[发明专利]用于降低或消除接收信号噪声的方法、电路和系统

说明书

技术领域

本发明主要涉及无线数字通信领域。具体地说，本发明涉及从传送射频信号的接收数据中消除噪声，例如从正交频分复用(OFDM)信号中消除噪声。

背景技术

现代通信网络的特点是诸如高带宽/高数据率、复杂的通信协议、各种传输介质以及各种接入方式。光纤网络覆盖了世界表面的许多区域，其作为长途网络以用于在地球上的遥远地点之间传送大量数据。在尚未安装光纤网络的地方，电缆网络和其他有线网络补充了光纤网络提供的覆盖，并且还用作局域网(“LAN”)的一部分，用于在相对接近的地点之间传送数据。除了有线网络，无线网络(例如，GSM、CDMA、WCDMA、WiFi)被用来为没有物理地连接到固定网络连接的各种设备(例如，手机、无线IP电话、无线互联网设备)补充覆盖。无线网络可以作为完全的本地环路网络并且可以提供完全的无线解决方案，其中，给定区域中的通信设备可以完全地通过无线网络从另一个设备发送和接收数据。

随着通信网络的扩张和世界对它们的依赖不断增长，合适的性能是至关重要的。移动通信网络非常需要低功耗水平下的高数据率和稳定的通信参数。然而，沿传输介质(例如，同轴、屏蔽导体、波导、开放空气甚至光纤或射频光纤)传送的信号会出现信噪比(“SNR”)、比特能量与噪声比(“Eb/No”)以及干扰比(诸如载波与干扰(“C/I”)比)的降低。这样的降低和干扰可分别出现在TDMA、CSMA、CDMA、EVDO、WCDMA和WiFi网络中。信号衰减和由此造成的信噪比降低可限制传输介质上的带宽，尤其当介质是空中或空地时。

包括从蜂窝通信系统到卫星无线电广播系统的基于射频(“RF”)的无线通信系统非常普遍，并且对其使用不断增长。由于基于无线RF的通信系统的传输介质的无屏蔽特性，它们特别容易受到包括干扰信号或噪音以及衰弱信号在内的各种现象的影响，这会限制这些系统的性能。

因此，无线通信设备的正常运行需要强大且稳定的信号。为了提高在相对长距离上传输的信号的功率电平，并且相应地增加传输距离和/或数据率，设备可以使用功率放大器来提高传输信号的强度。除了使用功率放大器来传输通信信号，接收机可以使用低噪声放大器和可变增益放大器(“VGA”)，以提高和调整接收信号的强度和/或幅度。

基于无线RF的传输的另一个问题是：其特征在于发射机天线与接收机天线之间的多径信道，该多径信道在接收信号功率中会引入“衰落”。

基于无线RF的传输的另一个问题是在接收弱信号的同时伴随有噪声，在许多情况下该噪声甚至强于信号本身。弱信号的产生原因可能是：发射机与接收机之间距离很长、不同的障碍物(例如山、墙、树等)阻挡了信号从发射机去往接收机、天气情况以及造成信号衰减的其他因素。噪声的产生原因可能是：接近接收机的其它发射机、电源线缆、电机、汽车、微波加热器、宇宙噪声以及许多其他的电磁辐射源。

衰减、噪声干扰和“衰落”的结合是无线网络运营商的根本限制，其降低了他们提供诸如互联网接入和视频电话服务之类的高数据率服务的能力。

因此，在无线通信领域中需要用于增强无线接收机的通信信号接收的方法、电路、设备和系统。

发明内容

本发明是用于在接收的RF(例如OFDM)信号中消除噪声的系统、电路、设备和方法。根据本发明的一些实施例，提供的RF接收机单元带有两个或多个空间上彼此分开的天线。根据本发明的一些实施例，第一天线可以适用于接收信号和噪声。根据本发明的一些实施例，第二天线可以适用于接收噪声。根据本发明的一些实施例，采样模块或电路可以与每个天线相关联。

根据本发明的一些实施例，时域到频域转换器(例如离散余弦或傅里叶变换逻辑电路)或转换模块可以与每个采样模块相关联。根据本发明的一些实施例，提供的频域噪声提取(也可以称为噪声估计)模块可以与关联到该第一天线的时域到频域转换模块相关联。

根据本发明的一些实施例，提供的信道估计模块可以在频域上估计第一天线与第二天线之间的信道。根据本发明的一些实施例，提供的滤波器可以适应性地对在第二天线处接收的噪声进行滤波，以产生对第一天线处的噪声的估计。

根据本发明的一些实施例，减法模块可以从在第一天线处接收的信号+噪声的频域分量中减去所估计的噪声的频域分量。

附图说明

在本说明书的结束部分特别指出并且明确请求保护视为本发明的主题。然而，在结合附图来阅读时最好通过参考以下详细描述，来理解既关于操作的组织又关于操作的方法的本发明及其目的、特征和有益效果，其中：

图1A是可以根据本发明的一些实施例而进行更改的示例性OFDM接收机的功能框图；