[发明专利]使用稀疏快速傅里叶变换和子频带式合并的低复杂度分集

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35USC 119(e)要求在2007年10月9日提交的美国临时申请号60/978,645的优先权，其整体内容经引用并入本文。本申请与在2007年10月18日提交的题为“Low Complexity Diversity Receiver”的美国专利申请号11/874,854相关，其整体内容经引用并入本文。

背景技术

传统的天线分集系统典型地针对系统中存在的每个天线使用一个接收器路径。图1中示出了具有三天线分集接收器路径的接收器100。接收器100被示为包括接收器路径120、140和160。每个接收器路径被示为包括：低噪声放大器、变频模块、一个或更多个滤波器、可变增益放大器，它们共同地形成模拟前端；以及基带处理器。例如，如图1中所示，接收器路径(可替选地被称为信道)120被示为包括模拟前端125和基带处理器165。模拟前端被示为包括低噪声放大器102，诸如混频器的变频模块104，一个或更多个滤波器106、108，以及可变增益放大器110。

如图2中所示，三天线分集接收器100被示为包括三个接收器，这些接收器耦合到它们的关联的基带处理器。在每个接收器路径(例如，接收器路径120)中，信号进入射频(RF)模拟前端(例如，125)，其中信号在被数字化为基带信号之前被放大、滤波和下变频。基带处理器165、175和185的输出信号CS_i(其中，i是从1到3变化的整数)按如下方式被合路器190合并：使用许多传统算法中的任何一种算法来使信号质量最优化，诸如，简单切换分集算法；或者最优合并算法，根据该算法，对来自每个分集信道的信号进行同相以及求和；或者干扰消除算法，根据该算法，以减小同信道干扰(CCI)的方式将信号合并。如已知的，CCI使期望信号的质量下降。诸如图1中所示的全分集接收器使得能够对分量信号进行单独地均衡。即，可以将依赖频率的相位和幅度应用在每个分集信号的频率分量上，随后通过合路器190合并这些信号。然而，这些分集系统对于系统中部署的每个天线都需要完全的接收器和基带信号路径。

Zhang，C.N.和Ling，C.C.在论文“Low-Complexity Antenna DiversityReceiver for Mobile Wireless Applications，”International Journal onWireless Personal Communications，pp.65-8中描述了关于低复杂度天线分集的技术。作者示出了如下可行性：使用前端模拟电路对分集天线信号进行合并以实现较之需要重复的信号路径和调制解调器的传统分集技术的显著分集增益。论文中描述的技术通过消除调制解调器中的一个调制解调器而提供了硬件节约。此外，由于每个天线接收同一期望信道，所以消除了对重复的本地振荡器的需要。同样地，可以共享信道选择滤波器、放大器和数据转换硬件。

均题为“Low Complexity Antenna Diversity”的在2007年10月18日提交的专利申请号11/874,854和在2006年10月19日提交的专利申请号60/862193公开了如图2中所示的在基带和解调器处理之前对分集信号进行合并的分集合并接收器，这两个申请的整体内容经引用并入本文。

使用最大比合并(MRC)技术或者简单同相技术对来自各种信道的信号进行合并。在传统的MRC技术中(其考虑每个信道的相位和信噪比)，将整个信号视为单个频带。在传统的单频带MRC中，如图2中所示，将每个天线接收的信号传递给关联的模拟前端AF_i组件，其中i是分集信道的索引。单频带MRC技术的一个优点在于，其在需要相对低的复杂度的同时实现了显著的分集增益。然而，当所接收的信号经过的无线信道具有频率选择性衰落(可以通过诸如6路径典型市区6(TU-6)的公知信道模型对其进行描述)时，传统的单频带MRC技术无法提供与传统分集接收器一样大的分集增益。例如，较之可以提供例如8dB的分集增益的传统的分集接收器，使用单频带MRC的两支路分集系统只能提供例如2.5dB的分集增益。传统的分集接收器使用两个完全的接收器，使单频带MRC的成本、功率和尺寸加倍。

发明内容