一种数据均衡方法和均衡器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种数据均衡方法和均衡器，该方法包括：获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计；根据所述频域码片数据和所述频域SCH估计得到消除SCH后的频域码片数据；对消除SCH后的频域码片数据进行数据均衡处理后输出。在数据均衡前不需要再执行时域转换，减少了计算复杂度和处理试验，降低了UE的功耗。
【专利说明】
一种数据均衡方法和均衡器
技术领域
[0001]本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种码片级的数据均衡方法和均衡器。
【背景技术】
[0002]演进的高速下行分组接入(High-SpeedDownlink Packet Access+，HSDPA+)已被用于增强现有宽带码分多址(Wideband Code Divis1n Multiple Access，WCDMA)系统，为移动用户提供更高的数据速率，为了确保下行速率达到42Mbps，HSDPA/HSDPA+系统采用了三个主要特性:自适应调制和编码(Adaptive Modulat1n and Coding, AMC)、自动混合重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request，HARQ)和快速调度。典型的WCDMA接收机通常使用RAKE架构，由于RAKE接收机在减少多址干扰(Multiple Access Interference,MAI)和/或链路间干扰(Inter-Path Interference，IPI)方面不是太好，当系统中移动用户的数量增加时或在非视距条件时，RAKE接收机的性能必然会恶化。相反地，在HSDPA系统中，码片均衡器能够以复杂性为代价来实现减少MAI和IPI，同时能够成为RAKE接收机的可选解决方案。
[0003]在3GPP TS25.101中定义的高级接收机按下列特征分类:
[0004]Typel:接收分集(RX diversity)
[0005]Type2:线性最小均方误差(Linear Minimum Mean Square Error, LMMSE)码片级均衡器(chip-level equalizer，EQ)
[0006]Type3:RX diversity+LMMSE EQ
[0007]Type3I:RX diversity+考虑干扰的 EQ
[0008]现有的针对WCDMA下行链路线性接收机，近似最小均方误(MMSE)均衡器是个较佳的可选方案。相对于传统的RAKE接收器和迫零均衡器，MMSE码片级均衡器提高了性能，但缺点是由于矩阵转置带来的较高的计算复杂度。
[0009]HSDPA+具有为分组数据服务提供高数据速率的特点，为了在HSDPA+系统中获得较高的数据速率，高阶调制方式被采用，比如64QAM。较高的调制模式对来自同步信道SCH的干扰更敏感，这是因为SCH不是正交数据编码，SCH比高速物理下行共享信道HS-PDSCH单码片功率大。为了较少SCH干扰增强吞吐量，有必要在数据均衡阶段能够消除SCH干扰。
[0010]如图1所示为基于时域的SCH干扰消除实现原理。从图1中可以看出，时域信道估计与SCH序列发生器产生的信号进行卷积计算后，得到接收的SCH估计；在时域中，根据接收的SCH估计对接收的码片数据进行干扰消除，得到接收的消除SCH后的码片数据；然后再进行傅里叶变换(FFT)得到频域的接收的消除SCH后的码片数据，与时域信道估计FFT变换后的频域信道估计进行均衡处理，得到均衡器的输出数据。
[0011]上述基于时域的SCH干扰消除，由于SCH干扰消除在时域实现，则数据均衡不得不等SCH消除在时域完成，然后才能开始实现频域数据均衡，因此，基于时域的SCH消除将导致均衡过程的等待时间增大以及复杂性更高。
[0012]因此，需要一种新型的执行码片级数据均衡的方法，不仅能够抑制MAI，而且恢复编码的正交性，减少IPI，而且不以复杂性为代价也不会导致等待时间增大。
【发明内容】
[0013]有鉴于此，本发明的一个目的是提供一种数据均衡方法和均衡器，用以解决现有技术中存在的数据均衡过程中，为了抑制MAI和IPI而导致等待时间长，处理过程复杂性高的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
[0014]本发明实施例提供一种数据均衡方法，包括:
[0015]获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计；
[0016]根据所述频域码片数据和所述频域SCH估计得到消除SCH后的频域码片数据；
[0017]对消除SCH后的频域码片数据进行数据均衡处理后输出。
[0018]在一些可选的实施例中，所述获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计，具体包括:
[0019]将接收到的码片数据变换为频域码片数据；
[0020]将产生的SCH信号转换为频域SCH信号，时域信道估计变换为频域信道估计，根据所述频域SCH信号和所述频域信道估计得到所述频域SCH估计。
[0021 ] 在一些可选的实施例中，所述根据所述频域SCH信号和所述频域信道估计得到接收的频域SCH估计，具体包括:
[0022]将所述频域SCH信号和所述频域信道估计相乘，得到所述频域SCH估计。
[0023]在一些可选的实施例中，
[0024]对接收到的码片数据进行快速傅里叶变换FFT，得到频域码片数据；
[0025]对产生的SCH信号进行快速傅里叶变换FFT，得到频域SCH信号；
[0026]对时域信道估计进行快速傅里叶变换FFT，得到频域信道估计。
[0027]在一些可选的实施例中，根据所述频域码片数据和所述频域SCH估计得到消除SCH后的频域码片数据，具体包括:
[0028]将所述频域码片数据和所述频域SCH估计相减，得到消除SCH后的频域码片数据；或
[0029]将所述频域码片数据和取反后的所述频域SCH估计相加，得到消除SCH后的频域码片数据。
[0030]在一些可选的实施例中，对消除SCH后的频域码片数据进行数据均衡处理后输出，具体包括:
[0031]以消除SCH后的频域码片数据作为一个输入数据，频域信道估计作为另一个输入数据，进行数据均衡处理，将处理后的频域码片数据输出。
[0032]本发明还提供一种均衡器，包括:
[0033]信号获取模块，用于获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计；
[0034]干扰消除模块，用于根据所述频域码片数据和所述频域SCH估计得到消除SCH后的频域码片数据；
[0035]均衡处理模块，用于对消除SCH后的频域码片数据进行数据均衡处理后输出。
[0036]在一些可选的实施例中，所述信号获取模块，具体用于:
[0037]将接收到的码片数据变换为频域码片数据；
[0038]将产生的SCH信号转换为频域SCH信号，时域信道估计变换为频域信道估计，根据所述频域SCH信号和所述频域信道估计得到所述频域SCH估计。
[0039]在一些可选的实施例中，所述信号获取模块，具体用于:
[0040]将所述频域SCH信号和所述频域信道估计相乘，得到所述频域SCH估计。
[0041]在一些可选的实施例中，所述信号获取模块，具体用于:
[0042]对接收到的码片数据进行快速傅里叶变换FFT，得到频域码片数据；
[0043]对产生的SCH信号进行快速傅里叶变换FFT，得到频域SCH信号；
[0044]对时域信道估计进行快速傅里叶变换FFT，得到频域信道估计。
[0045]在一些可选的实施例中，所述干扰消除模块，具体用于:
[0046]将所述频域码片数据和所述频域SCH估计相减，得到消除SCH后的频域码片数据；或
[0047]将所述频域码片数据和取反后的所述频域SCH估计相加，得到消除SCH后的频域码片数据。
[0048]在一些可选的实施例中，所述均衡处理模块，具体用于:
[0049]以消除SCH后的频域码片数据作为一个输入数据，频域信道估计作为另一个输入数据，进行数据均衡处理，将处理后的频域码片数据输出。
[0050]本发明实施例提供的数据均衡方法和均衡器，获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计，根据所述频域码片数据和所述频域SCH估计得到消除SCH后的频域码片数据，进行数据均衡处理后输出。该方法在频域中实现SCH干扰消除，在数据均衡前不需要再执行时域转换，减少了计算复杂度和处理试验，降低了 UE的功耗。且在数据均衡过程中消除干扰时，能够实现抑制MA1、减少IPI，且不增加等待时间，也不以复杂性为代价，实现简单方便。
[0051]为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。
[0052]说曰月书附图
[0053]图1是现有技术中基于时域的SCH干扰消除实现原理示意图；
[0054]图2是本发明实施例中数据均衡方法的流程图；
[0055]图3是本发明实施例中数据均衡方法的实现原理示意图；
[0056]图4是本发明实施例中均衡器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0057]以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。
[0058]为了解决现有技术在均衡过程中的等待时间增大以及复杂性问题，本发明实施例提供一种新的码片级的数据均衡方法，在执行码片级的数据均衡之前，基于频域实现同步信道的干扰消除，从而降低等待时间，且不增加复杂性。
[0059]本发明实施例提供的数据均衡方法，其实现流程如图2所示，包括如下步骤:
[0060]步骤SlOl:获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计。
[0061]接收到码片数据后，将接收到的码片数据变换为频域码片数据。
[0062]产生一个SCH信号，将产生的SCH信号转换为频域SCH信号，生成一个时域信道估计，将时域信道估计变换为频域信道估计，根据频域SCH信号和频域信道估计得到频域SCH估计。
[0063]步骤S102:根据接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计，得到消除SCH后的频域码片数据。
[0064]可选的，可以将频域码片数据和频域SCH估计相减，得到消除SCH后的频域码片数据。
[0065]可选的，对频域SCH估计进行曲凡，将频域码片数据和取反后的频域SCH估计相加，得到消除SCH后的频域码片数据。
[0066]步骤S103:对消除SCH后的频域码片数据进行数据均衡处理后输出。
[0067]对频域码片数据进行数据均衡处理时，以消除SCH后的频域码片数据作为一个输入数据和频域信道估计作为另一个输入数据，进行数据均衡处理，将处理后的频域码片数据输出。
[0068]上述方法在频域中，从接收到的频域码片数据信号中减去SCH接收信号的估计值，得到频域的消除SCH后的频域码片数据，作为均衡处理的一个输入数据，频域信道估计作为均衡处理的另一输入数据，经过数据均衡处理后得到数据输出。
[0069]本发明实施例提供的数据均衡方法，其实现原理示意如图3所示。包括如下处理过程:
[0070]对接收到的码片数据进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformat1n,FFT)，得到频域码片数据。对产生的SCH信号进行快速傅里叶变换(FFT)，得到频域SCH信号。对时域信道估计进行快速傅里叶变换(FFT)，得到频域信道估计。从而实现将各个信号从时域变换到频域。
[0071 ] 其中，SCH信号可以通过SCH序列发生器产生。SCH序列发生器可以为单独一个模块，独立产生本地SCH序列，也可以从其他单元，如小区搜索单元输入产生SCH序列。
[0072]图3中用到了乘法器，将频域SCH信号和频域信道估计相乘，得到接收到的频域SCH估计。可选的，图3中的乘法器相乘也可以用比例缩放替换。
[0073]图3中用到了减法器，将接收的频域码片数据与接收的频域SCH估计相减，得到接收的消除SCH后的频域码片数据。可选的，图3中的减法器也可用加法器替换，只需在执行加法计算之前对接收的频域SCH估计进行取反即可。
[0074]基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种均衡器，其结构如图4所示，包括:信号获取模块401、干扰消除模块402和均衡处理模块403。
[0075]信号获取模块401，用于获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计。
[0076]干扰消除模块402，用于根据所述频域码片数据和所述频域SCH估计得到消除SCH后的频域码片数据。
[0077]均衡处理模块403，用于对消除SCH后的频域码片数据进行数据均衡处理后输出。
[0078]优选的，上述信号获取模块401，具体用于将接收到的码片数据变换为频域码片数据；将产生的SCH信号转换为频域SCH信号，时域信道估计变换为频域信道估计，根据频域SCH信号和频域信道估计得到频域SCH估计。
[0079]优选的，上述信号获取模块401，具体用于将频域SCH信号和频域信道估计相乘，得到频域SCH估计。
[0080]优选的，上述信号获取模块401，具体用于对接收到的码片数据进行快速傅里叶变换FFT，得到频域码片数据；对产生的SCH信号进行快速傅里叶变换FFT，得到频域SCH信号；对时域信道估计进行快速傅里叶变换FFT，得到频域信道估计。
[0081]优选的，上述干扰消除模块402，具体用于将频域码片数据和频域SCH估计相减，得到消除SCH后的频域码片数据；或将频域码片数据和取反后的频域SCH估计相加，得到消除SCH后的频域码片数据。
[0082]优选的，上述均衡处理模块403，具体用于以消除SCH后的频域码片数据作为一个输入数据，频域信道估计作为另一个输入数据，进行数据均衡处理，将处理后的频域码片数据输出。
[0083]本发明实施例提供的上述数据均衡方法和均衡器，与现有的时域SCH消除相比，为估计接收的SCH进行的时域卷积操作被频域卷积操作取代。这相当于将产生的SCH信号进行快速傅里叶变换(FFT)后与频域信道估计进行逐点相乘，这样相对时域操作处理时延可以忽略不计，且可以重用FFT操作减少卷积复杂性。
[0084]上述方法在数据均衡之前的SCH干扰消除不需要执行时域转换，由于执行时域转换的电路相比FFT需要大得多的计算量，因此该处理方式大大减少了计算量。由于频域信道估计信息可以应用到SCH干扰消除和频域码片级数据均衡中，因此可以重用FFT操作。由于SCH干扰消除和数据均衡同时存在，即连接SCH干扰消除和数据均衡，减少计算复杂度和处理时延，降低UE功耗。
[0085]上述方法加强了对接收的SCH的估计，这是因为时域执行对接收的SCH估计依赖由SCH序列变换来的信道估计时域信息的输出。当时域信道估计信息较大时(数据包含非常多的抽头)，变换的计算量将非常大，且现有方法中需要通过一个时域信道估计的基于时间的截断来降低计算量。而这样又会限制接收的SCH干扰消除估计的精度。
[0086]除非另外具体陈述，术语比如处理、计算、运算、确定、显示等等可以指一个或更多个处理或者计算系统、或类似设备的动作和/或过程，所述动作和/或过程将表示为处理系统的寄存器或存储器内的物理(如电子)量的数据操作和转换成为类似地表示为处理系统的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、发射或者显示设备内的物理量的其他数据。信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
[0087]应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
[0088]在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
[0089]本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
[0090]结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
[0091]对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
[0092]上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
【主权项】
1.一种数据均衡方法，其特征在于，包括: 获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计； 根据所述频域码片数据和所述频域SCH估计得到消除SCH后的频域码片数据； 对消除SCH后的频域码片数据进行数据均衡处理后输出。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计，具体包括: 将接收到的码片数据变换为频域码片数据； 将产生的SCH信号转换为频域SCH信号，时域信道估计变换为频域信道估计，根据所述频域SCH信号和所述频域信道估计得到所述频域SCH估计。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述频域SCH信号和所述频域信道估计得到接收的频域SCH估计，具体包括: 将所述频域SCH信号和所述频域信道估计相乘，得到所述频域SCH估计。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于， 对接收到的码片数据进行快速傅里叶变换FFT，得到频域码片数据； 对产生的SCH信号进行快速傅里叶变换FFT，得到频域SCH信号； 对时域信道估计进行快速傅里叶变换FFT，得到频域信道估计。5.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，根据所述频域码片数据和所述频域SCH估计得到消除SCH后的频域码片数据，具体包括: 将所述频域码片数据和所述频域SCH估计相减，得到消除SCH后的频域码片数据；或将所述频域码片数据和取反后的所述频域SCH估计相加，得到消除SCH后的频域码片数据。6.如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，对消除SCH后的频域码片数据进行数据均衡处理后输出，具体包括: 以消除SCH后的频域码片数据作为一个输入数据，频域信道估计作为另一个输入数据，进行数据均衡处理，将处理后的频域码片数据输出。7.一种均衡器，其特征在于，包括: 信号获取模块，用于获取接收到的频域码片数据和生成的频域SCH估计； 干扰消除模块，用于根据所述频域码片数据和所述频域SCH估计得到消除SCH后的频域码片数据； 均衡处理模块，用于对消除SCH后的频域码片数据进行数据均衡处理后输出。8.如权利要求7所述的均衡器，其特征在于，所述信号获取模块，具体用于: 将接收到的码片数据变换为频域码片数据； 将产生的SCH信号转换为频域SCH信号，时域信道估计变换为频域信道估计，根据所述频域SCH信号和所述频域信道估计得到所述频域SCH估计。9.如权利要求8所述的均衡器，其特征在于，所述信号获取模块，具体用于: 将所述频域SCH信号和所述频域信道估计相乘，得到所述频域SCH估计。10.如权利要求8所述的均衡器，其特征在于，所述信号获取模块，具体用于: 对接收到的码片数据进行快速傅里叶变换FFT，得到频域码片数据； 对产生的SCH信号进行快速傅里叶变换FFT，得到频域SCH信号； 对时域信道估计进行快速傅里叶变换FFT，得到频域信道估计。11.如权利要求7-10任一所述的均衡器，其特征在于，所述干扰消除模块，具体用于: 将所述频域码片数据和所述频域SCH估计相减，得到消除SCH后的频域码片数据；或 将所述频域码片数据和取反后的所述频域SCH估计相加，得到消除SCH后的频域码片数据。12.如权利要求7-10任一所述的均衡器，其特征在于，所述均衡处理模块，具体用于: 以消除SCH后的频域码片数据作为一个输入数据，频域信道估计作为另一个输入数据，进行数据均衡处理，将处理后的频域码片数据输出。
【文档编号】H04L25/02GK105827555SQ201510005303
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月4日
【发明人】鲍东山, 司宏伟, 肖伟, 姜冰, 张健
【申请人】上海新岸线电子技术有限公司