專(zhuān)利名稱(chēng)：低復(fù)雜度多用戶檢測(cè)器的制作方法
背景技術(shù)：
通信系統(tǒng)中一種越來(lái)越流行的多址技術(shù)是碼分多址(CDMA)。在直接序列(DS)CDMA系統(tǒng)中，多個(gè)實(shí)質(zhì)正交代碼(通常采用偽隨機(jī)噪聲序列的形式)被用來(lái)對(duì)系統(tǒng)中的用戶信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制。每個(gè)經(jīng)調(diào)制的用戶信號(hào)與系統(tǒng)中其它調(diào)制用戶信號(hào)有重疊的頻譜。但是，由于基本調(diào)制碼是實(shí)質(zhì)正交的，因此可通過(guò)利用相應(yīng)代碼執(zhí)行相關(guān)操作單獨(dú)對(duì)各用戶信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
由于各種原因，基于CDMA的接收機(jī)中所接收的調(diào)制用戶信號(hào)中的代碼可能不是完全正交的，因此導(dǎo)致不同用戶之間的干擾。這種干擾被稱(chēng)作多址干擾(MAI)。在傳統(tǒng)的單用戶CDMA檢測(cè)策略中，各個(gè)用戶均被單獨(dú)檢測(cè)而不考慮來(lái)自其它用戶的干擾。另一方面，在稱(chēng)作多用戶檢測(cè)(MUD)的技術(shù)中，關(guān)于多個(gè)用戶的信息被共同用來(lái)更好地檢測(cè)每個(gè)單獨(dú)用戶。MUD技術(shù)可結(jié)合大范圍的檢測(cè)器類(lèi)型來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些檢測(cè)器類(lèi)型包括例如最大似然(ML)檢測(cè)器、線性檢測(cè)器以及減性干擾消除檢測(cè)器。有希望用于MUD實(shí)現(xiàn)的線性檢測(cè)器的一種形式是最小均方誤差(MMSE)檢測(cè)器。但是，對(duì)于在例如蜂窩式通信系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)，基于MMSE的MUD檢測(cè)器在傳統(tǒng)上被認(rèn)為太復(fù)雜。這種復(fù)雜度在很大程度上是因?yàn)樵谶@類(lèi)系統(tǒng)中通常需要考慮的用戶的多樣性(以及相應(yīng)的高維數(shù))。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是框圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、能夠執(zhí)行降低復(fù)雜度的基于MMSE的MUD檢測(cè)的無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)；圖2是流程圖，說(shuō)明一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于產(chǎn)生MMSE解擴(kuò)序列的方法；圖3和圖4是時(shí)序圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)插信道抽頭的生成；以及圖5是框圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的解擴(kuò)序列確定單元中的功能性。
詳細(xì)說(shuō)明在以下詳細(xì)說(shuō)明中參照附圖，作為說(shuō)明，附圖中給出可實(shí)施本發(fā)明的特定實(shí)施例。對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，足以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各種實(shí)施例雖然有所不同，但不一定相互排斥。例如，本文中結(jié)合一個(gè)實(shí)施例所述的特定功能、結(jié)構(gòu)或特征可以在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，只要不背離本發(fā)明的精神和范圍。另外，應(yīng)當(dāng)理解，每個(gè)所公開(kāi)的實(shí)施例中各元件的位置或安排可以被修改，只要不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，以下詳細(xì)說(shuō)明不是限定性的，本發(fā)明的范圍僅由適當(dāng)解釋的所附權(quán)利要求書(shū)以及權(quán)利要求書(shū)涵蓋的全部等效范圍來(lái)限定。附圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示若干視圖中相同或相似的功能性。
本發(fā)明涉及用于以較低復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)MUD檢測(cè)的方法和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的原理能夠例如把基于MMSE的MUD檢測(cè)的復(fù)雜度降低到使它適合用于蜂窩式無(wú)線通信系統(tǒng)中、在基站以及移動(dòng)臺(tái)中的程度。還存在許多非蜂窩應(yīng)用。本發(fā)明的原理可通過(guò)各種各樣不同通信裝置中的任一種來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些通信裝置包括例如基站收發(fā)信機(jī)、衛(wèi)星收發(fā)信機(jī)、蜂窩電話、尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或具有無(wú)線收發(fā)信機(jī)功能性的膝上型計(jì)算機(jī)等等。在至少一種方法中，本發(fā)明的原理以免除了對(duì)分離多徑式接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)的需要的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，在MMSE解擴(kuò)序列的生成中考慮多徑組合和干擾減輕功能，從而使得不需要分離多徑式接收機(jī)。本發(fā)明的原理還可用來(lái)支持可變速率檢測(cè)(即，在不同用戶具有不同擴(kuò)頻因子的系統(tǒng)中的檢測(cè))。
在一種復(fù)雜度降低技術(shù)中，與系統(tǒng)中所關(guān)注用戶相關(guān)的實(shí)際信道抽頭由出現(xiàn)在從用戶定義的抽樣參考點(diǎn)所測(cè)量的碼片周期的整數(shù)倍處的內(nèi)插信道抽頭所取代。信道抽頭的這種內(nèi)插允許檢測(cè)處理進(jìn)入碼片域而不是抽樣域，從而顯著地降低檢測(cè)過(guò)程的復(fù)雜度。在另一個(gè)復(fù)雜度降低技術(shù)中，根據(jù)實(shí)際用戶的擴(kuò)頻序列的遞歸屬性，在接收機(jī)中定義多個(gè)低維數(shù)“虛擬”用戶。這樣，實(shí)際用戶群(各具有較高擴(kuò)頻因子)可能收縮成單一低維數(shù)虛擬用戶(具有較低的“基”擴(kuò)頻因子)，從而進(jìn)一步降低處理的復(fù)雜度。
圖1是框圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、能夠執(zhí)行降低復(fù)雜度的基于MMSE的MUD檢測(cè)的無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10。根據(jù)本發(fā)明，許多其它接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)也是可行的。在正常工作過(guò)程中，無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10可接收與多個(gè)不同用戶相關(guān)的通信信號(hào)。這些接收信號(hào)的部分或全部可具有重疊的頻譜。無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10能夠從復(fù)合接收信號(hào)(即從具有來(lái)自多個(gè)用戶的重疊信號(hào)的接收信號(hào))檢測(cè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立用戶的信息。另外，無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10采用多用戶檢測(cè)(MUD)技術(shù)來(lái)檢測(cè)獨(dú)立用戶信息。也就是說(shuō)，接收機(jī)系統(tǒng)10利用關(guān)于系統(tǒng)中其它用戶的信息來(lái)更好地檢測(cè)各個(gè)獨(dú)立用戶。
如圖1所示，無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10包括天線12、射頻(RF)接收機(jī)14、延遲單元16、解擴(kuò)器18、解碼器20、增益估算單元22、解擴(kuò)序列確定單元24、導(dǎo)引信號(hào)解擴(kuò)器26以及跟蹤環(huán)路28。天線12可用于接收來(lái)自自由空間的RF通信信號(hào)。由于正使用CDMA，因此與多個(gè)用戶相關(guān)的RF信號(hào)通常由天線12同時(shí)接收。另外，接收的RF信號(hào)通常具有重疊的頻譜。例如，如果無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10正在蜂窩基站中實(shí)現(xiàn)，則天線12可接收來(lái)自與基站相同小區(qū)中的用戶(即正由該基站提供服務(wù)的用戶)的信號(hào)以及來(lái)自其它小區(qū)中的用戶(即正由其它基站提供服務(wù)的用戶)的信號(hào)。如果無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10正在蜂窩系統(tǒng)中的移動(dòng)通信裝置中實(shí)現(xiàn)，則天線12可接收來(lái)自與通信裝置相同的小區(qū)內(nèi)的正服務(wù)基站的信號(hào)以及來(lái)自其它小區(qū)內(nèi)基站的信號(hào)。從各基站接收的信號(hào)可包括與正由該基站提供服務(wù)的用戶相關(guān)的多個(gè)重疊信號(hào)。
天線12所接收的與預(yù)期用戶(即正被檢測(cè)的用戶)之外的用戶相關(guān)的全部信號(hào)表示接收機(jī)系統(tǒng)10內(nèi)可能的干擾(MAI)。如前面所述，系統(tǒng)中的各活動(dòng)用戶將具有可用來(lái)區(qū)分該用戶的通信與其它用戶的通信的唯一擴(kuò)頻序列(或代碼)。各種用戶的擴(kuò)頻序列在無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10中是已知的。
天線12接收的重疊信號(hào)在天線12中形成復(fù)合RF接收信號(hào)，該信號(hào)被傳遞到RF接收機(jī)14。RF接收機(jī)14利用已知技術(shù)把這個(gè)復(fù)合接收信號(hào)轉(zhuǎn)換成基帶表示R。RF接收機(jī)14可包括例如下變頻功能性、模數(shù)轉(zhuǎn)換功能性和/或可能需要用于產(chǎn)生基帶接收信號(hào)R的其它任何功能性。解擴(kuò)器18可用于利用解擴(kuò)序列確定單元24生成的解擴(kuò)序列 對(duì)于預(yù)期用戶對(duì)接收信號(hào)R解擴(kuò)。解擴(kuò)過(guò)程通常包括接收信號(hào)R與解擴(kuò)序列 相乘以及在符號(hào)窗口上對(duì)該結(jié)果求和。符號(hào)窗口可包括等于預(yù)期用戶的實(shí)際擴(kuò)頻因子(SF)的碼片數(shù)量加上在符號(hào)開(kāi)始和結(jié)束時(shí)補(bǔ)償邊緣效應(yīng)的用戶定義的碼片數(shù)量(Δ)。如將要更詳細(xì)地描述的，在解擴(kuò)序列 的生成過(guò)程中實(shí)現(xiàn)與基于MMSE的MUD檢測(cè)過(guò)程相關(guān)的大部分復(fù)雜度降低。提供延遲單元16以便對(duì)接收信號(hào)R進(jìn)行延時(shí)，使它在產(chǎn)生解擴(kuò)序列 之前不到達(dá)解擴(kuò)器18。
解擴(kuò)序列確定單元24主要利用由增益估算單元22、導(dǎo)引信號(hào)解擴(kuò)器26和跟蹤環(huán)路28從接收信號(hào)R中收集的信息來(lái)生成解擴(kuò)序列 增益估算單元22估算與系統(tǒng)中所關(guān)注用戶相關(guān)的增益。導(dǎo)引信號(hào)解擴(kuò)器26和跟蹤環(huán)路28確定和跟蹤與系統(tǒng)中所關(guān)注用戶相關(guān)的信道抽頭(例如所關(guān)注的各用戶和/或基站的各個(gè)多徑抽頭的增益、相位和延時(shí))。所關(guān)注用戶不一定是對(duì)其接收了信號(hào)的全部用戶。例如，在一種方法中，所關(guān)注用戶包括預(yù)期用戶(正被檢測(cè)的用戶)以及最強(qiáng)干擾用戶。在蜂窩電話實(shí)現(xiàn)中，所關(guān)注用戶可包括正由與蜂窩電話相同的基站提供服務(wù)的全部用戶以及正由最強(qiáng)的相鄰基站提供服務(wù)的全部用戶。用于選擇所關(guān)注用戶的其它許多標(biāo)準(zhǔn)是可行的。用于執(zhí)行增益估算和信道跟蹤的技術(shù)在本領(lǐng)域是眾所周知的。
如果正使用信道編碼，則可提供信道解碼器20(如維特比解碼器、特播解碼器等)以從解擴(kuò)信號(hào)(即解擴(kuò)器18的輸出信號(hào))中消除信道編碼。如果沒(méi)有使用信道編碼，則信道解碼器不是必要的，但是，可提供可選限幅器(未示出)以從解擴(kuò)信號(hào)再生發(fā)送比特。例如，如果正采用對(duì)映二進(jìn)制傳輸，則可使用限幅器，它僅確定解擴(kuò)符號(hào)的正負(fù)號(hào)。在一些應(yīng)用中，無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10可輸出僅與單個(gè)預(yù)期用戶相關(guān)的信息。例如，如果接收機(jī)系統(tǒng)10是在蜂窩電話內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，則系統(tǒng)10通常輸出與該電話相關(guān)的單個(gè)用戶的信息。在其它應(yīng)用中，無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10可輸出與多個(gè)預(yù)期用戶相關(guān)的信息。例如，如果接收機(jī)系統(tǒng)10是在蜂窩基站中實(shí)現(xiàn)的，則系統(tǒng)10通常輸出當(dāng)前正由該基站提供服務(wù)的全部用戶的信息。由于許多計(jì)算對(duì)于各用戶都是相同的，因此在生成附加用戶的輸出方面通常存在極少增加的復(fù)雜度。值得注意的是，由于接收機(jī)系統(tǒng)10的多徑組合和干擾減輕功能中的大部分或全部均作為解擴(kuò)序列生成過(guò)程的一部分來(lái)執(zhí)行，因此分離多徑式接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)是不必要的。
圖2是流程圖，說(shuō)明一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于在基于MUD的接收機(jī)中產(chǎn)生MMSE解擴(kuò)序列 的方法。該方法可在例如圖1的無(wú)線接收機(jī)系統(tǒng)10中實(shí)現(xiàn)，從而生成傳遞給解擴(kuò)器18的解擴(kuò)序列。接收具有重疊頻譜的代碼調(diào)制的用戶信號(hào)，它們與通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)用戶相關(guān)(框40)。根據(jù)所接收信號(hào)，為通信系統(tǒng)中的所關(guān)注用戶推導(dǎo)和跟蹤實(shí)際信道抽頭(框42)。在一個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)中，代碼調(diào)制的用戶信號(hào)是直接從用戶接收的。這可能是當(dāng)該方法在例如蜂窩基站中實(shí)現(xiàn)時(shí)的情況。在這種情況下，通常對(duì)于各用戶(即對(duì)于各不同信道)要求各個(gè)信道估算值。在另一個(gè)可能的實(shí)現(xiàn)中，代碼調(diào)制的用戶信號(hào)是從系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)基站接收的，其中各基站正服務(wù)于一個(gè)或多個(gè)用戶。這可能是當(dāng)該方法在例如蜂窩系統(tǒng)中的移動(dòng)通信裝置中實(shí)現(xiàn)時(shí)的情況。在這種情況下，假定在各個(gè)基站中正使用單個(gè)發(fā)射天線，則對(duì)各個(gè)基站可能僅要求單個(gè)信道估算值。此單個(gè)信道估算值則可用于與該基站相關(guān)的多個(gè)用戶。
如果與所關(guān)注用戶(或相應(yīng)的基站)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)信道抽頭以相對(duì)于用戶定義的抽樣點(diǎn)的碼片周期的非整數(shù)倍出現(xiàn)，則這些信道抽頭的每一個(gè)由以碼片周期的整數(shù)倍出現(xiàn)的內(nèi)插信道抽頭的總和來(lái)取代(框44)。通過(guò)以這種方式生成內(nèi)插信道抽頭，后續(xù)檢測(cè)處理可以碼片速率而不是傳統(tǒng)上用于執(zhí)行MMSE處理的較高“抽樣”速率(該抽樣速率通常是利用相干檢測(cè)的CDMA接收機(jī)中的碼片速率的4-8倍)來(lái)執(zhí)行。眾所周知，MMSE處理要求執(zhí)行矩陣求逆以生成解擴(kuò)序列。當(dāng)利用碼片域處理時(shí)，需要被求逆的矩陣的維數(shù)按照等于每碼片抽樣點(diǎn)數(shù)量(即OS)的因子減少。對(duì)矩陣求逆所需的計(jì)算數(shù)量通常與矩陣維數(shù)的立方成正比。因此，通過(guò)執(zhí)行內(nèi)插所產(chǎn)生的復(fù)雜度降低大約為OS3。
圖3和圖4是時(shí)序圖，說(shuō)明一種可能的情況下的內(nèi)插信道抽頭的生成。在這每個(gè)圖中，水平軸表示從用戶定義的抽樣點(diǎn)(圖中標(biāo)記為“0”)開(kāi)始的整數(shù)碼片間隔。圖3說(shuō)明可為給定的所關(guān)注用戶確定的實(shí)際信道抽頭。如圖所示，第一實(shí)際信道抽頭60出現(xiàn)在用戶定義的抽樣點(diǎn)上。因此，不需要對(duì)第一實(shí)際信道抽頭60確定內(nèi)插信道抽頭。但是，第二實(shí)際信道抽頭62出現(xiàn)在從用戶定義的抽樣點(diǎn)開(kāi)始的1.5碼片處。如圖4所示，第二實(shí)際信道抽頭62由每個(gè)包括適當(dāng)?shù)脑鲆婧拖辔?、出現(xiàn)在碼片周期的整數(shù)倍處(即分別在從參考抽樣點(diǎn)開(kāi)始的0、1、2和3個(gè)碼片處)的4個(gè)內(nèi)插信道抽頭64、66、68、70來(lái)代替。實(shí)際上，與所關(guān)注用戶相關(guān)的實(shí)際信道正在由近似于實(shí)際信道對(duì)發(fā)送信號(hào)所具有的作用的“虛擬”信道來(lái)代替。第一實(shí)際信道抽頭60和四個(gè)內(nèi)插信道抽頭64、66、68、70(以及與系統(tǒng)中的其它用戶相關(guān)的實(shí)際和/或內(nèi)插信道抽頭)隨后被用來(lái)推導(dǎo)接收信號(hào)的模型，以便在MMSE處理過(guò)程中使用。在一種方法中，利用眾所周知的內(nèi)插濾波器技術(shù)來(lái)執(zhí)行信道抽頭內(nèi)插。作為一個(gè)具體實(shí)例，考慮從截止頻率為 的數(shù)字FIR低通濾波器的脈沖響應(yīng)獲得內(nèi)插器的情況。FIR長(zhǎng)度除以O(shè)S等于內(nèi)插次序，而且對(duì)于k＝0，±1，±2，...，具體內(nèi)插系數(shù)為h(d+k·OS)，其中h(n)表示該濾波器的脈沖響應(yīng)，以及根據(jù)實(shí)際信道抽頭到參考抽樣點(diǎn)之間的分?jǐn)?shù)延遲(即延遲以碼片速率為模得到的結(jié)果)來(lái)確定初始偏移量d。還可采用考慮發(fā)送和接收濾波器響應(yīng)的形狀的更復(fù)雜的內(nèi)插法。
根據(jù)用戶的擴(kuò)頻序列的遞歸屬性來(lái)定義多個(gè)低維數(shù)虛擬用戶(框46)。眾所周知，某些擴(kuò)頻序列(例如沃爾什碼)具有允許具有較高維數(shù)的代碼被看作具有較低維數(shù)的代碼的多次重復(fù)的遞歸屬性。例如，維數(shù)為128的沃爾什碼通?？杀豢醋魉膫€(gè)維數(shù)為32的沃爾什碼的重復(fù)(可能需要與因子-1相乘)。這種屬性使接收機(jī)內(nèi)的處理能夠在較低維數(shù)下執(zhí)行，即使系統(tǒng)中的部分或全部用戶的擴(kuò)頻碼具有較高維數(shù)。在一種方法中，例如，基擴(kuò)頻因子(SF_mmse)首先被選擇用于接收機(jī)中。然后，其擴(kuò)頻因子大于這個(gè)基擴(kuò)頻因子(即SF＞SF_mmse)的全部用戶被收縮成在基擴(kuò)頻因子的“虛擬用戶”。在該系統(tǒng)中可能不允許具有小于基擴(kuò)頻因子的擴(kuò)頻因子(SF＜SF_mmse)的用戶。如果確實(shí)存在這種用戶，則可視為噪聲?；蛘撸鋽U(kuò)頻因子低于SF_mmse的各用戶可被視為擴(kuò)頻因子為SF_mmse的L＝SF_mmse/SF相等增益虛擬用戶，其中每個(gè)具有實(shí)際低擴(kuò)頻因子用戶的平均功率的1/L。這些L個(gè)虛擬用戶對(duì)應(yīng)于通過(guò)連接直到可能與-1相乘的實(shí)際低擴(kuò)頻因子用戶的沃爾什碼的L個(gè)復(fù)制品所獲得的維數(shù)SF_mmse的L個(gè)沃爾什碼。通過(guò)使高擴(kuò)頻因子實(shí)際用戶收縮成較小擴(kuò)頻因子虛擬用戶，有效地把實(shí)際用戶看作具有正在重復(fù)的發(fā)送數(shù)據(jù)符號(hào)(但可能需要與因子-1相乘)。通過(guò)用L個(gè)虛擬用戶來(lái)代替低擴(kuò)頻因子實(shí)際用戶，有效地把實(shí)際用戶的L個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)符號(hào)看作調(diào)制(維數(shù)為SF_mmse的)較大沃爾什碼的一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)。所產(chǎn)生的SF_mmse沃爾什碼是通過(guò)連接調(diào)制后的較小維數(shù)沃爾什碼獲得的，因此取決于L個(gè)調(diào)制符號(hào)。由于發(fā)送符號(hào)一般具有相等的出現(xiàn)概率，因此可能的L個(gè)虛擬用戶中的每個(gè)具有1/L的出現(xiàn)概率以及等于實(shí)際低擴(kuò)頻因子用戶的功率除以L的平均功率。
作為上述技術(shù)的一個(gè)實(shí)例，假定對(duì)特定接收機(jī)選取基擴(kuò)頻因子2(SF_mmse＝2)。維數(shù)為2的沃爾什碼為(1)1，1(2)1，-1另外還假定在系統(tǒng)中存在擴(kuò)頻因子為4的用戶。維數(shù)為4的沃爾什碼為(a)1，1，1，1(b)1，-1，1，-1(c)1，1，-1，-1(d)1，-1，-1，1具有代碼(a)和(c)的用戶在接收機(jī)中通常被視為具有沃爾什碼(1)、且擴(kuò)頻因子為2(即SF_mmse)的虛擬用戶，因?yàn)樗鼈兯l(fā)送的碼片序列為[1，1]或者[-1，-1](即-1乘以[1，1])。在時(shí)間上的某個(gè)時(shí)刻，如果只有用戶(a)存在且正發(fā)送數(shù)據(jù)符號(hào)“1”，則用戶(a)將被視為具有SF＝2和沃爾什碼(1)、正在發(fā)送兩個(gè)相同數(shù)據(jù)符號(hào)“1”的虛擬用戶(注意，這是前面段落中所述的數(shù)據(jù)符號(hào)的重復(fù))。兩個(gè)相同的數(shù)據(jù)符號(hào)“1”稱(chēng)作虛擬用戶(a)的子符號(hào)。第一子符號(hào)(即第一個(gè)“1”)與全沃爾什碼的第一“階段”(即四碼片序列中的前2個(gè)碼片)相關(guān)，以及第二子符號(hào)(即第二個(gè)“1”)與全沃爾什碼的第二“階段”(即四碼片序列中的第二組2個(gè)碼片)相關(guān)。一般來(lái)講，與用戶相關(guān)的階段的數(shù)量(以及子符號(hào)的數(shù)量)將等于用戶的實(shí)際擴(kuò)頻因子除以基擴(kuò)頻因子。
如果在時(shí)間上的特定時(shí)刻只有用戶(c)存在，并且用戶(c)正發(fā)送數(shù)據(jù)符號(hào)“1”，則用戶(c)將被視為具有SF＝2和沃爾什碼(1)、正在發(fā)送第一子符號(hào)“1”和第二子符號(hào)“-1”的虛擬用戶。如果用戶(a)和用戶(c)同時(shí)存在，并且各發(fā)送“1”，則它們將被視為單個(gè)虛擬用戶，其第一子符號(hào)為1+1＝2(即在第一階段期間收縮到沃爾什碼(1)的用戶的子符號(hào)的總和)，其第二子符號(hào)為1-1＝0(即在第二階段期間收縮到沃爾什碼(1)的用戶的子符號(hào)的總和)。因此，一般來(lái)講，虛擬用戶是采用基擴(kuò)頻因子(SF_mmse)的等效用戶，它可表示多達(dá)N個(gè)具有擴(kuò)頻因子“實(shí)際SF”的用戶的作用，其中N＝實(shí)際SF/SF_mmse。
接下來(lái)，對(duì)采用基擴(kuò)頻因子(SF_mmse)的各用戶生成內(nèi)插擴(kuò)頻序列(框48)。這可包括以上定義的虛擬用戶以及具有基擴(kuò)頻因子的任何實(shí)際用戶。內(nèi)插擴(kuò)頻序列主要根據(jù)前面所述的內(nèi)插信道抽頭來(lái)產(chǎn)生。內(nèi)插擴(kuò)頻序列是近似于接收機(jī)所看到的所關(guān)注用戶的實(shí)際擴(kuò)頻序列的序列。內(nèi)插擴(kuò)頻序列使接收信號(hào)可以通過(guò)內(nèi)插擴(kuò)頻序列的總和來(lái)近似計(jì)算，其中每個(gè)內(nèi)插擴(kuò)頻序列由相應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)符號(hào)(及相關(guān)的增益)來(lái)調(diào)制。在這方面，各內(nèi)插擴(kuò)頻序列可由相應(yīng)的所關(guān)注用戶的原始擴(kuò)頻序列的碼片間隔復(fù)制品的加權(quán)和構(gòu)成。可利用對(duì)應(yīng)于與所關(guān)注用戶相關(guān)的虛擬信道的信道抽頭(如前面所述，可包括實(shí)際信道抽頭和/或內(nèi)插信道抽頭)的增益和相位信息來(lái)確定加權(quán)。
隨后，采用傳統(tǒng)線性MMSE技術(shù)來(lái)求出所關(guān)注的低維數(shù)虛擬用戶(框50)。也就是說(shuō)，通過(guò)以傳統(tǒng)方式使子符號(hào)的均方誤差減至最小，對(duì)于與所關(guān)注虛擬用戶相關(guān)的每個(gè)子符號(hào)產(chǎn)生獨(dú)立的解擴(kuò)序列。例如，如果接收機(jī)的基擴(kuò)頻因子為2，且預(yù)期用戶具有實(shí)際擴(kuò)頻因子4，則兩個(gè)連續(xù)的MMSE問(wèn)題在基擴(kuò)頻因子上被解決，從而為兩個(gè)子符號(hào)中的每一個(gè)提供獨(dú)立的解擴(kuò)序列。在MMSE解決過(guò)程中采用先前產(chǎn)生的內(nèi)插擴(kuò)頻序列。在MMSE過(guò)程中還使用了虛擬用戶的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可通過(guò)考慮例如真擴(kuò)頻碼、真沃爾什碼、真符號(hào)星座以及用戶真增益的估算來(lái)計(jì)算。由于用戶的低擴(kuò)頻因子，以及由于處理是在碼片域執(zhí)行的，因此所關(guān)注虛擬用戶的MMSE解決方案的復(fù)雜度通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)際用戶的相應(yīng)抽樣域MMSE解決方案。為了進(jìn)一步降低復(fù)雜度，可采用對(duì)MMSE所需的逆運(yùn)算的多項(xiàng)式矩陣近似計(jì)算。
接下來(lái)，通過(guò)組合相應(yīng)的虛擬用戶解，對(duì)一個(gè)或多個(gè)預(yù)期用戶(即正被檢測(cè)的實(shí)際用戶)產(chǎn)生MMSE解擴(kuò)序列(框52)。也就是說(shuō)，組合所關(guān)注虛擬用戶的各相應(yīng)子符號(hào)的各個(gè)解擴(kuò)序列，從而生成實(shí)際用戶的全符號(hào)的解擴(kuò)序列 把子符號(hào)解組合成解擴(kuò)序列 的一種簡(jiǎn)易方法是在時(shí)間上把子符號(hào)MMSE解連接成一個(gè)較長(zhǎng)序列，其中添加在時(shí)間上重疊的那些項(xiàng)。作為一個(gè)實(shí)例，考慮實(shí)際SF與SF_mmse之比為二的情況。在這種情況下，有兩個(gè)子符號(hào)MMSE解，由C1和C2表示，以及組合的擴(kuò)頻序列 按照如下所述獲得 另一種在計(jì)算能力方面要求更高的備選方案是利用眾所周知的MMSE技術(shù)把子符號(hào)解進(jìn)行MMSE組合，組合成解擴(kuò)序列。在任一種情況下，所產(chǎn)生的解擴(kuò)序列 是原本通過(guò)執(zhí)行全維數(shù)抽樣域MMSE解決方案來(lái)產(chǎn)生的解擴(kuò)序列的近似。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與實(shí)現(xiàn)全維數(shù)抽樣域MMSE解決方案的系統(tǒng)接近的檢測(cè)性能等級(jí)是利用上述方法以明顯降低的復(fù)雜度可以實(shí)現(xiàn)的。
上述方法即使在沒(méi)有形成虛擬用戶時(shí)也能夠執(zhí)行降低復(fù)雜度的MMSE檢測(cè)。也就是說(shuō)，可對(duì)全維數(shù)用戶產(chǎn)生內(nèi)插擴(kuò)頻序列，然后再采用傳統(tǒng)MMSE技術(shù)、利用這些內(nèi)插擴(kuò)頻序列來(lái)求解預(yù)期用戶。由于已經(jīng)產(chǎn)生內(nèi)插信道抽頭，并且在碼片域進(jìn)行了處理，因此MMSE處理的復(fù)雜度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抽樣域中的處理。如上所述，通過(guò)定義低維數(shù)虛擬用戶，復(fù)雜度的進(jìn)一步降低是可能的。另外，上述信道抽頭內(nèi)插技術(shù)也可與其它類(lèi)型的檢測(cè)器結(jié)合使用，從而降低這類(lèi)檢測(cè)器的復(fù)雜度，這些檢測(cè)器包括例如其它線性多用戶檢測(cè)器、分離多徑接收機(jī)以及甚至非線性干擾消除器。
圖5是框圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的解擴(kuò)序列確定單元24內(nèi)的功能性。如圖所示，解擴(kuò)序列確定單元24包括信道抽頭內(nèi)插器80，虛擬用戶定義單元82，擴(kuò)頻序列內(nèi)插器84，存儲(chǔ)器86，MMSE 88，以及組合單元90。信道抽頭內(nèi)插器80接收多個(gè)所關(guān)注用戶和/或基站的實(shí)際信道抽頭信息。對(duì)于出現(xiàn)在自抽樣點(diǎn)開(kāi)始的碼片周期的非整數(shù)倍處的所有實(shí)際信道抽頭，信道抽頭內(nèi)插器80產(chǎn)生出現(xiàn)在碼片周期的整數(shù)倍處的等效內(nèi)插信道抽頭。虛擬用戶定義單元82用于定義將在系統(tǒng)中處理的低擴(kuò)頻因子虛擬用戶。如前面所述，擴(kuò)頻因子大于基擴(kuò)頻因子的所關(guān)注實(shí)際用戶將被收縮成處于基擴(kuò)頻因子的虛擬用戶。虛擬用戶定義單元82還可根據(jù)例如真擴(kuò)頻碼、真沃爾什碼、真符號(hào)星座以及虛擬用戶的增益估算值來(lái)產(chǎn)生用于傳遞到MMSE 88的虛擬用戶統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
擴(kuò)頻序列內(nèi)插器84對(duì)具有基擴(kuò)頻因子的虛擬用戶和實(shí)際用戶產(chǎn)生內(nèi)插擴(kuò)頻序列。這些內(nèi)插擴(kuò)頻序列近似于接收機(jī)所看到的用戶的實(shí)際擴(kuò)頻序列。為了產(chǎn)生內(nèi)插擴(kuò)頻序列，擴(kuò)頻序列內(nèi)插器84利用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器86中的所關(guān)注用戶的原始擴(kuò)頻序列。如前面所述，各內(nèi)插擴(kuò)頻序列可由相應(yīng)的所關(guān)注用戶的原始擴(kuò)頻序列的碼片間隔復(fù)制品的加權(quán)和構(gòu)成，其中加權(quán)是根據(jù)相應(yīng)虛擬信道的信道抽頭的增益和相位信息來(lái)確定的。內(nèi)插擴(kuò)頻序列被傳遞到MMSE 88。MMSE 88利用內(nèi)插擴(kuò)頻序列為多個(gè)所關(guān)注子符號(hào)產(chǎn)生獨(dú)立的解擴(kuò)序列(例如C1-CK)。然后，組合單元90組合各個(gè)解擴(kuò)序列，從而生成實(shí)際(預(yù)期)用戶的全符號(hào)的MMSE解擴(kuò)序列 然后，解擴(kuò)序列 可被傳遞到解擴(kuò)器(例如圖1的解擴(kuò)器18)，以便對(duì)相應(yīng)的接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)。
雖然結(jié)合某些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，只要沒(méi)有背離本發(fā)明的精神和范圍，可以進(jìn)行各種修改和變更，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的那樣。這類(lèi)修改和變更被視為處于本發(fā)明以及所附權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多用戶檢測(cè)器，包括信道估算器，根據(jù)接收信號(hào)估算與所關(guān)注用戶相關(guān)的實(shí)際信道抽頭；以及信道抽頭內(nèi)插器，當(dāng)與第一所關(guān)注用戶相關(guān)的至少一個(gè)實(shí)際信道抽頭出現(xiàn)在自抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的碼片周期的非整數(shù)倍處時(shí)，為所述第一所關(guān)注用戶產(chǎn)生內(nèi)插信道抽頭，所述內(nèi)插信道抽頭出現(xiàn)在自所述抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的所述碼片周期的整數(shù)倍處。
2.如權(quán)利要求1所述的多用戶檢測(cè)器，其特征在于所述信道抽頭內(nèi)插器為與所述所關(guān)注用戶相關(guān)的、出現(xiàn)在自所述抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的碼片周期的非整數(shù)倍處的每個(gè)實(shí)際信道抽頭產(chǎn)生一組內(nèi)插信道抽頭。
3.如權(quán)利要求1所述的多用戶檢測(cè)器，其特征在于包括虛擬用戶定義單元，根據(jù)與所述所關(guān)注用戶相關(guān)的擴(kuò)頻序列的遞歸屬性來(lái)定義多個(gè)低維數(shù)虛擬用戶，各個(gè)低維數(shù)虛擬用戶在相應(yīng)的符號(hào)周期內(nèi)具有多個(gè)相關(guān)子符號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的多用戶檢測(cè)器，其特征在于包括擴(kuò)頻序列內(nèi)插器，根據(jù)內(nèi)插信道抽頭為低維數(shù)虛擬用戶產(chǎn)生內(nèi)插擴(kuò)頻序列。
5.如權(quán)利要求4所述的多用戶檢測(cè)器，其特征在于包括MMSE單元，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)所關(guān)注虛擬用戶的子符號(hào)的各個(gè)解擴(kuò)序列。
6.如權(quán)利要求5所述的多用戶檢測(cè)器，其特征在于包括組合單元，通過(guò)組合所述MMSE單元產(chǎn)生的各個(gè)解擴(kuò)序列，產(chǎn)生實(shí)際用戶的解擴(kuò)序列。
7.如權(quán)利要求1所述的多用戶檢測(cè)器，其特征在于所述信道抽頭內(nèi)插器包括內(nèi)插濾波器。
8.如權(quán)利要求1所述的多用戶檢測(cè)器，其特征在于所述信道估算器對(duì)至少一個(gè)所關(guān)注基站估算實(shí)際信道抽頭，所述至少一個(gè)所關(guān)注基站與至少一個(gè)所關(guān)注用戶相關(guān)。
9.一種用于在CDMA接收機(jī)中為預(yù)期用戶產(chǎn)生解擴(kuò)序列的方法，包括根據(jù)包含多個(gè)用戶的代碼調(diào)制信號(hào)分量的接收信號(hào)來(lái)估算所關(guān)注用戶的實(shí)際信道抽頭，所述代碼調(diào)制信號(hào)分量具有重疊的頻譜；以及當(dāng)與所關(guān)注用戶相關(guān)的至少一個(gè)實(shí)際信道抽頭出現(xiàn)在自抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的碼片周期的非整數(shù)倍處時(shí)，為所述所關(guān)注用戶產(chǎn)生內(nèi)插信道抽頭，所述內(nèi)插信道抽頭出現(xiàn)在自所述抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的所述碼片周期的整數(shù)倍處。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于估算所關(guān)注用戶的實(shí)際信道抽頭的步驟包括估算至少一個(gè)所關(guān)注基站的實(shí)際信道抽頭，所述至少一個(gè)所關(guān)注基站與至少一個(gè)所關(guān)注用戶相關(guān)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于產(chǎn)生內(nèi)插信道抽頭的步驟包括采用內(nèi)插濾波器。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于產(chǎn)生內(nèi)插信道抽頭的步驟包括為與所述所關(guān)注用戶相關(guān)的、出現(xiàn)在自所述抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的碼片周期的非整數(shù)倍處的各個(gè)實(shí)際信道抽頭產(chǎn)生一組內(nèi)插信道抽頭。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)與所述所關(guān)注用戶相關(guān)的擴(kuò)頻序列的遞歸屬性來(lái)定義多個(gè)低維數(shù)虛擬用戶，各個(gè)低維數(shù)虛擬用戶在相應(yīng)的符號(hào)周期中具有多個(gè)相關(guān)的子符號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述內(nèi)插信道抽頭產(chǎn)生虛擬用戶的內(nèi)插擴(kuò)頻序列。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于還包括利用所述內(nèi)插擴(kuò)頻序列為與至少一個(gè)所關(guān)注虛擬用戶相關(guān)的子符號(hào)產(chǎn)生各個(gè)解擴(kuò)序列。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于產(chǎn)生各個(gè)解擴(kuò)序列的步驟包括采用MMSE技術(shù)。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括組合與所述至少一個(gè)所關(guān)注虛擬用戶相關(guān)的各個(gè)解擴(kuò)序列以產(chǎn)生所述預(yù)期用戶的解擴(kuò)序列。
18.一種用于基于CDMA的通信系統(tǒng)中的接收機(jī)系統(tǒng)，包括解擴(kuò)器，利用與預(yù)期用戶相關(guān)的解擴(kuò)序列對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，所述接收信號(hào)包括多個(gè)用戶的具有重疊信號(hào)頻譜的代碼調(diào)制信號(hào)分量；以及解擴(kuò)序列確定單元，用于產(chǎn)生所述解擴(kuò)序列，所述解擴(kuò)序列確定單元包括信道抽頭內(nèi)插器，當(dāng)與所關(guān)注用戶相關(guān)的至少一個(gè)實(shí)際信道抽頭出現(xiàn)在自抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的碼片周期的非整數(shù)倍處時(shí)，所述信道抽頭內(nèi)插器確定所述所關(guān)注用戶的內(nèi)插信道抽頭，其中所述內(nèi)插信道抽頭出現(xiàn)在自所述抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的所述碼片周期的整數(shù)倍處。
19.如權(quán)利要求18所述的接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述信道抽頭內(nèi)插器包括內(nèi)插濾波器。
20.如權(quán)利要求18所述的接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述解擴(kuò)序列確定單元還包括虛擬用戶定義單元，用于根據(jù)所述所關(guān)注用戶的擴(kuò)頻序列的遞歸屬性來(lái)定義低維數(shù)虛擬用戶，所述低維數(shù)虛擬用戶均在相應(yīng)的符號(hào)周期中具有多個(gè)子符號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述解擴(kuò)序列確定單元還包括擴(kuò)頻序列內(nèi)插器，用于根據(jù)內(nèi)插信道抽頭為低維數(shù)虛擬用戶產(chǎn)生內(nèi)插擴(kuò)頻序列。
22.如權(quán)利要求21所述的接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述解擴(kuò)序列確定單元還包括MMSE單元，用于為至少一個(gè)所關(guān)注虛擬用戶的子符號(hào)產(chǎn)生各個(gè)解擴(kuò)序列。
23.如權(quán)利要求22所述的接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述解擴(kuò)序列確定單元還包括組合單元，所述組合單元組合所述MMSE單元所產(chǎn)生的各個(gè)解擴(kuò)序列而產(chǎn)生所述預(yù)期用戶的所述解擴(kuò)序列。
24.如權(quán)利要求18所述的接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在手持通信裝置中。
25.如權(quán)利要求18所述的接收機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)置在蜂窩基站中。
26.一種包括具有相關(guān)數(shù)據(jù)的機(jī)器可存取媒體的產(chǎn)品，其中所述數(shù)據(jù)在被存取時(shí)產(chǎn)生一種機(jī)器，用于執(zhí)行在CDMA系統(tǒng)中產(chǎn)生預(yù)期用戶的解擴(kuò)序列的方法，所述方法包括根據(jù)包含多個(gè)用戶的代碼調(diào)制信號(hào)分量的接收信號(hào)來(lái)估算所關(guān)注用戶的實(shí)際信道抽頭，所述代碼調(diào)制信號(hào)分量具有重疊的信號(hào)頻譜；以及當(dāng)與所關(guān)注用戶相關(guān)的至少一個(gè)實(shí)際信道抽頭出現(xiàn)在自抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的碼片周期的非整數(shù)倍處時(shí)，為所述所關(guān)注用戶產(chǎn)生內(nèi)插信道抽頭，所述內(nèi)插信道抽頭出現(xiàn)在自所述抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的所述碼片周期的整數(shù)倍處。
27.如權(quán)利要求26所述的產(chǎn)品，其特征在于產(chǎn)生內(nèi)插信道抽頭的步驟包括為具有至少一個(gè)出現(xiàn)在自所述抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的碼片周期的非整數(shù)倍處的實(shí)際信道抽頭的各個(gè)所關(guān)注用戶產(chǎn)生內(nèi)插信道抽頭。
28.如權(quán)利要求27所述的產(chǎn)品，其特征在于所述方法還包括根據(jù)與所述所關(guān)注用戶相關(guān)的擴(kuò)頻序列的遞歸屬性來(lái)定義多個(gè)低維數(shù)虛擬用戶，各個(gè)低維數(shù)虛擬用戶在相應(yīng)的符號(hào)周期中具有多個(gè)相關(guān)的子符號(hào)。
29.如權(quán)利要求28所述的產(chǎn)品，其特征在于所述方法還包括根據(jù)所述內(nèi)插信道抽頭為低維數(shù)虛擬用戶產(chǎn)生內(nèi)插擴(kuò)頻序列。
30.如權(quán)利要求29所述的產(chǎn)品，其特征在于所述方法還包括利用所述內(nèi)插擴(kuò)頻序列為與至少一個(gè)所關(guān)注的低維數(shù)虛擬用戶相關(guān)的子符號(hào)產(chǎn)生各個(gè)解擴(kuò)序列。
31.如權(quán)利要求30所述的產(chǎn)品，其特征在于所述方法還包括組合與所述至少一個(gè)所關(guān)注的低維數(shù)虛擬用戶相關(guān)的各個(gè)解擴(kuò)序列以產(chǎn)生所述預(yù)期用戶的解擴(kuò)序列。
全文摘要
用于CDMA接收機(jī)系統(tǒng)中的多用戶檢測(cè)器包括信道抽頭內(nèi)插器以產(chǎn)生所關(guān)注用戶的內(nèi)插信道抽頭。內(nèi)插信道抽頭出現(xiàn)在自抽樣參考點(diǎn)開(kāi)始的碼片周期的整數(shù)倍處。信道抽頭內(nèi)插法允許檢測(cè)處理在碼片域而不是抽樣域中進(jìn)行，從而顯著地降低多用戶解決方案的復(fù)雜度。在至少一種方法中，根據(jù)擴(kuò)頻序列的遞歸屬性定義多個(gè)低維數(shù)“虛擬”用戶。然后，可利用傳統(tǒng)檢測(cè)(例如MMSE)技術(shù)為虛擬用戶推導(dǎo)出解。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1615598SQ02827359
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2002年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月21日
發(fā)明者D·耶林, K·皮克, Y·佩雷特斯 申請(qǐng)人:D.S.P.C.技術(shù)有限公司