專(zhuān)利名稱(chēng)：用于天線分集接收的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及利用使用單天線數(shù)字基帶處理概念的接收天線分集。
背景技術(shù)：
近來(lái)深入討論用于移動(dòng)通信的多天線系統(tǒng)。在單輸入多輸出(SIMO)情況下，應(yīng)用基站處的一個(gè)發(fā)射天線和移動(dòng)臺(tái)處的多個(gè)接收天線。具體來(lái)說(shuō)，后者對(duì)于使用下行鏈路、即基站到移動(dòng)臺(tái)方向上的高數(shù)據(jù)率的移動(dòng)電話受到關(guān)注。常用的多天線接收器架構(gòu)需要從每個(gè)接收天線到數(shù)字基帶的單獨(dú)接收鏈，包括每個(gè)接收天線的RF(射頻)路徑和數(shù)字基帶處理路徑，這對(duì)于所占用芯片面積和功率消耗是非最佳的。因此，需要允許減小的芯片面積和減小的功率消耗的改進(jìn)SIMO或天線分集接收器概念。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種設(shè)備，所述設(shè)備用于通過(guò)數(shù)字基帶處理器來(lái)提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)。該設(shè)備包括組合器，組合器配置成在時(shí)間上交替選擇對(duì)應(yīng)于第一接收天線的第一接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本和對(duì)應(yīng)于第二接收天線的第二接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本，并且交織第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)的所選樣本，以便在組合器的輸出端得到作為用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的組合信號(hào)的基帶表示的樣本的時(shí)間上連續(xù)的流。


下面針對(duì)附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，附圖包括圖Ia示意示出SIMO信道模型；圖Ib示出1X2 SIMO信道模型的框圖；圖加示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的設(shè)備的框圖；圖2b示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例、用于提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的設(shè)備的框圖；圖3a示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)信道功率延遲分布到組合功率延遲分布的組合；圖: 示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)功率延遲分布到組合功率延遲分布的組合；圖4示意示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的方法的流程圖；圖fe示出用于提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的設(shè)備的又一個(gè)實(shí)施例；圖恥示出用于提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的設(shè)備的一個(gè)附加實(shí)施例；圖6a示意示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的第一接收信號(hào)的樣本和第二接收信號(hào)的樣本的時(shí)間上交替的選擇；圖6b示意示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的第一接收信號(hào)的樣本和第二接收信號(hào)的樣本的時(shí)間上交替的選擇；圖7示意示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于用于利用接收天線分集的另一種方法的流程圖；圖8a示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于用于利用接收天線分集的、包括第一組合器和第二組合器連同用于在兩個(gè)組合器之間進(jìn)行選擇的選擇器的設(shè)備；以及圖8b示出根據(jù)圖8a的設(shè)備的更詳細(xì)框圖。
具體實(shí)施例方式為了便于說(shuō)明而不是進(jìn)行限制，以下描述提出具體細(xì)節(jié)，例如具體實(shí)施例、過(guò)程、 技術(shù)等等。但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，可采用與這些具體細(xì)節(jié)不同的其它實(shí)施例。例如，雖然使用一些非限制性示例應(yīng)用來(lái)幫助進(jìn)行以下描述，但是本技術(shù)可用于許多類(lèi)型的通信系統(tǒng)。在一些情況下，省略對(duì)眾所周知的方法、接口、電路和裝置的詳細(xì)描述，以免不必要的細(xì)節(jié)影響對(duì)本描述的理解。此外，在一些附圖中示出各個(gè)塊。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解，那些塊的功能可使用各個(gè)硬件電路、結(jié)合適當(dāng)編程的數(shù)字微處理器或通用計(jì)算機(jī)使用軟件程序和數(shù)據(jù)、使用專(zhuān)用集成電路(ASIC)和/或使用一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 來(lái)實(shí)現(xiàn)。在以下說(shuō)明書(shū)中，小寫(xiě)粗體變量(a，b，c，…)用于表示向量，而大寫(xiě)粗體變量(A， B，C，…)用于表示矩陣。要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)中的更好性能，天線分集是用于改進(jìn)鏈路性能的眾所周知方法。圖Ia示意示出IXN SIMO信道模型，其中通過(guò)發(fā)射天線10經(jīng)過(guò)多個(gè)移動(dòng)衰落信道 ^α)、 !2α)、…、hN(t)將發(fā)射信號(hào)s(t)傳送到多個(gè)接收天線12-1、12-2、…、12-N。假定接收器處的N個(gè)接收天線之間有充分相互距離或不同極化，則對(duì)應(yīng)的N個(gè)衰落信道可認(rèn)為在統(tǒng)計(jì)學(xué)上相互無(wú)關(guān)地衰落。作為非限制性示例，假定接收器、例如移動(dòng)臺(tái)(MS)處有N = 2個(gè)接收或RX天線， 兩個(gè)對(duì)應(yīng)接收信號(hào)巧(t)和r2(t)可按下式通過(guò)等效復(fù)基帶記法寫(xiě)作ri(t) = h^OsW+riia)(1)r2 (t) = h2 (t) s (t) +n2 (t)(2)其中，h^t)表示從發(fā)射天線10到第一 RX天線12-1的第一衰落信道的復(fù)值信道系數(shù)，以及其中Ii2 (t)表示從發(fā)射天線10到第二 RX天線12-2的第二衰落信道的復(fù)值信道系數(shù)。在非彌散、即頻率平坦衰落信道的情況下，^(t)和t!2(t)可表示瑞利或萊斯分布隨機(jī)變量。Ii1 (t)和 ⑴分別表示加性白高斯噪聲(AWGN)。使用r(t) = (Γι (t)，r2 (t))τ、 h(t)= (執(zhí)⑴”和?。、?(ni(t)，n2(t))T，等式(1)和(2)可按下式通過(guò)向量記法改寫(xiě)為r(t) = h(t)s(t)+n(t)(3)在以下說(shuō)明書(shū)中，為了清晰起見(jiàn)，將通篇假定接收終端處有N = 2個(gè)RX天線。當(dāng)然，實(shí)施例可易于擴(kuò)展到兩個(gè)以上RX天線。通常，天線分集意味著使用多個(gè)接收器，從而引起附加成本。迄今為止，通過(guò)至少第二次復(fù)制完整接收器路徑(從天線到內(nèi)接收器輸出端)，分集接收器的RF和基帶部分通常設(shè)計(jì)用于天線分集。這當(dāng)然引起附加成本。在兩個(gè)接收路徑的輸出端，組合信號(hào)以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)性能。這包括內(nèi)接收器中的可能基帶組合技術(shù)，如同例如大量接收信號(hào)的聯(lián)合均衡。這產(chǎn)生更好的接收，因?yàn)楂@得天線增益(即，接收器能夠捕獲更多能量)和/或分集增益(例如取決于RX天線的距離或極化)。還存在不需要兩個(gè)接收器的其它解決方案，如同例如至遇到最佳接收條件的RX天線的硬切換。這通常稱(chēng)作“選擇組合”。但是，選擇組合的性能不匹配全分集解決方案的性能，因?yàn)閮H使用一個(gè)RX天線的接收功率，并且其它天線所接收的能量丟失。因此，迄今為止，僅存在或者進(jìn)行全接收分集或者具有采用一個(gè)RF接收器和一個(gè)基帶(BB)接收器的低性能天線選擇分集的選項(xiàng)。本發(fā)明的實(shí)施例允許能夠使用具有多個(gè)RX路徑的分集RF集成電路(IC)進(jìn)行天線分集的分集概念。但是，接收器的基帶部分僅具有單個(gè)接收器路徑，因?yàn)榛鶐C不是明確設(shè)計(jì)用于天線分集操作。因此，可進(jìn)行天線分集操作，而無(wú)需基帶和RF-BB接口中的附加分集信號(hào)路徑，并且僅具有極小控制開(kāi)銷(xiāo)?，F(xiàn)在來(lái)看圖2a，示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的示意框圖。圖加示出一種設(shè)備200，設(shè)備200用于通過(guò)數(shù)字基帶處理器220來(lái)提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)210。設(shè)備200包括組合器230，它配置成使對(duì)應(yīng)于第一接收天線 12-1的第一接收信號(hào)巧(0相對(duì)于對(duì)應(yīng)于第二接收天線12-2的第二接收信號(hào)巧(0在時(shí)間上延遲。組合器230還配置成將經(jīng)延遲的第一接收信號(hào)ri(t_ Δ τ)和第二接收信號(hào)巧(0 相加，以便在第一組合器230的輸出端得到作為用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)210的組合信號(hào)r。(t)的基帶表示。因此，根據(jù)實(shí)施例，設(shè)備200配置成將空間分集轉(zhuǎn)換成多徑分集。例如，在單獨(dú)平坦衰落信道hn(t) (η = 1，-,N5N^ 2)的情況下，設(shè)備200或組合器230在其輸出端生成具有如下脈沖響應(yīng)的人為彌散(artificial dispersive)或頻率選擇性信道
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)數(shù)字基帶處理器來(lái)提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的設(shè)備，所述設(shè)備包括第一組合器，配置成在時(shí)間上交替選擇對(duì)應(yīng)于第一接收天線的第一接收信號(hào)的樣本和對(duì)應(yīng)于第二接收天線的第二接收信號(hào)的樣本，并且交織所述第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)的所述所選樣本，以便在所述第一組合器的輸出端得到作為用于利用接收天線分集的所述基帶信號(hào)的第一組合信號(hào)的基帶表示的樣本的時(shí)間上連續(xù)的流。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，各采用與傳送符號(hào)率的倍數(shù)對(duì)應(yīng)的接收取樣率對(duì)所述第一接收信號(hào)的樣本和所述第二接收信號(hào)的樣本取樣，所述倍數(shù)等于接收天線的數(shù)量，并且其中所述第一組合器配置成交替選擇所述第一接收信號(hào)的一個(gè)樣本和所述第二接收信號(hào)的一個(gè)樣本，使得所述第一組合信號(hào)的取樣率對(duì)應(yīng)于所述接收取樣率。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一接收信號(hào)的樣本的取樣率和所述第二接收信號(hào)的樣本的取樣率分別對(duì)應(yīng)于傳送符號(hào)率，并且其中所述第一組合器配置成交替選擇所述第一接收信號(hào)的一個(gè)樣本和所述第二接收信號(hào)的一個(gè)樣本，使得所述第一接收信號(hào)的取樣率和所述第二接收信號(hào)的取樣率對(duì)應(yīng)于所述第一組合信號(hào)的樣本的所述時(shí)間上連續(xù)的流的取樣率的分?jǐn)?shù)，其中所述分?jǐn)?shù)由耦合到所述第一組合器的接收天線的數(shù)量定義。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，兩個(gè)接收天線能夠耦合到所述第一組合器，并且其中所述第一組合器配置成在時(shí)間上交替選擇所述第一接收信號(hào)的一個(gè)樣本和所述第二接收信號(hào)的一個(gè)樣本，使得所述第一接收信號(hào)的取樣率和所述第二接收信號(hào)的取樣率是所述第一組合信號(hào)的樣本的所述時(shí)間上連續(xù)的流的取樣率的一半。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一組合器配置成將所述第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)的所述所選樣本交織和設(shè)置為與所述第一接收信號(hào)或所述第二接收信號(hào)之一的樣本時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的多相分量。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述數(shù)字基帶處理器包括耦合到所述第一組合器的所述輸出端的輸入端，并且其中所述數(shù)字基帶處理器配置成將所述第一組合信號(hào)的所述基帶表示的樣本的所述時(shí)間上連續(xù)的流作為與單個(gè)接收天線對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)流處理。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述數(shù)字基帶處理器配置成根據(jù)與所述第一接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述第一組合信號(hào)的所述基帶表示的樣本來(lái)估計(jì)與所述第一接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的通信信道的信道系數(shù)，并且根據(jù)與所述第二接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述第一組合信號(hào)的所述基帶表示的樣本來(lái)估計(jì)與所述第二接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的通信信道的信道系數(shù)，以及其中所述數(shù)字基帶處理器配置成分別將所述第一接收信號(hào)或第二接收信號(hào)的估計(jì)信道系數(shù)應(yīng)用于對(duì)應(yīng)于所述第一接收信號(hào)或第二接收信號(hào)的所述第一組合信號(hào)的樣本，以便估計(jì)傳送樣本的連續(xù)流。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述數(shù)字基帶處理器配置為Rake接收器，其中所述 Rake接收器的Rake耙指專(zhuān)用于因多徑傳播而引起的所述第一接收信號(hào)和/或第二接收信號(hào)的回波，或者其中所述數(shù)字基帶處理器配置為線性或非線性分?jǐn)?shù)信道均衡器，以便利用所述第一組合信號(hào)的多徑分集。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一接收天線放置在離所述第二接收天線的某個(gè)距離處，或者具有與所述第二接收天線不同的極化，使得對(duì)應(yīng)于所述第一接收信號(hào)的通信信道的衰落特性與對(duì)應(yīng)于所述第二接收信號(hào)的通信信道的衰落特性無(wú)關(guān)。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括第二組合器，配置成使對(duì)應(yīng)于所述第一接收天線的所述第一接收信號(hào)相對(duì)于對(duì)應(yīng)于所述第二接收天線的所述第二接收信號(hào)在時(shí)間上延遲，并且將所述經(jīng)延遲的第一接收信號(hào)和所述第二接收信號(hào)相加，以便得到第二組合信號(hào)；以及選擇器，配置成根據(jù)所述第一接收信號(hào)和/或所述第二接收信號(hào)的估計(jì)信號(hào)質(zhì)量來(lái)提供作為用于利用接收天線分集的所述基帶信號(hào)的所述第一組合信號(hào)或所述第二組合信號(hào)其中之一的基帶表示。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述第二組合器配置成使所述第一接收信號(hào)延遲，使得因多徑傳播而引起的所述第一接收信號(hào)的信號(hào)回波沒(méi)有在時(shí)間上干擾所述第二接收信號(hào)的信號(hào)回波。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述選擇器配置成根據(jù)與所述第一接收信號(hào)和 /或所述第二接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的信道估計(jì)自適應(yīng)地提供用于利用接收天線分集的所述基帶信號(hào)。
13.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述選擇器配置成在檢測(cè)到因多徑傳播引起的導(dǎo)致符號(hào)間干擾的所述第一接收信號(hào)和/或所述第二接收信號(hào)的顯著信號(hào)回波的情況下， 提供作為用于利用接收天線分集的所述基帶信號(hào)的所述第一組合信號(hào)。
14.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述選擇器配置成在所述第一接收信號(hào)和/或所述第二接收信號(hào)的高多普勒擴(kuò)展指示與所述第一接收信號(hào)和/或所述第二接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的通信信道的快速變化條件的情況下提供作為用于利用接收天線分集的所述基帶信號(hào)的所述第二組合信號(hào)。
15.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括第三組合器和第四組合器，其中所述第三組合器配置成使樣本的相位偏移，并且將不同接收信號(hào)的相移樣本組合成第三組合信號(hào)，以便配置多個(gè)接收天線的最大接收靈敏度，其中所述第四組合器配置成提供與遇到最佳信號(hào)接收條件的接收天線對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)作為第四組合信號(hào)，以及其中所述選擇部件配置成提供作為用于利用接收天線分集的所述基帶信號(hào)的所述第一組合信號(hào)、第二組合信號(hào)、第三組合信號(hào)或第四組合信號(hào)其中之一。
16.一種用于通過(guò)數(shù)字基帶處理器來(lái)提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的設(shè)備， 所述設(shè)備包括用于在時(shí)間上交替選擇與第一接收天線對(duì)應(yīng)的第一接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本以及與第二接收天線對(duì)應(yīng)的第二接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本的部件；以及用于交織所述第一接收信號(hào)和所述第二接收信號(hào)的所述所選樣本以便得到作為用于利用接收天線分集的所述基帶信號(hào)的組合信號(hào)的樣本的時(shí)間上連續(xù)的流的部件。
17.一種用于通過(guò)數(shù)字基帶處理器來(lái)提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的方法， 所述方法包括在時(shí)間上交替選擇與第一接收天線對(duì)應(yīng)的第一接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本以及與第二接收天線對(duì)應(yīng)的第二接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本；以及交織所述第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)的所述所選樣本，以便得到作為用于利用接收天線分集的所述基帶信號(hào)的組合信號(hào)的樣本的時(shí)間上連續(xù)的流。
18.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括程序代碼，當(dāng)所述程序代碼在處理器上運(yùn)行時(shí)，所述程序代碼用于執(zhí)行用于通過(guò)數(shù)字基帶處理器來(lái)提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的方法，所述方法包括在時(shí)間上交替選擇與第一接收天線對(duì)應(yīng)的第一接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本以及與第二接收天線對(duì)應(yīng)的第二接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本；以及交織所述第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)的所述所選樣本，以便得到作為用于利用接收天線分集的所述基帶信號(hào)的組合信號(hào)的樣本的時(shí)間上連續(xù)的流。
全文摘要
本發(fā)明的名稱(chēng)為用于天線分集接收的設(shè)備和方法，一種設(shè)備通過(guò)數(shù)字基帶處理器來(lái)提供用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)。該設(shè)備包括組合器，組合器配置成在時(shí)間上交替選擇對(duì)應(yīng)于第一接收天線的第一接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本和對(duì)應(yīng)于第二接收天線的第二接收信號(hào)的至少一個(gè)樣本，并且交織第一接收信號(hào)和第二接收信號(hào)的所選樣本，以便在組合器的輸出端得到作為用于利用接收天線分集的基帶信號(hào)的組合信號(hào)的基帶表示的樣本的時(shí)間上連續(xù)的流。
文檔編號(hào)H04B7/08GK102163998SQ20111004316
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月18日
發(fā)明者B·阿德勒, C·布哈歇, C·德雷維斯, E·瓦格納 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司