用于在接收器发送降噪的方法和装置的制造方法

用于在接收器发送降噪的方法和装置的制造方法
【专利摘要】公开了用于在接收器发送降噪的方法和装置。特别地，公开一种在相关联的接收器减少发射器的噪声的方法。在有源通道中的噪声贡献被识别并用于更新共享的噪声消除滤波器。从无源通道排除信号加快滤波器的收敛到接近的最优解决方案。在多种通道共享过滤器减少了元件数量和功耗。
【专利说明】
用于在接收器发送降噪的方法和装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C.§119(e)请求于2015年3月30提交的、标题为"METHOD OF AND APPARATUS FOR TRANSMIT NOISE REDUCTION AT A RECEIVER" 的美国临时专利申请号62/ 136301的优先权权益，全部公开内容在此通过引用以其整体并入在本文中。
技术领域
[0003] 本公开涉及估算和减少从发射器向相关联的接收器泄漏不必要的信号分量的影 响的方法和装置。当在接收器处具有显著信号强度的其它发射器的存在下，本公开的实施 例还提供相对良好的性能。
【背景技术】
[0004] 通信设备(诸如，移动电话、平板电脑、计算机等)也可以执行与远程节点的无线通 信，用于与其交换信息。早期通信系统以时间多路复用的方式操作，以便如果发射器设备打 开，则其接收器是关闭的。这种方法简化了发射器和接收器的设计，但是不能有效地利用带 宽和/或数据吞吐量。更有效地使用带宽和/或增加数据吞吐量的愿望已经导致无线电和数 据通信系统走向全双工操作和多通道操作。结果，对于发射器和接收器对(通常被称为收发 器），发射器可以同时与接收器传送，寻求从物理遥控的发射器接收信号。发射器和接收器 可以由"双工频率"分离的不同频率同时操作。这样的系统被称为频分双工(FDD)系统。可替 换地，在全双工系统中，发射器和接收器可同时在相同或基本相同的频率上工作。在这种情 况下，收发器的发射器的信号可以具有收发器的接收器的功率，它大于一个或多个远程收 发器的所需信号或多个所需信号。
[0005] 已知的是，隔离器和过滤器(可任选地使用多个天线）可用于减少从收发器的发射 器到收发器的相关联接收器的泄漏。然而，这些组件仍允许相当数量的功率出现在接收器 的射频(RF)前端。这种泄漏可以包括由发射器发送的数据，以及发射器的噪声。数据被限制 为称为通道的限定频带。噪声可以是宽带和可泄漏到接收器正在寻求恢复数据的通道。发 射器功率放大器的宽频带噪声可降低接收器的灵敏度。宽带发射器噪声也可泄漏到频分双 工系统中的接收器。
[0006] 即使在发射器应该名义上是"关"而接收器是"开"的系统中，"关"可指处于静止状 态，而不是完全掉电，并且因此残留噪声还会从发射器泄漏到接收器。

【发明内容】

[0007] 根据本公开的第一方面，提供一种减小发射器噪声向与发射器相关联的接收器的 泄漏的影响的方法。该方法包括:估计滤波器的滤波器系数，所述滤波器用于从发射器向接 收器注入所述信号的滤波版本，以便减少发射器噪声对接收器的影响。为了做到这一点，该 方法包括:使用更新处理更新滤波器系数，其在逐个通道的基础上加权通道上的噪声。该过 滤器由多个通道共享。其上收发器的发射器激活的通道在更新处理中被给予更大的重要 性。
[0008] 这种加权可以允许识别并解决来自收发器的发射器的噪声，而不使用由其他发射 器的信号不利受损地更新处理。这是相关的，因为从其他收发器的不想要的信号可以显示 为在接收器的噪声并可降解适应过程。
[0009] 根据本公开内容的第二方面，提供适合于执行根据本发明的第一方面的方法的降 噪装置。该方法可以在面对干扰信号时给予装置鲁棒性，例如从接收器的其它发射器或收 发器到达的不想要的信号。还提供了包括所述减噪装置的收发器。
【附图说明】
[0010] 现在将通过非限制性示例的方式描述按照本公开的教导的方法和装置的实施例， 其中：
[0011] 图1是可用于电信系统的收发器的框图；
[0012] 图2是根据本公开的实施例的收发器的框图；
[0013] 图3是图2的收发器的接收器的RF前端的信号的功率与频率图的表示；
[0014]图4a和4b示出阻断器如何可在收发器迅速出现和消失；
[0015] 图5更详细地示出根据本公开的实施例的图2的发射器噪声消除系统的组件；
[0016] 图6示意性示出根据本公开的实施例的图5的通道滤波块的硬件实现；
[0017] 图7示意性示出根据本公开内容的实施例的图5的相关引擎所采取的处理操作；
[0018] 图8示意性地示出矩阵和矢量构建引擎为每个Q通道所采取的处理操作；
[0019] 图9示意性示出处理操作以求和每个Q通道的调查的结果，以形成用于修改信号注 入滤波器的滤波器系数的数据；
[0020] 图10是用于修改复数FIR滤波器的系数的矩阵更新处理的等式；
[0021] 图11示意性地示出施加到多个收发器的有效通道的更新序列；
[0022] 图12a和12b分别表示在单一阻断器的存在下，接收器的输出的功率谱密度和对于 已知适应系统给和根据本发明教导的自适应系统的过滤器频率响应；
[0023]图13a和13b示出对于多个通道适配的图12的相似图；
[0024]图14示出其中当允许它提供数据到适配引擎时可以对于每个通道作出决定的修 正；
[0025]图15示出独立于DDC的发送器噪声消除发动机的实施方式(数字下变频器）；
[0026] 图16示出在与所述接收器相关联的DDC的进一步实施方式;和
[0027] 图17示出用于多个发射器系统的实施例【具体实施方式】的详细描述。
【具体实施方式】
[0028] 某些实施例的以下详细描述中提出了具体实施例的各种描述。然而，在此描述的 创新可以体现在多种不同的方式，例如如权利要求书所定义和涵盖的。在此描述中，参考了 附图，其中类似的附图标记可以指示相同或功能相似的元件。应该理解，图中所示的元件不 一定按比例绘制。此外，应该理解，某些实施例可以包括比示出的绘图和/或在附图中示出 的元件的子集更多的元件。此外，一些实施例可以结合来自两个或多个附图的特征的任何 合适的组合。
[0029] 普遍愿望就是要向着增加收发器的集成水平发展。因此，越来越多的功能正提供 在减少数量的集成电路内。其中该成本压力是明显的系统的示例是移动通信系统，用于连 接到移动数据和语音基础设施。这种设备的例子是移动电话，但其它设备(诸如，数据调制 解调器，智能仪表，平板电脑，仅举几个应用)也参与这样的网络。
[0030] 作为背景，现在将描述包括低中频(IF)或直接转换接收器的收发器。然而，这里所 描述的教导不限于这种接收器结构，并且可以被应用于任何其它合适的接收器架构。
[0031] 图1示意示出收发器，它包括发射器部分1和接收器部分10。发射器部分1包括数字 前端(DFE)2,其例如从调制解调器、键盘、触摸屏或麦克风等接收数据，数字化数据，并例如 使用电信领域技术人员已知的扩展码进行编码数据。来自数字前端的数字数据然后由与数 字前端相关联或包含在其中的数模转换器转换到模拟域，并传送到包括正交混频器3和本 地振荡器4的上变频器。被送到循环器7之前，上变频数据随后受到放大器5和功率放大器6 的增益，它引导RF信号向着天线8用于传输。
[0032] 由于收发器可以在双工模式下操作，接收器可同时与发射器操作。在使用中，在天 线8接收的信号通过环行器7被导向RF前端12。来自RF前端的输出12通过到带通滤波器14以 移除带外噪声信号，然后到解调器16。
[0033] RF前端12包括可变衰减器20和低噪声放大器22。提供可变衰减器20是为了在强大 呼入信号的存在下停止低噪声放大器22的输入级被饱和，如可能是如果所述收发器是接近 在同一频率范围内操作的另一个收发器的情况下。如果低噪声放大器22成为饱和，则接收 器将开始引入显著失真到所接收的信号，这可降低并最终抑制有用信号的接收。经放大和 滤波的信号被提供给解调器16,其中输入的RF信号在混频器30通过混合它和本地振荡器32 的信号而进行下变频，其任选通过缓冲器34的方式提供到混频器30的本机振荡器输入。本 地振荡器32可以被设置为本地振荡器频率，使得所述输入的信号下变频为中间频率，低中 频或直接到基带。这个过程是已知的，本领域技术人员中并不必进一步描述。
[0034]混频器30的输出被提供给放大器40并然后到可变增益放大器42,用于在低通滤波 器44之前进行放大，其目的是移除带外噪声。最后，经滤波的信号被提供给模数转换器 (ADC)50,用于转换到数字域。ADC50的输出（它是表示正交解调器的I和Q通道的数字数据）， 然后被提供给随后的处理电路，以便恢复所述码扩展要数据，并以所需的格式处理和输出 数据。
[0035]循环器7或其他形式的发射器到接收器的隔离(诸如，使用各天线）一般不提供发 射器部分1和接收器部分10的功率放大器6的输出之间的完全隔离。结果，一些来自发射器 的发射功率可泄漏到接收器。从发射器到接收器的该泄漏信号可以被认为是包括两部分。 第一部分可以是由发射器部分发送的信号。第二部分可是与发射器部分的放大器相关的噪 声，特别是放大器5和功率放大器6。噪声可以是宽频带，并且可以分布在接收器部分10的全 部接收频带。本公开内容提供用于减少来自发射器的噪声的影响的技术。双工模式可以是 频分双工模式，其中发送器和接收器同时但在不同频率上操作，虽然频率间隔可以很小。在 这样的频分双工的方案中，在接收器从相关联的发射器的"带内"干扰应该只是发射器噪声 和可能的互调产物。然而，该公开的教导也可以应用于至双工系统，其中发送器和接收器同 时且以大致相同的频率下工作。这样的系统被称为全双工系统。在这样的方案中，所发射的 信号也可以干扰所接收信号的接收。
[0036] 为了降低从发射器到收发器的相关联接收器泄漏的影响，可以提供漏电补偿电 路，如关于被图2讨论。为了图解方便，接收器的某些部分已在图2中被省略，诸如放大器40 和42,虽然也可以理解，在现实中，它们仍然可以在混频器30和低通滤波器44之间。此外，假 设来自功率放大器的信号6将由组合的信令和隔离模块9被引导到天线8,以及天线8的信号 将由滤波和隔离块9被转移到RF前端12。此外，过滤器和隔离块9可起到限制从功率放大器6 的输出直接到RF前端12的输入的信号传送，并且可以包括循环器。虽然滤波和隔离块9已被 示为与单个天线8相关联，这仅是为了图解表示，以及单个或多个天线可以被提供。滤波和 隔离块9可以是双工器。
[0037] 由接收器接收的信号可以包括两个部分。第一部分是从远程发射器的想要信号， 而迄今所描述的接收器电路没有关于该信号的其他形式的知识(除了其潜在频率范围）。在 接收器处接收的信号的第二部分可以是来自发射器的泄漏。由此可见，接收器可以通过使 用的观测通道获得副本而获取来自传感器的信号的充分认识。因此，抵消系统通常通过使 用耦合器60来分接在功率放大器6的部分信号。该信号然后在在某种程度上观察通道中以 类似于施加到想要的信号的处理进行处理。因此，在图2中，从耦合器60的信号是带通滤波 由滤波器14a，类似于滤波器14,然后在混频器30a中下变换，它类似于向混频器30。混频器 30a的输出由滤波器44a滤波，其基本上匹配滤波器44的特性，然后通过模数转换器50a进行 数字化。模数转换器50a的输出（这是通过从发射器泄漏的组分的数字表示)然后提供到发 射噪声消除系统70,其也称为发送降噪系统，其重新设置所述注入的发射器信号的滤波版 本，以便从设置在接收器接收的想要信号中删除泄漏发射器信号的影响。该系统已在欧洲 专利申请号2779473公开，在此通过引用将其整体并入，其中平行设置多个抵消系统，每一 个工作在相应的通道。如果取消是不完整的，则发射器噪声减小，这仍然是益处。
[0038] 可期望的是能够提供一种强大和灵活的系统，用于减少发射器泄漏的效果。该系 统应当主要或完全对系统设计师透明也可以是可取的。系统设计者有选择是否直接在接收 器架构上实施泄漏减少系统也是可取的，由此在所谓的接收器的数字前端之后从接收器的 数字处理电路隔离，或者是能在接收数字前端内包括它。
[0039]为了正确地适应用于拒绝取消信号的滤波器，发射器噪声消除系统70可比较 ADC50的输入信号和由ADC50a提供给它的观察到的发射器信号。这些信号然后可以彼此关 联以确定用于过滤器的正确系数，例如有限脉冲响应(FIR)滤波器以重新注入校正信号。这 种形式的电路也可用于减少在接收器中的处理阶段的非线性影响，例如，由于在接收器的 传递特性的二阶项的二次谐波生成。
[0040]当适配系统依赖于比较公知的泄漏信号与包括泄漏信号部分的未知接收信号，它 的性能受到从附近通信设备产生的强大的"阻断器"的信号的存在的不利影响。这些阻断信 号可以是相对窄带，但可表现为强大的带宽有限的噪音。
[0041 ]该配置示意性示出在图3中，其示出在图2的接收器的RF输入12的功率谱。输入信 号被假定为已带宽局限于在分别表示下部和较高工作频率的频率FL和FU之间延伸的接收 器的工作带宽。从发射器的功率放大器6泄漏的噪声通过可以在接收器的前端形成基本上 恒定的噪声信号80。来自发射器的带宽限制发送的数据信号表示为信号82,从该噪声80脱 颖而出。接收器可以谋求接收指定为84的有用信号，其可以具有在接收器的接收功率，其显 著少于发射器的泄漏，但它由于被在频率上分离可由此区分。其它设备的其它信号86和88 可出现在接收器的输入中的频谱。噪声80可以作为干扰或阻断器，使接收有用信号84更加 困难。此噪声的影响由发射噪声消除系统70被减小。然而，信号86和88不相关于噪声80,并 且从发送噪声消除系统70的角度来看，信号86和88表示抑制降噪系统识别信号80的噪声。 因此，利于去除由发射噪声消除系统70执行的自适应处理干扰的信号86和88。
[0042] 发射噪声消除系统70可相对频繁运行，因为包括了阻断器86和88的有效噪声可以 迅速变化。为了把这置于背景下，考虑图4a所示的情况和4b。在每种情况下，电信设备（诸 如，由第一个人102使用的移动电话100)正与远程收发器通信，如(例如，智能电话）104。移 动电话100和基站104之间的双工通信发生，通过双头划线106所指示。使用移动电话110(例 如，智能电话)的第二个人108可以将数据发送到电信网络的通道附近的基站104。当从移动 电话100的观点出发观察时，移动电话110的传输可以表现为阻断器86和88中的一个。使用 者102和108可以位于非常靠近彼此，例如在车道的相对侧。交通沿车行道进步(诸如，车辆 112)可以在用户102和108之间简单地通过。这种情况示于图4b。在车辆112在用户102和108 之间通过期间，从移动电话110中的阻塞信号被衰减或从视图中移动电话100完全去除。然 而，根据车辆112相对于移动电话100运动的精确方向，车辆112还可以充当反射器，将一些 发射信号82返回到移动设备100,具有由于传输时间的延迟，以及可能的频率偏移，由于多 普勒效应。一旦车辆112不再在用户100和108之间，移动电话110重新出现作为显著阻断信 号。此外，如果车辆112内的乘客使用电话，则该乘客的设备可显示为频谱中其他位置的新 阻断器。由此可以看出，在收发器的RF环境可以迅速改变。
[0043]图5重复了图2的图，但更详细并按照本公开的实施例示出发射噪声消除系统70内 的组件和互连。图示的发射噪声消除系统70包括适配引擎120,其控制有限脉冲响应(FIR) 发射器噪声消除滤波器122的滤波器特性。FIR发射器噪声消除滤波器122接收ADC50a的输 出，对其过滤以创建校正信号，然后提供校正信号到减法器124,它结合校正信号和接收器 中的ADC50的输出，以进一步从接收到的信号中去除发送泄漏的影响。在这一点，信号是在 数字域中，所以FIR发射器噪声消除滤波器122和减法器124可以在数字硬件来实现。
[0044] 如图5所示，适配引擎120可被认为执行四个离散任务，即通道滤波块130的通道滤 波，在相关引擎150相关，矩阵和矢量构建引擎160的矩阵生成操作，并且用矩阵求逆引擎 210的矩阵反转操作，以计算和更新用于FIR发射器噪声消除滤波器122的过滤器系数。有利 地，这些过程可以在专用硬件之间，以及在多用途计算单元运行的软件(诸如，可编程数据 处理器或微控制器核心）分割。通道滤波和执行相关的处理操作可在专用硬件中以相对低 的成本经常或附近连续进行。矩阵构建和矩阵转换作为更新过程的一部分，可较不频繁发 生，并因此，这些任务可以通过计算那些已经嵌入在接收器结构和/或所述数字前端内的资 源来经济地处理，或者它可以被添加到专门用于这个任务的接收器架构。
[0045] 根据一个实施例，通道滤波块130被更详细示出在图6。所示的通道滤波块130从数 字减法器124的输出接收接收器信号。其被提供给混频器132 (例如，数字乘法器），其从数字 本地振荡器134接收正弦曲线的数字表示。数字本地振荡器134被顺序地调谐到每个通道， 或每个有源通道，以选择从该通道的数据，用于呈现到低通滤波器136。因此，数字本地振荡 器134结合数字混频器132和数字低通滤波器136用于执行可调谐带通滤波器的功能。同样 地，来自功率放大器的泄漏信号(作为以数字形式由观察的ADC 50a的输出）被提供给对应 于混频器132的数字混频器142,然后到数字滤波器146,其基本上相同于过滤器136。混频器 142也被数字本地振荡器134驱动。数字延迟148被插在观察模数转换器50a和混频器142之 间的信号路径中，以便补偿通过发射器噪声消除FIR滤波器122的延迟，使信号转换成时间 对准。
[0046] 如果需要，数字本地振荡器134可以用相对较低的分辨率来实现，而在限制中可有 效地输出方波。数字乘法器132和134可以观察尽可能多的必要的输出的ADC输出字，以便按 照系统设计者的需要适应滤波器122到足够的精度。因而，乘法器132和142不一定接受全部 输入字，可以分别对ADC 50和ADC 50a的最低有效位是盲的。然而，为了方便，将假定他们接 受来自ADC 50和50a的全部输出字。乘法器132和142的输出（其可以本身被截断以限制该数 据宽度)被分别提供给滤波器136和146。过滤器136和146不直接在接收器输出路径中，因此 也不需要是高品质的过滤器。因此，他们可以在使用相对较短的滤波器在数字域中来实现。 此外，每个滤波器的通带响应在图示的应用中不是尤为关键的。该过滤器136和146的目的 是给予相对较好的阻带性能，因此通带性能可以制衡阻带性能。每个滤波器136和146的主 要目的是拒绝关闭通道信号，并通过有源通道。此外，过滤器136和146得到很好的彼此匹配 也可以是可取的。在实践中，当数字地实现时，滤波器136和146可以被很好地匹配。如果需 要，通过使用在图6中以虚线轮廓示出的数字振荡器和混频器的进一步乘法，过滤器136和 146的输出可以是频率转换为基带。然而，在实践中，这个阶段实际上并不必须在专用硬件 执行，因为它可以被虚拟化到由配置特定的可执行指令的处理器实现的基于软件的矩阵构 建阶段。
[0047] 数字本地振荡器134可被操作，使得它仅调谐到在收发器中目前活跃的通道。可替 代地，该数字本地振荡器134可以通过自动运行顺序通过所有可用的通道，如果希望简化本 阶段的硬件，而没有必要与下游电路接口以知道哪些通道当前活跃。
[0048] 经过滤的输出（在图6中指定X和Y)，然后提供到关联引擎150,其实施例更详细地 示于图7。相关性引擎150可包括缓冲器或存储器，以便保持N个样本。在硬件中，缓冲器可以 被实现为N级移位寄存器。可替代地，关联引擎150可以分配缓冲和当一个接一个到达时处 理数字样本序列。每个缓冲值或样品可以被提供给多个乘法器和加法器，其经配置以形成 所需的自相关和互相关函数。硬件实现的乘法和累加(MAC)功能是本领域技术人员公知的， 在此不再说明。
[0049] 因此，如图7中所示，缓冲器的值或传入的数据流可被提供给一系列乘法器和加法 器，其经配置以形成自相关乘积ro至rm。
[0050]
[0051] 其中*表示复共辄
[0052] N表示在缓冲器中的样本数
[0053] m表示FIR滤波器中抽头/延迟级的数量。
[0054]类似地，互相关的乘积可以通过专用硬件来形成（或由被配置为执行存储在非临 时性计算机可读存储指令的处理器），其配置为处理所述N个采样以计算互相关系数co至cm:
[0055]
[0056]
[0057]
[0058] 等等。
[0059] 关联引擎150的输出是自相关向量r和互相关矢量c，其中：
[0060] r=[r0,ri,r2. . .rm]
[0061 ] C = [ CO，Cl，C2 · · · Cm]
[0062] 如图7所示，相关引擎150是响应于指令以处理N个指令，这里标记为0到N-l。
[0063] 图8示意性地示出在矩阵和矢量生成引擎160的实施例中所进行的操作。
[0064] 如图8所示，矩阵和向量生成引擎160接收自相关向量r和互相关矢量c。矩阵和矢 量生成引擎160可以对所接收的复数互相关向量操作，以在框162形成厄米特矩阵(也称为 自伴随矩阵），其中，在矩阵的第i行和第j列中的元素等于矩阵对于所有指数I和J的第i行 和第i列中的元素的复共辄本。Hermitian矩阵具有总为真的特征值。Hermitian矩阵和自相 关矢量然后频率变换。
[0065] 在频率转换块180,频率转换向量被定义为[l,e ,,,e L频率变换矢量182 乘以自相关矢量，以形成图8中指定184的矢量rO,然后构建成托普利兹矩阵，通过矩阵186 在图8表示。同样地，频率平移向量182用于操作互相关乘积，但在这里，它的厄米特矩阵188 被形成，并乘以在框162形成的互相关乘积的厄米矩阵，以形成矢量C0,指定190。从使用频 率平移向量产生的频率转换操作代替相对于图6所讨论的上转换，并允许实时复数乘法代 替具有相对低速率(例如，大约每毫秒一次)的脱机计算。
[0066]值Ro(q)和CQ(q)形成用于第q通道。为简单起见，可以假定只有有效通道已经被处理， 但是，如果所有的通道被处理，非有效通道的数据可以被加权为零意义和可倾倒，或可以通 过加权因子相乘，以降低其在计算的重要性。乘以1/2、1/4、1/8等的乘法可以方便地通过在 数据总线中至少显著方向移动数据字多个比特来实现。
[0067] Ro(q)和CQ(q)的值可以被求和，以形成Ro和Co矩阵和向量，用于矩阵反演引擎中的处 理，诸如图5的逆矩阵引擎210。每个第q矩阵的Ro(q)的值可以被发送到一个矩阵累加器，它 可以通过处理器执行存储在非临时性计算机存储器中的特定指令来实现，其中从零值矩阵 开始，其中的每个元件加入R〇 (q)中该元素的相应值，和总和写回至R〇,并且这被重复，直到在 更新周期所有的q矩阵都已处理。
[0068] 类似的处理操作可以采取用于矢量求和处理。Ro和Co的形成示意性示出在图9中， 其中提供作为基质构建引擎160的一部分的计算引擎200执行表示为添加和再保存处理201 和202的求和步骤。
[0069]矢量Co和矩阵Ro然后被传递到逆矩阵/最小二乘引擎210,其更新通过反转正规化 自相关矩阵{Ro+λΙ}形成的校正值的滤波器系数的旧值而执行滤波系数θ_的迭代估计，其 中λ(拉姆达)是标量实常数，I是维Μ+1的单位矩阵，和左乘这个逆通过互相关矢量c〇,以及 结果由图10所示的实际正标量值y缩放。y的值允许收敛速度被控制，以便保持稳定。这样的 技术是本领域技术人员所熟知的，可通过标准数值包(如，Matlab)获取，以及用于与嵌入式 系统中使用的库。起始值Scad可被设置为从存储器中读出的初始值。
[0070] 图11示意性示出了已经描述的适应过程的操作。在图11中，线220表示消除滤波器 响应，对于主要的操作状态，其表示消除滤波器的最佳响应，以减少从发射器到收发机的接 收机的泄漏。发射机可以可操作在所分配的频谱内的多个有效通道，因为可能是其中发射 器利用人正交频分复用技术的情况下和/或其中收发机涉及与多个远程设备同时通信的情 况。这种情况的例子发生在电信基站或电信接入点。在图11所示的具体例子中，在频域有四 个一般的有源区，这可代表了四个通道的各种宽度或采用每个通道具有相同的带宽，可以 看出，对于图11的示例有七个活动频道。在使用中，适配引擎120内的定序器230控制该通道 滤波器，相关性引擎，和矩阵生成器，使得对于每个更新序列第q有效通道ql至q7中的每一 个(如果通道是相同的宽度）的选择通过改变数字本地振荡器134的频率(例如，作为图6中 所示）来选择第q通道，然后为所选择的通道的自相关和互相关矢量构建的。这些矢量然后 传递到矩阵构建引擎以打造矩阵，以及向量贡献第q通道。一旦这已经实现，定序器230指示 通道滤波器以选择下一个工作通道。针对每个活动通道ql至q7重复该过程，以便建立完整 的频带相关矩阵和矢量R〇和Co,其然后用于矩阵求解引擎。矩阵求解引擎（即，矩阵求逆引 擎)被布置以导出有限脉冲响应滤波器122的改性滤波器系数，其作用于ADC50a的输出来筛 选其输出，然后注入向经滤波的输出到主数据路径，为了减少从发射器泄漏的影响。
[0071] 这个更新序列然后可以期望的重复率或者按要求重复，其中外部触发发生，可需 要更新比被否则调度更快速地执行。
[0072]可以观察到，引入到适配引擎的有效噪音功率被降低，因为在非活动频道(可包括 来自相邻发射机的关闭通道阻断信号）中出现的任何噪声不被引入到更新处理。
[0073]图12a和12b比较在接收机的功率谱密度，作为频率从接收器的有源沟道偏移量的 函数，显示现有技术的系统和根据本公开教导的系统的响应，以及图12b示出了过滤器响应 作为频率偏移的函数的通道频率，用于常规过滤器和根据本公开教导更新的过滤器。具体 而言，图12a显示标称频率接收机242已被设置为重合在-40兆赫的频率偏置曲线的情况。关 闭通道阻断器发生在-5兆赫，从通过由线240表示的循环器泄漏产生。从远程发射机的进一 步无用阻滞信号是由图形线244表示，并在频率频率偏置曲线中发生在大约5兆赫。
[0074]现有技术的自适应算法无法忽略阻断器244的存在，因而滤波器系数是非最优的。 先有技术系统的滤波器的频率响应由图12b中的线246所示，而所期望的响应(如按照本发 明的教导识别）是通过图12b中的线248标识。在发射机噪声消除引擎施加这些不同的滤波 响应可导致在图6中减法器124的输出的不同功率谱密度输出，它代表实际的接收器输出。 因此，使用现有技术的系统，在接收器的输出所得到的功率谱密度是由图12a中的线250指 示，相比于线252,其示出了根据本教导更新的滤波之后的功率谱密度响应。线252产生功率 谱密度，其小于未校正的功率谱密度，如有源沟道中的线254所指示，而现有技术的技术实 际上可以引入更多的噪声到频谱的一些部分，但在其他中较少。
[0075]图13a和13b显示出类似的数据，其中所述有效通道模拟为20MHz宽，并在从在该频 率偏移曲线的中心频率的-40MHz和40MHz偏移。在图13a中，线262表示在接收机滤波器适配 后的功率谱密度，和线260表示由使用本公开的教导实现的功率谱密度。在图13b中，线270 代表具有使用现有技术教导的系数设定的FIR滤波器的增益频率，而线272表示使用本公开 的教导所获得的响应。当使用本文件中所描述的适应过程时，频率响应在两个有源通道中 更顺畅。
[0076] 至此所描述的拦截算法都工作良好用于打开通道阻断器，即发生在非激活通道的 阻断器，并且效果很好，但打开通道阻断器存在中较差。当信号功率相对于发射机噪声足够 大时，打开通道或活动通道可阻碍发射噪声消除适应。
[0077] 当寻求适应噪声消除滤波器时，来自发射器的泄漏为自适应算法表示"想要的"信 号。不相关于发射器信号的所有其他信号表示自适应算法的噪声。因此，从这个角度来看， 可以看出，在接收器的强烈信号(其中该信号携带想要的数据)实际上可以代表发射机噪声 消除配合算法的噪声的显著源。因此，强烈的需要信号的存在可降低噪声消除算法的性能。 但是，也可以观察到，在强烈信号的存在下，从发射器到相关联的接收器的泄漏变得不太显 著，并且可以优选与滤波器系数的之前估计工作，这些以前的估计是可靠的，而不是采取适 应系数的风险，其中该适配可使噪声消除滤波器不太准确。
[0078] 关于是否更新自适应算法的决定可以通过比较主要接收器通道的功率和观察通 道的功率进行。主接收机通道的功率随着接收有用信号的强度增加，该信号作为阻断器，用 于自适应算法的目的。同时，在观察通道的功率独立于主通道信号的功率，并且只取决于所 述观察的发射器噪声。因此，比较所述相对功率电平可以用来作为适应算法是否应运行或 应暂时停止的指标。
[0079] 图14示出先前描述的算法的修改，其中相对信号功率进行比较，并且用于确定矩 阵是否应当被更新。相关引擎150产生信号功率的输出作为其正常操作的功能。具体而言， 可通过在相关引擎添加附加相关器计算主通道σ#中的信号功率σ〗=r。和功率。然后这些 值可以在判定块300进行比较，以确定σ〗是否大于最小值和σχ2是否大于(3>其中 G是大于 零的因子并由系统设计者进行设置。如果这两个条件都实现了，则判断块300使矩阵更新过 程关于图8和9描述地操作。但是如果一个或两个条件不满足操作，则矩阵更新过程可以被 抑制用于更新过程中的第q通道。如图14所示，该方法涉及进一步混频器302,其直接响应于 主ADC50和类似于混合器142的进一步的通道滤波器304和图6所描述的通道滤波器146的输 出。在测试中，当σχ2小于的0.1时，适应过程受到抑制。然而，系统设计者可以通过操纵提 供到判定块300的值"G"自由设定自己的阈值。决定块300可以通过专用硬件或通过处理器 执行存储在非暂时性计算机可读存储器的特定指令来实现。
[0080] 实验已经表明，本文公开的适配引擎和算法提供了一种全频带方案，其可在接收 器内的数字下转换器块之前来实现，并且其能够在较大的打开通道和关闭通道阻断器的存 在下适配。此外，通过在它的硬件和软件之间分割它的功能，其功率预算功能可以被限制， 同时它提供了相对不错的表现。通过修改矩阵和矢量的更新过程，使得它只能相对于这些 通道运行，其中所观察到的通道和主通道之间的通道增益大于规定水平，并且其中从所观 察到的通道的噪声是所描述的下限以上，算法可以提供进一步改进的性能。特别是，这种方 法可以确保该通道的信息仅用于适应，如果该通道的信号功率足够低，而通道噪声足够高 使得适应是未受到影响。从而，取决于各自的噪声和信号电平，可以动态地作出在任何给定 通道适应的决定。
[0081] 特此提出的适配引擎120、FIR消除滤波器122和减法器124可以嵌入到所述接收器 的数字前端。数字下变频器(DDC)330也可以被嵌入到接收器10的数字前端332。适配引擎 120可接收在DDC330的信号路径中的信号，例如如图15所示。可替代地，适配引擎可从 DDC300接收数据，例如如图16所示，其中个别通道数据由DDC330提供。此外，该算法可以在 提交在从接收机的数字前端分开提供的独立硬件或嵌入到接收器架构本身，使得其对于数 字前端和系统设计者变得透明。
[0082] 到目前为止本公开已制定使用单个滤波器，其用于过滤发射信号，作为观测通道 观察的，并施加到接收器10的数字化输出，使得在整个接收机带宽执行噪声消除，并因此在 多个通道同时进行。使用单一的过滤器，过滤器特性应当在所有活动通道进行调整。然而， 作为替代，可提供多个过滤器，但小于每个通道的过滤器，使得由各个滤波器覆盖的通带更 小，因此匹配它的响应和最佳响应的任务被简化。
[0083] 迄今的教导已被应用到收发器中的单个发射器和单个接收器。然而，收发器单元 可以包括多个发射机和接收机对。这样的例子示于图17,其中三个发射器TX1，TX2和TX3分 别关联接收器RX1，RX2和RX3,所有都在相对紧密的空间接近彼此。因此，虽然每一个发射器 和接收器对每个具有一对相应天线，与TX2相关联的天线以及与TX3相关联的天线的泄漏可 由于这些信号在与RX1相关联的天线接收而发生。为了解决这个问题，进一步观察路径可以 分别从第二和第三发射机TX2和TX3提供，使得第一接收机RX1响应于涉及发射机TX1的第一 观察路径0BS1，作为有关发射机TX2的第二观察路径0BS2,以及有关第三发射机TX3的第三 观测路径0BS3。类似于FIR消除滤波器122的消除滤波器可以在相对于每个观测路径和关联 于相应的适配引擎120或共享适配引擎来提供。
[0084] 因此，提供一种方法和设备用于减少接收器内发射器泄漏的影响，其中可执行取 消作为接收机的一部分，作为接收器的模数转换器之后但是接收器的数字前端之前的中间 块，或作为响应于所述数字前端的通道输出的电路。本文所公开的方法和装置适合于各种 电信和其他无线电基础的系统，其中从发射机到相关联的接收器的泄漏是不希望的。
[0085] 本公开的各方面可以在各种电子设备中实现。电子设备的示例可以包括(但不限 于）消费电子产品、消费者电子产品的部分、电子测试设备、蜂窝通信基础设施，例如基站 等。电子设备的示例可以包括(但不限于)移动电话，诸如智能电话、电视机、计算机监视器、 计算机、调制解调器、手持计算机、膝上型计算机、平板计算机、电子书阅读器，可佩带计算 机，诸如智能手表、人数字助理(PDA)、微波炉、冰箱、立体声系统、DVD播放器、CD播放器、数 字音乐播放器，诸如MP3播放器，收音机、摄像机、照相机、数码相机、便携式存储器芯片、医 疗监测装置、车载电子系统、诸如汽车电子系统或航空电子设备的电子系统、洗衣机、烘干 机、洗衣机/干衣机、外围设备、手表、时钟，等。此外，电子设备可以包括未完成的产品。 [0086]除非上下文明确要求，否则，在整个说明书和权利要求中，词语"包括"、"正包括"、 "包含"、"正包含"等是被解释为包含的意义，而不是排他或详尽的意义;也就是说，"包括但 不限于"的意义。如通常本文所用的，词语"电耦合"指两个或更多元件可以是直接电连接， 或通过一个或多个中间元件电连接。同样，如通常本文所用的，单词"连接"是指两个或更多 元件可以直接连接，或者通过一个或多个中间元件的方式连接。另外，在本申请中使用时， 单词"本文中"、"以上"、"以下"和类似含义的词应指本申请的整体而不是此申请的任何特 定部分。如果上下文允许，在使用单数或复数数量的特定实施例的上述详细说明也可以分 别包括复数或单数。当上下文允许，参考两个或更多项目的列表的单词"或"涵盖单词的所 有以下解释:列表中的任何项目，列表中的全部项目，以及在列表中的项目的任何组合。 [0087]此外，除非特别声明，否则，本文所用的条件语言（诸如，"可以"、"能够"、"可能"、 "可"、"可"、"例如"、"如"和类似物)或以其他方式所使用的上下文中理解，一般旨在传达某 些实施例包括，而其它实施例不包括某些特征、元件和/或状态。因此，这样的条件语言一般 不意图暗示特征、元件和/或状态是以任何方式对一个或多个实施例所需的，或一个或多个 实施例一定包括逻辑判定，有或没有作者输入或提示是否这些特征、元件和/或状态被包括 或将会在任何特定实施例中执行。
[0088]虽然某些实施方案进行了说明，这些实施例已提出以举例的方式仅，并且不旨在 限制本公开的范围。的确，本文中所描述的新型装置、方法和系统可以体现在其他各种形 式;此外，可以对本文中所描述的方法和系统的形式进行各种省略、替代和改变，而不脱离 本公开的精神。例如，虽然在给定的排列呈现块，备选实施例可以以不同的组件和/或电路 拓扑相似的功能执行，并且一些块可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改。每个这些 块可以以各种不同的方式来实现。上述的各种实施例的元件和操作的任何适当的组合可以 被组合以提供进一步的实施方式。所附权利要求及其等同物意在覆盖这些形式或修改，将 落入本公开的范围和精神内。
[0089]这里提出的权利要求已采用单一依赖格式写入，用于USPT0。然而，应该理解，每个 权利要求可以依赖任何前述权利要求，除非这显然是不可行的。
【主权项】
1. 一种减少泄漏到接收器的发射器噪声的方法，该方法包括： 估计滤波器的滤波器系数，所述滤波器被配置为从发射器向接收器注入信号的滤波版 本，以使得减少发射器噪声对接收器在多个通道的影响，并 通过加权发射器噪声对每个多个更新序列的有源通道的估计，更新滤波器系数。2. 如权利要求1所述的方法，其中，在所述多个更新序列的更新序列期间，对于接收频 带的每个有源通道产生发射器噪声泄漏的估计，以及这些估计会被携带转发到过滤器更新 操作。3. 如权利要求1所述的方法，其中，在所述多个更新序列的更新序列期间，估计发射器 噪声泄漏： a) 对于不活动的通道不产生，或 b) 对于不活跃的通道产生，但加权，以便减少其对更新过程的贡献。4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述更新周期性地重复。5. 如权利要求1所述的方法，其中，每次执行所述更新时，识别有效通道。6. 如权利要求1所述的方法，其中，发射器功率的估计被检查，以估计接收器内的噪声 泄漏的效果。7. 如权利要求6所述的方法，其中，接收信号强度的估计被检查，以计接收器内噪声泄 漏的影响。8. 如权利要求6所述的方法，其中，基于对噪声的影响的估计，在滤波器系数更新过程 中包括或排除该通道。9. 如权利要求6所述的方法，其中，基于对噪声的影响的估计，在更新过程中给予通道 的加权被修改。10. 如权利要求1所述的方法，其中，所述滤波器是单滤波器，可操作在接收器的数字域 跨越全接收器带宽。11. 如权利要求1所述的方法，其中，所述过滤器包括设置成工作于多个通道的多个过 滤器，其中通道数大于滤波器的数目，使得所述多个滤波程序中的过滤器被配置为至少两 个通道提供噪声降低。12. 用于降低发射器噪声泄漏到接收器的效果的装置，所述接收器包括到的模拟的输 出从天线一个接收器路径到数字转换器，该装置包括： 发射器噪声消除滤波器，被配置以施加抵消信号到模数转换器的输出，该消除信号由 经配置以在多个接收器通道应用抵消信号的滤波器应用，并且 适配引擎，提供给反复更新发射器噪声消除滤波器，所述更新引擎被配置成在通道的 基础上估计发射器噪声的影响和加权发送器噪声的权重。13. 如权利要求12所述的设备，其中，适配引擎被配置为使得不活动的接收器通道的通 道被给予减少的权重或禁止对更新过程提供数据，用于更新发射器噪声消除滤波器。14. 如权利要求12所述的设备，其中，适配引擎被配置为使得其中接收信号强度较大或 从发射器泄漏的噪声较小的发射器通道在更新处理中被给予较小的权重，或抑制促进更新 过程。15. 如权利要求12所述的装置，其中，来自发射器的噪声的观察路径的数字输出由发射 器噪声消除过滤器进行过滤，其中，所述发射器噪声消除滤波器包括单个滤波器，可操作以 同时提供噪声降低信号到多个通道。16. 如权利要求12所述的装置，其中，该装置提供通道器的上游。17. 如权利要求12所述的装置，其中，该装置响应于通道信号。18. 如权利要求12所述的装置，其中，该装置是响应于在至少一个另外的观察路径设置 的信号，以减少从收发器的至少一个其它发射器的噪音。19. 如权利要求12的装置，其中，与发射器噪声消除滤波器相关联但不是在由接收器输 出的信号的信号路径中的带通滤波器被设计为具有相对良好的阻带性能，但相对较差的通 带性能。20. 如权利要求12所述的装置，结合收发器。
【文档编号】H04B1/10GK105991143SQ201610152668
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】P·J·普拉特, P·A·福贝茨
【申请人】亚德诺半导体集团