專利名稱：用于具有相位和幅度校準的多信道發(fā)射機和接收機的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及具有多接收機信道無線通信的無線通信接收機。尤其，本發(fā)明涉及一種方法和系統(tǒng)，用于校準與多信道發(fā)射機和接收機相關(guān)聯(lián)的相位和幅度誤差。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)通常包括攜帶信息的調(diào)制載波信號，這些信號從發(fā)送源(例如基本收發(fā)機站)通過無線方式發(fā)送到一個區(qū)域或地區(qū)中的一個或多個接收機(例如，簽約用戶單元)。
無線通信的一種形式包括多個發(fā)射天線和/或多個接收機天線。多天線通信系統(tǒng)可以支持通信分集和空間多路復(fù)用。
無線信道

圖1示出按照許多不同的(多個)發(fā)送路徑從發(fā)射機110到接收機120傳播的調(diào)制載波。
多徑可以包括原始信號加上從發(fā)射機和接收機之間的目標的信號反射引起的復(fù)制或回波圖像的合成。接收機可以接收發(fā)射機發(fā)送的原始信號，但是還接收由位于信號路徑中的目標反射的二次信號。反射信號到達接收機的時間比原始信號晚。由于這種不一致，多徑信號可以引起碼元間干擾或接收信號的失真。
實際接收信號可以包括原始信號和數(shù)個反射信號的合成。因為原始信號傳播的距離比反射信號短，所以在不同時刻接收信號。把第一接收信號和最后接收信號之間的時間差稱為延遲分布(delay spread)，并且可能有數(shù)個微秒那么大。
調(diào)制載波信號傳播多個路徑一般導(dǎo)致調(diào)制載波信號的衰落。當(dāng)多個路徑差組合(subtractively combine)時，衰落導(dǎo)致調(diào)制載波信號的幅度衰減。
空間多路復(fù)用和分集通信是利用在基本收發(fā)機站和簽約用戶兩處的多個天線以增加無線無線電鏈路中的比特率而無附加功率或帶寬損耗的傳輸技術(shù)。
圖2示出把數(shù)據(jù)碼元發(fā)送到接收機天線陣列240的三個發(fā)射機天線陣列210、220、230。每個發(fā)射機天線陣列和每個接收機天線陣列包括在空間上分立的天線。連接到接收機天線陣列240的接收機分離所接收的信號。
公共幅度和相位誤差多信道發(fā)射機和接收機一般與空間多路復(fù)用或分集信號相關(guān)聯(lián)。多信道發(fā)射機和多信道接收機可以包括多個發(fā)射機和接收機鏈。
多個發(fā)射機和接收機鏈一般包括隨時間變化的幅度噪聲和相位噪聲。一般，幅度噪聲和相位噪聲的變化速率大于發(fā)射機和接收機之間改變發(fā)送信道的速率。
可以使用信道訓(xùn)練來定出幅度和相位噪聲的特征。然而，信道訓(xùn)練需要大量電子線路額外開銷，并且需要發(fā)送大量校準信息。此外，如果幅度和相位噪聲改變得很快，則在定幅度和相位噪聲的特征中，訓(xùn)練不是很有效的。
現(xiàn)有技術(shù)多信道發(fā)射機和多信道接收機的每一個一般包括與發(fā)射機信道或接收機信道相關(guān)聯(lián)的公共時鐘。即，現(xiàn)有技術(shù)多鏈發(fā)射機一般包括公共時鐘，用于啟動從多個發(fā)射機鏈中的每一個的發(fā)送?，F(xiàn)有技術(shù)多鏈接收機一般包括公共時鐘，用于啟動從多個接收機鏈中的每一個的接收。因此，一般忽略與多鏈發(fā)射機和多鏈接收機相關(guān)聯(lián)的相位和幅度誤差。
更先進的多信道無線系統(tǒng)可以包括用獨立時鐘的發(fā)射機鏈以及用獨立時鐘的接收機鏈。例如，一些先進的系統(tǒng)包括駐留在獨立基本發(fā)射機站處的各個發(fā)射機(多個基本多信道系統(tǒng))。
多基本空間多路復(fù)用或發(fā)射機分集系統(tǒng)可能對于相位和幅度誤差比單個基本系統(tǒng)更敏感。相位和幅度誤差的校準可能更困難，因為每個發(fā)射機鏈與不同的時鐘同步。與每個接收機鏈相關(guān)聯(lián)的具有不同時鐘的多鏈接收機的校準也是困難的。
某些無線系統(tǒng)(諸如移動無線系統(tǒng)和局域網(wǎng)(LAN))包括通過不同公司制造的接口發(fā)射機和接收機。這可能導(dǎo)致發(fā)射機和接收機包括每個都影響幅度和相位噪聲的變化的發(fā)送類型和接收機鏈。此外，這些系統(tǒng)可以包括來自具有變化發(fā)送信道的移動發(fā)射機的發(fā)送。
需要有一種方法和系統(tǒng)，用于對各自都對相位和幅度噪聲起一份作用的發(fā)送和接收機鏈校準與發(fā)送和接收多個信息信號相關(guān)聯(lián)的相位和幅度。該方法和系統(tǒng)應(yīng)該適用于當(dāng)前存在的多信道系統(tǒng)而無需增加可觀的成本。該方法和系統(tǒng)應(yīng)該允許發(fā)送較高階的調(diào)制。
發(fā)明概要本發(fā)明包括一種方法和系統(tǒng)，用于對用各自的時鐘的、空間上分立的或包括類型各不相同的電子線路部件的、發(fā)送和接收機鏈之間與發(fā)送和接收多個信息信號相關(guān)聯(lián)的相位和幅度進行校準。該方法和系統(tǒng)可以適用于當(dāng)前存在的多信道系統(tǒng)而無需增加可觀的成本。該方法和系統(tǒng)允許發(fā)送較高階的調(diào)制。
本發(fā)明的第一實施例包括一種方法，該方法用于估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差。多信道無線系統(tǒng)包括在多個發(fā)射天線和多個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道。該方法包括估計多信道無線系統(tǒng)中的每個發(fā)射天線和接收天線對之間的發(fā)送信道元素。從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元。接收與已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元對應(yīng)的信號。根據(jù)接收的信號和估計的發(fā)送信道元素的空間處理估計接收的校準碼元。通過對發(fā)送的校準碼元和接收的校準碼元比較而估計每個發(fā)射和接收天線對的公共幅度和相位誤差。
通過下面的詳細說明以及附圖，通過本發(fā)明原理的舉例說明，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得顯而易見。
附圖簡述圖1示出現(xiàn)有技術(shù)無線系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括從系統(tǒng)發(fā)射機到系統(tǒng)接收機的多個路徑。
圖2示出現(xiàn)有技術(shù)無線系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在空間上分立的發(fā)射機天線和空間上分立的接收機天線。
圖3示出本發(fā)明的一個實施例。
圖4示出通過用分立時鐘觸發(fā)的發(fā)射機天線已經(jīng)發(fā)送的碼元的星座(constellation)。
圖5示出本發(fā)明的另一個實施例。
圖6示出本發(fā)明的另一個實施例。
圖7示出本發(fā)明的另一個實施例。
圖8示出本發(fā)明的另一個實施例。
圖9示出包括在本發(fā)明的一個實施例中的步驟或動作的流程圖。
圖10示出包括在本發(fā)明的另一個實施例中的步驟或動作的流程圖。
圖11示出包括在本發(fā)明的另一個實施例中的步驟或動作的流程圖。
圖12示出包括在本發(fā)明的另一個實施例中的步驟或動作的流程圖。
詳細說明如在為了說明目的的附圖中所示，在用于校準相位和幅度誤差的一種方法和系統(tǒng)中實施本發(fā)明，所述相位和幅度誤差與通過各自的時鐘觸發(fā)的、在空間上分立的或包括變化型電子線路部件的發(fā)送和接收機鏈之間的發(fā)送和接收多個信息信號相關(guān)聯(lián)。該方法和系統(tǒng)可以適用于當(dāng)前存在的多信道系統(tǒng)而不增加可觀的成本。該方法和系統(tǒng)允許發(fā)送較高階的調(diào)制。
現(xiàn)在將參考附圖詳細描述本發(fā)明的特定實施例?？梢栽诟鞣N不同類型的無線通信系統(tǒng)中實施本發(fā)明的技術(shù)。特別有關(guān)的是蜂窩無線通信系統(tǒng)?；窘?jīng)過無線信道把下行鏈路信號發(fā)送到多個簽約用戶。此外，簽約用戶經(jīng)過無線信道把上行鏈路信號發(fā)送到基站。因此，對于下行鏈路通信，基站是發(fā)射機，簽約用戶是接收機，而對于上行鏈路通信，基站是接收機，簽約用戶是發(fā)射機。簽約用戶可以是移動的或固定的。示例簽約用戶包括一些裝置，諸如便攜式電話、汽車電話以及固定接收機，諸如在固定位置處的無線調(diào)制解調(diào)器。
可以配備基站使之具有允許天線分集技術(shù)和/或空間多路復(fù)用技術(shù)的多個天線。此外，可以配備每個簽約用戶使之具有允許進一步空間多路復(fù)用和/或天線分集的多個天線。單輸入多輸出(SIMO)、多輸入單輸出(MISO)、或多輸入多輸出(MIMO)配置都是可能的。在這些配置的任何一個中，通信技術(shù)可以使用單載波或多載波通信技術(shù)。雖然本發(fā)明的技術(shù)應(yīng)用于點對多點系統(tǒng)，但是這些技術(shù)不限于如此的系統(tǒng)，而是應(yīng)用于無線通信中具有至少兩個裝置的任何無線通信系統(tǒng)。因此，為了簡化，下面的說明將集中在本發(fā)明應(yīng)用于單個發(fā)射機接收機對，雖然可以理解，可應(yīng)用于具有任何數(shù)量如此的對的系統(tǒng)。
本發(fā)明的點對多點應(yīng)用可以包括各種類型的多址方案。這些方案包括，但是不限于，時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)、正交頻分多址(OFDMA)以及小波(wavelet)分多址。
發(fā)送可以是時分雙工(TDD)的。即，下行鏈路發(fā)送可以占據(jù)與上行鏈路相同的信道(相同的發(fā)送頻率)，但是發(fā)生在不同的時刻。另一方面，發(fā)送可以是頻分雙工(FDD)的。即，下行鏈路發(fā)送與上行鏈路發(fā)送可以按不同的頻率。FDD允許下行鏈路發(fā)送和上行鏈路發(fā)送同時發(fā)生。
一般，無線信道的變化導(dǎo)致上行和下行鏈路信號經(jīng)受衰減、干擾、多徑衰落和其它降質(zhì)效應(yīng)的起伏的電平。此外，多個信號路徑的存在(由于在傳播環(huán)境中從建筑物和其它障礙物反射)導(dǎo)致信道響應(yīng)在頻帶寬度上變化。結(jié)果，在信道通信參數(shù)(諸如數(shù)據(jù)容量、空間效率、通過量)和信號質(zhì)量參數(shù)(例如，信號對干擾和噪聲比(SINR)和信噪比(SNR)中存在瞬時變化。
使用各種可能發(fā)送模式中之一在無線信道上發(fā)送信息。為了本申請的目的，定義一種發(fā)送模式為特定的調(diào)制類型和速率，特定的代碼類型和速率，并且還可以包括發(fā)送的其它控制方面，諸如使用天線分集或空間多路復(fù)用。使用特定的發(fā)送模式，對指定在無線信道上傳送的數(shù)據(jù)編碼、調(diào)制和發(fā)送。一般編碼模式的例子有卷積和塊代碼，以及更特定的，本技術(shù)領(lǐng)域中眾知的代碼，諸如Hamming代碼、循環(huán)代碼以及Reed-Solomon代碼。一般調(diào)制模式的例子為圓形星座，諸如BPSK、QPSK以及其它與m有關(guān)的(m-ary)PSK、正方形星座，諸如4QAM、16QAM、以及其它與m有關(guān)的QAM。另外的流行調(diào)制技術(shù)包括GMSK和與m有關(guān)的FSK。本技術(shù)領(lǐng)域中眾知通信系統(tǒng)中各種發(fā)送模式的實施和使用。
對于具有顯著延遲分布的信道，一般使用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)(將在下面描述)。在包括多個頻率單音(multiple frequency tone)的OFDM系統(tǒng)中，延遲分布導(dǎo)致每個頻率單音中具有不同的衰落。
圖3示出本發(fā)明的一個實施例。這個實施例包括包含多個發(fā)射機天線T1、T2和多個接收機天線R1、R2的多個發(fā)射機。這個實施例只包括兩個發(fā)射機天線和兩個接收機天線。然而，要理解，本發(fā)明可以包括一些實施例，這些實施例包括多個發(fā)射天線或多個接收機天線。
第一發(fā)送鏈310接收從第一發(fā)送天線T1發(fā)送的碼元(S1)。第二發(fā)送鏈320接收從第二發(fā)送天線T2發(fā)送的碼元(S2)。第一發(fā)送鏈310和第二發(fā)送鏈320在空間上可以是分立的。第一發(fā)送鏈310可以包括上變頻塊312。第二發(fā)送鏈320可以包括上變頻塊322。可以使第一發(fā)送鏈310和第二發(fā)送鏈320同步于分立的時鐘。
多鏈接收機可以包括第一接收機天線R1和第二接收機天線R2。第一接收機天線R1可以與一般包括下變頻單元330的第一接收機鏈相關(guān)聯(lián)。第二接收機天線R2可以與一般包括下變頻單元340的第二接收機鏈相關(guān)聯(lián)。第一接收機鏈和第二接收機鏈可以同步于分立的頻率基準(時鐘)。
一般通過信道矩陣H來給出發(fā)射機天線T1、T2和接收機天線R1、R2之間的發(fā)送信道的特征。在圖3中指定表示第一發(fā)射機天線T1和第一接收機天線R1和第二接收機天線R2之間的信道的第一矢量為h1。在圖3中指定表示第二發(fā)射機天線T2和第一接收機天線R1和第二接收機天線R2之間的信道的第二矢量為h2。
接收機包括空間處理和解碼單元350。空間處理和解碼單元350根據(jù)信道矩陣H和接收的校準碼元產(chǎn)生原始發(fā)送的碼元的估計值。
可以從包括K個空間分立流的發(fā)射機發(fā)送接收到的信息信號。一般，如此的發(fā)射機對于K個流中的每一個應(yīng)用編碼模式以對要發(fā)送的數(shù)據(jù)進行編碼。在發(fā)送之前，可以對數(shù)據(jù)進行交錯和預(yù)編碼。在通信系統(tǒng)領(lǐng)域中眾知交錯和預(yù)編碼。發(fā)送速率或數(shù)據(jù)的通過量根據(jù)K個流的每一個中使用的調(diào)制、編碼速率和發(fā)送方案(分集或空間多路復(fù)用)而變化。
空間處理和解碼單元350執(zhí)行接收處理以恢復(fù)K個經(jīng)編碼的流。經(jīng)恢復(fù)的K個流是經(jīng)檢測的、經(jīng)解碼的和經(jīng)去復(fù)用的、用于恢復(fù)數(shù)據(jù)的信號。應(yīng)該理解，在天線分集處理的情況中K等于一，因此只有單個恢復(fù)的流。
本發(fā)明的一個實施例包括在多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的第一估計發(fā)送信道元素。接著，從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元。接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號。根據(jù)接收的信號和估計的發(fā)送信道元素的空間處理來估計接收的校準碼元。通過對發(fā)送的校準碼元和接收的校準碼元進行比較來估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差。
圖4示出已經(jīng)通過分立時鐘觸發(fā)的發(fā)射機天線發(fā)送的碼元的星座。第一發(fā)射機天線T1發(fā)送第一星座410，第二發(fā)射機天線T2發(fā)送第二星座420。接收的星座430示出不同的發(fā)送和接收鏈中的相位和幅度誤差是如何使發(fā)送星座的接收星座失真的?？梢孕D(zhuǎn)星座(由于相位失真)，以及離開和向著原點移動(由于幅度失真)。
圖5示出本發(fā)明的另一個實施例。這個實施例包括多個發(fā)射天線T1，T2，...TM。每個發(fā)射天線發(fā)送對應(yīng)的校準碼元c1，c2...cM。發(fā)送的校準碼元c1，c2...cM通過由信道矩陣H表示的發(fā)送信道傳播，并且通過接收機天線R1，R2，...RN接收。
空間處理器510使用接收的校準碼元x1，x2...xN以及信道矩陣H產(chǎn)生原始發(fā)送的校準碼元c1，c2...cM的估計值。
比較塊520對估計值與實際發(fā)送的校準碼元c1，c2...cM進行比較以產(chǎn)生用于校正接著發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元的相位和幅度誤差的誤差因子e1，e2，...eM。
一般，x＝Hc+n，其中x是表示接收的信號x1，x2...xN的矢量，H是信道矩陣，c是表示發(fā)送的校準碼元c1，c2...cM的矢量以及n表示附加的噪聲。
空間處理器510的一個實施例包括最大似然率(ML)接收機。給出發(fā)送的校準碼元的估計值c如下c＝argminct‖x-Hct‖F(xiàn)其中‖·‖是Frobenius定額(norm)，以及ct表示c的所有可能的星座。
空間處理器510的另一個實施例包括最小均方差(MMSE)接收機?？梢越o出發(fā)送的校準碼元的估計值c如下c＝H*(HH*+Rnn)-1x，其中Rnn是在接收機處估計的噪聲協(xié)方差矩陣。
空間處理器510的另一個實施例包括零強制(ZF)接收機?？梢越o出發(fā)送的校準碼元的估計值c如下c＝H*(HH*)-1x然后在比較塊520中計算公共相位和幅度誤差。通過對發(fā)送的校準碼元cj和發(fā)送的校準碼元cj的接收估計值比較而計算在第j個發(fā)射機和接收機之間的公共相位和幅度誤差如下ej＝(cj)/(cj)可以使用所計算的公共相位和幅度誤差來校正從發(fā)射天線T1，T2...TM發(fā)送和接收機天線R1，R2...RN接收的估計的數(shù)據(jù)碼元。
圖6示出本發(fā)明的另一個實施例。這個實施例一般應(yīng)用于多發(fā)射機天線、多接收機天線系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，多個接收機鏈是獨立的。一般，獨立的接收機鏈與具有不同RF部件的獨立的基準振蕩器同步，或每個接收機鏈位于不同的地理位置。
這個實施例包括多個發(fā)射天線T1，T2...TM。每個發(fā)射天線發(fā)送對應(yīng)的校準碼元c1，c2...cM。發(fā)送的校準碼元c1，c2...cM通過由信道矩陣H表示的發(fā)送信道傳播，并且通過接收機天線R1，R2...RN接收。
矩陣H包括M×N個元素，其中可以對每個元素編號，如在圖6中表示。
可以通過從所有發(fā)射天線T1，T2...TM發(fā)送的已知的、相同的發(fā)送校準碼元c＝c1＝c2＝cM來計算第j接收機天線和發(fā)射機之間的公共相位和幅度誤差ej。通過對應(yīng)的處理器610處理在第i個接收機天線上的接收信號xi。一般，處理器610包括數(shù)種接收機設(shè)計中的一種設(shè)計的實施，以得到發(fā)送的校準碼元的估計值。
信道估計值總和模塊630對對應(yīng)于每個接收機天線的發(fā)送信道元素求總和。
對于最大似然率接收機實施ci＝argmin‖xi-hic‖F(xiàn)，其中‖·‖是Frobenius定額(norm)，以及hi是標量信道總和。即，可以通過對對應(yīng)于接收機天線的發(fā)送信道元素求總和來確定hi(信道標量的總和)。
對于MMSE或ZF接收機實施ci＝hi*(hihi*)-1xi通過用比較塊620對發(fā)送的校準碼元c和接收的校準碼元ci的估計值進行比較來計算第i個接收機天線和發(fā)射機之間的公共相位和幅度誤差ej。更準確地說，ei＝(ci)/(c)可以使用經(jīng)計算的公共相位和幅度誤差來校正從發(fā)射天線T1，T2...TM發(fā)送的和通過接收機天線R1，R2...RN接收的估計的數(shù)據(jù)碼元。
圖7示出本發(fā)明的另一個實施例。這個實施例一般應(yīng)用于多發(fā)射機天線、多接收機天線系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，多個發(fā)射機鏈和多個接收機鏈兩者都是獨立的。一般，獨立的發(fā)射機/接收機鏈與具有不同RF部件的獨立的基準振蕩器同步，或每個發(fā)射機/接收機鏈位于不同的地理位置。
這個實施例包括多個發(fā)射天線T1，T2...TM。每個發(fā)射天線發(fā)送對應(yīng)的校準碼元c1，c2...cM。發(fā)送的校準碼元c1，c2...cM通過由信道矩陣H表示的發(fā)送信道傳播，并且通過接收機天線R1，R2...RN接收。
矩陣H包括M×N個元素，其中可以對每個元素編號，如在圖7中表示。
從第j個發(fā)射天線發(fā)送的已知的發(fā)送校準碼元cj。從所有其它發(fā)射天線發(fā)送零或空碼元。通過對應(yīng)的處理器710處理在第i個接收機天線上的接收信號xi。一般，處理器710包括數(shù)種接收機設(shè)計中的一種設(shè)計的實施，以得到發(fā)送的校準碼元的估計值c。估計值是從第j個發(fā)射天線發(fā)送的和通過第i個接收機天線接收的校準碼元的估計值，并且通過cij來表示。
信道元素選擇器720選擇對應(yīng)于非—零發(fā)射天線和當(dāng)前接收機天線的信道矩陣H中的每個元素。
對于ML接收機，可以給出cij的估計值如下cij＝argmin‖xi-hijcj‖F(xiàn)對于MMSE或ZF接收機，可以給出cij的估計值如下cij＝(hij)-1xi通過用比較塊730對發(fā)送的校準碼元c和接收的校準碼元ci的估計值進行比較來計算第i個接收機天線和第j個發(fā)射機天線之間的公共相位和幅度誤差ej。更準確地說，eij＝(cij)/(cj)可以使用經(jīng)計算的公共相位和幅度誤差來校正從發(fā)射天線T1，T2...TM發(fā)送的和通過接收機天線R1，R2...RN接收的估計的數(shù)據(jù)碼元。校正塊740根據(jù)公共相位和幅度誤差提供信道矩陣H中的元素的校正。
圖8示出本發(fā)明的另一個實施例。這個實施例一般應(yīng)用于多發(fā)射機天線、多接收機天線系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，多個發(fā)射機鏈和多個接收機鏈兩者都是獨立的。一般，獨立的發(fā)射機/接收機鏈與具有不同RF部件的獨立的基準振蕩器同步，或每個發(fā)射機/接收機鏈位于不同的地理位置。
這個實施例包括多個發(fā)射天線T1，T2...TM。每個發(fā)射天線發(fā)送對應(yīng)的校準碼元c1，c2...cM。發(fā)送的校準碼元c1，c2...cM通過由信道矩陣H表示的發(fā)送信道傳播，并且通過接收機天線R1，R2...RN接收。
矩陣H包括M×N個元素，其中可以對每個元素編號，如在圖8中表示。
這個實施例適合于在無線發(fā)送系統(tǒng)中使用，這些無線發(fā)送系統(tǒng)使用多載波發(fā)送(像以前提到的OFDM發(fā)送)或在預(yù)定的時隙期間發(fā)送。
OFDM系統(tǒng)包括對跨越可用頻譜的發(fā)送數(shù)據(jù)進行分割的多個載波(或單音)。在OFDM系統(tǒng)中，認為每個單音與相鄰單音都是正交的(獨立的或不相關(guān)的)。OFDM系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)的突發(fā)，每個突發(fā)具有的時間持續(xù)期比延遲分布要大許多，以使延遲分布引起的ISI效應(yīng)最小。按突發(fā)來發(fā)送數(shù)據(jù)，并且每個突發(fā)包括數(shù)據(jù)碼元跟隨著的循環(huán)前綴，和/或循環(huán)前綴隨著的數(shù)據(jù)碼元。
如在圖8中所示，在多個時隙期間或多個載波上發(fā)送已知發(fā)送校準矢量c(t1)＝...c(t2)。使其它時隙或載波為空的。發(fā)射天線數(shù)量和單音/時隙數(shù)量是可以變化的。第一信道矩陣H(t1)對應(yīng)于第一時隙/第一載波，而第二信道矩陣h(t2)對應(yīng)于第二時隙/第二載波。
可以把在單音/時隙t1...tT處接收的信號表示為x(t1)，...x(tT)。處理器810可以處理接收的信號?？梢詫嵤┙邮諜C處理為ML接收機如下ci＝argminc‖x-cH‖F(xiàn)，其中x=xi(t1)·······xi(tT),]]>以及H=hi(t1)·······hi(tT),]]>以及其中‖·‖F(xiàn)是Frobenius定額(norm)。
還可以實施接收機處理為MMSE接收機如下ci＝H*(HH*+Rnn)-1x1，其中Rnn是在單音/時隙t1...tT上的接收機以及接收機天線1...RN處估計的噪聲協(xié)方差矩陣。
通過用比較塊820對發(fā)送的校準碼元c和接收的校準碼元ci的估計值進行比較來計算第i個接收機天線和第j個發(fā)射機天線之間的公共相位和幅度誤差ej。更準確地說，eij＝(cij)/(ci)可以使用經(jīng)計算的公共相位和幅度誤差來校正從發(fā)射天線T1，T2...TM發(fā)送的和通過接收機天線R1，R2...RN接收的估計的數(shù)據(jù)碼元。校正塊830根據(jù)公共相位和幅度誤差提供信道矩陣H(t1)、H(t2)中的元素的校正。
圖9示出包括在本發(fā)明的一個實施例中的步驟或動作的流程圖。這個實施例包括估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法。多信道無線系統(tǒng)包括在多個發(fā)射天線和多個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道。
第一步驟910包括估計在多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素。
第二步驟920包括從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元。
第三步驟930包括接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號。
第四步驟940包括根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素來估計接收的校準碼元。
第五步驟950包括通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差。
圖10示出包括在本發(fā)明的一個實施例中的步驟或動作的流程圖。這個實施例包括估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法。多信道無線系統(tǒng)包括在多個發(fā)射天線和至少一個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道。
第一步驟1010包括對于多載波發(fā)送信號的多個載波估計在多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素。
第二步驟1020包括對于多載波發(fā)送信號的多個載波從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元。
第三步驟1030包括接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號。
第四步驟1040包括根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素來估計接收的校準碼元。
第五步驟1050包括通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差。
圖11示出包括在本發(fā)明的一個實施例中的步驟或動作的流程圖。這個實施例包括估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法。多信道無線系統(tǒng)包括在至少一個發(fā)射天線和至少一個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道。
第一步驟1110包括對于多個發(fā)送時隙估計在多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素。
第二步驟1120包括對于多個發(fā)送時隙從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元。
第三步驟1130包括接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號。
第四步驟1140包括根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素來估計接收的校準碼元。
第五步驟1150包括通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差。
圖12示出包括在本發(fā)明的一個實施例中的步驟或動作的流程圖。這個實施例包括估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法。多信道無線系統(tǒng)包括在至少一個發(fā)射天線和至少一個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道。
第一步驟1210包括對于多載波發(fā)送信號的多個載波和多個時隙估計在多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素。
第二步驟1220包括對于對于多載波發(fā)送信號的多個載波和多個時隙從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元。
第三步驟1230包括接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號。
第四步驟1240包括根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素來估計接收的校準碼元。
第五步驟1250包括通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差。
雖然已經(jīng)描述和說明了本發(fā)明的特定實施例，但是本發(fā)明不限于如此描述和說明的特定形式或安排。只通過權(quán)利要求書來限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的一種方法，多信道無線系統(tǒng)包括在多個發(fā)射天線和多個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道，所述方法包括下列步驟估計多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素；從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元；接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號；根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素估計接收的校準碼元；以及通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差。
2.如權(quán)利要求1所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，進一步包括用估計的公共幅度和相位誤差來校正經(jīng)空間處理的接收的數(shù)據(jù)碼元。
3.如權(quán)利要求1所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，進一步包括用估計的公共幅度和相位誤差來校正估計的發(fā)送信道元素。
4.如權(quán)利要求1所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，與發(fā)射天線相關(guān)聯(lián)的發(fā)送鏈是獨立的，以及與接收機天線相關(guān)聯(lián)的接收機鏈是獨立的，所述方法進一步包括從每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素形成信道矩陣；以及其中空間處理包括使用信道矩陣以及等效的最大似然率(ML)接收機結(jié)構(gòu)估計接收的校準碼元。
5.如權(quán)利要求1所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，與發(fā)射天線相關(guān)聯(lián)的發(fā)送鏈是獨立的，以及與接收機天線相關(guān)聯(lián)的接收機鏈是獨立的，所述方法進一步包括從每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送系數(shù)估計值(transmissionmultiplier estimates)形成信道矩陣；以及其中空間處理包括使用信道矩陣以及等效的最小均方誤差(MMSE)接收機結(jié)構(gòu)估計接收的校準碼元。
6.如權(quán)利要1求所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，與發(fā)射天線相關(guān)聯(lián)的發(fā)送鏈是獨立的，以及與接收機天線相關(guān)聯(lián)的接收機鏈是獨立的，所述方法進一步包括從每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送系數(shù)估計值形成信道矩陣；以及其中空間處理包括使用信道矩陣以及等效的零強制(ZF)接收機結(jié)構(gòu)估計接收的校準碼元。
7.如權(quán)利要1求所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，與發(fā)射天線相關(guān)聯(lián)的發(fā)送鏈是獨立的，以及與接收機天線相關(guān)聯(lián)的接收機鏈是獨立的，所述方法進一步包括從每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送系數(shù)估計值形成信道矩陣；以及其中空間處理包括使用信道矩陣以及等效的判決反饋均衡器(DEF)接收機結(jié)構(gòu)估計接收的校準碼元。
8.如權(quán)利要1求所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，與發(fā)射天線相關(guān)聯(lián)的發(fā)送鏈是獨立的，以及與接收機天線相關(guān)聯(lián)的接收機鏈是獨立的，所述方法進一步包括通過對對應(yīng)于接收機天線的發(fā)送信道元素求總和而產(chǎn)生信道標量總和；以及其中空間處理包括使用對應(yīng)于信道標量總和以及等效的最大似然率(ML)接收機結(jié)構(gòu)估計每個接收機天線的接收的校準碼元。
9.如權(quán)利要1求所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，與發(fā)射天線相關(guān)聯(lián)的發(fā)送鏈是獨立的，以及與接收機天線相關(guān)聯(lián)的接收機鏈是獨立的，以及其中從所有發(fā)射天線發(fā)送相同的發(fā)送校準碼元；所述方法進一步包括通過對對應(yīng)于接收機天線的發(fā)送信道元素求總和而產(chǎn)生信道標量總和；以及其中空間處理包括使用對應(yīng)的信道標量總和以及零強制(ZF)接收機結(jié)構(gòu)估計每個接收機天線的接收的校準碼元。
10.如權(quán)利要1求所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，與發(fā)射天線相關(guān)聯(lián)的發(fā)送鏈是獨立的，以及與接收機天線相關(guān)聯(lián)的接收機鏈是獨立的，以及其中從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元包括從每個發(fā)射天線逐步發(fā)送校準碼元同時使所有其它發(fā)射天線為零；以及進一步包括通過使每個發(fā)射天線和接收機天線對的發(fā)送信道元素反相而形成反相的信道元素；以及根據(jù)對應(yīng)的接收機天線和對應(yīng)的反相信道元素的接收信號的空間處理估計每個收機天線的接收的校準碼元。
11.估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，多信道無線系統(tǒng)包括多個在至少一個發(fā)射天線和至少一個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道，所述方法包括對于多載波發(fā)送信號的多個載波，估計多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素；對于多載波發(fā)送信號的多個載波，從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元；接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號；根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素估計接收的校準碼元；以及通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差。
12.如權(quán)利要求11所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，所述空間處理包括使用估計的發(fā)送信道元素和ML、MMSE、ZF和DEF接收機結(jié)構(gòu)中的至少一個的等效物來估計接收的校準碼元。
13.估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，多信道無線系統(tǒng)包括多個在至少一個發(fā)射天線和至少一個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道，所述方法包括對于多個發(fā)送時隙，估計多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素；對于多個發(fā)送時隙，從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元；接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號；根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素估計接收的校準碼元；以及通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差。
14.如權(quán)利要求13所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，所述空間處理包括使用估計的發(fā)送信道元素和ML、MMSE、ZF和DEF接收機結(jié)構(gòu)中的至少一個的等效物來估計接收的校準碼元。
15.估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，多信道無線系統(tǒng)包括多個在至少一個發(fā)射天線和至少一個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道，所述方法包括對于多載波發(fā)送信號的多個載波和多個時隙，估計多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素；對于多載波發(fā)送信號的多個載波和多個時隙，從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元；接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號；根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素估計接收的校準碼元；以及通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差。
16.如權(quán)利要求15所述的估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的方法，其特征在于，所述空間處理包括使用估計的發(fā)送信道元素和ML、MMSE、ZF和DEF接收機結(jié)構(gòu)中的至少一個的等效物來估計接收的校準碼元。
17.估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的一種設(shè)備，多信道無線系統(tǒng)包括在多個發(fā)射天線和多個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道，所述設(shè)備包括用于估計多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素的裝置；用于從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元的裝置；用于接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號的裝置；用于根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素估計接收的校準碼元的裝置；以及用于通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差的裝置。
18.估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的設(shè)備，其特征在于，多信道無線系統(tǒng)包括多個在至少一個發(fā)射天線和至少一個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道，所述設(shè)備包括對于多載波發(fā)送信號的多個載波，用于估計多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素的裝置；對于多載波發(fā)送信號的多個載波，用于從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元的裝置；用于接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號的裝置；用于根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素估計接收的校準碼元的裝置；以及用于通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差的裝置。
19.估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的設(shè)備，其特征在于，多信道無線系統(tǒng)包括多個在至少一個發(fā)射天線和至少一個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道，所述設(shè)備包括對于多個發(fā)送時隙，用于估計多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素的裝置；對于多個發(fā)送時隙，用于從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元的裝置；用于接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號的裝置；用于根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素估計接收的校準碼元的裝置；以及用于通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差的裝置。
20.估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差的設(shè)備，其特征在于，多信道無線系統(tǒng)包括多個在至少一個發(fā)射天線和至少一個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道，所述設(shè)備包括對于多載波發(fā)送信號的多個載波和多個時隙，用于估計多信道無線系統(tǒng)的每個發(fā)射天線和接收機天線對之間的發(fā)送信道元素的裝置；對于多載波發(fā)送信號的多個載波和多個時隙，用于從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元的裝置；用于接收對應(yīng)于已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元的信號的裝置；用于根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素估計接收的校準碼元的裝置；以及用于通過對發(fā)送的校準碼元與接收的校準碼元進行比較而估計每個發(fā)射和接收機天線對的公共幅度和相位誤差的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種方法和系統(tǒng)，用于估計多信道無線系統(tǒng)的公共幅度和相位誤差。多信道無線系統(tǒng)包括在多個發(fā)射天線和多個接收機天線之間形成的多個發(fā)送信道。該方法包括估計多信道無線系統(tǒng)中的每個發(fā)射天線和接收天線對之間的發(fā)送信道元素。從每個發(fā)射天線發(fā)送校準碼元。接收與已經(jīng)通過發(fā)送信道傳播的校準碼元對應(yīng)的信號。根據(jù)接收的信號的空間處理和估計的發(fā)送信道元素估計接收的校準碼元。通過對發(fā)送的校準碼元和接收的校準碼元比較而估計每個發(fā)射和接收天線對的公共幅度和相位誤差。
文檔編號H04B17/00GK1672376SQ03818323
公開日2005年9月21日 申請日期2003年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月29日
發(fā)明者H·杉帕斯 申請人:英特爾公司