CN103516640A

CN103516640A - 用于处理数据信号的方法和处理单元

Info

Publication number: CN103516640A
Application number: CN201310258605.6A
Authority: CN
Inventors: Z.徐; H.张; Z.王
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: DE102013106413A1; CN103516640B; US8781037B2; US20140003476A1; DE102013106413B4

Abstract

用于处理数据信号的方法包括接收数据信号，所述数据信号包含两个训练序列，基于所述两个训练序列的第一训练序列对所述数据信号执行第一评估，基于所述两个训练序列的第二训练序列对所述数据信号执行第二评估，以及根据第一和第二评估的结果对所述数据信号进行处理。还涉及用于处理数据信号的处理单元。

Description

用于处理数据信号的方法和处理单元

技术领域

本发明涉及用于处理所接收的数据信号的方法以及用于处理数据信号的处理单元。

背景技术

移动通信系统采用信号处理技术以便提高链路性能并且使得由频率选择信道中的多路径衰退所导致的符号间干扰最小化。由于移动无线电信道是随机的并且随时间而变化，所以采用均衡化来通过训练和追踪适应性地确定移动信道随时间变化的特性。出于该目的，训练序列被包括在所传送的数据信号中，其被设计为允许接收器检测计时信息并且通过信道估计获得信道系数以用于进一步的信道均衡化。随着订户和语音业务数量的增长，对于有效利用硬件和频谱资源的需求也有所增加。

附图说明

图1示出了根据本公开的用于对所接收的数据信号进行处理的方法的流程图。

图2示出了根据本公开的用于对所接收的数据信号进行处理的方法的流程图。

图3示出了根据本公开的处理单元的示意性方块表示形式。

图4示出了根据本公开的联合检测算法的示意性方块表示形式。

图5示出了根据本公开的处理单元的示意性方块表示形式。

图6示出了根据本公开的相关器的示意性方块表示形式。

图7示出了根据本公开的用于确定相关最大值的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图对这些方面和实施例进行描述，其中贯穿全文一般使用相似的附图标记来指代相似的要素。在以下描述中，出于解释的目的，给出了很多具体细节以便提供对这些实施例的一个或多个方面的全面理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，这些实施例的一个或多个方面可以利用较低程度的具体细节来得以实践。在其它实例中，已知结构和要素以示意性的形式示出以协助对这些实施例的一个或多个方面进行描述。所要理解的是，可以采用其它实施例并且可以进行结构或逻辑变化而不背离本发明的范围。

此外，虽然可以仅关于若干种实施方式之一对实施例的特定特征或方面进行公开，但是正如针对任意给定的或特定的应用所期望和有利的那样，这样的特征或方面可以与其它实施方式的一个或多个其它特征或方面相组合。此外，至于在具体实施方式或权利要求中所使用的术语“包含（include）”、“具有”、“带有”或它们的其它变化形式的程度，这样的术语意在以类似于术语“包括（comprise）”的方式是包含性的。可以使用术语“耦合”和“连接”及派生形式。应当理解的是，这些术语可以被用来指示两个要素进行协作或者彼此交互，而无论它们是处于直接的物理或电接触还是彼此并不直接接触。而且，术语“示例性”仅意味着作为示例而并非最佳或最优。因此，以下详细描述并不以限制的含义进行理解，并且本发明的范围由所附权利要求来限定。

如这里所描述的方法和处理单元被用作移动通信系统的一部分并且被用于所述移动通信系统，特别是诸如例如全球移动通信系统（GSM）的时分多址（TDMA）无线系统。更具体地，因此针对那些其中数据以固定长度的时隙进行传送并且训练序列像正常脉冲或同步脉冲那样被包括在时隙中的系统。

特别地，如这里所描述的方法和处理单元被用作移动通信系统的一部分并且被用于所述移动通信系统，其中通过将多于一个用户在单个时隙上进行复用而增加了语音容量。更具体地，因此涉及那些支持单时隙上通过自适应多用户信道的语音服务（VAMOS）的移动通信系统。因此，本公开的特定实施例针对支持VAMOS的方法、处理单元、接收器和移动电话。

如这里所描述的方法和处理单元可以在如移动电话、手持设备的接收器或者其它类型的移动无线电传送器中实现。虽然这里所公开的方法也可以以任意的其它方式来执行，但是所描述的处理单元可以被用来执行那些方法。

如这里所描述的方法和处理单元还可以与移动通信系统内所采用的任意类型的天线配置一起使用。特别地，这里所给出的概念可应用于采用多于一个传送和/或接收天线以及特别是任意数量的传送和/或接收天线的移动通信系统。

在权利要求以及以下描述中，尤其是在流程图中，用于处理所接收的数据信号的方法的不同实施例被描述为特定的处理或措施序列。所要注意的是，这些实施例并不应当被局限于所描述的特定序列。特定的多个或所有不同处理或措施也可以同时进行或者以任意其它有用且适当的顺序进行。

图1示出了根据本公开的用于处理所接收的数据信号的方法的流程图。图1的方法100包括在10接收数据信号，所述数据信号包括两个训练序列，在20基于两个训练序列的第一训练序列对所述数据信号执行第一评估，在30基于两个训练序列的第二训练序列对所述数据信号执行第二评估，并且在40基于第一和第二评估的结果对所述数据信号进行处理。

图1的流程图包括在10接收数据信号。所述信号可以通过使用所谓的单时隙上通过自适应多用户信道的语音服务VAMOS接收器来接收。这样的接收器可适用于在相同信道中存在多于一个用户时考虑符号星座（constellation）中出现的已知对称性。例如，这是在诸如自适应alpha-QPSK（四相相移键控）的自适应符号星座中的情形。该四相星座可以通过实数值的参数来参数化，所述参数可以与基带信号的实部和虚部的功率比相关并且因此可以定义信号星座的形状。基带信号的实部和虚部可以被分配给两个用户并且因此可以构成两个子信道。训练序列的特定集合可以允许在表示VAMOS配对的两个VAMOS用户之间进行区分。例如，可以基于计算仿真工作来找出该特定的训练序列集合以便获得关于现有训练序列和新训练序列之间的交叉相关属性的最佳可能结果。

在下行链路方向，可以引入以上所提到的自适应QPSK调制方案而不是如GSM系统的正常操作中所使用的GMSK调制。这使得能够在同相（I）和正交相（Q）上对两个用户进行调度。此外，可以向这些子信道分配不同的功率水平。I和Q信道之间的功率比被定义为子信道功率不平衡比（SCPIR）。

两个训练序列可以在数据信号内同步传送。它们可以被映射在alpha-QPSK信号上，其可以在GSM系统中标准化的正常脉冲的训练序列周期期间进行传送。

图1的流程图包括在20执行数据信号的第一评估。执行第一评估包括执行数据信号和第一训练序列之间的第一相关以及确定其第一相关最大值。

图1的流程图包括在30执行数据信号的第二评估。执行第二评估可以包括执行数据信号和第二训练序列之间的第二相关以及确定其第二相关最大值。

方法100可以进一步包括将第一相关最大值与第二相关最大值进行比较。此后，可以在40确定哪一个数值更大并且其结果可以确定对数据信号的处理。

图1的流程图包括在40对数据信号进行处理。对数据信号进行处理可以包括一次或多次的脉冲同步和信道估计。

执行脉冲同步是为了移动与所接收数据信号的时间结构的时间同步。方法100可以包括基于第一训练序列执行第一脉冲同步，并且同时基于第二训练序列执行第二脉冲同步，并且根据第一和第二评估的结果采用第一和第二脉冲同步之一的结果或者第一和第二脉冲同步的平均值。例如，如果第一和第二评估的结果是第一相关最大值大于第二相关最大值，则可以决定仅将第一脉冲同步的结果用于对所接收数据信号的进一步处理。另一方面，如果第一和第二评估的结果是第二相关最大值大于第一相关最大值，则可以决定仅将第二脉冲同步的结果用于对所接收数据信号的进一步处理。

也可能是第一和第二评估的结果为第一相关最大值与第二相关最大值相等或者彼此相差小于预定义因数的情况。于是在这样的情况下，可能确定计算第一和第二脉冲同步的平均值并且将该平均值用于对数据信号的进一步处理。

关于信道估计，方法100可以包括基于第一训练序列执行第一信道估计，同时基于第二训练序列执行第二信道估计，并且基于第一和第二评估的结果采用第一和第二信道估计之一的结果或者第一和第二信道估计的平均值。例如，如果第一和第二评估的结果是第一相关最大值大于第二相关最大值，则可以决定仅将第一信道估计的结果用于对所接收数据信号的进一步处理。另一方面，如果第一和第二评估的结果是第二相关最大值大于第一相关最大值，则可以决定仅将第二信道估计的结果用于对所接收数据信号的进一步处理。

如果第一和第二评估的结果是第一和第二相关最大值相等或者彼此相差小于预定义因数，则可以决定将第一和第二信道估计结果的平均值用于对所接收数据信号的进一步处理。在这种情况下，例如，可以计算在第一和第二信道估计中所确定的信道系数的平均数值并且利用该平均数值对所接收数据信号进行均衡化。

图2示出了根据本公开的用于对所接收数据信号进行处理的方法的流程图。图2的方法200包括在210接收数据信号，所述数据信号包括两个训练序列，在220执行所述数据信号与两个训练序列中的第一训练序列之间的第一相关并且确定其第一相关最大值，在230执行所述数据信号与两个训练序列中的第二训练序列之间的第二相关并且确定其第二相关最大值，以及在240基于第一和第二相关最大值之间的比较对所述数据信号进行处理。

如以上结合图1的方法所描述的相同的实施例及其步骤也可以被应用于图2的方法。

图3示出了根据本公开的处理单元的示意性方块表示形式。图3的处理单元300包括第一相关器310，其用于执行所接收数据信号与第一训练序列之间的第一相关并且确定其第一相关最大值。处理单元300可以进一步包括第二相关器320，其用于执行所接收数据信号与第二训练序列之间的第二相关并且确定其第二相关最大值。处理单元300可以进一步包括比较器330，其用于将第一和第二相关最大值相互比较并且输出相应的信息信号。

第一相关器310可以包括用于向其中输入所接收数据信号X_n的第一输入端以及用于输入第一训练序列的第二输入端。所述第二输入端可以与第一训练序列寄存器340连接以便存储第一训练序列的集合。

以类似方式，第二相关器320可以包括用于输入所接收数据信号X_n的第一输入端以及用于输入第二训练序列的第二输入端。所述第二输入端可以与第二训练序列寄存器350连接以便存储第二训练序列的集合。

比较器330可以进一步被配置为确定第一和第二相关最大值中的哪一个数值更大并且输出相应的信息信号。例如，该信息信号可以具有控制标志的形式，其可以在第一相关最大值大于第二相关最大值的情况下为符号“1”并且可以在第二相关最大值大于第一相关最大值的情况下为符号“0”。比较器330可以包括用于输出该信息信号的输出端。

比较器330可以进一步包括用于输出另外的信息信号的另外的输出端。所述另外的信息信号可以具有另外的控制标志的形式，其可以在第一相关最大值大于第二相关最大值的情况下为符号值“1”，在第二相关最大值大于第一相关最大值的情况下为符号值“-1”，并且在第一相关最大值与第二相关最大值相当的情况下为符号值“0”。

处理单元300可以进一步包括用来基于第一训练序列执行第一脉冲同步的第一脉冲同步单元（未示出），以及用来基于第二训练序列执行第二脉冲同步的第二脉冲同步单元（未示出）。其更为详细的实施例将在以下进一步示出并解释。

图3的处理单元300可以进一步包括用来基于第一训练序列执行第一信道估计的第一信道估计单元（未示出），以及用来基于第二训练序列执行第二信道估计的第二信道估计单元（未示出）。这也将在以下进一步的详细实施例中示出并解释。

图4示出了能够在支持VAMOS的GSM系统中实施的检测算法的示例。如以上所解释的，对I和Q子信道进行功率分配以使得一个用户子信道根据子信道功率不平衡比（SCPIR）配置处于较低功率的轨道上。如图4所示的概念是基于联合检测算法，其中下行链路的两个子信道被映射到QPSK类型或自适应QPSK调制的I和Q子信道。I和Q数据被输入到联合检测块400，其中两个训练序列被用来产生脉冲同步和信道估计结果。

图5示出了根据本公开的处理单元的示意性方块表示形式。如图5所示，处理单元的架构更为详细地示出了图4的联合检测架构。从该结构中，无论期望用户是否被分配在低功率的VAMOS轨道中，他都能够得到鲁棒的同步信道估计性能。

如图5所示，处理单元500可以包括第一相关单元505，其可以具有用于接收所接收数据信号X_n的输入端。处理单元500可以进一步包括第二相关单元510，其可以具有用于接收所接收数据信号X_n的输入端。第一相关单元505可以具有能够与第一最大值检测单元515的输入端连接的输出端，并且第二相关单元510可以具有能够与第二最大值检测单元520的输入端连接的输出端。第一最大值检测单元515可以包括能够与比较器525的第一输入端连接的输出端。第二最大值检测单元520可以包括能够与比较器525的第二输入端连接的输出端。

图5的处理单元500可以进一步包括第一脉冲同步单元530，其可以具有用于接收所接收数据信号X_n的输入端。第一脉冲同步单元530可以被配置为执行与第一训练序列TSC1的第一脉冲同步。出于该目的，第一脉冲同步单元530可以与用于存储第一训练序列TSC1的第一训练序列寄存器（未示出）连接。处理单元500可以进一步包括第二脉冲同步单元534，其可以具有用于接收所接收数据信号X_n的输入端。第二脉冲同步单元535可以被配置为执行与第二训练序列TSC2的第二脉冲同步。第二脉冲同步单元535可以与用于存储第二训练序列TSC2的第二训练序列寄存器（未示出）连接。

第一脉冲同步单元530可以包括能够与同步结果决策单元540的第一输入端连接的输出端。第二脉冲同步单元535可以包括能够与同步结果决策单元540的第二输入端连接的输出端。同步结果决策单元540可以被配置为进行关于应当选择第一和第二脉冲同步单元530和535的结果中的哪一个用于对所接收数据信号X_n进一步处理的决策。出于该目的，同步结果决策单元540可以包括能够与比较器525的用于传送同步结果决策控制标志的第一输出连接的第三输入端。

处理单元500可以进一步包括第一信道估计单元545，其可以包括用于接收所接收数据信号X_n的第一输入端以及能够与同步结果决策单元540的输出端连接的第二输入端。第一信道估计单元545可以被配置为通过使用第一训练序列TSC1来执行第一信道估计。出于该目的，第一信道估计单元可以与第一训练序列寄存器（未示出）连接。

处理单元500可以进一步包括第二信道估计单元550，其可以包括用于接收所接收数据信号X_n的第一输入端以及能够与同步结果决策单元540的输出端连接的第二输入端。第二信道估计单元550可以被配置为通过使用第二训练序列TSC2来执行第二信道估计。出于该目的，第二信道估计单元550可以与第二训练序列寄存器（未示出）连接。

第一信道估计单元545可以包括能够与信道估计结果组合单元555的第一输入端相连接的输出端。第二信道估计单元550可以包括能够与信道估计结果组合单元555的第二输入端相连接的输出端。信道估计结果组合单元555可以包括能够与比较器525的用于传送信道估计组合控制标志的第二输出端相连接的第三输入端。信道估计结果组合单元555可以被配置为选择第一和第二信道估计单元545和550之一的任一个信道估计结果以便将其输送至用于输出脉冲同步和信道估计结果两者的输出端。

处理单元500的操作将如下更为详细地进行解释。所接收信号X_n可以并行地与第一和第二训练序列TSC1和TSC2两者进行相关，这可以被实施为使得两个相关在同一时刻执行。第一训练序列TSC1可以是指期望用户的训练序列，而第二训练序列TCS2可以是指相伴用户（co-user）的训练序列。相关结果可以被馈送到第一和第二最大值检测单元515和520中以选择最大值相关结果。来自两个最大值检测单元515和520的两个最大值相关结果可以在比较器525中进行比较以便生成两个标志，也就是同步结果决策控制标志和信道估计组合标志。同步结果决策控制标志可以被馈送到同步结果决策单元540中以便选择同步结果，即选择第一和第二脉冲同步单元530和535的脉冲同步结果之一。信道估计组合标志可以被馈送到信道估计结果组合单元555中以选择第一和第二信道估计单元545和550的信道估计结果之一。第一和第二最大值决策单元515和520可以通过从提供给它们的数值集合中仅选择一个最大数值来进行工作。然而，第一和第二最大值检测单元515和520也可以通过从数值集合中选择n个最大数值、然后将它们相加在一起来进行工作。以下将结合图7示出更为详细的示例。

因此，在检测算法中，接收器将使用所接收信号和两个训练序列之间的相关结果来控制脉冲同步以及信道估计结果的组合。同步和信道估计结果由来自VAMOS期望用户和相伴用户的两个训练序列所生成。因此，可以说脉冲同步和信道估计结果将由于两个训练序列所带来的多样性而有所改善。

图6示出了用于图示相关过程的示意性方块表示形式。所接收信号X_n可以被输入到相关块600的输入端。所接收信号X_n可以被过采样或符号率采样。为了简明起见，可以假设以符号率对所接收信号X_n进行采样。用于搜索最大相关数值的相关窗口的大小等于2L+1，其中L是用来控制窗口大小的参数，并且P₀是训练序列的起始位置。如果X_n被过采样，则也可以在没有降采样的情况下进行该相关操作，在这种情况下，相关结果将更为准确。

比较相关器块所生成的同步结果决策控制标志可以在公式（1）中给出：

(1)

在公式（1）中，Corr 1指示所接收信号和TSC1的相关结果，Corr 2指示所接收信号和TSC2的相关结果。

并且将根据公式（2）中所示出的规则来选择TSC1和TSC2的同步结果：

(2)

比较相关块所生成的信道估计组合标志可以在公式（3）中给出：

(3)。

在信道估计结果组合块中，信道估计结果可以如公式（4）进行组合：

(4)

其中中间行中信道估计结果的总和意味着两个信道估计结果之间任意类型的平均值或者两个信道估计结果的任意类型的组合。

图7示出了用于图示最大值检测单元515和520的每一个中的处理的方块表示形式。方法700包括第一最大化块710，其中从序列Corr_-L, ..., Corr_L中选择最大数值。块710的第一输出端与其中从序列Corr_-L, Corr_i-1, Corr_i+1, ...,.Corr_L中选择最大数值的第二最大化块720相连接。块720的一个输出端与加法器块730的第一输入端相连接，而块710的第二输出端与加法器块730的第二输入端相连接。在加法器块730中，计算总和Corr_i + Corr_j。在块710中，第一最大数值可以从提供给它的数值集合中确定。（没有第一最大数值的）其余集合被提供至块720，并且可以从其余集合的数值集合中确定第二最大数值。因此方法700实际上通过从数值集合中选择n个最大数值、然后将它们相加在一起来工作，其中在图7的示例中n=2。

虽然已经关于一种或多种实施方式对本发明进行了图示和描述，但是可以对所图示的示例进行改变和/或修改而并不背离所附权利要求的精神和范围。特别地，关于以上所描述的组件或结构（装配、设备、电路、系统等）所执行的各种功能，即使在结构上并不等同于执行这里所图示的本发明示例性实施方式的功能的所公开结构，除非另外指出，否则用来描述这样的组件的术语（包括对“装置”的引用）意在对应于执行所描述组件的指定功能的任意组件或结构（例如，其在功能上是等同的）。

Claims

1.一种用于对所接收的数据信号进行处理的方法，所述方法包括：

接收数据信号，所述数据信号包括两个训练序列；

基于所述两个训练序列的第一训练序列对所述数据信号执行第一评估；

基于所述两个训练序列的第二训练序列对所述数据信号执行第二评估；以及

基于第一和第二评估的结果对所述数据信号进行处理。

2.根据权利要求1的方法，进一步包括：

执行第一评估包括执行所述数据信号和所述第一训练序列之间的第一相关并且确定其第一相关最大值；

执行第二评估包括执行所述数据信号和所述第二训练序列之间的第二相关并且确定其第二相关最大值；并且

将所述第一相关最大值与所述第二相关最大值进行比较。

3.根据权利要求1的方法，进一步包括：

对所述数据信号进行处理包括一次或多次的脉冲同步和信道估计。

4.根据权利要求3的方法，进一步包括：

基于所述第一训练序列执行第一脉冲同步，并且基于第二训练序列执行第二脉冲同步；以及

基于第一和第二评估的结果采用第一和第二脉冲同步之一的结果或者第一和第二脉冲同步的平均值。

5.根据权利要求4的方法，进一步包括：

在所述第一相关最大值大于所述第二相关最大值的情况下采用所述第一脉冲同步的结果，以及

在所述第二相关最大值大于所述第一相关最大值的情况下采用所述第二脉冲同步的结果。

6.根据权利要求3的方法，进一步包括：

基于第一训练序列执行第一信道估计，并且同时基于第二训练序列执行第二信道估计；以及

根据第一和第二评估的结果采用第一和第二信道估计之一的结果或者第一和第二信道估计的平均值。

7.根据权利要求6的方法，进一步包括：

在所述第一相关最大值大于所述第二相关最大值的情况下采用所述第一信道估计的结果，以及

在所述第二相关最大值大于所述第一相关最大值的情况下采用所述第二信道估计的结果。

8.根据权利要求7的方法，进一步包括：

如果第一和第二相关最大值相等或者彼此相差小于预定义因数则采用第一和第二信道估计的结果的平均值。

9.根据权利要求1的方法，进一步包括：

通过使用单时隙上通过自适应多用户信道的语音服务VAMOS接收器来接收信号。

10.根据权利要求1的方法，进一步包括：

接收数据信号的旋转角度作为信息信号。

11.根据权利要求10的方法，进一步包括：

基于所述旋转角度对所接收的信号去除旋转。

12.一种用于对所接收的数据信号进行处理的方法，所述方法包括：

接收数据信号，所述数据信号包括两个训练序列；

执行所述数据信号与所述两个训练序列的第一训练序列之间的第一相关并且确定其第一相关最大值；

执行所述数据信号与所述两个训练序列的第二训练序列之间的第二相关并且确定其第二相关最大值；以及

根据第一和第二相关最大值之间的比较对所述数据信号进行处理。

13.根据权利要求12的方法，进一步包括：

14.根据权利要求13的方法，进一步包括：

基于第一和第二相关最大值的结果采用第一和第二脉冲同步之一的结果或者第一和第二脉冲同步的平均值。

15.根据权利要求14的方法，进一步包括：

16.根据权利要求13的方法，进一步包括：

基于第一训练序列执行第一信道估计，并且基于第二训练序列执行第二信道估计；以及

基于第一和第二相关最大值的结果采用第一和第二信道估计之一的结果或者第一和第二信道估计的平均值。

17.根据权利要求16的方法，进一步包括：

18.根据权利要求17的方法，进一步包括：

19.根据权利要求12的方法，其中接收数字信号包括通过使用单时隙上通过自适应多用户信道的语音服务VAMOS接收器来接收所述数据信号。

20.根据权利要求12的方法，进一步包括：

接收所述数据信号的旋转角度作为信息信号。

21.根据权利要求20的方法，进一步包括：

基于旋转角度对所接收的信号去除旋转。

22.一种处理单元，所述处理单元包括：

被配置为执行所接收数据信号与第一训练序列之间的第一相关并且确定其第一相关最大值的第一相关器；

被配置为执行所接收数据信号与第二训练序列之间的第二相关并且确定其第二相关最大值的第二相关器；以及

被配置为将第一和第二相关最大值进行比较并且输出相应信息信号以响应该比较的比较器。

23.根据权利要求22的处理单元，进一步包括：

被配置为基于所述第一训练序列执行第一脉冲同步的第一脉冲同步单元；和

被配置为基于所述第二训练序列执行第二脉冲同步的第二脉冲同步单元。

24.根据权利要求23的处理单元，进一步包括：

脉冲同步决策单元，其包括与所述第一脉冲同步单元的输出端相连接的第一输入端，与所述第二脉冲同步单元的输出端相连接的第二输入端，以及与所述比较器的输出端相连接的第三输入端。

25.根据权利要求22的处理单元，进一步包括：

被配置为基于所述第一训练序列执行第一信道估计的第一信道估计单元；和

被配置为基于所述第二训练序列执行第二信道估计的第二信道估计单元。

26.根据权利要求25的处理单元，进一步包括：

信道估计决策单元，其包括与所述第一信道估计单元的输出端相连接的第一输入端，与所述第二信道估计单元的输出端相连接的第二输入端，以及与所述比较器的输出端相连接的第三输入端。