用于解调simo、mimo和sdma信号的硬件引擎的制作方法

专利名称：用于解调simo、mimo和sdma信号的硬件引擎的制作方法
用于解调SI MO、MIMO和SDMA信号的硬件引擎 根据35U. S. C. § 119要求优先权本专利申请要求于2008年3月28日提交的题为“HARDWARE ENGINE T0DEM0D SIM0,MIM0 AND SDMA SIGNALS (用于解调SIM0、MIM0和SDMA信号的硬件引擎)”的临时申请 S/N. 61/040, 307 以及于 2008 年 3 月 28 日提交的题为“CONFIGURATION FOR IMPLEMENTING A TASKLIST PR0VIDINGPR0CESSING OF WHITENED SIGNALS(用于实现提供对白化信号的处 理的任务列表的配置)，，的临时申请S/N. 61/040，462的优先权，其已转让给本申请受让人 并通过引用明确纳入于此。公开领域本发明涉及电信系统中的通信，尤其涉及电信系统中用于解调单输入多输出 (SIMO)、多输入多输出(MIMO)和空间分集多址(SDMA)信号的硬件引擎。背景无线通信系统被广泛部署以提供诸如语音、数据等各种类型的通信内容。这些系 统可以是能够通过共享可用的系统资源(例如带宽和发射功率)来支持与多用户通信的多 址系统。此类多址系统的示例包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址 (FDMA)系统、第三代伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)系统、以及正交频分多址(OFDMA)系 统。一般地，无线多址通信系统可以同时支持多个无线终端的通信。每一个终端可以 经由前向和反向链路上的传输与一个或多个基站通信。前向链路(或下行链路)是指从基 站至终端的通信链路，而反向链路(或上行链路)是指从终端至基站的通信链路。此通信 链路可经由单输入单输出、多输入单输出或多输入多输出(MIMO)系统来建立。MIMO系统为数据传输采用多个(Nt个)发射天线和多个(Nk个)接收天线。由这 Nt个发射天线和Nk个接收天线形成的MIMO信道可分解成Ns个也被称为空间信道的独立信 道；其中Ns Smin{NT，N1J。这Ns个独立信道中的每一个对应于一维。如果利用由这多个发 射和接收天线所创建的附加维度，该MIMO系统就可以提供改善的性能(例如，更高的吞吐 量和/或更大的可靠性)。MIMO系统支持时分双工(TDD)和频分双工(FDD)系统。在TDD系统中，前向和反 向链路传输在相同的频率区域上，从而互易性原则允许根据反向链路信道来估计前向链路 信道。这使得当接入点处有多个天线可用时，接入点能够提取前向链路上的发射波束成形 增益。进一步，目前存在各种各样的使用多信道的发射/接收方法，诸如MIM0、SIM0、SDMA、 基于空-时块编码的发射分集(STTD)、基于空-频块编码的发射分集(SFTD)等。这些方法 中的每一者具有处于各种情形下的优点和缺点。然而，目前存在的无线设备可能缺乏以流 线型方式利用所有这些方法的能力。因此，需要能灵活利用各种各样的这些多信道发射/接收技术的新架构和过程。 而且，通过在调制之前预处理码元，就可以提高多信道解调技术的效率。概述本发明的示例性实施例涉及用于解调操作的系统和方法。
因此，一实施例可包括一种包括可配置解调架构的设备，其包括包括一个或多个 控制字段的集合的控制模块；以及解调引擎，其包括空间白化模块；最小均方估计(MMSE) 模块；至少第一最大比组合(MRC)模块；以及至少一个复用器，该复用器被耦合至指令模块 并基于控制字段被控制以选择MMSE模块或MRC模块中的至少一者。另一个实施例可包括一种用于执行解调操作的方法，该方法包括建立一个或多 个控制字段的集合；对输入数据执行空间白化操作；使用最小均方估计(MMSE)或最大比组 合(MRC)中的至少一者来滤波经白化的输入数据；以及基于控制字段选择MMSE或MRC滤波 以根据经白化的输入数据产生解调数据。另一个实施例可包括具有指令的计算机可读介质，这些指令在被至少一个处理器 执行时操作用于提供对通信信号的处理，该计算机可读介质包括用以建立一个或多个控 制字段的集合的指令；用以对输入数据执行空间白化操作的指令；用以使用最小均方估计 (MMSE)或最大比组合(MRC)中的至少一者来滤波经白化的输入数据的指令；以及用以基于 控制字段选择MMSE或MRC滤波以根据经白化的输入数据产生解调数据的指令。另一个实施例可包括一种无线通信系统中的设备，该设备包括用于建立一个或 多个控制字段的集合的装置；用于对输入数据执行空间白化操作的装置；用于使用最小均 方估计(MMSE)或最大比组合(MRC)中的至少一者来滤波经白化的输入数据的装置；以及用 于基于控制字段选择MMSE或MRC滤波以根据经白化的输入数据产生解调数据的装置。附图简要描述呈现附图以助于描述本发明的实施例，并且附图是单单出于实施例的例示说明而 非其限定的目的而提供的。

图1图解根据一个实施例的多址无线通信系统；图2是示例性通信系统的框图；图3是用于安排数据分组的示例性传输架构的框图；图4描绘OFDM数据的示例性逻辑安排；图5描绘具有支持处理器的示例性硬件接收机架构。图6是示出示例性处理系统与匪SE/MRC处理引擎之间的关系的示意框图。图7是示出连同白化引擎使用匪SE和的MRC来实现的信道估计的示意框图。图8描绘示出由硬件架构的实施例来执行的示例性过程的流程图。详细描述本发明的各方面在以下涉及本发明的具体实施例的描述和相关附图中被公开。可 以计划替换实施例而不脱离本发明的范围。此外，本发明的公知要素将不作详细描述或将 被省略以免湮没本发明的相关细节。本文中使用措词“示例性”来表示“起到示例、实例、或例示的作用”。本文中描述 为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。同样，术语“本发明的实 施例”并不要求本发明的所有实施例都包括所公开的特征、优点或操作模式。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等的无线电技术。UTRA包括宽带-CDMA(W-CDMA)和低码片率(LCR)。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)等无线电技术。OFDMA网络可实现诸如演进型UTRA(E-UTRA)、IEEE802. 11、 IEEE 802. 16、IEEE 802. 20、Flash- OFDM 等无线电技术。UTRA、E-UTRAjP GSM 是全球 移动电信系统(UMTS)的一部分。长期演进(LTE)是即将出现的使用E-UTRA的UMTS版本。 UTRA, E-UTRA, GSM、UMTS和LTE在来自名为“第三代伙伴项目”(3GPP)的组织的文档中描 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。这些各种无 线电技术和标准是本领域公知的。为了清楚起见，以下针对LTE来描述这些技术的某些方 面，并且在以下描述的大部分中使用LTE术语。利用单载波调制和频域均衡的单载波频分多址(SC-FDMA)是具有与OFDMA系统 近似的性能以及基本上相同的总体复杂度的技术。SC-FDMA信号由于其固有的单载波结构 因而具有较低的峰均功率比(PAPR)。SC-FDMA已得到了极大关注；尤其是关于其中低PAPR 在发射功率效率方面极大地有益于移动终端的上行链路通信。目前，对于利用SC-FDMA的 3GPP长期演进(LTE)或演进型UTRA中的上行链路多址方案是工作设想。本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且并非旨在限定本发明的 实施例。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上 下文另作明确指示。进一步将理解术语“包括”、“包含”、“涵盖”和/或“具有”在本文中使 用时指定所记载特征、整数、步骤、操作、元件、和/或组件的存在性，但不排除一个或多个 其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、和/或其编组的存在性或添加。进一步，许多实施例以将由例如计算设备的元件执行的动作序列的方式进行描 述。将认识到本文中所描述的各种动作可由具体电路(例如，专用集成电路(ASIC))、由正 被一个或多个处理器执行的程序指令、或由这两者来执行。此外，本文中所描述的这些动作 序列可被认为是整体地实施在任何形式的其中存储有相应计算机指令集的计算机可读存 储介质内，该计算机指令集在执行时将致使相关联的处理器执行本文中所描述的功能性。 由此，本发明的各方面可以用数种不同形式来体现，已构想了它们均落在所要求保护的主 题的范围之内。此外，对于本文中所描述的实施例中的每一个，任何此类实施例的相应形式 在本文中可被描述为例如“配置成执行所描述动作的逻辑”。参考图1，图解了根据一个实施例的多址无线通信系统。接入点(AP) 100包括多 个天线群；一群包括天线振子104和106，另一群包括天线振子108和110，以及另一群包括 天线振子112和114。在图1中，为每一个天线群示出两个天线，然而本领域普通技术人员 应理解，可以为每一个天线群使用更多或更少天线。接入终端(AT) 116与天线振子112和 114通信，在此天线振子112和114在前向链路120上向接入终端116传送信息，并在反向 链路118上从接入终端116接收信息。接入终端122与天线振子106和108通信，而天线 振子106和108在前向链路126上向接入终端122传送信息，并在反向链路124上从接入 终端122接收信息。在FDD系统中，通信链路118、120、124和126可使用不同的频率来通 信。例如，前向链路120可使用与反向链路118所使用的不同的频率。每一群天线和/或它们被设计成在其中通信的区域常常被称作接入点的扇区。在 该实施例中，天线群各自被设计成与落在接入点100所覆盖的区域的一扇区中的接入终端通信。在前向链路120和126上的通信中，接入点100的发射天线可利用波束成形来提高不同接入终端116和124的前向链路的信噪比。另外，与接入点通过单个天线向其所有 接入终端传送相比，接入点利用波束成形来向随机分散在其覆盖区域中各处的接入终端作 传送可对处于邻蜂窝小区中的接入终端造成较少的干扰。接入点可以是用于与诸终端通信的固定站，并且也可以被称为接入点、B节点、或 其他某个术语。接入终端也可被称为接入终端、用户装备(UE)、无线通信设备、终端、接入终 端、或其他某个术语。图2是MIMO系统200中的AP 210 (也被称为接入点)和AT 250 (也被称为接入 终端)的实施例的框图。在AP 210处，从数据源212向发射(TX)数据处理器214提供数 个数据流的话务数据。在一实施例中，每一数据流是在各自相应的发射天线上发射的。TX数据处理器 214基于为每一数据流选择的特定编码方案来格式化、编码、并交织该数据流的话务数据以 提供经编码的数据。可使用OFDM技术将每一数据流的经编码数据与导频数据复用。导频数据典型地 是以已知方式处理的已知数据图案并且可在接收机系统处被使用以估计信道响应。每一数 据流的已复用的导频和经编码数据随后基于为该数据流选择的特定调制方案(例如BPSK、 QPSK、M-PSK或M-QAM)被调制以提供调制码元。每一数据流的数据率、编码、和调制可由处 理器230所执行的指令来决定。所有数据流的调制码元随后被提供给TX MIMO处理器220，其可进一步处理这些 调制码元(例如，针对OFDM)。TX ΜΙΜΟ处理器220随后向Nt个发射机(TMTR) 222a到222t 提供Nt个调制码元流。在某些实施例中，TX MIMO处理器220向数据流的码元以及向从其 发射码元的天线应用波束成形权重。每一发射机222接收并处理各自相应的码元流以提供一个或多个模拟信号，并进 一步调理(例如，放大、滤波、以及上变频)这些模拟信号以提供适合在MIMO信道上传输的 经调制信号。来自发射机222a到222t的Nt个经调制信号随后分别从Nt个天线224a到 224t被发射。在AT 250处，所传送的经调制信号由Nk个天线252a到252r接收并且来自每个 天线252的收到信号被提供给各自相应的接收机(RCVR) 254a到254r。每个接收机254调 理(例如，滤波、放大、以及下变频)各自相应的收到信号，将经调理的信号数字化以提供采 样，并进一步处理这些采样以提供对应的“收到”码元流。RX数据处理器260随后接收并基于特定的接收机处理技术处理来自Nk个接收机 254的这Nk个收到码元流以提供Nt个“检出”码元流。RX数据处理器260随后解调、解交 织、并解码每个检出码元流以恢复该数据流的话务数据。由RX数据处理器260执行的处理 与由AP 210处的TX MIMO处理器220和TX数据处理器214所执行的处理互补。处理器270提供对AT 250的控制并提供与存储器272、RX数据处理器260和TX 数据处理器238的接口。TX数据处理器238接收来自数据源236的数个数据流的话务数 据，其由调制器280调制，由发射机254a到254r调理，并被发射回AP 210。在AP 210处，来自AT 250的经调制信号由天线224接收，由接收机222调理，由 解调器240解调，并由RX数据处理器242处理以提取AT 250所传送的反向链路消息。处 理器230提供对AP 210的控制并提供与存储器232、TX数据处理器214和TX MIMO处理器220的接口。图3描绘示例性发射架构300。如图3中所表明的，信息分组——输入分组301可 被拆分成数个子分组{a，b，c，···}。此后，每个子分组由块321a-321c接收。块321a_321c 可执行数个标准过程。例如，循环冗余校验(CRC)校验和、编码、信道交织、序列重复以及数 据加扰。结果所得的经处理子分组随后可被组合成较大的架构(以下将描述)，然后根据 OFDM方案由调制器331调制并随后被发射，以及根据帧和超帧的时间架构被发射。对于帧/超帧架构中的各种数据块，OFDM信号和数据可被组织成在本公开中被称 为“瓦片(tile)”的子块。这些瓦片可如图5、6和7中所示地在接收机中生成。图4示出 被分解成128个瓦片的OFDM信号的示例；其中每个瓦片由8个OFDM码元上的16个分开频 调(或子信道)构成，以使得每个瓦片可包括多至128个码元。图4的格式示出提供可根 据块跳跃模式使用的3-D时频空间栅格的OFDM物理层，其中这些瓦片中的一些可被指派给 AT。如图4中所示，各种瓦片中的每一个可具有数据码元和导频码元两者，其中数据 码元用于携带信息以及导频码元用于执行各种各样的任务，这些任务中的一些在以下进一 步解释，注意来自AT Tx天线的正交导频序列可允许进行每层的信道和干扰估计。再次，非导频码元可被来自若干子分组的数据占用，其中来自子分组子集的码元 以循环方式被“涂绘(paint) ”在一个或多个瓦片上的非导频频调上。取决于向数据的合需瓦片指派，可有效地安排有效载荷数据。例如，在图4中，瓦 片127被指派为保持三个信息子分组{a，b，c}，其中子分组{a}包含数据码元(a0，al，a2， a3...}，子分组{b}包含数据码元(b0，bl，b2，b3...}，以及子分组{c}包含数据码元(cO， cl, c2, c3...}。然而，瓦片内子分组数据的此安排是示例性的并且不排除其他安排模式。 注意，各种码元以一过程/格式被一起散布在瓦片127上可被称为子分组化或“涂绘”。子 分组化可允许对不同子分组的解调和解码操作的流水线化。在本上下文中，流水线化可以 是指对瓦片的解调操作以及与此同时的可对子分组发生的解码操作的并发操作，此解码可 横跨可能已被解调的诸瓦片。进一步，注意图4中所示的瓦片内所包含的信息子分组可变 更。例如，在一个实施例中，这些瓦片对于每一个码元/频调组合可包含与经解调数据有关 的信息(I、Q、SNR)。然而在另一个实施例中，这些瓦片可包含与信道内插/估计数据有关 的信息(例如，信道估计系数)。图5描绘具有支持处理器的示例性硬件接收机架构503。如图5中所示，示出两个 天线ANT 0和ANT 1通向模拟前端501，模拟前端501可对接收到的信号执行诸如缓冲、滤 波、混频以及模数转换(ADC)之类的各种处理，从而向硬件接收机架构的数字前端505提供 两个数字化数据流。硬件接收机架构的数字前端505可处理接收到的数据，包括诸如DC偏移量校正、 数字滤波、IQ校正、频率校正以及数字增益控制之类的处理。数字前端505随后可以将经 数字处理的数据作为双重数据流提供给FFT采样服务器/引擎507，FFT采样服务器/引擎 507进而可在控制器515的控制下使用FFT (或DFT)来处理该OFDM数据，控制器515可以 是任何形式的执行软件/固件的顺序指令处理机。进一步，FFT采样服务器/引擎507可 包括采样服务器和码元缓冲器507a。控制器515可执行信道估计。众所周知，无线信道可在通信信道上的收到信号中引入任意时间弥散、衰减、和相移。信道估计可用于根据可用导频信息形成对无线信道所导 致的时间、振幅和/或相移的估计。信道估计可移除无线信道的效应并允许后续码元解调。 信道估计可由任何数目的不同算法来实现。控制器515接收来自FFT采样服务器/引擎 507的可被存储在码元缓冲器507a中的导频数据。进一步，控制器515将信道估计数据和 噪声方差数据发送给解调设备/引擎509。FFT采样服务器/引擎507的FFT码元数据随后可被提供给解调引擎509，解调引 擎509可执行诸如信道内插509a、最大比组合(MRC)/最小均方误差(MMSE)操作509b的任 何数目的解调操作以产生双重经解调输出，其中每一个输出以与图4的瓦片相一致的方式 被逻辑地安排。注意，由解调引擎509输出的每个瓦片的每个条目可包括3个分量，包括实 数部分(I)、复数部分(Q)以及相关SNR。进一步，在一个实施例中，缓冲器510可定位在解 调引擎509之后。缓冲器510的输出可进一步由解映射引擎511和解码引擎512按照以下更充分地 讨论的方式来处理。解映射引擎511可包括对数似然比(LLR)弓丨擎511a，其将I、Q和SNR 数据转换成软比特。进一步，解映射引擎511可以将数据格式从基于瓦片重新排序为基于 分组。示例性解映射引擎511可包括对数似然比(LLR)引擎511a、子分组化引擎、解扰器和 解交织器。LLR引擎511a可负责生成对数似然比，其可传达解码引擎513需要或可使用的 软信息。在本实施例中，对于MIMO安排中的两层可独立地生成LLR。对于每一个频调和调 制阶数，输入可包括每层的经解调I、Q、和SNR数据。输出可包括2比特数据(QPSK)、3比 特数据(8PSK)、4比特(16QAM)和/或6比特数据(64QAM)的对数似然比(LLR)。解码引擎513可包括LLR缓冲器、Turbo解码器和Viterbi解码器。解码引擎513 执行标准解码器的基本操作。Turbo解码器可包括作为在存在损坏数据的噪声的情况下在 有限带宽的通信链路上达成最大信息传递的高性能纠错码的Turbo码/解码器。Viterbi 解码器可使用Viterbi算法来解码已使用基于卷积码的前向纠错编码的比特流。虽然接收机503的实施例被示为使用仅两个接收天线ANT-O和ANT-1，但是应理 解，此安排仅仅是示例性的并且其决不应被认为是限制性的。本发明的各种实施例可使用 任意多个接收天线/信道。图6是示出示例性处理系统与诸如图5的解调引擎509中所描绘的MMSE/MRC处 理引擎之间的关系的示意框图。如图6中所示，该处理系统可包括指令处理器(DSP)620、输 入数据码元缓冲器630、匪SE/MRC控制块640和相应引擎650、以及输出缓冲器670。指令处理器620可包括协议确定设备624、信道估计白化设备626以及任务列表 628。在操作中，指令处理器620可经由协议确定设备624来确定发射AP所使用的发射天 线的数目，并进一步确定接收到的信号的协议的各方面。协议确定设备624还可以经由控 制分组的使用来确定所使用的话务指派的类型。协议确定设备624还可以确定所使用的调 制的类型以及是使用了 MIM0、SIM0还是SDMA。进一步，协议确定设备624还可以确定是使 用了 MMSE还是MRC。信道估计白化设备626可基于信道估计数据和导频数据来计算噪声白化计算。进 一步，信道估计白化设备626可适应MMSE/MRC处理。在各种协议中，例如诸如在超移动宽 带(UMB)系统中，前向链路(FL)传输可以在单输入多输出(SIMO)模式或MIMO模式下被发 送，并且UMB-AT可使用MRC或匪SE处理来分别解调这样的信号。匪SE和MRC解调算法是计算密集型的，费心思优化其对于冊实现的复杂度以便节省面积和功率。进一步，如果跨多 个接收天线的噪声被假定为不相关的，则这些算法可被简化(复数乘法减少最多达50% )。 然而在实践中，由于跨诸接收天线的噪声是相关的，因此这常常不可达成。结果，为了校正 相关噪声，信道估计白化设备626可执行以下操作1)计算收到信号的空间相关矩阵，2)计 算相应各个“白化变换”，以及3)白化结果信道估计。进一步，实际数据可以在解调硬件中 使用经白化的信道估计来白化。如图6中所示，经白化的信道估计620a以及任务列表(控制)信息620b可经由 MMSE/MRC控制设备640被提供给MMSE/MRC引擎650。MMSE/MRC任务列表628是固件可收集/处理的、可被传递给硬件以执行解调的数 个参数。根据以上架构，任何数目的指令、变量、和/或数据可被保持在匪SE和MRC引擎任 务列表628中以供匪SE和MRC控制块640使用。作为非限定性示例，匪SE和MRC引擎任 务列表628可包括代表采样开始地址的变量、用于读取或提供缓冲器630的采样开始地址 的指令、关于所使用的发射天线的数目的信息、关于信号协议的信息、关于所使用的发射模 式的类型的信息、关于是启用匪SC还是MRC的信息、关于调制阶数的信息(S卩，对于64-QAM 是6比特每码元，对于8PSK是3比特每码元以及对于QPSK是2比特每码元)、关于所使用 的发射机的数目的信息、以及可用于执行匪SC或MRC的任何事项。匪SE和MRC引擎任务 列表628的内容可被保持在固件或存储器中，并且可按需要用新的或不同的指令、变量、和 /或数据来更新或修改。注意，MMSE和MRC引擎任务列表628中所保持的指令、变量、和/ 或数据可被MMSE和MRC控制块640请求并存储在其寄存器中，或可由指令处理器620推入 MMSE和MRC控制块640。匪SE/MRC控制块640接收来自信息处理器620的任务列表并且将众多参数输入 馈送给MMSE/MRC引擎650。作为非限定性示例，传递给MMSE/MRC引擎650的参数可包括 减少位宽的定标因子β (在以下讨论)、白化系数、从指令处理器620获得的相关矩阵(Rvv) (在以下讨论)、以及基于白化变换的Cholesky因式分解W = Rv/172 (在以下讨论)。MMSE/MRC引擎650接收来自MMSE/MRC控制块640的各种参数。在示例性操作期间，码元缓冲器630接收采样数据601并将输出提供给MMSE/MRC 引擎650。码元缓冲器630可包含数据(频域)并且在功能上类似于图4中所示的功能。 例如，每一个瓦片可包含8个码元和16个频调，其中这些瓦片被填充以频调和导频数据。MMSE/MRC引擎650可使用(经由MMSE/MRC控制块640)来自指令处理器620的 噪声白化信息620a和控制信息620b来白化数据码元缓冲器630所提供的数据。MMSE/MRC 引擎650将输出提供给输出缓冲器670。输出缓冲器670接收来自MMSE/MRC引擎650的经解调数据。输出缓冲器670可 包含数据(I、Q和SNR)并且在功能上类似于图4中所示的功能。进一步，输出缓冲器670 可被包含在解调设备509 (未图示)内。进一步，图6中所示的无线电架构可用于或者匪SE或者MRC功能。具体地，即使 匪SE和MRC方法两者皆计算不同的滤波计算，MMSE/MRC引擎650也可用于或者匪SE或者 MRC (如下所示)。结果，图6中所示的无线电架构是灵活的并且允许包括MIMO和SIMO估 计两者在内的各种多信道发射/接收方法的操作。图7是示出连同白化引擎使用匪SE和的MRC来实现的信道估计的示意框图。此
11架构可用于包括MIMO估计和SIMO估计两者的各种多信道发射/接收方法。 在操作中，DSP 620可向解调任务控制寄存器717和信道内插引擎719提供信息。
道内插引擎719可向匪SE/MRC引擎650提供每频调信道估计Qi1, h2) 空间白化设备721可接收白化信道估计(W，β 2)，使用经白化的信道估计(W，β 2) 来白化从FFT码元缓冲器630接收到的FFT数据夕2)，此后的后续组件可使用经白化的 FFT数据(y1; y2)来执行匪SE或MRC估计。
白化和估计的总过程在以下等式中勾勒出来。
对于在两个发射天线上发射并在两个接收天线上接收的频调的信号模型为
y = Hs + V式(2a)
其中
y=[y\ h]式(2b) 是收到数据矢量；
S = [S1 S2]T
是将被解调的矢量码元
^-S「‘―S/-"N
H = Ihl
式(2c)
式(2d) 量；
是估计信道矩阵；
V = [ν, V2] τ
式(2e)
是在具有从指令处理器620获得的相关矩阵Rvv的接收天线处观察到的噪声矢 ψ = β
^\-\ρ\2σισ1
VhTF σ2 ο
式⑷
P σ2 σλ 是基于白化变换『=及；^2的Cholesky因式分解， β是为减小位宽而引入的定标。
根据⑴带预白化的匪SE为20次复数乘法+2次实数除法；以及⑵不带预白化 的MMSE为32次复数乘法+5次实数除法，执行预白化输入(Ρλ夕2)和信道估计Oi1, h2)的操 作来简化计算。预白化输入信号(^，夕2)和信道估计Qi1, h2)的操作通过下式来执行少=妒5)和孖=_式(5)MMSE 滤波 /j =
h — h2
h2 h
T
1
ι+μ2 r
式(6) R= ,Ζ 式(3)
σ P啊
P^2
hi
(^ll^
12
对于&交换索引1和2偏置)/7l |2_ [hhL· 式⑵ 对于&交换索引1和2干扰G\ = g众式(8)解调SNR:SNRk =气=芗众式(9)解调码元之=Λ*少式(10)LLR 分量Lisk) = Sk (Sk SNRk 一 2、)式(ιι)返回图7，信道内插引擎719与MRC滤波计算731和732以及匪SE滤波计算738接口。匪SE滤波计算738根据式6的滤波执行匪SE滤波计算。MRC滤波计算731和732根据式6的滤波执行MRC滤波计算。然而，用于MRC操作 的估计信道矩阵包含等于0的h2值。复用器741和742可引导来自MRC滤波计算设备731和732和匪SE滤波计算设 备738的恰适数据流。复用器741和742的输出被连接到SNR计算设备761、762以及解调 码元计算设备781、782。复用器741和742由解调任务控制寄存器717所产生的控制字段 来控制，以使得解调数据至少基于来自MMSE和MRC电路中的任一个的计算。SNR计算设备761、762根据式9计算来自复用器741、742的收到信号的SNR (SNR1， SNR2) 0 SNR计算设备761、762接收来自信道内插引擎719的信道估计Q^h2)和来自复用 器741、742的数据。解调码元计算设备781、782根据式10计算来自复用器741、742的经解调码元 (知功。解调码元计算设备781、782接收经白化的FFT数据(y1; y2)和来自复用器741、742 的数据。LLR块511a可以经由使用式11以及收到信号的经解调码元(力，和SNR(SNR1; SNR2)来将码元解映射成软比特。因此，取决于端口 1和2的操作可实现各种操作模式。然而应理解，这是示例性的 例示说明并且可使用多个端口。图7中所示的设备当每周期从端口 1和端口 2两者提取数据时可在MMSE模式下 操作。图7中所示的设备当每周期从端口 2提取数据时可在MRC模式下操作。
图7中所示的设备当匪SE/MRC引擎650以与匪SE相同的方式运行但从交变端口 (1和2)提取数据时可在SDMA模式下操作。图7中所示的设备当匪SE/MRC引擎650以与匪SE相同的方式运行但通过在后处 理中进行组合来从端口 1和2提取数据时可在STTD模式下操作。图7中所示的设备当匪SE/MRC引擎650以与匪SE相同的方式运行但通过在后处 理中进行组合来从端口 1和2提取数据时可在SFTD模式下操作。进一步应注意，MRC滤波设备731、732和MMSE滤波设备738在不使用时可被禁用 和/或断电以节省能量。虽然图7中所示的实施例被示为使用仅两个输出端口——端口 1和端口 2，但是应 理解，此安排仅仅是示例性的并且其决不应被认为是限制性的。本发明的各种实施例可使 用任何多个输出端口。图8是示出可由诸如图6和7中所示的硬件架构的实施例来执行的示例性过程 800的流程图。最初，DSP 620可建立一个或多个控制字段的集合，并随后将它们提供给解调任务 控制寄存器717 (框805)。此外，DSP 620还可以如上所述地生成白化参数(例如，W、β 2)。 白化参数可被提供给驻留在匪SE/MRC引擎650中的空间白化模块721。空间白化模块721 还可以接收输入数据(例如，Λ、灼)，并联合白化参数来处理输入数据以产生经白化的 FFT数据(例如，yi、y2)(框810)。此外，信道估计Q^h2)也可经历预白化操作。对应于MRC和/或匪SE的滤波系数随后可分别在MRC滤波计算模块731和732、 以及匪SE滤波计算模块738中被计算。随后可使用匪SE和/或MRC系数来滤波经白化数 据(例如，yi、y2)(框815)。可基于控制字段来选择MMSE和/或MRC滤波以产生经解调数 据(例如，§!、§2)，这可由解调码元计算设备781和/或782来计算(框820)。该选择可 由复用器741和/或742基于由解调任务寄存器717所提供的控制字段来执行。与经解调 数据相关联的SNR可由SNR计算设备761和762使用由复用器741和/或742所提供的数 据以及由信道内插引擎719所提供的信道估计来计算。应理解所公开的过程中的步骤的具体次序或层次是示例性办法的示例的一部分。 基于设计偏好，应理解这些过程中的步骤的具体次序或层次可被重新安排但仍落在本公开 的范围之内。所附方法权利要求保护以样本次序呈现各个步骤的要素，并且不意味着被限 定于所呈现的具体次序或层次。本领域技术人员将领会，可以使用各种各样不同的技术和技艺中的任何哪种来代 表信息和信号。例如，贯穿以上描述可能被引述的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元、 和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或它们的任何组合来代表。进一步，本领域技术人员将领会，结合本文中公开的实施例描述的各种说明性逻 辑块、模块、电路、和算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或其组合。为清楚地说明 硬件和软件的这种可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路、和步骤在上文中以其功能性 的形式进行了一般化描述。这样的功能性是实现成硬件还是软件取决于具体应用和加诸整 体系统上的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能 性，但这样的实现决策不应被解释成导致脱离了本发明的范围。
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结合本文所公开的实施例所描述的方法、序列、和/或算法可直接在硬件中、在由 处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中实施。软件模块可驻留在RAM存储器、闪 存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中 所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质被耦合到处理器以使得该处理器能从 /向该存储介质读和写信息。在替换方案中，存储介质可以是整合到处理器的。因此，本发明的实施例可包括体现用于处理通信信号的方法的计算机可读介质， 该计算机可读介质包括用以建立一个或多个控制字段的集合的指令、用以建立能够处理软 件命令的顺序指令逻辑的指令、用以根据最小均方估计(MMSE)和最大比组合(MRC)中的至 少一者提供滤波的指令、用以复用滤波的输出的指令、用以通过控制字段控制复用操作以 基于来自MMSE和MRC逻辑中的任一个的计算产生解调数据以产生多个信号的指令。因此， 本发明并不本限定于所图解的示例，并且用于执行本文中所描述的功能性的任何装置都被 包括在本发明的实施例中。尽管前面的公开示出了本发明的例示说明性实施例，但是应当注意在其中可作出 各种变更和修改而不会脱离本发明如所附权利要求定义的范围。本文中所描述的根据本发 明实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不必按任何特定次序来执行。此外，尽管 本发明的要素可能是以单数来描述或主张权利的，但是复数也是已构想了的，除非显式地 声明了限定于单数。
权利要求
一种包括可配置解调架构的设备，包括包括一个或多个控制字段的集合的控制模块；以及解调引擎，包括空间白化模块；最小均方估计(MMSE)模块；至少第一最大比组合(MRC)模块；以及至少一个复用器，其被耦合至指令模块并基于所述控制字段被控制以选择所述MMSE模块或MRC模块中的至少一者。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述解调引擎被配置成经由所述控制模块 接收来自任务列表的包括控制数据和白化信道估计的配置信息，以及根据解调方案对串行 数据流执行解调。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述数据流是从多输入多输出(MIMO)信号 推导出来的并且匪SE数据每周期被提供给输出端口 1和输出端口 2。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括多个输出端口。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述多个输出端口包括第一输出端口(端口 1)和第二输出端口(端口 2)。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，MRC数据每周期被提供给至少一个端口。
7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，空分介质接入(SDMA)数据被提供给交变端□。
8.如权利要求5所述的设备，其特征在于，基于空-时块编码的发射分集(STTD)或基 于空-频块编码的发射分集(SFTD)数据之中的至少一者每周期被提供给端 口 1和端口 2 两者。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述解调引擎还包括 多个解调码元计算设备；以及多个SNR计算设备，其中每一个解调码元计算设备和SNR计算设备被耦合至多个输出端□之一。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，第一复用器的输出被耦合至与第一输出端 口相耦合的第一解调码元计算设备和第一 SNR计算设备，以及第二复用器的输出被耦合至 与第二输出端口相耦合的第二解调码元计算设备和第二 SNR计算设备。
11.一种用于执行解调操作的方法，所述方法包括 建立一个或多个控制字段的集合；以及对输入数据执行空间白化操作；使用最小均方估计(MMSE)或最大比组合(MRC)中的至少一者来滤波所述经白化的输 入数据；以及基于所述控制字段选择所述MMSE或MRC滤波以根据所述经白化的输入数据产生解调 数据。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括接收来自任务列表的包括控制数据和白化信道估计的配置信息；以及 根据解调方案对串行数据流执行解调。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述数据流是从多输入多输出(MIMO)信 号推导出来的并且匪SE数据每周期被提供给输出端口 1和输出端口 2。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述输出被提供给多个输出端口。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括在交变周期中将经解调数据提供 给端口 1和端口 2信号以用于空分介质接入(SDMA)操作。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括每周期将经解调数据提供给端口1 和端口 2两者，以及每周期对来自端口 1和端口 2信号的数据进行后处理以用于基于空_时 块编码的发射分集(STTD)或基于空-频块编码的发射分集(SFTD)操作。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括每周期向至少一个端口提供数据 以用于MRC操作。
18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括基于所述经空间白化的输入数据和所述所选MMSE或MRC滤波进行解调；以及基于信道估计数据和所述所选MMSE或MRC滤波确定信噪比(SNR)。
19.一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，包括用于使计算机处理通信信号的代码，包括用以建立一个或多个控制字段的集合的指令；用以对输入数据执行空间白化操作的指令；用以使用最小均方估计(MMSE)或最大比组合(MRC)中的至少一者来滤波所述经白化 的输入数据的指令；以及用以基于所述控制字段选择所述匪SE或MRC滤波以根据所述经白化的输入数据产生 解调数据的指令。
20.如权利要求19所述的计算机程序产品，其特征在于，还包括用以接收来自任务列表的包括控制数据和白化信道估计的配置信息的指令；以及用以根据解调方案对串行数据流执行解调的指令。
21.如权利要求20所述的计算机程序产品，其特征在于，所述数据流是从多输入多输 出(MIMO)信号推导出来的并且匪SE数据每周期被提供给输出端口 1和输出端口 2。
22.如权利要求19所述的计算机程序产品，其特征在于，所述输出被提供给多个输出端□。
23.如权利要求22所述的计算机程序产品，其特征在于，还包括用以在交变周期中将 经解调数据提供给端口 1和端口 2信号以用于空分介质接入(SDMA)操作的指令。
24.如权利要求22所述的计算机程序产品，其特征在于，还包括用以每周期将经解调 数据提供给端口 1和端口 2两者，以及每周期对来自端口 1和端口 2信号的数据进行后处 理以用于基于空-时块编码的发射分集(STTD)或基于空-频块编码的发射分集(SFTD)操 作的指令。
25.如权利要求19所述的计算机程序产品，其特征在于，还包括用以每周期向至少一 个端口提供数据以用于MRC操作的指令。
26.如权利要求19所述的计算机程序产品，其特征在于，还包括用以基于所述经空间白化的输入数据和所述所选MMSE或MRC滤波进行解调的指令；以及用以基于信道估计数据和所述所选MMSE或MRC滤波确定信噪比(SNR)的指令。
27.一种无线通信系统中的设备，包括用于建立一个或多个控制字段的集合的装置；用于对输入数据执行空间白化操作的装置；用于使用最小均方估计(匪SE)或最大比组合(MRC)中的至少一者来滤波所述经白化 的输入数据的装置；以及用于基于所述控制字段选择所述匪SE或MRC滤波以根据所述经白化的输入数据产生 解调数据的装置。
28.如权利要求27所述的设备，其特征在于，还包括用于接收来自任务列表的包括控制数据和白化信道估计的配置信息的装置；以及用于根据解调方案对串行数据流执行解调的装置。
29.如权利要求28所述的设备，其特征在于，所述数据流是从多输入多输出(MIMO)信 号推导出来的并且匪SE数据每周期被提供给输出端口 1和输出端口 2。
30.如权利要求27所述的设备，其特征在于，所述输出被提供给多个输出端口。
31.如权利要求30所述的设备，其特征在于，还包括用于在交变周期中将经解调数据 提供给端口 1和端口 2信号以用于空分介质接入(SDMA)操作的装置。
32.如权利要求30所述的设备，其特征在于，还包括用于每周期将经解调数据提供给 端口 1和端口 2两者，以及每周期对来自端口 1和端口 2信号的数据进行后处理以用于基 于空-时块编码的发射分集(STTD)或基于空-频块编码的发射分集(SFTD)操作的装置。
33.如权利要求27所述的设备，其特征在于，还包括用于每周期向至少一个端口提供 数据以用于MRC操作的装置。
34.如权利要求27所述的设备，其特征在于，还包括用于基于所述经空间白化的输入数据和所选MMSE或MRC滤波进行解调的装置；以及用于基于信道估计数据和所述所选MMSE或MRC滤波确定信噪比(SNR)的装置。全文摘要
一种包括可配置解调架构的设备，其包括控制模块和解调引擎。控制模块包括一个或多个控制字段的集合。解调引擎包括空间白化模块、最小均方估计(MMSE)模块、至少第一最大比组合(MRC)模块、以及至少一个复用器。进一步，该复用器被耦合至指令模块并基于控制字段被控制以选择MMSE模块或MRC模块中的至少一者。
文档编号H04L25/03GK101960805SQ200980107031
公开日2011年1月26日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月28日
发明者G·D·巴里克, H·萨姆帕斯, R·N·查拉 申请人:高通股份有限公司