專利名稱：擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA)蜂窩移動通信系統(tǒng)中的一種解調(diào)技術(shù)，如多用戶檢測技術(shù)或Raker接收機解調(diào)技術(shù)，更確切地說是涉及一種當通信系統(tǒng)中發(fā)送端的擴譜系數(shù)可變時，接收端的多用戶檢測或其他解調(diào)方法，如Raker接收機等的解調(diào)方法。本發(fā)明的方法涉及指示當前幀的物理信道及擴譜系數(shù)的比特的技術(shù)方案，如3G中的TFCI技術(shù)。
多用戶檢測技術(shù)與Raker接收機相比，可使系統(tǒng)的性能顯著提高，幾乎可以使頻譜利用率提高一倍，增加系統(tǒng)容量。多用戶檢測可以分為干擾消除(IC)和聯(lián)合檢測(JD)兩種方法。無論哪一種方法，都要利用用戶信道估計的結(jié)果將其它用戶的信息消除，和將本用戶的有效信息解調(diào)出來。所以，使用多用戶檢測技術(shù)的一個前提條件是需要預(yù)先知道發(fā)送方的很多相關(guān)信息，如發(fā)送方使用的物理信道、擴譜系數(shù)(SF)、訓(xùn)練序列等等。
但在實際系統(tǒng)中，特別是當有些可以直接指示當前幀的物理信道及擴譜系數(shù)的技術(shù)(如3G中的TFCI技術(shù))被應(yīng)用時，用戶發(fā)送數(shù)據(jù)量的大小是隨發(fā)送源產(chǎn)生數(shù)據(jù)量的大小逐幀變化的，它不是一個恒定的數(shù)，所以用戶在每一個TTI中使用的信道及擴譜系數(shù)也是隨時變化的。接收方無法事先預(yù)知發(fā)送方所用的物理信道及擴頻系數(shù)。在這種情況下，往往無法直接應(yīng)用多用戶檢測技術(shù)。
一種解決方法是接收方先將發(fā)送方的一個TTI數(shù)據(jù)全部緩存下來，在正確解調(diào)發(fā)送方的TFCI后，再解本TTI的數(shù)據(jù)。但此方法存在四大缺點
1.需要一個非常大的緩存區(qū)，用于存放整個TTI的原始數(shù)據(jù)；2.需要先解調(diào)TFCI(TFCI的物理信道及擴譜系數(shù)是固定不變且已知的)的數(shù)據(jù)，此時若不采用多用戶檢測技術(shù)作解調(diào)，則對TFCI數(shù)據(jù)的解調(diào)效果不好，直接影響系統(tǒng)性能；若采用多用戶檢測技術(shù)作解調(diào)，則先用多用戶檢測技術(shù)對TFCI數(shù)據(jù)作解調(diào)，再用多用戶檢測技術(shù)對該解調(diào)結(jié)果重新作解調(diào)，則多用戶檢測技術(shù)在解調(diào)中被應(yīng)用了兩遍，使計算量增大了近一倍；3.接收方必須完整接收一個TTI的數(shù)據(jù)后，才能進行解調(diào)，然而TTI與物理幀是不相等的，如在時分-同步碼分多址(TD-SCDMA)系統(tǒng)中，物理幀是5ms，TTI可能是10ms，這就意味著，接收方必須等待10ms后才能進行解調(diào)過程，使信號的處理時延大大加長，幾乎無法滿足系統(tǒng)所要求的端到端時延為150ms的要求；4.當采用的是直接指示當前幀的物理信道及擴譜系數(shù)的比特的技術(shù)時，如3G中的TFCI技術(shù)，在采用可變擴譜系數(shù)時，需要尋求一種盲檢測的方法；而在采用固定擴譜系數(shù)時，直接指示當前幀的物理信道及擴譜系數(shù)的比特需要占用的比特數(shù)太多，一幀中可傳輸?shù)男畔艉颂佟?br> 因此，目前在3G中，除TD-SCDMA外，其他系統(tǒng)都采用固定擴譜系數(shù)。
第三代國際標準化組織(3GPP)定義了在物理信道上使用TFCI技術(shù)，TFCI是這樣的一些物理參量，它采用很高的處理增益，每個TTI都傳送，它是被用來指示當前TTI中使用的信道編碼方案、交織和打孔圖樣等。利用它可以進一步推算出當前物理幀的擴譜系數(shù)(SF)與物理碼道的被占用情況。如用戶被分配了N個碼道，在某一時刻它需要占用M個碼道，M＜＝N。解調(diào)方可以從接收的TFCI中推算出M個碼道被占用了，而M個碼道的擴譜系數(shù)則在標準中預(yù)先確定。
當用戶的無線鏈路建立后，哪些物理資源可以被該用戶使用便確定了。如一個用戶的擴譜系數(shù)為SF40(擴頻系數(shù)的碼長為4，采用第0碼道)，這就意味著該用戶可以利用

圖1所示碼樹結(jié)構(gòu)中由實線部分引出的頻譜資源。
如當某用戶需要傳遞的數(shù)據(jù)比較多時，擴譜系數(shù)為4(SF40)；傳遞數(shù)據(jù)比較少時，則可采用一個擴譜系數(shù)為8的碼道(SF80)和一個擴譜系數(shù)為16的碼道(SF162)；傳遞數(shù)據(jù)再少一些時，則可僅采用一個擴譜系數(shù)為8的碼道(SF80)；傳遞數(shù)據(jù)很少時，則可僅采用一個擴譜系數(shù)為16的碼道(SF160)。這就是變擴譜系數(shù)技術(shù)。在上述每種情況下，哪一個碼道被使用是由標準規(guī)定的(為描述方便，本文指定在上述情況下，碼道的使用采用括號內(nèi)的分配方案)。
進一步地說，如果當前需要傳遞的數(shù)據(jù)比較少，發(fā)送端就可以用較大的擴譜系數(shù)傳遞數(shù)據(jù)，由于擴譜系數(shù)較大，則處理增益較大，發(fā)送端可以用較小的功率進行發(fā)送。這樣，一方面可以節(jié)約發(fā)送方功率(對于終端，這是十分有用的，如話音激活按50％計算，采用這種技術(shù)可以使發(fā)送方節(jié)電25％)，另一方面可以降低此用戶對其他用戶的干擾，使得系統(tǒng)的整體性能得到提升。
由上述分析可以看出，多用戶檢測技術(shù)和TFCI技術(shù)對系統(tǒng)來說都是十分重要的。但是由于TFCI是用來指示當前TTI(10ms，20ms，40ms，80ms)中的信道編碼方案、交織和打孔圖樣等的，在一個物理幀(對TD-SCDMA為5ms)中，用戶采用的物理碼道與擴譜系數(shù)(SF)是未知的，要求接收機必須自適應(yīng)地支持對可變化碼道的檢測。而多用戶檢測技術(shù)是利用信道估計的結(jié)果，或進行干擾消除(IC)，或進行聯(lián)合檢測(JD)，它的一個前提條件就是需要知道所有用戶當前幀的物理碼道與擴譜系數(shù)(SF)，顯然這之間存在著沖突。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是這樣的一種擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于包括以下處理步驟A.利用多用戶檢測技術(shù)對用戶接收信號先統(tǒng)一用低擴譜系數(shù)進行解擴處理，獲得用戶接收信號的解擴信息；B.以選擇的TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)該用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息；C.從解調(diào)的TFCI數(shù)據(jù)信息中獲得實際的擴譜系數(shù)信息；D.根據(jù)獲得的實際擴譜系數(shù)信息，求得最終的接收數(shù)據(jù)。
步驟B中可選擇固定或變化的TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息。
本發(fā)明方法提出一種全新的接收方的信號處理流程，由于采用多用戶檢測技術(shù)，不會損失系統(tǒng)的解調(diào)性能；不必等待指示當前幀的物理信道及擴譜系數(shù)的比特(如3G中的TFCI)信息解調(diào)，而是直接按物理幀處理信號，因而不需要利用一個非常大的緩存區(qū)來存放整個TTI的原始數(shù)據(jù)，只需做一次多用戶檢測，節(jié)省了計算量和計算時間，與解調(diào)用戶的物理碼道和擴譜系數(shù)不變的情況相比，幾乎不增大計算量，從而讓接收方能比較完美地支持發(fā)送方自由的變物理碼道與擴譜系數(shù)的要求。
由于在變擴譜系數(shù)的系統(tǒng)中，高擴譜系數(shù)必定是由低擴譜系數(shù)派生出來的，而派生的公式為
所以，每個子擴譜系數(shù)可以由其父擴譜系數(shù)組成。例如SF40=1111]]>SF81=1111-1-1-1-1=SF40-SF40]]>SF163=1111-1-1-1-1-1-1-1-11111=SF40-SF40-SF40SF40]]>利用這一性質(zhì)，在不知道該用戶采用何種擴譜系數(shù)時，可以對該用戶統(tǒng)一采用低擴譜系數(shù)進行解擴，然后解調(diào)TFCI的信息；再根據(jù)TFCI的信息得到擴譜系數(shù)信息；由擴譜系數(shù)信息再求得最終接收數(shù)據(jù)信息。
參見圖2，圖中示出實現(xiàn)本發(fā)明方法的信號處理總流程，主要包括四大步驟。其中步驟1，取用戶的最低擴譜系數(shù)，并假設(shè)該用戶使用最低擴譜系數(shù)；步驟2，利用多用戶檢測技術(shù)，對用戶接收數(shù)據(jù)用假設(shè)的低擴譜系數(shù)進行解擴處理；步驟3，解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息；步驟4，根據(jù)TFCI的解調(diào)信息得到實際擴譜系數(shù)信息，并利用該實際擴譜系數(shù)信息，對步驟2獲得的解擴信息進行后期的迭加處理，求得最終的接收數(shù)據(jù)信息。
下面結(jié)合一個實例進一步說明本發(fā)明的方法，分三個步驟說明。
第一步若用戶被激活的信道資源為SF40，在某一幀，采用一個擴譜系數(shù)為8的碼道(SF80)和采用一個擴譜系數(shù)為16的碼道(SF162)。在接收方，若接收機先假設(shè)用戶是以低擴譜系數(shù)SF40發(fā)送信息的，并以此進行多用戶檢測，這樣做是可行的，因為SF80=11111111=SF40SF40]]>SF162=1111-1-1-1-11111-1-1-1-1=SF40-SF40SF40-SF40]]>可見SF162與SF80是可以由SF40組成的，即由低擴譜系數(shù)派生出高擴譜系數(shù)，或者說由父擴譜系數(shù)組成子擴譜系數(shù)。
第二步解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息可以采用變擴譜系數(shù)，也可以采用固定擴譜系數(shù)。本發(fā)明中，給出全部三種情況下的解調(diào)方法。
設(shè)用SF40解調(diào)的TFCI數(shù)據(jù)，結(jié)果為(dTFI1，dTFCI2，dTFCI3，....dTFCIm)第一種情況是采用固定擴譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)，例如永遠使用SF162解調(diào)TFCI，不隨數(shù)據(jù)實際的擴譜系數(shù)的改變而改變，則TFCIk＝(dTFCI(4k-3)-dTFCI(4k-2)+dTFCI(4k-1)-dTFCI4k)/4其中，k的范圍是(1....m/4)。
第二種情況是采用變擴譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)，而且TFCI數(shù)據(jù)所占用的比特數(shù)是不固定的，由于不能預(yù)先知道TFCI的擴譜系數(shù)，故假設(shè)TFCI的擴譜系數(shù)為SF40TFCIk＝dTFCI(4k-3)其中，k的范圍是(1....m/4)。
此處，要求發(fā)送方TFCI必須映射到相應(yīng)的位置(知道TFCI出現(xiàn)的位置)，換言之，TFCI和數(shù)據(jù)有可能交叉排列。
第三種情況是采用變擴譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)，TFCI所占用的比特數(shù)也是不固定的，而且TFCI和數(shù)據(jù)不交叉排列，由于不能預(yù)先知道TFCI的擴譜系數(shù)，也不知道TFCI出現(xiàn)的位置點，所以要采用TFCI盲檢測。
具體過程如下分別假定TFCI的擴譜系數(shù)為4、8、16，解調(diào)獲得各TFCI結(jié)果，由于TFCI是指示當前TTI的信道編碼方案、交織和打孔圖樣等的，所以由TFCI的解調(diào)結(jié)果，可以得到當前TTI占用的碼道與擴譜系數(shù)，如果得到的結(jié)果與事先假定TFCI的擴譜系數(shù)相吻合，則可以確定當前實際的TFCI擴譜系數(shù)。
第三步由對TFCI數(shù)據(jù)的解調(diào)結(jié)果，可以得到當前TTI實際占用的碼道與擴譜系數(shù)，例如是采用一個擴譜系數(shù)為8的碼道(SF80)和采用一個擴譜系數(shù)為16的碼道(SF162)。
設(shè)，在16chips(碼片)中，在SF162的碼道中傳遞的數(shù)據(jù)為C161，在SF80的碼道中傳遞的數(shù)據(jù)為C81，C82。
直接用SF40解調(diào)得到的結(jié)果為S41，S42，S43，S44。
則有如下關(guān)系C161+C81=S41]]>-C161+C81=S42]]>C161+C82=S43]]>-C161+C82=S44]]>所以C81=(S41+S42)/2]]>C82=(S43+S44)/2]]>C161=(S41-S42+S43-S44)/4]]>C81，C82，C161就是最終的解調(diào)信息。
由于解調(diào)每個物理幀的S41，S42，S43，S44是系統(tǒng)解調(diào)的主要計算量，占總體計算量的99％以上，而且S41，S42，S43，S44的計算不必等待TFCI的解調(diào)結(jié)果，每個物理幀(對TD-SCDMA為5ms)可獨立計算，而后處理計算的C81，C82，C161則需要TFCI的結(jié)果，但其計算量已非常小。所以，利用本發(fā)明的方法，在計算量沒有增大、系統(tǒng)時延設(shè)有增大的情況下，成功地使多用戶檢測技術(shù)和變擴譜系數(shù)技術(shù)同時應(yīng)用到同一系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于包括以下處理步驟A.利用多用戶檢測技術(shù)對用戶接收信號先統(tǒng)一用低擴譜系數(shù)進行解擴處理，獲得用戶接收信號的解擴信息；B.以選擇的TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)該用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息；C.從解調(diào)的TFCI數(shù)據(jù)信息中獲得實際的擴譜系數(shù)信息；D.根據(jù)獲得的實際擴譜系數(shù)信息，求得最終的接收數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的步驟B，是用一固定的TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，該固定的TFCI擴譜系數(shù)不隨步驟A中所采用的低擴譜系數(shù)的變化而變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的步驟B，是用一變TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的用一變TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，在TFCI數(shù)據(jù)所占用的比特數(shù)為不固定，但知道TFCI數(shù)據(jù)出現(xiàn)的位置點的情況下，用假設(shè)的擴譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的用一變TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，在TFCI數(shù)據(jù)所占用的比特數(shù)為不固定，且不知道TFCI數(shù)據(jù)出現(xiàn)的位置點的情況下，采用盲檢測法解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的盲檢測法解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息進一步包括利用一個以上假定的TFCI擴譜系數(shù)，分別解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，獲得各TFCI數(shù)據(jù)解調(diào)結(jié)果；由各TFCI數(shù)據(jù)的解調(diào)結(jié)果，得到當前TTI占用的碼道與擴譜系數(shù)；從得到的當前TTI占用碼道的擴譜系數(shù)中選出與假定的TFCI擴譜系數(shù)相吻合的一個擴譜系數(shù)，確定為當前實際的TFCI擴譜系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的步驟D，是用獲得的實際擴譜系數(shù)對步驟A獲得的用戶接收信號的解擴信息進行包括迭加的后處理，獲得最終的接收數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種擴譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，使得多用戶檢測技術(shù)和變擴譜系數(shù)技術(shù)可同時應(yīng)用于同一系統(tǒng)中，且?guī)缀醪辉龃笥嬎懔亢拖到y(tǒng)時延。在發(fā)送方采用可自由地改變物理碼道與改變擴譜系數(shù)技術(shù)時，接收方的信號處理流程，包括利用多用戶檢測技術(shù)對用戶接收信號先統(tǒng)一用低擴譜系數(shù)進行解擴處理，獲得用戶接收信號的解擴信息；以選擇的TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)該用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息；從解調(diào)的TFCI數(shù)據(jù)信息中獲得實際的擴譜系數(shù)信息；根據(jù)獲得的實際擴譜系數(shù)信息，求得最終的接收數(shù)據(jù)。其中，以選擇的TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息，可選擇固定或變化的TFCI擴譜系數(shù)解調(diào)用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息。
文檔編號H04J11/00GK1446007SQ0214862
公開日2003年10月1日 申請日期2002年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月13日
發(fā)明者李峰 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司