專利名稱：時間返回預均衡方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對數據信號(例如，在頻分雙工(FDD)無線電通信網絡中傳 輸的數據信號)進行預均衡的方法。在FDD網絡中，兩個通信實體以不同的頻帶傳輸數據信號。通信實體例如是無線 電終端、地面或衛星基站或者無線電接入點。本發明涉及其中通信實體具有單個天線的單 輸入單輸出(SISO)無線電通信網絡、其中通信實體具有多個天線的多輸入多輸出(MIMO) 網絡、及組合了具有一個天線的通信實體和具有多個天線的通信實體的單輸入多輸出 (SIMO)或多輸入單輸出(MISO)網絡。
背景技術：
由通信實體的天線傳輸的無線電信號(天線信號)遭受失真，該失真作為在源天 線的輸出定義的源點和在目的通信實體的天線的輸入定義的目的點之間的傳播條件的函 數。為了限制這樣的失真，天線信號通過施加作為兩天線之間傳播信道特征的函數的預均 衡系數來預失真。因而需要表征此傳播信道。在現存的預均衡方法中，時間反演方法以其降低的復雜度并且以其性能而引人注目。時間反演是依賴于時間反演的波動方程的不變性的、用來聚焦波(典型為聲波) 的技術。由此，時間反演的波像時間上倒流的直達波一樣傳播。從源點傳輸的短脈沖(brief pulse)在傳播介質中傳播。由目的點接收的此波的 一部分在同一傳播介質中發回之前被時間反演。該波向源點匯聚，在該源點處其形成短脈 沖。在源點處收集的信號與從源點傳輸的源信號具有實際上相同的形狀。具體地，傳播介 質越復雜，時間反演的波匯聚得越精確。對施加了波的傳播信道進行時間反演使得可以消 除所述信道對從源點傳輸的以此方式預失真的波的影響。由此，時間反演技術用于無線電通信網絡，以特別通過減小信道擴展來消除傳播 信道對天線信號的影響，并簡化在穿過信道之后接收的碼元的處理。由源通信實體的天 線傳輸的天線信號通過施加從此天線信號必須穿過的傳播信道的時間反演的脈沖響應 (impluse response)獲得的系數來預均衡。由此，施加時間反演要求源通信實體獲知專用 于從該實體發出的通信的頻帶中的傳播信道。從源通信實體向目的通信實體的FDD傳輸和相反方向中的傳輸在不同頻帶中實 現。例如，對于無線電通信系統，這意味著從移動無線電終端到基站的第一頻帶中的上行鏈 路傳輸和從基站到移動無線電終端的第二頻帶中的下行鏈路傳輸。雖然通信實體能夠基于 接收穿過信道的信號來估計傳播信道，但是它不能基于在不同頻帶中傳輸的信號來估計傳 播信道。因而，對于此類型的傳輸特別有益的是使用用于對天線信號進行預均衡的技術。在作者為 David Gesbert、Mansoor Shafi、Da—Shan Shiu、Peter J Smith、禾口 Aymon Naguib的、在 IEEE Journal on Selected Areas in Communication,vol. 21,no. 3, April 2003 (關于通信中的選擇區域的IEEE期刊，第21卷，第3號，2003年4月)上出版
4的、題目為"From theory to practice :an overview ofMIMO space-time coded wireless systems (從理論到實踐MIM0空時編碼無線系統的概述)”的論文中，提出了第一解決方 案。所提出的方法將時間反演用作采用基于目的通信實體的傳播信道的估計而評估的系數 的預均衡技術。目的通信實體將此估計基于它的由源通信實體先前傳輸的導頻(Pilot)的 知識。傳播信道的估計然后傳遞至源通信實體。由此，插入導頻使得可以估計傳播信道，但是這要求在目的通信實體中使用復雜 的技術。而且，信道估計器的復雜度隨著可用導頻數目而增大，在傳遞估計所需的無線電資 源方面的要求隨著被要求保證有效預均衡的估計的精確性而增大。因而必需在傳播信道的 估計的精確性和用來傳輸導頻和信道的估計的無線電資源的消耗之間實現折衷。在作者為Tobias Dahl 和 Jan Egil Kirkebo 的、在 the IEEE Conference 6thfforkshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications,June2005, SPAWC. 2055. 1506218，pages 640-644 (關于無線通信中的信號處理前進的IEEE會議第6 界研討會，2005年6月，SPAWC. 2055. 1506218，第640-644頁)處提出的、題目為“Blind beamforming in frequency division duplex MISOsystems based on time-reversal mirrors (基于時間反演鏡的頻分雙工MISO系統中的盲波束形成)”的論文中描述了替代方 法。該所謂的盲方法(blindmethod)基于通信實體之間的天線信號的往返。在給定時間施 加的時間反演系數從所存儲的數據信號和在先前時間施加至該信號的預均衡系數來得到。 該方法因而使得能夠省掉導頻和信道估計的使用，但是這是以增加的復雜度和龐大的數字 信號存儲為代價的。分別基于使用導頻和基于使用天線信號往返的上述解決方案中沒有一個是完全 令人滿意的。本發明因而提出一種替代解決方案，其提供具有降低的復雜度并無需使用導 頻的基于時間反演的預均衡方法。而且，此解決方案適合于數據信號由單個天線信號構成 的帶有單個天線的通信實體，并且適合于數據信號由多個天線信號構成的帶有多個天線的 通信實體。
發明內容
為了實現該目標，本發明提供了一種用于對由源通信實體向目的通信實體傳輸的 頻分雙工數據信號進行預均衡的方法，所述源通信實體包括源天線的集合，所述目的通信 實體包括目的天線的集合。該方法包括·源天線集合的基準天線接收由目的天線經由第一傳播信道傳輸的第一脈沖的步 驟；·源天線經由所述源天線和目的天線之間的第二傳播信道傳輸第二脈沖的步驟； 基準天線接收表現了第二脈沖連續穿過第二傳播信道和第一傳播信道的組合脈 沖響應的步驟；·對組合脈沖響應進行時間反演的步驟；·對時間反演的組合脈沖響應和表現了第一脈沖穿過第一傳播信道的脈沖響應進 行組合的步驟，針對目的天線集合的至少一部分和源天線集合的至少一部分來重復所述步 驟； 根據脈沖響應的所述組合的集合來確定數據信號的預均衡系數的步驟。
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此方法由此使得可以省掉由源通信實體進行的導頻傳輸。而且，目的通信實體釋 放先前意圖用來供給一個或多個傳播信道估計的資源。該方法還使得可以適于施加至二進 制數據以生成包括多個天線信號的數據信號的不同預編碼和調制方法。用于源通信實體以對數據信號進行預均衡的本發明方法的復雜度由此限于脈沖 的傳輸和接收及脈沖組合的時間反演。應當注意，本發明的解決方案與在用于形成適于傳播信道的傳輸天線束的文檔美 國US 2007/0099571中描述的方法相比特別有優勢。根據該文檔，為了保持所傳輸信號的 完整性，通過以消除信號將要穿過的傳播信道的影響為目標而向信號施加預均衡系數，來 確定天線束。與本發明相比，消除傳播信道影響在此的后果是信號能量不集中在焦點。根 據本發明，通過施加時間反演，并由此減小信號將要穿過的傳播信道的擴展，來確定預均衡 系數以將信號能量集中在焦點。文檔EP 0936781描述了一種目標為使用復數矩陣求逆來消除傳播信道的影響 的、也基于脈沖往返來確定預均衡系數的替代方法。類似獲得的系數沒有使得可以將能量 集中于焦點。此外，這兩種現有技術方法的計算比本發明具有大得多的復雜度。該方法在所述接收由目的天線傳輸的第一脈沖的步驟中還包括作為經由源天線 集合接收的脈沖集合的函數來選擇基準天線。例如，作為由源天線集合所接收的脈沖集合 的脈沖能量的函數來實現該選擇。此選擇由此使得例如可以優選其中信號能量被最少衰減的第二傳播信道。該方法還包括目的天線接收由源天線傳輸的第二脈沖的步驟和目的天線將所接 收的第二脈沖傳輸至源通信實體的步驟。用于目的通信實體以對源通信實體傳輸的數據信號進行預均衡的本發明方法的 復雜度由此限于接收由源實體傳輸的脈沖及將其傳輸回源通信實體。本發明還提供一種用于源通信實體的用于對所傳輸的頻分雙工數據信號進行預 均衡的設備，所述源通信實體包括源天線的集合，所述源通信實體適于向目的通信實體傳 輸所述信號，所述目的通信實體包括目的天線的集合。該設備包括·用于使得源天線集合的基準天線能夠接收由目的天線經由第一傳播信道傳輸的 第一脈沖的裝置；·用于使得源天線能夠傳輸第二脈沖的裝置；·用于使得基準天線能夠接收表現了第二脈沖連續穿過所述源天線和目的天線之 間的第二傳播信道、和第一傳播信道的組合脈沖響應的裝置；·用于對組合脈沖響應進行時間反演的裝置； 用于對時間反演的組合脈沖響應和表現了第一脈沖穿過第一傳播信道的脈沖響 應進行組合的裝置；以及·用于根據脈沖響應的組合的集合來確定數據信號的預均衡系數的裝置；該接收、時間反演、及組合裝置迭代地用于目的天線集合的至少一部分和源天線 集合的至少一部分。本發明還提供一種用于目的通信實體的用于對頻分雙工數據信號進行預均衡的 設備，所述目的通信實體包括目的天線的集合，所述目的通信實體能夠接收由包括如上所述的設備的源通信實體傳輸的所述數據信號，所述源通信實體包括源天線的集合。該設備 包括·用于使得第一脈沖能夠由目的天線傳輸至源通信實體的裝置；·用于接收由源天線傳輸的第二脈沖的裝置；以及·用于傳輸由目的天線接收的第二脈沖的裝置；該傳輸和接收裝置迭代地用于目的天線集合的至少一部分和源天線集合的至少 一部分。本發明還提供一種無線電通信系統的通信實體，包括用于對數據信號進行預均衡 的上述設備中的至少一個。本發明還提供一種無線電通信系統，包括本發明的至少兩個通信實體。上述設備、通信實體、及系統具有與上述那些相類似的優點。
一旦閱讀了僅僅作為說明性和非限制性示例并且參考附圖而給出的、用于對數據 信號進行預均衡的本發明具體實現的方法以及相關聯的通信實體的以下描述，本發明的其 他特征和優點就變得更加清楚明顯，其中圖1是與本發明的目的通信實體相通信的本發明的源通信實體的框圖；圖2表現了用于對數據信號進行預均衡的本發明第一具體實現的方法的步驟；以 及圖3表現了用于對數據信號進行預均衡的本發明第二具體實現的方法的步驟。
具體實施例方式參照圖1，源通信實體ECl能夠經由圖中未表現的頻分雙工(FDD)無線電通信網絡 與目的通信實體EC2通信。例如，無線電通信網絡是由3GPP(第三代合作伙伴計劃)組織以及包括了 3GPP-LTE(長期演進)的其演進定義的UMTS(通用移動通信系統)蜂窩無線電通信網絡。可能的通信實體是移動終端、地面和衛星基站、及接入點。從基站到移動無線電終 端的FDD上行鏈路傳輸在與專用于從移動無線電終端到基站的下行鏈路傳輸的頻帶不同 的頻帶中實現。清楚起見，本發明針對從通信實體ECl到通信實體EC2的數據信號的單方 向傳輸來描述，而不論其處于上行鏈路方向還是下行鏈路方向。本發明還涉及雙方向傳輸。 源通信實體ECl具有Ml個源天線(Al”……Alref,……Al”……AImi)，其中Ml 大于或等于1。目的通信實體具有M2個目的天線(A2p……A2」、……A2M2)，其中M2大于 或等于1。目的通信實體EC2能夠在第一頻帶中從天線A2」中的任意一個或多個傳輸脈沖 或無線電信號，j在1和M2之間，包含1和M2。第一傳播信道Cl (Ali — A2)定義在通 信實體EC2的天線Α2」和源通信實體ECl的天線Ali之間。由此Ml XM2個第一傳播信道 Cl (Ali 一 A2j)定義在通信實體ECl和EC2之間，i從1變化到M1，而j從1變化到M2。源通信實體ECl適于在與第一頻帶不同的第二頻帶中從天線Ali中的任意一個或 多個傳輸無線電信號或脈沖到目的通信實體EC2，i在1和Ml之間，包含1和Ml。第二傳播信道C2 (Ali — A2j)定義在通信實體ECl的天線Ali和目的通信實體EC2的天線A2」之間， 用于從通信實體ECl到通信實體EC2的傳輸。由此Ml XM2個第二傳播信道C2 (Ali — A2) 定義在通信實體ECl和EC2之間，i從1變化到M1，而j從1變化到M2。圖1僅僅示出了源和目的通信實體的與本發明有關的那些裝置。源和目的通信實體還包括與它們包括的裝置相連接以控制其操作的、未示出的中 央控制單元。源通信實體還包括數據信號的生成器，該數據信號包括Ml個天線信號。例如，如 在作者為 S. Alamouti 的、在 IEEE Journal Selected Areas InCommunications, vol. 16, pp. 1456-1458，October 1998 (關于通信中的選擇區域的IEEE期刊，第16卷，第1456-1458 頁，1998 年 10 月)中出版的論文“SpaceBlock Coding :a simple transmitter diversity technique for wirelesscommunications (空間塊編碼用于無線通信的簡單傳輸器分集 技術)”中描述的，經由對于Ml個天線的調制、編碼和分布的方法而通過二進制數據來定義 這樣的天線信號。源通信實體包括·接收器RECl1，適于經由全部源天線接收由通信實體EC2傳輸的脈沖；·天線選擇器SELl，適于基于由接收器RECl經由源天線接收的全部脈沖響應，來 選擇基準天線；·存儲器MEMl1，用于存儲由接收器RECl經由天線選擇器SELl所確定的基準天線 而接收的轉移函數或脈沖響應； 脈沖生成器GI1，適于在來自專用于從通信實體ECl到通信實體EC2的傳輸的頻 帶中的載波頻率Π上，傳輸來自任何天線Ali的脈沖，i在1和Ml之間，包含1和Ml ；·接收器RECl2,適于經由天線選擇器SELl所選擇的基準天線來接收組合的脈沖 響應；·脈沖分析器RTEMP1，適于對接收器RECl2所傳遞的組合脈沖響應進行時間反演；·計算器C0MB1，適于組合在存儲器MEMl1中存儲的脈沖響應和由脈沖分析器 RTEMPl所傳遞的時間反演的組合脈沖響應；·存儲器MEMl2，用于存儲由計算器C0MB1迭代地確定的脈沖響應或轉移函數；·預均衡器PEGAl，適于從存儲器MEMl2所存儲的轉移函數或脈沖響應的組合中確 定預均衡系數。當然，存儲器MEMl1和MEMl2能夠由單個存儲模塊提供。類似地，接收器RECl1和 RECl2能夠由單個無線電信號接收器模塊提供。目的通信實體包括 脈沖生成器GI2，適于在來自專用于從通信實體EC2到通信實體ECl的傳輸的頻 帶中的載波頻率f2上，傳輸來自任何目的天線Α2」的脈沖，j在1和M2之間，包含1和M2 ；·接收器REC2，適于經由目的天線來接收由源通信實體傳輸的脈沖；·傳輸器EMET2，適于經由目的天線來傳輸由接收器REC2傳遞的脈沖響應。源和目的通信實體的各個裝置能夠以本領域技術人員公知的模擬或數字技術來 實施。用來對數據信號進行預均衡的圖2所示的本發明的方法包括步驟El至E10。在此示例中，這些步驟的結果描述在頻域中，但是能夠在給定接下來的定義的情況下直接轉換 到時域。時間脈沖由作為頻率￡的函數的IMP(f)給出的轉移函數的作為時間i的函數的 函數imp(t)定義。類似地，脈沖響應由作為頻率￡的函數的RI (f)給出的轉移函數的作 為時間i的函數的函數ri(t)定義。脈沖響應的卷積乘積與對應轉移函數的乘積相對應。 時間反演的脈沖響應ri (t)表示為ri (-t)，而對應的轉移函數為與轉移函數RI (f)共軛的 RI(f)*0步驟El至E9針對至少一些目的天線和至少一些源天線而重復。所述迭代通過初 始化步驟INIT、以及遞增源天線Ali的索引i的步驟IT1、和迭代目的天線Α2」的索引j的 步驟IT2來代表。步驟El至E9的一次迭代針對源天線Ali和目的天線Α2」來描述。在步驟El中，目的通信實體的脈沖生成器GI2生成轉移函數IMPl (f)的時間脈沖 impl(t)。在專用于從通信實體EC2到通信實體ECl的傳輸的頻帶中的載波頻率f2上，經 由天線Α2“專輸此脈沖。例如，該脈沖是具有與以下頻帶的尺寸成反比的持續時間的升余弦函數，在所述 頻帶中，該系統用于任何類型的接入，例如，正交頻分調制接入(0FDMA)、碼分多址(CDMA) 或時分多址(TDMA)。在下一步驟E2中，源通信實體的接收器RECl1經由全部源天線來接收通信實體 EC2傳輸的脈沖。天線選擇器SELl例如通過比較經由各個源天線接收的能量，基于接收器 RECl1經由全部源天線接收的全部脈沖來確定基準天線，并選擇具有最大能量的脈沖響應。 可替換地，天線選擇器選擇脈沖在時間上擴展最小的天線。可替換地，天線選擇器隨機選擇 基準天線。在下一步驟E3中，接收器RECl1將經由基準天線接收的脈沖傳遞至源通信實體的 存儲器MEMl115已經穿過目的天線Α2」和基準天線AU之間的第一傳播信道Cl (ref — j) 的脈沖impl(t)的轉移函數表示為Hlref ”(f)。與步驟El并行地，源通信實體的脈沖生成器GIl生成轉移函數IMP2(f)的脈沖 imp2(t)。在專用于從通信實體ECl到通信實體EC2的傳輸的頻帶中的載波頻率Π上，經 由源天線Ali傳輸此脈沖。在步驟Ε4之后的步驟Ε5中，目的通信實體的接收器REC2經由全部目的天線來 接收脈沖imp2 (t)。接收器REC2將經由目的天線A2」接收的脈沖響應傳遞至目的通信實 體的傳輸器EMET2。此脈沖響應表現穿過源天線Ali和目的天線Α2」之間的第二傳播信道 C2 (i — j)的脈沖 imp2 (t)。在下一步驟E6中，傳輸器EMET2將接收器REC2接收的脈沖響應從載波頻率f 1轉 換為載波頻率f2。天線Mi然后將所轉換的脈沖響應傳輸至源通信實體。在步驟E7中，源通信實體ECl的接收器RECl2經由全部源天線來接收脈沖響應或 組合的脈沖響應ri。。mb(t)。接收器RECl2選擇經由與在步驟E4期間傳輸的脈沖imp2(t)在 通信實體之間的往返相對應的基準天線接收的組合脈沖響應。表現此連續穿過第一 和第二傳播信道的轉移函數由以下等式給出RIcofflb (f) = H2, — j (f) X Hlref —, (f)其中HlrefI (f)是第一傳播信道Cl (Alref— A2j)的轉移函數，而Η2—」( ·)是第二傳播信道C2(Al,ef —A2P的轉移函數。接收器REClJf組合脈沖響應傳遞至源通信實體的 脈沖分析器RTEMPl。在步驟E8中，脈沖分析器RTEMPl對組合脈沖響應進行時間反演。為此，脈沖分析 器例如通過存儲組合脈沖響應的系數來存儲組合脈沖響應，并根據與ri。。mb(t)的系數相逆 的順序來對其共軛進行分類。時間反演的組合脈沖響應ri。。mb(-t)的轉移函數因而由以下 等式給出Ricomb(f)* = [H2^j(f)]*X [Hlref ^ j(f)]*可替換地，脈沖分析器使用模擬分解器來分析脈沖響應ri。。mb(t)，并推導組合脈 沖響應的離散模型。分析器然后基于該離散模型來施加時間反演。在下一步驟E9中，計算器COMBl將脈沖響應ri。。mb(_t)和在源通信實體的存儲器 MEMl1中在步驟E3期間存儲的脈沖響應相組合。該組合通過上述脈沖響應的卷積乘積或對 應轉移函數的乘積來實現。所得到的脈沖響應rij(t)的轉移函數HiJf)由以下等式給出
Hij (f) = Hlref — j (f) X [H2i —」(f) ] * X [Hlref —, (f) ] *脈沖響應(t)然后存儲在源通信實體的存儲器MEMl2中。連續的步驟El到E3和連續的步驟E4到E8能夠并行地執行。由此，此方法僅僅 要求通信實體之間的簡單協作。然而，直到在通信實體EC2傳輸脈沖后執行步驟E2和E3、 并且在目的通信實體ECl傳輸脈沖后執行步驟E5到E8之后，才激活步驟E9。因而例如通 過同時執行步驟El和E4，通信實體的同步使得可以優化步驟E9的激活。針對一些源天線和一些目的天線來重復步驟El到E9，源通信實體的存儲器MEMl2 包括所存儲的轉移函數或脈沖響應的集合。對于在Ml個目的天線和M2個源天線上實現的 迭代，存儲器MEMl2包含Ml XM2個轉移函數Hij (f)，i從1變化到M1，而i從1變化到M2。在步驟ElO中，源通信實體的預均衡器PEGAl通過組合轉移函數Hij(f)來形 成Ml個預均衡濾波器FIi (f)的集合FI (i從1變化到Ml)，來確定包括Ml個天線信號 Sjt)、……、S“t)、……、SM1(t)的數據信號S(t)的預均衡系數。經由天線Ali傳輸的天 線信號Si (t)因而通過施加由以下等式定義的對應濾波器FIi (f)來整形
MlFI1(Z) = ^dC JH11(Z)
./=1權重系數在1和M2之間，包含1和M2)是確定為用來生成數據信號的方法 的函數的可配置參數。例如當將目的天線關斷或接通時，也作為傳播信道的狀態隨時間的 演進的函數來更新這些參數。在步驟ElO之后，通過由集合FI的對應濾波器對每個天線信號進行濾波，數據信 號被預均衡，并由通信實體ECl將其發送至通信實體EC2。在一個具體實現中，步驟El到E9僅僅針對源天線集合中的一個源天線Ali來執 行。此實現對應于要被均衡的數據信號是天線信號Si (t)的狀況。源通信實體的存儲器 MEMl2包含M2個轉移函數Hij (f)，j從1變化到M2。預均衡器PEGAl確定單個預均衡濾波 器FIdf)。經由天線Ali傳輸的天線信號Si (t)因而通過施加由以下等式給出的對應濾波 器FI“f)來整形
M2FIj (f) = ^CjHij (f)
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在一個具體實施例中，目的天線的集合僅僅包含一個目的天線A2i。僅僅執行步驟 El到E9來經由目的通信實體的天線M1傳輸單個第一脈沖。作為說明性示例，當針對全部源天線來重復步驟El到E9時，預均衡器在步驟ElO 中作為Ml個轉移函數Hil (f)的函數來確定預均衡系數，i從1變化到Ml。要被施加到數據 信號的Ml個預均衡濾波器FIi (f)的集合FI由以下等式給出FI = [FI1,……，FIJf)，……，FImi (f)]，其中FIi (f) = Hil (f)在一個具體實施例中，源天線的集合僅僅包含一個源天線Al1。那么，數據信號僅 僅包括由一個源天線傳輸的一個天線信號S1 (t)，并且基準天線是源天線Al115僅僅執行步 驟El到E9來經由源通信實體的單個天線Al1傳輸單個第二脈沖。作為說明性示例，當針對全部目的天線來重復步驟El到E9時，M2個轉移函數 Hlj Q從1變化到M2)可用于步驟E10。預均衡器基于M2個系數Cj來確定施加至數據信號 的單個預均衡濾波器FI1 (f)，使得 在一個具體實施例中，源天線的集合僅僅包含一個源天線Al1，而目的天線的集合 僅僅包含一個目的天線A2lt)數據信號僅僅包括一個天線信號S1 (t)，并且源天線的基準天 線是天線Al115僅僅執行步驟El到E9來經由目的天線M1傳輸單個第一脈沖及經由源天 線Al1來傳輸單個第二脈沖。在步驟ElO中，轉移函數H11 (f)確定通過以下等式來給出的 單個預均衡濾波器FIl FI1 (f) = H11 (f)圖3表現了用于對數據信號進行預均衡的本發明第二具體實現的方法的步驟。該 方法包括類似于上述步驟El到ElO的步驟ΕΓ到E10’，其中修改了源天線和目的天線迭代 循環。針對至少一些目的天線來重復步驟ΕΓ到E3’。所述迭代通過初始化步驟INIT3 和遞增目的天線Ali的索引j的步驟IT3來代表。由此，與目的天線Α2」相對應的步驟ΕΓ到E3’的迭代包括·在步驟ΕΓ期間，經由目的天線Α2」來傳輸時間脈沖impl(t)；·在步驟E2’期間，接收由接收器RECl1傳輸的脈沖并選擇基準天線；·在步驟E3’期間，在存儲器MEMl1中存儲經由基準天線接收的脈沖響應；表示的 Hlref^j (f)表示與已經穿過目的天線Α2」和基準天線Alref之間的第一傳播信道Cl (ref — j) 的脈沖impl(t)相對應的轉移函數。針對目的天線集合中的至少一些來重復步驟ΕΓ到E3’，那么，源通信實體的存儲 器MEMl1包含在迭代期間連續獲得的全部轉移函數。與步驟ΕΓ到E3’的迭代并行地，源通信實體的脈沖生成器GIl在步驟E4’中生 成對應轉移函數IMP2(f)的脈沖imp2(t)。此脈沖經由源天線集合的一部分中的每個天線 來迭代地傳輸。所述迭代通過初始化步驟INIT4和遞增源天線Ali的索引i的步驟IT4來 代表。對于與經由源天線Ali來傳輸脈沖imp2(t)相對應的迭代，針對一些目的天線來重復步驟E5，到E8，。步驟E5’到E8’的迭代通過初始化步驟INIT5和遞增目的天線A2」的索引j的步 驟IT5來代表。由此，目的天線Α2」的步驟E5’到E8’的迭代包括 在步驟E5’期間，目的通信實體的接收器REC2接收經由源天線Ali傳輸的脈沖；·在步驟E6’期間，傳輸器EMET2經由目的天線Mi來傳輸經由目的天線Mi接收 的脈沖響應； 在步驟E7，期間，接收器RECl2接收組合的脈沖響應ri。。mb(t)；接收器RECl2選擇 經由基準天線接收的、與在步驟E4’的迭代期間傳輸的脈沖imp2(t)的往返相對應的 組合脈沖響應，并且表現了連續穿過第一和第二傳播信道的其轉移函數由以下等式給出 ·在步驟E8’期間，脈沖分析器RTEMPl對組合脈沖響應ri。。mb(t)進行時間反演。然后，對于目的天線Α2」的步驟E5’到E8’的迭代，將時間反演的組合脈沖響應存 儲在對應源通信實體的存儲器MEMl2中。針對源天線集合的至少一部分來重復步驟E5’到E8’，對于目的天線A2j;存儲器 MEMl2包含在索引i的迭代期間連續獲得的全部組合脈沖響應。在目的天線集合中一部分的迭代之后，那么，源通信實體的存儲器MEMl2包含轉移 函數 H2 —」(f)) * X [Hlref — j (f) ] * 的集合。連續的步驟ΕΓ到E3’和連續的步驟E4’到E8’能夠并行地執行。然而，僅僅當 在步驟E2’的第一次迭代期間選擇基準天線之后，才能夠實現天線Ali的步驟E7’的第一 次迭代。由此，雖然此實施添加了與兩個通信實體之間步驟同步相關的限制，但是其使得可 以優化通信實體之間的交換次數。在步驟E9’期間，源通信實體的計算器COMBl組合在存儲器MEMl1中存儲的脈沖 響應和在存儲器MEMl2中存儲的時間反演的組合脈沖響應。對于帶有索引i的源天線(i在1和Ml之間，包含1和Ml)和帶有索引j的目的 天線(其中j在1和M2之間，包含1和M2)，計算器COMBl由此確定由以下等式給出的轉移 函數Hij^ Hij (f) = Hlref — j (f) X [H2i —』(f) ] * X [Hlref —, (f) ] *對于在全部源天線和全部目的天線上實現的迭代，源通信實體的計算器COMBl實 現在存儲器MEMl1中存儲的脈沖響應和在存儲器MEMl2中存儲的時間反演的組合脈沖響應 的M1XM2個組合。在步驟E10’中，對于針對全部目的天線所實現的迭代循環，源通信實體的預均衡 器PEGAl基于轉移函數H^f)的組合來確定包括Ml個天線信號[S1 (t)，……，Si (t)，……， Smi (t)]的數據信號S (t)的預均衡系數，以形成Ml個預均衡濾波器FIi (f)的集合FI，i從 1變化到Ml。經由天線Ali傳輸的天線信號Si (t)因而通過施加由以下等式給出的對應濾 波器FIi (f)來整形
MlF/, (Z) = Xc7^(Z)
/=1數據信號由此通過由集合FI的對應濾波器對每個天線信號進行濾波來被預均
12衡，并由通信實體ECl將其傳輸至通信實體EC2。在一個具體實現中，僅僅針對來自源天線集合中的單個源天線Ali來執行步驟ΕΓ 和步驟E5’到E8’上的迭代循環。此實施對應于要被均衡的數據信號是天線信號Si (t)的 狀況。源通信實體的存儲器MEMl2包含M2個轉移函數Hi^f), j從1變化到M2。預均衡器 PEGAl確定單個預均衡濾波器FIi (f)。經由天線Ali傳輸的天線信號Si (t)因而通過施加 由以下等式給出的對應濾波器FIi (f)來整形
該方法還能夠用于雙向傳輸。在此具體實現中，該方法用于與圖2或圖3相對應 的第一或第二實現中的上行鏈路方向和下行鏈路方向，使得通信實體不同時傳輸脈沖和天 線信號。這是為了確保表現了穿過一個或多個傳播信道的脈沖響應的處理。在與圖2或圖3相對應地描述的實現中，針對一些目的天線和一些源天線來執行 迭代循環。天線的數目和所選定的天線是本方法的可配置參數。它們被確定為例如天線特 性的函數。在此所描述的本發明提供了用于源通信實體以對數據信號進行預均衡的設備。因 此，本發明還提供一種適于實現本發明的計算機程序，特別是信息存儲介質上或其中的計 算機程序。該程序可以使用任何編程語言，并且采取源代碼、目標代碼或介于源代碼和目標 代碼之間的(諸如，部分編譯形式的)代碼的形式、或采取適合于實現在源通信實體中執行 的本發明方法的那些步驟的任何其它形式。在此所描述的本發明還提供了用于目的通信實體以對數據信號進行預均衡的設 備。因此，本發明還提供一種適于實現本發明的計算機程序，特別是信息存儲介質上或其中 的計算機程序。該程序可以使用任何編程語言，并且采取源代碼、目標代碼或介于源代碼和 目標代碼之間的(諸如，部分編譯形式的)代碼的形式、或采取適合于實現在目的通信實體 中執行的本發明方法的那些步驟的任何其它形式。
權利要求
一種用于對由源通信實體(EC1)向目的通信實體(EC2)傳輸的頻分雙工(FDD)數據信號進行預均衡的方法，所述源通信實體(EC1)包括源天線(A11，……，A1M1)的集合，所述目的通信實體(EC2)包括目的天線(A21，……，A2M2)的集合，所述方法的特征在于，其包括·源天線集合的基準天線(A1ref)接收由目的天線(A2j)經由第一傳播信道傳輸的第一脈沖的步驟；·源天線(A1i)經由所述源天線和目的天線之間的第二傳播信道傳輸第二脈沖的步驟；·基準天線接收表現了所述第二脈沖連續穿過所述第二傳播信道和所述第一傳播信道的組合脈沖響應的步驟；·對組合脈沖響應進行時間反演的步驟；·對時間反演的組合脈沖響應和表現了所述第一脈沖穿過所述第一傳播信道的脈沖響應進行組合的步驟，針對目的天線集合的至少一部分和源天線集合的至少一部分來重復所述步驟；·根據脈沖響應的所述組合的集合來確定數據信號的預均衡系數的步驟。
2.根據權利要求1的方法，其中，所述接收由目的天線傳輸的第一脈沖的步驟包括作 為由源天線集合所接收的脈沖集合的函數來事先選擇基準天線。
3.根據權利要求2的方法，其中，作為由源天線集合所接收的脈沖集合的脈沖能量的 函數來選擇基準天線。
4.根據權利要求1的方法，還包括 目的天線接收由源天線傳輸的第二脈沖的步驟； 目的天線將所接收的第二脈沖傳輸至源通信實體的步驟。
5.一種用于源通信實體(ECl)的用于對所傳輸的頻分雙工(FDD)數據信號進行預均衡 的設備，所述源通信實體(ECl)包括源天線(Al1,……，AImi)的集合，所述源通信實體適于 向目的通信實體(EC2)傳輸所述信號，所述目的通信實體(EC2)包括目的天線(A2”……， A2e)的集合，所述設備的特征在于，其包括 用于使得源天線集合的基準天線(A1&)能夠接收由目的天線(A2P經由第一傳播信 道傳輸的第一脈沖的裝置(RECl1)； 用于使得源天線(Ali)能夠經由所述源天線和目的天線之間的第二傳播信道傳輸第 二脈沖的裝置(GIl)； 用于使得基準天線能夠接收表現了所述第二脈沖連續穿過所述第二傳播信道和所述 第一傳播信道的組合脈沖響應的裝置(RECl2)； 用于對組合脈沖響應進行時間反演的裝置(RTEMPl)； 用于對時間反演的組合脈沖響應和表現了所述第一脈沖穿過所述第一傳播信道的脈 沖響應進行組合的裝置(COMBl)； 用于根據脈沖響應的組合的集合來確定數據信號的預均衡系數的裝置(PEGAl)； 該接收、時間反演、及組合裝置迭代地用于目的天線集合的至少一部分和源天線集合 的至少一部分。
6.一種用于目的通信實體(EC2)的用于對頻分雙工(FDD)數據信號進行預均衡的設2備，所述目的通信實體(EC2)包括目的天線(Α2ι;……，A2M2)的集合，所述目的通信實體能 夠接收由包括根據權利要求5的設備的源通信實體(ECl)傳輸的所述數據信號，所述源通 信實體包括源天線(Al1,……，AImi)的集合，所述設備的特征在于，其包括 用于使得第一脈沖能夠由目的天線(A2j)傳輸至源通信實體的裝置(GI2)； 用于接收由源天線傳輸的第二脈沖的裝置(REC2)； 用于傳輸由目的天線接收的所述第二脈沖的裝置(EMET2)；該傳輸和接收裝置迭代地用于目的天線集合的至少一部分和源天線集合的至少一部分。
7.一種無線電通信系統的通信實體，包括根據權利要求5或權利要求6的至少一個設備。
8.一種無線電通信系統，包括根據權利要求7的至少兩個通信實體。
9.一種用于源通信實體的計算機程序，包括軟件指令，當該程序由源通信實體執行時， 該軟件指令用于控制所述實體執行由源通信實體執行的根據權利要求1至3中任意一個的 方法的那些步驟。
10.一種用于目的通信實體的計算機程序，包括軟件指令，當該程序由目的通信實體執 行時，該軟件指令用于控制所述實體執行由目的通信實體執行的根據權利要求4的方法的 那些步驟。
全文摘要
本發明涉及一種用于對由原始通信實體(EC1)向目的通信實體(EC2)傳輸的數據信號進行預均衡的方法，所述原始通信實體(EC1)包括原始天線(A11，……A1M1)的集合，所述目的通信實體(EC2)包括目的天線(A21，……A2M2)的集合，其中，所述方法包括由原始天線集合的基準天線(A1ref)接收由目的天線(A2j)在第一傳播信道上傳輸的第一脈沖的步驟；由基準天線接收表現了第二脈沖連續穿越原始天線(A1i)和目的天線之間的第二傳播信道、和第一傳播信道的組合脈沖響應的步驟；對組合脈沖響應進行時間返回的步驟；對時間返回的組合脈沖響應和表現了所述第一脈沖在所述第一傳播信道上穿越的脈沖響應進行組合的步驟，針對目的天線集合的至少一部分和原始天線集合的至少一部分來重復上述步驟；以及根據脈沖響應的組合的集合來確定數據信號的預均衡系數的步驟。
文檔編號H04L1/06GK101904144SQ200880122182
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月19日 優先權日2007年12月21日
發明者讓-瑪麗·喬弗里, 迪恩·T·潘胡伊 申請人:法國電信公司