专利名称：一种射频(rf)接收器及其操作的方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统，更具体地说，涉及一种无线通信系统中无线收发器对数据通信的均衡。
背景技术：
在世界上许多居住区内，蜂窝无线通信系统支持无线通信服务。蜂窝无线通信系统包括“网络基础架构”，其在各自的服务覆盖区内与无线终端进行无线通信。通常，该网络基础架构包括多个分布在整个服务覆盖区内的基站，每一基站在各自的小区(或扇区的集合)内支持无线通信。基站连接到基站控制器(BSCs)，其中每一BSC为多个基站提供服务。每一BSC连接到移动交换中心(MSC)。特别地，每一BSC也直接或间接地连接到英特网。
在实施中，每一基站与工作在其服务小区/扇区内的多个无线终端进行通信。连接到基站的BSC在MSC和其所服务的基站之间路由语音通信。MSC路由该语音通信到另一MSC或PSTN。BSC在其所服务的基站和分组数据网之间路由数据通信，该分组数据网可包括英特网或连接到英特网。从基站到无线终端的传递被称为前向链路传递，同时从无线终端到基站的传递被称为反向链路传递。特别地，在前向链路上传递的数据量超过在反向链路上传递的数据量。这种情况是因为数据用户通常发送命令以从数据源(例如，web服务器)请求数据，该web服务器向无线终端提供数据。
通常，在基站和它们服务的无线终端之间的无线链路根据多个操作标准中的一个(或多个)进行操作。这些操作标准定义了无线链路的分配、建立、服务和断开的方式。目前流行采用的蜂窝标准包括全球移动通信系统(GSM)标准、北美码分多址(CDMA)标准、北美时分多址(TDMA)标准及其他。这些操作标准支持语音通信和数据通信。最近引入的操作标准包括通用移动电话服务(UMTS)/宽带CDMA(WCDMA)标准。该UMTS/WCDMA标准采用CDMA原理和支持语音和数据的高吞吐量。
基站和所服务的无线终端之间的无线链路被称为信道。该信道使得无线传输失真并增加噪音。“信道均衡”是无线接收器，例如无线终端，所采用的一种试图消除信道影响的方法。信道均衡在一定程度上帮助消除信道影响的同时，信道的特性经常地改变。因此，信道均衡器的系数必须连续地更新。但是，信道均衡器系数的生成是困难的和耗时的过程。因此，需要一种用于确定均衡器系数的改善方法。
发明内容
本发明涉及装置及其操作方法，并在附图具体实施方式
和权利要求中作进一步描述。
根据本发明的一个方面，一种用于操作射频(RF)接收器的方法，包括 对于所述RF接收器的第一分集路径，接收具有第一时域训练符号和第一时域数据符号的第一时域信号、处理所述第一时域训练符号以生成第一时域信道估计和转换所述第一时域信道估计到频域以生成第一频域信道估计； 对于所述RF接收器的第二分集路径，接收具有第二时域训练符号和第二时域数据符号的第二时域信号、处理所述第二时域训练符号以生成第二时域信道估计和转换所述第二时域信道估计到频域以产生第二频域信道估计； 基于所述第一频域信道估计和所述第二频域信道估计，生成第一频域均衡器系数和第二频域均衡器系数； 转换所述第一频域均衡器系数到时域以生成第一时域均衡器系数； 转换所述第二频域均衡器系数到时域以生成第二时域均衡器系数； 通过使用所述第一时域均衡器系数，均衡所述第二时域数据符号；和 通过使用所述第二时域均衡器系数，均衡所述第二时域数据符号。
优选的， 处理所述第一时域训练符号以生成第一时域信道估计、和转换所述第一时域信道估计到频域以生成第一频域信道估计，包括 簇路径处理所述第一时域训练符号； 基于簇路径处理的所述第一时域训练符号，生成所述第一时域信道估计；和 快速傅立叶变换所述第一时域信道估计以生成所述第一频域信道估计；和 处理所述第二时域训练符号以生成第二时域信道估计、和转换所述第二时域信道估计到频域以生成第二频域信道估计，包括 簇路径处理所述第二时域训练符号； 基于簇路径处理的所述第二时域训练符号，生成所述第二时域信道估计；和 快速傅立叶变换所述第二时域信道估计以生成所述第二频域信道估计。
优选的， 转换所述第一频域均衡器系数为第一时域均衡器系数包括 快速傅立叶逆变换所述第一频域均衡器系数以生成所述第一时域均衡器系数；和 标记排序所述第一时域均衡器系数； 变换所述第二频域均衡器系数为第二时域均衡器系数，包括 快速傅立叶逆变换所述第二频域均衡器系数以生成所述第二时域均衡器系数；和 标记排序所述第二时域均衡器系数。
优选的，所述方法进一步包括合并所述均衡的第一时域数据符号和所述均衡的第二时域数据符号以生成复合的时域数据符号。
优选的，基于所述第一频域信道估计和所述第二频域信道估计，生成第一频域均衡器系数和第二频域均衡器系数，包括执行最小均方误差(MMSE)算法以生成所述第一频域均衡器系数和所述第二频域均衡器系数。
优选的，所述第一分集路径和所述第二分集路径接收单个RF发送时域信号的不同的多路径版本。
优选的，所述RF接收器支持无线操作，该无线操作选自包括蜂窝无线通信、无线城域网通信、无线局域网通信和无线个人域网络通信的组中。
根据本发明的一个方面，一种用于操作射频(RF)接收器的方法，包括 接收具有时域训练符号和时域数据符号的时域信号； 处理所述时域训练符号以生成时域信道估计； 转换所述时域信道估计到频域以生成频域信道估计； 基于所述频域信道估计，生成频域均衡器系数； 转换所述频域均衡器系数到时域以生成时域均衡器系数；和 通过使用所述时域均衡器系数，均衡所述时域数据符号。
优选的，处理所述时域训练符号以生成时域信道估计，包括 簇路径处理所述时域训练符号；和 基于簇路径处理的时域训练符号，生成所述时域信道估计。
优选的，转换所述频域均衡器系数为时域均衡器系数，包括 快速傅立叶逆变换所述频域均衡器系数以生成所述时域均衡器系数；和 标记所述时域均衡器系数。
优选的，基于所述频域信道估计，生成所述频域均衡器系数，包括执行最小均方误差(MMSE)算法以生成所述频域均衡器系数。
优选的，所述RF接收器支持无线操作，该无线操作选自包括蜂窝无线通信、无线城域网通信、无线局域网通信和无线个人域网通信的组中。
根据本发明的一个方面，一种射频(RF)接收器，包括 RF前端； 和连接到所述RF前端的基带处理模块，所述基带处理模块包括 第一分集路径，用于接收具有第一时域训练符号和第一时域数据符号的第一时域信号、处理所述第一时域训练符号以生成第一时域信道估计、和转换所述第一时域信道估计到频域以生成第一频域信道估计； 第二分集路径，用于接收具有第二时域训练符号和第二时域数据符号的第二时域信号、处理所述第二时域训练符号以生成第二时域信道估计、和转换所述第二时域信道估计到频域以生成第二频域信道估计； 均衡器权重计算模块，用于，基于所述第一频域信道估计和所述第二频域信道估计，生成第一频域均衡器系数和第二频域均衡器系数； 所述第一分集路径，进一步用于转换所述第一频域均衡器系数到时域以生成第一时域均衡器系数；和 通过使用所述第一时域均衡器系数，均衡所述第一时域数据符号；和 所述第二分集路径，进一步用于转换所述第二频域均衡器系数到时域以生成第二时域均衡器系数；和 通过使用所述第二时域均衡器系数，均衡所述第二时域数据符号。
优选的， 在处理所述第一时域训练符号以生成第一时域信道估计的过程中、和在转换所述第一时域信道估计到频域以生成第一频域信道估计的过程中，所述第一分集路径可用于 簇路径处理所述第一时域训练符号； 基于簇路径处理的第一时域训练符号，生成所述第一时域信道估计；和 快速傅立叶变换所述第一时域信道估计以生成所述第一频域信道估计；和 在处理所述第二时域训练符号以生成第二时域信道估计的过程中、和转换所述第二时域信道估计到频域以生成第二频域信道估计的过程中，所述第二分集路径可 簇路径处理所述第二时域训练符号； 基于簇路径处理的第二时域训练符号，生成所述第二时域信道估计；和 快速傅立叶变换所述第二时域信道以生成所述第二频域信道估计。
优选的， 在转换所述第一频域均衡器系数为第一时域均衡器系数的过程中，所述第一分集路径可用于 快速傅立叶逆变换所述第一频域均衡器系数以生成所述第一时域均衡器系数；和 标记排序所述第一时域均衡器系数；和 在转换所述第二频域均衡器系数到第二时域均衡器系数的过程中，所述第二分集路径可 快速傅立叶逆变换所述第二频域均衡器系数以生成所述第二时域均衡器系数；和 标记排序所述第二时域均衡器系数。
优选的，所述RF接收器进一步包括，可合并所述均衡的第一时域数据符号和所述第二均衡的时域数据符号从而生成复合时域数据符号的合并器。
优选的，在基于所述第一频域信道估计和第二频域信道估计，生成第一频域均衡器系数和第二频域均衡器系数的过程中，所述均衡器权重计算模块可执行最小均方误差(MMSE)算法以生成所述第一频域均衡器系数和所述第二频域均衡器系数。
优选的，所述第一分集路径和所述第二分集路径对单个RF发送时域信号的不同的多路径版本进行操作。
优选的，所述RF前端和基带处理模块支持无线操作，该无线操作选自包括蜂窝无线通信、无线城域网通信、无线局域网通信和无线个人域网通信的组中。
根据本发明的一个方面，一种射频(RF)接收器包括 RF前端； 和连接到所述RF前端的基带处理模块，所述基带处理模块用于接收具有时域训练符号和时域数据符号的时域信号，并包括 信道估计器，用于处理所述时域训练符号从而生成时域信道估计； 快速傅立叶变换器，用于转换所述时域信道估计到频域从而生成频域信道估计； 权重计算器，用于，基于所述频域信道估计，生成频域均衡器系数； 快速傅立叶逆变换器，用于转换所述频域均衡器系数到时域从而生成时域均衡器系数；和 均衡器，用于通过使用所述时域均衡器系数，均衡所述时域数据符号。
优选的，在处理所述时域训练符号以生成时域信道估计的过程中，所述基带处理模块可 簇路径处理所述时域训练符号；和基于簇路径处理的时域训练符号，生成所述时域信道估计。
优选的，在转换所述频域均衡器系数为时域均衡器系数的过程中，所述基带处理模块可 快速傅立叶逆变换所述频域均衡器系数以生成所述时域均衡器系数；和 标记排序所述时域均衡器系数。
优选的，在基于所述频域信道估计，生成所述频域均衡器系数的过程中，所述基带处理模块可执行最小均方误差(MMSE)算法从而生成所述频域均衡器系数。
优选的，所述RF前端和所述基带处理模块支持无线操作，该无线操作选自包括蜂窝无线通信、无线城域网通信、无线局域网通信和无线个人域网通信的组中。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的说明书(描述)和附图中进行详细介绍。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是依据本发明的支持无线终端操作的蜂窝无线通信系统的部分系统示意图； 图2是依据本发明的无线终端的功能框图； 图3是依据本发明一实施例的多射频前端(接收器/发射器)无线收发器的结构框图； 图4是依据本发明一实施例的基带处理模块的部件的结构框图； 图5是依据本发明第一实施例的基带处理模块的均衡部件的结构框图； 图6是依据本发明第一实施例的基带处理模块的均衡部件的结构框图； 图7是依据本发明一实施例的均衡操作的流程图； 图8是依据本发明一实施例的均衡操作的流程图。
具体实施例方式 图1是依据本发明的支持无线终端操作的蜂窝无线通信系统100的部分系统示意图。蜂窝无线通信系统100包括公共交换电话网(PSTN)接口101，例如，移动交换中心、无线网络分组数据网102、无线网络控制器/基站控制器(RNC/BSCs)152和154和基站/节点Bs103、104、105和106。无线网络分组数据网102包括GPRS支持节点、EDGE支持节点、WCDMA支持节点和别的部件。无线网络数据分组网102连接到另外的专用和公共分组数据网络114，例如，英特网、WAN、LAN等等。传统语音终端121连接到PSTN110。网络电话(VoIP)终端123和个人电脑125连接到英特网/WAN114。PSTN接口101连接到PSTN110。当然，不同的系统具有不同的特定结构。
基站/节点Bs103～106为无线通信小区/扇区的集合提供服务，支持无线通信。包括前向链路部件和反向链路部件的无线链路支持基站和基站所服务的无线终端之间的无线通信。这些无线链路支持数字数据通信、VoIP通信和数字多媒体通信。蜂窝无线通信系统100也可向后兼容以支持模拟操作。蜂窝无线通信系统100支持UMTS/WCDMA标准全球移动通讯系统(GSM)标准、扩展到GSM的GSM通用无线分组业务(GPRS)、增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)标准、一个或多个宽带码分多址(WCDMA)标准、和/或其它不同的CDMA标准、TDMA标准和/或FDMA标准中的一个或多个。
通过与基站/节点Bs103～106之间的无线链路，无线终端116、118、120、122、124、126、128和130连接到蜂窝无线通信系统100。如图所示的，无线终端可包括蜂窝电话116和118、笔记本电脑120和122、台式电脑124和126和数据终端128和130。然而，蜂窝无线通信系统100也支持与其它类型的无线终端的通信。就如通常所知的，设备例如笔记本电脑120和122、台式电脑124和126、数据终端128和130和蜂窝电话116和118，能够在英特网(分组数据网络)114上“冲浪”、发送和接收数据通信例如，电子邮件，发送和接收文件，和执行别的数据操作。许多这些数据操作要求显著的下载数据率同时对上传数据率并未如此要求严格。一些或全部的无线终端116～130因此能够支持EDGE操作标准、GPRS标准、UMTS/WCDMA标准、HSDPA标准、WCDMA标准、和/或GSM标准。
如图2是依据本发明的无线终端的功能框图。该无线终端包括主机处理部件202和相关联的无线收发器204。对于蜂窝电话，该主机处理部件和无线收发器包含在单一的外壳内。在一些蜂窝电话中，主机处理部件202与无线收发器204的一些或全部部件形成在单一的集成电路(IC)上。对于个人数字助理主机、笔记本主机和/或个人电脑主机，无线收发器204可置于一扩展卡中或一主板上，并因此与主机处理部件202分离设置。主机处理部件202包括至少一处理模块206、存储器208、无线接口210、输入接口212和输出接口214。处理模块206和存储器208执行指令以支持主机终端功能。例如，对于一蜂窝电话主机设备，处理模块206执行用户接口操作和在其它的操作中执行主机软件程序。
无线接口210可接收来自无线收发器204的数据和向无线收发器204发送数据。对于接收自无线收发器204的数据(例如，入站数据)，无线接口210提供该数据给处理模块206作进一步的处理和/或发送到输出接口214。输出接口214为输出显示设备提供连接，例如，显示器、监视器、扬声器等等，以显示接收到的数据。无线接口210也将处理模块206的输出数据发送到无线收发器204。处理模块206可经过输入接口212接收输入设备，例如键盘、键区、扩音器等等，输出的数据，或自身产生数据。对于经过输入接口212接收到的数据，处理模块206可对该数据执行相应的主机功能和/或经过无线接口210将其发送到无线收发器204。
无线收发器204包括主机接口220、基带处理模块222(基带处理器)222、模数转换器224、过滤/增益模块226、下变频模块228、低噪音放大器230、本地振荡模块232、存储器234、数模转换器236、过滤/增益模块238、上变频模块240、功率放大器242、RX滤波器模块264、TX滤波器模块258、TX/RX切换模块260和天线248。天线248可以是由发送和接收路径(半双工)共享的单一天线或可包括两个独立的分别用于发送路径和接收路径的天线(全双工)。天线的执行依赖于无线通信设备所兼容的特定的标准。
基带处理模块222与存储在存储器234中的操作指令相结合以执行数字接收器功能和数字发射器功能。该数字接收器功能包括，但不限于，数字中频到基带的转换、解调、星座图逆映射、解扰和/或解码。数字发射器功能包括，但不限于，编码、扰频、星座图映射、调制和/或数字基带到IF的转换。由基带处理模块222提供的发送和接收功能可通过使用共享处理设备和/或专用处理设备以执行。处理设备可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、微电脑、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或可基于操作指令处理信号的任意设备。存储器234可以是单一的存储器设备或多个存储器设备。这样的存储器设备可为只读存储器、随机访问存储器、易失存储器、非易失存储器、静态存储器、动态存储器、闪存和/或可存储数字信息的任意设备。需要注意的是，当基带处理模块222通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路执行一个或多个其功能时，存储相应操作指令的存储器嵌入到具有状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。
在操作中，无线收发器204经主机接口220接收来自主机处理部件的出站数据250。主机接口220发送出站数据250到基带处理模块222，基带处理模块222以一特定无线通信标准(UMTS/WCDMA、GSM、GPRS和EDGE等等)处理出站数据250以生成数字发送格式化数据252。数字发送格式化数据252是数字基带信号或数字低IF信号，其中该低IF将覆盖零到几千赫兹/兆赫兹的频率范围。
数模转换器236将数字发送格式化数据252从数字域转换到模拟域。在将模拟信号发送给上变频模块240之前，滤波/增益模块238滤波和/或调节该模拟信号的增益。基于由本地振荡模块232所提供的发射器本地振荡254，上变频模块240直接将模拟基带或低IF信号转换为RF信号。功率放大器242放大该RF信号以生成出站RF信号256，TX滤波器模块258对该出站RF信号256进行滤波。TX/RX切换模块260接收TX滤波模块258发送的经放大和滤波的RF信号，并将该出站RF信号256发送给天线248，天线248发送出站RF信号256给目标设备例如基站103～106。
无线收发器204也接收基站经过天线248、TX/RX切换模块、和RX滤波器模块264所发送的入站RF信号262。低噪音放大器230接收入站RF信号262，并将其放大以生成放大的入站RF信号。低噪音放大器230将该放大的入站RF信号发送给下变频模块228。基于由本地振荡模块232提供的接收器本地振荡266，下变频模块228将该放大的入站RF信号转换为入站低IF信号或基带信号。下变频信号228将入站低IF信号(或基带信号)发送给滤波/增益模块226。在将该信号发送给模数转换器224之前，滤波/增益模块226滤波和/或调节该信号的增益。模数转换器224将经滤波的入站低IF信号(或基带信号)从模拟域转换到数字域以生成数字接收格式化数据268。基带处理模块222以无线收发器204所执行的一特定无线通信标准，解调、逆映射、解扰和/或解码数字接收格式化数据268以重获入站数据270。通过无线接口210，主机接口220将所重获的入站数据270发送给主机处理部件202。
就如读者所理解的一样，无线收发器204的所有部件，包括基带处理模块222和RF前端部件可形成在单一的集成电路上。在别的结构中，无线收发器204的基带处理模块222和无线收发器的RF前端部件可分别形成在独立的集成电路上。无线收发器204可与主机处理部件202一起形成在单一的集成电路上。在别的实施例中，基带处理模块222和主机处理部件202可分别形成在独立的集成电路上。因此，除了天线、显示器、扬声器等等和键盘、健区和扩音器等等，图2所示的所有部件都可形成在单一的集成电路上。在不脱离本发明技术启示的前提下，还可以有许多不同结构的集成电路。根据本发明，基带处理模块222以一新方式均衡数字传递格式化数据(基带TX信号)252。用于执行这些均衡操作的各种技术将在图3～8中作进一步的描述。
如图3是依据本发明一实施例的多射频(RF)前端(接收器/发射器)无线收发器300的结构框图。无线收发器300包括基带处理模块222、RF前端1302、RF前端2304、RF前端3306和RF前端N308。天线310、312、318和316分别为RF前端302、304、306和308提供服务。无线收发器300可服务于单一发送信号的多个分集路径。因此，在分集路径实现的一优选实施例中，无线收发器300包括第一RF前端302、第二RF前端304和基带处理模块222。参考图5将对该实施例作进一步描述。作为选择，RF前端302～308可服务于多入多出(MIMO)通信，且RF前端302～308分配各自的MIMO数据路径。目前，MIMO通信在WLAN例如IEEE802.11n中实施。在另外的情况中，本发明的原理可应用于具有两个或多个RF前端的无线收发器300。
如图4是依据本发明一实施例的基带处理模块222的部件的结构框图，基带处理模块(基带处理器)222包括处理器402、存储器接口404、板上存储器406、下行链路/上行链路接口408、TX处理部件410和TX接口412。基带处理模块222进一步包括RX接口414、蜂窝搜索器模块416、多路径扫描器模块418、耙式接收机合并器和Turbo解码模块422。在一些实施例中，基带处理模块222连接到外部存储器234。然而，在另一些实施例中，存储器406实现基带处理模块402的存储要求。
就像图2所描述的一样，基带处理模块接收与其连接的主机处理部件202发送的出站数据250，并向主机处理部件202发送入站数据270。进一步地，基带处理模块222发送数字格式化传递数据(基带TX信号)252给与其连接的RF前端，并接收RF前端所发送的数字接收格式化数据(基带RX信号)。就像图2所描述的一样，ADC222生成数字接收格式化数据(基带RX数据)268，同时RF前端的DAC236接收基带处理模块222所发送的数字发送格式化数据(基带TX信号)252。
如图4所示的依据本发明的一特定实施例，下行链路/上行链路接口408可接收主机处理部件所发送的出站数据250，例如经过主机接口220从主机处理部件202接收。进一步地，下行链路/上行链路接口408可经过主机接口220发送入站数据270到主机处理部件202。如图2所示的TX处理部件410和TX接口412通信地连接到RF前端和下行链路/上行链路接口408。TX处理部件410和TX接口412可接收下行链路/上行链路接口404所发送的出站数据、并处理该出站数据以生成基带TX信号252，从而输出该基带TX信号252给图2所描述的RF前端。具有RX接口414的RX处理部件、耙式接收机合并器、和在一些情况下处理器402可接收RF前端所发送的RX基带处理信号268。
依据本发明的在RF接收器中所执行的均衡处理操作可由一个或多个基带处理模块222部件所执行。在第一结构中，该均衡操作实现为处理器402执行的均衡操作415a。均衡操作415a可在软件、硬件或软硬件组合中执行。当均衡操作415a由软件指令所执行时，处理器402经过存储器接口404取回指令，并执行该软件指令从而执行均衡操作415a。
在另一结构中，专用均衡模块415b设置在RX接口414和模块416、418和420之间，并执行本发明所述的均衡操作。在该结构中，均衡操作415b可经过硬件、软件或软硬件结合而执行。根据本发明的均衡操作的另一结构中，均衡操作415c可在耙式接收机合并器模块420中执行。均衡操作415c可经过硬件、软件或硬软件组合以执行本发明的均衡操作。
如图4进一步所示，数字接收格式化数据268可包括多个信号路径。如图3所示，可接收由各自的RF前端所发送的信号路径。因此，每一数字接收格式化数据版本268可以是单个接收信号的不同多路径版本或如MIMO系统中那样的不同RF信号。
图5是依据本发明第一实施例的基带处理模块的均衡部件的结构框图。根据本发明，基带处理模块222的这些部件执行均衡操作。当然，基带处理模块222将包括如图5所示的别的部件。图5的功能模块可在专用硬件、通用硬件、软件或专用硬件、通用硬件和软件的组合中执行。
图5所示的基带处理模块222的部件包括第一分集路径部件、第二分集路径部件和共享部件。如图3所描述的，RF收发器(发射器/接收器)可包括多个接收信号路径。多个接收信号路径可包括对单个传递信号的不同多路径版本或具有不同数据的信号进行操作的部件。根据图5的一实施例，功能部件对单RF发送时域信号的不同多路径版本进行操作。
第一分集路径部件包括簇路径处理器/信道估计单元504、快速傅立叶变换(FFT)单元506、乘法器512、快速傅立叶逆变换(IFFT)单元514、标记排序单元(tap ordering block)516和时域均衡器518。第二分集路径部件包括簇路径处理/信道估计单元524，FFT单元526、乘法器530、IFFT单元532、标记排序单元534和时域均衡器536。图5所示的RF接收器的共享处理单元包括最小均方误差(MMSE)权重计算单元510、噪音方差(variance)估计单元502和合并器538。
在其实施中，第一分集路径对第一时域信号542进行操作。第一时域信号542包括第一时域训练符号和第一时域数据符号。就像众所周知的一样，通常，在RF系统中，发送符号的帧包括具有训练符号的前同步码和携带数据符号的有效载荷部分。信道估计操作对该训练符号进行处理以生成均衡器系数，接着该均衡器系数用于数据符号的均衡。该CPP/信道估计单元504可处理第一时域信号542的第一时域训练符号从而生成第一时域信道估计508。FFT单元506可将第一时域信道估计转换到频域从而生成第一频域信道估计508。
同样地，第二分集路径可接收第二时域信号552，第二时域信号552包括第二时域训练符号和第二时域数据符号。CPP/信道估计单元524可处理第二时域训练符号从而生成第二时域信道估计。FFT单元526可转换第二时域信道估计到频域从而生成第二频域信道估计528。
MMSE/权重计算单元510可接收噪音方差估计单元502所发送的噪音方差估计参数，并基于第一频域信道估计508和第二频域信道估计528，生成的第一频域均衡器系数511和第二频域均衡器系数513。
再次涉及第一分集路径，乘法器512可将FFT单元506的输出和第一频域均衡器系数511相乘。然而，在另一实施例中，乘法器518仅仅是简单地使第一频域均衡器系数511通过。然后，IFFT单元514可像乘法器512对第一频域均衡器系数511的操作一样，将第一频域均衡器系数511转换到时域从而生成第一时域均衡器系数。接着，标记排序单元516可将第一时域均衡器系数进行排序从而生成经标记排序的时域均衡器系数，并发送到时域均衡器518。通过使用接收自标记排序单元516的第一时域均衡器系数，时域均衡器518可均衡第一时域数据符号。
再次涉及到第二分集路径，乘法器530可将第二频域均衡器系数与FFT单元526的输出相乘。在另一实施例中，乘法器单元530可以仅仅简单地使第二频域均衡器系数513通过。IFFT单元532可将其输入数据从频域转换到时域以生成第二时域均衡器系数。标记排序单元534可标记排序该第二时域均衡器系数从而生成时域均衡器的输出。通过使用第二时域均衡器系数，时域均衡器536可均衡第二时域数据符号。最后，合并器538可合并第一时域均衡器518所发送的第一时域数据符号和时域均衡器536所发送的第二均衡器时域数据符号从而生成复合的时域数据符号540。
根据图5所示的基带处理模块222的另一方面，CPP/信道估计单元504可簇路径处理第一时域信号502的第一时域训练信号。簇路径处理(CPP)是一项处理在时间上相对地互相紧挨着的多路径信号部件的操作。对如何簇路径处理的完整描述在申请日为2005年6月30日、申请号为11/173854、题目为“METHOD AND SYSTEM FOR MANAG ING，CONTROLLING，AND COMBINING SIGNALSIN FREQUENCY SELECTIVE MULTIPATH FADING CHANNEL”(一种用于在频域选择多路径衰落信道中管理、控制和组合的方法和系统)的申请文件中作了描述，并在此全文引用。随着簇路径处理操作的完成，基于簇路径处理的第一时域训练符号，CPP/信道估计单元504可生成第一时域信道估计。进一步地，通过第二分集路径，CPP/信道估计单元524可簇路径处理第二时域信号522的第二时域训练符号。接着，基于簇路径处理的第二时域训练符号，CPP/信道估计单元524可生成第二时域信道估计。
在实施中，MMSE权重计算单元510可对第一频域均衡器系数508和第二频域均衡器系数528执行MMSE算法从而生成第一频域均衡器系数511和第二频域均衡器系数513。如下对这些操作的一个执行进行描述。根据本发明，可有不同于如下描述的用于生成均衡器系数的别的操作。
对于在此描述的特定的执行，在时域内，服务于图5所示的双分集路径结构的每一天线处的矩阵信号模型可定义为 yi＝Hix+ni i＝1、2(等式1) 信道矩阵Hi可定义为循环矩阵(circulant matrix)并满足 H1＝F1∧1F；H2＝F2∧2F(等式2) 其中F是正交离散傅立叶变换矩阵。
在等式1的两边同时乘矩阵F，频域信道模型表示为 Yi＝Fyi＝∧iX+Ni(等式3) 其中X＝Fx；Ni＝Fni i＝1、2 信道模型可考虑为在频域中第k副载波处为 Y[K]＝ΛkX[k]+[k](等式4) 其中 and(等式5) 是2×1向量。
在第k副载波处的MMSE最佳权重因此可表示为 (等式6) 因此，估计发送信号可为
(等式7) 简化等式7后，用于图5所示的双分集路径结构的MMSE-FDE权重为 (等式8) 均衡时域信号后为
(等式9)
(等式10) 图6是依据本发明第一实施例的基带处理模块均衡部件的结构框图。基带处理模块222的部件可接收图2所示的RF前端所发送的时域信号622。时域信号602包括时域训练符号和时域数据符号。图6的部件包括信道估计单元604、FFT单元606，权重计算单元610、IFFT单元614、标记排序单元616和时域均衡器618。信道估计单元604可处理时域信号622的时域训练符号以生成时域信道估计603。FFT单元606可转换时域信道估计603到频域从而生成频域信道估计608。基于频域信道估计608和接收到的由噪音方差估计单元602发送的噪音方差估计，权重计算单元610可生成频域均衡器系数。乘法器612接收频域均衡器系数611和来自FFT单元606的输入。乘法器612将生成的输出发送给IFFT单元614。就像乘法器612对频域均衡器系数611所做的修改一样，IFFT单元614对该频域均衡器系数进行转换，以生成时域均衡器系数。标记排序单元616对时域均衡器系数进行标记排序，生成经标记排序的时域均衡器系数616，并发送到时域均衡器618。通过使用时域均衡器系数，时域均衡器618可均衡时域信号602的时域数据符号，以生成均衡时域符号640。
信道估计单元604也可执行图5所描述的簇路径处理操作。当执行簇路径处理操作以生成时域训练符号时，基于簇路径处理的时域训练符号，CPP/信道估计单元604可生成时域信道估计。MMSE权重计算单元610可对频域均衡器系数执行MMSE算法以生成频域均衡器系数。
图7是依据本发明一实施例的均衡操作的流程图。操作700从至少两个分集路径中的每一分集路径(步骤702)开始。就像图3所描述的一样，无线收发器包括多个RF前端302～308，每一RF前端服务各自的分集路径。因此，再次涉及图7，对每一分集路径都可执行操作704～708。在一特定情况中，对于每一分集路径，基带处理模块接收相应的时域信号，该时域信号包括相应时域训练符号和相应时域数据符号。
关于第一分集路径，操作包括接收具有第一时域训练符号和第一时域数据符号的第一时域信号；接着，操作包括处理第一时域训练符号以生成第一时域信道估计(步骤706)。进一步，操作包括转换时域信道估计到频域从而生成第一频域信道估计(步骤708)。
关于第二分集路径，操作包括接收具有第二时域训练符号和第二时域数据符号的第二时域信号(步骤704)。对于第二分集路径的操作，进一步地，包括处理第二时域训练符号以生成第二时域信道估计(步骤706)。进一步地，操作包括转换第二时域信道估计到频域以生成第二频域信道估计(步骤708)。
当对每一分集路执行完步骤702～708的操作时，操作进入步骤710，步骤710为每一分集路径生成频域均衡器系数。对于图5所示的结构的一特定例子，其包括两个分集路径，在步骤710的操作包括基于第一频域信道估计和第二频域信道估计，生成第一频域均衡器系数和第二频域均衡器系数。接着，操作包括转换频域均衡器系数到时域均衡器系数(步骤712)。对于第一和第二分集路径的特定例子，在步骤712的操作包括转换第一频域均衡器系数到时域从而生成第一时域均衡器系数、和转换第二频域均衡器系数到时域以生成第二时域均衡器系数。
接着，操作包括对每一分集路径，时域均衡各自时域数据符号(步骤714)。对于第一和第二分集路径的特定例子，步骤714的操作包括通过使用第一时域均衡器系数，均衡第一时域数据符号、和通过使用第二时域均衡器系数，均衡第二时域数据符号。最后，操作包括合并来自多个分集路径的均衡时域数据符号(步骤716)。对第一和第二分集路径的特定例子，步骤716的操作包括合并均衡的第一时域数据符号和均衡的第二时域数据符号以生成复合时域数据符号。
基于接收到的具有训练符号的物理层帧，在每次生成新的均衡器系数时，重复步骤702～716。在许多RF接收器中，对每一接收到的物理层帧，重复图7所示的操作700。然而，在另一实施例中，基于探测到信道情况发生变化时或当时间约束出现时，周期性地执行信道估计。
在步骤706的操作可包括前面所描述的簇路径处理。当执行簇处理时，时域信道估计包括簇路径处理时域训练符号。在从时域转换到频域时，采用快速傅立叶变换，同时在从频域转换到时域时，采用快速傅立叶逆变换。在步骤710的操作可包括基于接收到的信道估计，使用MMSE算法，生成频域均衡器系数。图7所示的操作可支持各种类型的系统，包括蜂窝无线通信系统、无线城域通信系统(例如，WiMAX)标准、WLAN通信操作和WPAN通信操作。
图8是依据本发明一实施例的均衡操作的流程图。操作800包括首先，接收具有时域训练符号和时域数据符号的时域信号(步骤802)。接着，处理时域训练符号以生成时域信道估计(步骤804)。然后，转换时域信道估计为频域以生成频域信道估计(步骤806)。
操作进一步包括基于在步骤806所生成的频域信道估计，生成频域均衡器系数(步骤808)。然后，操作包括转换频域均衡器系数为时域以生成时域均衡器系数(步骤810)。操作终止为通过使用在步骤810所生成的时域均衡器系数，均衡时域数据符号(步骤812)。在步骤812操作结束。当然，对每一接收到的具有训练符号和数据符号的物理层帧，可重复图8的操作800。如图1～7所描述的各种特定的执行在图8中也可采用，因此在此不再对图8作进一步描述。
本领域一般技术人员知悉，此处使用的术语“操作连接”和“通讯连接”包括直接连接和通过其它的元件、组件、电路或模块的间接连接，其中，中间元件、组件、电路或模块不修改信号的信息但可调节电流水平、电压水平和/或功率水平。本领域一般技术人员知悉，推断连接(inferred coupling，例如，一元件被推断连接到另一元件)包括与“操作连接”和“通讯连接”一样的方式在两个元件中的直接和间接连接。
以上借助于说明指定的功能和关系的方法步骤对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块和方法步骤的界限和顺序在此被专门定义。然而，只要给定的功能和关系能够适当地实现，界限和顺序的变化是允许的。任何上述变化的界限或顺序应被视为在权利要求保护的范围内。
以上还借助于说明某些重要功能的功能模块对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块的界限在此被专门定义。当这些重要的功能被适当地实现时，变化其界限时允许的。类似地，流程图模块也在此处被专门定义来说明某些重要的功能，为广泛应用，流程图模块的界限和顺序可以被另外定义，只要仍能实现这些重要功能。上述功能模块、流程图功能模块的界限及顺序的变化仍应被视为在权利要求保护范围内。
本领域技术人员也知悉此处所述的功能模块，和其它的说明性模块、模组和组件，可以如示例或由分离元件、特殊功能的集成电路、带有适当软件的处理器及类似的装置组合而成。
此外，虽然描述细节的目的是清楚和明白上述实施例，本发明并不限于这些实施例。任何本领域技术人员知悉的、对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换而得的技术方案，都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于操作射频(RF)接收器的方法，其特征在于，包括
对于所述RF接收器的第一分集路径，接收具有第一时域训练符号和第一时域数据符号的第一时域信号、处理所述第一时域训练符号以生成第一时域信道估计、和转换所述第一时域信道估计到频域以生成第一频域信道估计；
对于所述RF接收器的第二分集路径，接收具有第二时域训练符号和第二时域数据符号的第二时域信号、处理所述第二时域训练符号以生成第二时域信道估计、和转换所述第二时域信道估计到频域以生成第二频域信道估计；
基于所述第一频域信道估计和所述第二频域信道估计，生成第一频域均衡器系数和第二频域均衡器系数；
转换所述第一频域均衡器系数到时域以生成第一时域均衡器系数；
转换所述第二频域均衡器系数到时域以生成第二时域均衡器系数；
通过使用所述第一时域均衡器系数，均衡所述第二时域数据符号；和
通过使用所述第二时域均衡器系数，均衡所述第二时域数据符号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，处理所述第一时域训练符号以生成第一时域信道估计、和转换所述第一时域信道估计到频域以生成第一频域信道估计包括
簇路径处理所述第一时域训练符号；
基于簇路径处理的所述第一时域训练符号，生成的所述第一时域信道估计；和
快速傅立叶变换所述第一时域信道估计以生成所述第一频域信道估计；和
处理所述第二时域训练符号以生成第二时域信道估计、和转换所述第二时域信道估计到频域以生成第二频域信道估计包括
簇路径处理所述第二时域训练符号；
基于簇路径处理的所述第二时域训练符号，生成所述第二时域信道估计；和
快速傅立叶变换所述第二时域信道估计以生成所述第二频域信道估计。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，转换所述第一频域均衡器系数为第一时域均衡器系数包括
快速傅立叶逆变换所述第一频域均衡器系数以生成所述第一时域均衡器系数；和
标记排序所述第一时域均衡器系数；
转换所述第二频域均衡器系数为第二时域均衡器系数包括
快速傅立叶逆变换所述第二频域均衡器系数以生成所述第二时域均衡器系数；和
标记排序所述第二时域均衡器系数。
4.一种用于操作射频(RF)接收器的方法，其特征在于，包括
接收具有时域训练符号和时域数据符号的时域信号；
处理所述时域训练符号以生成时域信道估计；
转换所述时域信道估计到频域以生成频域信道估计；
基于所述频域信道估计，生成频域均衡器系数；
转换所述频域均衡器系数到时域以生成时域均衡器系数；和
通过使用所述时域均衡器系数，均衡所述时域数据符号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，处理所述时域训练符号以生成时域信道估计包括
簇路径处理所述时域训练符号；和
基于簇路径处理的时域训练符号，生成所述时域信道估计。
6.一种射频(RF)接收器，其特征在于，包括
RF前端和连接到所述RF前端的基带处理模块，所述基带处理模块包括
第一分集路径，用于接收具有第一时域训练符号和第一时域数据符号的第一时域信号、处理所述第一时域训练符号以生成第一时域信道估计、和转换所述第一时域信道估计到频域以生成第一频域信道估计；
第二分集路径，用于接收具有第二时域训练符号和第二时域数据符号的第二时域信号、处理所述第二时域训练符号以生成第二时域信道估计、和转换所述第二时域信道估计到频域以生成第二频域信道估计；
均衡器权重计算模块，用于，基于所述第一频域信道估计和所述第二频域信道估计，生成第一频域均衡器系数和第二频域均衡器系数；
所述第一分集路径，进一步用于转换所述第一频域均衡器系数到时域以生成第一时域均衡器系数；和
通过使用所述第一时域均衡器系数，均衡所述第一时域数据符号；和
所述第二分集路径，进一步用于转换所述第二频域均衡器系数到时域以生成第二时域均衡器系数；和
通过使用所述第二时域均衡器系数，均衡所述第二时域数据符号。
7.根据权利要求6所述的射频(RF)接收器，其特征在于，在处理所述第一时域训练符号以生成第一时域信道估计的过程中、和在转换所述第一时域信道估计到频域以生成第一频域信道估计的过程中，所述第一分集路径用于
簇路径处理所述第一时域训练符号；
基于簇路径处理的第一时域训练符号，生成所述第一时域信道估计；和
快速傅立叶变换所述第一时域信道估计以生成所述第一频域信道估计；和
在处理所述第二时域训练符号以生成第二时域信道估计的过程中、和转换所述第二时域信道估计到频域以生成第二频域信道估计的过程中，所述第二分集路径用于
簇路径处理所述第二时域训练符号；
基于簇路径处理的第二时域训练符号，生成所述第二时域信道估计；和
快速傅立叶变换所述第二时域信道以生成所述第二频域信道估计。
8.根据权利要求6所述的射频(RF)接收器，其特征在于，在转换所述第一频域均衡器系数到第一时域均衡器系数的过程中，所述第一分集路径用于
快速傅立叶逆变换所述第一频域均衡器系数以生成所述第一时域均衡器系数；和
标记排序所述第一时域均衡器系数；和
在转换所述第二频域均衡器系数为第二时域均衡器系数的过程中，所述第二分集路径用于
快速傅立叶逆变换所述第二频域均衡器系数以生成所述第二时域均衡器系数；和
标记排序所述第二时域均衡器系数。
9.一种射频(RF)接收器，其特征在于，包括
RF前端和连接到所述RF前端的基带处理模块，所述基带处理模块用于接收具有时域训练符号和时域数据符号的时域信号，并包括
信道估计器，用于处理所述时域训练符号从而生成时域信道估计；
快速傅立叶变换器，用于转换所述时域信道估计到频域从而生成频域信道估计；
权重计算器，用于，基于所述频域信道估计，生成频域均衡器系数；
快速傅立叶逆变换器，用于转换所述频域均衡器系数到时域从而生成时域均衡器系数；和
均衡器，用于通过使用所述时域均衡器系数，均衡所述时域数据符号。
10.根据权利要求9所述的射频(RF)接收器，其特征在于，在处理所述时域训练符号以生成时域信道估计的过程中，所述基带处理模块用于
簇路径处理所述时域训练符号；和基于簇路径处理的时域训练符号，生成所述时域信道估计。
全文摘要
本发明涉及一种射频(RF)接收器及其操作的方法，其包括RF前端和连接到该RF前端的基带处理模块，基带处理模块用于接收具有时域训练符号和时域数据符号的时域信号。该基带处理模块包括用于处理时域训练符号从而生成时域信道估计的信道估计、用于转换时域信道估计到频域从而生成频域信道估计的快速傅立叶变换器、用于，基于频域信道估计，生成频域均衡器系数的权重计算器、用于转换频域均衡器系数到时域从而生成时域均衡器系数的快速傅立叶逆变换器，和用于，通过使用时域均衡器系数，均衡时域数据符号的均衡器。
文档编号H04L27/26GK101150557SQ200710152940
公开日2008年3月26日 申请日期2007年9月20日 优先权日2006年9月21日
发明者李俊强, 马克·大卫·哈姆, 纳尔逊·R·索伦伯格, 苌立枫 申请人:美国博通公司