TWI429245B - 用於接收器中處理信號的方法和系統 - Google Patents

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Description

用於接收器中處理信號的方法和系統
本發明涉及接收到的無線信號的處理，更具體地說，涉及一種無線系統中用於基於低複雜度共軛梯度的均衡的方法和系統。
在大多數現有的無線通信系統中，可設置網路系統中的節點基於單個發射或單個接收天線工作。然而，對於很多現有的無線系統，多個發射和/或接收天線的使用可帶來系統性能的全面改進。這些多天線配置，如已知的智慧天線技術，可用於減少多路徑帶來的負面效應和/或信號接收上的信號干擾。現有的系統和/或現在正在配置的系統，例如基於碼分多址(CDMA)的系統、基於時分多址(TDMA)的系統、無線局域網(WLAN)系統，以及基於正交頻分複用(OFDM)的系統，如IEEE802.11 a/g，都可從基於多個發射和/或接收天線的配置中獲利。應瞭解，智慧天線技術越來越多地用於涉及蜂窩系統中基站基礎設施的配置和移動用戶單元，以達到寄予這些系統的漸增的性能需求。這些需求部分地源於從單純的語音服務到提供集成的聲音、視頻和資料傳輸的下一代無線多媒體服務的正在進行的轉軌。
多個發射和/或接收天線的使用會引入分集增益並抑制在信號接收過程中生成的干擾。這樣的分集增益通過增加接收的信噪比、提供針對信號干擾的更大的魯棒性和/或允許對於更高容量的更大頻率再利用，改進系統性能。在採用了多天線接收器的通信 系統中，一組M個接收天線可用於無效M-1個干擾的作用。因此，N個信號可同時在同一帶寬中使用N個發射天線傳送，然後發射的信號經由配置在接收器側的一組N個天線分離成N個單獨信號。
這種類型的系統稱為多進多出(MIMO)系統。多天線系統，特別是MIMO具有吸引力的一個方面是通過使用這些傳輸配置，可獲得系統容量上的顯著增大。對於固定的總發射功率，MIMO配置提供的性能可隨著信噪比的增加而成比例增加。例如，在衰減多路徑通道情況下，MIMO配置對系統行性能的增加為：信噪比每增加3-db，系統性能增加接近M個附加比特/周期。
然而，在無線通信中，特別是無線手機設備中，分佈廣泛的多天線系統配置，受到緣於尺寸增大、複雜性和功率消耗的帶來的成本的增加的限制。假設，用於各個發射和接收天線的單獨信號鏈是多天線系統中成本增加的直接因素。每個RF鏈一般包括低雜訊放大器(LNA)、濾波器、下變頻器和模數(A/D)轉換器。在某些現有的信號-天線無線接收器中，單個必需的RF鏈可佔用超過30%的接收器的總成本。因此，顯然隨著發射和接收天線的增加，系統的複雜性、功率消耗和總成本也會增加。
此外，在限制帶寬的時間色散通道中的多路徑傳輸可引起碼間干擾(ISI)，碼間干擾(ISI)被認為是在具有所需精度的情況下增加資料傳輸率的過程中最主要的阻礙。當發射脈衝被抹去時可發生ISI，這樣對應於不同符號的脈衝將不可辨認或分開。其間，由於多路存取方案的不完整性引起的載波間干擾(ICI)，從預期用戶獲得的資料可能被其他發送器干擾。對於一個可信賴的資料傳輸系統，較為理想的是減小ISI和ICI效應。
比較本發明後續將要結合附圖介紹的系統，現有技術的其他局限性和弊端對於本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。
本發明提供了一種無線系統中用於基於低複雜度共軛梯度的均衡的方法和系統，結合至少一幅附圖進行了充分的展現和描述，並在權利要求中得到了更完整的闡述。
根據本發明的一個方面，提供了一種用於在接收器中處理信號的方法，所述方法包括：基於與至少一個通道回應向量和至少一個相關性向量有關的初始化值，使用所述至少一個通道回應向量和所述至少一個相關性向量更新用於多個接收的信號集群的多個濾波支路(fil ter taps)；以及使用所述被更新的多個濾波支路中的至少一部分來濾波所述接收到的信號集群中的至少一部分。
優選地，所述方法進一步包括只要達到用於所述接收的信號集群的特定信噪比(SNR)時，就重復所述更新。
優選地，所述方法進一步包括在多次叠代過程中更新所述初始化值。
優選地，所述方法進一步包括只要達到特定數目的多次叠代，便重復所述更新。
優選地，所述方法進一步包括使用所述多個接收到的信號集群生成多個晶片速率同步採樣的信號。
優選地，所述方法進一步包括使用晶片時鐘信號生成所述多個晶片速率同步採樣的信號。
優選地，所述方法進一步包括使用所述多個晶片速率同步採樣的信號生成所述至少一個相關性向量。
優選地，所述至少一個相關性向量包括多個晶片同步採樣的信號的複共軛，其中所述多個晶片同步採樣的信號是基於所述多個接收的信號集群的。
優選地，所述方法進一步包括基於最小均方差演算法(MMSE)更新所述至少一個通道回應向量和所述至少一個相關性向量。
優選地，所述方法進一步包括基於所述濾波生成所述多個接收 到的信號集群的至少一個估計值。
根據本發明的一個方面，提供一種用於在接收器中處理信號的系統，所述系統包括：至少一個處理器，用於基於與至少一個通道回應向量和至少一個相關性向量有關的初始化值，使用所述至少一個通道回應向量和所述至少一個相關性向量更新用於多個接收的信號集群的多個濾波支路；以及所述至少一個處理器使用所述被更新的多個濾波支路中的至少一部分來濾波所述接收到的信號集群中的至少一部分。
優選地，要達到用於所述接收的信號集群的特定信噪比(SNR)時，所述至少一個處理器就重復所述更新。
優選地，所述至少一個處理器在多次叠代過程中更新所述初始化值。
優選地，只要達到特定數目的多次叠代，所述至少一個處理器便重復所述更新。
優選地，所述至少一個處理器使用所述多個接收到的信號集群生成多個晶片速率同步採樣的信號。
優選地，所述至少一個處理器使用晶片時鐘信號生成所述多個晶片速率同步採樣的信號。
優選地，所述至少一個處理器使用所述多個晶片速率同步採樣的信號生成所述至少一個相關性向量。
優選地，所述至少一個相關性向量包括多個晶片同步採樣的信號的複共軛，其中所述多個晶片同步採樣的信號是基於所述多個接收的信號集群的。
優選地，所述至少一個處理器基於最小均方差演算法(MMSE)更新所述至少一個通道回應向量和所述至少一個相關性向量。
優選地，所述至少一個處理器基於所述濾波生成所述多個接收到的信號集群的至少一個估計值。
根據本發明的一個方面，提供了一種機器可讀記憶體，其內存 儲的電腦程式包括至少一個用於在接收器中處理信號的代碼段，所示至少一個代碼段由機器執行而使得所述機器執行如下步驟：基於與至少一個通道回應向量和至少一個相關性向量有關的初始化值，使用所述至少一個通道回應向量和所述至少一個相關性向量更新用於多個接收的信號集群的多個濾波支路；以及使用所述被更新的多個濾波支路中的至少一部分來濾波所述接收到的信號集群中的至少一部分。
優選地，所述機器可讀記憶體進一步包括只要達到用於所述接收的信號集群的信噪比(SNR)就重復所述更新的代碼。
優選地，所述機器可讀記憶體進一步包括在多次叠代過程中更新所述初始化值的代碼。
優選地，所述機器可讀記憶體進一步包括只要達到特定數目的多次叠代便重復所述更新的代碼。
優選地，所述機器可讀記憶體進一步包括使用所述多個接收到的信號集群生成多個晶片速率同步採樣的信號的代碼。
優選地，所述機器可讀記憶體進一步包括使用晶片時鐘信號生成所述多個晶片速率同步採樣的信號的代碼。
優選地，所述機器可讀記憶體進一步包括使用所述多個晶片速率同步採樣的信號生成所述至少一個相關性向量的代碼。
優選地，所述至少一個相關性向量包括多個晶片同步採樣的信號的複共軛，其中所述多個晶片同步採樣的信號是基於所述多個接收的信號集群的。
優選地，所述機器可讀記憶體進一步包括基於最小均方差演算法(MMSE)更新所述至少一個通道回應向量和所述至少一個相關性向量的代碼。
優選地，所述機器可讀記憶體進一步包括基於所述濾波生成所述多個接收到的信號集群的至少一個估計值的代碼。
本發明的各種優點、各個方面和創新特徵，以及其中所示例的 實施例的細節，將在以下的描述和附圖中進行詳細介紹。
120‧‧‧收發器系統
121‧‧‧預先編碼定相和/或振幅校準模組
1241…Nt ‧‧‧射頻(RF)發射模組
1261…Nt ‧‧‧天線
127‧‧‧時變脈衝回應
1281…Nr ‧‧‧接收天線
1321…Nr ‧‧‧射頻(RF)接收模組
1341…Nr ‧‧‧晶片匹配濾波器(CMF)
1361…Nr ‧‧‧集群路徑處理器(CPP)
138‧‧‧基帶處理器
150‧‧‧共軛梯度支路優化模組(CGTO)
152‧‧‧等化器
200‧‧‧射頻(RF)處理模組
202‧‧‧RF信號
204‧‧‧低雜訊放大器(LNA)
206‧‧‧混頻器
208‧‧‧壓控振盪器(VCO)
210‧‧‧壓控振盪器(VCO)信號
212‧‧‧低通濾波器(LPF)
213‧‧‧模數轉換器(A/D)
214‧‧‧數位信號
302‧‧‧集群路徑處理器CPP1
303‧‧‧連接
304‧‧‧CPP2
306‧‧‧相關器模組
308、310‧‧‧共軛梯度支路優化模組(CGTO)
312、314‧‧‧等化器模組
316‧‧‧輸入信號X1
318‧‧‧輸入信號X2
320、328、322、330‧‧‧通道回應估計值
324‧‧‧信號X'1
326‧‧‧信號X'2
328‧‧‧信號回應
330‧‧‧信號回應
332、334‧‧‧相關性向量
336、…、342‧‧‧等化器支路值(equalizer tap values)
344、346‧‧‧信號的估計值
402、…、404‧‧‧集群路徑處理器CPP1…Nr
406‧‧‧相關器模組
408、…、410‧‧‧CGTO模組
412、…、414‧‧‧等化器模組
416、…、418‧‧‧輸入無線信號
420、…、422‧‧‧通道回應
424‧‧‧晶片速率同步採樣信號X1…Nr
426‧‧‧相關值{Rr1,r2 }
428、…、430‧‧‧等化器支路
432、…、434‧‧‧估計值
圖1是根據本發明實施例使用共軛梯度支路優化器(taps optimizer)的空間多工(SM)多進多出(MIMO)天線系統的典型框圖；圖2是根據本發明的一個方面使用的射頻(RF)處理模組的框圖；圖3是根據本發明實施例使用共軛梯度優化的二發射-二接收MIMO天線系統的接收器前端的框圖；圖4是根據本發明實施例使用共軛梯度優化的多發射-多接收MIMO天線系統的接收器前端的框圖；圖5是根據本發明實施例的用於在接收器中處理信號的方法步驟的典型流程圖。
本發明涉及無線系統中用於基於低複雜度共軛梯度的均衡的方法和系統，包括使用至少一個通道回應向量和至少一個相關性向量更新用於多個接收的信號集群的均衡濾波器的多個濾波支路。均衡濾波器支路的更新可基於與所述通道回應向量和相關性向量有關的初始化值進行。可使用被更新的多個濾波支路中的至少一部分來濾波接收到的信號集群中的至少一部分。信號集群可定義為採樣並與接收器晶片速率時鐘(或者晶片速率周期的片段)同步的多個信號。每個採樣組成接收到的在不同路徑(通道)傳輸的信號的估計值。只要達到用於接收到的信號集群的特定信噪比，就重復更新。在多次叠代過程中，可更新該初始化值，並且只要所述的多次叠代達到特定的次數，就可重復所述更新。使用所述多個接收到的信號集群和/或晶片時鐘信號，可生成多個晶片速率同步採樣的信號。使用多個晶片速率同步採樣的信號，了生成所述相關性向量，並且所述相關性向量包括多個晶片速率同步採樣 的信號的複共軛。基於所述多個接收到的信號集群，可生成所述多個晶片速率同步採樣的信號。所述通道回應向量和所述相關性向量基於最小均方差(MMSE)演算法來更新。所述多個接收到的信號集群的估計值可基於所述濾波來生成。
圖1是根據本發明實施例使用共軛梯度支路優化器(taps optimizer)的空間多工(SM)多進多出(MIMO)天線系統的典型框圖。參照圖1，示出了收發器系統120，包括基帶發射站(BTS)BTS 1，多個接收天線1281...Nr，多個射頻(RF)接收模組1321...Nr，多個晶片匹配濾波器(CMF)1341...Nr，多個集群路徑處理器(CPP)1361...Nr，以及基帶處理器138。
在發射端，基帶發射站BTS 1可包括預先編碼定相和/或振幅校準模組121，用於BTS 1的Nt個RF發射模組1241...Nt和Nt個天線1261...Nt。BTS 1可通過具有實際時變脈衝回應的通道傳送一個或更多空間多工號。收發器系統120中使用的所有接收和發射通道的全部時變脈衝回應127可對應於通道矩陣HH。在本發明的一個方面，BTS 1可使用空間多工來利來利用對應於BTS 1的發射天線1261...Nt傳送一個或多個信號。然而，本發明並不限於這一點。例如，發射端可包括有額外的基帶發射站，並且在空間多工信號的同一傳送過程中，可使用來自其他BTS的一個或多個天線。或者，BTS 1可使用傳輸分集技術，利用預先編碼定相和/或振幅校準模組121和發射天線1261...Nt傳送一個或多個信號。
RF發射模組1241...Nt可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於處理RF信號。RF發射模組1241...Nt可執行例如濾波、放大和/或模數轉換操作。多個發射天線1261...Nt可發射來自多個RF發射模組1241...Nt的處理後的RF信號給多個接收天線1281...Nr。
多個RF接收模組1321...Nr可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於放大和降頻轉換接收到的類比RF信號R1...Nr到基帶頻 率。多個RF接收模組1321...Nr的每個可包括用於數位化接收到的類比基帶信號的模數(A/D)轉換器以及壓控振蕩器、混頻器和/或低通濾波器。
多個晶片匹配濾波器(CMF)1341...Nr可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於濾波多個RF接收模組1321...Nr的輸出以生成同相分量(I)和正交分量(Q)。在這一點上，在本發明的一個實施例中，多個晶片匹配濾波器(CMF)1341...Nr可包括一對數位濾波器，例如，其可用於濾波I和Q分量使之在WCDMA的帶寬如3.84MHz以內。
多個集群路徑處理器(CPP)1361...Nr可生成實際時變脈衝回應的多個Nr×Nt通道估計值。CPPi(i=1...Nt)生成在天線R1...Nr接收的通道估計值1i,...Nri。基帶處理器138可用於接收從多個晶片匹配濾波器(CMF)1341...Nr的輸出Xi(i=1...Nr)的多個同相(Ii)和積分(Qi)分量。模組138也接收估計值1i,、、Nri。接著，基帶處理器138可基於每個基帶發射器生成初始輸入信號X1到Xp的估計值到。
在運行中，收發器系統120可接收無線信號，由於衰減影響和其他失真現象，所述無線信號可能失真。在這一點上，基帶處理器138可使用信號均衡或濾波，以逆轉通信通道或媒介介面的影響。在本發明的一個典型實施例中，基帶處理器138可包括一個或多個共軛梯度支路優化模組(CGTO)150和一個或多個等化器152。CGTO 150可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，並可使用基於共軛梯度的演算法計算一個或多個等化器濾波支路設置。等化器152可使用計算出的等化器支路來均衡或濾波接收到的信號估計值。等化器152也可以特定速率更新誤差函數，同時CGTO 150中的基於共軛梯度的演算法也可不斷的叠代，例如對於誤差函數的每次更新，執行多次迴圈，這樣CGTO 150可更新和優化用於接收到的無線信號的等化器支路。在本發明的另一實施例中， CGTO 150可使用基於最小均方差(MMSE)演算法的演算法。在這一點上，CGTO 150可使用較少次數的計算迴圈，通過例如排除矩陣向量乘法，可帶來處理時間的增加和執行成本的降低。
圖2是根據本發明的一個方面使用的射頻(RF)處理模組的框圖。參照圖2，RF處理模組200可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，並可用於放大和下變頻轉換接收到的類比信號到基帶，接著將其數位化。在本發明的一個典型方面，RF處理模組200可包括LNA 204、壓控振蕩器(VCO)208、混頻器206、低通濾波器(LPF)212、模數轉換器(A/D)213。LNA 204可用於接收RF信號202並基於確定的增益水平將其放大。VCO 208可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，並可用於輸出具有特定頻率的信號，所述頻率可以是預設的，也可以是由向VCO輸入的電壓信號控制的。混頻器206可將VCO信號210和從LNA 204接收到的放大信號一起混頻。LPF 212可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，並可從混頻器206接收混頻信號。LPF 212可限制混頻信號的頻率位於特定的頻率範圍，直到一定的頻率上限，並且LPF 212可將這個頻率範圍作為基帶信號輸出到A/D 213。A/D 213可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，並可用於從LPF 212接收限制的類比基帶信號並輸出數位信號214，其可以預設的頻率採樣所述類比信號。
圖3是圖1所示的典型框圖，其示出了根據本發明實施例使用共軛梯度優化器的二發射-二接收(Nt=2；Nr=2)MIMO天線系統的接收器前端的框圖。參照圖3，示出了接收器前端，包括集群路徑處理器CPP1 302和CPP2 304、相關器模組306、CGTO模組308和310以及等化器模組312和314。
CPP 302和304可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，並可用于 生成通道估計值。名為主CPP_302的指定CPP向全部 接收器提供芯片速率(或多晶片速率)時鐘信號。這使得可以將時間跟蹤電路從所有的其他CPP上移除，以及實現來自所有CPP的適 時同步輸出(通道估計值)的生成。此外，主CPP從每個CPP(304)接收到的信號指示出集合通道的強度(例如，由所有通道的平均功率測得)和通道處理的相對於主CPP時鐘信號的集合時間位置。主CPP(302)設置有有利於時鐘信號的電路/軟體，所述時鐘信號可在一個必需的方式和精度下，跟蹤來自所有的CPP的合計接收時間和功率信號。在這一方面，位於主CPP 302和CPP 304之間的連接303促進了時間、功率信號的流動，並且可包括其他給主CPP的資訊。模組302也通過連接303
向整個接收器輸出定時信號。來自CPPs 302和304的通道回 應估計值320、328、322、330和信號X'1 324和X'2 326 在某種意義上可由單個時鐘採樣而完全同步。
相關器模組306可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，並可基於從時間-主(time-master)CPP 302接收的晶片速率同步採樣的信號X'1 324和X'2 326，生成兩個接收天線的相關性向量332和334。相關性向量332可包括相關性R11和R12，而相關性向量334可包括相關性R21和R22。
CGTO模組308和310可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於基於例如共軛梯度演算法生成並更新等化器支路值(equalizer tap values)336，...，342。生成的等化器支路值336，...，342可傳送到等化器模組312和314用於進一步處理。
等化器模組312和314可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於基於生成的晶片速率同步採樣信號X'1 324和X'2 326和更新後的等化器支路336，...，342生成接收到的信號的估計值344和346。
在運行中，CPP 302和304可從第一天線接收輸入信號X1 316，並從第二天線輸入信號X2 318。接收到的信號316和318可從兩個發送天線發送。CPP 302可基於通過兩個接收天線接收到的無線信號X1 316和X2 318生成通道回應320和322。 接收到的信號可表示為Xr(r=1：2)。CPP 304還可基於輸入無線信號X1 316和X2 318生成信號回應328和330。每個通道回應(i=1：2,r=1：2)可包括有NCH個支路的向量，在此NCH包括通道的延時擴展。生成的通道回應320和322可傳輸到CGTO 308，且生成的通道回應328和330也可傳輸到CGTO 310。
入站信號可通過兩個發射天線發送並可首先由兩個接收天線接收，接著由兩個CPP(集群路徑處理器)302和304處理。每個CPPi(i=1,2)302，304可生成期望信號的多個通道回應(r=1：2)320、322、328、330，在此每個通道回應可包括有NCH個支路的向量，並且NCH為通道的延時擴展。
如上所述，CPP 302可定義為時間-主CPP並可用於從所有的其他CPP接收定時信號，以及生成晶片時鐘信號。該晶片時鐘或其他時間信號(包括多晶片時鐘時間)，可用於採樣輸入信號Xr(r=1：2)316、318，生成輸出X1' 316和X2' 318和通道回應(r=1：2；i=1：2)320、322、328、330，以及其他生成的信號。由晶片速率計時的接收到的信號Xr(r=1：2)316、318可在相關生成器306模組內進一步處理，以生成相關性向量組{Rr1,r2}332、334。每個向量Rr1,r2(r1=1：NR；r2=1：NR)可包括由以下等式給出的相關性支路：Rr1,r2(n)=E{Xr1．X*r1-n}，在此，n=0：Nch-1且"*"表示複共軛。
相關性向量組{Rr1,r2(n)；}332、334與通道回應向量(r=1：2；i=1：2)320、322、328、330可一起輸入到可生成等化器支路(w_cg)的CG-i(i=1：2)308、310。該支路可根據通道估計值、SNR和本發明內容中描述的其他條件的改變而更新。
CG支路優化器模組308、310可使用下述的CG演算法(可參照如下結合圖5的描述)，並可使用MMSE標準。也可使用與這個 演算法相關一種或多種修正版，例如初始化/重復初始化模組，用於叠代次數的控制模組，和/或估計彙聚狀態的模組。
在本發明的一個典型實施例中，CGTO模組308和310可使用基於共軛梯度(CG)的演算法生成和更新等化器支路336，...，342。CG演算法可由以下偽代碼表示：
根據上述演算法的典型等化器支路計算中，在步驟1，演算法參數alf和bet可初始化為alf_0和bet_0。初始理想解w_cg也可初始化為0-向量。演算法參數alf和bet可由如下等式表達：alfk =rT K-1 ‧rk-1 /pT k-1 Rpk-1 ；且betk =pT k-1 Ark-1 /pT k-1 Rpk-1 ，其中，rk 為以kth 次叠代計算得到的N維向量，pk 為以kth 次叠代計算得到的同樣維數的向量，R為N×N維的陣列。因此，每次計算叠代要使用N2 +3×N個乘法操作和2個除法操作。在這一點上，通過預設alf_0和bet_0的值為alf和bet參數，CG演算法的計算複雜性可明顯的降低。在CG演算法中，alf_0和bet_0的值可預先計算出來並使用。另外，在CG演算法的執行過程中， 可基於預設狀態動態改變這些值。例如，預設狀態可表徵為信噪比(SNR)。例如，演算法參數alf和bet可與信號接收過程中測得的一定範圍的SNR值相關聯，並且可在達到了該範圍內的SNR值時重置演算法參數alf和bet。其他情況下，可設置該演算法參數alf和b et為可在離線檢測中確定的期望值。
在CG演算法中的步驟2中，可更新外部條件。在這一點上，通道回應向量H11、H12、H21和H22(由h代表)和相關性向量r11、r12、r21和r22(由Rin表示)可一起輸入。在步驟3中，如果叠代的次數小於值N_iteration，則執行一次CG演算法的叠代。在步驟4中，通過計算SNR值來執行等化器支路的評估。在步驟5中，得到與後續迴圈有關的估計出的SNR決策。當該演算法無效而因此沒有使用時，值snr_0代表信號/雜訊水平。值snr_1定義了較高水準的信噪比，此時對性能的改善變小並因此該演算法未被應用。在這一點上，CG演算法對於一定範圍的SNR值有效。
例如，如果snr<snr_0,CG演算法可輸出h，且等化器模組312和314可作為最大比例組合器運行。接著，CG演算法可初始化到下一叠代組。如果snr<snr_1，且如果執行的叠代次數少於Niteration，則執行CG演算法的另一迴圈周期。否則，可中斷CG演算法，直到下一次更新周期。在指定的SNR範圍內，應用CG演算法的迴圈周期的次數N被減少。然而，CG演算法並不限於任何預設的SNR值的範圍。因此，演算法參數N、alf和bet可確定用於多個SNR範圍。本技術領域技術人員知悉，選擇的N-w cg的維數(支路的數目)，等化器濾波器可位於兩倍到四倍的延時擴展(以晶片的數目來測量-定義通道回應的Nch)的範圍內。然而，計算的相關性向量r11、r12、r21和r22(也叫做R11、R22、R21和R22，並是輸出334和332)可限於延時擴展Nch。賦值相關性向量到較大向量，未定義的值將由0值取代。因此本發明的執行，包括限制兩個向量之間內積的計算到唯一非0值，並因此減少計算 和複雜負載。
圖4是根據本發明實施例使用共軛梯度優化的多發射-多接收MIMO天線系統的接收器前端的框圖。其為一般情況下Nt個發射器或天線和Nr個接收器的構建結構。參照圖4，示出了接收器前端，包括集群路徑處理器CPP1...Nr 420,...,404、相關器模組406、CGTO模組408，...，410，和等化器模組412，...，414。輸入無線信號416，...，418可由Nt個發射天線發送，並由Nr個接收天線接收。
在運行中，CPP 402,...,404可通過Nr個接收天線接收輸入信號416，...，418Xr(r=1：Nr)。CPP 402,...,404可基於接收到的無線信號416，...，418生成通道回應Hr,i (r=1：Nr；i=1：Nt)。每個通道回應Hr,i可包括有NCH 個支路的向量，在此NCH 包括通道的延時擴展。生成的通道回應420，...，422 Hr,i (r=1：Nr；i=1：Nt)可傳送到CGTO模組408，...，410。
CPP 402可從每個剩餘的CPP接收多個定時信號403，並基於輸入信號416，...，418生成晶片速率同步採樣信號X1...Nr 424。可將晶片速率同步採樣信號X1...Nr 424傳送到相關器模組406。相關器模組406可基於從時間-主CPP 402接收的生成的晶片速率同步採樣信號X1...Nr 424生成Nr個接收天線的相關值{Rr1,r2}426的向量組。相關值{Rr1,r2}426的向量組可包括有單個的向量。每個單個的向量Rr1,r2 (r1=1：Nr,r2=1：Nr)包括有可用以下等式表示的相關性支路：Rr1,r2 (n)=E{Xr1 ．X *r2-n }
其中，n=0：Nch-1且"*"表示複共軛。相關性組{Rr1,r2 (n)}426和通道回應向量組Hr,i (r=1：Nr；i=1：Nt)可傳送給CGTO模組408，...，410。CGTO模組408，...，410可生成等化器支路428，...，430以用於等化器模組412，...，414，且可將其持續更新。等化器模組412，...，414可基於生成的晶片速率同步採樣信號X1. ..Nr 424生成接收的信號的估計值432，...，434和更新的等化器支路。
圖5是根據本發明實施例用於在接收器中處理信號的方法步驟的典型流程圖。參照圖5，示出了如圖3所示CG演算法的典型流程圖。所述典型步驟始於步驟502。在步驟504，演算法參數alf和bet可初始化為預定值。加權的共軛梯度(WCG)值被重置為0。 在步驟506，演算法參數r可與通道脈衝回應一起更新，演算法參數Rin可與相關性向量值一起更新。在步驟508，可由CG演算法執行單次叠代，並可計算出WCG。
在步驟510，可計算信噪比(SNR)。在步驟514，可確定計算出的信噪比是否小於snr_0。如果SNR<snr_0，接著，在步驟512，可確定WCG為h，並將其輸出。然後所述演算法可在步驟502重新開始。如果SNR不小於snr_0，在步驟516將判定是否SNR<snr 1。如果SNR不小於snr_1，演算法將重啟且在步驟502重新開始。如果SNR<snr_1，在步驟502，將判定已執行的叠代次數是否小於N_iterations的值。如果已執行的叠代次數小於N_iterations的值，在步驟518，將更新演算法參數alf和bet。接著可重置該演算法且在步驟502繼續。如果已執行的叠代次數不小於N_iterations的值，在步驟522，將結束當前演算法周期，且沒有WCG值輸出。接著CG演算法將重啟且在步驟502繼續。
因此，本發明可以通過硬體、軟體，或者軟、硬體結合來實現。本發明可以在至少一個電腦系統中以集中方式實現，或者由分佈在幾個互連的電腦系統中的不同部分以分散方式實現。任何可以實現方法的電腦系統或其他設備都是可適用的。常用軟硬體的結合可以是安裝有電腦程式的通用電腦系統，通過安裝和執行程式控制電腦系統，使其按方法運行。
本發明還可以通過電腦程式產品進行實施，套裝程式含能夠實現本發明方法的全部特徵，當其安裝到電腦系統中時，可以實現本發明的方法。本文件中的電腦程式所指的是：可以採用任何 程式語言、代碼或符號編寫的一組指令的任何運算式，該指令組使系統具有資訊處理能力，以直接實現特定功能，或在進行下述一個或兩個步驟之後實現特定功能：a)轉換成其他語言、編碼或符號；b)以不同的格式再現。
雖然本發明是通過具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本發明範圍的情況下，還可以對本發明進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或材料，可以對本發明做各種修改，而不脫離本發明的範圍。因此，本發明不局限於所公開的具體實施例，而應當包括落入本發明權利要求範圍內的全部實施方式。
圖5是流程圖，無元件說明

Claims (9)

  1. 一種用於接收器中處理信號的方法，其特徵在於，所述方法包括：基於與至少一個通道回應向量和至少一個相關性向量有關的初始化值，使用所述至少一個通道回應向量和所述至少一個相關性向量更新用於多個接收到的信號集群的多個濾波支路；使用所述被更新的多個濾波支路中的至少一部分來濾波所述接收到的信號集群中的至少一部分；以及使用所述多個接收到的信號集群生成多個晶片速率同步採樣的信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法進一步包括：只要達到用於所述接收的信號集群的特定信噪比時，就重復所述更新。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法進一步包括：在多次叠代過程中更新所述初始化值。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中，所述方法進一步包括：只要達到特定數目的多次叠代，便重復所述更新。
  5. 一種用於在接收器中處理信號的系統，其特徵在於，所述系統包括：至少一個處理器，用於基於與至少一個通道回應向量和至少一個相關性向量有關的初始化值，使用所述至少一個通道回應向量和所述至少一個相關性向量更新用於多個接收的信號集群的多個濾波支路；所述至少一個處理器使用所述被更新的多個濾波支路中的至少一部分來濾波所述接收到的信號集群中的至少一部分；以及所述至少一個處理器使用所述多個接收到的信號集群生成多個晶片速率同步採樣的信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的系統，其中，只要達到用於所述 接收的信號集群的信噪比，所述至少一個處理器就重復所述更新。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的系統，其中，所述至少一個處理器在多次叠代過程中更新所述初始化值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的系統，其中，只要達到特定數目的多次叠代，所述至少一個處理器便重復所述更新。
  9. 一種機器可讀記憶體，其內存儲的電腦程式包括至少一個用於接收器中處理信號的代碼段，所示至少一個代碼段由機器執行而使得所述機器執行如下步驟：基於與至少一個通道回應向量和至少一個相關性向量有關的初始化值，使用所述至少一個通道回應向量和所述至少一個相關性向量更新用於多個接收的信號集群的多個濾波支路；使用所述被更新的多個濾波支路中的至少一部分來濾波所述接收到的信號集群中的至少一部分；以及使用所述多個接收到的信號集群生成多個晶片速率同步採樣的信號的代碼。
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