多天线接收机中合并多路信号的方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及多输入多输出无线通信领域，公开了一种多天线接收机中合并多路信号的方法及其装置。本发明中，根据信道估计所得的噪声估计或信噪比，计算对应各天线的权重值，并在信道均衡之后对各路信号进行加权合并，可以有效减少噪声对信号的影响，提高接收机的性能。对每一个天线的每一个子载波都根据噪声或信噪比计算权重值，在后续步骤中进行加权合并，对于OFDM系统可以进一步提高OFDM接收机的性能。
【专利说明】多天线接收机中合并多路信号的方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及多输入多输出无线通信领域，特别涉及多天线接收机中信号合并技术。
【背景技术】
[0002]MIMO (Multiple-1nput Multiple-Out-put,多输入多输出)系统是一项运用于802.1ln的核心技术。802.1ln是IEEE继802.llb\a\g后全新的无线局域网技术，速度可达600Mbps。同时，专有MMO技术可改进已有802.lla/b/g网络的性能。该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO (Single-1nput Single-Output,单输入单输出)系统，MIMO还可以包括 SIMO (Single-1nput Mult1-ple-Output,单输入多输出)系统和 MISO (Multiple-1nputSingle-Output,多输入单输出)系统。
[0003]现在由于MMO技术的发展，其多天线接收已经成为主流，多天线接收后，需要对多天线上接收到的数据进行合并，不同的合并方式在特定的场景下也许会影响接收机的性倉泛。
[0004]多天线接收后，现在通常的方法是直接按照接收到的数据直接进行合并，这样的合并方式，在一般的情况下对接收机性能的影响不是很大，但是，在特定的场景下，直接合并的合并方式，并不能满足实际的需要。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种多天线接收机中合并多路信号的方法及其装置，可以有效减少噪声对信号的影响，提高接收机的性能。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种多天线接收机中合并多路信号的方法，包括以下步骤:
[0007]对N个天线上接收到的信号分别进行信道估计，得到N路信道估计结果，N>1 ；
[0008]对N个天线上接收到的信号分别根据N路信道估计结果进行信道均衡；
[0009]分别从N路信道估计结果中得到N路噪声估计或信噪比；
[0010]根据N路噪声估计或信噪比计算N路权重值，该N路权重值中对应于噪声估计相对较大或信噪比相对较低的信号的权重值相对较小；
[0011]对N路经信道均衡后的信号在后续处理中根据N路权重值进行加权合并。
[0012]本发明的实施方式还公开了一种多天线接收机中合并多路信号的装置，包括:
[0013]信道估计单元，用于对N个天线上接收到的信号分别进行信道估计，得到N路信道估计结果，N>1 ；
[0014]信道均衡单元，用于对N个天线上接收到的信号分别根据信道估计单元输出的N路信道估计结果进行信道均衡；
[0015]噪声估计/信噪比单元，用于分别从信道估计单元输出的N路信道估计结果中得到N路噪声估计或信噪比；
[0016]权重值计算单元，用于根据噪声估计/信噪比单元输出的N路噪声估计或信噪比计算N路权重值，该N路权重值中对应于噪声估计相对较大或信噪比相对较低的信号的权重值相对较小；
[0017]加权合并单元，用于对信道均衡单元输出的N路经信道均衡后的信号在后续处理中根据权重值计算单元计算出的N路权重值进行加权合并。
[0018]本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于:
[0019]根据信道估计所得的噪声估计或信噪比，计算对应各天线的权重值，并在信道均衡之后对各路信号进行加权合并，可以有效减少噪声对信号的影响，提高接收机的性能。
[0020]进一步地，对每一个天线的每一个子载波都根据噪声估计或信噪比计算权重值，在后续步骤中进行加权合并，对于OFDM系统可以进一步减少噪声对信号的影响，提高OFDM接收机的性能。
[0021]进一步地，以I减去每路噪声估计在总噪声估计中所占的比例来确定加权合并的权重，计算量小，但效果很显著。
[0022]进一步地，以每路信噪比在总信噪比中所占的比例确定加权合并的权重，计算量小，但效果很显著。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明第一实施方式中一种多天线接收机中合并多路信号的方法的流程示意图；
[0024]图2是本发明第二实施方式中一种多天线接收机中合并多路信号的处理原理示意图；
[0025]图3是本发明第五实施方式中一种多天线接收机中合并多路信号的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0027]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
[0028]本发明第一实施方式涉及一种多天线接收机中合并多路信号的方法。图1是该多天线接收机中合并多路信号的方法的流程示意图。
[0029]具体地说，如图1所示，该多天线接收机中合并多路信号的方法包括以下步骤:
[0030]在步骤101中，对N个天线上接收到的信号分别进行信道估计，得到N路信道估计
结果，N〉I。
[0031]此后进入步骤102，对N个天线上接收到的信号分别根据N路信道估计结果进行信道均衡。
[0032]此后进入步骤103，分别从N路信道估计结果中得到N路噪声估计或信噪比。[0033]本发明各实施方式所称的噪声中可以包括干扰也可以不包括干扰，在包括干扰的例子中，则噪声估计就相当于干扰加噪声估计，信噪比(Signal Noise Ratio,简称“SNR”)就相当于信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio,简称“SINR”)。
[0034]此后进入步骤104，根据N路噪声估计或信噪比计算N路权重值，该N路权重值中对应于噪声估计相对较大或信噪比相对较低的信号的权重值相对较小。
[0035]此外，可以理解，“N路权重值中对应于噪声估计相对较大或信噪比相对较低的信号的权重值相对较小”，是指如果在N路权重值中任意选择两个权重值，其中对应于相对较大的噪声估计的权重值相对较小，或者对应于相对较小的信噪比的权重值相对较小。
[0036]此后进入步骤105，对N路经信道均衡后的信号在后续处理中根据N路权重值进行加权合并。
[0037]在后续处理中根据N路权重值进行加权合并的步骤中，对信道均衡输出的信号进行加权合并，或者对功率进行加权合并。
[0038]具体地说，后续处理是均衡数据的合并，或者，后续处理是软比特(Bit)映射。
[0039]此外，可以理解，在本发明的其它某些实例中，除了均衡数据的合并环节，或软比特映射环节，也可以在其它的处理环节进行多路数据的加权合并，只要是该处理环节在信道均衡之后就可以了。
[0040]此后结束本流程。
[0041]根据信道估计所得的噪声估计或信噪比，计算对应各天线的权重值，并在信道均衡之后对各路信号进行加权合并，可以有效减少噪声对信号的影响，提高接收机的性能。
[0042]本发明第二实施方式涉及一种多天线接收机中合并多路信号的方法。
[0043]第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于:
[0044]多天线接收机为正交频分复用系统中的多天线接收机。
[0045]该多天线接收机中合并多路信号的方法在信道估计之前还包括对N个天线上接收到的信号进行快速傅里叶变换(FFT)的步骤。
[0046]在进行傅里叶变换(FFT)之前，还包括进行模数转换(ADC)的步骤，具体地如图2所示，图2是该多天线接收机中合并多路信号的处理原理示意图。
[0047]此外，可以理解，本发明的技术方案也可以应用于进行FFT的通信系统，例如，在时域系统中，不需要FFT等处理，也可以按照本发明的技术方案同样处理。
[0048]根据N路噪声估计或信噪比计算N路权重值的步骤中，对每一个天线上接收的每一个子载波都分别计算权重值。
[0049]在后续处理中根据N路权重值进行加权合并的步骤中，对每一个天线上的每一个子载波都根据相对应的权重值进行加权合并。
[0050]对每一个天线的每一个子载波都根据噪声估计或信噪比计算权重值，在后续步骤中进行加权合并，对于OFDM系统可以进一步减少噪声对信号的影响，提高OFDM接收机的性倉泛。
[0051]本发明第三实施方式涉及一种多天线接收机中合并多路信号的方法。
[0052]第三实施方式在第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于:
[0053]根据N路噪声估计计算N路权重值的步骤包括以下子步骤:[0054]计算N路噪声估计的和值，以N路噪声估计分别除以该和值得到N路商值，用I分别减去该N路商值得到N路权重值。
[0055]以I减去每路噪声估计在总噪声估计中所占的比例来确定加权合并的权重，计算量小，但效果很显著。
[0056]此外，可以理解，在本发明的其它某些实例中，也可以采用其它基于噪声估计的方法计算N路权重值，只要N路权重值中对应于噪声估计相对较大的信号的权重值相对较小就会有一定的效果。
[0057]本发明第四实施方式涉及一种多天线接收机中合并多路信号的方法。
[0058]第四实施方式与第三实施方式基本相同，区别主要在于:
[0059]根据N路信噪比计算N路权重值的步骤包括以下子步骤:
[0060]计算N路信噪比的和值，以N路信噪比分别除以该和值得到N路权重值。
[0061]以每路信噪比在总信噪比中所占的比例确定加权合并的权重，计算量小，但效果很显著。
[0062]此外，可以理解，在本发明的其它某些实例中，也可以采用其它基于性噪比的方法计算N路权重值，只要N路权重值中对应于信噪比相对较低的信号的权重值相对较小就会有一定的效果。
[0063]在一个优选的实施例中，优选该多天线接收机有2个接收天线，具体地说，如图2所示。
[0064]通过对各个接收天线的干扰和噪声估计，估计出2个接收天线下的噪声值，设其为Noisei,或者估计出2个接收天线下的SNRi, i为接收天线索引，分别为O或I。
[0065]计算2 路权重值，Rate。= 1-Noise0/ (Noisec^Noise1), Rate1 = 1-Noise1/(Noisec^Noise1)或者 Rate。= SNR。/(SNRc^SNR1)，Rate1 = SNR1/(SNRq+SNR)，然后利用对应的权重值对均衡后的数据进行加权，设信道均衡输出的信号为EqOuti,均衡后的每个天线的功率为Poweric
[0066]我们修正其双天线的噪低差，并且进行均衡后数据的合并；
[0067]合并后结果:EqCombin= EqOuto^Rateo+EqOut^Rate!?
[0068]或者直接对均衡后的功率进行加权合并；
[0069]合并后结果:PowerCombin= Powero^Rateo+Power^Rate!?
[0070]再对合并后的数据进行软Bit映射，并且解调操作
[0071]本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable ArrayLogic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory,简称“PR0M”)、只读存储器(Read-Only Memory,简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM,简称“EEPR0M”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。 [0072]本发明第五实施方式涉及一种多天线接收机中合并多路信号的装置。图3是该多天线接收机中合并多路信号的装置的结构示意图。[0073]具体地说，如图3所示，该多天线接收机中合并多路信号的装置包括:
[0074]信道估计单元，用于对N个天线上接收到的信号分别进行信道估计，得到N路信道估计结果，N〉I。
[0075]信道均衡单元，用于对N个天线上接收到的信号分别根据信道估计单元输出的N路信道估计结果进行信道均衡。
[0076]噪声估计/信噪比单元，用于分别从信道估计单元输出的N路信道估计结果中得到N路噪声估计或信噪比。
[0077]权重值计算单元，用于根据噪声估计/信噪比单元输出的N路噪声估计或信噪比计算N路权重值，该N路权重值中对应于噪声估计相对较大或信噪比相对较低的信号的权重值相对较小。
[0078]加权合并单元，用于对信道均衡单元输出的N路经信道均衡后的信号在后续处理中根据权重值计算单元计算出的N路权重值进行加权合并。
[0079]第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
[0080]本发明第六实施方式涉及一种多天线接收机中合并多路信号的装置。
[0081]第六实施方式在第五实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于:
[0082]多天线接收机为正交频分复用系统中的多天线接收机。
[0083]此外，该多天线接收机中合并多路信号的装置还包括:傅里叶变换单元，用于对N个天线上接收到的信号进行快速傅里叶变换，傅里叶变换后的N路信号输入给信道估计单
J Li ο
[0084]权重值计算单元对每一个天线上接收的每一个子载波都分别计算权重值。
[0085]加权合并单元对每一个天线上的每一个子载波都根据相对应的权重值进行加权
I=I TT O
[0086]第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
[0087]本发明第七实施方式涉及一种多天线接收机中合并多路信号的装置。
[0088]第七实施方式在第六实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于:
[0089]噪声估计/信噪比单元根据N路噪声估计计算N路权重值，计算方式为:
[0090]计算N路噪声估计的和值，以N路噪声估计分别除以该和值得到N路商值，用I分别减去该N路商值得到N路权重值。
[0091]第三实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。
[0092]本发明第八实施方式涉及一种多天线接收机中合并多路信号的装置。[0093]第八实施方式与第七实施方式基本相同，区别主要在于:
[0094]噪声估计/信噪比单元根据N路信噪比计算N路权重值，计算方式为:
[0095]计算N路信噪比的和值，以N路信噪比分别除以该和值得到N路权重值。
[0096]第四实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第四实施方式互相配合实施。第四实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第四实施方式中。
[0097]需要说明的是，本发明各装置实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各装置实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述装置实施方式并不存在其它的单元。
[0098]需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0099]虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种多天线接收机中合并多路信号的方法，其特征在于，包括以下步骤: 对N个天线上接收到的信号分别进行信道估计，得到N路信道估计结果，N>1 ； 对N个天线上接收到的信号分别根据所述N路信道估计结果进行信道均衡； 分别从所述N路信道估计结果中得到N路噪声估计或信噪比； 根据N路噪声估计或信噪比计算N路权重值，该N路权重值中对应于噪声估计相对较大或信噪比相对较低的信号的权重值相对较小； 对N路经所述信道均衡后的信号在后续处理中根据所述N路权重值进行加权合并。
2.根据权利要求1所述的多天线接收机中合并多路信号的方法，其特征在于，所述多天线接收机为正交频分复用系统中的多天线接收机； 所述方法在信道估计之前还包括对N个天线上接收到的信号进行快速傅里叶变换的步骤； 所述根据N路噪声估计或信噪比计算N路权重值的步骤中，对每一个天线上接收的每一个子载波都分别计算权重值； 所述在后续处理中根据所述N路权重值进行加权合并的步骤中，对每一个天线上的每一个子载波都根据相对应的权重值进行加权合并。
3.根据权利要求1所 述的多天线接收机中合并多路信号的方法，其特征在于，所述根据N路噪声估计计算N路权重值的步骤包括以下子步骤: 计算N路噪声估计的和值，以N路噪声估计分别除以该和值得到N路商值，用I分别减去该N路商值得到N路权重值。
4.根据权利要求1所述的多天线接收机中合并多路信号的方法，其特征在于，所述根据N路信噪比计算N路权重值的步骤包括以下子步骤: 计算N路信噪比的和值，以N路信噪比分别除以该和值得到N路权重值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的多天线接收机中合并多路信号的方法，其特征在于，所述在后续处理中根据所述N路权重值进行加权合并的步骤中，对信道均衡输出的信号进行加权合并，或者对功率进行加权合并。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的多天线接收机中合并多路信号的方法，其特征在于，所述后续处理是均衡数据的合并，或者，所述后续处理是软比特映射。
7.一种多天线接收机中合并多路信号的装置，其特征在于，包括: 信道估计单元，用于对N个天线上接收到的信号分别进行信道估计，得到N路信道估计结果，N〉I ； 信道均衡单元，用于对N个天线上接收到的信号分别根据所述信道估计单元输出的N路信道估计结果进行信道均衡； 噪声估计/信噪比单元，用于分别从所述信道估计单元输出的N路信道估计结果中得到N路噪声估计或信噪比； 权重值计算单元，用于根据所述噪声估计/信噪比单元输出的N路噪声估计或信噪比计算N路权重值，该N路权重值中对应于噪声估计相对较大或信噪比相对较低的信号的权重值相对较小； 加权合并单元，用于对所述信道均衡单元输出的N路经信道均衡后的信号在后续处理中根据所述权重值计算单元计算出的N路权重值进行加权合并。
8.根据权利要求7所述的多天线接收机中合并多路信号的装置，其特征在于，所述多天线接收机为正交频分复用系统中的多天线接收机； 所述装置还包括:傅里叶变换单元，用于对N个天线上接收到的信号进行快速傅里叶变换，傅里叶变换后的N路信号输入给所述信道估计单元； 所述权重值计算单元对每一个天线上接收的每一个子载波都分别计算权重值； 所述加权合并单元对每一个天线上的每一个子载波都根据相对应的权重值进行加权合并。
9.根据权利要求7所述的多天线接收机中合并多路信号的装置，其特征在于，所述噪声估计/信噪比单元根据N路噪声估计计算N路权重值，计算方式为: 计算N路噪声估计的和值，以N路噪声估计分别除以该和值得到N路商值，用I分别减去该N路商值得到N路权重值。
10.根据权利要求7所述的多天线接收机中合并多路信号的装置，其特征在于，所述噪声估计/信噪比单元根据N路信噪比计算N路权重值，计算方式为: 计算N路信噪比的和值，以N路信噪比分别除以该和值得到N路权重值。
【文档编号】H04B7/08GK103997364SQ201310052871
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年2月18日 优先权日:2013年2月18日
【发明者】沈旭强, 曹强, 董霄剑 申请人:展讯通信（上海）有限公司