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GSM/GPRS/EDGE的相干單天線干擾消除.pdf

摘要
申請專利號:

CN200980106521.2

申請日:

2009.02.20

公開號:

CN101960772B

公開日:

2015.01.14

當前法律狀態:

有效性:

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H04L 7/04申請日:20090220|||公開
IPC分類號: H04L7/04; H04L25/02 主分類號: H04L7/04
申請人: 高通股份有限公司
發明人: F·阿布里沙姆卡爾; D·西克里
地址: 美國加利福尼亞
優先權: 2008.02.27 US 12/038,724
專利代理機構: 永新專利商標代理有限公司 72002 代理人: 張揚;王英
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200980106521.2

授權公告號:

101960772B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.14|||2011.03.23|||2011.01.26

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種用于中間訓練碼估計的方法,包括以下步驟:接收一串符號;選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集;對所述子集中的每個符號計算相應的中間訓練碼估計誤差;以及確定所計算的最小中間訓練碼估計誤差,以定位所述第一中間訓練碼符號。一種接收機,包括:天線,用于接收一串符號;定時估計器,用于選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集;中間訓練碼估計器,用于對所述子集中的每個符號計算相應的中間訓練碼估計誤差;以及處理器,用于選擇所述子集中與所計算的最小中間訓練碼估計誤差對應的符號,作為所述第一中間訓練碼符號。

權利要求書

1: 一種用于中間訓練碼估計的方法, 包括以下步驟 : 接收一串符號 ; 選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 對所述子集中的每個符號計算相應的中間訓練碼估計誤差 ; 確定所計算的最小中間訓練碼估計誤差, 以定位所述第一中間訓練碼符號。
2: 如權利要求 1 所述的方法, 還包括 : 對該串符號進行解碼, 以確定該串符號的數據序列。
3: 如權利要求 1 所述的方法, 其中, 對所述子集中的每個符號計算中間訓練碼估計誤 差的步驟包括 : 確定與所述符號對應的估計信道 ; 對所述估計信道執行單天線干擾消除, 以獲得估計出的中間訓練碼序列 ; 以及 將所述估計出的中間訓練碼序列與先前已知的中間訓練碼序列相比較, 以確定所述中 間訓練碼估計誤差。
4: 如權利要求 3 所述的方法, 其中, 對所述子集中的每個符號計算中間訓練碼估計誤 差的步驟還包括 : 對所述估計信道執行單天線干擾消除, 以獲得該串符號的估計數據序列 ; 將所述估計數據序列與先前確定的數據序列相比較, 以確定所述中間訓練碼估計誤 差。
5: 如權利要求 3 所述的方法, 其中, 確定與每個符號對應的估計信道的步驟包括 : 選擇所述子集中與所述估計信道的抽頭數目對應的預定數目的相鄰符號。
6: 如權利要求 1 所述的方法, 其中, 選擇該串符號的子集的步驟包括 : 估計所述第一中間訓練碼符號在該串符號中的位置, 選擇以所估計的位置為中心的多個符號。
7: 一種用于中間訓練碼估計的方法, 包括以下步驟 : 接收一串符號 ; 選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 確定與所述子集中每個符號對應的估計信道 ; 使用單天線干擾消除來抑制每個估計信道上的干擾 ; 對每個估計信道進行解碼, 以獲得相應的估計數據符號序列 ; 對每個估計數據符號序列執行循環冗余校驗, 直到檢測到有效狀況為止 ; 以及 確定所述子集中與所述有效狀況對應的符號為所述第一中間訓練碼符號。
8: 如權利要求 7 所述的方法, 其中, 選擇該串符號的子集的步驟包括 : 估計所述第一中間訓練碼符號在該串符號中的位置, 選擇以所估計的位置為中心的多個符號。
9: 如權利要求 7 所述的方法, 其中, 確定與每個符號對應的估計信道的步驟包括 : 選擇所述子集中與所述估計信道的抽頭數目對應的預定數目的相鄰符號。
10: 一種接收機, 包括 : 天線, 用于接收一串符號 ; 定時估計器, 用于選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 2 中間訓練碼估計器, 用于對所述子集中的每個符號計算相應的中間訓練碼估計誤差 ; 以及 處理器, 用于選擇所述子集中與所計算的最小中間訓練碼估計誤差對應的符號, 作為 所述第一中間訓練碼符號。
11: 如權利要求 10 所述的接收機, 還包括 : 解碼器, 用于對該串符號進行解碼, 以確定該串符號的數據序列。
12: 如權利要求 10 所述的接收機, 其中, 所述中間訓練碼估計器用于通過以下步驟計 算所述子集中的每個符號的中間訓練碼估計誤差 : 確定與所述符號對應的估計信道 ; 對所述估計信道執行單天線干擾消除, 以獲得估計中間訓練碼序列 ; 以及 將所述估計中間訓練碼序列與先前已知的中間訓練碼序列相比較, 以確定所述中間訓 練碼估計誤差。
13: 如權利要求 12 所述的接收機, 其中, 所述中間訓練碼估計器還用于通過以下步驟 計算所述子集中的每個符號的中間訓練碼估計誤差 : 對所述估計信道執行單天線干擾消除, 以獲得該串符號的估計數據序列 ; 以及 將所述估計數據序列與先前確定的數據序列相比較, 以確定所述中間訓練碼估計誤 差。
14: 如權利要求 12 所述的接收機, 其中, 所述中間訓練碼估計器還用于 : 通過選擇所述子集中與所述估計信道的抽頭數目對應的預定數目的相鄰符號, 來確定 與每個符號對應的估計信道。
15: 如權利要求 10 所述的接收機, 其中, 所述定時估計器用于 : 通過估計所述第一中間訓練碼符號在該串符號中的位置, 以及選擇以所估計的位置為 中心的多個符號, 來選擇該串符號的子集。
16: 一種接收機, 包括 : 天線, 用于接收一串符號 ; 定時估計器, 用于選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 信道估計器, 用于確定與所述子集中的每個符號對應的估計信道 ; 單天線干擾消除設備, 用于抑制每個估計信道上的干擾 ; 數據處理器, 用于對每個估計信道解碼, 以獲得相應的估計數據符號序列 ; 以及 驗證設備, 用于對每個估計數據符號序列執行循環冗余校驗, 直到檢測到有效狀況為 止, 并確定所述子集中與所述有效狀況對應的符號為所述第一中間訓練碼符號。
17: 如權利要求 16 所述的接收機, 其中, 所述定時估計器用于 : 通過估計所述第一中間訓練碼符號在該串符號中的位置以及選擇以所估計的位置為 中心的多個符號, 來選擇該串符號的子集。
18: 如權利要求 16 所述的接收機, 其中, 所述信道估計器用于 : 通過選擇所述子集中與所述估計信道的抽頭數目對應的預定數目的相鄰符號, 來確定 與每個符號對應的估計信道。
19: 如權利要求 16 所述的接收機, 其中, 所述數據處理器包括以下一個或多個 : 軟輸出 生成器、 解交織器和 Viterbi 解碼器。 3
20: 一種接收機, 包括 : 用于接收一串符號的模塊 ; 用于選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集的模塊 ; 用于對所述子集中的每個符號計算相應的中間訓練碼估計誤差的模塊 ; 用于選擇所述子集中與所計算的最小中間訓練碼估計誤差對應的符號作為所述第一 中間訓練碼符號的模塊。
21: 如權利要求 20 所述的接收機, 還包括 : 用于對該串符號解碼以確定該串符號的數據序列的模塊。
22: 如權利要求 20 所述的接收機, 其中, 用于對所述子集中的每個符號計算中間訓練 碼估計誤差的模塊用于 : 確定與所述符號對應的估計信道 ; 對所述估計信道執行單天線干擾消除, 以獲得估計出的中間訓練碼序列 ; 將所述估計出的中間訓練碼序列與先前已知的中間訓練碼序列相比較, 以確定所述中 間訓練碼估計誤差。
23: 如權利要求 22 所述的接收機, 其中, 用于對每個符號計算中間訓練碼估計誤差的 模塊還用于 : 對所述估計信道執行單天線干擾消除, 以獲得該串符號的估計數據序列 ; 將所述估計數據序列與先前確定的數據序列相比較, 以確定所述中間訓練碼估計誤 差。
24: 如權利要求 22 所述的接收機, 其中, 用于計算中間訓練碼估計誤差的模塊用于 : 通過選擇所述子集中與所述估計信道的抽頭數目對應的預定數目的相鄰符號, 來確定 與每個符號對應的估計信道。
25: 如權利要求 20 所述的接收機, 其中, 用于選擇該串符號的子集的模塊用于 : 估計所述第一中間訓練碼符號在該串符號中的位置, 選擇以所估計的位置為中心的多個符號。
26: 一種接收機, 包括 : 用于接收一串符號的模塊 ; 用于選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集的模塊 ; 用于確定與所述子集中的每個符號對應的估計信道的模塊 ; 用于抑制每個估計信道上的干擾的模塊 ; 用于對每個估計信道解碼以獲得相應的估計數據符號序列的模塊 ; 以及 用于對每個估計數據符號序列執行循環冗余校驗直到檢測到有效狀況為止, 以及確定 所述子集中與所述有效狀況對應的符號為所述第一中間訓練碼符號的模塊。
27: 如權利要求 26 所述的接收機, 其中, 用于選擇該串符號的子集的模塊用于 : 估計所述第一中間訓練碼符號在該串符號中的位置, 選擇以所估計的位置為中心的多個符號。
28: 如權利要求 26 所述的接收機, 其中, 用于確定估計信道的模塊用于 : 通過選擇所述 子集中與所述估計信道的抽頭數目對應的預定數目的相鄰符號, 來確定與每個符號對應的 估計信道。 4
29: 如權利要求 26 所述的接收機, 其中, 用于解碼的模塊包括以下一個或多個 : 軟輸出 生成器、 解交織器和 Viterbi 解碼器。
30: 一種機器可讀介質, 包括用于中間訓練碼估計的指令, 所述指令包括用于執行以下 操作的代碼 : 接收一串符號 ; 選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 對所述子集中的每個符號計算相應的中間訓練碼估計誤差 ; 確定所計算的最小中間訓練碼估計誤差, 以定位所述第一中間訓練碼符號。
31: 如權利要求 30 所述的機器可讀介質, 其中, 所述指令還包括用于執行以下操作的 代碼 : 對該串符號進行解碼, 以確定該串符號的數據序列。
32: 如權利要求 30 所述的機器可讀介質, 其中, 用于對所述子集中的每個符號計算中 間訓練碼估計誤差的代碼包括用于執行以下操作的代碼 : 確定與所述符號對應的估計信道 ; 對所述估計信道執行單天線干擾消除, 以獲得估計出的中間訓練碼序列 ; 將所述估計出的中間訓練碼序列與先前已知的中間訓練碼序列相比較, 以確定所述中 間訓練碼估計誤差。
33: 如權利要求 32 所述的機器可讀介質, 其中, 用于對所述子集中的每個符號計算中 間訓練碼估計誤差的代碼還包括用于執行以下操作的代碼 : 對所述估計信道執行單天線干擾消除, 以獲得該串符號的估計數據序列 ; 將所述估計數據序列與先前確定的數據序列相比較, 以確定所述中間訓練碼估計誤 差。
34: 如權利要求 32 所述的機器可讀介質, 其中, 用于確定與每個符號對應的估計信道 的代碼包括用于執行以下操作的代碼 : 選擇所述子集中與所述估計信道的抽頭數目對應的預定數目的相鄰符號。
35: 如權利要求 30 所述的機器可讀介質, 其中, 用于選擇該串符號的子集的代碼包括 用于執行以下操作的代碼 : 估計所述第一中間訓練碼符號在該串符號中的位置, 選擇以所估計的位置為中心的多個符號。
36: 一種機器可讀介質, 包括用于中間訓練碼估計的指令, 所述指令包括用于執行以下 操作的代碼 : 接收一串符號 ; 選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 確定與所述子集中的每個符號對應的估計信道 ; 使用單天線干擾消除來抑制每個估計信道上的干擾 ; 對每個估計信道解碼, 以獲得相應的估計數據符號序列 ; 對每個估計數據符號序列執行循環冗余校驗, 直到檢測到有效狀況為止 ; 確定所述子集中與所述有效狀況對應的符號為所述第一中間訓練碼符號。
37: 如權利要求 36 所述的機器可讀介質, 其中, 用于選擇該串符號的子集的代碼包括 5 用于執行以下操作的代碼 : 估計所述第一中間訓練碼符號在該串符號中的位置, 選擇以所估計的位置為中心的多個符號。
38: 如權利要求 36 所述的機器可讀介質, 其中, 用于確定與每個符號對應的估計信道 的代碼包括用于執行以下操作的代碼 : 選擇所述子集中與所述估計信道的抽頭數目對應的預定數目的相鄰符號。

說明書


GSM/GPRS/EDGE 的相干單天線干擾消除

    【技術領域】
     本發明涉及無線通信, 具體地說, 涉及相干單天線干擾消除。背景技術 在利用 GSM、 GPRS、 EDGE 等的許多通信系統中, 接收機對接收信號正確解碼的能力 取決于接收機保持精確符號定時的能力。 然而, 隨著無線通信變得更加普遍, 逐漸增加的干 擾量會負面影響接收機保持這種定時的能力。
     在保持符號定時的一個方式中, 訓練序列 ( 例如中間訓練碼 (midamble)) 對于發 射機和接收機是已知的。接收機在一串符號中定位訓練序列, 并由此確定該串符號的數據 部分何時開始和結束。 由于訓練序列易被來自相鄰信道、 多路徑等的干擾所覆蓋, 所以在具 有干擾信號的環境中定位訓練序列具有挑戰性。因此, 期望提供一種在具有干擾的情況下 在一串符號中能夠可靠定位訓練序列的接收機。
     發明內容 根據本發明的一方面, 一種中間訓練碼估計方法包括以下步驟 : 接收一串符號 ; 選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 對所述子集中的每個符號計算對應的中 間訓練碼估計誤差 ; 以及確定所計算的最小中間訓練碼估計誤差, 以定位所述第一中間訓 練碼符號。
     根據本發明的另一方面, 一種中間訓練碼估計方法包括以下步驟 : 接收一串符號 ; 選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 確定與所述子集中每個符號對應的估計 信道 ; 使用單天線干擾消除來抑制每個估計信道上的干擾 ; 對每個估計信道進行解碼, 以 獲得相應的估計數據符號序列 ; 對每個估計數據符號序列執行循環冗余校驗, 直到檢測到 有效狀況為止 ; 以及確定所述子集中與所述有效狀況對應的符號為所述第一中間訓練碼符 號。
     根據本發明的又一方面, 一種接收機包括 : 天線, 用于接收一串符號 ; 定時估計 器, 用于選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 中間訓練碼估計器, 用于對所述 子集中的每個符號計算相應的中間訓練碼估計誤差 ; 以及處理器, 用于選擇所述子集中與 所計算的最小中間訓練碼估計誤差對應的符號, 作為所述第一中間訓練碼符號。
     根據本發明的又一方面, 一種接收機包括 : 天線, 用于接收一串符號 ; 定時估計 器, 用于選擇該串符號中包含第一中間訓練碼符號的子集 ; 信道估計器, 用于確定與所述子 集中的每個符號對應的估計信道 ; 單天線干擾消除設備, 用于抑制每個估計信道上的干擾 ; 數據處理器, 用于對每個估計信道解碼, 以獲得相應的估計數據符號序列 ; 以及驗證設備, 用于對每個估計數據符號序列執行循環冗余校驗, 直到檢測到有效狀況為止, 并確定所述 子集中與所述有效狀況對應的符號為所述第一中間訓練碼符號。
     根據本發明的又一方面, 一種機器可讀介質包括用于中間訓練碼估計的指令。所 述指令包括用于執行以下操作的代碼 : 接收一串符號 ; 選擇該串符號中包含第一中間訓練
     碼符號的子集 ; 對所述子集中的每個符號計算相應的中間訓練碼估計誤差 ; 以及確定所計 算的最小中間訓練碼估計誤差, 以定位所述第一中間訓練碼符號。
     根據本發明的另一方面, 一種機器可讀介質包括用于中間訓練碼估計的指令。所 述指令包括用于執行以下操作的代碼 : 接收一串符號 ; 選擇該串符號中包含第一中間訓練 碼符號的子集 ; 確定與所述子集中每個符號對應的估計信道 ; 使用單天線干擾消除來抑制 每個估計信道上的干擾 ; 對每個估計信道進行解碼, 以獲得相應的估計數據符號序列 ; 對 每個估計數據符號序列執行循環冗余校驗, 直到檢測到有效狀況為止 ; 以及確定所述子集 中與所述有效狀況對應的符號為所述第一中間訓練碼符號。
     可以理解, 對于本領域普通技術人員來說, 根據以下具體實施方式, 本發明的其它 配置將變得清楚, 其中通過圖示的方式示出和描述了本發明的各個配置。 如所要實現的, 本 發明能夠支持其它和不同配置, 并且多個細節能夠在各個其它方面進行修改, 所有這些都 不脫離本發明的范圍。因此, 附圖和具體實施方式旨在認為是自然的而非限制性的示例。 附圖說明
     圖 1 示出根據本發明的一方面在 GSM 中的示例性幀和突發格式 ;
     圖 2 示出根據本發明的一方面在無線通信系統中使用的接收機 ; 圖 3 示出根據本發明的一方面接收機選擇的包括第一中間訓練碼符號的符號子 圖 4 詳細示出根據本發明的一方面在無線通信系統中使用的接收機的一部分 ; 圖 5 示出根據本發明的一方面在無線通信系統中使用的接收機 ; 圖 6 詳細示出根據本發明的一方面在無線通信系統中使用的接收機的一部分 ; 圖 7 示出根據本發明的一方面用于中間訓練碼估計的方法 ; 圖 8 示出根據本發明的一方面用于中間訓練碼估計的方法 ; 圖 9 是示出利用本發明的各個方面可實現性能改進的曲線圖 ; 圖 10 是示出利用本發明的各個方面可實現性能改進的曲線圖 ; 圖 11 示出根據本發明的一方面在無線通信系統中使用的接收機 ; 圖 12 示出根據本發明的一方面在無線通信系統中使用的接收機 ; 圖 13 是示出可實現本發明的某些方面的計算機系統的框圖。集;
     具體實施方式
     圖 1 示出 GSM 中的示例性幀和突發格式。 將下行鏈路傳輸的時間軸分成數個復幀。 對用于發送用戶專用數據的業務信道, 每個復幀 ( 例如示例性復幀 101) 包括 26 個 TDMA 幀, 它們標記為 TDMA 幀 0 至 25。在每個復幀的 TDMA 幀 0 至 11 和 TDMA 幀 13 至 24( 如圖 1 中 的字母 “T” 所指示 ) 中發送業務信道。在 TDMA 幀 12 中發送控制信道 ( 由字母 “C” 標識 )。 在空閑 TDMA 幀 25( 由字母 “I” 標識 ) 中不發送數據, 這個幀由無線設備用來對相鄰基站進 行測量。
     將每個 TDMA 幀 ( 例如示例性 TDMA 幀 102) 進一步分成 8 個時隙, 它們標記為時隙 0 至 7。對每個活動的無線設備 / 用戶分配一個時隙索引, 用于呼叫的持續時間。在對該 無線設備分配的時隙中以及在用于業務信道的 TDMA 幀中發送每個無線設備的用戶專用數據。 在 GSM 中, 將每個時隙中的傳輸稱為 “突發” 。每個突發 ( 例如示例性突發 103) 包 括 2 個尾部字段、 2 個數據字段、 訓練序列 ( 或中間訓練碼 ) 字段、 和保護期間 (GP)。將每 個字段中的比特數顯示在括號中。GSM 定義可以在訓練序列字段中發送的 8 個不同的訓練 序列。每個訓練序列 ( 例如中間訓練碼 104) 包含 26 比特, 并定義為使前 5 個比特重復, 以 及隨后 5 個比特也重復。每個訓練序列還定義為, 使該序列與該序列的 16 比特刪減版本的 相關系數 (a) 在時移為 0 時等于 16, (b) 在時移為 ±1、 ±2、 ±3、 ±4 和 ±5 時等于 0, 以及 (c) 在所有其它時移時為 0 或非 0 值。
     在一串符號中定位中間訓練碼的一個方式連續比較關于中間訓練碼位置的多個 假設, 以確定哪個假設在該串符號中的已知中間訓練碼序列與假設位置之間提供了最高的 相關能量。這個方法對于來自相同中間訓練碼序列的多路徑的干擾非常敏感, 從而會使得 不精確假設的相關能量受到其時延副本的影響。
     圖 2 示出根據本發明的一方面在無線通信系統中使用的接收機。接收機 200 包括 天線 210, 其用于接收無線信號。盡管接收機 200 可用于各種通信系統中, 但是為了清楚起 見, 本文具體針對 GSM 系統來描述接收機 200。將接收信號提供至預處理器 220, 其對信號 進行解調以生成接收采樣。預處理器 220 可包括 GMSK 至 BPSK 旋轉器, 其對接收采樣執行 相位旋轉。定時估計器 230 從預處理器 220 接收采樣, 并作出與符號的訓練序列 ( 即中間 訓練碼 ) 在一串數據中的開始位置相關的幾個假設, 以提供幾個假設的信道估計。干擾抑 制器 240 對每個假設信道執行單天線干擾消除, 中間訓練碼估計器 250 為每個假設生成中 間訓練碼估計誤差。定時決定電路 260 比較每個假設的中間訓練碼估計誤差, 并選擇具有 最小中間訓練碼估計誤差的假設。由定時決定電路 260 選擇的假設表示在一串符號中開始 估計中間訓練碼的位置。然后, 數據處理器 270 基于這個估計的定時來處理接收符號, 并輸 出與接收符號對應的數據。
     除了利用所確定的相關能量來選擇與中間訓練碼定時相關的哪個假設是正確的 之外, 定時估計器 230 執行單天線干擾消除 (“SAIC” ), 以提供構成訓練序列的符號估計, 將其與該訓練序列的先前已知符號相比較以確定其估計誤差。 以下將更詳細示出定時估計 器 230 的操作。
     為了開始搜索第一中間訓練碼符號, 定時估計器 230 打開圍繞所估計的中間訓練 碼序列的起點的 “窗口” 。基于每個突發的已知結構, 對給定突發估計中間訓練碼序列的第 一符號的位置。例如, 如圖 1 所示, 在突發 103 中, 中間訓練碼 104 的起點在突發的第 62 比 特開始。基于這個已知結構, 定時估計器 230 選擇具有表示與第一中間訓練碼符號所處位 置相關的一系列假設的多個比特的窗口 105。圖 3 中更詳細示出示例性窗口 105。
     參照圖 3 可見, 示例性窗口 105 包括 11 個符號, 標記為 Δ = 0 至 Δ = 10。每個 Δ 值代表符號在窗口中的位置。然而, 參照符號在整個突發中的位置, Δ 值偏移開一定的 偏移值 ( 例如, Δ = 5 可偏移 61, 以表示這個符號在整個突發中的位置 )。對于窗口 105 中 的前 7 個符號, 定時估計器 230 從具有 5 個連續符號的序列 ( 表示 GSM 的 5 抽頭 (tap) 信
     道格式 ) 生成信道估計。例如, 符號 Δ = 0 對應于信道估計 估計, 符號 Δ = 1 對應于信道等。然后, 通過干擾抑制器 240 和中間訓練碼估計器 250 來處理這些信道估計中的每一個, 以確定與其對應的所估計的中間訓練碼符號, 從而確定中間訓練碼估計誤差, 如 以下參照圖 4 詳細所示。
     盡管在本發明的示例性方面中, 將窗口 105 示出為正好包括 11 個符號, 但是本發 明的范圍不限于這種結構。 此外, 對于本領域普通技術人員清楚的是, 可選擇任意窗口大小 ( 直至整個數據突發的大小 )。例如, 根據本發明的一方面, 將搜索窗口的大小選擇為是期 望最小傳播延遲的大小的兩倍。作為另一種選擇, 可基于本領域普通技術人員已知的任意 其它度量來確定搜索窗口大小的參數。
     根據一方面, 通過將接收采樣 ( 對應于假設的延遲 ) 與每個假設的基準采樣 ( 即 已知中間訓練碼序列 ) 相關聯, 定時估計器 230 生成信道估計 。 基于接收信號 y 與假設的 延遲 Δ 的中間訓練碼序列 s 之間的相關性 Rys(Δ), 可如下計算信道估計 : (δ)
     h = [Rys(δ), Rys(δ+1), ..., Rys(δ+4)]δ = 0, 1, ..., 6
     (1)為了測試與每個信道估計對應的假設, 干擾抑制器 240 對每個估計信道執行 SAIC。SAIC 是使用信號的過采樣和 / 或實 / 虛分解來提供具有單獨采樣序列的虛擬天線 的方法, 從而可對虛擬天線施加權重以在期望的發射機方向形成波束以及在不期望的干擾 源的方向形成波束零點。 通常, 通過使用空時處理, 利用接收機處的一個或多個實際天線來 實現 SAIC, 其中 “空間” 可通過同相和正交分量虛擬實現, “時間” 可使用晚期和早期采樣實 現。
     在 SAIC 之后, 隨后將先前獲得的信道估計代入空時信道矩陣 [H] 中的一行 ( 每行 表示一個虛擬天線 ) :
     將信道估計的相應接收采樣調到該假設 ( 假設包含中間訓練碼 ) 的時間, 確定出 干擾抑制濾波器的相應權重 :
     其中,
     它是第 k 個假設的 M×1 列向量。 然后, 使用經過干擾抑制的采樣對信道矩陣 [H] 進行重新估計, 以生成其中 Z′ k 是中間訓練碼序列矩陣的偽逆 :干擾抑制器 240 的輸出是的形式, 其中 [H] 代表信道矩陣,代表中間訓練碼序列的估計。中間訓練碼估計器 250 接收干擾抑制器 240 的輸出, 并抵消 [H] 項 ( 例如, 通 過 Z′ k, [H] 的偽逆 ), 從而可將估計的中間訓練碼序列 與先前已知的中間訓練碼序列 S 相比較。根據以下方程式 9 確定出估計的中間訓練碼序列和已知的中間訓練碼序列之間的 差:
     以獲得每個時間 ti 的中間訓練碼估計誤差 em(ti)。每個時間 ti 等于假設的位置 Δi 加上從突發起點的偏移 Ts :
     ti = Δi+Ts (10)
     圖 4 示意性示出根據本發明的一方面在干擾抑制器 240 和中間訓練碼估計器 250 中進行的上述計算。干擾抑制器 240 對信道估計執行干擾消除, 并使用經過干擾抑制的采 樣重新估計信道矩陣。中間訓練碼估計器 250 比較所估計的中間訓練碼和每個假設的已知 中間訓練碼序列, 并生成中間訓練碼估計誤差 em。根據本發明的各個方面, 可順序地、 并行 地或通過順序和并行處理的某些組合進行每個信道估計的干擾抑制和中間訓練碼估計。
     一旦確定出每個時間 ti 的中間訓練碼估計誤差 em(ti), 定時決定方框 260 確定哪 個假設對應于最小估計誤差 em。丟棄其它假設的定時值, 并基于所確定的定時將信號傳送 至數據處理器 270, 用于解碼和輸出該信號中的數據。
     根據本發明的一方面, 數據處理器 270 包括軟輸出生成器, 其從定時決定方框 260 接收信號, 并生成用于指示所檢測的比特的置信度的軟判決。軟輸出生成器執行本領域普 通技術人員公知的 Ono 算法。數據處理器 270 還可包括解交織器, 其對軟判決進行解交織, 并將軟判決傳送至 Viterbi 解碼器, 所述解碼器對經過解交織的軟判決進行解碼, 并輸出 經過解碼的數據。
     根據本發明的另一方面, 用于確定哪個中間訓練碼定時假設是正確的度量可以是 在對每個假設進行解碼之后執行的循環冗余校驗。例如, 圖 5 示出根據本發明的一方面的 接收機 500, 其中定時決定被延遲, 直到對與每個假設對應的信號進行解碼之后。
     接收機 500 包括天線 510, 其用于接收無線信號 ( 例如 RF 調制的 GSM 信號 )。將 接收信號提供至預處理器 520, 其解調信號以生成接收采樣。預處理器 520 還可包括 GMSK 至 BPSK 旋轉器, 其對接收采樣執行相位旋轉。定時估計器 530 從預處理器 520 接收采樣, 并作出與中間訓練碼在一串數據中的開始位置相關的幾個假設, 以提供幾個假設的信道估 計。干擾抑制器 540 對每個假設的信道執行單天線干擾消除, 隨后數據處理器 550 處理每 個假設信道的接收符號, 并輸出與接收符號對應的數據。對為每個假設信道輸出的數據執 行循環冗余校驗 (“CRC” )560, 并且持續執行直到一個數據流生效為止。然后, 定時決定方 框 570 選擇與有效狀況對應的假設, 并丟棄其它假設。
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     說明書至6/8 頁圖 6 詳細示出根據本發明一方面的干擾抑制器 540 和數據處理器 550 的操作。干 并對每個信道估計執行 SAIC 和擾抑制器 540 從定時估計器 530 接收信道估計最大似然序列估計 (“MLSE” ) 均衡。然后, 干擾抑制器 540 向數據處理器提供與每個假設 對應的過濾后的信號。數據處理器 550 包括多個軟輸出生成器, 其從干擾抑制器 540 接收 過濾后的信號, 并生成用于指示所檢測比特中的置信度的軟判決。數據處理器 550 還可包 括多個解交織器, 其對軟判決進行解交織, 并將軟判決傳送至多個 Viterbi 解碼器, 所述解 碼器對經過解交織的軟判決進行解碼, 并向 CRC 方框 560 輸出經過解碼的數據。 盡管上述示例性方面示出為對每個估計信道并行地執行干擾抑制和解碼, 但是本 發明的范圍不限于這樣的結構。此外, 可利用單個干擾抑制器和單個數據處理器以串行方 式處理每個經過估計的信道。作為另一種選擇, 接收機可使用并行和串行處理的組合 ( 例 如, 通過每個干擾抑制器和數據處理器的 2 個信道等 )。
     圖 7 是示出根據本發明一方面的中間訓練碼估計方法的流程圖。該方法在步驟 701 開始, 其中接收機接收一串符號。在步驟 702, 接收機選擇該串符號中包含第一中間訓 練碼符號的子集。 在步驟 703, 接收機確定所選子集中與每個符號對應的估計信道。 在步驟 704, 接收機對每個估計信道執行 SAIC, 以獲得估計的中間訓練碼序列。在步驟 705, 接收機 將每個估計的中間訓練碼序列與先前已知的中間訓練碼序列相比較, 以確定與每個估計信 道對應的中間訓練碼估計誤差。 在步驟 706, 接收機確定哪個估計信道對應于最小中間訓練 碼估計誤差, 以定位第一中間訓練碼符號。在步驟 707, 基于所確定的第一中間訓練碼符號 的位置, 對該串符號中的數據序列進行解碼。
     圖 8 是示出根據本發明一方面的中間訓練碼估計方法的流程圖。該方法在步驟 801 開始, 其中接收機接收一串符號。在步驟 802, 接收機選擇該串符號中包含第一中間訓 練碼符號的子集。在步驟 803, 接收機確定所選子集中與每個符號對應的估計信道。在步 驟 804, 接收機對每個估計信道執行 SAIC, 在步驟 805, 對每個估計信道進行解碼以獲得與 其對應的估計數據符號序列。 在步驟 806, 接收機對每個估計信道的估計數據符號執行循環 冗余校驗 ( “CRC” ), 直到找到有效狀況為止。在步驟 807, 接收機確定在步驟 802 所選的子 集中與有效狀況對應的符號是第一中間訓練碼符號。
     圖 9 是示出可利用本發明的各個方面實現性能改進的曲線圖。圖 9 示出利用以上 詳細描述的中間訓練碼估計技術的示例性接收機系統的載波干擾 (“C/I” ) 級范圍內的幀 誤差率。參照圖 9 可以看出, 由于有 4 個定時假設 (Δ = 3、 Δ = 4、 Δ = 5 和 Δ = 6) 提 供改善的幀誤差率, 所以利用相關能量估計中間訓練碼定時的接收機系統 900 的性能低于 最佳值。利用中間訓練碼估計誤差或 CRC 有效校驗來估計中間訓練碼定時的接收機系統比 接收機系統 900 更可能選擇這些優選定時中的一個, 特別是在干擾量增加時。圖 10 中詳細 示出這種改善的性能, 其中利用中間訓練碼估計誤差的示例性接收機系統將通過這個概率 選擇給定中間訓練碼定時。參照圖 10 可以看出, 相比利用中間訓練碼估計誤差來估計中間 訓練碼定時的接收機系統 1002, 接收機系統 900( 使用相關能量來估計中間訓練碼定時 ) 更 頻繁地選擇次優的中間訓練碼符號定時值 ( 例如 Δ = 0、 Δ = 1、 Δ = 2)。甚至, 在超過 80%的時間, 接收機系統 1002 選擇 Δ = 5 和 Δ = 6。參照圖 9 可以看出, 相比接收機系 統 900 的平均性能, 這些定時傾向于大約 6dB 的較好的性能。通過接收機系統基于解碼數 據的 CRC 來選擇中間訓練碼定時, 能實現更好的性能效益, 然而處理復雜度也相應增加。
     圖 11 示出根據本發明的一方面在無線通信系統中使用的接收機。接收機 1100 包 括天線模塊 1110, 其用于接收無線信號, 例如 RF 調制的 GSM 信號。將接收的信號提供至預 處理模塊 1120, 其解調該信號以生成接收采樣。預處理模塊 1120 還可包括 GMSK 至 BPSK 旋 轉器, 其對接收采樣執行相位旋轉。定時估計模塊 1130 從預處理模塊 1120 接收采樣, 并作 出與符號的訓練序列 ( 中間訓練碼 ) 在一串數據中的開始位置相關的幾個假設, 以提供幾 個假設的信道估計。干擾抑制模塊 1140 對每個假設信道執行單天線干擾消除, 中間訓練碼 估計模塊 1150 生成每個假設的中間訓練碼估計誤差。定時決定模塊 1160 比較每個假設的 中間訓練碼估計誤差, 并選擇具有最小中間訓練碼估計誤差的假設。定時決定模塊 1160 選 擇的假設表示在一串符號中開始估計中間訓練碼的位置。然后, 數據處理模塊 1170 基于這 個估計的定時來處理接收符號, 并輸出與接收符號對應的數據。
     圖 12 示出根據本發明的一方面在無線通信系統中使用的接收機 1200。接收機 1200 包括天線模塊 1210, 其用于接收無線信號, 例如 RF 調制的 GSM 信號。將接收的信號提 供至預處理模塊 1220, 其解調該信號以生成接收采樣。預處理模塊 1220 還可包括 GMSK 至 BPSK 旋轉器, 其對接收采樣執行相位旋轉。定時估計模塊 1230 從預處理模塊 1220 接收采 樣, 并作出與符號的訓練序列 ( 中間訓練碼 ) 在一串數據中的開始位置相關的幾個假設, 以 提供幾個假設的信道估計。干擾抑制模塊 1240 對每個假設信道執行單天線干擾消除, 然后 數據處理模塊 1250 處理每個假設信道的接收符號, 并輸出與接收符號對應的數據。在模塊 1260 中, 對為每個假設信道輸出的數據執行循環冗余校驗 (“CRC” ), 并且持續操作直到一 個數據流生效為止。然后, 定時決定模塊 1270 選擇與有效狀況對應的假設, 并丟棄其它假 設。
     圖 13 是示出可實現本發明一方面的計算機系統 1300 的框圖。 計算機系統 1300 包 括總線 1302 或用于傳送信息的其它通信機構, 以及與總線 1302 相耦合用于處理信息的處 理器 1304。計算機系統 1300 還包括耦合至總線 1302 的存儲器 1306, 例如隨機存取存儲器 (“RAM” ) 或其它動態存儲裝置, 用于存儲由處理器 1304 執行的信息和指令。存儲器 1306 還可用于在執行由處理器 1304 執行的指令期間存儲臨時變量或其它中間信息。計算機系 統 1300 還包括耦合至總線 1302 的數據存儲設備 1310, 例如磁盤或光盤, 用于存儲信息和指 令。
     計算機系統 1300 可經由 I/O 模塊 1308 耦合至顯示設備 ( 未示出 ), 例如陰極射線 管 (“CRT” ) 或液晶顯示器 (“LCD” ), 用于向計算機用戶顯示信息。輸入設備 ( 例如鍵盤 或鼠標 ) 還可經由 I/O 模塊 1308 耦合至計算機系統 1300, 用于向處理器 1304 傳送信息和 命令選擇。
     根據一方面, 在處理器 1304 執行存儲器 1306 中包含的一個或多個指令的一個或 多個序列后, 計算機系統 1300 執行中間訓練碼估計。可將這種指令從另一機器可讀介質 ( 例如數據存儲設備 1310) 讀入存儲器 1306。執行主存儲器 1306 中包含的指令序列使得 處理器 1304 執行本文所述的處理步驟。還可采用在多處理配置中的一個或多個處理器來 執行存儲器 1306 中包含的指令序列。在可選方面, 可使用硬線電路代替軟件指令或與軟件 指令相組合來實現各個方面。 因此, 本發明的方面不限于硬件電路和軟件的任意特定組合。
     本文使用的術語 “機器可讀介質” 指的是參與向處理器 1304 提供指令用于執行的 任意介質。這種介質可采用許多形式, 包括但不限于, 非易失性介質、 易失性介質和傳輸介質。 非易失性介質包括例如光盤或磁盤, 例如數據存儲設備 1310。 易失性介質包括動態存儲 器, 例如存儲器 1306。傳輸介質包括同軸電纜、 銅線和光纖, 包括含有總線 1302 的布線。傳 輸介質還可采用聲波或光波的形式, 例如在射頻和紅外數據傳輸期間生成的。機器可讀介 質的通用形式包括例如軟盤、 軟磁盤、 硬盤、 磁帶、 任意其它磁介質、 CD-ROM、 DVD、 任意其它 光學介質、 穿孔卡、 紙帶、 具有孔模式的任意其它物理介質、 RAM、 PROM、 EPROM、 FLASH EPROM、 任意其它存儲器芯片或盒、 載波、 計算機可從中讀取的任意其它介質。
     本領域普通技術人員可以理解的是, 本文所述的各個示例性方框、 模塊、 元件、 組 件、 方法和算法可作為電子硬件、 計算機軟件或兩者組合來實現。此外, 可以通過與所述方 式不同的方式對其進行劃分。為了示出硬件和軟件的這種互換性, 在上文中通常以功能的 形式描述了各個示例性方框、 模塊、 元件、 組件、 方法和算法。 這種功能是作為硬件還是軟件 實現取決于在整個系統上施加的特定應用和設計限制。 本領域普通技術人員可通過每個特 定應用的不同方式實現所述功能。
     可以理解的是, 在公開的過程中的步驟或方框的特定順序或層次是示例性方式的 圖示。 基于設計選擇, 可以理解的是, 可重新配置在這些過程中的步驟或方框的特定順序或 層次。伴隨方法的權利要求以示例性的順序呈現了各個步驟的元素, 但并不意味著對所呈 現的特定順序或層次的限制。
     先前描述用于使本領域的普通技術人員能夠實現本文所述的各個方面。 對于本領 域普通技術人員來說, 對這些方面的各種修改都是顯而易見的, 并且本文定義的總體原理 可適用于其它方面。 因此, 本發明并不限于本文所示的各方面, 而是與本申請公開的最廣范 圍相一致地, 其中, 除非特別說明, 否則用單數形式表示的元件并不意味著 “一個或僅僅一 個” , 而可以是 “一個或多個” 。除非特別說明, 否則術語 “一些” 指的是一個或多個。陽性的 代詞 ( 例如他的 ) 包括陰性和中性 ( 例如她的和它的 ), 反之亦然。貫穿本發明描述的多 種實施例的部件的所有結構和功能等價物以引用方式明確地并入本申請中, 這些結構和功 能等價物對于本領域普通技術人員來說是公知的或將要是公知的。此外, 本發明中沒有任 何公開內容是想要奉獻給公眾的, 不管這樣的公開內容是否明確記載在權利要求書中。此 外, 不應依據美國專利法第 112 條第 6 款來解釋任何權利要求的構成要素, 除非該構成要素 明確采用了 “功能性模塊” 的措辭進行記載, 或者在方法權利中, 該構成要素是用 “功能性步 驟” 的措辭來記載的。

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GSM GPRS EDGE 相干 天線 干擾 消除
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