[发明专利]噪声降低系统和方法

说明书

发明背景

本发明涉及提高接收信号的信噪比(SNR)的独特的接收器处理器系统。与传统接收器系统不同，利用根据本发明方法的系统实现所有类型噪声影响的降低，包括但不局限于热噪声。存在少数通信系统，如果有的话，不因大部分这些类型的系统中采用的必要放大实际应用导致的固有热噪声的明显降低而获益。所有类型的噪声——不管是例如干扰信号形式的从接收器与要求信号一起接收的噪声还是在已接收到信号后在接收器系统中产生的噪声——限制了接收器系统鉴别微弱信号并将它们与其较强的对应物区分开来的能力。

基本因导体中的电子热振动引起的热噪声被引入到接收系统作为系统中的必要放大过程的结果。一般就系统鉴别微弱信号的能力而言，这类噪声是一个限制因素。当显著降低该噪声时，结果信号接收能力得以提高，但也会使一些参数大打折扣，例如带宽和典型地涉及各种多路复用技术的那些参数。也就是说，随着噪声降低，可更可靠地检测更弱的信号并获得更低的出错率。在获得可接受的出错率后，信噪比(SNR)的提高可能演变为增加系统中能够多路复用的信号数目，同时保持相同的出错率，从而增加系统的信号能力。本文中披露的本发明包括允许通过提高接收系统的SNR而轻而易举地鉴别相对微弱的信号的方法和相应系统架构。此外，根据本发明的系统可以硬件、软件或硬件和软件两者的组合来实现。如本领域内技术人员在阅读下面公开后所清楚地理解，本文披露的方法和系统的实现改善了系统的信道性能并改善了与接收系统性能相关联的其它参数。

更具体地，本发明改进并提供之前的美国专利和转让给本发明当前受让人Apex/Eclipse系统公司的、例如No.7,076,227和7,106,853美国专利的已公布申请中披露的迭代噪声降低过程的唯一实现，这些文献的内容被全篇援引包含于此。

具体地说，相比在上述以前发行的无线和有线专利和申请中披露和要求的处理技术，根据本发明已本质上消除了拓朴数字矩阵(TNA)以降低处理的复杂度。保留迭代处理的概念，但取而代之的是工作在TNA内部的地址，根据现有技术，对输入采样进行处理以计算噪声估计。

此外，根据本发明，替代探测值和第一噪声探测值的选择包括利用在当前处理的输入周围的输入采样的平均值。随后利用该平均值选择用于计算两种类型探测值的系数。

根据本发明，理想地在数字系统中实现的、包括例如本文披露的一种或多种特定方法的实现的改良方法，在接收信号已发生模数转换(ADC)后立即将这种方法应用于所接收的信号。根据本发明的一个示例性实施例，在定制半导体门阵列和/或可编程门阵列中实施这些方法。

正如通过下面详细地给出的至少一个示例而变得更为清楚的那样，本发明的一个方面包括使用数字逻辑和各等式的关系来量化不同的函数。根据本发明的方法利用数字行为分析来确定迭代工程中的后续步骤。具体地说，根据本发明的一个或多个实施例，确定输入信号的噪声成分的估计，并从原始输入采样中除去该估计的噪声值以为接下来的信号处理提供增强的信号。

发明概述

根据本发明的系统包括能够使用可得到的集成电路实现的经改良的迭代过程。利用集成电路或在其它实施例中利用软件使本发明的唯一方法实现为审慎算法和判决操作的流水线。处理信号和实现方法所需的时间导致非常小的传输延迟，倘若SNR大为提高，则这种延迟对于多数这类接收系统来说是可以接受的。

因此，本发明的目的是提供一种经改良的接收系统方法，它提供在具有低功率电平的信号之间作出区别的能力，由此从本质上提高系统的SNR。

本发明的另一个目的是提供一种能以软件实现并使用专门构想的集成电路提供迭代方法的高速处理的数字处理方法。

本发明的又一目的是提供一种接收系统处理器，从而对接收信号周期地采样并从每个接收到的含噪声信号估计全体接收信号采样的噪声成分并从数据采样中去除噪声成分，留下近乎无噪声的接收信号采样。本发明的又一目的是提供一种流水线处理器，该流水线处理器提供对含噪声信号的输入采样的近乎实时的迭代处理。

本发明的又一目的是提供一种迭代序列编程器，该编程器提供过程序列的实时控制并提供对系统条件改变的响应。

附图简述

可结合附图从下面对较佳实施例的详细说明中清楚地得出本发明的目的和特征。

图1是示出根据本发明示例性实施例的方法的各种功能的一般方框图。

图2是示出根据本发明示例性实施例的与所谓替代探测值处理相关联的基本处理步骤的逻辑流程图。

图3是示出根据本发明示例性实施例的与所谓迭代噪声探测值处理相关联的基本处理步骤的逻辑流程图。