專利名稱：基于cdma系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于CDMA系統(tǒng)的去相關(guān)方法及其裝置，尤其涉及一種TD-SCDMA的多用戶檢測(cè)簡(jiǎn)化去相關(guān)方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在信道多徑擴(kuò)散、符號(hào)間干擾(ISI)和多址接入干擾(MAI)的共同影響下，如何把多用戶干擾抵銷算法，即去相關(guān)法的復(fù)雜度降低到可接受的程度是多用戶檢測(cè)技術(shù)能否實(shí)用的關(guān)鍵。接收信號(hào)向量S可表達(dá)為發(fā)送信號(hào)矢量D左乘一個(gè)信道相關(guān)矩陣R并加上噪聲矢量n的和。解調(diào)接收信號(hào)向量S得到發(fā)送信號(hào)的估計(jì) 的算法中，最復(fù)雜的一步在于求信道相關(guān)矩陣R的逆矩陣R-1，如現(xiàn)有技術(shù)一般采用下述方法下行鏈路的擴(kuò)頻系數(shù)是SF＝16，假設(shè)在同一時(shí)隙內(nèi)有K個(gè)用戶且1≤K≤16，在每一個(gè)數(shù)據(jù)部分，總共有K*N個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，每個(gè)用戶有N＝22個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，該K個(gè)用戶的第n個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)D為D(n)=(d1(n),d2(n),d3(n),...dK(n)),--n=1,...,N----(1)]]>每個(gè)用戶的信號(hào)序列包括N個(gè)間隔為Ts的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)取自星座表(1，j，-1，-j)，K用戶的每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)被該用戶的特殊信號(hào)序列所擴(kuò)頻，信號(hào)序列表示為C(k)=(c1(k),c2(k),...,cQ(k))T,k=1,...,K---(2)]]>這里[.]T是矩陣轉(zhuǎn)置，用戶的簽名序列包含Q個(gè)碼片，碼片寬度Tc等于Ts/Q，所述的Ts為信號(hào)寬度，通過各自的離散沖激響應(yīng)來區(qū)別K個(gè)不同的信道，第k個(gè)信道的離散沖激響應(yīng)表達(dá)為H(k)=(h1(k),h2(k),...,hW(k))T,k=1,...,K---(3)]]>該沖激響應(yīng)包含間隔為Tc(碼片寬度)的W個(gè)采樣。假定該通道沖激響應(yīng)在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)保持不變。
很明顯，W＞1時(shí)信號(hào)間干擾上升；同時(shí)信道畸變與非正交信號(hào)C(k)造成多址干擾。該組合的信道沖激響應(yīng)由卷積函數(shù)所定義B(k)=(b1(k),b2(k),...,bQ+W-1(k))T=C(k)*H(k),k=1,...,K---(4)]]>接收碼片序列e是K個(gè)用戶信道碼片序列的疊加，假設(shè)所有用戶的信號(hào)同步到達(dá)，長(zhǎng)度為(N·Q+W-1)個(gè)碼片，且疊加一個(gè)同長(zhǎng)度的噪聲序列n＝(n1，n2，...，nN·Q+W-1)T(5)接收序列可表達(dá)成e＝(e1，e2，...，eN·Q+W-1)T＝A·D+n (6)其中發(fā)送數(shù)據(jù)矢量信號(hào)D=(D(1),D(2),...,D(N))T]]>=(d1(1),d2(1),...,dK(1),......,d1(n),d2(n),...,dK(n),......d1(N),d2(N),...,dK(N))T---(7)]]>=(d1,d2,...,dKN)T]]>其中d1(n)，d2(n)，...dk(n)為所有K個(gè)用戶的第n個(gè)信號(hào)，這里dj=defdk(n);j=k+K·(n-1),k=1...K,n=1...N---(8)]]>其中矩陣A＝(αij)；i＝1...(N·Q+W-1)，j＝1...K·N
假定用戶簽名序列C(k)及信道互相關(guān)值H(k)，k＝1...K在接收機(jī)中是已知的，處理接收序列e以獲得對(duì)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)D的判決。目前使用迫零法以消除多址干擾及碼間干擾，它的理論基礎(chǔ)是最小化 這里 是所有K個(gè)用戶的發(fā)送信號(hào)的估計(jì)，因此 這里[·]H是共軛轉(zhuǎn)置，AHe為匹配濾波器的輸出，(AHA)-1AHn為噪聲項(xiàng)，上述 包括期望輸出D及噪聲，沒有多址干擾及碼間干擾，它的協(xié)方差矩陣σ2(AHA)-1給出了噪聲量的自相關(guān)。一般來說，噪聲項(xiàng)的方差大于使用匹配濾波器方法得到的噪聲項(xiàng)。去相關(guān)輸出的每一信號(hào)的信噪比等于γ(k,n)=1/σ2[(AHA)-1]j,j;]]>j＝n+N·(k-1)(12)k＝1...K，n＝1...N令R＝AHA (13)這樣式(Eq.11)可表達(dá)為 由于R的矩陣求逆操作較復(fù)雜，因此現(xiàn)有的TD-CDMA系統(tǒng)中的計(jì)算負(fù)荷較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種簡(jiǎn)化的去相關(guān)法，它可大大降低多用戶檢測(cè)計(jì)算的復(fù)雜度。
為了解決上述技術(shù)，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為提供一種簡(jiǎn)化的去相關(guān)法，包括如下步驟a接收無線信號(hào)S；b獲得一個(gè)信道相關(guān)矩陣R，取該矩陣R的某一部分以獲得部分相關(guān)矩陣RP；c對(duì)部分相關(guān)矩陣RP求逆，從而獲得矩陣V(m)；d根據(jù)發(fā)送信號(hào)D的相應(yīng)位置所對(duì)相應(yīng)的V(m)分別從接收信號(hào)S中恢復(fù)發(fā)送信號(hào)D。
根據(jù)上述方法所采用的裝置，包括依次連接的用于定義部分相關(guān)矩陣RP的相關(guān)計(jì)算裝置；用于定義新的矩陣V(n)的矩陣求逆裝置及抽取裝置；用于將接收信號(hào)S與所述的矩陣V(m)相乘的矩陣向量乘法器。
本發(fā)明根據(jù)信道相關(guān)矩陣R的特點(diǎn)，僅根據(jù)相關(guān)矩陣R的對(duì)角線子矩陣RP的逆陣完成解調(diào)，從而大大降低求逆所需的計(jì)算量，而解調(diào)性能損失很少。假定P＝2，最大延時(shí)為4個(gè)碼片，多徑數(shù)目為4，總用戶數(shù)為12時(shí)，其性能和沒有簡(jiǎn)化時(shí)幾乎一致。由于一個(gè)大小為M*M的矩陣的求逆計(jì)算的復(fù)雜度與M3成正比，因此當(dāng)P＝2，N＝22時(shí)，部分求逆的計(jì)算復(fù)雜度只有原始沒有簡(jiǎn)化求逆的計(jì)算復(fù)雜度的(5/22)3，使計(jì)算極大地簡(jiǎn)化了。同樣，恢復(fù)信號(hào)的計(jì)算的復(fù)雜度與原裝置相比也減少到原先的5/22。


圖1是本發(fā)明的簡(jiǎn)化去相關(guān)法所采用的裝置。
具體實(shí)施例方式
原始的發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)D可表達(dá)為
D=(......d1(n-P),d2(n-P),...,dK(n-P),......,d1(n),d2(n),...,dK(n),.......,d1(n+P),d2(n+P),...,dK(n+P)........)]]>上述的d1(n-P)，d2(n-P)，…dk(n-P)表示所有K個(gè)用戶的第(n-P)個(gè)信號(hào)，上述的d1(n)，d2(n)，…，dk(n)表示所有K個(gè)用戶的第(n)個(gè)信號(hào)，上述的d1(n+P)，d2(n+P)，…，dk(n+P)表示所有K個(gè)用戶的第(n+P)個(gè)信號(hào)。接收信號(hào)S可表達(dá)為 上述的 表示所有K個(gè)用戶的第(n-P)個(gè)信號(hào)，上述的 表示所有K個(gè)用戶的第(n)個(gè)信號(hào)，上述的 表示所有K個(gè)用戶的第(n+P)個(gè)信號(hào)。下面我們定義 為S(n)，由于在TD-CDMA中假定多徑擴(kuò)散少于12碼片，而下行鏈路中擴(kuò)譜因子是16，所以距離超過兩個(gè)信號(hào)間隔的信號(hào)間沒有碼間干擾，來自任意的一個(gè)特定其他用戶的多址干擾和碼間干擾能量通常遠(yuǎn)小于有用用戶信號(hào)，為了恢復(fù)發(fā)送信號(hào)D(n)=(d1(n),d2(n),d3(n),...dK(n)),]]>來自接收信號(hào)S(t)(t＜n-P或t＞n+P)的干擾可被忽略，這就意昧著發(fā)送信號(hào)D(n)可從部分接收信號(hào)序列中恢復(fù) 表示所有K個(gè)用戶的第(n-P)個(gè)信號(hào)，上述的 表示所有K個(gè)用戶的第(n)個(gè)信號(hào)，上述的 表示所有K個(gè)用戶的第(n+P)個(gè)信號(hào)。假定P足夠大，這里我們定義一個(gè)部分相關(guān)矩陣RP＝{ri，j}，i，j＝1...(2P+1)K這里ri，j是信道相關(guān)矩陣R的第i行第j列的元素。定義一個(gè)新的矩陣V(m)={vi,j(m)}]]>vi,j(m)=(Rp-1)i+(m-1)K,j,--i=1...K,j=1...(2P+1)K,m=1...2P+1]]>這里R-1P表示矩陣求逆，當(dāng)P+1≤n≤N-P，可將發(fā)送信號(hào)D(n)恢復(fù)為 所述的 為發(fā)送信號(hào)的估計(jì)，當(dāng)n≤P時(shí)，此時(shí)發(fā)送信號(hào)D(n)前面的干擾信號(hào)少于P個(gè)，發(fā)送信號(hào)D(n)可被恢復(fù)為 這里接收信號(hào)SP(n)被定義為 上述的 為所有K個(gè)用戶的第一個(gè)信號(hào)，上述的 為所有K個(gè)用戶的第n個(gè)信號(hào)，上述的 為所有K個(gè)用戶的第2P+1個(gè)信號(hào)。當(dāng)n≥N+1-P時(shí)，此時(shí)發(fā)送信號(hào)D(n)后面的干擾信號(hào)少于P個(gè)，發(fā)送信號(hào)D(n)可被恢復(fù)為 這里SP(n)被定義為 上述的 為所有K個(gè)用戶的第N-2p個(gè)信號(hào)，上述的 為所有K個(gè)用戶的第n個(gè)信號(hào)，上述的 為所有K個(gè)用戶的第N個(gè)信號(hào)。
另外，該簡(jiǎn)化去相關(guān)法可被命名為部分去相關(guān)，其意義是僅根據(jù)當(dāng)前信號(hào)的前后各P組信號(hào)，用去相關(guān)法去除前后信號(hào)對(duì)當(dāng)前信號(hào)的影響。
如圖1所示的是使用該簡(jiǎn)化去相關(guān)法所采用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖其包括K個(gè)匹配濾波器1及與K個(gè)匹配濾波器1一一對(duì)應(yīng)連接的K個(gè)緩沖存儲(chǔ)器2，以及用于定義部分相關(guān)矩陣RP的相關(guān)計(jì)算裝置3、后接于相關(guān)計(jì)算裝置3的用于定義新的矩陣V(m)的矩陣求逆裝置4及抽取裝置5，所述的緩沖存儲(chǔ)器2的輸出輸、抽取裝置5的輸出端與矩陣向量乘法器6的輸入端相連接。所述K個(gè)用戶的基帶信號(hào)，分別輸入給一一對(duì)應(yīng)連接的K個(gè)匹配濾波器1、及K個(gè)緩沖存儲(chǔ)器2，從而得到接收信號(hào)SP(n)，所述的用戶的簽名序列C(k)＝(c1(k)，c2(k)，...cQ(k))T、信道沖激響應(yīng)H(1)，H(2)，...，H(k)、信道特殊乘法因子分別輸入相關(guān)計(jì)算裝置3計(jì)算得到部分相關(guān)矩陣RP＝{ri、j}，然后通過矩陣求逆裝置4及抽取裝置5得到RP的逆陣V并從中抽取子陣V(m)，所述的接收信號(hào)SP(n)及V(m)通過矩陣向量乘法器6從而獲得信號(hào)估計(jì)值 當(dāng)然本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例所描述的裝置及方法，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的技術(shù)變換應(yīng)均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)法，用于移動(dòng)終端，包括如下步驟a接收無線信號(hào)S；b獲得一個(gè)信道相關(guān)矩陣R，取該矩陣R的部分以獲得部分相關(guān)矩陣RP；c對(duì)部分相關(guān)矩陣RP求逆，從而獲得矩陣V(m)；d根據(jù)針對(duì)所述移動(dòng)終端的發(fā)送信號(hào)D的相應(yīng)位置所對(duì)應(yīng)的V(m)從接收信號(hào)S中恢復(fù)發(fā)送信號(hào)D。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)法，其中所述的部分相關(guān)矩陣RP＝{ri，j}，i，j＝1...(2P+1)K，所述的部分相關(guān)矩陣RP是相關(guān)矩陣R的對(duì)角線上的子陣，所述的K為同一時(shí)隙內(nèi)的用戶數(shù)，其中P為對(duì)當(dāng)前信號(hào)有影響的前后信號(hào)數(shù)；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)法，其中所述的V(m)={vi,j(m)},]]>其中vi,j(m)=(Rp-1)i+(m-1)K,j,--i=1...K,j=1...(2P+1)K,m=1...2P+1]]>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)法，其中所述發(fā)送信號(hào)D(n)的位置分三種情況1)當(dāng)1≤n≤P時(shí)，V(m)＝V(n)，D(n)可被恢復(fù)為D^(n)=V(n)Sp(n)]]>2)當(dāng)P+1≤n≤N-P時(shí)，V(m)＝V(P+1)，D(n)可被恢復(fù)為D^(n)=V(P+1)Sp(n)]]>3)當(dāng)N+1-P≤n≤N時(shí)，V(m)＝V(2P+1+n-N)，D(n)可被恢復(fù)為D^(n)=V(2P+1+n-N)Sp(n),]]>所述的 為發(fā)送信號(hào)的估計(jì)，所述的n為碼片位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)法，其中所述的接收信號(hào)S的為當(dāng)P+1≤n≤N-P時(shí) 表示所有K個(gè)用戶的第(n-P)個(gè)信號(hào)，上述的 表示所有K個(gè)用戶的第(n)個(gè)信號(hào)，上述的 表示所有K個(gè)用戶的第(n+P)個(gè)信號(hào)。當(dāng)1≤n≤P時(shí) 上述的 為所有K個(gè)用戶的第一個(gè)信號(hào)，上述的 為所有K個(gè)用戶的第n個(gè)信號(hào)，上述的 為所有K個(gè)用戶的第2P+1個(gè)信號(hào)。當(dāng)N+1-P≤n≤N時(shí) 上述的 為所有K個(gè)用戶的第N-2p個(gè)信號(hào)，上述的 為所有K個(gè)用戶的第n個(gè)信號(hào)，上述的 為所有K個(gè)用戶的第N個(gè)信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)法，其中所述的1≤K≤16。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)法，其中所述的P為一個(gè)整數(shù)，所述的N為22。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)法，其中所述的P為2。
9.一種基于CDMA系統(tǒng)的移動(dòng)終端，包括依次連接的用于定義部分相關(guān)矩陣RP的相關(guān)計(jì)算裝置；用于定義新的矩陣V(n)的矩陣求逆裝置及抽取裝置；用于將接收信號(hào)S與所述的矩陣V(m)相乘的矩陣向量乘法器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于CDMA系統(tǒng)的移動(dòng)終端，還包括K個(gè)匹配濾波器以及與之一一對(duì)應(yīng)連接的K個(gè)緩沖存儲(chǔ)器。
全文摘要
一種基于CDMA系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)的簡(jiǎn)化去相關(guān)方法，包括如下步驟a接收無線信號(hào)S；b獲得一個(gè)信道相關(guān)矩陣R，取該矩陣R的部分以獲得部分相關(guān)矩陣R
文檔編號(hào)H04B1/707GK1512697SQ0216046
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者梁景新, 尹小俊, 張之禹 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司