专利名称：频道评估强化lms均衡器的制作方法
技术领域：
本发明是有关无线通信系统。更特别是，本发明是有关频道评估强化LMS均衡器。
技术背景调整适应滤波器的滤波系数方法的一系为LMS(最小均方)算法。LMS滤波器中， 滤波器系数系以LMS滤波器实际输出及参考值间的误差为基础被更新。该误差系被回 馈以更新滤波器系数，而该被更新滤波器系数系以步长及误差为基础被产生，其系被 迭代更新直到收敛为止。因为收敛速度不能赶上快速改变频道，所以若使用小步长，则快速改变频道中的 LMS均衡器(或正规LMS(NLMS)均衡器)效能系被降级。使用大步长可增加收敛速度， 因而可强化LMS均衡器效能。然而，使用大歩长可能产生超额错误调整误差。因此， 追踪能力及错误调整误差的间系具有置换关系。大歩长追踪频道较佳。然而，小步长 降低错误调整误差较佳。因此，步长被设定来最佳化总效能，但LMS算法实施通常会 产生次佳收敛时间。Griffith算法系以不需误差信号但需参考信号及数据向量乘积预测值的先验知 识的LMS算法适应为基础。因此，预测不需限制先前技术即可执行频道评估。发明内容本发明是有关使用频道评估的一强化均衡器。依据本发明，频道评估的定标版本 系被当作用于实施Griffith算法的被传送信号及被接收信号乘积的预测平均行为。 本发明亦使用事先或预测频道评估来克服存在于随时间改变频道中的LMS算法变异 中的延迟问题。因此，本发明可促成小步长使用达成以大步长的相同追踪能力。未来 某时点的频道评估系被用于更新均衡器滤波器分接点系数。此可以预测滤波器来实 施。可替代是，因为对滤波器分接点系数产生器输入数据被延迟，所以延迟可被引进 输入数据至滤波器分接点系数产生器，其使频道评估类似对滤波器分接点系数产生器的预测。
图1为依据本发明的均衡器方块图。图2为图1的均衡器滤波器方块图。图3为图1的滤波器分接点系数产生器方块图。图4显示与先前技术NLMS均衡器相较的效能改良模拟结果。图5为依据本发明执行被接收信号等化处理流程图。图6为依据本发明产生滤波器分接点系数处理流程图。
具体实施方式
本发明特性可被并入集成电路(IC)或被配置于包含多互连组件中的电路中。 本发明提供可维持良好收敛特性下较佳追踪高行动性频道的一均衡器(也就是适 应性滤波器)。Griffith算法系被设计允许无误差信号(适应天线数组以拒绝干扰的 脉络)，但需得知被传送信号及被接收信号乘积的预测平均行为时使用类似LMS算法。 通常，接收器处并不知此被预测行为。依据本发明，该行为系被评估，而该评估系被 用来实施Griffith算法。依据本发明的一实施例，频道评估的定标版本系被当作被 传送信号及被接收信号乘积的预测平均行为。若已知引示序列被嵌入传输中(如通过 将被接收信号与已知引示信号相关联)，则可轻易获得频道评估。本发明亦使用事先或预测频道评估来克服存在于随时间改变频道中的LMS算法 变异中的延迟问题，藉此促成小步长使用达成以大步长的相同追踪能力。依据本发明， 未来某时点的频道评估系被用于更新均衡器滤波器分接点系数。此可以预测滤波器来 实施。可替代是，因为对滤波器分接点系数产生器输入数据被延迟，所以延迟可被引 进输入数据至滤波器分接点系数产生器，其使频道评估类似对滤波器分接点系数产生 器的预测。依据漏泄NLMS算法更新均衡器滤波器的滤波器分接点系数系可被重写如下 <formula>formula see original document page 7</formula> 方程式(1)1其中误差信号<formula>formula see original document page 7</formula>a为漏泄因子，w为均衡器滤波器分接点系数,^为均衡器滤波器中的输入数据向量，y为均衡器滤波器输出，^-^5 ， c为乱 码共轭，而下标k意指第k迭代。记注乘积yc=eq—descram，且使及引示信号p={l+j}，方程式(1)可被重写如下IN方程式(2)记注AA〉 = ^M — vee ，方程式(2)可被重写如下*t +>9(/ .炒》 一"《^ -e《一^fejcram'j[jwi一vecH) _^— — 方程式(3)依据发明的NLMS算法强化系通过以下其预期取代方程式(3)的()左所述来达成— — 方程式(4)依据本发明，该预测系从频道评估被近似。只要引示被传送，该预测所述将产生 无噪声例中的频道脉冲响应。因此，频道评估可取代方程式(4)中的预测。此外，被 预测频道评估系被使用，而非仅计算频道评估来取代预测。若频道评估于未来某时被 频道状态评估取代，则附加效能改良可被实施。此补偿NLMS算法中既存的延迟。如 上述，该预测可通过被放置均衡器滤波器前方的延迟来实施。图1为依据本发明的均衡器100方块图。均衡器IOO系包含一均衡器滤波器106, 一频道评估器112， 一滤波器分接点系数产生器114及一乘法器110。均衡器100可 选择性进一步包含一延迟缓冲器104, —信号组合器102及一向下采样器108。数字化样本132， 134系被馈入信号组合器102。本发明可被扩充使用多天线来 接收分集。如样本132， 134的多样本流系可经由多天线从被接收信号被产生，而多 样本流132, 134系被信号组合器102多路传送以产生一被组合样本流136。应注意， 图1描绘来自两接收天线的两样本流132, 134例(无图示)，但仅一或两个以上样本 流视天线配置而定被产生。若仅一样本流被产生，则不需信号组合器102,而样本流被直接馈入延迟缓冲器104及频道评估器112。信号组合器102可替代地仅内插样本 132, 134来产生一样本流136。被组合样本136系被馈入延迟缓冲器104及频道评估器112。延迟缓冲器104可 于输出被延迟组合样本139至均衡器滤波器106的前储存被组合样本136以延迟一预 定时间区间。此使频道评估类似对滤波器分接点系数产生器的预测。可替代是，样本 136可被直接馈送至均衡器滤波器106。均衡器滤波器106可使用被滤波器分接点系 数产生器114更新的滤波器分接点系数148来处理该被延迟组合样本138并输出被滤 波样本140。若采样速率大于芯片速率或多样本流被产生，则被滤波样本140可通过向下釆样 器108被向下采样，藉此向下采样器108产生芯片速率数据。较佳是，样本132, 134 系以两倍芯片速率被产生。例如，若两样本流以两倍芯片速率被产生，则下采样器 108通过四(4)的因子向下采样被滤波样本140。被向下采样样本142接着通过乘法器IIO将该被向下采样样本142乘上乱码157 的共轭被解扰乱。该被解扰乱滤波样本144系从均衡器IOO被输出通过其它下游组件 处理，且亦被回馈至滤波器分接点系数产生器114。作为输入的频道评估器112可接收被组合样本136及较佳引示序列152并输出一 频道评估150。频道评估可通过使用任何先前技术方法来产生。当引示信号被包含于 被接收信号时，该引示信号知识系可强化频道评估。滤波器分接点系数产生器114可产生被用于滤波均衡器滤波器106中的被组合样 本138的滤波器分接点系数1H。滤波器分接点系数产生器1H当作输入，被解乱码 滤波样本144，分接延迟线146中的样本状态向量，频道评估器112所产生的频道评 估150， 一歩长参数U 154及一漏泄参数Ot 156。图2为均衡器滤波器106的详细方块图。均衡器滤波器106包含一分接延迟线 202及一向量内乘积乘法器204。被延迟组合样本138系被移入分接延迟线202，而 向量内乘积乘法器204系计算被移入分接延迟线的样本状态向量146及复合滤波器分 接点系数148的向量内乘积。该向量内乘积系从均衡器滤波器106被输出为被滤波样 本140。图3为滤波器分接点系数产生器114的详细方块图。滤波器分接点系数产生器 114系包含一第一共轭单元302， 一第二共轭单元304， 一第一乘法器306， 一加法器 308， 一第二乘法器310, —向量范数平方产生器320, —除法器314及一回路滤波器311。频道评估器112所产生的频道评估150系被馈送至第一共轭单元302以产生频道评估332的共轭。均衡器滤波器106的分接延迟线202中的样本状态向量146系被 馈送至第二共轭单元304以产生状态向量334的共轭。状态向量334及藉扰乱滤波样 本144系被乘上第一乘法器306。第一乘法器306系为可产生向量信号的纯量-向量 乘法器305。第一乘法器306的输出336系通过加法器308被擷取自频道评估332的 共轭以产生未定标修正所述338 ，其对应方程式(4)中的 _ ve, } - eg _血sct"附■ ^附_ vecff )所述。状态向量146亦被馈送至向量范数平方产生器320以计算状态向量340的向量范 数平方。歩长参数"154系通过除法器314被除以状态向量340的向量范数平方以产 生定标因子342(也就是方程式(4)中的P)。定标因子342系通过第二乘法器310被 乘上未定标修正所述338以产生定标修正所述344。定标修正所述344系被馈送至回 路滤波器311以被添加至先前迭代滤波器分接点系数以产生被更新滤波器分接点系 数148。回路滤波器311系包含一加法器312, —延迟单元318及一乘法器316。滤波器 分接点系数148系被储存于延迟单元318中被用于下一迭代当作先前滤波器分接点系 数。被延迟滤波器分接点系数346系被乘上漏泄参数(X 156以产生定标先前滤波器 分接点系数348,而该定标先前滤波器分接点系数348系通过加法器312被添加定标 修正所述344以产生滤波器分接点系数148。依据本发明的效能改良系被显示于图4作为模拟结果。该仿真系针对10dB的信 号噪声比(SIR),正交移相键控(QPSK)调变，具有ITU VA120频道的一接收天线，及 第三代高速下链封包存取(HSDPA)固定参考频道(FRC)测试被配置。该仿真显示本发明 高行动性频道(120kph行动速度)的优点。2dB以上效能改良系被实现。图5为依据本发明执行被接收信号等化处理500的流程图。样本系被产生自被接 收信号(步骤502)。样本系于转送该样本至均衡器滤波器的前被暂时储存于延迟缓冲 器中以延迟样本一段预定期间(步骤504)。频道评估系以该样本为基础被产生(步骤 506)。被延迟缓冲器延迟的样本系通过均衡器滤波器处理以产生被滤波样本(步骤 508)。乱码共轭系被乘上该被滤波样本以产生解乱码滤波样本(步骤510)。新滤波器 分接点系数系使用该频道评估被产生(步骤512)。图6为依据本发明产生滤波器分接点系数处理600流程图。频道评估的共轭系被 产生(步骤602)。被移入均衡器滤波器的分接延迟线中的样本状态向量共轭系被乘上 解扰乱滤波样本(步骤604)。乘法结果系被扣除自频道评估的共轭系以产生未定标修正所述(步骤606)。定标因子系通过步长除以被移入分接延迟线中的样本状态向量的 向量范数平方被产生(步骤608)。定标向量系被乘上该未定标修正所述以产生定标修 正所述(步骤610)。该定标修正所述系被添加至先前迭代的滤波器分接点系数以产生 被更新滤波器分接点系数(步骤612)。虽然本发明的特性及组件被以特定组合说明于较佳实施例中，但各特性及组件系 不需较佳实施例的其它特性及组件，或有或无本发明其它特性及组件的各种组合中被 单独使用。
权利要求
1.一种均衡器，包含一频道评估器，可产生一频道评估；一均衡器滤波器，以滤波器分接点系数未处理样本以产生经滤波样本；及一滤波器分接点系数产生器，可使用该频道评估更新该滤波器分接点系数。
2. 根据权利要求l所述的该均衡器，其特征在于，该均衡器滤波器包含 一分接延迟线，样本系被依序移入该分接延迟线；及一向量内乘积乘法器，可计算被移入该分接延迟线的该样本及该滤波器分接 点系数的一向量内乘积。
3. 根据权利要求2所述的均衡器，其特征在于，该滤波器分接点系数产生器以 被解扰乱滤波样本一被移入该分接延迟线的一样本状态向量及该频道评估为基础计 算一新滤波器分接点系数组。
4. 根据权利要求3所述的均衡器，其特征在于，该滤波器分接点系数产生器包含一第一共轭单元，可产生该频道评估的一共轭；一第二共轭单元，可产生被移入该分接延迟线的该样本状态向量的一共轭； 一第一乘法器，可将该被解扰乱滤波样本乘上该状态向量的共轭； 一加法器，可从该频道评估的共轭扣除该第一乘法器的输出，以产生一未定 标修正所述；一向量范数平方产生器，可计算该状态向量的一向量范数平方； 一除法器，可将步长参数除以该向量范数平方，以产生一定标因子； 一第二乘法器，可将该定标因子乘上该未定标修正所述，以产生一定标修正 所述；以及一回路滤波器，可通过添加该定标修正所述至一先前迭代的该滤波器分接点 系数来储存该先前迭代的该滤波器分接点系数，及输出新滤波器分接点系数。
5. 根据权利要求4所述的均衡器，其特征在于，该滤波器分接点系数产生器进 一歩包含一第三乘法器，可将一漏泄参数乘上该先前迭代的该滤波器分接点系数。
6. 根据权利要求1所述的均衡器，其特征在于，进一步包含一延迟缓冲器，可 于该样本被转送至该均衡器滤波器的前延迟该样本一预定时间区间。
7. 根据权利要求1所述的均衡器，其特征在于，进一步包含一向下采样器，可 向下采样器该经滤波样本，藉此该向下采样器可以一芯片速率输出经滤波样本。
8. 根据权利要求7所述的均衡器，其特征在于，进一步包含一信号组合器，可 组合经由多个天线所接收的信号为基础而产生的多个样本流。
9. 根据权利要求8所述的均衡器，其特征在于，该信号组合器可内插该多个样 本流以产生一组合样本流。
10. —种用于对接收信号执行等化的方法，该方法包含 产生所接收信号的样本； 以该样本为基础产生一频道评估； 以均衡器滤波器处理该样本来产生经滤波样本；及 使用该频道评估产生该均衡器滤波器的新滤波器分接点系数。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，该新滤波器分接点系数系以 被解扰乱滤波样本一被移入该均衡器滤波器的一分接延迟线的样本状态向量及该频 道评估为基础所产生。
12. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，进一步包含于转送该样本至该均衡器滤波器的前，将该样本储存于一延迟缓冲器以延迟 该样本一预定时间区间。
13. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，进一步包含向下采样该经滤 波样本以一芯片速率产生经滤波样本。
14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包含组合经由多个天 线所接收信号为基础所产生的多个样本流。
15. 根据权利要求H所述的方法，其特征在于，该多个样本流系被内插以产 生一组合样本流。
16. —种用于等化的集成电路，包含 一频道评估器，可产生一频道评估；一均衡器滤波器，以滤波器分接点系数未处理样本以产生经滤波样本；及 一滤波器分接点系数产生器，使用该频道评估更新该滤波器分接点系数。
17. 根据权利要求16所述的集成电路，其特征在于，该均衡器滤波器包含 一分接延迟线，该样本系被依序移入该分接延迟线；及一向量内乘积乘法器，可计算被移入该分接延迟线的该样本及该滤波器分接 点系数的一向量内乘积。
18. 根据权利要求17所述的集成电路，其特征在于，该滤波器分接点系数产生器以被解扰乱滤波样本、被移入该分接延迟线的一样本状态向量及该频道评估为基 础计算一新滤波器分接点系数组。
19. 根据权利要求18所述的集成电路，其特征在于，该滤波器分接点系数产 生器包含一第一共轭单元，可产生该频道评估的一共轭； 一第二共轭单元，可产生该状态向量的一共轭； 一第一乘法器，可将该被解扰乱滤波样本乘上该状态向量的共轭； 一加法器，可从该频道评估的共轭扣除该第一乘法器的输出，以产生一未定 标修正所述；一向量范数平方产生器，可计算该状态向量的一向量范数平方； 一除法器，可将一步长参数除以该向量范数平方，以产生一定标因子； 一第二乘法器，可将该定标因子乘上该未定标修正所述，以产生一定标修正 所述以及一回路滤波器，可通过添加该定标修正所述至一先前迭代的该滤波器分接点 系数来储存该先前迭代的该滤波器分接点系数，及输出新滤波器分接点系数。
20. 根据权利要求19所述的集成电路，其特征在于，该滤波器分接点系数产 生器进一歩包含一第三乘法器，可将一漏泄参数乘上该先前迭代的该滤波器分接点系 数。
21. 根据权利要求16所述的集成电路，其特征在于，进一步包含一延迟缓冲 器，可于该样本被转送至该均衡器滤波器的前延迟该样本一预定时间区间。
22. 根据权利要求16所述的集成电路，其特征在于，进一步包含一向下采样 器，可向下采样器该经滤波样本，藉此该向下采样器可以一芯片速率输出经滤波样本。
23. 根据权利要求22所述的集成电路，其特征在于，进一步包含一信号组合 器，可组合经由多个天线所接收的信号为基础而产生的多个样本流。
24. 根据权利要求23所述的集成电路，其特征在于，该信号组合器可内插该 多个样本流以产生一组合样本流。
25. —种产生用于一适应性滤波器的滤波器分接点系数的滤波器分接点系数 产生器，该滤波器分接点系数产生器包含一第一共轭单元，可产生频道评估的一共轭；一第二共轭单元，可产生被移入适应性滤波器的分接延迟线的样本状态向量的一共轭；一第一乘法器，可将被解扰乱滤波样本乘上该状态向量的共轭 一加法器，可从该频道评估的共轭扣除该第一乘法器的输出，以产生一未定 标修正所述；一向量范数平方产生器，可计算状态向量的一向量范数平方； 一除法器，可将步长参数除以该向量范数平方，以产生一定标因子 一第二乘法器，可将该定标因子乘上该未定标修正所述，以产生定标修正所述；及一回路滤波器，可通过添加该定标修正所述至一先前迭代的该滤波器分接点 系数来储存该先前迭代的该滤波器分接点系数，及输出新滤波器分接点系数。
26. —种产生用于一适应性滤波器的滤波器分接点系数的方法，该方法包含 产生频道评估的共轭；将被移入一适应性滤波器分接延迟线的样本状态向量的共轭乘上被解扰乱滤波样本；从该频道评估的共轭扣除乘法结果，以产生一未定标修正所述； 将歩长参数除以该被移入分接延迟线的样本状态一向量的向量范数平方，以 产生一定标因子；将该定标因子乘上该未定标修正所述，以产生一定标修正所述；以及 添加该定标修正所述至一先前迭代的滤波器分接点系数，以产生被更新滤波 器分接点系数。
全文摘要
本发明有关于一种使用频道评估的强化均衡器(106)。频道评估的定标版本系被当作用于实施Griffith算法的传送信号及接收信号乘积的预测平均行为。本发明亦使用事先或预测频道评估(112)，以克服存在于随时间改变频道中LMS算法变异的延迟问题。因此，本发明可促成小步长使用达成以大步长的相同追踪能力。未来某时点的频道评估系被用于更新均衡器滤波器分接点系数。此可以预测滤波器来实施。可替代是，因为对滤波器分接点系数产生器输入数据被延迟，所以延(104)迟可被引进输入数据至滤波器分接点系数产生器(114)，其使频道评估类似对滤波器分接点系数产生器的预测。
文档编号H04B1/10GK101218750SQ200680008667
公开日2008年7月9日 申请日期2006年3月16日 优先权日2005年3月18日
发明者菲利普·J·佩特拉斯基 申请人:美商内数位科技公司