專利名稱：：復(fù)雜性得以降低的最小均方誤差均衡器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及例如無(wú)線通信設(shè)備之類的通信設(shè)備領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及信號(hào)均衡，特別是最小均方誤差均衡的領(lǐng)域。本發(fā)明特別涉及用于通信設(shè)備的均衡器、對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的方法和用于實(shí)施所述方法的軟件程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
：最小均方誤差(MinimumMeanSquareE訂or,MMSE)均衡器是用來(lái)改進(jìn)通信系統(tǒng)的性能的熟知裝置。MMSE均衡器為人所知是其使得由于碼元間干擾(inter-symbolinterference,ISI)和噪聲所造成的誤差功率(errorpower)最小化。均衡器可以在頻域和時(shí)域中予以采用，因此可被分類為頻域均衡器(frequencydomainequalizer,FDE)或時(shí)域均衡器(timedomainequalizer,TDE)。單抽頭(singletap)均衡器能夠直接應(yīng)用于頻域中的均衡。多抽頭均衡器可直接應(yīng)用于時(shí)域。然而，時(shí)域中的均衡也可以基于單抽頭均衡器，而頻域中的均衡也可以基于多抽頭均衡器。單栽波(single-camer,SC)和多栽波(multi-carrier,MC)通信系統(tǒng)是眾所周知的。例如但并不排他，MC系統(tǒng)能夠使用下列來(lái)予以實(shí)現(xiàn)正交頻分復(fù)用(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing,OFDM)、多載波碼分多址(codedivisionmultipleaccess,CDMA)、基于小波的多栽波才支術(shù)、OFDM-CDMA以及它們的其它組合和變例。傳統(tǒng)上但未必，在MC系統(tǒng)中，在頻域執(zhí)行均衡。傳統(tǒng)上，采用具有單輸入和單輸出的通信信道(SISO通信系統(tǒng))，然而近年來(lái)，具有多輸入和/或多輸出的通信信道得到廣泛使用，這帶來(lái)了MASO，SIMO和MIMO通信系統(tǒng)的概念。為了實(shí)施常規(guī)的MMSE均衡器，需要除法(或倒數(shù)(inversion))運(yùn)算。例如，給定常規(guī)的單抽頭、SISO、MMSE均衡器，其通過(guò)把接收信號(hào)乘以因子g來(lái)對(duì)接收信號(hào)執(zhí)行均衡，所述因子g被定義為(0)其中《表示噪聲方差(noisevariance)，h表示信道響應(yīng)，而*表示復(fù)數(shù)共軛，被除數(shù)M必須被除以除數(shù)l《+《。為了降低計(jì)算復(fù)雜性，可以通過(guò)部署查找表(look-uptable,LUT)來(lái)實(shí)施除法運(yùn)算。由此，可以從LUT取得除數(shù)的倒數(shù)，并且除法運(yùn)算用被除數(shù)與除數(shù)的倒數(shù)相乘(在計(jì)算上不太復(fù)雜)來(lái)替代。然而，這引入了以下問(wèn)題查找表必須非常大以應(yīng)付信道響應(yīng)和噪聲變例的大的動(dòng)態(tài)范圍。S.Kaiser在1995年6月，在美國(guó)西雅圖，IEEEInternationalConferenceonCommunications(ICC，1995),vol.3,pp.1722-1726的"OntheperformanceofDifferentDetectionSchemesforOFDM-CDMAinfadingchannels，，公開了包括受控均衡和MMSE均衡的多個(gè)OFDM-CDMA均衡器結(jié)構(gòu)。在按照Kaiser的受控均衡中，兩個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)之一是根據(jù)接收信號(hào)功率來(lái)加以選擇的，這產(chǎn)生了改進(jìn)的強(qiáng)制零(zeroforcing,ZF)均衡器。在按照Kaiser的MMSE均衡中，信號(hào)噪聲比(signal-to-noiseratio,SNR)參數(shù)被設(shè)定為固定值，這產(chǎn)生了次最佳MMSE均衡器。本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種具有復(fù)雜性得以降低的均衡器、通信設(shè)備和用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的方法和相應(yīng)的軟件程序產(chǎn)品o
發(fā)明內(nèi)容這個(gè)問(wèn)題是通過(guò)用于通信設(shè)備的均衡器得以解決的，所述均衡器包括用于根據(jù)一個(gè)或多個(gè)信道響應(yīng)值確定信道功率值，并且根據(jù)所述信道功率值和用于把信道功率值分割成至少兩個(gè)范圍的至少一個(gè)閾值來(lái)選擇兩個(gè)或多個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)之一的濾波器計(jì)算器；以及用于按照所選擇的均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的濾波器。有利地，所述濾波器計(jì)算器適于在所述信道功率值低于第一閾值的情形下選擇第一均衡器結(jié)構(gòu)，以及在所述信道功率值大于所述第一閣值的情形下選擇第二均衡器結(jié)構(gòu)。有利地，在均衡器的第一實(shí)施例中，按照所述第一均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算信道響應(yīng)值的共軛復(fù)數(shù)與噪聲方差值的倒數(shù)值的第一乘積。有利地，按照所述第二均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算信道響應(yīng)值的共軛復(fù)數(shù)與所述信道功率值和所述噪聲方差值之和的倒數(shù)值的第二乘積。有利地，所述濾波器計(jì)算器適于根據(jù)第一查找表計(jì)算所述第一乘積并根據(jù)第二查找表計(jì)算所述第二乘積，所述第一和第二查找表具有不同的量化。在均衡器的第二實(shí)施例中，有利地，所述均衡器包括用于存儲(chǔ)預(yù)定值的存儲(chǔ)器，并且按照所述第一均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算信利地，；按照所述;二^衡器結(jié)構(gòu)，^斤述濾波器計(jì)算器適于計(jì);所述信道功率值與所述預(yù)定值或所述預(yù)定值的倒數(shù)之和，并計(jì)算信道響應(yīng)值的共軛復(fù)數(shù)與所述和的倒數(shù)的第二乘積。例如，所述預(yù)定值或其倒數(shù)對(duì)應(yīng)于SNR的最大值或噪聲方差的最小值。有利地，所述濾波器計(jì)算器適于在所述信道功率值在大于所述第一閾值的第二閾值之上的情形下選擇第三均衡器結(jié)構(gòu)，并且在所述信道功率值在所述第一閾值之上且在所述第二閾值之下的情形下選擇所述第二濾波器結(jié)構(gòu)。在這種情形下，有利地，按照所述第三均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于基于查找表來(lái)計(jì)算信道響應(yīng)值的共軛復(fù)數(shù)與所述信道功率值的倒數(shù)值的第三乘積。按照本發(fā)明的均衡器可以在MIMO通信設(shè)備中得以利用。有利地，在這種情形下，所述信道功率值是信道功率矩陣的最大元素。有利地，所述濾波器計(jì)算器適于通過(guò)把信道矩陣的厄爾密轉(zhuǎn)置與信道矩陣相乘來(lái)計(jì)算所迷信道功率矩陣，由此所述信道矩陣包括所述一個(gè)或多個(gè)信道響應(yīng)值。在均衡器的第四實(shí)施例中，按照所述第一均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器有利地適于計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述信道矩陣的厄爾密轉(zhuǎn)置與噪聲方差值的倒數(shù)相乘的第一矩陣。有利地，所述濾波器計(jì)算器適于使用查找表來(lái)計(jì)算所述噪聲方差值的倒數(shù)值。在均衡器的第五實(shí)施例中，有利地，所述均衡器包括用于存儲(chǔ)預(yù)定值的存儲(chǔ)器，由此按照所述第一均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述信道矩陣的厄爾密轉(zhuǎn)置與所述預(yù)定值或所述預(yù)定值的倒數(shù)相乘的第一濾波矩陣。有利地，按照所述第二均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算對(duì)應(yīng)于常規(guī)最小均方誤差均衡器矩陣的第二矩陣，由此把計(jì)算所述第二濾波矩陣所需的噪聲功率參數(shù)值設(shè)置為所述預(yù)定值。在實(shí)施例中，有利地，所述均衡器包括至少兩個(gè)查找表，用于實(shí)施相應(yīng)的至少兩個(gè)除法或倒數(shù)運(yùn)算，所述至少兩個(gè)查找表具有不同的量化。有利地，每個(gè)所述除法或倒數(shù)運(yùn)算對(duì)應(yīng)于所述均衡器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)不同的均衡器結(jié)構(gòu)。有利地，在均衡器的所述第二和第五實(shí)施例的情形下，所述第一閱值由第一因子與所述噪聲方差值的乘積給出。有利地，至少一個(gè)所述均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于，至少近似于，最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)，或?qū)?yīng)于，至少近似于，次最佳最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)。所述問(wèn)題還通過(guò)包括按照本發(fā)明的均衡器的通信設(shè)備而得以解決。所述問(wèn)題還通過(guò)對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的方法而得以解決，所述方法包括步驟根據(jù)一個(gè)或多個(gè)信道響應(yīng)值確定信道功率值；根椐所述信道功率值選擇兩個(gè)或多個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)之一，并且按照所選擇的均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡。由此，至少一個(gè)所述均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于，至少近似于，最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)，或?qū)?yīng)于，至少近似于，次最佳最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)。按照所述方法，在所述信道功率值低于第一闞值的情形下選擇第一均衡器結(jié)構(gòu)；以及在所述信道功率值大于所述第二閱值的情形下選擇第二均衡器結(jié)構(gòu)。所述問(wèn)題還通過(guò)一種軟件程序產(chǎn)品而得以解決，所述軟件程序產(chǎn)品當(dāng)在處理設(shè)備中執(zhí)行時(shí)適于實(shí)施按照本發(fā)明的的對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的方法。圖1示出了按照本發(fā)明的通信設(shè)備的第一實(shí)施例的示意性表示。圖2示出了按照本發(fā)明的通信設(shè)備的第二實(shí)施例的示意性表示。圖3示出了按照本發(fā)明的通信設(shè)備的第三實(shí)施例的示意性表示。圖4示出了按照本發(fā)明的均衡器的實(shí)施例的示意圖。圖5示出了按照本發(fā)明的通信方法的實(shí)施例的示意圖。即使在不同附圖中或關(guān)于不同實(shí)施例使用時(shí)，相同的附圖標(biāo)記也涉及相同的元素。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出了MMSE均衡原理的新的和發(fā)明性的實(shí)現(xiàn)方式，其減小了除法運(yùn)算所需的LUT的大小，總的來(lái)說(shuō)，提供了復(fù)雜性得以降低的均衡器和接收機(jī)。在下面所描述的實(shí)施例中，提供了各種MMSE和次最佳MMSE均衡器實(shí)現(xiàn)方式，其中根據(jù)接收信號(hào)的功率從兩個(gè)或三個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)中選擇一個(gè)。圖1示出了包括按照本發(fā)明的接收機(jī)1的笫一實(shí)施例和發(fā)射機(jī)20的SC/FDESISO通信系統(tǒng)的示例的示意性表示。接收機(jī)1包括射頻(radiofrequency,RF)部分2和基帶部分3。RF部分具有被連接到低噪聲放大器/下變頻單元(downconversionunit)5的天線4。天線4所接收的信號(hào)^i文大和下變頻。經(jīng)下變頻的信號(hào)被轉(zhuǎn)發(fā)到基帶電路3的濾波器6。在濾波后，使用模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)7將該信號(hào)數(shù)字化，并將其提供到信道估值器(channelestimator)8和FDE9,根據(jù)數(shù)字化的信號(hào)(例如，根椐包括訓(xùn)練序列的前同步信號(hào)部分(preamblesection))，通過(guò)信道估值器8獲得信道估值和同步/定時(shí)信息。來(lái)自信道估值器8的信號(hào)被施加到FDE9。FDE9包括用于把數(shù)字化信號(hào)變換到頻域的快速傅立葉變換器(fastFouriertransformator,FFT)IO。接著，由均衡器11對(duì)經(jīng)變換的信號(hào)進(jìn)行均衡，該均衡器的組成和運(yùn)行將在后面詳細(xì)描述。然后，經(jīng)均衡的"f言號(hào)通過(guò)逆快速傅立葉變才灸器(inversefastFouriertransformator,IFFT)12被變換回時(shí)域，并被提供到解調(diào)器13，其可以(但不必)被實(shí)施為軟解調(diào)器。解調(diào)器13執(zhí)行解調(diào)操作(也被稱為'碼元去映射，)，例如，其也可以^皮實(shí)施為軟解調(diào)器。在由去交織器(ddnterleaver)14去交織后，所述信號(hào)由信道解碼器(decoder)15進(jìn)行解碼，由此得到作為比特流輸出的接收信號(hào)。發(fā)射機(jī)20包括基帶部分21和RF部分22。在基帶部分，發(fā)送數(shù)據(jù)比特流由信道編碼器23進(jìn)行編碼(信道編碼，例如基于前向糾錯(cuò)碼)，隨后由交織器24進(jìn)行交織。調(diào)制器25對(duì)被交織的數(shù)據(jù)施加調(diào)制操作(也被稱為"碼元映射"或"星座映射")，其進(jìn)一步被DAC26轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)并且被濾波器27進(jìn)行濾波。接著，模擬的、被濾波的信號(hào)被轉(zhuǎn)發(fā)到上變頻(upconversion)/功率放大器單元28,然后，使用天線29發(fā)射被上變頻和放大的信號(hào)。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，圖1所示的通信系統(tǒng)和以后關(guān)于圖2和3所描述的通信系統(tǒng)僅僅是可以采用本發(fā)明的通信系統(tǒng)的典型示例。正如通信系統(tǒng)領(lǐng)域中已知的，并非附圖所示的所有的單元都是重要的，某些單元可以用其它或修改的單元所替換，某些單元可以附加地添加，某些單元可以重新排序。圖2示出了包括按照本發(fā)明的接收機(jī)41的第二實(shí)施例和發(fā)射機(jī)50的OFDM通信系統(tǒng)的示例的示意性表示。接收機(jī)41包括RF部分2和基帶部分43。在RF部分2中下變頻后，接收信號(hào)由快速傅立葉變換器46進(jìn)行變換并被提供到基帶部分43的信道估值器47和均衡器11。信道估值器47根據(jù)所述信號(hào)(例如，根據(jù)包括訓(xùn)練序列的前同步信號(hào)部分)得到信道估值和同步/定時(shí)信息。來(lái)自信道估值器47的信號(hào)被施加到均衡器11，該均衡器的組成和運(yùn)行將在后面詳細(xì)描述。經(jīng)均衡的信號(hào)被提供給信道解碼/解調(diào)單元49，其包括如上所述的解調(diào)器13、去交織器14和信道解碼器15的鏈，并從該鏈以比特流輸出接收信號(hào)。發(fā)射機(jī)50包括基帶部分51和RF部分22。發(fā)送數(shù)據(jù)比特流被輸入到包括上述信道編碼器23、交織器24和調(diào)制器25的鏈路的信道編碼/調(diào)制單元53。這樣編碼的數(shù)據(jù)由IFFT54予以變換。(逆)傅立葉變換的數(shù)據(jù)在被RF部分22發(fā)射之前由包括DAC26和濾波器27的鏈的DAC/濾波單元55予以處理。在解釋均衡器11的操作之前，先描述常規(guī)的單抽頭MMSE均衡器的操作。這個(gè)均衡器通過(guò)將接收信號(hào)乘以復(fù)數(shù)g來(lái)對(duì)該接收信號(hào)進(jìn)行均衡。如圖2的系統(tǒng)，在多栽波系統(tǒng)中，對(duì)于每個(gè)載波或頻率1，需要單獨(dú)的單抽頭均衡器。雖然圖1的SC/FDE通信系統(tǒng)是單栽波通信系統(tǒng)，但單栽波波或頻率。所以，在圖1的SC/FDE系統(tǒng)中，對(duì)于藉助于離散傅立葉變換所得到的每個(gè)栽波或頻率/也需要單獨(dú)的單抽頭均衡器。用于每個(gè)頻率/的常規(guī)均衡器由下式給出其中h,表示信道響應(yīng)，《,表示噪聲方差，*表示復(fù)數(shù)共軛，而卜l表示絕對(duì)值。信道響應(yīng)h/由信道估值器8、47所確定并對(duì)應(yīng)于上迷信道估值(或至少是它的一部分)。|/,|2是信道功率并對(duì)應(yīng)于接收信號(hào)(不帶有噪聲分量)的功率("信號(hào)功率")。噪聲方差對(duì)應(yīng)于接收信號(hào)中噪聲的功率("噪聲功率")。對(duì)于所有的頻率/可以只確定一個(gè)噪聲方差。所述噪聲方差等價(jià)于信號(hào)噪聲比(SNR)的倒數(shù)值(《「1/SNR;)。如上所述，LUT被用來(lái)確定除數(shù)|/;,|2+《,的倒數(shù)，以便用乘法代替除法并降低減小計(jì)算的復(fù)雜性。然而，因?yàn)閷?duì)于大范圍的噪聲方差和信道功率的(l/7,l2+《,)—1的動(dòng)態(tài)范圍可以是非常大的，所以需要大的LUT。本發(fā)明提出了減小LUT的尺寸的MMSE均衡原理的新的和發(fā)明性的實(shí)現(xiàn)方式，總的來(lái)說(shuō)，提供了復(fù)雜性得以降低的均衡器和接收機(jī)。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，在下面將去除表示栽波號(hào)或頻率號(hào)的下標(biāo)/,但必須理解的是，在本發(fā)明的情形下，需要單獨(dú)的均衡器并且對(duì)于每個(gè)栽波或頻率/實(shí)行單獨(dú)的均衡。按照本發(fā)明，均衡器具有多個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)。在下面，提供了具有兩個(gè)或三個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。按照本發(fā)明，根據(jù)信道功率值來(lái)選擇均衡器結(jié)構(gòu)。由此，使用至少一個(gè)閾值。信道功率值是一系列可能的信道功率值的元素(element)。所述一個(gè)或多個(gè)閾值把一系列可能的信道功率值劃分成(分成)至少兩個(gè)(子)范圍。所述一個(gè)或多個(gè)閾值對(duì)應(yīng)于子范圍的邊界。每個(gè)子范圍對(duì)應(yīng)一個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表l:三結(jié)構(gòu)MMSE均衡器在表1中，規(guī)定了按照本發(fā)明的均衡器的第一實(shí)施例的三結(jié)構(gòu)MMSE均衡器。兩個(gè)閾值(下限x《)和(上限x《)把信道功率值|<的可能的范圍劃分成三個(gè)范圍|<<(下限x《)，(上限x《)>|/|、(下限x《),和|《>(上限x《)。在該第一實(shí)施例中，每個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)需要除法運(yùn)算，因此，每個(gè)結(jié)構(gòu)需要都LUT。參數(shù)下限和上限能夠被用來(lái)對(duì)性能與復(fù)雜性進(jìn)行折衷。此三結(jié)構(gòu)MMSE均衡器的優(yōu)點(diǎn)是，需要三個(gè)較小的LUT,而不是一個(gè)大的LUT。當(dāng)標(biāo)繪出函數(shù)y-l/x時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)曲線在y軸(x二O)附近是陡峭的，而遠(yuǎn)離y軸處是平坦的。因此，當(dāng)靠近y軸時(shí)，x的小的改變?cè)斐蓎的大幅變化。所以，向LUT提供不同的量化(quantization)是有利的。LUT具有輸入變量和輸出變量。LUT把輸入變量映射到輸出變量。輸入變量對(duì)應(yīng)于其倒數(shù)值需要查找的除數(shù)。倒數(shù)值對(duì)應(yīng)于輸出值。在這里所使用的術(shù)語(yǔ)量化是指輸入變量的量化。當(dāng)然，輸入變量的量化影響輸出變量的量化(平均步長(zhǎng))。也就是說(shuō)，輸入變量的較細(xì)量化對(duì)應(yīng)于輸出變量的較細(xì)量化(平均步長(zhǎng))。有利地，相比對(duì)應(yīng)于較大的除數(shù)的LUT，對(duì)應(yīng)于較小的除數(shù)的LUT具有(輸入變量的)較細(xì)的量化。因此，在均衡器11的第一實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于公式(2)的LUT^f皮量化得細(xì)，而對(duì)應(yīng)于公式(4)的LUT被量化得粗，而對(duì)應(yīng)于公式(3)的LUT具有在中間的量化(中等量化)。通過(guò)把《設(shè)置為用NP表示的固定值，LUT的數(shù)目和尺寸還可以進(jìn)一步減小?？砂压潭ㄖ颠x擇為噪聲方差的最小值《^，這在操作按照本發(fā)明的均衡器/接收機(jī)時(shí)估計(jì)可能會(huì)遇到。這等價(jià)于可把固定值選擇為SNR的最大值SNRm^的倒數(shù)，這在按照本發(fā)明的均衡器/接收機(jī)的操作期間估計(jì)可能會(huì)遇到。因此，例如，NP=《m)n=l/SNRmax。固定值NP可以在均衡器11或接收機(jī)1的開發(fā)階段被確定，并且在生產(chǎn)期間被預(yù)置(存儲(chǔ))在均衡器11中。因?yàn)樵谶@種情形下《不必由接收機(jī)1、41來(lái)確定，所以接收機(jī)的復(fù)雜性得以降低，因此其能夠以較低的成本予以生,。在確定和存儲(chǔ)固定值NP時(shí)，也可以確定和存儲(chǔ)其倒數(shù)INP-1/NP?？商鎿Q地，例如可以在啟動(dòng)或初始化階段根據(jù)NP來(lái)計(jì)算倒數(shù)值INP?？商鎿Q地，可以存儲(chǔ)INP,并且根據(jù)其計(jì)算NP。把這一點(diǎn)應(yīng)用到第一實(shí)施例，可以獲得按照本發(fā)明的、對(duì)應(yīng)于次最佳三結(jié)構(gòu)MMSE均衡器的均衡器的第二實(shí)施例。次最佳三結(jié)構(gòu)MMSE均衡器概述于下表2中。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表2:三結(jié)構(gòu)次最佳MMSE均衡器在均衡器11的該第二實(shí)施例中，由公式(5)所描述的均衡結(jié)構(gòu)不需要除法，所以不需要LUT。而且，由于NP是固定的，所以公式(6)的計(jì)算所需的LUT的動(dòng)態(tài)范圍低于公式(3)的計(jì)算所需的LUT的動(dòng)態(tài)范圍，因此，LUT的尺寸得以減小。有利地，與被用于計(jì)算公式(7)的LUT相比較，被用于計(jì)算公式(6)的LUT具有不同的(更細(xì)的)量化。對(duì)于一些應(yīng)用，合并公式(6)和(7)所需的LUT表是有利的。對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的均衡器的第三實(shí)施例的這個(gè)替換的二結(jié)構(gòu)方法在下表3中被規(guī)定。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表3:二結(jié)構(gòu)次最佳畫SE均衡器上述概念可以擴(kuò)展到MIMO、SIMO和MISO系統(tǒng)(MIMO、SIMO和MISO系統(tǒng)可被看作為通用MIMO系統(tǒng)的特殊情形)。圖3示出了具有兩條發(fā)送路徑(發(fā)射機(jī)天線)和兩條接收路徑(接收機(jī)天線)的OFDMMIMO系統(tǒng)的示例。一般化到兩條以上的發(fā)送和/或接收路徑是顯而易見(jiàn)的。通信系統(tǒng)包括對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的接收機(jī)的第二實(shí)施例的接收機(jī)61，以及發(fā)射機(jī)80。接收機(jī)61包括RF部分62和基帶部分63。RF部分62包括兩個(gè)并行的RF部分2(如圖1和2所示)，其中每個(gè)包括天線4和低噪聲放大器/下變頻單元5。兩個(gè)同時(shí)接收和并行處理的信號(hào)被并行提供到基帶部分6.3的兩個(gè)FFT46。在FFT46中被傅立葉變換后，每個(gè)信號(hào)被提供到信道估值器67和均衡器68。信道估值器67根據(jù)信號(hào)(例如，根據(jù)包括訓(xùn)練序列的前同步信號(hào)部分)得到信道估值和同步/定時(shí)信息。來(lái)自信道估值器67的信號(hào)被施加到均衡器68，該均衡器的組成和操作將在后面詳細(xì)描述。均衡器68中的均衡過(guò)程通常將把并行的輸入信號(hào)"混合，，成并行輸出信號(hào)，每個(gè)輸出信號(hào)然后,皮提供到相應(yīng)的解調(diào)/信道解碼單元49。多個(gè)單元49生成相應(yīng)的多個(gè)比特流，其被并行-串行轉(zhuǎn)換器(parallel-serialconverter,P/S)70串行化并作為輸出數(shù)據(jù)比特流而^皮輸出。發(fā)射機(jī)80包括基帶部分81和RF部分82。輸入數(shù)據(jù)比特流由基帶部分83的串行-并行轉(zhuǎn)換器83分割成兩個(gè)并行數(shù)據(jù)流。每個(gè)數(shù)據(jù)流由信道編碼/調(diào)制單元53、IFFT54、DAC/濾波單元55和上變頻/PA單元28的相應(yīng)鏈來(lái)處理，最后由相應(yīng)的天線29(作為信號(hào))來(lái)發(fā)射。用于具有nR—,2，3,…接收路徑(例如，接收天線)和n產(chǎn)l,2,3，…發(fā)送路徑(例如，發(fā)送天線)的MIMO系統(tǒng)的常規(guī)MMSE均衡器(對(duì)于真實(shí)的MIMO,具有iir，nT^2),對(duì)于每個(gè)栽波或頻率/，把(大小為打rx打T的)均衡器矩陣G乘以(尺寸為nRx1的)接收碼元向量r。均衡器矩陣G由下式給出G=(H"H+cr2I)-1Hff(10)其中H是nRXnT矩陣，其元素表示從不同的發(fā)送路徑到不同的接收路徑的信道響應(yīng)，I是riTxiiT單位矩陣，《表示噪聲方差，(.)h表示厄爾密(Hermitian)轉(zhuǎn)置，而(.)"表示倒置(逆矩陣)。信道矩陣H(對(duì)于每個(gè)栽波或頻率1，一個(gè)信道矩陣)由信道估值器67確定為(至少一部分的)信道估值。HHH是具有對(duì)應(yīng)于信道功率的元素的nTxnT信道功率矩陣HHH。對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的均衡器的笫四實(shí)施例的二結(jié)構(gòu)MIMOMMSE均衡器在下表4予以規(guī)定。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表4:二結(jié)構(gòu)MIMOMMSE均衡器在第四實(shí)施例中，當(dāng)信道功率矩陣的所有元素(信道功率)都低于下限x《(例如，低于l/5xO時(shí)，選擇按照公式(ll)的結(jié)構(gòu)。這等價(jià)于當(dāng)信道功率矩陣的最大元素小于下限x《時(shí)，選擇按照公式(ii)的結(jié)構(gòu)。為了進(jìn)行公式(ll)的計(jì)算，只需要LUT(用于確定《的倒數(shù))，而不用矩陣求逆。形成逆矩陣是計(jì)算上非常復(fù)雜的運(yùn)算。因此，得到很大的好處。通過(guò)使用上述的次最佳MMSE方法，可以使復(fù)雜性進(jìn)一步減小。對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的均衡器的第五實(shí)施例的二結(jié)構(gòu)次最佳MMSEMIMO均衡器在下表5中予以規(guī)定。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表5:二結(jié)構(gòu)次最佳MMSEMIMO均衡器在此實(shí)施例中，公式(13)的計(jì)算既不需要矩陣求逆也不需要LUT。圖4示出了應(yīng)用于按照本發(fā)明的第一到第五實(shí)施例的任一個(gè)的均衡器90的示圖。均衡器90包括存儲(chǔ)器92，在其中存儲(chǔ)至少一些以下的信息項(xiàng)NP、INP、下限、上限、下限xNP、上限xNP、一個(gè)或多個(gè)查找表。(哪些項(xiàng)目被存儲(chǔ)，取決于笫一到第五實(shí)施例中的哪個(gè)實(shí)施例被實(shí)施，以及其根據(jù)上述描述是顯然的)。均衡器90還包括訪問(wèn)存儲(chǔ)器的濾波計(jì)算器94。濾波計(jì)算器94接收信道估值(h或H)，以及最終的《，按照以上規(guī)定的條件選擇濾波器結(jié)構(gòu)，并且按照所選擇的結(jié)構(gòu)計(jì)算要被施加到接收信號(hào)的濾波器(濾波器用濾波信息g或G來(lái)加以描述)。均衡器90還包括濾波器96，其按照濾波信息對(duì)所接收的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)進(jìn)行濾波(執(zhí)行實(shí)際的均衡處理)，并輸出一個(gè)或多個(gè)經(jīng)濾波的(均衡的)信號(hào)。如上所述，使用對(duì)應(yīng)于子栽波或頻率/的參數(shù)/輸入/信道估值，對(duì)于每個(gè)栽波或頻率/重復(fù)進(jìn)行該處理。NP、INP、下限、上限、下限xNP、和上限xNP中的至少一些可以是依賴于頻率的。本發(fā)明同樣可以在相應(yīng)的對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的方法中看到。圖5示出了對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的方法的實(shí)施例的示意圖。在步驟S2，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)信道響應(yīng)值確定信道功率值。在步驟S4，根據(jù)信道功率值選擇兩個(gè)或多個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)之一。至少一個(gè)所述均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)或次最佳最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)。在信道功率值低于第一閾值的情形下，在步驟S4選擇第一均衡器結(jié)構(gòu)，并且在信道功率值在所述第一閾值之上的情形下，在步驟S4選擇笫二均衡器結(jié)構(gòu)。在步驟S6,按照所選擇的均衡器結(jié)構(gòu)根據(jù)信道狀態(tài)信息計(jì)算濾波器(即，定義信息的濾波器)。在步驟S8，按照計(jì)算的濾波器對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行濾波(均衡)。由于在步驟S6，按照所選擇的均衡器結(jié)構(gòu)計(jì)算濾波器，所以按照所選擇的均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡。所述方法的步驟按照以上對(duì)于通信設(shè)備的所述第一到第三實(shí)施例和均衡器的所述第一到第五實(shí)施例所描述的原理來(lái)實(shí)行。已經(jīng)參考OFDM多栽波通信系統(tǒng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，本發(fā)明也可以被用于其它MC通信技術(shù)和OFDM的變例，包括(作為非限制性示例)多栽波碼分多址(CDMA)、基于小波的多栽波技術(shù)、OFDM-CDMA以及它們的其它組合和變例。已經(jīng)根據(jù)使用單抽頭均衡器的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，多抽頭均衡器遇到由于除法和矩陣求逆所造成的高度計(jì)算復(fù)雜性的相同問(wèn)題(甚至必須實(shí)行多個(gè)除法和矩陣求逆)。因此，本發(fā)明可以同樣地應(yīng)用于多抽頭均衡器。例如，可以使用本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)多抽頭SC/TDE均衡器/接收機(jī)。為了實(shí)施常規(guī)MMSE均衡器，需要對(duì)SNR進(jìn)行估計(jì)。關(guān)于按照本發(fā)明的均衡器的第二、第三和第四實(shí)施例，使用上述的次最佳方法，僅必須對(duì)通信信道進(jìn)行估計(jì)，但無(wú)需估計(jì)SNR,因此可以無(wú)需SNR估計(jì)電路/算法。應(yīng)當(dāng)注意的是，對(duì)于一些接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方式(例如，一些OFDM接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方式)而言，公式1-4、6、7、9和11的除法運(yùn)算能夠如在解調(diào)器(例如，解調(diào)器13,49)中的內(nèi)部縮放中那樣執(zhí)行，所以在均衡器塊中能夠省略。在這種情形下，在解調(diào)器中執(zhí)行的除法運(yùn)算可以使用LUT以與它們?cè)诰馄髦斜粚?shí)施的相同的方式來(lái)實(shí)施。然而，對(duì)于SC/FDE接收機(jī)(例如，像圖l所示的接收機(jī)l)而言，因?yàn)榫馀c解調(diào)在不同的域中執(zhí)行，所以在均衡器塊與解調(diào)器之間的均衡器處理的這樣的分割是不可能的。必須理解，按照本發(fā)明的均衡器可被看作為包括執(zhí)行內(nèi)部縮放的解調(diào)器(或至少它的相關(guān)的部分)。應(yīng)當(dāng)注意的是，每個(gè)接收機(jī)l、41、61例如能夠是純接收設(shè)備的一部分，或者能夠是接收和發(fā)送設(shè)備的一部分。在后者的情形下，天線4能夠是接收以及發(fā)送天線。再者，每個(gè)發(fā)射機(jī)20、50、80能夠是純發(fā)送設(shè)備的一部分，或者能夠是發(fā)送和接收設(shè)備(例如，所述接收和發(fā)送設(shè)備)的一部分。在后者的情形下，天線29可以是發(fā)送和接收天線(例如，天線4和29可以是相同實(shí)體)。1權(quán)利要求1.一種用于通信設(shè)備的均衡器(9，11，68)，包括濾波器計(jì)算器(84)，用于根據(jù)一個(gè)或多個(gè)信道響應(yīng)值確定信道功率值，并根據(jù)所述信道功率值和用于把所述信道功率值分割成至少兩個(gè)范圍的至少一個(gè)閾值來(lái)選擇兩個(gè)或多個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)之一；和濾波器(96)，用于按照所選擇的均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡。2.按照權(quán)利要求1所述的均衡器，其中，所述濾波器計(jì)算器適于在所述信道功率值低于第一閾值的情形下選擇第一均衡器結(jié)構(gòu)；和在所述信道功率值大于所述第一閾值的情形下選擇第二均衡器結(jié)構(gòu)。3.按照權(quán)利要求2所述的均衡器(9,11)，其中，按照所述第一均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算信道響應(yīng)值的共軛復(fù)數(shù)與噪聲方差值的倒數(shù)值的第一乘積。4.按照權(quán)利要求3所述的均衡器，其中，按照所述第二均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算信道響應(yīng)值的共軛復(fù)數(shù)與所述信道功率值和所述噪聲方差值之和的倒數(shù)值的第二乘積。5.按照權(quán)利要求4所述的均衡器，其中，所述濾波器計(jì)算器適于根據(jù)第一查找表計(jì)算所述第一乘積并根據(jù)第二查找表計(jì)算所述第二乘積，所述第一和第二查找表具有不同的量化。6.按照權(quán)利要求2所述的均衡器(9，11),包括用于存儲(chǔ)預(yù)定值的存儲(chǔ)器(92),其中，按照所述第一均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算信道響應(yīng)值的共軛復(fù)數(shù)與所述預(yù)定值或所述預(yù)定值的倒數(shù)值的第一乘積。7.按照權(quán)利要求6所述的均衡器，其中，按照所述第二均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算所述信道功率值與所述預(yù)定值或所述預(yù)定值的倒數(shù)值之和，并且計(jì)算信道響應(yīng)值的共軛復(fù)數(shù)與所述和的倒數(shù)的第二乘積。8.按照權(quán)利要求2到7的任一項(xiàng)所迷的均衡器，其中，所述濾波器計(jì)算器適于在所述信道功率值在大于所述第一閾值的第二閾值之上的情形下選擇第三均衡器結(jié)構(gòu)；和在所述信道功率值在所述第一閾值之上且在所述第二閾值之下的情形下選擇所述第二濾波器結(jié)構(gòu)。9.按照權(quán)利要求8所述的均衡器，其中,按照所述第三均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于根據(jù)查找表計(jì)算信道響應(yīng)值的共軛復(fù)數(shù)與所述信道功率值的倒數(shù)值的第三乘積。10.按照權(quán)利要求2所述的均衡器(68)，其中，所述信道功率值是信道功率矩陣的最大元素。11.按照權(quán)利要求IO所述的均衡器，其中，所述濾波器計(jì)算器適于通過(guò)把信道矩陣的厄爾密轉(zhuǎn)置與信道矩陣相乘來(lái)計(jì)算所述信道矩陣，由此所述信道矩陣包括所述一個(gè)或多個(gè)信道響應(yīng)值。12.按照權(quán)利要求11所述的均衡器，其中，按照所述第一均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述信道矩陣的厄爾密轉(zhuǎn)置與噪聲方差值的倒數(shù)相乘的第一矩陣。13.按照權(quán)利要求12所述的均衡器，其中，所述濾波器計(jì)算器適于使用查找表來(lái)計(jì)算所述噪聲方差的倒數(shù)值。14.按照權(quán)利要求11所述的均衡器，包括用于存儲(chǔ)預(yù)定值的存儲(chǔ)器；其中，按照所述第一均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述信道矩陣的厄爾密轉(zhuǎn)置與所述預(yù)定值或所述預(yù)定值的倒數(shù)相乘的第一濾波矩陣。15.按照權(quán)利要求14所述的均衡器，其中，按照所述第二均衡器結(jié)構(gòu)，所述濾波器計(jì)算器適于計(jì)算對(duì)應(yīng)于常規(guī)最小均方誤差均衡器矩陣的第二矩陣，由此把計(jì)算所述第二濾波矩陣所需的噪聲功率參數(shù)值設(shè)置為所述預(yù)定值。16.按照權(quán)利要求1或2所述的均衡器，包括至少兩個(gè)查找表，用于實(shí)施相應(yīng)的至少兩個(gè)除法或倒數(shù)運(yùn)算，所述至少兩個(gè)查找表具有不同的量化。17.按照權(quán)利要求16所述的均衡器，其中，每個(gè)所述除法或倒數(shù)運(yùn)算對(duì)應(yīng)于所述均衡器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)不同的均衡器結(jié)構(gòu)。18.按照權(quán)利要求3、4、12和13的任一項(xiàng)所述的均衡器，其中，所述第一閾值由第一因子與所述噪聲方差值的乘積給出。19.按照上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的均衡器，其中，所述兩個(gè)或多個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于，至少近似于，最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)，或者對(duì)應(yīng)于，至少近似于，次最佳最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)。20.包括按照上述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的均衡器的通信設(shè)備。21.—種對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的方法，包括步驟根椐一個(gè)或多個(gè)信道響應(yīng)值確定(S2)信道功率值；根據(jù)所述信道功率值選擇(S4)兩個(gè)或多個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)之一；以及按照所選擇的均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)所述一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡(S3);由此，至少一個(gè)所述均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于，至少近似于，最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)，或者對(duì)應(yīng)于，至少近似于，次最佳最小均方誤差均衡器結(jié)構(gòu)；在所述信道功率值低于第一閾值的情形下選擇第一均衡器結(jié)構(gòu)；和在所述信道功率值大于所述第二閾值的情形下選擇第二均衡器結(jié)構(gòu)。22.—種軟件程序產(chǎn)品，所述軟件程序產(chǎn)品當(dāng)在處理設(shè)備中執(zhí)行時(shí)適于實(shí)施按照權(quán)利要求20所述的方法。全文摘要本發(fā)明公開了一種復(fù)雜性得以降低的最小均方誤差均衡器。本發(fā)明特別涉及用于通信設(shè)備的均衡器、對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的方法以及用于實(shí)施所述方法的軟件程序產(chǎn)品。本發(fā)明減小了除法運(yùn)算所需的查找表的大小，通常地，提供了復(fù)雜性得以降低的均衡器和接收機(jī)。用于通信設(shè)備的均衡器包括用于根據(jù)一個(gè)或多個(gè)信道響應(yīng)值確定信道功率值并且根據(jù)所述信道功率值和用于把信道功率值分割成至少兩個(gè)范圍的至少一個(gè)閾值來(lái)選擇兩個(gè)或多個(gè)均衡器結(jié)構(gòu)之一的濾波器計(jì)算器；和用于按照所選擇的均衡器結(jié)構(gòu)對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)進(jìn)行均衡的濾波器。文檔編號(hào)H04L25/03GK101521644SQ200910117969公開日2009年9月2日申請(qǐng)日期2009年2月27日優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日發(fā)明者R·斯蒂林-加拉徹,王昭誠(chéng)申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社