数据处理方法、均衡器、接收机、通信系统、网元和使用简化信道矩阵求逆的终端的制作方法

专利名称：数据处理方法、均衡器、接收机、通信系统、网元和使用简化信道矩阵求逆的终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种在通信系统的接收机中的数据处理方法、均#f 器、接收机、通信系统、网元、通信终端和计算机程序产品。
背景技术：
在无线通信系统中，其中一个最大的挑战是对于传递高容量业 务的需求的增加。例如，多々某体的使用正在增加。因此，已经出现
了增加通信系统容量的若干种不同技术，诸如多输入多输出(MIM0) 和空时发射分集(STTD)技术。基于使用多天线的系统是用于实现 例如在高速下行链路分组接入(HSDPA)系统中的高数据速率的最有 前途的技术之一。
通常在多天线系统中，发射机具有多个天线，每个天线使用相 同频带发射，并且在宽带码分多址(WC画A)系统的情况中，可能也 使用相同的扩频码。因此天线间的干扰变得非常强烈并且必须在接 收机中进行抑制。
问题是发射机侧的多天线发射和/或接收机侧的多个天线在解 算用于接收机的信道均衡器系数时引起了巨大的复杂度增加。

发明内容
根据本发明的 一个方面，提供一种在通信系统的接收机中的数 据处理方法，该方法包括创建至少一个信道矩阵，该信道矩阵将 预定的干扰信号假设为有效信号的一部分；将所述至少一个信道矩
阵分成多个子矩阵；通过使用变换矩阵将子矩阵对角化；形成至少 一个使用所述对角化子矩阵的块对角化矩阵；对所述至少一个块对
角化矩阵求逆；以及通过使用至少一个逆块对角化矩阵生成信道均
衡器系数。
根据本发明的另 一个方面，提供一种在通信系统的接收机中的
数据处理方法，该方法包括创建至少一个信道矩阵，该信道矩阵 将预定的干扰信号假设为有效信号的 一部分；通过使用所述至少一 个信道矩阵来创建至少一个块矩阵并且确定所述至少一个块矩阵的 子矩阵；将子矩阵对角化以生成至少一个块对角化矩阵；对所述至 少一个块对角化矩阵求逆；以及通过使用至少一个逆块对角化矩阵 生成信道均衡器系数。
根据本发明的另一个方面，提供一种均衡器，包括用于创建 至少 一 个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为有 效信号的一部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵的 装置；用于通过使用变换矩阵将子矩阵对角化的装置；用于形成至 少 一 个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置；用于对所述至少 一个块对角化矩阵求逆的装置；以及用于通过使用至少一个逆块对 角化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种均衡器，包括用于创建 至少 一 个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为有 效信号的一部分；用于通过使用所述至少一个信道矩阵来创建至少 一个块矩阵并且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置；用于将 子矩阵对角化以生成至少 一 个块对角化矩阵的装置；用于对所述至 少一个块对角化矩阵求逆的装置；以及用于通过4吏用至少一个逆块 对角化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种接收机，包括用于创建 至少 一 个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的千扰信号假设为有 效信号的一部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵的 装置；用于通过使用变换矩阵将子矩阵对角化的装置；用于形成至 少 一 个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置；用于对所述至少 一个块对角化矩阵求逆的装置；以及用于通过使用至少 一个逆块对
角化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种接收机，包括用于创建 至少 一 个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为有
效信号的一部分；用于通过使用所述至少一个信道矩阵来创建至少 一个块矩阵并且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置；用于将 子矩阵对角化以生成至少一个块对角化矩阵的装置；用于对所述至 少一个块对角化矩阵求逆的装置；以及用于通过使用至少一个逆块 对角化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种通信系统，包括用于创 建至少 一 个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为 有效信号的一部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵 的装置；用于通过使用变换矩阵将子矩阵对角化的装置；用于形成 至少 一 个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置；用于对所述至 少一个块对角化矩阵求逆的装置；以及用于通过^f吏用至少一个逆块 对角化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种通信系统，包括用于创 建至少 一 个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为 有效信号的一部分；用于通过使用所述至少一个信道矩阵来创建至 少一个块矩阵并且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置；用于
将子矩阵对角化以生成至少一个块对角化矩阵的装置；用于对所述 至少一个块对角化矩阵求逆的装置；并且用于通过使用至少一个逆
块对角化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种网元，包括用于创建至 少 一 个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的千扰信号假设为有效 信号的一部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵的装 置；用于通过使用变换矩阵将子矩阵对角化的装置；用于形成至少 一个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置；用于对所述至少一 个块对角化矩阵求逆的装置；以及用于通过使用至少一个逆块对角 化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种网元，包括用于创建至
少 一 个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为有效
信号的一部分；用于通过使用所述至少一个信道矩阵来创建至少一 个块矩阵并且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置；用于将子 矩阵对角化以生成至少一个块对角化矩阵的装置；用于对所述至少 一个块对角化矩阵求逆的装置；并且用于通过使用至少一个逆块对 角化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种通信终端，包括用于创 建至少一个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为 有效信号的一部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵 的装置；用于通过使用变换矩阵将子矩阵对角化的装置；用于形成 至少一个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置；用于对所述至 少一个块对角化矩阵求逆的装置；并且用于通过^f吏用至少一个逆块 对角化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种通信终端，包括用于创 建至少 一 个信道矩阵的装置，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为 有效信号的 一 部分；用于通过使用所述至少 一 个信道矩阵来创建至 少一个块矩阵并且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置；用于 将子矩阵对角化来生成至少一个块对角化矩阵的装置；用于对所述 至少 一 个块对角化矩阵求逆的装置；以及用于通过使用至少 一 个逆 块对角化矩阵生成信道均衡器系数的装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种计算机程序产品，该计算 机程序产品对计算机指令程序进行编码以执行用于处理数据的计算 机处理，该处理包括创建至少一个信道矩阵，该信道矩阵将预定 的干扰信号假设为有效信号的 一 部分；将所述至少 一 个信道矩阵分 成多个子矩阵；通过使用变换矩阵将子矩阵对角化；形成至少一个 使用对角化子矩阵的块对角化矩阵；对所述至少 一 个块对角化矩阵 求逆；以及通过使用至少一个逆块对角化矩阵生成信道均衡器系数。
根据本发明的另一个方面，提供一种计算机程序产品，该计算
机程序产品对计算机指令程序进行编码以执行用于处理数据的计算 机处理，该处理包括创建至少一个信道矩阵，该信道矩阵将预定
的干扰信号假设为有效信号的 一部分；通过使用所述至少 一个信道
矩阵来创建至少一个块矩阵并且确定所述至少一个块矩阵的子矩
阵；将子矩阵对角化以生成至少一个块对角化矩阵；对所述至少一 个块对角化矩阵求逆；以及通过使用至少 一 个逆块对角化矩阵生成 信道均衡器系数。
本发明提供多个优点。本发明的某些实施例提供了用于解算均 衡器系数的低复杂度的方法和装置。该方法和该装置的性能至少非 常接近于现有技术均衡器的性能，但是复杂度显著降低。较低的复 杂度主要通过筒化信道矩阵求逆来实现。


下面，将参考实施例和附图对本发明进行更详细的描述，其中
图1示出了通信系统的例子；
图2是流程图；图3是另一幅流程图4图示了接收机的例子；
图5示出了网元一部分的例子；以及
图6示出了通信终端的例子。
具体实施例方式
参考图1,我们研究可以应用本发明实施例的通信系统的例子。 本发明可应用到各种通信系统。此类通信系统的 一 个例子是通用移 动电信系统(UMTS)无线电接入网络。它是一种包括宽带码分多址 (W C D M A )技术并且还可以提供实时的电路交换业务和分组交换业 务的无线电接入网络。然而，这些实施方式不局限于以实例给出的 系统，而是本领域技术人员可以将此解决方案应用在提供有必要特 性的其他通信系统中。
本领域技术人员清楚的是，本发明的方法可应用于使用不同调 制方法或空中接口标准的系统。
图1是可以应用根据本发明的解决方案的数字数据传输系统一 部分的简化图示。这是蜂窝无线电系统的一部分，其包括基站(或
节点B) 100,所述基站具有通往用户终端106和108的双向无线电 链路102和104。该用户终端可以是固定式、车载式或便携式。基站 例如包括收发机。从该基站的收发机起，具有到天线单元的连接， 该天线单元建立了到用户终端的双向无线电链路。基站进 一 步连接 到控制器IIO,例如无线电网络控制器(RNC)，控制器将终端的连 接传送到网络的其他部分。无线电网络控制器以集中方式控制与其 连接的若干个基站。无线电网络控制器进一步连接到核心网络112 (CN)。根据该系统，CN侧的对等方可以是移动业务交换中心 (MSC)、媒体网关(MGW)或服务GPRS (通用分组无线电业务) 支持节点(SGSN)。
无线电系统还可以与诸如7〉共交换电话网或因特网之类的其4也 网络进行通信。
根据数据传输需要和要求的覆盖区域可以改变通信系统的大小。
接下来，借助图2，进一步详细解释通信系统的接收机中的数据 处理方法的实施例。
该实施例示出了用于解算诸如MIMO或STTD的多天线系统中 的均衡器滤波器系数(抽头)的低复杂度算法。在该实施例中，信 道矩阵包括选择作为有效信号一部分的干扰天线信号。按如下方式 修改该信道矩阵，使得待求逆的矩阵包括N乘N个子矩阵，其中N 是多天线系统中并行数据流的数量。
该实施例可以应用于例如STTD、 MIMO、 4吏用特征波束形成的系 统和不同种类的贝尔实验室分层空时BLAST系统(诸如垂直贝尔实 验室分层空时(V-BLAST))的均衡。应该注意的事实是该实施例也 可以应用于没有必要提供多个发射天线但是干扰信号从例如基站的
另一个发射设备被发射的系统。那么，可以以类似于抑制多天线系 统中有害天线信号的方式抑制该干扰信号。
该实施例从方框200开始。当描述该实施例时，出于清楚的原 因，使用两天线发射的例子。然而，对于本领域技术人员来说很显 然发射和接收天线的数量可以改变。
在方框202中，创建至少一个信道矩阵。当创建该至少一个信
道矩阵时，预定的干扰信号被认为是有效信号的一部分。换言之， 选择的干扰信号不被认为是加性噪声的一部分。将其他噪声或干扰
近似为白噪声。
通常根据估计的信道系数来创建信道矩阵，该估计的信道系数 可以包括诸如发射脉冲整形滤波器之类的各种发射机和4妻收机滤波 器的影响。通常，在多天线系统中，针对每个无线电信道或每个发 射天线创建信道矩阵#。然后独立地处理每个信道矩阵。
在此实施例中，典型地针对选"^的天线创建信道矩阵，通常针 对所有发射天线创建信道矩阵。在多个接收天线的情况下，信道矩 阵通常包括从一个发射天线到所有接收天线的信道。
可以将从两个发射天线接收的信号表示如下
其中
IL表示从第一天线发射的信号的信道矩阵， H 2表示从第二天线发射的信号的信道矩阵， d,表示由第一天线发射的信号， (12表示由第二天线发射的信号，并且 n表示噪声向量。
应该注意的事实是(Hw Hjf，]是多径传播的有效信号。
由于上面将天线间干扰建模作为有效信号的一部分，可以假设n除 了噪声之外还包括除了接收信号的天线间干扰的干扰(诸如小区间干 扰)。
因此用于从发射天线m-l， 2发射的信号的线性最小均方差(L画SE )
<formula>formula see original document page 16</formula>均衡器可以表示如下wm=(Httl Hte2)(CT2I+
<formula>formula see original document page 16</formula>
其中
H^表示从第一天线发射的信号的信道矩阵， H tt2表示从第二天线发射的信号的信道矩阵， a 21表示加性白噪声的方差乘以对角矩阵， //表示复共轭转置，即Hermitian矩阵， e。间是在第D (m)位置为'T，的单位向量，并且 。( )是对于将要均衡的发射天线特定的正整数。它确定了单位向量 中"1" (unity)的位置并且也因此确定了等式(2)中用于获得均
<formula>formula see original document page 16</formula>衡器滤波器系数的逆矩阵的列
差Cr2的白噪声。因 相加来将噪声项的贡献考虑
此通过将矩阵C721与矩阵 进去。
在多天线系统中，每个并行数据流扮演了其他数据流的有色干扰。
然而，由于作为M頂O通信系统中主要干扰来源的其他数据流被认为是 有效信号的一部分，所以可以做出白噪声假设。
在方框204中，将该至少一个信道矩阵分成多个子矩阵。通常，将 每个信道矩阵分成多个循环和巻积子矩阵。该循环矩阵可以通过循环旋 转初始矩阵(在此情况中，该初始矩阵是在等式(5 )中示出的矩阵H咖 的子矩阵H—.)的一个单独行向量以形成该循环矩阵的其他行向量来由 该4亍向量形成。
因此，在方才匡210中可以通过N个共4^对称2乘2矩阵求逆来扭^亍 矩阵求逆，其降低了计算复杂度。可以通过使用快速傅立叶算法(FFT) 来执行傅立叶操作。FFT在现有技术中是公知的。
在方框206中，通过使用变换矩阵将子矩阵对角化。若千种矩阵可 以选择为变换矩阵。 一个例子是在离散傅立叶变换中使用的线性变换矩 阵(在等式(3 ) 、 ( 4 )和(5 )中使用D标记的矩阵)。离散傅立叶
变换(DFT)广泛用于线性滤波应用，因此在这里不再进一步详细地解 释它。
可以从以下等式开始，执行对角化 H:H加-G则-D"U","D, (3) 其中
D表示变换矩阵，诸如傅立叶矩阵， //表示复共轭转置，
1 表示对角矩阵，如下面等式(6)中所示方式获得U则的值，并
且
, 定义了矩阵在更大矩阵(列，行)中的位置。 因此等式(2)可以近似如下
_<formula>formula see original document page 17</formula>其中
H^表示从第一天线发射的信号的信道矩阵，
H^表示从第二天线发射的信号的信道矩阵，
CT2I表示噪声的方差乘以单位矩阵，
e )是在第D (m)位置为'T，的单位向量，并且
^)是对于将要均衡的发射天线特定的正整数。它确定了单位向量 e^)中"1" (unity)的位置并且也因此确定了等式(2)中用于获得 均衡器滤波器系数的逆矩阵的列，
0 从等式(3)获得，
D表示变换矩阵，
H表示复共轭转置，
U^。表示对角矩阵，如下面等式(6)中所示方式获得U柳的值，并
且
定义了矩阵在更大矩阵(列，行)中的位置。
通常通过使用快速傅立叶变换(FFT )来计算离散傅立叶变换(DFT )， 这在现有技术中是公知的并且因此不在这里进一步详细地解释它。
矩阵H自代表从每个发射天线m到接收天线的信道，并且因此可以 将矩阵H^分成多个相应于每个接收天线和码片级采样的子矩阵。例如, 在接收机处假设两个接收天线(Nrx-2)和每码片两个采样的采样速率 (Ns=2)，则信道矩阵可以进一步写为
仏
(5)
将该信道矩阵分成NrxNs个子矩阵，每个子矩阵对应于一个特定接 收天线和一个特定码片采样瞬间。等式(3)给出
' =1
w。w,.
广W。W,,
=DW U D= G ,
/=
D
(6)
且
其中
D表示变换矩阵，诸如傅立叶矩阵， w表示复共轭转置，
U目表示对角矩阵，如下面等式(6)中所示方式获得U^的值，
m。^定义了矩阵在更大矩阵(列，行)中的位置， ^表示接收天线的数量， ^.表示每码片采样数量， ,.表示定义接收天线的标引和码片采样标引， Z表示求和操作， i是一个标引，并且 ,矩阵是对角的(参见等式(8))。
开
A '
等式(6)意味着将信道矩阵的每个子矩阵首先近似为循环矩阵， 然后通过傅立叶矩阵D对角化。这是一种(间接)执行等式(2)中将
待求逆的矩阵的子矩阵对角化以获得等式(4)中描述的形式的技术。 在对角化子矩阵之后，等式(4)的矩阵
表示如下
<formula>formula see original document page 19</formula>
可以
<formula>formula see original document page 19</formula>其中
l表示接收天线的数量， 表示每码片采样数量，<formula>formula see original document page 19</formula>
(7)
,表示定义接收天线的标引和码片采样标引，
C721表示噪声的方差乘以单位矩阵，
H表示复共轭转置，并且 z表示求和操作，
而且，所有A矩阵是对角的并且定义如下 Am,,=diag (FFT (httm, ) )， i-l,2，…，N入，
其中
diag表示具有作为对角的参数向量的对角矩阵， FFT表示快速傅立叶变换，
表示形成作为信道矩阵的列的信道向量，
i表示标引，
表示接收天线的数量，并且
表示每码片采样数量，
(8)
如上描述的基于FFT的循环近似和对角化也可以应用于与信道矩阵 (Httl HJ的乘法。因此，不必要求巻积操作，否则将需要所述巻积操作 执行矩阵乘法。
在方框208中，使用对角化子矩阵来形成至少一个块对角化矩阵。
通常，将对角化子矩阵排列成为包括N乘N个子矩阵的大矩阵中，其中 N是多天线系统中并行数据流的数量。
在方框21G中，对该至少一个块对角化矩阵求逆。对初始矩阵的求
逆已经变为对仅有一对(通常是三)非零对角线的矩阵的求逆。因此，
该求逆可以实现为M个大小为2x2的矩阵的求逆，其中M是子矩阵的维数。
在方框212中，通过使用至少一个已求逆的块对角化矩阵来生成信 道均衡器系数。
可以通过执行由等式(4)的最后一个表达式给出的操作来生成信 道均衡器系数。由于可能已经使用(7)给出的表达式对块对角化矩阵 求逆，则它将具备首先执行乘法的条件
、=
、A乂
/721 crV + t/,,
「Z)0、
、o
e剩 (9)
其中
cr21表示噪声的方差乘以单位矩阵，
e^是在第D (m)位置为"1"的单位向量，并且
。( )是对于将要均衡的发射天线特定的正整数。它确定了单位向量 e一,)中'T， (unity)的位置并且也因此确定了等式(2)中用于获得
均衡器滤波器系数的逆矩阵的列， D表示变换矩阵，
11 表示对角矩阵，通过计算矩阵G^的第一列的DFT来获得U则的 值，并且
则定义了矩阵在更大矩阵中的位置。
因此，计算被简化为求逆矩阵的对角子矩阵的对角线和变换矩阵D 的列之间的向量点积。通过使用值D (m)来确定列标引。然后，进行逆 变换形成结果向量P,和P2 (等式(4)和(9)),并且最后逆变换的 向量乘以信道矩阵
(10)
其中
Hw表示从第一天线发射的信号的信道矩阵，
H^表示从第二天线发射的信号的信道矩阵，
D"表示傅立叶矩阵的复共辄， p,和P2从等式(9)获得。
通过改变m的值将该计算重复用于每个将要均衡的信号。
该实施例在方框214中结束。在信道系数并且因此还有信道矩阵由 于衰落现象而已^皮改变之后可以重复该实施例。
接下来，借助图3描述数据处理方法的另一个实施例。在此实施例 中，从上面解释的等式(4)直接获得均衡器系数。在此实施例中，通 过使用等式(5)中的初始信道矩阵并且然后将循环近似应用到合成矩 阵来形成将要求逆的矩阵。
该实施例在方框300中开始。在方框302中，创建至少一个信道矩
阵，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的一部分。在上面的
方框202中解释了信道矩阵的创建。
在方框304中，通过使用所述至少一个信道矩阵创建至少一个块矩 阵并且确定该至少一个块矩阵的子矩阵。在此实施例中，矩阵
是块矩阵(参见等式(2)),其中待确定的子矩阵是
HLL形式的。
在方框306中，将该至少一个块矩阵的子矩阵对角化以生成至少一 个块对角化矩阵。子矩阵通常是在方框304中确定的H;LU巨阵。将子 矩阵H:H加近似为相应的循环矩阵。对角化使求逆成为更简单的过程。
如在第一实施例中，对于对角化，通常通过相应的循环矩阵G^来 将子矩阵H:H,^近似，然后，可以通过使用傅立叶矩阵或者另一个合适 的矩阵来将其对角化。循环矩阵可以通过循环旋转初始矩阵(初始矩阵
是HLL形式的子矩阵)的一个单独行向量以形成循环矩阵的其他行向 量来由该行向量形成。
可以通过使用以下等式执行对角化 HH G",, D"U柳D, (3)
其中
D表示变换矩阵，诸如傅立叶矩阵， H表示复共轭转置，
U则表示对角矩阵，通过计算矩阵G^的第一列的DFT来获得l^的 值，并且
定义了矩阵在更大矩阵中的位置，
i方框308中，对所述至少一个块对角化矩阵求逆。在创建信道矩 阵期间，不假设为有效信号成分的一部分的加性噪声和干扰的方差^ 2 ，
可以通过类似于等式(4 )中通过将对角矩阵与块对角化矩阵f"1 )相
加的方式来考虑该加性噪声和千扰的方差C72。然后，将要求逆的矩阵
变为^2/ + ""2"'2](参见等式(9))。
对初始矩阵的求逆变为对仅具有一对(通常为三)非零对角线的矩
阵的求逆。因此，可以将2Mx2M矩阵的求逆实施为M个大小为2x2的矩 阵求逆，其中M是子矩阵的维数。
在方框310中，通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡 器系数。这通常通过使用等式(9)作为中间步骤计算等式(4)中的最
后形式来执行。
如在上面解释的第一实施例中那样，可以计算
<formula>formula see original document page 22</formula>
然后，信道矩阵乘以逆变换了的向量 wm"Htel fU^:叫， (10)
V" "2乂
通过改变m的值来将该计算重复用于每个将要均衡的信号。
应该指出在方框308中确定此处所需的逆矩阵。
在此实施例中，通过计算积H^H^并且然后将结果近似为循环矩 阵来获得G则矩阵。在那之后，通过使用等式(4 )将子矩阵G则对角化。 换言之，在此实施例中省略等式(5)-(8)。
该实施例在方框312中结束。在信道系数并且因此还有信道矩阵由 于衰落现象而已^皮改变之后可以重复该实施例。
现在解释图4描述的接收机的一部分的概括示例。对于本领域的技 术人员很明显的是接收机还可以包括除了图4中图示的以外的元素。接 收机可以位于多种通信单元中，诸如通信系统的用户终端或者基站，例
如在例如UMTS(通用移动通信系统)的宽带码分多址系统(WCDMA)中使 用的基站(节点B)。
在此示例中，接收机与发射枳/使用同一天线400，并且因此还提供 双工滤波器402以分离发射和接收。天线可以是天线阵列或者单个天 线。在接收机中，此情况下的RF部分404还包括功率放大器，其放大 在无线电路径上衰减的接收信号。通常RF部分将信号下变频到中频然 后到基带频率，或者直接下变频到基带频率。模拟数字转换器406通过 采样和量化将模拟信号转换为数字形式。
DSP-模块408的典型功能例如是解扰、解码、解交织等。在现有技 术中数字信号处理的基础是公知的。在此实施例中，均衡器是DSP模块 的一部分。出于清楚的原因，在图4中没有描述交织器与解交织器。
数据处理方法的实施例通常被实现为处理器和位于DSP处理器中的
软件(均衡器)，但是不同的硬件实现也是可行的，例如，由分立的逻 辑组件或者一个或多个客户端专用集成电路(专用集成电路ASIC) 构建的电路。这些实现方式的组合也是可行的。
图5示出了基站的一部分的示例。这里采用基站作为网元的 示例。收发机使用同一天线508用于接收和发射，并且因此还提 供双工滤波器506以分离发射和接收。天线可以是天线阵列或者单 个天线。
在此情况中，接收机RF部分510还包括功率放大器，该功率放大
器放大在无线电路径上衰减的接收信号。通常RF部分将信号下变频到
中频然后到基带频率，或者直接下变频到基带频率。模拟数字转换器512
通过采样和量化将模拟信号转换为数字形式。
接收机和发射机通常共享数字信号处理模块500。也可以为
两者提供分离的DSP-模块。DSP模块的典型功能例如是用于发射 的交织、编码和加密，以及用于接收的相应移除功能，诸如解交
织、解码等。在现有技术中数字信号处理是公知的。在此实施例中，均 衡器是DSP模块的一部分。
在发射机中，模块502将信号转换为模拟形式。模块504中的RF 部分将信号上变频到载波频率。在此示例中，RF部分还包括放大用于无 线电路径的信号的功率放大器。
控制模块514控制DSP模块500。控制模块也可以包括在DSP模块中。
收发机还可以包括除了图5中示出的那些之外的其他部分。
实施例中，该软件位于数字信号处理器中。在此实施例中，均衡器是数 字信号处理器的一部分。实现方式的解决方案例如也可以是ASIC(应用 专用集成电路)组件。这些不同实现方式的组合也是可行的。
图6示出了可以应用本发明的实施例的用户终端的简化示例。在这
里将用户终端作为通信终端的 一 个示例。终端例如可以是移动电话或微 计算机，但不局限于此。
终端包括天线600,利用天线600经由双工滤波器来发射和接收信
终端进一步包括发射机602，用于放大和发射调制信号到天线， 调制器604根据选择的调制方法通过包括有效信息的数据信号来调制 载波；接收机606,用于放大从天线提供的信号并且将信号下变频到选 择的中频或者直接下变频到基带；以及解调器608，将接收的信号解调 以使数据信号能够被从载波中分离出来。
用户终端还包括控制模块618,其例如包括控制和计算装置， 用于控制终端不同部分的操作；用于处理用户语音或用户生成的数 据的装置，例如数字信号处理(DSP)处理器，其包括例如信道校正 功能，用于补偿由无线电信道所引起的信号中的千扰；A/D转换器， 用于通过对基带信号进行采样和量化而将模拟信号转换为数字信 号；D/A转换器，用于通过反向方法将数字信号转换为模拟信号； 接收机处的滤波器，其滤除期望频带之外的频率，或者在频带受限
系统中限制发射机处输出的带宽；以及编码和解码装置，用于进行 信道编码和语音编码。
在此实施例中，均衡器是控制模块的一部分。
此外，在扩频系统中，例如宽带码分多址(UMTS中使用的 WCDMA)系统中，为了试图提高信道容量，信号的频谱在发射机处 通过伪随机扩频码扩展到很宽的频带并在接收机处解扩。
控制模块还包括对将要发射的信号以及信令信息进行安排以符 合所用系统的空中接口标准的装置。
终端的用户接口包括扬声器或耳机610、麦克风612、显示器614 以及可能的小盘和/或操纵杆或类似设备。用户接口设备与控制模 块进行通信。在图6中，还示出了存储器模块616。
通常通过控制模块中的软件实现该数据处理方法的实施例， 但是不同的硬件实现也是可行的，例如，由分立的逻辑组件或一 个或多个客户端专用集成电路(专用集成电路ASIC)构建的电路。 这些实现方式的组合实现也是可^亍的。
第 一 实施例也可以实现为计算机程序，该计算机程序包括用 于执行计算机处理的指令，以用于创建至少一个信道矩阵，该 信道矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的 一 部分；将所述至 少一个信道矩阵分成多个子矩阵；通过使用变换矩阵来将子矩阵对 角化；形成至少一个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵；对至少一 个块对角化矩阵求逆；并且通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生 成信道均衡器系数。
第二实施例也可以实现为计算机程序，该计算机程序包括用 于执行计算机处理的指令，以用于创建至少一个信道矩阵，该
信道矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的 一 部分；通过使用至
少一个信道矩阵来创建至少一个块矩阵并且确定至少一个块矩阵的 子矩阵；将子矩阵对角化以用于生成至少一个块对角化矩阵；对至
少一个块对角化矩阵求逆；并且通过使用至少一个逆块对角化矩阵 生成信道均衡器系数。 尽管根据附图并参考示例对本发明进行了以上描述，但很清楚 的是，本发明并不局限于此，而是可以在本发明所附权利要求书的 范围内以多种方式进行修改。
权利要求
1.一种在通信系统的接收机中的数据处理方法，该方法特征在于包括创建(202)至少一个信道矩阵，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的一部分；将所述至少一个信道矩阵分成(204)多个子矩阵；通过使用变换矩阵将所述子矩阵对角化(206)；形成(208)至少一个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵；对所述至少一个块对角化矩阵求逆(210)；以及通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成(212)信道均衡器系数。
2. —种在通信系统的接收机中的数据处理方法，该方法特征在 于包括创建(302 )至少一个信道矩阵，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的一部分；通过使用所述至少一个信道矩阵来创建(304 )至少一个块矩阵并且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵；将所述子矩阵对角化(306 )以用于生成至少一个块对角化矩阵； 对所述至少一个块对角化矩阵求逆(308);以及 通过使用至少一个逆块对角化矩阵生成(310)信道均衡器系数。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于针对发射天线 创建信道矩阵。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于将每个将要对 角化的子矩阵近似为循环矩阵。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于线性变换矩阵 是在离散傅里叶变换中使用的线性矩阵。
6. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于将每个将要对始矩阵的一个单独行向量以形成循环矩阵的其他行向量来由该行向 量形成的。
7. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于将除了被假设 作为有效信号一部分的预定干扰信号之外的噪声或干扰近似为白噪 声。
8. —种均衡器，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(408 、 500、 618),该信道 矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的 一 部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵的装置(408、 500、 618 );618);用于形成至少 一个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置 (408、 500、 618);用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(408、 500、 618 );以及用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数 的装置(408、 500、 618 )。
9. 一种均衡器，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(408、 500、 618)，该信道 矩阵将预定的千扰信号假设为有效信号的 一部分；用于通过使用所述至少一个信道矩阵来创建至少一个块矩阵并 且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置(408、 500、 618);用于将所述子矩阵对角化来生成至少一个块对角化矩阵的装置 (408、 500、 618 );用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(408、 500、 618 );以及用于通过使用至少 一 个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数 的装置(408、 500、 618 )。
10. —种接收机，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(408、 500、 618),该信道 矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的 一部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵的装置(408、 500、 618 );618 );用于形成至少一个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置 (408、 500、 618 );用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(408、 500、 618 );以及用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数 的装置(408、 500、 618 )。
11. 一种接收机，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(408、 500、 618),该信道 矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的 一 部分；用于通过使用所述至少一个信道矩阵来创建至少一个块矩阵并 且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置(408、 500、 618);用于将所述子矩阵对角化来生成至少一个块对角化矩阵的装置 (408、 500、 618 );用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(408、 500、 618 );以及用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数 的装置(408、 500、 618 )。
12. —种通信系统，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(408、 500、 618)，该信道 矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的 一部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵的装置(408、 500、 618 ); 用于通过使用变换矩阵将所述子矩阵对角化的装置(408、 500、 618);用于形成至少 一 个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置 (408、 500、 618);用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(4 08、 500、 618 );以及用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数 的装置(408、 500、 618)。
13. —种通信系统，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(408、 500、 618),该信道 矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的 一 部分；用于通过使用所述至少一个信道矩阵来创建至少一个块矩阵并 且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置(408、 500、 618);用于将所述子矩阵对角化来生成至少一个块对角化矩阵的装置 (408、 500、 618 ) 5用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(408、 500、 618);以及用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数 的装置(408、 500、 618 )。
14. 一种网元，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(408、 500 ),该信道矩阵 将预定的干扰信号假设为有效信号的 一 部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵的装置(408、 500 );用于通过使用变换矩阵将所述子矩阵对角化的装置(408、 500 ); 用于形成至少 一 个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置 (408、 500、 618);用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(408、 500 );以及 用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数的装置(408、 500 )。
15. —种网元，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(408、 500 )，该信道矩阵 将预定的干扰信号假设为有效信号的 一 部分；用于通过使用所述至少一个信道矩阵来创建至少一个块矩阵并 且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置(408、 500 );用于将所述子矩阵对角化来生成至少一个块对角化矩阵的装置 (408、 500 );用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(408、 500 );以及用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数 的装置(408、 500 )。
16. 根据权利要求14或15所述的网元，其特征在于所述网元进 一步包括用于创建针对发射天线的信道矩阵的装置(408、 500 )。
17. 根据权利要求14或15所述的网元，其特征在于所述网元(408、 500 )。
18. 根据权利要求14或15所述的网元，其特征在于线性变换 矩阵是用于离散傅里叶变换中的线性矩阵。
19. 根据权利要求14或15所述的网元，其特征在于所述网元进一步包括用于将每个子矩阵近似为循环矩阵来对角化并且通过循环 旋转初始矩阵的一个单独行向量来形成该行向量的每个循环矩阵的 装置(408、 500 )。
20. 根据权利要求14或15所述的网元，其特征在于所述网元 进 一 步包括用于将除了假设作为有效信号的 一 部分的预定干扰信号 之外的噪声或干扰近似为白噪声的装置(408、 500 )。
21. —种通信终端，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(618),该信道矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的 一 部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵的装置(618);用于通过使用变换矩阵将所述子矩阵对角化的装置(618);用于形成至少 一 个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置 (618);用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(618);以及 用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数 的装置(618 )。
22. —种通信终端，其特征在于包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(618),该信道矩阵将预定 的干扰信号假设为有效信号的 一部分；用于通过使用所述至少一个信道矩阵来创建至少一个块矩阵并 且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵的装置(618);用于将所述子矩阵对角化来生成至少一个块对角化矩阵的装置 (618);用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(618);以及 用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数 的装置(618 )。
23. 根据权利要求21或22所述的通信终端，其特征在于所述通 信终端进一步包括用于创建针对发射天线的信道矩阵的装置(618 )。
24. 根据权利要求21或22所述的通信终端，其特征在于所述 网元进一步包括用于将每个子矩阵近似为循环矩阵来对角化的装置(618)。
25. 根据权利要求21或22所述的通信终端，其特征在于线性变换矩阵是用在离散傅里叶变换中的线性矩阵。
26. 根据权利要求21或22所述的通信终端，其特征在于所述网循环旋转初始矩阵的一个单独行向量来形成该行向量的每个循环矩 阵的装置(618)。
27. 根据权利要求21或22所述的通信终端，其特征在于所述 网元进一步包括用于将除了假设作为有效信号的一部分的预定干扰 信号之外的噪声或干扰近似为白噪声的装置(618)。
28. —种计算机程序产品，该计算机程序产品对计算机指令程 序进行编码以执行用于处理数据的计算机处理，该处理特征在于包 括..创建(202 )至少一个信道矩阵，该信道矩阵将预定的干扰信号 假设为有效信号的 一 部分；将所述至少一个信道矩阵分成(204 )多个子矩阵； 通过使用变换矩阵将所述子矩阵对角化(206 ); 形成(208)至少一个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵； 对所述至少一个块对角化矩阵求逆(210);以及 通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成(212 )信道均衡器系数。
29. —种计算机程序产品，该计算机程序产品对计算机指令程 序进行编码以执行用于处理数据的计算机处理，该处理特征在于包 括创建(302 )至少一个信道矩阵，该信道矩阵将预定的干扰信号 假设为有效信号的 一 部分；通过使用所述至少一个信道矩阵来创建(304 )至少一个块矩阵 并且确定所述至少一个块矩阵的子矩阵；对角化(306 )所述子矩阵用于生成至少一个块对角化矩阵；对至少一个块对角化矩阵求逆(308 );以及通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成(310)信道均衡器系数。
全文摘要
本发明涉及一种通信终端，包括用于创建至少一个信道矩阵的装置(618)，该信道矩阵将预定的干扰信号假设为有效信号的一部分；用于将所述至少一个信道矩阵分成多个子矩阵的装置(618)；用于通过使用变换矩阵将所述子矩阵对角化的装置(618)；用于形成至少一个使用对角化子矩阵的块对角化矩阵的装置(618)；用于对所述至少一个块对角化矩阵求逆的装置(618)；以及用于通过使用至少一个逆块对角化矩阵来生成信道均衡器系数的装置(618)。
文档编号H04L25/03GK101176320SQ200580049780
公开日2008年5月7日 申请日期2005年4月7日 优先权日2005年4月7日
发明者M·J·埃克基拉 申请人:诺基亚公司