CN102461057A - 使用频分双工时间反演的预均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对由源通信实体(EC1)使用频分双工(FDD)来向目的通信实体(EC2)传送的数据信号进行预均衡的方法，所述源通信实体(EC1)包括源天线(A1₁、...、A1M₁)，所述目的通信实体(EC2)包括目的天线(A2₁、...、A2M₂)。该方法包括：参考源天线(A1_ref)接收由目的天线(A2_j)经由第一传播信道而传送的第一导频序列；估计代表所述传播信道的第一脉冲响应；目的天线接收由源天线(A1_i)经由第二传播信道而传送的第二导频序列；估计代表所述第二传播信道的第二脉冲响应；该参考天线接收通过所述第二脉冲响应调制的并且由该目的天线传送的第三导频序列；估计代表第二和第一传播信道的系列的组合后的脉冲响应；对该组合后的脉冲响应进行时间反演；组合该时间反演后的组合脉冲响应与该第一脉冲响应，其中，针对目的天线和源天线中的一些来重复所述步骤；以及根据脉冲响应组合的集合来确定用于该数据信号的预均衡系数。

Description

使用频分双工时间反演的预均衡方法

技术领域

本发明涉及一种用于对数据信号(例如，在基于频分双工(FDD)的无线电通信网络中传送的数据信号)进行预均衡的方法。

在FDD类型的网络中，两个通信实体在相异的频带中传送数据信号。借助于示例，所述通信实体是无线电终端、地面基站、卫星基站、或甚至无线电接入点。本发明涉及单输入单输出(SISO)类型的无线电通信网络，其中通信实体具有单一天线；本发明涉及多输入多输出(MIMO)类型的网络，其中通信实体中的每一个具有多个天线；并且本发明涉及单输入多输出(SIMO)类型或多输入单输出(MISO)类型的网络，该网络组合具有一个天线的通信实体与具有多个天线的通信实体。

背景技术

由通信实体的天线传送的无线电信号(被称作天线信号)遭受作为在起源天线的出口处定义的起源点与在目的通信实体的天线的入口处定义的目的点之间的传播条件的函数的变形(deformation)。为了限制这种变形，通过作为两个天线之间的传播信道的特性的函数而应用预均衡系数，来预先地使该天线信号失真。因此，必须表征该传播信道。

在现有的预均衡方法之中，存在基于时间反演的方法，所述方法与众不同之处在于它们的低复杂度和它们的高性能。

时间反演是用于聚集波(典型地，声波)的技术，并且它依赖于波动方程对于时间反演的不变性。因而，在时间上反演的波像在时间上向后行进的前向波一样地传播。

从起源点传送的短脉冲传播通过传播介质。在返回到传播介质中之前，目的点接收到的此波的一部分被时间反演。该波朝向其中它重新形成短脉冲的起源点汇聚。在起源点处拾取的信号在形式的方面与从该起源点传送的起源信号实际上是一致的。具体地，时间反演后的波以随着增加的传播介质的复杂度而增加的准确度来汇聚。当从起源点传送按照这种方式所预失真的波时，应用于该波的传播信道的时间反演使得能量能够集中，并且抵偿了信道对于焦点的影响。

因而，将时间反演技术应用于无线电通信网络，以便特别是通过将能量集中在焦点上而减少信道的扩展，来抵偿传播信道对于焦点处的天线信号的影响，由此简化在传输通过信道之后接收的码元的处理。因而，通过应用由天线信号要传输通过的传播信道的脉冲响应的时间反演而获得的系数，来对由起源通信实体的天线所传送的该天线信号进行预均衡。因而，实现时间反演需要起源通信实体具有关于专用于来自这个实体的通信的频带中的传播信道的知识。

然而，当使用FDD模式中的传送时，从被称作起源通信实体的通信实体到目的通信实体的传送、以及相反方向中的传送在相异的频带中发生。例如，在无线电通信系统中，这涉及被叫做“上行”方向中的传送的、从移动无线电终端到基站的第一频带中的传送、以及被叫做“下行”方向中的传送的、第二频率中的并且从基站到移动无线电终端的传送。尽管通信实体可以基于接收已经传输通过传播信道的信号来估计该信道，但是它不能基于已经在不同频带中传送的信号来估计传播信道。因此，特别有利的是，具有一种用以对用于这种类型的传送的天线信号进行预均衡的技术。

在由David Gesbert、Mansoor Shafi、Da-Shan Shiu、Peter J.Smith和AymonNaguib编著的、并且在IEEE Journal on Selected Areas in Communication，Vol.21，No.3，in April 2003(关于通信中的被选择区域的IEEE期刊，第21卷，第3号，2003年4月)上发表的、标题为“From theory to practice：an overviewof MIMO space-time coded wireless systems(从理论到实践：MIMO空时编码无线系统的概述)”的文章中提出了第一解决方案。所提出的方法依赖于作为预均衡技术的时间反演，其中根据由目的通信实体执行的传播信道的估计来评估系数。目的通信实体基于由起源通信实体预先传送的导频的知识来执行该估计。然后，向起源通信实体传递该传播信道的估计的量化。不过，传播信道的估计的量化需要是充分精确的，以便保证预均衡是有效的。此外，用于传递量化后的传播信道的估计所需的无线电资源随着增加的量化准确度而增加。

因此，在传播信道的估计的量化的准确度与用于传送量化后的传播信道的估计的无线电资源的消耗之间，需要达到一种折衷。

发明内容

本发明提出了替换的解决方案，该解决方案供应了基于时间反演的预均衡的方法，而无需目的通信实体传递量化后的传播信道的估计。此解决方案还适合于具有仅仅一个天线的通信实体，其中数据信号包括单一天线信号；或者适合于具有多个天线的通信实体，其中数据信号由多个天线信号组成。

为了实现此目标，本发明提供了一种用于对由起源通信实体在频分双工中向目的通信实体传送的数据信号进行预均衡的方法，所述起源通信实体具有起源天线的集合，所述目的通信实体具有目的天线的集合。该方法包括以下步骤：

·经由起源天线集合中的参考天线来接收由目的天线通过第一传播信道而传送的第一导频序列，并且估计代表所述第一传播信道的第一脉冲响应；

·经由目的天线来接收由起源天线通过所述起源天线与该目的天线之间的第二传播信道而传送的第二导频序列，并且估计代表所述第二传播信道的第二脉冲响应；

·经由该参考天线来接收通过所述第二脉冲响应调制的并且由该目的天线传送的第三导频序列，并且估计代表相继的所述第一和第二传播信道的组合后的脉冲响应；

·对所述组合后的脉冲响应进行时间反演；

·组合该时间反演后的组合脉冲响应与该第一脉冲响应；

针对目的天线集合中的至少一部分和起源天线集合中的至少一部分来反复所述步骤；以及

·根据所述脉冲响应组合的集合来确定用于该数据信号的预均衡系数。

因而，此方法使得可能避免使用无线电资源来传送该传播信道的估计。此外，不需要进行量化，因而使得可能保证预均衡是有效的。该目的通信实体释放预先用于传递该传播信道的(多个)估计的资源，而无需复杂的模拟或数字处理。

在起源通信实体中，因而，将用于对数据信号进行预均衡的本发明的方法的复杂度限于传送和接收导频信号以及估计传播信道。另外，在目的通信实体中，将用于对由起源通信实体传送的数据信号进行预均衡的方法的复杂度限于生成导频信号和估计脉冲响应。

确定预均衡系数，从而通过应用时间反演来将信号的能量集中在焦点上，由此减少了信号所传输通过的传播信道的扩展。直接根据合成脉冲响应的集合的组合来获得所述系数。

此外，该方法独立于向用于生成具有多个天线信号的数据信号的二进制数据应用的各种预编码和调制方法。

另外，本发明同样良好地应用于其中通信实体具有仅仅一个天线的SISO类型无线电通信网络、其中通信实体具有多个天线的MIMO类型的网络、以及组合了具有仅仅一个天线的通信实体与具有多个天线的通信实体的SIMO或MISO类型的网络。

本发明的方法在该接收由目的天线传送的第一导频序列的步骤中还包括：作为由起源天线集合接收到的导频信号的集合的函数来选择该参考天线。

因而，此选择使得可能作为接收到的导频信号的特性(例如，它们在信号时间上的扩展)的函数来选择该第一传播信道。

在具体实施例中，作为在经由起源天线集合接收到的导频信号的集合中的导频信号的能量的函数，来选择该参考天线。

因而，此选择用以向其中信号能量衰减最小的第一传播信道赋予优先权。

本发明还提供了一种用于对在频分双工中传送的数据信号进行预均衡的装置，所述数据信号用于被称作起源通信实体的通信实体，所述起源通信实体具有起源天线的集合，所述起源通信实体适合于向目的通信实体传送所述信号，所述目的通信实体具有目的天线的集合。该装置包括用于进行以下步骤的部件：

·经由起源天线集合中的参考天线来接收由目的天线通过第一传播信道而传送的第一导频信号，并且估计代表所述第一传播信道的第一脉冲响应；

·通过该起源天线与该目的天线之间的第二传播信道，经由起源天线来传送第二导频序列；

·经由该参考天线来接收调制后的第三导频序列，并且估计代表相继的所述第一和第二传播信道的组合后的脉冲响应；

·对所述组合后的脉冲响应进行时间反演；

·组合该组合后的并且时间反演的脉冲响应与该第一脉冲响应；以及

·根据脉冲响应组合的集合来确定用于该数据信号的预均衡系数；

针对目的天线集合中的至少一部分和起源天线集合中的至少一部分来迭代地实现所述用于进行接收、时间反演、和组合的部件。

本发明还提供了一种用于对在频分双工中传送的数据信号进行预均衡的装置，所述数据信号用于目的通信实体，并且所述目的通信实体具有目的天线的集合，所述目的通信实体适合于接收由起源通信实体传送的所述数据信号，所述起源通信实体包括如上所述的装置，所述起源通信实体具有起源天线的集合。该装置包括用于进行以下步骤的部件：

·经由目的天线来向该起源通信实体传送第一导频序列；

·接收由起源天线传送的第二导频序列，并且估计脉冲响应；以及

·传送通过所述估计的脉冲响应调制的第三导频序列；

针对目的天线集合中的至少一部分和起源天线集合中的至少一部分来迭代地实现所述用于进行传送和接收的部件。

本发明还提供了一种无线电通信系统的通信实体，包括至少一个上面指定的用于对数据信号进行预均衡的装置。

本发明还提供了一种无线电通信系统，包括本发明的至少一个起源通信实体和至少一个目的通信实体。

本发明还提供了一种计算机程序，用于被称作起源通信实体的通信实体，该程序包括软件指令，用于当由该起源通信实体来运行该程序时，控制所述实体实现由该起源通信实体实现的本发明的方法的那些步骤。

本发明还提供了一种计算机程序，用于被称作目的通信实体的通信实体，该程序包括软件指令，用于当由该目的通信实体来运行该程序时，控制所述实体实现由该目的通信实体实现的本发明的方法的那些步骤。

该装置、通信实体、系统和计算机程序呈现了与上面阐释的那些优点类似的优点。

附图说明

一旦阅读了仅仅作为非限制性和说明性示例而给出的、用于对数据信号进行预均衡的方法以及相关联的通信实体的具体实现的以下描述，并且参考附图，本发明的其他特性和优点就更加清楚地显现，其中：

·图1是本发明的与目的通信实体进行通信的起源通信实体的示意框图；

·图2示出了第一具体实现中的用于对数据信号进行预均衡的方法的步骤；以及

·图3示出了第二具体实现中的用于对数据信号进行预均衡的方法。

具体实施方式

参考图1，起源通信实体EC1适合于经由基于频分双工(FDD)的无线电通信网络(在该图中未示出)来与目的实体EC2进行通信。例如，无线电通信网络是如第3代合作伙伴计划(3GPP)规范组织及其包括3GPP-LTE(代表了“长期演进”)的演进所定义的通用移动通信系统(UMTS)类型的蜂窝无线电通信网络。

通信实体可以是移动终端或甚至地面或卫星基站、或甚至接入点。在FDD模式中，在所谓“下行”信道中从基站到移动无线电终端的传送发生在与专用于在所谓“上行”信道中从移动无线电终端到基站的传送的频带相异的频带中。出于清楚的原因，针对从通信实体EC1到通信实体EC2的数据信号的单向传送来描述本发明，而不管这是处于上行方向还是下行方向中。本发明还涉及双向传送。

起源通信实体EC1具有M1个起源天线(A1₁、...、A1_ref、...、A1_i、...、A1_M1)，其中M1大于或等于1。目的通信实体具有M2个目的天线(A2₁、...、A2_j、...、A2_M2)，其中M2大于或等于1。

目的通信实体EC2适合于在第一频带中从天线A2_j中的至少任何一个传送导频序列或无线电信号，其中j在1到M2范围内变动。在目的通信实体EC2的天线A2_j与起源通信实体EC1的天线A1_i之间定义第一传播信道C1(i←j)。类似地，在目的天线A2_j与起源天线A1_ref之间定义第一传播信道C1(ref←j)。因而，在通信实体EC1与EC2之间定义M1×M2个第一传播信道C1(i←j)，令i从1变化到M1，而j从1变化到M2。

起源通信实体EC1适合于在与第一频带相异的第二频带中从天线中的至少任何一个A1_i(令i从1变化到M1)向目的通信实体EC2传送导频序列或无线电信号。在起源通信实体EC1的天线A1_i与目的通信实体EC2的天线A2_j之间定义第二传播信道C2(i→j)，以用于从通信实体EC1到通信实体EC2的传送。因而，在通信实体EC1与EC2之间定义了M1×M2个第二传播信道C2(i→j)，令i从1变化到M1，而j从1变化到M2。

在图1中，仅仅示出了与本发明相关联的并且在起源通信实体中或在目的通信实体中包括的这些部件。

起源和目的通信实体还包括相应的中央控制单元(未示出)，所示出的部件连接到该中央控制单元，并且该中央控制单元用以控制所述部件的操作。

起源通信实体还包括具有M1个天线信号的数据信号发生器。例如，通过在由S.Alamouti编著的、在IEEE Journal on Selected Areas inCommunications，Vol.16，pp.1456-1458，October 1998(关于通信中的被选择区域的IEEE期刊，第16卷，第1456-1458页，1998年10月)中发表的文章“Space Block Coding：a simple transmitter diversity technique for wirelesscommunications(空间块编码：用于无线通信的简单发射机分集技术)”中描述的、在M1个天线上的调制、编码、和共享的方法，而根据二进制数据来定义这种天线信号。

起源通信实体EC1包括：

·选择性接收机SEL1，被安排为从起源天线的集合接收由目的通信实体EC2传送的第一导频序列，并且从起源天线的集合中选择参考天线；

·信道估计器ESTIM1_1，被安排为根据由目的实体传送的并且通过参考天线接收到的第一导频序列来估计第一脉冲响应；

·存储器MEM1₁，用于存储如由信道估计器ESTIM1_1确定的第一脉冲响应或对应的转移函数；

·导频序列发生器PILOT1，被安排为在专用于从通信实体EC1到通信实体EC2的传送的频带的载频f1上传送来自天线中的任何一个A1_i(令i从1变化到M1)的第二导频序列；

·接收机REC1，被安排为经由所选择的参考天线来接收由目的实体传送的调制后的第三导频序列；

·信道估计器ESTIM1_2，被安排为根据由目的实体传送的并且通过参考天线接收到的调制后的第三导频序列来估计组合后的脉冲响应；

·脉冲分析器RTEMP1，被安排为对由信道估计器ESTIM1_2传递的组合后的脉冲响应进行时间反演；

·计算器COMB1，被安排为组合在存储器MEM1₁中存储的第一脉冲响应与由脉冲分析器RTEMP1传递的时间反演后的组合响应；

·存储器MEM1₂，用于存储由计算器COMB1迭代地确定的脉冲响应或对应的转移函数；以及

·预均衡器PEGA1，被安排为根据在存储器MEM1₂中存储的转移函数或脉冲响应的组合来确定预均衡系数。

自然地，可以在单一存储器模块中实现存储器MEM1₁和MEM1₂，并且可以在单一无线电信号接收机模块中实现选择性接收机SEL1和接收机REC1。类似地，可以通过单一估计器模块来实现估计器ESTIM1_1和ESTIM1_2。

目的通信实体EC2包括：

·导频序列发生器PILOT2_1，被安排为在专用于从通信实体EC2到通信实体EC1的传送的频带的载频f2处传送来自目的天线中的任何一个A2_j(令j从1变化到M2)的第一导频序列；

·信道估计器ESTIM2，被安排为基于经由目的天线集合中的目的天线而接收通过起源通信实体的传送天线传送的第二导频序列，来估计脉冲响应；以及

·导频序列发生器PILOT2_2，被安排为从目的天线传送通过由信道估计器ESTIM2估计的脉冲响应所调制的第三导频序列。在专用于从通信实体EC2到通信实体EC1的传送的频带的载频上传送该调制后的导频序列。

自然地，可以通过单一导频序列发生器模块来实现导频序列发生器PILOT2_1和PILOT2_2。

可以通过对于本领域技术人员公知的模拟或数字技术来实现起源和目的通信实体的各个部件。

参考图2，用于对数据信号进行预均衡的本发明的方法包括步骤E1到E12。虽然在此示例中、在频域中描述了所述步骤的结果，但是在给定以下定义的情况下，也可以将它们直接转用(transposable)到时域中。

脉冲响应通过作为时间t的函数的函数ri(t)来定义，并且它具有通过作为频率f的函数的RI(f)而给出的它的转移函数。脉冲响应的卷积乘积对应于对应的转移函数的乘积。将时间反演后的脉冲响应ri(t)写为ri(-t)，并且对应的转移函数是RI(f)*，其是转移函数RI(f)的共轭。

针对目的天线的集合中的至少一部分并且针对起源天线中的至少一部分来反复步骤E1到E11。通过初始化步骤INIT、用于递增起源天线A1_i的索引i的步骤IT₁、和用于对目的天线A2_j的索引j进行迭代的步骤IT₂来表示(symbolize)所述迭代。因而，针对起源天线A1_j并且针对目的天线A2_j来描述步骤E1到E11的迭代。

在步骤E1中，目的通信实体的导频序列发生器PILOT2_1生成第一导频序列seq_pilot₁(t)。根据FDD模式中的载频传送的基本原理，由天线A2_j来在专用于从通信实体EC2到通信实体EC1的传送的频带的载频f2上传送该第一导频序列。

在接下来的步骤E2中，起源通信实体的选择性接收机SEL1从起源天线的集合接收由通信实体EC2传送的第一导频序列。选择性接收机SEL1还根据从起源天线的集合接收到的导频信号的集合来选择参考天线。借助于示例，它通过对在各个起源天线上接收到的能量进行比较来执行此选择，并且它选择其上导频信号呈现出最大能量的天线。在第二示例中，选择性接收机选择其上在时间上对导频信号进行最小扩展的天线。在另一示例中，选择性接收机还可以按照随机的方式来选择参考天线。

在步骤E3中，信道估计器ESTIM1_1对于在参考天线上接收到的导频信号进行动作，以估计第一脉冲响应h1_ref←j(t)(或在等效的方式中，第三转移函数H1_ref←j(f))，其代表目的天线A2_j与参考天线A1_ref之间的第一传播信道C1(ref←j)。使用对于本领域技术人员公知的任何信道估计方法，例如使用在由John G.Proakis和Masoud Saheli编著的、由Mc Graw-Hill在2007年11月出版的标题为“Digital communications(数字通信)”的著作中描述的方法之一，基于由目的天线A2_j传送的第一导频序列的知识来执行信道估计。

在接下来的步骤E4中，存储器MEM1₁存储在步骤E3期间估计的第一脉冲响应h1_ref←j(t)(或在等效的方式中，第一转移函数H1_ref←j(f))。

与步骤E1并行地，起源通信实体的导频序列发生器PILOT1在步骤E5期间生成第二导频序列seq pilot₂(t)。根据FDD模式中的载频传送的基本原理，由起源天线A1_i在专用于从通信实体EC1到通信实体EC2的传送的频带中的载频f1上传送该第二导频序列。

在步骤E5以后的步骤E6中，信道估计器ESTIM2基于由起源天线A1_i传送的并且由目的天线A2_j接收到的第二导频序列来进行动作，以估计第二脉冲响应h2_i→j(t)、或在等效的方式中，第二转移函数H2_i→j(f)。此第二转移函数代表起源天线A1_i与目的天线A2_j之间的第二传播信道C2(i→j)。使用对于本领域技术人员公知的任何信道估计方法，例如使用如上提及的方法，基于由起源天线A1_i传送的第二导频序列的知识来执行估计。

在接下来的步骤E7中，目的实体的导频序列发生器PILOT2_2生成第三导频序列seq_pilot₃(t)。在通过在步骤E6期间确定的第二脉冲响应h2_i→j(t)进行预失真之后，此第三导频序列由天线A2_j传送。将调制后的第三导频序列如下地写为：

seq_pilot₃(t)*h2_i→j(t)

根据FDD模式中的载频传送的基本原理，由目的天线A2_j在专用于从通信实体EC2到通信实体EC1的传送的频带的载频f2上传送该调制后的第三序列。

在步骤E8中，起源通信实体EC1的接收机REC1在起源天线的集合上接收由目的天线A2_j传送的调制后的第三导频序列。接收机REC1选择由参考天线A1_ref接收到的导频信号。

在步骤E9中，起源通信实体的信道估计器ESTIM1_2基于由参考天线接收到的导频信号来进行动作，以估计被叫做“组合后的”脉冲响应的脉冲响应ri_comb(t)、或在等效的方式中，转移函数RI_comb(f)。基于第三导频序列的知识，并且使用对于本领域技术人员公知的任何信道估计方法，例如使用如上提及的方法，来执行估计。转移函数RI_comb(f)代表第二和第一传播信道的演替(succession)，并且通过下式来给出：

RI_comb(f)＝H2_i→j(f)×H1_ref←j(f)

其中，H1_ref←j(f)是第一传播信道C1(A1_ref←A2_j)的转移函数，而H2_i→j(f)是第二传播信道C2(A1_i→A2_j)的转移函数。

在步骤E10中，脉冲分析器RTEMP1对组合后的脉冲响应ri_comb(t)进行时间反演。为此目的，脉冲分析器存储组合后的脉冲响应，例如存储组合后的脉冲响应的系数，并且按照与ri_comb(t)的系数的顺序相反的顺序来对其共轭进行分类。因而，通过下式来给出时间反演后的组合脉冲响应ri_comb(-t)的转移函数：

RI_comb(f)*＝[H2_i→j(f)]*×[H1_ref←j(f)]*

在另一示例中，脉冲分析器借助于模拟分离器来对脉冲响应ri_comb(t)进行分析，并且它据此推导出组合后的脉冲响应的离散模型。然后，分析器基于该离散模型来执行时间反演。

在接下来的步骤E11中，计算器COMB1组合该脉冲响应ri_comb(-t)与如在起源通信实体的存储器MEM1₁中在步骤E4期间存储的脉冲响应h1_ref←j(t)。通过获得上面提及的脉冲响应的卷积乘积(或者在等效的方式中，对应转移函数的乘积)来执行该组合。通过下式来给出所得到的脉冲响应r_ij(t)的转移函数H_ij(f)：

H_ij(f)＝H1_ref←j(f)×[H2_i→j(f)]*×[H1_ref←j(f)]*

然后，将被称作“合成”脉冲响应的脉冲响应r_ij(t)存储在起源通信实体的存储器MEM1₂中。

可以并行地进行步骤E1到E4的演替与步骤E5到E10的演替。因而，该方法仅仅需要通信实体之间的简单合作。不过，只有在步骤E2到E4已经在通信实体EC2传送脉冲以后发生并且在步骤E5到E10已经在目的通信实体EC2传送第一导频序列以后发生之后，才激活步骤E11。然后，对通信实体进行同步使得可能例如通过同时地执行步骤E1和E5来对步骤E11的激活进行优化。

在起源通信实体的存储器MEM1₂包括存储的合成转移函数或合成脉冲响应的集合的情况下，针对起源天线中的一部分和目的天线中的一部分来反复步骤E1到E11。针对对于M1个目的天线和M2个起源天线执行的迭代，存储器MEM1₂具有M1×M2个合成转移函数H_ij(f)，令i从1变化到M1，而j从1变化到M2。

在步骤E12中，起源通信实体的预均衡器PEGA1根据合成转移函数H_ij(f)的组合来确定用于具有M1个天线信号[S₁(t)，...S_i(t)，...，S_M1(t)]的数据信号S(t)的预均衡系数，以便形成M1个预均衡滤波器FI_i(f)(令i从1变化到M1)的集合FI。因而，通过应用下式所给出的对应滤波器FI_i(f)来对经由天线A1_i而传送的天线信号S_i(t)进行整形：

${\mathrm{FI}}_i\left(f\right)=\underset{j=1}{\overset{M2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j{H}_{\mathrm{ij}}\left(f\right)$

权重系数C_j(令j从1变化到M2)是可配置的参数。作为用于生成数据信号的方法的函数来确定它们。借助于示例，只要将目的天线切断或接通，或者作为传播信道的状态随着时间的变化的函数，来对这些参数进行更新。

因而，在步骤E12之后，通过利用来自集合FI的对应滤波器对每个天线信号进行滤波来对数据信号进行预均衡，并且由通信实体EC1向通信实体EC2进行传送。

在具体的实现中，仅仅针对起源天线的集合中的单一起源天线A1_i来执行步骤E1到E11。此实现对应于其中要均衡的数据信号是天线信号S_i(t)的情形。起源通信实体的存储器MEM1₂具有M2个合成转移函数H_ij(f)，令j从1变化到M2。预均衡器PEGA1确定单一预均衡滤波器FI_i(f)。因而，通过应用下式所给出的对应滤波器FI_i(f)来对经由天线A1_i而传送的天线信号S_i(t)进行整形：

${\mathrm{FI}}_i\left(f\right)=\underset{j=1}{\overset{M2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j{H}_{\mathrm{ij}}\left(f\right)$

在具体实现中，目的天线的集合具有仅仅一个目的天线A2₁。仅仅针对单一的第一导频序列经由目的通信实体的天线A2₁的传送，来实现步骤E1到E11。

作为其中针对所有起源天线来反复步骤E1到E11的说明性示例，在步骤E12中，预均衡器作为M1个合成转移函数H_i1(f)(令i从1变化到M1)的函数来确定预均衡系数。通过下式来给出用于向数据信号应用的M1个预均衡滤波器FI_i(f)的集合FI：

FI＝[FI₁(f)，...，FI_i(f)，...，FI_M1(f)]

其中：

FI_i(f)＝H_i1(f)

在具体实现中，起源天线的集合具有仅仅一个起源天线A1₁。那么，数据信号包括由单一起源天线传送的仅仅一个天线信号S₁(t)，并且参考天线是起源天线A1₁。实现步骤E1到E11，仅仅用于经由起源通信实体的单一天线A1₁来传送单一的第二导频序列和单一调制后的第三导频序列。

作为其中针对所有的目的天线来反复步骤E1到E11的说明性示例，在步骤E12中，M2个合成转移函数H_1j是可用的，令j从1变化到M2。预均衡器根据M2个系数C_j来确定向数据信号应用的单一预均衡滤波器FI₁(f)，使得：

${\mathrm{FI}}_1\left(f\right)=\underset{j=1}{\overset{M2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j{H}_{1j}\left(f\right)$

在具体实现中，起源天线的集合具有仅仅一个起源天线A1₁，而目的天线的集合具有仅仅一个目的天线A2₁。那么，数据信号包括单一天线信号S₁(t)，并且起源实体的参考天线是天线A1₁。实现步骤E1到E11，仅仅用于经由目的天线A2₁来传送单一的第一导频序列以及经由起源天线A1₁来传送单一的第二导频序列和单一调制后的第三导频序列。在步骤E12中，合成转移H₁₁(f)确定由下式给出的单一预均衡滤波器FI₁(f)：

FI₁(f)＝H₁₁(f)

图3示出了第二具体实现中的用于对数据信号进行预均衡的方法的步骤。该方法包括与上述步骤E1到E12类似的步骤E1′到E12′，其中对起源和目的天线上的迭代循环进行了修改。

针对目的天线的集合中的至少一部分来反复步骤E1′到E4′。通过初始化步骤INIT₃和用于递增目的天线A2_j的索引j的步骤IT₃来表示迭代。

因而，与目的天线A2_j对应的步骤E1′到E4′的迭代包括：

·在步骤E1′期间，经由目的天线A2_j来传送第一导频序列seq_pilot₁(t)；

·在步骤E2′期间，选择性接收机SEL1接收通过目的天线A2_j传送的第一导频序列，并且选择参考天线A1_ref；

·在步骤E3′期间，估计用于目的天线A2_j与参考天线A1_ref之间的第一传播信道C1(ref←j)的第一脉冲响应h1_ref←j(t)；以及

·在步骤E4′期间，在存储器MEM1₁中存储估计的第一脉冲响应h1_ref←j(t)或对应的转移函数。

在起源通信实体的存储器MEM1₁然后包括如在迭代期间相继地获得的转移函数的集合的情况下，针对目的天线的集合中的至少一部分来反复步骤E1′到E4′。

与步骤E1′到E4′的迭代并行地，起源通信实体的序列发生器PILOT1在步骤E5′期间进行动作，以生成第二导频序列seq_pilot₂(t)。经由起源天线的集合中的一部分中的每个天线来迭代地传送此第二导频序列。通过初始化步骤INIT₄和用于递增起源天线A1_i的索引i的步骤IT₄来表示所述迭代。

对于与经由起源天线A1_i而传送第二导频序列seq_pilot₂(t)对应的迭代，针对目的天线中的一部分来反复步骤E6′到E10′。

通过初始化步骤INIT₅和用于递增目的天线A2_j的索引j的步骤IT₅来表示步骤E6′到E10′的迭代。

因而，用于目的天线A2_j的步骤E6′到E10′的迭代包括：

·在步骤E6′期间，目的通信实体的信道估计器ESTIM1_2使用经由起源天线A1_i传送的并且经由天线A2_j接收到的第二导频序列来估计第二脉冲响应h2_i→j(t)。脉冲响应H2_i→j(t)代表目的天线A1_i与目的天线A2_j之间的第二传播信道C2(i→j)；

·在步骤E7′期间，目的实体的导频序列发生器PILOT2_2生成第三导频序列seq_pilot₃(t)。在通过如在步骤E6′期间确定的脉冲响应h2_i→j(t)进行预失真之后，此第三导频序列经由目的天线A2_j来传送；

·在步骤E8′期间，起源通信实体EC1的接收机REC1在起源天线的集合上接收如由目的天线A2_j传送的调制后的第三导频序列。接收机REC1选择如由参考天线A1_ref接收到的导频信号；

·在步骤E9′期间，起源通信实体的信道估计器ESTIM1_2使用由参考天线接收到的导频信号来估计所谓的“组合后的”脉冲响应ri_comb(t)，或在等效的方式中，估计通过下式给出的转移函数RI_comb(f)：

RI_comb(f)＝H2_i→j(f)×H1_ref←j(f)

·在步骤E10′期间，脉冲分析器RTEMP1执行组合后的脉冲响应的时间反演。

针对由目的天线A2_j执行的步骤E6′到E10′的迭代，在起源通信实体的存储器MEM1₂中存储时间反演后的组合脉冲响应。

针对起源天线的集合中的至少一部分来反复步骤E6′到E10′，所以针对目的天线A2_j，存储器MEM1₂包括如在对于索引i的迭代期间相继地获得的组合后的脉冲响应的集合。

在目的天线集合中的一部分上的迭代之后，起源通信实体的存储器MEM1₂包括以下的转移函数的集合：

[H2_i→j(f)]*×[H1_ref←j(f)]*

可以并行地执行步骤E1′到E4′的演替与步骤E5′到E10′的演替。不过，只有当已经在步骤E2′的第一迭代期间选择了参考天线之后，才可以实现用于天线A1_i的步骤E8′的第一迭代。因而，此实现用以对通信实体之间的交换的次数进行优化，同时不过添加了与两个通信实体之间的步骤的同步有关的约束。

在步骤E11′期间，起源通信实体的计算器COMB1组合在存储器MEM1₁中存储的第一脉冲响应与在存储器MEM1₂中存储的时间反演后的组合脉冲响应。

针对起源天线索引i(令i从1变化到M1)和目的天线索引j(令j从1变化到M2)，计算器COMB1因而确定由下式给出的、被称作“合成”转移函数的转移函数H_ij(f)：

H_ij(f)＝H1_ref←j(f)×[H2_i→j(f)]*×[H1_ref←j(f)]*

针对在起源天线的集合和目的天线的集合上执行的迭代，起源通信实体的计算器COMB1执行在存储器MEM1₁中存储的第一脉冲响应与在存储器MEM1₂中存储的时间反演后的组合脉冲响应的M1×M2个组合。

在步骤E12′中，起源通信实体的预均衡器PEGA1根据合成转移函数H_ii(f)的组合来确定用于包括M1个天线信号[S₁(t)，...S_i(t)，...，S_M1(t)]的数据信号S(t)的预均衡系数，以便针对对于所有目的天线所执行的迭代循环来形成M1个预均衡滤波器FI_i(f)(令i从1变化到M1)的集合FI。因而，通过应用下式所给出的对应滤波器FI_i(f)来对经由天线A1_i而传送的天线信号S_i(t)进行整形：

${\mathrm{FI}}_i\left(f\right)=\underset{j=1}{\overset{M2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j{H}_{\mathrm{ij}}\left(f\right)$

因而，通过经由集合FI中的对应滤波器而对每个天线信号进行滤波来对数据信号进行预均衡，并且由通信实体EC1向通信实体EC2进行传送。

在具体实现中，针对起源天线集合中的仅仅单一起源天线A1_i来执行步骤E1′和步骤E6′到E10′上的迭代循环。此实现对应于其中要均衡的数据信号是天线信号S_i(t)的情形。起源通信实体的存储器MEM1₂具有M2个合成转移函数H_ij(f)，令j从1变化到M2。预均衡器PEGA1确定单一预均衡滤波器FI_i(f)。因而，通过应用下式所给出的对应滤波器FI_i(f)来对经由天线A1_i而传送的天线信号S_i(t)进行整形：

${\mathrm{FI}}_i\left(f\right)=\underset{j=1}{\overset{M2}{\mathrm{\Σ}}}{C}_j{H}_{\mathrm{ij}}\left(f\right)$

还可以将本方法实现为用于双向传送。在此具体实现中，使用与图2或图3对应的第一或第二实现，来在上行方向中和在下行方向中实现该方法，使得不同时地执行由通信实体进行的导频序列和天线信号的传送，以便能够估计传播信道。

在所描述的并且与图2或3对应的各个实现中，在目的天线的一部分和起源天线的一部分上执行迭代循环。天线的数目和选择哪些天线是本方法的可配置的参数。例如，可以作为天线特性的函数来确定它们。

此外，可以将第一和/或第二和/或第三导频序列选择为一致的。

这里描述的本发明涉及一种用于对要在起源通信实体中使用的数据信号进行预均衡的装置。结果，本发明还应用于计算机程序，具体地，应用于数据记录介质上或中的并且适合于实现本发明的计算机程序。该程序可以使用任何编程语言，并且它可以是源代码、目标代码或介于源代码与目标代码之间的中间代码的形式(诸如，部分编译形式)、或用于实现在起源通信实体中执行的本发明方法的那些步骤的任何其他期望形式。

在这里描述的本发明还涉及一种用于对要在目的通信实体中使用的数据信号进行预均衡的装置。结果，本发明还应用于计算机程序，具体地，应用于数据记录介质上或中的并且适合于实现本发明的计算机程序。该程序可以使用任何编程语言，并且它可以是源代码、目标代码或介于源代码与目标代码之间的代码的形式(诸如，部分编译形式)、或用于实现在目的通信实体中执行的本发明方法的那些步骤的任何其他期望形式。

Claims (10)

1.一种用于对由起源通信实体(EC1)在频分双工(FDD)中向目的通信实体(EC2)传送的数据信号进行预均衡的方法，所述起源通信实体(EC1)具有起源天线(A1₁、...、A1_M1)的集合，所述目的通信实体(EC2)具有目的天线(A2₁、...、A2_M2)的集合，所述方法的特征在于，它包括以下步骤：

·经由起源天线集合中的参考天线(A1_ref)来接收由目的天线(A2_j)通过第一传播信道而传送的第一导频序列，并且估计代表所述第一传播信道的第一脉冲响应；

·经由目的天线来接收由起源天线(A1_i)通过所述起源天线与该目的天线之间的第二传播信道而传送的第二导频序列，并且估计代表所述第二传播信道的第二脉冲响应；

·经由该参考天线来接收通过所述第二脉冲响应调制的并且由该目的天线传送的第三导频序列，并且估计代表相继的所述第一和第二传播信道的组合后的脉冲响应；

·对该组合后的脉冲响应进行时间反演；以及

·组合该时间反演后的组合脉冲响应与该第一脉冲响应；

针对目的天线集合中的至少一部分和起源天线集合中的至少一部分来反复所述步骤；以及

·根据所述脉冲响应组合的集合来确定用于该数据信号的预均衡系数。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述接收由目的天线传送的第一导频序列的步骤包括：作为由起源天线集合接收到的导频信号的集合的函数，来选择该参考天线。

3.根据权利要求2的方法，其中，作为经由起源天线集合接收到的导频信号的集合中的导频信号的能量的函数，来选择该参考天线。

4.一种用于对在频分双工(FDD)中传送的数据信号进行预均衡的装置，所述数据信号用于被称作起源通信实体的通信实体(EC1)，所述起源通信实体具有起源天线(A1₁、...、A1_M1)的集合，所述起源通信实体适合于向目的通信实体(EC2)传送所述信号，所述目的通信实体(EC2)具有目的天线(A2₁、...、A2_M2)的集合，所述装置的特征在于，它包括用于进行以下步骤的部件：

·经由起源天线集合中的参考天线(A1_ref)来接收(SEL1)由目的天线(A2_j)通过第一传播信道而传送的第一导频信号，并且估计(ESTIM1_1)代表所述第一传播信道的第一脉冲响应；

·通过所述起源天线与该目的天线之间的第二传播信道，经由起源天线(A1_i)来传送(PILOT1)第二导频序列；

·经由该参考天线来接收(REC1)调制后的第三导频序列，并且估计(ESTIM1_2)代表相继的所述第一和第二传播信道的组合后的脉冲响应；

·对该组合后的脉冲响应进行时间反演(RTEMP1)；

·组合(COMB1)该组合后的并且时间反演的脉冲响应与该第一脉冲响应；以及

·根据脉冲响应组合的集合来确定(PEGA1)用于该数据信号的预均衡系数；

针对目的天线集合中的至少一部分和起源天线集合中的至少一部分来迭代地实现用于进行接收、时间反演、和组合的部件。

5.一种用于对在频分双工(FDD)中传送的数据信号进行预均衡的装置，所述数据信号用于被称作目的通信实体的并且具有目的天线(A2₁、...、A2_M2)的集合的通信实体(EC2)，所述目的通信实体适合于接收由起源通信实体(EC1)传送的所述数据信号，所述起源通信实体(EC1)包括根据权利要求4的装置，所述起源通信实体具有起源天线(A1₁、...、A1_M1)的集合，所述用于对在频分双工(FDD)中传送的数据信号进行预均衡的装置的特征在于，它包括用于进行以下步骤的部件：

·经由目的天线(A2_j)来向该起源通信实体传送(PILOT2_1)第一导频序列；

·接收(ESTIM2)由起源天线传送的第二导频序列，并且估计脉冲响应；以及

·传送(PILOT2_2)通过所述估计的脉冲响应调制的第三导频序列；

针对目的天线集合中的至少一部分和起源天线集合中的至少一部分来迭代地实现用于进行传送和接收的部件。

6.一种无线电通信系统的通信实体，包括至少一个根据权利要求4的装置。

7.一种无线电通信系统的通信实体，包括至少一个根据权利要求5的装置。

8.一种无线电通信系统，包括至少一个根据权利要求6的通信实体和至少一个根据权利要求7的通信实体。

9.一种计算机程序，用于被称作起源通信实体的通信实体，该程序包括软件指令，或者当由该起源通信实体来运行该程序时，控制所述实体实现由该起源通信实体实现的根据权利要求1到3中任一项的方法的那些步骤。

10.一种计算机程序，用于被称作目的通信实体的通信实体，该程序包括软件指令，用于当由该目的通信实体来运行该程序时，控制所述实体实现由该目的通信实体实现的根据权利要求1到3中任一项的方法的那些步骤。

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