CN1245038C - 无线电通信设备和信道评估方法 - Google Patents
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Abstract
噪声发生部分产生白高斯噪声的噪声数据，噪声添加部分将接收数据与该噪声数据相加。信道评估部分利用从噪声添加部分输出的所加数据执行信道评估。当一在前信号的电平等于或低于噪声数据的电平时，信道评估部分不能检测该在前信号。因此，在一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平并且噪声电平更低于该在前信号的接收电平的情况下，可以利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，由此可以维持通信对方的接收特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于一通信终端设备和基站设备的无线电通信设备和信道评估方法，它们用于在数字移动通信系统中执行预均衡(pre-eqalization)处理。
背景技术
图1是示出一传统无线电通信设备结构的方框图。图1中所示的无线电通信设备10主要包括预均衡处理部分11、DA转换部分12、射频部分(radiosection)13、天线14、AD转换部分15和信道评估部分16。
在天线14处接收的信号在射频部分13处进行预定的射频处理，所得到的信号在AD转换部分15处转换成数字信号以输出给信道评估部分16。信道评估部分16评估接收时的信道状态，即关于该数字信号的多路径状态，并且把表示评估内容的信道信息输出给预均衡处理部分11。预均衡处理部分11利用该信道信息对发送数据执行随后描述的预均衡处理。该预均衡处理后的信号在DA转换部分12处转换为一模拟信号，该模拟信号在射频部分13处利用载频转换为射频信号，以便从天线14发射出去。
参照图2A至2C，下面将描述该传统无线电通信设备所执行的预均衡处理。假定所接收的多路径情况是这样一种情况，即，其中如图2A所示，在前信号21和延迟信号22共同存在。这种情况下，信道评估部分16评估在前信号21和延迟信号22，并且将表示评估内容的信道信息输出给预均衡处理部分11。预均衡处理部分11执行预均衡处理以使在一通信对方(partner)设备处的接收信号的多路径情况变成这样一种情况，即如图2B所示，其中在前信号21留下作为所需信号，而延迟信号22删除。另外，在图2B中，虚线表示删除的延迟信号。
通过如此对发送数据执行预均衡处理，通信对方设备不受接收时的多路径影响，由此无需执行预均衡处理，从而使得一具有简单功能的接收设备能够得到接收数据。
在该无线电通信中，如图2A所示，通常在前信号21的接收电平大于延迟信号22的接收电平。但是，如图2C所示，有时会发生这样一种情况，即，根据传播环境，在前信号23的接收电平极低于延迟信号24的接收电平。这种情况下，当对具有一较高接收电平的延迟信号24执行接收处理时，通信对方设备能够得到一较好的接收特性。
但是，在该传统的无线电通信设备中，信道评估部分总是执行信道评估以便在噪声电平低于一在前信号的接收电平时该在前信号是所需信号，由此预均衡处理部分执行预均衡处理，以便于甚至在图2C所示的情况下删除延迟信号。因此，出现了通信对方设备中接收特性恶化的情况。
本发明的概述
本发明的目的是提供一种无线电通信设备和信道评估方法，即使当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平并且噪声电平更低于该在前信号的接收电平时，这种设备和方法也能够改善通信对方设备的接收特性。
本发明通过以下手段实现以上目的：当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平时，执行例如将某种程度的噪声添加到接收信号的处理，以禁止评估该在前信号，并且利用具有一高接收电平的延迟信号作为所需信号执行预均衡处理。
附图的简要说明
根据对以下结合附图的如下描述的分析，将更充分地了解本发明的以上和其他目的和特征，其中以举例方式说明一实例，在这些附图中：
图1是示出一传统无线电通信设备结构的方框图；
图2A是该传统无线电通信设备中接收时间的延迟分布图(profilediagram)；
图2B是该传统无线电通信设备的通信对方接收时的延迟分布图；
图2C是该传统无线电通信设备中接收时的延迟分布图；
图3是示出根据本发明第一实施例的无线电通信设备结构的方框图；
图4A是根据本发明第一实施例的无线电通信设备中接收时的延迟分布示意图；
图4B是根据本发明第一实施例的无线电通信设备中评估时的延迟分布示意图；
图4C是根据本发明第一实施例的无线电通信设备的通信对方中接收时的延迟分布示意图；
图5是示出根据本发明第二实施例的无线电通信设备结构的方框图；
图6是示出根据本发明第三实施例的无线电通信设备结构的方框图；
图7是示出根据本发明第四实施例的无线电通信设备结构的方框图；
图8是示出根据本发明第五实施例的无线电通信设备结构的方框图；
图9是示出根据本发明第六实施例的无线电通信设备结构的方框图；
图10是示出根据本发明第七实施例的无线电通信设备结构的方框图；
图11是示出根据本发明第八实施例的无线电通信设备结构的方框图；
优选实施例的详细描述
以下将参照附图详细描述本发明的实施例。
(第一实施例)
图3是示出根据本发明第一实施例的无线电通信设备结构方框图。示于图3中的无线电通信设备100的一个特征是：某种程度的噪声(白高斯噪声)添加到一个接收的信号中(多路径噪声(multipath noise))，禁用具有的接收电平低于噪声电平的在前信号进行评估，以及利用具有一高接收电平的延迟信号作为所需信号执行预均衡。
无线电通信设备100主要包括预均衡处理部分101、DA转换部分102、射频部分103、天线104、AD转换部分105、噪声发生部分106、噪声添加部分107和信道评估部分108。
在天线104处接收的信号在射频部分103处受到预定的射频处理，由此所得到的信号在AD转换部分105处转换成数字信号，以输出给噪声添加部分107。噪声添加部分107把在AD转换部分105中转换的该数字信号和在噪声发生部分106中产生的噪声数据相加以输出给信道评估部分108。信道评估部分108根据噪声添加部分107输出信号评估一个信道，并且把信道信息输出给预均衡处理部分101。
这里，如图4A所示，假定在前信号201的接收电平小于所添加的噪声电平202。这种情况下，在信道评估部分108中，禁止对所接收的具有的电平小于噪声电平202的在前信号202进行评估，而仅评估延迟信号203。因此，预均衡处理部分1101利用延迟信号203作为所需信号执行预均衡处理。这种情况下，延迟信号203相对于在前信号201延迟时间t1，因此，在延迟时间t1之前发送该信号。
由此，对于一通信对方设备来说可以在一同步时间接收具有最高电平的信号。另外，如图4C所示，在通信对方设备中，在同步时间之前接收在前信号201，但是，信号201的电平与延迟信号203相比十分低，由此接收特性不恶化。
因此，根据第一实施例的无线电通信设备，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平并且等于或小于噪声电平时，利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，由此通信对方设备中的接收特性不恶化。
另外，当有多项接收数据时，每一项接收数据对应于噪声，由此可以得到如上所述相同的效利用。再有，可以使噪声发生部分106配备一作为噪声源的ROM，在该ROM中存储有噪声数据。
(第二实施例)
图5是示出根据本发明第二实施例的无线电通信设备结构的方框图。示于图5中的无线电通信设备300的一个特征是：与执行预均衡处理的通信对方执行通信的设备300减小发射输出，以便在一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平并且等于或小于噪声电平时，执行预均衡的通信对方中一在前信号的接收电平低于噪声电平。
无线电通信设备300主要包括发射控制部分301、射频部分302、天线303、接收电平测量部分304和发射电平计算部分305。在天线303处接收的信号在射频部分302中受到相干检测，以输出给接收电平测量部分304。
接收电平测量部分304测量一在前信号与一延迟信号的接收电平和噪声电平。另外，这种情况下，接收电平测量部分304提供一间隔，执行预均衡处理的通信对方在该间隔不执行预均衡处理，而且接收电平测量部分304测量该间隔期间接收到的在前信号与延迟信号的接收电平。
当在前信号的接收电平充分低于延迟信号的接收电平时，发射电平计算部分305计算发射电平以使在前信号的接收电平低于噪声电平。按这样一种方式，在执行预均衡处理的通信对方中，在前信号的电平低于噪声电平，只能检测延迟信号。
发射控制部分301控制与发射电平计算部分305中计算出的发射电平相对应发送数据的发射功率。从发射控制部分301中输出的发送数据在射频部分302中进行上变频(upconvert)，以便从天线303发射出去。
这样，根据第二实施例的无线电通信设备，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平时，由于该设备发送具有一发射电平的数据，这样在一通信对方中的在前信号的接收电平低于噪声电平，所以执行预均衡处理的通信对方无法检测延迟信号以外的信号。因此，通信对方利用延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，由此该无线电通信设备的接收特性不恶化。另外，由于无线电通信设备300减少了其发射输出，所以该设备能够相应于该减少而降低功耗。
此外，执行预均衡发射的通信对方可以配备有接收电平测量部分304和发射电平计算部分305，发射电平信息发送给一通信对方设备，而且通信对方设备发送具有与该发射电平信息相对应电平的发送数据。
(第三实施例)
图6是示出根据本发明第三实施例的无线电通信设备结构的方框图。图6中示出的无线电通信设备400的一个特征是：接低分辨率对接收信号执行采样。另外，在图6中示出的无线电通信设备400中，与图3中示出的无线电通信设备100相同的结构部分标注有与图3中标号相同的标号，从而省略其描述。
图6中示出的无线电通信设备400与图3中示出的无线电通信设备100不同之处在于：去除了噪声发生部分106和噪声添加部分107，并且利用具有低分辨率的AD转换部分401代替AD转换部分105。
对从无线电部分103输出的接收信号在AD转换部分401中以低密度比特(bit)进行采样，由此该接收信号转换成数字信号。以低密度比特执行采样以使最小分辨率的电平(level of minimum resolution)等于噪声电平。
通过如此执行采样，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平时，可以使在前信号的接收电平等于或低于噪声电平。
这样，当信道评估部分108利用AD转换部分401中转换的接收数据执行信道评估时，只评估该延迟信号，而预均衡处理部分101利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理。
因此，根据第三实施例的无线电通信设备，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平且等于或低于噪声电平时，利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，由此通信对方设备中的接收特性不恶化。另外，由于AD转换部分401以低分辨率执行采样，所以可以相应于减小的分辨率降低功耗。
(第四实施例)
图7是示出根据本发明第四实施例的无线电通信设备结构的方框图。图7中示出的无线电通信设备500的一个特征是：按一高分辨率对接收信号进行采样，并且该接收信号受到算术右移，在具有一低分辨率的接收信号上执行采样，以及由此仅对延迟信号执行均衡(equalization)。另外，在图7中示出的无线电通信设备500中，与图6中示出的无线电通信设备400相同的结构部分标注有与图6中标号相同的标号，从而省略其描述。
图7中示出的无线电通信设备500与图6中示出的无线电通信设备400不同之处在于：利用具有高分辨率的AD转换部分501代替具有低分辨率的AD转换部分401，另外还设置算术移位部分502。
从射频部分103输出的接收信号在AD转换部分501中按高密度比特进行采样，由此该接收信号转换成数字信号。通过这种转换得到的高分辨率接收数据在算术移位部分502中受到算术右移处理，以输出给信道评估部分108。
算术右移处理是用于将数据移至上比特侧，并且摈弃对应于该移位的较低比特。根据此处理，放弃数据的高分辨率部分，由此以与第三实施例中所述相类似的方式执行低分辨率AD转换，使得在该移位之后的一最小分辨率的电平等于噪声电平。
通过如此执行算术右移处理，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平时，可以使在前信号的接收电平等于或低于噪声电平。
按这样一种方式，当信道评估部分108利用算术移位部分502中受到算术右移处理的接收数据执行信道评估时，只评估该延迟信号，而预均衡处理部分101利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理。
因此，根据第四实施例的无线电通信设备，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平且等于或低于噪声电平时，利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，由此使通信对方设备中的接收特性不恶化。
(第五实施例)
图8是示出根据本发明第五实施例的无线电通信设备结构的方框图。图8所示无线电通信设备600的一个特征是，对要输入给一AD转换部分的信号进行控制，以便在该AD转换部分中在一低分辨率的范围内对接收信号执行采样。另外，在图8所示的无线电通信设备600中，与图6示出的无线电通信设备400相同的结构部分标注有与图6中标号相同的标号，从而省略其描述。
图8中示出的无线电通信设备600与图6中示出的无线电通信设备400不同之处在于：利用AD转换部分601代替具有低分辨率的AD转换部分401，另外还设置AD输出电平测量部分602和可变增益放大器603。
可变放大器603基于从AD输出电平测量部分602输出的增益信息按增益调节放大的接收信号，以使其输出电平变为一预定值。所调整和放大的接收信号输出给AD转换部分601。
AD输出电平测量部分602测量AD转换部分601的输出，并且基于测量结果产生增益信息。这里，部分602产生增益信息以使AD转换部分601的输出的最小分辨率的电平等于噪声电平。
通过如此执行增益调节，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平时，可以使在前信号的接收电平等于或低于噪声电平。
按这样一种方式，当信道评估部分108利用可变放大器603中受到增益调节然后从AD转换部分601中输出的接收数据执行信道评估时，只评估该延迟信号，而预均衡处理部分101利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理。
因此，根据第五实施例的无线电通信设备，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平且等于或低于噪声电平时，利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，由此使通信对方设备中的接收特性不恶化。
(第六实施例)
图9示出根据本发明第六实施例的无线电通信设备结构的方框图。图9所示无线电通信设备700的一个特征是，采利用具有不良噪声指数(poornoise index)的放大器以便增大接收信号上增加的噪声电平。另外，在图9所示的无线电通信设备700中，与图6示出的无线电通信设备400相同的结构部分标注有与图6中标号相同的标号，从而省略其描述。
图9示出的无线电通信设备700与图6中示出的无线电通信设备400不同之处在于：利用AD转换部分701代替具有低分辨率的AD转换部分401，另外还设置具有很低噪声指数的放大器702。
从射频部分103中输出的接收信号在有很低噪声指数的放大器702中进行放大，所得到的信号在AD转换部分701中转换为数字信号以输出给信道评估部分108。通过利用具有不良噪声指数的放大器702放大接收信号，其接收电平低的在前信号隐埋在噪声中，由此信道评估部分108只评估一延迟信号，而预均衡处理部分101利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理。
因此，根据第六实施例的无线电通信设备，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平且等于或低于噪声电平时，利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，由此通信对方设备中的接收特性不恶化。
(第七实施例)
图10示出根据本发明第七实施例的无线电通信设备结构的方框图。图10所示无线电通信设备800的一个特征是，把一种具有大评估误差的算法利用作信道评估部分的算法。另外，在图10所示的无线电通信设备800中，与图6示出的无线电通信设备400相同的结构部分标注有与图6中标号相同的标号，从而省略其描述。
图10示出的无线电通信设备800与图6中示出的无线电通信设备400不同之处在于：利用AD转换部分801代替具有低分辨率的AD转换部分401，而且利用具有大评估误差的信道评估部分802代替信道评估部分108。
从射频部分103中输出的接收信号在AD转换部分801中转换为数字信号，所得到的信号输出给信道评估部分802。信道评估部分802采利用一种具有大评估误差的算法例如LMS算法。由于这种具有大评估误差的算法比具有小评估误差的算法计算量小，所以不评估具有低电平如噪声电平的信号，而一误差电平在某种程度上保持在信道评估值。当该误差电平大于一在前信号的接收电平时，该在前信号的信道信息等于该保持的误差，由此信道评估部分802只评估一延迟信号，而预均衡处理部分101利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理。
因此，根据第七实施例的无线电通信设备，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平且等于或低于噪声电平时，利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，由此通信对方设备中的接收特性不恶化。另外，由于采利用了具有小计算量的算法，所以可以减小信道评估部分中信道评估的计算量。
(第八实施例)
图11示出根据本发明第八实施例的无线电通信设备结构的方框图。图11所示无线电通信设备900的一个特征是，信道评估部分的算法受内部计算精度的限制，从而有意使评估误差增大。另外，在图11所示的无线电通信设备900中，与图6示出的无线电通信设备400相同的结构部分标注有与图6中标号相同的标号，从而省略其描述。
图11示出的无线电通信设备900与图6中示出的无线电通信设备400不同之处在于：利用AD转换部分901代替具有低分辨率的AD转换部分401，并且利用具有有限内部计算精度的信道评估部分902代替信道评估部分108。
从射频部分103中输出的接收信号在AD转换部分901中转换为数字信号，所得到的信号输出给信道评估部分902。信道评估部分902按有限内部计算精度执行计算，由此即使当采利用具有小评估误差的算法如RLS算法时，限制内部计算精度，并且在某种程度上保持信道评估值的误差电平。当该误差电平大于一在前信号的接收电平时，该在前信号的信道信息等于该保持的误差，由此信道评估部分902只评估一延迟信号，而预均衡处理部分101利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理。
因此，根据第八实施例的无线电通信设备，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平且等于或低于噪声电平时，利用该延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，由此通信对方设备中的接收特性不恶化。另外，相应于内部计算精度的限制，可以减小信道评估部分中信道评估的计算量。
另外，在上述的每一个实施例中，通过硬件构建信道评估部分，这使电路规模减小，由此能够实现小型化并且降低能耗。
如上所述，根据本发明，当一在前信号的接收电平极低于一延迟信号的接收电平且噪声电平更低于该在前信号的接收电平时，可以利用一延迟信号作为所需信号执行预均衡处理，因此可以维持一通信对方中的接收特性。
本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以作各种变换与修改。
本申请基于2000年8月30日申请的第2000-260883号日本专利中请案，其整个内容在此特别引入以作参考。
Claims (11)
1.一种无线电通信设备，包括：
发生装置，用于产生白高斯噪声的噪声数据；
添加装置，用于将接收数据与所述噪声数据相加；
信道评估装置，用于利用具有添加所述噪声数据的接收数据执行多路径状态的评估；和
预均衡处理装置，用于基于所述信道评估装置评估的多路径状态对发送数据执行预均衡处理。
2.一种无线电通信设备，包括：
接收电平测量装置，用于测量一在前信号的接收电平、一延迟信号的接收电平和噪声电平；
发射电平计算设备，用于当接收信号中该在前信号的电平充分低于该延迟信号的电平时，计算发射电平以使该在前信号的电平等于或低于无线电装置的噪声电平；和
发射控制装置，用于控制发送数据的发射功率使其成为该发射电平。
3.一种无线电通信设备，包括：
AD转换装置，用于以低密度比特对接收信号执行采样；
信道评估装置，用于利用所述AD转换装置中经数字化的接收数据执行多路径状态的评估；和
预均衡处理装置，用于基于所述信道评估装置评估的多路径状态对发送数据执行预均衡处理。
4.一种无线电通信设备，包括：
AD转换装置，用于以高密度比特对接收信号执行采样；
算术移位装置，用于将在所述AD转换装置中经数字化的接收数据移位至上比特侧，并且舍弃相应于该移位的数据；
信道评估装置，用于利用在所述算术移位装置中获得的接收数据执行多路径状态的评估；和
预均衡处理装置，用于基于所述信道评估装置评估的多路径状态对发送数据执行预均衡处理。
5.一种无线电通信设备，包括：
放大装置，具有自动增益控制功能，用于放大接收信号；
AD转换装置，用于将在所述放大装置中放大的接收信号转换为数字信号；
控制装置，用于在所述放大装置中控制增益，以使所述数字化的接收数据其最小分辨率的电平等于或低于噪声电平；
信道评估装置，用于利用该接收数据执行多路径状态的评估；和
预均衡处理装置，用于基于在所述信道评估装置评估的多路径状态对发送数据执行预均衡处理。
6.一种无线电通信设备，包括：
放大装置，具有不良噪声指数，用于放大接收信号；
AD转换装置，用于将在所述放大装置中放大的接收信号转换为数字信号；
信道评估装置，用于利用所述数字化的接收数据执行多路径状态的评估；和
预均衡处理装置，用于基于在所述信道评估装置评估的多路径状态对发送数据执行预均衡处理。
7.一种无线电通信设备，包括：
信道评估装置，用于利用一具有低精度的算法作为执行信道评估的算法执行多路径状态的评估；和
预均衡处理装置，用于基于在所述信道评估装置评估的多路径状态对发送数据执行预均衡处理。
8.一种无线电通信设备，包括：
信道评估装置，用于在限制执行信道评估的算法的计算精度时执行多路径状态的评估；和
预均衡处理装置，用于基于在所述信道评估装置评估的多路径状态对发送数据执行预均衡处理。
9.一种信道评估方法，包括：
产生白高斯噪声的噪声数据的步骤；
将接收数据与该噪声数据相加的步骤；和
利用具有添加所述噪声数据的接收数据执行多路径状态的评估的步骤。
10.一种预均衡处理方法，包括：
根据权利要求9的信道评估方法执行多路径状态的评估的步骤；和
基于利用所述信道评估方法评估的多路径状态对发送数据执行预均衡处理的步骤。
14.一种发射方法，包括：
检测一在前信号的接收电平、一延迟信号的接收电平和噪声电平的步骤；
当接收信号中一在前信号的电平充分低于一延迟信号的电平时，计算使得该在前信号的电平等于或低于该噪声电平的发射电平的步骤；和
以所述发射电平发送数据的步骤。
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