CN1758564B

CN1758564B - 接收器内处理射频信号的方法和系统

Info

Publication number: CN1758564B
Application number: CN200510108917.4A
Authority: CN
Inventors: 文科·厄斯戈; 尤里·兰道; 皮特·范鲁延; 马克·肯特
Original assignee: Zyray Wireless Inc
Current assignee: Avago Technologies Fiber IP Singapore Pte Ltd
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: TWI320643B; US20100069032A1; EP1646160A2; DE602005021443D1; EP1646160B1; CN1758564A; US8155613B2; US7586886B2; EP1646160A3; US7865162B2; US20060072528A1; US20110098082A1; TW200640171A

Abstract

本发明公开了一种在接收器内处理射频信号的方法和系统，包括通过多个接收天线接收HSDPA信号；通过一单权重单个地调整所述接收的HSDPA信号的一部分的相位；合并所述接收的HSDPA信号的已调整相位的部分与所述接收的HSDPA信号中的至少一个信号，生成合并HSDPA信号。至少一个控制信号可控制所述接收的HSDPA信号的相位调整。多个离散相位可被传送给一个相移调整器并用于调整所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位，其中所述多个离散相位在0弧度到2π弧度之间。相移信道估计值可在所述标识时间内生成以确定所述离散相位。期望相位可从所述相移信道估计值中生成，单权重可从所述期望相位中生成。

Description

接收器内处理射频信号的方法和系统

技术领域

本发明涉及射频信号的接收，更具体地，本发明涉及一种在接收器内处理射频信号的方法和系统。

背景技术

移动通信改变了人们通信的方式，移动电话也从一种奢侈品转变为人们日常生活的基本组成部分。移动电话的使用取决于社会情况，而不受地点和技术的限制。当前，语音连接已经满足了日常通信的基本需要，移动语音连接正不断溶入日常生活的方方面面，而移动通信革命的下一步将是移动互联网。移动互联网将注定成为日常信息的主要来源，在这以后，更加便利的通用移动数据接入将接踵而至。

为满足对未来移动互联网的上述要求，特别设计了第三代(3G)蜂窝网络。随着这些服务的应用更加普及，网络容量的最优性价比和服务质量(QoS)等因素对于蜂窝电话运营商来说，将变得更为重要。可以通过仔细的网络规划和运作以及传输方法和接收器技术的改进来实现上述因素。在这里，运营商需要一种技术来增加下行吞吐量，然后提供更加出色的QoS性能和传输速率，来同使用电缆调制解调制器和DSL方式提供服务的运营商展开竞争。在这点上，建设基于宽带CDMA(WCDMA)技术的网络，可以为今天的无线运营商提供向终端用户传输数据更加可行的选择。

图1a所示为现有的WCDMA规范为增加下行吞吐量进行的技术发展的时间轴示意图。图1a中示出了各种无线技术所能提供的数据率，这些技术包括通用分组无线业务(GPRS)100、GSM(全球移动通信系统)的增强数据率技术(EDGE)102、通用移动通信系统(UMTS)104以及高速下行分组接入(High Speed Downlink Package Access，简称HSDPA)106。

GPRS和EDGE技术可以用于提高当前的第二代系统如GSM的数据吞吐量。GSM技术可以支持高达14.4Kb/s的数据率，而2001年提出的GPRS技术允许使用每个时分多址(TDMA)帧中多达8个的时隙传送数据，从而可以支持高达155Kb/s的数据率。相比之下，GSM技术只允许使用TDMA帧中的1个时隙传送数据。2003年提出的EDGE技术，可以支持的高达384Kb/s的数据率。EDGE技术使用八进制移相键控(8-psk)调制来提供比GPRS更高的数据率。GPRS和EDGE技术通常认为是“2.5”代技术。

2003年提出的UMTS技术，理论数据率可高达2Mb/s，是一种在GSM基础上改进的WCDMA 3G系统。UTMS技术之所以能提供如此高的传输速率，其一个原因是它使用了5MHz的WCDMA信道带宽，而GSM使用的是200KHz的信道带宽。HSDPA是一种基于网际协议(IP)的服务技术，用于数据通信领域，采用WCDMA来支持10Mb/s的数据传输速率。经过第三代移动通信合作项目(3GPP)组的进一步发展，HSDPA技术现在可以使用多种方法来提供更高的数据传输速率。例如，许多传输决定可以在基站级别上作出，对此在移动交换中心(局)作出，其更靠近用户设备。这些决定包括决定要传输的数据的调度，数据什么时候发送，以及对传输信道的质量进行评估。HSDPA技术还可以使用可变编码率。HSDPA技术还可以在高速下行共享信道(HS-DSCH)上支持16位正交调幅，从而允许多个使用者可以共享一条空中接口信道。

在某些例子中，HSDPA可以使网络容量增大两倍，且数据传输速率比最先进的3G网络还高5倍(超过10Mb/s)。HSDPA还可以降低下行传输延迟的偏差，进而缩短网络和终端设备之间的往返周期。这些性能优势可以直接转化为网络性能和客户满意度的提升。因为HSDPA是WCDMA家族的一个扩展，所以它也是建立在世界上最流行的移动通信技术所提供的大经营节约性之上。HSDPA在许多方面提供了突破性的改进，这些改进包括：WCDMA网络分组数据容量、增强频谱和无线接入网络(RAN)硬件的效率以及最新型网络的实现。这些改进可直接转化为更低的每比特成本、更快更可用的服务，并且提供了一种可以在未来以数据为中心的市场中进行更有效竞争的网络。

HSDPA带来的容量、质量和性价比优势为网络运营商及其用户提供了一定程度上的收益。对运营商来说，对当前WCDMA网络的后向兼容升级，是在网络发展中迈出的非常合理同时又具有极高性价比的一步。在配置HSDPA时，它可以在同一运营商中与WCDMA Release 99服务共存，允许运营商为当前的WCDMA网络提供更大的容量和更高的数据传输速率。运营商可以以此方法在单个载频上支持数量可观的高速率用户。HSDPA使真正畅销型移动IP多媒体成为可能，并且在降低服务的每比特成本的同时拉动数据型服务消费提升，并因此拉动税收和底线网络利润的提升。对数据密集型应用的使用者来说，HSDPA的性能优势可以转化为更短的服务响应时间、更低的延迟和可明显感觉到的更快连接速度。用户还可以在打电话的同时使用HSDPA下载分组数据。

相比以前的或同时期的其他技术，HSDPA可以在多方面提供显著的性能提升。例如，HSDPA将WCDMA比特率扩展至10Mb/s，使用更高阶调制方式(16-QAM)以及使用自适应编码和调制方法实现更高的理论数据传输峰值。最大QPSK比特率是5.3Mb/s，使用16-QAM则为10.7Mb/s。高达14.4Mb/s的理论比特率可以在不使用信道编码的情况下实现。终端性能可以从900Kb/s提升到使用QPSK调制后的1.8Mb/s，使用QPSK调制后可达到3.6Mb/s甚至更高。最高性能级支持的最大理论比特率为14.4Mb/s。

但是，WCDMA和HSDPA等高级无线技术的实现仍然需要克服一些结构上的障碍。例如，耙式接收器是CDMA系统中最常用的接收器，这主要是因为其自身结构的简易性和合理的性能表现，WCDMA Release 99网络也设计为使用耙式接收器。耙式接收器包括一组扩频序列相关器，每个该相关器接收一个单独的多路信号。耙式接收器在多个不连续通路上工作。接收到的多路信号可以使用几种方式进行合并，在这些合并方式中最大比合并(MRC)是相关接收器优先考虑的方式。但是，在许多实际系统中，耙式接收器都不是最理想的，例如，它的性能可能会因为多址干扰(MAI)(也即由网络中其他用户引起的干扰)而下降。

多发射和/或接收天线的使用将带来分集增益，并且抑制在信号接收过程中产生的干扰。这种分集增益可通过以下几种方式提高系统性能：增加接收信噪比，提供更多的抗干扰能力，和/或允许更大范围的频率复用来实现更高的容量。在使用了多天线接收器的通信系统中，例如，可以使用一组M个接收天线消除M-1个干扰信号的影响。因此，可以使用N个发射天线同时在同一带宽上发射N个信号，随后，该发射信号被布置在接收器中的N个天线分离为N个单独的信号。使用多发射和多接收天线的系统通常被认为是多进多出(MIMO)系统。多天线系统，特别是MIMO系统引人注目的一个重要方面是使用这种配置后的，可以实现系统容量的的显著增加。总传输功率固定的情况下，MIMO配置所提供的容量可以随信噪比(SNR)的增加而变化。例如，在衰减多路径信道中，信噪比每增加3-dB，MIMO配置可以将系统容量额外增加近M个比特/周期(bit/cycle)。

但是，在无线通信中，特别是无线手持设备中广泛配置的多天线系统，由于其大小、复杂度和功耗的增加而引起成本增加，使得其应用范围受到限制。必须为每个发射和接收天线单独提供一个射频链直接导致了多天线系统成本的增加。每条射频链通常包括一个低噪声放大器(低噪放大器)，一个滤波器，一个下变频转换器和一个模/数转换器(A/D)。在某些现有的单天线无线接收器中，所需的单个射频链占了接收器总成本的30％以上。因此，很明显，随着发射和接收天线数量的增加，系统复杂度、功耗和总成本也随之增加。这为移动系统的设计和应用造成了很多问题。

通过与本申请后续部分结合附图介绍的本发明提出的系统相比较，现有的和传统的方法的局限性和缺点对于本领域的普通技术人员来说是很明显的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种在接收器内处理射频信号的方法和系统，用于实现高速下行分组接入(HSDPA)单权重天线系统。

根据本发明的一个方面，提出一种在接收器内处理射频信号的方法，所述方法包括：

通过多个接收天线接收HSDPA信号；

使用一单权重单个地调整所述接收的HSDPA信号的一部分的相位；

合并所述接收的HSDPA信号的已调整相位的部分与所述接收的HSDPA信号中的至少一个信号，生成合并HSDPA信号。

优选地，所述方法进一步包括生成至少一个控制信号，所述控制信号包括控制接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整的单权重。

优选地，所述方法进一步包括为所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整确定一个离散相位。

优选地，所述方法进一步包括确定一时间以确定一个用于所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整的离散相位。

优选地，所述方法进一步包括传送多个所述离散相位以调整所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位，其中所述多个离散相位在0弧度到2π弧度之间。

优选地，所述方法进一步包括在所述确定的时间内生成相移信道估计值以确定所述离散相位。

优选地，所述方法进一步包括从所述相移信道估计值中生成一个期望相位。

优选地，所述方法进一步包括从所述期望相位中生成所述单权重。

根据本发明的一个方面，提出一种机器可读存储器，其内存储有计算机程序，包括至少一个用于在接收器内处理射频信号的代码部分，所述至少一个代码部分可由一机器执行以使该机器执行如下步骤：

通过多个接收天线接收HSDPA信号；

优选地，所述机器可读存储器进一步包括用于生成至少一个控制信号的代码，所述控制信号包括控制接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整的单权重。

优选地，所述机器可读存储器进一步包括用于为所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整确定一个离散相位的代码。

优选地，所述机器可读存储器进一步包括用于确定一时间以确定一个用于所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整的离散相位的代码。

优选地，所述机器可读存储器进一步包括用于传送多个所述离散相位以调整所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位的代码，其中所述多个离散相位在0弧度到2π弧度之间。

优选地，所述机器可读存储器进一步包括用于在所述确定的时间内生成相移信道估计值以确定所述离散相位的代码。

优选地，所述机器可读存储器进一步包括从所述相移信道估计值中生成一个期望相位的代码。

优选地，所述机器可读存储器进一步包括从所述期望相位中生成所述单权重的代码。

根据本发明的一个方面，提出一种在接收器内处理射频信号的系统，所述系统包括：

多个接收天线，接收HSDPA信号；

一个相移调整器，使用一单权重单个地调整所述接收的HSDPA信号的一部分的相位；

一个射频合并器，合并所述接收的HSDPA信号的已调整相位的部分与所述接收的HSDPA信号中的至少一个信号以生成合并HSDPA信号。

优选地，所述系统进一步包括一个单权重基带生成器，生成至少一个控制信号，所述控制信号包括控制接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整的所述单权重。

优选地，所述系统进一步包括一个单权重基带生成器，为所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整确定一个离散相位。

优选地，所述系统进一步包括一个处理器，确定一时间以确定一个用于所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整的离散相位。

优选地，所述系统进一步包括一个单权重基带生成器，传送多个所述离散相位以调整所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位，其中所述多个离散相位在0弧度到2π弧度之间。

优选地，所述系统进一步包括一个单权重信道估算器，在所述确定的时间内生成相移信道估计值以确定所述离散相位。

优选地，所述系统进一步包括单权重算法，从所述相移信道估计值中生成一个期望相位。

优选地，所述系统进一步包括相位旋转电路，从所述期望相位中生成所述单权重。

本发明的各种优点、目的和创新特征以及具体实施例的细节，将在以下的说明书和附图中进行详细介绍。

附图说明

图1a是现有的WCDMA规范为增加下行吞吐量进行的技术发展的时间轴示意图；

图1b是根据本发明一个实施例的实现低延迟链路自适应的HSDPA分布式结构的示意图；

图1c是根据本发明一个实施例的用来删除无线网络控制器中有关重传调度和存储的内容的设置在基站中的第一层HARQ控制的示意图；

图1d是根据本发明一个实施例的基于HSDPA的宏单元和微单元系统的平均传输载荷的柱状示意图；

图2是根据本发明一个实施例的移动接收器前端的方框示意图；

图3是根据本发明一个实施例的HSDPA传送时间间隔的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的相位控制信号的示意图。

具体实施方式

本发明提出一种实现HSDPA单权重天线系统的方法和系统。所述方法和系统包括通过多个接收天线接收HSDPA信号；通过一单权重单个地调整所述接收的HSDPA信号的一部分的相位；合并所述接收的HSDPA信号的已调整相位的部分与所述接收的HSDPA信号中的至少一个信号，生成合并HSDPA信号。至少一个控制信号可控制所述接收的HSDPA信号的相位调整。

用于调整所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位的单权重可以在一个确定的时间内生成。多个离散相位可被传送给一个相移调整器并用于调整所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位，其中所述多个离散相位在0弧度到2π弧度之间。相移信道估计值可在所述确定的时间内生成以确定所述离散相位。期望相位可从所述相移信道估计值中生成，单权重可从所述期望相位中生成。

图1b是根据本发明一个实施例的实现低延迟链路自适应的HSDPA(高速下行分组接入)分布式结构的示意图。图1b中示出了终端110和112以及一个基站(BS)114。HSDPA建立在分布式结构基础上，通过在基站114中设置关键性处理来实现低延迟链路自适应，并因此更靠近空中接口，如图所示。HSDPA调整在现有的SM/EDGE标准内建立的方法，包括快速物理层(L1)重传合并和链路自适应技术，来实现移动终端110、112与基站114之间分组数据吞吐量的显著提高。

HSDPA技术采用了几种重要的新技术改进，包括基站114中下行分组数据操作的调度，高阶调制，自适应调制和编码，混合自动重发请求(HARQ)，瞬时信道状态的物理层反馈和允许几个用户共享空中接口信道的一种新的传输信道类型，被称为高速下行共享信道(HS-DSCH)。进行配置后，HSDPA可以与现有的WCDMA和UMTS服务共存于同一载波中，允许运营商向现有的WCDMA网络中引入更大的容量和更高的数据传输速率。通过自适应调制和编码、扩展多重码操作和快速高效重传策略，HSDPA替换了WCDMA的许多基本特征，例如，可变扩频因子和快速功率控制。

在现有的WCDMA网络中，下行链路的功率控制动态范围大约是20dB，而上行链路的功率控制动态范围可达70dB。WCDMA下行链路的功率控制动态特性受限于并行码信道上的用户间的潜在干扰以及WCDMA基站实现的本质特征。对于靠近基站的WCDMA用户而言，功率控制并不能最佳的降低功率，将功率降低到超过20dB后仅对容量产生较小的影响。例如，HSDPA利用高级链路自适应以及自适应调制编码(AMC)来保证所有用户享受到可能达到的最高数据率。因此，AMC根据适当的无线链路的质量自适应的选择调制编码方法。

图1c是根据本发明一个实施例的用来删除无线网络控制器中有关重传调度和存储的内容的设置在基站中的第一层HARQ控制的示意图。图1c中示出了混合自动重发请求(HARQ)操作，该操作被设计用于缩减重传延迟并提高重传效率。第一层HARQ(Layer 1 HARQ)控制位于节点B或基站(BS)122中，从而删除无线网络控制器(RNC)120中有关网络重传调度和存储的内容。这种HARQ方法避免了集线器延迟，并在一定程度上降低了最终的重传延迟。

例如，当链路误码出现时，由于信号干扰或其他原因，移动终端124可请求对数据分组进行重传。当前的WCDMA网络通过无线网络控制器120处理这类重传请求，而HSDPA重传请求在基站122中管理。此外，接收到的分组数据只有在成功解码后才能在物理层进行合并和恢复。如果解码失败，重传的数据将与信道解码前的数据进行合并。HSDPA方法允许先前发送的帧(解码失败的帧)与重传的帧进行合并。这种合并策略最小化额外重传请求需要的同时提供更好的解码效率和分集增益。

虽然扩频因子可以是固定的，编码率可在1/4和3/4之间变化，且HSDPA规范支持多达10种多重码的使用。更强的编码、快速HARQ和多重码操作使得不再需要可变扩频因子，并允许使用比在大多数CDMA系统中使用的传统耙式接收器更高级的接收器结构如均衡器。这种方法还可以使用户接收到最佳的可用数据率，无论是具有较好信号质量或较高编码率的用户，还是处于蜂窝网边缘较远处具有较低编码率的用户。

通过将数据通信调度移至基站122处理，从而更加靠近空中接口，并通过使用有关信道质量、终端性能、QoS和功率/编码可用性方面的信息，HSDPA可以实现更加高效的数据分组传输调度。通过将这些智能网络操作移至基站122处理，允许系统充分利用短期变化的优势，从而加快和简化关键的传输调度过程。例如，HSDPA方法可以管理调度安排来跟踪用户信号的快速衰减，并且在条件允许的情况下，在一个较短的时间段内将大部分蜂窝容量分配给单独一个用户使用。在基站122处，HSDPA收集并使用每个活跃用户的信道质量的估计值。这种反馈提供了大范围内的信道物理层状况的当前信息，包括功率控制、ACK/NACK比、QoS和HSDPA特殊用户反馈。

虽然WCDMA Release 99或WCDMA Release 4支持下行信道(DCH)或下行共享信道(DSCH)，而由WCDMA Release 5提供的HSDPA操作可在高速下行共享信道(HS-DSCH)上实现。同10、20、40或80毫秒的DSCH帧长相比，这种高速方法使用2毫秒间隔的帧长(也称为传送时间间隔)。DHCP使用4到256位(chips)的可变扩频因子，而HS-DSCH使用最多具有15个代码的16位固定扩频因子。HS-DSCH可以支持16位正交调幅(16-QAM)，链路自适应，以及在物理层使用HARQ对重传信号进行合并。HSDPA还调整高速共享控制信道(HS-SCCH)来传送所需的调制和重传信息。一条上行高速专用物理控制信道(HS-DPCCH)在上行链路上传送ARQ应答、下行链路质量反馈和其他必要的控制信息。

图1d是根据本发明一个实施例的基于HSDPA的宏单元和微单元系统的平均传输载荷的柱状示意图。如图1d中的图表130所示，在实际配置中，与WCDMARelease 99相比，HSDPA提供了大于2倍的最高用户比特率峰值。使用可以与DSL调制解调器速率相媲美的比特率，HS-DSCH在大的宏单元环境中可以提供给用户超过1Mbit/s的比特率，在较小微单元环境中可以提供高达5Mbit/s的比特率。HSDPA方法既支持非实时UMTS QoS类，也支持带有保证比特率的实时UMTS QoS类。

跟WCDMA Release 99相比，定义为通过单个蜂窝每秒发送给用户的比特总量的蜂窝吞吐量，在使用HSDPA的情况下增长100％。这是因为HSDPA使用HARQ将分组数据重传与前一传输进行合并，因此没有浪费任何传输。同WCDMARelease 99中只使用PQSK调制相比，高阶调制方法如16-QAM能提供更高的比特率，甚至是在两个系统中使用相同正交码的情况下。在低路径间干扰和低扇区间干扰的状态下，可以获得最高吞吐量。在微单元设计中，例如，HS-DSCH可以支持高达每扇区每载波5Mbit/s或1bit/s/Hz/cell的数据传输速率。

图2是根据本发明一个实施例的移动接收器前端的方框示意图。图2示出了发射器部分200a、接收器部分200b、处理器200c和存储器模块200d。发射器部分200a包括一个基站202和发射天线204a和204b。接收器部分200b包括接收天线205a和205b、射频带通滤波器(BPF)206和212、低噪放大器(LNA)208和214、相移调整器(PSA)216、射频合并器218和射频模块220。接收器部分200b进一步包括芯片匹配滤波器(CMF)模块230、群集路径处理器(CPP)模块240和单权重基带生成器(SWBBG)模块250。单权重基带生成器模块250可包括单权重信道估算器模块254、单权重算法模块252和相位旋转模块256。

发射器部分200a中的基站202可以分别通过发射天线204a和204b发射数据t_x1和t_x2。从发射天线204a发射的数据具备到达接收器天线205a和205b的传播路径，其分别具有总的时变脉冲响应h ₁₁和h ₁₂同样的，从发射天线204b发射的数据具备到达接收器天线205a和205b的传播路径，其分别具有总的时变脉冲响应h ₂₁和h ₂₂。对应于每个接收天线205a和205b所接收信号的传播路径的时变脉冲响应，可分别由信道响应h ₁和h ₂表示。对于接收天线205a，其信道响应可模拟为时变脉冲响应h ₁₁和h ₂₁的代数和，对于接收天线205b，其信道响应可模拟为时变脉冲响应h ₁₂和h ₂₂的代数和。

接收器部分200b可以包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收射频信号，处理该射频信号，滤波、放大和/和调整该射频信号的相位和/和振幅，将处理后的射频信号转换成数字基带信号。此外，接收器部分200b还可以用于基于处理后的数字基带信号生成单个权重控制信号。特别的，带通滤波器206和212可以包括适当的逻辑和/或电路，用于接收射频输入，将信号的频率限定到预先确定的频带上，并输出该频带。低噪放大器208和214可以包括适当的逻辑和/或电路，用于接收输入信号，随后将该信号放大，并引入很少的额外噪声。

相移调整器216可包括适当的逻辑和/或电路，用于接收可激发射频输入信号相位变化的控制信号。该相位变化可表示为增量kΔφ，其中k是一个整型变量，Δφ是可允许的最小相位变化量。最小相位变化量Δφ的设计和/或实现是相互依赖的。本发明的一个实施例允许变量k在0到N-1之间变化，其中N^*(Δφ)可等于2π。

射频合并器218可包括适当的逻辑和/或电路，将多个模拟射频信号作为输入，并输出合并的模拟射频信号，该合并的模拟射频信号是该多个模拟射频信号的和。射频模块220包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于接收模拟射频信号，放大、滤波和/或将该模拟射频信号转换为数字基带信号以便进一步的处理。芯片匹配滤波器模块230包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于将该数字基带信号数字化滤波在WCDMA基带带宽内。芯片匹配滤波器模块230可包括多个用于数字基带信号的同相成分和成交成分的数字滤波器。该数字滤波器具有一合并的脉冲响应，其是WCDMA规范所要求的平方根升余弦(SRRC)。

群集路径处理器模块240可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于追踪多路信号的计时方式(time-wise)群集，并估计该信号群集内的多路径信号的复合相位和/或振幅。该信号群集可包括接收信号的集合，其最大时差不大于16/(3.84×10⁶)秒。2005年6月30日申请的美国专利申请号为11/173,854的美国专利申请“快速多路径采集”提供了对信号群集的详细描述，该申请在此全文引用。群集路径处理器模块240可用来确定信道时变脉冲响应的信道估计值和

，例如，多路径向量h ₁和h ₂。群集路径处理器模块240输出的估计值如下：

{h_{&OverBar;}^{^}}_{1} + ({h_{&OverBar;}^{^}}_{2} {* e}^{jφ})

复数符号e^jφ表示一对函数cos(φ)和sin(φ)，其中j是-1的平方根。因此e^jφ可表示与信道响应

相关的射频相位φ的变化。单权重信道估算器模块254可以包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于在射频相位训练阶从群集路径处理器模块240中接收信道估计值。射频相位训练阶在用于收集信号的预定期间内发生，该收集的信号用于为相移调整器216生成一个新的相位。例如，射频相位训练阶可以由来自处理器200c的控制信号指示。信道估计值随后被处理，并且在射频相位训练阶的最后阶段，单权重信道估算器模块254输出信道估计值

和。信道估计值

和将使用以下等式进行计算：

{\hat{h}}_{1, i} = {(N)}^{- 1 / 2} Σ_{k = 0, N - 1} CPPOutput {(k)}_{i}

{\hat{h}}_{1, i} = {(N)}^{- 1 / 2} Σ_{k = 0, N - 1} CPPOutput {(k)}_{i} \exp {(jkΔφ)}_{i}

CPPOutput(k)是射频相位训练阶期间群集路径处理器模块240的输出，可以表示为：

CPPOutput {(k)}_{i} = {\hat{h}}_{1, i} + ({\hat{h}}_{2} * \exp {(jkΔφ)}_{i})

变量k类似于对相移调整器216进行描述时使用的变量k。变量I表示接收天线接收的多路径。

单权重算法模块252可以包括适当的逻辑、电路和或代码，用于接收相移信道估计值和以生成相位φ_r。相位φ_r可以是z的相位，其中z可以定义如下：

z = Σ_{i = 0, L - 1} ({\hat{h}}^{*}_{2, i}) ({\hat{h}}_{1, i}),

φ_r＝Phase{z}

其中，

是

的复共轭。相位φ_r表示相位修正量，被传送给相位旋转模块256。

相位旋转模块256可以包括适当的逻辑、电路和或代码，用于在射频相位训练阶及其他必要的阶段期间接收来自处理器例如处理器200c的声明的旋转命令。相位旋转模块256可以在射频相位训练阶期间通过一个控制信号向相移调整器216传送多个范围在0弧度到2π弧度之间的相位。因此，相移调整器216可以通过多个范围在0弧度到2π弧度之间的相位对从接收天线205b(图2)中接收到的信号的相位进行调整。该多个相位改变可以用exp(jkΔφ)表示，其中k在0到N-1之间变化，这样的话NΔφ等于2π。射频相位训练阶的持续时间由周期T决定，其中周期T是每个k值被声明的持续时间。相关内容在图4中进一步示出。

此外，单权重信道估算器模块254可以使用单权重算法模块252的输出φ_r来计算新的相位φ₀。在本发明的一个实施例中，相位旋转模块256可以确定k₀，其中k₀是k的值，可以生成所期望的相位φ₀，它最接近单权重算法模块252传送的相位φ_r。变量k₀可以由以下等式确定：

k₀＝Minimum(|φ_r-φ(k)|)_k＝0，N-1

确定变量k₀后，相位φ₀可以按如下公式确定：

φ₀＝k₀Δφ.

该处理过程的结果是，相位φ₀可以使用控制信号k₀来生成，其中k₀的值取自集合{k：k＝0，...，N-1}。因此，单权重基带生成器250可根据命令进行操作，使用函数信号组exp(jkΔφ)来生成多个范围在0到2π之间的相位，或者通过一对值exp(jkΔφ)生成所期望的相位。例如，可以将值{exp(jkΔφ)，k＝0，...，N-1}存储在一个查询表中，这样k的值就是与所存储的函数对{Cos(kΔφ)，Sin(kΔφ)}相关联的地址。例如，相移调整器216可以使用换算表217a将接收的数值对转换成数值相位。相移调整器216还可以使用D/A转换器217b将该数值相位转换成模拟值。

尽管上述描述中，从单权重基带生成器250传送给相移调整器216的控制信号需要在查询表257中查找，但是本发明不应仅限于此。例如，查询表257和换算表217a可以位于不同的物理位置，或着他们可以是同一块存储器模块例如存储器模块200d的一部分。

处理器200c可以包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于监视和/或控制移动终端的各种功能。例如，处理器200c可以监视群集路径处理器模块240生成的信道响应

的变动率，并生成移动终端移动速度的估计值。基于移动终端移动速度的估计值，处理器200c可以确定单权重基带生成器250为相移调整器216执行新相位φ₀的频率。处理器200c可以将控制命令传送给单权重基带生成器250。该控制命令可以指示单权重基带生成器250是否需要进入射频相位训练阶以确定一个将传送给相移调整器216的新相位φ0。

虽然在前述描述中处理器200c传送一条命令给单权重基带生成器250以进入射频相位训练阶，但是本发明不应仅限于此。例如，可以使用一硬件电路对数据接收进行监视，以确定射频相位训练阶发生的时间和频率。

存储器模块200d可以用于存储代码和/或数据，可以是一可写介质，例如，RAM。查询表和/或换算表可存储在存储器模块200d的某部分中。

图3是根据本发明一个实施例的HSDPA传送时间间隔的示意图。如图3所示为信号接收310、第一射频相位训练阶320和第二射频相位训练阶330。信号接收310示出了三个传送时间间隔(TTI)312、314和316，可被例如HSDPA发射器、基站202(图2中所示)用来传送数据分组。传送时间间隔312、314和316可以分别开始于时间点t₀、t₂和t₄，并分别终止于时间点t₂、t₄和t₆。每个传送时间间隔的时长可以是2毫秒(mS)。如图所示，一移动终端可以在传送时间间隔312和316期间接收数据，而在传送时间间隔314期间不接收任何数据。但是，如果该移动终端处于HSDPA网络中，那么通用信道特别是被称为CPICH的相位参考信道在任何时间间隔总是进行数据传送。

移动终端可以在任一传送时间间隔的起始点通过射频相位训练阶确定相位φ₀。但是，如果射频相位训练阶在一个传送时间间隔期间内分组数据正被接收时发生，那么该分组数据的一部分将处于不利的接收条件下。因此，如果可能的话，在传送时间间隔期间内没有进行数据分组接收时生成相位φ₀将是非常有好处的。第一射频相位训练阶320示出了射频相位训练阶发生在一传送时间间隔如TTI 314期间内且没有接收分组数据的情况。该射频相位训练阶开始于TTI 314的起始时间点t₂，并结束于时间点t₃。在TTI 314期间生成的相位φ₀可以用于后面的传送时间间隔例如TTI 316中。新相位φ₀生成的频率的设计和/或实现不是独立的。

尽管在移动终端移动缓慢或处于静止的情况下，在没有进行数据分组接收的TTI中生成相位φ₀是非常有好处的，但是当移动终端快速移动的情况下，需要相当频繁的生成相位φ₀。相位φ₀生成时间和频率的确定，在设计和/或实现过程中是相互依赖的。本发明的一个实施例中，可生成一个相位φ₀，使得它可以使用在正在进行数据分组接收的TTI例如TTI 312和316中。第二射频相位训练阶320对此进行了说明。该射频相位训练阶开始于时间点t0和t4，并结束于时间点t1和t5。相位φ₀可以在生成其的TTI中使用。例如，TTI 312中生成的相位φ₀可以在TTI 312中使用，以接收分组数据，而TTI 316中生成的相位φ₀可以使用在TTI 316中。尽管射频相位训练阶可能会为信号接收的短周期引入一不利条件，但是，使用射频相位训练阶所带来的益处将超过可能发生其他不利情况的非最优的双天线信号合并方案。

图4是根据本发明一个实施例的相位控制信号的示意图。图4所示为在射频相位训练阶由相位旋转模块256生成的控制信号。该控制信号包括有相位，通过该相位相移调整器216(如图2中所示)可以改变接收天线205b接收到的输入信号的相位。该控制信号传输有N个不同的离散相位402、404、406、...、408，每个相位都持续一个周期T。每个离散相位可以通过信号exp(jkΔφ)传送，其中k在0到N-1之间变化。因此，多个范围在0到exp(j((N-1)/N)Δφ)之间的相位402、404、406、...、408将传送给相移调整器216。时间N*T可确定为射频相位训练阶的周期。N和/或T的设计和/或实现是相互依赖的。

尽管本申请中的时序是基于HSDPA通信网络进行描述的，但是很明显，本发明可以使用在许多其他类型的通信网络中。

本发明所述的系统包括多个用于接收HSDPA信号的接收天线205a和205b(如图2所示)。相移调整器216(如图2所示)可使用单权重单个地调整接收的HSDPA信号的一部分的相位。射频合并器218(如图2所示)可以将接收的HSDPA信号的相位调整后的部分与接收的HSDPA信号中的至少一个进行合并，生成合并HSDPA信号。单权重基带生成器250(如图2所示)生成至少一个控制信号，该信号包括单权重，用来控制接收到的HSDPA信号的该部分的相位调整。单权重基带生成器250可确定一离散相位以对接收到的HSDPA信号的一部分进行相位调整。处理器200c(如图2所示)可以确定一个时间段，用于确定一离散相位以对接收到的HSDPA信号的一部分进行调整，并生成合适的控制信号。

单权重基带生成器250可以传送多个离散相位402、404、406、...、408(如图4所示)，以调整接收到的HSDPA信号的该部分的相位，其中该多个离散相位402、404、406、...、408在0弧度到2π弧度之间变化。单权重信道估算器254(如图2所示)从群集路径处理模块240接收信道估计值，并为接收器天线205a和205b生成信道估计值。单权重算法模块252(如图2所示)基于天线205a和205b的信道估计值生成一期望相位。相位旋转模块256(如图2所示)可以生成组成该期望射频相位的单权重。

因此，本发明可以通过硬件、软件或硬件和软件的结合来实现。本发明可由至少一个电脑系统内的集中模式来实现，也可由不同元件分散在几个互连的电脑系统中的分散模式来实现。任何一种能够实现本申请中介绍的方法的电脑系统以及其他设备都是可适用的。一种典型的硬件和软件的结合是带有电脑程序的通用电脑系统，该电脑程序被装载和执行时能控制电脑系统实现本申请所述的方法。

本发明还可嵌入包括有能够实现所述方法的各种特征的计算机程序产品中，当该程序加载到计算机系统中时能够实现本申请所述的方法。本文中所述的计算机程序是指，例如，以任何语言、代码或符号表示的一组指令，能够直接使具有信息处理能力的系统执行特定功能，或者经过以下一种或各种处理后使具有信息处理能力的系统执行特定功能：a)转换成另一种语言、代码或符号；b)以不同的材料复制。

本申请已结合一定的实施例对本发明进行了描述，本领域的普通技术人员可知，可以对本发明进行各种改变或等同替换而不脱离本发明的范围。此外，根据本发明的指导进行的各种修改以适应特定的环境或材料也并未脱离本发明的范围。因此，本发明并不限于公开的那些具体实施例，本发明包括落入权利要求范围内的所有实施例。

Claims

1.一种在接收器内处理射频信号的方法，所述方法包括：

通过多个接收天线接收HSDPA信号；

合并所述接收的HSDPA信号的已调整相位的部分与所述接收的HSDPA信号中的至少一个未调整相位的信号，生成合并HSDPA信号，其特征在于，

使用一单权重单个地调整所述接收的HSDPA信号的一部分的相位包括以下步骤：

生成相移信道估计值；

从所述相移信道估计值中生成一个期望相位；

从所述期望相位中生成所述单权重。

2.根据权利要求1所述的在接收器内处理射频信号的方法，其特征在于，所述方法进一步包括生成至少一个控制信号，所述控制信号包括控制接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整的单权重。

3.根据权利要求1所述的在接收器内处理射频信号的方法，其特征在于，所述方法进一步包括为所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整确定一个离散相位。

4.根据权利要求1所述的在接收器内处理射频信号的方法，其特征在于，所述方法进一步包括确定一时间以确定一个用于所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整的离散相位。

5.根据权利要求4所述的在接收器内处理射频信号的方法，其特征在于，所述方法进一步包括传送多个所述离散相位以调整所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位，其中所述多个离散相位在0弧度到2π弧度之间。

6.一种在接收器内处理射频信号的系统，所述系统包括：

多个接收天线，接收HSDPA信号；

一个射频合并器，合并所述接收的HSDPA信号的已调整相位的部分与所述接收的HSDPA信号中的至少一个未调整相位的信号以生成合并HSDPA信号，其特征在于，还包括：

单权重信道估算器，用于生成相移信道估计值；

单权重算法模块，用于从所述相移信道估计值中生成一个期望相位；

相位旋转电路，用于从所述期望相位中生成所述单权重。

7.根据权利要求6所述的在接收器内处理射频信号的系统，其特征在于，所述系统进一步包括一个单权重基带生成器，生成至少一个控制信号，所述控制信号包括控制接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整的所述单权重。

8.根据权利要求7所述的在接收器内处理射频信号的系统，其特征在于，所述系统进一步包括一个单权重基带生成器，为所述接收的HSDPA信号的所述一部分的相位调整确定一个离散相位。