)值，并且破壞性地遠(yuǎn)離該峰值。在組合過(guò)程中，信道一側(cè)的波瓣減小了，信道實(shí)際上更縮減了。通過(guò)充當(dāng)前-端(用來(lái)減小擴(kuò)展到接收機(jī)的余下中的延遲)角色，這種簡(jiǎn)單的方案可以用來(lái)增強(qiáng)單個(gè)天線信號(hào)處理方案的性能。
在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的改進(jìn)型接收機(jī)中，在接收機(jī)鏈路中，提供了增白匹配濾波器，它位于SbS MDR之前，如圖4所示。如圖所示，信號(hào)可以由天線60接收，并且可能通過(guò)RF電路和/或模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器(未示出)將其提供給增白匹配濾波器(WMF)62。WMF 62的輸出被提供給SbS MDR 64，然后SbS MDR 64輸出接收到的數(shù)據(jù)。可以像本文所描述的那樣來(lái)修改的MDR示例是在Kopmeiners中示出的MDR和變體。
因?yàn)镾bS MDR 64對(duì)符號(hào)進(jìn)行操作，所以它確定在單個(gè)符號(hào)上計(jì)算的最小距離，比如包括一個(gè)CCK符號(hào)的一組CCK切片收集物。應(yīng)該注意到，當(dāng)在此處用作講授時(shí)，SbS MDR比MDR在實(shí)現(xiàn)方式方面更為有效，該MDR對(duì)符號(hào)的分組或序列進(jìn)行操作。沒(méi)有ISI時(shí)，在SbS MDR與完全MDR之間，性能將是相同的，但是通常分組將包括快速連續(xù)發(fā)生的多個(gè)符號(hào)。
通過(guò)使用WMF，光標(biāo)前的ISI被補(bǔ)償，DFE補(bǔ)償了光標(biāo)后的ISI并且SbSMDR處理ICI(在CCK切片、Barker切片上等)，因?yàn)樵诔SI從而產(chǎn)生完全MDR的益處之后，SbS MDR逐個(gè)符號(hào)地應(yīng)用于接收到的樣本，但是復(fù)雜性少了許多。由此，WMF/DFE組合補(bǔ)償了ISI，所以到SbS MDR的輸入應(yīng)該免受ISI，但可能含有ICI。當(dāng)作出符號(hào)決定時(shí)，SbS MDR會(huì)考慮ICI。
所用的編碼可以是用于802.11信號(hào)發(fā)送的Barker編碼或CCK編碼，或取決于所用信號(hào)發(fā)送協(xié)議的其它編碼。不過(guò)，在通常的情況下，Barker編碼相對(duì)于CCK編碼而言已足夠堅(jiān)固，可能不需要多個(gè)天線、SbS MDR和WMF來(lái)實(shí)現(xiàn)足夠的性能。
圖5示出了相似的具有多個(gè)天線的改進(jìn)型接收機(jī)。如圖所示，多個(gè)信號(hào)可以由天線70(1)…70(n)來(lái)接收，并被提供給增白匹配濾波器(WMF)72，增白匹配濾波器(WMF)72將來(lái)自多個(gè)天線的貢獻(xiàn)組合起來(lái)。WMF 72的輸出被提供給SbS MDR 74，然后輸出接收到的數(shù)據(jù)。WMF 72的輸出可以是一個(gè)信號(hào)，或每個(gè)激活的天線處一個(gè)信號(hào)，或每個(gè)天線處一個(gè)信號(hào)。圖8示出了帶有單個(gè)信號(hào)輸出的WMF 72的示例實(shí)現(xiàn)方式，其中，應(yīng)用了信道匹配濾波器，組合各信道并接著應(yīng)用增白濾波器，此處使用組合信道響應(yīng)來(lái)構(gòu)建增白濾波器。
圖6示出了與圖5相似的具有多個(gè)天線的改進(jìn)型接收機(jī)，它還包括反饋。在該接收機(jī)中，多個(gè)信號(hào)可以由天線80(1)…80(n)來(lái)接收，并被提供給增白匹配濾波器(WMF)81，增白匹配濾波器(WMF)81組合來(lái)自多個(gè)天線的貢獻(xiàn)。該接收機(jī)也包括SbS MDR 82和反饋濾波器83。通過(guò)加法器84將反饋濾波器83的輸出和WMF 81的輸出組合起來(lái)。加法器84的輸出構(gòu)成到SbS MDR 82的輸入，SbS MDR 82在其一個(gè)多個(gè)輸出處提供用來(lái)構(gòu)成所檢測(cè)的數(shù)據(jù)流的信號(hào)以及到反饋濾波器83的輸入。在SbS MDR 82中，反饋濾波器83與決定塊(比如，未示出的限幅器)一起實(shí)現(xiàn)決定反饋均衡器(DFE)。
應(yīng)該注意到，盡管加法器84是作為分立的塊示出的，但其它組合輸出的方法可以作為替代而使用。在特別的實(shí)施例中，加法器84是復(fù)數(shù)加法器，用來(lái)加信號(hào)。當(dāng)然，在普通的實(shí)現(xiàn)方式中，許多功能塊都是由數(shù)字信號(hào)處理代碼和/或硬件邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在這種實(shí)現(xiàn)方式中，加法器84可能由單個(gè)“加”指令來(lái)完全實(shí)現(xiàn)。
圖7是圖5所示的增白匹配濾波器(WMF)72的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式的詳細(xì)方框圖，用于單個(gè)天線接收機(jī)。WMF72組合信道匹配濾波器(CMF)76和增白濾波器(WF)78。在當(dāng)濾波器是作為用硬連線邏輯或數(shù)字信號(hào)處理器代碼的指令而實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，CMF 76和WF78的功能可能是集成的，使得它們不是分立的對(duì)象。CMF 76可以作為H*(1/z*)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此處H(z)是信道的z變換。WF 78可以被實(shí)現(xiàn)以便執(zhí)行方程4所示的濾波函數(shù)。
圖8是作為圖7配對(duì)的更為詳細(xì)的方框圖，但是其中考慮到了多個(gè)天線。WMF 81包括多個(gè)信道匹配濾波器86，其輸出由加法器87來(lái)組合，加法器87將其求和輸出作為輸入提供給增白濾波器(WF)88。WF 88可能與WF 78完全一樣，但它也可能是不同的。例如，在較佳實(shí)施例中，WF88被設(shè)計(jì)成是組合信道響應(yīng)的最大相譜因子的倒數(shù)。在當(dāng)濾波器是作為用硬連線邏輯或數(shù)字信號(hào)處理器代碼的指令而實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，濾波器86、加法器87和濾波器88的功能可以是集成的，使得它們不是分立的對(duì)象。
通過(guò)將反饋應(yīng)用于WMF的輸出而不是信道的輸出，檢測(cè)被改進(jìn)了。WMF的輸出是作為“最小相”的信號(hào)，它是這樣一種性質(zhì)，可確保在檢測(cè)符號(hào)的過(guò)程中所用的、使SNR最大化的樣本只具有來(lái)自前面符號(hào)的拖尾，即很少或沒(méi)有光標(biāo)前的能量。
應(yīng)用于信道匹配濾波器的輸出的SbS MDR和DFE并不提供最高的SNR和最低量的光標(biāo)前的ISI能量(即，由在所考慮的樣本之后被發(fā)送的樣本所貢獻(xiàn)的ISI能量)。SbS MDR與被應(yīng)用于增白匹配濾波器的輸出的決定反饋均衡器的組合可在使SNR最大和使光標(biāo)前失真最小之間提供最佳的折衷。WMF的輸出的“最小相”屬性是這樣一種屬性，它平方地處理上述折衷。這可由下面的方程來(lái)說(shuō)明。
其中H(z)表示在適度條件下(比如，Paley-Wiener標(biāo)準(zhǔn))的信道的z變換，信道的譜可以如方程3所示分解因子，使得分量G(z)所有的極點(diǎn)和零點(diǎn)都在單位周期之內(nèi)。
SH(z)=AH2G(z)G*(1/z*)]]>(方程3)其極點(diǎn)和零點(diǎn)都在單位周期內(nèi)的線性系統(tǒng)是“最小相”。通過(guò)將信道匹配濾波器應(yīng)用于接收信號(hào)，信道和信道匹配濾波器的組合響應(yīng)將具有由方程3中的SH(z)給出的z變換。然后，通過(guò)將具有方程4所示的z變換的濾波器應(yīng)用于匹配濾波器的輸出，所得的信號(hào)將是最小相。
1AH2G*(1/z*)]]>(方程4)DFE從最小相信號(hào)中獲益，因?yàn)樾盘?hào)具有想要的屬性。例如，某些樣本被用在檢測(cè)符號(hào)的過(guò)程中，使SNR最大化的樣本選擇過(guò)程是這樣一種樣本選擇過(guò)程，可預(yù)計(jì)所產(chǎn)生的任何拖尾將僅僅來(lái)自前面的符號(hào)，這正是DFE試圖抵消的。在符號(hào)等級(jí)而非切片等級(jí)上，應(yīng)用增白匹配濾波器和DFE可改進(jìn)性能。
具有方程4所示的z變換的濾波器被稱為增白濾波器。此處，信道匹配濾波器和增白濾波器的組合響應(yīng)被稱為增白匹配濾波器。
實(shí)現(xiàn)方式的變化基本的實(shí)現(xiàn)方式在下文描述的關(guān)于DFE和WMF的基本實(shí)現(xiàn)方式中，增白匹配濾波器和數(shù)據(jù)決定都應(yīng)用于單個(gè)切片。對(duì)于Barker調(diào)制的信號(hào)和CCK調(diào)制的信號(hào)而言，可在切片組(即符號(hào))上作出數(shù)據(jù)決定，并且將切片組作為一個(gè)整體來(lái)考慮而非嘗試以孤立的方式在各切片上決定是有許多好處的。
例如，考慮CCK調(diào)制。CCK符號(hào)包括八個(gè)切片。如果接收機(jī)在切片等級(jí)上很難作出決定，則它將失去從CCK調(diào)制中得到的處理利益。為了保持該利益，通常在檢測(cè)之前，來(lái)自符號(hào)的全部八個(gè)切片需要被處理?？紤]增白匹配濾波器的輸出。使用被收集到8個(gè)樣本的組中的輸出時(shí)，結(jié)果是很多可能的符號(hào)用于讓SbS MDR從中選擇。
SbS MDR嘗試最小化距離值D，用于各收集物、根據(jù)方程(比如方程5)的接收樣本的rk，其中sl表示可能的發(fā)送符號(hào)之一，Gk表示矩陣，其行對(duì)應(yīng)于信道的最小相譜因子的脈沖響應(yīng)，求和是在所有可能發(fā)送符號(hào)之上進(jìn)行的。
D=||r‾k-Σl≤kGk-ls‾l||2]]>(方程5)通過(guò)假定增白匹配濾波器的輸出處所呈現(xiàn)的任何ISI只是由前面的符號(hào)來(lái)貢獻(xiàn)的，便可以減小計(jì)算勞動(dòng)強(qiáng)度。方程5便可以寫成方程6所示的樣子。
D=||r‾k-G1s‾k-1-G0sk‾||2]]>(方程6)當(dāng)DFE在適當(dāng)?shù)奈恢锰帟r(shí)，來(lái)自前面的符號(hào)的干擾G1sk-1被除去，留下簡(jiǎn)化的方程7。
D=||r‾k-G0sk‾||2]]>(方程7)方程7是SbS MDR的數(shù)學(xué)表達(dá)式。來(lái)自方程7的最小化的D等價(jià)于查找可使方程8中的M最大化的符號(hào)s，其中sT和G0T分別是S和G0的共軛轉(zhuǎn)置。
M=Re{s‾TG0Tr‾k}-12||G0s‾||2]]>(方程8)這可以作為附加的匹配濾波器和CCK相關(guān)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，所帶有的校正在限幅之前被應(yīng)用于相關(guān)器。圖9示出了SbS MDR的這種實(shí)現(xiàn)方式的示例。
圖9更為詳細(xì)地示出了SbS MDR 90的一個(gè)示例(例如，像圖6中的SbSMDR 82)，它包括SbS MDR匹配濾波器(SMMF)92和芯91，芯91包括相關(guān)器94、加法器95、校正權(quán)重96和限幅器98。SMMF 92使SbS MDR 90與信道和WMF(此處未示出，例如圖6中的WMF 81)的組合響應(yīng)相匹配。
從加法器(未示出，比如圖6中的加法器84)到SbS MDR 90的輸入被提供給SMMF 92，其輸出提供給相關(guān)器94。由加法器95將相關(guān)器94的輸出與校正權(quán)重96相加，加法器95將其結(jié)果提供給限幅器98。由此，在限幅之前，校正被施加到相關(guān)器94的輸出。校正權(quán)重對(duì)應(yīng)于從信道離開的輸出處的符號(hào)中的能量，在限幅之前較佳地從相關(guān)器中減去該校正權(quán)重。一種在下文中加以描述的用于確定合適的校正權(quán)重的實(shí)現(xiàn)方式包括方程21-22中的一個(gè)示例。
根據(jù)所使用的代碼，相關(guān)器94可以是CCK相關(guān)器或Barker相關(guān)器或其它相關(guān)器。SMMF 92可以與WMF和反饋濾波器組合起來(lái)以減小該實(shí)現(xiàn)方式的整體復(fù)雜性。圖10示出了這樣的一個(gè)示例。
如圖10所示，濾波器100是WMF和SMMF的組合，SMMF也與反饋濾波器組合起來(lái)以構(gòu)成組合的濾波器104。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，，濾波器100是如圖9所示并在上文中描述過(guò)的SMMF92與結(jié)合圖7在上文中描述過(guò)的WMF81的組合產(chǎn)物。在一個(gè)實(shí)施例中，濾波器104是SMMF 92與參照?qǐng)D6在上文中描述過(guò)的反饋濾波器83的組合產(chǎn)物。
除了實(shí)現(xiàn)方式以外，SbS MDR匹配濾波器與增白濾波器的組合在概念上也是有趣的。矩陣G0T表示信道的最大相譜因子的截?cái)喟姹?。增白濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)是信道的最大相譜因子的倒數(shù)，所以將G0T應(yīng)用于增白濾波器的輸出會(huì)在組合響應(yīng)中引起取消。該取消相對(duì)于符號(hào)中的切片是圓周固定的(cyclo-stationary)。即，用于符號(hào)中的第一切片的組合響應(yīng)將幾乎相同。用于符號(hào)中的最后一個(gè)切片的組合響應(yīng)將幾乎是增白濾波器的響應(yīng)。這產(chǎn)生了一個(gè)效應(yīng)，其中增白濾波器正在除去ISI，而非ICI。
這種方法確實(shí)需要對(duì)符號(hào)中后面的切片給予比前面的切片更多的處理。不過(guò)，因?yàn)镈FE要求對(duì)符號(hào)中前面的切片進(jìn)行更多處理并且對(duì)符號(hào)中后面的切片進(jìn)行較少的處理，那么處理的總量可以為整體所共享，即便在加載時(shí)。圖11示出了利用這一優(yōu)點(diǎn)的濾波器功能的配置。
如圖11所示，CMF 110接收來(lái)自天線的輸入并將結(jié)果提供給組合濾波器112，組合濾波器112將匹配濾波器(比如圖9中的SMMF 92)與增白濾波器(比如圖7中的WF 78)組合起來(lái)。組合濾波器112的結(jié)果被加到反饋濾波器104的輸出，像之前描述的那樣。反饋濾波器104也包括匹配濾波器。
如果這樣實(shí)現(xiàn)CMF 110使得它比信道縮減，則作為組合濾波器112一部分的SMMF將不包括信道的最大相譜因子。如果CMF 110不是這樣實(shí)現(xiàn)的，則它仍然工作，但濾波器系數(shù)的計(jì)算是更為復(fù)雜的操作過(guò)程。
示例對(duì)于給定的信道，現(xiàn)在將參照各種圖來(lái)描述示例的實(shí)現(xiàn)方式。從該示例中，用于最小距離DFE接收機(jī)的前饋和反饋匹配濾波器(圖11中的元件112和104)的濾波器系數(shù)是從給定的信道特征中確定的?？紤]方程9所示的帶有z變換的信道。信道匹配濾波器用于方程10所示的信道。
H(z)＝1+.5z-1(方程9)H*(1/z*)＝.5z+1＝z(.5+z-1)(方程10)為了計(jì)算增白濾波器，可能要使用Levinson遞歸，但也可以使用其它方法。方程11示出了信道響應(yīng)的自動(dòng)校正。Levinson遞歸解決了方程1 2所示的系統(tǒng)，用于正向的預(yù)測(cè)誤差系數(shù){aj}。
R(k)＝1.25，.5，0，0，…(方程11) (方程12)正向預(yù)測(cè)誤差濾波器(在圖示構(gòu)建濾波器的過(guò)程中的中間步驟)，對(duì)應(yīng)于濾波器，帶有響應(yīng)1G(z).]]>(方程13)帶有由正向預(yù)測(cè)誤差系數(shù)的共軛時(shí)間反轉(zhuǎn)所給出的系數(shù)的濾波器具有響應(yīng)1G*(1/z*).]]>(方程14)通過(guò)將Levinson遞歸應(yīng)用于信道響應(yīng)的自動(dòng)校正并采用該系數(shù)的共軛時(shí)間反轉(zhuǎn)，該結(jié)果是高達(dá)一個(gè)比例因子的增白濾波器。該比例因子AH2對(duì)應(yīng)于均方預(yù)測(cè)誤差，并可從Levinson遞歸中獲得。Levinson遞歸遞歸地向增白濾波器產(chǎn)生越來(lái)越好的近似值。
例如，假定增白濾波器是6分支的FIR濾波器。Levinson算法的前5個(gè)疊代給出b1(z)＝1-.4z-1b2(z)＝1-.48z-1+.19z-2b3(z)＝1-.49z-1+.24z-2-.09z-3b4(z)＝1-.5z-1+.25z-2-.12z-3+.052-4b5(z)＝1-.5z-1+.25z-2-.12z-3+.062-4-.02z-5此處，AH2=1.]]>在這種情況下，w(z)＝-.03+.06z-1-.12z-2+.25z-3-.5z-4+z-5將被用作增白濾波器。
現(xiàn)在考慮圖11中的元件104的反饋濾波器部分和SMMF。兩個(gè)濾波器的系數(shù)都是從信道響應(yīng)的最大相譜因子中獲得的。最大相譜因子的系數(shù){gi}可以通過(guò)方程15所示的關(guān)系從預(yù)測(cè)誤差濾波器系數(shù)中獲得。
b(z)g(z)＝1(方程15)由此，b0g0＝1g0＝1b1g0+b0g1＝0g1＝-b1g1＝.5b2g0+b1g1+b0g2＝0g2＝-b2-b1g1g2＝0b3g0+b2g1+b1g2+b0g3＝0g3＝-b3-b2g1-b1g2g3＝0等等……注意到，在本示例中，信道自動(dòng)校正的最小相譜因子是信道響應(yīng)。最大相譜因子是通過(guò)使最小相譜因子的系數(shù)共軛并時(shí)間反轉(zhuǎn)來(lái)獲取的。
方程16和17中分別示出的矩陣G0和G1表示卷積矩陣的部分，所帶有的系數(shù)是由操作的最小相譜因子、當(dāng)前的和前面的符號(hào)所分別給出的。
G0=10000000.510000000.510000000.510000000.510000000.510000000.510000000.51]]>(方程16)
G1=0000000.500000000000000000000000000000000000000000000000000000000]]>(方程17)方程18中所示的矩陣G0T對(duì)應(yīng)于附加的匹配濾波器的操作過(guò)程。
G0T=1.500000001.500000001.500000001.500000001.500000001.500000001.500000001]]>(方程18)現(xiàn)在考慮在其中反饋系數(shù)G1與附加的匹配濾波器已經(jīng)組合起來(lái)的實(shí)現(xiàn)方式。組合的反饋濾波器是由G0TG1給出的，并且對(duì)于這些組的值而言G0TG1=G1.]]>反饋濾波器如下述那樣工作。當(dāng)處理符號(hào)的第一切片時(shí)，它將前面的符號(hào)的最后的切片的值減去0.5。通常，反饋結(jié)構(gòu)將是更為復(fù)雜的。
現(xiàn)在考慮附加的匹配濾波器和增白濾波器的組合響應(yīng)。構(gòu)成卷積矩陣W(其行是由增白濾波器的響應(yīng)給出的)可導(dǎo)致方程19所示的矩陣和由方程20給出的組合響應(yīng)。
(方程19) (方程20)組合的附加匹配濾波器和增白濾波器按下述來(lái)操作。對(duì)于符號(hào)的前7個(gè)切片而言，匹配濾波器的輸出在不加改變的情況下通過(guò)。對(duì)于該符號(hào)的最后一個(gè)切片而言，使用增白匹配濾波器的輸出。
DFE的輸出饋入CCK相關(guān)器。在做出符號(hào)決定之前，校正權(quán)重被應(yīng)用于相關(guān)器的輸出。這些權(quán)重對(duì)應(yīng)于相關(guān)器輸入處的各符號(hào)的能量。對(duì)于各符號(hào)sk而言，計(jì)算‖G0sk‖2?？紤]11Mbps(每秒兆比特)CCK符號(hào)s＝{1，1，1，-1，1，1，-1，1}。
G0s=11.51.5-.5.51.5-.5.5]]>(方程21)‖G0s‖2＝1+2.25+2.25+.25+.25+2.25+.25+.25＝8.75 (方程22)
為各符號(hào)計(jì)算相似的權(quán)重。在限幅之前，從相關(guān)器輸出中減去相應(yīng)的值。
圖12是多個(gè)天線接收部分的方框圖，它包括多個(gè)信道匹配濾波器120、加法器122、均方誤差(MSE)均衡器124、補(bǔ)碼鍵控(CCK)相關(guān)器126和限幅器128。相似的部分可用于Barker代碼。
圖13是圖12的多個(gè)天線接收部分的變體的方框圖。此處，加法器129插放在MSE均衡器124和CCK相關(guān)器126之間以添加進(jìn)反饋濾波器130的一個(gè)輸出。
圖14是用于Barker解調(diào)器的SbS MDR的方框圖，它包括Barker相關(guān)器和Barker限幅器。用于Barker相關(guān)器的校正權(quán)重的數(shù)目可以是四個(gè)或其它數(shù)目。
圖15是用于CCK解調(diào)器的SbS MDR的方框圖，它包括CCK相關(guān)器和CCK限幅器。
現(xiàn)在已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例和一些變體。若干實(shí)施例可以用于單個(gè)接收天線或多個(gè)接收天線。如上所述，用于抵抗因頻率選擇性信道而產(chǎn)生的失真的多個(gè)接收天線的使用可使有效的延遲擴(kuò)展縮短并減小ISI。
用來(lái)將增白濾波器和附加匹配組合成一個(gè)濾波器的組合濾波器導(dǎo)致濾波器系數(shù)的有效的計(jì)算過(guò)程以及濾波操作過(guò)程的有效實(shí)現(xiàn)過(guò)程。在某些實(shí)施例中，對(duì)于另外的效率利益而言，附加匹配濾波器是增白濾波器的反面的截?cái)喟姹尽?br> 通過(guò)將這些濾波器組合成一個(gè)濾波器，取消過(guò)程將發(fā)生，使得組合的濾波器補(bǔ)償了符號(hào)間的干擾(ISI)，而非切片間的干擾(ICI)。這種取消過(guò)程導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)過(guò)程只需要更少的操作。增白濾波器和附加匹配濾波器的系數(shù)之間有一個(gè)關(guān)系(參看方程15)，附加匹配濾波器允許來(lái)自其它的一組系數(shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算。
通過(guò)使信道匹配濾波器(CMF)從前饋和反饋均衡中分離，接收機(jī)的整體復(fù)雜性減小了。在使用多個(gè)天線的地方，CMF接受多個(gè)接收信道并在其輸出之一處提供單個(gè)組合響應(yīng)。前饋和反饋均衡器使組合信道響應(yīng)均衡。如果接收機(jī)試圖單獨(dú)使各接收鏈路均衡，則與之相比，上述這種處理的分離過(guò)程要求更少的計(jì)算。另外，設(shè)計(jì)也更為靈活，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的均衡/檢測(cè)部分對(duì)于任何數(shù)目的接收鏈路而言都是有效的。
上面的描述是示例性的而非限制性的。對(duì)于參閱過(guò)本文的那些本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的許多變化將是明顯的。因此，不應(yīng)該參照上面的描述而確定本發(fā)明的范圍，而應(yīng)該參照所附的權(quán)利要求書以及其等價(jià)方案的全部范圍來(lái)確定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)無(wú)線信道來(lái)接收數(shù)據(jù)的無(wú)線接收機(jī)，它包括多個(gè)天線，這些天線具有信號(hào)分集，使得在所述多個(gè)天線中的每一個(gè)處從所述無(wú)線信道中接收到的內(nèi)容是不相同的；數(shù)字信號(hào)處理邏輯，用于處理由所述多個(gè)天線接收到的信號(hào)，其中所述信號(hào)是Barker調(diào)制信號(hào)和補(bǔ)碼鍵控(CCK)信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)；在所述數(shù)字信號(hào)處理邏輯中的解調(diào)邏輯，用來(lái)解調(diào)來(lái)自所述多個(gè)天線中的兩個(gè)或多個(gè)天線的信號(hào)，所述解調(diào)邏輯包括與所述信號(hào)的解調(diào)相對(duì)應(yīng)的Barker相關(guān)器和CCK相關(guān)器中的一個(gè)或多個(gè)；以及在所述數(shù)字信號(hào)處理邏輯中的失真補(bǔ)償，用來(lái)處理所接收到的信號(hào)中的至少一部分以便補(bǔ)償信道失真。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所述解調(diào)邏輯包括含Barker相關(guān)器和Barker限幅器在內(nèi)的Barker解調(diào)器。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所述解調(diào)邏輯包括含CCK相關(guān)器和CCK限幅器在內(nèi)的CCK解調(diào)器。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線接收機(jī)，還包括均方誤差均衡器。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線接收機(jī)，還包括決定反饋均衡器。
6.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線接收機(jī)，還包括增白匹配濾波器，用來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)由所述多個(gè)天線接收到的信號(hào)并輸出若干經(jīng)濾波過(guò)的信號(hào)，其中所述增白匹配濾波器根據(jù)信道匹配濾波器和增白濾波器對(duì)所述信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行操作。
7.如權(quán)利要求6所述的無(wú)線接收機(jī)，還包括反饋濾波器；以及逐個(gè)符號(hào)的最小距離接收機(jī)(SbS MDR)，用來(lái)接收來(lái)自所述增白匹配濾波器和所述反饋濾波器的總和的若干經(jīng)濾波過(guò)的數(shù)據(jù)并輸出所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流。
8.如權(quán)利要求7所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所述SbS MDR包括SbS MDR匹配濾波器，與所述增白匹配濾波器和所述無(wú)線信道的響應(yīng)相匹配；相關(guān)器；以及限幅器。
9.如權(quán)利要求8所述的無(wú)線接收機(jī)，包括用于實(shí)現(xiàn)所述SbS MDR匹配濾波器和所述增白濾波器的組合濾波器。
10.如權(quán)利要求8所述的無(wú)線接收機(jī)，包括用于實(shí)現(xiàn)所述SbS MDR匹配濾波器和所述反饋濾波器的組合濾波器。
11.如權(quán)利要求8所述的無(wú)線接收機(jī)，所述無(wú)線接收機(jī)具有在限幅之前的校正。
12.如權(quán)利要求11所述的無(wú)線接收機(jī)，包括用于實(shí)現(xiàn)所述SbS MDR匹配濾波器和所述增白濾波器的組合濾波器。
13.如權(quán)利要求11所述的無(wú)線接收機(jī)，包括用于實(shí)現(xiàn)所述SbS MDR匹配濾波器和所述反饋濾波器的組合濾波器。
14.一種用于通過(guò)無(wú)線信道來(lái)接收數(shù)據(jù)的無(wú)線接收機(jī)，它包括增白匹配濾波器，用來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)從所述無(wú)線信道中接收到的輸入信號(hào)并輸出若干經(jīng)濾波過(guò)的信號(hào)，其中所述增白匹配濾波器根據(jù)信道匹配濾波器和增白濾波器對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行操作；以及逐個(gè)符號(hào)的最小距離接收機(jī)(SbS MDR)，用來(lái)接收來(lái)自所述增白匹配濾波器的所述若干經(jīng)濾波過(guò)的信號(hào)并輸出最終的數(shù)據(jù)流。
15.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)是兩個(gè)或更多個(gè)輸入信號(hào)。
16.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所接收到的所述一個(gè)或更多個(gè)輸入信號(hào)不同于所述若干經(jīng)濾波過(guò)的信號(hào)輸出。
17.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線接收機(jī)，還包括Barker解調(diào)器。
18.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線接收機(jī)，還包括補(bǔ)碼鍵控解調(diào)器。
19.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線接收機(jī)，還包括決定反饋均衡器。
20.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所述SbS MDR包括SbS MDR匹配濾波器，與所述增白匹配濾波器和所述無(wú)線信道的響應(yīng)相匹配；相關(guān)器；以及限幅器。
21.如權(quán)利要求20所述的無(wú)線接收機(jī)，包括用于實(shí)現(xiàn)所述SbS MDR匹配濾波器和所述增白濾波器的組合濾波器。
22.如權(quán)利要求20所述的無(wú)線接收機(jī)，包括用于實(shí)現(xiàn)所述SbS MDR匹配濾波器和所述反饋濾波器的組合濾波器。
23.如權(quán)利要求20所述的無(wú)線接收機(jī)，具有在限幅之前的校正。
24.如權(quán)利要求23所述的無(wú)線接收機(jī)，包括用于實(shí)現(xiàn)所述SbS MDR匹配濾波器和所述增白濾波器的組合濾波器。
25.如權(quán)利要求23所述的無(wú)線接收機(jī)，包括用于實(shí)現(xiàn)所述SbS MDR匹配濾波器和所述反饋濾波器的組合濾波器。
26.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所述信道匹配濾波器是作為與所述SbS MDR匹配濾波器和所述增白濾波器不同的一種濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
27.一種用于通過(guò)無(wú)線信道來(lái)接收數(shù)據(jù)的無(wú)線接收機(jī)，它包括信道匹配濾波器；第一組合濾波器，與一個(gè)輸入耦合以便接收所述信道匹配濾波器的輸出，其中所述第一組合濾波器根據(jù)SbS MDR匹配濾波器和增白濾波器來(lái)工作；相關(guān)器，相耦合以接收添加到反饋信號(hào)的所述第一組合濾波器的輸出；限幅器，相耦合以接收添加到一個(gè)或多個(gè)權(quán)重的所述相關(guān)器的輸出；第二組合濾波器，相耦合以接收限幅器輸出，其中所述第二組合濾波器輸出所述反饋信號(hào)并根據(jù)所述SbS MDR匹配濾波器和反饋濾波器來(lái)工作；以及數(shù)據(jù)輸出，用于從所述限幅器的輸出中輸出最終的數(shù)據(jù)流。
28.一種用于通過(guò)無(wú)線信道來(lái)接收數(shù)據(jù)的無(wú)線接收機(jī)，它包括多個(gè)天線，用于接收來(lái)自所述無(wú)線信道的多個(gè)信號(hào)；逐個(gè)符號(hào)的最小距離接收機(jī)(SbS MDR)；具有轉(zhuǎn)移功能的第一組合濾波器，它是信道匹配濾波器和SbS MDR匹配濾波器的組合，其中所述信道匹配濾波器與所述無(wú)線信道的信道響應(yīng)相匹配且所述SbS MDR匹配濾波器與所述SbS MDR相匹配，耦合所述第一組合濾波器以將一個(gè)或多個(gè)經(jīng)濾波過(guò)的輸出提供給所述SbS MDR；以及第二組合濾波器，用來(lái)將所述SbS MDR匹配濾波器的轉(zhuǎn)移功能與可用來(lái)接收所述SbS MDR的輸出的反饋濾波器組合，并反饋一個(gè)要在所述SbS MDR的輸入處與所述一個(gè)或多個(gè)經(jīng)濾波過(guò)的輸出相組合的信號(hào)。
29.如權(quán)利要求28所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所述SbS MDR包括相關(guān)器；用于在限幅之前先對(duì)信號(hào)作加權(quán)處理的裝置；以及限幅器，用來(lái)限幅來(lái)自所述相關(guān)器的經(jīng)加權(quán)過(guò)的信號(hào)。
30.如權(quán)利要求28所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所述第一組合濾波器還包括增白濾波器轉(zhuǎn)移功能。
31.一種用于通過(guò)無(wú)線信道來(lái)接收數(shù)據(jù)的無(wú)線接收機(jī)，它包括一個(gè)或多個(gè)天線，用于接收來(lái)自所述無(wú)線信道的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)；逐個(gè)符號(hào)的最小距離接收機(jī)(SbS MDR)；具有轉(zhuǎn)移功能的第一組合濾波器，它是信道匹配濾波器、增白濾波器和SbSMDR匹配濾波器的組合，其中所述信道匹配濾波器與所述無(wú)線信道的信道響應(yīng)相匹配且所述SbS MDR匹配濾波器與所述SbS MDR相匹配，耦合所述第一組合濾波器以向所述SbS MDR提供一個(gè)或多個(gè)經(jīng)濾波過(guò)的輸出；以及第二組合濾波器，用來(lái)將所述SbS MDR匹配濾波器的轉(zhuǎn)移功能與可用來(lái)接收所述SbS MDR的輸出的反饋濾波器組合，并反饋一個(gè)要在所述SbS MDR的輸入處與所述一個(gè)或多個(gè)經(jīng)濾波過(guò)的輸出組合的信號(hào)。
32.如權(quán)利要求31所述的無(wú)線接收機(jī)，其特征在于，所述SbS MDR包括相關(guān)器；用于在限幅之前先對(duì)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理的裝置；以及限幅器，用來(lái)限幅來(lái)自所述相關(guān)器的經(jīng)加權(quán)過(guò)的信號(hào)。
全文摘要
一種在多個(gè)天線處接收信號(hào)的無(wú)線接收機(jī)，并且所組合成的信號(hào)可補(bǔ)償信道失真。在另外的方面，無(wú)線接收機(jī)包括被應(yīng)用于增白匹配濾波器的輸出的最小距離接收機(jī)，該接收機(jī)使用一個(gè)或多個(gè)天線將信道匹配濾波和增白過(guò)程組合起來(lái)。
文檔編號(hào)H04B7/08GK1836395SQ200480023700
公開日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2004年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月18日
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