在利用自適應天線陣列的自適應同頻信道中繼器中使用濾波器排的製作方法

2023-05-23 23:16:51 2

專利名稱：在利用自適應天線陣列的自適應同頻信道中繼器中使用濾波器排的製作方法
優先權要求
本申請要求2007年3月2日提交的題為"ADAPTIVE SAME FREQUENCY REPEATER TECHNIQUES (自適應同頻中繼器技術)"的美國臨時專利申請 S/N. 60/904,368的優先權，該申請通過援引全部納入於此。
背景
按照慣例，諸如基於時分雙工(TDD)、頻分雙工(FDD)無線保真度 (Wi-Fi)、微波接入全球互操性(Wi-max)、蜂窩、全球移動通信系統(GSM)、 碼分多址(CDMA)或3G的無線網絡等無線通信網絡的覆蓋區可通過中繼器 而增大。示例性中繼器包括例如在如由開放式系統互連基本參考模型(OSI模 型)定義的物理層或數據鏈路層中操作的頻率變換中繼器或同頻中繼器。
物理層中繼器可被分類到"相同頻率"或"頻率變換"設備中。與將在何處部 署中繼器相關聯的網絡架構將決定所使用中繼器的類型。如果使用同頻中繼 器，則其要求中繼器在相同頻率上並發地接收和傳送。因此，中繼器必須使用 各種天線和數字/模擬消除技術在接收機和發射機之間實現隔離。如果使用頻率 變換中繼器，則中繼器接收第一頻率信道上的信號並在隨後將其變換至第二頻 率信道以進行並發傳輸。這樣，通過頻率分離使發射機與接收機之間的隔離達 到某一程度。較佳地，用於接收和發射的天線以及中繼器電路被包括在同一封 裝內以便達成製造成本縮減、安裝便利等。當中繼器意在供消費者用作基於住 宅或小辦公室的設備時尤其屬於這種情形，此時外形因素和安裝便利是關鍵考 量。在如此的設備中， 一個天線或天線組通常面對例如基站、接入點、網關， 而另一天線或天線組面向訂戶設備。
對於並發地接收和發射的中繼器，接收和發射天線之間的隔離在整個中繼 器性能——即中繼至相同頻率還是中繼至不同頻率的情形——中是個重要因 素。更具體地，如果接收機和發射機天線並未適當的隔離，則中繼器的性能會顯著惡化。通常，中繼器的增益不能比隔離大，以防止中繼器振蕩或初始靈敏 度降低。隔離通常是通過物理分開、天線方向圖或偏振來達成的。對於頻率變 換中繼器，可利用帶通濾波來達成附加隔離，但是因在接收天線的帶內頻率範 圍內接收到非希望噪聲和來自發射機的帶外輻射，所以天線隔離一般在中繼器 性能中仍是限制因素。在中繼器工作在相同頻率上的情況下，接收機與發射機 的天線隔離是更加關鍵的問題，在這樣的情況下帶通濾波不提供附加隔離。
基於蜂窩的系統常常具有有限的獲許可頻譜可用，並且不能利用頻率變換 中繼辦法，因此使用利用相同接收和發射頻率信道的中繼器。
如以上所提及的，對於旨在供消費者使用的中繼器，將中繼器製造成在物 理上具有小的形狀因子以達成進一步的成本縮減、安裝簡易等會是較佳的。然 而，小的形狀因子導致天線以緊密的接近度布置，由此加劇以上所討論的隔離 問題。
當前的中繼器遭受其他嚴重缺陷，因為它們無法將源自其自身發射機的漏 洩與其希望中繼的信號分開。結果，常規中繼器通常不能在實時的基礎上最優
化系統隔離和性能，從而導致對整個網絡系統的差劣操作或破壞性影響。具體 地，當前實踐不允許在使中繼器能按常規操作的同時自適應消除中繼器環境中 的非希望信號。替換地，當前中繼器部署由於成本和複雜度而提供有限的消除 環路，是分立的實現，且通常被部署在沒有子頻帶濾波的單頻帶系統中。此外， 當前幹擾消除環路的部署假定多徑延遲且遭受散射信號中的額外或失配延遲、 信號中變化的延遲(例如，都卜勒)、以及對寬帶信號的有限消除(例如，ic 帶寬)。
根據前面所述，易於顯見存在對用於克服現有實踐的缺點的系統和方法的 需要。
概要
提供本概述以便以簡化形式介紹將在以下詳細描述中進一步描述的一些
概念。本概述並非旨在標識出要求保護的主題的關鍵特徵或必要特徵，亦非旨
在用於限定要求保護的主題的範圍。
當前實踐不考慮作為消除操作的部分來使用濾波器排處理中繼器信號。通過使用濾波器排，經處理信號的頻帶可作為小信道並行地使用單個抽頭消除器 通過線性代數求解來處理。中繼器信號的並行處理提升了在其他情況下未被充 分利用的時間和成本效率。
本文中所描述的系統和方法提供了一種用於部署反饋消除環路的中繼器 環境，該反饋消除環路與天線陣列自適應地耦合，以使得可通過部署用於逐個 槽地處理信號的所選濾波器排推導出所選度量，並且所導出的度量可被應用於 天線陣列和反饋消除環路組合以改善信號完整性和放大。在例示性實現中，一 種示例性中繼器環境包括發射機、接收機、包括濾波器排的均衡反饋消除環 路電路，該消除環路操作地耦合至天線陣列。在例示性實現中，反饋消除環路 可從協作天線陣列接收信號作為輸入，並向協作發射天線陣列傳送諸如合需發 射信號的輸出信號。
在例示性操作中，反饋消除環路可由度量來調節或控制，該度量調節對反 饋消除環路的權重，以使得此度量可指示接收機處存在的發射機信號的水平並 可基於執行所傳送信號與接收機信號之間的相關來推導出。在例示性實現中， 度量可包括前消除相關度量和後消除相關度量。此外，示例性中繼器可操作地 保持足以確保所傳送的信號與合需接收機信號解相關、為時間對準且與反饋漏 洩信號相關的延遲。在例示性操作中，由度量提供的權重可通過執行所選線性 代數技術(例如，最小均方誤差-MMSE)來提供，從而導致用一種辦法以閉 合形式直接計算權重。
在例示性操作中， 一種示例性中繼器環境可操作地執行一種方法，其中在 M個接收處接收中繼器發射機漏洩信號和合需接收信號；在多個接收機的每一 個上存儲Ns個樣本作為M個來自每個接收機的接收機時間塊；將所選數目的 零添加到來自接收機的各有Ns個時間樣本的諸集合的每一個；對M個經零添 加的接收時間塊的每一個執行所選NFFT點快速傅立葉變換(FFT);將M個 所選長度為NFFT的複數空間權重陣列應用於M個接收機的每一個上的NFFT 個FFT槽；將接收機的加權頻槽組合成合成加權接收機頻槽；並行地處理所有 頻槽、合成加權接收機頻槽以分別產生後消除接收頻槽；由並行漏洩消除塊基 於合成加權接收機頻槽的時間序列、後消除接收頻槽的時間序列、以及經延遲 發射機頻槽的時間序列中的一個或多個來計算與之協作的反饋環路的更新值；通過將NFFT個FFT係數的集合與後消除接收頻槽相應地進行相乘來產生經濾 波的自動增益控制輸出頻槽；結合頻域濾波器響應陣列逐個槽進行計算以更新 自動增益控制和濾波器係數陣列；為M個接收機和N個發射機計算新接收機 和發射機複數空間權重陣列；將N個所選大小的FFT複數空間發射機權重陣 列相應地應用於經濾波自動增益控制輸出頻槽的N個副本以產生N個加權發 射頻槽陣列；執行所選大小(NFFT)的FFT點逆FFT是對N個加權頻槽陣列 執行的，以產生N個時域序列；對N個時域序列執行交迭相加處理，以產生N 個時間樣本數目為Ns的發射時間序列；向一個或多個協作接收機傳送N個發 射時域序列；以及在M個接收機處接收N個中繼器發射信號以形成與M個合 需接收信號求和的M個中繼器發射漏洩信號。
根據一個方面， 一種用於無線通信網絡的中繼器，該用於提供反饋消除的 中繼器包括包括一個或多個天線振子的天線陣列；以及操作地包括濾波器排 的均衡反饋消除環路，被耦合至天線陣列的消除環路對輸入信號進行操作以推 導並應用度量來增大信號隔離和信號增益，其中度量指示接收機處存在的發射 機信號的水平，並且是基於所傳送信號與接收機信號之間的相關推導出的，並 且其中中繼器具有延遲以使得所傳送的信號與合需接收機信號解相關，所傳送 的信號是時間對準的，且所傳送的信號與反饋漏洩信號相關，其中濾波器排用 於將所要中繼的帶寬信號處理至能在消除器中使用所選反饋權重的所選數目 的窄帶並行中繼器路徑。
根據又一方面， 一種助益中繼器環境中的反饋環路消除的方法，包括在 M個接收機處接收中繼器發射機漏洩信號和接收信號；存儲收到信號作為Ns 個時間樣本；針對大小為NFFT的陣列向Ns個時間樣本添加零值樣本；對收 到的經零添加的塊執行快速傅立葉變換(FFT)以生成FFT槽；對M個接收 機應用M個複數空間接收權重，以針對FFT槽逐個槽地生成加權接收機信號； 組合加權接收機信號以生成合成加權信號；產生用以在生成自動增益控制 (AGC)輸出頻槽時使用的後消除接收頻槽；將空間加權應用於AGC輸出頻 槽以產生加權發射頻槽陣列；對發射頻槽執行逆FFT以產生被傳送給M個接 收機並在M個接收機處求和以進行消除的時域序列。
根據一方面，一種其上存儲有用於執行至少一下動作的計算機可執行指令的計算機可讀介質在M個接收機處接收中繼器發射機漏洩信號和接收信號；
存儲收到信號作為Ns個時間樣本；針對大小為NFFT的陣列向Ns個時間樣本 添加零值樣本；對收到塊執行快速傅立葉變換(FFT)以生成FFT槽；對M個 接收機應用M個複數空間接收權重，以針對FFT槽逐個槽地生成加權接收機 信號；組合加權接收機信號以生成合成加權信號；產生用以在生成自動增益控 制輸出頻槽時使用的後消除接收頻槽；將空間加權應用於AGC輸出頻槽以產 生加權發射頻槽陣列；對發射頻槽執行逆FFT以產生被傳送的時域序列；在M 個接收機處接收所傳送的時域序列並在該M個接收機處求和以進行消除。
在另一方面， 一種處理器，包括其上存儲有用於使處理器執行至少以下動 作的計算機可執行指令的存儲器在M個接收機處接收中繼器發射機漏洩信 號和接收信號；存儲收到信號作為Ns個時間樣本；針對大小為NFFT的陣列 向Ns個時間樣本添加零值樣本；對收到的經零添加的塊執行快速傅立葉變換 (FFT)以生成FFT槽；對M個接收機應用M個複數空間接收權重，以針對 FFT槽逐個槽地生成加權接收機信號；組合加權接收機信號以生成合成加權信 號；產生用以在生成自動增益控制輸出頻槽時使用的後消除接收頻槽；將空間 加權應用於AGC輸出頻槽以產生加權發射頻槽陣列；對發射頻槽執行逆FFT 以產生時域序列；使用交迭相加程序來產生Ns個時間樣本；在M個接收機處 接收所傳送的時域序列並在該M個接收機處求和以進行消除。
在又一方面， 一種助益中繼器環境中的反饋環路消除的系統，包括用於 在M個接收機處接收中繼器發射機漏洩信號和接收信號的裝置；用於存儲收 到信號作為Ns個時間樣本的裝置；用於對收到塊執行快速傅立葉變換(FFT) 以生成FFT槽的裝置；用於對M個接收機應用M個複數空間接收權重以針對 FFT槽逐個槽地生成加權接收機信號的裝置；用於組合加權接收機信號以生成 合成加權信號的裝置；用於產生用以在生成自動增益控制輸出頻槽時使用的後 消除接收頻槽的裝置；用於將空間加權應用於AGC輸出頻槽以產生加權發射 頻槽陣列的裝置；用於對發射頻槽執行逆FFT以產生時域序列的裝置；用於在 M個接收機處接收所傳送的時域序列並在這M個接收機處求和以進行消除的 裝置。
以下說明和所附插圖詳細闡述了主題的某些示例性方面。但是，這些方面僅僅是指示了可採用主題的原理的各種方式中的若干種，並且所要求保護的主 題旨在涵蓋所有此類方面及其等效方案。
附圖簡述


圖1是根據本文中所描述的系統和方法的例示性中繼器的示例性外殼的 框圖。
圖2是根據本文所描述的系統和方法的執行反饋消除的示例性RF中繼器
的示例性信號傳播的框圖。
圖3是根據本文中所描述的系統和方法的示例性天線中繼器組件的框圖。
圖4是根據本文中所描述的系統和方法的示例性中繼器組件的框圖。
圖5是根據本文中所描述的系統和方法的例示性RF中繼器的示例性組件
的協作的框圖。
圖6是根據本文中所描述的系統和方法的例示性RF中繼器的示例性組件 的協作的另一框圖。
圖7是根據本文中所描述的系統和方法的具有雙頻帶陣列的頻分雙工 (FDD)中繼器的框圖。
圖8是根據本文所描述的系統和方法的具有數字幹擾消除系統的示例性 FDD單頻帶中繼器的框圖。
圖9是根據本文所描述的系統和方法的具有數字幹擾消除系統和陣列的 示例性FDD單頻帶中繼器的框圖。
圖10是示出了根據本文所描述的系統和方法的具有利用濾波器排辦法的 反饋消除和度量應用機制的示例性組件的交互的框圖。
圖11是示出了根據本文所描述的系統和方法的與天線陣列自適應地協作 的具有利用濾波器排辦法的反饋消除和度量應用機制的示例性組件的交互的 框圖。
圖12是示出了根據本文所描述的系統和方法示例性部署的反饋消除和度 量應用機制的影響的曲線圖。
圖13是示出了根據本文所描述的系統和方法示例性部署的反饋消除和度 量應用機制的影響的另一曲線圖。圖14是示出了根據本文所描述的系統和方法示例性部署的反饋消除和度 量應用機制的影響的另一曲線圖。
圖15和15A是在採用濾波器排辦法以改善信號消除時執行的示例性方法 的流程圖。
圖16圖解了助益中繼器環境中的反饋環路消除的示例性系統。
詳細描述
本公開涉及以下於2008年3月3日提交的美國專利申請代理人案號 080603U1 、 S/N. XX/XXX，XXX的PHYSICAL LAYER REPEATER UTILIZING REAL TIME MEASUREMENT METRICS AND ADAPTIVE ANTENNA ARRAY TO PROMOTE SIGNAL INTEGRITY AND AMPLIFICATION (利用實
時測量度量和自適應天線陣列以提升信號完整性和放大的物理層中繼器)；代 理人案號080603U2、 S/N. XX/XXX,XXX的CLOSED FORM CALCULATION OF TEMPORAL EQUALIZER WEIGHTS USED IN A REPEATER TRANSMITTER LEAKAGE CANCELLATION SYSTEM (用在中繼器發射機漏 洩消除系統中的時間均衡器權重的閉合形式計算)；代理人案號080603U4、 S/N. XX/XXX,XXX的USE OF ADAPTIVE ANTENNA ARRAY IN CONJUNCTION WITH AN ON-CHANNEL REPEATER TO IMPROVE SIGNAL QUALITY (結合同頻信道中繼器使用自適應天線陣列以改善信號質 量)；代理人案號080603U5、 S/N. XX/XXX,XXX的AUTOMATIC GAIN CONTROL AND FILTERING TECHNIQUES FOR USE IN ON-CHANNEL REPEATER (用於同頻信道中繼器的自動增益控制和濾波技術)；代理人案號 080603U6、 S/N. XX/XXX,XXX的CONFIGURATION OF A REPEATER (中繼 器的配置)；以及代理人案號080603U7 、 S/N. XX/XXX,XXX的 SUPERIMPOSED COMPOSITE CHANNEL FILTER (疊加合成信道濾波器)， 這些申請中的每一個的內容都通過援引全部納入於此。
現在參考附圖來描述各種實施例，在附圖中貫穿始終使用相同的附圖標記 來引述相似的要素。在以下描述中，為便於解釋，闡述了眾多的具體細節以圖 提供對一個或多個實施例的透徹理解。但是顯而易見的是，沒有這些具體細節也可實踐如此的實施例。在其它實例中，公知的結構和設備以框圖形式示出以 助益於描述一個或更多個實施例。
另外，本發明的各個方面在以下描述。應當易見的是，本文的教義可以各 種形式來體現，而本文所公開的任何特定結構和/或功能都僅是代表性的。基於 本文的教示，本領域的技術人員應認識到本文所公開的方面可獨立於任何其它 方面來實現並且這些方面中的兩個或多個可以各種方式來組合。例如，裝置和 /或方法可用本文所闡述的任何數目的方面來實現或實踐。另外，裝置和/或方 法可用除本文所闡述的方面的一個或多個之外或與之不同的其它結構和/或功 能來實現或實踐。作為示例，本文中所描述的許多方法、設備、系統和裝置是
在提升W-CDMA通信系統中的下行鏈路和上行鏈路信號的上下文中描述的。 本發明同樣適用於諸如CDMA-2000等其他標準，以及當前正在開發的諸如舉 例而言LET和UMB等基於OFDM的系統。本領域技術人員應當領會，這些 類似技術可應用於其他通信環境。
如在本申請中使用的，術語"組件"、"模塊"、"系統"之類意指計算機相關 實體，任其是硬體、固件、硬體與軟體的組合、軟體、執行中的軟體、固件、 中間件、微代碼和/或其任何組合。例如，組件可以是但不限於在處理器上運行 的進程、處理器、對象、可執行件、執行的線程、程序、和/或計算機。作為例 示而非限制，在計算設備上運行的應用和該計算設備這兩者都可以是組件。一 個或更多個組件可駐留在進程和/或執行的線程內，並且組件可局部化在一臺計 算機上和/或分布在兩臺或更多臺計算機之間。另外，這些組件能從其上存儲有 各種數據結構的各種計算機可讀介質執行。諸組件可藉助於本地和/或遠程進程 來通信，諸如根據具有一個或多個數據分組的信號(例如，來自一個組件的數 據，其中該組件正藉助於該信號與局部系統、分布式系統、和/或跨諸如網際網路 等的網絡與其他系統中的另一個組件交互)來作此通信。另外，如本領域技術 人員將可領會的，本文中描述的系統的組件可被重新編排和/或由外加的組件來 補充以促進達成相關於其所描述的各個方面、目標、優勢等等，並且不限於在 給定插圖中闡明的精確配置。
此外，各種實施例在本文中是結合無線終端或用戶裝備(UE)來描述的。 無線終端或UE也可稱為系統、訂戶單元、訂戶站、移動站、移動臺、行動裝置、遠程站、遠程終端、UE、用戶終端、終端、無線通信設備、用戶代理、 或用戶設備。無線終端或UE可以是蜂窩電話、無繩電話、會話發起協議(SIP)
話機、無線本地環路(WLL)站、個人數字助理(PDA)、具有無線連接能力 的手持式設備、計算設備、或連接到無線數據機的其他處理設備。此外， 在本文中描述了與基站有關的各個實施例。基站可以用於與諸無線終端通信， 並且也可以接入點、B節點、或其他某個術語來述及。
此外，本文中描述的各種方面或特徵可使用標準編程和/或工程技術被實 現為方法、裝置、或製造品。如在本文中使用的術語"製造品"旨在涵蓋可從任 何計算機可讀設備、載波、或媒介訪問的電腦程式。例如，計算機可讀介質 可包括但不限於磁存儲設備(例如硬碟、軟盤、磁條等)、光碟(例如，壓縮 盤(CD)、數字多功能盤(DVD)等)、智慧卡、以及快閃記憶體設備(例如，EPROM、 記憶卡、記憶棒、鑰匙驅動器等)。另外，本文中描述的各種存儲介質可代表 用於存儲信息的一個或多個設備和/或其他機器可讀介質。另外，應當領會，載 波可被用來攜帶諸如在收發語音郵件、接入如蜂窩網等網絡、或指令設備執行 指定功能時使用的計算機可讀電子數據或指令。相應地，術語"機器可讀介質" 指能夠存儲、包含、和/或攜帶指令和/數據的各種物理介質(但並非指真空)。 另外，可將本文中所描述的系統和方法部署為作為能夠存儲、包含和/或攜帶指
令和/或數據的無線信道的部分的機器可讀介質。當然，本領域的技術人員將認 識到，可對所公開的實施例作出許多變形而不會背離本文所描述且要求保護的 本發明的範圍或精神實質。
此外，措辭"示例性"在本文中用於表示用作示例、實例或例示。在此被描 述為"示例性"的任何方面或設計都並非一定要解釋成優於或勝於其它方面或 設計。相反，使用措辭示例性旨在以具體方式給出概念。如本申請中所用的， 術語"或"旨在表示相容性"或"而非排他性"或"。即，除非另外指明或從上下文 清楚地看出，否則"X採用A或B"旨在表示本質上相容的排列中的任一個。即， 如果X採用A; X採用B;或X採用A和B兩者，則在前述情形中的任一個 下，"X採用A或B"都是成立的。另外，本申請和所附權利要求書中所用的冠 詞"一"和"一個"通常應當被理解成表示"一個或多個"，除非另外聲明或者可從
上下文中清楚看出是指單數形式。如本文中使用的，術語"推斷(動詞)"或"推斷(名詞)"泛指從如經由事 件和/或數據捕捉到的一組觀察來推理或推斷系統、環境、和/或用戶的狀態的 過程。舉例而言，可採用推斷來標識出具體的上下文或動作，或可生成諸狀態 之上的概率分布。推斷可以是概率性的——亦即，基於數據和事件的考慮來計 算感興趣的狀態之上的概率分布。推斷還可以指用於從一組事件和/或數據組合 出更高層次的事件的技術。此類推斷導致從一組觀察到的事件和/或存儲的事件 數據構造出新的事件或動作，無論這些事件在時間接近性意義上是否密切相 關，也無論這些事件和數據是來自一個還是數個事件和數據源。
本文中描述的技術可用於各種無線通信網絡，諸如碼分多址(CDMA)網
絡、時分多址(TDMA)網絡、頻分多址(FDMA)網絡、正交FDMA (OFDMA) 網絡、單載波FDMA (SC-FDMA)網絡等。術語"網絡"和"系統"常被可互換 地使用。CDMA網絡可實現諸如通用地面無線電接入(UTRA) 、 cdma2000 等無線電技術。UTRA包括寬帶-CDMA (W-CDMA) 、 TD-SCDMA和 TD-CDMA。 cdma2000涵蓋IS-2000、 IS-95禾B IS-856標準。TDMA網絡可實 現諸如全球移動通信系統(GSM)等的無線電技術。OFDMA網絡可實現無線 電技術，諸如演進UTRA (E-UTRA)、 IEEE 802.11、 IEEE 802.16、 IEEE 802.20、 Flash-OFDM⑧等。UTRA、 E-UTRA和GSM是通用移動電信系統(UMTS)的 部分。長期演進(LTE)是即將發布的使用E-UTRA的UMTS。 UTRA、 E-UTRA、 GSM、 UMTS以及LTE在來自名為"第三代夥伴項目"(3GPP)的組織的文檔 中進行了描述。cdma2000在來自名為"第三代夥伴項目2 (3GPP2)"的組織的 文檔中描述。這些不同的無線電技術和標準在本領域中是公知的。出於清晰起 見，以上技術的某些方面在以下於上行鏈路導頻復用的上下文中進行描述，因 為其適用於LTE，因此在以下的大部分描述中，在恰適的地方可使用3GPP術 語。
用於中繼器環境中的信號消除的濾波器排辦法
在相關公開中提供了用在中繼器環境中的時間消除器。然而，用在消除器 的反饋環路中的多抽頭均衡器會產生一些缺陷，因為其可被調節的速率取決於 均衡器中時域抽頭的數目。雖然利用均衡器抽頭的解決方案顯著有助於加速計算，但是大量抽頭的數學複雜度會使得對於消除器中極高程度的性能所需的大 量抽頭而言，計算速度或實現成本變得非常昂貴。
在使用具有少量均衡器抽頭的簡單均衡消除器的情況下，消除的深度和帶 寬是相衝突的目標。寬帶寬信號消除或更深的窄帶寬消除可被獨立地最優化， 但是同時實現這兩者使得在自適應時間以及該消除器自身的反饋環路中的抽 頭數目方面的複雜度成指數遞增。
在一些實施例中，反饋消除解決方案可依賴於數個均衡器抽頭的具有簡 化複雜度的閉合形式的計算。然而，有益的是使用很少數目的抽頭——較佳地 使用單個—且極深地但以比單個抽頭可提供的更寬的帶寬地進行消除。
本文中所描述的系統和方法可通過利用可操作地提供從合需收到信號對 收到發射機漏洩信號的消除深度的濾波器排辦法同時提供以閉合形式計算反 饋均衡器權重的簡化方法來提供相比於其他反饋消除解決方案的益處。
在例示性實現中，通過利用操作性地將要被中繼的帶寬信號分解到所選數
目的窄帶並行中繼器路徑中的基於FFT的濾波器排辦法來達成中繼器環境。這
些並行窄帶中繼器路徑能夠在每個消除器中使用單個反饋權重。另外，消除環 路可對信號消除計算例示地使用僅單個反饋權重，這可降低對當前閉合形式的
MMSE計算所需的協方差矩陣的計算和求逆的要求。此外，可以逐頻槽為基礎 使用具有後消除相關度量的最小均方自適應算法來最優化自適應陣列。
此外，在例示性實現中，示例性中繼器環境可結合濾波器排辦法來執行一 個或多個操作/功能，以便提高操作效率，包括但不限於用於允許某一信號通過 的數字濾波、自動增益控制、以及引入所選時間延遲從而使發射漏洩信號與合 需收到信號去相關。
在例示性操作中，為了避免信號畸變，可使用其中循環巻積將逼近線性巻 積的示例性濾波器排辦法。在例示性操作中，通過提供"零填充"或向在FFT塊 處理中所用的時間數據塊的末尾添加數個零值來實現抗畸變技術。濾波器函數 的時域衝激響應也可被零填充成對收到塊執行FFT的這個相同長度和大小。接 著，在頻域中，這兩個FFT結果集合可被並行相乘以執行濾波。這種在FFT 處理之前在時域中的零填充可導致頻域中的內插。
作為例示，用於從頻域濾波辦法中固有的循環巻積過程逼近線性巻積的指導方針在於，FFT大小大於或等於所使用的時域樣本的數目加上濾波器的時域
衝激響應的長度減去一。對於以此大小執行的FFT，超過信號的時域樣本的數 目的值被設為0以便將FFT塊填充至適當大小。同樣的要求也適用於超過濾波 器響應的時域衝激響應樣本的長度的值。 線性巻積可由以下來表達
NFFT >= Ns+K-1，
其中NFFT為FFT大小，Ns可以是要處理的信號樣本塊中時間樣本的數目， 而其中K是用於對信號進行濾波的濾波器的衝激響應中時間樣本的數目。
將被添加到信號樣本的末尾的零的數目可被表達為
NFFT-Ns。
將被添加到衝激響應樣本的末尾的零的數目可被表達為 NFFT-K。
可通過執行如Alan V. Oppenheim、 Ronald W. Schafer、 John R. Buck在離 散時間信號處理(Prentice Hall， ISBN 0-13-754920-2)中描述的"交迭和相加" 或"交迭和保存"來達成線性巻積。假定FFT的大小等於Ns+K-1 ，則交迭和相 加辦法涉及，在對結果(經相乘)FFT槽執行逆FFT之後，從經此方式處理的 最後塊中取出後NFFT-K-1個樣本，並將它們加到當前塊的前NFFT-K-1個樣 本上。最後，此"經求和"塊的前Ns個樣本可被用作時域樣本，而後NFFT-K-l 個樣本可被保留以與下一塊求和。這實現來自最後塊的濾波器衝激的尾端與下 一塊的交迭，以允許線性巻積如同在時域中已被濾波那樣地發生。
示例性中繼器
圖1圖解了根據本文中描述的各個方面的例示性中繼器的示例性外殼。偶 極子雙片狀天線配置連同中繼器電子可被有效地容納在如圖1中所示的緊 湊外殼100中。外殼100的結構可以是這樣的其可以兩種方式的至少一種來直觀地定向；然而，指南可指導用戶結合外殼的放置來最大化信號接收。在 示例性偶極子雙片狀天線配置中，與中繼器電子的印刷電路板(PCB)相結合 的接地平面113可使用例如固定器120被布置在兩個片狀天線114與115之間 並與它們平行。在許多情形中，可使用隔離柵112來改善隔離。
片狀天線114和115的每一個被布置成例如與接地平面113平行，並且可 被印製在接線板等上，可由嵌入到塑料殼內的衝壓金屬部分構成，或者可被不 同地製造。與接地平面113相關聯的PCB的平坦部分可包括配置為例如PCB 上的嵌入跡線的偶極子天線111。典型地，片狀天線114和115可進行垂直偏 振，而偶極子天線lll進行水平偏振，但是可使用其他實施例。
可利用非交迭天線方向圖和反向偏振的組合來達成雙偶極子雙片狀天線 中的接收天線和發射天線之間約40dB或更大的隔離。具體地，發射機和接收 機中的一者使用具有垂直偏振的兩個雙切換片狀天線中的一個來與接入點通 信，而發射機和接收機中的另一者採用具有水平偏振的偶極子天線。當中繼器 意在將室內網絡信號中繼至室內客戶端時，這個辦法尤其適用。在此情形中， 向客戶端進行發射的天線的方向圖通常需要是大致全向的，這要求使用雙偶極 子天線，因為至客戶端的方向是未知的。
圖2描繪了例示性中繼器環境200內的示例性信號流的例示性框圖。如圖 所示，弱收到信號(合需收到信號)220可被天線振子210所接收，並且充當 增益和延遲組件205的輸入。增益和延遲組件205可處理弱收到信號220以產 生強信號230作為來自天線振子215的輸出。此外，進入接收機的發射信號漏 洩225也可充當天線振子210處增益和延遲205的輸入以供在處理弱收到信號 220以生成強信號230時使用。進入接收機的發射漏洩信號225可由可操作地 耦合至天線振子210和215的反饋消除環路(未示出)生成。即，反饋消除環 路生成將由中繼器發射的信號，這些信號的一部分作為發射漏洩信號225被接 收機接收。
圖3圖解了示例性中繼器環境300的天線振子的交互。示例性中繼器環境 300包括印刷電路板330，後者包括偶極子天線305和320並且還包括片狀天 線310和315。在示例性實現中，偶極子/片狀天線組合可達成發射與接收信道 之間所選的隔離，以實現對合需反饋消除的部署。圖3的天線配置是可在本文中所描述的其他實施例中使用的天線陣列的配置的示例(其中，例如，片狀天
線310是一個天線陣列的部分，而片狀天線315是另一天線陣列的部分)。
圖4圖解了用於為示例性中繼器提供所選隔離的另一天線配置的一側。天 線配置400包括具有一個或多個片狀天線410和415安裝到其上的PCB板405。 注意在PCB的相反側上通常可以有相同數目的片狀天線，並且這些片狀天 線相對於天線410和415的偏振通常以相反或有益的偏振來定向，以使得在 PCB的相反側上的天線之間達成充分或甚至最大量的隔離。在例示性實現中， PCB板405可包括各種配置形式的一個或多個片狀天線410和415，並且具有 一對以上的片狀天線以及構成其超集的非偶數個相應片狀天線。天線配置400 可使用片狀天線410和415連同在PCB的相反側上的類似數目個天線的部署 來提供發射與接收信道(例如，可操作地耦合至一個或多個片狀天線的發射信 道與可操作地耦合至一個或多個片狀天線的接收信道)之間的所選隔離以便與 示例性協作反饋消除環路(例如，可操作地耦合至天線陣列的反饋消除環路) 所提供的隔離和放大協作。圖4的配置示出了可用在本文所描述的實施例中的 天線陣列的另一示例。
圖5示出了使用一個或多個天線陣列以執行信號調理和放大的示例性中 繼器環境500。示例性中繼器環境500包括具有天線振子510和515的第一天 線陣列505、具有天線振子530和535的第二天線陣列、包括多收發機電路520 和控制器525的處理電路545。作為示例性中繼器環境500的操作的部分，天 線陣列505和540可與多收發機電路520協作，該多收發機電路520與控制器 525協作。信號可由天線陣列505和540接收，並被傳遞給處理電路545以進 行信號調理和處理，並且在隨後被傳回天線陣列505和540以與一個或多個協 作組件(例如，CDMA無線通信網絡的基站)通信。
在例示性實現中，天線陣列505和540可包括附加天線振子，這些附加天 線振子是執行如下文中所描述的方法以達成通過一個或多個天線陣列的協作 以及一個或多個度量——諸如一個或多個相關結果——的應用實現的自適應 反饋消除所必需的。此外，本文中所描述的天線陣列的數目和配置僅僅是示例 性的，因為本文中所描述的系統和方法構想使用具有不同配置並包括不同數目 的天線振子的不同數目的天線陣列。圖6圖解了示例性中繼器環境600的交互。示例性中繼器環境600包括處 理電路620，該處理電路620包括包含第一天線625和第四天線640的天線陣 列645、屏蔽式多收發機元件630、以及包括第二天線振子660和第三天線振 子655的天線陣列650。操作地，源自第一網絡605的下行鏈路信號610可被 處理電路620處理以生成經中繼的下行鏈路信號665以便傳達給第二網絡675， 而源自第二網絡675的上行鏈路信號可被處理電路620處理以生成經中繼的上 行鏈路信號615以便傳達給第一網絡605。天線陣列645和650的配置和定向 提升被提供給處理電路620的未經調理的上行鏈路和下行鏈路信號的所選隔 離，以及提升此類信號的合需放大和增益。
在例示性實現中，示例性中繼器環境600可包括附加天線振子，這些附加 天線振子是執行本文中所描述的方法以達成通過一個或多個天線陣列的協作 以及相關度量的應用實現的自適應反饋消除所必需的。此外，應當領會，本文 中所描述的天線陣列的數目和配置僅僅是示例性的，因為本文中所描述的系統 和方法構想使用具有不同配置並包括不同數目的天線振子的不同數目的天線 陣列。
圖7是根據各個例示性實現配置成在多頻帶中操作的四天線、多收發機設 備700的框圖。此設備700可使用可用天線的可變配置來自由地跨兩個不同頻 帶發射信號。
如圖7中所示的，設備700可包括具有第一側710和第二側712的屏蔽式 多收發機元件701。屏蔽式多收發機元件701包括第一頻帶收發機732和748、 第一頻帶基帶電路734、第二頻帶收發機750和754、第二頻帶基帶電路752、 雙工器724、 726、 728、 730、 738、 740、 744和746;共用器720、 722、 736 和742;第一側710包括天線706和708;以及第二側712包括天線714和716。 儘管未示出，但是設備700包括如上所描述的至少一個電磁隔離元件，從而提 供第一側710上的天線706和708與第二側712上的天線714和716之間的電 磁(EM)隔離。
作為例示，天線706可發送或接收信號702;天線708可發送或接收信號 704;天線714可發送或接收信號756;以及天線716可發送或接收信號718。 這些天線706、 708、 714和716可以是平面(例如，片狀)天線，或者任何其他可彼此有效地隔離的合意天線類型。
第一頻帶收發機732通過雙工器724、 726、 728和730以及共用器720 和722連接到天線706和708以經由天線706和708發送或接收數據。第一頻 帶收發機748通過雙工器738、 740、 744和746以及共用器736和742連接到 天線714和742以經由天線714和716發送或接收數據。第一頻帶基帶電路734 被連接到第一頻帶收發機732與第一頻帶收發機748之間以提^共這兩個電路之 間的通信。
第二頻帶收發機750通過雙工器728和730以及共用器720和722連接到 天線706和708以經由天線706和708發送或接收數據。第二頻帶收發機754 通過雙工器738和740以及共用器736和742連接到天線714和716以經由天 線714和716發送或接收數據。第二頻帶基帶電路752被連接到第二頻帶收發 機750與第二頻帶收發機754之間以提供這兩個電路之間的通信。
共用器720、 722被連接到天線706和708與雙工器724、 726、 728和 730之間。它們例示地用於確定哪些信號將在天線706和708與第一頻帶收發 機732之間、以及在天線706和708與第二頻帶收發機750之間通過。
共用器720、 722被配置成基於頻率將信號分開，從而向/從雙工器724和 726傳遞第一頻帶的信號，以及向/從雙工器728和730傳遞第二頻帶的信號。
雙工器726、 728被連接到共用器720、 722與第一頻帶收發機732之 間；而雙工器728、 730被連接到共用器720、 722與第二頻帶收發機750之 間。這些雙工器724、 726、 728、 730用於分別路由第一或第二頻帶內頻率略 微不同的信號，以在第一頻帶收發機732和第二頻帶收發機750與共用器720、 722之間恰當地指引所發射或接收的信號。
共用器738、 742被連接到天線714和716與雙工器738、 740、 744和746 之間。它們例如用於確定哪些信號將在天線714和716與第一頻帶收發機748 之間、以及在天線714和716與第二頻帶收發機754之間通過。
共用器738、 742被配置成基於頻率將信號分開，從而向/從雙工器738和 740傳遞第二頻帶的信號，以及向/從雙工器744和746傳遞第一頻帶的信號。
雙工器738、 740被連接到共用器736、 742與第二頻帶收發機754之間； 而雙工器744、 746被連接到共用器736、 742與第一頻帶收發機748之間。這些雙工器738、 740、 744、 746用於分別路由第一或第二頻帶內頻率略微不同 的信號，以在第一頻帶收發機748和第二頻帶收發機754與共用器736、 742 之間恰當地指引所發射或接收的信號。
在替換實現中，可省去雙工器724、 726、 728、 730、 738、 740、 744和 746或共用器720、 722、 736和742中的一些，因為在一些實施例中，頻帶和 天線的特定排列可能被禁用。
在其他例示性實現中，來自不同頻帶的信號可被專門指派至特定發射定 向。在此類實施例中，雙工器724、 726、 728、 730、 738、 740、 744和746的 輸出可被直接連接到706、 708、 714或716。例如，第一頻帶可被指定使用水 平定向發射/接收，而第二頻帶可被指定使用垂直定向發射/接收。
儘管以上例示性實現示出了僅使用兩個或四個天線連同兩個收發機，但是 這僅作為示例。使用不同數目個天線或收發機的多天線、多收發機設備也可被 使用。
此外，儘管以上例示性實現示出了與PCB分開的天線，但是替換性實施 例可直接在PCB的相反側上形成天線。在此類實施例中，PCB內的絕緣層可 形成用於將天線與接地平面分開的所需非導電支承部件。而且，在此類實施例 中，收發機可在PCB之外形成，並且通過PCB上的配線連接到天線。這類集 成結構可提供更緊湊的設備。
圖8圖解了根據執行本文中所描述的示例性方法的具有數字幹擾消除系 統的用於部署FDD單頻帶的示例性中繼器環境800。如圖所示，示例性中繼器 環境800包括雙工器804，該雙工器804操作地耦合至用於從基站802接收信 號的天線振子，並向收發機806提供輸入信號，並且用於從收發機806接收信 號以進行處理。此外，示例性中繼器環境包括操作地耦合至收發機806和收發 機810的數字中繼器基帶組件808，該收發機810操作地耦合至雙工器812。 在例示性實現中，雙工器操作地耦合至允許將信號傳達給協作訂戶組件814(例 如，移動手機)的天線振子。
在例示性操作中，如箭頭線所示的，入射和所傳送的信號可由實現本文所 描述的示例性反饋消除方法的示例性中繼器環境800來處理。
圖9圖解了根據執行本文中所描述的示例性方法的具有數字幹擾和天線陣列的用於部署FDD單頻帶的示例性中繼器環境900。如圖所示，示例性中繼 器環境900包括雙工器904、 906、 914和916;收發機908和912;以及數字 中繼器基帶910。雙工器904、 906、 914和916可操作地耦合至一個或多個天 線振子，後者可對基站902和訂戶組件918接收/發射信號。
在例示性操作中，如箭頭線所示的，入射和所傳送的信號可由示例性中繼 器環境900根據本文中所描述的示例性反饋消除方法來處理。
圖10是示出了用於執行本文中所描述的示例性方法的例示性中繼器環境 IOOO的示例性組件的交互的框圖。如圖所示，圖IO示出了採用加權計算並應 用度量來作為反饋環路消除技術的部分的示例性中繼器環境1000的例示性實 現。示例性中繼器環境1000用於執行如由槽1 1005、槽2 1010、槽3 1015直 至槽N 1020所描述的一個或多個數字接收和發射處理槽。此外，數字接收和 發射處理槽的輸入和輸出可包括快速傅立葉變換(FFT)模塊1025和1030。
在例示性操作中，信號可在天線振子1035上入射以便由中繼器環境1000 處理。可根據一個或多個接收和發射處理槽1 1005到槽N 1020的FFT模塊 1025來處理收到信號，FFT模塊1025的輸出可被傳遞至乘法器1038、減法組 件1036和乘法器組件1034的輸入。乘法器組件的輸出可充當加法器組件1032 的輸入以生成被選擇用於濾波器排操作的值。減法塊1036的輸出可充當乘法 器1056的輸入，該乘法器1056將經減法計算的信號(例如，FFT模塊1025 與除法模塊1044的減法)乘以從權重塊1054計算出的權重。乘法器1056的 輸出可充當乘法器1060的輸入，乘法器1060的輸出可充當累加器1058的輸 入，該累加器1058生成被選擇用於濾波器排操作的值。乘法器1054的輸出也 可充當延遲塊1062的輸入，該延遲塊1062可根據一個或多個濾波器排操作向 經處理的信號提供時延。
延遲塊1062的輸出可充當乘法器1038的輸入，該乘法器1038將時延乘 以FFT模塊1025的輸出。乘法器塊1038的輸出可充當加法器塊1040的輸入， 加法器塊1040的輸出充當乘法器塊1042的輸入，該乘法器塊1042用於將來 自延遲塊1062的時延與加法器塊1040的輸出相乘。乘法器塊1042的輸出可 充當除法塊1044的輸入，該除法塊1044可將乘法器塊1042的輸出除以累加 器塊1046的輸出，除法塊1044的輸出可充當減法塊1036的輸入。另外，如圖所示，延遲塊1062的輸出可充當乘法器1050的輸入，該乘法器1050可將 來自延遲塊1062的時延與減法塊1036的輸出相乘。乘法器塊1050的輸出可 充當加法器塊1052的輸入，該加法器塊1052生成被選擇用於濾波器排操作的 值。此外，延遲塊1062的輸出可充當乘法器1048的輸入，該乘法器1048將 延遲塊輸出自乘。乘法器塊1048的輸出可充當加法器塊1046的輸入，加法器 塊1046的輸出可充當除法塊1044的輸入。另外，乘法器1056的輸出可充當 FFT塊1030的輸入，該FFT塊1030可執行一次或多次逆FFT操作。FFT塊 1030的輸出可使用天線振子1040傳遞給一個或多個協作組件(例如，訂戶模 塊)。
圖11是示出了用於執行本文中所描述的如由示例性中繼器環境1100執行 的示例性方法的示例性組件的交互和示例信號通路的框圖。信號可在天線振子 1112和1116之一上被接收，並可分別由FFT模塊1110或1114處理。另夕卜， 在示例性中繼器環境1100的輸出處，天線振子1176和1172可分別與FFT模 塊1174和1170協作。在例示性實現中，多個天線振子1112和1U6(以及1176 和1172)可包括自適應天線陣列，後者可操作用於與接收和發射處理槽的槽1 1102、槽21104、槽3 1106直至處理槽N 1108協作。作為例示，處理槽可代 表使用濾波器排辦法對入射信號的並行處理，以使得寬帶入射信號可被分解成 一個或多個窄帶塊，這些窄帶塊是根據在示例性處理槽的槽1 1102、槽2 1104、 槽3 1106直至處理槽N 1108的每一個中所描述的處理組件以及這些處理組件 之間如箭頭線所示的信號通路來在頻域中處理的。
作為例示，處理組件可包括權重塊1118、 1168、 1160;乘法器1120、 1130、 1124、 1132、 1140、 1144、 1146、 1152、 1154、 1164和1162;加法器塊1128、 1134、 1148、 1142和1156。在處理組件當中還存在除法塊1138、減法塊1136、 以及累加器塊1122和1158。例示性處理組件如箭頭線所示地進行協作以針對 在提升示例性中繼器環境1100的發射機組件與接收機組件之間的信號消除時 執行的濾波器排辦法執行一種或多種方法。
圖12是示出了多個頻率接收和發射處理槽(例如，如圖10和11中所示 以及在相關聯正文中所描述的)的互相關的圖解示圖。如圖形標繪1200所示 的，反饋漏洩1205相對於合需信號1210形成尖峰，從而使合需信號被反饋漏洩信號(例如，從發射側漏洩回示例性中繼器的接收機的信號)淹沒。作為例
示，反饋漏洩信號1205的功率約為50 dB，其中合需信號1210被示為具有25dB 的功率電平。反饋漏洩信號1205與合需信號1210之間的差異會極大地影響示 例性中繼器的性能。
圖13是示出了通過在減小反饋消除信號對示例性中繼器環境的影響時應 用示例性濾波器排辦法實現的性能增益的曲線標繪的圖形圖示。如圖所示，在 圖形標繪1300中，反饋漏洩信號如反饋漏洩移除框1310所示地被移除。另外， 合需信號1320被示為通過應用本文中所描述的濾波器排反饋消除處理技術具 有超過20dB的性能改善。
圖14是示出了由N個處理槽(X軸)執行——正如並行執行——的處理 的曲線標繪的三維圖形示圖。如圖所示，在圖形標繪1400中，輸入信號1410 可根據本文中所描述的濾波器排辦法被離散地分解並在並行槽中處理。經分解 的信號(例如，分解成離散窄帶)可如圖14中所示地進行相關(Y軸)，以 使得合需信號1410可被處理和支持以實現性能改善(例如，功率改善-Z軸)。 點1410處的相關峰值顯示基準發射信號與收到合需信號同所發射的漏洩信號 的和之間的特定相關最大值。圖12示出了相關偏移量軸上的側視圖。在圖12 上，峰值相關與點1205對準。
圖15是當執行反饋消除時在濾波器排的應用中執行的示例性處理的流程 圖。處理始於框1502，在那裡，中繼器發射機漏洩信號和合需收到信號在M 個接收機上被接收。處理隨後行進至框1504，在那裡Ns個樣本被存儲為來自 接收機的M個接收機時間塊。隨後在框1506處應用零填充，在那裡(NFFT - Ns) 個零被添加到來自接收機的Ns個時間樣本。隨後在框1508處對經零添加的接 收塊執行NFFT點FFT。在框1510處，在M接收機上的NFFT個槽上應用長 度為NFFT的複數空間權重陣列(例如，M個lxNFFT陣列)。處理在隨後行 進至框1512，在那裡接收機的經加權的接收機頻槽被組合成合成加權接收機頻 槽集合。在框1514處，合成加權接收機頻槽由漏洩消除塊並行地處理以產生 後消除接收機頻槽。處理隨後行進至框1516，在那裡並行漏洩消除塊可基於合 成加權接收機頻槽的時間序列、後消除接收頻槽的時間序列、和經延遲發射機 頻槽的時間序列中的一個或多個來計算對應每個個體反饋環路的經更新值。作為例示，與反饋值的更新相關聯的時間常數可例示地保持時間常數TC。在例 示性實現中，對由並行漏洩消除塊計算的經更新值的計算可通過利用單抽頭
MMSE解決方案使用來自頻域信號的各個相應頻槽的連續樣本來執行的。處理 如框1518所示地延續至圖15A。
圖15A是描述圖15中所描述的處理的後續部分的流程圖。如圖所示的， 處理自圖15的框1518延續至框1520並繼續進行。處理從框1520繼續行進至 框1522，在那裡頻域基帶濾波和AGC係數乘法器塊將NFFT個係數的集合乘 以後消除接收頻槽以產生經濾波的AGC輸出頻槽。處理隨後行進至框1524， 在那裡自動增益控制計算塊利用預相關漏洩頻槽度量、殘餘漏洩相關頻槽度 量、入功率頻槽、出功率頻槽度量、和每頻槽的隔離餘量度量中的一個或多個 來逐個槽執行自動增益控制計算同時利用頻域濾波器響應矩陣以提供經更新 的AGC和濾波器係數陣列。處理行進至框1526，在那裡，空間加權塊基於LMS 算法或其他自適應算法利用並行操作的殘餘漏洩相關度量頻槽和收斂時間(例 如，在各FFT槽的每一個上大於10倍Tc)來為M個接收機和N個發射機計 算新接收機和發射機複數空間權重陣列(M個NFFT陣列和N個NFFT陣列)。 在1528處，空間加權塊將N個NFFT複數空間發射機權重陣列分別應用於經 濾波的AGC輸出頻槽的N個副本，以產生N個加權發射頻槽陣列。隨後在框 1530處，對N個加權發射頻槽陣列執行NFFT點逆FFT，以產生N個時域序 列。處理在隨後行進至框1532，在那裡對N個時間序列的每一個執行交迭相 加過程以產生N個長度為Ns個時間樣本的發射時間序列。隨後在框1536處， 在M個接收機處接收N個中繼器發射信號，以形成與M個合需接收信號求和 的M個中繼器發射漏洩信號。
圖16圖解了助益中繼器環境中的反饋環路消除的系統1600。該系統包括 用於在M個接收機處接收中繼器發射機漏洩信號和接收信號的模塊1610;用 於將收到信號存儲為數個信號的模塊1620;用於對收到塊執行FFT以生成還 將提供零填充功能的FFT槽的模塊；用於組合加權接收機信號以生成合成加權 信號的模塊1640;用於產生用以在生成自動增益控制(AGC)輸出頻槽時使 用的後消除接收頻槽的模塊1650;用於基於合成加權接收機頻槽的一個或多個 時間序列計算反饋環路的經更新值的模塊1660;用於將空間加權應用於AGC輸出頻槽以產生加權發射頻槽陣列的模塊1670;用於對發射頻槽執行逆FFT
以及執行交迭相加功能以產生被傳送給M個接收機並在M個接收機處求和以 進行消除的時域序列的模塊1680。應當領會，如本文中所描述的模塊可包括硬 件、軟體或其組合。
用於有效表示本文所描述的系統和方法的知識的系統和方法還可被應用 於對關於同一提供商的存儲器中數據進行解析的上下文中。在此類上下文中， 存儲器中數據可能不由物理存儲備份，S卩，其可用在CPU上的圖形解算器中 以同步節點。本文中所描述的系統和方法還可應用於場景圖形的上下文中，尤 其在它們變得進一步地分布在多核心架構上且計算被直接寫入諸如體紋理等 存儲器中數據結構之時。
存在多種實現本文所描述的系統和方法的方式，例如，恰適的API、工具 箱、驅動器代碼、作業系統、控制項、獨立或可下載軟體對象等，它們使得應用 和服務能夠使用根據本文中所描述的系統和方法表示和交換知識的系統和方 法。本文中所描述的系統和方法設想從API (或其他軟體對象)以及根據本文 中所描述的系統和方法執行知識交換的軟體或硬體對象的觀點使用文本中所 描述的系統和方法。因此，本文中所描述的系統和方法的各種實現可具有完全 以硬體形式、部分以軟體形式而部分以硬體形式、以及以軟體形式的諸方面。
措辭"示例性"在本文中用於表示用作示例、實例或例示。出於毫無疑義起 見，本文中所公開的主題不限於這些示例。另外，本文中描述為"示例性"的任
何方面或設計既無需被理解為優於或勝於其他方面或設計，也不表示排除為本 領域普通技術人員所知的等價示例性結構和技術。此外，在術語"包括"、"具 有"、"包含"和其他類似措辭被用在詳細說明書或權利要書中的範疇上，出於 毫無疑義起見，此類術語旨在以類似作為開放式過渡詞的術語"包括"的方式來 包括而不排除任何另外或其他元素。
如以上所提及的，雖然已結合各種計算設備或網絡架構描述了本文中所描 述的系統和方法的示例性實施例，但是基本概念可被應用於其中期望與另一計 算設備或系統同步數據的任何計算設備或系統。例如，本文所描述的系統和方 法的同步過程可應用於計算設備的作業系統，從而作為設備上單獨對象、作為 另一對象的部分、作為可重用控制項、作為可從伺服器下載的對象、作為設備或對象和網絡之間的"中間人"、作為分布式對象、作為硬體設置或設置在存儲器 中、作為前述任何組合來設置等。
如所提及的，此處描述的各種技術可以結合硬體或軟體或兩者的適當組合 來實現。如在本文中使用的，術語"組件"、"系統"之類意指計算機相關實體， 任其是硬體、固件、硬體與軟體的組合、軟體、還是執行中的軟體。例如，組 件可以是但不限於在處理器上運行的進程、處理器、對象、可執行件、執行的 線程、程序、和/或計算機。作為例示，運行在計算機上的應用程式和計算機本 身都可以是計算機組件。 一個或多個組件可駐留在執行的進程和/或線程內，並 且組件可局部化在一臺計算機上和/或分布在兩臺或多臺計算機之間。
因此，本文中所描述的系統和方法的方法和裝置或其特定方面或部分可採
取包含在諸如軟盤、CD-ROM、硬碟驅動器或任何其它機器可讀存儲介質等有
形介質中的程序代碼(即，指令)的形式，其中當程序代碼被加載到諸如計算 機等機器內並由其執行時，該機器成為用於實現本文中所描述的系統和方法的 裝置。在程序代碼在可編程計算機上運行的情形中，計算設備一般包括處理器、 該處理器可讀的存儲介質(包括易失性和非易失性的存儲器和/或存儲元件)、
至少一個輸入設備以及至少一個輸出設備。例如通過使用數據處理API、可重 用控制項等實現或利用本文中所描述的系統和方法的同步服務和/或過程的一個 或多個程序較佳地以高級程序或面向對象程式語言來實現以與計算機系統通 信。然而，如果需要，可以用彙編語言或機器語言來實現程序。在任何情形中， 語言可以是編譯的或解釋的語言，且與硬體實現相結合。
本文中所描述的系統和方法的方法和裝置也可以經由以在某種傳輸介質 上——比如在電線或電纜、光纖上——傳輸的程序代碼的形式或經由任何其它 的傳輸形式體現的通信來實踐，其中，當程序代碼由諸如EPROM、門陣列、 可編程邏輯器件(PLD)、客戶計算機等機器接收、加載並執行時，該機器成 為用於實現本文中所描述的系統和方法的裝置。當在通用處理器上實現時，程 序代碼與處理器相結合以提供一種用於執行調用本文中所描述的系統和方法 的功能的獨特裝置。另外，結合本文中所描述的系統和方法使用的任何存儲技 術可以總是硬體和軟體的組合。
此外，所公開的主題可使用產生軟體、固件、硬體、或其任意組合的標準編程和/或工程技術被實現為控制計算機或基於處理器的設備本文中詳細描述 的各個方面的系統、方法、裝置、或製品。在本文中使用的術語"製造品"(或 替換地"電腦程式產品")旨在涵蓋可從任何計算機可讀設備、載波、或媒介 獲得的電腦程式。例如，計算機可讀介質可包括但不限於磁存儲設備(例如
硬碟、軟盤、磁條...)、光碟(例如，壓縮盤(CD)、數字多功能盤(DVD)…)、 智慧卡、以及快閃記憶體設備(例如，記憶卡、記憶棒)。另外，應該知曉，載波可 被用來攜帶諸如在收發電子郵件或接入諸如網際網路或區域網(LAN)等網絡時 使用的計算機可讀電子數據。
已經關於一些組件之間的交互作用描述了上述系統。應該領會，此類系統 和組件可以包那些組件或所指定的子組件、所指定組件或子組件中的一部分和 /或另外的組件，以及前述的各種排列或組合。子組件也可以被實現為通信地耦 合到其他組件而不是被包括在父組件(分層)中的組件。另外，應該注意， 一個或多個組件可以被組合成提供集合功能性的單個組件，或者被分割成 若干子組件，並且可提供任何一個或多個中間層——例如管理層——來通 信地耦合至此類子組件以便提供集成的功能集。本文中所描述的任何組件也 可以與在此未具體描述但一般為本領域的技術人員已知的一個或多個其他組 件交互。
考慮到以上描述的示例性系統，參考圖6的流程圖將可以更好地理解依照 所公開的主題實現的方法。儘管為使解釋簡單化將這些方法集圖示並描述為一 系列框，但是應當理解並領會所要求保護的主題不受框的次序所限，因為一些 框可按不同次序發生和/或與來自本文中描繪和描述的其他框並發地發生。在經 由流程解非順序或分支流程的情形中，可領會，可實現諸框的各種其他分 支、流路徑、或次序，它們可達成相同或類似結果。而且，實現以下所描述的 方法並非需要全部示例的框。
此外，應該明白以上公開的系統以及以下方法的不同部分可以包括或包含 基於人工智慧或知識或規則的組件、子組件、進程、裝置、方法或機制(例如， 支持向量機、神經網絡、專家系統、貝葉斯置信網絡、模糊邏輯、數據融合引 擎、分類器等)。此類組件和其他組件可以自動化地執行特定機制或進程，由 此使得系統和方法的諸部分變得更加自適應、高效及智能。儘管已結合各個附圖的優選實施例對本文所描述的系統和方法進行了描述，但是可以理解，可以使用其它類似的實施例，或可以對所描述實施例作出修改或添加，來執行本文所描述的系統和方法的相同功能而不背離本發明。例如，雖然本文中所描述的系統和方法的示例性網絡環境是在諸如對等聯網環境等聯網環境中描述的，但是本領域技術人員應當理解，本文中所描述的系統和方法不限於此，且如在本申請中描述的方法可應用於或者有線或者無線的任何計算設備或環境，諸如遊戲臺、手持式計算機、可攜式計算機等，並且可被應用於經由通信網絡連接並跨網絡交互的任何數目的此類計算設備。此外，應當強調，可設想包括手持式設備作業系統和其他專用作業系統等各種計算機平臺，尤其是無線聯網設備的數目持續擴增之時。
雖然示例性實施例指在特定程式語言結構的上下文中利用本文所描述的系統和方法，但是本文中所描述的系統和方法不限於此，而是可以任何語言來實現以提供根據本文中本所描述的系統和方法表示和交換一組節點的知識的方法。而且，本文所描述的系統和方法可以在多個處理晶片或設備中實現或跨多個處理晶片或設備實現，且存儲可以類似地跨多個設備來實現。相反，本文所描述的系統和方法不應限於任何單個實施例，而是應該根據所附權利要求書的寬度和範圍來解釋。
權利要求
1.一種用於無線通信網絡的中繼器，所述中繼器用於提供反饋消除，所述中繼器包括計算模塊，配置成執行對由均衡器使用的權重的濾波器排計算，其中發射機和/或接收機信號的N個樣本被存儲作為濾波器排操作的部分；以及包括與所述計算模塊協作的濾波器排的均衡反饋消除環路，用於生成從一個或多個相關操作推導出的權重以提供信號消除和隔離。
2. 如權利要求1所述的中繼器，其特徵在於，N大於或等於l。
3. 如權利要求1所述的中繼器，其特徵在於，所述濾波器排消除計算包括 最小均方誤差(MMSE)計算。
4. 如權利要求1所述的中繼器，其特徵在於，還包括用於將輸入到所述中 繼器的信號從時域變換至頻域的一個或多個快速傅立葉變換(FFT)模塊。
5. 如權利要求4所述的中繼器，其特徵在於，還包括用於將根據一個或多 個濾波器排操作調理的經調理頻域信號變換成時域序列的一個或多個FFT模 塊。
6. 如權利要求1所述的中繼器，其特徵在於，所述中繼器是時分雙工中 繼器，且所述無線通信網絡是無線高保真(Wi-Fi)、和微波接入全球互操性(Wi-max)網絡中的一者。
7. 如權利要求1所述的中繼器，其特徵在於，所述中繼器是頻分雙工中 繼器，且所述無線通信網絡是蜂窩、全球移動通信系統(GSM)、碼分多址(CDMA)、和第三代(3G)網絡中的一者。
8. 如權利要求1所述的中繼器，其特徵在於，所述接收和/或發射天線包 括偶極子天線和片狀天線中的至少一者。
9. 如權利要求1所述的中繼器，其特徵在於，所述計算模塊包括用於管理、 控制、監視、和指導所述濾波器排計算的數字邏輯。
10. 如權利要求l所述的中繼器，其特徵在於，所述濾波器排計算是通過 執行線性代數算法來執行的，所述線性代數算法包括最小均方誤差(MMSE) 算法、最大信噪比算法和線性約束最小方差算法。
11. 一種用於助益數字中繼器環境中的反饋環路消除的方法，包括 在M個接收機處接收發射機漏洩信號和接收信號；對輸入到所述M個接收機的每一個的快速傅立葉變換(FFT)的時間樣本 進行零填充；對所述經添零的接收塊執行FFT;對所述M個接收機應用M個複數空間權重陣列；將所述加權頻槽組合成合成信號；產生後消除接收頻槽；對N個加權發射頻槽陣列應用逆FFT以產生N個時域序列； 發射N個發射時域序列；以及在M個接收機處接收N個中繼器發射信號以形成與M個收到信號求和的 M個中繼器發射漏洩信號。
12. 如權利要求ll所述的方法，其特徵在於，還包括存儲Ns個樣本作為 來自協作接收機的M個接收機時間塊。
13. 如權利要求12所述的方法，其特徵在於，還包括使用所述合成信號 產生後消除接收頻槽。
14. 如權利要求13所述的方法，其特徵在於，還包括使用一個或多個閉 合形式計算產生後消除接收頻槽。
15. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於，還包括基於一個或多個所 選值更新所述反饋環路的值，所述一個或多個所選值包括合成加權接收機頻槽 的時間序列、後消除接收頻槽的時間序列、和經延遲發射機頻槽的時間序列。
16. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於，還包括通過將係數乘以所 生成的後消除接收頻槽來產生經濾波的自動增益控制輸出頻槽。
17. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於，還包括通過利用預相關漏 洩頻槽度量、殘餘漏洩相關頻槽度量、入功率頻槽、出功率頻槽度量、以及每 頻槽的隔離餘量的度量中的一者或多者以逐個槽地執行自動增益控制計算來 計算經更新的自動增益控制和濾波器陣列。
18. 如權利要求ll所述的方法，其特徵在於，將AGC濾波器頻槽的時間 序列乘以從相關過程推導出的至少一個係數並加上或減去合成接收頻槽時間序列。
19. 一種其上存儲有用於執行至少一下動作的計算機可執行指令的計算 機可讀介質在M個接收機處接收發射機漏洩信號和接收信號；對M個各有Ns個樣本的接收機時間序列進行零填充作為所述M個接收 機的快速傅立葉變換(FFT)的輸入； 對所述經添零的接收塊執行FFT; 對所述M個接收機應用M個複數空間權重陣列； 將所述經加權頻槽組合成合成信號； 產生後消除接收頻槽；對N個加權發射頻槽陣列應用逆FFT以產生N個時域序列； 發射N個發射時域序列；以及在M個接收機處接收N個中繼器發射信號以形成與M個收到信號求和的 M個中繼器發射漏洩信號。
20. —種處理器，包括其上存儲有用於使所述處理器執行至少以下動作的計算機可執行指令的存儲器在M個接收機處接收發射機漏洩信號和接收信號；對M個各有Ns個樣本的接收機時間序列進行零填充作為所述M個接收 機的快速傅立葉變換(FFT)的輸入； 對所述經添零的接收塊執行FFT; 對所述M個接收機應用M個複數空間權重陣列； 將所述經加權頻槽組合成合成信號； 產生後消除接收頻槽；對所述N個加權發射頻槽陣列應用逆FFT以產生N個時域序列； 發射N個發射時域序列；以及在M個接收機處接收N個中繼器發射信號以形成與M個收到信號求和的 M個中繼器發射漏洩信號。
21. —種助益中繼器環境中的反饋環路消除的系統，包括 用於在M個接收機處接收發射機漏洩信號和接收信號的裝置；用於對經添零的接收塊執行FFT的裝置；用於對所述M個接收機應用M個複數空間權重陣列的裝置；用於將所述經加權頻槽組合成合成信號的裝置；用於產生後消除接收頻槽的裝置；用於對N個加權發射頻槽陣列應用逆FFT以產生N個時域序列的裝置； 用於發射N個發射時域序列的裝置；以及用於在M個接收機處接收N個中繼器發射信號以形成與M個收到信號求 和的M個中繼器發射漏洩信號的裝置。
22. —種用於無線通信網絡的中繼器，所述中繼器用於提供反饋消除，所 述中繼器包括用於執行對由均衡器使用的權重的濾波器排計算的裝置，其中發射機和/ 或接收機信號的樣本被存儲作為閉環計算的部分，並且輸入信號被變換至頻域 以進行濾波器排計算，其中所述輸入信號被分解成跨一個或多個處理槽的窄 帶；以及用於生成在一個或多個相關操作中使用以提供信號消除和隔離的權重的 裝置。
全文摘要
提供了一種用於部署反饋消除環路的中繼器環境，該反饋消除環路與天線陣列自適應地耦合，以使得可通過部署用於逐個槽地處理信號的所選濾波器排推導出所選度量，並且所導出的度量可被應用於天線陣列和反饋消除環路組合以改善信號完整性和放大。在例示性實現中，一種示例性中繼器環境包括發射機、接收機、包括濾波器排的均衡反饋消除環路，該消除環路操作地耦合至天線陣列。在例示性實現中，反饋消除環路可從協作天線陣列接收信號作為輸入，並向協作天線陣列傳送諸如反饋漏洩信號的輸出信號。
文檔編號H04B7/155GK101689913SQ200880006741
公開日2010年3月31日 申請日期2008年3月3日 優先權日2007年3月2日
發明者J·A·小普洛克特, J·C·奧拓, K·M·蓋尼 申請人:高通股份有限公司