CN102282782B - 用于转发器中的反馈消除的电路和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于对信号进行转发的装置包括：用于接收输入信号的接收天线52和102；用于对输入信号进行处理以形成转发信号56的处理电路62和106；以及用于发射转发信号56的发射天线52、54和104。处理电路62和106包括自适应数字滤波器72和128，自适应数字滤波器72和128被配置为生成消除信号，该消除信号被添加到输入信号上以从输入信号中消除不想要的反馈信号58。在添加了消除信号之后，频移电路64将频移添加到输入信号上以形成从输入信号频移的转发信号56。数字信号处理器76被耦合到自适应数字滤波器72、128以用于对该滤波器进行数字地调节。数字信号处理器76使用传输信号的频移来调节自适应数字滤波器72、128。

Description

用于转发器中的反馈消除的电路和方法

技术领域

概括地说，本发明涉及用于无线通信的转发器或信号转发设备，具体地说，涉及用于对从发射机的输出端接收的反馈信号进行衰减的装置和方法。

背景技术

在现有的无线技术中，信号转发设备或“转发器”用于扩展整个无线系统的覆盖范围。例如，这种系统通常是由多个基站组成，这些基站相互通信并且操作以提供定义的覆盖区域。在这些覆盖区域中，通常存在具有非常低的信号接收的较小区域，例如建筑物内的区域或在其他方面被阻挡的区域。使用转发器，而不是实现另一个昂贵的且较大的基站来给此类低信号区域提供覆盖。转发器基本上具有与一个或多个基站进行通信的施主天线。转发器从基站接收下行链路信号，处理并放大这些信号，然后通过覆盖天线将这些信号发送到在其他方面具有低信号接收或低信号功率的区域中。

例如，参照图1，基本的无线通信系统10可以包括与转发器14进行通信的基站12，转发器14具有施主天线16、覆盖天线18、以及处理电子器件20，其中，处理电子器件20位于这些天线之间以处理和放大转发信号。因此，下行链路无线信号22由转发器的施主天线16接收，然后作为下行链路信号22a通过覆盖天线18进行转发。下行链路信号22a由诸如蜂窝电话24等的一个或多个无线通信设备接收。类似地，在上行链路方向上，如参考数字26和26a所指示的，无线设备24将信号发送回覆盖天线，然后将转发信号26作为上行链路信号提供回到基站12。本领域的普通技术人员将容易理解的是，这些转发器设备14可以采用多种不同的形式。

转发器的一个性能限制特性是两个对立天线或几组天线之间的隔离度。该隔离度限制了可以在转发器14内实现的增益。该增益通常必须小于隔离度以确保稳定性。例如，如果转发器14的天线16和天线18之间的隔离度约为60dB，则所允许的最大系统增益可能约为45-50dB(这将考虑到10-15dB的增益余量)。

将在转发器内解决的一个特殊的问题是从覆盖天线18返回到施主天线16(或者针对上行链路业务，反之亦然)的反馈信号。这些反馈信号可能直接来自于发射天线(如在图1中所指示的信号30)或者间接地来自于反射体(如信号32)，反馈信号可能是由于天线16与天线18之间的直接耦合造成的或者经由接近于转发器的表面上的反射(如图1中通过参考数字32所指示的)造成的。因为在同频(on-frequency)转发器的情况下反馈信号30和32通常具有与输入信号22相同的频率(忽略由于在反射体与转发器的天线之间的相对移动的情况下的多普勒效应造成的频率偏移)，所以不能通过传统的频域滤波技术来将这些反馈信号移除。

为了在不破坏期望的上行链路信号或下行链路信号22、26的情况下移除反馈信号30、32，必须从任何接收的信号或输入信号中减去反馈信号。通常，信号通过转发器路径的时延足够长，以在不影响系统性能的情况下统计上地将回波与输入信号进行去相关。在这种情况下，自适应滤波算法可以用于衰减来自转发器的反馈信号。例如，在一些现有的转发器产品中(诸如由北卡罗来纳州希科里市的康普公司的安德鲁公司提供的节点C/M/G)，接收信号或输入信号的符号率足够快，以使得转发器延迟足够长，从而将反馈信号与输入信号进行去相关。然而，这种用于解决反馈信号的技术不适用于所有的转发器。

在支持具有超出值tg/2(转发器的群延迟的一半)的符号周期的窄带信号的转发器的情况下，通过转发器的延迟通常不够长以将输入信号与回波信号进行去相关。同样地，基于时延的自适应滤波算法不能在诸如来自基站的下行链路信号等的期望的输入信号和转发器的发射天线与接收天线之间的不期望的反馈信号之间进行充分地区分。例如，对于窄带标准而言，通过信道的数据率或符号率足够慢，使得将在转发器中花费约50-100微秒的延迟来充分地将反馈信号与期望的输入信号进行去相关。该延迟量可能过高，并且可能在无线设备可能在其中以类似的电平从基站和转发器二者接收信号的多个重叠区域中引起诸如移动电话等的无线设备不能容忍的符号内干扰或符号间干扰。

因此，本领域中结合时延的现有技术不能在支持具有超出转发器的群延迟一半的符号周期的信号的转发器系统中提供必需的反馈信号的消除。

附图说明

并入说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与下面给出的本发明的一般描述一起用于解释本发明的原理。

图1是结合本发明的实施例在无线系统中使用的转发器的示意图。

图2是结合本发明的一个实施例的转发器的电路框图。

图2A是结合本发明的一个实施例的转发器的电路框图。

图3是示出了结合本发明的实施例的转发器的另一电路框图。

图4是定期调整的频移的示意图。

图5是误差信号的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种信号转发装置或转发器，所述信号转发装置或转发器提供对从发射机接收的反馈信号的衰减。具体地说，发明的转发器更高效地衰减了从转发器的发射天线反馈回接收天线的反馈信号，并且因此防止了转发器的信号质量下降或自激振荡。用于处理转发器的输入信号以形成传输信号的处理电路包括自适应数字滤波器，该自适应数字滤波器被配置为生成消除信号，该消除信号被添加到输入信号上以从输入信号中消除诸如回波信号等的不想要的信号。在一个实施例中，转发器使用频移电路来添加频移并形成从最初由转发器接收的输入信号频移的传输信号或转发信号。调节自适应数字滤波器的数字信号处理器被配置用于使用该频移来进行这种调节，并且因此提供了改进的回波信号消除。在用于对窄带信号进行转发的窄带环境中以及在除了其它信号(在带宽上可能更窄或更宽)以外转发信号尤其包含窄带信号的情况下，本发明特别有效。

参考图2，示出了本发明的一个实施例的高层次的示意框图。转发器50包括用于处理输入信号(表示为d(t))的发射天线52。d(t)信号表示将被转发的期望的信号，例如从诸如基站12(参见图1)等的源发射的那些信号。其它的源也可以用于生成期望的信号。在图2中还示出了回波路径30。回波路径具有与其相关联的传递函数h[t]213，传递函数h[t]213影响来自发射天线54的传输或转发信号56。传递函数h(t)表示通过以下几种机制形成的整个反馈路径的传递函数：直接天线耦合机制、通过来自远处物体的反射的耦合机制以及散射机制和折射机制。同样地，反馈信号56以反馈信号58或i(t)的形式到达接收天线52，如下文进一步讨论的。期望的信号d(t)与反馈信号i(t)的组合在开放空间(open space)中结合在一起，并以相加的形式被接收天线52接收。组合的期望信号d(t)和反馈信号i(t)形成了转发器的接收信号r(t)或输入信号。为了对输入信号进行适当地转发，因此，期望将反馈信号i(t)移除并且仅对期望的信号d(t)进行转发。为此，连接在天线52和天线54之间的路径中的处理电路62对输入信号进行处理以衰减反馈信号58。可以清楚的是，图1的框图示出了诸如通过转发器50的下行链路路径等的信号路径，例如从基站12到移动设备24的信号路径。本领域的普通技术人员将容易理解的是，为了实现本发明，诸如上行链路路径等的返回路径将对从移动设备24返回到基站12的信号进行类似的处理。然而，在本文中对一条路径上的信号处理进行了讨论，同时应当理解的是，类似的处理通常发生在相反的方向上的信号路径中。

根据本发明的一个方面，使用频移电路64对输入信号或接收的信号r(t)进行频移，以提供从输入信号频移的传输或转发信号。也即是说，转发器50的输出56是从转发器的输入信号频移的。转到图2，使用RF下变频电路或块66将输入信号r(t)下变频到中频(IF)。然后，使用模/数(A/D)转换器70来将这些信号转换成数字信号。处理电路还包括自适应数字滤波器72。自适应数字滤波器被配置为生成近似于反馈信号58的加性逆元的信号73，所述信号73然后通过加法器74被添加到输入信号r[t]上以从输入信号r(t)中消除或减去诸如不期望的反馈信号58等的不期望的信号。数字信号处理电路或数字信号处理器76被耦合到自适应数字滤波器72，并且可操作用于对滤波器的系数进行数字地调节。优选地，滤波器72被调节为反映传递函数H[n]以形成在天线52处接收的反馈信号30的加性逆元。优选地，来自滤波器72的信号被添加到输入信号R[n]上以移除反馈信号58。也即是说，从输入信号中减去来自滤波器72的信号以消除反馈信号。由于这种消除并不总是完全的，因此在消除过程中将存在一些误差信号e[n]。因此，如图2所示，虽然期望在加法器74处的消除之后仅获得期望的信号D[n]，但是实际的信号将是D[n]+e[n]。数字信号处理器(DSP)76操作以对滤波器72进行修改或调节，以使误差信号e[n]最小化。当滤波器收敛(converge)时误差信号e[n]将接近于零。如路径80所指示的，消除的输出D[n]+e[n]被反馈到数字信号处理器中。类似地，参考信号通过参考路径82被反馈回滤波器72和DSP 76。

在图2的实施例中，参考路径82将参考信号与在功率放大器92之后的信号路径进行去耦合。适当的耦合器设备84被用于对参考信号进行去耦合。即使期望的信号D[n]和误差信号e[n]都被反馈到DSP 76，DSP通常仅作用于误差信号e[n]，这是因为假设D[n]具有零均值，并且在统计上与正在被消除的反馈信号是去相关的。期望消除整个反馈信号58，所述整个反馈信号58包括沿着天线之间的直接路径的信号以及从附近和远处的物体反射的信号。因此，如下文中进一步讨论的，自适应数字滤波器72可以是具有多阶传递函数的多抽头滤波器。

为了将反馈信号30与输入信号或接收信号r(t)进行去相关，本发明的一个实施例包含了频移，如频移电路64所示。因此，通过加法器74处的消除的输出信号被频移ΔF。频移电路添加频移从而形成从诸如期望的输入信号D[n]等的输入信号频移的传输或转发信号。数字转发信号通过使用数/模转换器(D/A)86被转换回模拟信号，然后通过RF上变频块88被上变频回适当的RF频率。然后，信号通过使用功率放大器92被放大，并通过发射天线54进行发射。应当清楚的是，在参考信号被反馈到自适应数字滤波器72和DSP 76二者之前，图2的实施例的参考路径82将在使用A/D 96对参考信号进行数字化以前使用RF下变频块94来对耦合的信号进行下变频。同样地，在图2中通过参考数字56来反映传输或转发信号。然后在图2中通过参考数字58来表示反映回波路径的传递函数h(t)213的反馈信号。

图2A示出了包含本发明特征的转发器50a的另一实施例。转发器50a包括电路62a，电路62a与图2和电路62针对相同的部件共用相同的参考数字。在图2A的实施例中，在组合器74与D/A 86之间而不是在功率放大器92之后(如图2所示)对参考路径83进行数字地去耦合。

图3示出了本发明的例如图2中所示的一个实施例的更详细的框图。本发明的转发器100包括表示用于下行链路(D.L.)的接收天线并用于上行链路(U.L.)的发射天线的天线102，以及表示用于下行链路的发射天线并用于上行链路的接收天线的天线104，其中在天线102与天线104之间存在处理电路或电子设备106。指示了下行链路路径108。如上所述，转发器还将具有从移动设备返回到基站的上行链路路径(未示出)。当转发器被用于扩展基站的覆盖范围时，天线102可以被认为是基站天线，而天线104可以被认为是覆盖天线。或者，接收天线102还可以被称为接收(pick up)天线、链路天线或施主天线，而发射天线还可以被认为是移动天线。

通常，每个天线与双工器或其它信号分离设备相关联，所述双工器或其它信号分离设备根据信号的频率将上行链路信号和下行链路信号进行分离。同样地，天线102、104的相应的双工器103和105被用于通过对上行链路路径与下行链路路径之间进行适当地隔离来确保上行链路业务和下行链路业务被适当地处理。通常，由于上行链路路径和下行链路路径在其转发器的实现中是类似的，因此为了本发明起见，将对下行链路路径108进行详细地描述，同时应当理解的是，上行链路路径通常将以相似的方式但在相反的方向上进行操作。

参照信号路径108，通常，由接收天线102接收的RF信号被调节以用于后续处理。低噪声放大器(LNA)112以很低的噪声系数将信号进行放大以使转发器的总噪声系数保持较低。混频器114使用本地振荡信号(LO)117来将接收信号下变频到与A/D转换器116兼容的适当的中频(IF)。滤波器118通常紧随混频器之后，以移除任何期望的混频组合，并且移除通过混频器泄露的LO 117。在通过A/D转换器116进行数字化之前，滤波器117还作为抗混叠滤波器来工作。或者，可以使用包含正交滤波器的下变频方案，所述方案提供了复模拟输出，该复模拟输出是由中频(IF)处的同相信号和正交信号组成，甚至在直接下变频的情况下，该复模拟输出是由基带处的同相信号和正交信号组成。在这种情况下，针对复模拟信号，A/D转换器需要两个输入。

在对RF信号进行处理之后，A/D转换器116将模拟的连续时间信号转换成离散时间数字信号。在对信号进行数字化之后，复混频器120将接收的信号混频到数字基带，并且将该数字信号分解成其同相分量和正交分量，从而表示期望信号的复包络。如果在模拟前端中使用直接下变频方案，则可以不想要该步骤。在数字转换之前，可变衰减器119可以用于对A/D转换器116的动态范围进行优化。抽取滤波器可以用于降低采样率，以使得后续的信号处理更高效。信道滤波器124被配置为仅通过所关注的期望的频率，并且衰减所有其它频率。滤波器针对转发器100执行频率信道化。或者，多频带滤波器可以用于通过多个期望的信号。

如下文中进一步讨论的，消除组合器126用于从期望的信号D[n]中移除反馈信号。消除组合器126用作将减去滤波器128的输出的加法器。如下文中进一步讨论的，一旦通过消除组合器126对滤波器的输出进行组合，由H[n]表示的滤波器就适合于收敛于期望的传递函数以移除回波。

消除组合器126之后的剩余信号优选地为期望的信号D[n]和较小的误差信号e[n]。使滤波器进行自适应地收敛以使误差信号最小化。增益电路130给转发器提供了数字增益调节，并且数字插值器132可以用于对可能已经被抽取的或者可能还未被抽取的经滤波的信号进行插值。

根据本发明的另一方面，信号路径108还可以包括时延电路134，时延电路134将时延引入到发射信号中。除了频移ΔF之外，这种时延也被实现在本发明的一个方面中，如本文中所讨论的。从消除组合器输出的信号将被作为发射信号通过天线104进行发射。同样地，信号通过时延电路134的时延将进一步有助于反馈信号I[n]与期望的信号D[n]的去相关。

在信号被发送到D/A转换器138之前，使用复混频器136来将信号混频到期望的IF。根据本发明的一个方面，复混频器将频移ΔF加在转发信号上。因此，频移ΔF在路径108上提供了从转发器的输入信号频移的发射信号。因此，该频移ΔF使得本发明的数字信号处理电路106能够将反馈信号与期望的输入信号进行去相关。可以清楚的是，频移的发射信号将作为反馈信号被天线102接收，该频移的发射信号包括直接的天线到天线的信号以及间接的反射信号。同样地，反馈信号是从期望的信号D[n]频移的，以实现充分的去相关并且最终实现那些回波信号的消除。所需的频移值取决于多种因素。首先，为了使去相关最大化，频移需要足够高以提供天线104或天线54处的输出与输入D(t)的充分的去相关。其次，频移需要足够低以仍然允许移动设备在性能没有显著下降的情况下进行操作。如本文所述，转发器操作以在下行链路(DL)和上行链路(UL)两个方向上对信号进行转发。为了使对移动通信的影响最小化，UL频移可以具有与DL频移相同的量，但是具有与DL频移相反的符号。因此，BST将不会观测到由于转发器引起的移动发射频率的任何显著的偏移。

如下文中进一步讨论的，可以动态地对复混频器136进行控制，例如以便动态地改变频移ΔF和/或将该频移与对本发明提供的滤波器128的调节进行同步。同样地，为了改进转发器100的性能，本发明可以利用某些信号处理条件和信号业务条件。

D/A转换器138将离散时间信号转换回连续时间信号。滤波器140用作针对D/A转换器138的重建滤波器，并对由于转换过程而固有生成的图像进行高效地移除。正交混频器和组合器142将信号正交上变频到其原始的RF频率(加上较小的频移ΔF)，然后上变频后的信号通过放大器144进行预先放大并且通过滤波器146进行滤波以移除任何边带图像和LO泄露。高功率的功率放大器(HP-PA)148负责由转发器提供的最终增益，从而以期望的功率电平发射转发信号。PA 148优选地是线性功率放大器。可以在PA 148之前使用可变衰减器147，以避免PA的压缩。然后，经放大的信号通过双工器105被传送到发射天线104。如上面参照图2所讨论的，发射天线提供由转发器接收的期望的信号d(t)的经放大和频移的版本(通过56所指示的)。如上面所讨论的，还可以通过延迟部件134来实现时延，使得发射信号还被时移或时延。为了便于解释说明，误差信号e[n]未示为发射信号56的一部分。当消除电路已经收敛时，误差信号e[n]较小，并且将不会显著地降低转发信号的保真度。

本发明的转发器100提供对转发器的输入信号的数字信号处理和频移，以将可能泄露回或反馈回转发器的天线102的任何反馈信号进行去相关。为此，转发器100具有参考路径150，其中，使用适当的耦合器150将发射信号去耦合以在路径150上提供参考信号。由于反馈信号已经被移除或减小，因此路径150上的参考信号主要为转发器的输出，即为期望的信号D[n]以及误差信号e[n]。在参考路径中，然后使用混频器154以及适当的LO 155、滤波器156和A/D转换器158一起来对信号进行下变频。复混频器160将参考信号混频到DC，并且将信号分解成其同相分量和正交分量，从而表示正在发射的信号的复包络。然后，通过电路部件162对该信号进行抽取和滤波。为了通过数字信号处理来提供对滤波器128的准确调节，可能还必须通过延迟元件164来将时延并入到参考路径150中，以模仿信号路径108中直至消除组合器126的延迟。图2A示出了如上面所讨论的被数字地去耦合的参考路径。

本发明的数字信号处理电路106包括用于提供自适应滤波器算法166以调节滤波器128的电路。如本文中所讨论的，术语“数字信号处理”或“数字信号处理器”被用于描述为了实现本发明提供对数字信号的适当处理的各种电路、电路部分、电路部件或设备。因此，术语“数字信号处理”或“数字信号处理器”不限于一种特定的部件或电路，也不限于一种特定的处理芯片。相反地，这些术语包括在本文所描述的实施例中所给出的用于提供对数字信号的期望的处理的不同处理电路和部件的任意组合，和/或可以用于实现本发明的其它类似的等效电路。

自适应算法电路166具有误差信号168和参考信号170的形式的两个输入。如上文中参照图2所讨论的，在消除组合器126之后，从下行链路路径108获得误差信号，以在输入信号与来自滤波器128的信号被组合之后提供对信号中的误差的指示，从而移除或减小反馈。误差信号e[n]提供了对来自滤波器128的输出172在移除干扰信号方面的有效性的指示。作为本发明的数字信号处理器的一部分而提供的自适应算法电路166试图使误差信号e[n]的均方值最小化。

自适应算法电路166可以实现用于调节滤波器128的适当的自适应算法，例如最小均方(LMS)算法。在本文所公开的发明的一个实施例中，使用了归一化LMS算法。然而，由于存在实现这种自适应滤波功能的诸如RLS(递推最小二乘法)等的多种不同方式，因此本发明可以包含其它自适应滤波算法。在本发明的一个实施例中，LMS提供了一种鲁棒的算法，该算法可以高效地实现在硬件中。针对LMS的修正方程(update equation)为：

w(n+1)＝w(n)+μref(n)err(n)

具体地说，滤波器中的下一抽头权重w(n+1)等于前一抽头权重乘以参考向量再乘以时刻[n]处的误差定标因子err(n)。滤波器的步长由μ提供，μ确定了收敛速率、跟踪性能以及消除组合器126的输出端处的过量误差。LMS的目的是使均方误差(MSE)最小化。因此，定期地计算上面的方程以使MSE最小化。这将在传递函数H[n]最佳地估计出回波路径h(t)时发生。在本发明的一个实施例中，滤波器128可以是具有N个抽头并且每个抽头的抽头权重为w(n)的诸如FIR滤波器等的适当的横向滤波器。其它可能适合的滤波器包括IIR滤波器或频域滤波器，例如，基于FFT的滤波器。随着滤波器被不断地更新和调节，自适应算法电路166提供下一抽头权重。滤波器还在参考路径150上接收参考信号170，并向消除组合器提供适当的输出172以与转发器的输入信号进行结合。通常，消除组合器的输出将包含期望的信号D[n]以及回波分量I[n]或实质上与回波路径的传递函数H[n]进行卷积的转发信号的频移版本。当消除组合器126的输出只包含期望的信号D[n]时，均方误差被最小化。思考这一点的另一种方式是横向滤波器128的输出只包含诸如回波信号58等的干扰信号。该信号被用于减小或消除回波信号。然而，这样的陈述只有在信号d(t)和i(t)在统计上被相互去相关时才正确。在本发明中，频移ΔF提供了用于对d(t)和i(t)进行去相关的机制。根据本发明的一个方面对滤波器128进行调节和更新，以使其系数w(n)可以根据自适应算法电路166来更新。

根据本发明的一个方面，自适应滤波器128具有多个抽头以生成消除信号，该消除信号对具有较宽的延迟扩展的不想要的反馈信号进行消除，这在存在来自不同距离处的表面的反射的情况下将是需要的。通过这种方式，不仅对直接反馈信号30进行消除，还对具有两个天线102和104之间的所有可能的多径的整个回波进行消除。

如上面所讨论的，在本发明的一个实施例中，在转发器信号的数字信号处理中提供了频移ΔF，以便将反馈信号与转发器的期望的信号进行去相关。在本发明的可替换的实施例中，时延还可以与频移结合使用。参照图3，可以通过延迟元件134来将时延引入到转发器信号路径中。根据本发明的一个方面，数字时延与数字频移的组合可以用于改进去相关，并且因此改进转发器的操作。

根据本发明的另一方面，转发器100包括控制线路或控制电路180，其中，响应于转发器周围变化的状况，所述控制线路或控制电路180可以对转发器中的输入信号进行估计，并对本发明的数字信号处理电路以及由复混频器提供的频移进行控制，以对滤波器的调节以及频移的信号进行调整。在本发明的一个实施例中，控制电路180被配置为对例如线182、183上的输入信号进行估计，以确定某些信号状况，并且因此对自适应算法电路166(使用线184)或复混频器(使用线186)或延迟电路(使用线188)进行控制。

在本发明的一个实施例中，控制电路180对信号183进行估计以确定转发器100正在对多少上行链路业务进行转发。然后，可以基于信号业务的水平来对频移进行动态地调整。这将通过降低期望的接收信号D[n]与回波信号之间的相关性来提高对回波信号的消除。

在本发明的可替换的实施例中，在转发器中的由延迟电路134提供的时延也可以被动态地调整以减少期望的信号与回波信号之间的相关性。期望使本发明的频移以及任何引入的时延尽可能小，以使整个转发器性能不会降低。在本发明的一个实施例中，转发器检测其何时未被使用(具有很少或没有上行链路业务)，并在这段时间期间增加转发器的频移以允许自适应算法电路和滤波器实现最佳的消除。类似地，为了最佳的消除，还可以随同频移一起增加时延。

例如，在TDMA转发器中，可以在每个时隙期间对上行链路功率进行测量。如果转发器检测到不存在上行链路业务或者存在非常少量的上行链路业务，则转发器可以通过控制电路180和控制线186来将频移ΔF增加到更大的量。由于在这段时间内系统未使用，因此这允许在不会降低系统性能的情况下对反馈的传递函数进行精确的计算。类似地，出于相同的目的，还可以通过控制线188来增加由块134提供的时延。当转发器确定在TDMA系统中上行链路业务例如在下一时隙期间增加时，转发器可以返回到其正常操作，其中特定的频移和特定的时延被最小化，但是仍然能够提供充分的去相关。

根据本发明的另一实施例，控制电路180可以通过线186来提供以定期的方式被调整或改变的频移。类似地，可以对时延进行定期地改变或调整。例如，可以使用频移的正弦变化。参照图4，示出了定期调整的频移。通过定期地对频移进行时间改变，减少了系统处于较大频移中的时间量。这减少了系统性能降低的时间量。根据本发明的一个方面，控制电路180通过线186来对复混频器136进行控制以提供对频移的定期调整。虽然本文示出了正弦函数，但是也可以使用其它定期的变化。控制电路180还通过线184来对自适应算法电路166进行控制，以基于频移的定期调整来选择性地启用和禁用调节。例如，滤波器系数可能仅在频移足够大以将回波信号与其它期望的输入信号进行去相关时才可以被调节(启用调节)。如果频移不够大，则可能禁用或暂停调节(参见图4)。因此，控制电路180被配置为基于在复混频器136处提供的频移的定期调整来对自适应数字滤波器128的调节进行同步。类似地，在本发明的那些以定期的方式对频移和时延进行动态调整的实施例中，控制电路还可以被配置为基于频移和时延的定期变化来对自适应数字滤波器的调节进行同步。

根据本发明的另一方面，可以通过对转发器的输入信号进行监控以确定那些信号在何时处于转发器及其转发信号的符号速率频率的几倍，来进一步地改进转发器的性能。具体地说，控制电路180可以通过对来自线182的信号进行监控，来确定转发器的输入信号以及传输或转发信号二者一起用以跳动(beat)的频率。此时，转发器中的误差将增加。例如，参照图5，示出了具有18kHz的符号速率的系统，并且可以看出，在符号速率频率的几倍处(N*18kHz，N＝1，2，3…)误差增加。本发明的处理电路的控制电路180对输入信号(线182)进行估计以确定这些信号的频率以及这些信号可能在何时与转发信号或反馈信号一起跳动。然后，控制电路180控制自适应算法电路166以便在这些信号一起跳动期间减慢或完全暂停对自适应数字滤波器的调节。换言之，转发器可以对输入信号进行分析并使调节机制166与输入信号的符号速率同步。当这些信号一起跳动时，期望的输入信号和回波信号高度相关。因此，为了计算更好的解决方案或最小的误差，本发明的转发器可以在这种相关期间实时地减慢或暂停这种调节。即使频移不是信号的符号速率的整数倍，也可能需要对调节进行定期地激活。这可以在回波和期望的信号呈现p*180度(p为奇整数)的相移的时间间隔内优化和改进调节速度，这因此暂时增强了去相关。当p为偶数时，暂停适应。

虽然已经通过本发明的实施例的描述来对本发明进行了说明，并且同时已经对这些实施例进行了相当详细地描述，但是申请人不希望将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制于这些细节。对于本领域的技术人员而言，其它的优点和修改将是显而易见的。因此，在本发明的更广泛的方面，本发明不限于具体细节表示的装置和方法，以及示出和描述的示例性示例。因此，在不偏离申请人的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以与这些细节相背离。

Claims (60)

1.一种用于对信号进行转发的装置，所述装置包括：

接收天线，其用于对输入信号进行接收；

处理电路，其用于对所述输入信号进行处理以形成转发信号；

发射天线，其用于对所述转发信号进行发射；

所述处理电路包括：

自适应数字滤波器，其被配置为生成消除信号，所述消除信号被添加到所述输入信号上以衰减所述输入信号中的反馈信号；

频移电路，其被配置用于将频移添加到被添加了所述消除信号的所述输入信号上，以形成从所述输入信号进行了频移的所述转发信号，并且所述转发信号随后将由所述发射天线进行发射；

数字信号处理器，其被耦合到所述自适应数字滤波器并且用于对所述自适应数字滤波器进行数字地调节；所述数字信号处理器被配置用于使用所述转发信号的所述频移来对所述自适应数字滤波器进行调节。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理电路用于将来自所述发射天线的、作为反馈信号由所述接收天线所接收的所述转发信号与在同一天线处接收的所述输入信号进行去相关，所述数字信号处理器根据所述去相关来调节所述自适应数字滤波器。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述自适应数字滤波器具有多个抽头以生成对具有多个路径长度的反馈信号进行衰减的消除信号。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述自适应数字滤波器是FIR滤波器。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述自适应数字滤波器被配置为生成消除信号以处理直接从所述发射天线接收的先前的转发信号和从远离所述发射天线的表面反射的先前的转发信号。

6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述处理电路还包括：

控制电路，所述控制电路被配置为对所述输入信号进行估计，并且确定所述输入信号和所述转发信号一起用以跳动的频率，所述控制电路用于在所述信号一起跳动期间实时地减慢对所述自适应数字滤波器的所述调节。

7.根据权利要求2所述的装置，其中，所述处理电路还包括：

控制电路，所述控制电路被配置为对所述输入信号进行估计，并且确定所述输入信号和所述转发信号一起用以跳动的频率，所述控制电路用于在所述信号一起跳动期间实时地暂停对所述自适应数字滤波器的所述调节。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述频移电路被配置用于在添加了所述消除信号之后将频移添加到所述转发信号上。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理电路还包括：

控制电路，所述控制电路被配置为在所述装置的操作期间，对由所述频移电路向所述输入信号提供的频移量进行动态地调整。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述处理电路被配置为动态地增加或减少由所述频移电路向所述输入信号提供的所述频移量。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述处理电路被配置为对所述频移量进行估计，并且基于由所述频移电路提供的所述频移量，来对通过所述数字信号处理器对所述自适应数字滤波器进行的所述调节进行同步。

12.根据权利要求9所述的装置，其中，所述控制电路用于对所述输入信号进行估计从而确定所述装置中信号业务的水平，所述控制电路基于所述信号业务的水平来对所述频移量进行动态地调整。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，当所述信号业务的水平减少时，被添加到所述输入信号上的所述频移量增加。

14.根据权利要求9所述的装置，其中，所述频移量是以定期的方式被动态地调整的。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述控制电路被配置为基于所述频移量的所述定期调整来对所述自适应数字滤波器的所述调节进行同步。

16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理电路还包括：

延迟元件，其用于将延迟引入到所述输入信号中，以形成从所述输入信号进行了时延并且进行了频移的所述转发信号；

所述数字信号处理器被配置用于使用所述转发信号的所述时延和所述频移来调节所述自适应数字滤波器。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述处理电路用于使用所述时延和所述频移来将来自所述发射天线的、作为反馈信号由所述接收天线所接收的所述转发信号与在同一天线处接收的所述输入信号进行去相关，所述数字信号处理器根据所述去相关来调节所述自适应数字滤波器。

18.根据权利要求2所述的装置，其中，所述数字信号处理器用于确定所述频移是否足以将所述输入信号与所述转发信号进行去相关，如果所述频移是充分的，则所述数字信号处理器对所述自适应数字滤波器进行调节，如果所述频移是不充分的，则所述数字信号处理器不对所述自适应数字滤波器进行调节。

19.根据权利要求1所述的装置，其中，所述转发信号是在下行链路和上行链路两个方向上被转发的，所述上行链路方向上的所述频移具有与所述下行链路方向上的所述频移相同的量，但是具有与所述下行链路方向上的所述频移相反的符号。

20.一种用于减少反馈信号在转发器装置中的影响的电路，其中所述转发器装置对由接收天线所接收的输入信号进行转发并使用发射天线来发射转发信号，所述电路包括：

自适应数字滤波器，其被配置为生成将被添加到输入信号上以衰减所述输入信号中的反馈信号的消除信号，所述消除信号被配置为对随所述输入信号一起被所述转发器装置所接收的所述反馈信号进行消除；

频移电路，其被配置用于将频移添加到随后由转发器装置的所述发射天线进行发射的所述转发信号上，以形成从所述输入信号进行了频移的转发信号；

数字信号处理器，其被耦合到所述自适应数字滤波器并用于对所述自适应数字滤波器进行调节；

所述数字信号处理器被配置用于使用所述转发信号的所述频移来对所述自适应数字滤波器进行调节。

21.根据权利要求20所述的电路，其中，所述数字信号处理器用于将所述输入信号中的至少一些输入信号与作为反馈信号被接收的所述转发信号进行去相关，所述数字信号处理器还用于对形成所述反馈信号的所述转发信号的所述频移进行估计，以及用于使用所述频移来将所述输入信号与所述反馈信号进行去相关。

22.根据权利要求20所述的电路，其中，所述自适应数字滤波器具有多个抽头以生成对具有多个路径长度的反馈信号进行消除的消除信号。

23.根据权利要求20所述的电路，还包括：

控制电路，所述控制电路被配置为对由转发器装置所接收的所述输入信号进行估计，并且确定所述输入信号和所述转发信号一起用以跳动的频率，所述控制电路用于在所述信号一起跳动期间实时地减慢对所述自适应数字滤波器的所述调节。

24.根据权利要求20所述的电路，还包括：

控制电路，所述控制电路被配置为对由转发器装置所接收的所述输入信号进行估计，并且确定所述输入信号和所述转发信号一起用以跳动的频率，所述控制电路用于在所述信号一起跳动期间实时地暂停对所述自适应数字滤波器的所述调节。

25.根据权利要求20所述的电路，其中，所述频移电路被配置用于在添加了所述消除信号之后将频移添加到所述转发信号上。

26.根据权利要求20所述的电路，还包括：

控制电路，所述控制电路被配置为对由所述频移电路向所述输入信号提供的频移量进行动态地调整。

27.根据权利要求26所述的电路，其中，所述电路被进一步配置为对所述频移量进行估计，并且基于由所述频移电路提供的所述频移量来对所述自适应数字滤波器的所述调节进行同步。

28.根据权利要求26所述的电路，其中，所述控制电路用于对输入信号进行估计从而确定转发器的信号业务的水平，所述控制电路基于所述信号业务的水平来对所述频移量进行动态地调整。

29.根据权利要求26所述的电路，其中，所述频移量是以定期的方式被动态地调整的。

30.根据权利要求29所述的电路，其中，所述控制电路被配置为基于所述频移量的所述定期调整来对所述自适应数字滤波器的所述调节进行同步。

31.根据权利要求21所述的电路，其中，所述数字信号处理器用于确定所述频移是否足以将所述输入信号与所述反馈信号进行去相关，如果所述频移是充分的，则所述数字信号处理器对所述自适应数字滤波器进行调节，如果所述频移是不充分的，则所述数字信号处理器不对所述自适应数字滤波器进行调节。

32.根据权利要求20所述的电路，还包括：

延迟元件，其用于将延迟引入到所述输入信号中以形成从所述输入信号进行了时延并且进行了频移的传输信号；

所述数字信号处理器被配置用于使用所述传输信号的所述时延和所述频移来对所述自适应数字滤波器进行调节。

33.根据权利要求20所述的电路，还包括：

参考信号路径电路，其被配置用于将参考信号引导到用于对所述自适应数字滤波器进行调节的所述数字信号处理器，所述参考信号路径电路在接近于功率放大器输出端并且在所述发射天线之前对参考信号进行去耦合。

34.根据权利要求20所述的电路，还包括：

参考信号路径电路，其被配置用于将参考信号引导到用于对所述自适应数字滤波器进行调节的所述数字信号处理器，所述参考信号路径电路在添加了所述消除信号之后对参考信号进行去耦合。

35.一种对信号进行转发的方法，包括：

对输入信号进行接收；

对所述输入信号进行处理以形成转发信号；

使用天线对所述转发信号进行发射；

所述处理所述输入信号的步骤包括：

使用自适应数字滤波器来生成消除信号，并且将所述消除信号添加到所述输入信号上以衰减所述输入信号中的反馈信号；

将频移添加到被添加了所述消除信号的所述输入信号上，并且使用发射天线来发射经过频移的信号，以形成从所述输入信号进行了频移的转发信号；

使用所述转发信号的所述频移来对所述自适应数字滤波器进行调节。

36.根据权利要求35所述的方法，还包括：

将所述输入信号与作为反馈信号由接收天线所接收的转发信号进行去相关，所述去相关的步骤包括将频移添加到先前的转发信号上并且使用所述频移来将所述先前的转发信号与所述输入信号进行去相关。

37.根据权利要求35所述的方法，其中，所述自适应数字滤波器具有多个抽头，所述方法包括生成对具有多个路径长度的反馈信号进行衰减的消除信号。

38.根据权利要求35所述的方法，其中，所述自适应数字滤波器被配置为生成消除信号以处理直接从所述发射天线接收的反馈信号和从远离所述发射天线的表面反射的反馈信号。

39.根据权利要求36所述的方法，还包括：

确定所述输入信号和所述转发信号一起用以跳动的频率，然后在所述信号一起跳动期间实时地减慢对所述自适应数字滤波器进行的所述调节。

40.根据权利要求36所述的方法，还包括：

确定所述输入信号和所述转发信号一起用以跳动的频率，然后在所述信号一起跳动期间实时地暂停对所述自适应数字滤波器进行的所述调节。

41.根据权利要求35所述的方法，还包括：

对应用到所述输入信号的频移量进行动态地调整。

42.根据权利要求38所述的方法，还包括：

动态地增加或减少应用到所述输入信号的频移量。

43.根据权利要求35所述的方法，还包括对所述自适应数字滤波器的所述调节与由频移电路提供的所述频移的调整进行同步。

44.根据权利要求36所述的方法，还包括：

确定所述频移是否足以将所述输入信号与所述先前的转发信号进行去相关，如果所述频移是充分的，则对所述自适应数字滤波器进行调节，如果所述频移是不充分的，则不对所述自适应数字滤波器进行调节。

45.根据权利要求35所述的方法，还包括：

将参考信号引导到用于对所述自适应数字滤波器进行调节的数字信号处理器，并且在接近于发射所述转发信号且在发射所述转发信号之前对所述参考信号进行去耦合。

46.根据权利要求35所述的方法，还包括：

将参考信号引导到用于对所述自适应数字滤波器进行调节的数字信号处理器，并且在添加了所述消除信号之后对所述参考信号进行去耦合。

47.根据权利要求35所述的方法，其中，所述转发信号是在下行链路和上行链路两个方向上被转发的，所述方法还包括：

将频移添加到所述上行链路方向上的所述输入信号上，所述频移具有与添加到所述下行链路方向上的所述输入信号上的所述频移相同的量，但是具有与添加到所述下行链路方向上的所述输入信号上的所述频移相反的符号。

48.一种用于对信号进行转发的系统，所述系统包括：

至少一个接收天线，其用于对输入信号进行接收；

处理电路，其用于对所述输入信号进行处理以形成转发信号；

至少一个发射天线，其用于对所述转发信号进行发射；

所述处理电路包括：

自适应数字滤波器，其被配置为生成消除信号，所述消除信号被添加到所述输入信号上以衰减所述输入信号中的反馈信号；

数字信号处理器，其被耦合到所述自适应数字滤波器并且用于对所述自适应数字滤波器进行调节；

所述处理电路被配置用于对将由所述至少一个发射天线进行发射的所述转发信号进行频移，以便将作为反馈信号与所述输入信号一起由所述接收天线所接收的所述转发信号与所述输入信号进行去相关；

所述数字信号处理器使用所述去相关来调节所述自适应数字滤波器。

49.根据权利要求48所述的系统，所述处理电路还包括频移电路，所述频移电路被配置用于通过将频移添加到所述转发信号上以形成从所述输入信号进行了频移的转发信号来修改所述转发信号，所述数字信号处理器被配置用于使用所述转发信号的所述频移来将作为反馈信号所接收的所述转发信号与所述输入信号进行去相关。

50.根据权利要求49所述的系统，其中，所述处理电路还包括控制电路，所述控制电路被配置为在装置的操作期间，对如何修改所述转发信号进行动态地调整。

51.根据权利要求50所述的系统，其中，所述处理电路被配置为，对所述转发信号的所述修改进行评估，并且基于所述修改，来对由所述数字信号处理器对所述自适应数字滤波器进行的所述调节进行同步。

52.根据权利要求50所述的系统，其中，所述控制电路用于确定所述系统中的信号业务的水平，所述控制电路基于所述信号业务水平来动态地调整所述信号修改。

53.根据权利要求49所述的系统，其中，所述处理电路还包括：

延迟元件，其用于将延迟引入到所述输入信号中以形成从所述输入信号进行了时延并且进行了频移的传输信号；

所述数字信号处理器被配置用于使用所述传输信号的所述时延和所述频移来调节所述自适应数字滤波器。

54.一种对信号进行转发的方法，包括：

对输入信号进行接收；

对所述输入信号进行处理以形成转发信号；

对所述转发信号进行发射；

所述处理所述输入信号的步骤包括：

使用自适应数字滤波器来生成消除信号，并且将所述消除信号添加到所述输入信号上以衰减所述输入信号中的反馈信号；

通过对随后将被发射的所述转发信号进行频移并将作为反馈信号与所述输入信号一起由接收天线所接收的所述转发信号与所述输入信号进行去相关，来修改所述转发信号；

使用所述去相关来调节所述自适应数字滤波器。

55.根据权利要求54所述的方法，还包括将频移添加到所述转发信号上以形成相对于所述输入信号进行了频移的转发信号，使用所述转发信号的所述频移来将作为反馈信号所接收的所述转发信号与所述输入信号进行去相关。

56.根据权利要求54所述的方法，其中，所述自适应数字滤波器具有多个抽头，所述方法包括生成对具有多个路径长度的反馈信号进行衰减的消除信号。

57.根据权利要求55所述的方法，还包括：

确定所述输入信号和所述转发信号一起用以跳动的频率，然后在所述信号一起跳动期间实时地减慢或暂停对所述自适应数字滤波器进行的所述调节。

58.根据权利要求55所述的方法，还包括：

对如何修改所述转发信号进行动态地调整。

59.根据权利要求58所述的方法，还包括：

将对所述自适应数字滤波器的所述调节与所述修改的所述调整进行同步。

60.根据权利要求55所述的方法，还包括：

确定所述修改是否足以将所述输入信号与所述转发信号进行去相关，并且如果所述修改是充分的，则对所述自适应数字滤波器进行调节，如果

所述修改是不充分的，则不对所述自适应数字滤波器进行调节。