CN1643866A - 多信道无线接收机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了在接收机处接收多个信息信号的方法和系统。每个信息信号通过相应的传输信道传播。接收机包含多条接收机信道，其中每条接收机信道接收相应的信息信号。调整与每条接收机信道相关联的每个接收到的信息信号的振幅，使所有接收到的信息信号的振幅都尽可能大，同时依然保持每个接收到的信息信号的信号错误的目标电平。还可调整接收到的信息信号的振幅，使每个接收到的信息信号的信号错误大致相等。为辅助估计接收到的信息比特流，可通过测量噪声参考和失真参考校准每条接收机信道。接收到的信息信号可以是多载波信号，并可通过接收其中至少有一个子载波为空的多载波信号实现对每条接收机信道的校准，并在接收空的子载波期间估计每条接收机信道的噪声参考和失真参考。接收机可包括空间处理和解调，对于经过空间复用或传输分集的接收到的信息信号，所述空间处理和解调提供了对接收到的信息比特流的估计。

Description

多信道无线接收机
技术领域
本发明一般地涉及具有多条接收机信道的无线通信接收机。更具体地说，本发明涉及一种系统和方法，用于为使接收到的信号特征最优化而调整与每条接收机信道相关联的多个接收到的信息信号的振幅。
背景技术
无线通信系统通常包括在一定范围或区域内，从传输源(例如基地台收发站)被无线地传输到一个或多个接收机(例如用户单元)的承载信息的调制载波信号。
一种形式的无线通信包括多个发射机天线和/或多个接收机天线。多天线通信系统可以支持通信分集(communication diversity)和空间复用(spatial multiplexing)。
无线信道
图1示出了沿很多不同的(多条)传输路径从发射机110传播到接收机120的调制载波信号。
多路径可以包括主要信号和由发射机和接收机之间物体的信号反射所引起的复制或回波映像的合成。接收机会接收由发射机发送的主要信号，但也会接收由位于信号路径上的物体反射的次要信号。反射信号要晚于主要信号到达接收机。由于这种未对准性(misalignment)，多路径信号会引起接收到的信号的失真或符号间干扰。
实际接收到的信号可以包括主要信号和一些反射信号的组合。因为原始信号的传播距离要比反射信号的短，所以信号在不同的时刻被接收到。最先接收到的信号和最后接收到的信号之间的时间差被称为延迟扩展(delay spread)，并且该时间差可以大到几个微秒。
调制载波信号所传播的多条路径通常会导致调制载波信号的衰落。当多条路径减性组合起来时，衰落会引起调制载波信号振幅的衰减。
空间复用
空间复用是一种传输技术，该技术在基地台收发站和用户单元两者处都采用多个天线，从而提高无线通信链路中的比特率，并且没有附加的功率或带宽消耗。在某些条件下，空间复用可以提供频谱效率关于天线数量的线性增长。例如，如果在发射机(基地台收发站)和接收机(用户单元)处使用三个天线，那么可能经过编码的信息符号流被分裂成三个独立的子流。这些子流占据着多路访问协议的相同信道。多路访问协议的可能的相同信道包括在时分多路访问协议中的相同时隙，在频分多路访问协议中的相同频隙，在码分多路访问协议中的相同码序或者在空分多路访问协议中的相同的空间目标位置。这些子流可以被分别应用到发射天线并且通过无线电信道进行传输。由于环境中存在各种散射物体，所以每个信号都会经历多路径传播。
最终由接收天线阵列以随机相位和振幅捕获由传输产生的合成信号。在接收机阵列处，会对接收到的信号中的每一个的空间特征进行估计。基于该空间特征，应用信号处理技术来分开这些信号，从而恢复原始子流。
图2示出了向接收机天线阵列240传输数据符号的三个发射机天线阵列210、220、230。每个发射机天线阵列和每个接收机天线阵列都包括空间上分离的多个天线。连接到接收机天线阵列240的接收机将接收到的信号分开。
多天线系统采用空间复用来提高数据速率。在这种方案中，通过分离的天线发送多个发射信号，从而获得数据速率的线性增长。空间复用方案不需要在发射器处了解信道知识，但是在传输品质不好的信道中会遭受性能损失。传输品质不好的信道包含一些特性，这些特性会消除或者削弱发射信号的一些要素。结果，接收机接收到发射信号的严重失真的拷贝并且遭受性能损失。因此就需要附加的传输预处理方案，该方案可以在传输品质不好的信道中假定信道知识并且减轻性能损失。
通信分集
天线分集是一种被用在基于多天线的通信系统中的技术，用于减小多路径衰落的影响。可以通过为发射机和/或接收机提供两个或多个天线来获得天线分集。每个发射和接收天线对都包括一条传输信道。这些传输信道以统计上独立的方式衰落。因此，当一条传输信道由于多路径干扰的破坏性影响而发生衰落时，其它传输信道不太可能同时遭受衰落的影响。依靠这些独立的传输信道所提供的冗余度，接收机通常可以减小衰落的有害影响。
多信道接收机一般与空间复用或者分集信号相关联。一般地，接收到的多个发射信号中的每一个都具有彼此不相同的信号振幅。并且，与接收到的信号中的每一个相关联的噪声和失真也是不同的。当使接收机接收到的信号的信息信号功率相对于信息信号的干扰和噪声最优化时，多信道接收机具有最好的性能。
用于在公共接收机上接收多个信息信号的方法和系统是我们所希望得到的。该方法和系统应该包括这样的接收机，即在其中使接收到的信息信号的信号功率最优化的同时，使接收到的信息信号的错误最小化。并且，所述方法和系统应该包括精确地表征错误的能力。
发明内容
本发明包括一种方法和系统，用于调整多信道接收机所接收到的信息信号的振幅，从而使噪声和失真的影响最小化。本发明还包括对噪声和失真的影响进行校准(calibrate)。
本发明的第一实施例包括用于在接收机处接收多个信息信号的方法。每个信息信号通过相应的传输信道进行传播。接收机包括多条接收机信道，每条传输信道对应于一条接收机信道。每条接收机信道接收相应的信息信号。调整与每条接收机信道相关联的每个接收到的信息信号的振幅，使得所有接收到的信息信号的振幅都尽可能的大，同时接收到的信息信号中的每一个的信号错误仍然保持在目标电平(target level)。可以进一步调整接收到的信息信号的振幅，使得接收到的信息信号中的每一个的信号错误大致相等。
第一实施例还可以包括对已调振幅的接收到的信息信号进行信号处理，从而允许对接收到的信息比特流进行估计。信号处理可以包括下述的空间处理和解调，对于经过空间复用的接收到的信息信号，所述空间处理和解调可以提供对接收到的信息比特流的估计。信号处理可以包括下述的空间处理和解调，对于经过传输分集的接收到的信息信号，所述空间处理和解调可以提供对接收到的信息比特流的估计。
第二实施例与第一实施例相似。第二实施例还包括通过测量噪声参考和失真参考来对每条接收机信道进行校准，以辅助对接收到的信息比特流的估计。可以利用噪声参考和失真参考的统计和来估计信号错误。还可以调整接收到的信息信号的振幅，使得接收到的信息信号中的每一个的信号错误大致相等。还可以调整接收到的信息信号的振幅，使得接收到的信息信号中的每一个的信号错误与已经确定的目标错误大致相等。该目标错误取决于信号错误可以是动态的。该目标错误可以通过使归一化的错误信号最小化来确定。
另一个实施例包括还被用于调整接收到的信息信号的振幅的噪声参考和失真参考。
另一个实施例包括还被用于辅助选择信息信号的传输模式的噪声参考和失真参考。
第三实施例与第二实施例相似。第三实施例还包括接收到的信息信号是多载波信号，并且可以通过接收其中至少有一个子载波为空的多载波信号来实现对每条接收机信道的校准。在接收空的子载波期间，可以估计每条接收机信道的噪声参考和失真参考。通过在接收零时隙期间估计每条接收机信道的噪声参考和失真参考，可以在接收机被相位锁定到该信息信号的发射机之前完成对每条接收机信道的校准。通过在置零的子载波期间估计每条接收机信道的噪声参考和失真参考，可以在接收机被相位锁定到所述信息信号的发射机之后完成对每条接收机信道的校准。
在对接收到的信息信号进行数字采样之前，以及在对接收到的信息信号进行数字采样之后都可以对接收到的信息信号进行振幅调整。
第四实施例包括在接收机处接收多个信息信号的方法。这些信息信号每一个都通过相应的传输信道进行传播。接收机包括多条接收机信道，每条传输信道对应于一条接收机信道。每条接收机信道接收相应的信息信号。调整与每条接收机信道相关联的每个接收到的信息信号的振幅，使得所有已接收到的信息信道的振幅都大致等于最大目标电平。校准接收到的信息信号中的每一个，使得对于已接收到的信息信号中的每一个，与之相关联的信号错误都大致相等。为了辅助对接收到的信息比特流的估计，可以通过测量噪声参考和失真参考来校准每条接收机信道。
第五实施例与第四实施例相似。第五实施例还包括利用对噪声参考和失真参考求和来估计信号错误。接收到的信息信号的振幅还可以被调整，使得接收到的信息信号中的每一个的信号错误都大致相等。噪声参考和失真参考还可以被用来调整接收到的信息信号的振幅。噪声参考和失真参考还可以被用来辅助选择信息信号的传输模式。
第六实施例与第四实施例相似。第六实施例还包括接收到的信息信号是多载波信号，并且可以通过接收其中至少有一个子载波为空的多载波信号来实现对每条接收机信道的校准。在接收空的子载波期间，可以估计每条接收机信道的噪声参考和失真参考。通过在接收零时隙期间估计每条接收机信道的噪声参考和失真参考，可以在接收机被相位锁定到信息信号的发射机之前完成对每条接收机信道的校准。通过在置零的子载波期间估计每条接收机信道的噪声参考和失真参考，可以在接收机被相位锁定到信息信号的发射机之后完成对每条接收机信道的校准。
第七实施例与第四实施例相似。第七实施例还包括对噪声参考和失真参考的监视。接收到的信息信号可以是多载波信号，并且通过将该多载波信号的奇数音调置零可以确定噪声参考。可以通过将该多载波信号中的多个置零来确定失真参考，并且通过将该多载波信号中的所有置零来确定噪声参考。失真参考可以被确定为在多个时间间隔上的噪声和失真的统计量。
最大目标电平可以通过已确定的目标信号值来确定。已确定的目标信号值可以取决于噪声参考和失真参考的表征来动态地调整。
与信息信号中的每一个相关联的信号错误可以被调整到与已确定的目标错误值大致相等。已确定的目标错误值可以取决于噪声参考和失真参考的表征来动态地调整。
结合附图，本发明的其他方面和优点将在接下来的详细说明中变得清楚，附图示例性地图示了本发明的原理。
附图说明
图1示出了现有技术的无线系统，该系统包括从系统发射机到系统接收机的多条路径。
图2示出了现有技术的无线系统，该系统包括空间上分离的多个发射机天线和空间上分离的多个接收机天线。
图3示出了本发明的一个实施例。
图4示出了本发明的另一个实施例，在该实施例中描绘了噪声和干扰源。
图5示出了正交频分复用(OFDM)子载波信号的频谱。
图6示出了本发明的另一个实施例，该实施例具有表征与多个接收到的信号相关联的噪声和失真的能力。
图7是示出了接收到的信息信号的噪声和失真与接收到的信息信号的功率之间关系的坐标图。
图8示出了本发明一个实施例中包括的步骤或动作的流程图。
图9示出了本发明另一个实施例中包括的步骤或动作的流程图。
具体实施方式
如以说明为目的的附图中所示出的，本发明包含方法和系统，用于调整多信道接收机的接收到的信息信号的振幅，从而使噪声和失真的影响最小化。本发明还包括对噪声和失真的影响的校准。
现在将要参考附图详细说明本发明的具体实施例。在各种不同类型的无线通信系统中都可以实现本发明的技术。该技术尤其适合于蜂窝无线通信系统。基站通过无线信道向多个用户传输下行信号。另外，用户通过无线信道向基站传输上行信号。这样，对于下行通信而言，基站是发射机，用户是接收机，而对于上行通信而言，基站是接收机，用户是发射机。用户可以是移动的或是固定的。示例性的用户包括诸如便携式电话、车载电话一类的设备，以及诸如在固定位置上的无线调制解调器一类的固定接收机。
可以为基站提供多个天线，从而允许天线分集技术和/或空间复用技术。另外，可以为每个用户装备多个天线，从而允许进一步的空间复用和/或天线分集。单输入多输出(SIMO)和多输入多输出(MIMO)的配置都是可能的。在这两种配置的任一种配置中，都可以采用单载波或者多载波通信技术。虽然本发明的技术适用于点到多点的系统，但是并不局限于这样的系统，而是可以适用于具有至少两个无线通信设备的任何无线通信系统。因此，为了简单起见，虽然我们了解本发明可以应用于具有任意数目的发射机—接收机对的系统，但是接下来的说明将集中在将本发明应用于单个的发射机—接收机对的情况。
本发明的点到多点的应用可以包括各种类型的多路访问方案。这些方案包括但不局限于时分多路访问(TDMA)、频分多路访问(FDMA)、码分多路访问(CDMA)、正交频分多路访问(OFDMA)和子波分多路访问。
传输可以是时分双工(TDD)的。即，下行传输可以占据与上行传输相同的信道(相同的传输频率)，但是在不同时刻发生。或者，传输可以是频分双工(FDD)的。即，下行传输可以处在与上行传输不同的频率上。FDD允许下行传输和上行传输同时发生。
通常，无线信道的变化导致上行和下行信号经历衰减、干扰、多路径衰落和其他有害影响的电平的上下波动。另外，(由于在传播环境中的建筑物和其他障碍物的反射而引起的)多个信号路径的存在导致整个频带宽度上信道响应的变化，并且这些变化也可以随时间改变。从而，信道通信参数会出现随时间的改变，所述信道通信参数例如是数据容量、频谱效率、吞吐量以及信号品质参数，例如信号与干扰及噪声比(SINR)和信噪比(SNR)。
使用各种可能的传输模式中的一种通过无线信道传输信息。为了当前应用的目的，传输模式被定义成具体的调制类型和速率，具体的编码类型和速率，并且还可以包括传输的其他受控方面，例如天线分集或空间复用的使用。使用具体的传输模式，可以对想要通过无线信道进行通信的数据进行编码、调制和传输。典型的编码模式的示例有卷积和区块码，更具体地说，有本领域内公知的编码例如汉明码(Hamming Code)、循环码(Cyclic Code)以及里德-所罗门码(Reed-Solomon Code)。典型的调制模式的示例是例如BPSK、QPSK和其他m进制PSK的圆形星座和例如4QAM、16QAM和其他m进制QAM的方形星座。其他流行的调制技术包括GMSK和m进制FSK。这些在通信系统中的各种传输模式的实现和使用在本技术领域是公知的。
对于存在显著延迟扩展的信道，通常采用正交频分复用(OFDM)调制系统(将在以后说明)。在包括多个频率音调的OFDM系统中，延迟扩展导致每个频率音调具有不同的衰落。
图3示出了本发明的实施例。该实施例包括多个接收机天线R1、R2...RN。每个接收机天线R1、R2...RN对应于不同的接收机链。
每个接收机链一般包括可调增益元件、频率转换器和模数转换器(ADC)。例如，第一接收机链包括第一可调增益元件310、第一频率转换器312和第一ADC 314。第一数字可调增益元件316已经被包括进来，用于描述在第一ADC 314之后可能包括的增益调整。第二接收机链包括第二可调增益元件320、第二频率转换器322和第二ADC 324。第二数字可调增益元件326已经被包括进来，用于描述在第二ADC 324之后可能包括的增益调整。第N接收机链包括第N可调增益元件330、第N频率转换器332和第N ADC 334。第N数字可调增益元件336已经被包括进来，用于描述在第N ADC 334之后可能包括的增益调整。
接收机控制器340产生用于可调增益元件310、320、330，频率转换器312、322、332以及ADC 314、324、334的驱动信号。可调增益元件310、320、330可以增大或者减小接收机链接收到的信息信号的振幅。可调增益元件310、320、330的控制信号被标明为A1、A2...AN。
一般地，频率转换器312、322、332将接收机链接收到的信息信号的频率下变频到基带频率。用于将信息信号下变频的驱动信号被标明为LO1、LO2...LON。一般地，驱动信号LO1、LO2...LON都工作在相同的频率上，并且频率转换器312、322、332将信息信号的频率下变频到公共的基带频率。
ADC 314、324、334对模拟的基带信息信号采样，以产生接收到的信息信号的数字表示。决定ADC 314、324、334的采样频率的采样信号也可以由接收机控制器340来产生。
如前面所提到的，已经包括了数字可调增益元件316、326、336，用于表明也可以在数字(采样的)域调整接收到的信息信号的振幅。将会了解到，对接收到的信息信号的下变频也可以发生在数字域。
接收到的信息信号可以从包括k条空间上分离的数据流的发射机传输。一般地，这样的发射机会对k条数据流中的每一条应用编码模式，来对将要被传输的数据进行编码。传输之前，数据可以被交织(interleaved)或者预编码。交织和预编码在通信系统的领域是公知的。数据的传输速率或吞吐量取决于k条数据流中的每一条所使用的调制、编码速率和传输方案(分集或者空间复用)而变化。
解调和空间处理模块350执行接收处理，从而恢复该k条已编码的数据流。为了恢复数据，要对被恢复的k条数据流进行信号检测、解码和解复用。在天线分集处理的情况下，应该了解这时k等于1，并且因此只存在一条被恢复的数据流。
本发明的实施例包括对与每条接收机信道相关联的每个接收到的信息信号的振幅的调整，从而使得所有接收到的信息信号的振幅都尽可能的大，同时依然保持接收到的信息信号中的每一个的信号错误的目标电平。接收到的信息信号的信号错误一般包括噪声和失真两者。
图4示出了本发明的实施例，在其中描绘了噪声和干扰源。甚至在被接收机链接收到之前，接收到的信息信号就已经具有与其相关联的噪声和失真分量。但是，接收机链也会对接收到的信息信号造成一些信号错误(噪声和失真)。
每个接收机链都具有绝对噪声底(noise floor)。该噪声底助长了与接收到的信息信号相关联的噪声。另外，接收机链中的组件的每一个也会助长接收到的信息信号的失真。
第一接收机链包括第一信号失真源d1和第一噪声源n1。第一信号失真源d1和第一噪声源n1的影响可以由包括在第一接收机链中的所有组件来产生。更准确地说，对第一信号失真源d1和第一噪声源n1的贡献可以来自于第一可调增益元件310、第一频率转换器312和第一ADC 314。对于其他的接收机链，示出了相应的信号失真源d2，dN和噪声源n2，nN。
为了使接收机链中的每一个的绝对噪声底对接收到的信息信号的影响最小化，就希望使可调增益元件310、320、330的增益最大化。放大接收到的信息信号可以相对于该接收机链的绝对噪声底，增大接收到的信息信号的振幅和噪声。因此一般地，会希望使可调增益元件310、320、330的增益最大化。
由接收机链中的每一个造成的信号失真一般是由于每个接收机链中的每个组件的非线性效应而造成的。例如，如果在可调增益元件310、320、330的输出端接收到的信息信号的振幅太大，那么可调增益元件310、320、330将会饱和，并且对接收到的信息信号添加大量的谐波失真。相似的失真影响也可能由频率转换器312、322、332和ADC 314、324、334来产生。因此，仅仅将可调增益元件310、320、330调整到增益的最大量，会极大地助长接收到的信息信号的总的信号错误。
后面将会说明，当调整可调增益元件310、320、330时可以对信号错误进行监视。通常最好的性能发生在当可调增益元件310、320、330的增益最大化，同时被监视的信号错误保持在预定的门限以下的时候。可以通过对无线传输信道的仿真和/或测试来确定预定的门限。
正交频分复用(OFDM)调制
频分复用系统包括将可用的频率带宽划分为多个数据载波的功能。OFDM系统包括多个载波(或音调)，这些载波在可用的频谱上划分被传输的数据。在OFDM系统中，认为每个音调和相邻的音调是正交的(独立的或不相关的)。OFDM系统使用数据的突发(burst)，每次突发的持续时间要比延迟扩展大得多，从而使延迟扩展造成的ISI的影响最小化。数据以突发的形式被传输，并且每一次突发由后面跟数据符号的循环前缀(cyclic prefix)，和/或后面跟循环后缀(cyclic suffix)的数据符号所组成。
图5示出了OFDM子载波信号510、520、530、540、550、560的频谱。每个子载波510、520、530、540、550、560被不同的符号调制。
一个占用6MHz的示例性OFDM信号由1024个单独的载波(或音调)组成，每个载波在每次突发中运载单一的QAM符号。使用循环前缀或循环后缀来从先前的突发中吸收由多路径信号所引起的瞬变(transient)。另外，循环前缀或循环后缀使符号流看起来具有周期性。为循环前缀或循环后缀传输附加的符号(例如100个)。对于每个OFDM符号周期，总的1124个样本通过每次突发中只有1024个特有的QAM符号来传输。一般而言，到循环前缀结束时，由组合的多路径信号所形成的波形不是来自先前突发的任意样本的函数。因此，没有ISI发生。循环前缀必须要大于多路径信号的延迟扩展。
信号错误的校准
图5中的OFDM子载波信号的频谱可以至少包括一个为空的子载波，例如子载波540。可以在空的子载波540的频隙和时隙对噪声和失真进行校准。由于在置零子载波的校准时隙和频隙没有传输子载波，因而接收到的信号主要由信号错误组成。
通过将多载波系统中的一个子载波置零来对信号错误进行校准，这样的方法实质上比通过将单载波系统的单个载波置零来获得对信号错误的估计或校准要好。将单载波系统的载波置零消除了被置零载波所占据的时隙内的所有信号能量。这样一来，在接收被置零载波期间，接收机链内的组件将不会造成失真。因此，当接收非零载波时，在接收置零载波期间对信号错误的估计就成了不准确的信号错误的估计。但是，使用多载波信号内的一个置零的子载波来估计信号错误可以提供对信号错误更为准确的估计，因为在传输置零载波期间，大多数的子载波还是以全功率传输的。因此，接收机链内的组件具有由于信号能量通过组件而造成的失真。如果大量载波被置零，则可以通过提升非零载波的功率电平来补偿被置零的载波。
图6示出了本发明的另一个实施例，该实施例具有表征与多个接收到的信号相关联的信号、噪声和失真的能力。图6只示出了单一的接收机链。应该了解，多链(信道)接收机的每个接收机链都可以包括图6中示出的接收机链的特征。
如先前的实施例所示，接收机天线RN接收信息信号。模拟可调增益元件610修改接收到的信息信号的振幅。频率转换器620对接收到的信息信号进行下变频。ADC 630对这个下变频的信息信号进行采样。数字可调增益元件635修改经采样的接收到的信息信号的振幅。FFT(快速傅立叶变换)模块640将在ADC 630的输出端经时间采样的响应转换到频域。FFT模块640一般被包括在先前讨论的空间处理模块350中。
取决于接收机是否具有到传输所述信息信号的发射机的频率和时间锁定来设置统计收集器650。后面将会说明，在被置零的信号时隙期间可以执行噪声和失真校准，或者如前所述，在多载波信号的零音调的时隙期间，并且在该零音调的频率上执行噪声和失真校准。如果在被置零的信号时隙期间执行校准，那么统计收集器650被连接到FFT模块640之前(在数字可调增益元件635之前和/或之后)。如果在零音调的时间和频率上执行校准，那么统计收集器650被连接到FFT模块640之后的输出端。将统计收集器650连接到FFT之后的输出端要求将接收机锁定到发射机。
在统计收集器650的任一种设置中，都要在不存在传输信号的接收到的输入之上生成一个样本。该样本代表着接收到的信号的噪声和失真。在已知存在信息信号的输入之上也要生成一个样本。这两个样本(不带信号的样本和带信号的样本)可以用于估计信号与信号错误(噪声加失真)之间的比率。后面将会说明，该比率可以用于设置可调增益元件610、635以及设置传输信号的调制模式。
第二信号选择器680决定是否通过比较带信号的样本与目标信号(target_signal)，和/或通过比较不带信号的样本与目标错误(target_error)来实现对模拟可调增益元件610和/或数字可调增益元件635的调整AN。
信号组合器654接收来自其他的接收机链的信号输入S2、S3。信号组合器654允许其他的接收机链影响目标信号。噪声组合器656接收来自其他的接收机链的信号错误输入E1、E2。噪声组合器656允许其他的接收机链影响目标错误。信号组合器654与噪声组合器656互相连接，从而附加地允许来自其他链的信号输入S2、S3影响目标错误，并允许来自其他链的信号错误输入影响目标信号。
如果将一个信号样本与目标信号进行比较，第一比较器670则给出该信号样本与目标信号之间的差。第一低通滤波器(LPF)675在若干信号样本之上对第一比较器670的输出进行过滤或求平均值。第二信号选择器680被设置成允许第一LPF 675的输出控制模拟可调增益元件610和/或数字可调增益元件635的驱动。可调增益元件610、635的驱动控制将收敛到一种设置上，该设置中的信号样本与目标信号大致相等。
如果将一个不带信号的样本与目标错误进行比较，第二比较器660则给出该不带信号的样本与目标错误之间的差。第二低通滤波器(LPF)665在若干信号样本之上对第二比较器660的输出进行过滤或求平均值。第二信号选择器680被设置成允许第二LPF 665的输出控制模拟可调增益元件610和/或数字可调增益元件635的驱动。可调增益元件610、635的驱动控制将收敛到一种设置上，该设置中的信号样本与目标错误大致相等。
实施例包括统计收集器650，该统计收集器650取决于接收机是否已经获得到发射机的频率锁定来进行设置。换句话说，为了使接收机可以正确地估计被发送的信息，必须将接收机频率锁定到和时间锁定到发射机。可以通过使用在通信系统领域公知的向导子载波(pilot sub-carrier)来获得频率和时间锁定。如果接收机还没有获得频率锁定，那么可以在置零的信号时隙期间执行噪声校准。如果在置零的信号时隙期间执行校准，统计收集器650则被连接到FFT模块640之前(在数字可调增益元件635之前和/或之后)。在已经获得到发射机的频率锁定之后，可以在零音调的时间和频率上执行校准。如果在零音调的时间和频率上执行校准，统计收集器650则被连接到FFT模块640之后的输出端。
目标信号和目标错误的值可以基于先前的传输信道的仿真和表征。
目标信号和目标错误的值也可以基于接收机链内的组件的特征。更具体地说，组件中的每一个都具有信号振幅的一定范围，组件的操作在该范围内更加线性化(更少失真)。可以选择目标信号和目标错误，从而确保接收机链内的组件更可能工作在组件的线性输入功率范围之内。
将多信道接收机的多条接收机链的目标错误值设置为相同的值是有利的。另外，将多信道接收机的多条接收机链的目标信号值设置为相同的值也是有利的。或者，每条接收机链可以完全独立于其他的接收机链进行操作。
图7是示出了接收到的信息信号的噪声和失真与接收到的信息信号的功率之间关系的坐标图。第一曲线710描绘了接收到的信息信号的噪声分量与接收到的信息信号的功率电平之间的关系。该噪声分量已经利用接收到的信息信号的功率进行了归一化。该噪声分量包括接收到的信息信号的平均白高斯噪声和接收到的信息信号的相位噪声两者。如第一曲线710所描绘的，相对于接收到的信息信号的功率的噪声分量随着接收到的信息信号的功率的增大而减小。
第二曲线720描绘了接收到的信息信号的失真分量与接收到的信息信号的功率电平之间的关系。该失真分量已经利用接收到的信息信号的功率进行了归一化。如第二曲线720所描绘的，相对于接收到的信息信号的功率的失真分量随着接收到的信息信号的功率的增大而增大。
对第一曲线710和第二曲线720的观察揭示出，存在信号功率的一定中间范围，在该范围内，相对于接收到的信息信号的信号功率的噪声和失真分量最小。箭头730描绘了该信号功率的最优范围。
多链接收机的每条接收机链具有唯一的一组噪声和失真曲线。因此，信号功率的最优范围对于每条接收机链通常是不相同的。
噪声和失真曲线可以随时间而改变。例如温度、老化、衰落、同信道干扰、相邻信道干扰和信号突发一类的参数都可以影响噪声和失真曲线。因此，前述的信号功率的最优范围可以随时间而改变。前述的目标信号和目标错误的值可以随时间改变，从而适应随时间变化的信号功率的最优范围。更具体地说，目标信号和目标错误的值可以基于接收到的信息信号的平均白高斯噪声、相位噪声和非线性(失真)的连续表征。
可使用各种方法来表征接收到的信息信号的平均白高斯噪声、相位噪声和非线性(失真)。本发明的实施例包括将前述的多载波信号的各个子载波置零的方法。例如，通过将多载波信号中的全部载波置零可以获得对平均白高斯噪声的表征。通过将多载波信号中的一些载波置零可以获得对平均白高斯噪声、相位噪声和非线性(失真)的表征。通过将多载波信号中的奇数子载波置零可以获得对平均白高斯噪声和相位噪声的表征。从这三种表征中，白高斯噪声、相位噪声和非线性(失真)每个都可以被估计。
信号与信号错误之间比率的其他用途
信号错误可以被用在接收到的信号的解码过程中。例如，信号错误会随频率变化。可以用零音调来表征所述变化，并且然后将所述变化用于对接收到的信息信号的软解码。
如之前提到的，信号错误的校准可以提供对接收到的信号的信号功率与信号错误之间比率的估计。然后可以使用该比率来确定被传输到接收机的信息的最优传输模式。换句话说，信号功率与信号错误之间的比率可以被用来确定一种特定的调制类型和速率，一种特定的编码类型和速率，并且还可以包括传输的其他受控方面，例如天线分集或空间复用的使用。
图8示出了本发明一个实施例中包括的步骤或动作的流程图。该实施例包括在接收机处接收多个信息信号的方法。这些信息信号每个都通过相应的传输信道进行传播。接收机包括多条接收机信道，每条接收机信道对应一条传输信道。
该方法的第一步骤810包括每条接收机信道接收相应的信息信号。
第二步骤820包括调整与每条接收机信道相关联的每个接收到的信息信号的振幅，使得所有接收到的信息信号的振幅都尽可能的大，同时依然保持接收到的信息信号中的每一个的信号错误的目标电平。
图9示出了本发明另一个实施例的步骤或动作的流程图。
第一步骤910包括每条接收机信道接收相应的信息信号。
第二步骤920包括调整与每条接收机信道相关联的每个接收到的信息信号的振幅，使得所有接收到的信息信号的振幅都大致等于最大目标电平。
第三步骤930包括进一步调整与每条接收机信道相关联的每个接收到的信息信号的振幅，使得对于接收到的信息信号中的每一个，与之相关联的信号错误都大致相等。
虽然已经描述和图示了本发明的具体的实施例，但是本发明并不局限于如此描述和图示的部件的具体形式或安排。本发明仅仅由权利要求书来限定。

Claims (34)

1.一种在接收机处接收多个信息信号的方法，所述信息信号每个都通过相应的传输信道进行传播，所述接收机包含多条接收机信道，每条传输信道对应于一条接收机信道，所述方法包括：
每条接收机信道接收相应的信息信号；
调整与每条接收机信道相关联的每个接收到的信息信号的振幅，使得所有所述接收到的信息信号的振幅都尽可能的大，同时依然保持所述接收到的信息信号中的每一个的信号错误的目标电平。
2.如权利要求1所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号的振幅还被调整，使得所述接收到的信息信号中的每一个的信号错误都大致相等。
3.如权利要求1所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，还包括对所述经过振幅调整的接收到的信息信号进行信号处理，以允许对接收到的信息比特流进行估计。
4.如权利要求3所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述信号处理包括空间处理和解调，所述空间处理和解调为经过空间复用的接收到的信息信号提供了对所述接收到的信息比特流的估计。
5.如权利要求3所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述信号处理包括空间处理和解调，所述空间处理和解调为经过传输分集的接收到的信息信号提供了对所述接收到的信息比特流的估计。
6.如权利要求1所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，还包括通过测量噪声参考和失真参考来校准每条接收机信道，以辅助对接收到的信息比特流的估计。
7.如权利要求6所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中利用所述噪声参考与所述失真参考的统计和来估计所述信号错误。
8.如权利要求7所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号的振幅还被调整，使得所述接收到的信息信号中的每一个的信号错误都大致相等。
9.如权利要求7所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号的振幅还被调整，使得所述接收到的信息信号中的每一个的信号错误都大致等于已确定的目标错误。
10.如权利要求9所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述目标错误取决于信号错误是动态的。
11.如权利要求10所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中通过使归一化的错误信号最小化来确定所述目标错误。
12.如权利要求6所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述噪声参考和所述失真参考还被用于调整所述接收到的信息信号的振幅。
13.如权利要求6所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述噪声参考和所述失真参考还被用于辅助选择所述信息信号的传输模式。
14.如权利要求6所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号是多载波信号，并且通过接收其中至少有一个子载波为空的多载波信号来实现对每条接收机信道的校准，并且在接收所述空子载波期间估计每条接收机信道的所述噪声参考和所述失真参考。
15.如权利要求6所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号是多载波信号，并且通过在接收零时隙期间估计每条接收机信道的所述噪声参考和失真参考，在所述接收机被相位锁定到所述信息信号的发射机之前完成对每条接收机信道的校准。
16.如权利要求6所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号是多载波信号，并且通过在置零的子载波期间估计每条接收机信道的所述噪声参考和失真参考，在所述接收机被相位锁定到所述信息信号的发射机之后完成对每条接收机信道的校准。
17.如权利要求1所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中在所述接收到的信息信号被数字采样之前和在所述接收到的信息信号被数字采样之后，执行对所述接收到的信息信号的振幅调整。
18.一种在接收机处接收多个信息信号的方法，所述信息信号每个都通过相应的传输信道进行传播，所述接收机包含多条接收机信道，每条传输信道对应于一条接收机信道，所述方法包括：
每条接收机信道接收相应的信息信号；
调整与每条接收机信道相关联的每个接收到的信息信号的振幅，使得所有所述接收到的信息信号的振幅都大致等于最大目标电平；以及
校准所述接收到的信息信号中的每一个，使得对于所述接收到的信息信号中的每一个，与之相关联的信号错误都大致相等。
19.如权利要求18所述的在接收机处接收多个信息信号的方法还包括通过测量噪声参考和失真参考来校准每条接收机信道，以辅助对接收到的信息比特流的估计。
20.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中通过对所述噪声参考和所述失真参考求和来估计所述信号错误。
21.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号的振幅还被调整，使得所述接收到的信息信号中的每一个的信号错误都大致相等。
22.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述噪声参考和所述失真参考还被用于调整所述接收到的信息信号的振幅。
23.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述噪声参考和所述失真参考还被用于辅助选择所述信息信号的传输模式。
24.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号是多载波信号，并且通过接收其中至少有一个子载波为空的多载波信号来实现对每条接收机信道的校准，并且在接收所述空子载波期间估计每条接收机信道的所述噪声参考和所述失真参考。
25.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号是多载波信号，并且通过在接收零时隙期间估计每条接收机信道的所述噪声参考和失真参考，在所述接收机被相位锁定到所述信息信号的发射机之前完成对每条接收机信道的校准。
26.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号是多载波信号，并且通过在置零的子载波期间估计每条接收机信道的所述噪声参考和失真参考，在所述接收机被相位锁定到所述信息信号的发射机之后完成对每条接收机信道的校准。
27.如权利要求18所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，还包括对噪声参考和失真参考的监视。
28.如权利要求18所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中通过已确定的目标信号的值来确定所述最大目标电平。
29.如权利要求28所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述已确定的目标信号的值取决于所述噪声参考和所述失真参考的表征而被动态地调整。
30.如权利要求18所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中与所述信息信号中的每一个相关联的信号错误被调整到大致上等于已确定的目标错误的值。
31.如权利要求30所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述已确定的目标错误的值取决于所述噪声参考和所述失真参考的表征而被动态地调整。
32.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中所述接收到的信息信号是多载波信号，并且通过将所述多载波信号的奇数音调置零来确定所述噪声参考。
33.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中通过将所述多载波信号中的多个置零来确定所述失真参考，并且通过将所述多载波信号中的全部置零来确定所述噪声参考。
34.如权利要求19所述的在接收机处接收多个信息信号的方法，其中将所述噪声参考和所述失真参考确定为多个时间间隔上的噪声和失真的统计量。
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