利用实时测量度量和自适应天线阵列来提升信号完整性和放大的物理层中继器的制作方法

专利名称：利用实时测量度量和自适应天线阵列来提升信号完整性和放大的物理层中继器的制作方法
利用实时测量度量和自适应天线阵列来提升信号完整性和放大
的物理层中继器
优先权要求
本申请要求2007年3月2日提交的题为"ADAPTIVE SAME FREQUENCY REPEATER TECHNIQUES (自适应同频中继器技术)"的美国临时专利申请 S/N. 60/904,368的优先权，该申请通过援引全部纳入于此。
背景
按照惯例，诸如基于时分双工(TDD)、频分双工(FDD)无线保真度 (Wi-Fi)、微波接入全球互操性(Wi-max)、蜂窝、全球移动通信系统(GSM)、 码分多址(CDMA)或3G的无线网络等无线通信网络的覆盖区可通过中继器 而增大。示例性中继器包括例如在如由开放式系统互连基本参考模型(OSI模 型)定义的物理层或数据链路层中操作的频率变换中继器或同频中继器。
物理层中继器可被分类到"相同频率"或"频率变换"设备中。与将在何处部 署中继器相关联的网络架构将决定所使用中继器的类型。如果使用同频中继 器，则其要求中继器在相同频率上并发地接收和传送。因此，中继器必须使用 各种天线和数字/模拟消除技术在接收机和发射机之间实现隔离。如果使用频率 变换中继器，则中继器接收第一频率信道上的信号并在随后将其变换至第二频 率信道以进行并发传输。这样，通过频率分离使发射机与接收机之间的隔离达 到某一程度。较佳地，用于接收和发射的天线以及中继器电路被包括在同一封 装内以便达成制造成本缩减、安装便利等。当中继器意在供消费者用作基于住 宅或小办公室的设备时尤其属于这种情形，此时外形因素和安装便利是关键考 量。在如此的设备中， 一个天线或天线组通常面对例如基站、接入点、网关， 而另一天线或天线组面向订户设备。
对于并发地接收和发射的中继器，接收和发射天线之间的隔离在整个中继 器性能——即中继至相同频率还是中继至不同频率的情形——中是个重要因素。更具体地，如果接收机和发射机天线并未适当的隔离，则中继器的性能会 显著恶化。通常，中继器的增益不能比隔离大，以防止中继器振荡或初始灵敏 度降低。隔离通常是通过物理分开、天线方向图或偏振来达成的。对于频率变 换中继器，可利用带通滤波来达成附加隔离，但是因在接收天线的带内频率范 围内接收到非希望噪声和来自发射机的带外辐射，所以天线隔离一般在中继器 性能中仍是限制因素。在中继器工作在相同频率上的情况下，接收机与发射机 的天线隔离是更加关键的问题，在这样的情况下带通滤波不提供附加隔离。
基于蜂窝的系统常常具有有限的获许可频谱可用，并且不能利用频率变换 中继办法，因此使用利用相同接收和发射频率信道的中继器。
如以上所提及的，对于旨在供消费者使用的中继器，将中继器制造成在物 理上具有小的形状因子以达成进一步的成本縮减、安装简易等会是较佳的。然 而，小的形状因子导致天线以紧密的接近度布置，由此加剧以上所讨论的隔离 问题。
当前的中继器遭受其他严重缺陷，因为它们无法将源自其自身发射机的漏 泄与其希望中继的信号分开。结果，常规中继器通常不能在实时的基础上最优 化其系统隔离和性能，从而导致对整个网络系统的差劣操作或破坏性影响。具
体地，当前实践不允许在使中继器能按常规操作的同时自适应消除中继器环境 中的非希望信号。替换地，当前中继器部署由于成本和复杂度而提供有限的消 除环路，是分立的实现，且通常被部署在没有子频带滤波的单频带系统中。此 外，当前干扰消除环路的部署假定多径延迟且遭受散射信号中的额外或失配延 迟、信号中变化的延迟(例如，多普勒)、以及对宽带信号的有限消除(例如， IC带宽)。
根据前面所述，易于显见存在对用于克服现有实践的缺点的系统和方法的 需要。
概要
提供本概述以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些 概念。本概述并非旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨 在用于限定要求保护的主题的范围。本文中所描述的系统和方法提供了一种用于部署反馈消除环路的中继器 环境，该反馈消除环路与天线阵列操作地耦合，以使得可向天线阵列和反馈消 除环路组合应用所选度量以改善信号完整性和放大。在例示性实现中，示例性 中继器环境包括发射机、接收机、操作地耦合至天线阵列的合成度量模块。在 例示性实现中，反馈消除环路可从协作天线阵列接收信号作为输入，并向协作 天线阵列传送诸如反馈漏泄信号的输出信号。
在例示性操作中，反馈消除环路可由度量来调节，该度量调节对反馈消除 环路的权重，以使得此度量可指示接收处存在的发射机信号的水平并可基于执 行所发射信号与接收信号之间的相关来推导出。此外，示例性中继器可操作地 保持足以确保所发射的信号与合需接收机信号解相关、与反馈漏泄信号时间对 准且相关的延迟。在例示性操作中，度量所提供的权重可通过执行所选线性代 数算法(例如，最小均方误差-MMSE)来提供。
在例示性操作中，示例性中继器环境可执行一种釆用自适应耦合均衡反馈 消除环路和天线阵列的方法，该方法包括由一个或多个接收机(例如，M个 接收机)接收中继器发射机漏泄信号和合需接收信号；可对这M个接收机信 号应用表示M复数空间接收权重的权重；加权接收机信号可在随后被组合成 合成加权信号；该合成加权信号可被示例性漏泄消除块处理以产生后消除接收 信号；漏泄消除块可基于合成加权信号、后消除接收信号和经延迟的发射机信
号中的一个或多个来计算其反馈消除环路的经更新的值——其中与反馈值的
更新相关联的时间常数可被认为是Tc。
此外，在例示性方法中，基带滤波块可操作地对后消除接收信号进行滤波
以产生经滤波的后消除收到信号；自动增益控制(AGC)块利用预相关漏泄度 量、残余漏泄相关度量、入功率、出功率、和隔离余量中的一个或多个来对经 滤波的后消除接收信号执行自动增益控制以产生AGC输出信号；空间加权块 可基于LMS算法或其他自适应算法利用残余漏泄相关度量和所选收敛时间 (例如，大于10倍Tc)来计算新接收机和发射机复数空间权重；空间加权 块将N个复数空间发射机权重分别应用于ACG输出信号的N个副本；N 个发射机可在随后发射N个加权中继器发射信号；以及N个中继器发射信号 可由M个接收机接收以形成与M个合需接收信号求和的M个中继器发射漏泄信号。
根据一个方面， 一种用于无线通信网络的中继器，该用于提供反馈消除的 中继器包括包括一个或多个天线振子的天线阵列；均衡反馈消除环路，操作 地耦合至天线阵列并被配置成对输入信号进行操作以推导被用来增大信号隔 离和信号增益的度量，其中度量指示接收机处存在的发射机信号的水平，并且 是基于所发射信号与接收机信号之间的相关推导出的，并且其中中继器具有使 得所发射信号与合需接收机信号解相关、所发射信号被时间对准、且所发射信 号与反馈漏泄信号相关的延迟。
根据又一方面， 一种助益中继器环境中的反馈环路消除的方法，包括在 M个接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号；对M个接收机应用M 个复数空间接收权重以生成加权接收机信号;组合加权接收机信号以生成合成 加权信号；向后消除漏泄信号提供被用来将所接收信号与发射机漏泄信号解相 关以生成解相关发射信号的所选时延；使用自适应算法利用相关度量和所选收 敛时间来生成新接收机和发射机复数空间权重;以及通过N个发射机发射N 个加权中继器信号。
另一方面提供了一种用于助益中继器环境中的反馈环路消除的方法，该方 法包括在接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号以分类为合成接收 信号；由漏泄消除块生成后消除接收信号；向后消除漏泄信号提供被用来将接 收信号与发射机漏泄信号解相关以生成解相关发射信号的所选时延；以及发射 解相关发射信号。
根据一方面，一种其上存储有用于执行至少以下动作的计算机可执行指令 的计算机可读介质在M个接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号； 对M个接收机应用M个复数空间接收权重以生成加权接收机信号；组合加权 接收机信号以生成合成加权信号；向后消除漏泄信号提供被用来将所接收信号 与发射机漏泄信号解相关以生成解相关发射信号的所选时延；使用自适应算法 利用相关度量和所选收敛时间来生成新接收机和发射机复数空间权重；以及通 过N个发射机发射N个加权中继器信号。
在另一方面， 一种处理器，包括其上存储有用于使处理器执行至少以下动 作的计算机可执行指令的存储器在接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号以分类为合成接收信号；由漏泄消除块生成后消除接收信号；向后消除 漏泄信号提供被用来将接收信号与发射机漏泄信号解相关以生成解相关发射 信号的所选时延；以及发射解相关发射信号。
在又一方面， 一种助益中继器环境中的反馈环路消除的系统，包括用于 在M个接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号的装置；用于对M个 接收机应用M个复数空间接收权重以生成加权接收机信号的装置；用于组合 加权接收机信号以生成合成加权信号的装置；用于向后消除漏泄信号提供被用 来将接收信号与发射机漏泄信号解相关以生成解相关发射信号的所选时延的 装置；用于使用自适应算法利用相关度量和所选收敛时间来生成新接收机和发 射机复数空间权重的装置；以及用于通过N个发射机发射N个加权中继器信 号的装置。
以下说明和所附插图详细阐述了主题的某些示例性方面。但是，这些方面 仅仅是指示了可采用主题的原理的各种方式中的若干种，并且所要求保护的主 题旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。
附图简述


图1是根据本文中所描述的系统和方法的例示性中继器的示例性外壳的 框图。
图2是根据本文所描述的系统和方法的执行反馈消除的示例性RF中继器
的示例性信号传播的框图。
图3是根据本文中所描述的系统和方法的示例性天线中继器组件的框图。 图4是根据本文中所描述的系统和方法的示例性其他中继器组件的框图。 图5是根据本文中所描述的系统和方法的例示性RF中继器的示例性组件
的协作的框图。
图6是根据本文中所描述的系统和方法的例示性RF中继器的示例性组件 的协作的另一框图。
图7是根据本文中所描述的系统和方法的具有双频带阵列的频分双工 (FDD)中继器的框图。
图8是根据本文中所描述的系统和方法的具有模拟均衡器以及对该模拟均衡器的处理器控制的示例性FDD单频带中继器的框图。
图9是根据本文中所描述的系统和方法的具有模拟均衡器和发射/接收阵
列以及对该模拟均衡器及阵列的处理器控制的示例性FDD单频带中继器的框图。
图10是根据本文所描述的系统和方法的具有数字干扰消除系统的示例性 FDD单频带中继器的框图。
图11是根据本文所描述的系统和方法的具有数字干扰消除系统和阵列的 示例性FDD单频带中继器的框图。
图12是示出了根据本文中所描述的系统和方法的具有反馈消除和度量应 用机制的示例性组件的交互的框图。
图13是示出了根据本文中所描述的系统和方法的用于结合所选一个或多 个度量的应用来使用的权重的应用的框图。
图14是示出了根据本文所描述的系统和方法的示例性采用的反馈消除和 度量应用机制的影响的曲线图。
图15是一种用于采用度量来改善中继器的信号完整性和放大的示例性方 法的流程图。
图16图解了助益中继器环境中的反馈环路消除的示例性系统。
详细描述
本公开涉及以下于2008年3月3日提交的美国专利申请代理人案号 080603U2、 S/N. XX/XXX，XXX的CLOSED FORM CALCULATION OF TEMPORAL EQUALIZER WEIGHTS USED IN A REPEATER TRANSMITTER LEAKAGE CANCELLATION SYSTEM (用在中继器发射机漏泄消除系统中的 时间均衡器权重的闭合形式计算)；代理人案号080603U3、 S/N. XX/XXX,XXX 的USE OF A FILTERBANK IN AN ADAPTIVE ON-CHANNEL REPEATER UTILIZING ADAPTIVE ANTENNA ARRAYS (在利用自适应天线阵列的自 适应同频信道中继器中使用滤波器排)；代理人案号080603U4、 S/N. XX/XXX,XXX的USE OF ADAPTIVE ANTENNA ARRAY IN CONJUNCTION WITH AN ON-CHANNEL REPEATER TO IMPROVE SIGNAL QUALITY (结合同频信道中继器使用自适应天线阵列以改善信号质量)；代理人案号 080603U5、 S/N. XX/XXX，XXX的AUTOMATIC GAIN CONTROL AND FILTERING TECHNIQUES FOR USE IN ON-CHANNEL REPEATER (用于同 频信道中继器的自动增益控制和滤波技术)；代理人案号080603U6、 S/N. XX/XXX,XXX的CONFIGURATION OF A REPEATER (中继器的配置)以 及代理人案号080603U7 、 S/N. XX/XXX，XXX的SUPERIMPOSED COMPOSITE CHANNEL FILTER (叠加合成信道滤波器)，这些申请中的每 一个的内容都通过援引全部纳入于此。
现在参考附图来描述各种实施例，在附图中贯穿始终使用相同的附图标记 来引述相似的要素。在以下描述中，为便于解释，阐述了众多的具体细节以图 提供对一个或多个实施例的透彻理解。但是显而易见的是，没有这些具体细节 也可实践如此的实施例。在其它实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以 助益于描述一个或更多个实施例。
另外，本发明的各个方面在以下描述。应当易见的是，本文的教义可以各 种形式来体现，而本文所公开的任何特定结构和/或功能都仅是代表性的。基于 本文的教示，本领域的技术人员应认识到本文所公开的方面可独立于任何其它 方面来实现并且这些方面中的两个或多个可以各种方式来组合。例如，装置和 /或方法可用本文所阐述的任何数目的方面来实现或实践。另外，装置和/或方 法可用除本文所阐述的方面的一个或多个之外或与之不同的其它结构和/或功
能来实现或实践。作为示例，本文中所描述的许多方法、设备、系统和装置是 在提升W-CDMA通信系统中的上行链路导频信号的上下文中描述的。本领域 技术人员应当领会，这些类似技术可应用于其他通信环境。
如在本申请中使用的，术语"组件"、"模块"、"系统"之类意指计算机相关 实体，任其是硬件、固件、硬件与软件的组合、软件、执行中的软件、固件、 中间件、微代码和/或其任何组合。例如，组件可以是但不限于在处理器上运行 的进程、处理器、对象、可执行件、执行的线程、程序、和/或计算机。作为例 示而非限制，在计算设备上运行的应用和该计算设备这两者都可以是组件。一
个或更多个组件可驻留在进程和/或执行的线程内，并且组件可局部化在一台计 算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。另外，这些组件能从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。诸组件可借助于本地和/或远程进程 来通信，诸如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自一个组件的数 据，其中该组件正借助于该信号与局部系统、分布式系统、和/或跨诸如因特网 等的网络与其他系统中的另一个组件交互)来作此通信。另外，如本领域技术
人员将可领会的，本文中描述的系统的组件可被重新编排和/或由外加的组件来 补充以促进达成相关于其所描述的各个方面、目标、优势等等，并且不限于在 给定插图中阐明的精确配置。
此外，各种实施例在本文中是结合无线终端或用户装备(UE)来描述的。 无线终端或UE也可称为系统、订户单元、订户站、移动站、移动台、移动设 备、远程站、远程终端、UE、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、
或用户设备。无线终端或UE可以是蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(SIP) 话机、无线本地环路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力 的手持式设备、计算设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。此外， 在本文中描述了与基站有关的各个实施例。基站可以用于与诸无线终端通信， 并且也可以接入点、B节点、或其他某个术语来述及。
此外，本文中描述的各种方面或特征可使用标准编程和/或工程技术被实 现为方法、装置、或制造品。如在本文中使用的术语"制造品"旨在涵盖可从任 何计算机可读设备、载波、或媒介访问的计算机程序。例如，计算机可读介质 可包括但不限于磁存储设备(例如硬盘、软盘、磁条等)、光盘(例如，压縮 盘(CD)、数字多功能盘(DVD)等)、智能卡、以及闪存设备(例如，EPROM、 记忆卡、记忆棒、钥匙驱动器等)。另外，本文中描述的各种存储介质可代表 用于存储信息的一个或多个设备和/或其他机器可读介质。另外，应当领会，载 波可被用来携带诸如在收发语音邮件、接入如蜂窝网等网络、或指令设备执行 指定功能时使用的计算机可读电子数据或指令。相应地，术语"机器可读介质" 指能够存储、包含、和/或携带指令和/数据的各种物理介质(但并非指真空)。 另外，可将本文中所描述的系统和方法部署为作为能够存储、包含和/或携带指 令和/或数据的无线信道的部分的机器可读介质。当然，本领域的技术人员将认 识到，可对所公开的实施例作出许多变形而不会背离本文所描述且要求保护的 本发明的范围或精神实质。此外，措辞"示例性"在本文中用于表示用作示例、实例或例示。在此被描 述为"示例性"的任何方面或设计都并非一定要解释成优于或胜于其它方面或 设计。相反，使用措辞示例性旨在以具体方式给出概念。如本申请中所用的， 术语"或"旨在表示相容性"或"而非排他性"或"。即，除非另外指明或从上下文 清楚地看出，否则"X采用A或B"旨在表示本质上相容的排列中的任一个。即， 如果X采用A; X采用B;或X采用A和B两者，则在前述情形中的任一个
下，"X采用A或B"都是成立的。另外，本申请和所附权利要求书中所用的冠
词"一"和"一个"通常应当被理解成表示"一个或多个"，除非另外声明或者可从 上下文中清楚看出是指单数形式。
如本文中使用的，术语"推断(动词)"或"推断(名词)"泛指从如经由事 件和/或数据捕捉到的一组观察来推理或推断系统、环境、和/或用户的状态的 过程。举例而言，可采用推断来标识出具体的上下文或动作，或可生成诸状态 之上的概率分布。推断可以是概率性的——亦即，基于数据和事件的考虑来计 算感兴趣的状态之上的概率分布。推断还可以指用于从一组事件和/或数据组合 出更高层次的事件的技术。此类推断导致从一组观察到的事件和/或存储的事件 数据构造出新的事件或动作，无论这些事件在时间接近性意义上是否密切相 关，也无论这些事件和数据是来自一个还是数个事件和数据源。
本文中描述的技术可用于各种无线通信网络，诸如码分多址(CDMA)网 络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA (OFDMA) 网络、单载波FDMA (SC-FDMA)网络等。术语"网络"和"系统"常被可互换 地使用。CDMA网络可实现诸如通用地面无线电接入(UTRA) 、 cdma2000 等无线电技术。UTRA包括宽带-CDMA (W-CDMA) 、 TD-SCDMA和 TD-CDMA。 cdma2000涵盖IS-2000、 IS-95和IS-856标准。TDMA网络可实 现诸如全球移动通信系统(GSM)等的无线电技术。OFDMA网络可实现无线 电技术，诸如演进UTRA (E-UTRA)、 IEEE 802.11、 IEEE 802.16、 IEEE 802.20、 Flash-OFDM⑧等。UTRA、 E-UTRA和GSM是通用移动电信系统(UMTS)的 部分。长期演进(LTE)是即将发布的使用E-UTRA的UMTS。 UTRA、 E-UTRA、 GSM、 UMTS以及LTE在来自名为"第三代伙伴项目"(3GPP)的组织的文档 中进行了描述。cdma2000在来自名为"第三代伙伴项目2 (3GPP2)"的组织的文档中描述。这些不同的无线电技术和标准在本领域中是公知的。出于清晰起 见，以上技术的某些方面在以下于上行链路导频复用的上下文中进行描述，因
为其适用于LTE，因此在以下的大部分描述中，在恰适的地方可使用3GPP术语。
反馈消除和度量总览
本文中所描述的系统和方法通过提供一种包括联合地适配反馈消除电路 (例如，消除器)的一个或多个天线阵列的物理层中继器来修正现有实践的缺 点。在例示性操作中，可在中继器处理的消除级——较佳地级联于阵列之后之 后——测量相关度量来作为自适应天线阵列权重设置的手段。
作为例示，与其他依赖于从示例性中继器的发射天线到示例性中继器接收 机天线的传播信道的具体冲激响应的方案相比，该消除器可在一些环境中更好 地执行。冲激响应可因变于靠近示例性中继器的散射体或本地反射体。由于这 些反射是在空间上分布的，且合成冲激响应可被认为是这些个体贡献求和得到 的总计冲激响应，因此信道冲激响应可基于自适应阵列来修改。这种自适应可 导致或者更有利于时间反馈消除器或者不太有利于时间反馈消除器的冲激响 应。
通过利用与阵列级联的时间反馈消除器的性能来自适应该阵列，这种组合 使得能够更好地工作。因此，阵列可被认为是消除器增益从其获益的"空间均 衡器"。反馈消除器还可包括用于修改发射信号的副本(例如，在消除器的输 出处)以与接收机处的信号中作为发射机漏泄的部分相匹配的时间均衡器。最
终结果是，基本上可移除此漏泄信号。参看图2，中继器处接收到的信号可包 括要被中继的弱信号(220，其在本文中被称为合需收到信号)和来自中继器 的发射机的一些漏泄(225)。反馈消除器对收到信号起作用以根据当前消除 参数(其可以是用于时间均衡器的均衡器权重，如以下更全面描述的)从收到 信号中消除漏泄。然而，由于消除可能是不完美的，因此本文中的技术是自适 应的。g卩，消除器随时间调节以改善消除结果。如果现有消除参数良好，则相 关操作的结果将很小，因为当前消除参数移除了大部分(若不是全部)发射机 漏泄。然而，随着当前消除参数的有效性的下降，发射机漏泄与经延迟的发射机信号之间的相关增大。相应地，当前技术提供了对消除参数的自适应以改善 对发射机漏泄的消除。
在例示性实施例中，可在消除器的输出(即，在使用当前消除参数的反馈 消除之后接收到的信号)与示例性基准信号之间执行相关操作以生成一个或多 个相关度量。示例性基准信号可以是消除器的输出(例如，要发射的信号)但 是是经延迟的。延迟量可被选择成使得基准信号和消除器的输出基本上被时间 对准。延迟量可包括指示信号从发射天线传播到接收天线的时间的传播时间以 及指示中继器自身中的处理延迟的处理时间(其可能显著大于传播时间)。在 一些实施例中，延迟量可先验得确定、可在校准/设置操作中确定、或可被确定 并接着在稍后更新以改善时间对准。如果现有消除参数良好，则相关操作的结 果将很小，因为当前消除参数移除了大部分(若不是全部)发射机漏泄。然而， 随着当前消除参数的有效性的下降，发射机漏泄与经延迟的发射机信号之间的 相关增大。相应地，当前技术提供了对消除参数的自适应以改善对发射机漏泄 的消除。消除参数可如在以下概述地被调节；例如， 一种或多种算法可使用相
关度量来确定均衡器的新消除参数。新消除参数可以是用于均衡器的一个或多 个抽头的权重。注意，术语"均衡器"是依照其在本领域中的使用而被使用的， 且并不暗示这完美均衡。
用于调节消除器的控制环路可被称为内环路，而调节阵列或空间均衡器的 设置的控制环路可被认为是外环路。被用于调节或设置消除器内的时间均衡器
权重的内环路可通过其中直接计算控制权重的最小均方误差(MMSE)算法、 或通过利用基于梯度的最速下降类办法的算法——诸如LMS、递归最小二乘 方(RLS)、基于微扰、以及其他其中使用度量来调节算法的类似算法——来 控制。
在一个示例中，用于自适应空间权重的外环路(例如，外控制环路)可基 于诸如LMS、 RLS、微扰等最速下降算法。在一些实施例中，为了确保内环路 和外环路共存而没有不利的相互作用，内环路应当具有为外环路的速度的至少 5倍到10倍的有效时间常数或调节速率。本文中所描述的系统和方法提供了一 种操作地使得合需收到信号和所发射的中继信号相对于彼此可在时间上被延 迟更长的示例性数字中继器。接收机可接收合需收到信号和重传中继器信号两者。此中继信号可被充分 延迟，以使得在平均上合需收到信号与来自发射机的漏泄会是弱相关。由于所 发射的信号在发射之前可以数字形式提供给示例性数模(D/A)转换器，因此 所传送的信号也可在基带中被延迟以将样本与发射机漏泄的接收进行时间对 准。加诸于基带上的延迟可补偿归因于附加基带处理、数模转换器延迟、模拟
/RF滤波延迟、传播延迟、接收处理延迟、A/D转换器延迟、以及在基带消除 块之前所需的任何其他数字处理的其他延迟。这种延迟可允许将漏泄信号与所 存储/经延迟的发射机信号进行时间对准。由于漏泄信号与所存储/延迟发射机 信号例示地被时间对准，因此它们会是强相关，而所需收到信号将不强相关。 由于所存储/延迟发射机信号与合需收到信号之间的相关很小，因此相关操作的 输出基本上指示在使用当前消除参数的消除之后存在发射机漏泄。
示例性中继器
图1图解了根据本文中描述的各个方面的例示性中继器的示例性外壳。偶 极子双片状天线配置连同中继器电子可被有效地容纳在如图1中所示的紧
凑外壳100中。外壳100的结构可以是这样的其可以两种方式的至少一种 来直观地定向；然而，指南可指导用户结合外壳的放置来最大化信号接收。在 示例性偶极子双片状天线配置中，与中继器电子的印刷电路板(PCB)相结合 的接地平面113可使用例如固定器120被平行布置并布置在两个片状天线114 与115之间。在许多情形中，可使用隔离栅112来改善隔离。
片状天线114和115的每一个被布置成例如与接地平面113平行，并且可 被印制在接线板等上，可由嵌入到塑料壳内的冲压金属部分构成，或者以不同 的方式来制造。与接地平面113相关联的PCB的平坦部分可包含配置为例如 PCB上的嵌入迹线的偶极子天线111。典型地，片状天线114和115可进行垂 直偏振，而偶极子天线lll进行水平偏振，但是可使用其他实施例。
可利用非交迭天线方向图和反向偏振的组合来达成双偶极子双片状天线 中的接收天线和发射天线之间约40dB的隔离。具体地，发射机和接收机中的 一者使用具有垂直偏振的两个双切换片状天线中的一个来与接入点通信，而发
射机和接收机中的另一者采用具有水平偏振的偶极子天线。当中继器意在将室内网络信号中继至室内客户端时，这个办法尤其适用。在此情形中，向客户端 进行发射的天线的方向图通常需要是大致全向的，这要求使用双偶极子天线， 因为至客户端的方向是未知的。
图2描绘了例示性中继器环境200内的示例性信号流的例示性框图。如图
所示，弱收到信号("合需收到信号")220可被天线振子210所接收，并且 充当增益和延迟组件205的输入。增益和延迟组件205可处理弱收到信号220 以产生强信号230作为来自天线振子215的输出。此外，进入接收机的发射信 号漏泄225也可充当天线振子210处增益和延迟205的输入以供在处理弱收到 信号220以生成强信号230时使用。进入接收机的发射漏泄信号225可由可操 作地耦合至天线振子210和215的反馈消除环路(未示出)生成。目卩，反馈消 除环路生成将由中继器发射的信号，这些信号的一部分作为发射漏泄信号225 被接收机接收。
图3图解了示例性中继器环境300的天线振子的交互。示例性中继器环境 300包括印刷电路板330，后者包括偶极子天线305和320并且还包括片状天 线310和315。在示例性实现中，偶极子/片状天线组合可达成发射与接收信道 之间所选的隔离，以实现对合需反馈消除的实施。图3的天线配置是可在本文 中所描述的其他实施例中使用的天线阵列的配置的示例(其中，例如，片状天 线310是一个天线阵列的部分，而片状天线315是另一天线阵列的部分)。
图4图解了用于为示例性中继器提供所选隔离的另一天线配置的一侧。天 线配置400包括具有一个或多个片状天线410和415安装到其上的PCB板405。 注意在PCB的相反侧上通常可以有相同数目的片状天线，并且这些片状天 线相对于天线410和415的偏振通常以相反或有益的偏振来定向，以使得在 PCB的相反侧上的天线之间达成充分或甚至最大量的隔离。在例示性实现中， PCB板405可包括各种配置形式的一个或多个片状天线410和415，并且具有 一对以上的片状天线以及构成其超集的非偶数个相应片状天线。天线配置400 可使用片状天线410和415连同在PCB的相反侧上的类似数目个天线的部署 来提供发射与接收信道(例如，可操作地耦合至一个或多个片状天线的发射信 道与可操作地耦合至一个或多个片状天线的接收信道)之间的所选隔离以便与 示例性协作反馈消除环路(例如，可操作地耦合至天线阵列的反馈消除环路)所提供的隔离和放大协作。图4的配置示出了可用在本文所描述的实施例中的 天线阵列的另一示例。
图5示出了使用一个或多个天线阵列以执行信号调理和放大的示例性中
继器环境500。示例性中继器环境500包括具有天线振子510和515的第一天 线阵列505、具有天线振子530和535的第二天线阵列、包括多收发机电路520 和控制器525的处理电路545。作为示例性中继器环境500的操作的部分，天 线阵列505和540可与多收发机电路520协作，该多收发机电路520与控制器 525协作。信号可由天线阵列505和540接收，并被传递给处理电路545以进 行信号调理和处理，并且在随后被传回天线阵列505和540以与一个或多个协 作组件(例如，CDMA无线通信网络的基站)通信。
在例示性实现中，天线阵列505和540可包括附加天线振子，这些附加天 线振子是执行如下文中所描述的方法以达成通过一个或多个天线阵列的协作 以及诸如一个或多个相关结果等一个或多个度量的应用来实现的自适应反馈 消除所必需的。此外，本文中所描述的天线阵列的数目和配置仅仅是示例性的， 因为本文中所描述的系统和方法构想使用具有不同配置并包括不同数目的天 线振子的不同数目的天线阵列。
图6图解了示例性中继器环境600的交互。示例性中继器环境600包括处 理电路620，该处理电路620包括包含第一天线625和第四天线640的天线阵 列645、屏蔽式多收发机元件630、以及包括第二天线振子660和第三天线振 子655的天线阵列650。操作地，源自第一网络605的下行链路信号610可被 处理电路620处理以生成经中继的下行链路信号665以便传达给第二网络675， 而源自第二网络675的上行链路信号可被处理电路620处理以生成经中继的上 行链路信号615以便传达给第一网络605。天线阵列645和650的配置和定向 提升被提供给处理电路620的未经调理的上行链路和下行链路信号的所选隔 离，以及提升此类信号的合需放大和增益。
在例示性实现中，示例性中继器环境600可包括附加天线振子，这些附加 天线振子是执行如本文中所描述的方法以达成通过一个或多个阵列的协作以 及相关度量的应用实现的自适应反馈消除所必需的。此外，本文中所描述的天 线阵列的数目和配置仅仅是示例性的，因为本文中所描述的系统和方法构想使用具有不同配置并包括不同数目的天线振子的不同数目的天线阵列。
图7是根据各个例示性实现配置成在多频带中操作的四天线、多收发机设
备700的框图。此设备700可使用可用天线的可变配置来自由地跨两个不同频
带发射信号。
如图7中所示的，设备700可包括具有第一侧710和第二侧712的屏蔽式 多收发机元件701。屏蔽式多收发机元件701包括第一频带收发机732和748、 第一频带基带电路734、第二频带收发机750和754、第二频带基带电路752、 双工器724、 726、 728、 730、 738、 740、 744和746;共用器720、 722、 736 和742;第一侧710包括天线706和708;以及第二侧712包括天线714和716。 尽管未示出，但是设备700包括如上所描述的至少一个电磁隔离元件(例如， 诸如图1中所示的隔离栅栏和/或其他隔离元件)，从而提供第一侧710上的 天线706和708与第二侧712上的天线714和716之间的电磁(EM)隔离。
作为例示，天线706可发送或接收信号702;天线708可发送或接收信号 704;天线714可发送或接收信号756;以及天线716可发送或接收信号718。 这些天线706、 708、 714和716可以是平面(例如，片状)天线，或者任何其 他可彼此有效地隔离的合意天线类型。
第一频带收发机732通过双工器724、 726、 728和730以及共用器720 和722连接到天线706和708以经由天线706和708发送或接收数据。第一频 带收发机748通过双工器738、 740、 744和746以及共用器736和742连接到 天线714和742以经由天线714和716发送或接收数据。第一频带基带电路734 被连接到第一频带收发机732与第一频带收发机748之间以提供这两个电路之 间的通信。
第二频带收发机750通过双工器728和730以及共用器720和722连接到 天线706和708以经由天线706和708发送或接收数据。第二频带收发机754 通过双工器738和740以及共用器736和742连接到天线714和716以经由天 线714和716发送或接收数据。第二频带基带电路752被连接到第二频带收发 机750与第二频带收发机754之间以提供这两个电路之间的通信。
共用器720、 722被连接到天线706和708与双工器724、 726、 728和 730之间。它们例示地用于确定哪些信号将在天线706和708与第一频带收发机732之间、以及在天线706和708与第二频带收发机750之间通过。
共用器720、 722被配置成基于频率将信号分开，从而向/从双工器724和 726传递第一频带的信号，以及向/从双工器728和730传递第二频带的信号。
双工器726、 728被连接到共用器720、 722与第一频带收发机732之 间；而双工器728、 730被连接到共用器720、 722与第二频带收发机750之 间。这些双工器724、 726、 728、 730用于分别路由第一或第二频带内频率略 微不同的信号，以在第一频带收发机732和第二频带收发机750与共用器720、 722之间恰当地指引所发射或接收的信号。
共用器738、 742被连接到天线714和716与双工器738、 740、 744和746 之间。它们例如用于确定哪些信号将在天线714和716与第一频带收发机748 之间、以及在天线714和716与第二频带收发机754之间通过。
共用器738、 742被配置成基于频率将信号分开，从而向/从双工器738和 740传递第二频带的信号，以及向/从双工器744和746传递第一频带的信号。
双工器738、 740被连接到共用器736、 742与第二频带收发机754之间； 而双工器744、 746被连接到共用器736、 742与第一频带收发机748之间。这 些双工器738、 740、 744、 746用于分别路由第一或第二频带内频率略微不同 的信号，以在第一频带收发机748和第二频带收发机754与共用器736、 742 之间恰当地指引所发射或接收的信号。
在替换实现中，可省去双工器724、 726、 728、 730、 738、 740、 744和 746或共用器720、 722、 736和742中的一些，因为在一些实施例中，频带和 天线的特定排列可能被禁用。
在其他例示性实现中，来自不同频带的信号可被专门指派至特定发射定 向。在此类实施例中，双工器724、 726、 728、 730、 738、 740、 744和746的 输出可被直接连接到706、 708、 714或716。例如，第一频带可被指定使用水 平定向发射/接收，而第二频带可被指定使用垂直定向发射/接收。
尽管以上例示性实现示出了仅使用两个或四个天线连同两个收发机，但是 这仅作为示例。使用不同数目个天线或收发机的多天线、多收发机设备也可被 使用。
此外，尽管以上例示性实现示出了与PCB分开的天线，但是替换性实施例可直接在PCB的相反侧上形成天线。在此类实施例中，PCB内的绝缘层可 形成用于将天线与接地平面分开的所需非导电支承部件。而且，在此类实施例
中，收发机可在PCB之外形成，并且通过PCB上的配线连接到天线。这类集 成结构可提供更紧凑的设备。
图8描述了根据执行本文中所描述的示例性方法的用于部署具有模拟均 衡器和对该均衡器的处理器控制的FDD单频带的示例性中继器环境800。如图 所示，示例性中继器环境800包括连接至用于对示例性基站802接收/发射信 号(例如，上行链路和下行链路信号)的一个或多个天线振子的双工器804; 连接至用于对示例性订户单元826接收/发射信号(例如，上行链路和下行链路 信号)的一个或多个天线振子的双工器824;耦合器806、 808、 820、和822; 均衡器810和812;收发机814和818;以及滤波器组件816。
在例示性操作中，如箭头线的方向所指示的，信号(例如，下行链路信号) 可源自基站并在耦合至双工器804的天线振子处被接收，该双工器804在其输 出处提供收到信号，该收到信号操作地与N抽头均衡器810的输出(例如，反 馈消除漏泄信号)耦合并作为输入提供给信号在其上被下变频的收发机814。 收发机814的输出充当模拟中频(IF)和处理组件816、以及N抽头均衡器810 的输入。组件816的输出由收发机818接收，在那里该输出被上变频并传递给 耦合器820，在该耦合器820上信号被分割以充当到N抽头均衡器810和双工 器824的输入。来自双工器824的经调理(例如，经放大)的信号(例如，上 行链路信号)被传达给订户站826 (例如，移动手机)。在例示性操作中，N 抽头均衡器810和N抽头均衡器812可通过向信号应用幅度/相位权重和所选 延迟来处理信号以执行对收到信号的均衡。
在例示性操作中，如箭头前的方向所指示的，信号(例如，下行链路)信 号可源自订户站826并通过天线振子、双工器824和耦合器822被传达给示例 性中继器环境800的收发机818。操作地，信号可被天线阵子接收到双工器824， 并在随后被传递给耦合器822，在那里将来自订户站的收到信号与N抽头均衡 器812的输出相耦合。经组合的信号充当收发机818的输入，在那里根据信号 下变频技术处理该信号并将其传递给模拟中频滤波器和处理组件816,在那里 经下变频的信号被调理并传递给信号在其上被上变频的收发机814。经上变频的信号在收发机814的输出处被耦合器808分割以使其作为N抽头均衡器812 和双工器804的输入。经调节的信号(g卩，己应用反馈消除和度量——如由均 衡器812应用)自双工器804通过协作天线被传达给基站802。
应当理解，尽管示例性中继器环境800被例示为包括用于执行本文中所描 述的方法的模拟和数字两种组件，但是这些描述仅是例示性的，因为均衡器/ 消除反馈组件可被独占地部署为数字或模拟组件。采用至少一些数字组件的实 施例可提供成本和/或性能益处。
图9示出了根据执行诸如图15中所示以及在相关正文中所描述的方法等 示例性方法的用于部署具有模拟均衡器和发射/接收天线阵列以及对该均衡器 和天线阵列的处理器控制的FDD单频带的示例性中继器环境900。如图所示， 示例性中继器环境900包括分别与天线振子(例如，用于形成天线阵列)协作 并用于关于基站902接收/传送数据(例如，上行链路信道数据和下行链路信道 数据)的双工器904和906。此外，示例性中继器环境900包括分别与天线振 子(例如，用于形成天线阵列)协作并用于关于订户组件946接收/传送数据(例 如，上行链路信道数据和下行链路信道数据)的双工器944和946。此外，双 工器904和906可分别操作地耦合至耦合器916和918，而双工器944和942 可操作地耦合至耦合器936和940，这分别允许向双工器904和905传达幅度/ 相位权重908、 910、 912、和914，以及向双工器944和942传达930、 934、 936和940。
此外，如图所示，示例性中继器环境900包括通过模拟中频和处理组件 922操作地耦合在一起并分别耦合至耦合器916和918、以及936和940的收 发机920和924。此外，示例性中继器环境900包括操作地耦合至收发机924 和920的输出并与耦合器916、 918、 932和938协作的N抽头均衡器928和 926。在例示性操作中，如使用箭头线(实线和虚线)所例示的，收到和发射 的信号可被示例性中继器环境900处理以使得可实现如图15中所示的示例性 自适应于天线阵列的反馈消除方法。
图10描绘了根据执行本文中所描述的示例性方法的用于部署具有数字干 扰消除系统的FDD单频带的示例性中继器环境1000。如图所示，示例性中继 器环境1000包括双工器1004，该双工器1002操作地耦合至用于从基站1002接收信号的天线振子，并向收发机1006提供输入信号，并且用于从收发机1006 接收信号以进行处理。此外，示例性中继器环境包括操作地耦合至收发机1006 和收发机1010的数字中继器基带组件1008，该收发机1010操作地耦合至双工 器1012。在例示性实现中，双工器操作地耦合至允许将信号传达给协作订户组 件1014 (例如，移动手机)的天线振子。在例示性操作中，如箭头线所示的，收到和发射的信号可由实现本文中所 描述的示例性自适应于天线阵列的反馈消除方法的示例性中继器环境1000来 处理。图11示出了根据执行本文中所描述的示例性方法的具有数字干扰和天线 阵列的用于部署FDD单频带的示例性中继器环境1100。如图所示，示例性中 继器环境1100包括双工器1104、 1106、 1114和1116;收发机1108和1112; 以及数字中继器基带1110。如图所示，双工器1104、 1106、 1114和1116可 操作地耦合至一个或多个天线振子，后者可对基站1102和订户组件1118接收 /发射信号。在例示性操作中，如箭头线所示的，收到和所传送的信号可由示例性中继 器环境IIOO处理以使得可实现如图15中所描述的适应于天线阵列的示例性反 馈消除方法。图12是示出用于执行本文中所描述的示例性方法的例示性中继器环境 1200的示例性组件的交互的框图。图12图解了采用加权算法并应用度量来作 为反馈环路消除技术的部分的示例性中继器环境1200的例示性实现。示例性 中继器环境1200包括双接收机下变频器模块1202、分析模块1204、 一个或多 个信道处理模块1206、综合模块1208、双发射机1212、解调模块1232、处理 器1234、和调制模块1236。此外，双接收/下变频器模块1202包括天线振子 1212和1214、下变频器1216和1218、以及自动增益控制模块1220。分析模 块1204还包括模数转换器1222和1226、信号检测模块1230、和1至N下变 频、滤波、抽取模块1224和1228。 一个或多个信道处理模块1206可包括互 操作部分1238，接收空间组合器、消除器组合器、信道滤波器、增益控制、发 射空间均衡器、反馈均衡器、相关度量、发射缓冲器、接收信号缓冲器、和均 衡器权重自适应。综合模块1208包括内插上变频组合N至l模块l240和1242。双发射机模块1210包括数模转换器1244和1250、上变频器1246和1252、与 一个或多个天线振子协作的功率放大器1248和1254。在例示性操作中，可由双接收机/下变频器模块1202从协作通信网络(例 如，CDMA、 GSM、 GPRS、 WiMax通信网络)接收到信号，其中作为所选信 号调理技术的部分，收到信号例示地由下变频器1216和1218处理。下变频信 号随后可被模数转换器1222和1226从模拟信号转换成数字信号。结果数字信 号可由1至N下变频、滤波、抽取模块1224和1228进一步滤波以进行解调。 经滤波信号随后可由解调模块1232解调并传递给处理器1234以进一步进行信 号处理。此外，作为例示性实现的部分，在分析模块操作期间，信号可被l至 N下变频、滤波、抽取模块1228和1224传递给信号检测模块1230，在那里 控制信号可被传递给作为反馈环路的部分的自动增益控制模块1220。自动增益 控制模块1220的输出可充当下变频组件1216和1218的输入。在例示性操作中，1至N下变频、滤波、抽取组件1224和1228的输出连 同来自处理器1234的源自经处理数据的指令可充当一个或多个信道处理模块 1238的输入。在例示性操作中， 一个或多个信道处理模块1238可操作地执行 各种信号处理和调理操作，包括相关度量、反馈均衡、增益控制和信道滤波。 一个或多个信道处理模块1238的输出被传递给综合模块1208，在那里这些信 号连同来自调制器1236的经调制信号被内插、上变频和从N组合至1。经综 合信号随后被发送给发射机模块1212，在那里数模转换器1244和1255将经 处理/调理的数字信号转换成模拟信号以由上变频组件1246和1252进行上变 频，以供通过功率放大器和天线振子1244和1248进行发射。图13是示出了用于执行本文中所描述的如由示例性中继器环境1300执行 的方法的示例性组件的交互和示例信号通路的框图。如图所示，示例性中继器 环境包括天线振子1302、 1304、 1308和1328 (例如，天线阵列)、自适应天 线权重块1312、延迟块T 1314、增益块1316、信道均衡器1318、延迟块T 1324、 滤波器1322、处理器1320、和自适应天线权重块1326。在例示性操作中，由示例性基站1330提供的在天线振子1302和1304上 入射的信号(例如，接收信号)可由自适应天线权重块1312处理，以将权重 应用于接收信号，从而生成合成信号，该合成信号连同信道均衡器1318的输延迟T块1314在由增益块1316调理 (例如，自动增益控制操作)信号之前引入所选时延。增益块1316的输出操 作地充当包括信道均衡器1318、延迟T块1324的数个协作块的输入，并充当 将被自适应天线权重块1326求和的输出。操作地，延迟T向复数乘法器提供 时延，该复数乘法器另外接收来自增益块1316的输入。复数乘法器的输出充 当滤波器1322的输入，该滤波器1312的输出充当处理器1320的输入。处理 器1320可执行一次或多次所选权重控制操作。作为例示，信道均衡器1318可 向加法组件提供输入，该加法组件将信道均衡器1318的输出与加权合成收到 信号相加以充当延迟T快1314的输入。如由带箭头虚线(例如传播路径)进 一步所示的，作为执行如图15中所描述的示例性方法的部分，可在接收机天 线阵列1302和1304处接收经调理的发射信号。图14是示出了描述显示不同时间比例上WCDMA信号的自相关的结果的 示例性图形标绘1405和1420的图形示图。如可从图形标绘1405看出，当 WCDMA信号与自身之间的时延为零时，如图所示在点1410处发生高度相关。 在此情形中，标绘被归一化，以使得最大相关位于OdBm且在值1410处发生。 在信号与自身之间不同的时延上，相关度急剧减小，如在点1415处可见的。 图形标绘1420是前一图形标绘1405的放大版本。X轴上的时间是以微秒递增 的。作为例示，对于带宽为3.84 MHz的WCDMA信号，将信号与自身解相关 可能需要与此带宽的倒数相等的时延。这可在点1425与1430之间的第一零位 上可看出。在中继器中提供超过正被中继的信号的带宽的倒数的延迟通常将提 供这种解相关效果并允许相关度量高效地操作。此外，确保接收机发射机漏泄 信号与消除块中反馈消除均衡器产生的消除信号的时间对准实现恰当消除以 及消除权重的计算而没有归因于不对准的对合需接收机信号的不利效应。图15是由采用自适应地耦合至应用度量以改善隔离的天线阵列的反馈 消除环路的示例性中继器环境所执行的示例性方法的流程图。如图所示，处理 始于1500，在那里，中继器发射机漏泄信号和合需收到信号在M个接收机上 被接收。据此，处理行进至1505，在那里M个接收机信号使其分别被应用M 个复数空间接收权重(例如，M个接收机信号修改其幅度和/相位)。处理 行进至1510，在那里，加权接收机信号被组合成合成加权信号。在1515，合成加权信号由漏泄消除块处理以产生后消除接收信号。在1520，漏泄消除块基 于合成加权信号、后消除接收信号和经延迟发射机信号中的一个或多个来计算 其反馈环路的经更新值。在例示性实现中，与反馈值的更新相关联的时间常数可被认为具有时间常数Tc。在1522，先入先出(FIFO)延迟线可在随后向后 消除漏泄信号提供所选时间延迟以便用于将发射漏泄信号与接收信号解相关。 作为例示，FIFO延迟可替换地作为从与一个或多个协作中继器组件协作的示 例性反馈消除环路的操作推导出的合成延迟来提供，这些协作中继器组件包括 滤波器组件、自动增益控制组件、以及其他在中继过程中提供有益操作的组件 以使得由这些组件的一个或多个执行的处理合起来提供足够的时间延迟，从而 一旦重传信号就确保合需天线振子中的发射机漏泄信号与接收信号之间解相 关。通常，此合成延迟是被中继的信号的带宽的倒数的倍数。在1525，基带滤波块对后消除接收信号进行滤波以产生经滤波后消除收 到信号。在1530，自动增益控制块利用预相关漏泄度量、残余漏泄相关度量、 如功率、出功率、和隔离余量中的一个或多个来对经滤波后消除接收信号执行 自动增益控制以产生自动增益控制输出信号。处理随后行进至1540，在那里空 间加权块将N个复数空间发射机权重分别应用于自动增益控制(ACG)输出 信号的N个副本。随后在1545， N个加权中继器发射信号由N个发射机发射， 并且在1550，在M个接收机的每一个上被接收以形成M个中继器发射漏泄信 号并将其与M个合需接收信号求和以提供反馈消除操作。图16图解了助益使用反馈环路的中继器环境中的反馈环路消除的系统 1600。该系统包括作为用于在M个接收机处接收中继器发射机漏泄信号和 接收信号的装置的模块1610;用于对M个接收机应用M个复数空间接收权重 以生成加权接收机信号的模块1620;用于组合加权接收机信号以生成合成加权 信号的模块1630;用于向后消除漏泄信号提供被用来将接收信号与发射机漏泄 信号解相关以生成解相关发射信号的所选时延的模块1640;用于使用自适应算 法利用相关度量和所选收敛时间来生成新接收机和发射机复数空间权重的模 块1650;以及用于通过N个发射机发射N个加权中继器信号的模块1660。 系统1600还包括用于基于合成加权信号、后消除接收信号和经延迟发射机信 号中的一个或多个来计算反馈环路的经更新值的模块(未示出)。应当领会，29如本文中所描述的模块可包括硬件、软件或其组合。即，用于执行每个功能的 结构可以是硬件、存储在一个或多个机器可读介质中的软件、或硬件和软件的 组合。
一般而言，可被实现为硬件、软件或组合的结构可被称为"控制逻辑"。用于有效表示本文所描述的系统和方法的知识的系统和方法还可被应用 于对关于同一提供商的存储器中数据进行解析的上下文中。在此类上下文中， 存储器中数据可能不由物理存储备份，S卩，其可用在CPU上的图形解算器中 以同步节点。本文中所描述的系统和方法还可应用于场景图形的上下文中，尤 其在它们变得进一步地分布在多核心架构上且计算被直接写入诸如体纹理等 存储器中数据结构之时。存在多种实现本文所描述的系统和方法的方式，例如，恰适的API、工具 箱、驱动器代码、操作系统、控件、独立或可下载软件对象等，它们使得应用 和服务能够使用根据本文中所描述的系统和方法表示和交换知识的系统和方 法。本文中所描述的系统和方法设想从API (或其他软件对象)以及根据本文中所描述的系统和方法执行知识交换的软件或硬件对象的观点使用文本中所 描述的系统和方法。因此，本文中所描述的系统和方法的各种实现可具有完全 以硬件形式、部分以软件形式而部分以硬件形式、以及以软件形式的诸方面。措辞"示例性"在本文中用于表示用作示例、实例或例示。出于毫无疑义起 见，本文中所公开的主题不限于这些示例。另外，本文中描述为"示例性"的任 何方面或设计既无需被理解为优于或胜于其他方面或设计，也不表示排除为本 领域普通技术人员所知的等价示例性结构和技术。此外，在术语"包括"、"具 有"、"包含"和其他类似措辞被用在详细说明书或权利要书中的范畴上，出于 毫无疑义起见，此类术语旨在以类似作为开放式过渡词的术语"包括"的方式来 包括而不排除任何另外或其他元素。如以上所提及的，虽然已结合各种计算设备或网络架构描述了本文中所描 述的系统和方法的示例性实施例，但是基本概念可被应用于其中期望与另一计 算设备或系统同步数据的任何计算设备或系统。例如，本文所描述的系统和方 法的同步过程可应用于计算设备的操作系统，从而作为设备上单独对象、作为 另一对象的部分、作为可重用控件、作为可从服务器下载的对象、作为设备或 对象和网络之间的"中间人"、作为分布式对象、作为硬件设置或设置在存储器中、作为前述任何组合来设置等。如所提及的，此处描述的各种技术可以结合硬件或软件或两者的适当组合 来实现。如在本文中使用的，术语"组件"、"系统"之类意指计算机相关实体， 任其是硬件、固件、硬件与软件的组合、软件、还是执行中的软件。例如，组 件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、执行的 线程、程序、和/或计算机。作为例示，运行在计算机上的应用程序和计算机本 身都可以是计算机组件。 一个或多个组件可驻留在执行的进程和/或线程内，并 且组件可局部化在一台计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。因此，本文中所描述的系统和方法的方法和装置或其特定方面或部分可采取包含在诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其它机器可读存储介质等有 形介质中的程序代码(即，指令)的形式，其中当程序代码被加载到诸如计算 机等机器内并由其执行时，该机器成为用于实现本文中所描述的系统和方法的 装置。在程序代码在可编程计算机上运行的情形中，计算设备一般包括处理器、 该处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性的存储器和/或存储元件)、 至少一个输入设备以及至少一个输出设备。例如通过使用数据处理API、可重 用控件等实现或利用本文中所描述的系统和方法的同步服务和/或过程的一个 或多个程序较佳地以高级程序或面向对象编程语言来实现以与计算机系统通 信。然而，如果需要，可以用汇编语言或机器语言来实现程序。在任何情形中， 语言可以是编译的或解释的语言，且与硬件实现相结合。本文中所描述的系统和方法的方法和装置也可以经由以在某种传输介质 上——比如在电线或电缆、光纤上——传输的程序代码的形式或经由任何其它 的传输形式体现的通信来实践，其中，当程序代码由诸如EPROM、门阵列、 可编程逻辑器件(PLD)、客户计算机等机器接收、加载并执行时，该机器成 为用于实现本文中所描述的系统和方法的装置。当在通用处理器上实现时，程 序代码与处理器相结合以提供一种用于执行调用本文中所描述的系统和方法 的功能的独特装置。另外，结合本文中所描述的系统和方法使用的任何存储技 术可以总是硬件和软件的组合。此外，所公开的主题可使用产生软件、固件、硬件、或其任意组合的标准 编程和/或工程技术被实现为控制计算机或基于处理器的设备本文中详细描述的各个方面的系统、方法、装置、或制品。在本文中使用的术语"制造品"(或 替换地"计算机程序产品")旨在涵盖可从任何计算机可读设备、载波、或媒介 获得的计算机程序。例如，计算机可读介质可包括但不限于磁存储设备(例如
硬盘、软盘、磁条...)、光盘(例如，压縮盘(CD)、数字多功能盘(DVD)...)、
智能卡、以及闪存设备(例如，记忆卡、记忆棒)。另外，应该知晓，载波可
被用来携带诸如在收发电子邮件或接入诸如因特网或局域网(LAN)等网络时 使用的计算机可读电子数据。
已经关于一些组件之间的交互作用描述了上述系统。应该领会，此类系统 和组件可以包那些组件或所指定的子组件、所指定组件或子组件中的一部分和 /或另外的组件，以及前述的各种排列或组合。子组件也可以被实现为通信地耦 合到其他组件而不是被包括在父组件(分层)中的组件。另外，应该注意， 一个或多个组件可以被组合成提供集合功能性的单个组件，或者被分割成 若干子组件，并且可提供任何一个或多个中间层——例如管理层——来通 信地耦合至此类子组件以便提供集成的功能集。本文中所描述的任何组件也 可以与在此未具体描述但一般为本领域的技术人员已知的一个或多个其他组 件交互。
考虑到以上描述的示例性系统，参考图6的流程图将可以更好地理解依照 所公开的主题实现的方法。尽管为使解释简单化将这些方法集图示并描述为一 系列框，但是应当理解并领会所要求保护的主题不受框的次序所限，因为一些 框可按不同次序发生和/或与来自本文中描绘和描述的其他框并发地发生。在经 由流程解非顺序或分支流程的情形中，可领会，可实现诸框的各种其他分 支、流路径、或次序，它们可达成相同或类似结果。而且，实现以下所描述的 方法并非需要全部示例的框。
此外，应该明白以上公开的系统以及以下方法的不同部分可以包括或包含 基于人工智能或知识或规则的组件、子组件、进程、装置、方法或机制(例如， 支持向量机、神经网络、专家系统、贝叶斯置信网络、模糊逻辑、数据融合引 擎、分类器等)。此类组件和其他组件可以自动化地执行特定机制或进程，由
此使得系统和方法的诸部分变得更加自适应、高效及智能。
尽管已结合各个附图的优选实施例对本文所描述的系统和方法进行了描述，但是可以理解，可以使用其它类似的实施例，或可以对所描述实施例作出 修改或添加，来执行本文所描述的系统和方法的相同功能而不背离本发明。例 如，虽然本文中所描述的系统和方法的示例性网络环境是在诸如对等联网环境 等联网环境中描述的，但是本领域技术人员应当理解，本文中所描述的系统和 方法不限于此，且如在本申请中描述的方法可应用于或者有线或者无线的任何 计算设备或环境，诸如游戏台、手持式计算机、便携式计算机等，并且可被应 用于经由通信网络连接并跨网络交互的任何数目的此类计算设备。此外，应当 强调，可设想包括手持式设备操作系统和其他专用操作系统等各种计算机平 台，尤其是无线联网设备的数目持续扩增之时。
虽然示例性实施例指在特定编程语言结构的上下文中利用本文所描述 的系统和方法，但是本文中所描述的系统和方法不限于此，而是可以任何 语言来实现以提供根据本文中本所描述的系统和方法表示和交换一组节点 的知识的方法。而且，本文所描述的系统和方法可以在多个处理芯片或设备 中实现或跨多个处理芯片或设备实现，且存储可以类似地跨多个设备来实现。 相反，本文所描述的系统和方法不应限于任何单个实施例，而是应该根据 所附权利要求书的宽度和范围来解释。
权利要求
1.一种用于无线通信网络的中继器，所述中继器用于提供反馈消除，所述中继器包括包括一个或多个天线振子的天线阵列；以及均衡反馈消除环路，操作地耦合至所述天线振列并被配置成对输入信号进行操作以推导被用来增大信号隔离和信号增益的度量，其中所述度量指示接收机处存在的发射机信号的水平，并且是发射信号与包括合需接收机信号的收到信号之间的相关的函数，并且其中所述中继器具有使得所述发射信号将与所述合需接收机信号解相关、所述发射信号被时间对准、且所述发射信号与反馈漏泄信号相关的延迟。
2. 如权利要求1所述的中继器，其特征在于，还包括所述均衡反馈消除 环路中的均衡器。
3. 如权利要求l所述的中继器，其特征在于，所述中继器是射频中继器， 其中处理器基于所述度量控制对权重的调节。
4. 如权利要求1所述的中继器，其特征在于，所述中继器是数字中继器。
5. 如权利要求5所述的中继器，其特征在于，所述中继器被配置成通过执 行从包括以下各项的组中选择的一个或多个操作来执行反馈消除使用波束成形器、利用闭合形式求解使用输入和输出信号样本计算用于与所述度量联用的 权重、以及使用相关度量确定反馈消除的性能。
6. 如权利要求1所述的中继器，其特征在于，所述中继器被配置成通过将所述发射信号与所述收到信号相关来确定对进入所述收到信号的所述发射 机信号的水平的指示。
7. 如权利要求1所述的中继器，其特征在于，所述延迟被选择成使得新收 到信号不与当前发射信号相关。
8. 如权利要求7所述的中继器，其特征在于，由所述反馈消除环路生成的 所述漏泄信号与所述发射机信号相关。
9. 如权利要求7所述的中继器，其特征在于，多径延迟扩展小于通过所述 中继器的延迟，并且所述发射机信号与新收到信号解相关。
10. 如权利要求7所述的中继器，其特征在于，所述天线阵列的发射机天线与接收机天线之间的时延扩展小于正被中继的信号的带宽的倒数。
11. 如权利要求7所述的中继器，其特征在于，所述时延被选择成使得自 所述反馈消除环路的输出起通过协作数字处理组件、通过数模转换组件、通过 发射和传播、直到所述天线阵列的接收天线的时延等于或大于正被中继的信号 的带宽的倒数。
12. 如权利要求7所述的中继器，其特征在于，所述时延被选择成使得由 先入先出(FIFO)延迟线所提供的自所述反馈消除环路的输出起的时延等于或 大于正被中继的信号的带宽的倒数。
13. 如权利要求1所述的中继器，其特征在于，所述中继器被配制成继执行所述反馈消除环路的操作之后执行后消除相关操作以确定后消除相关度量， 并且其中所述中继器被配置成通过向所述天线阵列的一个或多个组件应用权重来基本上使所述后消除相关度量的值最小化。
14. 如权利要求13所述的中继器，其特征在于，所述中继器被配置成通 过至少经由执行从包括以下各项的组中选择的一种或多种自适应算法来基本 上使所述后消除相关度量的值最小化最小均方算法、递归最小二乘方算法、 禾口 Bussgang算法。
15. 如权利要求l所述的中继器，其特征在于，所述中继器被配置成使所 述中继器信号的输出被数字采样，且度量是使用数字延迟来确定的。
16. 如权利要求1所述的中继器，其特征在于，所述中继器是时分双工中 继器，且所述无线通信网络是无线高保真(Wi-Fi)、和微波接入全球互操性(Wi-max)网络中的一者。
17. 如权利要求l所述的中继器，其特征在于，所述中继器是频分双工中 继器，且所述无线通信网络是蜂窝、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、和第三代(3G)网络中的一者。
18. 如权利要求1所述的中继器，其特征在于，所述天线阵列包括至少一 个偶极子天线、至少一个片状天线或其组合。
19. 一种用于助益中继器环境中的反馈环路消除的方法，包括 在M个接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号；对所述M个接收机应用M个复数空间接收权重以生成加权接收机信号； 组合所述加权接收机信号以生成合成加权信号；向所述后消除漏泄信号提供被用来将所述接收信号与所述发射机漏泄信 号解相关以生成解相关发射信号的所选时延；使用自适应算法利用相关度量和所选收敛时间来生成新接收机和发射机 复数空间权重；以及通过N个发射机发射N个加权中继器信号。
20. 权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括由漏泄消除组件处理所述合成加权信号以产生后消除接收信号。
21. 权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括由所述漏泄消除组件 基于包括合成加权信号、所述后消除接收信号和经延迟发射机信号的一个或多 个值来计算反馈消除环路的经更新的值，其中与所述反馈值相关联的时间常数具有时间常数Tc。
22. 权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括由滤波组件对所述后 消除接收信号进行滤波以产生经滤波的后消除收到信号。
23. 权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括利用包括预相关漏泄 度量、残余漏泄相关度量、入功率、出功率、和隔离余量中的一个或多个值来 执行对所述经滤波的后消除接收信号的自动增益控制，以产生自动增益控制(AGC)输出{言号。
24. 权利要求23所述的方法，其特征在于，还包括将N个复数空间发射 机权重应用于所述AGC输出信号的N个副本。
25. 权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括在所述M个接收机处 接收N个中继器发射机信号以标识M个中继器发射漏泄信号，以及将所述收 到的M个所标识的发射漏泄信号与M个合需收到信号求和。
26. —种用于助益中继器环境中的反馈环路消除的方法，包括 在接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号以分类为合成接收信号；由漏泄消除块生成后消除接收信号；向所述后消除漏泄信号提供被用来将所述接收信号与所述发射机漏泄信号解相关以生成解相关发射信号的所选时延；以及 发射所述解相关发射信号。
27. 权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括由所述漏泄消除组件基于包括合成信号、所述后消除接收信号和经延迟发射机信号的一个或多个值 来计算反馈消除环路的经更新的值，其中与所述反馈值相关联的时间常数具有时间常数Tc。
28. 权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括由滤波组件对所述后 消除接收信号进行滤波以产生经滤波的后消除收到信号。
29. 权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括利用包括预相关漏泄 度量、残余漏泄相关度量、入功率、出功率、和隔离余量中的一个或多个值来 执行对所述经滤波的后消除接收信号的自动增益控制，以产生自动增益控制(AGC)输出信号。
30. 权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括在所述M个接收机处 接收N个中继器发射信号以标识M个中继器发射漏泄信号，以及将所述收到 的M个所标识的发射漏泄信号与M个合需收到信号求和。
31. —种其上存储有用于执行至少以下动作的计算机可执行指令的计算 机可读介质在M个接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号；对所述M个接收机应用M个复数空间接收权重以生成加权接收机信号；组合所述加权接收机信号以生成合成加权信号；向所述后消除漏泄信号提供被用来将所述接收信号与所述发射机漏泄信 号解相关以生成解相关发射信号的所选时延；使用自适应算法利用相关度量和所选收敛时间来生成新接收机和发射机 复数空间权重；以及通过N个发射机发射N个加权中继器信号。
32. —种处理器，包括其上存储有用于使所述处理器执行至少以下动作的 计算机可执行指令的存储器-在接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号以分类为合成接收信号；由漏泄消除块生成后消除接收信号；向所述后消除漏泄信号提供被用来将所述接收信号与所述发射机漏泄信 号解相关以生成解相关发射信号的所选时延；以及 发射所述解相关发射信号。
33. —种助益中继器环境中的反馈环路消除的系统，包括用于在M个接收机处接收中继器发射机漏泄信号和接收信号的装置； 用于对所述M个接收机应用M个复数空间接收权重以生成加权接收机信 号的装置；用于组合所述加权接收机信号以生成合成加权信号的装置；用于向所述后消除漏泄信号提供被用来将所述接收信号与所述发射机漏 泄信号解相关以生成解相关发射信号的所选时延的装置；用于使用自适应算法利用相关度量和所选收敛时间来生成新接收机和发 射机复数空间权重的装置；以及用于通过N个发射机发射N个加权中继器信号的装置。
34. —种中继器，包括-接收机。配置成接收包括合需收到信号和收到发射机漏泄的信号； 反馈消除器，配置成使用当前消除参数修改所述收到信号以移除所述收到发射机漏泄的至少一些；相关器，配置成接收所述反馈消除器的输出和所述反馈消除器的经延迟输 出，以及通过将所述反馈消除器的所述输出与所述反馈消除器的所述经延迟输 出相关来输出相关度量；以及控制逻辑，用于使用至少所述相关度量来确定经更新的消除参数。
35. 权利要求34所述的中继器，其特征在于，所述反馈消除器包括时间 均衡器，并且其中所述当前消除参数包括一个或多个时间均衡器权重。
36. 权利要求35所述的中继器，其特征在于，所述时间均衡器包括N抽 头均衡器，其中N大于1，并且其中所述一个或多个时间均衡器权重包括N抽 头均衡器权重。
37. 权利要求35所述的中继器，其特征在于，还包括与所述接收机通信 的第一天线阵列，所述第一天线阵列包括M个天线振子，其中M为2或更大。
38.权利要求37所述的中继器，其特征在于，还包括配置成确定M个空间权重的空间均衡器。
全文摘要
中继器环境的实施例可用于部署反馈消除环路，该反馈消除环路与天线阵列操作地耦合，以使得可向天线阵列和反馈消除环路组合应用所选度量以改善信号完整性和放大。作为例示，示例性中继器的反馈消除环路可由度量来调节，该度量调节通过对反馈消除环路执行所选线性代数技术而提供的权重，以使得此度量可指示接收处存在的发射机信号的水平并可基于执行发射信号与接收信号之间的相关来推导出。此外，示例性中继器可操作地保持足以较佳地确保发射信号与合需接收机信号解相关、以及与反馈漏泄信号时间对准且相关的延迟。
文档编号H04B7/155GK101632241SQ200880006634
公开日2010年1月20日 申请日期2008年3月3日 优先权日2007年3月2日
发明者J·A·小普洛克特, J·C·奥拓, K·M·盖尼 申请人:高通股份有限公司