[发明专利]用于硬限信号的信道估计与均衡

说明书

技术领域

一般地说，本发明涉及用于均衡通过无线通信链路发射的接收信号的方法和设备，更具体地说，涉及用于从具有硬限(hard-limiting)前端的接收机中的接收信号的相位信息产生信道估计的方法和设备。

背景技术

蜂窝通信系统中的很多高性能无线接收机具有能够向基带信号处理单元提供接收信号的幅度信息和相位信息的线性接收机前端。对于这种接收机，通常需要自动增益控制(AGC)单元将衰落信号带入接收机的线性操作范围中。需要AGC不仅增加设计工作，还增加接收机的总成本和功耗。

硬限(幅)接收机以尺寸小、成本低以及能效高而为人所知。对于这类接收机，由于信号幅度的动态范围在前端中受到限制，所以无需AGC。因此，硬件成本和功耗与线性接收机相比能够显著减少。硬限接收机前端尤其适合于无线技术的应用，例如分布式传感器网络、蓝牙以及超宽带(UWB)系统，其中重量轻、成本低以及功耗低对无线节点而言极端重要。然而，由于硬限接收机向基带信号处理器仅能提供接收信号的可靠的相位信息，所以通常线性接收机的性能显著优于硬限接收机。它们较差性能的一个主要因素是缺乏精确的信道估计，难于仅从接收信号中的相位信息导出精确的信道估计。

发明内容

本发明涉及用于从接收信号的相位样本产生精确的信道估计的方法和设备，其中所述接收信号已被硬限。根据一个示范实施例，信道估计器基于接收信号的相位样本和先前的信道估计计算接收信号的幅度估计。幅度估计可包括在给定相位样本和先前的信道估计时的幅度期望值。信道估计器然后基于幅度估计和相位样本计算修正的信道估计。

一个示范实施例包括用于从接收信号的相位样本迭代计算幅度估计的方法和设备。在每次迭代期间，信道估计器从接收的相位样本和先前的信道估计计算幅度估计。然后将幅度估计与相位样本结合以重建用来计算修正的信道估计的接收信号的估计。重复迭代过程直到满足预定的停止判据并且输出在最终迭代中导出的信道估计。

附图说明

图1示出根据本发明的一个实施例的示范接收机。

图2示出根据第一实施例的用于计算信道估计的示范方法。

图3示出根据第一实施例的用于产生信道估计的示范信道估计处理器。

图4示出根据第二实施例的用于计算信道估计的示范方法。

图5示出根据第二实施例的用于产生信道估计的示范信道估计处理器。

具体实施方式

现在参照附图，图1示出根据本发明的一个实施例的示范无线接收机10。无线接收机10包括接收机前端12和基带处理器14。接收机前端12放大、滤波、下变频以及数字化包含发射信息的接收信号，而基带处理器14处理数字化的基带信号以提取发射信息。在优选的实施例中，接收机前端12包括限制接收信号的幅度的硬限前端。因为接收信号的幅度被硬限，所以在接收机前端12中无需自动增益控制(AGC)电路来调整接收机前端12的动态范围。基带处理器14包括用于均衡接收信号的均衡器16以及用于为均衡器16产生信道估计的信道处理器18。均衡器16可包括例如由Sirikiat Ariyavisitakul描述的常规的最大似然序列估计(MLSE)均衡器(“Equalization of a hard-limited slowly-fading multipath signal using a phase equalizer with time-reversal structure”，IEEE Journal on Selected Areas in Communication，Vol.10，pp.589-598，April 1992)。MLSE均衡器16使用由信道处理器18提供的信道估计来产生发射符号的估计。信道处理器18从包含在接收信号中的已知的训练序列产生信道响应的估计。因为幅度信息无法获得，所以信道处理器18必须仅基于接收信号中的相位信息产生精确的信道估计。基带处理器14可包括与要求保护的本发明无关的其他元件，例如跟随在均衡器后面对发射符号进行解码的解码器20。

无硬限(即，相位分量和幅度分量都可获得)的接收信号r(n)可建模为：