CN1893403B

CN1893403B - 信道估算处理模块及消除接收信号中主要干扰信号的方法

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Publication number: CN1893403B
Application number: CN2006100588146A
Authority: CN
Inventors: 阿卡迪·莫列夫-施泰曼; 阿里·海曼; 曾怀玉
Original assignee: Zyray Wireless Inc
Current assignee: Broadcom Corp; Zyray Wireless Inc
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2026-02-28
Also published as: CN1893403A; CN1893406A; CN1941756B; CN1941756A; CN1893406B; CN1838652A; CN100518153C

Abstract

一种能产生改良的信道脉冲响应的处理模块。处理过程包括首先估算信道脉冲响应。将信道脉冲响应估算结果与已知的序列如射频脉冲中提供的Midamble码相结合，能够从信道脉冲响应和Midamble码的卷积中生成估算信号。从所接收的信号中去除该估算信号能够生成更清晰的干扰信号的映象。在干扰数据上执行盲数据恢复。恢复的干扰数据作为干扰信道估算的参考以产生干扰信道脉冲响应。使用估算的干扰信道脉冲响应和恢复的干扰数据，可以重构估算的干扰信号，从接收到的信号中去除估算的干扰信号。因而消除了估算的干扰信号。去除清晰的或主要的干扰信号后，可产生更接近原信号的主信道脉冲响应。从而能够更准确地处理所接收的射频脉冲，改善接收器的性能。

Description

信道估算处理模块及消除接收信号中主要干扰信号的方法

技术领域

本发明涉及蜂窝式无线通信系统，更具体地说，涉及无线通信系统的无线终端对所接收到的数据信息进行处理以消除干扰的技术。

背景技术

蜂窝式无线通信系统给世界上许多居民区提供无线通信服务。蜂窝式无线通信系统的构建最初是服务于语音通信，但现在也用来支持数据通信。由于人们对因特网的认可及广泛应用，激发了对数据通信服务的需求。历史上，数据通信都是通过有线连接来提供服务的，但现在蜂窝式无线用户要求其无线设备也能够支持数据通信。很多无线用户希望能够通过他们的蜂窝电话、无线个人数字助理、无线笔记本电脑和/或其它无线设备进行网上冲浪、收发email、进行其它数据通信活动。这种无线通信系统对数据通信的需求在不断增长。因而，目前正在对现有无线通信系统进行扩建/改造以满足这些急速增长的数据通信需求。

蜂窝无线网包括网络基础架构，该网络基础结构与相应的服务覆盖区内的无线终端进行无线通信。这些网络基础架构通常包括分散在服务覆盖区内的多个基站，每个基站支持相应的蜂窝(无线小区)内的无线通信。基站与基站控制器(BSC)连接，每个基站控制器为多个基站提供服务。每个基站控制器与移动交换中心(MSC)连接。通常每个基站控制器还直接或间接地与因特网相连。

在操作上，每个基站与其蜂窝/无线小区内运行的多个无线终端通信。与基站连接的BSC，为MSC与服务基站(serving base station)之间的语音通信提供路由服务。MSC则把语音通信路由到另外的MSC或PSTN(公共交换电话网)。BSC为服务基站与分组数据网络之间的数据通信提供路由服务，所述分组数据网络可以包括或连接到因特网。从基站到无线终端的传输称为前向链路(下行链路)传输，而从无线终端到基站的传输称为反向链路(上行链路)传输。

基站与其所服务的无线终端之间的无线链路通常按照一个(或多个)操作标准来运行。这些操作标准定义了无线链路的分配、建链、服务、拆链的方式。全球移动通信系统(GSM)标准是一种很流行的蜂窝系统标准。GSM标准，或者简称GSM，在欧洲占有主导地位，也广泛用于全球范围。GSM最初仅提供语音通信服务，但它已经修改以提供数据通信服务。GSM基础上的通用分组无线业务(GPRS)和增强型数据速率演进技术(EDGE)通过共享GSM的信道带宽、时隙结构(slot structure)和时隙定时(slot timing)，能够和GSM共存。GPRS和EDGE还可以作为其它标准的迁移路径，例如，IS-136和太平洋数字蜂窝(PDC)。

EDGE为了在200KHz的GSM信道上提高数据速率，它采用了较高阶的调制，8进制相移键控(8-PSK)调制和GSM标准的高斯最小频移键控(GMSK)调制。EDGE包含(allow for)有9个不同的(可自动、快速选择的)空中接口格式，也就是调制编码方案(MCS)，具有各种不同程度的误码控制保护。对于空中传输，根据应用的即时需求，低MCS模式(MCS 1-4)采用GMSK(低数据率)调制，而高MCS模式(MCS 5-9)采用8-PSK(高数据率)调制。

当蜂窝电话处于接收模式时，同信道和邻近信道上GMSK/8PSK信号出现有色噪声(colored noise)。为了更好地接收传送给蜂窝电话的信息，蜂窝电话必须尽量消除这些干扰信号。先前，消除这些干扰信号的技术包括对接收到的信号进行信道均衡处理。但是，现有的信道均衡技术无法有效地消除同信道和邻近信道噪声。因而，需要对干扰消除技术进行改进。

发明内容

本发明涉及装置以及方法，本文后面的附图说明、具体实施方式以及权利要求中，将对这两者进行更详细的阐述。

根据本发明的一方面，提供一种信道估算处理模块，包括：

第一主信道估算器，用于：

接收射频脉冲及所接收的射频脉冲中的已知序列；和

基于所述接收的射频脉冲和所接收的射频脉冲中的已知序列产生主信道脉冲响应；

信号估算器，用于：

接收所述主信道脉冲响应和所述接收到的射频脉冲中的已知序列；和

从所述主信道脉冲响应和所述接收到的射频脉冲中的已知序列中产生估算信号；

第一组合器，用于从所述接收到的射频脉冲中除去估算信号；

盲数据恢复模块，用于从第一组合器的输出中恢复数据；

干扰信道估算器，用于：

接收所述第一组合器的输出和盲数据恢复模块的恢复数据；和

基于所述第一组合器的输出和盲数据恢复模块的恢复数据产生干扰信道脉冲响应；

干扰信号估算器，用于：

接收所述干扰信道脉冲响应和盲数据恢复模块的恢复数据；和

基于所述干扰信道脉冲响应和盲数据恢复模块的恢复数据产生估算的干扰信号；

第二组合器，用于从所述接收到的射频脉冲中除去估算干扰信号；和

第二主信道估算器，用于基于所述第二组合器的输出产生改良的主信道脉冲响应。

优选地，在本发明的信道估算处理模块中，所述改良的主信道脉冲响应用于训练接收器的均衡器处理模块中的滤波器。

优选地，在本发明的信道估算处理模块中，所述已知序列在所述射频脉冲的Midamble码中。

优选地，在本发明的信道估算处理模块中，所述已知序列在位于所述射频脉冲的训练序列中。

优选地，在本发明的信道估算处理模块中，所述改良的主信道脉冲响应用于训练接收器的均衡器处理模块中的滤波器，其中，该均衡器处理模块用于执行干扰消除。

优选地，在本发明的信道估算处理模块中，所述均衡器处理模块包括多个均衡器处理分支，其中：

第一均衡器处理分支，用于输出软决策，其包括：

用于基于已知的训练序列进行训练的第一训练模块；

接收训练并用于均衡所述接收到的射频脉冲的第一脉冲均衡器；

第二均衡器处理分支，用于输出替换软决策，其包括：

用于存储多个脉冲的缓冲器；

基于包括已知训练序列和重编码数据位的至少部分重编码的脉冲进行训练的第二训练模块，其中，该至少部分重编码的脉冲通过处理解码的帧而产生；

接收训练并用于均衡所述接收到的射频脉冲的I和Q线性均衡器；和

与所述I和Q线性均衡器连接，且用于将I和Q线性均衡器的处理结果相加以生成替换软决策的加法器。

优选地，在本发明的信道估算处理模块中，所述射频脉冲包括承载数据位的高斯最小频移键控(GMSK)符号和8PSK/GMSK干扰符号。

根据本发明的一方面，提供一种无线终端，包括：

射频前端，用于接收射频脉冲；

与射频前端通信相连的基带处理器，该基带处理器和射频前端用于从所述射频脉冲中生成基带信号；

信道估算处理模块，用于：

从所述射频脉冲中除去估算的干扰信号；

产生改良的主信道脉冲响应，其中所述改良的主信道脉冲相应用于

训练的多分支均衡器处理模块中的滤波器；和

与基带处理器和信道估算处理模块相连的多分支均衡器处理模块，

其中，所述多分支均衡器处理模块还包括：

均衡器接口，用于接收来自基带处理器的基带信号和输出软决策；

第一均衡器处理分支，用于输出软决策，其包括：

用于基于已知的训练序列进行训练的第一训练模块；

第二均衡器处理分支，用于输出替换软决策，其包括：

用于存储多个脉冲的缓冲器；

与所述I和Q线性均衡器连接，且用于将I和Q线性均衡器的处理结果相加以生成替换软决策的加法器；

其中，所述基带处理器和多分支均衡器处理模块的组合用于：

从所述软决策或替换软决策中产生数据块；

将所述数据块解交错；和

解码所述经解交错的数据块并产生数据帧；

对所述数据帧重新编码以产生至少部分重编码的数据块；和

对至少部分重编码的数据块进行交错以产生至少部分重编码的脉冲；

其中所述信道估算处理模块包括：

第一主信道估算器，用于：

接收射频脉冲及所接收的射频脉冲中的已知序列；和

信号估算器，用于：

第一组合器，用于从所接收的射频脉冲中除去估算信号；

盲数据恢复模块，用于从第一组合器的输出中恢复数据；

干扰信道估算器，用于：

接收第一组合器的输出和盲数据恢复模块的恢复数据；和

基于第一组合器的输出和盲数据恢复模块的恢复数据产生干扰信道脉冲响应；

干扰信号估算器，用于：

第二主信道估算器，用于基于第二组合器的输出产生改良的主信道脉冲响应。

优选地，在本发明的无线终端中，所述改良的主信道脉冲响应用于训练多分支均衡器中的滤波器。

优选地，在本发明的无线终端中，所述已知序列在所述射频脉冲的Midamble码中。

优选地，在本发明的无线终端中，所述已知序列位于所述射频脉冲的训练序列中。

优选地，在本发明的无线终端中，所述改良的主信道脉冲响应用于训练接收器的均衡器处理模块中的滤波器，其中，该均衡器处理模块用于执行干扰消除。

优选地，在本发明的无线终端中，所述射频脉冲包括承载数据位的高斯最小频移键控(GMSK)符号和8PSK/GMSK干扰符号。

根据本发明的一方面，提供一种消除接收信号中的主要(dominant)干扰信号的方法，包括：

接收具有已知序列的射频脉冲；

基于所接收的射频脉冲和其中的已知序列产生主信道脉冲响应；

从所述接收到的射频脉冲中除去估算信号以产生干扰信号；

执行盲数据恢复以从干扰信号中恢复数据；

基于所述干扰信号和盲数据恢复的恢复数据产生干扰信道脉冲响应；

从所述干扰信道脉冲响应和盲数据恢复的恢复数据中产生估算干扰信号；

第二组合器从所述接收到的射频脉冲中除去估算干扰信号；和

第二主信道估算器基于第二组合器的输出产生改良的主信道脉冲响应。

优选地，在本发明的方法中，所述已知序列在所述射频脉冲的Midamble码中。

优选地，在本发明的方法中，所述已知序列在位于射频脉冲的训练序列中。

优选地，在本发明的方法中，射频脉冲包括承载数据位的高斯最小频移键控(GMSK)符号和8PSK/GMSK干扰符号。

下面的具体实施方式以及附图说明，将使本发明的其它特征和优点更加明了。

附图说明

为了更完全地理解本发明及其优点，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是根据本发明支持无线终端通信的蜂窝式无线通信系统的局部示意图；

图2是根据本发明构建的无线终端的示意框图；

图3是GSM帧的一般结构以及GSM帧承载数据块的方式的示意图；

图4是下行链路传输的构成示意框图；

图5是从一连串射频脉冲中恢复数据块的相关步骤的示意框图；

图6是从一连串射频脉冲中恢复语音数据的相关步骤的示意框图；

图7是从数据或语音帧中恢复脉冲的相关步骤的示意框图；

图8A和图8B是无线终端接收和处理射频脉冲的流程图；

图9是本发明的一实施例的多分支脉冲均衡组件的结构示意图；

图10是本发明的一实施例的脉冲均衡组件的示意框图；

图11是本发明的一实施例的脉冲均衡组件的示意框图；

图12是本发明的一实施例消除接收射频脉冲中的主要(dominant)干扰信号的功能块的示意图；

图13是本发明的一实施例消除接收射频脉冲中的主要干扰信号的逻辑流程图。

具体实施方式

附图示出了本发明的优选实施例，图中相同的附图标记对应于各幅附图中相同或相应的部件。

高斯最小频移键控(GMSK)调制系统能模拟成实域中的单路输入双路输出系统。该模式是虚拟的单路发射2路接收系统。多天线的干扰消除技术能够应用到本发明实施例提供的GMSK系统，该GMSK系统能够充分地满足上述需求和其它需求。本发明提供一种能够消除所接收到的射频脉冲中的干扰信号的多分支均衡器处理模块。该多分支均衡器处理模块包括多个均衡器处理分支。一个均衡器处理分支能够基于已知的训练序列进行训练，并对接收到的射频脉冲进行均衡处理。所得的结果接着被进一步处理并用来训练第二均衡器处理分支。然后，第二均衡器处理分支对接收到的射频脉冲进行均衡处理，基于对干扰信号的消除处理，生成输出。这样，就改良了对所接收到的射频脉冲的处理。

图1是根据本发明实施例支持无线终端通信的蜂窝式无线通信系统100的局部示意图。蜂窝式无线通信系统100包括移动交换中心(MSC)101，GPRS业务支持节点/EDGE业务支持节点(SGSN/SESN)102，基站控制器(MSC)152和154，基站103、104、105和106。SGSN/SESN 102通过GPRS网关支持节点(GGSN)112与因特网114连接。传统的语音终端121与PSTN(公共交换电话网)110连接。通过因特网传输的语音(IP语音)终端123和个人计算机125连接到因特网114。MSC 101与PSTN 110相连。

基站103-106中的每一个基站都服务于一个蜂窝/无线小区，每个基站在其所服务的蜂窝/无线小区内支持无线通信。包括前向链路和反向链路的无线链路支持基站与其所服务的无线终端之间的无线通信。这些无线链路将产生同信道(co-channel)和邻近信道(adjacent channel)信号，表现为有色或白色噪声。如上所述，这些噪声可能会干扰预期的感兴趣的信号。因此，本发明提供了一种在这类恶劣信噪比(SNR)或低信号干扰比(SIR)环境中消除干扰的技术。

这些无线链路可以支持数字数据通信、IP语音通信和其它数字多媒体通信。蜂窝式无线通信系统100在支持模拟通信方面是可以后向兼容的。因此蜂窝式无线通信系统100可以支持全球移动通信系统(GSM)标准及其扩展的增强型数据速率演进技术(EDGE)。蜂窝式无线通信系统100也可以支持GSM扩展的通用分组无线业务(GPRS)。本发明还应用于其它标准，如TDMA标准、CDMA标准等。通常，本发明能够应用于数字通信技术中，以解决通信干扰的鉴别和消除的问题。

无线终端116、118、120、122、124、126、128和130通过无线链路以及基站103-106与蜂窝式无线通信系统100连接。如图所示，无线终端可以包括蜂窝式移动电话116和118、膝上型计算机120和122、台式计算机124和126、数据终端128和130。但是该蜂窝式无线通信系统也支持与其它类型无线终端的通信。众所周知，膝上型计算机120和122、台式计算机124和126、数据终端128和130、蜂窝式移动电话116和118之类的设备，能够在因特网114上“冲浪”，发送和接收数据通信如email，发送和接收文件，以及执行其它数据操作。这些数据操作很多都要求很高的下载数据传输率，而对上传数据传输率要求则没有那么严格。因此，部分或全部的无线终端116-130能够支持EDGE操作标准。这些无线终端116-130也支持GSM标准，可能也支持GPRS标准。

图2是无线终端200的示意框图。图2中的无线终端200包括射频收发器202、数字处理组件204、以及机壳内的其它各种组件。数字处理组件204包括两个主要的功能组件：物理层处理、语音编/解码器(CODEC)、基带编/解码器(CODEC)功能块206；协议处理、人机接口功能块208。数字信号处理器(DSP)是物理层处理、语音编/解码器(CODEC)、基带编/解码器(CODEC)功能块206的主要组件，而微处理器如精简指令集(RISC)处理器是协议处理、人机接口功能块208的主要组件。DSP也可以称为无线接口处理器，而RISC处理器可以称为系统处理器。但是这些命名约定，不应当认为是对这些组件的功能的限制。

射频收发器202与天线203、数字处理组件204、电池224连接，其中电池224给无线终端所有的组件提供电源。物理层处理、语音编/解码器(CODEC)、基带编/解码器(CODEC)功能块206与协议处理、人机接口功能块208、麦克风226、扬声器228连接。协议处理、人机接口功能块208与多种组件连接，这些组件包括但不限于：个人电脑/数据终端设备接口210、键盘212、用户识别卡(SIM卡)端口213、照相机214、闪存216、静态存储器(SRAM)218、液晶显示屏(LCD)220和发光二极管(LED)222。有照相机214和LCD 220时，这些组件支持静态图像和/或动态图像。这样，图2所示的无线终端200就能够通过蜂窝式网络支持视频和音频服务。

图3是GSM帧的一般结构以及GSM帧承载数据块的方式的示意图。持续时间为20毫秒(ms)的GSM帧被分为4个四分之一帧。每一四分之一帧包括8个时隙(时隙0-7)。每个时隙大概持续625微秒(μs)，包括左边、右边和Midamble码三部分。时隙上左边和右边的射频脉冲承载数据，而Midamble码是训练序列。

根据所支持的调制编码方案模式，GSM帧的4个时隙上的射频脉冲，承载一个分段的RLC(无线链路控制)块、一个完全的RLC块或者两个RLC块。例如，数据块A由四分之一帧1的时隙0、四分之一帧2的时隙0、四分之一帧3的时隙0和四分之一帧4的时隙0承载。数据快A可以承载一个分段的RLC块、一个RLC块或者两个RLC块。同样地，数据块B被四分之一帧1的时隙1、四分之一帧2的时隙1、四分之一帧3的时隙1和四分之一帧4的时隙1承载。每一组时隙，即每个四分之一帧的时隙n的MCS模式，对于GSM帧来说，是一致的，但会随着GSM的变化而变化。更进一步地，每一组时隙之间，其MCS模式是不相同的，如每一四分之一帧的时隙0的MCS模式，与每一四分之一帧上时隙1-7的MCS模式，可能是不同的。所述RLC块可以承载语音数据或其它数据。

图4描绘了把数据映射到射频脉冲中的各个步骤。数据最初是未编码的，可能带有数据块报头。块编码操作执行数据块的外部编码并支持对数据块进行检错/纠错。外部编码操作通常采用循环冗余码校验(CRC)或法尔码(FireCode)。图中示出外部编码操作添加了数据的尾位和/或块编码序列(BCS)，其附加在数据后。在CS-1编码方案下，采用块编码和卷积编码对报头和数据一起编码，；在非CS-1编码方案下，报头和数据信息通常是分开编码的。

法尔码支持检错/纠错。法尔码是把冗余位添加到数据报头位和数据位的截短二进制循环码。法尔码的纯检错能力强大到未被检测出来的错误得以通过的几率仅仅为2^-40。在块编码把用于检错的冗余位添加到数据中之后，计算用于纠错的附加冗余，以校正无线信道造成的传输差错。内部的纠错或编码方案是基于卷积编码的。

卷积编码器生成的一些冗余位可以在传送前进行凿孔(puncture)操作。这种“凿孔”操作提高了卷积编码的速率，减少了每个传输的数据块的冗余。“凿孔”还降低了对带宽的需求以使卷积编码信号适合可利用的信道比特流。卷积编码凿孔位被传给交错器，交错器把各种比特流交错后，分割成4个脉冲。

图5是从射频脉冲中恢复数据块的相关步骤的示意框图。通常1个数据块由4个射频脉冲构成。接收并处理这些脉冲。当4个射频脉冲都接收后，这4个射频脉冲被组合以形成一个编码数据块。随后，该编码数据块被解凿孔(depuncture)(如果需要的话)，根据内部解码方案解码，接着根据外部编码方案解码。解码后的数据块包括数据块报头和数据。根据数据和报头被编码的方式，有可能进行部分解码就能识别数据。

图6是从传送的语音帧中恢复数据的相关步骤的示意框图。这个过程与图5的类似。典型地，传送的是20毫秒的语音帧，其中，该语音帧的前半部分在第一串射频脉冲中传送，后半部分在第二串射频脉冲中传送。图6中所示的是一组4个射频脉冲，这4个脉冲与第一个语音帧-语音帧n的偏移量是10毫秒。其中，语音帧n的后半部分与后一个语音帧n+1的前半部分，被编码和交错到这4个射频脉冲中。当这4个射频脉冲被处理后，编码块生成数据流，该数据流包含了语音帧n的的后半部分和语音帧n+1的的前半部分。储存在存储器中的语音帧n的前半部分，可以与语音帧n的的后半部分结合，生成有效的语音帧n相关的数据。

图7所示的对语音帧n的数据的重编码，会产生至少部分重编码的数据脉冲，该重编码数据脉冲可以用于训练第二均衡器处理分支。如前所述，把从前一组射频脉冲恢复出来的语音帧前半部分，与从当前组射频脉冲恢复出来的语音帧后半部分进行组合，以生成语音帧的数据。用循环冗余码校验对语音帧进行确认和纠错以生成有效语音帧。该有效语音帧随后被重编码。但是，只有重编码的语音帧n的后半部分用来部分再造射频脉冲。可以对重编码的语音帧n的的后半部分进行分割和交错处理以生成部分编码的射频脉冲。因为语音帧n+1的后半部分还没有处理，所以这些射频脉冲仅是部分重编码的。因为语音帧n+1没有被确认，所以重编码的语音帧n+1的前半部分不可能也未用于再造(recreate)射频脉冲。根据本发明的一个实施例，基于语音帧n的部分重编码的射频脉冲，结合已知的训练序列，能够更好地训练第二均衡器处理分支。

图8A和图8B是无线终端200接收和处理射频脉冲的流程图。图8A和图8B所示的操作对应于GSM帧相应的时隙上的单个射频脉冲。射频前端，基带处理器和均衡器处理分支模块执行这些操作。通常当上述组件之一执行操作时，这些操作步骤启动。但是，在不脱离本发明的范围的情况下，这些部件之间处理职能的划分可以是不同的。

如图8A所示，处理流程自射频前端接收GSM帧相应的时隙上的射频脉冲开始(步骤802)。然后，射频前端把射频脉冲转换成基带信号(步骤804)。转换完成后，射频前端给基带处理器发送中断信号(步骤806)。这样，如图所示，射频前端执行步骤802-806。

接着，基带处理器接收该基带信号(步骤808)。在一个典型的操作中，射频前端、基带处理器或调节器/解调器对该模拟基带信号采样以使基带信号数字化。接收到基带信号(数字格式)后，基带处理器在步骤810中对基带信号的调制模式进行盲检测(blind detection)。调制模式的盲检测确定了基带信号所对应的调制模式。在一个优选的实施例里，根据GSM标准，调制模式既可以是高斯最小频移键控(GMSK)调制，也可以是8进制相移键控(8-PSK)调制。基带处理器确定调制模式后，基于所确定的调制模式，选择合适的处理分支进行处理(步骤812)。

对于GMSK调制，在步骤814中，基带处理器对基带信号进行反旋和频率校正。接着，在步骤816中，基带处理器对基带信号进行脉冲功率估算。在步骤820中(见图8B分页连接箭头A)，基带处理器接着进行定时(timing)、信道、噪声、信噪比(SNR)估算。随后，基带处理器执行自动增益控制(AGC)循环计算(loop calculations)(步骤822)。接着，基带处理器对基带信号进行软决策比例因子的确定(步骤824)。步骤824之后，在步骤826中，基带处理器执行基带信号的匹配滤波操作。

步骤808-826称为预均衡处理操作。基带处理器对基带信号执行这些预均衡处理操作后，生成了处理后的基带信号。完成这些预均衡处理之后，基带处理器给均衡器模块发送命令。

以多分支均衡器运行的均衡器模块将在图9中进一步讨论。均衡器模块接收到命令之后，基于调制模式(GMSK或8PSK)，准备对处理后基带信号进行均衡。步骤828中，均衡器模块接收来自基带处理器的处理后的基带信号、设置、和/或参数，并对基带信号的左边进行最大似然序列估测(MLSE)均衡。如前面的图3所示，每一个射频脉冲包括数据左边、Midamble码和数据右边。典型地，在步骤828中，均衡器模块均衡射频脉冲的左边以生成该左边的软决策。然后，在步骤830中，均衡器模块均衡该处理后的基带信号的右边。该均衡操作生成了多个与该右边相关联的软决策。通常，对脉冲进行均衡是以脉冲中已知的训练序列为基础。但是，本发明的实施例中，可以利用重编码或者部分重编码数据以改良均衡处理。这可以采用迭代处理的形式，其中，第一分支对射频脉冲串执行脉冲均衡，第二模块基于第一分支均衡处理的结果进行二次均衡。

随后，均衡器模块给基带处理发送中断信号，指示该射频脉冲的均衡操作已经完成。接着，基带处理器从均衡器模块中接收软决策。下一步，在步骤832中，基带处理器基于来自均衡器模块的软决策来确定左右两边平均相位。在步骤836中，基带处理器基于来自均衡器模块的软决策执行频率估算和频率追踪。在这里，步骤832/854和步骤836的操作称为“均衡后处理”。步骤836之后，对该射频脉冲的处理已经完成。

回到图8A中，当步骤810中盲检测结果为8PSK调制时，基带处理器和均衡器模块选取右边的处理分支。首先，在步骤818中，基带处理器对基带信号执行反旋和频率校正。随后的步骤820中，基带处理器执行该射频脉冲的脉冲功率估算。顺着分页连接箭头B参考图8B，在步骤840中，基带处理器执行定时(timing)、信道、噪声和信噪比(SNR)估算。接着，步骤842中，基带处理器执行该基带信号的AGC循环计算。下一步，步骤844中，基带处理器计算判决反馈均衡器(DFE)系数，步骤844中均衡器模块将用到该系数。后文将对这些为生成这些系数而做的处理进行更详细的阐述。图9和之后的图对采用多分支均衡器的这些决策进行讨论。接着，步骤846中，基带处理器对射频脉冲执行预均衡操作。最后，步骤848中，基带处理器给射频脉冲确定软决策比例因子。此处基带处理器30所执行的步骤818-848称为8PSK调制基带信号的“预均衡器处理”操作。步骤848完成后，基带处理器给均衡器模块发送命令，以均衡处理后的基带信号。

均衡器模块接收到来自基带处理器的命令后，从基带处理器接收该预均衡处理后的基带信号、设置、和/或参数，开始对该预均衡处理后的基带信号进行均衡。均衡器模块首先准备好状态值(state value)，步骤850中均衡该8PSK调制的预均衡处理后的基带信号时，用到该状态值。在所举的实施例中，均衡器模块采用最大后验概率(MAP)均衡法。接着，步骤852中，均衡器模块用MAP均衡法均衡该预均衡器理后的基带信号的左边和右边以生成该处理后基带信号的软决策。步骤854完成后，均衡器模块发送中断信号到基带处理器中，指示对该基带信号的均衡处理已经完成。

接着，基带处理器接收来自均衡器模块的软决策。下一步中，基带处理器基于步骤854的软决策来确定该处理后的基带信号的左右两端的平均相位。最后，步骤836中，基带处理器执行该基带信号的频率估算和追踪。步骤854和836的操作称为均衡后处理操作。步骤836后，对一个射频脉冲的均衡处理已经完成。上述处理过程描述了从射频脉冲中恢复数据块的各个步骤。

虽然图8A和图8B中的操作可以用无线终端的特定组件来执行，这种操作划分可以用不同的组件来执行。例如，在另外的实施例中，均衡操作可以用基带处理器或系统处理器来执行。另外，在另外的实施例中，解码操作可以用基带处理器或系统处理器来执行。

图9是本发明的一实施例的多分支均衡器处理模块900的结构的示意框图，根据本发明的实施例，该处理模块900能够用来执行单天线干扰消除(SAIC)。有2种类型的SAIC均衡方法：节点探测(JD)和盲干扰消除(BIC)。根据本发明的一方面，选用BIC法。图9所示的组件，可以是硬件组件，也可以是由处理器如图2的206和208执行的软件组件，也可以是硬件组件和软件组件的组合。多分支均衡器处理模块900包括第一均衡器处理分支902和第二均衡器处理分支904。反旋模块906接收基带脉冲的同相分量(I)和正交分量(Q)。所述基带脉冲对应于图3-7所示的射频脉冲。反旋模块906把接收到的I和Q脉冲取样反旋，生成I和Q脉冲取样。在一个实施例中，第一均衡器处理分支902包括脉冲均衡器。根据本发明的实施例，这些脉冲取样随后被均衡，之后和其它的取样组成数据分组，如RLC分组。在某些操作情况下，除脉冲水平均衡外，还可进行第二均衡器处理分支的迭代处理。

脉冲均衡器，包括I和Q有限脉冲响应(FIR)滤波器908和910以及最小平方估测(Minimum Least Squares Estimation，简称MLSE)均衡器912，对每一个从反旋模块906中接收的脉冲进行处理。训练模块913利用每一个所接收脉冲的Midamble码里的已知训练序列(TS)训练这些模块。选择地，这些组件能够在多个脉冲上进行训练。第一均衡器处理分支902生成软决策，其中，多个软决策代表解码前的每一个数据位。每个软取样被提供给解交错器914，解交错器914对软取样解交错，并把解交错后的软取样提供给信道解码器916。信道解码器916从软取样(即代表每个数据位的多个软取样由信道解码器解码以在解码后生成硬位(hard bits))中解码出数据帧。

重编码器918对信道解码器916解码出来的数据帧进行确认和重编码，以生成重编码的数据位。交错器920接收该重编码的数据位以生成重编码的数据脉冲。然后，该重编码数据脉冲与已知的训练序列可以用来训练第二均衡器处理分支904。

第二均衡器处理分支904包括缓冲器922、I和Q有限脉冲滤波器(FIR)924和926。缓冲器922能够将多个脉冲存储到存储器中。训练模块928可用已知的训练序列和至少部分重编码脉冲对I和Q滤波器924和926进行训练。这样，第二均衡器处理分支利用至少部分编码的数据和已知的训练序列训练I和Q射频滤波器。这就使经缓冲器922处理后的脉冲的SNR(信噪比)得以改善。I和Q滤波器经训练之后，用于处理所存储的脉冲。加法器930把所得得结果结合。这样就产生了替换(alternate)软取样，该替换软取样被提供给解交错器914和信道解码器916以生成替换数据位。

图10中更详细地描述了图9所示的多分支均衡器的第一处理分支。在理想训练情况下，与常规接收器相比，2个分支线性均衡器(LE)和判决反馈均衡器(DFE)都能达到满意的性能改善。但是，当训练26个训练符号以使用LE或DFE时，对于单干扰信号会降低约2dB，对于多干扰信号和类似的噪声环境(noise like environment)会降低约5dB。要克服这个问题，可以使用迭代方案(iterative scheme)，该迭代方案使用图9所示的多分支均衡器。如图所示，第一处理分支可以训练具有4抽头(tap)的前馈滤波器908和910，训练具有4抽头的反馈滤波器DFE。

图11更详细地描述了图9所示的多分支均衡器的第二处理分支。信道解码之后，数据被重编码和用于训练7抽头LE 924和926。给第二处理分支选择LE是因为帧间交错(inter-frame interleaving)。与语音帧相关的重编码位可以只提供半个脉冲(即使是数据位)。DFEs需要给反馈滤波器提供连贯的取样。另外，LE比DFE(MLSE)简单。采用完全重编码位的其它实施例则可以给第二处理分支采用DFE而不采用LE。

图12是可用于实现信道估算算法的功能模块图，该信道估算算法在存在单个主要(dominant)干扰信号时提供改良的主信道脉冲响应。该响应可用于为FIR滤波器产生滤波系数和训练FIR滤波器，如图9至图11所示的滤波器。信道估算算法利用Midamble码或者使用包含在接收信号中的其他已知序列产生主信号的估算。接着，从接收信号中除去该估算值以处理/分析干扰信号。当干扰信号是单个主要信号时，从接收信号中除去该干扰信号能改良主信道脉冲响应和接收器的性能。改良的信道脉冲响应可用于改良图9、10和11所示的均衡器处理模块中所有分支上的均衡器的训练。

图12中，输入取样被接收并提供给第一主信道估算器1202。第一主信道估算器1202能使用已知的Midamble码或其他类似序列产生第一主信道脉冲响应。Midamble码估算器1204接收来自第一主信道估算器1202第一主信道脉冲响应和已知midable或其他类似序列。这些输入用于构建估算的主信道脉冲响应，可从接收信号中减去该估算主信道脉冲响应，以对Midamble码中的干扰信号进行更准确的描述。接着，所述Midamble码中的干扰信号被提供给干扰信道估算器1206以产生估算的干扰信道脉冲响应。盲数据恢复模块1208在Midamble码区内执行盲数据恢复。

对于盲接收器如盲数据恢复模块1208，假设干扰信道具有相移的Δ(Delta)脉冲响应。在一个实施例中，接收信号可如下表示：

其中，对任何假定的相移

，最大似然数据为：

所接受的信号与所恢复的信号之间的相关性为：

或者：

最大似然干扰信道相移就是提供最大相关性的相移：

从0到π以相位增量

计算可能的干扰相位的相关性，可发现相移就是提供最大相关性的相移，得到的恢复数据表示为：

盲数据恢复模块1208的输出可提供给干扰信道估算器1206和干扰信号估算器1210。干扰信道估算器1206产生干扰信道脉冲响应，该脉冲响应与盲数据恢复模块1208的输出结合，可用于在期望信号(SOI)的Midamble码区重构干扰信号。接着，可将重构的干扰信号从输入取样或所接收的信号中去除以产生不含清晰干扰信号的信号。第二主信道估算器1212用于产生改良的主信道脉冲响应，而多分支均衡器或单分支均衡器的任何分支可使用该主信道脉冲响应来改良接收器的性能。

图13是本发明一实施例中产生改良的信道估算的方法的流程图。步骤1300中，接收许多的射频脉冲。步骤1302中，对这些射频脉冲进行上述的反旋以产生取样。步骤1304中，用第一主信道估算器处理这些射频脉冲取样，如图12中所述。步骤1306中，产生主信道脉冲响应。步骤1308中，将所述主信道脉冲响应与接收取样的已知的Midamble码或其他类似的序列一起处理，产生估算的主信号。步骤1310中，从所接收的信号或取样中去除该估算的主信号。然后在步骤1312中，在步骤1310的处理结果上执行盲数据恢复。步骤1314中，对步骤1312的盲数据恢复的结果以及接收信号和估算主信号的差值进行处理。步骤1316中，产生干扰信道脉冲响应。步骤1318中，将干扰信道脉冲响应与盲数据恢复的结果结合，以产生干扰信号估算。步骤1320中，从接收信号或取样信号中去除该干扰信号估算。步骤1322中，用第二主信道估算器对步骤1320的结果进行处理，以在步骤1324中产生改良的、更好的主信道脉冲响应。

总而言之，本发明提供了一种能改良信道脉冲响应的处理模块。处理过程包括首先估算信道脉冲响应。将信道脉冲响应估算结果与已知的序列如射频脉冲中提供的Midamble码相结合，能够从信道脉冲响应和Midamble码的卷积中生成估算信号。从所接收的信号中去除该估算信号能够生成更清晰的干扰信号的映象。在干扰数据上执行盲数据恢复。恢复的干扰数据作为干扰信道估算的参考以产生干扰信道脉冲响应。使用估算的干扰信道脉冲响应和恢复的干扰数据，可以重构估算的干扰信号，从接收到的信号中去除估算的干扰信号。因而消除了估算的干扰信号。去除清晰的或主要的干扰信号后，可产生更接近原信号的主信道脉冲响应。从而能够更准确地处理所接收的射频脉冲，改善接收器的性能。

本专业普通技术人员会意识到，术语“基本上”或“大约”，正如这里可能用到的，对相应的术语提供一种业内可接收的公差。这种业内可接收的公差从小于1％到20％，并对应于，但不限于，组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。本专业普通技术人员还会意识到，术语“可操作地连接”，正如这里可能用到的，包括通过另一个组件、元件、电路或模块直接连接和间接连接，其中对于间接连接，中间插入组件、元件、电路或模块并不改变信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。正如本专业普通技术人员会意识到的，推断连接(亦即，一个元件根据推论连接到另一个元件)包括两个元件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。正如本专业普通技术人员还会意识到的，术语“比较结果有利”，正如这里可能用的，指两个或多个元件、项目、信号等之间的比较提供一个想要的关系。例如，当想要的关系是信号1具有大于信号2的振幅时，当信号1的振幅大于信号2的振幅或信号2的振幅小于信号1振幅时，可以得到有利的比较结果。

上述对本发明的优选实施例的描述的目的是为了举例说明及描述。这些实施例不是穷尽性的，也就是说本发明不受所公开的精确形式的限制，在本发明的教导下或从本发明的实践中可以获得对这些实施例的多种修改和变化。对实施例的选择和描述是为了对本发明的原理及其实际应用做出解释，以使本领域的技术人员能够在各种实施例中利用本发明、以及为配合特殊用途进行各种修改。本发明的范围由本发明的权利要求及其等同限定。另外，应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明实施例做出各种改变、置换和替代。

本申请要求Hanks Zeng等人在2005年3月1日申请的、美国临时专利申请号为60/657,564、名称为“SINGLE ANTENNA INTERFERENCE CANCELLATIONIN A CELLULAR TELEPHONE”的优先权。

本申请要求Arkady Molev-Shteiman等人在2005年5月9日申请的、美国临时专利申请号为60/679,143、名称为“CHANNEL ESTIMATION METHODOPERABLE TO CANCEL A DOMINANT DISTURBER SIGNAL FROM A RECEIVED SIGNAL”的优先权。

Claims

1.一种信道估算处理模块，包括：

第一主信道估算器，用于：

接收射频脉冲及所接收的射频脉冲中的已知序列；和

信号估算器，用于：

盲数据恢复模块，用于从第一组合器的输出中恢复数据；

干扰信道估算器，用于：

干扰信号估算器，用于：

2.根据权利要求1所述的信道估算处理模块，其特征在于，所述改良的主信道脉冲响应用于训练接收器的均衡器处理模块中的滤波器。

3.根据权利要求1所述的信道估算处理模块，其特征在于，所述已知序列在所述射频脉冲的Midamble码中。

4.根据权利要求1所述的信道估算处理模块，其特征在于，所述已知序列在位于所述射频脉冲的训练序列中。

5.一种无线终端，包括：

射频前端，用于接收射频脉冲；

信道估算处理模块，用于：

从所述射频脉冲中除去估算的干扰信号；

产生改良的主信道脉冲响应，其中所述改良的主信道脉冲响应用于训练的多分支均衡器处理模块中的滤波器；和

其中，所述多分支均衡器处理模块还包括：

第一均衡器处理分支，用于输出软决策，其包括：

用于基于已知的训练序列进行训练的第一训练模块；

第二均衡器处理分支，用于输出替换软决策，其包括：

用于存储多个脉冲的缓冲器；

从所述软决策或替换软决策中产生数据块；

将所述数据块解交错；和

解码所述经解交错的数据块并产生数据帧；

对所述数据帧重新编码以产生至少部分重编码的数据块；和

其中所述信道估算处理模块包括：

第一主信道估算器，用于：

接收射频脉冲及所接收的射频脉冲中的已知序列；和

信号估算器，用于：

第一组合器，用于从所接收的射频脉冲中除去估算信号；

盲数据恢复模块，用于从第一组合器的输出中恢复数据；

干扰信道估算器，用于：

接收第一组合器的输出和盲数据恢复模块的恢复数据；和

干扰信号估算器，用于：

6.一种消除接收信号中的主要干扰信号的方法，包括：

接收具有已知序列的射频脉冲；

从所述接收到的射频脉冲中除去估算信号以产生干扰信号；

执行盲数据恢复以从干扰信号中恢复数据；

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述改良的主信道脉冲响应用于训练接收器的均衡器处理模块中的滤波器。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述已知序列在射频脉冲的Midamble码中。