專利名稱：多用戶檢測(cè)系統(tǒng)中的迭代干擾消除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種碼分多址通訊系統(tǒng)的多用戶檢測(cè)系統(tǒng)中的迭代干擾消除裝置。
背景技術(shù)：
在CDMA(碼分多址)通訊系統(tǒng)中，由于多個(gè)用戶的信號(hào)在同一空間區(qū)域內(nèi)，在時(shí)域和頻域上是重疊的，因此接收端能否正確分離多用戶信號(hào)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵，其中一個(gè)重要的影響因素是時(shí)變信道所造成的碼間干擾(ISI)及其它用戶的多址干擾(MAI)。傳統(tǒng)的移動(dòng)通訊系統(tǒng)中，接收系統(tǒng)將多址干擾等效為高斯噪聲，從而將其它用戶的有用信息丟棄了，使判決后誤碼較多。而多用戶檢測(cè)則是充分利用系統(tǒng)傳輸?shù)挠杏眯畔⒑推渌脩粜畔?lái)檢測(cè)單個(gè)用戶的數(shù)據(jù)，達(dá)到最佳的判決效果，以提高系統(tǒng)性能和系統(tǒng)容量，降低遠(yuǎn)近效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響，簡(jiǎn)化功率控制。
常見(jiàn)的多用戶檢測(cè)系統(tǒng)中通常采用近似喬萊斯基(Cholesky)分解的方法通過(guò)矩陣分解，求逆等運(yùn)算得到。但是此方法的運(yùn)算量恒定，當(dāng)傳播環(huán)境比較好的時(shí)候，運(yùn)算量也維持不變，會(huì)造成系統(tǒng)的運(yùn)算資源浪費(fèi)。另外多用戶檢測(cè)系統(tǒng)還常使用干擾消除，但干擾消除的方法的收斂速度較慢，尤其當(dāng)環(huán)境惡劣時(shí)，如當(dāng)有效路徑比較多時(shí)，需要較高的迭代次數(shù)才能收斂，而且在有些條件下，迭代可能不收斂。造成算法失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種多用戶檢測(cè)系統(tǒng)中的迭代干擾消除裝置，用于消除碼間干擾(ISI)及其它用戶的多址干擾(MAI)，其能動(dòng)態(tài)控制迭代次數(shù)，控制運(yùn)算復(fù)雜度，且其收斂速度較快，能精確檢測(cè)所有用戶所占全部碼道上的數(shù)據(jù)，以達(dá)到最佳的接收效果。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，在生成要解的系統(tǒng)方程Rd^=b]]>之后，啟動(dòng)本實(shí)用新型的多用戶檢測(cè)系統(tǒng)中的迭代干擾消除裝置，它包括依次連接的初始迭代參量選擇模塊，用于初始化迭代參數(shù)和計(jì)算初始猜測(cè)值模塊，其包含依次連接的計(jì)算初始猜測(cè)值 計(jì)算初始?xì)埩窟x擇模塊r0=Rd^0-dmaf]]>初始搜索方向選擇模塊q0＝r0，最大迭代次數(shù)設(shè)置Nmax模塊，相對(duì)門限Stop_Tol設(shè)置模塊，計(jì)算‖b‖即b矢量的模；第一收斂性檢測(cè)模塊，進(jìn)行收斂性檢測(cè)，如果收斂條件滿足，則 就是所要求的解 退出運(yùn)算過(guò)程；迭代計(jì)算核心模塊，該迭代計(jì)算核心模塊又包括依次連接的計(jì)算矩陣和矢量乘積模塊，其計(jì)算第k次迭代時(shí)的矩陣R與矢量qk-1的乘積Rqk-1；計(jì)算前進(jìn)步長(zhǎng)模塊，其執(zhí)行運(yùn)算αk-1＝-(rk-1，rk-1)/(Rqk-1，qk-1)；計(jì)算迭代值模塊，其計(jì)算第k次迭代值d^k=d^k-1+αk-1qk-1;]]>更新殘量模塊，其執(zhí)行運(yùn)算rk＝rk-1+αk-1Rqk-1；第二收斂性檢測(cè)模塊，進(jìn)行收斂性檢測(cè)，如果收斂條件滿足停止計(jì)算，上述 就是所要求的解 退出迭代核心運(yùn)算，跳出循環(huán)；計(jì)算參量模塊，其令λk-1＝(rk，rk)/(rk-1，rk-1)更新搜索方向模塊，其執(zhí)行運(yùn)算qk＝rk+λk-1qk-1。
第一收斂性檢測(cè)模塊，第二收斂性檢測(cè)模塊包括判斷迭代次數(shù)是否已經(jīng)達(dá)到步驟b中所設(shè)定的最大的迭代次數(shù)Nmax，如果已經(jīng)達(dá)到最大的迭代次數(shù)，則收斂條件滿足；并退出收斂條件判斷；如果不滿足該收斂條件則繼續(xù)進(jìn)行下面的收斂條件判斷計(jì)算殘量‖r(k)‖，并判斷‖r(k)‖是否小于Stop_Tol*‖b‖，如果滿足‖r(k)‖≤Stop_Tol*‖b‖，則收斂條件滿足；本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.運(yùn)算復(fù)雜度低，通過(guò)本實(shí)用新型的裝置，可大大的簡(jiǎn)化運(yùn)算量，這樣使運(yùn)算量大為降低。使在較好的信道條件下運(yùn)算量會(huì)小于喬萊斯基分解的運(yùn)算量。而且算法的存儲(chǔ)量以及空間的復(fù)雜度都不是很大，而且在實(shí)現(xiàn)中非常有利于流水線操作。
2.迭代次數(shù)是根據(jù)要求而變化，由于迭代的終止準(zhǔn)則的相對(duì)門限是可以事先設(shè)定。故可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)的要求而相應(yīng)的選擇不同的終止門限，這樣使迭代次數(shù)可以根據(jù)需要而變化，這樣在業(yè)務(wù)質(zhì)量要求較高的時(shí)候和業(yè)務(wù)質(zhì)量要求較低的情況下，迭代的次數(shù)是可以不同的。
3.在信道情況較好的情況迭代的性能優(yōu)異，當(dāng)信號(hào)的傳播環(huán)境較好的時(shí)候，本裝置可以經(jīng)過(guò)很少的次數(shù)或根本不需要迭代實(shí)現(xiàn)，這在喬萊斯基分解的方法是不能做到的。此時(shí)算法實(shí)際執(zhí)行的次數(shù)是可以根據(jù)信道的情況的變化而變化。


圖1是本實(shí)用新型的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型的初始迭代參量選擇模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3是迭代計(jì)算核心模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是所述的第一收斂性檢測(cè)模塊、第二收斂性檢測(cè)模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的干擾消除裝置，用于在生成系統(tǒng)矩陣后，消除多用戶干擾和碼間干擾，最終估計(jì)出用戶發(fā)送數(shù)據(jù) 其包括依次連接的初始迭代參量選擇模塊1、第一收斂性檢測(cè)模塊2、迭代計(jì)算核心模塊3。
如圖2所示所述的初始迭代參量選擇模塊1包括依次連接的初始迭代值 選擇模塊11；初始?xì)埩窟x擇模塊12，其執(zhí)行運(yùn)算r0=Rd^0-dmaf;]]>初始搜索方向選擇模塊13，初始搜索方向q0＝r0；最大迭代次數(shù)設(shè)置Nmax模塊14，設(shè)置系統(tǒng)所能允許的最大的迭代次數(shù)；相對(duì)門限Stop_Tol設(shè)置模塊15，這個(gè)門限是根據(jù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)要求或者其他的條件得到；計(jì)算b矢量的模模塊16，即計(jì)算‖b‖；
所述的第一收斂性檢測(cè)模塊2，如果收斂條件滿足，則 就是所要求的解 退出運(yùn)算過(guò)程；如圖3所示所述的迭代計(jì)算核心模塊3又包括依次連接的計(jì)算乘積模塊31，其計(jì)算第k次迭代時(shí)的矩陣與矢量的乘積Rqk-1；計(jì)算前進(jìn)步長(zhǎng)模塊32，其執(zhí)行運(yùn)算αk1＝-(rk-1，rk-1)/(Rqk-1，qk-1)；計(jì)算迭代值模塊33，其計(jì)算第k次迭代值d^k=d^k-1+αk-1qk-1;]]>更新殘量模塊34，其執(zhí)行運(yùn)算rk＝rk-1+αk-1Rqk-1；第二收斂性檢測(cè)模塊35，如果收斂條件滿足停止計(jì)算，上述 就是所要求的解 退出迭代核心運(yùn)算，跳出循環(huán)；計(jì)算參量模塊36，其計(jì)算λk-1＝(rk，rk)/(rk-1，rk-1)更新搜索方向模塊37，其執(zhí)行運(yùn)算qk＝rk+λk-1qk-1以上角標(biāo)中k表示第k次迭代，k＝1，2，3，...
所述的計(jì)算乘積模塊31用于計(jì)算矢量與矩陣的乘積，具體的計(jì)算為Rqk＝u，計(jì)算結(jié)果為u矢量，令R=R0R1HR1R0OOOR1HR1R0,]]>則R0R1HR1R0OOOR1HR1R0×q1q2MqN=u1u2MuN]]>q＝[q1，q2，q3ΛqN]T，u＝[u1，u2，u3，ΛuN]T，其中，qi＝[q1，q2，ΛqK]T，ui＝[u1，u2，Λ，uK]Ti＝1，2，ΛN矩陣Ri是維數(shù)為K×K階的矩陣，其中K是當(dāng)前所有用戶所占的碼道數(shù)，N為每個(gè)用戶的發(fā)送符號(hào)數(shù)；兩個(gè)子塊的乘法R1qi和R1Hqi，這樣上述兩個(gè)矩陣和矢量的乘法運(yùn)算寫成各個(gè)元素的形式，分別為
r11r12Λr1Kr21r22Λr2KMMOMrK1rK2Λrkk×q1q2MqK=u1u2MuK]]>式中，R1=r11r12Λr1Kr21r22Λr2KMMOMrK1rK2ΛrKK]]>r‾11r‾21Λr‾K1r‾12r‾22Λr‾K2MMOMr‾1Kr‾2KΛr‾kk×q1q2MqK=u1′u2′MuK′]]>式中，R‾1=r‾11r‾21Λr‾K1r‾12r‾22Λr‾K2MMOMr‾1Kr‾2KΛr‾KK]]>式中rji＝conj(rij)，即rij的共軛，式中i＝1，2，ΛK，j＝1，2，ΛK；則上述的矩陣矢量的乘法，寫開(kāi)為uk=Σt=0Krktqt,]]>和uk′=Σt=0Kr‾kiqt,]]>其中，rki和rkti是R和R的元素，qt為q的元素，因?yàn)樗麄兙鶠閺?fù)數(shù)，把他們的實(shí)部和虛部分開(kāi)寫為uk=Σt=0Kritqt=Σt=0K(rirr+iirit)*(qtr+iiqt)=Σt=0K(ritr*qtr-riti*qti)+i(ritr*qt+riti*qtr)]]>uk′=Σt=0Kr‾itqt=Σt=0K(rirr+iiqit)*(qtr+iiqt)=Σt=0K(ritr*qtr-riti*qti)+i(ritr*qt+riti*qtr)]]>上式中rrit，irit，rqt，iqt分別為rit的實(shí)部和虛部，qt的實(shí)部和虛部；這樣在計(jì)算u和u′的時(shí)，將使用幾個(gè)公用的乘法結(jié)果，rrit*rqt，irit·*iqt，rrit*qt，irit*rqt，僅僅irit*rqt和irit*iqt的符號(hào)將發(fā)生變化；同時(shí)在求u和u′的時(shí)候其計(jì)算的順序略有變化，節(jié)省運(yùn)算資源。
所述初始迭代值選擇模塊11，選擇初始迭代值d^0=0;]]>或d^0=sign(dmaf);]]>或d^0=dmaf;]]>或選擇初始迭代值為d^0=dmaf/||dmaf||2,]]>即對(duì)前述的初始迭代值的模進(jìn)行調(diào)整以以提高收斂速度。
如圖4所示所述的第一收斂性檢測(cè)模塊2和第二收斂性檢測(cè)模塊35，包含最大值判斷模塊21，用于判斷迭代次數(shù)是否已經(jīng)達(dá)到初始迭代參量選擇模塊1中所設(shè)定的最大的迭代次數(shù)Nmax，如果已經(jīng)達(dá)到最大的迭代次數(shù)，則收斂條件滿足，并退出收斂條件判斷；如果不滿足該收斂條件，則繼續(xù)進(jìn)行下面的收斂條件判斷，由于尚未進(jìn)行迭代在第一收斂性檢測(cè)模塊2中這個(gè)最大值判斷模塊21可被省略，在第二收斂性檢測(cè)模塊35中這個(gè)判據(jù)將被使用；計(jì)算殘量的?！瑀(k)‖模塊22，在第一收斂性檢測(cè)模塊2中k＝0；
殘量收斂條件判斷模塊23、判斷‖r(k)‖是否不大于Stop_Tol*‖b‖，如果滿足‖r(k)‖≤Stop_Tol*‖b‖，則收斂條件滿足，第一收斂性檢測(cè)模塊2中k＝0。
權(quán)利要求1.一種多用戶檢測(cè)系統(tǒng)中的迭代干擾消除裝置，其特征在于，包括依次連接的初始迭代參量選擇模塊(1)；第一收斂性檢測(cè)模塊(2)，用于如果收斂條件滿足，則 就是所要求的解 退出運(yùn)算過(guò)程；迭代計(jì)算核心模塊(3)，該迭代計(jì)算核心模塊3又包括依次連接的計(jì)算乘積模塊(31)，其計(jì)算第k次迭代時(shí)的矩陣與矢量的乘積Rqk-1；計(jì)算前進(jìn)步長(zhǎng)模塊(32)，其執(zhí)行運(yùn)算αk-1＝-(rk-1，rk-1)/(Rqk-1，qk-1)；計(jì)算迭代值模塊(33)，其計(jì)算第k次迭代值d^k=d^k-1+αk-1qk-1;]]>更新殘量模塊(34)，其執(zhí)行運(yùn)算rk＝rk-1+αk-1Rqk-1；第二收斂性檢測(cè)模塊(35)，如果收斂條件滿足，則停止計(jì)算，上述 就是所要求的解 退出迭代核心運(yùn)算，跳出循環(huán)；計(jì)算參量模塊(36)，其令λk-1＝(rk，rk)/(rk-1，rk-1)；更新搜索方向模塊(37)，其執(zhí)行運(yùn)算qk＝rk+λk-1qk-1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶檢測(cè)系統(tǒng)中的迭代干擾消除裝置，其特征在于，所述的初始迭代參量選擇模塊(1)包括依次連接的初始迭代值 選擇模塊(11)；初始?xì)埩窟x擇模塊(12)，其執(zhí)行運(yùn)算r0=Rd^0-dmaf;]]>初始搜索方向選擇模塊(13)，方向q0＝r0；最大迭代次數(shù)設(shè)置Nmax模塊(14)；相對(duì)門限Stop_Tol設(shè)置模塊(15)；計(jì)算b矢量的模模塊(16)，即計(jì)算‖b‖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶檢測(cè)系統(tǒng)中的迭代干擾消除裝置，其特征在于，所述的第一收斂性檢測(cè)模塊(2)和第二收斂性檢測(cè)模塊(35)包括依次連接的最大值判斷模塊(21)，用于判斷迭代次數(shù)是否已經(jīng)達(dá)到初始迭代參量選擇模塊1中所設(shè)定的最大的迭代次數(shù)Nmax，如果已經(jīng)達(dá)到最大的迭代次數(shù)，則收斂條件滿足，并退出收斂條件判斷；如果不滿足該收斂條件，則繼續(xù)進(jìn)行下面的收斂條件判斷；計(jì)算殘量的?！瑀(k)‖模塊(22)，在第一收斂性檢測(cè)模塊(2)中k＝0；殘量收斂條件判斷模塊(23)，判斷‖r(k)‖是否不大于Stop_Tol*‖b‖，如果滿足‖r(k)‖≤Stop_Tol*‖b‖，則收斂條件滿足，第一收斂性檢測(cè)模塊(2)中k＝0。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種多用戶檢測(cè)系統(tǒng)中的迭代干擾消除裝置，其包括依次連接的初始迭代參量選擇模塊1；第一收斂性檢測(cè)模塊2，用于如果收斂條件滿足，則
文檔編號(hào)H04J13/00GK2757435SQ200420110598
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者王炳立, 李興偉 申請(qǐng)人:凱明信息科技股份有限公司