專利名稱：用于接收器中處理信號(hào)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接收到的無(wú)線信號(hào)的處理，更具體地說(shuō)，涉及一種無(wú)線系統(tǒng)中 用于基于低復(fù)雜度共軛梯度的均衡的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在大多數(shù)現(xiàn)有的無(wú)線通信系統(tǒng)中，可設(shè)置網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)基于單個(gè)發(fā) 射或單個(gè)接收天線工作。然而，對(duì)于很多現(xiàn)有的無(wú)線系統(tǒng)，多個(gè)發(fā)射和/或接 收天線的使用可帶來(lái)系統(tǒng)性能的全面改進(jìn)。這些多天線配置，如已知的智能天 線技術(shù)，可用于減少多路徑帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)和/或信號(hào)接收上的信號(hào)干擾?，F(xiàn)
有的系統(tǒng)和/或現(xiàn)在正在配置的系統(tǒng)，例如基于碼分多址(CDMA)的系統(tǒng)、 基于時(shí)分多址(TDMA)的系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)，以及基于正交 頻分復(fù)用(OFDM)的系統(tǒng)，如IEEE802.il a/g，都可從基于多個(gè)發(fā)射和/或接 收天線的配置中獲利。應(yīng)了解，智能天線技術(shù)越來(lái)越多地用于涉及蜂窩系統(tǒng)中 基站基礎(chǔ)設(shè)施的配置和移動(dòng)用戶單元，以達(dá)到寄予這些系統(tǒng)的漸增 的性能需 求。這些需求部分地源于從單純的語(yǔ)音服務(wù)到提供集成的聲音、視頻和數(shù)據(jù)傳 輸?shù)南乱淮鸁o(wú)線多媒體服務(wù)的正在進(jìn)行的轉(zhuǎn)軌。
多個(gè)發(fā)射和/或接收天線的使用會(huì)引入分集增益并抑制在信號(hào)接收過(guò)程中 生成的干擾。這樣的分集增益通過(guò)增加接收的信噪比、提供針對(duì)信號(hào)干擾的更 大的魯棒性和/或允許對(duì)于更高容量的更大頻率再利用，改進(jìn)系統(tǒng)性能。在采 用了多天線接收器的通信系統(tǒng)中， 一組M個(gè)接收天線可用于無(wú)效M-1個(gè)干擾 的作用。因此，N個(gè)信號(hào)可同時(shí)在同一帶寬中使用N個(gè)發(fā)射天線傳送，然后 發(fā)射的信號(hào)經(jīng)由配置在接收器側(cè)的一組N個(gè)天線分離成N個(gè)單獨(dú)信號(hào)。
這種類型的系統(tǒng)稱為多進(jìn)多出(MIMO)系統(tǒng)。多天線系統(tǒng)，特別是MIMO 具有吸引力的一個(gè)方面是通過(guò)使用這些傳輸配置，可獲得系統(tǒng)容量上的顯著增
大。對(duì)于固定的總發(fā)射功率，MIMO配置提供的性能可隨著信噪比的增加而成 比例增加。例如，在衰減多路徑信道情況下，MIMO配置對(duì)系統(tǒng)行性能的增加 為信噪比每增加3-db，系統(tǒng)性能增加接近M個(gè)附加比特/周期。
然而，在無(wú)線通信中，特別是無(wú)線手機(jī)設(shè)備中，分布廣泛的多天線系統(tǒng) 配置，受到緣于尺寸增大、復(fù)雜性和功率消耗的帶來(lái)的成本的增加的限制。假 設(shè)，用于各個(gè)發(fā)射和接收天線的單獨(dú)信號(hào)鏈?zhǔn)嵌嗵炀€系統(tǒng)中成本增加的直接因 素。每個(gè)RF鏈一般包括低噪聲放大器(LNA)、濾波器、下變頻器和模數(shù)(A/D) 轉(zhuǎn)換器。在某些現(xiàn)有的信號(hào)-天線無(wú)線接收器中，單個(gè)必需的RF鏈可占用超過(guò) 30%的接收器的總成本。因此，顯然隨著發(fā)射和接收天線的增加，系統(tǒng)的復(fù)雜 性、功率消耗和總成本也會(huì)增加。
此外，在限制帶寬的時(shí)間色散信道中的多路徑傳輸可引起碼間干擾(ISI)， 碼間干擾(ISI)被認(rèn)為是在具有所需精度的情況下增加數(shù)據(jù)傳輸率的過(guò)程中 最主要的阻礙。當(dāng)發(fā)射脈沖被抹去時(shí)可發(fā)生ISI，這樣對(duì)應(yīng)于不同符號(hào)的脈沖 將不可辨認(rèn)或分開(kāi)。其間，由于多路存取方案的不完整性引起的載波間干擾 (ICI)，從預(yù)期用戶獲得的數(shù)據(jù)可能被其它發(fā)送器干擾。對(duì)于一個(gè)可信賴的數(shù) 據(jù)傳輸系統(tǒng)，較為理想的是減小ISI和ICI效應(yīng)。
比較本發(fā)明后續(xù)將要結(jié)合附圖介紹的系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)的其它局限性和弊端 對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種無(wú)線系統(tǒng)中用于基于低復(fù)雜度共軛梯度的均衡的方法 和系統(tǒng)，結(jié)合至少一幅附圖進(jìn)行了充分的展現(xiàn)和描述，并在權(quán)利要求中得到了 更完整的闡述。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于在接收器中處理信號(hào)的方法，所 述方法包括
基于與至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和至少一個(gè)相關(guān)性向量有關(guān)的初始化值，使 用所述至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向量更新用于多個(gè)接收 的信號(hào)集群的多個(gè)濾波支路(filtertaps);以及
使用所述被更新的多個(gè)濾波支路中的至少一部分來(lái)濾波所述接收到的信 號(hào)集群中的至少一部分。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括只要達(dá)到用于所述接收的信號(hào)集群的特定信
噪比(SNR)時(shí)，就重復(fù)所述更新。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括在多次迭代過(guò)程中更新所述初始化值。 優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括只要達(dá)到特定數(shù)目的多次迭代，便重復(fù)所述更新。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括使用所述多個(gè)接收到的信號(hào)集群生成多個(gè)芯 片速率同步采樣的信號(hào)。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括使用芯片時(shí)鐘信號(hào)生成所述多個(gè)芯片速率同 步采樣的信號(hào)。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括使用所述多個(gè)芯片速率同步采樣的信號(hào)生成 所述至少一個(gè)相關(guān)性向量。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)相關(guān)性向量包括多個(gè)芯片同步采樣的信號(hào)的復(fù)共 軛，其中所述多個(gè)芯片同步采樣的信號(hào)是基于所述多個(gè)接收的信號(hào)集群的。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括基于最小均方差算法(MMSE)更新所述至 少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向量。
優(yōu)選地，所述方法進(jìn)一步包括基于所述濾波生成所述多個(gè)接收到的信號(hào)集 群的至少一個(gè)估計(jì)值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于在接收器中處理信號(hào)的系統(tǒng)，所述 系統(tǒng)包括
至少一個(gè)處理器，用于基于與至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和至少一個(gè)相關(guān)性向 量有關(guān)的初始化值，使用所述至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向 量更新用于多個(gè)接收的信號(hào)集群的多個(gè)濾波支路；以及
所述至少一個(gè)處理器使用所述被更新的多個(gè)濾波支路中的至少一部分來(lái) 濾波所述接收到的信號(hào)集群中的至少一部分。
優(yōu)選地，要達(dá)到用于所述接收的信號(hào)集群的特定信噪比(SNR)時(shí)，所述 至少一個(gè)處理器就重復(fù)所述更新。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)處理器在多次迭代過(guò)程中更新所述初始化值。 優(yōu)選地，只要達(dá)到特定數(shù)目的多次迭代，所述至少一個(gè)處理器便重復(fù)所述 更新。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)處理器使用所述多個(gè)接收到的信號(hào)集群生成多個(gè)芯 片速率同步采樣的信號(hào)。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)處理器使用芯片時(shí)鐘信號(hào)生成所述多個(gè)芯片速率同 步采樣的信號(hào)。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)處理器使用所述多個(gè)芯片速率同步采樣的信號(hào)生成 所述至少一個(gè)相關(guān)性向量。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)相關(guān)性向量包括多個(gè)芯片同步采樣的信號(hào)的復(fù)共 軛，其中所述多個(gè)芯片同步采樣的信號(hào)是基于所述多個(gè)接收的信號(hào)集群的。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)處理器基于最小均方差算法(MMSE)更新所述至 少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向量。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)處理器基于所述濾波生成所述多個(gè)接收到的信號(hào)集 群的至少一個(gè)估計(jì)值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)器，其內(nèi)存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī) 程序包括至少一個(gè)用于在接收器中處理信號(hào)的代碼段，所示至少一個(gè)代碼段由
機(jī)器執(zhí)行而使得所述機(jī)器執(zhí)行如下步驟
基于與至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和至少一個(gè)相關(guān)性向量有關(guān)的初始化值，使 用所述至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向量更新用于多個(gè)接收
的信號(hào)集群的多個(gè)濾波支路；以及
使用所述被更新的多個(gè)濾波支路中的至少一部分來(lái)濾波所述接收到的信 號(hào)集群中的至少一部分。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括只要達(dá)到用于所述接收的信號(hào)集 群的信噪比(SNR)就重復(fù)所述更新的代碼。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括在多次迭代過(guò)程中更新所述初始 化值的代碼。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括只要達(dá)到特定數(shù)目的多次迭代便
重復(fù)所述更新的代碼。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括使用所述多個(gè)接收到的信號(hào)集群 生成多個(gè)芯片速率同步采樣的信號(hào)的代碼。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括使用芯片時(shí)鐘信號(hào)生成所述多個(gè) 芯片速率同步采樣的信號(hào)的代碼。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括使用所述多個(gè)芯片速率同步采樣 的信號(hào)生成所述至少一個(gè)相關(guān)性向量的代碼。
優(yōu)選地，所述至少一個(gè)相關(guān)性向量包括多個(gè)芯片同步采樣的信號(hào)的復(fù)共 軛，其中所述多個(gè)芯片同步采樣的信號(hào)是基于所述多個(gè)接收的信號(hào)集群的。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括基于最小均方差算法(MMSE) 更新所述至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向量的代碼。
優(yōu)選地，所述機(jī)器可讀存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括基于所述濾波生成所述多個(gè)接收 到的信號(hào)集群的至少一個(gè)估計(jì)值的代碼。
本發(fā)明的各種優(yōu)點(diǎn)、各個(gè)方面和創(chuàng)新特征，以及其中所示例的實(shí)施例的細(xì) 節(jié)，將在以下的描述和附圖中進(jìn)行詳細(xì)介紹。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例使用共軛梯度支路優(yōu)化器(taps optimizer)的空 間多路復(fù)用(SM)多進(jìn)多出(MIMO)天線系統(tǒng)的典型框圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面使用的射頻(RF)處理模塊的框圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例使用共軛梯度優(yōu)化的二發(fā)射-二接收MIMO天線 系統(tǒng)的接收器前端的框圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例使用共軛梯度優(yōu)化的多發(fā)射-多接收MIMO天線 系統(tǒng)的接收器前端的框圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于在接收器中處理信號(hào)的方法步驟的典型 流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及無(wú)線系統(tǒng)中用于基于低復(fù)雜度共軛梯度的均衡的方法和系統(tǒng)， 包括使用至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和至少一個(gè)相關(guān)性向量更新用于多個(gè)接收的 信號(hào)集群的均衡濾波器的多個(gè)濾波支路。均衡濾波器支路的更新可基于與所述 信道響應(yīng)向量和相關(guān)性向量有關(guān)的初始化值進(jìn)行。可使用被更新的多個(gè)濾波支 路中的至少一部分來(lái)濾波接收到的信號(hào)集群中的至少一部分。信號(hào)集群可定義 為采樣并與接收器芯片速率時(shí)鐘(或者芯片速率周期的片段)同步的多個(gè)信號(hào)。 每個(gè)采樣組成接收到的在不同路徑(信道)傳輸?shù)男盘?hào)的估計(jì)值。只要達(dá)到用 于接收到的信號(hào)集群的特定信噪比，就重復(fù)更新。在多次迭代過(guò)程中，可更新 該初始化值，并且只要所述的多次迭代達(dá)到特定的次數(shù)，就可重復(fù)所述更新。 使用所述多個(gè)接收到的信號(hào)集群和/或芯片時(shí)鐘信號(hào)，可生成多個(gè)芯片速率同 步采樣的信號(hào)。使用多個(gè)芯片速率同步采樣的信號(hào)，了生成所述相關(guān)性向量， 并且所述相關(guān)性向量包括多個(gè)芯片速率同步采樣的信號(hào)的復(fù)共軛?；谒龆?個(gè)接收到的信號(hào)集群，可生成所述多個(gè)芯片速率同步采樣的信號(hào)。所述信道響
應(yīng)向量和所述相關(guān)性向量基于最小均方差(MMSE)算法來(lái)更新。所述多個(gè)接 收到的信號(hào)集群的估計(jì)值可基于所述濾波來(lái)生成。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例使用共軛梯度支路優(yōu)化器(taps optimizer)的空 間多路復(fù)用(SM)多進(jìn)多出(MIMO)天線系統(tǒng)的典型框圖。參照?qǐng)D1，示出 了收發(fā)器系統(tǒng)120，包括基帶發(fā)射站(BTS) BTS 1，多個(gè)接收天線128,.,， 多個(gè)射頻(RF)接收模塊132,.,，多個(gè)芯片匹配濾波器(CMF) 134,,，多 個(gè)集群路徑處理器(CPP) 136p.俯，以及基帶處理器138。
在發(fā)射端，基帶發(fā)射站BTS 1可包括預(yù)先編碼定相和/或振幅校準(zhǔn)模塊 121，用于BTS 1的Nt個(gè)RF發(fā)射模塊124p,和Nt個(gè)天線126^, 。 BTS 1可 通過(guò)具有實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的信道傳送一個(gè)或更多空間多路復(fù)用的信號(hào)。收發(fā) 器系統(tǒng)120中使用的所有接收和發(fā)射信道的全部時(shí)變脈沖響應(yīng)127可對(duì)應(yīng)于信 道矩陣HH。在本發(fā)明的一個(gè)方面，BTS 1可使用空間多路復(fù)用技術(shù)來(lái)利用對(duì) 應(yīng)于BTS 1的發(fā)射天線126p,傳送一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。然而，本發(fā)明并不限于 這一點(diǎn)。例如，發(fā)射端可包括有額外的基帶發(fā)射站，并且在空間多路復(fù)用信號(hào)
的同一傳送過(guò)程中，可使用來(lái)自其它BTS的一個(gè)或多個(gè)天線?；蛘?，BTS 1 可使用傳輸分集技術(shù)，利用預(yù)先編碼定相和/或振幅校準(zhǔn)模塊121和發(fā)射天線 126^,傳送一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。
RF發(fā)射模塊124i,可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于處理RF信 號(hào)。RF發(fā)射模塊124p,可執(zhí)行例如濾波、放大和/或模數(shù)轉(zhuǎn)換操作。多個(gè)發(fā) 射天線126,.,可發(fā)射來(lái)自多個(gè)RF發(fā)射模塊12+,的處理后的RF信號(hào)給多 個(gè)接收天線128i.i。
多個(gè)RF接收模塊132p,r可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于放大 和降頻轉(zhuǎn)換接收到的模擬RF信號(hào)R!...Nr到基帶頻率。多個(gè)RF接收模塊132i, 的每個(gè)可包括用于數(shù)字化接收到的模擬基帶信號(hào)的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器以及壓 控振蕩器、混頻器和/或低通濾波器。
多個(gè)芯片匹配濾波器(CMF) 134卜^可包括合適的邏輯、電路和/或代碼， 用于濾波多個(gè)RF接收模塊132i,的輸出以生成同相分量(I)和正交分量(Q)。 在這一點(diǎn)上，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)芯片匹配濾波器(CMF) 134卜他 可包括一對(duì)數(shù)字濾波器，例如，其可用于濾波I和Q分量使之在WCDMA的 帶寬如3.84MHz以內(nèi)。
多個(gè)集群路徑處理器(CPP) 136p,可生成實(shí)際時(shí)變脈沖響應(yīng)的多個(gè) NrxNt信道估計(jì)值。CPPi (i^…Nt)生成在天線RLi接收的信道估計(jì)值 ^,，...i^ ?；鶐幚砥?38可用于接收從多個(gè)芯片匹配濾波器(CMF) 13d 的輸出Xi (i=l...Nr)的多個(gè)同相(Ii)和積分(Qi)分量。模塊138也接收估 計(jì)值^;,..4^。接著，基帶處理器138可基于每個(gè)基帶發(fā)射器生成初始輸入信 號(hào)X,到Xp的估計(jì)值A(chǔ)到f,
在運(yùn)行中，收發(fā)器系統(tǒng)120可接收無(wú)線信號(hào)，由于衰減影響和其它失真現(xiàn) 象，所述無(wú)線信號(hào)可能失真。在這一點(diǎn)上，基帶處理器138可使用信號(hào)均衡或 濾波，以逆轉(zhuǎn)通信信道或媒介接口的影響。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，基 帶處理器138可包括一個(gè)或多個(gè)共軛梯度支路優(yōu)化模塊(CGTO) 150和一個(gè) 或多個(gè)均衡器152。 CGTO150可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，并可使用 基于共軛梯度的算法計(jì)算一個(gè)或多個(gè)均衡器濾波支路設(shè)置。均衡器152可使用
計(jì)算出的均衡器支路來(lái)均衡或?yàn)V波接收到的信號(hào)估計(jì)值。均衡器152也可以特 定速率更新誤差函數(shù)，同時(shí)CGTO 150中的基于共軛梯度的算法也可不斷的迭 代，例如對(duì)于誤差函數(shù)的每次更新，執(zhí)行多次循環(huán)，這樣CGTO150可更新和 優(yōu)化用于接收到的無(wú)線信號(hào)的均衡器支路。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，CGTO 150可使用基于最小均方差(MMSE)算法的算法。在這一點(diǎn)上，CGTO 150 可使用較少次數(shù)的計(jì)算循環(huán)，通過(guò)例如排除矩陣向量乘法，可帶來(lái)處理時(shí)間的 增加和執(zhí)行成本的降低。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面使用的射頻(RF)處理模塊的框圖。參照 圖2， RF處理模塊200可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，并可用于放大和 下變頻轉(zhuǎn)換接收到的模擬信號(hào)到基帶，接著將其數(shù)字化。在本發(fā)明的一個(gè)典型 方面，RF處理模塊200可包括LNA 204、壓控振蕩器(VCO) 208、混頻器 206、低通濾波器(LPF) 212、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D) 213。 LNA204可用于接收 RF信號(hào)202并基于確定的增益水平將其放大。VCO 208可包括合適的邏輯、 電路和/或代碼，并可用于輸出具有特定頻率的信號(hào)，所述頻率可以是預(yù)設(shè)的， 也可以是由向VCO輸入的電壓信號(hào)控制的。混頻器206可將VCO信號(hào)210 和從LNA204接收到的放大信號(hào)一起混頻。LPF212可包括合適的邏輯、電路 和/或代碼，并可從混頻器206接收混頻信號(hào)。LPF212可限制混頻信號(hào)的頻率 位于特定的頻率范圍，直到一定的頻率上限，并且LPF212可將這個(gè)頻率范圍 作為基帶信號(hào)輸出到A/D213。 A/D213可包括合適的邏輯、電路和/或代碼， 并可用于從LPF212接收限制的模擬基帶信號(hào)并輸出數(shù)字信號(hào)214，其可以預(yù) 設(shè)的頻率采樣所述模擬信號(hào)。
圖3是圖1所示的典型框圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例使用共軛梯度優(yōu) 化器的二發(fā)射-二接收(Nt=2;Nr=2) MIMO天線系統(tǒng)的接收器前端的框圖。參 照?qǐng)D3，示出了接收器前端，包括集群路徑處理器CPP1 302和CPP2 304、相 關(guān)器模塊306、 CGTO模塊308和310以及均衡器模塊312和314。
CPP302和304可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，并可用于生成信道估
,A A A A 、
計(jì)值//n，/^，i^，ife 。名為主CPP (302)的指定CPP向全部接收器提供芯 V 乂片速率(或多芯片速率)時(shí)鐘信號(hào)。這使得可以將時(shí)間跟蹤電路從所有的其它
CPP上移除，以及實(shí)現(xiàn)來(lái)自所有CPP的適時(shí)同步輸出(信道估計(jì)值)的生成。 此外，主CPP從每個(gè)CPP (304)接收到的信號(hào)指示出集合信道的強(qiáng)度(例如, 由所有信道的平均功率測(cè)得)和信道處理的相對(duì)于主CPP時(shí)鐘信號(hào)的集合時(shí) 間位置。主CPP (302)設(shè)置有有利于時(shí)鐘信號(hào)的電路/軟件，所述時(shí)鐘信號(hào)可 在一個(gè)必需的方式和精度下，跟蹤來(lái)自所有的CPP的合計(jì)接收時(shí)間和功率信 號(hào)。在這一方面，位于主CPP302和CPP304之間的連接303促進(jìn)了時(shí)間、功 率信號(hào)的流動(dòng)，并且可包括其它給主CPP的信息。模塊302也通過(guò)連接303 向整個(gè)接收器輸出定時(shí)信號(hào)。來(lái)自CPPs 302和304的信道響應(yīng)估計(jì)值
屈l,屈2，i^l,壓2
320、 328、 322、 330和信號(hào)X，l 324和X'2 326在某種意義
上可由單個(gè)時(shí)鐘采樣而完全同步。
相關(guān)器模塊306可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，并可基于從時(shí)間-主 (time-master) CPP302接收的芯片速率同步采樣的信號(hào)X，l 324和X'2 326， 生成兩個(gè)接收天線的相關(guān)性向量332和334。相關(guān)性向量332可包括相關(guān)性 Rll和R12，而相關(guān)性向量334可包括相關(guān)性R21和R22。
CGTO模塊308和310可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于基于例 如共軛梯度算法生成并更新均衡器支路值(equalizer tap values) 336，…，342。 生成的均衡器支路值336， ...， 342可傳送到均衡器模塊312和314用于進(jìn)一 步處理。
均衡器模塊312和314可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于基于生 成的芯片速率同步采樣信號(hào)X，l 324和X'2 326和更新后的均衡器支路 336， ...， 342生成接收到的信號(hào)的估計(jì)值344和346。
在運(yùn)行中，CPP302和304可從第一天線接收輸入信號(hào)X1316，并從第二 天線輸入信號(hào)X2 318。接收到的信號(hào)316和318可從兩個(gè)發(fā)送天線發(fā)送。CPP 302可基于通過(guò)兩個(gè)接收天線接收到的無(wú)線信號(hào)XI 316和X2 318生成信道響 應(yīng)^n320和廟i322。接收到的信號(hào)可表示為Xr(r=l:2)。 CPP 304還可基于輸 入無(wú)線信號(hào)XI 316和X2 318生成信號(hào)響應(yīng)i^12 328和A22 330。每個(gè)信道響應(yīng)
A(i=l:2, i=l:2)可包括有NCH個(gè)支路的向量，在此NCH包括信道的延時(shí)擴(kuò)展。 生成的信道響應(yīng)320和A21 322可傳輸?shù)紺GTO 308，且生成的信道響應(yīng) A12 328和A22 330也可傳輸?shù)紺GTO 310。
入站信號(hào)可通過(guò)兩個(gè)發(fā)射天線發(fā)送并可首先由兩個(gè)接收天線接收，接著由 兩個(gè)CPP (集群路徑處理器)302和304處理。每個(gè)CPPj (i=l,2) 302， 304 可生成期望信號(hào)的多個(gè)信道響應(yīng)ifc(Fl:2)320、 322、 328、 330，在此每個(gè)信
道響應(yīng)可包括有NcH個(gè)支路的向量，并且NcH為信道的延時(shí)擴(kuò)展。
如上所述，CPP 302可定義為時(shí)間-主CPP并可用于從所有的其它CPP接 收定時(shí)信號(hào)，以及生成芯片時(shí)鐘信號(hào)。該芯片時(shí)鐘或其它時(shí)間信號(hào)(包括多芯 片時(shí)鐘時(shí)間)，可用于采樣輸入信號(hào)Xr (r=l:2) 316、 318，生成輸出X1'316 和X2，318和信道響應(yīng)4v(Fl:2; i=l:2) 320、 322、 328、 330，以及其它生成 的信號(hào)。由芯片速率計(jì)時(shí)的接收到的信號(hào)Xr (Fl:2) 316、 318可在相關(guān)生成 器306模塊內(nèi)進(jìn)一步處理，以生成相關(guān)性向量組(Rrl,r2) 332、 334。每個(gè)向量 Rrl，r2(rbl:NR;r2二l:NR)可包括由以下等式給出的相關(guān)性支路
Rrl, r2(n)=E{Xrl.X* rl-n}， 在此，n=0:Nch-l且"*"表示復(fù)共軛。
相關(guān)性向量組(Rrl，r2(n);) 332、 334與信道響應(yīng)向量戍/(產(chǎn)l:2; i=l:2) 320、 322、 328、 330可一起輸入到可生成均衡器支路(w_cg)的CG-i (i=l:2) 308、 310。該支路可根據(jù)信道估計(jì)值、SNR和本發(fā)明內(nèi)容中描述的其它條件的改變 而更新。
CG支路優(yōu)化器模塊308、 310可使用下述的CG算法(可參照如下結(jié)合圖 5的描述)，并可使用MMSE標(biāo)準(zhǔn)。也可使用與這個(gè)算法相關(guān)一種或多種修正 版，例如初始化/重復(fù)初始化模塊，用于迭代次數(shù)的控制模塊，和/或估計(jì)匯聚 狀態(tài)的模塊。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，CGTO模塊308和310可使用基于共軛梯 度(CG)的算法生成和更新均衡器支路336，…，342。 CG算法可由以下偽 代碼表示
步驟l
if initialization—flag
alf =alf—0
bet =bet_0
w一cg =zeros(2*M,l);
end
步馬聚2 if updating—elk
r P
=h;
R
=RJn;
end
步驟3
If Iteration—elk & iteration一flg
Rp r—curr pRp w_cg r
=R*p;
P
end
snr_cg
=p，*Rp; =w—cg+alf^p; =h-R* w一cg; =r+bet*p; nm—iter =nmjter+l;
步驟4
=Get—CG_SNR(w_cg，H); 聚5
魁薛
if (snr—cg< snr—0)& (iter—flag==0) w一cg =h; iter_flag =1; nm—iter =0; elseif snr—cg< snr一l
if nm—iter<N_interations update alf; update bet;
else
interation—flag =0;
end
end
根據(jù)上述算法的典型均衡器支路計(jì)算中，在歩驟1，算法參數(shù)a7/和6"
可初始化為alfj)和bet_0。初始理想解w^g也可初始化為0-向量。算法參數(shù)
a/Z和/^可由如下等式表達(dá)
《 =/ V, 々—)//> ;且
K = A-"《々、-i瓶-i，
其中，fk為以kth次迭代計(jì)算得到的N維向量，Pk為以kth次迭代計(jì)算得到的同
樣維數(shù)的向量，R為NxN維的陣列。因此，每次計(jì)算迭代要使用N^3xN個(gè) 乘法操作和2個(gè)除法操作。在這一點(diǎn)上，通過(guò)預(yù)設(shè)a/《0和6e^ 的值為W/和 6"參數(shù)，CG算法的計(jì)算復(fù)雜性可明顯的降低。在CG算法中，3《0和6<。 的值可預(yù)先計(jì)算出來(lái)并使用。另外，在CG算法的執(zhí)行過(guò)程中，可基于預(yù)設(shè)狀 態(tài)動(dòng)態(tài)改變這些值。例如，預(yù)設(shè)狀態(tài)可表征為信噪比(SNR)。例如，算法參 數(shù)W/和6&可與信號(hào)接收過(guò)程中測(cè)得的一定范圍的SNR值相關(guān)聯(lián)，并且可在 達(dá)到了該范圍內(nèi)的SNR值時(shí)重置算法參數(shù)W/和6&。其它情況下，可設(shè)置該 算法參數(shù)W/和為可在離線檢測(cè)中確定的期望值。
在CG算法中的步驟2中，可更新外部條件。在這一點(diǎn)上，信道響應(yīng)向 量Hll、 H12、 H21和H22(由h代表)和相關(guān)性向量rll、 r12、 r21和r22 (由 Rin表示)可一起輸入。在步驟3中，如果迭代的次數(shù)小于值N—iteration,則 執(zhí)行一次CG算法的迭代。在步驟4中，通過(guò)計(jì)算SNR值來(lái)執(zhí)行均衡器支路 的評(píng)估。在步驟5中，得到與后續(xù)循環(huán)有關(guān)的估計(jì)出的SNR決策。當(dāng)該算法 無(wú)效而因此沒(méi)有使用時(shí)，值snr 0代表信號(hào)/噪聲水平。值snr 1定義了較高水
平的信噪比，此時(shí)對(duì)性能的改善變小并因此該算法未被應(yīng)用。在這一點(diǎn)上，
CG算法對(duì)于一定范圍的SNR值有效。
例如，如果snKsnr—O，CG算法可輸出h，且均衡器模塊312和314可作 為最大比例組合器運(yùn)行。接著，CG算法可初始化到下一迭代組。如果snr< snr一 l,且如果執(zhí)行的迭代次數(shù)少于N—iteration,則執(zhí)行CG算法的另一循環(huán)周期。 否則，可中斷CG算法，直到下一次更新周期。在指定的SNR范圍內(nèi)，應(yīng)用 CG算法的循環(huán)周期的次數(shù)N被減少。然而，CG算法并不限于任何預(yù)設(shè)的SNR 值的范圍。因此，算法參數(shù)N、 W/和6"可確定用于多個(gè)SNR范圍。本技術(shù) 領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，選擇的N—wcg的維數(shù)(支路的數(shù)目)，均衡器濾波器可 位于兩倍到四倍的延時(shí)擴(kuò)展(以芯片的數(shù)目來(lái)測(cè)量-定義信道響應(yīng)的Nch)的 范圍內(nèi)。然而，計(jì)算的相關(guān)性向量rll、 r12、 r21和r22 (也叫做Rll、 R22、 R21和R22，并是輸出334和332)可限于延時(shí)擴(kuò)展Nch。賦值相關(guān)性向量到 較大向量，未定義的值將由0值取代。因此本發(fā)明的執(zhí)行，包括限制兩個(gè)向量 之間內(nèi)積的計(jì)算到唯一非0值，并因此減少計(jì)算和復(fù)雜負(fù)載。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例使用共軛梯度優(yōu)化的多發(fā)射-多接收MIMO天線 系統(tǒng)的接收器前端的框圖。其為一般情況下Nt個(gè)發(fā)射器或天線和Nr個(gè)接收器 的構(gòu)建結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D4，示出了接收器前端，包括集群路徑處理器CPPn 420,…，404、相關(guān)器模塊406、CGTO模塊408， ...，410，和均衡器模塊412，…， 414。輸入無(wú)線信號(hào)416， ...， 418可由Nt個(gè)發(fā)射天線發(fā)送，并由Nr個(gè)接收天 線接收。
在運(yùn)行中，0 402，...，404可通過(guò)>^個(gè)接收天線接收輸入信號(hào)416，...， 418Xr(r=l:Nr)。 CPP402，...，404可基于接收到的無(wú)線信號(hào)416， ...， 418生成 信道響應(yīng)Hr，i(r=l:Nr; i=l:Nt)。每個(gè)信道響應(yīng)H^可包括有Nch個(gè)支路的向量， 在此NcH包括信道的延時(shí)擴(kuò)展。生成的信道響應(yīng)420， ...，422Hni(r=l:Nr; i=l:Nt) 可傳送到CGTO模塊408， ...， 410。
CPP 402可從每個(gè)剩余的CPP接收多個(gè)定時(shí)信號(hào)403，并基于輸入信號(hào) 416， ...， 418生成芯片速率同步采樣信號(hào)Xi..,424?？蓪⑿酒俾释讲蓸?信號(hào)424傳送到相關(guān)器模塊406。相關(guān)器模塊406可基于從時(shí)間-主CPP402接收的生成的芯片速率同步采樣信號(hào)Xi…Nr424生成Nr個(gè)接收天線的相關(guān) 值(RrU2) 426的向量組。相關(guān)值(RrU2) 426的向量組可包括有單個(gè)的向量。每 個(gè)單個(gè)的向量R^2(rl^:Nr,r2^:Nr)包括有可用以下等式表示的相關(guān)性支路
其中，n=0:Nch-l且"*"表示復(fù)共軛。相關(guān)性組(Rn，r2(n)M26和信道響應(yīng)向量 組Hr，i(Fl:Nr;i^l:Nt)可傳送給CGTO模塊408，…，410。 CGTO模塊408，…， 410可生成均衡器支路428, ...， 430以用于均衡器模塊412， ...， 414，且可 將其持續(xù)更新。均衡器模塊412， ...， 414可基于生成的芯片速率同步采樣信 號(hào)X^424生成接收的信號(hào)的估計(jì)值432， ...， 434和更新的均衡器支路。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于在接收器中處理信號(hào)的方法步驟的典型流 程圖。參照?qǐng)D5，示出了如圖3所示CG算法的典型流程圖。所述典型步驟始 于步驟502。在步驟504，算法參數(shù)3//和6W可初始化為預(yù)定值。加權(quán)的共軛 梯度(WCG)值被重置為0。在步驟506，算法參數(shù)r可與信道脈沖響應(yīng)一起更 新，算法參數(shù)R&可與相關(guān)性向量值一起更新。在步驟508，可由CG算法執(zhí) 行單次迭代，并可計(jì)算出WCG。
在步驟510，可計(jì)算信噪比(SNR)。在步驟514，可確定計(jì)算出的信噪比 是否小于snr—0。如果SNR〈snr—O，接著，在步驟512，可確定WCG為h，并將 其輸出。然后所述算法可在步驟502重新開(kāi)始。如果SNR不小于snr一O，在步 驟516將判定是否SNIKsnrj。如果SNR不小于snr—1 ，算法將重啟且在步驟 502重新開(kāi)始。如果SNIKsnr一l，在步驟502，將判定已執(zhí)行的迭代次數(shù)是否 小于TV—/ter勸'o/w的值。如果已執(zhí)行的迭代次數(shù)小于M/te/^/b/w的值，在步驟 518，將更新算法參數(shù)W/和6&。接著可重置該算法且在步驟502繼續(xù)。如果 已執(zhí)行的迭代次數(shù)不小于TV—/to^/o/w的值，在步驟522，將結(jié)束當(dāng)前算法周期， 且沒(méi)有WCG值輸出。接著CG算法將重啟且在步驟502繼續(xù)。
因此，本發(fā)明可以通過(guò)硬件、軟件，或者軟、硬件結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可 以在至少一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以集中方式實(shí)現(xiàn)，或者由分布在幾個(gè)互連的計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)中的不同部分以分散方式實(shí)現(xiàn)。任何可以實(shí)現(xiàn)方法的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其它設(shè) 備都是可適用的。常用軟硬件的結(jié)合可以是安裝有計(jì)算機(jī)程序的通用計(jì)算機(jī)系
統(tǒng)，通過(guò)安裝和執(zhí)行程序控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使其按方法運(yùn)行。
本發(fā)明還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)施，程序包含能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明方 法的全部特征，當(dāng)其安裝到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。本文件 中的計(jì)算機(jī)程序所指的是可以采用任何程序語(yǔ)言、代碼或符號(hào)編寫(xiě)的一組指 令的任何表達(dá)式，該指令組使系統(tǒng)具有信息處理能力，以直接實(shí)現(xiàn)特定功能， 或在進(jìn)行下述一個(gè)或兩個(gè)步驟之后實(shí)現(xiàn)特定功能a)轉(zhuǎn)換成其它語(yǔ)言、編碼或 符號(hào)；b)以不同的格式再現(xiàn)。
雖然本發(fā)明是通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在 不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變換及等同替代。另外， 針對(duì)特定情形或材料，可以對(duì)本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因 此，本發(fā)明不局限于所公開(kāi)的具體實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范 圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1、一種用于接收器中處理信號(hào)的方法，其特征在于，所述方法包括基于與至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和至少一個(gè)相關(guān)性向量有關(guān)的初始化值，使用所述至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向量更新用于多個(gè)接收的信號(hào)集群的多個(gè)濾波支路；以及使用所述被更新的多個(gè)濾波支路中的至少一部分來(lái)濾波所述接收到的信號(hào)集群中的至少一部分。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括只 要達(dá)到用于所述接收的信號(hào)集群的特定信噪比時(shí)，就重復(fù)所述更新。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一歩包括在 多次迭代過(guò)程中更新所述初始化值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括只 要達(dá)到特定數(shù)目的多次迭代，便重復(fù)所述更新。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括使 用所述多個(gè)接收到的信號(hào)集群生成多個(gè)芯片速率同步采樣的信號(hào)。
6、 一種用于在接收器中處理信號(hào)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 至少一個(gè)處理器，用于基于與至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和至少一個(gè)相關(guān)性向量有關(guān)的初始化值，使用所述至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向量更新用于多個(gè)接收的信號(hào)集群的多個(gè)濾波支路；以及所述至少一個(gè)處理器使用所述被更新的多個(gè)濾波支路中的至少一部分來(lái) 濾波所述接收到的信號(hào)集群中的至少一部分。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，只要達(dá)到用于所述接收的信號(hào)集群的信噪比，所述至少一個(gè)處理器就重復(fù)所述更新。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)處理器在多 次迭代過(guò)程中更新所述初始化值。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，只要達(dá)到特定數(shù)目的多次 迭代，所述至少一個(gè)處理器便重復(fù)所述更新，10、 一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)器，其內(nèi)存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序包括至少一個(gè)用于接收 器中處理信號(hào)的代碼段，所示至少一個(gè)代碼段由機(jī)器執(zhí)行而使得所述機(jī)器執(zhí)行 如下步驟基于與至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和至少一個(gè)相關(guān)性向量有關(guān)的初始化值，使 用所述至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向量更新用于多個(gè)接收 的信號(hào)集群的多個(gè)濾波支路；以及使用所述被更新的多個(gè)濾波支路中的至少一部分來(lái)濾波所述接收到的信 號(hào)集群中的至少一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)線系統(tǒng)中用于基于低復(fù)雜度共軛梯度的均衡的方法和系統(tǒng)。所述方法包括基于與至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和至少一個(gè)相關(guān)性向量有關(guān)的初始化值，使用所述至少一個(gè)信道響應(yīng)向量和所述至少一個(gè)相關(guān)性向量更新用于多個(gè)接收的信號(hào)集群的多個(gè)濾波支路；以及使使用所述被更新的多個(gè)濾波支路中的至少一部分來(lái)濾波所述接收到的信號(hào)集群中的至少一部分。只要達(dá)到用于所述接收信號(hào)集群的信噪比(SNR)時(shí)，重復(fù)所述更新。在多個(gè)重復(fù)次迭代過(guò)程中，可更新所述初始化值。只要達(dá)到特定數(shù)目的多次迭代，便重復(fù)所述更新。
文檔編號(hào)H04B7/04GK101192867SQ20071019388
公開(kāi)日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者塞韋林·卡特羅伊斯-厄斯戈, 靈 孔, 尤里·蘭道, 文科·厄斯戈, 皮特·魯, 馬克·肯特 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司