具有接收信號和殘餘信號的均衡的並行幹擾消除器的製作方法

2023-05-19 06:41:31 1

專利名稱：具有接收信號和殘餘信號的均衡的並行幹擾消除器的製作方法
技術領域：
本發明大體來說涉及通信系統，且更明確地說涉及用於碼判決多路復用(CDM)信號的判決反饋均衡器(DFE)。
背景技術：
判決反饋均衡器(DFE)常常用於通過對無線信道應用均衡而改進對數據的接收。基於經解調的數據符號而調整濾波器以抵消無線信道的效應。用於單ー載波信號的典型DFE包括前饋濾波器及基於符號級解調器的輸出的反饋濾波器。不幸的是，應用於碼分多路復用系統的常規DFE會導致不可靠的碼片級解調，因為所述判決不利用CDM處理增益。因此，存在對用於CDM信號的DFE的需求。

發明內容
判決反饋均衡器(DFE)通過濾波基於接收信號與經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。所述接收信號經處理以恢復所述碼信道的每ー者上的數據且產生對對應於所述接收信號的傳輸信號的估計。對所得的經估計的傳輸信號應用信道估計以產生經估計的接收信號。在濾波器濾波所述誤差信號之後，組合器組合所述經濾波的誤差信號與所述經估計的傳輸信號。


圖I為根據本發明的示範性實施例的判決反饋均衡器(DFE)的框圖。圖2為根據本發明的示範性實施例的包括第二迭代的DFE的框圖。圖3為示範性DFE的框圖，其中在頻域中執行濾波。圖4為根據本發明的示範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範性實施例中，判決反饋均衡器(DFE)接收包括多個碼信道的碼分多路復用(CDM)信號。經由無線信道從發射器(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徵，從而導致在不同時間到達接入終端裝置的所述信號的多個版本。在數據估計器解擴展、解擾並解調所述信號以恢復經估計的數據符號之前，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徵。由信號重構器調製、加擾並擴展經估計的數據符號以產生經估計的傳輸信號。對經估計的傳輸信號應用信道估計以產生經估計的接收信號。在從所述接收信號中減去經估計的接收信號之後，由具有部分地基於接收信號與誤差信號之間的差異的響應的濾波器濾波所述誤差信號。將所得的經濾波的信號與經估計的傳輸信號組合。示範性實施例中的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塊。本文中所使用的單詞「示範性」意味著「充當實例、範例或說明」。本文中被描述為「示範性」的任何實施例不一定被解釋為比其它實施例優選或有利。圖I為根據本發明的示範性實施例的判決反饋均衡器(DFE)的框圖。可以硬體、軟體及/或固件的任何組合來實施DFE 100。在所述示範性實施例中,在接入終端內的處理器上運作的軟體碼執行計算、比較及調整以執行DFE 100的功能。可以任何數目的裝置、電路或元件實施參考DFE 100所描述的區塊的各種功能及操作。可將功能區塊的兩者或兩者以上集成於單ー裝置中，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處接收對應於通過傳輸器和經由無線信道傳輸的傳輸信號的接收信號102。在所述示範性實施例中，DFE 100經實施為接入終端內的接收器的一部分，所述接入終端例如CDMA手持機、便攜電話、無線個人數字助理(PDA)或其它無線裝置。因此，可經由天線、低噪聲放大器(LAN)及其它硬體來接收所述接收信號102。視DFE 100的實施方案而定，可將硬體視為無線信道的一部分或可將硬體視為作用於信號的単獨機構。由具有基於對無線信道特徵的信道估計的響應的線性均衡器104處理接收信號102。可使用眾多技術的任一者獲得所述信道估計。適宜的技術的實例論述於2006年3月21日申請的標題為「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併入本文中。由信號估計器108處理所得的經最初均衡的信號106以產生經估計的傳輸信號116。數據估計器110處理經均衡的信號106以產生由信號重構器112加以處理的經估計的數據114。數據估計器110解擴展、解擾並解調經最初均衡的信號106以確定經傳輸的數據的經估計的數據114。雖然在一些情況下可應用軟判決，但在示範性實施例中可應用硬判決以確定數據符號。數據估計器110處理接收信號102內的所有碼信道。因此，如果十六個碼信道用於無線信道內的傳輸，則產生十六組數據作為估計。在圖I中，箭頭114展示為框箭頭以說明數據估計器HO產生多個數據信號。數據估計器因此應用多個偽隨機碼以解擴展編碼信道且在應用例如正交調幅(QAM)的適當解調之前應用其它信號處理(例如，解擾)。信號重構器112通過使用與由傳輸器用來處理經最初傳輸的數據的技術相同的技術處理經估計的數據114而產生經估計的傳輸信號116。在示範性實施例中，信號重構器112包括調製器、加擾器及擴展器。使用最初所使用的調製方案來調製經估計的數據114，使用最初所使用的加擾技術來加擾經估計的數據114。對信號應用適當的偽隨機碼以產生經估計的傳輸信號116。因此，信號估計器108的輸出是對由基站傳輸的經最初傳輸的信號的估計(稱作經估計的傳輸信號116)。因此，經估計的傳輸信號116是經由無線信道傳輸之前的傳輸信號。例如有限脈衝響應(FIR)濾波器的虛擬無線信道處理器118對經估計的傳輸信號116應用信道估計以產生經估計的接收信號120。如果經最初均衡的信號106不含有過度誤差(例如，顯著的殘餘多路徑幹擾或接收器噪聲)，則經估計的接收信號120將等同於接收信號102。組合器122通過從接收信號102中減去經估計的接收信號120而產生誤差信號124。延遲126對接收信號102提供適當的時間處理以便在減法功能之前使兩個信號102、120同步。由具有部分地基於信道估計且基於接收信號102與經估計的接收信號120之間的關係的響應的濾波器128處理誤差信號124。經濾波的信號130因此基於誤差信號124中所含有的功率、信道估計及基於接收信號102與經估計的接收信號120之間的所述關係的參數。在示範性實施例中，所述濾波器為具有基於信道估計、噪聲估計及脈衝形狀的響應且使用最小均方差(MMSE)函數的線性均衡器。參看圖3進ー步詳細論述適宜的濾波器128的實例。在濾波之後，組合所得的經濾波的誤差信號與經估計的傳輸信號116。將組合信號轉發到例如解擴展及解調的信號處理。在示範性實施例中，濾 波器128具有線性均衡器104的響應，所述響應進ー步基於經估計的接收信號與接收信號之間的關係。對以下示範性情形的審閱進一步展現DFE 100的操作。在經最初均衡的信號106僅含有少量誤差的情況下，經估計的傳輸信號116等同於傳輸信號。應用信道估計會導致經估計的接收信號120，除僅在接收信號102中含有的接收噪聲及僅在經估計的接收信號120中含有的可能的信道估計誤差之外，經估計的接收信號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的輸出接近於零且經濾波的信號130也接近於零。將經估計的傳輸信號116添加到接近於零的信號會導致準確表示傳輸信號的組合信號。對於經最初均衡的信號106含有顯著誤差的情形，所得的經估計的接收信號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。由於經均衡的信號106中所含有的顯著誤差，所以當原始符號作為-I被傳輸時，符號可能被錯誤地確定為(例如)+1。由信號重構器調製、擴展並加擾具有其它經估計的數據的錯誤符號以產生經估計的傳輸信號116。在應用信道估計之後，所得的經估計的接收信號120反映不準確的符號估計。當從接收信號102中減去經估計的接收信號120時，誤差信號124反映經估計的傳輸信號116的不準確度。因為濾波器響應部分地基於接收信號102與經估計的接收信號120之間的關係，所以所得的經濾波的信號130是對誤差信號的估計，其中無線電信道特徵的影響減少。應用於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於最小化無線電信道分散(即，多路徑傳播)的效應與最小化噪聲放大之間的折衷而操作。線性均衡器可經設計以實現用於接收信號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於誤差信號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響應基於經重構的經估計的接收信號與接收信號102之間的關係而補償信道特徵。在一些情形下，可通過增加通過濾波器的迭代數目且將先前經估計的接收信號與當前經估計的接收信號進行比較來減少誤差。圖2為示範性DFE 100的框圖，其中對經估計的接收信號應用第二迭代。在如上所述處理接收信號之後，由信號估計器108處理來自組合器132的組合信號。解擴展、解擾並解調所述信號以產生經估計的數據，調製、擴展並加擾所述經估計的數據以產生第二經估計的傳輸信號202。對第二經估計的傳輸信號202應用信道估計以確定第二經估計的接收信號204。從接收信號102中減去第二經估計的接收信號204以產生第二誤差信號206，第二誤差信號206由具有基於第二經估計的接收信號202與經估計的接收信號120之間的關係的調整響應的濾波器208予以濾波。因此在示範性實施例中，第二濾波器208是具有調整響應的濾波器128。在於接收器中進行進一步處理之前，組合第二濾波器208的輸出與第二經估計的傳輸信號202。在一些情況下可以類似方式執行多次迭代。圖3為示範性DFE 100的框圖，其中在頻域中執行處理。因此，在參看圖3所論述的示範性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。快速傅立葉變換(FFT)處理器302將接收信號變換到頻域，從而產生被提供到線性均衡器104及組合器122的接收信號頻譜303。在示範性DFE 100中，線性均衡器104具有等於(c*X P*)/(I c 12+n2)的響應,其中c*為信道估計的復共軛,P*為脈衝形狀的頻譜的復共軛，且η為噪聲頻譜估計。線性均衡器104的響應取決於頻率，且因此所述參數的每ー者均是頻率的函數。在一些情況下可使用其它線性均衡器。在線性均衡器104於頻域中處理接收信號頻譜303之後，快速傅立葉逆變換(IFFT)處理器304將經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並解擴展所述信號。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確定並設定數據值為最接近的星座(constellation)值。在示範性實施例中，由解調器310解調所述解擴展信號且在312中應用硬判決以確定對通過數據符號所表示的星座點的最佳估計。舉例來說，在調製方案是根據16-QAM(16正交調幅)的狀況中，當對16個點的最接近的星座點及調製器314應用所述硬判決以將向量設定到所述星座點時，估計表示所述符號的向量的相位及振幅。擴展器/加擾器316應用由基站所應用的相同擴展及加擾機制以產生經估計的傳輸信號116。因此，解擾器/解擴展器306、量化器308及擴展器/加擾器316提供ー種用於執行信號估計器108的功能的示範性技術。在應用信道估計之前，由FFT處理器318將經估計的傳輸信號116變換到頻域。在一些情況下，在從接收信號頻譜303中減去經估計的接收信號120之前，定標處理器320基於經估計的信噪比(SNR)應用定標因數。如以下所論述，當信噪比較低時，所述定標因數最小化或消除經估計的接收信號120的作用。係數產生器322確定係數S，所述係數S被應用於所述線性均衡器以產生濾波器128。在示範性實施例中，S等於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估計的功率。示範性DFE 100中的濾波器響應等於
權利要求
1.一種判決反饋均衡器DFE，其包含 信號估計器，其經配置以處理接收信號以恢復多個碼信道的每一者上的數據且產生對應於所述接收信號的傳輸信號的經估計的傳輸信號； 虛擬信道處理器，其經配置以對所述經估計的傳輸信號應用信道估計以產生經估計的接收信號； 濾波器，其經配置以對基於所述接收信號與所述經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進一步基於所述接收信號與所述誤差信號之間的關係，其中，所述接收信號與所述誤差信號之間的關係是功率比；及 組合器，其經配置以組合由所述濾波器產生的經濾波的誤差信號與所述經估計的傳輸信號。
2.根據權利要求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，其經配置以對接收信號應用均衡以減少無線信道效應且產生經均衡的接收信號； 解擴展器，其經配置以解擴展所述經均衡的信號以產生解擴展信號； 解調器，其經配置以解調所述解擴展信號以產生經估計的數據； 調製器，其經配置以調製所述經估計的數據以產生經估計的調製信號； 擴展器，其經配置以擴展所述經估計的數據以產生對應於所述接收信號的傳輸信號的經估計的傳輸信號； 虛擬信道處理器，其經配置以對所述經估計的傳輸信號應用信道估計以產生經估計的接收信號； 濾波器，其經配置以對基於所述接收信號與所述經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於所述信道估計及所述接收信號與所述誤差信號之間的關係的響應，所述解擴展器經配置以解擴展由所述濾波器產生的經濾波的誤差信號，其中，所述接收信號與所述誤差信號之間的關係是功率比；及 組合器，其經配置以組合所述經估計的調製信號與所述經解擴展的經濾波的誤差信號。
4.根據權利要求3所述的DFE，其中，所述功率比是按如下定義的
5.一種用於接收碼分多路復用CDM信號的方法，所述方法包含 通過恢復對應於傳輸信號的接收信號的多個碼信道的每一者上的數據而產生對應於所述傳輸信號的經估計的傳輸信號； 通過對所述經估計的傳輸信號應用信道估計而產生經估計的接收信號； 對基於所述接收信號與所述經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於所述接收信號與所述誤差信號之間的關係，其中，所述接收信號與所述誤差信號之間的關係是功率比；及 組合由濾波器產生的所述經濾波的誤差信號與所述經估計的傳輸信號。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述功率比是按如下定義的
7.一種用於接收碼分多路復用CDM信號的設備，所述設備包括 用於通過恢復對應於傳輸信號的接收信號的多個碼信道的每ー者上的數據而產生對應於所述傳輸信號的經估計的傳輸信號的裝置，該用於產生所述經估計的傳輸信號的裝置包括用於解擴展並解調所述多個碼信道的每ー者以估計傳輸數據的裝置及用於調製並擴展所述經估計的傳輸數據以產生所述經估計的傳輸信號的裝置； 用於在解調之前解擾所述多個碼信道的每ー者的裝置； 用於在調製所述經估計的傳輸數據之後加擾所述經估計的傳輸數據的裝置； 用於通過對所述經估計的傳輸信號應用信道估計而產生經估計的接收信號的裝置；用於對基於所述接收信號與所述經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於所述接收信號與所述誤差信號之間的關係；及用於組合由濾波器所產生的所述經濾波的誤差信號與所述經估計的傳輸信號的裝置。
8.根據權利要求7所述的裝置，其中用於濾波的裝置包括用於基於所述信道估計進行濾波的裝置。
9.根據權利要求8所述的裝置，其中用於濾波的裝置包括用於基於所述接收信號的經估計的噪聲進行濾波的裝置。
10.根據權利要求8所述的裝置，其中用於濾波的裝置包括用於基於脈衝形狀進行濾波的裝置。
11.根據權利要求7所述的裝置，還包括 用於在所述產生所述經估計的傳輸信號之前對所述接收信號應用線性均衡的裝置。
12.根據權利要求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係是功率比。
13.根據權利要求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餘信號的均衡的並行幹擾消除器。通過濾波基於接收信號與經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。所述接收信號經處理以恢復所述碼信道的每一者上的數據且產生對對應於所述接收信號的傳輸信號的估計。對所得的經估計的傳輸信號應用信道估計以產生經估計的接收信號。在濾波基於接收信號與經估計的接收信號之間的差異的誤差信號之後，組合器組合所述經濾波的誤差信號與所述經估計的傳輸信號。
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 優先權日2006年3月21日
發明者彼得·加爾 申請人:高通股份有限公司