專利名稱：用于擴頻下行鏈路信道均衡的基于迭代和Turbo的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及接收擴頻信號的擴頻接收機和方法，并且更具體地，涉及用于在執(zhí)行碼分多址(CDMA)下行鏈路信道的均衡的碼分多址下行鏈路接收機和方法中使用的信道均衡器。
背景技術(shù)：
在設(shè)計和實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的中心問題是同時傳輸和接收來自幾個同時存在的用戶的信號，使得相互間的信號干擾盡可能的小。因為這個以及使用的傳輸容量，已經(jīng)使用了各種傳輸協(xié)議和多個接入方法，尤其在移動電話業(yè)務(wù)中最常見的是FDMA(頻分多址)和TDMA(時分多址)，以及最近的CDMA(碼分多址)。
在各種傳輸協(xié)議中，除了先前使用的FDMA和TDMA之外，CDMA是基于擴頻技術(shù)的多址方法，并且最近已經(jīng)被投入使用在蜂窩無線系統(tǒng)中。在這點上，CDMA具有超出現(xiàn)有技術(shù)的許多優(yōu)勢，例如頻率規(guī)劃的簡化以及頻譜效率。
在CDMA方法中，用戶的窄帶數(shù)據(jù)信號與具有比數(shù)據(jù)信號更寬頻帶的擴頻碼相乘而獲得相對較寬的頻帶。在已知測試系統(tǒng)中使用的帶寬例如包括1.25MHz、10MHz和25MHz。該乘法將數(shù)據(jù)信號擴展在將被使用的整個頻帶上。所有的用戶在相同的頻帶上同時發(fā)送。在基站和移動臺之間的每個連接上使用不同的擴頻碼，在接收機中可以基于用戶的擴頻碼來將用戶的信號進(jìn)行相互區(qū)分。如果可能，擴頻碼可以相互正交的方式進(jìn)行選擇，即它們彼此是不相關(guān)的。
在常規(guī)實現(xiàn)的CDMA接收機中的相關(guān)器是與期望的信號同步的，它們基于擴頻碼來識別該期望的信號。在接收機中，通過將數(shù)據(jù)信號與在發(fā)送步驟中使用的相同的擴頻碼相乘而將數(shù)據(jù)信號恢復(fù)到初始的頻帶。理想地，已經(jīng)與某個其他的擴頻碼相乘的信號不相關(guān)并且沒有被恢復(fù)到窄帶。相對于期望的信號，它們因此表現(xiàn)為噪聲。目標(biāo)是從多個干擾信號中檢測出期望用戶的信號。事實上，擴頻碼執(zhí)行某種程度上的相關(guān)，并且其他用戶的信號通過將接收的信號失真而使檢測期望的信號更為困難。這種由用戶相互之間造成的干擾被稱為多址干擾。
當(dāng)一個或幾個用戶以比其他用戶明顯大的信號強度進(jìn)行發(fā)送時，這種情況尤其有問題。使用更大信號強度的這些用戶明顯干擾了其他用戶的連接。這種情形稱為遠(yuǎn)近問題，并且例如當(dāng)一個或幾個用戶位于基站旁邊而一些用戶離的更遠(yuǎn)些時該問題可發(fā)生在蜂窩無線系統(tǒng)中，因此在基站接收機中，位于更近些的用戶將覆蓋其他用戶的信號，除非系統(tǒng)的功率控制算法很快并且有效。
信號的可靠接收是成問題的，尤其在異步系統(tǒng)中，即，尤其在其中用戶相互之間的信號不同步的系統(tǒng)中，因為用戶的符號受其他用戶的幾個符號的干擾。在常規(guī)的接收機中，與擴頻碼匹配的濾波器和滑動相關(guān)器都可用作檢測器，二者在遠(yuǎn)近情形中不能很好的發(fā)揮作用。在已知的方法中，最佳的結(jié)果由解相關(guān)檢測器來提供，該檢測器通過將接收到的信號與使用的擴頻碼的互相關(guān)矩陣相乘而從接收到的信號中消除了多址干擾。在R.Lupas和S.Verdu的“LinearMultiuser Detector for Synchronous Code-Division Multiple-AccessChannels”35 IEEE Trans.Info.Theory 123-136(1989年1月)以及R.Lupas和S.Verdu的Near-Far Resistance of Multiuser Detectors inAsynchronous Channels，38 IEEE Trans，on Comm.496-508(1990年4月)中更為詳細(xì)地描述了這種解相關(guān)檢測器。然而，這些方法還包括許多操作，例如矩陣轉(zhuǎn)置操作，并且需要高的計算能力，當(dāng)傳輸信道的質(zhì)量和用戶的數(shù)目不斷地變化時，尤其需要高的計算能力，如同例如在蜂窩無線系統(tǒng)中。
信道均衡是在頻率選擇性CDMA下行鏈路中改進(jìn)下行鏈路接收機性能的一個有希望的手段。當(dāng)前的研究包括兩種類型的線性均衡，即非自適應(yīng)線性均衡和自適應(yīng)線性均衡。非自適應(yīng)線性均衡器通常假設(shè)信道的“分段(piece-wise)”平穩(wěn)性并且根據(jù)例如LMMSE(最小均方誤差)或迫零的某個優(yōu)化準(zhǔn)則來設(shè)計均衡器，而這通常導(dǎo)致通過矩陣轉(zhuǎn)置來求解系統(tǒng)的線性方程。這在計算方面是昂貴的，尤其當(dāng)信道的相干時間很短的并且必須頻繁地更新均衡器。另一方面，自適應(yīng)算法通過隨機梯度算法來求解類似的LMMSE或迫零優(yōu)化問題并且避免直接的矩陣轉(zhuǎn)置。盡管在計算方面更為可管理，但因為收斂特性和性能取決于例如步長的參數(shù)的選擇，所以自適應(yīng)算法具有較差的魯棒性。
現(xiàn)有技術(shù)依然需要具有魯棒性并且不消耗大量計算功率的均衡過程。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述的背景，本發(fā)明的實施方式提供處理從擴頻下行鏈路信道接收到的信號的改進(jìn)的系統(tǒng)、終端、接收機和方法。本發(fā)明的實施方式的接收機(稱為“turbo/迭代”接收機)獲得了終端的復(fù)雜度和性能之間的期望折衷，因此本發(fā)明的實施方式的系統(tǒng)獲得了終端的復(fù)雜度和性能的期望折衷。為了獲得這種期望的折衷，turbo/迭代接收機能夠選擇性地利用軟比特(turbo)反饋或軟符號(迭代)反饋進(jìn)行操作。接著該反饋可提供給濾波器，其中針對發(fā)送的碼片序列的迭代而更新該濾波器。為了減輕誤差傳播的影響，基于來自一次迭代的反饋計算的統(tǒng)計信息可以被并入到下一次迭代中的濾波器的重新計算中。因此相比較于常規(guī)的、非迭代的LMMSE均衡器，turbo/迭代接收機能夠獲得顯著的性能提升。在各種實例中，在3到4次迭代后，本發(fā)明的實施方式的turbo/迭代接收機的性能在匹配濾波器邊界的1dB理論極限內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供一種用于處理從擴頻下行鏈路信道接收到的信號的方法。該方法包括接收來自擴頻下行鏈路信道的信號，以及根據(jù)迭代處理生成發(fā)送的碼片序列的估計。在這點上，迭代處理包括計算針對所發(fā)送的碼片序列的先前迭代的統(tǒng)計信息，例如均值和協(xié)方差，可基于與發(fā)送的碼片序列的先前迭代相關(guān)聯(lián)的軟比特和軟符號中的一個選擇性地計算統(tǒng)計信息。然后基于該統(tǒng)計信息生成例如條件無偏估計的碼片序列的當(dāng)前迭代的估計。
可以以多個不同的方式計算均值和協(xié)方差。例如，可基于發(fā)送的碼片序列的先前迭代的碼片級均值和協(xié)方差計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差。在這樣的實例中，基于先前迭代的符號級均值和協(xié)方差計算碼片級均值和協(xié)方差。
在更為具體的例子中，可根據(jù)下式來計算先前迭代的均值diu-1d‾iu-1=E[di|Lu-1]]]>同樣的，可根據(jù)下式來計算先前迭代的協(xié)方差ciu-1ciu-1=E[|di-d‾iu-1|2|Lu-1]]]>在上式中，i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，Lu-1表示來自先前迭代的反饋，而E[·|·]表示條件期望。
可基于擴頻通信的類型(例如，CDMA、1X-EVDV、HSDPA等)選擇性地計算統(tǒng)計信息，根據(jù)該種類型的擴頻通信從下行信道鏈路接收信號。另外，如果期望，可基于從下行鏈路信道接收到的信號的調(diào)制(例如，QPSK、QAM等)選擇性地計算統(tǒng)計信息。
根據(jù)本發(fā)明的其他方式，提供用于接收來自擴頻下行鏈路信道的信號的系統(tǒng)、終端和接收機。因此本發(fā)明的實施方式提供用于接收和處理來自擴頻下行鏈路信道的信號的改進(jìn)的系統(tǒng)、終端、接收機和方法以及計算機程序產(chǎn)品。本發(fā)明的實施方式可通過選擇性地利用軟比特(turbo)反饋或軟符號(迭代)反饋操作來處理信號。接著該反饋可提供給濾波器，針對發(fā)送的碼片序列的迭代而更新濾波器。因此本發(fā)明的實施方式獲得在處理來自擴頻下行鏈路信道中的復(fù)雜度和性能之間的期望的折衷。這樣，本發(fā)明的實施方式的系統(tǒng)、終端、接收機和方法解決了由現(xiàn)有技術(shù)確定的問題并提供額外的優(yōu)勢。


已經(jīng)在一般意義上描述了本發(fā)明，現(xiàn)在將針對附圖做出參考，這些附圖不必按比例繪制，并且其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的包括終端的無線通信系統(tǒng)的示意性框圖；圖2是圖1的無線通信系統(tǒng)的示意性功能框圖，該系統(tǒng)包括單輸入多輸出(SIMO)信道、多路SIMO信道和SIMO接收機；圖3是常規(guī)的終端接收機的檢測/解碼塊的示意性框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的turbo/迭代終端接收機的檢測/解碼塊的示意性框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于通信系統(tǒng)操作的功率分布的條形圖，其中通信系統(tǒng)的小區(qū)包括兩個話音用戶(終端)；圖6和圖7是分別示出在仿真的1X-EVDV系統(tǒng)中利用軟符號(迭代)反饋和軟比特(turbo)反饋進(jìn)行操作的本發(fā)明的一個實施方式的turbo/迭代接收機的性能的示圖，其中接收機接收QPSK32調(diào)制信號；圖8和圖9是分別示出在仿真的1X-EVDV系統(tǒng)中利用軟符號(迭代)反饋和軟比特(turbo)反饋進(jìn)行操作的本發(fā)明的一個實施方式的turbo/迭代接收機的性能的示圖，其中接收機接收QAM65調(diào)制信號；圖10是示出在仿真的1X-EVDV系統(tǒng)中利用軟符號(迭代)反饋和偏差碼片重新估計進(jìn)行操作的本發(fā)明的一個實施方式的turbo/迭代接收機的性能的示圖，其中接收機接收QAM65調(diào)制信號；圖11和圖12是分別示出在仿真的1X-EVDV系統(tǒng)中不利用和利用軟符號(迭代)反饋進(jìn)行操作的本發(fā)明的一個實施方式的turbo/迭代接收機的性能的示圖，其中接收機接收QAM102調(diào)制信號；以及圖13、14和15是分別示出在仿真的1X-EVDO系統(tǒng)中利用軟符號(迭代)反饋進(jìn)行操作的本發(fā)明的一個實施方式的turbo/迭代接收機的性能的示圖，其中接收機在不同的調(diào)制和編碼方案(MCS)下接收信號。
具體實施例方式
下面將參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行更為全面的描述，在這些附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。然而，本發(fā)明可以許多種不同的形式實施并且不應(yīng)該被認(rèn)為限于這里所闡明的實施方式。相反，提供這些實施方式使得本公開是透徹和完整的，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_(dá)本發(fā)明的范圍。貫穿全文，相同的編號代表相同的元件。
參考圖1，提供將從本發(fā)明獲益的包括終端12的一種類型的無線通信系統(tǒng)10。如下所解釋的，終端可包括移動電話。然而，應(yīng)該理解這樣的移動終端僅僅是將從本發(fā)明獲益的一種類型終端的示例，并且因此不應(yīng)該用來限制本發(fā)明的范圍。盡管為了示例的目的，示出終端的幾個實施方式并且將在下文中描述，但其他類型的終端，例如便攜式數(shù)字助理(PDA)、尋呼機、膝上型計算機以及其他類型的語音和文本通信系統(tǒng)可輕易地使用本發(fā)明。此外，將主要結(jié)合移動通信應(yīng)用來描述本發(fā)明的系統(tǒng)和方法。然而，應(yīng)該理解，可以結(jié)合在移動通信領(lǐng)域內(nèi)和移動通信領(lǐng)域外的各種其他的應(yīng)用來使用本發(fā)明的系統(tǒng)和方法。
通信系統(tǒng)10通過在例如基站(BS)14和終端12的兩個通信臺之間形成的無線鏈路為這兩個通信臺之間提供無線通信。終端被配置成接收和發(fā)送信號以與多個基站通信，這些基站包括示出的基站。通信系統(tǒng)可以被配置成根據(jù)多個不同類型的擴頻通信中的一個或多個進(jìn)行操作，或更特別地，根據(jù)多個不同種類型的擴頻通信協(xié)議中的一個或多個協(xié)議進(jìn)行操作。更特別地，通信系統(tǒng)可以被配置成根據(jù)多個1G、2G、2.5G和/或3G通信協(xié)議等中的任意一個進(jìn)行操作。例如，通信系統(tǒng)可以被配置成根據(jù)2G無線通信協(xié)議IS-95(CDMA)和/或cdma2000進(jìn)行操作。另外，例如，通信系統(tǒng)可以被配置成根據(jù)例如使用寬帶碼分多址(WCDMA)無線接入技術(shù)的通用移動電話系統(tǒng)(UMTS)的3G無線通信協(xié)議進(jìn)行操作。另外，例如，通信系統(tǒng)可以被配置成根據(jù)例如1X-EVDO(TIA/EIA/IS-856)和/或1X-EVDV的增強3G無線通信協(xié)議進(jìn)行操作。應(yīng)該理解本發(fā)明的實施方式的操作還類似可在其他類型的無線和其他類型的通信系統(tǒng)中。因此，盡管下面的描述可結(jié)合上述的無線通信系統(tǒng)描述本發(fā)明的實施方式的操作，但在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可類似地結(jié)合任意各種其他類型的無線通信協(xié)議來描述本發(fā)明的實施方式的操作。
基站14耦合到基站控制器(BSC)16。并且接著基站控制器耦合到移動交換中心(MSC)18。MSC耦合到網(wǎng)絡(luò)骨干，這里是耦合到PSTN(公共交換電話網(wǎng)絡(luò))20。接著，通信節(jié)點(CN)22耦合到PSTN。可通過PSTN、MSC、BSC和基站形成通信節(jié)點和終端12之間的通信通路，以及在基站和終端之間形成無線鏈路。由此，可在CN和終端之間形成語音數(shù)據(jù)和非語音數(shù)據(jù)的通信。在示出的示例性實現(xiàn)中，基站定義小區(qū)，并且多個小區(qū)站點位于整個地理區(qū)域空間上分開的位置處以定義多個小區(qū)，在任意一個小區(qū)中，終端能夠與其進(jìn)行通信的相關(guān)基站進(jìn)行無線通信。
如圖所示，除一個或多個天線24以外，本發(fā)明的一個實施方式的終端12可包括發(fā)射機26、接收機28和控制器30或分別提供信號給發(fā)射機和從接收機接收信號的其他處理器。這些信號包括根據(jù)無線通信系統(tǒng)的通信協(xié)議的信令信息以及還有用戶語音和/或用戶生成數(shù)據(jù)。在這點上，終端能夠根據(jù)多個不同無線通信協(xié)議中的一個或多個進(jìn)行通信，例如上面所指示的無線通信協(xié)議。盡管沒有示出，但終端還能夠根據(jù)一個或多個有線和/或無線組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行通信。更特別地，例如，終端能夠根據(jù)局域網(wǎng)(LAN)、城域網(wǎng)(MAN)和/或廣域網(wǎng)(WAN)(例如，因特網(wǎng))的有線組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行通信。另外地或可選地，例如，終端能夠根據(jù)包括例如IEEE802.11的無線LAN(WLAN)技術(shù)和/或例如IEEE802.16的WiMAX技術(shù)等的無線組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行通信。
將理解到控制器30包括實現(xiàn)終端12的音頻和邏輯功能所需的電路。例如，控制器可由數(shù)字信號處理器器件、微處理器器件和/或各種模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器以及其他的支持電路構(gòu)成。根據(jù)它們相應(yīng)的能力，終端的控制和信號處理功能分配在這些器件之間?？刂破骺筛郊拥匕▋?nèi)部話音編碼器(VC)30a，并且可包括內(nèi)部的數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器(DM)30b。另外，控制器可包括操作一個或多個軟件應(yīng)用的功能，這些軟件應(yīng)用可存儲在存儲器中(下面將描述到)。
終端12還包括用戶接口，該用戶接口包括常規(guī)的耳機或揚聲器32、振鈴器34、麥克風(fēng)36、顯示器38和用戶輸入接口，所有的這些都耦合到控制器18。允許終端接收數(shù)據(jù)的用戶輸入接口可包括允許終端接收數(shù)據(jù)的任意多個設(shè)備，例如小鍵盤40、觸摸顯示器(未示出)或其他輸入設(shè)備。在包括小鍵盤的實施方式中，小鍵盤包括常規(guī)數(shù)字(0-9)和相關(guān)鍵(#、*)和用于操作終端的其他鍵。盡管沒有示出，終端可包括用于共享和/或獲取數(shù)據(jù)的一個或多個裝置(未示出)。
此外，終端12可包括存儲器，例如訂戶身份模塊(SIM)42、可移動用戶身份模塊(R-UIM)等，該存儲器通常存儲涉及移動訂戶的信息元素。除了SIM以外，終端可包括其他可移動和/或固定存儲器。在這點上，終端可包括易失性存儲器44，例如包括用于臨時存儲數(shù)據(jù)的高速緩存區(qū)域的易失性隨機存取存儲器(RAM)。終端還可包括其他非易失性存儲器46，其可以被嵌入和/或可以是移動的。非易失性存儲器可另外地或可選地包括EEPROM、閃存等。存儲器可存儲終端為了實施其功能所使用的任意多個軟件應(yīng)用、指令、多條信息和數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在參考圖2，該圖示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖1的系統(tǒng)10的功能框圖。更特別地，圖2示出操作為單輸入/多輸出(SIMO)通信系統(tǒng)的系統(tǒng)的功能框圖。在這樣的SIMO通信系統(tǒng)中，基站14包括具有擴頻/加擾單元50的SIMO發(fā)射機和發(fā)射天線52。擴頻/加擾單元接收輸入的調(diào)制(例如，QPSK(正交相移鍵控)或QAM(正交幅度調(diào)制)符號流α1，...，αK并向發(fā)射天線提供擴頻和加擾的符號流di。發(fā)射天線通過多路下行鏈路信道將符號流發(fā)送到耦合至終端12的接收機28的N個天線241，...，24N。接著接收到的符號流可以被施加到接收機的接收機檢測/解碼單元54。
更特別地，假設(shè)系統(tǒng)中有K個有效的Walsh碼，在發(fā)射天線52處的信號模型(碼片序列)可如下表達(dá)di=sc(i)Σk=1Kαkαk,jpk(i-jG)---(1)]]>其中i、j和k分別是碼片、符號和擴頻碼索引。另外在(1)式中，sc(i)表示基站14的擾碼，αk表示分配給擴頻碼k的功率(對于所有的天線都是相同的)，ak，j表示在符號間隔j的擴頻碼k的信息符號序列，并且pk＝[pk(1)，...，pk(G)]T表示第k個擴頻碼。如這里所解釋的，已經(jīng)隱含地假設(shè)相同的一組Walsh碼可在所有基站的發(fā)射天線上使用。然而，應(yīng)該理解，Walsh碼可在一個或多個基站的一個或多個發(fā)射天線上變化。
發(fā)送的信號通過由 指示的多路衰落信道傳播，該 中的每個具有維度NΔ×1，其中Δ指示每個碼片的采樣數(shù)目。因此，在針對第i個碼片間隔將經(jīng)過所有接收天線的接收到的采樣加起來后，在接收機天線處的信號模型可通過下式給出 注意yi=[yi,1T,...,yi,NT]T]]>的長度為NΔ，并且每個小矢量yi，n包括第i個碼片間隔內(nèi)的所有臨時樣本。同時，L表示信道存儲器長度，di-l，表示在時間i-l的發(fā)送碼片矢量，而ni以 來表示(NΔ)×1維的高斯白噪聲矢量。還注意到σ2指示噪聲方差而I代表單位矩陣。另外，為了便于下面解釋接收機根據(jù)LMMSE(最小均方誤差)優(yōu)化準(zhǔn)則執(zhí)行均衡技術(shù)，一塊2F+1個接收到的矢量可被如下累加起來yi+F:i-F＝Hdi+F:i-F-L+ni+F:i-F(3)其中2F+1表示LMMSE均衡濾波器的長度(F是LMMSE均衡濾波器的長度的量度)。還如(3)中所示，
yi+F:i-F=[yi+FT,...,yi-FT]T,((2F+1)NΔ×1)]]>ni+F:i-F=[ni+FT,...,ni-FT]T,((2F+1)NΔ×1)]]>di+F:i-F-L=[di+FT,...,di-F-LT]T,((2F+L+1)×1)]]> 其中緊接在相應(yīng)的等式之后給出矩陣的維度。注意，為了保持標(biāo)記更為直觀，描述可被保持在“塊”級。例如，yi+F:i-F表示包含塊yi+F，...，yi-F的矢量，其中每個塊是大小為NΔ×1的矢量。
I.LLMSE碼片級均衡現(xiàn)在參考圖3，其更為具體地示出根據(jù)一個常規(guī)技術(shù)的在圖3中示出的接收機28的檢測/解碼單元54。如圖3中所示，常規(guī)檢測/解碼單元包括可接收接收到的矢量y以及信道估計H的非迭代LMMSE碼片級均衡器56，其中可以基于接收到的矢量而從信道估計器58中生成信道估計H。關(guān)于此類碼片級均衡器的更多信息，參見A.Klein，Data Detection Algorithms Specially Designed for the Downlink Of CDMAMobile Radio Systems，PROC.OF VTC 97 203-207(1997)；I.Ghauri&D.T.M.Slock，Linear Receivers for the DS-CDMA Downlink ExploitingOrthogonality of Spreading Sequences，PROC.OF 32ND ASILOMARCONFERENCE 650-654(1998)；S.Werner&J.Lilleberg，Downlink ChannelDecorrelation in CDMA Systems with Long Codes，PROC.OF 49TH VTC1614-1617(1999)；T.P.Krauss，W.J.Hillery&M.D.Zoltowski，MMSEEqualization for Forward Link in 3G CDMASymbol-Level VersusChip-Level，PROC.OF 10TH IEEE WORKSHOP ON STATISTICAL SIGNAL ANDARRAY PROCESSING 18-22(2000)；M.J.Heikkila，P.Komulainen&J.Lilleberg，Interference Suppression In CDMA Downlink Through AdaptiveChannel Equalization，PROC.OF VTC 99-FALL 978-982(1999)；L.Mailaender，Low-Complexity Implementation of CDMA Downlink Equalization，PROC.OF 2001 IEEE 3G MOBILE COMMUNICATION TECHNOLOGIES 396-400(2001)；J.Zhang，T.Bhatt&G.Mandyam，Efficient Linear Equalization forHigh Data Rate Downlink CDMA Signaling，PROCEEDINGS OF ASILOMARCONFERENCE(2003)；and H.Nguyen，J.Zhang&B.Raghothaman，Equalization of CDMA Downlink Channel via Kalman Filtering，PROCEEDINGS OF ASILOMAR CONFERENCE(2003)，通過完整參考而將以上所有的內(nèi)容并入在此。
在碼片級均衡器56之后，Walsh碼的正交性可被部分地恢復(fù)并且可利用解擾/解擴單元60來檢測所有發(fā)送的符號。如圖所示，解擾/解擴單元還可對發(fā)送的信號進(jìn)行解擾。因此，解擾/解擴單元可向解交織/解碼器單元62輸出解擾/解擴的符號流。
定義誤差矢量為z＝di-wHyi+F:i-F(H是Hermitian(埃爾米特)的縮寫)，SIMO LMMSE碼片級均衡器w是下面問題的解wopt=argminwE||di-wHyi+F:i-F||2---(4)]]>其優(yōu)化解可如下給出wopt=σd2R-1h---(5)]]>其中R=E[yi+F:i-Fyi+F:i-FH]]]>表示接收到的信號的相關(guān)矩陣，而σd2表示碼片級基站發(fā)射功率。同時，對于給定的處理塊，假設(shè)信道估計H是平穩(wěn)的，并且不是符號索引i的函數(shù)。然而，如這里所描述的，在后續(xù)中將要使用的矩陣矢量積的展開式中，Hi+F:i+1，h和Hi-1:i-F-L分別表示與di+F:i+1，di和di-1:i-F-L關(guān)聯(lián)的H的子矩陣 =Hi+F:i+1di+F:i+1+hdi+Hi-1:i-F-Ldi-1:i-F-L---(6)]]>II.Turbo/迭代接收機現(xiàn)在參考圖4，其更為具體地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的接收機28的檢測/解碼單元54。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，通過引入迭代處理，LMMSE均衡器56的性能可以進(jìn)一步改進(jìn)，其中在每次迭代處設(shè)計新的LMMSE濾波器64(即，第二單元)以解決從先前迭代輸出獲得的發(fā)送符號y的統(tǒng)計信息。在這點上，本發(fā)明的實施方式的接收機的檢測/解碼單元還包括先驗碼片統(tǒng)計更新單元66(即，第一單元)以向碼片級LMMSE濾波器提供從先前迭代的輸出獲得的發(fā)送符號y的統(tǒng)計信息。另外，接收機可包括迭代更新單元68(u＝u-1)，該單元能夠更新由接收機所接收到的信號的迭代。如下面所解釋的，可從檢測/解碼單元的軟符號(迭代)反饋環(huán)以及檢測/解碼單元的軟比特(turbo)反饋環(huán)生成統(tǒng)計信息。接著迭代更新單元能夠選擇軟符號生成的統(tǒng)計信息或軟比特生成的統(tǒng)計信息以提供給先驗碼片統(tǒng)計更新單元。
該迭代處理的主要原理是利用例如在常規(guī)的檢測/解碼單元54的碼片級均衡器56中不使用的調(diào)制格式和編碼結(jié)構(gòu)的先驗信息。注意，如圖所示，bk，j，q表示形成調(diào)制符號ak，j的那些數(shù)據(jù)比特，并且q＝1，...，log2Q，其中Q表示星座圖大小。如上面所指出并如圖4中所示，檢測/解碼單元包括兩個可能的反饋通路，該通路提供來自先前迭代Lu-1的反饋，接著該反饋可被用于生成下一次迭代的先驗信息。即，檢測/解碼單元包括(a)turbo反饋通路，其中來自解交織/解碼單元62的軟比特bk，j，qu-1被反饋回(即，Lu-1=bk,j,qu-1]]>)；(b)迭代反饋通路，其中由解擾/解擴單元60給出的軟符號ak，ju-1被反饋回(即，Lu-1=ak,ju-1]]>)。
如這里所解釋的，本發(fā)明的實施方式的接收機28可被稱為“turbo/迭代”接收機。如這里所示和所描述的，turbo/迭代接收機包括多個單元，一個或多個單元能夠執(zhí)行類似于常規(guī)接收機的一個或多個功能。應(yīng)該理解本發(fā)明的實施方式的turbo/迭代接收機的單元可以包括能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)單元的功能的硬件、固件和/或軟件組件。還應(yīng)該注意到由接收機的一個或多個單元執(zhí)行的一個或多個功能可選地由終端12的其他單元(例如，控制器30)來執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在每次迭代處可計算新的LMMSE濾波器wu以基于這些碼片的接收到的信號y、先驗均值diu-1以及協(xié)方差ciu-1來提供碼片的新的估計 可如下表示
d‾iu-1=E[di|Lu-1]]]> =E[|di-d‾iu-1|2|Lu-1]---(7)]]>其中E[·|·]表示條件期望。另外在(7)式中， 表示條件協(xié)方差矩陣。將理解到，LMMSE問題實際類似于式(4)的問題minE||di-d^iu||2---(8)]]>其中di的估計量假設(shè)形式 其是仿射(affine)的而不像式(4)中是線性的，其中wu，H(線性濾波器)和viu(偏移)將被確定。鑒于di具有如式(7)中所示出的先驗均值和方差，如下給出由高斯-馬爾柯夫定理給出的針對式(8)的解wiu,opt=Cov(yi+F:i-F,yi+F:i-F)-1Cov(yi+F:i-F,di)]]>viu,opt=E[di]-(wiu,opt)HE[yi+F:i-F]---(9)]]>其中wiu，opt和viu，opt分別代表最優(yōu)線性濾波器和偏移，并且針對第u次迭代的新的碼片估計 是d^iu=d‾iu-1+Cov(di,yi+F:i-F)Cov(yi+F:i-F,yi+F:i-F)-1(yi+F:i-F-E[yi+F:i-F]).---(10)]]>關(guān)于高斯-馬爾柯夫定理的更多信息，參見L.SCHARF，STATISTICALSIGNAL PROCESSINGDETECTION，ESTIMATION AND TIME SEIUES ANALYSIS(1991)?？紤](7)，則其可被表示成E[yi+F:i-F]=Hd‾i+F:i-F-Lu-1]]>Cov(di,yi+F:i-F)=ciu-1hH]]>Cov(yi+F:i-F,yi+F:i-F)=σn2I+HCiu-1HH---(11)]]>其中 并且 并且(10)的碼片估計變成d^iu=d‾iu-1+ciu-1hH(σn2I+HCiu-1HH)-1(yi+F:i-F-Hd‾i+F:i-F-Lu-1)---(12)]]>為驗證在先的，考慮針對第一次迭代(即，u＝1)的期望解與先前導(dǎo)出的簡單LMMSE算法相同。接著，根據(jù)針對所有i的初始條件d‾i0=0]]>和ci0=σd2,]]>(12)可被縮減為d^i1=σd2hHVi-1yi+F:i-F,---(13)]]>
其中 并且碼片估計與從常規(guī)LMMSE接收機先前獲得的相同，證明了解的自身一致性。
如可從(12)的更進(jìn)一步的檢查看出，為了合適的操作，應(yīng)當(dāng)就每個碼片i來實施矩陣轉(zhuǎn)置Vi-1。因為就每個碼片實施這樣的矩陣轉(zhuǎn)置可能是困難的，如果并非不可能的話，對于實際的系統(tǒng)，在一個實施方式中，碼片協(xié)方差ciu-1與在處理塊上平均的碼片協(xié)方差近似 其中NB表示處理塊的大小。接著式(12)可如下重新寫成d^iu=d‾iu-1+cu-1hHV-1(yi+F:i-F-Hd‾i+F:i-F-Lu-1),---(15)]]>其中 在碼片估計 變得可用于第u次迭代后，將直接計算軟符號估計 并最終計算軟比特估計 為了繼續(xù)，注意到符號索引j涉及碼片索引i，因為 其中 表示上取整操作。在第j個符號間隔上收集G個估計的碼片并且將矢量表示為d^ju=[d^jG+1u,···,d^jG+Gu]T,]]>則信號模型 可如下給出d^ju=Sc(j)Σk=1Kαkpkak,j+nju,---(16)]]>其中 表示第k個Walsh碼而 表示針對第j個符號間隔的對角線擾碼矩陣。還如(16)中所示， 其中如果將(15)寫為 則niu表示(15)中的后濾波噪聲。識別Walsh碼的正交性，可從(16)通過下式計算軟符號 a^k,ju=pkHScH(j)d^ju]]>=(αkG)·ak,j+pkHScH(j)nju---(17)]]> 其中 表示有效的符號幅度而 表示有效的符號噪聲。如果迭代處理運轉(zhuǎn)正常，則隨著迭代次數(shù)u增加，噪聲方差Nou減小。最后，為了完整性，還可注意到一旦 可用，則可執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的軟解調(diào)器和解碼處理以獲得軟比特估計
現(xiàn)在將對從軟符號或軟比特估計獲得的diu-1和ciu-1的先驗統(tǒng)計做出關(guān)注。這需要更多點的工作，因為軟符號和軟比特是符號級量值并且先驗統(tǒng)計是碼片級的。然而，在解釋碼片統(tǒng)計的生成之前，將考慮多個實際的問題，包括在每次迭代u處的條件無偏性、后濾波SNR(信噪比)估計和信道重新估計。如將理解到，這些實際問題將增加本發(fā)明的實施方式的接收機28所提供的性能優(yōu)勢，尤其對于具有例如16QAM的可變幅度調(diào)制的系統(tǒng)。
A.條件無偏性對于條件無偏性，考慮對于隨機參數(shù)θ，如果滿足下面的條件，則估計 是無偏的E[θ^]=E[θ]---(18)]]>然而，這樣的無偏性概念在通信問題中有時是不方便的。為了說明該點，考慮這樣一個簡單的問題，其中觀察值y由下式給出y＝θ+n (19)其中n是AWGN(加性高斯白噪聲)而θ是獨立于n的零均值高斯隨機變量。因為y和θ是聯(lián)合高斯的，所以θ的MMSE(最小均方誤差)估計可由下式給出θ^=E[θ|y]=σθ2(σy2)-1y=σθ2(σy2)-1θ+σθ2(σy2)-1n---(20)]]>根據(jù)準(zhǔn)則(18)，該估計是無偏了，因為E[θ^]=E[E[θ|y]]=E[θ].]]>然而，從(20)的右側(cè)可以表現(xiàn)出好像該估計是“有偏”的，因為真正的參數(shù)θ由σθ2(σy2)-1進(jìn)行縮放，該σθ2(σy2)-1一般是小于單位值的?；靵y是由準(zhǔn)則(18)造成的，其中不但在噪聲上執(zhí)行期望，而且在θ本身的分布上執(zhí)行了期望。在通信問題中，可期望將“無偏”情況表示為其中信號部分，或本情形中的參數(shù)θ在估計 中未被縮放的。因此，關(guān)于參數(shù)本身的期望是可以去除的，并且可以引入條件無偏性的概念，條件無偏性的定義可由下式給出E[θ^|θ]=θ---(21)]]>現(xiàn)在可檢查(20)中的估計 以驗證其是條件偏差的，因為E[θ^|θ]=σθ2(σy2)-1θ≠θ.]]>另外，該情形中的偏差可通過簡單的倍數(shù)因子來去除。即，θ^′=θ^(σθ2)-1σy2]]>是條件無偏估計(盡管不再是MMSE估計)。
利用上述的定義，可以檢查每次迭代處的碼片估計以確定碼片估計是否是條件無偏的，并且如果不是，則如何去除該偏差。接著，目標(biāo)可以是確保針對(軟)解調(diào)器的星座圖被適當(dāng)?shù)乜s放，這是重要的，尤其對于16QAM調(diào)制。因此，根據(jù)(16)針對碼片估計可做出下面的確定E[d^iu|di]=E[d‾iu-1+cu-1hHV-1(Hdi+F:i-F-L+n-Hd‾i+F:i-F-Lu-1)|di]]]>=cu-1hHV-1hdi+E[(1-cu-1hHV-1h)d‾iu-1-cu-1hHV-1Hi‾d‾i‾u-1]]>+cu-1hHV-1Hi‾di‾+cu-1hHV-1n|di]---(22)]]>=cu-1hHV-1hdi+E[(1-cu-1hHV-1h)d‾iu-1-cu-1hHV-1Hi‾d‾i‾u-1|di]]]>≠di]]>通常，對該估計求均值是條件偏差的。在上面的(22)中， di表示包括di+F:i-F-L中除di以外的所有元素的矢量。類似地， h表示包括H中除h以外所有元素的矢量。同時，最后的不等式可以從事實E[di|di]＝0和E[n|di]＝0導(dǎo)出。接著，可以以任意多種不同的方式去除條件無偏性。例如，通過利用(cu-1hHV-1h)-1來縮放(15)中碼片估計的線性部分可去除(22)中cu-1hHV-1h的縮放因子以得到d^iu=d‾iu-1+hHV-1hHV-1h(yi+F:i-F-Hd‾i+F:i-F-Lu-1),---(23)]]>并且隨后，E[d^iu|di]=di-hHV-1hHV-1hE[Hi‾d‾i‾u-1|di].---(24)]]>不幸地是，(24)中的第二項通常是非零的，因為di和diu-1不是獨立的。事實上，在復(fù)雜的非線性方式中，diu-1涉及di，當(dāng)先驗均值diu-1被計算時，可如下面看出。因此，精確的條件無偏解通常在計算上是復(fù)雜的。例外是在u＝1的第一次迭代時。在這樣的實例中，d‾i‾0=0]]>和(23)的解成為是條件無偏的MVDR(最小方差無失真響應(yīng))解。然而，對于16 QAM調(diào)制，在(23)中的簡單縮放可導(dǎo)致比(15)的無縮放解明顯更好的性能。
B.后濾波噪聲方差和有效幅度的估計除了條件無偏性以外，如果期望的話，可在每次迭代u處考慮后濾波SNR(信噪比)的估計。在這點上，在(17)中，有效符號幅度βk和后濾波噪聲方差Nou通常是未知的。對于某些系統(tǒng)，例如1X-EVDO和HSDPA，βk＝αkG要么是固定的(1X-EVDO)，要么可從下行鏈路控制信道獲得(HSDPA)。然而，對于βk＝αkG既不是固定也不是可從控制信道獲得的1X-EVDV而言，情況通常并非如此。如果幅度βk是先驗已知的，則可以通過在所有符號的功率上進(jìn)行平均來獲得噪聲功率的估計N^ou=1JKΣj=1JΣk=1K|a^k,ju|2-βk2,---(25)]]>其中J表示每個處理塊中的符號的數(shù)目，而K表示小區(qū)中有效Walsh碼的數(shù)目。
另一方面，如果幅度βk不是已知先驗的，則獲得噪聲功率的估計通常不是那么無足輕重。根據(jù)一個示例性的二階技術(shù)，則可從某些其他均值生成噪聲估計 并且(25)被重寫以獲得βk的估計βk2=1JKΣj=1JΣk=1K|a^k,ju|2-N^ou.---(26)]]>接著，可通過從碼片估計的縮放版本(24)獲得噪聲估計d^iu=d‾iu-1+hHV-1hHV-1h(yi+F:i-F-Hd‾i+F:i-F-Lu-1)]]>=di+hHV-1hHV-1h[Hi‾(di‾-d‾i‾u-1)+ni+F:i-F-L]---(27)]]> 其中 表示針對第i個碼片的有效后濾波噪聲。接著其可以表示成E[|niu|2]=1hHV-1h---(28)]]>其中 注意到在前面中，已經(jīng)使用了平均碼片協(xié)方差cu-1來替代第i個碼片協(xié)方差ciu-1。還注意前面的等式暗含著使用恒等式hHV-1hHV-1h=hHV‾-1hHV-1h.---(29)]]>因此，一旦根據(jù)(28)獲得E[|niu|2]，則噪聲流niu→nju→nj,ku]]>可被順次到達(dá)最后的符號級噪聲估計N^ou=G·E[|niu|2]=GhHV-1h.---(30)]]>
可選地，根據(jù)噪聲方差和幅度估計的高階方法，被觀測符號 的非共軛高階統(tǒng)計可以首先被計算為E[(a^k,ju)n]=βknE[ak,jn]+E[(nk,ju)n],]]>當(dāng)n≥2， (31)其中可以暗含假設(shè)發(fā)送的符號和后濾波噪聲之間存在獨立性。另外，在大多數(shù)實際的情況中，大數(shù)定律得到近似復(fù)高斯分布的nk，ju，由于復(fù)高斯分布的圓形對稱，這導(dǎo)致E[(nk,ju)n]=0,]]>當(dāng)n≥2， (32)隨后，(31)的非共軛高階統(tǒng)計可以被重新寫成E[(a^k,ju)n]=βknE[ak,jn],]]>當(dāng)n≥2.(33)現(xiàn)在，所有遺留的工作是找到n，使得E[ak,jn]≠0.]]>在這點上，n的選擇證明是調(diào)制相關(guān)的。即，對于QPSK和16QAM調(diào)制， 如果n＝4t，其中t＝1，...，是自然數(shù)。另一方面，對于8PSK， 如果n＝8t，其中t＝1，...，是自然數(shù)。
為了示出針對QPSK的高階技術(shù)，對于歸一化的QPSK星座圖，考慮對于任意n＝4t而言γn＝1。將理解到，期望選擇盡可能小的n，并且在這種情況下n＝4。接著可獲得βk的估計為β^k=1JKΣj=1JΣk=1K(a^k,ju)44---(34)]]>盡管理論上看起來不錯，但高階方法可能需要更大的數(shù)據(jù)采樣(幾百個符號)以獲得可靠的估計。
除了第二階和更高階方法，應(yīng)該理解可以根據(jù)多個其他方法估計噪聲方差和幅度。例如，可根據(jù)所謂的期望最大化(EM)方法來估計噪聲方差和幅度。
C.在每個迭代處進(jìn)行信道重新估計另外，可以在每個迭代u處考慮信道重新估計。應(yīng)該注意到在turbo/迭代接收機28的前面討論中，已經(jīng)暗含假定無論迭代次數(shù)如何信道估計都保持相同。然而，隨著在每次迭代u處獲得關(guān)于發(fā)送信號的更多信息，這些信息可以起到獲得更好信道估計的杠桿作用。在這點上，考慮如何在非迭代接收機中獲得信道估計。為了便于說明，假設(shè)信道在NB個碼片的處理塊上是平穩(wěn)的，并且獲得單個的信道估計。接著可以相當(dāng)直接地將其擴展到“滑動窗口”類型的估計方法以解決信道的時變屬性。同時，假設(shè)已知導(dǎo)頻幅度αp，其中1≤p≤K，所有的1導(dǎo)頻符號(即，ap，j＝1)以及所有的1導(dǎo)頻Walsh碼(即，pp＝[1，…，1]T)。鑒于這些假設(shè)以及(1)和(2)中示出的信號模型，可根據(jù)如下的相關(guān)方法來估計信道 在迭代u處，可從先前迭代獲得碼片的先驗均值diu-1。然而，通常不期望來自導(dǎo)頻Walsh碼的成分被包括在diu-1中。因此，將在第(u-1)處的信道估計表示為 diu-1的成分可以從yi中減去而得到 其中由于在第(u-1)次迭代處的信道失配， 包括AWGN和噪聲。現(xiàn)在由于di-l-di-lu-1還包括來自導(dǎo)頻Walsh碼的成分，所以可類似于(35)那樣獲得第u次迭代的信道估計如下 在這點上，應(yīng)該注意到在以稍微更高的復(fù)雜度的代價下，通過采用所謂的盲解相關(guān)方法，前面的處理可以被進(jìn)一步改進(jìn)。在這樣的實例中，信道估計可以被重新視為盲單用戶檢測問題，因為導(dǎo)頻Walsh碼在干擾抑制碼片序列di-l-di-lu-1中是僅有的有效Walsh碼。關(guān)于盲解相關(guān)方法的更多信息，參見L.Tong et al，Blind Decorrelating RAKE Receivers forLong-Code WCDMA，51 IEEE Transactions on Signal Processing1642-1655(2003)；以及A.Weiss&B.Friedlander，Channel Estimation forDS-CDMA Down-Link with Aperiodic Spreading Codes，47 IEEETransactions on Communications 1561-1569(1999)，通過完全參考將其內(nèi)容并入在此。
III.計算碼片級先驗均值和協(xié)方差現(xiàn)在將關(guān)注碼片統(tǒng)計的生成，即根據(jù)先前迭代而從軟符號估計Lu-1=a^k,ju-1]]>或從軟比特估計Lu-1=b^k,j,qu-1]]>計算先驗碼片均值和協(xié)方差。首先，考慮軟比特 可以被定義為下面比特的LLR(對數(shù)似然比)b^k,j,qu-1=logPr(bk,j,qu-1=1)Pr(bk,j,qu-1=0)---(38)]]>另外，考慮軟符號可以被定義為解擴器的輸出信號，該解擴器的信號模型根據(jù)式(17)可如下給出a^k,ju-1=βkak,j+nk,ju-1,---(39)]]>其中 并且βk表示有效的后濾波幅度。
為了繼續(xù)，假設(shè)終端12是其相應(yīng)小區(qū)中僅有的有效設(shè)備，意味著已知關(guān)于所有有效Walsh碼的信息，以及調(diào)制/編碼信息。在具有小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)和話音干擾信號的更為普遍的環(huán)境下檢查該情況之前，考慮到因為均值di和協(xié)方差ci是碼片級量值，所以均值和協(xié)方差不能從符號級量值Lu-1直接生成。因此，根據(jù)如下所解釋的中間步驟，可從Lu-1計算符號級先驗均值和協(xié)方差。
A.符號級先驗均值和協(xié)方差為了從Lu-1計算符號級先驗均值和協(xié)方差，考慮兩種情形。如果在先前描述的turbo反饋通路情況下，反饋來自于解碼器輸出(即，Lu-1=b^k,j,qu-1]]>)，則符號級先驗均值ak，ju-1和協(xié)方差 可由下式給出a‾k,ju-1=Σeh∈AehPr(ak,j=eh)---(40)]]>Ck,ju-1=(Σeh∈A|eh|2·Pr(ak,j=eh))-|a‾k,ju-1|2---(41)]]>其中A＝{e1，...，eh，...，eQ}表示復(fù)平面中的一組星座點。同時，符號概率質(zhì)量函數(shù)Pr(ak，j＝eh)可由比特概率的積給出
Pr(ak,j=eh)=Πq=1logQPr(bk,j,q=bh,q)]]>=Πq=1logQ1/2·[1+(2bh,q-1)tanh(b^k,j,qu-1)]---(42)]]>其中bh，q表示星座符號eh的第q個比特。
另一方面，如先前所述的迭代反饋通路的情況中，考慮反饋來自解擾/解擴單元60(即，Lu-1=a^k,ju-1]]>)，其中如早些時在(39)中示出的，軟符號 假設(shè)下面的符號模型a^k,ju-1=βkak,j+nk,ju-1,---(43)]]>在這樣的實例中，可以示出符號級先驗均值由下式給出a‾k,ju-1=E[ak,j|a^k,ju-1]]]>=Σeh∈Aeh·exp(-|a^k,ju-1-βkeh|2Nou-1)Σeh∈Aexp(-|a^k,ju-1-βkeh|2Nou-1)---(44)]]>并且符號級先驗協(xié)方差可由下式給出Ck,ju-1=E[|ak,j-a‾k,ju-1|2|a^k,ju-1]]]>=Σeh∈A|eh|2·exp(-|a^k,ju-1-βkeh|2Nou-1)Σeh∈Aexp(-|a^k,ju-1-βkeh|2Nou-1)-|a‾k,ju-1|2---(45)]]>B.碼片級先驗均值和協(xié)方差繼續(xù)假設(shè)在相應(yīng)的小區(qū)內(nèi)僅有一個終端12存在并且所有的有效Walsh碼將具有相同的長度G。在第j個符號間隔上收集G個碼片并且將碼片矢量表示為dj＝[djG+1，…，djG+G]T，碼片矢量可被表示為dj=Sc(j)Σk=1Kαkpkak,j---(46)]]>其中pk表示第k個Walsh碼，并且 表示針對第j個符號間隔的對角線擾碼。dj的先驗均值和協(xié)方差可由下式給出d‾ju-1=E[dj|Lu-1]=Sc(j)Σk=1Kαkpka‾k,ju-1,---(47)]]> 其中在turbo反饋環(huán)情況下根據(jù)(40)-(41)以及在迭代反饋環(huán)情況下根據(jù)(44)-(45)來計算符號級先驗(即，來自先驗或先前迭代的均值和協(xié)方差)ak，ju-1和Ck，ju-1。將理解到，在式(48)中的碼片矢量的協(xié)方差矩陣不是對角的，指示出相同符號間隔內(nèi)的碼片級信號之間的互相關(guān)。然而，在實際中，該互相關(guān)可以被忽略，替代地，關(guān)注于協(xié)方差矩陣的對角項。注意到所有的(pkpkH)的對角元素是一，協(xié)方差可以被近似為Cju-1≈Σk=1Kαk2Ck,ju-1IG---(49)]]>其中IG表示大小為G×G的單位矩陣，則對于任意碼片di的協(xié)方差由下式給出 其中 表示上取整操作，而 表示包括碼片di的符號間隔的索引。在另一方面，對于碼片di的先驗均值或diu-1由碼片矢量 的第 個元素給出，其中dju-1在(47)中給出。另外，如前面所解釋的，可如下獲得碼片協(xié)方差的平均值 已經(jīng)描述如何根據(jù)第u-1次迭代的軟反饋獲得、確定或計算碼片級先驗均值duu-1和協(xié)方差cu-1。然而，直到這點，已經(jīng)假設(shè)在終端12處已知所有的K個有效的Walsh碼。在這點上，下面將描述具有來自其他同時存在的下行鏈路終端的小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)和話音干擾的更為普遍的情況。然而，在描述該情況之前，應(yīng)該注意到盡管話音業(yè)務(wù)通常比數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用更長的Walsh碼，但該差異不會在根本上影響到本發(fā)明的實施方式，如從(47)和(51)可明顯看出。因此，為了概念的簡化，對于所有的Walsh碼假設(shè)相同的擴頻長度。然而，可能需要某種方式的適配以將本發(fā)明的實施方式施加到可變擴頻增益系統(tǒng)中。
C.處理小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)和話音干擾如在下面的描述中所使用到的，根據(jù)1X-EVDV配置通信系統(tǒng)，除了感興趣的數(shù)據(jù)用戶(終端12)，通信系統(tǒng)在同一個小區(qū)內(nèi)包括幾個話音用戶(終端)和另一個數(shù)據(jù)用戶。另外，假設(shè)期望的用戶分配了K1個Walsh碼，而另一個數(shù)據(jù)用戶分配了K2個Walsh碼，并且有Kv個話音用戶。有效的Walsh碼的總數(shù)目被表示為K＝K1+K2+Kv。在1X-EVDV系統(tǒng)中，盡管由于功率控制使關(guān)于干擾數(shù)據(jù)用戶的信息不是很可靠，但數(shù)據(jù)用戶的Walsh碼、調(diào)制和編碼信息被廣播并且在終端側(cè)是已知的。還已知話音業(yè)務(wù)排他性地使用QPSK調(diào)制。然而，對于數(shù)據(jù)用戶來說，針對話音業(yè)務(wù)的有效話音Walsh碼和編碼信息通常是未知的。
鑒于此類關(guān)于小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)和話音干擾的非完整和有時不可靠的知識，turbo/迭代接收機28必須能夠在沒有使用此類知識的最壞情形中操作。同時，無論何時可認(rèn)為該信息是可靠時，還可期望turbo/迭代接收機為了性能優(yōu)勢而利用該附加的信息。因此，下面的描述示出本發(fā)明的實施方式的turbo/迭代接收機靈活到足以滿足這兩個要求。首先考慮最壞情形，其中用戶僅考慮關(guān)于它自己的業(yè)務(wù)的信息，或攜帶在第一K1Walsh碼上的信號。在這樣的實例中，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，對于K1+1≤k≤K，符號級均值和協(xié)方差可如下表示a‾k,ju=0]]>Ck,ju=1---(52)]]>另外，在(47)和(51)中示出的碼片級先驗值變成d‾ju-1=Sc(j)Σk=1K1αkpka‾k,ju-1,]]> 其中 表示整個小區(qū)內(nèi)干擾功率，一旦總碼片功率σd2和其中(期望的)業(yè)務(wù)功率∑k＝1K1αk2被估計出，則可計算該干擾功率。
已經(jīng)處理了最壞情形，現(xiàn)在考慮另一個極端的情況，其中用戶試圖獲得所有數(shù)據(jù)和話音干擾的先驗估計。對于數(shù)據(jù)干擾，只要Walsh碼、編碼和調(diào)制信息是可靠的，則符號級先驗值(即，ak，ju-1和Ck，ju-1，k＝K1+1，...，K1+K2)的計算與期望的用戶的計算相同。因此，兩種類型的反饋，軟符號(迭代反饋通路)或軟比特(turbo反饋通路)都是可能的。然而，在各種實際的實例中，由于安全或保密關(guān)系，使用來自另一個數(shù)據(jù)用戶軟比特類型的反饋可能不是可行的。
另一方面，對于話音干擾，情況有些不同。對于該干擾，用戶(終端12)可能知道話音用戶是經(jīng)QPSK調(diào)制的，但是不知道編碼信息，這意味著用戶可以被限于軟符號(迭代)類型的反饋。此外，由于用戶可能需要知道哪些Walsh碼是有效的，可以執(zhí)行能量檢測處理，其中比較在所有可能非數(shù)據(jù)Walsh碼上的平均符號能量以確定有效的Walsh碼。在這點上，圖5示出其中通信系統(tǒng)10中有兩個話音用戶的情況的功率分布，在低的SNR環(huán)境中(幾何(geometry)＝4)，每個話音用戶共享百分之六的總基站發(fā)射功率。在這種情形下，這兩個話音用戶(用戶一和用戶二)是高于噪聲基底并且難以遺漏。
在涵蓋了頻譜的兩種極端情況后，應(yīng)該注意到在大多數(shù)的實際情況下，可以在獲得某些干擾而不是其他的先驗值方面獲得一些成功。有利地，通過在沒有干擾的知識的最壞情形下工作，本發(fā)明的實施方式的turbo/迭代接收機28提供許多期望的靈活性，同時在關(guān)于干擾的附加信息可用時還提供漸近的性能改進(jìn)。
IV.仿真結(jié)果如下所解釋的，為了進(jìn)一步示出本發(fā)明的實施方式的益處，在1X-EVDV和1X-EVDO無線通信系統(tǒng)10的情形下執(zhí)行多個仿真。在仿真中，誤幀率(FER)用作在幾何范圍或接收到的SNR上評估的性能標(biāo)準(zhǔn)。另外，這些仿真假設(shè)單個發(fā)射天線52、單個接收天線24、單輸入單輸出(SISO)配置。
A.1X-EVDV結(jié)果為了示出在仿真1X-EVDV系統(tǒng)中的turbo/迭代接收機28的性能，考慮三種不同的情形，其參數(shù)在下表中示出。在QPSK 32和QAM 65的情形中，所有可用的基站14發(fā)射功率的90％(在該情形下)分配給期望的業(yè)務(wù)用戶(終端12)，而在QAM 102情形中，僅部分基站發(fā)射功率(在該情形下是50％)分配給期望的用戶而其他的40％發(fā)射功率分配給小區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)和話音干擾。
參數(shù)名 QPSK32QAM65QAM102信道分布Veh A Veh AVeh A移動速度(km/h) 3030 30調(diào)制QPSK 16QAM16QAM信息數(shù)據(jù)速率(kbps) 932.1 932.1624Turbo碼率 0.71320.5511 0.6771導(dǎo)頻功率10％ 10％ 10％業(yè)務(wù)功率90％ 90％ 50％業(yè)務(wù)Walsh碼數(shù)目 1711 6表1-三組1X-EVDV仿真參數(shù)1)QPSK32情形在圖6和圖7中示出針對QPSK32的turbo/迭代接收機28的性能。因為所有可用的業(yè)務(wù)功率都分配給了期望的用戶(終端12)，所以兩種類型的反饋，即軟符號(迭代)反饋和軟比特(turbo)反饋都可被使用。圖6示出利用軟符號(迭代)反饋操作的turbo/迭代接收機的性能。圖7示出turbo/迭代接收機的性能，其中解碼器62在迭代環(huán)中并且使用軟比特(turbo)反饋。
因為簡單LMMSE和匹配濾波器邊界之間的差距開始是小的(大約2dB)，在這種情形下，由turbo/迭代接收機28利用軟符號反饋進(jìn)行操作獲得的性能增益是有限的。在這樣的實例中，在第二次迭代后，增益大約是1dB并且此后停滯。另一方面，利用軟比特反饋操作，性能將可以隨著每次迭代而保持提升，在第四次迭代后，總的增益大約是1.5dB。
2)QAM65情形在QAM65情形中，所有可用的業(yè)務(wù)功率同樣分配給期望的用戶(終端12)，兩種類型的反饋，即軟符號(迭代)反饋和軟比特(turbo)反饋都可被使用。在圖8中示出利用軟符號反饋操作的接收機28的性能，而在圖9中示出利用軟比特反饋操作的接收機的性能。注意到在這種情形中，因為簡單LMMSE和匹配濾波器邊界之間的差距是大的，所以由接收機利用軟符號反饋所獲得的增益明顯大于QPSK32情形中的增益。對于利用軟符號反饋操作的接收機，在第三次迭代后，簡單LMMSE處理上的增益大約是2.5dB并且此后停滯。另一方面，利用軟比特反饋操作的接收機在第五次迭代后增益大約是3dB，并且性能處于匹配濾波器邊界的1dB內(nèi)。
注意到還可利用(23)中的碼片重新估計的縮放版本獲得這些結(jié)果，其中縮放確保碼片估計的近似條件無偏性。在這點上，圖10示出了具有在利用軟符號(迭代)反饋進(jìn)行操作的接收機28中的(15)的初始偏差LMMSE解的接收機的性能。在這種情形中，利用偏差的碼片重新估計，來自迭代處理的增益小于0.5dB。圖10示出對于16QAM調(diào)制系統(tǒng)，去除條件偏差促進(jìn)了獲得利用軟比特(turbo)反饋操作的接收機的期望性能增益。
3)QAM 102情形QAM 102不同于前面兩種情況，在QAM 102中，僅向期望用戶(終端12)分配總基站功率的50％，而其他40％的基站功率分配給系統(tǒng)10的同一小區(qū)內(nèi)的混合的其他數(shù)據(jù)和話音用戶(終端)。對于QAM 102的情形，將關(guān)注部分地利用軟符號(迭代)反饋操作的接收機28，因為對于干擾數(shù)據(jù)和話音用戶而言，接收機所需的軟比特(turbo)反饋很難獲得。
先前，III部分-C解釋了針對處理干擾信號的兩種情形。在最壞情形的方案中，接收機28通常根本不試圖檢測干擾信號，但利用如(53)-(54)中所示的單個協(xié)方差項σi2解決它們的干擾。在圖11中示出利用軟符號(迭代)反饋并且沒有干擾反饋進(jìn)行操作的接收機的性能。正如可看到，盡管性能增益限于大約1dB，但事實上性能沒有惡化表現(xiàn)出了接收機的魯棒性。另一方面，如圖12中所示，利用假設(shè)正確地檢測到干擾Walsh碼并且在利用軟符號反饋進(jìn)行操作的接收機中使用了干擾反饋，性能增益將變得更為顯著。
B.1X-EVDO結(jié)果在仿真1X-EVDO系統(tǒng)的情形中，在三種不同的1X-EVDO調(diào)制和編碼方案(MCS)下評估利用軟符號(迭代)反饋進(jìn)行操作的turbo/迭代接收機28的性能。在下面的表2中列舉連同每種情形中使用的信道模型的這些方案的規(guī)范。應(yīng)該注意到盡管在這里沒有對利用軟比特(turbo)反饋操作的接收機的性能進(jìn)行評估，但軟比特反饋技術(shù)可以表現(xiàn)類似1X-EVDV標(biāo)準(zhǔn)中的那些性能增益。
MCS號9 1112調(diào)制 QPSK 8相 16-QAM數(shù)據(jù)率(kbps) 1228.81843.22457.6Turbo碼率1/3 1/3 1/3業(yè)務(wù)Walsh碼的編號161616擴頻增益 161616信道分布 Veh A Veh A Veh A移動速度(km/h) 505030表2-1X-EVDO配置和仿真參數(shù)因為EVDO標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)很不同于EVDV標(biāo)準(zhǔn)的幀結(jié)構(gòu)，對其簡短介紹是適宜的。首先，DO標(biāo)準(zhǔn)具有時分多址(TDM)結(jié)構(gòu)。每個物理層下行鏈路幀包括多個時隙，每個時隙具有等于2048個碼片的持續(xù)時間。屬于期望用戶(終端12)的每個時隙通過三個屬于其他用戶(終端)的時隙與下一個時隙分開。每半個時隙的持續(xù)時間，96個碼片的導(dǎo)頻突發(fā)被插入到幀中，從而在每個時隙中有兩個導(dǎo)頻突發(fā)。如果每個時隙被劃分成兩個相等的半時隙，則每半個時隙包含沿其中心對稱的一個導(dǎo)頻突發(fā)。此外，因為發(fā)射功率保持恒定并且在整個EVDO幀上使用所有的16個Walsh擴頻碼，所以由于動態(tài)功率分配和發(fā)射功率抖動造成的存在于EVDV中的比例因子不確定性在EVDO中不存在。因此，從均衡器的角度來看，每個EVDO時隙看起來像“理想的”EVDV時隙，其中所有的有效Walsh碼屬于期望的用戶并且發(fā)射功率是已知的。關(guān)于EVDO幀結(jié)構(gòu)和規(guī)范的更多信息，參見電信工業(yè)協(xié)會(TIA)標(biāo)準(zhǔn)TLA-85-A，標(biāo)題為cdma2000High Rate Packet Data Air InterfaceSpecification(2004)。
由于給定的幀結(jié)構(gòu)，在每半個時隙中僅有基于一個時隙的信道估計是可用的。因此，在第0次迭代處(在迭代開始前)，可每半個時隙至多更新LMMSE濾波器68一次。對于這里所提出的仿真，在第0次迭代處，每半個時隙更新均衡器一次。對于后續(xù)的迭代，在每個半個時隙內(nèi)，軟判決符號被用于生成導(dǎo)頻突發(fā)以外的兩個信道估計。因此，每半個時隙將兩次更新利用軟符號(迭代)反饋進(jìn)行操作接收機28。
在圖13、14和15中示出對于三種EVDO配置，利用軟符號(迭代)反饋操作的turbo/迭代接收機28的FER性能以便提高數(shù)據(jù)率。為了比較的目的，還示出了常規(guī)瑞克接收機的匹配濾波器邊界和性能。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在每個幀內(nèi)執(zhí)行對所有導(dǎo)頻突發(fā)的瑞克接收機內(nèi)的信道估計。從導(dǎo)頻突發(fā)獲得的信道估計被傳遞通過線性內(nèi)插器以估計導(dǎo)頻突發(fā)外的信道脈沖響應(yīng)。另一方面，匹配濾波器邊界是基于從實際發(fā)送數(shù)據(jù)獲得的每半個時隙的兩個信道估計。因此，這里匹配濾波器邊界代表了最優(yōu)邊界。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明的實施方式的所有或部分終端在一個或多個計算機程序產(chǎn)品的控制下操作。用于執(zhí)行本發(fā)明的實施方式的方法的計算機程序產(chǎn)品包括至少一個計算機可讀存儲介質(zhì)，例如非易失性存儲介質(zhì)和計算機可讀程序代碼部分，例如包括在計算機可讀存儲介質(zhì)中的一系列計算機指令。
在這點上，圖4是根據(jù)本發(fā)明的方法、系統(tǒng)和程序產(chǎn)品的控制流程框圖。將理解到可以通過計算機程序指令來實現(xiàn)控制流程框圖的每個塊或步驟以及控制流程框圖中的塊的組合。這些計算機程序指令可以被加載到計算機或其他可編程設(shè)備上以生成機器，使得在計算機或其他可編程設(shè)備上運行的指令創(chuàng)建用于實現(xiàn)在控制流程框圖塊或步驟中所指定的功能。這些計算機程序指令還可被存儲在計算機可讀存儲器中，該存儲器可引導(dǎo)計算機或其他可編程設(shè)備以特定的方式運轉(zhuǎn)，使得存儲在計算機可讀存儲器內(nèi)的指令生產(chǎn)出制造物品，該物品包括實現(xiàn)在控制流程框圖塊或步驟中所指定的功能的指令裝置。計算機程序指令還可被加載到計算機或其他可編程設(shè)備以形成將要在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的一系列操作性步驟，從而生成計算機實現(xiàn)的處理，使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在控制流程框圖塊或步驟中所指定的功能的步驟。
因此，控制流程框圖的塊或步驟支持用于執(zhí)行指定的功能的裝置的組合，用于執(zhí)行指定步驟的組合以及用于執(zhí)行指定功能的程序指令裝置。還將理解到可通過執(zhí)行指定功能或步驟的專用的基于硬件的計算機系統(tǒng)或?qū)Ｓ糜布陀嬎銠C指令的組合來實現(xiàn)控制流程框圖的每個塊或步驟，或控制流程框圖中的塊或步驟的組合。
具有上面描述和相關(guān)附圖所呈現(xiàn)的教導(dǎo)的益處的本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道本發(fā)明的許多修改和其他實施方式。因此，將理解到本發(fā)明不限于公開的特定實施方式，并且修改和其他實施方式旨在包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。盡管在這里使用了特定的術(shù)語，但它們僅是一般和描述性意義上的使用而不是用于限制性的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于處理從擴頻下行鏈路信道接收到的信號的方法，該方法包括接收來自所述下行鏈路信道的信號；根據(jù)迭代處理生成發(fā)送的碼片序列的估計，所述迭代處理包括計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的統(tǒng)計信息，其中基于與所述發(fā)送的碼片序列的先前迭代關(guān)聯(lián)的軟比特和軟符號中的一個而選擇性地計算所述統(tǒng)計信息；以及基于先前迭代的所述統(tǒng)計信息和從所述下行鏈路信道接收到的信號生成所述碼片序列的當(dāng)前迭代的估計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中計算統(tǒng)計信息包括計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中計算先前迭代的均值包括根據(jù)下式計算先前迭代的均值diu-1d‾iu-1=E[di|Lu-1]]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，Lu-1表示來自先前迭代的反饋，而E[·|·]表示條件期望。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中計算先前迭代的協(xié)方差包括根據(jù)下式計算先前迭代的協(xié)方差ciu-1ciu-1=E[|di-d‾iu-1|2|Lu-1]]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，Lu-1表示來自先前迭代的反饋，而E[·|·]表示條件期望。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中計算均值和協(xié)方差包括基于所述發(fā)送的碼片序列的先前迭代的碼片級均值和協(xié)方差來計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差，其中基于所述先前迭代的符號級均值和協(xié)方差來計算碼片級均值和協(xié)方差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中生成估計包括生成發(fā)送的碼片序列的條件無偏估計。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇性地計算統(tǒng)計信息包括基于根據(jù)其從所述下行鏈路信道接收信號的一種類型的擴頻通信來選擇性地計算統(tǒng)計信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中選擇性地計算統(tǒng)計信息包括另外基于從所述下行鏈路信道接收到的信號的調(diào)制來選擇性地計算統(tǒng)計信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中生成所述當(dāng)前迭代的估計包括根據(jù)下式生成所述碼片序列的當(dāng)前迭代的估計 d^iu=d‾iu-1+Cov(di,yi+F:i-F)Cov(yi+F:i-F,yi+F:i-F)-1(yi+F:i-F-E[yi+F:i-F])]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，diu-1表示先前迭代的均值，di表示發(fā)送的碼片序列，F(xiàn)是濾波器長度的量度，y表示從所述下行鏈路信道接收到的信號的模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中生成所述當(dāng)前迭代的估計包括基于最佳的線性濾波器wiu，opt和最佳的偏移viu，opt生成所述估計，其中根據(jù)下式計算所述最佳的線性濾波器和所述最佳的偏移wiu,opt=Cov(yi+F:i-F,yi+F:i-F)-1Cov(yi+F:i-F,di)]]>viu,opt=E[di]-(wiu,opt)HE[yi+F:i-F]]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，F(xiàn)是濾波器長度的量度，y表示從所述下行鏈路信道接收到的信號的模型，而E[·|·]表示條件期望。
11.一種用于從擴頻下行鏈路信道接收信號的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括基站，其能夠在所述下行鏈路信道上發(fā)送信號；以及終端，其能夠接收來自所述下行鏈路信道上的信號，并且根據(jù)迭代處理生成發(fā)送碼片序列的估計，其中所述迭代處理包括計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的統(tǒng)計信息，其中基于與所述發(fā)送的碼片序列的先前迭代關(guān)聯(lián)的軟比特和軟符號中的一個而選擇性地計算該統(tǒng)計信息；以及基于所述統(tǒng)計信息生成所述碼片序列的當(dāng)前迭代的估計。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中計算統(tǒng)計信息包括計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中計算先前迭代的均值包括根據(jù)下式計算先前迭代的均值diu-1d‾iu-1=E[di|Lu-1]]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，Lu-1表示來自先前迭代的反饋，而E[·|·]表示條件期望。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中計算先前迭代的協(xié)方差包括根據(jù)下式計算先前迭代的協(xié)方差ciu-1ciu-1=E[|di-d‾iu-1|2|Lu-1]]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，Lu-1表示來自先前迭代的反饋，而E[·|·]表示條件期望。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中計算均值和協(xié)方差包括基于所述發(fā)送的碼片序列的先前迭代的碼片級均值和協(xié)方差來計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差，其中基于所述先前迭代的符號級均值和協(xié)方差來計算碼片級均值和協(xié)方差。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中生成估計包括生成發(fā)送的碼片序列的條件無偏估計。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述基站能夠根據(jù)一種類型的擴頻通信發(fā)送信號，并且其中選擇性地計算統(tǒng)計信息包括基于根據(jù)其從所述下行鏈路接收信號的所述類型的擴頻通信來選擇性地計算統(tǒng)計信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述基站能夠發(fā)送調(diào)制的信號，并且選擇性地計算統(tǒng)計信息包括另外基于從所述下行鏈路信道接收到的信號的調(diào)制來選擇性地計算統(tǒng)計信息。
19.一種用于從擴頻下行鏈路信道接收信號的終端，所述終端包括至少一個天線，能夠從所述下行鏈路信道接收信號；以及接收機，能夠根據(jù)迭代處理從所述信號生成發(fā)送的碼片序列的估計，所述迭代處理包括計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的統(tǒng)計信息，其中基于與所述發(fā)送的碼片序列的先前迭代關(guān)聯(lián)的軟比特和軟符號中的一個選擇性地計算所述統(tǒng)計信息；以及基于所述統(tǒng)計信息生成所述碼片序列的當(dāng)前迭代的估計。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的終端，其中計算統(tǒng)計信息包括計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的終端，其中計算先前迭代的均值包括根據(jù)下式計算先前迭代的均值diu-1d‾iu-1=E[di|Lu-1]]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，Lu-1表示來自先前迭代的反饋，而E[·|·]表示條件期望。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的終端，其中計算先前迭代的協(xié)方差包括根據(jù)下式計算先前迭代的協(xié)方差ciu-1ciu-1=E[|di-d‾iu-1|2|Lu-1]]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，Lu-1表示來自先前迭代的反饋，而E[·|·]表示條件期望。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的終端，其中計算均值和協(xié)方差包括基于所述發(fā)送的碼片序列的先前迭代的碼片級均值和協(xié)方差來計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差，其中基于所述先前迭代的符號級均值和協(xié)方差來計算碼片級均值和協(xié)方差。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的終端，其中生成估計包括生成發(fā)送的碼片序列的條件無偏估計。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的終端，其中所述至少一個天線能夠根據(jù)一種類型的擴頻通信接收信號，并且其中選擇性地計算統(tǒng)計信息包括基于根據(jù)其從所述下行鏈路信道接收信號的所述類型的擴頻通信來選擇性地計算統(tǒng)計信息。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的終端，其中所述至少一個天線能夠接收調(diào)制的信號，并且選擇性地計算統(tǒng)計信息包括另外基于從所述下行鏈路信道接收到的信號的調(diào)制來選擇性地計算統(tǒng)計信息。
27.一種用于處理來自擴頻下行鏈路信道的信號的接收機，該接收機包括檢測/解碼單元，該檢測/解碼單元能夠接收來自所述下行鏈路信道的信號，并且根據(jù)迭代處理生成發(fā)送的碼片序列的估計，其中所述檢測/解碼單元包括第一單元，其能夠計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的統(tǒng)計信息，其中基于與所述發(fā)送的碼片序列的先前迭代關(guān)聯(lián)的軟比特和軟符號中的一個選擇性地計算所述統(tǒng)計信息；以及第二單元，其能夠基于所述統(tǒng)計信息生成所述碼片序列的當(dāng)前迭代的估計。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的接收機，其中所述第一單元適于計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的接收機，其中所述第一單元適于根據(jù)下式計算先前迭代的均值diu-1d‾iu-1=E[di|Lu-1]]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，Lu-1表示來自先前迭代的反饋，而E[·|·]表示條件期望。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的接收機，其中第一單元適于根據(jù)下式計算先前迭代的協(xié)方差ciu-1ciu-1=E[|di-d‾iu-1|2|Lu-1]]]>其中i表示碼片索引，u表示迭代，di表示發(fā)送的碼片序列，Lu-1表示來自先前迭代的反饋，而E[·|·]表示條件期望。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的接收機，其中所述第一單元適于基于所述發(fā)送的碼片序列的先前迭代的碼片級均值和協(xié)方差來計算發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差，其中基于所述先前迭代的符號級均值和協(xié)方差來計算碼片級均值和協(xié)方差。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的接收機，其中所述第二單元適于生成發(fā)送的碼片序列的條件無偏估計。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述第一單元適于基于根據(jù)其從所述下行鏈路信道接收信號的一種類型的擴頻通信來選擇性地計算統(tǒng)計信息。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的接收機，其中所述第一單元適于另外基于從所述下行鏈路信道接收到的信號的調(diào)制來選擇性地計算統(tǒng)計信息。
全文摘要
提供用于接收和處理從擴頻下行鏈路信道接收到的信號的系統(tǒng)、終端、接收機和方法。該方法包括接收來自擴頻下行鏈路信道的信號，根據(jù)迭代處理生成發(fā)送的碼片序列的估計。在這點上，迭代處理包括計算例如發(fā)送的碼片序列的先前迭代的均值和協(xié)方差的統(tǒng)計信息，其中基于與發(fā)送的碼片序列的先前迭代關(guān)聯(lián)的軟比特和軟符號中的一個而選擇性地計算該統(tǒng)計信息。接著基于統(tǒng)計信息生成碼片序列的當(dāng)前迭代的估計。
文檔編號H04L27/01GK101057469SQ200580038383
公開日2007年10月17日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月17日
發(fā)明者張建中, H·蓋恩, G·曼德亞姆, J·道林 申請人:諾基亞公司