用于在接收器發送降噪的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】公開了用于在接收器發送降噪的方法和裝置。特別地，公開一種在相關聯的接收器減少發射器的噪聲的方法。在有源通道中的噪聲貢獻被識別并用于更新共享的噪聲消除濾波器。從無源通道排除信號加快濾波器的收斂到接近的最優解決方案。在多種通道共享過濾器減少了元件數量和功耗。
【專利說明】
用于在接收器發送降噪的方法和裝置
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請根據35U.S.C.§119(e)請求于2015年3月30提交的、標題為"METHOD OF AND APPARATUS FOR TRANSMIT NOISE REDUCTION AT A RECEIVER" 的美國臨時專利申請號62/ 136301的優先權權益，全部公開內容在此通過引用以其整體并入在本文中。
技術領域
[0003] 本公開涉及估算和減少從發射器向相關聯的接收器泄漏不必要的信號分量的影 響的方法和裝置。當在接收器處具有顯著信號強度的其它發射器的存在下，本公開的實施 例還提供相對良好的性能。
【背景技術】
[0004] 通信設備(諸如，移動電話、平板電腦、計算機等)也可以執行與遠程節點的無線通 信，用于與其交換信息。早期通信系統以時間多路復用的方式操作，以便如果發射器設備打 開，則其接收器是關閉的。這種方法簡化了發射器和接收器的設計，但是不能有效地利用帶 寬和/或數據吞吐量。更有效地使用帶寬和/或增加數據吞吐量的愿望已經導致無線電和數 據通信系統走向全雙工操作和多通道操作。結果，對于發射器和接收器對(通常被稱為收發 器），發射器可以同時與接收器傳送，尋求從物理遙控的發射器接收信號。發射器和接收器 可以由"雙工頻率"分離的不同頻率同時操作。這樣的系統被稱為頻分雙工(FDD)系統。可替 換地，在全雙工系統中，發射器和接收器可同時在相同或基本相同的頻率上工作。在這種情 況下，收發器的發射器的信號可以具有收發器的接收器的功率，它大于一個或多個遠程收 發器的所需信號或多個所需信號。
[0005] 已知的是，隔離器和過濾器(可任選地使用多個天線）可用于減少從收發器的發射 器到收發器的相關聯接收器的泄漏。然而，這些組件仍允許相當數量的功率出現在接收器 的射頻(RF)前端。這種泄漏可以包括由發射器發送的數據，以及發射器的噪聲。數據被限制 為稱為通道的限定頻帶。噪聲可以是寬帶和可泄漏到接收器正在尋求恢復數據的通道。發 射器功率放大器的寬頻帶噪聲可降低接收器的靈敏度。寬帶發射器噪聲也可泄漏到頻分雙 工系統中的接收器。
[0006] 即使在發射器應該名義上是"關"而接收器是"開"的系統中，"關"可指處于靜止狀 態，而不是完全掉電，并且因此殘留噪聲還會從發射器泄漏到接收器。

【發明內容】

[0007] 根據本公開的第一方面，提供一種減小發射器噪聲向與發射器相關聯的接收器的 泄漏的影響的方法。該方法包括:估計濾波器的濾波器系數，所述濾波器用于從發射器向接 收器注入所述信號的濾波版本，以便減少發射器噪聲對接收器的影響。為了做到這一點，該 方法包括:使用更新處理更新濾波器系數，其在逐個通道的基礎上加權通道上的噪聲。該過 濾器由多個通道共享。其上收發器的發射器激活的通道在更新處理中被給予更大的重要 性。
[0008] 這種加權可以允許識別并解決來自收發器的發射器的噪聲，而不使用由其他發射 器的信號不利受損地更新處理。這是相關的，因為從其他收發器的不想要的信號可以顯示 為在接收器的噪聲并可降解適應過程。
[0009] 根據本公開內容的第二方面，提供適合于執行根據本發明的第一方面的方法的降 噪裝置。該方法可以在面對干擾信號時給予裝置魯棒性，例如從接收器的其它發射器或收 發器到達的不想要的信號。還提供了包括所述減噪裝置的收發器。
【附圖說明】
[0010] 現在將通過非限制性示例的方式描述按照本公開的教導的方法和裝置的實施例， 其中：
[0011] 圖1是可用于電信系統的收發器的框圖；
[0012] 圖2是根據本公開的實施例的收發器的框圖；
[0013] 圖3是圖2的收發器的接收器的RF前端的信號的功率與頻率圖的表示；
[0014]圖4a和4b示出阻斷器如何可在收發器迅速出現和消失；
[0015] 圖5更詳細地示出根據本公開的實施例的圖2的發射器噪聲消除系統的組件；
[0016] 圖6示意性示出根據本公開的實施例的圖5的通道濾波塊的硬件實現；
[0017] 圖7示意性示出根據本公開內容的實施例的圖5的相關引擎所采取的處理操作；
[0018] 圖8示意性地示出矩陣和矢量構建引擎為每個Q通道所采取的處理操作；
[0019] 圖9示意性示出處理操作以求和每個Q通道的調查的結果，以形成用于修改信號注 入濾波器的濾波器系數的數據；
[0020] 圖10是用于修改復數FIR濾波器的系數的矩陣更新處理的等式；
[0021] 圖11示意性地示出施加到多個收發器的有效通道的更新序列；
[0022] 圖12a和12b分別表示在單一阻斷器的存在下，接收器的輸出的功率譜密度和對于 已知適應系統給和根據本發明教導的自適應系統的過濾器頻率響應；
[0023]圖13a和13b示出對于多個通道適配的圖12的相似圖；
[0024]圖14示出其中當允許它提供數據到適配引擎時可以對于每個通道作出決定的修 正；
[0025]圖15示出獨立于DDC的發送器噪聲消除發動機的實施方式(數字下變頻器）；
[0026] 圖16示出在與所述接收器相關聯的DDC的進一步實施方式;和
[0027] 圖17示出用于多個發射器系統的實施例【具體實施方式】的詳細描述。
【具體實施方式】
[0028] 某些實施例的以下詳細描述中提出了具體實施例的各種描述。然而，在此描述的 創新可以體現在多種不同的方式，例如如權利要求書所定義和涵蓋的。在此描述中，參考了 附圖，其中類似的附圖標記可以指示相同或功能相似的元件。應該理解，圖中所示的元件不 一定按比例繪制。此外，應該理解，某些實施例可以包括比示出的繪圖和/或在附圖中示出 的元件的子集更多的元件。此外，一些實施例可以結合來自兩個或多個附圖的特征的任何 合適的組合。
[0029] 普遍愿望就是要向著增加收發器的集成水平發展。因此，越來越多的功能正提供 在減少數量的集成電路內。其中該成本壓力是明顯的系統的示例是移動通信系統，用于連 接到移動數據和語音基礎設施。這種設備的例子是移動電話，但其它設備(諸如，數據調制 解調器，智能儀表，平板電腦，僅舉幾個應用)也參與這樣的網絡。
[0030] 作為背景，現在將描述包括低中頻(IF)或直接轉換接收器的收發器。然而，這里所 描述的教導不限于這種接收器結構，并且可以被應用于任何其它合適的接收器架構。
[0031] 圖1示意示出收發器，它包括發射器部分1和接收器部分10。發射器部分1包括數字 前端(DFE)2,其例如從調制解調器、鍵盤、觸摸屏或麥克風等接收數據，數字化數據，并例如 使用電信領域技術人員已知的擴展碼進行編碼數據。來自數字前端的數字數據然后由與數 字前端相關聯或包含在其中的數模轉換器轉換到模擬域，并傳送到包括正交混頻器3和本 地振蕩器4的上變頻器。被送到循環器7之前，上變頻數據隨后受到放大器5和功率放大器6 的增益，它引導RF信號向著天線8用于傳輸。
[0032] 由于收發器可以在雙工模式下操作，接收器可同時與發射器操作。在使用中，在天 線8接收的信號通過環行器7被導向RF前端12。來自RF前端的輸出12通過到帶通濾波器14以 移除帶外噪聲信號，然后到解調器16。
[0033] RF前端12包括可變衰減器20和低噪聲放大器22。提供可變衰減器20是為了在強大 呼入信號的存在下停止低噪聲放大器22的輸入級被飽和，如可能是如果所述收發器是接近 在同一頻率范圍內操作的另一個收發器的情況下。如果低噪聲放大器22成為飽和，則接收 器將開始引入顯著失真到所接收的信號，這可降低并最終抑制有用信號的接收。經放大和 濾波的信號被提供給解調器16,其中輸入的RF信號在混頻器30通過混合它和本地振蕩器32 的信號而進行下變頻，其任選通過緩沖器34的方式提供到混頻器30的本機振蕩器輸入。本 地振蕩器32可以被設置為本地振蕩器頻率，使得所述輸入的信號下變頻為中間頻率，低中 頻或直接到基帶。這個過程是已知的，本領域技術人員中并不必進一步描述。
[0034]混頻器30的輸出被提供給放大器40并然后到可變增益放大器42,用于在低通濾波 器44之前進行放大，其目的是移除帶外噪聲。最后，經濾波的信號被提供給模數轉換器 (ADC)50,用于轉換到數字域。ADC50的輸出（它是表示正交解調器的I和Q通道的數字數據）， 然后被提供給隨后的處理電路，以便恢復所述碼擴展要數據，并以所需的格式處理和輸出 數據。
[0035]循環器7或其他形式的發射器到接收器的隔離(諸如，使用各天線）一般不提供發 射器部分1和接收器部分10的功率放大器6的輸出之間的完全隔離。結果，一些來自發射器 的發射功率可泄漏到接收器。從發射器到接收器的該泄漏信號可以被認為是包括兩部分。 第一部分可以是由發射器部分發送的信號。第二部分可是與發射器部分的放大器相關的噪 聲，特別是放大器5和功率放大器6。噪聲可以是寬頻帶，并且可以分布在接收器部分10的全 部接收頻帶。本公開內容提供用于減少來自發射器的噪聲的影響的技術。雙工模式可以是 頻分雙工模式，其中發送器和接收器同時但在不同頻率上操作，雖然頻率間隔可以很小。在 這樣的頻分雙工的方案中，在接收器從相關聯的發射器的"帶內"干擾應該只是發射器噪聲 和可能的互調產物。然而，該公開的教導也可以應用于至雙工系統，其中發送器和接收器同 時且以大致相同的頻率下工作。這樣的系統被稱為全雙工系統。在這樣的方案中，所發射的 信號也可以干擾所接收信號的接收。
[0036] 為了降低從發射器到收發器的相關聯接收器泄漏的影響，可以提供漏電補償電 路，如關于被圖2討論。為了圖解方便，接收器的某些部分已在圖2中被省略，諸如放大器40 和42,雖然也可以理解，在現實中，它們仍然可以在混頻器30和低通濾波器44之間。此外，假 設來自功率放大器的信號6將由組合的信令和隔離模塊9被引導到天線8,以及天線8的信號 將由濾波和隔離塊9被轉移到RF前端12。此外，過濾器和隔離塊9可起到限制從功率放大器6 的輸出直接到RF前端12的輸入的信號傳送，并且可以包括循環器。雖然濾波和隔離塊9已被 示為與單個天線8相關聯，這僅是為了圖解表示，以及單個或多個天線可以被提供。濾波和 隔離塊9可以是雙工器。
[0037] 由接收器接收的信號可以包括兩個部分。第一部分是從遠程發射器的想要信號， 而迄今所描述的接收器電路沒有關于該信號的其他形式的知識(除了其潛在頻率范圍）。在 接收器處接收的信號的第二部分可以是來自發射器的泄漏。由此可見，接收器可以通過使 用的觀測通道獲得副本而獲取來自傳感器的信號的充分認識。因此，抵消系統通常通過使 用耦合器60來分接在功率放大器6的部分信號。該信號然后在在某種程度上觀察通道中以 類似于施加到想要的信號的處理進行處理。因此，在圖2中，從耦合器60的信號是帶通濾波 由濾波器14a，類似于濾波器14,然后在混頻器30a中下變換，它類似于向混頻器30?；祛l器 30a的輸出由濾波器44a濾波，其基本上匹配濾波器44的特性，然后通過模數轉換器50a進行 數字化。模數轉換器50a的輸出（這是通過從發射器泄漏的組分的數字表示)然后提供到發 射噪聲消除系統70,其也稱為發送降噪系統，其重新設置所述注入的發射器信號的濾波版 本，以便從設置在接收器接收的想要信號中刪除泄漏發射器信號的影響。該系統已在歐洲 專利申請號2779473公開，在此通過引用將其整體并入，其中平行設置多個抵消系統，每一 個工作在相應的通道。如果取消是不完整的，則發射器噪聲減小，這仍然是益處。
[0038] 可期望的是能夠提供一種強大和靈活的系統，用于減少發射器泄漏的效果。該系 統應當主要或完全對系統設計師透明也可以是可取的。系統設計者有選擇是否直接在接收 器架構上實施泄漏減少系統也是可取的，由此在所謂的接收器的數字前端之后從接收器的 數字處理電路隔離，或者是能在接收數字前端內包括它。
[0039]為了正確地適應用于拒絕取消信號的濾波器，發射器噪聲消除系統70可比較 ADC50的輸入信號和由ADC50a提供給它的觀察到的發射器信號。這些信號然后可以彼此關 聯以確定用于過濾器的正確系數，例如有限脈沖響應(FIR)濾波器以重新注入校正信號。這 種形式的電路也可用于減少在接收器中的處理階段的非線性影響，例如，由于在接收器的 傳遞特性的二階項的二次諧波生成。
[0040]當適配系統依賴于比較公知的泄漏信號與包括泄漏信號部分的未知接收信號，它 的性能受到從附近通信設備產生的強大的"阻斷器"的信號的存在的不利影響。這些阻斷信 號可以是相對窄帶，但可表現為強大的帶寬有限的噪音。
[0041 ]該配置示意性示出在圖3中，其示出在圖2的接收器的RF輸入12的功率譜。輸入信 號被假定為已帶寬局限于在分別表示下部和較高工作頻率的頻率FL和FU之間延伸的接收 器的工作帶寬。從發射器的功率放大器6泄漏的噪聲通過可以在接收器的前端形成基本上 恒定的噪聲信號80。來自發射器的帶寬限制發送的數據信號表示為信號82,從該噪聲80脫 穎而出。接收器可以謀求接收指定為84的有用信號，其可以具有在接收器的接收功率，其顯 著少于發射器的泄漏，但它由于被在頻率上分離可由此區分。其它設備的其它信號86和88 可出現在接收器的輸入中的頻譜。噪聲80可以作為干擾或阻斷器，使接收有用信號84更加 困難。此噪聲的影響由發射噪聲消除系統70被減小。然而，信號86和88不相關于噪聲80,并 且從發送噪聲消除系統70的角度來看，信號86和88表示抑制降噪系統識別信號80的噪聲。 因此，利于去除由發射噪聲消除系統70執行的自適應處理干擾的信號86和88。
[0042] 發射噪聲消除系統70可相對頻繁運行，因為包括了阻斷器86和88的有效噪聲可以 迅速變化。為了把這置于背景下，考慮圖4a所示的情況和4b。在每種情況下，電信設備（諸 如，由第一個人102使用的移動電話100)正與遠程收發器通信，如(例如，智能電話）104。移 動電話100和基站104之間的雙工通信發生，通過雙頭劃線106所指示。使用移動電話110(例 如，智能電話)的第二個人108可以將數據發送到電信網絡的通道附近的基站104。當從移動 電話100的觀點出發觀察時，移動電話110的傳輸可以表現為阻斷器86和88中的一個。使用 者102和108可以位于非常靠近彼此，例如在車道的相對側。交通沿車行道進步(諸如，車輛 112)可以在用戶102和108之間簡單地通過。這種情況示于圖4b。在車輛112在用戶102和108 之間通過期間，從移動電話110中的阻塞信號被衰減或從視圖中移動電話100完全去除。然 而，根據車輛112相對于移動電話100運動的精確方向，車輛112還可以充當反射器，將一些 發射信號82返回到移動設備100,具有由于傳輸時間的延遲，以及可能的頻率偏移，由于多 普勒效應。一旦車輛112不再在用戶100和108之間，移動電話110重新出現作為顯著阻斷信 號。此外，如果車輛112內的乘客使用電話，則該乘客的設備可顯示為頻譜中其他位置的新 阻斷器。由此可以看出，在收發器的RF環境可以迅速改變。
[0043]圖5重復了圖2的圖，但更詳細并按照本公開的實施例示出發射噪聲消除系統70內 的組件和互連。圖示的發射噪聲消除系統70包括適配引擎120,其控制有限脈沖響應(FIR) 發射器噪聲消除濾波器122的濾波器特性。FIR發射器噪聲消除濾波器122接收ADC50a的輸 出，對其過濾以創建校正信號，然后提供校正信號到減法器124,它結合校正信號和接收器 中的ADC50的輸出，以進一步從接收到的信號中去除發送泄漏的影響。在這一點，信號是在 數字域中，所以FIR發射器噪聲消除濾波器122和減法器124可以在數字硬件來實現。
[0044] 如圖5所示，適配引擎120可被認為執行四個離散任務，即通道濾波塊130的通道濾 波，在相關引擎150相關，矩陣和矢量構建引擎160的矩陣生成操作，并且用矩陣求逆引擎 210的矩陣反轉操作，以計算和更新用于FIR發射器噪聲消除濾波器122的過濾器系數。有利 地，這些過程可以在專用硬件之間，以及在多用途計算單元運行的軟件(諸如，可編程數據 處理器或微控制器核心）分割。通道濾波和執行相關的處理操作可在專用硬件中以相對低 的成本經?；蚋浇B續進行。矩陣構建和矩陣轉換作為更新過程的一部分，可較不頻繁發 生，并因此，這些任務可以通過計算那些已經嵌入在接收器結構和/或所述數字前端內的資 源來經濟地處理，或者它可以被添加到專門用于這個任務的接收器架構。
[0045] 根據一個實施例，通道濾波塊130被更詳細示出在圖6。所示的通道濾波塊130從數 字減法器124的輸出接收接收器信號。其被提供給混頻器132 (例如，數字乘法器），其從數字 本地振蕩器134接收正弦曲線的數字表示。數字本地振蕩器134被順序地調諧到每個通道， 或每個有源通道，以選擇從該通道的數據，用于呈現到低通濾波器136。因此，數字本地振蕩 器134結合數字混頻器132和數字低通濾波器136用于執行可調諧帶通濾波器的功能。同樣 地，來自功率放大器的泄漏信號(作為以數字形式由觀察的ADC 50a的輸出）被提供給對應 于混頻器132的數字混頻器142,然后到數字濾波器146,其基本上相同于過濾器136。混頻器 142也被數字本地振蕩器134驅動。數字延遲148被插在觀察模數轉換器50a和混頻器142之 間的信號路徑中，以便補償通過發射器噪聲消除FIR濾波器122的延遲，使信號轉換成時間 對準。
[0046] 如果需要，數字本地振蕩器134可以用相對較低的分辨率來實現，而在限制中可有 效地輸出方波。數字乘法器132和134可以觀察盡可能多的必要的輸出的ADC輸出字，以便按 照系統設計者的需要適應濾波器122到足夠的精度。因而，乘法器132和142不一定接受全部 輸入字，可以分別對ADC 50和ADC 50a的最低有效位是盲的。然而，為了方便，將假定他們接 受來自ADC 50和50a的全部輸出字。乘法器132和142的輸出（其可以本身被截斷以限制該數 據寬度)被分別提供給濾波器136和146。過濾器136和146不直接在接收器輸出路徑中，因此 也不需要是高品質的過濾器。因此，他們可以在使用相對較短的濾波器在數字域中來實現。 此外，每個濾波器的通帶響應在圖示的應用中不是尤為關鍵的。該過濾器136和146的目的 是給予相對較好的阻帶性能，因此通帶性能可以制衡阻帶性能。每個濾波器136和146的主 要目的是拒絕關閉通道信號，并通過有源通道。此外，過濾器136和146得到很好的彼此匹配 也可以是可取的。在實踐中，當數字地實現時，濾波器136和146可以被很好地匹配。如果需 要，通過使用在圖6中以虛線輪廓示出的數字振蕩器和混頻器的進一步乘法，過濾器136和 146的輸出可以是頻率轉換為基帶。然而，在實踐中，這個階段實際上并不必須在專用硬件 執行，因為它可以被虛擬化到由配置特定的可執行指令的處理器實現的基于軟件的矩陣構 建階段。
[0047] 數字本地振蕩器134可被操作，使得它僅調諧到在收發器中目前活躍的通道?？商?代地，該數字本地振蕩器134可以通過自動運行順序通過所有可用的通道，如果希望簡化本 階段的硬件，而沒有必要與下游電路接口以知道哪些通道當前活躍。
[0048] 經過濾的輸出（在圖6中指定X和Y)，然后提供到關聯引擎150,其實施例更詳細地 示于圖7。相關性引擎150可包括緩沖器或存儲器，以便保持N個樣本。在硬件中，緩沖器可以 被實現為N級移位寄存器。可替代地，關聯引擎150可以分配緩沖和當一個接一個到達時處 理數字樣本序列。每個緩沖值或樣品可以被提供給多個乘法器和加法器，其經配置以形成 所需的自相關和互相關函數。硬件實現的乘法和累加(MAC)功能是本領域技術人員公知的， 在此不再說明。
[0049] 因此，如圖7中所示，緩沖器的值或傳入的數據流可被提供給一系列乘法器和加法 器，其經配置以形成自相關乘積ro至rm。
[0050]
[0051] 其中*表示復共輒
[0052] N表示在緩沖器中的樣本數
[0053] m表示FIR濾波器中抽頭/延遲級的數量。
[0054]類似地，互相關的乘積可以通過專用硬件來形成（或由被配置為執行存儲在非臨 時性計算機可讀存儲指令的處理器），其配置為處理所述N個采樣以計算互相關系數co至cm:
[0055]
[0056]
[0057]
[0058] 等等。
[0059] 關聯引擎150的輸出是自相關向量r和互相關矢量c，其中：
[0060] r=[r0,ri,r2. . .rm]
[0061 ] C = [ CO，Cl，C2 · · · Cm]
[0062] 如圖7所示，相關引擎150是響應于指令以處理N個指令，這里標記為0到N-l。
[0063] 圖8示意性地示出在矩陣和矢量生成引擎160的實施例中所進行的操作。
[0064] 如圖8所示，矩陣和向量生成引擎160接收自相關向量r和互相關矢量c。矩陣和矢 量生成引擎160可以對所接收的復數互相關向量操作，以在框162形成厄米特矩陣(也稱為 自伴隨矩陣），其中，在矩陣的第i行和第j列中的元素等于矩陣對于所有指數I和J的第i行 和第i列中的元素的復共輒本。Hermitian矩陣具有總為真的特征值。Hermitian矩陣和自相 關矢量然后頻率變換。
[0065] 在頻率轉換塊180,頻率轉換向量被定義為[l,e ,,,e L頻率變換矢量182 乘以自相關矢量，以形成圖8中指定184的矢量rO,然后構建成托普利茲矩陣，通過矩陣186 在圖8表示。同樣地，頻率平移向量182用于操作互相關乘積，但在這里，它的厄米特矩陣188 被形成，并乘以在框162形成的互相關乘積的厄米矩陣，以形成矢量C0,指定190。從使用頻 率平移向量產生的頻率轉換操作代替相對于圖6所討論的上轉換，并允許實時復數乘法代 替具有相對低速率(例如，大約每毫秒一次)的脫機計算。
[0066]值Ro(q)和CQ(q)形成用于第q通道。為簡單起見，可以假定只有有效通道已經被處理， 但是，如果所有的通道被處理，非有效通道的數據可以被加權為零意義和可傾倒，或可以通 過加權因子相乘，以降低其在計算的重要性。乘以1/2、1/4、1/8等的乘法可以方便地通過在 數據總線中至少顯著方向移動數據字多個比特來實現。
[0067] Ro(q)和CQ(q)的值可以被求和，以形成Ro和Co矩陣和向量，用于矩陣反演引擎中的處 理，諸如圖5的逆矩陣引擎210。每個第q矩陣的Ro(q)的值可以被發送到一個矩陣累加器，它 可以通過處理器執行存儲在非臨時性計算機存儲器中的特定指令來實現，其中從零值矩陣 開始，其中的每個元件加入R〇 (q)中該元素的相應值，和總和寫回至R〇,并且這被重復，直到在 更新周期所有的q矩陣都已處理。
[0068] 類似的處理操作可以采取用于矢量求和處理。Ro和Co的形成示意性示出在圖9中， 其中提供作為基質構建引擎160的一部分的計算引擎200執行表示為添加和再保存處理201 和202的求和步驟。
[0069]矢量Co和矩陣Ro然后被傳遞到逆矩陣/最小二乘引擎210,其更新通過反轉正規化 自相關矩陣{Ro+λΙ}形成的校正值的濾波器系數的舊值而執行濾波系數θ_的迭代估計，其 中λ(拉姆達)是標量實常數，I是維Μ+1的單位矩陣，和左乘這個逆通過互相關矢量c〇,以及 結果由圖10所示的實際正標量值y縮放。y的值允許收斂速度被控制，以便保持穩定。這樣的 技術是本領域技術人員所熟知的，可通過標準數值包(如，Matlab)獲取，以及用于與嵌入式 系統中使用的庫。起始值Scad可被設置為從存儲器中讀出的初始值。
[0070] 圖11示意性示出了已經描述的適應過程的操作。在圖11中，線220表示消除濾波器 響應，對于主要的操作狀態，其表示消除濾波器的最佳響應，以減少從發射器到收發機的接 收機的泄漏。發射機可以可操作在所分配的頻譜內的多個有效通道，因為可能是其中發射 器利用人正交頻分復用技術的情況下和/或其中收發機涉及與多個遠程設備同時通信的情 況。這種情況的例子發生在電信基站或電信接入點。在圖11所示的具體例子中，在頻域有四 個一般的有源區，這可代表了四個通道的各種寬度或采用每個通道具有相同的帶寬，可以 看出，對于圖11的示例有七個活動頻道。在使用中，適配引擎120內的定序器230控制該通道 濾波器，相關性引擎，和矩陣生成器，使得對于每個更新序列第q有效通道ql至q7中的每一 個(如果通道是相同的寬度）的選擇通過改變數字本地振蕩器134的頻率(例如，作為圖6中 所示）來選擇第q通道，然后為所選擇的通道的自相關和互相關矢量構建的。這些矢量然后 傳遞到矩陣構建引擎以打造矩陣，以及向量貢獻第q通道。一旦這已經實現，定序器230指示 通道濾波器以選擇下一個工作通道。針對每個活動通道ql至q7重復該過程，以便建立完整 的頻帶相關矩陣和矢量R〇和Co,其然后用于矩陣求解引擎。矩陣求解引擎（即，矩陣求逆引 擎)被布置以導出有限脈沖響應濾波器122的改性濾波器系數，其作用于ADC50a的輸出來篩 選其輸出，然后注入向經濾波的輸出到主數據路徑，為了減少從發射器泄漏的影響。
[0071] 這個更新序列然后可以期望的重復率或者按要求重復，其中外部觸發發生，可需 要更新比被否則調度更快速地執行。
[0072]可以觀察到，引入到適配引擎的有效噪音功率被降低，因為在非活動頻道(可包括 來自相鄰發射機的關閉通道阻斷信號）中出現的任何噪聲不被引入到更新處理。
[0073]圖12a和12b比較在接收機的功率譜密度，作為頻率從接收器的有源溝道偏移量的 函數，顯示現有技術的系統和根據本公開教導的系統的響應，以及圖12b示出了過濾器響應 作為頻率偏移的函數的通道頻率，用于常規過濾器和根據本公開教導更新的過濾器。具體 而言，圖12a顯示標稱頻率接收機242已被設置為重合在-40兆赫的頻率偏置曲線的情況。關 閉通道阻斷器發生在-5兆赫，從通過由線240表示的循環器泄漏產生。從遠程發射機的進一 步無用阻滯信號是由圖形線244表示，并在頻率頻率偏置曲線中發生在大約5兆赫。
[0074]現有技術的自適應算法無法忽略阻斷器244的存在，因而濾波器系數是非最優的。 先有技術系統的濾波器的頻率響應由圖12b中的線246所示，而所期望的響應(如按照本發 明的教導識別）是通過圖12b中的線248標識。在發射機噪聲消除引擎施加這些不同的濾波 響應可導致在圖6中減法器124的輸出的不同功率譜密度輸出，它代表實際的接收器輸出。 因此，使用現有技術的系統，在接收器的輸出所得到的功率譜密度是由圖12a中的線250指 示，相比于線252,其示出了根據本教導更新的濾波之后的功率譜密度響應。線252產生功率 譜密度，其小于未校正的功率譜密度，如有源溝道中的線254所指示，而現有技術的技術實 際上可以引入更多的噪聲到頻譜的一些部分，但在其他中較少。
[0075]圖13a和13b顯示出類似的數據，其中所述有效通道模擬為20MHz寬，并在從在該頻 率偏移曲線的中心頻率的-40MHz和40MHz偏移。在圖13a中，線262表示在接收機濾波器適配 后的功率譜密度，和線260表示由使用本公開的教導實現的功率譜密度。在圖13b中，線270 代表具有使用現有技術教導的系數設定的FIR濾波器的增益頻率，而線272表示使用本公開 的教導所獲得的響應。當使用本文件中所描述的適應過程時，頻率響應在兩個有源通道中 更順暢。
[0076] 至此所描述的攔截算法都工作良好用于打開通道阻斷器，即發生在非激活通道的 阻斷器，并且效果很好，但打開通道阻斷器存在中較差。當信號功率相對于發射機噪聲足夠 大時，打開通道或活動通道可阻礙發射噪聲消除適應。
[0077] 當尋求適應噪聲消除濾波器時，來自發射器的泄漏為自適應算法表示"想要的"信 號。不相關于發射器信號的所有其他信號表示自適應算法的噪聲。因此，從這個角度來看， 可以看出，在接收器的強烈信號(其中該信號攜帶想要的數據)實際上可以代表發射機噪聲 消除配合算法的噪聲的顯著源。因此，強烈的需要信號的存在可降低噪聲消除算法的性能。 但是，也可以觀察到，在強烈信號的存在下，從發射器到相關聯的接收器的泄漏變得不太顯 著，并且可以優選與濾波器系數的之前估計工作，這些以前的估計是可靠的，而不是采取適 應系數的風險，其中該適配可使噪聲消除濾波器不太準確。
[0078] 關于是否更新自適應算法的決定可以通過比較主要接收器通道的功率和觀察通 道的功率進行。主接收機通道的功率隨著接收有用信號的強度增加，該信號作為阻斷器，用 于自適應算法的目的。同時，在觀察通道的功率獨立于主通道信號的功率，并且只取決于所 述觀察的發射器噪聲。因此，比較所述相對功率電平可以用來作為適應算法是否應運行或 應暫時停止的指標。
[0079] 圖14示出先前描述的算法的修改，其中相對信號功率進行比較，并且用于確定矩 陣是否應當被更新。相關引擎150產生信號功率的輸出作為其正常操作的功能。具體而言， 可通過在相關引擎添加附加相關器計算主通道σ#中的信號功率σ〗=r。和功率。然后這些 值可以在判定塊300進行比較，以確定σ〗是否大于最小值和σχ2是否大于(3>其中 G是大于 零的因子并由系統設計者進行設置。如果這兩個條件都實現了，則判斷塊300使矩陣更新過 程關于圖8和9描述地操作。但是如果一個或兩個條件不滿足操作，則矩陣更新過程可以被 抑制用于更新過程中的第q通道。如圖14所示，該方法涉及進一步混頻器302,其直接響應于 主ADC50和類似于混合器142的進一步的通道濾波器304和圖6所描述的通道濾波器146的輸 出。在測試中，當σχ2小于的0.1時，適應過程受到抑制。然而，系統設計者可以通過操縱提 供到判定塊300的值"G"自由設定自己的閾值。決定塊300可以通過專用硬件或通過處理器 執行存儲在非暫時性計算機可讀存儲器的特定指令來實現。
[0080] 實驗已經表明，本文公開的適配引擎和算法提供了一種全頻帶方案，其可在接收 器內的數字下轉換器塊之前來實現，并且其能夠在較大的打開通道和關閉通道阻斷器的存 在下適配。此外，通過在它的硬件和軟件之間分割它的功能，其功率預算功能可以被限制， 同時它提供了相對不錯的表現。通過修改矩陣和矢量的更新過程，使得它只能相對于這些 通道運行，其中所觀察到的通道和主通道之間的通道增益大于規定水平，并且其中從所觀 察到的通道的噪聲是所描述的下限以上，算法可以提供進一步改進的性能。特別是，這種方 法可以確保該通道的信息僅用于適應，如果該通道的信號功率足夠低，而通道噪聲足夠高 使得適應是未受到影響。從而，取決于各自的噪聲和信號電平，可以動態地作出在任何給定 通道適應的決定。
[0081] 特此提出的適配引擎120、FIR消除濾波器122和減法器124可以嵌入到所述接收器 的數字前端。數字下變頻器(DDC)330也可以被嵌入到接收器10的數字前端332。適配引擎 120可接收在DDC330的信號路徑中的信號，例如如圖15所示?？商娲?，適配引擎可從 DDC300接收數據，例如如圖16所示，其中個別通道數據由DDC330提供。此外，該算法可以在 提交在從接收機的數字前端分開提供的獨立硬件或嵌入到接收器架構本身，使得其對于數 字前端和系統設計者變得透明。
[0082] 到目前為止本公開已制定使用單個濾波器，其用于過濾發射信號，作為觀測通道 觀察的，并施加到接收器10的數字化輸出，使得在整個接收機帶寬執行噪聲消除，并因此在 多個通道同時進行。使用單一的過濾器，過濾器特性應當在所有活動通道進行調整。然而， 作為替代，可提供多個過濾器，但小于每個通道的過濾器，使得由各個濾波器覆蓋的通帶更 小，因此匹配它的響應和最佳響應的任務被簡化。
[0083] 迄今的教導已被應用到收發器中的單個發射器和單個接收器。然而，收發器單元 可以包括多個發射機和接收機對。這樣的例子示于圖17,其中三個發射器TX1，TX2和TX3分 別關聯接收器RX1，RX2和RX3,所有都在相對緊密的空間接近彼此。因此，雖然每一個發射器 和接收器對每個具有一對相應天線，與TX2相關聯的天線以及與TX3相關聯的天線的泄漏可 由于這些信號在與RX1相關聯的天線接收而發生。為了解決這個問題，進一步觀察路徑可以 分別從第二和第三發射機TX2和TX3提供，使得第一接收機RX1響應于涉及發射機TX1的第一 觀察路徑0BS1，作為有關發射機TX2的第二觀察路徑0BS2,以及有關第三發射機TX3的第三 觀測路徑0BS3。類似于FIR消除濾波器122的消除濾波器可以在相對于每個觀測路徑和關聯 于相應的適配引擎120或共享適配引擎來提供。
[0084] 因此，提供一種方法和設備用于減少接收器內發射器泄漏的影響，其中可執行取 消作為接收機的一部分，作為接收器的模數轉換器之后但是接收器的數字前端之前的中間 塊，或作為響應于所述數字前端的通道輸出的電路。本文所公開的方法和裝置適合于各種 電信和其他無線電基礎的系統，其中從發射機到相關聯的接收器的泄漏是不希望的。
[0085] 本公開的各方面可以在各種電子設備中實現。電子設備的示例可以包括(但不限 于）消費電子產品、消費者電子產品的部分、電子測試設備、蜂窩通信基礎設施，例如基站 等。電子設備的示例可以包括(但不限于)移動電話，諸如智能電話、電視機、計算機監視器、 計算機、調制解調器、手持計算機、膝上型計算機、平板計算機、電子書閱讀器，可佩帶計算 機，諸如智能手表、人數字助理(PDA)、微波爐、冰箱、立體聲系統、DVD播放器、CD播放器、數 字音樂播放器，諸如MP3播放器，收音機、攝像機、照相機、數碼相機、便攜式存儲器芯片、醫 療監測裝置、車載電子系統、諸如汽車電子系統或航空電子設備的電子系統、洗衣機、烘干 機、洗衣機/干衣機、外圍設備、手表、時鐘，等。此外，電子設備可以包括未完成的產品。 [0086]除非上下文明確要求，否則，在整個說明書和權利要求中，詞語"包括"、"正包括"、 "包含"、"正包含"等是被解釋為包含的意義，而不是排他或詳盡的意義;也就是說，"包括但 不限于"的意義。如通常本文所用的，詞語"電耦合"指兩個或更多元件可以是直接電連接， 或通過一個或多個中間元件電連接。同樣，如通常本文所用的，單詞"連接"是指兩個或更多 元件可以直接連接，或者通過一個或多個中間元件的方式連接。另外，在本申請中使用時， 單詞"本文中"、"以上"、"以下"和類似含義的詞應指本申請的整體而不是此申請的任何特 定部分。如果上下文允許，在使用單數或復數數量的特定實施例的上述詳細說明也可以分 別包括復數或單數。當上下文允許，參考兩個或更多項目的列表的單詞"或"涵蓋單詞的所 有以下解釋:列表中的任何項目，列表中的全部項目，以及在列表中的項目的任何組合。 [0087]此外，除非特別聲明，否則，本文所用的條件語言（諸如，"可以"、"能夠"、"可能"、 "可"、"可"、"例如"、"如"和類似物)或以其他方式所使用的上下文中理解，一般旨在傳達某 些實施例包括，而其它實施例不包括某些特征、元件和/或狀態。因此，這樣的條件語言一般 不意圖暗示特征、元件和/或狀態是以任何方式對一個或多個實施例所需的，或一個或多個 實施例一定包括邏輯判定，有或沒有作者輸入或提示是否這些特征、元件和/或狀態被包括 或將會在任何特定實施例中執行。
[0088]雖然某些實施方案進行了說明，這些實施例已提出以舉例的方式僅，并且不旨在 限制本公開的范圍。的確，本文中所描述的新型裝置、方法和系統可以體現在其他各種形 式;此外，可以對本文中所描述的方法和系統的形式進行各種省略、替代和改變，而不脫離 本公開的精神。例如，雖然在給定的排列呈現塊，備選實施例可以以不同的組件和/或電路 拓撲相似的功能執行，并且一些塊可以被刪除、移動、添加、細分、組合和/或修改。每個這些 塊可以以各種不同的方式來實現。上述的各種實施例的元件和操作的任何適當的組合可以 被組合以提供進一步的實施方式。所附權利要求及其等同物意在覆蓋這些形式或修改，將 落入本公開的范圍和精神內。
[0089]這里提出的權利要求已采用單一依賴格式寫入，用于USPT0。然而，應該理解，每個 權利要求可以依賴任何前述權利要求，除非這顯然是不可行的。
【主權項】
1. 一種減少泄漏到接收器的發射器噪聲的方法，該方法包括： 估計濾波器的濾波器系數，所述濾波器被配置為從發射器向接收器注入信號的濾波版 本，以使得減少發射器噪聲對接收器在多個通道的影響，并 通過加權發射器噪聲對每個多個更新序列的有源通道的估計，更新濾波器系數。2. 如權利要求1所述的方法，其中，在所述多個更新序列的更新序列期間，對于接收頻 帶的每個有源通道產生發射器噪聲泄漏的估計，以及這些估計會被攜帶轉發到過濾器更新 操作。3. 如權利要求1所述的方法，其中，在所述多個更新序列的更新序列期間，估計發射器 噪聲泄漏： a) 對于不活動的通道不產生，或 b) 對于不活躍的通道產生，但加權，以便減少其對更新過程的貢獻。4. 如權利要求1所述的方法，其中，所述更新周期性地重復。5. 如權利要求1所述的方法，其中，每次執行所述更新時，識別有效通道。6. 如權利要求1所述的方法，其中，發射器功率的估計被檢查，以估計接收器內的噪聲 泄漏的效果。7. 如權利要求6所述的方法，其中，接收信號強度的估計被檢查，以計接收器內噪聲泄 漏的影響。8. 如權利要求6所述的方法，其中，基于對噪聲的影響的估計，在濾波器系數更新過程 中包括或排除該通道。9. 如權利要求6所述的方法，其中，基于對噪聲的影響的估計，在更新過程中給予通道 的加權被修改。10. 如權利要求1所述的方法，其中，所述濾波器是單濾波器，可操作在接收器的數字域 跨越全接收器帶寬。11. 如權利要求1所述的方法，其中，所述過濾器包括設置成工作于多個通道的多個過 濾器，其中通道數大于濾波器的數目，使得所述多個濾波程序中的過濾器被配置為至少兩 個通道提供噪聲降低。12. 用于降低發射器噪聲泄漏到接收器的效果的裝置，所述接收器包括到的模擬的輸 出從天線一個接收器路徑到數字轉換器，該裝置包括： 發射器噪聲消除濾波器，被配置以施加抵消信號到模數轉換器的輸出，該消除信號由 經配置以在多個接收器通道應用抵消信號的濾波器應用，并且 適配引擎，提供給反復更新發射器噪聲消除濾波器，所述更新引擎被配置成在通道的 基礎上估計發射器噪聲的影響和加權發送器噪聲的權重。13. 如權利要求12所述的設備，其中，適配引擎被配置為使得不活動的接收器通道的通 道被給予減少的權重或禁止對更新過程提供數據，用于更新發射器噪聲消除濾波器。14. 如權利要求12所述的設備，其中，適配引擎被配置為使得其中接收信號強度較大或 從發射器泄漏的噪聲較小的發射器通道在更新處理中被給予較小的權重，或抑制促進更新 過程。15. 如權利要求12所述的裝置，其中，來自發射器的噪聲的觀察路徑的數字輸出由發射 器噪聲消除過濾器進行過濾，其中，所述發射器噪聲消除濾波器包括單個濾波器，可操作以 同時提供噪聲降低信號到多個通道。16. 如權利要求12所述的裝置，其中，該裝置提供通道器的上游。17. 如權利要求12所述的裝置，其中，該裝置響應于通道信號。18. 如權利要求12所述的裝置，其中，該裝置是響應于在至少一個另外的觀察路徑設置 的信號，以減少從收發器的至少一個其它發射器的噪音。19. 如權利要求12的裝置，其中，與發射器噪聲消除濾波器相關聯但不是在由接收器輸 出的信號的信號路徑中的帶通濾波器被設計為具有相對良好的阻帶性能，但相對較差的通 帶性能。20. 如權利要求12所述的裝置，結合收發器。
【文檔編號】H04B1/10GK105991143SQ201610152668
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月17日
【發明人】P·J·普拉特, P·A·福貝茨
【申請人】亞德諾半導體集團