专利名称：降低晶片级等化器接收器处理速率的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明关于一种码分多址(CDMA)接收器。更特定言之，本发明关于一种在CDMA 接收器中进行晶片级等化(CLE)时降低处理速率的方法及装置。
背景技术：
晶片级等化器是CDMA接收器、譬如用在无线传输/接收单元(WTRUs)及基地台 内的接收器的适当候选者。 一常态化最小均方(NLMS)型CLE接收器对于高数据传输 率服务譬如高速下链封包存取(HSDPA)提供优于一 Rake接收器的优异表现。 一典型 NLMS接收器由一等化器滤波器及一 NLMS演算法组成。该等化器滤波器通常是一有限 脉冲响应(FIR)滤波器。
NLMS演算法被用来当作抽头系数产生器(tap coefficients generator)。其产生被等化
器滤波器使用的适当抽头系数并且以一适时基准适切地并反复地予以更新。 一般而言，抽 头系数产生操作包含错误信号计算、向量范数计算及漏溢积分以产生并更新此等抽头系 数。
CLE的高复杂度系因为CLE中的过取样(over-sampling)处理。 一典型CLE包含等 化器滤波、抽头权重向量更新、向量范数平方计算、或类似操作，这些都是依晶片率(chip rate)的两倍或更多倍运作。两倍晶片率过取样处理引起等化器滤波器中的晶片率非过取 样处理的复杂度的两倍复杂度。
发明内容
本发明关于一种用于在含有一等化器滤波器的CDMA接收器中进行CLE时降低处理 速率的方法及装置。该接收器的至少一天线接收到的信号被依M倍晶片率取样。每一样 本串流被依晶片率分离成M个样本数据串流。较佳对每一分裂样本数据串流进行多路径 合并。然后依晶片率将该等样本数据串流合并成一个组合样本数据串流。该等化器滤波器 依晶片率对该组合样本串流进行等化。滤波器系数因一修正项增添至该等化滤波器用于一
先前迭代的滤波器系数而被调整。200580037820.7
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本发明的更进一步理解可从以下详细说明中获得，以下详细说明系以举例方式提出并 且应连同随附图式阅读，图式中
图1是一依据本发明第一实施例建构的范例CDMA接收器的方块图； 图2是一依据本发明第二实施例建构的范例CDMA接收器的方块图3A和图3B为一体，其为一依据本发明第三实施例建构的范例CDMA接收器的方 块图；且
图4是一依据本发明用于在CDMA接收器中执行非过取样处理的程序的流程图。
具体实施例方式
以下参照图式说明较佳实施例，其中以相同数字代表相同元件。 在下文中，术语"WTRU"非局限性包括一使用者设备(UE)、 一移动站、 一膝上型 电脑、 一个人数字助理(PDA)、 一固接或移动用户单元、 一呼叫器、或任何其他能够在 无线环境中运作的装置类型。在下文中，术语"基地台〃 非局限性包括一存取点(AP)、 一B节点(Node-B)、 一网点控制器或是无线环境中的任何其他介接装置类型。
本发明的特征可被并入一集成电路(IC)内或被建构在一包含多重互连组件的电路内。 以下参照一NLMS演算法解释本发明。但应理解到任何类型的适应型等化或滤波譬 如最小均方(LMS)、 Griffith演算法、频道评估型NLMS (CE-NLMS)、及其他迭代或递 回演算法。
图1是一依据本发明第一实施例建构的范例CDMA接收器的方块图。CDMA接收器 100包含至少^天线102、 一取样器104、 一串列-平行(S/P)转换器106、两个多路径组 合器108A和108B、一过样本组合器110及一 1 X晶片率非过样本处理NLMS等化器112。 NLMS等化器112包含一等化器滤波器114及一抽头系数产生器116。
信号被天线102接收且被取样器104依两倍晶片率取样。取样器104输出一样本数据 串流105,其被S/P转换器106分离成一奇样本数据串流107A及一偶样本数据串流107B。 因此，S/P转换器106输出的信号的晶片率是一倍(IX)晶片率。
该奇和偶样本数据串流107A、 107B被送入多路径组合器108A、 108B相应一者内。
多路径是时域中因信号从物体反射而造成的信号发散。相同信号可能因为反射作用而在不 同时间或早或晚抵达接收器(取决于反射距离)，且因为衰落作用而具备不同振幅和相位。
多路径组合器108A、 108B集中且合并一原始信号与其滞后发散信号(多路径信号或滞后复件)以提升接收品质。样本数据串流107A、 107B的每一者具有一样本串流及一或多个 滞后样本串流。滞后样本数据串流的数量取决于原始信号经历的多路径的数量。
多路径组合器108A、 108B合并信号数据串流107A、 107B的多路径或滞后复件。最 大比例合并(MRC)可被用于多路径合并。然后将各个多路径组合器]08A、 108B输出 的多路径组合信号数据串流109A、 109B送到一过样本组合器110。
过样本组合器IIO合并多路径组合信号串流109A、 109B并且产生一个一倍(IX) 晶片率的组合样本数据串流Ul。组合样本串流111被送入等化器滤波器114及抽头系数 产生器116。
一匹配滤波器(MF)可被用作多路径组合器108A、 108B及过样本组合器110。参 数《'°、《e及i/'，"、 //''￡分别代表用于奇和偶过取样序列的一接收信号向量及一频道响应 矩阵。向量3e^。代表在多路径及过样本合并的后的一组合信号向量。假设一匹配滤波器
被用于多路径和过样本合并，组合信号可被表示如下
f",c。 = W'，。"《'。+ ^ + //2'。"《'° + //27《'e 方程式(1 )
在进行信号合并的后，会形成一改良信号串流111且将其送到等化器滤波器114以进 行等化去除干扰譬如符号间干扰(ISI)及多重存取干扰(MAI)。等化器滤波器114较佳 是一有限脉冲响应(FIR)滤波器，其包含一具备L抽头的抽头系数的抽头延迟线。NLMS 等化器2可就权重更新被表示如下-
wU^!^T(+]- 。) 方程式(2)
其中v^。。是抽头权重向量且d[n]是时间n的参考信号。
依据本发明，等化器滤波器114以1X晶片率运作且不具有过取样处理。因此'等化 器滤波器114的抽头数量小于习知技艺以2X晶片率进行处理的等化器滤波器所需要的抽 头数量。等化器滤波器114仅需要2X晶片率等化器滤波器中的抽头数量的一半。
抽头系数产生器II6包含乘法器118和124、 一加法器130、一串列-平行(S—P)向 量转换器122、 一向量累加器126、 一修正项产生器128及一晶片累加器132。等化器滤 波器114的输出经由乘法器118解扰乱。乘法器118的输出由晶片累加器132累加一段预 定时间(例如等于一般导频频道(CPICH)解展因子的晶片数)。经由加法器130以一参 考导频信号129减晶片累加器132输出的累计结果以产生一以一变数e表示的错误信号 131，其被修正项产生器128用来产生修正项134。
该组合输入样本数据串流111被S—P向量转换器122转换成长度L的向量且经由乘法器124解扰乱。此等已解扰输入向量由向量累加器126累加一段预定时间(例如等于一 CPICH解展因子的晶片数)以产生更新向量127。更新向量127被转送到修正项产生器 128。为了产生用于抽头系数更新的修正项，需要用于^" e、 j^的输入。 是阶跃大
小。e是错误信号，其为一等化信号与一参考信号间的差示信号，通常被以一导频信号的
形式使用。X^是在解扰乱及解展的后的接收信号。l义』f是解扰解展信号义^的范数。
方程式(2)被用于迭代演算法及抽头系数更新。
修正项产生器128可产生以修正项^,w^^为基础的修正项134，其在等化器滤 波器114中被加到先前迭代的滤波器系数以产生用于下次迭代的更新滤波器系数。
另一选择，修正项产生器128可产生以修正项^w^"^""为基础的修正项134。
变数n是一相对较小数字，其被用来改善数值特性并且在该修正项产生时防止定点计算溢位。
图2是一依据本发明第二实施例建构的范例CDMA接收器200的方块图。CDMA接 收器200包含二个天线202A和202B、 二个取样器204A和204B、 二个S/P转换器206A 和206B、四个多路径组合器208A和208B和208C和208D、 二个过样本组合器210A和 210B、一天线分集组合器212及一如前文参照图1所述的1X晶片率非过样本处理NLMS 等化器112。
信号被天线202A、 202B接收且分别被取样器204A、 204B依两倍(2X)晶片率取 样。取样器204A输出一样本数据串流205A，其被S/P转换器206A依一倍(IX)晶片 率分离成一奇样本数据串流207A及一偶样本数据串流207B。取样器204B输出一样本数 据串流205B，其被S/P转换器206B依一倍(IX)晶片率分离成一奇样本数据串流207C 及一偶样本数据串流207D。
该奇样本数据串流207A和偶样本数据串流207B被送入多路径组合器208A、 208B 相应一者内。多路径组合器208A、 208B分别合并信号数据串流207A、 207B的多路径或 滞后复件。最大比例合并(MRC)可被用于多路径合并。由相应多路径组合器208A、 208B 以一倍UX)晶片率输出多路径组合信号数据串流209A、 209B然后送到一过样本组合 器210A。过样本组合器210A合并多路径组合信号串流209A、 209B并且依一倍(IX) 晶片率产生一第一组合样本数据串流211A。
奇样本数据串流207C和偶样本数据串流207D被送入多路径组合器208C、 208D相应一者内。多路径组合器208C、 208D分别合并信号数据串流207C、 207D的多路径或滞 后复件。MRC可被用于多路径合并。由相应多路径组合器208C、 208D以一倍(IX)晶 片率输出多路径组合信号数据串流209C、 209D然后送到一过样本组合器210B。过样本 组合器210B合并多路径组合信号串流209C、 209D并且依一倍(IX)晶片率产生一第 二组合样本数据串流211B。
组合样本数据串流211A和211B被天线分集组合器212合并，且天线分集组合器212 的组合输出214被送入1X晶片率非过样本处理NLMS等化器112的等化器滤波器114 及抽头系数产生器I16内。
图3A和图3B为一体，其为一依据本发明第三实施例建构的范例CDMA接收器300 的方块图。该第三实施例是第一和第二实施例的N个天线及MX过取样的延伸，其中N 和M是正整数。CDMA接收器300包含N个天线302!-302n、 N个取样器304,-304n、 N 个S/P转换器306,-306n (亦即分离器)、NXM个多路径組合器308h-308nm、 N个过样本 组合器31(h-310w、 一天线分集组合器312及一如前文参照图1所述的1X晶片率非过样 本处理NLMS等化器112。
信号被天线302,-302N接收且分别被取样器304,-304n依M倍(MX )晶片率取样(亦 即第一样本序列、第二样本序列.....第M样本序列)。
回应于从天线302,接收一信号，取样器304!产生一样本数据串流305p其被S/P转 换器306,(亦即一分离器)依一倍(IX )晶片率分离成M个样本序列307n-3071M。每 一个别M个样本序列307 -307^的多路径分量被多路径组合器308u-308,m相应一者合 并，此等多路径组合器产生送入过样本组合器3I(h的一相应过取样串流309u-309!m。过 样本组合器310,将过取样串流309n-309,m合并成一组合过取样串流31h然后送到天线分 集组合器312。
回应于从天线3022接收一信号，取样器3042产生一样本数据串流3052，其被S/P转 换器3062 (亦即一分离器)依一倍(IX)晶片率分离成M个样本序列30721-3072M。每 一个别M个样本序列30721-30721^的所有多路径分量被多路径组合器30821-308加相应一 者合并，此等多路径组合器产生送入过样本组合器3102的一相应过取样串流30921-3092M。 过样本组合器3102将过取样串流3 0921-3 09^合并成一组合过取样串流3112然后送到天线 分集组合器312。
回应于从天线302n接收一信号，取样器304N产生一样本数据串流305N，其被S/P 转换器306N (亦即一分离器)依一倍(IX)晶片率分离成M个样本序列307w-307NM。 每一个别M个样本序列307N1-307NM的所有多路径分量被多路径组合器308N1-308NM相应一者合并，此等多路径组合器产生送入过样本组合器310N的一相应过取样串流 309N广309NM。过样本组合器310N将过取样串流309N,-309NM合并成一组合过取样串流31lN 然后送到天线分集组合器312。
天线分集组合器312将组合过取样串流3U,-31lN合并成一处于晶片率的天线分集样 本数据串流314。天线分集样本数据串流314被输入到I X晶片率非过样本处理NLMS等 化器112的等化器滤波器114及抽头系数产生器116。
以上说明关于一种解展导频引导接收器。另一选择，该接收器可为一非解展导频引导 接收器。在此情况中，不会进行解扰样本的累加。
图4是一依据本发明包含用于施行非过取样处理的方法步骤的程序400的流程图。在 步骤402中，利用N个天线302,-302M接收信号，其中N是一正整数。在步骤404中， 以接收到的信号为基础依M倍晶片率分别就该等N个天线302,-302N每一者产生一样本 数据串流305,-305n，其中M是一正整数。在步骤406中，依晶片率将每一样本数据串流 305广305N分离成M个样本序列307,广307,m、 30721-3072M、 307Nr307NM。在步骤408中， 合并每一个别样本序列307lr307lM、 3 0721-3072M、 307N,-307NM的多路径分量以产生一相 应过取样串流309n-309w、 3 0921-3092M、 309,309画。在步骤410中'合并与该等M个 样本序列307n-3071M、 30721-3072M、 307N1-307NM相关的过取样串流309n-3091M、 30921-3 092M、 309N广309簡以产生一组合过取样串流311广31lN。在步骤412中，合并该等 N个天线的组合过取样串流311,-31lN以产生一天线分集样本数据串流3M。在步骤414 中，用一等化器滤波器114依晶片率对该天线分集样本数据串流314进行等化。在步骤 416中，藉由增添一滤波器系数修正项134到用于一先前迭代的滤波器系数来调整该等化 器滤波器的滤波器系数。滤波器系数修正项134系依据一错误信号131产生，该错误信号 是藉由比较该等化器滤波器的一输出与一参考信号而产生。
虽然以上已就较佳实施例说明本发明，熟习此技艺者会理解到在以下申请专利范围项 勾勒出的发明范围内的其他变异型。
权利要求
1. 一种码分多址(CDMA)接收器，其包含(a)一天线，其用于接收信号；(b)一取样器，与该天线耦接并且以该接收信号为基础依M倍晶片率产生一样本数据串流，其中M是一正整数；(c)一串列-平行(S/P)转换器，该S/P转换器与该取样器耦接，用于以该晶片率将该样本数据串流分离成M个样本串流；(d)一组合器，用于以该晶片率将该等分离样本串流合并成一个组合样本数据串流；及(e)一等化器，用于以该晶片率处理该组合样本数据串流。
2. 根据权利要求1所述的接收器，其特征在于，该等化器(e)包含(el) —等化器滤波器，其用于以滤波器系数处理该组合样本数据串流；及 (e2) —抽头系数产生器，其用于产生供该等化器滤波器使用的至少一滤波器系 数修正项。
3. 根据权利要求1所述的接收器，其特征在于，M等于2，且该S/P转换器将该样 本数据串流分离成一奇样本数据串流及一偶样本数据串流。
4. 根据权利要求2所述的接收器，其特征在于，该滤波器系数修正项系以一解展导频序列为基础而产生。
5. 根据权利要求2所述的接收器，其特征在于，该滤波器系数修正项系以一非解展导频序列为基础而产生。
6. 根据权利要求l所述的接收器，更包含(f) 多个多路径组合器，其用于合并从该S/P转换器输出的每一样本数据串流的多 路径或滞后复件。
7. 根据权利要求2所述的接收器，其特征在于，该抽头系数产生器利用一常态化最 小均方(NLMS)演算法产生该滤波器系数修正项。
8. 根据权利要求2所述的接收器，其特征在于，该抽头系数产生器利用一最小均方 (LMS)演算法产生该滤波器系数修正项。
9. 一种码分多址(CDMA)接收器，其包含 (a)多个天线，其用于接收信号；(b) 多个取样器，其用于以该接收信号为基础以M倍晶片率产生一样本数据串流， 其中M是一正整数且每一取样器各与该等天线的一特定的天线相关；(c) 多个分离器，其用于以该晶片率将该样本数据串流分离成M个样本序列，每一分离器各与该等取样器的一相应的取样器耦接；(d) 多个多路径组合器，其用于合并每一个别样本序列的多路径分量以产生一相应过取样串流，每一多路径组合器被建构用来接收该等过取样串流的一相应的过取样串流；(e) 多个过取样组合器，其用于合并与该等分离器中一相应分离器所产生的样本序列相关的过取样串流成为一组合过取样串流；(f) 一天线分集组合器，其用于合并各该等N个天线的该组合过取样串流，以产生 一天线分集样本数据串流；及(g) —等化器，其用于以该晶片率等化该天线分集样本数据串流。
10. 根据权利要求9所述的接收器，其特征在于，该等化器(g)包含(gl) —等化器滤波器，其用于以滤波器系数处理该组合样本数据串流；及 (g2) —抽头系数产生器，其用于产生供该等化器滤波器使用的至少一滤波器系 数修正项。
11. 根据权利要求IO所述的接收器，其特征在于，该滤波器系数修正项系以一解展 导频序列为基础而产生。
12. 根据权利要求IO所述的接收器，其特征在于，该滤波器系数修正项系以一非解 展导频序列为基础而产生。
13. 根据权利要求IO所述的接收器，其特征在于，该抽头系数产生器利用一常态化 最小均方(NLMS)演算法产生该滤波器系数修正项。
14. 根据权利要求IO所述的接收器，其特征在于，该抽头系数产生器利用一最小均 方(LMS)演算法产生该滤波器系数修正项。
15. 根据权利要求9所述的接收器，其特征在于，该等分离器是串列-平行(S/P)转 换器。
16. —种在码分多址(CDMA)接收器中进行晶片级等化(CLE)时降低处理速率的 方法，该CDMA接收器包含一等化器滤波器及N个天线，该方法包含(a) 利用该等N个天线接收信号，其中N是一正整数；(b) 以该接收信号为基础以M倍晶片率分别就各该等N个天线产生一样本数据串 流，其中M是一正整数；(c) 以该晶片率将该样本数据串流分离成M个样本序列；(d) 合并每一个别样本序列的多路径分量以产生一相应过取样串流；(e) 合并与该等样本序列相关的过取样串流成为一组合过取样串流；及(f) 合并各该等N个天线的组合过取样串流以产生一天线分集样本数据串流。
17. 根据权利要求16所述的方法，更包含(g) 该等化器滤波器于该晶片率对该天线分集样本数据串流进行等化；及(h) 藉由增添一滤波器系数修正项到用于先前迭代的滤波器系数来调整该等化器滤波器的滤波器系数。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于 序列为基础而产生。
19. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于 频序列为基础而产生。
20. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于 化最小均方(NLMS)演算法产生。
21. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于 均方(LMS〉演算法产生。
22. —种集成电路(IC)，其与一码分多址(CDMA)接收器搭配使用，该码分多址 (CDMA)接收器具有一用于接收信号的天线，该IC包含(a) —取样器，与该天线耦接并且以该接收信号为基础以M倍晶片率产生 样本数 据串流，其中M是一正整数；(b) —串列-平行(S/P)转换器，该S/P转换器与该取样器稱接以该晶片率将该样 本数据串流分离成M个样本串流；(c) 一组合器，其用于以该晶片率将该等分离样本串流合并成一个组合样本数据串 流；及(d) —等化器，其用于依晶片率处理该组合样本数据串流。
23. 根据权利要求22所述的IC，其特征在于，该等化器(d)包含(dl) —等化器滤波器，其用于以滤波器系数处理该组合样本数据串流；及 (d2) —抽头系数产生器，其用于产生供该等化器滤波器使用的至少一滤波器系 数修正项。
24. 根据权利要求22所述的IC,其特征在于，M等于2，且该S/P转换器将该样本 数据串流分离成一奇样本数据串流及一偶样本数据串流。
25. 根据权利要求23所述的IC,其特征在于，该滤波器系数修正项系以一解展导频该滤波器系数修正项系以解展导频 该滤波器系数修正项系以非解展导 该滤波器系数修正项系利用一常态 该滤波器系数修正项系利用一最小序列为基础而产生。
26. 根据权利要求23所述的IC，其特征在于，该滤波器系数修正项系以一非解展导 频序列为基础而产生。
27. 根据权利要求23所述的IC，更包含(e)多个多路径组合器，其用于合并从该S/P转换器所输出的每一样本数据串流的 多路径或滞后复件。
28. 根据权利要求23所述的IC，其特征在于，该抽头系数产生器利用一常态化最小 均方(NLMS)演算法产生该滤波器系数修正项。
29. 根据权利要求23所述的IC，其特征在于，该抽头系数产生器利用一最小均方 (LMS)演算法产生该滤波器系数修正项。
30. 根据权利要求22所述的IC,其特征在于，该IC和该CDMA接收器被并入一无 线传输/接收单元(WTRU)内。
31. 根据权利要求22所述的IC，其特征在于，该IC和该CDMA接收器被并入一基 地台内。
32. —种集成电路(IC)，其与一码分多址(CDMA)接收器搭配使用，该码分多址 (CDMA)接收器具有N个用于接收信号的天线，该IC包含(a) 多个取样器，其用于以该接收信号为基础以M倍晶片率产生一样本数据串流， 其中M是一正整数且每一取样器各与该等天线的一特定的天线相关；(b) 多个分离器，其用于以晶片率将该样本数据串流分离成M个样本序列，每一分 离器各与该等取样器的一相应的取样器耦接；(c) 多个多路径组合器，其用于合并每一个别样本序列的多路径分量以产生一相应 过取样串流，每一多路径组合器被建构用来接收该等过取样串流的一相应的过取样串流；(d) 多个过取样组合器，其用于合并与该等分离器一相应的分离器所产生的样本序列相关的过取样串流成为一组合过取样串流；(e) —天线分集组合器，其用于合并各该等N个天线的组合过取样串流以产生一天线分集样本数据串流；及(f) 一等化器，其用于以该晶片率等化该天线分集样本数据串流。
33. 根据权利要求32所述的IC，其特征在于，该等化器(f)包含(fl) 一等化器滤波器，其用于以滤波器系数处理该组合样本数据串流；及 (f2) —抽头系数产生器，其用于产生供该等化器滤波器使用的至少一滤波器系 数修正项。
34. 根据权利要求33所述的IC，其特征在于，该滤波器系数修正项系以一解展导频 序列为基础而产生。
35. 根据权利要求33所述的IC，其特征在于，该滤波器系数修正项系以一非解展导 频序列为基础而产生。
36. 根据权利要求33所述的IC，其特征在于，该抽头系数产生器利用一常态化最小 均方(NLMS)演算法产生该滤波器系数修正项。
37. 根据权利要求33所述的IC，其特征在于，该抽头系数产生器利用一最小均方 (LMS)演算法产生该滤波器系数修正项。
38. 根据权利要求32所述的IC，其特征在于，该等分离器是串列-平行(S/P)转换器。
39. 根据权利要求32所述的IC,其特征在于，该IC和该CDMA接收器被并入一无 线传输/接收单元(WTRU)内。
40. 根据权利要求32所述的IC，其特征在于，该IC和该CDMA接收器被并入一基 地台内。
全文摘要
一种用于在含有一等化器滤波器的码分多址(CDMA)接收器中进行晶片级等化(CLE)时降低处理速率的方法及装置。该接收器的至少一天线接收到的信号是以M倍晶片率(chip rate)进行取样。每一样本串流以晶片率分离成M个样本数据串流。较佳对每一分裂样本数据串流进行多路径合并。然后依晶片率将该等样本数据串流合并成一个组合样本数据串流。该等化器滤波器以晶片率对该组合样本串流进行等化。滤波器系数因一修正项增添至该等化滤波器用于一先前迭代的滤波器系数而被调整。
文档编号H04B1/69GK101416408SQ200580037820
公开日2009年4月22日 申请日期2005年10月19日 优先权日2004年11月8日
发明者潘俊霖 申请人:美商内数位科技公司