專利名稱：使用頻道關(guān)聯(lián)矩陣快速傅立葉轉(zhuǎn)換的低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)無線通訊系統(tǒng)，特別是，本發(fā)明有關(guān)無線通訊系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)檢測。
(2)背景技術(shù)圖1描繪無線通訊系統(tǒng)10。通訊系統(tǒng)10具有與用戶設(shè)備(Ues)141至143通訊的基地站121至125。各基地站121具有以其操作區(qū)與用戶設(shè)備(UEs)141至143通訊的相關(guān)操作區(qū)。
如碼分割多路存取(CDMA)及使用碼分割多路存取的時(shí)分雙路(TDD/CDMA)，多路通訊是于相同頻譜被傳送。這些通訊是被其頻道化碼差分。為了更有效使用頻譜，碼分割多路存取/時(shí)分雙路(TDD/CDMA)通訊系統(tǒng)使用被區(qū)分用于通訊的時(shí)間槽的重復(fù)幀。以該系統(tǒng)被傳送的通訊將具有一個(gè)或多路相關(guān)碼及被指定至其的時(shí)間槽。一時(shí)間槽中的一碼的使用是被稱為資源單元。
因?yàn)槎嗦沸畔⒖捎谙嗤l譜及相同時(shí)間被傳送，所以該系統(tǒng)中的接收器必須區(qū)分多路信息。檢測該信號(hào)的一種方法是為多路用戶檢測。多路用戶檢測中，與所有UEs141至143用戶產(chǎn)生關(guān)連的信號(hào)是同時(shí)被檢測。執(zhí)行多路用戶檢測的方法是包括使用Cholesky或近似Cholesky分解的塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測(BLE-JD)。
另一種方法是為單用戶檢測。單用戶檢測中，數(shù)據(jù)是僅針對單用戶(一個(gè)UE141)被恢復(fù)?；趹?yīng)用，單用戶檢測數(shù)據(jù)可使用一或多碼被傳送。執(zhí)行單用戶檢測的方法包括使用Cholesky或近似Cholesky分解的塊線性等化。這些方法具有高復(fù)雜性。高復(fù)雜性導(dǎo)致UE141處遞增的功率消耗，因而產(chǎn)生電池壽命的減少。于是，預(yù)期擁有可檢測被接收數(shù)據(jù)的替代方法。
(3)發(fā)明內(nèi)容復(fù)合信號(hào)是使用碼分割多路存取被接收于時(shí)分雙路通訊系統(tǒng)中的時(shí)間槽中的公用頻譜。各數(shù)據(jù)信號(hào)是經(jīng)歷相似的頻道響應(yīng)。相似的頻道響應(yīng)是被估計(jì)。表示部份基于被估計(jì)頻道響應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)的頻道的矩陣被建構(gòu)。展開數(shù)據(jù)向量是部分基于頻道矩陣的轉(zhuǎn)換近似值的快速傅利葉轉(zhuǎn)換(FFT)分解而被決定。展開數(shù)據(jù)向量是被收斂自被接收的復(fù)合信號(hào)來恢復(fù)數(shù)據(jù)。
(4)


圖1為一無線通訊系統(tǒng)。
圖2為一簡化發(fā)送機(jī)及一單用戶檢測接收機(jī)。
圖3為通訊叢發(fā)的示意圖。
圖4為低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測的流程圖。
圖5-圖15為低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測效能的曲線圖。
(5)具體實(shí)施方式
圖2描繪使用碼分割多路存取/時(shí)分雙路通訊系統(tǒng)中的低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測的一簡化發(fā)送機(jī)26及接收機(jī)28。典型系統(tǒng)中，發(fā)送機(jī)26是位于各UE141至143中，而傳送多路通訊的多路傳送電路26是位于各基地站121至125中。低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測接收機(jī)28可位于基地站121、UEs141至143或兩者處。接收機(jī)28可被使用于UE141，針對媒體的多路用戶或單用戶對如每秒2兆位(Mbs)的高數(shù)據(jù)速率服務(wù)的檢測。當(dāng)僅一單UE141傳送于時(shí)間槽中時(shí)，接收機(jī)28亦可被使用于基地站121。
發(fā)送機(jī)26可于無線射頻頻道30傳送數(shù)據(jù)。發(fā)送機(jī)26中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生器32可產(chǎn)生被傳送至接收機(jī)28的數(shù)據(jù)。展開及調(diào)變裝置34可展開數(shù)據(jù)，且可使展開參考數(shù)據(jù)與適當(dāng)指派時(shí)間槽及碼中的中緩連列序列做時(shí)間多任務(wù)，以產(chǎn)生通訊叢發(fā)或叢發(fā)。
如圖3顯示，典型的通訊叢發(fā)16具有一中緩20，一保護(hù)期間18及兩數(shù)據(jù)域22，24。中緩20分隔兩數(shù)據(jù)域22，24，而保護(hù)期間18可分隔通訊叢發(fā)促使被傳送自不同發(fā)送機(jī)26的叢發(fā)的抵達(dá)時(shí)間產(chǎn)生差異。兩數(shù)據(jù)域22，24包含通訊叢發(fā)數(shù)據(jù)。
通訊叢發(fā)是被調(diào)變器36調(diào)變至射頻(RF)。天線38可經(jīng)由無線射頻頻道30發(fā)射射頻信號(hào)至接收機(jī)28的天線40。被用于被傳送通訊的調(diào)變的類型可為熟練技術(shù)人士所知者任何之一，如正交相移鍵控(QPSK)或正交調(diào)幅調(diào)變(QAM)。
接收機(jī)28的天線40可接收各種射頻信號(hào)。被接收的信號(hào)是被解調(diào)器42解調(diào)以產(chǎn)生基帶信號(hào)?；鶐盘?hào)是藉由如頻道估計(jì)裝置44及低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測裝置46被處理于時(shí)間槽且具有被指派至被接收叢發(fā)的合適碼。頻道估計(jì)裝置44是使用基帶信號(hào)中的中緩連列序列組成來提供頻道信息。頻道信息是被數(shù)據(jù)檢測裝置46用來估計(jì)被接收的通訊叢發(fā)的被傳送數(shù)據(jù)當(dāng)做硬符號(hào)(hardsymbols)。
數(shù)據(jù)檢測裝置46是使用頻道估計(jì)裝置44所提供的頻道信息及發(fā)送機(jī)26所使用的已知展開碼來估計(jì)預(yù)計(jì)被接收的通訊叢發(fā)接收的通訊叢發(fā)的數(shù)據(jù)。低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測與圖4的流程圖一起被解釋。雖然低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測是使用第三代伙伴計(jì)劃(3GPP)通用陸上通訊無線存取(UTRA)碼分割多路存取系統(tǒng)當(dāng)做標(biāo)的通訊系統(tǒng)來解釋，其仍適用于其它系統(tǒng)。該系統(tǒng)是為直接序列寬頻時(shí)分雙路(W-CDMA)系統(tǒng)，其中上行鏈路及下行鏈路傳送是被限制為互斥時(shí)間槽。
接收機(jī)28是使用其天線40接收同時(shí)抵達(dá)的全部K叢發(fā)48。K叢發(fā)是以一可觀察區(qū)間被疊置于彼此上面。某些或所有K叢發(fā)是源自或至相同用戶以獲取更高的數(shù)據(jù)速率服務(wù)。
K叢發(fā)的Kth叢發(fā)是使用長度Q芯片的C(k)碼來展開Ns符號(hào)中的每一個(gè)以得出長度Q·Ns芯片序列。Kth叢發(fā)可以長度W芯片的已知或估計(jì)頻道響應(yīng)h(k)來通過頻道以形成長度的芯片序列，Nc＝(SF·Ns+W-1)。SF為展開因子。因?yàn)樯闲墟溌沸盘?hào)可導(dǎo)自多路UEs141至143，所以上行鏈路中的各h(k)可被區(qū)分。因?yàn)闊o法分散傳送的下行鏈路，所以所有叢發(fā)均通過相同的頻道且具有相同的h(k)。接收機(jī)28處，來自所有用戶的叢發(fā)均被當(dāng)做單接收向量r疊置而抵達(dá)。某些或所有K叢發(fā)可為多碼傳送。因?yàn)槎啻a導(dǎo)源自相同的發(fā)送機(jī)26，所以其具有相同的h(k)。
多路用戶信號(hào)模型是包含Nc個(gè)已知的接收芯片及K·Ns個(gè)未知的信息承載符號(hào)。Kth叢發(fā)的符號(hào)響應(yīng)s(k)是為C(k)與h(k)的卷積。于是，s(k)是為(SF+W-1)芯片的長度。W為脈沖響應(yīng)，其表示聯(lián)合符號(hào)留下來的芯片痕跡。來自欄向量d(k)·r(k)的Kth叢發(fā)的Ns未知符號(hào)，是為Kth叢發(fā)對整體被接收芯片向量的貢獻(xiàn)，r·d(k)為Kth叢發(fā)的數(shù)據(jù)向量。d(k)及r(k)被方程式1相連。
r(k)＝A(k)d(k)，其中k＝1...K 方程式1A(k)為Kth叢發(fā)的頻道響應(yīng)矩陣，其為jth欄是d(k)元素的符號(hào)響應(yīng)的NcxNs矩陣。假設(shè)一時(shí)間恒定符號(hào)響應(yīng)，A(k)各欄具有相同的支持，s(k)及接續(xù)欄是為填零及第一欄的變換版。整體芯片速率的被接收向量是依據(jù)方程式2。
r-=Σi=1Kr-(k)+n-]]>方程式2n為具有變異數(shù)σ2的獨(dú)立對等分配(i.i.d.)成份的零平均噪聲向量。當(dāng)被寫做單矩陣方程式時(shí)，方程式2變成方程式3。
r＝Ad+n方程式3A為整體頻道響應(yīng)矩陣，其為大小Nc×K·Ns的矩陣。d為數(shù)據(jù)向量，其為長度K·Ns的欄向量。方程式2及方程式3可制作被接收向量r中的符際干擾(ISI)及多路存取干擾(MAI)。
方程式1，2及3的信號(hào)模型是針對芯片速率采樣被定制，如第三代伙伴計(jì)劃(3GPP)通用陸上通訊無線存取系統(tǒng)中的每秒3.84百萬芯片(Mcps)。針對逐增的統(tǒng)計(jì)精度，接收機(jī)28可使用過度采樣，如多路芯片速率采樣。典型的多路芯片速率采樣是為芯片速率的兩倍，被接收的信號(hào)叢發(fā)可為產(chǎn)生多路取樣序列的過度采樣。各序列是以不同時(shí)間偏置的芯片速率彼此被采樣。針對mth采樣序列，Kth叢發(fā)是以已知或估計(jì)頻道響應(yīng)hm(k)穿越頻道。rm(k)是為Kth叢發(fā)對mth整體采樣芯片向量rm的卷積。數(shù)據(jù)符號(hào)向量d(k)及mth采樣芯片向量rm(k)是被方程式4相連。
rm(k)＝Am(k)d(k)，其中k＝1...K，m＝1...M方程式4Am(k)為mth序列的符號(hào)響應(yīng)矩陣。其為jth欄是d(k)的jth元素的采樣符號(hào)響應(yīng)的Nc×Ns矩陣。
方程式5為mth采樣序列的整體芯片速率的被接收向量。
r-m=Σi=1Kr-m(k)+n-···m=1···M]]>方程式5針對M多路的芯片速率采樣，單矩陣表示式可變成方程式6。
r′＝A′d+n方程式6其中r′為被接收信號(hào)向量且被定義為方程式7。
r′-=r-1r-2···r-M]]>方程式7A’被定義為方程式8。
A′=A1A2···AM]]>方程式8方程式9為方程式6的重寫做為K叢發(fā)的加總型式。
r-′=Σk=1KA′(k)d-(k)+n-]]>方程式9方程式9可被重寫為方程式10r-′=Σk=1KH′(k)C(k)d-(k)+n-]]>方程式10
C(k)為Kth叢發(fā)的碼序列。H’(k)為Kth序列的頻道響應(yīng)，其針對M多路芯片速率采樣被定義為方程式11。
H′(k)=H1(k)H2(k)···HM(k)]]>方程式11當(dāng)時(shí)間槽中的信號(hào)叢發(fā)源自上行鏈路中的相同用戶或來到下行鏈路中的相同用戶時(shí)，該叢發(fā)可通過相同的傳送路徑及相同的衰落頻道。結(jié)果，H’(k)對所有叢發(fā)均相同(對所有k及j而言，H’(k)＝H’(j)＝H’c)，且于方程式10中被取代H’c為方程式12。
r-′=Hc′Σk=1KC(k)d-(k)+n-]]>方程式12方程式13為方程式12重寫為單矩陣表示式。
r′＝Hc′Cd+n方程式13C為碼矩陣。針對M芯片速率采樣，H’c可寫成方程式14。
Hc′=Hc1Hc2···HcM]]>方程式14針對mth芯片速率采樣，Hcm為mth采樣序列的頻道響應(yīng)。各Hcm，m＝1....M，是被頻道估計(jì)裝置44，50決定。各Hcm的矩陣結(jié)構(gòu)是被表示為方程式15，52。
方程式15數(shù)據(jù)偵測的整體信號(hào)模型是被表示為方程式16及17。
r-′=Hc′s-+n-]]>方程式16s＝Cd方程式17s為展開數(shù)據(jù)芯片向量。C為碼向量。決定的一法是使用強(qiáng)迫方程式16歸零的解做為方程式18。
s-=(Hc′HHc′)-1Hc′Hr-]]>方程式18Hc′H為Hc′的行列式。另一方法是使用最小均方誤差(MMSE)解做為方程式19。
s-=(Hc′HHc′+σ2I)-1Hc′Hr-]]>方程式19σ2為噪聲變異。I為單位矩陣。針對s解方程式17或18后，方程式17的解可藉由收斂而被表示為方程式20，56。
d＝CHs方程式20以下針對s解方程式18及19的方法是使用頻道關(guān)聯(lián)矩陣R或頻道響應(yīng)矩陣Hc′，54的轉(zhuǎn)換近似的快速傅利葉轉(zhuǎn)換(FFT)分解。使用任一矩陣需近似；然而，使用頻道響應(yīng)矩陣Hc′亦需矩陣的最后W-1列的截取來平方。于是，為了消除因截取所產(chǎn)生的降階，頻道關(guān)聯(lián)矩陣R是較佳被使用。
頻道關(guān)聯(lián)矩陣R的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解是被呈現(xiàn)如下。針對強(qiáng)迫歸零方法，R是被定義為方程式21。
R=Hc′HHc′=Σm=1MHcmHHcm]]>方程式21針對最小均方誤差方法，R被定義為方程式22。
R=Hc′HHc′+σ2I]]>方程式22頻道關(guān)聯(lián)矩陣R的結(jié)構(gòu)是被表示為方程式23。
方程式18及19是以R型式分別被寫為方程式24及25。
s-=R-1Hc′Hr-]]>方程式24RS-=Hc′Hr-]]>方程式25矩陣向量乘數(shù)Rs可被視為頻道關(guān)聯(lián)矩陣R的欄向量的線性組合，其被數(shù)據(jù)芯片向量S的對應(yīng)元素加權(quán)為方程式26。
Rs＝s1g1+s2g2+......+sWgW+sW+1gW+1+......+sN·SFgN·SF方程式26gi為頻道關(guān)聯(lián)矩陣R的第i欄。si為展開數(shù)據(jù)芯片向量s的第i元素。
藉由修改矩陣R的結(jié)構(gòu)，頻道關(guān)聯(lián)矩陣Rcir的最適循環(huán)矩陣近似可用方程式27來決定。
第一欄q具有無任何截取的全非零元素。循環(huán)矩陣Rcir是被其第一欄q定義。循環(huán)矩陣Rcir的第一欄q是使用如方程式28所定義的置換運(yùn)算子或指針向量，藉由置換頻道關(guān)聯(lián)矩陣R的第W欄gw而得出。
P＝[WN·Q，1W-1] 方程式28可替代的是，循環(huán)矩陣亦被頻道關(guān)聯(lián)矩陣R的第W欄gw定義。通常，任何大于第W欄的欄均可以適當(dāng)指針向量被使用(置換向量)。
此替代近似循環(huán)頻道關(guān)聯(lián)矩陣R’cir可相連Rcir為方程式29。
R’cir＝Rcir(，p) 方程式29此方法的優(yōu)點(diǎn)是gw可不需置換而直接被使用。然而，此被解的展開數(shù)據(jù)芯片向量s需被指針向量p-反向置換為方程式30。
藉由置換先前方式中的第一列，則不需反向置換s。
p_＝[N·SF-W+2N·SF，1N·SF-W+1]方程式30方程式31為矩陣Rcir的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解。
Rcir＝Dp-1ΛRDP方程式31DP為P點(diǎn)快速傅利葉轉(zhuǎn)換矩陣，而ΛR為對角矩陣，其對角為矩陣Rcir的第一欄的快速傅利葉轉(zhuǎn)換。ΛR被定義為ΛR＝diag(DPq)使用頻道響應(yīng)矩陣HC′的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解是被呈現(xiàn)如下。匹配過濾HC′Hr′是被方程式32。
HC′Hr′-=Σm=1MHcmHr-m]]>方程式32對應(yīng)各采樣序列Hcm，m＝1，2，....M的頻道響應(yīng)矩陣是為循環(huán)矩陣。各矩陣可被分解為三個(gè)快速傅利葉轉(zhuǎn)換矩陣乘數(shù)如方程式33。
Hcm=DP-1ΛHcmDP,m=1····M]]>方程式33結(jié)果，頻道響應(yīng)矩陣的分解可變成方程式34。
HC′Hr′-=DP-1Σm=1MΛHcm*Dpr-m]]>方程式34為了恢復(fù)數(shù)據(jù)芯片向量s，方程式35是被使用。
s-=Rcir-1Hc′Hr-′=DP-1ΛR-1Σm=1MΛHcm*DPr-m]]>方程式35
頻率域中，方程式35變成方程式36。
F(s-)=Σm=1MF(h-m)*⊗F(r-m)F(q)-]]>方程式36表示元素乘數(shù)相乘的操作數(shù)。利用方程式36，F(xiàn)(s)是被決定。藉由采用F(s)的相反型，展開數(shù)據(jù)向量s是被決定。若被用于下行鏈路中的多路用戶檢測，或單路用戶僅使用上行鏈路中的一時(shí)間槽，則s可藉由使用所有碼來收斂以恢復(fù)被傳送數(shù)據(jù)d當(dāng)做軟符號(hào)。若被用于下行鏈路中的單路用戶檢測，則s可藉由使用用戶碼被收斂以恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)當(dāng)做軟符號(hào)。
兩種執(zhí)行快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解的方法是為主因子算法(PFA)及底數(shù)-2算法。雖然當(dāng)快速傅利葉轉(zhuǎn)換點(diǎn)的二的非冪數(shù)被使用時(shí)，主因子算法被視為較底數(shù)-2算法更有效率，所以為簡化起見，以下復(fù)雜性分析是基于底數(shù)-2快速傅利葉轉(zhuǎn)換實(shí)施。以底數(shù)-2算法為基礎(chǔ)的復(fù)雜性可被視為最差的案例。當(dāng)主因子算法被使用時(shí)，可獲得復(fù)雜性的額外改善。零統(tǒng)調(diào)底數(shù)-2快速傅利葉轉(zhuǎn)換實(shí)施可留下零統(tǒng)調(diào)，Hcm的第一欄，m＝1...M，向量rm，m＝1...M及q。零統(tǒng)調(diào)可使其長度等于最近的底數(shù)-2整數(shù)，其大于或等于數(shù)據(jù)域的長度。例如，被第三代伙伴計(jì)劃直接序列寬頻時(shí)分雙路碼分割多路存取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的叢發(fā)中的叢發(fā)類型1的數(shù)據(jù)域的長度為976個(gè)芯片。976的最近的底數(shù)-2整數(shù)是為1024(P＝1024)。P為底數(shù)-2整數(shù)。
底數(shù)-2快速傅利葉轉(zhuǎn)換計(jì)算的四種類型是為必要DPrm，DPhm，DPg1及 兩個(gè)計(jì)算是針對所有取樣的序列被計(jì)算M次DPrm，m＝1....M及DPhm，m＝1....M。另外兩者僅針對被取樣的序列被計(jì)算1次DPhm，m＝1....M且DPg1每時(shí)間槽被計(jì)算一次。DPrm，m＝1....M， 每時(shí)間槽被計(jì)算二次。結(jié)果，需要總共3(M+1)的底數(shù)-2快速傅利葉轉(zhuǎn)換計(jì)算，各需Plog2P復(fù)雜運(yùn)算。藉由假設(shè)各復(fù)雜運(yùn)算需四個(gè)實(shí)際運(yùn)算，以每秒百萬實(shí)際運(yùn)算(MROPS)型式的底數(shù)-2快速傅利葉轉(zhuǎn)換計(jì)算的復(fù)雜性是變成方程式37。
C1＝3(M+1)Plog2P·4·100·10-6MROPS方程式37針對向量乘數(shù)的復(fù)雜性，具有M元素對元素向量乘數(shù)及一元素對元素向量除數(shù)，其每時(shí)間槽被執(zhí)行二次。結(jié)果，以每秒百萬實(shí)際運(yùn)算(MROPS)型式的向量運(yùn)算的復(fù)雜性是變成方程式38。
C2＝2(M+1)P·4·100·10-6MROPS方程式38針對計(jì)算向量q的復(fù)雜性，其需要MW2個(gè)復(fù)雜運(yùn)算，其每時(shí)間槽被執(zhí)行一次。以每秒百萬實(shí)際運(yùn)算(MROPS)型式的復(fù)雜性是變成方程式39。
C3＝MW2·4·100·10-6MROPS方程式39除了每秒百萬實(shí)際運(yùn)算中的收斂外的總復(fù)雜性是呈現(xiàn)于方程式40。
Cfft＝C1+C2+C3MROPS方程式40收斂每時(shí)間槽被執(zhí)行兩次。以每秒百萬實(shí)際運(yùn)算型式的收斂的復(fù)雜性是呈現(xiàn)于方程式41。
Cdesp＝2·K·N·Q·4·100·10-6MROPS方程式41
結(jié)果，包含收斂的數(shù)據(jù)檢測的總復(fù)雜性是呈現(xiàn)于方程式42或43。
Ctotal＝Cfft+CdespMROPS方程式42Ctotal＝[3(M+1)Plog2P+2(M+1)P+MW2+2KNQ]·4·100·10-6MROPS方程式43下表顯示1024點(diǎn)底數(shù)-2(P＝1024)計(jì)算的每秒百萬實(shí)際運(yùn)算中的復(fù)雜性。復(fù)雜性是以芯片速率被顯示于表1且以兩倍芯片速率取樣被顯示于表2。塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測及低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測之間的復(fù)雜性比較是使用近似Cholesky分解。表5是顯示使用近似Cholesky分解當(dāng)做塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測的復(fù)雜性比率的低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測的復(fù)雜性的復(fù)雜性比較。如示，低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測具有遠(yuǎn)較以塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測為基礎(chǔ)的近似Cholesky為低的復(fù)雜性。對大多數(shù)案例而言，視以塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測為基礎(chǔ)的近似Cholesky的復(fù)雜性的被傳送及展開因子的數(shù)量而定，低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測于芯片速率是為25％，兩倍芯片速率是為30％。
表1.以芯片速率采樣針對叢發(fā)類型1使用低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測的全叢發(fā)的每秒百萬實(shí)際運(yùn)算
表2.以兩倍芯片速率采樣針對叢發(fā)類型1使用低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測的全叢發(fā)的每秒百萬實(shí)際運(yùn)算
表3以芯片速率采樣比較塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測(BLE-JD)及低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測之間的每秒百萬實(shí)際運(yùn)算
表4以芯片速率采樣比較塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測(BLE-JD)及低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測之間的每秒百萬實(shí)際運(yùn)算
表5當(dāng)做以塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測為基礎(chǔ)的近似Cholesky的復(fù)雜性的比率的頻道相關(guān)矩陣的快速傅利葉轉(zhuǎn)換的復(fù)雜性。以塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測為基礎(chǔ)的近似Cholesky的復(fù)雜性是以100％復(fù)雜性被傳送。
圖5-圖15是執(zhí)行低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測的曲線圖。兩個(gè)高數(shù)據(jù)速率服務(wù)是被仿真。其一為具有SF＝1的單碼傳送，另外一個(gè)是具有12碼且各有展開因子16的多碼傳送。低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測是在被界定延遲展開頻頻案例1，2及3的包含第三代伙伴計(jì)劃工作群組四(WG4)的各種延遲展開下被測試。仿真是針對芯片速率采樣及兩倍芯片速率采樣被設(shè)定。延遲展開的長度被假設(shè)為W＝57。零時(shí)誤差是被假設(shè)經(jīng)由全仿真。頻道脈沖響應(yīng)被假設(shè)已知的精確。通常于仿真中，執(zhí)行多碼傳送案例的位誤差率(BER)較對應(yīng)單碼副本為佳。針對仿真中所使用的特例，單碼傳送每時(shí)間槽使用16個(gè)資源單元，而多碼傳送每時(shí)間槽僅使用12個(gè)資源單元。僅使用12個(gè)碼可產(chǎn)生較少干擾及較佳的位誤差率。與塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測相較，單碼及多碼傳送中，以頻道相關(guān)矩陣的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解(FFT-R)為基礎(chǔ)的假設(shè)對數(shù)，僅少許或受限執(zhí)行降階被觀察到。單碼傳送案例中，以頻道相關(guān)矩陣的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解(FFT-R)為基礎(chǔ)的方式，及以頻道響應(yīng)矩陣的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解(FFT-H)為基礎(chǔ)的方式，在芯片速率采樣下是彼此相同。
使用以頻道相關(guān)矩陣的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解(FFT-R)為基礎(chǔ)及以頻道響應(yīng)矩陣的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解(FFT-H)為基礎(chǔ)的低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測的執(zhí)行是對理想單用戶連結(jié)、最差案例匹配濾波、塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測及使用近似Cholesky分解的塊線性等化的單用戶檢測做比較。針對工作要點(diǎn)，位誤差率的范圍是通常在1％及10％之間。與塊線性等化基礎(chǔ)連結(jié)檢測及對匹配濾波(MF)做明顯信號(hào)對噪聲比例(SNR)執(zhí)行增強(qiáng)相較下，針對低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測，僅有少許或受限信號(hào)對噪聲比例被觀察到。低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測亦于相加白色高斯噪聲(AWGN)頻道環(huán)境下表現(xiàn)良好。圖5-圖15是顯示低復(fù)雜性數(shù)據(jù)檢測相較于使用近似Cholesky分解的塊線性基礎(chǔ)連結(jié)檢測，其以非常低的復(fù)雜性提供出色表現(xiàn)的位誤差率及信號(hào)對噪聲比例及功率消耗。
權(quán)利要求
1.一種用于分槽多用戶通訊系統(tǒng)的用戶設(shè)備，所述用戶設(shè)備包括一接收器，所述接收器用于在一時(shí)間槽中接收一共享頻譜的一組合信號(hào)，其中所述組合信號(hào)包括于所述時(shí)間槽中接收的多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，各數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)歷類似的頻道響應(yīng)，所述用戶設(shè)備包括用于估計(jì)所述類似頻道響應(yīng)的裝置；用于部分以所估計(jì)的頻道響應(yīng)為基礎(chǔ)來建構(gòu)一頻道關(guān)聯(lián)矩陣的裝置；用于部分以所述頻道關(guān)聯(lián)矩陣的轉(zhuǎn)換近似值的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解為基礎(chǔ)來決定一展開數(shù)據(jù)向量的裝置；以及用于收斂所述展開數(shù)據(jù)向量以從所接收的組合信號(hào)恢復(fù)數(shù)據(jù)的裝置。
2.一種用于分槽多用戶通訊系統(tǒng)的用戶設(shè)備，所述用戶設(shè)備包括一接收器，所述接收器用于在一時(shí)間槽中接收一共享頻譜的一組合信號(hào)，其中所述組合信號(hào)包括于所述時(shí)間槽中接收的多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，各數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)歷類似的頻道響應(yīng)，所述用戶設(shè)備包括用于以所述組合信號(hào)的芯片速率的倍數(shù)來取樣所述組合信號(hào)的裝置；用于估計(jì)所述類似頻道響應(yīng)的裝置；用于部分以所述頻道響應(yīng)矩陣的轉(zhuǎn)換近似值的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解為基礎(chǔ)來決定一展開數(shù)據(jù)向量的裝置；以及用于收斂所述展開數(shù)據(jù)向量以從所述頻道響應(yīng)矩陣恢復(fù)數(shù)據(jù)的裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用戶設(shè)備，還包括以所述組合信號(hào)的芯片速率的倍數(shù)來提供所述組合信號(hào)，且所述組合信號(hào)是用于估計(jì)所述頻道響應(yīng)。
4.如權(quán)利要求3所述的用戶設(shè)備，其中所述芯片速率的倍數(shù)為兩倍芯片速率。
5.如權(quán)利要求1或2所述的用戶設(shè)備，還包括以所述組合信號(hào)的芯片速率的倍數(shù)來取樣所述組合信號(hào)，且所取樣的組合信號(hào)是用于估計(jì)。
6.一種用于使用碼分割多路存取的時(shí)分雙路通訊系統(tǒng)(10)的設(shè)備(12，14)，所述設(shè)備具有一接收器(28)、一解調(diào)器(42)與一頻道估計(jì)裝置(44)，所述接收器(28)是配置以接收時(shí)間槽中包括多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的射頻信號(hào)，其中各數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)歷類似頻道響應(yīng)，所述解調(diào)器(42)是配置以解調(diào)所接收的射頻信號(hào)以產(chǎn)生一基頻信號(hào)，所述頻道估計(jì)裝置(44)是配置以估計(jì)所述類似頻道響應(yīng)，所述設(shè)備的特征在于一數(shù)據(jù)檢測器裝置(46)，其配置以從一頻道響應(yīng)矩陣建構(gòu)一頻道關(guān)聯(lián)矩陣H，表示以所估計(jì)的頻道響應(yīng)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)的頻道，以部分以所述頻道關(guān)聯(lián)矩陣的轉(zhuǎn)換近似值的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解為基礎(chǔ)來決定一展開數(shù)據(jù)向量，并收斂所述展開數(shù)據(jù)向量以從所接收的多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)恢復(fù)數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述數(shù)據(jù)檢測器裝置(46)是配置以經(jīng)由將所述頻道響應(yīng)矩陣的共軛與所述頻道響應(yīng)矩陣相乘，HHH，而從所述頻道響應(yīng)矩陣建構(gòu)所述頻道關(guān)聯(lián)矩陣H。
8.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述頻道估計(jì)裝置(44)是配置為根據(jù)所接收的多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的兩倍或更多倍芯片速率的信號(hào)取樣輸入，來估計(jì)所述類似頻道響應(yīng)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述頻道估計(jì)裝置(44)是配置為根據(jù)所接收的多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的兩倍芯片速率的信號(hào)取樣輸入，來估計(jì)所述類似頻道響應(yīng)。
10.如權(quán)利要求8或9所述的裝置，其中所述頻道估計(jì)裝置(44)的所述信號(hào)取樣輸入也輸入至所述數(shù)據(jù)檢測器裝置(46)。
11.如權(quán)利要求6、7、8、9或10所述的裝置，其中所述數(shù)據(jù)檢測器裝置(46)是配置以使用所述頻道關(guān)聯(lián)矩陣所排列的第一列來執(zhí)行快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解。
12.如權(quán)利要求6、7、8、9或10所述的裝置，其中所述頻道估計(jì)裝置(44)是配置以使用所述頻道關(guān)聯(lián)矩陣的定義列來執(zhí)行快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解。
13.如權(quán)利要求6至12中任一所述的設(shè)備，其配置為一用戶設(shè)備(14)。
14.如權(quán)利要求6至12中任一所述的設(shè)備，其配置為一基站(12)。
15.一種用于使用碼分割多路存取的時(shí)分雙路通訊系統(tǒng)中接收一組合信號(hào)的方法，所述組合信號(hào)是傳送于的時(shí)間槽中的共享頻譜，所述組合信號(hào)包括多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中各數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)歷類似頻道響應(yīng)，該方法的特征在于從一頻道響應(yīng)矩陣建構(gòu)一頻道關(guān)聯(lián)矩陣H，根據(jù)所估計(jì)的頻道響應(yīng)表示數(shù)據(jù)信號(hào)的一頻道，部分以所述頻道關(guān)聯(lián)矩陣的轉(zhuǎn)換近似值的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解為基礎(chǔ)來決定一展開數(shù)據(jù)向量；以及收斂所述展開數(shù)據(jù)向量以從所接收的多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)恢復(fù)數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種被接收于使用碼分割多路存取的時(shí)分雙路通訊系統(tǒng)中的時(shí)間槽中的共享頻譜的組合信號(hào)。各數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)歷了類似的頻道響應(yīng)。類似的頻道響應(yīng)被估計(jì)。表示部份以估計(jì)頻道響應(yīng)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)的頻道的矩陣被建構(gòu)。展開數(shù)據(jù)向量是部份以頻道響應(yīng)矩陣的轉(zhuǎn)換近似值的快速傅利葉轉(zhuǎn)換分解為基礎(chǔ)來決定。展開數(shù)據(jù)向量是被收斂以從被接收的組合信號(hào)恢復(fù)數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1992544SQ20071000448
公開日2007年7月4日 申請日期2002年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月6日
發(fā)明者潘俊霖, 帕薩波拉丁·德, 艾利拉·萊爾 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司