TWI234405B

TWI234405B - Robust low complexity multi-antenna adaptive minimum mean square error equalizer

Info

Publication number: TWI234405B
Application number: TW091136555A
Authority: TW
Inventors: Daniel Yellin; Liron Oded Ehrenwald
Original assignee: Intel Corp
Priority date: 2002-01-02
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2005-06-11
Also published as: TW200302029A; KR100647963B1; US7133477B2; US20030123583A1; CN1613202A; AU2002359883A1; CN100394708C; WO2003058845A2; WO2003058845A3; KR20040075343A

Description

1234405 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術'内容，實施方式及圈式簡單說明）【發明所屬^技術領域】本發明係一般論及一些信號處理系統，以及係特別論及-在無線通訊系統中使用時空處理技術之信號偵測和評 5 估技術。【先前技術；1 發明背景一典型之無線通訊系統，通常係包括三個主要之組件 :發射器、頻道、和.接收器。舉例而言，在一無線電數位 10通訊系統中，其發射器可處理一來自一資料來源之數位資料’可使其傳遞經過一脈波整形濾波器，以及接著可使用其來調變-載波信號。此調變過之載波，接著係進_步傳遞至其頻道，以供傳輸。在其接收器處，其頻道之輸出，係在相同之載波信號下加以解調，藉此形成其基帶信號。 15此基帶信號，係使通過一匹配之滤波器，以及接著係在其符號率下加以取樣。此等樣本接著係使轉送至一判定邏輯電路’以便決定該等接收之符號，而提供其原有之數位資料。、上述信號在該頻道中之際，會因各種現象而受到扭曲及說化，以及在到達其接收器之前，可能已有顯著之劣化。此有關之主要理由有：符號間干擾（ISI)、衰退、同頻道干擾（CCI)、和熱（白）雜訊。符號間干擾，係發生於一資料流内所包含之資料符號彼此有干擾時，亦即，由於一無線電頻道本身之不當相互作用時。此係發生於其頻道和/或 1234405 玖、發明說明正形;慮波裔所致之信號頻帶限制時，及/或發生於該等無線電頻道，由於視行（line-of_sight)中之障礙的存在等種種之理由，時常會變成多路頻道。多路亦會引起衰退。同頻道干擾係於二或多之使用者在一射頻上面運作時 5發生。其在一些逐巢格區地循環著相同頻率之蜂巢式行動電話系統中，係十分普通的。不幸的是，該等傳輸之信號 . ’會很容易不當地運行至一些非對象之鄰近巢袼區，而與 · 一非對象之鄰近巢格區内的信號發生干擾。熱（白）雜訊則總是會存在於電子裝置中。鲁 10 有數種技術可被用來應付此種不利之效應。基本上，為補你上述之符號間干擾，在各種通訊系統中，經常是執行一等化運作；為補償其衰退，通常是採用一分集技術；以及白雜訊效應，係使用一些匹配之濾波器，而使其極小化。另一方面，依據每一使用者之信號的強度，上述之同 15頻道干擾，可能會潛在地妨礙到其所涉及之使用者的資料之正確接收。就一特定之使用者而言，可能會有任何數目之干擾源，位於不同之位置，故使其透過以上所提及之技鲁術的簡單組合，來提供一合理之補償，係有其極度之困難性。此外’該等相對於上述接收器而位於未知之源頭的干〜 20擾源之不一致行為，包括ΟΝ/OFF交換，舉例而言，可能、會引起各種會不斷變化之干擾。一固定式補償系統，將無法充份補償一時變性之干擾，因為其不可能追隨此等時變性及移除其變化性干擾。【發明内容】 7 1234405 玖、發明說明發明概要因此’在一些無線通訊系統中，為應付以上所提及之不當效應，想要有的是一更有效率之補償機構。圖式簡單說明 5 第1圖係一依據本發明之一實施例，包括一可透過一頻道而接收一内含一些想要部分和不想要部分之信號的通訊界面之行動裝置的方塊圖；第2圖係一依據本發明之一實施例，包括至少兩個天線而透過一空氣界面（例如，一頻道）來接收一信號（包括其 1〇想要和不想要部分）之蜂巢式行動電話的方塊圖；第3圖係一依據本發明之一實施例，合併有一可適性等化-透過至少兩傳播路徑之信號的至少兩個傳播信號部分之多重天線適性等化器的接收器；第4圖係一依據本發明之一實施例的等化器計算模組 15，其中之輸出係一些FIR濾波器，彼等可針對一接收到而内含-想要和不想要之部分的信號，適性地執行一時空等化運作，藉以自該信號恢復其想要之部分，而使其等化器之計算，係基於一些適性評估、和/或一些想要頻道⑹ 上面之先驗資訊、和其總接收信號之正交協方差的適性經 20 驗評估； ' 第5圖係第4圖之適性等化器計算模組的適性等化常式之流程圖’其可依據本發明之—實施例，自_含有同^ 和/或符號間干擾之頻道上面所接收被扭曲及含雜訊之信號’恢復其所想要之信號；而 " 1234405 玖、發明說明第圖則係可比較數種依據本發明之一實施例之最小均方誤差（MMSE)等化器式接收器的未加碼之位元誤差率（UBER)性能的曲線圖。【實方式】 5較佳實施例之詳細說明第1圖中所顯不之行動裝置10，在一實施例中，係包可屋由或多類似無線電鏈路等通訊鏈路而進行通訊、、界面15。在一實施例中，此通訊界面15，可透過一頻C接收-内含一想要部分和不想要部分之信號。然而 10 ’上述之行動裝置10，可能會接收到上述在一包含一來自或夕干擾源之干擾的扭曲形式中之信號的不想要部分。上述之仃動裝置1G，可進—步包括_等化器2G，其可輛合至其通訊界面15，而在-多重接收模態中適性地運作。在一實施例中，其通訊界面15，可使耦合至一處理器 15 30和一收發裝置25，以便接收及/或傳送一或多之無線電通几。其收發裝置25，係進一步包括一接收器電子電路w ，和一可儲存一接收器應用程式42之儲存單元4〇，藉以依據任可用之通訊標準，來處理該等無線電通訊。基本上’一用以自一信號恢復其想要部分之運作，會 2〇牽涉到使用一至少有兩個成空間分隔而耦合至其通訊界面 5之天線的陣列，其可接收上述在至少兩個透過至少兩個傳播路杈之傳播信號部分中的信號。在使用上述之接收器應用程式42時，其等化器2〇 ,將可使用該兩傳播信號部分和一與其想要部分相關之先驗資訊，來評估其總接收信 1234405 玖、發明說明號之一時空正交協方差矩陣，和該等對應於此接收信號之想要部分的想要頻道。由於上述信號之不想要部分，係呈時變性及統計上之不一致性，此專評估係被理解為一些可指示該等頻道橫跨 5上述信號之時間窗口的平均行為之適性加權測量。基於此等適性加權測量，上兩透過兩個傳播路徑之傳播信號部分的每一傳播信號部分，將可受到調整，藉以提供其對應之等化輸出。為自上述信號移除不想要之部分，該等被等化之輸出，復可使結合成一共同輸出。最後，為自上述之信 10號恢復其想要之部分，可對上述之共同輸出，應用一臨界值判定準則。誠如先前所說明，數位通訊中之一實際問題是符號間干擾（ISI)其會使知一給定之傳輪符號，被其他傳輸符號所扭曲。此⑻係由於其實際頻道之頻帶限制效應所致， 15以及亦由於該頻道之多路效應（例如回波）所致而強加至其傳輸之信號上面。一最常被使用來反制此頻道失真之技術’即線性頻道等化技術。由於其等化器為一線性遽波器，此等化器將可提供其頻道響應之一近似反函數。由於該等頻道特性，通常係屬未知或屬時變性，上述之等化器 20 可使屬適性型。 -些傳統式等化技術’係在一預先分配之時槽(就時變情形而言係呈周期性）中，傳送一訓練信號。舉例而言 ’該等接收器和發射器兩者均已知之一短資料序列，可被用來4練其等化器，以使於其在任何資料傳送前，收斂至 10 1234405 玖、發明說明 1佳之解。此組已知之資料’通常係被指稱為—訓練序及係被許多適性等化系統所使用。在使用其接收号中之一適當的適性演算法（例如，最小均方誤差）時，1等化器係數，接著可使改變或使適性化，以使其等化器之輸出，能密切與上述之訓練序列相匹配。 10 15

參照第2圖，一蜂巢式行動電話50，可包括一些天線 55⑴至55(N)，藉以透過__空氣界_，接收—些㈣無線電通訊等通訊。該等天線55⑴至55(N)，可使耗合至一調變解調器（MODEM) 7G，以便透過_頻道，接收一包含 -想要部分和-不想要部分（例如，由於來自—或多之來源的同頻道干擾）之信號，其可能會逐漸衰退及被扭曲（例如’由於ISI所致）。其M0DEM 70,可包含一無線電界面 84 夕重天線適性等化器86、和一行動接收器電子電路肫。在某些實施例中’其無線電界面84，可為一射頻界面。同理，其多重天線適性等化器86，在一實施例中可在

一能夠在以上所提及不理想性之存在下偵測一信號的多重接收模態中運作。其一行動處理器75，可使耦合至一記憶體8〇。此記憶體80在某些實施例中，可使包括一行動接收器模組82。在一實施例中，其行動處理器75，可與一按鍵區9〇和一顯示器95進行通訊，以便在其正常運作期間，處理其按鍵區卯之輸入，以及輸出一些信號給其顯示器95。其一音頻界面 100，可使耦合至其行動處理器75，藉以產生或接收一音頻信號。在一實施例中，該音頻界面100，可由一附有一 11 4 ,!f 〇 1234405 玖、發明說明編碼解碼器（CODEC)之傳統式麥克風和傳統式喇。八所構成，彼等全係以一可運作方式耦合在一起，以便能適當地與其行動處理器75界接。一依據本發明之一特定實施例的運作，係涉及到使其 5 MODEM 70’使用其適性等化器86，而能在一同頻道和/或符號間干擾之存在下，偵測出一接收信號。更明確地說，其MODEM 70可加以適性化，使運作於一具有時分多路存取技術之蜂巢式網路環境中，其可使一想要信號之數位傳輸，能藉由在每一頻道内，分配一獨一之時槽，給每一使 1〇用者，而容許若干使用者，不受干擾地存取一單一射頻 (RF)之頻道。 15 20

為達此一目的，其一實施例係提供一軟體，以使上述蜂巢式行動電話5〇中之M0DEM 7〇適性化，而針對一具有 TDMA之蜂巢式網路環境中的信號運作，其可在一全球行動通訊系統（GSM)有關之網路上面，容許有一整體線電服務（GPRS)。在此，上述之蜂巢式行動電話Μ，係使用至少兩個天線55⑴和55(N)，舉例而t，具冑不同之極化方向，儘管就天線增益和因而之信號雜訊比（snr)而1 ’ -天線係不及另一天線。在一實施例中，藉由具現其^ 有-線性最小均方誤差（MMSE)之適性等化⑽，將可4 CCI和/或isi之存在下，提供信號之偵測。基於幕擬和分析性之分析，在-實施例中，藉由上超運作於-雙重（或多重）天線陣列之雙重（或多重）輸出的这性等化器86’使用時空處理，將可達成_相當大之增益。 12 1234405 玖、發明說明此可藉由在—實施例中，—般化—傳統式單—天線簡se 之解決方案，來加以達成。在一貫施例中’其-最佳之MMSE等化器，將可計算其接收信號之自協方差矩陣，以及計算其接收信號與相關傳輸符號之正交協方差向量。此復可能會要求有來自所有來源至所有天線之想要的不同頻道加上干擾信號之完整知識’以及其熱雜訊方差可能是值得要的。在—gsm實況中 ’此-類型之知識和資訊，通常並非是現成的。因此，有 -些可用以調整其適性等化器86之盲目方法被導出。由於 10

該等頻道參數係料變性，此等方法在理紅制適性之性質。盲目適性時空等化技術，一般可就TDMA蜂巢式網路系統及特別就GSM/GPRS而加以利用。特言之，使用此立即可用之接收信號，一種可評估以上所提及之自協方差矩 15陣和正交方差向量的方式，係基於使用時間平均法之近似化靜態程序之統計上的第二動差（m〇ment)。

當一合併有上述適性等化器86之接收器被使用時，由於其頻道if吊會隨時間而變化，依據一特定之環境，可能會存在有不同之頻道條件。在此等情況下，使用上述之接收負料其適性專化器8 6將可做適當之適性控制。舉例而言，該適性等化器86在一實施例中，可基於上述之接收資料，來決定其最佳之等化器參數組。然而，有不同類型而基於任何數目之準則的適性演算法，可加以使用。一均方決差可依據本發明之一實施例來加以使用。一成本函數式 13 1234405 玖、發明說明結構，舉例而言，可被用來界定此種準則。在_實施例中成本函數可藉由使該演算法之實際輸出與—想要之輪出做比較’同時使其保持至某-定位準之收歛率，舉例而言’至一可基於一特定應用例而加以預先決定之可被接收性“平均，，值，來加以決定。

當上述之接收信號，在長度上較其所預期者為短時，或當干擾源如同在GSM中之情況，經常會出現及消失時，此“平均法”便可能無法收敛至或追縱其正確之自協方差矩陣。在此-情況中，其適性等化器86，可據此加以調整， 10舉例而言，藉由縮短其接收信號之長度。當該等干擾源之父換時間或樣式被識別時，則在一實施例中，其評估程序係相對於每一變化而加以重置，同時可容許上述之蜂巢式網路系統，學習其新生之自協方差矩陣。若該兩變化間之時段過短，有另一解決方案會避免重置，以及因而會促使 15 其自協方差，收斂至某些預先確定之“平均，，正確值。

上述之接收信號，可使分割成一些間段，舉例而言，同一接收信號之二或多的節段，彼等在一實施例中，長度可能相等。其節段長度可能係長至足以容許其適性等化器 86之計算收斂，以及係短至足以考慮到該等干擾信號頻道 2〇之時變性。在一實施例中，就每一時段而言，其兩接收到之RF信號，可使用其接收器内之兩平行傳播路徑，沿途透過雙重之類比RF和IF級，而被處理至數位基帶。此等接收到之數位基帶信號，和一與其想要頻道相關聯之先驗資訊，可被用來依據上述之解釋，計算該等等化器抽頭（例如 14 1234405 玖、發明說明 ’-或多之抽頭或抽頭值，正常係就一等化器加以調整，藉以形成一可極小化一成本函數的適性等化器）。最後， /、適('生等化器86之輸出可使加總，以及可針對此一總值，進一步應用一判定準則。 5 第3圖中所顯示之接收器125，係包括一多重天線適性最小均方誤差（MMSE)等化器130，其可透過一第一天線 135a和一第二天線135b之處理，來接收傳輸。其第一天線 U5a，可使耦合至一射頻暨類比界面u〇a，以及其第二天線135b，可使輕合至一射頻暨類比界面μ⑽，藉以透過兩 1〇個傳播路徑，接收一信號之兩個傳播信號部分。在一實施例中，在其一傳播路徑等化器145a上面，可透過其射頻暨類比界面A 14〇a，接收到一第一傳播信號部分。同理，在其一傳播路徑等化器145b上面，可透過其射頻暨類比界面B 140b，接收到一第二傳播信號部分。為處 15理此信號，有一控制單元150，可使耦合至一可儲存一用乂《平估以上所&及之時空自協方差和正交協方差的等化器應用权式160之儲存裝置155。其等化器應用程式16〇，可提供一些對應之等化輸出，彼等可使結合成一共同輸出，而自戎信號移除其不想要之部分。為自上述信號恢復其想 20要之部分，有一判定邏輯電路165，舉例而言，一臨界值判定準則，可使應用至上述之共同輸出。在一實施例中，其多重天線適性MMSE等化器13〇，係一其中係數呈時變性之線性濾波器。此外，該等係數係透過一適性化運作，諸如線性均方（LMS)或遞歸最小平方 15 1234405 玖、發明說明 (RLS)演算法，此兩者適性化運作，可收斂而提供一理想（例如，最佳）之濾波器，來計算每一位元出現時間。每一貧料傳輸可合併一訓練前同步碼，而與一 LMS演算法之使用相容。當然’上述不需要任何訓練序列之演算法的盲目 5版本，亦屬可能。有利地，在一實施例中，其多重天線適性MMSE等化器130，將會抑制一來自其他活動中之使用者的干擾。第4圖中所顯示之等化器計算模組175，可透過一頻道，接收一經由一第一天線18〇a和一遠離此第一天線18〇&之 10第二天線180b而含有一想要部分和不想要部分的信號。雖然其僅顯示有第一和第二天線18加和18〇1)，任何數目之天線，係均可加以採用。上述之等化器計算模組175，可進一步包括一麵合至一變換器模組190之時空等化模組185。在一實施例中，一 15頻道1评估器模組195a和一頻道2評估器模組195b，可使在設置上接收上述對應信號部分之信號。使用上述之時空等化模組185，其等化器計算模組175，可藉以基於其想要部分之先驗知識和該信號之經驗評估，適性地等化該頻道，而恢復該信號之想要部分。在一實施例中，該先驗知識可 20自一透過該頻道所接收之先驗資訊200而得到。在運作中，為自上述透過该頻道，亦即，在一傳播路徑1等化芎 205a和一傳播路徑2等化器205b上面，移除其所接收不想要之一刀’其可藉由結合上述等化之輸出，來提供一妓同輸出。 16 1234405 玖、發明說明第5圖中所顯不之適性等化常式⑶，可依據本發明之實施例自接收信號，恢復其想要之信號。藉由適性等化，亥頻道，其想要之部分，可基於上文所解釋之先驗知識和H平估，自上述之接收信號加以恢復。一類似無線 5電通Λ等無線電^號’舉例而言，可透過一頻道，在區塊 230處被接收。 ;、、、:而上述之無線電信號，可合併多種包含但不限於同頻道干擾和符號間干擾之干擾。雖然上述之無線電信號 ’在-實施例中，可包含_組想要之頻道部分，一不想要〇而失真之部分，可歸因於一些所舉為例之同頻道和/或符號間干擾。一至少有兩個空間相隔之天線的陣列，可在區塊235 中，被用來接收上述之無線電信號，使透過至少兩條傳播路徑，而成至少兩個傳播信號部分。在一實施例中，上述無線電k唬之想要部分，可使接收自一想要之來源（例如，一運作於一行動電話網路中而服務多數活動中之行動裝、土也至）與此想要部分相關之先驗資訊，亦可透頻道來接收，而導出其連同上述無線電信號之不想要邛刀的先驗知識。上述不想要之部分，可能會呈一因一來 20 自一矣夕三夕之干擾源（例如，此行動電話網路當前未服務該專活動中之行動裝置的一或多之其他基地臺）的干擾所引起之扭曲形式。自β亥專至少兩個傳播信號部分，和其一與上述想要部分相關之先驗資訊，在區塊24〇處，將可評估出上述無線 17 1234405 玖、發明說明電L號之時空正父協方差矩陣，和該組對應上述想要部刀之心要頻道口p刀。依據一實施例，一可指示該頻道橫跨上述無線電信號之第一時變窗口的平均行為之適性加權測里，將可被導出。使用此適性加權測量，上述之無線電信 5號，可在一第二時變窗口中加以評估。特言之，在一情況中，為提供對應之等化輸出，其兩透過至少兩個傳播路徑之傳播信號部分的每一傳播信號部分，可在區塊245中，基於上述之適性加權測量，加以調整。上述等化之輸出，可在區塊25〇處，使結合成一共同 1〇輸出，藉以自上述之無線電信號，移除其不想要之部分。最後，可對上述之共同輸出，在一實施例中，應用一臨界值判定準則’藉以自上述之無線線信號，恢復其想要之部分（區塊255)。在某些實施例中，彼等干擾樣式，可在一頻道中被觀 15察到，以便基於上述可透過兩個傳播路徑接收到之無線線信號的至少兩個傳播信號部分，導出一經驗評估。其不想要之部分，可基於上述無線線信號之經驗評估，自上述之無線電信號抽取出。藉由橫跨該兩傳播信號部分，計算出該等干擾樣式之時間變遷的平均值，將可自上述之無線電 20 信號，導出其想要之部分。基於一符合本發明之一實施例的適性等化器，將可成雙地具現出一接收器之不同組件和信號流。舉例而言，在一 GSM中，可設置上述適性等化器之雙重結構，亦即，包括雙重之天線、雙重之射頻，和一些可使用最小均方誤差 18 1234405 玖、發明說明 (MMSE)使干擾（例如，ISI、CCI、或兩者）降低或消除所需之類比級。依據一特定之實施例，有關一有限長度雙重MMSE線性等化器，係例示有一組有關聯之恰當公式，舉例而言， 5 上述之多重天線適性MMSE等化器130，為一能夠引導適性化之通用雙重MMSE線性等化器。在此動作中，令S0(n)

指示時刻η下傳輸之符號，以及令 F = [v“l)以2)…Vl(A〇 ν“1) ν2(2)…v2(A〇f ⑴ 指示橫跨一整個脈衝串之N個雙重天線取樣的接收信號。 10 界定也) = + ^ + + ^ -Z2) 6(71 + 4+11)…6(/1 + 4)...6(/1 + 4 -Ζ2)]Γ 一 (2) 其中，dl為頻道1上面之符號延遲。其最好評估S0(n)為 SO(n) = C+ · Κλ) = C1+ · vl ⑻ 4*C2+ · v2(n) +£2 +L2 =£c2；v2(/M-^-y) XI J—ΙΛ (2)

其最直接達至之解，係透過以下之正交原理， 15 五{[5Ό ⑻- S〇(/i)]v ⑻·} = 0. ⑷ 在此一方程式中，

仍⑻吻·} = 〜〇 =[A01叫…AOlw…A〇U+rfi Λ02叫…Α02μ…A02-咖J (5) 以及

Λΐ 及 12 ~a -及12及22 _ C2 = ^wQ £：{*§0 ⑻幽·}= 19 1234405 玖、發明說明 '1 ⑼ …rn(-Z1)…(-Z1 -12) Ί,(^1)…r"⑼…rn(-L2) ^ Γη(+Ι1 + Ι2) .. rn(+I2)- 〜⑼ _ 〜⑼ …r12(-Zl)…/*12(-Z1-Z2) rn^LX) r12(0) .·. γ12(-Ζ2) /12(+Ζ1 + £2)…丨2(+Ι2)… r12(0) [d:£1 …cl卜·<I2 c2:,2 …心7, 心⑼ ···〜(-邙 ··· ^,(^1-£2)' • 1 …心⑼ … …2) γ21(+£1 + £2) ^2(〇) • 1 …一2) .··心(一11) .. : … 心⑼ …广22(-Zl-£2) • · ·.· r22(0) • . …h(-Z2) /^(+11 + 12) • ： …r22(+Z2) … ~(〇) ⑹ 其中， rn(^k) - Eiv^ik-kY} = ΣΣ A/l; A/2；.^ /»〇 j rn(-k) = £{v, (*)v2(* + ^)-} = ΣΣ A/ly. A/2；+a /·〇 j rn^k)=- ΣΣ wiy a/i;^+mm /-〇 i ru(-k) = ^{^(^(^ + ^)-} = ΣΣ W1%* +^(Ar) /-〇 j ⑺ r22(+k) = £{v2(*)v2(i-A)*} = ΣΣΑ/2; W2M +^(*) /«〇 y r22(-*) = E{v2(k)v2(k+kY}^ YZhl2jhll^k^N2S{k) /«0 j rM = rl2(k)\ 其解係定為 (8) 若其想要的有2(1+1)個頻道，以及彼等干擾信號係未知，則其接收信號之共方差矩陣Rh，和其傳輸_接收之正父協方差向量r v s。，可由其接收信號本身來加以評估。其共方差矩陣之分量，可被評估為 10 1234405 玖、發明說明其正交協方差向量之分量，事實上為該等想要之頻道的分量，係使用傳統式頻道評估技術來加以評估，但在此項研究中，為簡單計，吾等係假定彼等為已知。因此，上述等化器之解，在此一情況係定為 5 湓=疋^。（10) Λ 其中，t係上述依據方程式（9)所評估之相關係數矩陣的反函數。藉由在每一資料區塊之後，重複此一評估，

便可執行追蹤，以及其等化運作，可就緩慢衰退和跳躍而使適性化。 10 第6圖中所顯示之曲線圖，係比較數種依據本發明之

一實施例的最小均方誤差（M M s E)等化器式接收器之模擬性位元誤差率（BER)性能。在一傳輸期間，舉例而言，在頻道上面，其位元誤差率（BER)，係被界定為彼等具有块差之位元相對於該傳輸中所接收之位元總數的百分率， I5通$係表示成十的負冪方。舉例而言，一傳輸可能具有一 10之負6冪方的BER，亦即，每一個傳輸位元，有一個位元會有誤差。一般而言，BER係指示一封包或其他資料單元，究有多頻繁勢必要因一錯誤，而重新被傳輸誠如第6圖中所示，有四個MMSE等化器式接收器之 BER性能被比較。藉由模擬一GSM實況，將會有一 Μ?個符號之脈衝串產生出，隨後會被—傳統式傳送高斯滤波器處理，以及會透過一衰退多路頻道傳輸。在其接收器處，有九個不同起源和強度之干擾信號，加上熱雜訊，會加至 21 1234405 玖、發明說明述衰退及ism化之想要信號。就9和12分貝⑽）之信號干擾比⑻R)的典型運作點而言，上述符合本發明之一實施㈣雙重天線MMSE等化器之性能，係較接近其無法實現之完吴資訊等化器接收器，而顯示可得到大約4分貝之 5 ^曰並。一些進一步之摹擬實驗，建立了有關一依照以上公式之雙重天線MMSE接收器的觀測，其職性能顯然係較任何一個單一天線接收器為佳。 10 雖然本發明業已參照有限數目之實施例做了說明，本技藝之專業人員’將可自其理解出許多之修飾體和變更形式。其係意使其所附申請專利範圍，涵蓋所有此等在本發明之真實精神和界定範圍内的修飾體和變更形式。【圖式簡单說明】第1圖係—依據本發明之-實施例，包括-可透過一頻道而接收一内含一此相通^ 15 二μ要口P刀和不想要部分之信號的通訊界面之行動裝置的方塊圖；第2圖係一依據本發明之一實施例，包括至少兩個天線而透過一空氣界面（例如，一頻道）來接收—信號（包括其想要和不想要部分）之蜂巢式行動電話的方塊圖； 20 〃第3圖係_依據本發明之一實施例’合併有一可適性等化-透過至少兩傳播路徑之信號的至少兩個傳播信號部分之多重天線適性等化器的接收器；第4圖係—依據本發明之一實施例的等化器計算模組 ’其中之輸出係—些渡波器’彼等可針對—接收到而内含-想要和不想要之部分的信號’適性地執行一時空等 22 1234405 玖、發明說明化運作，藉以自該信號恢復其想要之部分，而使其等化器之計算，係基於—些適性評估、和/或-些想要頻道lf〇2 上面之先驗資Λ、和其總接收信號之正交協方差的適性經驗評估； 5 第5 ®係第4圖之適性等化器計算模組的適性等化常式之流程圖，其可依據本發明之一實施例，自一含有同頻道和/或付號間干擾之頻道上面所接收被扭曲及含雜訊之信號，恢復其所想要之信號；而第6圖則係一可比較數種依據本發明之一實施例之最 10小均方誤差（MMSE)等化器式接收器的未加碼之位元誤差率（UBER)性能的曲線圖。 23 1234405 玖、發明說明【圓式之主要元件代表符號表】 10…行動裝置 125…接收器 10…接收器 130…多重天線適性最小 15…通訊界面均方誤差（MMSE)等化器 20…等化器 135a、180a…第一天線 25…收發裝置 135b、180b…第二天線 3〇…處理器 140a…射頻暨類比界面A 35…接收器電子電路 140b…射頻暨類比界面B 40…儲存單元 145a、145b…傳播路徑等 42…接收器應用程式化器 50…蜂巢式行動電話 150…控制單元 55(1)-55(N)···天線 155…儲存裝置 65…空氣界面 160…等化器應用程式 70…調變解調器（MODEM) 165…判定邏輯電路 75…行動處理器 Π5…等化器計算模組 80…記憶體 190…變換器模組 82…行動接收器模組 185…時空等化模組 84…無線電界面 195a…頻道1評估器模組 86…多重天線適性等化器 195b…頻道2評估器模組 88…行動接收器電子電路 200a、200b···先驗資訊 90…按鍵區 205a…傳播路徑1等化器 95…顯示器 100···音頻界面 205b…傳播路徑2等化器

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Claims

佟 1234405 拾、申請專利範匱 94.2.2. 第91 136555號申請案申請專利範圍修正本 1. 一種等化方法，其係包括： k過一頻道，接收一包括一盘一相，、心要之頻道相關聯的想要部分和-與此想要部分相混合之不想要部分的信號；以及藉由基於至少-先驗知識和其想要頻道之經驗評估，和上述接收信號之正交協方差的經驗評估，來適性等化上述之頻道，而自上述之信號，恢復其想要之部分 2.如申請專利範圍第〗項之方法，其中，括： 10 15 信號之接收係包接收上述包括一些來自-想要來源之頻道的想要頻道部分之信號的想要部分；一透過該頻道接收—與其想要部分有關之先驗資訊 ’藉以導出上述之先驗知識；以及接收一成扭曲形式而包括一夾自匕祜木自一或多干擾源之干擾的信號之不想要部分。 3.如申請專利範圍第2項之方法，其中該方法更包括：使用-至少有兩個空間相隔之天線的陣列，來接收該信號，使透過至少兩個傳播路徑，而成為至少兩個傳播信號部分。 4 ·如申叫專利範圍弟3項之方甘由4 +丄万法，其中该方法更包括：由該等至少兩個傳播信號部分，和-橫跨一信號脈衝串有關其想要部分 " 刀之先驗貝讯，評估該等接收信 20 ^ I1234405拾、申請專利範圍 10 15 20 正# .丨 .91 2.年月號和想要頻道之時空正交協方差矩陣；以及基於上述接收信號橫跨一 A體上與上述信號脈衝串相同之時間窗口的平均值，導出—或多之等化器係數。 5·如申請專利範圍第4項之方法，其中該方法更包括：基於該等一或多之等化器係數，來調整該等至少兩個透過至少兩個傳播路徑之傳播信號部分的每一傳播信號部分，藉以提供一些對應之等化輪出；使上述之等化輪出，結合成一共同輪出，藉以自上述之接收信號，移除其不想要之部分；以及、、對此共同輸出，應用-臨界值判定準則，藉以自上述之接收信號，恢復其想要之部分。 6.如申請專利範圍第！項之方法，其中該方法更包括：接收至少兩個透過至少兩個傳播路徑之接收信號的至少兩個傳播信號部分；觀察該頻道内之接收信號的樣式，藉以導出上述之經驗評估；基於上述接收信號之經驗評估’自該信號抽取出其不想要之部分；橫跨該等至少兩個傳播信號部分，平均化該等干擾樣式之時間變遷’藉以自上述之接收信號，導出其想要之部分； “使用該等至少兩個傳播路徑，針對該頻道運作，錯以计异出一可指示該頻道之平均行為的測量值；以

26 1234405拾、申S靑專利範圍及 ,替、年 J: 條基於此測量值，評估上述之接收信號，以便適性等化該頻道。如申#專利乾圍第6項之方法，其中該方法更包括提供 5 8. 一適性等化運作，之經驗評估，和上其係藉由周期性地重複其想要頻道述接收信號之自協方差。如申請專利範圍第1項之方法，其中該方法更包括：透過該頻道接收上述接收信號中之一或多的資料符號；以及

10 15 9. 10. 20 藉由操控及平均化上述平行通過一第一和一第二傳心路彳工之至少兩個大體上相等的信號部分之接收信號來评估上述接收信號之自協方差矩陣，和上述之接收“虎與該等傳輸之一或多重的資料符號之正交協方差向量。如申请專利範11第8項之方法，其中該方法更包括基於其第-傳播路徑中所收集之接收信號的多數第一取樣和其弟一傳播路徑中所收集之接收信號的多數第二取樣，適性地調整上述頻道之等化參數。如申請專利範圍第9項之方法，其中該方法更包括：在-雙重接收模態中，針對該頻道運作，藉以抽 ”不心要之^刀’而增加上述信號之增益；以及藉由自上述之接收信號，移除其不想要之部分，而自έ玄等第一和第二值妙_ 專抬路從内之信號，分離出其想要之部分。

27 1234405 拾 11.

一種等化裝置，其係包括： 5 一處理器； -通訊界面’其在運作上係耦合至該處理器，藉以透過一頻道’來接收一内含一與—想要頻道相關聯之想要部分和一與此想要部分相混合之不想要部分的信號；和 10 12. 13. 15 14. 15. 20 -恢復裝置’其在運作上係耦合至該處理器，以便藉由基於至少一先驗知識和其想要頻道之經驗評估 ’和其接收信號之正交協方差的經驗評估，來適性等化上述之頻道’而自上述之信號恢復其想要之部分。如申請專利範圍第U項之袭置，纟中之通訊界面，係包括至少兩個天線。如申請專利範圍第11項之裝置，纟中該恢復裝置係-調變解調器（modem)。如申請專利範圍第13項之裝置，纟巾該調變解調器係包括-等化器’其可在至少同頻道和符號間干擾中之一的存在下，偵測出該信號。如申凊專利範圍第14項之裝加以適性化，而使運作於一置’其中該調變解調器係具有時分多址存取技術之蜂巢^網路環境中，以使上述信號之數位傳輸，能藉由^母—頻道内，&配每—使用者獨—之時槽，而容 °午方干使用者，無干擾地存取-單-射頻之頻道。如申，專利範圍第]]項之裝置，纟中該恢復裝置係一 11生寺化☆’其可提供—基於—可降低-非同步時分

28 ]6. 甲請

年月夕址存取技術式蜂巢式網路系統中之干擾的最小均方誤差之盲目適性時空等化運作。 17.如申請專利範圍第11項之裝置，其中該恢復裝置係進一步包括：接收至少兩個透過至少兩個傳播路徑之接收信號的至少兩個傳播信號部分；觀察該頻道内之接收信號的樣式，藉以導出上述之經驗評估；基於上述接收信號之經驗評估，自該信號抽取出其不想要之部分；板跨該等至少兩個傳播信號部分，平均化該等干擾樣式之時間變遷’藉以自上述之接收信號，導出其想要之部分；使用該等至少兩個傳播路徑，針對該頻道運作，藉以计异出一可指示該頻道之平均行為的測量值；基於此測量值，評估上述之接收信號，以便適性等化該頻道；以及藉由周期性地重複其想要頻道之經驗評估，和上述接收信號之自協方差，來提供一適性等化運作。 1 8.如申请專利範圍第17項之岁r 步包括：貝之衣置，其中该恢復裝置係進使用-至少有兩個空間相隔之天線的陣列，來接收該信號’使透過至少兩個傳播路徑，而成為至少兩個傳播信號部分。 1234405 I正替埃舊龙 94，V4r、 _年月《拾、申請專利範圍 19 ·如申請專利範圍第1 8 爿士負之衣置，其中該恢復裝置係進一步包括：由该寺至少兩個傳播信號部分，和一橫跨一信號脈衝串有關其想要部分之先驗資訊，評估該等接= 號和想要頻道之時空正交協方差矩陣；以及 "'方、上述接收信號橫跨一信號脈衝串的平均值，導出-或多之等化器係數。 20.如申凊專利範圍第丨9 士貞之衣置，其中該恢復裝置係進一步包括： 10 基於該算—式夕> μ 、夕寺化器係數，來調整該算至少兩個透過至少兩個 ·，一 _ 傳播路把之傳播信號部分的每一傳播k號部分，藉以接 ^七、一些對應之等化輸出；使上述之等化輪以人也门认b …σ成一共同輪出，藉以自上述之接收信號，移 15 夕陈具不想要之部分；以及對此共同輸出，一 4用一 fe界值判定準則，# 上述之接收作栌 ^ ^ 千幻猎以自 ° 丨人復其想要之部分。 21. —種蜂巢式行動雷動电活，其係包括·· 一處理器；至少有兩個处4 _ 20 上係耗合至該處理:\目搞之天線的陣列，其在運作 u要之相°肖以透過—頻道’接收-包括分相混入$ ^心要一分和一與此想要部刀《化D之不想至少而個僅# 刀的^唬，而成為至少兩個透過至/兩個傳播路徑之傳播化號部分；和一調變解調哭时其在運作上係耗合至該等處理器 30 先广個空間相隔之天線的陣列，藉以基於至少一 ^知識和其想要頻道之經驗評估，和上述接收信號而交協方差的經驗評估，來適性等化上述之頻道，自上述之信號，恢復其想要之部分。 22·如申請專利範圍第21 ^ 貞之虫手果式行動電話，其係進一 I m㈣化11 ’其可針對該信號提供-基於最均方誤差之盲目適性時空等化運作。 10 23.1°1請專利範圍第22項之蜂巢式行動電話，其中該行 ^破適性化’以便針對一具有時分多址存取技術之蜂巢式網路環境中的信號而運作，而在一全球行動通讯系統有關之網路上面，能有一整合封包無線電服務。 24·一種行動裝置，其係包括·· 一處理器； 15 一至少有兩個空間相隔之天線的陣列，其在運作 j係麵合至該處理器，藉以透過—頻道，接收-包括一與一想要之頻道相關聯的想要部分和一與此想要部刀相混合之不想要部分的信號，而成為至少兩個透過至少兩個傳播路徑之傳播信號部分；和 20 凋、交解调裔，其在運作上係耦合至該等處理器和至少兩個空間相隔之天線的陣列，藉以基於至少一先驗知識和其想要頻道之經驗評估，和上述接收信號之正交協方差的經驗評估，來適性等化上述之頻道，而自上述之信號，恢復其想要之部分。 3] 1234405拾、申請專利範圍 r ‘二、織 25·如申請專利範圍第以項之行動一適性等化。。甘 '"置八丁'進一步包括方學差之對該信號，提供—基於最小均 S目適性時空等化運作。 26’如申請專利範圍第24項之 5 被適性化，以便㈣ “置’其中該行動裝置 4，具有時分多址存取技術之i“ 式網路環境中的信號之手果統有闕之輯上n敕全球行動通訊系 10 一^腦可讀記錄媒體，該等相令可使处理5式系統能夠執行下列動作·· 透過一頻道，接收一包括聯的相要邱八4七心、要之頻道相關 I要。P分和一與此想要部分的信號；以及 +心要邛分 15 估#错由基於至少—先驗知識和其想㈣道之經驗評 :等=接:信號之正交協方差的經驗評估，來適分。L之頒運’而自上述之信號恢復其想要之部 π:申請專利範圍第27項之電腦可讀記錄媒體，其可進步健存一些指令，可传今卢 … 了使4處理益式系統能包括藉由 20 周期性地重複其想要頻道之經驗評估，和上述接好唬之自協方差，來採用一適性等化運作。 29·:申請專利範圍第28項之電腦可讀記錄媒體，其可進 1儲存一些指令’可使該處理器式系統能使用一至少有兩個空間相隔之天線的陣列，來使該信號透過至少兩個傳播路徑，而成為至少兩個傳播信號部分。 32 1234405 拾、申靑專利筆@圍 f：| 3〇·如申請專利範圍第29 月兒細J °貝记錄媒體，其可進一步儲存—些指令，可使該處理器式系統能夠： 5 由該等至少兩個傳播信號部分，和一橫跨—信號脈衝串有關其想要部分之先驗資訊，評枯該等接㈣唬和想要頻道之時空正交協方差矩陣；基於上述接收信號橫跨一大體上與上述信號脈衝串相同之時間窗口的平均值，導出—或多之等化器係數；

基於該等一或多之等化器係數，來調整該等至少兩個透過至少兩個傳播路徑之傳播信號部分的每一傳播信號部分，藉以提供一些對應之等化輪出·，使上述之等化輪出，結合成一共同輪出，藉以自上述之接收信號，移除其不想要之部分；以及對此共同輪出，應用一臨界值判定準則，藉以自上述之接收信號，恢復其想要之部分。

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