CN106233638B - 无线通信系统及用于其中的回声消除的方法、装置和介质 - Google Patents

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Abstract

本文总体描述了用于消除系统中的回声信号的无线通信系统和方法的实施例。一些实施例包括移相器，这些移相器生成输出信号，每个移相器生成输出信号中的一个，每个输出信号具有相对于发送信号的相移；衰减器单元，该衰减器单元基于权重对每个移相器的输出信号进行衰减以生成经衰减的信号，每个经衰减的信号对应于移相器中的一个的输出信号；权重计算器，该权重计算器执行用于选择权重的值的操作，而无需使用与传输信号相关联的分量作为输入来计算权重的值；以及至少一个求和器，该求和器对包含回声信号的接收信号、以及经衰减的信号进行求和以生成经回声消除的信号。

Description

无线通信系统及用于其中的回声消除的方法、装置和介质
技术领域
实施例涉及无线通信。一些实施例涉及无线网络(包括那些基于3GPP演进通用陆地无线接入网络(E-UTRAN)长期演进(LTE-A)先进网络标准进行操作的网络)中信号的传输。
背景技术
在许多无线通信系统中，权重通常用于控制由系统的回声消除器(echo-canceller)生成的经回声消除的信号的值。回声消除器可以使用经回声消除的信号来消除系统的接收路径中的不想要的回声信号。回声信号可以是来自系统的发送路径的、泄漏到接收路径中的信号的一部分。通常选择权重的值以使得经回声消除的信号的值可以尽可能接近回声信号的值，从而具有有效的回声消除操作。在一些常规系统中，用于为权重选择的这样的值的技术可能导致复杂的回声消除结构、缓慢的消除操作，或者两者兼而有之。
附图说明
图1是根据本文描述的一些实施例的包括回声消除器的无线通信系统的框图。
图2是根据本文描述的一些实施例的示出了用于操作无线通信系统的方法(包括用于选择控制回声消除器的衰减器的权重的操作)的流程图。
图3示出了根据本文描述的一些实施例的包括网络站和无线通信设备的无线通信网络。
图4示出了根据本文描述的一些实施例的包括回声消除器的无线通信设备的框图。
具体实施方式
以下描述和附图充分说明了具体实施例，以使得本领域技术人员能够实践它们。其它实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的、和其它改变。一些实施例的部分和特征可被包括在其它实施例内、或者可由其它实施例的那些部分和特征来替代。权利要求中所提出的实施例涵盖那些权利要求的可用等价物。
图1是根据本文描述的一些实施例的包括回声消除器101的无线通信系统的框图100。无线通信系统100可以具有同时发送(Tx)和接收(Rx)(STR)能力(例如，全双工能力)，使得它能够同时发送和接收信号。如图1所示，无线通信系统100可以包括接收传入信号r(t)的天线102、接收器110和发射器120。接收器110可以包括全部被布置为处理来自天线102的信号的下述设备：低噪声放大器(LNA)111、下转换器112、和模拟-数字(ADC)转换器113。发射器120可以包括全部被布置为基于数字信号x(n)生成模拟信号x(t)以从无线通信系统100传输到其它设备的下述设备：数字-模拟转换器(DAC)121、上转换器122、以及功率放大器(PA)123。
从发射器120对信号x(t)(已发送信号)进行发送可能在无线通信系统100的接收链中产生回声(例如，回声信号)。回声可以被包含在信号y(t)(其也称为包含回声的接收信号)中。因此，y(t)可以包括从另一设备或系统发送到无线通信系统100的期望信号加上回声的组合。
为了消除(例如，降低或去除)回声，回声消除器101被布置为执行回声消除操作来估计回声，生成经回声消除的信号，随后从包含回声y(t)的接收信号中减去经回声消除的信号，以生成经回声消除的信号z(t)。在图1中，经回声消除的信号可以包括信号x1(t)和x2(t)的组合(例如，求和)，信号x1(t)和x2(t)是在回声消除器101的输出处的输出信号。回声消除器101可以从包含回声y(t)的接收信号中减去信号x1(t)和x2(t)，以生成经回声消除的信号z(t)。
信号x1(t)和信号x2(t)可基于来自发送信号x(t)的信号路径上的选定抽头(tap)的信号来生成。图1示出了示例性排布，其中两个抽头(例如，具有抽头T＝2的两抽头滤波器)可以从发送信号x(t)中被选择以在回声消除器101中用来生成两个相应的信号x1(t)和信号x2(t)。示例性的两个抽头与两个延迟τ1和τ2相关联。也可以使用其它排布。例如，两个以上的抽头(例如，T>2)可以用于在回声消除器101的输出处生成经回声消除的信号(信号x1(t)和信号x2(t)的组合)。
如图1所示，回声消除器101可以包括基于选定抽头(例如，滤波器的与T＝1相关联的抽头)生成信号x1(t)的矢量调制器131、以及基于另一选定抽头(例如，滤波器的与T＝2相关联的抽头)生成信号x2(t)的矢量调制器132。图1示了出用于生成两个相应的信号(例如，x1(t)和x2(t))的矢量调制器131和132作为示例，然而矢量调制器的数量可以变化。
信号x1(t)和信号x2(t)的值可以由相应的矢量调制器所使用的权重的值来控制。例如，如图1中所示，权重w1、w2、w3可用在矢量调制器131中来控制信号x1(t)的值。权重w4、w5、w6可用在矢量调制器132中来控制信号x2(t)的值。通过适当地选择这些权重(例如，w1至wk，其中在本示例中k＝6)的值，可以适当地获得用于消除回声的信号x1(t)和x2(t)的值。
回声消除器101可以包括被布置为计算和选择权重w1至wk的值的权重计算器160。权重计算器160可以在对权重w1至wk的值的计算中使用信号Z(n)。信号Z(n)是基于经回声消除的信号z(t)生成的数字基带信号。如下文将更详细描述的，权重计算器160可以在对权重w1至wk的值的计算和选择的操作中使用信号Z(n)，而无需在操作期间使用与发送信号x(t)(或x(n))相关联的分量作为计算这些权重的值的输入。这可以允许回声消除器101的结构或操作(或者这两者)，相较于使用与发送信号x(t)(或x(n))相关联的分量作为计算这些权重的值的输入的回声消除器的结构或操作的复杂性更低。此外，在不使用与发送信号x(t)(或x(n))相关联的分量作为计算这些权重的值的输入的情况下，回声消除器101可以相对较快，并且对RF损害较不敏感。
如图1所示，回声消除器101可以包括耦接到发射器120的发送路径的延迟器103。延迟器103可以提供时间延迟，来补偿回声消除器101的回声估计路径(例如，路径何以在延迟τ1和求和器155之间)中用于经回声消除的信号(例如，x1(t)和x2(t))的生成的其它组件(例如，矢量调制器131和132、以及求和器155)中的延迟。可以选择延迟器103的值以确保回声的延迟在x1(t)和x2(t)中x(t)的延迟值之间。
矢量调制器131和132可以包括相似或相同的组件。因此，为简单起见，只在图1中示出了矢量调制器131的细节。矢量调制器131可以包括被布置为接收输入信号x(t-τ1)的固定相位移相器141，142和143，输入信号x(t-τ1)基于具有τ1的延迟的发送信号x(t)。例如，输入信号x(t-τ1)(发送信号x(t)的经延迟版本)可以从发送信号x(t)的抽头T＝1中选择。移相器141、142和143可以被布置用于相对于发送信号x(t)不同的固定相移(例如，分别为0°、60°和120°)。移相器141、142和143在其输出处生成相应的输出信号。输出信号可以由衰减器单元进行衰减，衰减器单元可以包括可变或分阶衰减器单元。衰减器单元可以包括衰减器151、152和153。衰减器151、152和153可以包括可变或分阶衰减器。衰减器151、152和153可以由一组权重w1、w2和w3来控制，如图1中所示。衰减器151、152和153在其输出处生成经衰减的信号。每个经衰减的信号对应于移相器141、142和143中的一个的输出信号。衰减器151、152和153的输出处的经衰减的信号可以由求和器154求和以生成信号x1(t)，信号x1(t)是回声消除器101的输出处的输出信号之一。
矢量调制器132可以被布置为接收输入信号x(t-τ2)，信号x(t-τ2)基于具有τ2的延迟的发送信号x(t)。例如，输入信号x(t-τ2)(发送信号x(t)的经延迟版本)可以从发送信号x(t)的抽头T＝2中选择。与图1所示的矢量调制器131的组件相似或相同，矢量调制器132可以包括固定相位移相器、衰减器(例如，可变或分阶衰减器)、以及求和器。在矢量调制器132中，移相器的输出处的输出信号可由衰减器单元(例如，可变或分阶衰减器单元)进行衰减。衰减器器单元中的衰减器(例如，可变或分阶衰减器器)可以由一组权重w4、w5和w6来控制。矢量调制器132的衰减器的输出处的衰减的信号可以由矢量调制器132中的求和器求和以生成信号x2(t)，信号x2(t)是回声消除器101的输出处的另一输出信号。
求和器155可以被布置为对信号x1(t)、信号x2(t)、和包含回声y(t)的接收信号进行求和，以生成经回声消除的信号z(t)。
如上所述，权重计算器160可以在对权重w1至wk的值的计算中使用信号Z(n)。权重计算器160可以通过执行检索权重的值的操作，来为权重w1至wk选择值。检索可以基于对信号Z(n)的成本函数的最小化。成本函数可以表示如下：
C(W)＝E|{Z(t)|2}＝E|{Y(t)-WTX(t)|2 (1)
其中Z(t)是回声消除器101的输出，Y(t)是包含回声信号的接收信号，X(t)是具有不同延迟和相位旋转的发送信号的矢量信号，并且W＝[w1…wk]T是权重矢量。如从等式(1)可知，成本函数是权重矢量的二次函数。因此，成本函数的局部最小值是成本函数的全局最小值。因此，权重w1至wk的值可以通过检索落在成本函数的全局最小值(其也是信号Z(n)的功率的最小值)上的权重的值来进行选择。因此，权重的特定的值可以通过检索信号Z(n)的功率的最小值来进行选择。
如图1所示，可使用这样的路径从经回声消除的信号z(t)生成信号Z(n)：该路径包括带通滤波器161，用于修改(例如，放大)经回声消除的信号z(t)的可变增益放大器(VGA)162，用于在经回声消除的信号z(t)由VGA 162修改之后对其进行下转换的下转换器163，以及用于在经回声消除的信号z(t)由VGA 162修改并由下转换器163进行下转换之后对其进行转换、以生成信号Z(n)的模拟-数字转换器(ADC)164。回声消除器101的权重计算器160可以包括周期性测量单元165，周期性测量单元165基于下述等式(2)以一定的时间间隔测量信号Z(n)的功率(P)
Figure GDA0002300293810000051
VGA 162的操作可以改变信号z(n)的功率。因此，为了维持用于对权重的值的检索的计算的信号Z(n)的值(例如，真值)，信号Z(n)的功率值可以由单元166通过补偿值(例如，1/g2)来补偿，如等式(3)所示。因此，具有用于VGA 162的增益的补偿的信号Z(n)的成本函数可以基于下述等式：
Figure GDA0002300293810000061
其中，“g”被定义为VGA 162的线性标度的增益。
在计算和选择权重值的操作(如参考图2更详细地描述的)中，由于总体平均是不可能的，可以在某时间段中对信号Z(n)(其是数字基带信号)执行时间平均。无线通信系统100可以使用正交频分多(OFDM)接入来与其它系统或设备进行通信。在这样接入中，OFDM信号可以是OFDM符号的平均、或者可以是OFDM符号的整数倍。在对功率进行平均的过程中，权重可以是固定的。
权重计算器160还可以包括权重选择单元167，权重选择单元167被布置为基于等式(3)为权重w1至wk选择值，如下文将参考图2详述的。在权重w1至wk的值已被选择之后，这些值可以被应用在回声消除器101中(在矢量调制器131和132的衰减器的控制输入处)，用于控制衰减器(例如，矢量调制器131和132的衰减器151、152和153)。
权重的选定值在被选中后可以保持不变。替代地，回声消除器101可基于一些预定的条件来调整这些值。例如，回声消除器101可以包括被布置为监视信号Z(n)的功率值的功率监视器170，信号Z(n)的功率值由周期性测量单元165来测量。基于所监测到的功率值。功率监视器170可以使得回声消除器101(例如，通过为权重选择新的值来)调整权重的值。例如，在回声消除器101的权重重校准期间，功率监视器170可以使得周期性测量单元165在一些预定的时间间隔之后、或者当无线通信系统100不接收信号(例如，下行链路信号)时测量信号Z(n)的功率。如果在此测量期间所测得的功率的值超过阈值(例如，预定值)，则功率监视器170可以使得回声消除器101调整权重的值，以使得功率的值可减小到适当值。这可允许权重值保持最优值(例如，选定的值)，以维持由回声消除器101执行的恰当的回声消除操作。
图2是示出了根据本文的一些实施例的用于操作无线通信系统的方法200的流程图，该方法包括选择用于控制回声消除器的衰减器的权重的操作。方法200可以由图1的无线通信系统100来执行。因此，用在方法200中的回声消除器可以包括图1的回声消除器101。
在方法200中，目标是为每个权重(例如，图1中的w1至w6)检索产生信号Z(n)(如图1所示)的成本函数的最小值(例如，局部最小值)的值，如上文参考图1所述。由于成本函数是权重矢量的二次函数，成本函数的最小值可与权重相关联，其中每个所述权重可以是(沿成本函数C(W)的x轴的)负值或正值。因此，方法200可开始于动作201，并执行动作210至动作216来检索每个的权重的符号(正或负)。通过检索符号，方法200可以到达每个权重的相对更接近全局最小值的初始值。这可以允许每个的权重的最终值(即落在全局最小值处的值)得以被更快地找到。在每个权重的符号被确定之后，方法200可以在检索每个权重的最终值时使用权重的初始值，如动作220至动作228所述。在找到最终值之后，方法可以在动作299结束。
为开始检索符号，动作210可以包括以最小值为所有权重(例如，图1的w1至w6)赋初始值，从而wk＝wmin，其中“k”是特定权重的指示符。在方法200中，回声消除器的回声估计路径中的衰减器(例如，衰减器151、152和153)被假定为具有线性度量的动态范围wmin≤|w|≤wmax，其中wmin对应于动态范围的最小值并且wmax对应于动态范围的最大值。
动作211可以包括定义wmin和wmax之间的差值为Δ＝wmax-wmin。
动作212至动作216可以包括确定用于控制消除器的回声估计路径的中的衰减器的每个的权重的符号的操作。动作212中“k”的值可以等于回声估计路径中的衰减器的数量。
动作213可以包括基于以不同时间间隔应用到相同衰减器的权重wk的不同值来计算两个值C1(W)和C2(W)。例如，如动作213所示，C1(W)可以以在一时间间隔期间应用到特定衰减器(例如，图1的衰减器151)的wk＝wmin+Δ/2来计算。C2(W)可以以在另一时间间隔期间应用到特定衰减器的wk＝-wmin-Δ/2来计算。方法200中所使用的回声消除器的单元(例如，图1中的单元165)可以在这两个时间间隔处测量信号Z(n)的功率来计算C1(W)和C2(W)的值。在针对特定权重(例如，图1的w1)的这些测量期间，其它权重(例如，w2至w6)的值可以保持不变。
动作214可以包括基于得出在动作213中计算出的C1(W)和C2(W)之间的较小值的wk(wmin+Δ/2或-wmin-Δ/2)的值，来设置特定权重(wk)的值，。例如，如果C1(W)＜C2(W)则动作214可以设置wk＝wmin+Δ/2，或者如果C1(W)＞C2(W)则动作214可以设置wk＝-wmin-Δ/2。
方法200可以对每个权重(例如，图1的w2至w6)重复相同的操作(例如，执行动作213至动作216)，直到每个权重的符号(例如，-wmin-Δ/2或wmin+Δ/2)得以确定(例如，设置)。
在所有K个权重的符号都得以设置之后，方法200可以继续动作220至动作228来执行M次迭代，以进一步改善每个的权重的值来检索每个权重的最终值。如动作223中所示，在每次迭代步骤m中，在特定迭代中用来计算成本函数的值的wk的值小于wk的先前值(例如，wk,old)。因而，M次迭代以下降型步骤来执行。例如，当m＝1时，动作223可以使用wk＝wk,old+Δ/2m+1＝wk,old+Δ/4来计算C1(W)的值，并且使用wk＝wk,old-Δ/2m+1＝wk,old-Δ/4来计算C2(W)的值。在下一次迭代m＝2中，动作223可以使用wk＝wk,old+Δ/2m+1＝wk,old+Δ/8来计算C1(W)的值，并且使用wk＝wk,old-Δ/2m+1＝wk,old-Δ/8来计算C2(W)的值。
动作224可以包括基于得出在动作223中计算出的C1(W)和C2(W)之间的较小值的wk(wk＝wk,old+Δ/2m+1或wk,old-Δ/2m+1)的值，来设置权重(wk)的值。例如，如果C1(W)＜C2(W)则动作224可以设置wk＝wk,old+Δ/2m+1，或者如果C1(W)＞C2(W)则动作224可以设置wk＝wk,old-Δ/2m+1。
因此，在与为每个权重选择最终值的动作221至动作228相关联的时间间隔期间，方法200可以包括应用多个权重的值(例如，M次迭代期间的wk＝wk,old+Δ/2m+1或wk,old-Δ/2m +1)来控制回声消除器的衰减器。多个值不同于动作213中用于计算C1(W)和C2(W)的权重的值(例如，wmin+Δ/2或-wmin-Δ/2)。动作221至动作228还可以包括在权重的多个值被应用时计算成本函数的多个值(例如，在动作223中计算C1(W)和C2(W))。对于每个权重，在与动作220至动作228相关联的时间间隔期间，信号Z(n)的成本函数的值是信号Z(n)的成本函数的多个值中的最低值(例如，全局最小值)。
方法200可以对每个权重(例如，图1的w2至w6)重复相同的操作(例如，执行动作221至动作228)，直到每个权重的最终值(落在成本函数的全局最小值上的值)得以确定(例如，设置)。
在所有权重的最终值都得以确定之后，方法200可以在动作299结束。方法200可以选择这些值，并且将其应用到回声消除器中来控制回声消除器的衰减器。
如上所述，方法200检索落在对全局最小值上的权重，并选择这些值以用在回声消除器中。因此，通过检索权重值，权重(例如，落在全局最小值上的权重)的最佳值可得以选择。这可避免穷举检索，并且避免自适应地更新这些权重。避免这样的穷举检索和更新这些权重可以改善回声消除器101检索的速度(例如，更快的检索)。
在方法200中，应用到回声消除器中的相应衰减器的权重的最终值可以是固定的。替代地，权重的最终值可被调节(例如如上文参考图1所述，在权重校准期间)。例如，在(在最终值选定之后的)重校准中，如果功率监视器(例如，图1的功率监视器170)检测到功率的值相对于阈值(例如，预定值)的变化，则方法200可重复动作201至动作299。作为示例，如果(例如，权重校准期间)功率的值大于阈值，则方法200可重复动作201至动作299。方法200可在其中不存在任何预期由无线通信系统接收的传入信号时间间隔期间重复动作201至动作299。这是为了避免传入信号被用在功率计算中，其可能导致对权重的值的不准确的选择。
方法200可以包括相较图2中所示的动作更少或更多的动作。例如，方法200也可以包括上文参考图1描述无线通信系统100、网络站、或下文参考图3和图4描述的无线通信设备的操作，或者被包括在这些操作中。
如上所述，方法200可以基于信号Z(n)的成本函数来执行计算和选择权重的值的操作，而无需使用与发送信号x(t)(或x(n))相关联的分量作为输入来计算这些权重的值。因此，方法200可以称为用于计算权重的盲技术。方法200可以使得在方法200中使用的回声消除器复杂性更低、相对较快、并且对RF损害较不敏感。
图3示出了根据本文所述的一些实施例的包括网络站302以及无线通信设备311和312的无线通信网络300。网络站302可被布置(例如，配置)为通过无线连接313与无线通信设备(WCD)311无线地通信、并且通过无线连接315与WCD 312无线地通信。网络站302以及WCD 111和WCD 112中的每个可以包括上文参考图1描述的无线通信系统100。因此，网络站302以及WCD 111和WCD 112中的每个可以包括与上文参考图1和图2描述的组件和操作相似或相同的组件和操作。例如，网络站302以及WCD 111和WCD 112中的每个可以包括图1的回声消除器101，并且可以被布置为执行包括上文参考图1和图2描述的用于计算和选择权重的操作的回声消除。
在图3中，无线通信网络300的示例包括：使用第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)标准的演进通用地面无线接入网络(EUTRAN)。无线通信网络300的其它示例包括全球微波接入互操作性(WiMAX)网络、第三代(3G)网络、Wi-Fi网络、以及其它无线数据通信网络。
网络站302的示例包括基站(BS)、增强型节点B(eNB)、接入点(AP)、或其它类型的网络站或网络设备。网络站302可被布置来基于3GPP-LTE标准或其它无线数据通信标准进行操作。
WCD的311和WCD 312的示例包括用户设备(UE)和终端设备(例如，数据终端设备)。用户设备和终端设备的示例包括蜂窝电话(例如，智能电话)、平板电脑、电子阅读器(例如，电子书阅读器)、笔记本计算机、膝上型计算机、台式计算机、个人计算机、服务器、个人数字助理(PDA)、数码相机、医疗设备(例如，心率监测仪、血压计等)、电视、网络家电、机顶盒(STB)、网络路由器、网络交换机、网桥、停车计时表、传感器、以及其它类型的装置和设备。
WCD 311和WCD 312可被布置(例如，配置)为在不同的通信网络(例如，3GPP-LTE网络、WiMAX网络、无线局域网(例如，WiFi)、以及其它通信网络)中操作。图3示出了仅包括两个WCD(例如，WCD 311和WCD 312)的无线通信网络300与网络站302通信作为示例，然而无线通信网络300可以包括两个以上的WCD。
网络站302可以具有同时发送(Tx)和接收(Rx)能力(STR能力)，从而它可以在STR模式操作以同时(例如，在相同时间)发送和接收信号(例如，射频(RF)信号)。网络站302可以包括具有全双工能力来同时发送和接收信号的RF收发器。例如，在网络站302从WCD 312接收上行链路(UL)信号的同时，网络站302可以向WCD 311发送下行链路(DL)信号。在在另一示例中，在网络站302从WCD 311接收UL信号的同时，网络站302可以向WCD 312发送DL信号。
图4示出了根据本文所述的一些实施例的包括回声消除器401的WCD 400的框图。WCD 400可以包括无线通信系统100(图1)的组件。如图4所示，WCD 400还可以包括天线402和404、包括接收器410和发射器420的收发器405、控制器415、以及存储器430。回声消除器401、接收器410和发射器420可以分别对应于图1的回声消除器101、接收器110和发射器120。因此，回声消除器401、接收器410和发射器420可以被布置为以与图1的回声消除器101、接收器110和发射器120的操作相似或相同的方式来进行操作。
图4的WCD 400还可以包括键盘、显示器(例如，包括触摸屏的LCD屏幕)、非易失性存储器端口(例如，通用串行总线(USB)端口)、扬声器、以及其它移动设备元件中的一个或多个。
控制器415、回声消除器401或这两者可以被布置(例如，设置)为执行上文参考图1至图3所述的操作。例如，控制器415和回声消除器401可被布置为执行包括上文参考图1和图2所述的用于权重的计算和选择的操作的回声消除操作。
控制器415可被布置(例如，配置)为提供WCD 400的处理和控制功能，包括上文参考图1至图3所述的回声消除操作的至少一部分。控制器415可以包括一个或多个处理器，一个或多个处理器可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)、一个或多个图形处理单元(GPU)、或者一个或多个CPU和一个或多个GPU的组合。
存储器430可以包括易失性存储器、非易失性存储器、或两者的组合。存储器430可存储指令(例如，固件程序、软件程序、或两者的组合)。控制器415可以执行存储器430中的指令以使得WCD 400执行以下操作，例如，包括上文参考图1和图2所述的方法200、或者由无线通信系统100执行的用于选择权重的操作的回声消除操作。
天线402和404可以包括一个或多个定向或全向天线，包括例如偶极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线、或适于发送RF信号的其它类型的天线。在一些实施例中，可以使用具有多个孔径的单个天线，而不是两个或更多个天线。在这些实施例中，每个孔径可以被认为是单独的天线。天线402和404可以被布置为支持多输入和多输出(MIMO)通信。在一些MIMO实施例中，天线402和404可以被有效地分隔，以从可发生在天线402和404、以及发射站的天线之间的空间分集以及不同信道特性中受益。在一些MIMO实施例中，天线402和404可以被分隔多达波长的1/10或更长的距离。
图4示出了无线通信设备400包括一个收发器405、以及两个天线402和404作为示例。收发器405和天线402、404的数目可以变化。控制器415和收发器405可以被布置在不同的通信网络(例如，3GPP-LTE网络、WiMax网络、无线局域网(例如，WiFi)、以及其它通信网络)中进行操作。
虽然WCD 400被示为具有若干分离的功能元件，但是一个或多个功能元件可被组合，并且可以由软件配置的元件(例如，包括数字信号处理器(DSP)和/或其它硬件元件的处理元件)的组合来实现。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)、以及用于至少执行本文所述的功能和操作的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，功能元件可以指运行在一个或多个处理元件上的一个或多个进程。
实施例可以以硬件、固件和软件中的一种或组合来实现。实施例也可以作为存储在计算机可读存储介质上的指令(例如，固件程序、软件程序、或两者的组合)来实现，指令可以由至少一个处理器读取并执行来实施本文所述的操作。计算机可读存储介质可以包括用于以可由机器(例如，计算机)读取的形式来存储信息(例如，指令)的任何非暂态机构(例如，非暂态计算机可读介质)。计算机可读存储介质的示例可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备和其它存储设备和介质。在这些实施例中，WCD 400的一个或多个处理器可以被以指令配置为执行本文所描述的操作。
其它注意事项和示例
示例1包括包含有无线通信系统的回声消除器的主题(例如，设备、装置或机器)，回声消除器包括：移相器，这些移相器生成输出信号，所述移相器中的每个生成输出信号中的一个输出信号，所述输出信号中的每个输出信号具有相对于发送信号的相移；衰减器单元(例如，可变或分阶衰减器单元)，该衰减器单元基于权重对所述移相器中的每个移相器的输出信号进行衰减以生成经衰减的信号，所述经衰减的信号中的每个经衰减的信号对应于所述移相器中的一个移相器的输出信号；权重计算器，该权重计算器执行用于选择权重的值的操作，而无需使用与发送信号相关联的分量作为输入来计算权重的值；以及至少一个求和器，该求和器对包含回声信号的接收信号和所述经衰减的信号进行求和以生成经回声消除的信号。
在示例2中，示例1的主题可选地包括，其中所述权重计算器被布置为至少部分地基于以所述经回声消除的信号为基础而生成的数字信号的成本函数，来执行用于选择权重的操作。
在示例3中，示例1的主题可选地包括，其中所述权重计算器被布置为基于下述等式来执行用于选择权重的操作：
Figure GDA0002300293810000131
其中Z(n)表示数字信号，W表示包括权重的权重矢量，并且g表示位于用于生成所述数字信号的路径上的可变增益放大器的增益。
在示例4中，示例1的主题可选地包括，其中所述权重计算器被布置为基于所述经回声消除的信号来生成信号，基于在第一时间间隔期间被应用到衰减器(例如，可变或分阶衰减器)的权重的第一值来计算所述信号的成本函数的第一值，基于在第二时间间隔期间被应用到所述衰减器的权重的第二值来计算所述信号的成本函数的第二值，将所述权重的初始值选择为等于所述权重的第一值和所述第二值中的一个，并且执行基于所述权重的初始值来检索所述权重的第三值的操作，以使得当在第三时间间隔期间的所述权重的第三值被应用到所述衰减器时，所述第三时间间隔期间所述信号的成本函数的第三值小于所述信号的成本函数的第一值和第二值中的每个值。
在示例5中，示例1的主题可选地包括，其中所述回声消除器被包括在用户设备(UE)中。
在示例6中，示例1的主题可选地包括，其中所述回声消除器被包括在基站和增强节点B(eNB)之一中。
示例7包括无线通信系统的主题，该无线通信系统包括：接收器，该接收器接收包含的回声信号的信号；发射器，该发射器发送发送信号；以及回声消除器，该回声消除器包括第一矢量调制器、第二矢量调制器、求和器、以及权重计算器。第一矢量调制器从第一多个信号的和生成第一输出信号，第一多个信号被基于第一组权重来进行衰减，第一多个信号中的每个信号具有相对于所述发送信号的第一经延迟版本的相移；第二矢量调制器从第二多个信号的和生成第二输出信号，第二多个信号被基于第二组权重进行衰减，所述第二多个信号中的每个信号具有相对于所述发送信号的第二经延迟版本的相移；求和器对第一输出信号、第二输出信号、以及包含回声信号的接收信号进行求和以生成经回声消除的信号；并且权重计算器被布置为基于与经回声消除的信号相关联的数字信号的功率的值，来执行为第一组权重和第二组权重选择值的操作。
在示例8中，示例7的主题可选地包括，其中回声消除器还包括功率测量单元，该功率测量单元测量所述数字信号在一段时间内的功率以获得所述数字信号的功率的值。
在示例9中，示例8的主题可选地包括，其中回声消除器还包括：可变增益放大器，该可变增益放大器修改经回声消除的信号；以及模拟-数字转换器，该模拟-数字转换器在经回声消除的信号由可变增益放大器修改后对经回声消除的信号进行转换以生成数字信号。
在示例10中，示例9的主题可选地包括，其中回声消除器被布置为以基于可变增益放大器的增益的补偿值来对数字信号的功率的值进行补偿。
在示例11中，示例7的主题可选地包括，还包括：功率监视器，该功率监视器在第一组权重和第二组权重的值已被选出之后监视数字信号的功率的值，并且如果数字信号的功率的值超过了阈值，则使得回声消除器执行调整第一组权重和第二组权重的值的附加操作。
在示例12中，示例7的主题可选地包括，其中接收器和发射器被包括在无线通信系统的全双工收发器中。
在示例13中，示例7的主题可选地包括，其中接收器被布置为接收下行链路信号。
在示例14中，示例7的主题可选地包括，其中接收器被布置为接收上行链路信号。
示例15包括包含有操作无线通信系统的方法的主题，该方法包括：基于在第一时间间隔期间被应用到回声消除器的权重的第一值来计算信号的成本函数的第一值，基于在第二时间间隔期间被应用到回声消除器的权重的第二值来计算信号的成本函数的第二值，将权重的初始值选择为等于权重的第一值和第二值中的一个，并且执行基于权重的初始值来检索权重的第三值的操作，以使得当在第三时间间隔期间权重的第三值被应用到回声消除器时，第三时间间隔期间的信号的成本函数的第三值小于信号的成本函数的第一值和第二值中的每个值。
在示例16，示例15的主题可选地包括，其中选择权重的初始值包括：如果信号的成本函数的第一值小于信号的成本函数的第二值，则将权重的初始值选择为等于权重的第一值，并且如果信号的成本函数的第一值大于信号的成本函数的第二值，则将权重的初始值选择为等于权重的第二值。
在示例17中，示例15的主题可选地包括，其中信号的成本函数是：
Figure GDA0002300293810000151
其中Z(n)表示基于输出信号的信号，W表示包括权重的权重矢量，并且g表示位于用于生成信号的路径上的可变增益放大器的增益。
在示例18中，示例15的主题可选地包括，其中权重的第一值等于wmin+Δ/2，并且权重的第二值等于-wmin-Δ/2，其中Δ＝wmax-wmin，其中wmin对应于回声消除器的回声估计路径中的衰减器(例如，可变或分阶衰减器)的动态范围的最小值，并且其中wmax对应于动态范围的最大值。
在示例19中，示例15的主题可选地包括，其中权重的第三值落在信号的成本函数的全局最小值上。
在示例20中，示例15的主题可选地包括，其中执行检索权重的第三值的操作包括：应用权重的多个值来控制回声消除器的衰减器(例如，可变或分阶衰减器)，其中多个值不同于权重的第一值和权重的第二值；并且当权重的多个值被应用时计算成本函数的多个值，其中在第三时间间隔期间的信号的成本函数的值是信号的成本函数的多个值中的最小值。
在示例21中，示例15的主题可选地包括，还包括：基于在第四时间间隔期间被应用到回声消除器中的附加权重的第一值来计算信号的成本函数的第三值，其中第四时间间隔在第一时间间隔和第二时间间隔之后、并在第三时间间隔之前发生；基于在第五时间间隔期间被应用到回声消除器中的附加权重的第二值来计算信号的成本函数的第四值，其中第五时间间隔在第一时间间隔和第二时间间隔之后、并在第三时间间隔之前发生；如果成本函数的第三值小于成本函数的第四值则将附加权重的初始值选择为等于附加权重的第一值，如果成本函数的第三值大于成本函数的第四值则将附加权重的初始值选择为等于附加权重的第二值；以及执行检索附加权重的第三值的操作，以使得当在第六时间间隔期间附加权重的第三值被应用到回声消除器中时，在第六时间间隔期间的信号的成本函数的第五值小于信号的成本函数的第三值和第四值中的每个值。
在示例22中，示例15的主题可选地包括，其中选择附加权重的起始值包括：如果成本函数的第三值小于成本函数的第四值则将附加权重的初始值选择为等于附加权重的第一值，如果成本函数的第三值大于成本函数的第四值则将附加权重的初始值选择为等于附加权重的第二值。
示例23包括包含有用于存储信息的计算机可读存储介质的主题，当信息被执行时使得无线通信设备执行下述操作：基于来自回声消除器的输出信号来生成信号，基于在第一时间间隔期间被应用到回声消除器的权重的第一值来计算信号的成本函数的第一值，基于在第二时间间隔期间被应用到回声消除器的权重的第二值来计算信号的成本函数的第二值，将权重的初始值选择为等于权重的第一值和第二值中的一个，并且执行基于权重的初始值来检索权重的第三值的操作，以使得当在第三时间间隔期间权重的第三值被应用到回声消除器时，第三时间间隔期间的信号的成本函数的第三值小于信号的成本函数的第一值和第二值中的每个值。
在示例24中，示例23的主题可选地包括，其中如果信号的成本函数的第一值小于信号的成本函数的第二值则将权重的初始值选择为等于权重的第一值，并且如果信号的成本函数的第一值大于信号的成本函数的第二值则将权重的初始值选择为等于权重的第二值。
在示例25中，示例23的主题可选地包括，其中信号的成本函数是：
Figure GDA0002300293810000171
其中Z(n)表示基于输出信号的信号，W表示包括权重的权重矢量，并且g表示位于用于生成信号的路径上的可变增益放大器的增益。
示例1至示例25的主题可以以任何组合方式来组合。
提供摘要以符合37C.F.R.第1.72(b)节的规定：摘要将允许读者确定本技术公开的性质和要点。摘要是在理解它将不被用于限制或解释权利要求的范围或含义的前提下被递交的。所附权利要求在此被合并到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例。

Claims (23)

1.一种无线通信系统的回声消除器，所述回声消除器包括：
移相器，所述移相器生成输出信号，所述移相器中的每个移相器生成所述输出信号中的一个输出信号，所述输出信号中的每个输出信号具有相对于发送信号的相移；
衰减器单元，所述衰减器单元基于权重对所述移相器中的每个移相器的输出信号进行衰减以生成经衰减的信号，所述经衰减的信号中的每个经衰减的信号对应于所述移相器中的一个移相器的输出信号；
权重计算器，所述权重计算器执行用于选择所述权重的值的操作，而无需使用与所述发送信号相关联的分量作为输入来计算所述权重的值；以及
至少一个求和器，所述求和器对包含回声信号的接收信号和所述经衰减的信号进行求和以生成经回声消除的信号；
其中，所述权重计算器被布置为至少部分地基于以所述经回声消除的信号为基础而生成的数字信号的成本函数，来执行用于选择所述权重的操作。
2.如权利要求1所述的回声消除器，其中，所述权重计算器被布置为基于下述等式来执行用于选择所述权重的操作：
Figure FDA0002300293800000011
其中Z(n)表示所述数字信号，W表示包括所述权重的权重矢量，并且g表示位于用于生成所述数字信号的路径上的可变增益放大器的增益。
3.如权利要求1所述的回声消除器，其中，所述权重计算器被布置为执行下述操作：
基于所述经回声消除的信号来生成信号；
基于在第一时间间隔期间被应用到所述衰减器单元的衰减器的权重的第一值来计算所述信号的成本函数的第一值；
基于在第二时间间隔期间被应用到所述衰减器的权重的第二值来计算所述信号的成本函数的第二值；
将所述权重的初始值选择为等于所述权重的第一值和所述权重的第二值中的一个；并且
执行基于所述权重的初始值来检索所述权重的第三值的操作，以使得通过在第三时间间隔期间将所述权重的第三值应用到所述衰减器而计算得出的所述信号的成本函数的第三值小于所述信号的所述成本函数的第一值和所述成本函数的第二值中的每个值。
4.如权利要求1所述的回声消除器，其中，所述回声消除器被包括在用户设备UE中。
5.如权利要求1所述的回声消除器，其中，所述回声消除器被包括在基站和增强节点B即eNB之一中。
6.一种无线通信系统，包括：
接收器，所述接收器接收包含回声信号的信号；
发射器，所述发射器发送发送信号；以及
回声消除器，所述回声消除器包括：
第一矢量调制器，所述第一矢量调制器从第一多个信号的和生成第一输出信号，所述第一多个信号被基于第一组权重进行衰减，所述第一多个信号中的每个信号具有相对于所述发送信号的第一经延迟版本的相移；
第二矢量调制器，所述第二矢量调制器从第二多个信号的和生成第二输出信号，所述第二多个信号被基于第二组权重进行衰减，所述第二多个信号中的每个信号具有相对于所述发送信号的第二经延迟版本的相移；
求和器，所述求和器对所述第一输出信号、所述第二输出信号、以及所述包含回声信号的信号进行求和以生成经回声消除的信号；以及
权重计算器，所述权重计算器被布置为基于以所述经回声消除的信号为基础而生成的数字信号的成本函数，来执行为所述第一组权重和所述第二组权重选择值的操作。
7.如权利要求6所述的无线通信系统，其中，所述回声消除器还包括：功率测量单元，所述功率测量单元测量所述数字信号在一段时间内的功率以获得所述数字信号的功率的值。
8.如权利要求7所述的无线通信系统，其中，所述回声消除器还包括：
可变增益放大器，该可变增益放大器修改所述经回声消除的信号，以及
模拟-数字转换器，该模拟-数字转换器在所述经回声消除的信号被所述可变增益放大器修改后对所述经回声消除的信号进行转换以生成所述数字信号。
9.如权利要求8所述的无线通信系统，其中，所述回声消除器被布置为以基于所述可变增益放大器的增益的补偿值来对所述数字信号的功率的值进行补偿。
10.如权利要求6所述的无线通信系统，还包括功率监视器，所述功率监视器在所述第一组权重和所述第二组权重的值已被选出后监视所述数字信号的功率的值，并且如果所述数字信号的功率的值超过了阈值，则使得所述回声消除器执行调整所述第一组权重和所述第二组权重的值的附加操作。
11.如权利要求6所述的无线通信系统，其中，所述接收器和所述发射器被包括在所述无线通信系统的全双工收发器中。
12.如权利要求6所述的无线通信系统，其中，所述接收器被布置为接收下行链路信号。
13.如权利要求6所述的无线通信系统，其中，所述接收器被布置为接收上行链路信号。
14.一种用于无线通信系统中的回声消除的方法，所述方法包括：
由多个移相器生成输出信号，所述移相器中的每个移相器生成所述输出信号中的一个输出信号，所述输出信号中的每个输出信号具有相对于发送信号的相移；
基于权重对所述多个移相器中的每个移相器的输出信号进行衰减以生成经衰减的信号，所述经衰减的信号中的每个经衰减的信号对应于所述多个移相器中的一个移相器的输出信号；
执行选择所述权重的值的操作，而无需使用与所述发送信号相关联的分量作为输入来计算所述权重的值；以及
对包含回声信号的接收信号和所述经衰减的信号进行求和以生成经回声消除的信号；
其中，选择所述权重的值的操作是至少部分地基于数字信号的成本函数而执行的，所述数字信号的成本函数是基于所述经回声消除的信号而生成的。
15.如权利要求14所述的方法，其中，选择所述权重的值的操作是基于以下等式执行的：
Figure FDA0002300293800000041
其中Z(n)表示所述数字信号，W表示包括所述权重的权重矢量，并且g表示位于用于生成所述数字信号的路径上的可变增益放大器的增益。
16.如权利要求14所述的方法，还包括：
基于所述经回声消除的信号来生成信号；
基于在第一时间间隔期间被应用到衰减器单元的衰减器的权重的第一值来计算所述信号的成本函数的第一值；
基于在第二时间间隔期间被应用到所述衰减器的权重的第二值来计算所述信号的成本函数的第二值；
将所述权重的初始值选择为等于所述权重的第一值和所述权重的第二值中的一个；并且
执行基于所述权重的初始值来检索所述权重的第三值的操作，以使得通过在第三时间间隔期间将所述权重的第三值应用到所述衰减器而计算得出的所述信号的成本函数的第三值小于所述信号的所述成本函数的第一值和所述成本函数的第二值中的每个值。
17.一种计算机可读介质，其上存储有指令，所述指令当被执行时使得无线通信系统执行根据权利要求14-16中任一项所述的方法。
18.一种用于无线通信系统中的回声消除的方法，所述方法包括：
接收包含回声信号的信号；
发送发送信号；
从第一多个信号的和生成第一输出信号，所述第一多个信号被基于第一组权重进行衰减，所述第一多个信号中的每个信号具有相对于所述发送信号的第一经延迟版本的相移；
从第二多个信号的和生成第二输出信号，所述第二多个信号被基于第二组权重进行衰减，所述第二多个信号中的每个信号具有相对于所述发送信号的第二经延迟版本的相移；
对所述第一输出信号、所述第二输出信号、以及所述包含回声信号的信号进行求和以生成经回声消除的信号；以及
基于以所述经回声消除的信号为基础而生成的数字信号的成本函数，来执行为所述第一组权重和所述第二组权重选择值的操作。
19.如权利要求18所述的方法，包括：测量所述数字信号在一段时间内的功率以获得所述数字信号的功率的值。
20.如权利要求18所述的方法，还包括：
修改所述经回声消除的信号，以及
在所述经回声消除的信号被修改后，对所述经回声消除的信号进行转换以生成所述数字信号。
21.如权利要求19所述的方法，还包括：以基于可变增益放大器的增益的补偿值来对所述数字信号的功率的值进行补偿。
22.如权利要求18所述的方法，还包括：在所述第一组权重和所述第二组权重的值已被选出后监视所述数字信号的功率的值，并且如果所述数字信号的功率的值超过了阈值，则执行调整所述第一组权重和所述第二组权重的值的附加操作。
23.一种计算机可读介质，其上存储有指令，所述指令当被执行时使得无线通信系统执行根据权利要求18-22中任一项所述的方法。
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