專利名稱：微波mimo系統(tǒng)中接收信號的均衡方法和均衡器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明實施例涉及移動通信技術，尤其涉及一種微波多輸入多輸出(Multiple-InMultiple-Out，簡稱MIM0)系統(tǒng)中接收信號的均衡方法和均衡器。
背景技術：
在MMO通信系統(tǒng)中，每根接收天線上的接收信號，會同時存在碼字間干擾(Inter-Symbol Interference,簡稱 ISI)和信道間干擾(Inter-Channel Interference,簡稱ICI)兩種不同的干擾，ISI是傳輸信號中在前時刻的信號拖尾對在后時刻信號的干擾；ICI是接收天線收到了其它天線上的信號而產生的鄰道干擾。為了獲得可靠的通信性能，在MIMO系統(tǒng)中，需要在接收方對接收信號消除ISI和ICI?，F(xiàn)有的微波MMO系統(tǒng)中的均衡器由多組并聯(lián)的有限沖擊響應(Finite Impulse Response,簡稱FIR)橫向濾波器和一個信號合成點組成。每個FIR橫向濾波器對一個天線上的接收信號進行均衡濾波，利用均衡原理消除各支路信號的ISI。并且，F(xiàn)IR橫向濾波器組在進行上述均衡的同時會調整每一個天線的接收信號的輸出權重系數(shù)，從而在合成時通過該權重系數(shù)實現(xiàn)ICI的反向對消，在信號合成點消除ICI。采用上述現(xiàn)有的均衡器，對于ICI的消除，是通過各個FIR橫向濾波器調整權重系數(shù)來逼近MIMO信道的逆矩陣系數(shù)實現(xiàn)的。通過調整權重系數(shù)來逼近MIMO信道的逆矩陣系數(shù)的算法受到MIMO信道奇異化程度影響，因此，上述方法僅適合稀疏天線陣列的微波MIMO系統(tǒng)，而在緊湊天線陣列的微波MIMO系統(tǒng)中，對ICI的消除效果差，傳輸性能嚴重惡化。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一個方面是提供一種MIMO系統(tǒng)中接收信號的均衡方法，用以解決現(xiàn)有技術中的缺陷，提高在接收信號中消除ICI的效果。本發(fā)明的另一個方面是提供一種MIMO系統(tǒng)中接收信號的均衡器，用以解決現(xiàn)有技術中的缺陷，提高在接收信號中消除ICI的效果。本發(fā)明的第一個方面是提供一種多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)中接收信號的均衡方法，包括對n個接收信號進行縱向空域濾波；對縱向空域濾波后的所述n個接收信號進行內部子信號疊加，獲得一個初級判決信號，其中，n為MIMO系統(tǒng)中發(fā)射天線的總個數(shù)，所述縱向空域濾波的系數(shù)對應所述n個接收信號中的當前待解碼的接收信號，以使所述初級判決信號對應當前待解碼的接收信號；接收分別對應所述n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號的n-1個初級判決信號，其中，每個初級判決信號通過對n個接收信號進行縱向空域濾波并對縱向空域濾波后的所述n個接收信號進行內部子信號疊加獲得，其中，每個縱向空域濾波的系數(shù)對應所述n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號中的一個接收信號；
根據(jù)分別對應所述n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號的n-1個初級判決信號，產生n-1個信道間干擾ICI信號；根據(jù)所述n-1個ICI信號消除所述n個接收信號中的ICI干擾，獲得n個消除ICI干擾后的信號；對所述n個消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波和內部子信號疊加，獲得一個最終判決信號。本發(fā)明的另一個方面是提供一種均衡器，包括第一縱向濾波單元，用于對n個接收信號進行縱向空域濾波，其中，n為多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)中接收天線的總個數(shù)，所述縱向空域濾波的系數(shù)對應所述n個接收信號中的當前待解碼的接收信號；第一疊加單元，用于對縱向空域濾波后的n個接收信號進行內部子信號疊加，獲 得一個初級判決信號并輸出到其它n-1個均衡器，所述初級判決信號對應當前待解碼的接收信號；干擾產生單元，用于接收其它n-1個均衡器的第一疊加單元輸出的n-1個初級判決信號，所述n-1個初級判決信號分別對應所述n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號，其中，每個初級判決信號通過對n個接收信號進行縱向空域濾波并對縱向空域濾波后的所述n個接收信號進行內部子信號疊加獲得，其中，每個縱向空域濾波的系數(shù)對應所述n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號中的一個接收信號；根據(jù)分別對應所述n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號的n-1個初級判決信號，產生n-1個信道間干擾ICI信號；干擾消除單元，用于根據(jù)所述n-1個ICI信號消除所述n個接收信號中的ICI干擾，獲得n個消除ICI干擾后的信號；第二縱向濾波單元，用于對所述n個消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波；第二疊加單元，用于對縱向空域濾波后的所述n個消除ICI干擾后的信號進行內部子信號疊加，獲得一個最終判決信號。根據(jù)上述發(fā)明內容可見，每個均衡器先分別生成一個初級判決信號，共生成n個初級判決信號，再根據(jù)當前均衡器以外的n-1個均衡器生成的初級判決信號產生n-1個ICI信號，從n個接收信號中消除產生的n-1個ICI信號，從而消除了 ICI的影響。由于信道產生過程不受信道奇異化程度的影響，因此該方法對稀疏天線陣列和緊湊天線陣列的微波MIMO系統(tǒng)均能夠準確地消除ICI，從而提高在接收信號中消除ICI的效果。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例一的MMO系統(tǒng)中接收信號的均衡方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例一至本發(fā)明實施例五的均衡器在MMO系統(tǒng)中的位置示意圖3為本發(fā)明實施例二的MMO系統(tǒng)中接收信號的均衡方法的流程圖；圖4為本發(fā)明實施例三的均衡器的結構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例四的均衡器的結構示意圖；圖6為本發(fā)明實施例五的均衡器的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。在MMO系統(tǒng)中，一個典型的傳輸模型可以表示為R = H *S+N，其中，S表示發(fā)送信號矢量，R表不接收信號矢量，H表不MIMO信道矩陣,N表不噪聲矢量。MIMO系統(tǒng)中的每一路 接收信號可以表示為有用信號、干擾信號以及噪聲的合成，如下式所示A = IiijSdICIfni,其中，表示第i個接收天線接收的信號，即第i路接收信號，hu表示信道矩陣H在(i，j)位置上的元素，表示第j個發(fā)射天線到第i個接收天線之間的信道系數(shù)，Si表示第i個發(fā)送天線發(fā)送的信號，即第i路發(fā)送信號，ICIi表示第i路ICI干擾，Hi為第i個接收天線上的
噪聲。具體地.阡1 1
o在利用直接矩陣求逆方式進行解碼時，得到的MIMO解碼模型如下式所示S'=G . R = IT1 * (H * S+N)。其中，S'表示發(fā)送信號矢量，G表示信道逆矩陣。解碼運算在合并
有用信號的同時，對干擾信號進行了加權抵消，如下式所示+其
中，gij為信道逆矩陣G在(i, j)位置上的系數(shù)。當信道矩陣H為良態(tài)矩陣時,其逆矩陣G中各元素的幅值分布較為均勻,權值系數(shù)g的可靠性較高，矩陣運算中g在對合成信號進行加權時，不會出現(xiàn)差異很大的放大和衰減效果，因此能夠較好地平衡ICI和噪聲的能量。而當信道矩陣H矩陣奇異化嚴重時，其逆矩陣G中元素的幅值分布將出現(xiàn)巨大差異。此時，權值系數(shù)g的可靠性較低，在加權運算中還會對某些合成信號產生巨大的放大作用，放大了解碼輸出中ICI和噪聲的影響，導致解碼性能嚴重惡化。若在求逆運算前構造近似的ICI干擾信號并從數(shù)據(jù)流中加以消除，則ICI信號表
示為:ICI、= j -was) = -wv、sj = sj，，其中，Wij 表示干擾產生濾波
/fj
器對實際干擾信道hu的數(shù)值逼近。這種方式一方面減小了干擾信號對解碼的影響，另一方面也等效減小了干擾信道的矩陣系數(shù)，使得主信道與干擾信道的相關性降低，從而能夠降低新信道矩陣的奇異度。采用此方式解碼的性能將大幅提高。根據(jù)上述原理，本發(fā)明提出一種MMO系統(tǒng)中接收信號的判決方法和裝置，詳見以下本發(fā)明實施例一至本發(fā)明實施例五。其中，判決是指將當前信號判斷為一個特定信號集合中的某一個信號，一般根據(jù)最小距離的準則進行判斷。在本發(fā)明的各個實施例中，判決是指將當前信號判斷為發(fā)射信號集合中的某一個信號，并用當前信號表示判決后的信號，例如，當前信號可以包括下述各個實施例中的初級判決信號和最終判決信號。
圖I為本發(fā)明實施例一的MIMO系統(tǒng)中接收信號的均衡方法的流程圖。如圖I所示，該方法包括如下過程。步驟101 :對n個接收信號進行縱向空域濾波。步驟102 :對縱向空域濾波后的n個接收信號進行內部子信號疊加，獲得一個初級判決信號。在步驟101和步驟102中，n為MMO系統(tǒng)中發(fā)射天線的總個數(shù)?？v向空域濾波的系數(shù)對應n個接收信號中的當前待解碼的接收信號，以使該初級判決信號對應當前待解碼的接收信號。步驟103 :接收分別對應n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號的n-1個初級判決信號。在本步驟中，上述n-1個初級判決信號中的每個初級判決信號通過對n個接收信 號進行縱向空域濾波并對縱向空域濾波后的n個接收信號進行內部子信號疊加獲得，其中，每個縱向空域濾波的系數(shù)對應n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號中的一個接收信號。步驟104 :根據(jù)分別對應n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n_l個接收信號的n-1個初級判決信號，產生n-1個ICI信號。在本步驟中，可以分別采用n個均衡器。其中，每個均衡器在步驟102中獲得一個初級判決信號。在步驟103中，當前的均衡器從其它的n-1個均衡器獲取n-1個初級判決信號。在步驟104中，根據(jù)該n-1個初級判決信號產生n-1個ICI信號。步驟105 :根據(jù)n-1個ICI信號消除n個接收信號中的ICI干擾，獲得n個消除ICI干擾后的信號。步驟106 :對n個消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波和內部子信號疊加，獲得一個最終判決信號。在本發(fā)明實施例一中，每個均衡器先分別生成一個初級判決信號，共生成n個初級判決信號，再根據(jù)當前均衡器以外的n-1個均衡器生成的初級判決信號產生n-1個ICI信號，從n個接收信號中消除產生的n-1個ICI信號，從而消除了 ICI的影響。由于信道產生過程不受信道奇異化程度的影響，因此本發(fā)明實施例一的均衡方法對稀疏天線陣列和緊湊天線陣列的微波MMO系統(tǒng)均可適用，在稀疏天線陣列和緊湊天線陣列的微波MMO系統(tǒng)中均能夠準確地消除ICI，從而提高在接收信號中消除ICI的效果。在上述技術方案的基礎上，在本發(fā)明實施例一中還可以將上述消除ICI的過程與消除ISI的過程相結合。在步驟101中對n個接收信號進行縱向空域濾波之前，先對上述n個接收信號進行橫向濾波。相應地，步驟101記載的對n個接收信號進行縱向空域濾波的過程具體為對橫向濾波后的n個接收信號進行縱向空域濾波。并且，步驟103記載的根據(jù)n-1個ICI信號消除n個接收信號中的ICI干擾的過程具體為根據(jù)n-1個ICI信號消除橫向濾波后的n個接收信號中的ICI干擾。通過對n個接收信號進行橫向濾波，對其中每個接收信號進行獨立的濾波處理，分別消除每個接收信號中的ISI。然后再采用本發(fā)明實施例一描述的方法，對消除ISI后的n個接收信號消除ICI，從而完成對n個接收信號的干擾消除過程。在實際應用中，采用均衡器執(zhí)行上述本發(fā)明實施例一的均衡方法。圖2為本發(fā)明實施例一至本發(fā)明實施例五的均衡器在MMO系統(tǒng)中的位置示意圖。如圖2所示，與發(fā)信機相連的天線為發(fā)射天線，與接收前端相連的天線為接收天線，在一個MIMO系統(tǒng)中，包括n個發(fā)射天線和n個接收天線。其中，每個接收天線均接收n個發(fā)射天線發(fā)射的信號，即，每個接收天線接收到n個接收信號。參見圖2，在該系統(tǒng)中一共設置n個相同的均衡器，其中，為每個接收天線分別設置一個均衡器。其中，每個均衡器分別設置不同的橫向濾波的系數(shù)和縱向空域濾波的系數(shù)，每個均衡器的上述系數(shù)對應n個接收信號中的一個信號，從而每個均衡器輸出初級判決信號分別對應一個接收信號，n個均衡器輸出的初級判決信號分別對應n個接收信號。每個均衡器均執(zhí)行本發(fā)明實施例一的均衡方法。進一步地，每個均衡器還可以均執(zhí)行本發(fā)明實施例二的均衡方法。圖3為本發(fā)明實施例二的MIMO系統(tǒng)中接收信號的均衡方法的流程圖。在本發(fā)明實施例二中，在系統(tǒng)中共設置有n個均衡器，其中每一個均衡器均執(zhí)行以下的步驟201至步驟210。在本發(fā)明實施例二對步驟201至步驟210的描述中，以其中一個均衡器作為執(zhí)行主體進行描述，將該均衡器稱為當前均衡器，其它均衡器的執(zhí)行方法與當前均衡器的執(zhí)行方 法相同，在本發(fā)明實施例二中不再贅述。步驟201 :當前均衡器對應的接收天線接收到n個接收信號。在本步驟中，當前均衡器對應一個接收天線，該接收天線接收n個發(fā)射天線發(fā)送信號，其中每個發(fā)射天線發(fā)送一個信號，當前均衡器對應的接收天線共接收到n個接收信號。步驟202 :當前均衡器對n個接收信號進行橫向濾波，獲得n個第一中間信號。在本步驟中，對于n個接收信號，當前均衡器對其中的每一個接收信號都分別進行橫向濾波，獲得對應的第一中間信號，共獲得n個第一中間信號。通過橫向濾波操作，實現(xiàn)ISI補償。具體地，橫向濾波過程可以采用橫向濾波器，橫向濾波器將碼字擴散到相鄰碼字中的串擾信息進行加權重組，對一段連續(xù)的輸入信號進行處理后得到一個消除了 ISI的輸出信號，從而補償了 ISI造成的影響。步驟203 :當前均衡器對n個第一中間信號分別進行縱向空域濾波，獲得n個第二中間信號。在本步驟中，對于n個第一中間信號，當前均衡器通過縱向空域濾波過程對n個第一中間信號進行交叉濾波，獲得每個第一中間信號對應的一個第二中間信號，共獲得n個第二中間信號。在縱向空域濾波操作中，通過濾波系數(shù)逼近逆矩陣的系數(shù)來實現(xiàn)ICI求逆解碼。步驟204 :當前均衡器對n個第二中間信號進行疊加，獲得一個初級判決信號。在本步驟中，當前均衡器對n個第二中間信號進行疊加，獲得一個初級判決信號。在獲得初級判決信號之后，還可以進一步對該初級判決信號進行后端處理，在后端處理中主要針對實際系統(tǒng)中可能存在的其它損傷進行補償，例如IQ不平衡、相位噪聲等損傷，在后續(xù)的各個步驟中所用到的初級判決信號，采用經過后端處理之后的初級判決信號。在本發(fā)明實施例二中，系統(tǒng)中共設置n個均衡器，其中每一個均衡器均執(zhí)行上述步驟201至步驟204，分別獲得一個初級判決信號，n個均衡器共獲得n個初級判決信號。當前均衡器接收分別對應n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號的n-1個初級判決信號，其中，每個初級判決信號通過對n個接收信號進行縱向空域濾波并對縱向空域濾波后的n個接收信號進行內部子信號疊加獲得，其中，每個縱向空域濾波的系數(shù)對應n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號中的一個接收信號。步驟205 :當前均衡器根據(jù)n-1個初級判決信號產生n_l個ICI信號。在本步驟中，當前均衡器根據(jù)其它n-1個均衡器生成的n-1個初級判決信號，產生n-1個ICI信號，該n-1個初級判決信號分別對應n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號。步驟206 :當前均衡器對n個第一中間信號進行復制導出，獲得n個待消除信號。在本步驟中，對經過步驟202橫向濾波操作獲得的n個第一中間信號進行復制導出，獲得n個待消除信號。
步驟207 :當前均衡器對n個待消除信號進行延時處理，使n個待消除信號與n_l個ICI信號同步。在本步驟中，對n個待消除信號進行延時處理，使n個待消除信號與步驟205中產生的n-1個ICI信號同步。將步驟207延時處理后的待消除信號稱為第三中間信號。步驟208 :當前均衡器從n個第三中間信號中依次消除n_l個ICI信號，獲得n個消除ICI干擾后的信號。在本步驟中，當前均衡器通過從n個第三中間信號中依次消除n-1個ICI信號，達到根據(jù)n-1個ICI信號消除n個接收信號中的ICI干擾的目的，獲得n個消除ICI干擾后的信號。ICI信號消除主要是在n-1個干擾消除子單元內完成的。向每個干擾消除子單元輸入一個ICI信號。在一個干擾消除子單元內，輸入的一個ICI信號被并行地乘以n個權重系數(shù)，得到n個加權信號，每個加權信號對應一個第三中間信號。在消除ICI信號的干擾時，將n個加權信號分別與對應的第三中間信號進行反向疊加，則在該干擾消除子單元輸出的信號中，已經消除了該干擾消除子單元對應的ICI信號。每個干擾消除子單元均采用上述相同的方式，n個第三中間信號依次經過n-1個干擾消除子單元，從而依次消除n-1個ICI信號。其中，權重系數(shù)的獲取主要有兩種方法，一種是利用傳輸數(shù)據(jù)流中的信令和導頻等信息，通過運算估計得到消擾所需的權重系數(shù)；另一種是利用解碼判決的誤差反饋，自適應地更新權重系數(shù)；進一步地，也可以將上述兩種方法結合起來，通過估計得到權重系數(shù)的初始值，然后利用反饋對權重系數(shù)進行更新和微調。步驟209 :當前均衡器對n個消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波，獲得n個第四中間信號。在本步驟中，對消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波，通過縱向空域濾波實現(xiàn)ICI求逆解碼，獲得第四中間信號。步驟210 :當前均衡器對n個第四中間信號進行疊加，獲得一個最終判決信號。在上述技術方案中，在對n個接收信號進行橫向濾波時，以及在產生n-1個ICI信號時，均在時域進行相應的處理。即，在時域對n個接收信號進行橫向濾波，并且，在時域產生n-1個ICI信號。進一步地，在上述技術方案的基礎上，還可以在頻域進行上述處理。即，在頻域對n個接收信號進行橫向濾波，并且，在頻域產生n-1個ICI信號。相應地，為了適應在頻域進行上述處理，在上述過程中還需要增加如下步驟。在步驟202之前，增加步驟一當前均衡器對n個接收信號進行快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform,簡稱FFT),獲得n個頻域的接收信號。相應地，在步驟202中，在頻域對n個頻域的接收信號進行橫向濾波。在步驟203之后，獲得頻域的第二中間信號。在步驟203之后，增加步驟二 當前均衡器對縱向空域濾波后的接收信號進行快速傅里葉逆變換(Inverse Fast Fourier Transform,簡稱IFFT)。通過對步驟203獲得的n個第二中間信號進行IFFT，將n個第二中間信號從頻域信號變換為時域信號。相應地，在步驟204中，在時域對n個第二中間信號進行疊加。在步驟204之后，增加步驟三當前均衡器對來自其它的n-1個均衡器的n-1個初級判決信號進行FFT，獲得n-1個頻域的初級判決信號。相應地，在步驟205中，當前均衡器根據(jù)n-1個頻域的初級判決信號，在頻域產生n-1個ICI信號。相應地，步驟206至步驟209均在頻域進行。
在步驟209之后，增加步驟四當前均衡器對縱向空域濾波后的n個消除ICI干擾后的信號進行IFFTJf n個消除ICI干擾后的信號從頻域信號變換為時域信號。在步驟210中，在時域對n個第四中間信號內的子信號進行疊加。在本發(fā)明實施例二中，根據(jù)當前均衡器以外的其它n-1個均衡器生成的初級判決信號產生n-1個ICI信號，從當前均衡器的n個接收信號中消除產生的n-1個ICI信號，從而消除ICI的影響。由于信道產生過程不受信道奇異化程度的影響，因此本發(fā)明實施例二的均衡方法對于稀疏天線陣列或緊湊天線陣列的微波MIMO系統(tǒng)均可適用，在稀疏天線陣列和緊湊天線陣列的微波MMO系統(tǒng)中均能夠準確地消除ICI，從而提高在接收信號中消除ICI的效果，提高了微波MMO系統(tǒng)的傳輸性能。并且，通過對接收信號以及初級判決信號進行FFT或IFFT，該均衡方法既可以在時域中使用，也可以在頻域中使用，因此可以方便靈活地應用于各種使用環(huán)境。圖4為本發(fā)明實施例三的均衡器的結構示意圖。在圖2所示的MMO系統(tǒng)中，每個均衡器均采用圖I或圖3所示的均衡方法，具體地，每個均衡器內部的組成結構可以如圖4所示。參見圖4，均衡器中至少包括第一縱向濾波單元41、第一疊加單元42、干擾產生單元43、干擾消除單元44、第二縱向濾波單元45和第二疊加單元46。其中，第一縱向濾波單元41用于對n個接收信號進行縱向空域濾波。其中，n為MIMO系統(tǒng)中接收天線的總個數(shù)?？v向空域濾波的系數(shù)對應n個接收信號中的當前待解碼的接收信號。第一疊加單元42用于對縱向空域濾波后的n個接收信號進行內部子信號疊加，獲得一個初級判決信號，并將該初級判決信號輸出到其它n-1個均衡器，該初級判決信號對應當前待解碼的接收信號。干擾產生單元43用于接收其它n-1個均衡器的第一疊加單元42輸出的n_l個初級判決信號，根據(jù)分別對應n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號的n-1個初級判決信號，產生n-1個ICI信號。上述n-1個初級判決信號分別對應n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號，其中，每個初級判決信號通過對n個接收信號進行縱向空域濾波并對縱向空域濾波后的所述n個接收信號進行內部子信號疊加獲得，其中，每個縱向空域濾波的系數(shù)對應所述n個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-1個接收信號中的一個接收信號。具體地，干擾產生單元43可以包括n-1個干擾產生子單元，其中每個干擾產生子單元分別根據(jù)一個其它均衡器的第一疊加單元42輸出的一個初級判決信號，產生一個ICI信號。干擾消除單元44用于根據(jù)n-1個ICI信號消除n個接收信號中的ICI干擾，獲得n個消除ICI干擾后的信號。具體地，干擾消除單元44可以包括n-1個干擾消除子單元，其中每個干擾消除子單元分別接收一個干擾產生子單元產生的一個ICI信號。n-1個干擾消除子單元串聯(lián)連接，其中串聯(lián)的第一個干擾消除子單元接收橫向濾波后的n個接收信號，每個干擾消除子單元從自身接收的n個接收信號中消除與自身相連的干擾產生子單元產生的一個ICI信號，將消除ICI信號后的信號傳送給下一個干擾消除子單元，串聯(lián)的最后一個干擾消除子單元消除ICI信號后，獲得n個消除ICI干擾后的信號并將該n個消除ICI干擾后的信號發(fā)送給第二縱向濾波單元45。第二縱向濾波單元45用于對n個消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波。第二疊加單元46用于對縱向空域濾波后的n個消除ICI干擾后的信號進行內部 子信號疊加，獲得一個最終判決信號。在本發(fā)明實施例三中，每個均衡器均通過各自的第一縱向濾波單元和第一疊加單元生成一個初級判決信號，共生成n個初級判決信號，當前均衡器的干擾產生單元根據(jù)當前均衡器以外的n-1個均衡器生成的初級判決信號產生n-1個ICI信號，干擾消除單元從n個接收信號中消除產生的n-1個ICI信號，從而消除了 ICI的影響。由于信道產生過程不受信道奇異化程度的影響，因此本發(fā)明實施例三的均衡器對稀疏天線陣列和緊湊天線陣列的微波MMO系統(tǒng)均可適用，在稀疏天線陣列和緊湊天線陣列的微波MMO系統(tǒng)中均能夠準確地消除ICI，從而提高在接收信號中消除ICI的效果。在上述技術方案的基礎上，進一步地，在本發(fā)明實施例三中，還可以將上述用于消除ICI的結構與消除ISI的結構的相結合，在均衡器中包括第一縱向濾波單元41、第一疊加單元42、干擾產生單元43、干擾消除單元44、第二縱向濾波單元45和第二疊加單元46的基礎上，在該均衡器中加入橫向濾波單元。該橫向濾波單元連接在第一縱向濾波單元41之前，用于對n個接收信號進行橫向濾波。相應地，第一縱向濾波單元41具體用于對橫向濾波單元輸出的橫向濾波后的n個接收信號進行縱向空域濾波。干擾消除單元44具體用于根據(jù)n-1個ICI信號消除橫向濾波單元輸出的橫向濾波后的n個接收信號中的ICI干擾，獲得n個消除ICI干擾后的信號。圖5為本發(fā)明實施例四的均衡器的結構示意圖。如圖5所示，均衡器中不僅包括橫向濾波單元40、第一縱向濾波單元41、第一疊加單元42、干擾產生單元43、干擾消除單元44、第二縱向濾波單元45和第二疊加單元46，而且還包括信號導出單元51和延時單元52。其中，橫向濾波單元40、第一縱向濾波單元41、第一疊加單元42、干擾產生單元
43、干擾消除單元44、第二縱向濾波單元45和第二疊加單元46具有上述本發(fā)明實施例三中記載的功能。在此基礎上,進一步地,信號導出單元51連接橫向濾波單元40和延時單元52,用于對橫向濾波后的n個接收信號進行復制導出，獲得n個待消除信號。該信號導出單元51具有分支功能，經過橫向濾波單元40之后的信號輸入該信號導出單元51，信號導出單元51輸出兩路與其輸入信號均相同的信號，其中一路輸出到第一縱向濾波單兀41,另一路輸出到延時單元52，該路信號作為待消除信號，具體包括n個信號。延時單元52用于對n個待消除信號進行延時處理，使n個待消除信號與n-1個ICI信號同步。干擾消除單元44具體用于從延時處理后的n個待消除信號中消除n-1個ICI信號，獲得n個消除ICI干擾后的信號。具體地，干擾消除單元44中串聯(lián)的第一個干擾消除子單元與延時單元52連接，接收延時單元52傳送的橫向濾波后的n個接收信號，在本發(fā)明實施例四中，由于在對n個接收信號進行橫向濾波后，第一縱向濾波單元、第一疊加單元和干擾產生單元的處理需要一定時間，以及上述單元之間的信號傳遞需要一定時間，造成產生的ICI信號與橫向濾波后的n個接收信號產生時間差，在本發(fā)明實施例四的方案中，通過延時單元對橫向濾波后的n個接收信號進行延時，將其延時到與產生的ICI信號同步，保證輸入干擾消除單元的n個接收信號與n-1個ICI信號同步，從而進一步提高消除ICI的準確性，因此能夠進一步提高在接收信號中消除ICI的效果和微波MIMO系統(tǒng)的傳輸性能。
在上述本發(fā)明實施例三和本發(fā)明實施例四中，該均衡器在時域進行處理。具體地，上述均衡器中的橫向濾波單元40具體用于在時域對n個接收信號進行橫向濾波；上述均衡器中的干擾產生單元43具體用于在時域產生n-1個ICI信號。在均衡器在時域進行處理的情況下，橫向濾波單元40可以采用一個有限沖擊響應(Finite Impulse Response,簡稱FIR)濾波器組，干擾產生單元43可以包括n-1個子單元，其中每個子單元分別根據(jù)一個其它均衡器的初級判決信號產生一個ICI信號，每個子單元也可以分別采用一個FIR濾波器組。在上述本發(fā)明實施例三和本發(fā)明實施例四的技術方案的基礎上，進一步地，該均衡器還可以在頻域進行處理，相應地，需要在該均衡器中增加一些FFT單元和IFFT單元。以下通過本發(fā)明實施例五介紹在頻域進行處理的均衡器的內部結構。圖6為本發(fā)明實施例五的均衡器的結構示意圖。如圖6所示，在該均衡器中，可以在圖4所示的本發(fā)明實施例三的均衡器的內部組成結構的基礎上增加第一 FFT單元61、第二 FFT單元63、第一 IFFT單元62和第二 IFFT單元64，也可以在圖5所示的本發(fā)明實施例四的均衡器的內部組成結構的基礎上增加第一 FFT單元61、第二 FFT單元63、第一 IFFT單元62和第二 IFFT單元64。在本發(fā)明實施例五中，僅以本發(fā)明實施例四的均衡器的內部組成結構作為基礎，對本發(fā)明實施例五的均衡器進行介紹。如圖6所示，該均衡器不僅包括橫向濾波單元40、第一縱向濾波單元41、第一疊加單元42、干擾產生單元43、干擾消除單元44、第二縱向濾波單元45、第二疊加單元46、信號導出單元51和延時單元52，而且還包括第一 FFT單元61、第二 FFT單元63、第一 IFFT單元62和第二 IFFT單元64。其中，橫向濾波單元40、第一縱向濾波單元41、干擾產生單元43、干擾消除單元
44、第二縱向濾波單元45、信號導出單元51和延時單元52工作在頻域，在頻域實現(xiàn)上述本發(fā)明實施例四中記載的功能，第一疊加單元42和第二疊加單元46工作在時域。具體地，第一 FFT單元61連接橫向濾波單元40，用于對n個接收信號進行FFT，將n個接收信號從時域信號變換為頻域信號，獲得n個頻域的接收信號。橫向濾波單元40具體用于在頻域對n個頻域的接收信號進行橫向濾波。
第一縱向濾波單元41用于對橫向濾波后的n個頻域的接收信號進行縱向空域濾波。第一 IFFT單元62連接第一縱向濾波單元41和第一疊加單元42，用于對縱向空域濾波后的n個頻域的接收信號進行IFFTJf n個接收信號從頻域信號變換為時域信號。第一疊加單元42用于對IFFT單元輸出的經過縱向空域濾波的n個時域接收信號進行內部子信號疊加，獲得一個初級判決信號，并將該初級判決信號輸出到其它n-1個均衡器。第二 FFT單元63連接其它n_l個均衡器的第一疊加單元42和干擾產生單元43，用于對n-1個初級判決信號進行FFTJf n-1個初級判決信號從時域信號變換為頻域信號，獲得n-1個頻域的初級判決信號。具體地，第二 FFT單元63可以包括n-1個第二 FFT子單元，每個第二 FFT子單元連接一個其它均衡器的第一疊加單元42和本均衡器的一個干擾產生子單元，每個第二 FFT子單元對與自身相連的其它均衡器生成的一個初級判決信號進行FFTJf FFT的結果輸送到與自身相連的一個干擾產生子單元中。 干擾產生單元43具體用于根據(jù)n-1個頻域的初級判決信號，在頻域產生n-1個ICI干擾信號。信號導出單兀51連接橫向濾波單兀40和延時單兀52,用于對橫向濾波后的n個頻域的接收信號進行復制導出，獲得n個頻域的待消除信號。延時單元52用于對n個頻域的待消除信號進行延時處理，使n個頻域的待消除信號與n-1個頻域的ICI信號同步。干擾消除單元44具體用于從延時處理后的n個頻域的待消除信號中消除n-1個頻域的ICI信號，獲得n個頻域的消除ICI干擾后的信號。第二縱向濾波單元45用于對n個頻域的消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波。第二 IFFT單元64連接第二縱向濾波單元45和第二疊加單元46，用于對縱向空域濾波后的n個頻域的消除ICI干擾后的信號進行IFFTJf n個消除ICI干擾后的信號從頻域信號變換為時域信號。第二疊加單元46用于對第二 IFFT單元64輸出的經過縱向空域濾波的n個時域的消除ICI干擾后的信號進行內部子信號疊加，獲得一個最終判決信號。在均衡器在頻域進行處理的情況下，均衡器中的橫向濾波單元40可以采用一個頻域均衡器(Frequency Domain Equalizer,簡稱FDE);均衡器中的干擾產生單元43可以包括n-1個子單元，其中每個子單元分別根據(jù)一個其它均衡器的初級判決信號產生一個ICI信號，每個子單元也可以分別采用一個為FDE。在本發(fā)明實施例五中，通過增加第一 FFT單元、第二 FFT單元、第一 IFFT單元和第二 IFFT單元，通過對接收信號以及初級判決信號進行FFT或IFFT，使得該均衡器可以在頻域中使用，在不增加第一 FFT單元、第二 FFT單元、第一 IFFT單元和第二 IFFT單元的情況下，該均衡器可以在時域中使用，因此該均衡器可以方便靈活地應用于各種使用環(huán)境。在本發(fā)明實施例三至實施例五中，系統(tǒng)中包括n個均衡器，其中每個均衡器的橫向濾波單元40的分別設置不同的橫向濾波的系數(shù)，每個均衡器的第一縱向濾波單元41分別設置不同的縱向空域濾波的系數(shù)，每個均衡器的第二縱向濾波單元45分別設置不同的縱向空域濾波的系數(shù)。每個均衡器的上述系數(shù)對應n個接收信號中的一個信號，從而每個均衡器輸出初級判決信號分別對應一個接收信號，n個均衡器輸出的初級判決信號分別對應n個接收信號。在實際應用中，上述系數(shù)可以由作為橫向濾波單元40、第一縱向濾波單元41和第二縱向濾波單元45的執(zhí)行器件進行自適應調整。需要說明的是對于前述的各方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領域技術人員也應該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的。在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關描述。本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通 過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。最后應說明的是以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。
權利要求
1.一種多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)中接收信號的均衡方法,其特征在于,包括 對η個接收信號進行縱向空域濾波； 對縱向空域濾波后的所述η個接收信號進行內部子信號疊加，獲得一個初級判決信號，其中，η為MIMO系統(tǒng)中發(fā)射天線的總個數(shù)，所述縱向空域濾波的系數(shù)對應所述η個接收信號中的當前待解碼的接收信號，以使所述初級判決信號對應當前待解碼的接收信號； 接收分別對應所述η個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-Ι個接收信號的n-Ι個初級判決信號，其中，每個初級判決信號通過對η個接收信號進行縱向空域濾波并對縱向空域濾波后的所述η個接收信號進行內部子信號疊加獲得，其中，每個縱向空域濾波的系數(shù)對應所述η個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-Ι個接收信號中的一個接收信號； 根據(jù)分別對應所述η個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-Ι個接收信號的n-Ι個初級判決信號，產生η-1個信道間干擾ICI信號； 根據(jù)所述n-Ι個ICI信號消除所述η個接收信號中的ICI干擾，獲得η個消除ICI干擾后的信號； 對所述η個消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波和內部子信號疊加，獲得一個最終判決信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于， 所述對η個接收信號進行縱向空域濾波之前，和所述根據(jù)所述n-Ι個ICI信號消除所述η個接收信號中的ICI干擾之前，還包括對所述η個接收信號進行橫向濾波； 所述對η個接收信號進行縱向空域濾波包括對橫向濾波后的所述η個接收信號進行縱向空域濾波； 所述根據(jù)所述n-Ι個ICI信號消除所述η個接收信號中的ICI干擾包括根據(jù)所述η_1個ICI信號消除橫向濾波后的所述η個接收信號中的ICI干擾。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于， 在對所述η個接收信號進行橫向濾波之后，還包括對橫向濾波后的η個接收信號進行復制導出，獲得η個待消除信號； 所述根據(jù)所述n-Ι個ICI信號消除橫向濾波后的所述η個接收信號中的ICI干擾包括對所述η個待消除信號進行延時處理，使所述η個待消除信號與所述n-Ι個ICI信號同步；從延時處理后的所述η個待消除信號中消除所述n-Ι個ICI信號。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的方法，其特征在于， 對所述η個接收信號進行橫向濾波具體包括在時域對所述η個接收信號進行橫向濾波； 所述產生n-Ι個ICI干擾信號具體包括在時域產生n-Ι個ICI信號。
5.根據(jù)權利要求2或3所述的方法，其特征在于， 在對所述η個接收信號進行橫向濾波之前，還包括對所述η個接收信號進行快速傅里葉變換FFT，獲得η個頻域的接收信號； 對所述η個接收信號進行橫向濾波具體包括在頻域對所述η個頻域的接收信號進行橫向濾波； 對所述η個接收信號進行縱向空域濾波之后，還包括對縱向空域濾波后的η個接收信號進行快速傅里葉逆變換IFFT ； 所述產生n-Ι個ICI干擾信號之前還包括對所述n-Ι個初級判決信號進行FFT，獲得n-Ι個頻域的初級判決信號； 所述產生n-Ι個ICI干擾信號具體包括根據(jù)所述n-Ι個頻域的初級判決信號，在頻域產生n-Ι個ICI干擾信號； 對所述η個消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波之后，還包括對縱向空域濾波后的η個消除ICI干擾后的信號進行IFFT。
6.一種均衡器，其特征在于，包括 第一縱向濾波單元，用于對η個接收信號進行縱向空域濾波，其中，η為多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)中接收天線的總個數(shù)，所述縱向空域濾波的系數(shù)對應所述η個接收信號中的當前待解碼的接收信號； 第一疊加單元，用于對縱向空域濾波后的η個接收信號進行內部子信號疊加，獲得一個初級判決信號并輸出到其它n-Ι個均衡器，所述初級判決信號對應當前待解碼的接收信號; 干擾產生單元，用于接收其它n-Ι個均衡器的第一疊加單元輸出的n-Ι個初級判決信號，所述n-Ι個初級判決信號分別對應所述η個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-Ι個接收信號，其中，每個初級判決信號通過對η個接收信號進行縱向空域濾波并對縱向空域濾波后的所述η個接收信號進行內部子信號疊加獲得，其中，每個縱向空域濾波的系數(shù)對應所述η個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-Ι個接收信號中的一個接收信號；根據(jù)分別對應所述η個接收信號中當前待解碼的接收信號以外的n-Ι個接收信號的n-Ι個初級判決信號，產生n-Ι個信道間干擾ICI信號； 干擾消除單元，用于根據(jù)所述n-Ι個ICI信號消除所述η個接收信號中的ICI干擾，獲得η個消除ICI干擾后的信號； 第二縱向濾波單元，用于對所述η個消除ICI干擾后的信號進行縱向空域濾波；第二疊加單元，用于對縱向空域濾波后的所述η個消除ICI干擾后的信號進行內部子信號疊加，獲得一個最終判決信號。
7.根據(jù)權利要求6所述的均衡器，其特征在于， 還包括橫向濾波單元，用于對所述η個接收信號進行橫向濾波； 所述第一縱向濾波單元具體用于對橫向濾波后的所述η個接收信號進行縱向空域濾波； 所述干擾消除單元具體用于根據(jù)所述n-Ι個ICI信號消除橫向濾波后的所述η個接收信號中的ICI干擾，獲得η個消除ICI干擾后的信號。
8.根據(jù)權利要求7所述的均衡器，其特征在于，還包括信號導出單元和延時單元； 所述信號導出單元，用于對橫向濾波后的所述η個接收信號進行復制導出，獲得η個待消除信號； 所述延時單元，用于對所述待消除信號進行延時處理，使所述η個待消除信號與所述n-Ι個ICI信號同步； 所述干擾消除單元具體用于從延時處理后的所述η個待消除信號中消除所述n-Ι個ICI信號。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的均衡器，其特征在于， 所述橫向濾波單元具體用于在時域對所述η個接收信號進行橫向濾波； 所述干擾產生單元具體用于在時域產生n-Ι個ICI信號。
10.根據(jù)權利要求9所述的均衡器，其特征在于， 所述橫向濾波單元包括有限沖擊響應FIR濾波器組； 所述干擾產生單元包括FIR濾波器組。
11.根據(jù)權利要求7或8所述的均衡器，其特征在于，還包括第一快速傅里葉變換FFT單元、第二 FFT單元、第一快速傅里葉逆變換IFFT單元和第二 IFFT單元； 所述第一 FFT單元，連接所述橫向濾波單元，用于對所述η個接收信號進行FFT，獲得η個頻域的接收信號； 所述橫向濾波單元具體用于在頻域對所述η個頻域的接收信號進行橫向濾波； 所述第一 IFFT單元，連接所述第一縱向濾波單元和所述第一疊加單元，用于對縱向空域濾波后的η個接收信號進行IFFT ； 所述第二 FFT單元，連接其它n-Ι個均衡器的第一疊加單元和所述干擾產生單元，用于對所述n-Ι個初級判決信號進行FFT，獲得n-Ι個頻域的初級判決信號； 所述干擾產生單元具體用于根據(jù)所述n-Ι個頻域的初級判決信號，在頻域產生η-1個ICI干擾信號； 所述第二 IFFT單元，連接所述第二縱向濾波單元和所述第二疊加單元，用于對縱向空域濾波后的η個消除ICI干擾后的信號進行IFFT。
12.根據(jù)權利要求11所述的均衡器，其特征在于， 所述橫向濾波單元包括頻域均衡器FDE ； 所述干擾產生單元包括FDE。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微波MIMO系統(tǒng)中接收信號的均衡方法和均衡器。對n個接收信號進行縱向空域濾波和內部子信號疊加，獲得對應當前待解碼的接收信號的初級判決信號；根據(jù)對應其它n-1個接收信號的n-1個初級判決信號產生n-1個ICI信號；從n個接收信號中消除n-1個ICI信號后進行縱向空域濾波和內部子信號時疊加，獲得最終判決信號。采用本發(fā)明提供的均衡方法和均衡器，能夠提高ICI的消除效果。
文檔編號H04B7/08GK102835040SQ201280000859
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權日2012年6月11日
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