微波MIMO系统中接收信号的均衡方法和均衡器

摘要

本发明提供一种微波MIMO系统中接收信号的均衡方法和均衡器。对n个接收信号进行纵向空域滤波和内部子信号叠加，获得对应当前待解码的接收信号的初级判决信号；根据对应其它n-1个接收信号的n-1个初级判决信号产生n-1个ICI信号；从n个接收信号中消除n-1个ICI信号后进行纵向空域滤波和内部子信号时叠加，获得最终判决信号。采用本发明提供的均衡方法和均衡器，能够提高ICI的消除效果。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及移动通信技术，尤其涉及一种微波多输入多输出 (Multiple-In Multiple-Out，简称MIMO)系统中接收信号的均衡方法和均 衡器。

背景技术

在MIMO通信系统中，每根接收天线上的接收信号，会同时存在码字间 干扰(Inter-Symbol Interference，简称ISI)和信道间干扰(Inter-Channel  Interference，简称ICI)两种不同的干扰，ISI是传输信号中在前时刻的信号 拖尾对在后时刻信号的干扰；ICI是接收天线收到了其它天线上的信号而产生 的邻道干扰。为了获得可靠的通信性能，在MIMO系统中，需要在接收方对 接收信号消除ISI和ICI。

现有的微波MIMO系统中的均衡器由多组并联的有限冲击响应(Finite  Impulse Response，简称FIR)横向滤波器和一个信号合成点组成。每个FIR 横向滤波器对一个天线上的接收信号进行均衡滤波，利用均衡原理消除各支 路信号的ISI。并且，FIR横向滤波器组在进行上述均衡的同时会调整每一个 天线的接收信号的输出权重系数，从而在合成时通过该权重系数实现ICI的 反向对消，在信号合成点消除ICI。

采用上述现有的均衡器，对于ICI的消除，是通过各个FIR横向滤波器 调整权重系数来逼近MIMO信道的逆矩阵系数实现的。通过调整权重系数来 逼近MIMO信道的逆矩阵系数的算法受到MIMO信道奇异化程度影响，因此， 上述方法仅适合稀疏天线阵列的微波MIMO系统，而在紧凑天线阵列的微波 MIMO系统中，对ICI的消除效果差，传输性能严重恶化。

发明内容

本发明的第一个方面是提供一种MIMO系统中接收信号的均衡方法，用 以解决现有技术中的缺陷，提高在接收信号中消除ICI的效果。

本发明的另一个方面是提供一种MIMO系统中接收信号的均衡器，用以 解决现有技术中的缺陷，提高在接收信号中消除ICI的效果。

本发明的第一个方面是提供一种多输入多输出MIMO系统中接收信号的 均衡方法，包括：

对n个接收信号进行纵向空域滤波；

对纵向空域滤波后的所述n个接收信号进行内部子信号叠加，获得一个 初级判决信号，其中，n为MIMO系统中发射天线的总个数，所述纵向空域 滤波的系数对应所述n个接收信号中的当前待解码的接收信号，以使所述初 级判决信号对应当前待解码的接收信号；

接收分别对应所述n个接收信号中当前待解码的接收信号以外的n-1个 接收信号的n-1个初级判决信号，其中，每个初级判决信号通过对n个接收 信号进行纵向空域滤波并对纵向空域滤波后的所述n个接收信号进行内部子 信号叠加获得，其中，每个纵向空域滤波的系数对应所述n个接收信号中当 前待解码的接收信号以外的n-1个接收信号中的一个接收信号；

根据分别对应所述n个接收信号中当前待解码的接收信号以外的n-1个 接收信号的n-1个初级判决信号，产生n-1个信道间干扰ICI信号；

根据所述n-1个ICI信号消除所述n个接收信号中的ICI干扰，获得n个 消除ICI干扰后的信号；

对所述n个消除ICI干扰后的信号进行纵向空域滤波和内部子信号叠加， 获得一个最终判决信号。

本发明的另一个方面是提供一种均衡器，包括：

第一纵向滤波单元，用于对n个接收信号进行纵向空域滤波，其中，n 为多输入多输出MIMO系统中接收天线的总个数，所述纵向空域滤波的系数 对应所述n个接收信号中的当前待解码的接收信号；

第一叠加单元，用于对纵向空域滤波后的n个接收信号进行内部子信号 叠加，获得一个初级判决信号并输出到其它n-1个均衡器，所述初级判决信 号对应当前待解码的接收信号；

干扰产生单元，用于接收其它n-1个均衡器的第一叠加单元输出的n-1 个初级判决信号，所述n-1个初级判决信号分别对应所述n个接收信号中当 前待解码的接收信号以外的n-1个接收信号，其中，每个初级判决信号通过 对n个接收信号进行纵向空域滤波并对纵向空域滤波后的所述n个接收信号 进行内部子信号叠加获得，其中，每个纵向空域滤波的系数对应所述n个接 收信号中当前待解码的接收信号以外的n-1个接收信号中的一个接收信号； 根据分别对应所述n个接收信号中当前待解码的接收信号以外的n-1个接收 信号的n-1个初级判决信号，产生n-1个信道间干扰ICI信号；

干扰消除单元，用于根据所述n-1个ICI信号消除所述n个接收信号中的 ICI干扰，获得n个消除ICI干扰后的信号；

第二纵向滤波单元，用于对所述n个消除ICI干扰后的信号进行纵向空 域滤波；

第二叠加单元，用于对纵向空域滤波后的所述n个消除ICI干扰后的信 号进行内部子信号叠加，获得一个最终判决信号。

根据上述发明内容可见，每个均衡器先分别生成一个初级判决信号，共 生成n个初级判决信号，再根据当前均衡器以外的n-1个均衡器生成的初级 判决信号产生n-1个ICI信号，从n个接收信号中消除产生的n-1个ICI信号， 从而消除了ICI的影响。由于信道产生过程不受信道奇异化程度的影响，因 此该方法对稀疏天线阵列和紧凑天线阵列的微波MIMO系统均能够准确地消 除ICI，从而提高在接收信号中消除ICI的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的MIMO系统中接收信号的均衡方法的流程图；

图2为本发明实施例一至本发明实施例五的均衡器在MIMO系统中的位 置示意图；

图3为本发明实施例二的MIMO系统中接收信号的均衡方法的流程图；

图4为本发明实施例三的均衡器的结构示意图；

图5为本发明实施例四的均衡器的结构示意图；

图6为本发明实施例五的均衡器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在MIMO系统中，一个典型的传输模型可以表示为R＝H·S+N，其中， S表示发送信号矢量，R表示接收信号矢量，H表示MIMO信道矩阵，N表 示噪声矢量。MIMO系统中的每一路接收信号可以表示为有用信号、干扰信 号以及噪声的合成，如下式所示：r_i＝h_ijs_i+ICI_i+n_i，其中，r_i表示第i个接收 天线接收的信号，即第i路接收信号，h_ij表示信道矩阵H在(i，j)位置上的元素， 表示第j个发射天线到第i个接收天线之间的信道系数，s_i表示第i个发送天线 发送的信号，即第i路发送信号，ICI_i表示第i路ICI干扰，n_i为 第i个接收天线上的噪声。具体地，${\mathrm{ICI}}_i=\underset{j}{\Sigma }{h}_{\mathrm{ij}}{s}_j,j\ne i.$

在利用直接矩阵求逆方式进行解码时，得到的MIMO解码模型如下式所 示：S′＝G·R＝H^-1·(H·S+N)。其中，S′表示发送信号矢量，G表示信道逆矩 阵。解码运算在合并有用信号的同时，对干扰信号进行了加权抵消，如下式 所示：$s_i^{\prime }=\underset{j}{\Sigma }{g}_{\mathrm{ij}}(h_{\mathrm{ji}}{s}_i+{\mathrm{ICI}}_j+n_j).$其中，g_ij为信道逆矩阵G在(i，j)位置上的系数。

当信道矩阵H为良态矩阵时，其逆矩阵G中各元素的幅值分布较为均匀， 权值系数g的可靠性较高，矩阵运算中g在对合成信号进行加权时，不会出现 差异很大的放大和衰减效果，因此能够较好地平衡ICI和噪声的能量。

而当信道矩阵H矩阵奇异化严重时，其逆矩阵G中元素的幅值分布将出 现巨大差异。此时，权值系数g的可靠性较低，在加权运算中还会对某些合 成信号产生巨大的放大作用，放大了解码输出中ICI和噪声的影响，导致解 码性能严重恶化。

若在求逆运算前构造近似的ICI干扰信号并从数据流中加以消除，则ICI 信号表示为：${{\mathrm{ICI}}^{\prime }}_i=\underset{i}{\Sigma }(h_{\mathrm{ij}}{s}_j-w_{\mathrm{ij}}{s}_j)=\underset{i}{\Sigma }(h_{\mathrm{ij}}-w_{\mathrm{ij}})s_j=\underset{i}{\Sigma }{h^{\prime }}_{\mathrm{ij}}{s}_j,j\ne i,$其中，w_ij表示 干扰产生滤波器对实际干扰信道h_ij的数值逼近。这种方式一方面减小了干扰 信号对解码的影响，另一方面也等效减小了干扰信道的矩阵系数，使得主信 道与干扰信道的相关性降低，从而能够降低新信道矩阵的奇异度。采用此方 式解码的性能将大幅提高。

根据上述原理，本发明提出一种MIMO系统中接收信号的判决方法和装 置，详见以下本发明实施例一至本发明实施例五。其中，判决是指将当前信 号判断为一个特定信号集合中的某一个信号，一般根据最小距离的准则进行 判断。在本发明的各个实施例中，判决是指将当前信号判断为发射信号集合 中的某一个信号，并用当前信号表示判决后的信号，例如，当前信号可以包 括下述各个实施例中的初级判决信号和最终判决信号。

图1为本发明实施例一的MIMO系统中接收信号的均衡方法的流程图。 如图1所示，该方法包括如下过程。

步骤101：对n个接收信号进行纵向空域滤波。

步骤102：对纵向空域滤波后的n个接收信号进行内部子信号叠加，获 得一个初级判决信号。

在步骤101和步骤102中，n为MIMO系统中发射天线的总个数。纵向 空域滤波的系数对应n个接收信号中的当前待解码的接收信号，以使该初级 判决信号对应当前待解码的接收信号。

步骤103：接收分别对应n个接收信号中当前待解码的接收信号以外的 n-1个接收信号的n-1个初级判决信号。

在本步骤中，上述n-1个初级判决信号中的每个初级判决信号通过对n 个接收信号进行纵向空域滤波并对纵向空域滤波后的n个接收信号进行内部 子信号叠加获得，其中，每个纵向空域滤波的系数对应n个接收信号中当前 待解码的接收信号以外的n-1个接收信号中的一个接收信号。

步骤104：根据分别对应n个接收信号中当前待解码的接收信号以外的 n-1个接收信号的n-1个初级判决信号，产生n-1个ICI信号。

在本步骤中，可以分别采用n个均衡器。其中，每个均衡器在步骤102 中获得一个初级判决信号。在步骤103中，当前的均衡器从其它的n-1个均 衡器获取n-1个初级判决信号。在步骤104中，根据该n-1个初级判决信号产 生n-1个ICI信号。

步骤105：根据n-1个ICI信号消除n个接收信号中的ICI干扰，获得n 个消除ICI干扰后的信号。

步骤106：对n个消除ICI干扰后的信号进行纵向空域滤波和内部子信号 叠加，获得一个最终判决信号。

在本发明实施例一中，每个均衡器先分别生成一个初级判决信号，共生 成n个初级判决信号，再根据当前均衡器以外的n-1个均衡器生成的初级判 决信号产生n-1个ICI信号，从n个接收信号中消除产生的n-1个ICI信号， 从而消除了ICI的影响。由于信道产生过程不受信道奇异化程度的影响，因 此本发明实施例一的均衡方法对稀疏天线阵列和紧凑天线阵列的微波MIMO 系统均可适用，在稀疏天线阵列和紧凑天线阵列的微波MIMO系统中均能够 准确地消除ICI，从而提高在接收信号中消除ICI的效果。

在上述技术方案的基础上，在本发明实施例一中还可以将上述消除ICI 的过程与消除ISI的过程相结合。在步骤101中对n个接收信号进行纵向空 域滤波之前，先对上述n个接收信号进行横向滤波。相应地，步骤101记载 的对n个接收信号进行纵向空域滤波的过程具体为：对横向滤波后的n个接 收信号进行纵向空域滤波。并且，步骤103记载的根据n-1个ICI信号消除n 个接收信号中的ICI干扰的过程具体为：根据n-1个ICI信号消除横向滤波后 的n个接收信号中的ICI干扰。通过对n个接收信号进行横向滤波，对其中 每个接收信号进行独立的滤波处理，分别消除每个接收信号中的ISI。然后再 采用本发明实施例一描述的方法，对消除ISI后的n个接收信号消除ICI，从 而完成对n个接收信号的干扰消除过程。

在实际应用中，采用均衡器执行上述本发明实施例一的均衡方法。图2 为本发明实施例一至本发明实施例五的均衡器在MIMO系统中的位置示意 图。如图2所示，与发信机相连的天线为发射天线，与接收前端相连的天线 为接收天线，在一个MIMO系统中，包括n个发射天线和n个接收天线。其 中，每个接收天线均接收n个发射天线发射的信号，即，每个接收天线接收 到n个接收信号。参见图2，在该系统中一共设置n个相同的均衡器，其中， 为每个接收天线分别设置一个均衡器。其中，每个均衡器分别设置不同的横 向滤波的系数和纵向空域滤波的系数，每个均衡器的上述系数对应n个接收 信号中的一个信号，从而每个均衡器输出初级判决信号分别对应一个接收信 号，n个均衡器输出的初级判决信号分别对应n个接收信号。每个均衡器均 执行本发明实施例一的均衡方法。进一步地，每个均衡器还可以均执行本发 明实施例二的均衡方法。

图3为本发明实施例二的MIMO系统中接收信号的均衡方法的流程图。 在本发明实施例二中，在系统中共设置有n个均衡器，其中每一个均衡器均 执行以下的步骤201至步骤210。在本发明实施例二对步骤201至步骤210 的描述中，以其中一个均衡器作为执行主体进行描述，将该均衡器称为当前 均衡器，其它均衡器的执行方法与当前均衡器的执行方法相同，在本发明实 施例二中不再赘述。

步骤201：当前均衡器对应的接收天线接收到n个接收信号。

在本步骤中，当前均衡器对应一个接收天线，该接收天线接收n个发射 天线发送信号，其中每个发射天线发送一个信号，当前均衡器对应的接收天 线共接收到n个接收信号。

步骤202：当前均衡器对n个接收信号进行横向滤波，获得n个第一中 间信号。

在本步骤中，对于n个接收信号，当前均衡器对其中的每一个接收信号 都分别进行横向滤波，获得对应的第一中间信号，共获得n个第一中间信号。 通过横向滤波操作，实现ISI补偿。具体地，横向滤波过程可以采用横向滤 波器，横向滤波器将码字扩散到相邻码字中的串扰信息进行加权重组，对一 段连续的输入信号进行处理后得到一个消除了ISI的输出信号，从而补偿了 ISI造成的影响。

步骤203：当前均衡器对n个第一中间信号分别进行纵向空域滤波，获 得n个第二中间信号。

在本步骤中，对于n个第一中间信号，当前均衡器通过纵向空域滤波过 程对n个第一中间信号进行交叉滤波，获得每个第一中间信号对应的一个第 二中间信号，共获得n个第二中间信号。在纵向空域滤波操作中，通过滤波 系数逼近逆矩阵的系数来实现ICI求逆解码。

步骤204：当前均衡器对n个第二中间信号进行叠加，获得一个初级判 决信号。

在本步骤中，当前均衡器对n个第二中间信号进行叠加，获得一个初级 判决信号。在获得初级判决信号之后，还可以进一步对该初级判决信号进行 后端处理，在后端处理中主要针对实际系统中可能存在的其它损伤进行补偿， 例如IQ不平衡、相位噪声等损伤，在后续的各个步骤中所用到的初级判决信 号，采用经过后端处理之后的初级判决信号。

在本发明实施例二中，系统中共设置n个均衡器，其中每一个均衡器均 执行上述步骤201至步骤204，分别获得一个初级判决信号，n个均衡器共获 得n个初级判决信号。当前均衡器接收分别对应n个接收信号中当前待解码 的接收信号以外的n-1个接收信号的n-1个初级判决信号，其中，每个初级判 决信号通过对n个接收信号进行纵向空域滤波并对纵向空域滤波后的n个接 收信号进行内部子信号叠加获得，其中，每个纵向空域滤波的系数对应n个 接收信号中当前待解码的接收信号以外的n-1个接收信号中的一个接收信号。

步骤205：当前均衡器根据n-1个初级判决信号产生n-1个ICI信号。

在本步骤中，当前均衡器根据其它n-1个均衡器生成的n-1个初级判决信 号，产生n-1个ICI信号，该n-1个初级判决信号分别对应n个接收信号中当 前待解码的接收信号以外的n-1个接收信号。

步骤206：当前均衡器对n个第一中间信号进行复制导出，获得n个待 消除信号。

在本步骤中，对经过步骤202横向滤波操作获得的n个第一中间信号进 行复制导出，获得n个待消除信号。

步骤207：当前均衡器对n个待消除信号进行延时处理，使n个待消除 信号与n-1个ICI信号同步。

在本步骤中，对n个待消除信号进行延时处理，使n个待消除信号与步 骤205中产生的n-1个ICI信号同步。将步骤207延时处理后的待消除信号称 为第三中间信号。

步骤208：当前均衡器从n个第三中间信号中依次消除n-1个ICI信号， 获得n个消除ICI干扰后的信号。

在本步骤中，当前均衡器通过从n个第三中间信号中依次消除n-1个ICI 信号，达到根据n-1个ICI信号消除n个接收信号中的ICI干扰的目的，获得 n个消除ICI干扰后的信号。ICI信号消除主要是在n-1个干扰消除子单元内 完成的。向每个干扰消除子单元输入一个ICI信号。在一个干扰消除子单元 内，输入的一个ICI信号被并行地乘以n个权重系数，得到n个加权信号， 每个加权信号对应一个第三中间信号。在消除ICI信号的干扰时，将n个加 权信号分别与对应的第三中间信号进行反向叠加，则在该干扰消除子单元输 出的信号中，已经消除了该干扰消除子单元对应的ICI信号。每个干扰消除 子单元均采用上述相同的方式，n个第三中间信号依次经过n-1个干扰消除子 单元，从而依次消除n-1个ICI信号。其中，权重系数的获取主要有两种方法， 一种是利用传输数据流中的信令和导频等信息，通过运算估计得到消扰所需 的权重系数；另一种是利用解码判决的误差反馈，自适应地更新权重系数； 进一步地，也可以将上述两种方法结合起来，通过估计得到权重系数的初始 值，然后利用反馈对权重系数进行更新和微调。

步骤209：当前均衡器对n个消除ICI干扰后的信号进行纵向空域滤波， 获得n个第四中间信号。

在本步骤中，对消除ICI干扰后的信号进行纵向空域滤波，通过纵向空 域滤波实现ICI求逆解码，获得第四中间信号。

步骤210：当前均衡器对n个第四中间信号进行叠加，获得一个最终判 决信号。

在上述技术方案中，在对n个接收信号进行横向滤波时，以及在产生n-1 个ICI信号时，均在时域进行相应的处理。即，在时域对n个接收信号进行 横向滤波，并且，在时域产生n-1个ICI信号。

进一步地，在上述技术方案的基础上，还可以在频域进行上述处理。即， 在频域对n个接收信号进行横向滤波，并且，在频域产生n-1个ICI信号。相 应地，为了适应在频域进行上述处理，在上述过程中还需要增加如下步骤。

在步骤202之前，增加步骤一：当前均衡器对n个接收信号进行快速傅 里叶变换(Fast Fourier Transform，简称FFT)，获得n个频域的接收信号。

相应地，在步骤202中，在频域对n个频域的接收信号进行横向滤波。 在步骤203之后，获得频域的第二中间信号。

在步骤203之后，增加步骤二：当前均衡器对纵向空域滤波后的接收信 号进行快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform，简称IFFT)。通过 对步骤203获得的n个第二中间信号进行IFFT，将n个第二中间信号从频域 信号变换为时域信号。相应地，在步骤204中，在时域对n个第二中间信号 进行叠加。

在步骤204之后，增加步骤三：当前均衡器对来自其它的n-1个均衡器 的n-1个初级判决信号进行FFT，获得n-1个频域的初级判决信号。相应地， 在步骤205中，当前均衡器根据n-1个频域的初级判决信号，在频域产生n-1 个ICI信号。

相应地，步骤206至步骤209均在频域进行。

在步骤209之后，增加步骤四：当前均衡器对纵向空域滤波后的n个消 除ICI干扰后的信号进行IFFT，将n个消除ICI干扰后的信号从频域信号变 换为时域信号。在步骤210中，在时域对n个第四中间信号内的子信号进行 叠加。

在本发明实施例二中，根据当前均衡器以外的其它n-1个均衡器生成的 初级判决信号产生n-1个ICI信号，从当前均衡器的n个接收信号中消除产生 的n-1个ICI信号，从而消除ICI的影响。由于信道产生过程不受信道奇异化 程度的影响，因此本发明实施例二的均衡方法对于稀疏天线阵列或紧凑天线 阵列的微波MIMO系统均可适用，在稀疏天线阵列和紧凑天线阵列的微波 MIMO系统中均能够准确地消除ICI，从而提高在接收信号中消除ICI的效果， 提高了微波MIMO系统的传输性能。并且，通过对接收信号以及初级判决信 号进行FFT或IFFT，该均衡方法既可以在时域中使用，也可以在频域中使用， 因此可以方便灵活地应用于各种使用环境。

图4为本发明实施例三的均衡器的结构示意图。在图2所示的MIMO系 统中，每个均衡器均采用图1或图3所示的均衡方法，具体地，每个均衡器 内部的组成结构可以如图4所示。

参见图4，均衡器中至少包括：第一纵向滤波单元41、第一叠加单元42、 干扰产生单元43、干扰消除单元44、第二纵向滤波单元45和第二叠加单元 46。

其中，第一纵向滤波单元41用于对n个接收信号进行纵向空域滤波。其 中，n为MIMO系统中接收天线的总个数。纵向空域滤波的系数对应n个接 收信号中的当前待解码的接收信号。

第一叠加单元42用于对纵向空域滤波后的n个接收信号进行内部子信号 叠加，获得一个初级判决信号，并将该初级判决信号输出到其它n-1个均衡 器，该初级判决信号对应当前待解码的接收信号。

干扰产生单元43用于接收其它n-1个均衡器的第一叠加单元42输出的 n-1个初级判决信号，根据分别对应n个接收信号中当前待解码的接收信号以 外的n-1个接收信号的n-1个初级判决信号，产生n-1个ICI信号。上述n-1 个初级判决信号分别对应n个接收信号中当前待解码的接收信号以外的n-1 个接收信号，其中，每个初级判决信号通过对n个接收信号进行纵向空域滤 波并对纵向空域滤波后的所述n个接收信号进行内部子信号叠加获得，其中， 每个纵向空域滤波的系数对应所述n个接收信号中当前待解码的接收信号以 外的n-1个接收信号中的一个接收信号。具体地，干扰产生单元43可以包括 n-1个干扰产生子单元，其中每个干扰产生子单元分别根据一个其它均衡器的 第一叠加单元42输出的一个初级判决信号，产生一个ICI信号。

干扰消除单元44用于根据n-1个ICI信号消除n个接收信号中的ICI干 扰，获得n个消除ICI干扰后的信号。具体地，干扰消除单元44可以包括n-1 个干扰消除子单元，其中每个干扰消除子单元分别接收一个干扰产生子单元 产生的一个ICI信号。n-1个干扰消除子单元串联连接，其中串联的第一个干 扰消除子单元接收横向滤波后的n个接收信号，每个干扰消除子单元从自身 接收的n个接收信号中消除与自身相连的干扰产生子单元产生的一个ICI信 号，将消除ICI信号后的信号传送给下一个干扰消除子单元，串联的最后一 个干扰消除子单元消除ICI信号后，获得n个消除ICI干扰后的信号并将该n 个消除ICI干扰后的信号发送给第二纵向滤波单元45。

第二纵向滤波单元45用于对n个消除ICI干扰后的信号进行纵向空域滤 波。

第二叠加单元46用于对纵向空域滤波后的n个消除ICI干扰后的信号进 行内部子信号叠加，获得一个最终判决信号。

在本发明实施例三中，每个均衡器均通过各自的第一纵向滤波单元和第 一叠加单元生成一个初级判决信号，共生成n个初级判决信号，当前均衡器 的干扰产生单元根据当前均衡器以外的n-1个均衡器生成的初级判决信号产 生n-1个ICI信号，干扰消除单元从n个接收信号中消除产生的n-1个ICI信 号，从而消除了ICI的影响。由于信道产生过程不受信道奇异化程度的影响， 因此本发明实施例三的均衡器对稀疏天线阵列和紧凑天线阵列的微波MIMO 系统均可适用，在稀疏天线阵列和紧凑天线阵列的微波MIMO系统中均能够 准确地消除ICI，从而提高在接收信号中消除ICI的效果。

在上述技术方案的基础上，进一步地，在本发明实施例三中，还可以将 上述用于消除ICI的结构与消除ISI的结构的相结合，在均衡器中包括第一纵 向滤波单元41、第一叠加单元42、干扰产生单元43、干扰消除单元44、第 二纵向滤波单元45和第二叠加单元46的基础上，在该均衡器中加入横向滤 波单元。该横向滤波单元连接在第一纵向滤波单元41之前，用于对n个接收 信号进行横向滤波。相应地，第一纵向滤波单元41具体用于对横向滤波单元 输出的横向滤波后的n个接收信号进行纵向空域滤波。干扰消除单元44具体 用于根据n-1个ICI信号消除横向滤波单元输出的横向滤波后的n个接收信号 中的ICI干扰，获得n个消除ICI干扰后的信号。

图5为本发明实施例四的均衡器的结构示意图。如图5所示，均衡器中 不仅包括：横向滤波单元40、第一纵向滤波单元41、第一叠加单元42、干 扰产生单元43、干扰消除单元44、第二纵向滤波单元45和第二叠加单元46， 而且还包括：信号导出单元51和延时单元52。

其中，横向滤波单元40、第一纵向滤波单元41、第一叠加单元42、干 扰产生单元43、干扰消除单元44、第二纵向滤波单元45和第二叠加单元46 具有上述本发明实施例三中记载的功能。

在此基础上，进一步地，信号导出单元51连接横向滤波单元40和延时 单元52，用于对横向滤波后的n个接收信号进行复制导出，获得n个待消除 信号。该信号导出单元51具有分支功能，经过横向滤波单元40之后的信号 输入该信号导出单元51，信号导出单元51输出两路与其输入信号均相同的 信号，其中一路输出到第一纵向滤波单元41，另一路输出到延时单元52，该 路信号作为待消除信号，具体包括n个信号。延时单元52用于对n个待消除 信号进行延时处理，使n个待消除信号与n-1个ICI信号同步。干扰消除单元 44具体用于从延时处理后的n个待消除信号中消除n-1个ICI信号，获得n 个消除ICI干扰后的信号。具体地，干扰消除单元44中串联的第一个干扰消 除子单元与延时单元52连接，接收延时单元52传送的横向滤波后的n个接 收信号，

在本发明实施例四中，由于在对n个接收信号进行横向滤波后，第一纵 向滤波单元、第一叠加单元和干扰产生单元的处理需要一定时间，以及上述 单元之间的信号传递需要一定时间，造成产生的ICI信号与横向滤波后的n 个接收信号产生时间差，在本发明实施例四的方案中，通过延时单元对横向 滤波后的n个接收信号进行延时，将其延时到与产生的ICI信号同步，保证 输入干扰消除单元的n个接收信号与n-1个ICI信号同步，从而进一步提高消 除ICI的准确性，因此能够进一步提高在接收信号中消除ICI的效果和微波 MIMO系统的传输性能。

在上述本发明实施例三和本发明实施例四中，该均衡器在时域进行处理。 具体地，上述均衡器中的横向滤波单元40具体用于在时域对n个接收信号进 行横向滤波；上述均衡器中的干扰产生单元43具体用于在时域产生n-1个ICI 信号。在均衡器在时域进行处理的情况下，横向滤波单元40可以采用一个有 限冲击响应(Finite Impulse Response，简称FIR)滤波器组，干扰产生单元 43可以包括n-1个子单元，其中每个子单元分别根据一个其它均衡器的初级 判决信号产生一个ICI信号，每个子单元也可以分别采用一个FIR滤波器组。

在上述本发明实施例三和本发明实施例四的技术方案的基础上，进一步 地，该均衡器还可以在频域进行处理，相应地，需要在该均衡器中增加一些 FFT单元和IFFT单元。以下通过本发明实施例五介绍在频域进行处理的均衡 器的内部结构。

图6为本发明实施例五的均衡器的结构示意图。如图6所示，在该均衡 器中，可以在图4所示的本发明实施例三的均衡器的内部组成结构的基础上 增加第一FFT单元61、第二FFT单元63、第一IFFT单元62和第二IFFT单 元64，也可以在图5所示的本发明实施例四的均衡器的内部组成结构的基础 上增加第一FFT单元61、第二FFT单元63、第一IFFT单元62和第二IFFT 单元64。在本发明实施例五中，仅以本发明实施例四的均衡器的内部组成结 构作为基础，对本发明实施例五的均衡器进行介绍。

如图6所示，该均衡器不仅包括：横向滤波单元40、第一纵向滤波单元 41、第一叠加单元42、干扰产生单元43、干扰消除单元44、第二纵向滤波 单元45、第二叠加单元46、信号导出单元51和延时单元52，而且还包括： 第一FFT单元61、第二FFT单元63、第一IFFT单元62和第二IFFT单元 64。

其中，横向滤波单元40、第一纵向滤波单元41、干扰产生单元43、干 扰消除单元44、第二纵向滤波单元45、信号导出单元51和延时单元52工作 在频域，在频域实现上述本发明实施例四中记载的功能，第一叠加单元42和 第二叠加单元46工作在时域。

具体地，第一FFT单元61连接横向滤波单元40，用于对n个接收信号 进行FFT，将n个接收信号从时域信号变换为频域信号，获得n个频域的接 收信号。

横向滤波单元40具体用于在频域对n个频域的接收信号进行横向滤波。

第一纵向滤波单元41用于对横向滤波后的n个频域的接收信号进行纵向 空域滤波。

第一IFFT单元62连接第一纵向滤波单元41和第一叠加单元42，用于 对纵向空域滤波后的n个频域的接收信号进行IFFT，将n个接收信号从频域 信号变换为时域信号。

第一叠加单元42用于对IFFT单元输出的经过纵向空域滤波的n个时域 接收信号进行内部子信号叠加，获得一个初级判决信号，并将该初级判决信 号输出到其它n-1个均衡器。

第二FFT单元63连接其它n-1个均衡器的第一叠加单元42和干扰产生 单元43，用于对n-1个初级判决信号进行FFT，将n-1个初级判决信号从时 域信号变换为频域信号，获得n-1个频域的初级判决信号。具体地，第二FFT 单元63可以包括n-1个第二FFT子单元，每个第二FFT子单元连接一个其 它均衡器的第一叠加单元42和本均衡器的一个干扰产生子单元，每个第二 FFT子单元对与自身相连的其它均衡器生成的一个初级判决信号进行FFT， 将FFT的结果输送到与自身相连的一个干扰产生子单元中。

干扰产生单元43具体用于根据n-1个频域的初级判决信号，在频域产生 n-1个ICI干扰信号。

信号导出单元51连接横向滤波单元40和延时单元52，用于对横向滤波 后的n个频域的接收信号进行复制导出，获得n个频域的待消除信号。

延时单元52用于对n个频域的待消除信号进行延时处理，使n个频域的 待消除信号与n-1个频域的ICI信号同步。

干扰消除单元44具体用于从延时处理后的n个频域的待消除信号中消除 n-1个频域的ICI信号，获得n个频域的消除ICI干扰后的信号。

第二纵向滤波单元45用于对n个频域的消除ICI干扰后的信号进行纵向 空域滤波。

第二IFFT单元64连接第二纵向滤波单元45和第二叠加单元46，用于 对纵向空域滤波后的n个频域的消除ICI干扰后的信号进行IFFT，将n个消 除ICI干扰后的信号从频域信号变换为时域信号。

第二叠加单元46用于对第二IFFT单元64输出的经过纵向空域滤波的n 个时域的消除ICI干扰后的信号进行内部子信号叠加，获得一个最终判决信 号。

在均衡器在频域进行处理的情况下，均衡器中的横向滤波单元40可以采 用一个频域均衡器(Frequency Domain Equalizer，简称FDE)；均衡器中的干 扰产生单元43可以包括n-1个子单元，其中每个子单元分别根据一个其它均 衡器的初级判决信号产生一个ICI信号，每个子单元也可以分别采用一个为 FDE。

在本发明实施例五中，通过增加第一FFT单元、第二FFT单元、第一IFFT 单元和第二IFFT单元，通过对接收信号以及初级判决信号进行FFT或IFFT， 使得该均衡器可以在频域中使用，在不增加第一FFT单元、第二FFT单元、 第一IFFT单元和第二IFFT单元的情况下，该均衡器可以在时域中使用，因 此该均衡器可以方便灵活地应用于各种使用环境。

在本发明实施例三至实施例五中，系统中包括n个均衡器，其中每个均 衡器的横向滤波单元40的分别设置不同的横向滤波的系数，每个均衡器的第 一纵向滤波单元41分别设置不同的纵向空域滤波的系数，每个均衡器的第二 纵向滤波单元45分别设置不同的纵向空域滤波的系数。每个均衡器的上述系 数对应n个接收信号中的一个信号，从而每个均衡器输出初级判决信号分别 对应一个接收信号，n个均衡器输出的初级判决信号分别对应n个接收信号。 在实际应用中，上述系数可以由作为横向滤波单元40、第一纵向滤波单元41 和第二纵向滤波单元45的执行器件进行自适应调整。

需要说明的是：对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表 述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描 述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同 时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属 于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有 详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可 读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而 前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码 的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非 对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的 普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进 行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或 者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范 围。