多信道干扰消除的制作方法

文档序号:7606805阅读:180来源:国知局
专利名称:多信道干扰消除的制作方法
技术领域
本发明涉及电子通信,并且具体地,涉及用于多信道环境中干扰消除的方法和装置。
背景技术
电子通信系统是一种在远端位置之间交换信息的常用方法。通常将这些系统称为数据通信系统,并将其安排在网络中。可在这些通信系统上传送任何类型的数据。这些网络可跨越全世界,也可被限制在校园、建筑物或单个工作室内。所述计算机网络允许计算机链接到网络以进行通信。
众所周知,存在对增加数据通信速率的持续需求。一些通信系统在站之间配备了多个信道,并且各站利用多个信道进行通信。于是,相比使用单个信道的系统,总吞吐量有了显著增加。一个特别值得注意的例子为,在目前的1000BASE-T和将来的多吉比特以太网中,会使用5类非屏蔽双绞线(UTP)的所有四根铜双绞线进行数据传送。
虽然多信道通信链路加快了数据传送,这样的系统也有一些缺点。一个缺点是,多信道通信链路受到耦合的影响。具体地,在一个信道上传送的信号的一部分将耦合到所述多信道系统中的邻近信道。通常将这种现象称为近端串扰(NEXT)。此外,在全双工操作中,在特定信道上传送的信号将部分地耦合回在相同信道上的接收。此称为回波。
在理想的通信链路中,多信道链路中的各信道将与其它信道完全地去耦合。这样,各接收的信号将由所期望的远端(FE)信号和少量随机噪声组成。然而,很少存在理想环境,从而NEXT和回波的干扰侵入了所述接收的信号。这样,所述接收的信号主要是所述远端信号和有害的NEXT和回波分量的组合。这不利地限制了对所述远端信号的检测,从而必须实施某些形式的主动干扰消除。
然而,干扰消除也不是没有缺点。干扰消除很复杂,并且在电子系统中实现干扰消除需要大量处理能力,这对于集成电路而言关系到的面积和功率需求。
在这点上,现有技术的干扰消除处理消耗过于大量的电功率,并产生了过多的热量。这些因素会导致增加对并入了现有技术的干扰消除系统的产品的保有成本。
此消除处理的复杂度因以下事实而增加,即,在各站,有多个接收机,各接收机接收来自其它信道的每一个的远端信号、回波以及干扰信号。这样,在具有四个信道的多信道通信系统中,需要主动地消除多达十六个干扰信号。
用于干扰消除的最广泛认可的技术是自适应消除器,在图1中将其作为收发机的一部分示出。数据源输入100与自适应消除器108和发射机112相连接。所述发射机112的输出端与信道116A相连接。所述收发机的接收机120也与信道116B相连接。术语“信道”可被理解为意指信号通路的一条或多条导线。所述接收机120的输出馈入求和点124。减法器124从所述接收的信号中减去自适应消除器108的输出。所述减法器124的输出被作为输入128提供到所述接收处理的其它方面。
从一个发射机到另一个接收机的干扰耦合被表示为线性传递函数H(s)。利用传送的信号作为参考,训练所述自适应消除器108,A(s),以使得A(s)近似等于H(s)。于是,所述减法器124的输出由所述期望的远端信号加上剩余的干扰项构成。尽管希望最小化所述剩余的干扰项,由于所述自适应消除器108所需要的复杂度的限制,此目标不能被完全实现。通常,在离散时域实现所述自适应消除器108,A(s),从而将所述自适应消除器108作为数字滤波器A(z)实现。在这种情况下,所述发射机112和接收机120块将由合适的混合信号块构成,在用模拟信道干扰数字信号时,需要用到所述混合信号块。通常,此数字滤波器的阶数越高,所述消除越大(所述剩余部分越小)。但是,高阶滤波器不利地导致更多的计算需求。在通常的情况下,用来得到A(z)的数字滤波器是抽头延迟线(tap delay line)或FIR滤波器,所述复杂度直接正比于抽头的数目M。
将此结构扩展到多信道的情况,则将需要Nc2个数字滤波器,其中Nc为信道数目。因此,在工作于当前或将来的以太网标准下并使用四个信道的系统中,将需要16个数字滤波器。在滤波器抽头的数目很大的应用中,所述典型的消除器结构的多信道扩展会导致难以完成的复杂度需求。例如,当扩展信道的长度和数据速率时,单一数字滤波器上的抽头数目会增加到超过四百个抽头。结合高采样速率和多信道应用,这么多的抽头导致需要实现每秒进行很大数目的操作。因此,可预期,所述用于回波消除和串扰减轻的现有技术方法和装置不适于高数据速率、多信道应用。
因此,需要多信道通信系统中的改进的用于干扰消除方法和装置。在此描述的方法和装置提供了在多信道通信系统中的干扰消除,并克服了现有技术的缺点。

发明内容
在此描述的方法和装置可用作为通信系统的一部分或与其一起使用,以减少或消除在多信道结构中发生的串扰、耦合或回波。在多信道结构中,可合并所述处理以减少复杂度并提高速度和效率。在一个实施例中,在诸如频域的变换域中进行所述处理,结果,通过在复杂处理之前结合消除信号,可获得效率。这减少了对系统的计算需求。
公开了一种用于混合信号消除的方法和装置,其中,在模拟域中消除所述串扰、耦合或回波的一部分,并在数字域中消除所述串扰、耦合或回波的一部分。混合信号消除提供了这样的优点,即可以减少必须在数字域中进行的消除的量或级别,于是又减少了在模数变换器中所需的比特数。由于在模拟域缺少了一些消除的级别,可能发生削波或其它形式的接收信号失真。在高数据速率时,将不能实现高速度、高分辨率的ADC操作。
在一个实施例中,公开了一种用于减少在多信道通信设备的收发机接收的输入信号中的干扰的方法。在此实施例中,所述方法以串行格式接收信道上传送的信号。所述系统将所述信号转换为并行格式,并对所述信号进行重叠处理和傅立叶变换以产生变换域信号。之后,所述系统将所述变换域信号乘以一个或多个加权变量,以生成加权的变换域信号。接下来,所述系统对所述加权的变换域信号进行傅立叶逆变换以生成消除信号。对此消除信号,所述系统进行重叠处理,并且随后将所述消除信号转换为串行格式。然后,所述系统将所述消除信号与所述输入信号相结合,以减少在所述输入信号中的干扰。
此操作的方法有多种变型。在一个实施例中,为所述多信道通信系统中的每个信道生成消除信号。在一个实施例中,所述方法进一步包括加上多个消除信号,从而使得所述结合步骤将来自各信道的消除信号与所述输入信号相结合。
在另一种示例性的操作方法中,提供了用于消除在接收的信号中的干扰的方法。在此方法中,所述系统接收一个或多个输出信号,并将这些信号转换到变换域,以生成一个或多个变换域信号。接下来,所述操作处理所述一个或多个变换域信号以及一个或多个加权变量以生成在所述变换域中的一个或多个消除信号。在一个实施例中,所述变换域包括频域。接下来,所述系统将所述一个或多个变换域消除信号从所述变换域转换出来以得到一个或多个消除信号,并将所述一个或多个消除信号与一个或多个接收的信号相结合,以消除干扰。
在各种实施例中,所述处理可包括将所述变换域信号乘以加权变量。进一步,所述乘法可包括逐一元素的相乘操作。在此操作方法中,接收一个或多个输出信号的处理可包括接收四个输出信号,而将所述消除信号与接收的信号相结合的处理可包括将四个消除信号与接收的信号相结合。因而,存在四个接收的信号,并且所述四个接收的信号中的每一个与四个消除信号相结合。可预期,所述转换操作可包括对输出信号进行快速傅立叶变换。
在另一个实施例中,公开了一种用于减少在多信道通信设备中的接收的信号中的串扰的消除系统。此系统包括用于在第一收发机接收输出信号的输入端。此输入端与变换单元相连接,所述变换单元被配置为将输出变换到诸如频域的变换域。一个或多个乘法器被配置为将所述变换域输出乘以一个或多个加权变量,以在生成所述变换域中的消除信号。逆变换单元被配置为对所述变换域中的所述消除信号进行逆变换,以及减法器也被提供并且被配置为从接收的信号中减去所述消除信号。
在此系统的变型中,所述乘法器可包括处理器。所述系统可进一步包括或包含一个或多个求和点,其被配置为加上两个或多个乘法器的输出以生成结合的消除信号,并向所述逆变换单元输出所述结合的消除信号。在一个实施例中,所述系统进一步包括重叠处理模块,其被配置为对所述输出信号进行重叠处理。在一个特定实施例中,所述系统能够作用于具有四个通信信道的多信道通信设备,并且所述消除信号包括四个结合的消除信号。所述四个消除信号的每一个可包括来自所述四个信道中每一个的消除信号。所述适配系统(adaptation system)的一个实施例包括适配系统,其被配置为自适应地生成加权变量。在一种结构中,所述适配系统包括变换单元,其被配置为将误差信号变换到所述变换域,以及适配模块,其被配置为处理所述变换域中的所述误差信号,以生成所述加权变量。
在另一个实施例中,公开了一种用于消除多信道收发机中的有害耦合的消除系统。此实施例包括一个或多个输入端,该输入被配置为向所述消除系统提供输出信号。所述系统具有一个或多个变换单元,其被配置为将输出信号转换到变换域,以及一个或多个乘法器,其被配置为接收所述变换域中的输出信号并将输出信号乘以加权变量以生成一个或多个变换域中的消除信号。并且此实施例的一部分为一个或多个装置,其被配置为结合所述变换域中的两个或多个消除信号,以生成在变换域中的一个或多个结合的消除信号,以及一个或多个逆变换单元,其被配置为接收所述一个或多个结合的消除信号,并进行所述一个或多个变换单元的逆处理。
可预期,所述一个或多个变换单元以及所述一个或多个逆变换单元可进行重叠处理和变换处理。所述系统可进一步包括两个或多个装置,其被配置为结合所述变换域中的所述一个或多个消除信号。在一个实施例中,所述变换单元进行任何类型的傅立叶变换,而所述逆变换单元进行任何类型的傅立叶逆变换。相似地,可通过适配系统产生所述加权变量,并且可在两个或多个信道之间共享所述适配系统。
还公开了一种用于产生用在消除系统中的消除信号的方法。此方法包括在消除系统接收一个或多个信号,其中所述一个或多个信号与所述多信道通信系统中的一个或多个所述信道上的一个或多个输出信号相关。然后,所述方法处理所述一个或多个信号,将所述一个或多个信号中的每一个变换到变换域,并向与所述信道相关联的一个或多个乘法器提供所述变换域中的所述一个或多个信号。之后,所述方法将所述变换域中的所述一个或多个信号乘以一个或多个加权变量,并结合所述一个或多个乘法器的输出,以生成变换域消除信号。最后,对所述变换域中的所述消除信号进行处理,以将所述消除信号从所述变换域中取出,从而产生消除信号。
在各种实施例中,所述信道包括两个导线信号通路。在一个实施例中,所述变换域包括频域。所述方法还可涉及基于将所述消除信号与接收的信号相结合所得到的反馈误差信号生成所述一个或多个加权变量。
在此还公开了一种用于产生由干扰消除系统中的变换域处理模块所用的加权变量的系统。此实施例包括第一输入端,其被配置为接收反馈信号,以及第二输入端,其被配置为接收数据信号。与所述输入端相连的是变换单元,其被配置为接收所述反馈信号或所述数据信号或者两者,并将所述反馈信号或所述数据信号或者两者变换到变换域。适配模块被配置为处理所述反馈信号和所述数据信号,以产生一个或多个加权变量。
在此系统中,所述变换域处理模块可包括一个或多个乘法器,而所述变换单元可被配置为进行傅立叶变换。在一个实施例中,所述变换域是这样的域,在其中数据信号和一个或多个加权变量之间的相乘通常等效于卷积。在多信道环境中,所述系统可由两个或多个信道共享,并且所述系统可进一步进行加权变量的时分复用。
在此还公开了一种干扰消除系统,其被配置为利用模拟域信号或者数字域信号或者两者进行消除。在一个实施例中,此系统包括第一输入端,其被配置为接收输入信号,以及第二输入端,其被配置为接收消除信号。所述系统向混合信号处理系统提供所述消除信号。所述系统还包括模拟域消除系统。所述模拟域消除系统包括信号分离单元,其被配置为将所述消除信号分离为第一部分和第二部分。包括了一种数模变换器,并将其配置为将所述消除信号的所述第一部分变换到所述模拟域。第一减法器被配置为从所述输入信号中减去所述模拟消除信号,以生成修改的输入信号。并且所述系统的一部分为模数变换器,其被配置为将所述修改的输入信号变换到所述数字域,以及第二减法器,其被配置为从所述数字域中的所述修改的输入信号中减去所述消除信号的所述第二部分。
在各种实施例中,所述消除信号的所述第一部分的值大于所述消除信号的所述第二部分的值。在一个实施例中,所述模拟域消除系统消除在所述模拟域中的干扰,以减少所述模数变换器的动态范围需求。还可预期,所述消除信号是这样的消除信号,其被配置为消除来自两个或多个信道上的其它信号的耦合到所述接收信号的干扰。在一个实施例中,此系统进一步包括开关装置,其被配置为在所述模拟域中选择性地使得能够进行消除。
在此还公开了一种混合信号消除系统,其被配置为消除耦合到多信道通信系统中的接收的信号上的干扰。在一个实施例中,此系统包括数字域消除系统,其被配置为产生第一数字域消除信号。并且此系统的一部分为混合域消除系统,其被配置为处理所述第一数字域消除信号,并产生模拟域消除信号和第二数字域消除信号。提供了一种开关装置,并将其配置为选择性地将所述第一数字域消除信号或所述第二数字域消除信号以及所述模拟域消除信号两者与所述接收的信号相结合。
在一个实施例中,所述数字域消除系统在变换域中进行处理,以产生所述第一数字域消除信号。在一个实施例中,所述开关装置包括多路复用器。消除所述模拟域中的所述干扰的一部分可减小接收机的模数变换器的动态范围需求。还可预期,所述多信道通信系统可包括四信道通信系统,并且各信道可包括两根导线。
除了已公开的系统之外,还公开了一种方法,其用于消除接收的信号中的模拟域中的有害耦合,以减少接收机的前端处理的需求。在一个实施例中,此方法包括从多信道消除信号发生器接收数字域中的消除信号,并处理所述消除信号,以将一个或多个最重要的比特和一个或多个最不重要的比特相分离。之后,此方法将所述一个或多个最重要的比特从所述数字域变换到所述模拟域以生成模拟域消除信号。接下来,此方法从所述接收的信号中减去所述模拟域消除信号,以生成修改的接收信号,然后将所述修改的接收信号变换到所述数字域。然后,所述方法从所述数字域中的所述修改的接收信号中减去所述一个或多个最不重要的比特。
在此方法的一种变型中,所述多信道消除信号发生器在所述变换域进行处理,以产生所述消除信号。减少接收机的前端处理的需求包括减少所述接收机中的模数变换器的所需动态范围。在一个实施例中,所述一个或多个最重要的比特包括所述模拟消除信号,并且所述一个或多个最不重要的比特包括所述数字消除信号。可进一步预期,此方法还可包括监控所述接收的信号的幅度,并控制开关装置以选择性地从所述接收的信号中减去所述一个或多个最重要比特。
在另一个实施例中,公开了一种用于消除在通信信道上接收的信号中的有害耦合的方法。此方法包括产生消除信号,并向混合信号消除系统提供所述消除信号。之后,此方法将所述消除信号分离为第一部分和第二部分,并以模拟格式从所述接收的信号中减去所述第一部分,并以数字格式从所述接收的信号中减去所述第二部分。可预期,减去所述第一部分和所述第二部分包括消除所述接收的信号中的有害耦合。
在此方法的一种变型中,所述第一部分包括所述消除信号的一个或多个最重要比特,并且减去所述第一部分进一步包括将所述第一部分变换为模拟格式。还可预期,所述方法可进一步包括通过将所述消除信号的幅度与阈值进行比较,在所述模拟域中选择性地进行消除,从而使得,如果所述消除信号的幅度超过阈值,则在所述模拟域中进行消除。此方法的优点在于,当处理幅度等于或低于所述阈值的接收的信号时,不太可能超出所述接收机的处理能力。
此外,在一个实施例中,所述方法被进一步配置为通过在变换域中进行处理以产生消除信号,从而操控所述两个或多个信道上的输出信号以产生消除信号,该消除信号消除来自所述两个或多个信道的有害耦合。在一个实施例中,所述方法可以数字格式从所述接收的信号中减去所述第二部分,并且在减去之前对所述第二部分进行数字滤波。所述混合域消除系统可进一步包括剩余消除器。此外,所述剩余消除器可包括数字滤波器,其被配置为修改所述第二数字域消除信号,以解决所述模拟域消除信号中的延迟或时间扩散。此方法可进一步包括对所述一个或多个最不重要的比特进行数字滤波,以产生所述修改的接收信号,并将所述修改的接收信号变换到所述数字域。相似地,所述方法还包括在从所述接收的信号中减去所述第二部分之前,利用数字滤波器对所述第二部分进行剩余消除。
参考如下附图和详细描述,对于本领域技术人员而言,本发明的其它系统、方法、特点和优势将会更加明显。这旨在将所有另外的系统、方法、特点以及优势都包含在此说明书中,在本发明的范围以内,并且由所附权利要求所保护。


所述附图中的组件不一定是按比例绘出,其重点在于说明本发明的原理。在所述附图中,相同的参考数字指明所有不同视图中的对应部分。
图1说明了现有技术的消除系统的框图;图2说明了多信道收发机的示例实施例的框图;图3说明了本发明示例实施例的框图;图4说明了所述自适应消除系统的示例性实施例的框图;图5说明了所述乘法器及其相关装置的并行线结构的框图;图6说明了多信道环境下的合并的发送侧处理系统的示例实施例的框图;图7说明了多信道环境下的合并的接收机侧处理系统的实施例的框图;
图8说明了合并的消除系统的示例实施例的框图;图9说明了具有分布式自适应处理的示例性实施例的框图;图10A和10B说明了具有误差信号源选择器的示例实施例的框图;图11说明了具有模拟域消除和数字域消除的自适应消除器的示例实施例的框图;图12说明了具有可变延迟器的适配处理系统的示例实施例的框图;图13A和13B说明了本发明一个实施例的示例操作方法的操作框图;图14说明了加权变量产生以及分布式处理的示例方法的操作流程图;图15A和15B说明了混合信号消除操作的示例方法的操作流程图。
具体实施例方式
图2说明了站A的接收机1的干扰源。如图所示,第一收发机200被配置为与第二收发机204通信。所述第一收发机与站A关联,而所述第二收发机与站B关联。可预期,所述收发机200、204被并入在通信装置中,所述通信装置被配置为利用多信道通信链路进行通信。为便于理解,如图所示,所述收发机可与映射器/去映射器(mapper/demapper)模块208、212连接。尽管示出了四个通信信道,可预期,以下讨论的方法和装置可扩展到任何数目的信道。此外,术语“信道”可被理解为意指任何能够传送信号或数据的介质,例如但不限于,任何类型的屏蔽或非屏蔽双绞(UTP)电缆(如,5,5e,6,7等)、无线信道、光纤信道或光缆、自由空间光信道、音频级双绞线、同轴电缆或其它当前所用或者在将来可用的信道或导线。另外,可预期,当归并到多导线信道中时,在此公开和主张的原理可用于包括以上所列出的任何类型的信道。例如,可预期,可将标准电话线或任何其它类型导线或传送介质归并成束,以生成多导线信道。可依照在此包括的内容对在这种信道上传送的信号进行处理。
信道216与所述第一收发机200和所述第二收发机204相连接。各收发机200、204可包括混合器220、224,发射机228、232,以及接收机236、240。在信道1上将信号FE_AB从所述第二收发机204(站B)传送到所述第一收发机200(站A)。所述术语“信号FE_AB”可理解为意指相对于站A的远端信号,其被从站A传送到站B。期望在所述第一收发机200仅对所述发送的FE_AB信号进行分离和处理。
图2中还示出了不利地耦合到所述第一信道216的所述回波和近端串扰(NEXT)分量,并且其由所述接收机236接收。即,回波分量echo_11A是从信道1耦合到信道1上的回波干扰。可将所述术语“echo_11A”解释为意指从站A的所述第一信道耦合到所述第一信道的回波分量。分量Next_12A是从信道2耦合到信道1的对所述信号的干扰,该信号被在站A接收。如所示,对所述其它信道的每一个重复此模式。因而,Next_13A和Next_14A分别是从信道3和4耦合到信道1的干扰源。作为所述耦合的结果,在所述第一收发机200接收的信号由所期望的远端信号FE_AB以及所述四个干扰信号,即,所述三个NEXT信号和所述回波构成。对所述信道的每一个重复此模式。期望去除站A和站B的接收机的每一个中的接收的信号中的每一个各自的NEXT和回波信号。
在很多情形下,所述通信系统的性能受干扰限制,从而诸如所述回波和串扰的干扰的存在,限制了通信速率。在处理接收的信号时,所述干扰通常产生数据误差,其限制了传送速率。如果所述干扰残存在所述信号中,经常不能恢复或检测到所述数据。因此,所述干扰是限制因素。
可进一步预期,在此描述的系统的传送速率可以处于任何频率。可以理解,在高频的处理和传送会产生额外复杂度,这可以利用在此包含的内容解决。可预期,在此公开和主张的原理可以应用于这样的系统,该系统工作在从非常低的频率到任何频率,并且包括多吉比特的处理或传送速率。
图3说明了本发明一个实施例的示例实施例的框图。在此示例实施例中,利用将所述传送的信号变换到在其中进行处理的变换域的系统来代替现有技术的所不希望的长模拟或数字滤波器。于是,显著降低了回波和串扰减轻的复杂度。术语“变换域”被定义为意指不同于初始域的替换域。
一种被配置为进行变换域处理的系统的一个示例实施例是被配置为在频域进行所述处理的系统,如图3所示。可预期,可将多个这种性质的系统置于多信道通信设备中,以减少或消除在信道之间耦合的回波和串扰。为讨论方便,示出了第一收发机300。从数据源(未示出)接出的数据源线路202与发射机304以及自适应消除器模块320相连接。所述发射机304包括一个或多个装置,该装置被配置为在所述信道上从所述数据源向位于远端位置的第二收发机传送所述数据。
作为所述传送的一部分,可预期,至少一部分回波和串扰将耦合到所述第一收发机300的输入端310。为讨论方便,这在图3中表示为具有传递函数H(s)的输入耦合效应314,其结合到输入端310上的所述接收的信号。这样,输入端310上的所述信号包括远端信号(FE信号)以及由于来自所述多信道通信系统中的信道306的耦合H(s)而产生的信号。如果存在其它信道,在所述接收的信号上将存在另外的耦合信号。期望从所述接收的FE信号中去除所述耦合H(s)所导致的分量。在输入端310接收的信号与接收机322相连接,其对所述信号进行标准处理。所述接收机322的输出馈入减法器338。
自适应消除器系统320被配置为所述第一收发机的一部分。在图3的实施例中,到所述自适应消除器系统320的所述线路302与变换模块324相连接。在一个实施例中,所述线路302被配置为接收来自数据源的输出信号。所述输出信号被最终或同时提供给所述发射机304,以在所述信道306上进行传送。所述变换模块324包括被配置为将信号处理到变换域的硬件、软件或其二者的结构。以下详细讨论所述变换域和所述变换模块324。所述变换模块324的输出馈入适配模块326以及缩放模块328。在一个实施例中,所述适配模块326包括被配置为进行在此描述的功能的硬件、软件或其二者的结构。所述适配模块326基于对所述串扰耦合效应的传递函数的估计进行处理,以动态地产生加权变量。所述缩放模块328包括被配置为根据所述加权变量对所述变换信号进行缩放。在另一个实施例中,所述缩放模块328可包括乘法器。所述缩放模块328的输出端与逆变换模块334相连接,该逆变换模块334又具有与所述减法器338相连接的输出。所述逆变换模块334包括被配置为回复所述变换操作的硬件、软件或其二者的组合。在一个实施例中,这包括将到所述逆变换模块334的输入变换回在所述变换模块对输出信号进行变换之前时与所述输出信号相同的域。在一个实施例中,这包括傅立叶逆变换操作。
所述减法器338从所述接收的信号中减去所述自适应消除器系统320的输出,以分离所述期望的FE信号。所述减法器338的输出包括所述FE信号或者通常相似于所述FE信号的信号,其作为所述收发机300的一个输出350以及作为出于适配目的的反馈信号,被提供给所述适配模块326。
在操作中,所述自适应消除器系统320减少在所述接收的信号中的所述回波和所述串扰。所述收发机300接收将在输出端302通过信道306发送的信号。为减少所述回波和所述串扰分量,向所述发射机304和所述自适应消除器系统320提供所述信号。所述发射机304处理所述信号,并在所述信道306上输出所述信号。在操作期间,所述接收机322接收输入端310上的复合信号,其包括所述FE信号和通过H(s)耦合的信号。所述接收机322以现有技术的已知方式处理这些输入。为去除所述耦合信号,所述自适应消除器系统320被配置为具有与所述耦合函数H(s)相似的传递函数。在此,在所述消除信号之后,从所述接收的信号中减去所述自适应消除器系统320的输出,从而分离所述FE信号。
为产生所述消除信号,在所述变换模块324中对来自输出端302的所述输入传送信号进行变换操作,以生成变换的信号。所述缩放模块基于由所述适配模块326产生的加权变量W修改所述变换域信号。所述缩放模块328利用所述加权变量对所述变换域信号进行处理,以产生消除信号。换言之,所述加权变量实现所述缩放模块328的传递函数,从而使得所述缩放模块产生所期望的消除信号。在一个实施例中,所述缩放模块328将所述变换域信号和所述加权变量相乘,以产生所述一个或多个消除信号。
在一个实施例中,基于最小均方(LMS)算法和来自线路350上的信号的反馈,通过所述适配模块326计算所述加权变量。对所述加权变量的处理修改所述消除信号,其又修改减法器338的输出。于是,到所述适配模块326的反馈又被修改以允许所述自适应消除器系统320适应于串扰和回波中的变化。可预期,可使用除了LMS以外的其它形式的适配,例如,但不限于随机梯度法,受限的LMS,递归最小平方(RLS),快速卡尔曼(Fast Kalman),梯度格以及最小平方格等。
之后,对所述缩放模块328的输出进行逆变换操作,以将所述信号变换回所述初始域。将此回复到所述初始域的消除信号提供给所述减法器338,从所述接收机输出中减去此消除信号,从而从所述接收的信号中去除所述串扰信号,并分离所述FE信号。
图4说明了图3的收发机中所示的所述自适应消除器系统320的示例性实施例的框图。图4部分与图3相似,因此,使用相同的参考数字指示相同的组件。现在详细描述所述自适应消除器系统320的部分。到所述消除系统320的输入信号在线路302上与串行到并行变换器408相连接,该并行变换器408又与重叠处理模块412相连接。线路302上的所述信号可包括将传送到如图2的站B的远程站的信号。
所述串行到并行变换器408可包括任何将线路302上的串行输入变换到两个或多个并行线路的装置或系统。在一个实施例中,所述串行到并行变换器408包括去复用器。当满足系统时间限制时,到所述并行格式的变换,有助于对所述信号的处理,该处理如变换到所述变换域。
所述重叠处理模块412包括硬件、软件或二者的组合,其被配置为修改被进行所述变换的信号。在此描述的重叠处理减少了失真,该失真否则将在缺少所述重叠处理时由所述变换处理产生。重叠方法有助于从所述快速傅里叶变换的循环卷积实现准确的线性卷积。可以进行任何形式的重叠处理。两种这样的重叠方法包括重叠并保存(OAS)以及重叠并相加(OAA)。在一个实施例中,尽管可预期可以进行50%重叠或任何其它类型的重叠处理,所述重叠为5/8重叠。
所述重叠处理模块412输出馈入所述变换单元416,在一个实施例中,其包括快速傅里叶变换(FFT)单元。本领域普通技术人员可理解所述FFT的所述数学操作,因此,在此不对所述FFT单元进行详细描述。所述变换单元416的输出包括所述变换域中的所述输入信号。利用适当的重叠方法,这可在频域中利用计算高效的快速傅里叶变换(FFT)实现。可预期,也可以使用其它方法将所述信号变换到替换域。这些包括,但不限于哈达玛变换(Hadamard transform),余弦变换,沃尔什变换(walsh transform)以及正弦变换。
所述变换单元416的输出端与处理模块424以及适配块420相连接。所述适配块420计算一个或多个加权变量W,该变量被提供给所述处理模块424。所述处理模块424可包括硬件、软件或其二者的任何结构,其被配置为产生消除信号。在一个实施例中,所述处理模块424包括乘法器,其被配置为在所述变换域中进行相乘操作,从而产生利用时域中的所述接收的输入的卷积所达到的结果。所述处理模块424利用所述加权变量缩放提供给所述处理模块424的输入。可预期,向所述处理模块424提供并行输入;也可以向所述处理模块提供任何数目的加权变量。在一个实施例中,在所述变换域中进行所述处理,从而,所述处理模块424产生被认为等效于在所述时域中的卷积的结果。在此实施例中,在所述频域中的相乘产生通常等效于在所述时域中的卷积的结果。
在一个实施例中,所述加权变量可包括变量{WV0,WV1,WV2,WV3,WV4,...,WVX}。来自所述变换单元416的输出可包括{TD0,TD1,TD2,TD3,TD4,...,TDX},而所述乘法器输出的所述结果可包括{WV0*TD0,WV1*TD1,WV2*TD2,WV3*TD3,WV4*TD4,...,WVX*TDX}。从而,可看出,在一个实施例中,基于逐分量进行相乘。
这种方法利用了在所述时域中的循环卷积的变换属性,尽管在操作和理论上有很大差别,其可以产生在数学上等于在所述变换域中相乘的结果。取决于所述时域滤波器中的抽头数,使用所述FFT、IFFT以及频率抽头(向量)乘法器的复杂度降低与所述时域抽头延迟线相比在数量级上差不多。相对于未使用此操作方法的系统,这是一个显著的优点。此外,可以在所述数字域执行所述FFT和IFFT以提高效率。可预期,可使用傅里叶光学来实现等效处理。
有多种技术可用于实现所述FFT和IFFT,例如,但不限于,库利-图基(Cooley-Tukey),Goertzel,Good-Thomas以及Winograd。在一个示例实施例中,能够使用所述库利-图基方法。此外,可预期,可以进行时间抽取或频率抽取。在一个实施例中,对所述FFT进行频率抽取,而对所述IFFT进行时间抽取。在一个示例实施方式中,所述FFT/IFFT的参数化利用512点的复FFT/IFFT处理1024个实样本。在此实施例中,如在此所述,可进行重叠和保存处理。通过例子,这样的实施例可在每个时钟内处理640个新样本。基于所述时域中的处理的现有技术原理的等效处理结构将需要385个滤波器抽头。因而,实现了显著的优势。另外,还可预期,在此描述的方法和装置不仅可用来处理作为实信号产生的信号,还可用来处理作为复信号产生的信号。例如,可基于在此包含的内容在无线通信环境中进行复信号的处理。
所述乘法器424的输出馈入快速傅里叶逆变换单元430,其反向进行所述傅里叶变换操作,以将所述信号变换回时域。作为在此描述的所述方法和装置的优点,可使用所述快速傅里叶变换和快速傅里叶逆变换来降低计算复杂度以及提高处理速度。所述快速傅里叶逆变换单元(ITU)430的输出端与重叠处理模块434相连接,所述重叠处理模块434以上述方式与FFT模块412协同工作。所述重叠处理模块434向所述并行到串行变换器438提供所述时域信号。在一个实施例中,所述并行到串行变换器438包括多路复用器。
所述并行到串行变换器438的串行输出馈入所述减法器338,以从所述接收机322的输出中被减去。所述适配块加权变量W的处理与频域或者任何其它变换域中的相乘相结合,产生信号,所述信号能够消除结合在所述FE信号中的有害耦合。
所述减法器338的输出被提供到所述收发机或通信系统的后续处理系统。所述减法器338的输出还被提供到串行到并行变换器440,该串行到并行变换器440将所述输入变换为并行信号并向重叠处理模块444提供所述并行信号。在快速傅里叶变换单元448中对所述重叠处理模块444的输出进行傅里叶变换操作,以将所述信号变换到所述频域。所述快速傅里叶变换单元448的输出被提供到适配单元420,作为反馈控制信号。所述适配单元420还接收来自所述变换单元416的输出。
特别重要的是通过所述变换单元448、416将所述输入信号变换到所述变换域,如所述频域,从而使得所述时域中的循环卷积产生在数学上等于在所述频域中的相乘的结果。所述频域以外的域也可以实现相似的属性。因而,所述权利要求的范围并不限于傅里叶变换或者导致变换到所述频域的变换。
在一个实施例中,所述适配单元420执行最小方差(LMS)适配以产生所述加权变量。所述LMS适配可为限制性的或者非限制性的。在一个实施例中,倾向于非限制性处理,由于其消除额外的FFT/IFFT块对,并且可更有效地执行。通过适配,可得到所期望的加权变量,从而消除全部或部分的有害串扰和回波。这样,经过装置440、444、448、420的信号通路作为伺服控制系统的反馈通路进行工作。在一个实施例中,加权变量的数目与所述变换单元416输出端的尺寸相关。
图4所示的所述示例实施例的操作相似于图3所示实施例的操作,因此,在此不对相关操作重复进行详细讨论。总言之,通过对线路302上的所述输入信号的处理,所述自适应消除系统320产生消除信号,可用所述消除信号消除在所述接收的信号上的所述一个或多个串扰和回波。
图5说明了所述乘法器及其相关装置的并行线结构的框图。如图所示,所述乘法器504,诸如图4所示的乘法器424,接收来自FFT单元508的输入I0-IN。所述变量N可包括任何正整数值,因此,在此讨论的原理可适用于任何数目的并行线路。所述乘法器504还接收来自适配模块512的加权变量W0-WN。所述乘法器504具有输出O0-ON,其将所述相乘的结果提供给所述IFFT单元516。所述乘法器在所述频域进行相乘,在此示例实施例中,所述域是所述FFT操作的结果。在一个实施例中,此操作提供等于循环卷积的结果。可预期,基于逐分量进行所述加权变量的相乘,并且各加权变量可包括不同值。这样,所述相乘可以是W0×I0,W1×I1,直到数值N。另外,所述乘法器可具有共享的乘法器,从而使得单个乘法器可用于多余一条线路,或者,可拥有直到N个不同的乘法器。
作为在图3、图4和图5中公开的方法和装置的优点,通过在频域,比如,从傅里叶变换得到的变换域中的相乘来实现复杂度的降低。在现有技术的系统中,需要多抽头、时域滤波器。然而,利用在所述变换域中的处理仅需要进行一次或多次相乘操作。就复杂度而言,这可以实现十倍的优势。
除了降低所述复杂度、空间需求以及计算需求之外,以上描述的原理可应用于多信道结构。另外,通过利用所述变换域的属性,可得到另外的有益效果。图6说明了多信道环境下所述合并的发送侧处理系统的实施例的框图。此实施例通过利用所述多信道环境得到复杂度的节省以实现复杂度和尺寸的显著降低。通常,使用传送信号作为几个消除器的参考,从而最终为其所分配到的信道的每一个产生变换输出。利用加权变量缩放所述变换输出以产生消除信号,从而消除在特定收发机接收到的回波和串扰。这样,信道1的第一收发机将为与信道1至4相关的各接收机产生变换输出。类似地,多收发机通信系统中的其它发射机的每一个也类似产生四个变化输出。这些原理可应用于具有任何数目的信道的通信系统,并且可看出,利用现有技术的消除系统,实施的复杂度将过于复杂难以承受。
在图4所示的实施例的直接实现中,多信道系统将需要N个FFT单元,即,N个信道中的每一个需要一个FFT单元。N可包括任何正整数。在这样的实施例中,可向各FFT的输入提供同样的信号。但是,由于到各FFT的输入相同,从而,各FFT的输出也相同。因此,在本发明的一个实施例中,进行合并,从而仅使用一个FFT单元,并且其输出被输出到N个消除系统。图6示出了这样的实施例。对于所述复杂度和尺寸缩减的级别,在具有4个发射机的所述实施例中,FFT单元的总数将从16减少到4,基本上节省了75%。在尺寸和复杂度中的基本减少是采用所述频域中的乘法而不是时域中的卷积所获得的另一个有益效果。
现在回到图6,多收发机通信系统的第一收发机的输入端302和所述发射机304以及串行到并行变换器604相连接。所述串行到并行变换器604的输出端与重叠处理模块608相连接,所述重叠处理模块608又具有馈入FFT单元612的输出端。以上已对这些装置及其操作进行了描述,在此不再讨论。
可利用连接器616A-616N将所述FFT单元612的输出散发到第一信道至第N信道的消除系统。通过合并所述处理装置和分配所得到的信号,减少了串行到并行变换器604、重叠处理模块608以及FFT单元612的总数。从而,硬件的减少倍数为所述信道数。于是,对于四信道系统,需要四分之一的变换域处理系统,其中,所述变换域处理系统被定义为串行到并行变换器604、重叠处理模块608以及FFT单元612。
在所述逆变换侧可实现相似的优点。图7说明了多信道环境下所述合并的接收机侧处理系统的实施例的框图。图7的实施例和图6相似,其也实现了具有分布式输出的合并的处理系统的优点。如图所示,输入704A-704N来自与其它信道相关联的消除处理系统。这样,在多信道环境中,各收发机中的各接收机将包括这种硬件以消除所述有害回波和串扰。
所述输入704A-704N与一个或多个加法器,如加法器708A、708B相连接。一个可选实施例可以被配置为使用三个2输入加法器而不是一个2输入加法器708A和一个三输入加法器708B。所述加法器708A、708B结合所述信号,并向逆变换单元720提供所述和。所述逆变换单元720的输出馈入重叠处理模块724,该重叠处理模块724又向并行到串行变换器728输出所述信号。所述串行信号被提供给减法器338,从而将其从由所述接收机322处理的所述复合信号中减去。
如图所示,作为所述加法器708A、708B的结果,可通过单个通路合并装置720、724、728的所述处理。如果不经过合并而直接实现,则对于每个信道需要逆变换单元720及其相关硬件。由于所述变换域中的线性,如图所示,减法器338的重数(multiplicity)可转移到所述逆变换器720的输入。这样,仅需要一个逆变换单元720。在具有来自4个接收机的4个输入的实施例中,逆变换单元720的总数减少了4倍(由16到4),再次节省了75%。
结合图6和图7的实施例可产生图8的实施例。图8说明了合并的消除系统的示例实施例的框图。如图所示,其具有发射机Tx1-TxN,并具有接收机Rx1-RxN。可预期,所述值N和M可包括任何正整数,因此,所述原理可扩展到任何数目的发射机和接收机。在此例中,用N×M个频率权重来完成所述处理。
现在回到图8,图8所示的元件也在图6和图7中示出,其用相同的参考数字标出。相似地,用仅差字母标识符的参考数字来区别相似但重复装置。并且,仅讨论没有在现有附图中讨论过的图8中的部分或方面。如图所示,作为输入,各变换单元612的输出端与一个或多个乘法器W相连接。在图8的实施例中,变换单元612A的输出被分配到多个乘法器,即乘法器W11、W21、W31、WM1。可认为所述变换单元612A的输出将被散发到乘法器块。各乘法器块包括乘法器W。在此实施例中,各乘法器块包括一个或多个乘法器W,并且各块与信道相关联。
所述乘法器模块W将提供给所述乘法器W的一个或多个加权变量与来自所述变换单元612的输出进行相乘。由于空间的限制,在图8中没有示出输入到所述乘法器W的所述加权变量;然而,可以理解从适配块(元件420,图4)、开关或其它装置接收到所述加权变量。各乘法器W的参考数字指示所述乘法器的连接。例如,乘法器W13是这样的乘法器,其从第三发射机接收输入信号,并将所述乘法器输出提供给与第一接收机相关联的所述合并的处理系统。
如图所示,所述乘法器W的输出端与求和点708A-708N相连接。从此实施例可看出,各求和点708接收来自多个乘法器W的输入。在各求和点接收的输入的个数基于信道的个数。这样,求和点708A接收来自乘法器W11、W12、W13、W1N的输入。于是,到所述求和点708A的输入是来自所述其它信道的每一个,包括所述第一信道的耦合,其中所述求和点708A对应于所述第一信道。此处理支路的求和点708A和其它元件720A、724A、728A向减法器(元件338,图4)提供所述结合的和过滤的信号,以从在所述第一信道(元件310,图4)上接收到的所述信号中去除这些耦合的信号。
可以看出,所述变换器728A的输出是消除信号,其解决在所述第一信道上接收到的所述信号中的耦合。这样的原因是因为所述求和点708A接收来自乘法器W11、W12、W13、W1N的处理的消除信号,所述乘法器又具有来自与所述通信系统中的所述其它信道相关联的所述发射机的每一个的接收的和处理的信号。
还在所述多信道耦合消除系统中的其它支路上执行此处理模式,本领域技术人员可基于前述讨论对此进行理解。与现有技术或非合并的系统相比,此处理系统的优点在于实现了复杂度的减少。例如,在四信道系统中,与非合并的系统相比,由图8所示的合并的系统所实现的缩减相当于75%的减少。这是通过所述变换域中的处理所得到的另一个有益效果。
图9说明了具有分布式自适应处理的示例性实施例的框图。在图9中,用相同的参考数字标识已在前述图中描述过的元件,并且不再进行详细讨论。于是,图9的焦点是从所述适配处理支路到与所述一个或多个信道相关联的所述乘法器的一个或多个加权变量的预定分布。可以以任何方式将所述加权变量分配到所述各种信道。在一个实施例中,以循环的方式均匀地进行调度。在另一个实施例中,在块中进行所述循环调度。可预期,可对各信道实时进行所述适配处理,而不是如图所示的共享。
参照图9,所述变换单元612A-612N将来自其它信道的输入处理到变换域,例如,通过使用傅立叶变换。各变换单元612A-612N的输出被提供到所述乘法器块704以及数据开关908。可预期,在此实施例信道1-N中,乘法器块704与各信道相关联。所述数据开关908选择性地向所述块适配模块420输入所述变换单元的输出。数据开关控制线路920与所述数据开关980相连接,从而控制所述数据开关的操作。对所述开关的控制信号可由硬件、软件或其二者的组合产生。在一个实施例中,一个或多个硬件状态机产生一个或多个控制信号,该信号用于控制在此描述的所述开关。可预期,微控制器可产生所述控制信号。本领域普通技术人员可理解诸如通过利用对开关908的控制信号的数据同步,因此,在此不再进行详细描述。
所述乘法器模块704包括乘法器W11、W12、W13、W1N。如图所示,所述乘法器704的输出馈入所述信道1的所述乘法器704的后续处理元件,并被以连同图8的上述方式进行处理。在四信道实施例中,所述适配模块420可产生十六个加权变量集,从而为各信道提供四个加权变量的子集,并且各子集包括足够的加权变量以如所需修改来自变换单元612的输出。
所述减法器338的输出被作为输入提供给误差开关912。作为所述减法器338的输出的一部分,还是所述FE信号或通常相似于所述FE信号的信号。所述误差开关912向所述串行到并行变换器440提供来自线路930的误差输入信号中的一个。在此实施例中,所述反馈信号被认为是误差信号,并被用于适配的目的。控制线路940与所述误差开关912相连接,以控制将来自线路930的哪一个输入信号提供给所述串行到并行变换器440。如上所述,通过元件444、448和420进行所述处理。
所述块适配单元420产生所述加权变量,该加权变量被提供给所述加权变量开关916,所述开关916又由控制输入端924上的控制信号来控制。所述加权变量开关916具有输出端,其与各信道的处理装置相连接。如图所示,对于信道1,所述开关916向所述乘法器块704中的所述乘法器提供所述加权变量,所述乘法器块704接收此加权变量。可预期,在所述加权开关916和所述乘法器块704之间的各线路包括多个并行线路。因而,对于所述第一信道,加权变量被提供到乘法器W11、W12、W13直到乘法器W1N,其中N为任意正整数。所述乘法器W接收并处理所述加权变量,以产生所述消除信号,从而去除信道1上的耦合。如上讨论,这些乘法器在所述处理期间使用所述加权变量,以修改所述输出信号,其中已将所述输出信号变换到所述变换域,从而得到所述合适的消除信号。
尽管将在所述加权开关916和所述乘法器块704A的每一个之间的连接示为单个线路,可理解到,各连接可包括多导线并行线路。在开关916和所述乘法器块704A之间的连接的具体例子中,包括各乘法器W的多通路连接。类似地,在图9以及在此讨论的其它图中的元件之间的多个连接线路可包括一个或多个多通路并行导线。例如,对所述并行到串行变换器728A的输入端为并行数据通路,而所述并行到串行变换器的输出端为串行数据通路。
可以理解,为便于理解,仅示出了与信道1相关联的连接。可预期,来自各变换单元612的连接具有将散发到与所述其它信道相关联的所述其它乘法器块704的每一个的输出。相似地,如图所示,来自所述变换单元612的每一个的输出也将散发到所述数据开关908,以供所述块适配模块420使用。
在操作中,利用所述块适配模块420产生加权变量由多个信道共享。这具有降低实现的复杂性、功耗以及尺寸需求的效果。为实现这些有益效果,所述变换单元612的输出选择性地被切换到所述块适配模块420,而所述减法器338的输出经由误差信号开关912。所述块适配模块420对所述变换单元输出和所述误差信号进行处理以产生所述加权变量。所述加权变量开关916响应于在控制线路920、924和940上的控制信号,在适当的时候选择性地将所述加权变量切换到与适当的信道相关的乘法器W。
可以期望,信道条件的变化速率足够慢,以允许共享的适配处理。因而,在第一时间段,计算第一信道的加权变量,并将其提供给所述乘法器。这些加权变量被所述第一信道乘法器使用,直到对于与所述第一信道相关的所述加权变量进行后续更新。在第二时间段,计算加权变量,以由与所述第二信道相关的乘法器使用,并且使用这些加权变量,直到所述第二信道加权变量的下一次更新。对所述信道的每一个以此方式持续进行处理。
可预期,基于顺序或基于一些其它因素进行所述更新处理。例如,可采取随机模式。在另一个实施例中,可监控所述误差信号,并且适配处理基于更大百分比专用于具有更大误差信号或所述误差信号具有高变化率的信道。这样,控制器、处理器或其它装置可基于一个或多个因素选择性地分配适配资源。例如,如果一个信道受到随时间变化的耦合级别,则相比与其它信道相关联的加权变量,与该信道相关联的加权变量可更经常地被更新。现有的加权数值和历史记录可存储在存储器或寄存器中。比较器、控制逻辑或处理器可进行所述比较。可进一步预期,如果信道数大于单个适配系统以及时方式服务的数目,则所述消除系统可包括不止一个共享的适配系统。例如,八信道通信系统可使用第一四信道的第一适配系统以及第五信道到第八信道的第二适配系统。
所述共享的适配系统的一个优点在于不需要对每个信道重复制备所述适配系统的元件和处理需求,这样,可实现功耗和复杂度的降低。另外,无需降级操作,即可使消除系统的尺寸最小化。
图10A说明了具有误差信号源选择器的示例实施例的框图。图9所示的实施例使用所述减法器(图9中的元件338)的输出作为用于适配的误差信号。在初始适配阶段后,可继续所述适配,以解决在数据模式期间发生的所述耦合中的改变。然而,当基于所述减法器输出进行适配时,需要维持很窄的适配带宽,而这又有害地限制了所述适配处理的有效性。图10A的实施例用于解决这些问题。
在图10A所示的实施例中,所述误差信号的来源是可选的,或者为减法器1024的输出,其可与图9的减法器338的输出作比较,或者为限幅器(slicer)(决定装置)误差信号。如图所示,为便于讨论,图10A的所述方面可划分为自适应消除器子系统1004和用于信道1的均衡与信号分离子系统1008。尽管子系统1008中仅示出了第一信道处理组件,可预期,所述其它信道,例如与输入RX1、RX2,直到并包括RXN相关联的信道,可相似于所示信道1被配置,其中N为任意正整数。
所述自适应消除器1004可包括任何能够减少或消除有害耦合,例如回波或串扰的自适应消除器。在一个实施例中,所述自适应消除器1004包括图8和图9所示的消除器,并因此在此不再详细所述消除器子系统1004。到所述自适应消除器子系统1004的误差值输入1012以及所述自适应消除器子系统在消除信号输出1016上的消除信号提供与第一信道接收机1008相关的自适应消除器的输入和输出。所述输入线路1012向所述消除子系统1004提供误差信号。所述输出线路1016向所述信道的一个接收机提供所述消除信号,并且所述消除信号被从所述接收的信号中减去,以减少或消除有害回波、串扰或者二者的结合。所述输入1012可与图9所示的到误差开关912的输入线路930相比较。相似地,输出1016可与从所述并行到串行变换器728A到所述减法器338的输入相比较,其也在图9中示出。
现在讨论所述第一信道接收机子系统1008。信号在传送线路1020上被接收,并被提供给减法器1024。在操作期间,所述减法器1024从所述接收的信号中去除从所述自适应消除器1004接收到的所述消除信号。在此未示出其它处理装置,但是本领域技术人员可理解,可将其放在所述减法器1024之前,以用于处理所述接收的信号。所述减法器的输出被提供到误差源开关1028和第一均衡器1032。在一个实施例中,所述第一均衡器1032包括前馈均衡器,然而,可预期,可使用任何类型的均衡系统。所述误差源开关1028可包括多路复用器或者能够选择性地提供两个或多个输入中的一个作为输出的任何其它类型的装置。所述第一均衡器1032可被配置为减少所述接收的信号的符号间干扰。
所述第一均衡器1032的输出馈入减法器1036,所述减法器1036的输出馈入决定装置1044和误差信号减法器1040。所述决定装置1044可包括数据限幅器。所述减法器1036在如图所示的反馈结构中从所述第一均衡器1032的输出中减去第二均衡器反馈信号。所述决定装置1044的输出馈入所述误差信号减法器1040和第二均衡器1048。所述第二均衡器1048可被配置为减少符号间干扰。所述第一均衡器1032和所述第二均衡器1048均可被训练为对以减少符号间干扰。本领域普通技术人员可理解所述均衡器1032、1048以及所述决定装置的操作,因此,在此不进行详细描述。
所述误差信号减法器1040的输出包括在所述决定装置1044输入和所述决定装置输出之间的差。此决定装置误差信号定义在所述接收的信号和有所述决定装置1044的输出的决定之间的相对误差。所述误差信号减法器1040被作为第二输入端提供给所述误差源开关1028。所述误差源开关1028接收控制线路1048上的控制信号,并选择性地将所述误差信号中的任何一个提供给所述自适应消除器1004。在控制输入端1048上的选择信号确定向所述自适应消除器子系统1004提供哪一个误差信号。可在所述其它信道的每一个上重复此装置,或者可使用多路复用的或开关的设计。
可预期,所述自适应消除器1004可使用所述误差信号中的任何一个。在一个实施例中,在初始训练模式期间,例如,基于减法器1024输出,使用在均衡之前提供的误差信号。在一个实施例中,在没有远端信号的情况下,例如,在初始启动时,发生这种情况。
在一个实施例中,在存在远端信号时,诸如例如在数据模式期间,来自所述减法器1040的所述决定装置误差信号被用于适配。这允许所述消除系统可解决干扰耦合行为中的动态改变。术语“训练模式”被定义为在启动、重启、传送训练信号,或者在适配时所述加权变量的改变量太大时,产生所述自适应消除器中的加权变量的处理。术语“适配”被定义为在所述通信系统工作时产生加权变量的处理。
作为图10A的结构的一个优点,所述减法器1024可向所述自适应消除器提供所述误差信号,从而减小所述第一均衡器1032和所述第二均衡器1048的复杂性。由于在由所述均衡器1032、1048处理所述接收的信号之前消除了有害的回波和串扰,此操作方法提高了所述第一均衡器的训练或适配准确度。
当出现FE信号时,基于所述决定装置输出(减法器1040的输出)进行适配的优点在于,对于给定的适配带宽,所述适配将会更加快速地响应,即,更迅速地适配。因而,相比于基于减法器1024输出的适配,所述通信系统可维持更宽的适配带宽。术语“适配带宽”与适配通信系统的所述适配系统的时间常数相关。在其它实施例中,可在数据模式下的初始训练和适配期间使用所述决定装置误差。尽管以上描述了一种示例操作方法,可预期,任何时候都可使用所述误差信号中的任何一个,以如所需适应所述通信系统的需要。
图10B说明了具有误差信号源选择器的示例实施例的框图的可选实施例。与图10A相比,用相同的参考数字标出共有的元件。如图10A相比,图10B的实施例将线路1016上的所述消除信号发送到减法器1036。在一种结构中,当所述开关1028选择所述决定装置误差信号作为对所述多信道自适应消除器1004的输入时,进行所述发送和相减操作,其中从减法器1040输出所述决定装置误差信号。由于在与产生所述误差信号相近的点从所述输入信号中减去所述消除信号,这提供了操作可能更加准确的优点。
图11说明了具有模拟域消除和数字域消除两方面能力的自适应消除器的示例实施例的框图。如图所示,为讨论方便,图11的所述方面可分为自适应消除器子系统1104和信道1的模拟消除子系统1108。尽管提及模拟消除子系统,但是一些方面仍为离散实现,如对所述剩余消除器1146所预期的。进一步,尽管在子系统1108中仅示出了第一信道模拟消除组件,但是可预期,可将所述其它信道,如信道RX1、RX2,直到并包括RXN,配置为相似于所示的信道1,其中所述N为任何正整数。
所述自适应消除器1104可包括任何能够减少或消除有害耦合,如回波或串扰的自适应消除器。在一个实施例中,所述自适应消除器包括图8和9所示的所述消除器,因此,在此不再详细描述所述消除器子系统1104。到所述自适应消除器子系统1104的所述误差值输入1112以及所述自适应消除器子系统1104在消除信号输出1116上的消除信号为与所述第一信道接收机相关的所述自适应消除器提供输入和输出。所述输入1112向所述消除子系统1104提供误差信号。所述输出1116向所述第一信道接收机提供所述消除信号,并且从所述接收的信号中减去所述消除信号,以减少或消除有害的回波或串扰。所述输入1112可与图9所示的到误差开关912的输入线路930相比较。相似地,所述输出1116可与从所述并行到串行变换器728A对所述减法器338的所述输入相比较,此二者均在图9中示出。
在一些实例中,所述信号的所述动态范围可能很大,结果,希望在所述模拟域中消除部分或全部的耦合。这可防止削波,通常认为削波是不期望的。这通常是由于用来将所述接收的模拟信号变换到所述数字域的所述模数变换器中的局限性。一种这样的局限性可包括有限的动态范围,当有害的回波或串扰与所述FE信号结合时,将超出所述动态范围。当进行高速或高分辨率处理时,解决这些问题将变得更加困难。在所述模拟域中消除部分耦合,即,部分回波和串扰,将减少模拟前端处理系统和与所述接收机相关的所述模数变换器的动态范围需求。因此,在一个实施例中,希望在所述模拟域中消除所述回波或串扰或其二者中的部分或全部。
现在回到所述模拟消除子系统1108,所述接收的信号在输入1120上提供到模拟减法器1124。并且在通路1116上将来自所述适配消除器子系统1104的所述消除信号作为输入提供到所述模拟消除子系统1108。所述通路1116与具有第一位置A和第二位置B的开关S1相连接。当在第二位置B时,所述开关S1向减法器1128提供所述信号以实现以上连同图10描述的操作。或者,开关S1可位于所述第一位置A,从而将在所述数字域中的所述消除信号与MSB(最重要比特)分离单元1130以及减法器1134相连接。在结合中,可认为所述MSB分离单元1130和减法器1134为MSB和LSB(最不重要比特)分离系统。当进行混合信号消除时,希望在所述模拟域中消除所述耦合的更重要部分。因此,为模拟消除分离所述最重要比特。所述MSB分离单元1130分离多个最重要比特,其又被提供给数模变换器(DAC)1138和所述减法器1134。可预期,所有比特都被分离。所述MSB分离单元1130可包括被配置为分离并输出所述最重要比特和所述最不重要比特的任何装置。所述MSB分离单元可包括多路复用器、移位寄存器、控制逻辑或其组合。
所述减法器1134产生在对所述MSB分离单元1130的输入和所述MSB分离单元的输出之间的差信号,并将所述差信号提供给可变缓冲器(variable buffer)1142。在图11所示的实施例中,所述差信号包括来自所述自适应消除器1104的所述消除信号的一个或多个最不重要比特。
所述可变缓冲器1142包括任何类型的存储器、寄存器或其它被配置以存储数据的数据存储装置。在一个实施例中,所述可变缓冲器1142进行短期缓冲以帮助接收的信号与所述消除信号同步。因而,所述误差部分可适当地与所述LMS算法或其它适配方法相联合,从而适当地进行所述适配。可进一步预期,所述耦合信号可以以不同于原始信号的速率通过传送线路传播。于是,必须或期望缓冲或延迟。
所述可变缓冲器1142的输出馈入剩余消除器1146。所述剩余消除器1142可包括数字滤波器或被配置为依赖于一个或多个滤波器系数来处理输入以产生输出的信号处理装置。在一个实施例中,所述剩余消除器1142工作于时域并被基于所述LMS算法进行训练、适配或两者均进行。在一种示例性的实施例中,所述剩余消除器包括自适应八抽头数字滤波器,其被配置为解决所述模拟前端的冲激响应。所述冲激响应可导致信号中的延迟。所述剩余消除器1146解决,例如来自滤波的信号特性中的延迟和变化,这发生在所述模拟前端。在一个实施例中,所述剩余消除器1146包括时域滤波器。在一个实施例中,尽管所述权利要求不被此示例实施例所限制,所述剩余消除器1146包括八抽头滤波器。可利用与图9中所示适配系统相同的误差信号适配所述剩余消除器1146。如果进行模拟消除,则需要修改所述剩余消除器1146的适配,以解决所述模拟前端的延迟或其它信号修改、时间扩散或滤波效应。于是,可认为所述剩余消除器1146是能够解决所述信号经过元件1124、1150和1154的效应的动态装置。
所述剩余消除器1146的输出是对第二开关S2的输入。所述第二开关具有第一位置A和第二位置B,如图所示。开关S2的所述第二位置B将所述剩余消除器1146的输出端与所述减法器1128相连接。
之前描述的所述模拟消除子系统1108的所述方面包括在所述数字域中进行的消除。除了以下描述的模拟域消除之外,还可进行这样的数字消除。如上所述,所述DAC 1138将来自所述自适应消除器1104的所述最重要比特从变换到所述模拟域。本领域普通技术人员可理解,可使用任何类型的模数变换器。仅在所述模拟域中的消除可能挑战所述数模变换器1138的动态范围能力。所述DAC 1138的输出馈入所述模拟减法器1124,并且被从到达输入1120的所述接收的信号中减去。由于所述DAC 1138的输出是从所述自适应消除器1104接收的所述消除信号的最重要部分,此相减在所述模拟域中消除了至少一部分的所述接收的信号。在所述模拟域中消除所述耦合信号的一部分可获得这样的优点,减少后续处理的动态范围需求以及减少了必须利用数字信号消除来进行消除的回波或串扰或其二者的数量。另一个优点在于,相比在所述模拟域中消除所有耦合信号,在所述模拟域中消除所述耦合信号的一部分减少了所述数模转换处理中所需要的分辨率的值。
所述减法器1124的输出端与模拟前端1150相连接,所述模拟前端被配置为对所述模拟信号进行模拟处理。在一个实施例中,所述模拟前端1150包括模拟滤波、放大以及其它模拟处理。此处理为后续处理,例如,变换到所述数字域的处理,准备了信号。之后,模数变换器(ADC)1154将所述模拟信号变换到所述数字域。所得到的数字信号馈入所述减法器1128,其从所述ADC输出中减去来自所述第一开关S1或所述第二开关S2的信号。可对多信道通信系统中的所述其它信道中的每一个重复此硬件、软件或其二者的结构。
假设所述第一开关S1和所述第二开关S2位于两个不同位置中的任何一个。在一种操作方法中,以下表格定义了可能的开关位置排列。

尽管对开关S1、S2的位置进行选择控制,可对所进行的消除类型进行定制,以适合于所述通信系统的具体需要。
可注意到,可依照图10B的内容修改图11所示的系统,以适应当线路1012(图10B)上的所述误差信号包括由图10B中的装置1040产生的所述决定装置误差输出,例如,限幅器误差的情况。在这样的实施例中,可预期,图11所示的所述开关S1和S2的输出端可被配置为与所述减法器1036(图10B)相连接,而不是与图11的所述减法器1128以及图10A的所述减法器1024相连接。如以上讨论,这样可提供这样的优点,在处理链中与产生所述误差信号的点相接近的点上从接收的信号中减去所述消除信号。这样的考虑可提高系统性能和准确度。
图12说明了具有可变延迟器的适配处理系统的示例实施例的框图。图12通常相似于图4和图9的方面,这样,图12中不同于图4和图9的方面成为了讨论焦点。除了图4和图9的所述组件之外,图12的实施例包括延迟器1240,其被配置为接收所述误差开关912的输出。如图所示,所述延迟器可变,并被控制为可以选择性地将任意级别的延迟引入来自所述误差开关912的所述误差信号,从而使所述数据开关908的输出与所述变换单元448的输出同步。图12的可变延迟器1240在结构和操作上相似于图11所示的所述可变缓冲区1142。可实现任何级别或量的延迟或滤波,并且所述延迟或滤波的量可以与由图11的所述可变缓冲区1142所引入的所述延迟不同或相同。由图12的系统执行的处理的其它方面如上所述进行。
可预期,可以在所述无线环境中实现上述实施例。在这样的实施例中,无线通信装置或系统可使用不只一个无线信道以增加数据传输速率或减少误码率。无线信道可替换上述信道,以生成多信道无线通信系统。所述无线通信系统可使用光信号、射频或其它频率的电磁型信号,或者在现在或将来使用的其它类型的无线信道。
还可预期,在此描述的所述处理可发生在使用光纤电缆或通路的光通信系统中。在光学上进行傅立叶变换及其逆变换,并因此,可在光环境下进行上述处理。
操作图13A和13B说明了本发明一个实施例的示例操作方法的操作框图。在此示例方法中,使用减少了数量的处理通路,诸如通过图8所预期的,以减少计算复杂度。此外,变换操作允许使用更简单的处理方法。在步骤1304中,所述消除系统在站A发射机处接收信道数据。可以预期的是所述消除系统是多信道通信系统的一部分,并且可能有与每个信道相关联的发射机。可从数据源接收所述数据,通过信道将其传送给站B的接收机。作为传送的一部分,可向消除系统提供所述信道数据信号,用于处理以产生消除信号。向站A的所述接收机提供所述消除信号,以消除由从站A向站B传送的所述信道数据的传送中所产生的干扰,以及耦合到从所述站B传送到所述站A的所述信道数据的干扰,例如,远端信道。图13中使用的术语“信道数据”的意思是通过信道接收或通过信道发送的数据或信号。
在步骤1308中,所述消除系统将所述信道数据从串行格式去复用为并行格式。在步骤1312中,所述消除信号对所述信道数据进行重叠处理。进行重叠处理允许通过所述变换域中的乘法进行时域线性卷积。接下来,在步骤1316中,所述消除系统进行变换操作,将所述数据变换到变换域以生成变换数据。术语“变换域”被如上定义。一旦所述信道数据在所述变换域中,所述操作进行到步骤1320,并且向一个或多个乘法器输出所述变换数据。相似地,在步骤1324中,所述乘法器接收来自适配模块的加权乘法器。所述加权乘法器包括基于误差信号被选择的以修改所述变换数据的值。于是,在步骤1328中,所述乘法器将所述变换数据乘以所述加权变量,以生成消除数据。在一个实施例中,基于逐数据块进行所述乘法。可以预期,在一个实施例中,将加权变量乘以每个并行导线上的值。接下来,在步骤1334中,所述消除系统向一个或多个求和点提供所述消除数据。
在一个实施例中,所述乘法器与块相关联,并且乘法器的每块与馈入特定求和点的处理通路相关联,之后用来消除特定信道上的输入信号。在这样的实施例中,来自每个变换单元的输出馈入每个乘法器块中的至少一个乘法器。在此实施例中,将每个乘法器块中的每个乘法器的输出馈入相同的求和点。图8中示出了此实施例的硬件表示。
接下来,在步骤1338中,所述消除系统加上呈现给每个求和点的所述消除数据。此相加过程将来自每个发送信道的消除数据结合到为消除将在每个输入信号,诸如来自站B的输入信号中出现的有害干扰而定制的消除信号中。因此,在步骤1338中,在每个求和点中产生复合消除信号。之后,在步骤1342中,所述操作进行逆变换以逆转所述变换操作的效果,并将所述消除数据返回到时域。作为在此描述的所述方法和装置的优点,所述变换域的所述线性属性允许加上所述各个消除信号的总和,以形成复合的结合的消除信号。作为这些性质的结果,可将处理合并,并可实现复杂度的降低。
在步骤1346中,进行重叠处理,而在步骤1350中,所述消除系统将所述消除数据变换为串行格式。之后,同时地,或者在此之前,站A从站B发射机接收输入信号。之前通过连接站A和站B的信道中的一个的所述输入信号包括干扰耦合和远端信号。为消除有害的干扰耦合,在步骤1358中,所述操作将所述消除数据与所述输入信号相结合。在一个实施例中,产生的所述消除信号通常与耦合到所述输入信号的所述有害干扰相同,从而,从所述输入信号中减去所述消除信号。之后,在步骤1362中,所述操作从所述接收机或所述消除系统输出所得到的无干扰信号,以便于其它基于接收机的处理。
图14说明了可由适配系统进行的加权变量生成以及分布式处理的示例方法的操作流程图。这仅是生成加权变量并且选择性地将所述加权变量分配到所述加权系统的其它方面的一种可能的方法。在步骤1404中,此操作的示例方法在误差开关接收误差信号。可接收任意个误差信号,诸如误差信号1到N,其中N为任意正整数。在一个实施例中,为所述误差开关提供来自每个信道的误差信号。可预期的是,在一个实施例中,误差信号包括从所述输入信号中减去所述消除信号之后的输入信号。在一个实施例中,所述误差信号包括基于决定装置输出或决定装置误差信号的信号。
接下来,在步骤1408中,所述适配系统选择性地将一个或多个选择的误差信号切换到可变延迟器。在一个实施例中,仅向所述延迟器提供一个误差信号。在所述延迟器,并且在步骤1412中,所述延迟器可选地将任何延迟量引入所述误差信号,以得到与所述消除系统的其它方面期望的同步级别。可使用任何类型的延迟。还可预期的是,可以在处理的任何阶段引入所述延迟,或者,取代所述适配系统或除所述适配系统以外,在所述消除系统中引入所述延迟器。之后,在步骤1416中,串行到并行变换器将选择的误差信号变换为并行格式。在步骤1420中,所述适配系统对选择的误差信号进行重叠处理,而在步骤1424中,对误差信号进行变换操作,以将所述选择的误差信号变换到所述变换域。可预期的是所述消除系统的变换单元和所述适配系统的变换单元将输入操控到共享以上所讨论的属性的域中,从而保持兼容性。在其它实施例中,可进行除乘法以外的其它简化处理。
在所述变换操作之后,向适配模块提供所述数据。这发生在步骤1428中。在步骤1432中,将包括所述变换域中的信道数据的所述变换数据提供给所述适配模块。在一个实施例中,经由以与所述误差开关相似的方式进行操控的数据开关,将所述变换数据提供给所述适配模块。可以预期的是所述适配系统的所述开关被同步,从而使得在公共的时间段,对数据,诸如对应于公共信道的误差信号以及信道数据,进行处理。这样,当所述适配模块正在接收与信道1相关联的误差信号时,其也可接收与信道1相关联的变换数据。
在步骤1436中,所述适配模块处理所述变换的误差信号以及所述变换数据,以生成加权变量。所述处理生成加权变量,所述加权变量适于将所述变换数据修改为能够消除耦合到所述输入信号中的干扰的消除信号。所述适配模块可执行任何类型的处理,以生成所述加权变量。在一个实施例中,执行最小均方算法。在另一个实施例中,进行最小平方类型的适配。
在适配处理之后,所述适配模块向所述加权变量开关输出一个或多个加权变量。这发生在步骤1440。所述加权变量开关向所述消除系统的所述乘法器选择性地输出所述加权变量。如上讨论,可认为所述多信道通信系统中的所述一个或多个信道共享所述适配系统。可预期,对于共享的适配系统,耦合到信道的所述干扰的变化率足够慢。在步骤1444中,所述加权变量开关向所述乘法器输出所述一个或多个加权变量。
图15A和15B说明了混合信号消除操作的示例方法的操作流程图。可希望在模拟域中进行至少部分消除。于是,在一个实施例中,可选择性地仅在所述数字域,仅在所述模拟域,或在两者中都进行所述消除。使用模拟域消除信号和数字域消除信号的消除被称为混合域消除。基于在此公开的原理使得能够进行多种用于混合域的消除方法,图15A和15B提供了一种示例性的操作方法。可预期,可在多信道通信系统中的各接收机处或在由各接收机共享的中间位置处进行在此描述的方法。在步骤1504中,站A通信设备中的接收机接收来自站B发射机的输入信号。在步骤1508中,所述接收机接收来自消除系统,例如,上述消除系统的消除信号。
在决定步骤1512中,确定是否完全在所述数字域中进行所述消除。如果仅在所述数字域中进行所述消除,则所述操作进行到步骤1516,并向混合信号减法器发送所述消除信号,可认为所述消除信号在所述数字域。在步骤1520中,所述操作将所述消除信号与所述输入信号,例如,来自所述站B的信号相结合。通过将所述消除信号与所述输入信号结合,可消除所述有害的回波、串扰或其二者。
或者,可能希望进行混合域消除或仅进行模拟域消除。如果在步骤1512中,选择了所述模拟或混合域消除,则所述操作进行到步骤1528,其中,所述混合信号处理系统启动第一开关,以实现混合域或模拟消除。作为启动所述第一开关的结果,所述消除信号被发送到混合域消除系统。这发生在步骤1532。在步骤1536中,将所述最重要的比特与所述最不重要的比特分离。这可以以本领域普通技术人员能够理解的任何方式进行。
之后,在步骤1540中,所述混合信号处理系统将所述最重要比特变换为模拟消除信号。这发生在数模变换器中。在步骤1544中,将所述模拟消除信号与所述输入的模拟信号相结合,以生成处理的输入信号。所述处理的输入信号包括已消除了由回波和串扰产生的部分干扰的输入信号。已消除的所述部分干扰是通过所述消除信号的所述最重要比特消除的那部分。可预期,在此阶段可消除所有干扰,或者在所述处理的输入信号中保留一部分有害干扰。
在步骤1548中,对所述输入信号进行前端处理,本领域普通技术人员对此可以理解,并且在步骤1552中,所述混合信号处理系统将所述处理的输入信号变换到所述数字域。之后,在步骤1556中,向所述混合信号减法器提供所述处理的输入信号,该处理的输入信号现在在所述数字域中。所述混合信号减法器将所述处理的输入信号与所述混合信号减法器中的其它信号相结合。如果仅发生模拟域消除,则所述模拟域消除可能是仅进行的消除,于是,向所述接收机的其它方面提供所述处理的输入信号,以进行进一步处理。
可预期,除了所述模拟域消除之外,可能还希望进行在所述数字域中的消除。因而,在决定步骤1560中,确定是否仅进行模拟域消除。如果在决定步骤1560时仅进行模拟域消除,则所述操作进行到步骤1564,其中启动第二开关以仅在所述模拟域中实现消除。以上描述了仅在模拟域中进行消除。在步骤1568中,所述操作返回到步骤1504,并且在信号接收期间重复所述操作。
或者,如果在步骤1560中希望进行混合信号消除,则所述操作进行到步骤1572。在步骤1572中,启动所述第二开关,发送所述混合信号处理系统中的一部分消除信号,以根据后续步骤对其进行处理。
在步骤1574中,可选地将延迟引入所述消除信号的所述最不重要的比特,该最不重要的比特在步骤1536中得到分离。之后,在步骤1578中,所述混合信号处理系统对所述消除信号的所述最不重要比特进行滤波。步骤1536进行滤波,以补偿由所述模拟前端进行的滤波,该滤波发生在将所述模拟消除信号与所述远端信号相结合的点和所述混合模式减法器之间。在步骤1582中,所述混合信号处理系统将所述消除信号的所述最不重要比特发送到所述混合域减法器,其中在步骤1586中,所述混合域减法器将所述消除信号的所述最不重要比特与所述输入的处理的信号相结合。通过将所述消除信号的所述最不重要比特与所述输入的处理的信号相结合,发生了另外的干扰消除。用所述消除信号的所述最不重要比特表示已消除的干扰部分。混合域消除可以消除所述模拟域中的部分干扰,并因此在所述前端处理之前。这提供了所述模拟前端,例如所述模数变换器,只需要较低动态范围的优点,并且通过在所述数字域中进行至少部分的消除,可实现精确的消除。其它优点包括,但不限于,相比于在所述模拟域中消除全部耦合,所述数模变换过程中所需的分辨率值得到降低。
尽管已经描述了本发明的各种实施例,但是,本领域普通技术人员很清楚,在本发明的范围内,还可以有更多的实施例和实现方法。
权利要求
1.一种用于减少在多信道通信设备的收发机接收的输入信号中的干扰的方法,包括以下步骤以串行格式接收在信道上传送的信号,所述传送的信号将从所述收发机传送;将所述信号转换为并行格式;对所述信号进行重叠处理;对所述信号进行傅立叶变换以生成变换域信号;将所述变换域信号分配到两个或多个乘法器;将所述变换域信号乘以一个或多个加权变量,以生成加权的变换域信号;对所述加权的变换域信号进行傅立叶逆变换以生成消除信号;对所述消除信号进行重叠处理;将所述消除信号转换为串行格式;以及将所述消除信号与所述输入信号相结合,以减少在所述输入信号中的干扰。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述信号包括两个或多个信号,各信号与所述多信道通信设备中的信道相关联,并且各信号被进行单独的傅立叶变换操作。
3.根据权利要求2所述的方法,进一步包括加上两个或多个加权变换域信号,以产生结合的加权变换信号,之后对此信号进行傅立叶逆变换,以生成消除信号。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,将所述变换域信号分配到两个或多个乘法器包括将所述变换域信号分配到与各信道相关联的至少一个乘法器。
5.一种用于消除在一个或多个接收的信号中的干扰的方法,包括以下步骤接收两个或多个输出信号;将所述两个或多个信号变换到变换域,以生成两个或多个变换域信号;利用两个或多个加权变量处理所述两个或多个变换域信号,以产生所述变换域中的两个或多个消除信号;将所述两个或多个变换域消除信号从所述变换域变换出来以得到两个或多个消除信号;以及将所述两个或多个消除信号与两个或多个接收的信号相结合,以消除所述一个或多个接收的信号中的干扰。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述处理包括将所述变换域信号与所述加权变量相乘。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述相乘包括逐一元素的相乘操作。
8.根据权利要求5所述的方法,其中,接收一个或多个输出信号包括接收四个输出信号,而将所述消除信号与接收的信号相结合包括将四个消除信号与接收的信号相结合。
9.根据权利要求8所述的方法,进一步包括在将所述变换域中的所述两个或多个消除信号变换出所述变换域之前,结合所述变换域中的所述两个或多个消除信号中的两个或多个。
10.根据权利要求5所述的方法,其中,所述变换包括对所述输出信号进行快速傅立叶变换。
11.根据权利要求5所述的方法,进一步包括对所述一个或多个输出信号和所述一个或多个消除信号进行重叠处理。
12.一种用于减少在多信道通信设备中的接收的信号中的干扰的消除系统,其中,用于各信道的所述消除系统包括输入端,用于在第一收发机接收输出信号,该输出信号在第一域中;变换单元,其被配置为将所述输出信号处理为第二域信号,并将所述第二域信号提供给与各信道相关的至少一个乘法器;两个或多个乘法器,其被配置为将所述第二域信号与一个或多个加权变量相乘,以生成所述第二域中的两个或多个消除信号;逆变换单元,其被配置为对所述第二域中的所述两个或多个消除信号进行逆变换,以生成所述第二域中的消除信号;减法器,其被配置为从接收的信号中减去所述第二域中的所述消除信号。
13.根据权利要求12所述的系统,其中,所述两个或多个乘法器包括处理器。
14.根据权利要求12所述的系统,进一步包括一个或多个求和点,其被配置为加上来自所述乘法器的所述第二域中的所述两个或多个消除信号,以产生所述第二域中的结合的消除信号,并向所述逆变换单元输出所述第二域中的所述结合的消除信号。
15.根据权利要求12所述的系统,进一步包括重叠处理模块,其被配置为对所述输出信号进行重叠处理。
16.根据权利要求12所述的系统,其中,所述多信道通信设备包括四信道通信设备,并且各消除系统产生消除信号,以解决来自所述四个信道中的每一个的干扰。
17.根据权利要求12所述的系统,进一步包括适配系统,其被配置为自适应地产生加权变量。
18.根据权利要求17所述的系统,其中,所述适配系统包括变换单元,其被配置为将误差信号变换到所述第二域,以及适配模块,其被配置为处理所述第二域中的所述误差信号,以产生所述加权变量。
19.一种用于多信道收发机中以消除有害耦合的消除系统,包括一个或多个输入端,其中,各输入端向所述消除系统提供输出信号;一个或多个变换单元,其中,各变换单元被配置为将输出信号变换到变换域;一个或多个乘法器,其中,各乘法器被配置为接收所述变换域中的输出信号,并将输出信号与加权变量相乘,以生成所述变换域中的一个或多个消除信号;一个或多个装置,其被配置为结合所述变换域中的两个或多个消除信号,以生成所述变换域中的结合的消除信号;以及一个或多个逆变换单元,其被配置为接收所述结合的消除信号,并反向进行所述一个或多个变换单元的所述处理。
20.根据权利要求19所述的系统,其中,所述一个或多个变换单元以及所述一个或多个逆变换单元进行重叠处理和变换处理。
21.根据权利要求19所述的系统,进一步包括两个或多个装置,其被配置为结合所述变换域中的所述一个或多个消除信号。
22.根据权利要求19所述的系统,其中,基于最小均方适配产生所述加权变量。
23.根据权利要求19所述的系统,其中,所述变换单元进行任何类型的傅立叶变换,且所述逆变换单元进行任何类型的傅立叶逆变换。
24.根据权利要求19所述的系统,其中,所述一个或多个装置包括一个或多个加法器。
25.根据权利要求19所述的系统,其中,由适配系统产生所述加权变量,并且在两个或多个信道之间共享所述适配系统。
26.一种用于产生消除系统中的消除信号的方法,其中,所述方法在多信道通信系统中的一个或多个信道中进行,其包括以下步骤在消除系统接收一个或多个信号,其中,所述一个或多个信号与所述多信道通信系统中的所述一个或多个信道上的一个或多个输出信号相关;处理所述一个或多个信号,以将所述一个或多个信号中的每一个变换到变换域;将所述变换域中的所述一个或多个信号分配到与所述一个或多个信道相关联的一个或多个乘法器;将所述变换域中的所述一个或多个信号与一个或多个加权变量相乘,以生成一个或多个乘法器输出;结合所述一个或多个乘法器输出,以生成结合的变换域消除信号,其中,所述变换域消除信号与信道相关联;以及对所述变换域消除信号进行处理,以从所述变换域中去除所述消除信号。
27.根据权利要求26所述的方法,其中,所述消除信号被配置以消除所述信号中的干扰。
28.根据权利要求26所述的方法,其中,所述信道包括两个导线信号通路。
29.根据权利要求26所述的方法,其中,所述变换域包括频域。
30.根据权利要求26所述的方法,进一步包括基于从所述消除信号和接收的信号的结合得到的反馈误差信号产生所述一个或多个加权变量。
31.根据权利要求26所述的方法,其中,所述消除信号包括与在所述多信道通信设备的其它信道上传送的所述信号的每一个相关的分量。
32.一种产生用在消除系统中的一个或多个加权变量的方法,包括以下步骤接收一个或多个误差信号,所述一个或多个误差信号与多信道通信设备中的信道相关联;接收一个或多个数据信号,所述数据信号在变换域中;将所述一个或多个误差信号变换到变换域;对所述变换域中的所述一个或多个误差信号以及所述变换域中的所述一个或多个数据信号进行适配处理,以产生一个或多个加权变量;以及向消除系统输出一个或多个加权变量。
33.根据权利要求32所述的方法,其中,接收一个或多个误差信号包括选择性地接收一个或多个误差信号中的一个,接收一个或多个数据信号包括选择性地接收一个或多个数据信号中的一个,并且向消除系统输出一个或多个加权变量包括向消除系统选择性地输出一个或多个加权变量,并且,其中,所述选择性由控制信号控制。
34.根据权利要求32所述的方法,其中,所述变换包括对所述误差信号进行快速傅里叶变换,且所述方法进一步包括对所述误差信号进行重叠处理。
35.一种用于产生由干扰消除系统中的变换域处理模块所用的加权变量的系统,包括第一输入端,其被配置为接收反馈信号;第二输入端,其被配置为接收数据信号;变换单元,其被配置为接收所述反馈信号或所述数据信号或其二者,并将所述反馈信号或所述数据信号或其二者变换到变换域;以及适配模块,其被配置为处理所述反馈信号和所述数据信号,以产生一个或多个加权变量。
36.根据权利要求35中所述的系统,其中,所述变换域处理模块包括一个或多个乘法器。
37.根据权利要求35中所述的系统,其中,所述变换单元被配置为进行傅立叶变换。
38.根据权利要求35中所述的系统,其中,计算所述加权变量,以修改传送的信号,从而产生消除信号。
39.根据权利要求35所述的系统,其中,所述变换域是这样的域,在其中数据信号和一个或多个加权变量之间的相乘通常等效于卷积。
40.根据权利要求35所述的系统,其中,所述系统由两个或多个信道共享,并且所述系统进一步包括将所述加权变量时分复用到消除信号。
41.根据权利要求40所述的系统,其中,以循环方式进行所述共享。
42.根据权利要求1所述的方法,其中,所述傅立叶变换中的点的数目是1024。
43.根据权利要求1所述的方法,其中所述重叠处理包括5/8重叠处理。
44.根据权利要求30所述的方法,其中,基于决定装置误差信号产生所述反馈误差信号。
45.根据权利要求32所述的方法,其中,所述误差信号包括决定装置误差。
46.根据权利要求32所述的方法,其中,从误差信号组中选择所述误差信号,所述误差信号组包括决定装置误差和所述接收的信号。
47.根据权利要求32所述的方法,其中,两个或多个信道共享所述产生方法,从而所述方法使用与第一信道相关联的误差信号和数据信号以产生一个或多个第一信道加权变量,并且随后使用与第二信道相关联的误差信号和数据信号以产生一个或多个第二信道加权变量。
48.根据权利要求47所述的方法,其中,所述共享包括基于循环进行共享。
49.根据权利要求32所述的方法,其中,利用加权变量开关共享所述一个或多个加权变量。
50.一种干扰消除系统,其被配置为利用模拟域信号或者数字域信号或其二者进行消除,所述系统包括第一输入端,其被配置为接收输入信号;第二输入端,其被配置为接收消除信号,并向混合信号处理系统提供所述消除信号;模拟域消除系统,包括信号分离单元,其被配置为将所述消除信号分离为第一部分和第二部分;数模变换器,其被配置为将所述消除信号的所述第一部分变换到所述模拟域;第一减法器,其被配置为从所述输入信号中减去所述模拟消除信号,以生成修改的输入信号;模数变换器,其被配置为将所述修改的输入信号变换到所述数字域;以及第二减法器,其被配置为从所述数字域中的所述修改的输入信号中减去所述消除信号的所述第二部分。
51.根据权利要求50所述的系统,其中,所述第一部分的值大于所述第二部分的值。
52.根据权利要求50所述的系统,其中,所述消除信号是这样的消除信号,其被配置为消除来自两个或多个信道上的其它信号的耦合到所述接收信号的干扰。
53.根据权利要求50所述的系统,其中,所述模拟域消除系统消除所述模拟域中的干扰,以减少所述模数变换器的动态范围需求。
54.根据权利要求50所述的系统,进一步包括开关装置,其被配置为选择性地使得能够进行所述模拟域中的消除。
55.一种被配置为消除耦合到多信道通信系统中的接收的信号上的干扰的混合信号消除系统,包括数字域消除系统,其被配置为产生第一数字域消除信号;混合域消除系统,其被配置为处理所述第一数字域消除信号,并产生模拟域消除信号和第二数字域消除信号;开关装置,其被配置为选择性地将所述第一数字域消除信号或所述第二数字域消除信号以及所述模拟域消除信号二者与所述接收的信号相结合。
56.根据权利要求55所述的系统,其中,所述数字域消除系统在变换域中进行处理,以产生所述第一数字域消除信号。
57.根据权利要求55所述的系统,其中,所述开关装置包括多路复用器。
58.根据权利要求55所述的系统,其中,消除在所述模拟域中的所述干扰的一部分以减小接收机的模数变换器的动态范围需求。
59.根据权利要求55所述的系统,其中,所述多信道通信系统包括四信道通信系统,并且各信道包括两根导线。
60.一种用于消除接收的信号中在模拟域中的有害耦合,以减少接收机的前端处理的需求的方法,所述方法包括以下步骤从多信道消除信号发生器接收数字域中的消除信号;处理所述消除信号,以将一个或多个最重要的比特与一个或多个最不重要的比特相分离;将所述一个或多个最重要的比特从所述数字域变换到所述模拟域以生成模拟域消除信号;从所述接收的信号中减去所述模拟域消除信号,以生成修改的接收信号;将所述修改的接收信号变换到所述数字域;以及从所述数字域中的所述修改的接收信号中减去所述一个或多个最不重要的比特。
61.根据权利要求60所述的方法,其中,所述多信道消除信号发生器在所述变换域中进行处理,以产生所述消除信号。
62.根据权利要求60所述的方法,其中,减少接收机的前端处理的需求包括减少所述接收机中的模数变换器的所需动态范围。
63.根据权利要求60所述的方法,其中,所述一个或多个最重要的比特包括所述模拟消除信号,并且一个或多个最不重要的比特包括所述数字消除信号。
64.根据权利要求60所述的方法,进一步包括监控所述接收的信号的幅度,并且响应于控制开关装置,选择性地从所述接收的信号中减去所述一个或多个最重要的比特。
65.一种用于消除在通信信道上接收的接收信号中的有害耦合的方法,其包括以下步骤产生消除信号;向混合信号消除系统提供所述消除信号;将所述消除信号分离为第一部分和第二部分;以模拟格式从所述接收的信号中减去所述第一部分;以及以数字格式从所述接收的信号中减去所述第二部分,其中,减去所述第一部分和所述第二部分消除了所述接收的信号中的有害耦合。
66.根据权利要求65所述的方法,其中,所述第一部分包括所述消除信号的一个或多个最重要的比特,并且减去所述第一部分进一步包括将所述第一部分变换为模拟格式。
67.根据权利要求65所述的方法,进一步包括通过将所述消除信号的幅度与阈值进行比较,在所述模拟域中选择性地使得能够进行消除,从而,如果所述消除信号的幅度超过所述阈值,则使得能够在所述模拟域中进行消除。
68.根据权利要求67所述的方法,其中,当处理具有等于或低于所述阈值的幅度的接收的信号时,不会超出所述接收机的处理能力。
69.根据权利要求65所述的方法,其中,产生消除信号包括在变换域中进行处理,以操控所述两个或多个信道上的输出信号从而产生消除信号,所述消除信号消除来自所述两个或多个信道的有害耦合。
70.根据权利要求65所述的方法,其中,以数字格式从所述接收的信号中减去所述第二部分,进一步包括在相减之前对所述第二部分进行数字滤波。
71.根据权利要求55所述的方法,其中,所述混合域消除系统进一步包括剩余消除器。
72.根据权利要求71所述的方法,其中,所述剩余消除器包括数字滤波器,其被配置为修改所述第二数字域消除信号,以解决在所述模拟域消除信号中的延迟或时间扩散。
73.根据权利要求60所述的方法,进一步包括对所述一个或多个最不重要的比特进行数字滤波,从而产生所述修改的接收信号,并将所述修改的接收信号变换到所述数字域。
74.根据权利要求65所述的方法,进一步包括在从所述接收的信号中减去所述第二部分之前,利用数字滤波器对所述第二部分进行剩余消除。
全文摘要
公开了一种用于在多信道通信系统中减少串扰的方法和装置。在一个实施例中,多信道环境中的输出信号(302)被操控到变换域(416),例如频域。之后,基于加权变量(424)结合并修改所述信号,以生成消除信号。结合的处理显著降低了系统复杂度,并增加了处理速度。在所述变换域中进行处理之后,所述消除信号进一步被处理,以将所述消除信号返回到时域(430)。然后,将所述消除信号与接收的信号相结合,以消除串扰或回波(338)。
文档编号H04M9/08GK1813417SQ200480018242
公开日2006年8月2日 申请日期2004年4月22日 优先权日2003年4月28日
发明者W·W·琼斯, G·A·齐默尔曼, C·J·帕尼亚内利 申请人:索拉尔弗拉雷通讯公司
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