CN101741411A - 环境适应性均衡接收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适应性均衡接收器，其中包括：一均衡器，与一输入端连接，并设置成对通信信号进行均衡；一耙型接收器，设置成处理通信信号；和一合成器，设置成提供合成器输出信号，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一第一关系，则合成器输出信号包括均衡的通信信号和耙型的通信信号的一第一相对量，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一第二关系，则合成器输出信号包括耙型的通信信号和均衡的通信信号的一第二相对量，及如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一第三关系，则合成器输出信号包括均衡的通信信号和耙型的通信信号的一第三相对量，第一、第二和第三关系互不相同，且第一、第二和第三相对量互不相同。

Description

环境适应性均衡接收器

技术领域

在数字通信的应用中，本发明设计的高效能环境适应性均衡接收器将接收到的无线电信号转换成高可靠性的软度量值(soft metrics)，随后解码器将软度量值解码，用于提取传送的数字信息。此项发明尤其可以应用在以“码分”为准则的标准中，例如宽带码分多址(宽带CDMA(WCDMA)，3GPP标准的99/4/5/6/7系列和更新的系列)、时分同步码分多址(TimeDivision Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)以及码分多址(CodeDivision Multiple Access，CDMA IS-95/IS-2000和更新的系列)。此项发明还适用于其它不是以码分系统为基础的数字通信标准中，例如全球移动通信系统(the Global System for Mobile，GSM)、通用分组无线电业务(General Packet Radio Service，GPRS)等。

背景技术

多径干扰现象出现在很多数字通信的环境中。比如，多径干扰现象在广域蜂窝网络环境中就非常普遍。在这样的环境中，所传送的无线电波在到达目的地之前就会遇到各种不同的障碍物而反射回发送端。由于发送端和接收端之间存在不同路径，导致了不同的信号衰减、延时和相位反转等情况的发生。

一旦出现多径传播现象，它将成为接收器所要面临的最严重的信道损失。由于信号经由具有不同延时的路径传送，接收到的信号(在时间上)便成了发送信号的混乱版。因此，即便没有噪音，也很难从接收到的数字信息中提取出发送的数字信息。以上所提到的问题被称之为码间干扰(intersymbol interference，ISI)。多径所带来的另一个问题是不同时间点到达的信号会被信道分别给予一个频率相依的增益。换句话说，传送的信号在某些频率上的衰减比在其它频率上的衰减要大。有时衰减严重到了在某些频率上接收到的信号完全消失，尽管接收器非常靠近发射器。对于某些系统，传输内容的还原主要依赖于特定频率的接收。这样的系统，例如全球移动通信系统(GSM)，受到依赖于频率的衰减的严重影响。

直接扩频(Direct spread，DS)是一种扩频技术。通过直接扩频，传输信号分散于较宽的频率范围。这使得信号在严重干扰的情况下被检测到。随着DS技术的使用，多个点对点的通信可以同时出现而不会相互严重影响。这种DS信号同时分享同一频谱的概念被称为码分多址(CDMA)。一些现代蜂窝系统标准，比如3GPP-FDD标准系列(通常称为WCDMA)、3GPP-TDD标准系列(通常称为TD-SCDMA)和3GPP2标准系列(通常称为CDMA)，均基于CDMA的原理。

传统技术中，耙型接收器(rake receiver)用于处理直接扩频信号。耙型接收器是整个接收器的一部分。基于耙型接收器的典型接收器100显示在图1中。解扩器(despreader)为用户解扩专用的正交码，以和其它使用者区隔开来，是CDMA系统的特有装置。解交织器和解码器通常用于大多数的商业通信系统。耙型接收器的细节如图2所示。在图2中，使用了二元信号，在这里具有传输带宽W。也就是说，有两个相等能量的信号s_l1(t)和s_l2(t)，要么是正相反要么是正交。信道可以通过具有统计上独立的时变抽头权重系数{c_n(t)}的抽头延迟线(tapped delay line)来建模。接收到的信号用r_l(t)表示，U₁和U₂是二元信号的相干检测的决策变量。在这个例子中，假设在耙型接收器中具有L根耙指。耙型接收器包括许多耙指。每根耙指提取出特定无线信道路径的能量。这些耙指的输出结合在一起从而形成接下来的解码器需要的软度量值。在CDMA、WCDMA和TD-SCDMA标准中，基于耙型接收器的接收器是默认预设的接收器结构。

当接收到的信号以干扰信号为主时，耙型接收器可以运作达到接近理论的接收器极限。这使它成为用于低速率数据的良好通信的一项不错的选择。但是，当传送信号强度强于或大致相同于干扰信号的强度时，耙型接收器表现得不够好。

典型的均衡器如图3A和图3B所示。图3A表示具有5个抽头权重系数的线性均衡器。图3B表示判决反馈均衡器110。该均衡器110包括两个过滤器，一个前向反馈滤波器112和一个后向反馈滤波器114。和耙型接收器一样，均衡器用于将接收到的波形标转换为软度量值。在另一方面，通过利用期望信号和干扰信号之间的统计差异，均衡器试图避免干扰信号的负面影响。在一个高信号干扰比(signal-to-interference ratio)且有多条路径环境下，均衡器可以比耙型接收器提供更卓越的性能。在图4中，基于均衡器的接收器120，在这里用于CDMA/WCDMA，类似于图1所示的接收器100，具有取代图1所示的耙型接收器的均衡器。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种环境适应性均衡接收器。

为了实现上述的目的，与本发明的内容一致的一种示例性的适应性均衡接收器包括：一输入端，设置成接收无线通信信号；一均衡器，与输入端连接，并设置成对所述的无线通信信号进行均衡以产生均衡的通信信号；一耙型接收器，与输入端连接，并设置成处理所述的无线通信信号以产生耙型的通信信号；和一合成器，与均衡器和耙型接收器连接，并设置成提供合成器输出信号，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第一关系，则合成器输出信号包括均衡的通信信号和耙型的通信信号的一个第一相对量，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第二关系，则合成器输出信号包括耙型的通信信号和均衡的通信信号的一个第二相对量，及如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第三关系，则合成器输出信号包括均衡的通信信号和耙型的通信信号的一个第三相对量，第一、第二和第三关系互不相同，且第一、第二和第三相对量互不相同。

适应性均衡接收器的具体实施例可以包括下列特征的一个或多个。合成器这样设置从而如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有第一关系，输出信号本质上由均衡的通信信号组成，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有第二关系，合成器输出信号本质上由耙型的通信信号组成。均衡器通信信号的第三相对量包括耙型的和均衡的通信信号的线性相关量，与均衡的通信信号和耙型的通信信号的共同特征值一致。共同特征是信号与干扰加噪声的比例(signal to interference and noise ratio)。

此外，适应性均衡接收器的具体实施例可以包括下列特征的一个或多个。接收器还可以包括一个信道估计器，与输入端连接，并设置成基于所述的无线通信信号和一个信道估计采样因子确定信道响应估计，和一个参数计算机，与信道估计器连接，并设置成使用信道响应估计计算均衡器系数和耙型接收器系数。均衡器连接参数计算机并设置成通过将所述的无线通信信号与均衡器系数相卷积产生均衡的通信信号。耙型接收器连接参数计算机，并设置成通过将所述的无线通信信号与耙型均衡器系数相卷积产生耙型的通信信号。接收器还可以包括一个行为适配器，与信道估计器、参数计算机、均衡器和耙型接收器连接，并设置成提供调整数据至信道估计器去影响信道响应估计，设置成提供时间的信道特性至参数计算机，设置成提供数值稳定性指示，及设置成提供至少一采样因子至信道估计器、均衡器参数计算机、均衡器或耙型接收器中至少其中之一。接收器还可以包括一信号质量模块，与行为适配器、均衡器和耙型接收器连接，并设置成使用数值稳定性指示确定均衡器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第一指示和耙型接收器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第二指示。

与本发明的内容一致的一种示例性的用于无线通信的数字通信设备包括一个适应性均衡接收器，其包括：一个输入端，设置成接收无线通信信号；一个均衡器，与输入端连接，并设置成对所述的无线通信信号进行均衡以产生均衡的通信信号；一个耙型接收器，与输入端连接，并设置成处理所述的无线通信信号以产生耙型的通信信号；和与均衡器和耙型接收器连接的装置，用于处理均衡的通信信号和耙型的通信信号以提供输出信号，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第一关系，输出信号本质上由均衡的通信信号组成，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第二关系，输出信号本质上由耙型的通信信号组成，及如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第三关系，输出信号包括相对量的均衡的通信信号和耙型的通信信号，第一、第二和第三关系互不相同。

数字通信设备的具体实施例可以包括下列特征的一个或多个。第三相对量的均衡的通信信号包括线性相关量的耙型的和均衡的通信信号，与均衡的通信信号和耙型的通信信号的共同特征值一致。共同特征是信号与干扰加噪声的比例。通信设备还可以包括一个信道估计器，与输入端连接，并设置成基于所述的无线通信信号和一个信道估计采样因子确定信道响应估计，和一个参数计算机，与信道估计器连接，并设置成使用信道响应估计计算均衡器系数和耙型接收器系数。通信设备还可以包括一个行为适配器，与信道估计器、参数计算机、均衡器和耙型接收器连接，并设置成提供调整数据至信道估计器去影响信道响应估计，设置成提供时间的信道特性至参数计算机，设置成提供数值稳定性指示，及设置成提供至少一个采样因子至信道估计器、均衡器参数计算机、均衡器或耙型接收器中至少其中之一。通信设备还可以包括一个信号质量模块，与行为适配器、均衡器和耙型接收器连接，并设置成使用数值稳定性指示确定均衡器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第一指示和耙型接收器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第二指示。

与本发明的内容一致的一种示例性的用于无线通信的数字通信设备包括一个适应性均衡接收器，其包括：一个输入端，设置成接收无线通信信号；一个信道估计器，与输入端连接，并设置成基于所述的无线通信信号和一个信道估计采样因子确定信道响应估计；一个均衡参数计算机，与信道估计器连接，并设置成使用信道响应估计计算均衡器系数和耙型接收器系数；一个均衡器，与输入端、均衡参数计算机连接，并设置成对所述的无线通信信号进行均衡以通过将所述的无线通信信号与均衡器系数相卷积确定均衡的通信信号；一个耙型接收器，与输入端、均衡参数计算机连接，并设置成处理所述的无线通信信号以通过将所述的无线通信信号与耙型接收器系数相卷积产生耙型的通信信号；一个行为适配器，与信道估计器、均衡器参数计算机、均衡器和耙型接收器连接，并设置成提供调整数据至信道估计器去影响信道响应估计，设置成提供时间的信道特性至均衡参数计算机，设置成提供数值稳定性指示，及设置成提供至少一个采样因子至信道估计器、均衡器参数计算机、均衡器或耙型接收器中至少其中之一；一个信号质量模块，与行为适配器、均衡器和耙型接收器连接，并设置成使用数值稳定性指示确定均衡器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第一指示和耙型接收器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第二指示；和一个合成器，与均衡器、耙型接收器和信号质量模块连接，并设置成使用信号质量的第一和第二指示确定一个均衡器权值和一个耙型接收器权值，以便如果第一指示超过第二指示一阈值，那么均衡器权值是1，耙型接收器权值是0，如果第二指示超过第一指示一阈值，那么耙型接收器权值是1，均衡器权值是0，如果第一和第二指示相差阈值或更少，那么均衡器权值等于第一指示除以第一和第二指示的和，耙型接收器权值等于第二指示除以第一和第二指示的和，合成器设置成合计耙型接收器权值加权的耙型的通信信号和均衡器权值加权的均衡的通信信号。

本发明的内容的具体实施例提供了下列功能的一个或多个。在多径环境中的信号可以被更好地处理从而用于解调。当信号以干扰信号为主时或当期望信号为主时，信号可以用单一装置很好地进行处理。接收器可以处理信号，同时适应传输信号的环境。在不同的信号传输条件下接收器性能可以得到改善。

附图说明

图1是典型的CDMA/WCDMA的基于耙型的接收器的框图。

图2是用于宽带二进制信号的耙型接收器的框图。

图3A是线性横向均衡器的框图。

图3B是判决反馈均衡器(decision-feedback equalizer)的框图。

图4是基于均衡器的接收器的框图。

图5是包括接收器的无线通信设备的框图，其中接收器包括均衡器和耙型接收器。

图6是图5所示的包括模拟-数字转换器、处理器和存储器的无线通信设备的框图。

图7是环境适应性均衡接收器的框图。

图8是图7所示的接收器的包括线性合成器细节的部分框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

在多径衰落环境中，用于直接扩频信号的常规接收器是基于耙型接收器的接收器。但是，如果期望高数据速率，基于耙型接收器的接收器通常表现并不良好。为了提高性能，可以采用基于均衡的接收器。可以使用各种不同类型的均衡器，比如线性均衡器(包括迫零均衡器(zero-forcing equalizer)，最小均方误差均衡器(MMSE equalizer)，微弱间隔均衡器(fractionally spaced equalizer)，基频带和旁频带线性均衡器(baseband and passband linearequalizer))和判决反馈均衡器。此外，基于均衡器的接收器可以采用因果或非因果类型实现。

均衡接收器可能性能上不会一直胜过耙型接收器。存在某些会导致均衡接收器表现不佳的因素。这些因素包括，但不仅限于，高车速、宽的时延扩展、数值准确度、计算资源的可用性等。对于某些因素，可以预测耙型接收器和均衡接收器之间的表现差异。对于其它因素，可以测量它们产生的效果。

本发明的内容的具体实施例提供了用于处理无线信号的技术。例如，无线通信设备包括耙型接收器和均衡接收器。接收器可以接收和处理输入的信号，处理过的信号可以使用各种技术组合，组合较佳地基于一个或多个准则进行加权，这些准则指示何种接收器的处理将提供期望的信号质量。

请参阅图5，一示例性的无线通信设备10包括接收器部分12、解扩器14、解交织器16和解码器18。该设备10特别设置成用于CDMA/WCDMA，尽管设备10可以设置成用于其它通信技术。接收器部分12包括耙型接收器20、均衡接收器(均衡器)22和合成器24。接收器20和均衡器22可以处理通过天线28接收到的在输入端26的输入信号，并处理该输入信号，如消除噪音或其它，使得输入信号更容易解释。合成器24可以确定和/或分析与接收器20和22中哪个将提供更优质的输出信号有关的一个或多个参数，并选择使用接收器20和22之一的输出信号或组合它们的输出信号，较佳地，基于该一个或多个参数和它们对接收器20和22的输出信号的可能的各自的质量的重要性，加权每个接收器20和22的贡献。例如，在低速的城市环境中合成器24可以着重于均衡器输出，如果设备10处于快速移动环境，例如在火车上，合成器24可以着重于耙型接收器的输出用于良好的通信。该设备10可以是各种各样的设备，如移动电话、个人数据助理、传呼机或其它用户设备(user equipment，UE)。图5中显示的模块可以用硬件、固件、软件或它们的组合来实现。例如，请参阅图6，通过天线28接收到的信号可以通过模拟数字转换器转换成数字形式，由此产生的信号通过处理器62执行存储在存储器64中的软件指令进行处理以实现这里描述的功能。

再请参阅图7，接收器部分12包括预测性信道估计器30、低阶的均衡参数计算机32、均衡器22、耙型接收器20、高阶的行为适配器34、信号质量测量模块36、耙型接收器和均衡器输出合成器38、以及辅助输出模块40。行为适配器34可以通过接收器部分12的各种其它模块影响处理。在接收器部分12中的模块协调处理输入信号以提供输出信号，其由来自耙型接收器20和/或均衡器22的处理过的信号构成，数量取决于来自这些模块20和22的处理过的信号的可能的品质。

高阶的行为适配部件34可以适应性地调整图7所示的其它模块的行为。为此，高阶的行为适配器34考虑了几个因素以确定用于其它模块的适应性调整。例如，行为适配器34考虑与预测性信道估计器、接收信号均衡器和耙型接收器关联的采样因子。由预测性信道估计器30使用的采样因子优选不超过输入信号s[n]的采样因子(在1和输入信号s[n]的采样因子之间)，也就是说，如果信号s[n]用因子8过度采样，那么预测性信道估计器的采样因子是1至8之间。例如，如果预测性信道估计器的采样因子是2(即2倍过度采样因子)，那么输入样本s[0T]、s[4/8T]、s[T]等将用于计算信道估计h[0T]、h[4/8T]、h[T]等。接收信号均衡器22和耙型接收器20的采样因子较佳地不超过预测性信道估计器30的采样因子(在1和预测性信道估计器30的采样因子之间)。

行为适配器34也考虑信道估计器30的预测能力。预测能力是由行为适配器34通过评价信道质量的方法确定的。例如，信号与干扰加噪声的比例(signal to interference and noise ratio，SINR)由行为适配器34测定以确定信道质量，例如，如在“用于蜂窝移动无线的信道质量估计和速率适应”(Channel Quality Estimation and Rate Adaptation for Cellular Mobile Radio，byKrishna Balachandran，Srinivas R.Kadaba，and Sanjiv Nanda，IEEE Journal on Selected Area inCommunications，July 1999)中讨论的那样。从信道估计器的评价，高阶的行为适配器34提供调整数据至预测性信道估计器30去影响由估计器30提供的信道估计。

行为适配器34也考虑均衡频率和多径能量收集之间的平衡。行为适配器34可能从估计器30收集信道估计，从均衡参数计算机32收集均衡参数，从均衡器22收集均衡的信号，和从信号质量测量模块36收集信号质量，并调整各模块的系统参数。例如，在慢衰落多径环境中，行为适配器34可以设定更长的信道估计时间和降低均衡计算频率，以帮助提供精确的信道估计和均衡权重。与慢衰落相反，对于快衰落环境，接收器较佳地具有带高均衡频率的快速适应能力。随着更短的信道估计时间，多径能量收集能力降低，但是产生了更快的信道变化跟踪能力。

行为适配器34也考虑均衡接收器22的数值稳定性。信号与干扰加噪声的比例(SINR)可以由行为适配器34进行分析以确定用于图6所示的接收器部分12的数值稳定性的数值。由接收器12处理的位宽(bit width)的大小可以影响接收器12的计算精度。行为适配器34使用它对数值稳定性的分析的结果去适当调整由图6所示的接收器12的模块处理的位宽的大小，以改善与没有这种调整进行的计算相对的计算精度。行为适配部件36报告估计的信号质量列表至行为适配器34，行为适配器34通知信号质量测量模块36来自列表的哪个估计发送到合成器38。例如，以输入采样速率8，波形由因子8过度采样，信号质量估计列表具有8种数值，行为适配器从中选择期望估计。

行为适配器34也考虑为图7所示的模块的一个或多个确定加权因子的功耗。行为适配器34尝试降低功耗，尤其是当输入信号质量低时。行为适配器34可以提供一个或多个功耗加权因子至低阶的均衡参数计算机32、接收信号均衡器22或耙型接收器20中至少其中之一。由这些模块的一个或更多个使用的系数可以根据行为适配器34提供的功耗加权因子进行加权。行为适配器34通过分析信号质量确定相应的功耗加权因子。如果信号质量差，则行为适配器34产生一个或多个相对较小值的加权因子，反过来，如果信号质量好，行为适配器34产生一个或多个相对较大值的加权因子。功耗补偿的例子提供在的“低功耗可重构适应性均衡器架构”(A Low-Power Reconfigurable Adaptive Equalizer Architecture.Tschanz，J.and Shanbhag，N.R.，Signals，Systems，and Computers，1999，Conference Record of the Thirty-Third AsilomarConference，Vol.2，1999，pp.1391-1395)中。

也可以考虑其它因素。此外，这里讨论的因素的多个可以由行为适配器34一起考虑，和/或一些因素可以由行为适配器34从考虑中忽略。

预测性信道估计器30尝试找出传播信道的长期和短期特征，并期望获得精确的信道估计。使用上述讨论的技术使用SINR去确定信道质量，短期特征可以使用上述技术使用SINR从最近传入的输入信号通过最短的处理单元即接收器检测到的最短的信道行为来获得以确定信号质量。例如，系统可能设置256块芯片作为用于信道估计的输入信号的最小单元。长期特征可以从最近传入的输入信号和从过去的短期特征(通过过滤，即对各种信号进行加权)来获得。信道估计器30试图确定准确的、噪音去除的信道(响应)估计。在该模块计算的信道估计发送到低阶的均衡参数计算模块32用于为均衡器22和耙型接收器20计算系数。在“码分”系统中使用的信道估计的各种方法可以由参数计算机32采用。例如，可以使用的方法包括如在“离散随机信号和统计信号处理”(C.W.Therrien，Discrete Random signals and StatisticalSignal Processing，Englewood Cliffs：Prentice Hall，1992)和“参数估计原理和问题”(H.W.Sorenson，Parameter Estimation Principles and Problems，Marcel Dekker，New York，1980)中讨论的最大似然法(maximum likelihood)信道估计。另一种可以接受的方法是如在“使用EM算法进行叠加信号的参数估计”(M.Feder and E.Weinsten，Parameter Estimation ofSuperimposed Signals Using the EM algorithm，IEEE Trans.On Acoustic，Speech and SignalProcessing，Vol.36，No.4，April，1998，pp.477-489)中讨论的期望值最大化(expectationmaximization)信道估计。信道(响应)估计可以使用扰码(scrambling code)根据下式计算：

$h\left[d\right]=\underset{m=256k}{\overset{256(k+1)-1}{\mathrm{\Σ}}}s[m+d]c*\left[m\right],$ 其中*表示共轭              (1)

其中，s[n]是输入信号，h[n]是信道(响应)估计(估计的信道响应)，c[n]是扰码，n、d和m是时间指数。例如：

$h\left[0\right]=\underset{m=256k}{\overset{256(k+1)-1}{\mathrm{\Σ}}}s\left[m\right]c*\left[m\right]=>h\left[0\right]$ 是由256块芯片(256k～256k+255)累加。    (2)

$h\left[1\right]=\underset{m=256k}{\overset{256(k+1)-1}{\mathrm{\Σ}}}s[m+1]c*\left[m\right]=>h\left[1\right]$ 是由256块芯片(256k～256k+255)累加。    (3)

在公式(1)～(3)中，256块芯片用于计算一个信道响应样本，芯片是用于CDMA符号的常用术语。样本典型地，但不是必须的，是基于芯片的。因此，样本也可以是1/2芯片空间，即两次过度采样。

低阶的参数计算机32根据高阶的行为适配器34的指令和来自预测性信道估计模块30的信道估计去计算耙型系数和均衡系数。耙型和均衡系数可以由参数计算机32用多种算法的任意一种进行计算。例如，要计算均衡器系数，可以使用迫零算法或基于最小均方误差(MMSE)准则的算法，如在“数字通信”(Digital Communications，4th Ed.by John G.Proakis)中讨论的那样。例如，可以根据下式用最小均方误差计算均衡器系数：

W_Eq＝Ryy^-1Rxy；Rxy[n]＝h[n]，Ryy[m]＝∑h[n]h*[n+m]+Noδ[m]，*表示共轭     (4)

其中δ是一数学δ函数，h[n]由公式(1)限定，No是代表白噪声方差的信道(响应)估计。

另外，耙型接收器系数可以根据下式计算：

W_Rake＝h*[n]                                 (5)

其中*表示共轭。均衡器和耙型系数由信号均衡模块22和耙型模块20使用用于可靠的软度量值的产生。

信号均衡模块22使用在低阶的参数计算模块32中计算的均衡系数来产生相应的软度量值。在这里，信号均衡模块22计算软度量值：

Y_Eq[n]＝s[n]*W_Eq[n]                          (6)

其中*表示卷积。软度量值Y_Eq[n]是均衡器校正的输入信号或均衡序列(类似于均衡器校正的)。

耙型模块20使用在低阶的参数计算模块32中计算的耙型系数来产生相应的软度量值。在这里，耙型模块20计算软度量值：

Y_Rake[n]＝s[n]*W_Rake[n]                      (7)

其中*表示卷积。软度量值Y_Rake[n]是耙型校正的输入信号。

使用实际输出和某些辅助输出，信号质量测量仪36试图测量耙型输出和均衡器输出的质量。实际输出是接收信号均衡器22和耙型接收器20的输出。辅助输出来自辅助输出模块40，例如，产生表示噪声方差的信号的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)估计器。信号质量测量仪36使用定义术语(definition term)来表示信号质量测量。基于该定义术语，耙型输出和均衡器输出合成模块38能够组合耙型和均衡器输出。能够表示信号质量的各种术语可以作为定义术语使用。例如，定义术语可以是SINR、SNR等。定义术语M_Eq和M_Rake被确定用于来自均衡模块22和耙型模块20的软度量值，并分别为均衡模块22和耙型模块20的软度量值表示信号质量。

信号质量测量模块36可以使用来自接收信号均衡块22的均衡软度量值输出Y_Eq[n]和来自耙型模块20的耙型软度量值Y_Rake[n]和使用均衡器系数W_Eq[n]和耙型接收器系数W_Rake[n]和噪声功率(辅助输出)计算SINR值。例如，在时间指数n的信干噪比(SINR)可以根据下式计算：

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{Eq}}\stackrel{\mathrm{\&Delta;}}{=}\frac{S}{I+N}=\frac{{<s\left[k\right],W_{\mathrm{Eq}}\left[k\right]>}^2}{\underset{n!=k}{\mathrm{\&Sigma;}}{<s\left[n\right],W_{\mathrm{Eq}}\left[n\right]>}^2+<W_{\mathrm{Eq}}\left[k\right],W_{\mathrm{Eq}}\left[k\right]*>\mathrm{No}}---\left(8\right)$

${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{Rake}}\stackrel{\mathrm{\&Delta;}}{=}\frac{S}{I+N}=\frac{{<s\left[k\right],W_{\mathrm{Rake}}\left[k\right]>}^2}{\underset{n!=k}{\mathrm{\&Sigma;}}{<s\left[n\right],W_{\mathrm{Rake}}\left[n\right]>}^2+<W_{\mathrm{Rake}}\left[k\right],W_{\mathrm{Rake}}\left[k\right]*>\mathrm{No}}---\left(9\right)$

其中<x，y>是两个向量x和y的内积。S、I和N都是时间变化变量。<S[n]，W[n]>表示在时间n的信号能量。用于k！＝n的<s[k]，W[k]>的求和是那些没有被接收器消除的干扰项，<W[n]，W[n]>No是在时间n的噪声功率。较高的SINR值优于较低的值。

合成器38接收耙型和均衡器输出并组合它们用于最终的软度量值输出。组合可以是各种形式。例如，组合可以是线性组合或非线性组合。较佳地，对具有定义术语的更加期望的值(例如更高SINR)的模块比另一个给予更多加权。例如，当用于耙型模块和信号均衡模块的定义术语之间的差异超过阈值，例如，2分贝(dB)，完全使用对应具有更加期望的定义术语值的模块的软度量值(即，对更加期望的定义术语模块的度量值100％加权，对欠理想的定义术语模块的度量值0％加权)。如果定义术语值差异低于阈值，那么，用基于两相应定义术语值的度量值的比例使用来自每个模块的软度量值的组合。

使用线性组合的示例性的合成器50如图8所示。该合成器50包括一系数控制单元52和一用于确定加权和的加法器54。系数单元52基于耙型模块20和信号均衡模块22的定义术语和所选择的系数计算算法计算加权值W_a和W_b。例如，所选择的系数计算算法可以是：

If(abs(M_Eq-M_Rake)＞Threshold)

{

  If(M_Eq＞M_Rake){(W_a，W_b)＝(1，0)；}

  Else{(W_a，W_b)＝(0，1)；}

}

    Else

    {

      W_a＝M_Eq/(M_Eq+M_Rake)；

      W_b＝M_Rake/(M_Eq+M_Rake)；

    }

(X)_dB＝10＊log₁₀(X)，e.g.M_Eq dB＝10＊log₁₀(M_Eq)

其中M_Eq是信号均衡模块的定义术语，M_Rake是耙型模块的定义术语，abs(x)是x的绝对值，阈值是一个确定值。

然后来自耙型模块20和信号均衡模块22的软度量值用加权值缩放，并通过加法器形成最终的输出值。

在上面的关于系数计算算法的例子中，如果SINR是定义术语，系数随该定义术语作如下变化。对于均衡器22和耙型接收器20，两SINR值可以进行计算去分别表示信号质量，表示为SINR_Eq和SINR_Rake。对于在合成器50中的系数计算，存在三种可能的情形。如果SINR_Eq超过SINR_Rake阈值或以上，W_a是1，W_b是0。如果SINR_Eq不超过或低于SINR_Rake阈值，那么W_a＝SINR_Eq/(SINR_Eq+SINR_Rake)和W_b＝SINR_Rake/(SINR_Eq+SINR_Rake)。如果SINR_Eq低于SINR_Rake阈值或以上，W_a是0，W_b是1。

例如，假设有一组CDMA信号S[n](n表示离散时间指数，n＝1...K)进入接收器。首先，基于S[n]和高阶的行为适配的输入(例如信道估计器30的预测能力)，预测性信道估计器30估计一组信道估计h[n](n＝1...N_Tap，N_Tap＝max(N_Eq，N_Rake)，其中N_Eq表示均衡器系数数量，N_Rake表示耙型接收器系数数量，max(a，b)表示a和b中取较大值)。然后h[n]和来自高阶的行为适配器34的输入(例如均衡频率和多径能量收集和数值稳定性之间的平衡)一起发送到低阶的均衡参数计算机32去计算均衡系数W_Eq[n](n＝1...N_Eq)和耙型系数W_Rake[n](n＝1...N_Rake)。随后，均衡器22和耙型均衡器20单独使用W_Eq[n]、W_Rake[n]、S[n]和来自高阶的行为适配器34的输入(例如，采样因子)来产生相应的软度量值Y_Eq[n]和Y_Rake[n](n＝1...K)。Y_Eq[n]＝conv(W_Eq[n]，S[n])和Y_Rake[n]＝conv(W_Rake[n]，S[n])，其中conv()表示数学卷积。Y_Eq[n]和Y_Rake[n]连同其它辅助输出(例如噪声功率)被发送到信号质量测量模块36，其使用这些输入去确定相应的定义术语，M_Eq和M_Rake。合成器38基于M_Eq和M_Rake产生一组相应的加权系数{W_a，W_b}。这些加权系数和软度量值Y_Eq[n]和Y_Rake[n]一起使用以产生最后的输出Y[n](n＝1...K)。Y[n]＝W_a*Y_Eq[n]+W_b*Y_Rake[n]，其中*表示卷积。最后的输出Y[n]是错误减少的(例如，噪音降低的)输入信号。

其它具体实施例也同样落在说明书和权利要求的范围内。此外，在这里可能描述了一个以上发明。例如，由于软件的性质，上面描述的功能可以使用软件、硬件、固件、硬连线、或其中任何的组合来实现。实现功能的特征也可以实体地位于各种位置，包括被这样布置以便功能的多个部分在不同的物理位置实现。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (16)

1.一种适应性均衡接收器包括：

一个输入端，设置成接收无线通信信号；

一个均衡器，与输入端连接，并设置成对所述的无线通信信号进行均衡以产生均衡的通信信号；

一个耙型接收器，与输入端连接，并设置成处理所述的无线通信信号以产生耙型的通信信号；和

一个合成器，与均衡器和耙型接收器连接，并设置成提供合成器输出信号，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第一关系，则合成器输出信号包括均衡的通信信号和耙型的通信信号的一个第一相对量，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第二关系，则合成器输出信号包括耙型的通信信号和均衡的通信信号的一个第二相对量，及如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第三关系，则合成器输出信号包括均衡的通信信号和耙型的通信信号的一个第三相对量，所述的第一关系、第二关系和第三关系互不相同，且所述的第一相对量、第二相对量和第三相对量互不相同。

2.根据权利要求1所述的适应性均衡接收器，其特征在于，所述的合成器这样设置以致如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有所述的第一关系，则合成器输出信号本质上由均衡的通信信号组成，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有所述的第二关系，则合成器输出信号本质上由耙型的通信信号组成。

3.根据权利要求2所述的适应性均衡接收器，其特征在于，所述的第三相对量的均衡的通信信号包括耙型的通信信号和均衡的通信信号的线性相关量，所述的线性相关量与所述的均衡的通信信号和耙型的通信信号的共同特征值一致。

4.根据权利要求3所述的适应性均衡接收器，其特征在于，所述的共同特征值是信号与干扰加噪声的比例。

5.根据权利要求1所述的适应性均衡接收器，其特征在于，所述的接收器还包括一个信道估计器，与输入端连接，并设置成基于所述的无线通信信号和一个信道估计采样因子确定信道响应估计；和

一个参数计算机，与信道估计器连接，并设置成使用信道响应估计计算均衡器系数和耙型接收器系数。

6.根据权利要求5所述的适应性均衡接收器，其特征在于，所述的均衡器连接所述的参数计算机，并设置成通过将所述的无线通信信号与均衡器系数相卷积产生均衡的通信信号。

7.根据权利要求5所述的适应性均衡接收器，其特征在于，所述的耙型接收器连接所述的参数计算机，并设置成通过将所述的无线通信信号与耙型均衡器系数相卷积产生耙型的通信信号。

8.根据权利要求5所述的适应性均衡接收器，其特征在于，所述的接收器还包括一个行为适配器，该行为适配器与所述的信道估计器、参数计算机、均衡器和耙型接收器连接，并设置成提供调整数据至信道估计器去影响信道响应估计，设置成提供时间的信道特性至参数计算机，设置成提供数值稳定性指示，及设置成提供至少一个采样因子至信道估计器、均衡器参数计算机、均衡器或耙型接收器中至少其中之一。

9.根据权利要求8所述的适应性均衡接收器，其特征在于，所述的接收器还包括一个信号质量模块，该信号质量模块与所述的行为适配器、均衡器和耙型接收器连接，并设置成使用数值稳定性指示确定均衡器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第一指示，和耙型接收器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第二指示。

10.一种用于无线通信的数字通信设备，所述设备包括一个适应性均衡接收器，所述接收器包括：

一个输入端，设置成接收无线通信信号；

一个均衡器，与输入端连接，并设置成对所述的无线通信信号进行均衡以产生均衡的通信信号；

一个耙型接收器，与输入端连接，并设置成处理所述的无线通信信号以产生耙型的通信信号；和

与均衡器和耙型接收器连接的装置，用于处理均衡的通信信号和耙型的通信信号以提供输出信号，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第一关系，则输出信号本质上由均衡的通信信号组成，如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第二关系，则输出信号本质上由耙型的通信信号组成，及如果均衡的通信信号与耙型的通信信号具有一个第三关系，则输出信号包括相对量的均衡的通信信号和耙型的通信信号，所述的第一关系、第二关系和第三关系互不相同。

11.根据权利要求10所述的用于无线通信的数字通信设备，其特征在于，所述的第三相对量的均衡的通信信号包括耙型的通信信号和均衡的通信信号的线性相关量，所述的线性相关量与均衡的通信信号和耙型的通信信号的共同特征值一致。

12.根据权利要求11所述的用于无线通信的数字通信设备，其特征在于，所述的共同特征值是信号与干扰加噪声的比例。

13.根据权利要求10所述的用于无线通信的数字通信设备，其特征在于，所述的数字通信设备还包括一个信道估计器，该信道估计器与输入端连接，并设置成基于所述的无线通信信号和一个信道估计采样因子确定信道响应估计；和

一个参数计算机，与信道估计器连接，并设置成使用信道响应估计计算均衡器系数和耙型接收器系数。

14.根据权利要求13所述的用于无线通信的数字通信设备，其特征在于，所述的数字通信设备还包括一个行为适配器，该行为适配器与所述的信道估计器、参数计算机、均衡器和耙型接收器连接，并设置成提供调整数据至信道估计器去影响信道响应估计，设置成提供时间的信道特性至参数计算机，设置成提供数值稳定性指示，及设置成提供至少一个采样因子至信道估计器、均衡器参数计算机、均衡器或耙型接收器中至少其中之一。

15.根据权利要求14所述的用于无线通信的数字通信设备，其特征在于，所述的数字通信设备还包括一个信号质量模块，该信号质量模块与所述的行为适配器、均衡器和耙型接收器连接，并设置成使用数值稳定性指示确定均衡器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第一指示，和耙型接收器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第二指示。

16.一种用于无线通信的数字通信设备，所述设备包括一个适应性均衡接收器，所述接收器包括：

一个输入端，设置成接收无线通信信号；

一个信道估计器，与输入端连接，并设置成基于所述的无线通信信号和一个信道估计采样因子确定信道响应估计；

一个均衡参数计算机，与信道估计器连接，并设置成使用信道响应估计计算均衡器系数和耙型接收器系数；

一个均衡器，与输入端、均衡参数计算机连接，并设置成对所述的无线通信信号进行均衡以通过将所述的无线通信信号与均衡器系数相卷积确定均衡的通信信号；

一个耙型接收器，与输入端、均衡参数计算机连接，并设置成处理所述的无线通信信号以通过将所述的无线通信信号与耙型接收器系数相卷积产生耙型的通信信号；

一个行为适配器，与信道估计器、均衡器参数计算机、均衡器和耙型接收器连接，并设置成提供调整数据至信道估计器去影响信道响应估计，设置成提供时间的信道特性至均衡参数计算机，设置成提供数值稳定性指示，及设置成提供至少一个采样因子至信道估计器、均衡器参数计算机、均衡器或耙型接收器中至少其中之一；

一个信号质量模块，与行为适配器、均衡器和耙型接收器连接，并设置成使用数值稳定性指示确定均衡器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第一指示，和耙型接收器的输出信号的信号与干扰加噪声的比例的第二指示；和

一个合成器，与均衡器、耙型接收器和信号质量模块连接，并设置成使用信号质量的第一和第二指示确定一个均衡器权值和一个耙型接收器权值，以便如果第一指示超过第二指示的一个阈值，那么均衡器权值是1，耙型接收器权值是0，如果第二指示超过第一指示的一个阈值，那么耙型接收器权值是1，均衡器权值是0，如果第一和第二指示相差阈值或更少，那么均衡器权值等于第一指示除以第一和第二指示的和，耙型接收器权值等于第二指示除以第一和第二指示的和，合成器设置成合计耙型接收器权值加权的耙型的通信信号和均衡器权值加权的均衡的通信信号。

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