專利名稱：無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶檢測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的多用戶檢測(cè)。

背景技術(shù)：
在UMTS(通用移動(dòng)通信系統(tǒng)，基于W-CDMA技術(shù)即寬帶碼分多址)中，專用上行信道的容量是系統(tǒng)的一個(gè)瓶頸，如何提高上行鏈路的性能歷來(lái)是一個(gè)倍受關(guān)注的課題。UMTS中現(xiàn)有的基于長(zhǎng)擾碼的多用戶檢測(cè)方法并不理想，這就在一定程度上影響了上行鏈路的性能。
此外，現(xiàn)有的用于其它系統(tǒng)中的MUD(多用戶檢測(cè)裝置1)也由于各自的問(wèn)題而無(wú)法引入到UMTS系統(tǒng)中 1.CDMA(碼分多址)系統(tǒng)中的MUD主要基于擴(kuò)頻和短擾碼，其問(wèn)題在于，計(jì)算復(fù)雜度較高且不支持長(zhǎng)擾碼； 2.IDMA(交織多址)系統(tǒng)中的MUD主要基于交織器，其問(wèn)題在于，需要為每個(gè)用戶設(shè)備(為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，以下將“用戶設(shè)備”簡(jiǎn)稱為“用戶”)分配一個(gè)唯一的長(zhǎng)度可能達(dá)到數(shù)千碼片的交織器用于多用戶檢測(cè)，另外，IDMA不兼容UMTS，且不支持多碼傳輸。
因此，需要一種新的多用戶檢測(cè)方法及裝置，從而優(yōu)化UMTS系統(tǒng)(上行)鏈路的性能。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題而提出的。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接收設(shè)備中用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的方法，該方法包括以下步驟基于對(duì)來(lái)自各個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第一估計(jì)值來(lái)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)處理，以分別生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值，其中所述原始信號(hào)包含來(lái)自所有用戶的用戶信號(hào)；分別對(duì)所述來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值進(jìn)行與發(fā)射端相對(duì)應(yīng)的解復(fù)用處理，以生成所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值；分別對(duì)所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值進(jìn)行與發(fā)射端相同的信號(hào)復(fù)用處理沒(méi)，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值；將所述用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值作為第一估計(jì)值來(lái)重復(fù)進(jìn)行上述步驟a-c直至滿足預(yù)定條件。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接收設(shè)備中用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的多用戶檢測(cè)裝置，該裝置包括聯(lián)合檢測(cè)裝置，用于基于對(duì)來(lái)自各個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第一估計(jì)值來(lái)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)處理，以分別生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值，其中所述原始信號(hào)包含來(lái)自所有用戶的用戶信號(hào)；解復(fù)用裝置，用于分別對(duì)所述來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值進(jìn)行與發(fā)射端相對(duì)應(yīng)的解復(fù)用處理，以生成所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值；信號(hào)復(fù)用裝置，用于分別對(duì)所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值進(jìn)行與發(fā)射端相同的信號(hào)復(fù)用處理，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值；控制裝置，用于控制所述聯(lián)合檢測(cè)裝置、解復(fù)用裝置以及信號(hào)復(fù)用裝置將所述用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值作為第一估計(jì)值來(lái)重復(fù)進(jìn)行上述處理直至滿足預(yù)定條件。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射設(shè)備中用于輔助接收設(shè)備進(jìn)行多用戶檢測(cè)的方法，其特征在于，利用預(yù)存的交織相關(guān)信息對(duì)待發(fā)送的信號(hào)序列進(jìn)行交織處理。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供了一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射設(shè)備中用于輔助接收設(shè)備進(jìn)行多用戶檢測(cè)的輔助裝置，其特征在于，利用預(yù)存的交織相關(guān)信息對(duì)待發(fā)送的信號(hào)序列進(jìn)行交織處理。
根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面，提供了一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的接收設(shè)備，其特征在于，包括根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面提供的用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的多用戶檢測(cè)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，提供了一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射設(shè)備，其特征在于，包括根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面提供的用于輔助接收設(shè)備進(jìn)行多用戶檢測(cè)的輔助裝置。
采用本發(fā)明提供的方法及相應(yīng)裝置，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的多用戶檢測(cè)，以提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(譬如，UMTS網(wǎng)絡(luò))的上行鏈路性能。



通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)示意圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖1所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接收設(shè)備中用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的方法流程圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖1所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接收設(shè)備中用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的多用戶檢測(cè)裝置框圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖3所示的多用戶檢測(cè)裝置(或用戶端設(shè)備的發(fā)射設(shè)備)中用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行交織處理及解交織處理的方法示意圖； 圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖1所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射設(shè)備中用于輔助接收設(shè)備(位于基站V處)進(jìn)行多用戶檢測(cè)的方法流程圖； 圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖1所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射設(shè)備中用于輔助接收設(shè)備(位于基站V處)進(jìn)行多用戶檢測(cè)的裝置框圖； 圖7示出了本發(fā)明提出的MUD與現(xiàn)有UMTS的性能比較； 圖8為在12個(gè)UE的情形下迭代收斂的仿真結(jié)果圖； 圖9在多路徑加性高斯白噪聲信道中具有/沒(méi)有序列變換的最大近似仿真結(jié)果圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
在以下的說(shuō)明中，用戶信號(hào)表示來(lái)自一個(gè)用戶的信號(hào)，此外，對(duì)“信號(hào)”這個(gè)概念應(yīng)靈活地理解，它既可以理解為發(fā)射設(shè)備b發(fā)出的用于鏈路兩端設(shè)備之間通信的信息比特，也可以理解為包括上述信息比特同時(shí)還包括(基于所述信息比特得到的)其它類型信息的一個(gè)上位概念，不具排他性地，可以包括先驗(yàn)和/或后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比。
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)說(shuō)明 圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)示意圖，該無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(譬如，UMTS網(wǎng)絡(luò))包括多個(gè)用戶I-IV(譬如，移動(dòng)電話)，此外，還包括一個(gè)基站V。本發(fā)明所提供的在接收設(shè)備a中用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的多用戶檢測(cè)裝置1即配置于基站V的接收設(shè)備a中；相應(yīng)地，本發(fā)明提供的輔助裝置2配置于各個(gè)用戶設(shè)備的發(fā)射設(shè)備b中。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明提供的多用戶檢測(cè)裝置的應(yīng)用不限于基站，可以應(yīng)用于任何需要進(jìn)行多用戶檢測(cè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。其中，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，僅在用戶I中示出了發(fā)射設(shè)備b及其中的輔助裝置2。
圖1中，用戶I、用戶II、用戶III和用戶IV基于W-CDMA技術(shù)經(jīng)由上行信道向其所屬的基站V發(fā)送用戶信號(hào)，在基站V看來(lái)，其接收設(shè)備a接收到的原始信號(hào)包括來(lái)自上述各個(gè)用戶的用戶信號(hào)的疊加信號(hào)。因此，基站V需要通過(guò)其接收設(shè)備a中的多用戶檢測(cè)裝置1對(duì)所述原始信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，從中分離出來(lái)自各個(gè)用戶的各路用戶信號(hào)。
接收端(進(jìn)行多用戶檢測(cè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，譬如基站) 以下參照?qǐng)D2并結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明的第一個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖1所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接收設(shè)備a中用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的方法流程圖。該方法起始于步驟S10 在步驟S10中，包含來(lái)自用戶I-IV的各路用戶信號(hào)的原始信號(hào)到達(dá)基站V的接收設(shè)備a處后，基站V基于對(duì)來(lái)自各個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第一估計(jì)值(譬如，先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比)來(lái)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)處理，以分別生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值。需要理解，由于涉及迭代，因此，基站V接收到的原始信號(hào)會(huì)在各次迭代中與前次迭代的反饋(即所述先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比，以下會(huì)詳細(xì)說(shuō)明)共同參與新的一次聯(lián)合檢測(cè)。
具體地，在本實(shí)施例中，以QPSK(四相移相鍵控)調(diào)制為例，非多碼形式下的傳輸碼片信號(hào)屬于I/Q，需要計(jì)算組成QPSK信號(hào)的每個(gè)用戶的每個(gè)接收碼片的概率。
假設(shè)在系統(tǒng)中有K個(gè)用戶，則基站V的接收設(shè)備a接收到的原始信號(hào)可以表示為式(1) 請(qǐng)理解，由于本發(fā)明基于碼片級(jí)檢測(cè)，i在此表示該信號(hào)(確切地說(shuō)，該碼片)對(duì)應(yīng)在基站V中同步進(jìn)行檢測(cè)處理的多個(gè)復(fù)碼片中的第i個(gè)；Lk表示來(lái)自用戶k的用戶信號(hào)的傳輸路徑的最大數(shù)目；hkl表示來(lái)自用戶k的用戶信號(hào)的第l條傳輸路徑的復(fù)信道參數(shù)；ni是均值為0，方差為σ2的復(fù)高斯噪聲。
因此，以式(2)所示方式旋轉(zhuǎn)QPSK符號(hào)，以獲得田字型的星座圖 其中yki是一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)星座的QPSK符號(hào)，將信道參數(shù)hkl順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，得到

將其保存用于后面的處理。因此可以得到式(3)
其中，在關(guān)注來(lái)自一個(gè)用戶(譬如用戶k)的用戶信號(hào)ηkl(i)應(yīng)看作包括來(lái)自其它各個(gè)用戶的用戶信號(hào)和前述ni在內(nèi)的一個(gè)大的噪聲。根據(jù)中心極限定理，ηkl(i)可以很好地近似為一個(gè)復(fù)高斯隨機(jī)變量，因此它的概率密度函數(shù)可由式(4)得到 其中，上標(biāo)“Re”和“Im”以及“x1”和“x2”分別表示實(shí)部和虛部。變量ηkl(i)(對(duì)來(lái)自用戶k的用戶信號(hào)而言的所謂噪聲)的均值(E)和方差(var)由式(5)和式(6)給出，應(yīng)當(dāng)理解，所述方差即為噪聲ηkl(i)的功率

其中，

將

和

替換為

和

可以得到E(ηkl(i)Im、var(ηkl(i)Im、E(riIm)和var(riIm)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，在CDMA系統(tǒng)中，本發(fā)明提供的多用戶檢測(cè)具有Turbo類型的結(jié)構(gòu)，對(duì)所有用戶的用戶信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，具體地，利用從前一環(huán)路反饋回來(lái)的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比LLRpriori即

和

來(lái)進(jìn)一步估計(jì)每個(gè)QPSK符號(hào)yki的均值和方差(LLRpriori的獲得過(guò)程請(qǐng)見(jiàn)對(duì)步驟S11的描述)。具體地，該QPSK符號(hào)yki的均值和方差可以通過(guò)式(9a)和式(9b)得到 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，在多用戶檢測(cè)剛剛開始時(shí)，也即第一次迭代尚未開始時(shí)，由于沒(méi)有返回的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比，因此在步驟S10中令且即假設(shè)yki為期望為0，方差為1(也即功率為1)的噪聲，進(jìn)行第一次聯(lián)合檢測(cè)。
接著，通過(guò)式(10)和(11)得到每個(gè)碼片級(jí)QPSK符號(hào)yki，i＝1，2，...frame(其中，frame為在多用戶檢測(cè)裝置中同時(shí)處理的復(fù)碼片數(shù))的實(shí)部和虛部的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比(LLRposterior)。


其中上標(biāo)“1”表示第1條傳輸路徑。利用最大指數(shù)近似，可以將上述兩式簡(jiǎn)化成以下的式(12)和式(13)。




其中，仿真表明，式(12)和式(13)提供了同式(10)和式(11)幾乎一樣的容量，因此，這個(gè)近似是有效的。
之前的計(jì)算都是針對(duì)各條信號(hào)傳輸路徑分別進(jìn)行的，以下基于RAKE接收機(jī)來(lái)合并多條路徑所對(duì)應(yīng)的由式(12)和(13)得到的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比 和 然后將其用于后續(xù)處理，以如式(15)所示的復(fù)數(shù)形式表示 以上描述了非多碼傳輸下的本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。由于多碼傳輸(多個(gè)專用物理數(shù)據(jù)信道采用不同的OVSF即正交擴(kuò)頻因子來(lái)同步地傳輸信號(hào))是UMTS的特征，因此，本發(fā)明提供的多用戶檢測(cè)裝置及其方法也支持多碼傳輸。當(dāng)然，該方法也適用于QAM(正交幅度調(diào)制)調(diào)制，因此也可用于WCDMA(寬帶碼分多址)系統(tǒng)中的HSUPA(高速上行分組接入)。
假設(shè)用戶k以多碼方式傳輸，則式(1)-(5)仍然適用。因?yàn)閷?duì)于多用戶檢測(cè)裝置1而言，各用戶所使用的擾碼是已知的，多用戶檢測(cè)裝置1很容易就知道yki的哪個(gè)部分被六個(gè)平行碼復(fù)用(是實(shí)部，還是虛部)。因此，通過(guò)分別用

和

替換yki的被復(fù)用部分的均值和方差，可以計(jì)算后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比，其中下標(biāo)“u”指第u階子DPDCH(專用物理數(shù)據(jù)信道)，

是該第u階子DPDCH擴(kuò)頻碼片流，通過(guò)與式(9)類似的步驟，可得到

和

因此，子DPDCH中每個(gè)碼片

，i＝1，2，...frame(“frame”表示在基站V中同時(shí)處理的連續(xù)復(fù)數(shù)碼片的數(shù)目)的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比由式16和17即可得出。


其中符號(hào)“|Re”指多碼傳輸位于QPSK符號(hào)的實(shí)部。用

和

替換

和

可以得到LLRpostl[zk，ui|Im]和

上述方案也可以利用最大指數(shù)近似來(lái)簡(jiǎn)化，仿真表明所述最大指數(shù)近似可以提供與上述方案相接近的性能。
利用RAKE接收機(jī)將從所有傳輸路徑來(lái)的與用戶k相對(duì)應(yīng)的信息進(jìn)行合并，可以得到{LLRpostRAKE[zk，ul|Re]}i＝1frame和

(或{LLRpostRAKE[zk，ul|Im]}i＝1frame和

)，至此，生成了來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值(在本具體實(shí)施例中，所述第二估計(jì)值為后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比)，接著進(jìn)到步驟S11 在步驟S11中，多用戶檢測(cè)裝置1分別對(duì)步驟S10得到的來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比進(jìn)行與發(fā)射端相對(duì)應(yīng)的解復(fù)用處理，以生成所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述解復(fù)用處理包括解擾和解擴(kuò)頻處理，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述解復(fù)用處理包括解擾、解擴(kuò)頻以及解交織處理。具體地，所述解復(fù)用處理通過(guò)如下過(guò)程實(shí)現(xiàn) 設(shè){ski}i＝1frame為用戶k在用戶端對(duì)信號(hào)進(jìn)行加擾時(shí)使用的復(fù)擾碼序列。由于接收到的QPSK信號(hào)已經(jīng)在步驟S10中被順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了45°，因此，用

解擾從步驟S10中獲得的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比； 復(fù)數(shù)QPSK符號(hào)流的LLR被映射到兩個(gè)DTCH(專用業(yè)務(wù)信道)，映射到DPDCH(專用物理數(shù)據(jù)信道)中的是{LLRpostRAKE[αki]}i＝1frame，而映射到DPCCH(專用物理控制信道)中的是{LLRpostRAKE[bki]}i＝1frame。其中，αk對(duì)應(yīng)發(fā)射端擴(kuò)頻編碼后在DPDCH上的信號(hào)；而bk則對(duì)應(yīng)發(fā)射端擴(kuò)頻編碼后的在DPCCH上的信號(hào)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在多碼傳輸中，{LLRpostRAKE[zk，ui]}i＝1frame被映射到第u階DPDCH。
接著，對(duì)所述經(jīng)解擾的信號(hào)序列進(jìn)行軟解碼(Soft Decoding)也即解擴(kuò)處理。如下面的式(18)和式(19)所示 ant＝1，2，...ANT 其中，“αk”對(duì)應(yīng)發(fā)射端的擴(kuò)頻編碼前在DPDCH上的信號(hào)，而“βk”對(duì)應(yīng)發(fā)射端擴(kuò)頻編碼前在DPCCH上的信號(hào)；M為相應(yīng)信道上的擴(kuò)頻因子；“ant”和“ANT”分別表示多天線結(jié)構(gòu)中的某個(gè)接收天線和接收天線的總數(shù)，上標(biāo)“l(fā)”指第1個(gè)接收天線。容易理解，在多碼傳輸中，用

Mγ和zk，up分別替換

Mα和αkp后，即可得到LLRant[γk，ui]，其中，γik，μ對(duì)應(yīng)發(fā)射端在擴(kuò)頻編碼前的各DPDCH上的信號(hào)，而ωk為信道碼，至此，步驟S11完成了對(duì)信號(hào)的解復(fù)用； 如果所述接收設(shè)備a僅包括一個(gè)接收天線，則可直接進(jìn)到S12；如果所述接收設(shè)備a包括多個(gè)接收天線，則還需將多個(gè)接收天線所對(duì)應(yīng)的每個(gè)用戶的相同信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值(經(jīng)過(guò)解復(fù)用的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比)進(jìn)行合并，以生成每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的合并估計(jì)值。具體地，利用下式對(duì)在步驟S11中經(jīng)過(guò)解復(fù)用的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比進(jìn)行組合 LLR[u]＝∑1≤ant≤ANTLLRant[u] 其中變量u在非多碼傳輸中代表αki和βki，在多碼傳輸中代表γk，ui和βki。通過(guò)收集從多個(gè)接收天線來(lái)的信息，并將其進(jìn)行組合來(lái)估計(jì)某一個(gè)比特，在一個(gè)階段觀察到更多的確認(rèn)信息，只需要很少的迭代環(huán)路就可以估計(jì)收斂。經(jīng)過(guò)合并后，進(jìn)到步驟S12； 在子步驟S12中，對(duì)所述解復(fù)用估計(jì)值(對(duì)應(yīng)單接收天線)或合并估計(jì)值(對(duì)應(yīng)多接收天線)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用處理，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比，用于在如式(9)所示的處理中計(jì)算信號(hào)的功率和方差。當(dāng)該信號(hào)被看作對(duì)于另一個(gè)信號(hào)的噪聲時(shí)(即在正對(duì)另一個(gè)用戶進(jìn)行單用戶解碼時(shí))，求得的方差可以有效地被作為這個(gè)“噪聲”的功率。除了正在被考察的用戶信號(hào)外的多個(gè)用戶的用戶信號(hào)的方差求和后，就可以看作被考察信號(hào)所受到的總的噪聲干擾，從而可以對(duì)其進(jìn)行單用戶檢測(cè)。
隨著迭代次數(shù)的增加，在收斂之前，這些先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比的絕對(duì)值將越來(lái)越大，那么方差也就越來(lái)越小，向“0”靠近。所以，在對(duì)某一個(gè)用戶的用戶信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，由于來(lái)自其它用戶的用戶信號(hào)等效成的噪聲功率隨著迭代次數(shù)而減小，估計(jì)的精度就可以提高。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，所述步驟S12中的信號(hào)復(fù)用處理包括擴(kuò)頻和加擾；根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述信號(hào)復(fù)用處理包括擴(kuò)頻、加擾以及交織處理。具體地，所述信號(hào)復(fù)用處理通過(guò)以下過(guò)程實(shí)現(xiàn) 以多接收天線情形為例，基于合并估計(jì)值來(lái)生成新的先驗(yàn)LLR，如式(20)和(21)所示。


其中，i＝1，2，…，frame，

代表整數(shù)運(yùn)算。如此，不僅完成了擴(kuò)頻，而且去除了非本征信息，純的本征信息傳送到后續(xù)操作中。
在多碼傳輸中，式(20)需被調(diào)整為式(22)的形式。

接著，用

來(lái)加擾由式(22)所得的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比。實(shí)際上，這里的加擾的目的是隨機(jī)交換在DPDCH和DPCCH中同樣位置上相應(yīng)的對(duì)數(shù)似然比，然后加擾每個(gè)DTCH中的對(duì)數(shù)似然比。此后，將經(jīng)過(guò)加擾的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比用于下一個(gè)迭代環(huán)路中的操作(譬如，從步驟S10至步驟S12)，直至迭代收斂。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，可以預(yù)置迭代次數(shù)，當(dāng)?shù)鷻z測(cè)的次數(shù)達(dá)到預(yù)定數(shù)值后，利用所述合并估計(jì)值(對(duì)應(yīng)多個(gè)接收天線)或經(jīng)解復(fù)用的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比(對(duì)應(yīng)單接收天線)，進(jìn)行判決處理，在接收端還原出每個(gè)用戶的信號(hào)。譬如，如果該合并估計(jì)值較接近1，則將其判為1，否則判為0。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，如果在發(fā)射端(即用戶端)對(duì)待發(fā)送上行信號(hào)進(jìn)行了交織處理，則該方法的步驟S11中的解復(fù)用處理還將包括相應(yīng)的解交織處理，而步驟S12中的復(fù)用操作還將包括相應(yīng)的交織處理，以下結(jié)合圖4進(jìn)行描述，圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖3所示的多用戶檢測(cè)裝置(或用戶端設(shè)備的發(fā)射設(shè)備)中用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行交織處理及解交織處理的方法示意圖。
在步驟S11中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解交織處理的過(guò)程優(yōu)選地位于解擾之后，而位于軟解碼(即解擴(kuò)頻)之前。容易理解，所述解交織處理需建立在基站V了解其下屬的各個(gè)用戶所用的交織方式的基礎(chǔ)上。相應(yīng)地，所述步驟S12中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行交織處理的過(guò)程優(yōu)選地位于擴(kuò)頻之后，而位于加擾之前。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，基站V可以通過(guò)在隨機(jī)訪問(wèn)的過(guò)程中和連接建立時(shí)，就上行鏈路的信號(hào)傳輸為用戶分配擾碼、正交擴(kuò)頻因子(OVSF)的同時(shí)，為用戶分配一個(gè)具體的數(shù)PT(序列變換標(biāo)簽)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)序列的進(jìn)一步隨機(jī)化，使得高斯近似更為精確。應(yīng)當(dāng)理解，該序列變換標(biāo)簽同樣可以預(yù)存在用戶端。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖中左半部示出了交織處理的方法，應(yīng)當(dāng)理解，所述交織處理的方法不僅限于應(yīng)用在基站接收設(shè)備a的多用戶檢測(cè)裝置1中，同樣適用于用戶的發(fā)射裝置中。以用戶的發(fā)射裝置中的交織處理為例，采用左下角所示的順序?qū)?jīng)過(guò)擴(kuò)頻的碼元序列進(jìn)行傳輸。所示的信號(hào)序列的原始傳輸順序?yàn)?1#2#...#PT-1#PT#PT+1...#frame，基于該序列變換標(biāo)簽(前已述及，基站V知曉其下屬的各個(gè)用戶所用的交織方式)對(duì)信號(hào)序列進(jìn)行如圖的交織處理后，新的傳輸順序?yàn)?1#PT+1#2PT+1#...#...#frame。圖中右半部示出了解交織處理的方法，用于對(duì)信號(hào)序列進(jìn)行解交織處理的裝置將到來(lái)的信號(hào)序列從上往下存儲(chǔ)，然后按照右上角所示的順序進(jìn)行傳輸。具體地，所述解序列變換操作對(duì)接收到的傳輸順序?yàn)?1#PT+1#2PT+1#...#...#frame的信號(hào)序列進(jìn)行存儲(chǔ)，按照?qǐng)D中右上角所示的順序輸出，輸出序列的傳輸順序?yàn)?1#2#3#4#...#...#frame，與未經(jīng)交織處理的原始信號(hào)序列的傳輸順序相同。
擾碼合理地將干擾(包括噪聲和來(lái)自其它用戶的信號(hào))進(jìn)行高斯近似，這有利于最佳碼片級(jí)檢測(cè)和多用戶的區(qū)分。而上述交織處理則進(jìn)一步隨機(jī)化了每個(gè)碼片流的順序，因此，一個(gè)原始信息比特?cái)U(kuò)頻后所得的各個(gè)碼片所受到的干擾分別包含了來(lái)自每個(gè)其他的用戶的多個(gè)不同原始信息比特?cái)U(kuò)頻后得到的碼片。也就是說(shuō)，對(duì)來(lái)自每個(gè)用戶的每個(gè)原始信息比特的干擾獲得了進(jìn)一步的隨機(jī)化。
舉例來(lái)說(shuō)，如果不采用序列變換(即不需分配相應(yīng)的序列變換標(biāo)簽，用戶及多用戶檢測(cè)裝置1中也就不存在序列變換及解序列變換)，對(duì)來(lái)自一個(gè)用戶的每個(gè)比特的干擾將只包括來(lái)自其它每個(gè)UE的相應(yīng)比特。舉例說(shuō)明，假設(shè)共有8個(gè)用戶且擴(kuò)頻因子為8，則來(lái)自其余7個(gè)用戶的各一個(gè)共7個(gè)比特構(gòu)成了對(duì)目標(biāo)用戶相應(yīng)比特的干擾。采用交織處理，對(duì)目標(biāo)用戶的一個(gè)比特的干擾包括來(lái)自其它7個(gè)用戶的各8個(gè)比特的共56個(gè)碼片，因此牽扯到56個(gè)不同的比特，這使得高斯近似更為準(zhǔn)確。
在用戶端采用交織處理的情況下，相應(yīng)地，在所述多用戶檢測(cè)裝置1中所述用于多用戶檢測(cè)的方法的步驟S11、S12中進(jìn)行的解擴(kuò)(軟解碼)和加擾處理的對(duì)象相應(yīng)地變?yōu)椤敖?jīng)解交織處理的信號(hào)”和“經(jīng)交織處理的信號(hào)”，不再贅述。
以下參照?qǐng)D3并結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明的第二個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖1所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接收設(shè)備a中用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的多用戶檢測(cè)裝置框圖。所述多用戶檢測(cè)裝置1包括聯(lián)合檢測(cè)裝置10、解復(fù)用裝置11、信號(hào)復(fù)用裝置12、控制裝置13、判決裝置14、合并裝置15。其中，在基站V的接收設(shè)備a采用多個(gè)接收天線的情形下，可以為每個(gè)接收天線配置一個(gè)所述聯(lián)合檢測(cè)10、解復(fù)用裝置11、信號(hào)復(fù)用裝置12以及控制裝置13，而出于節(jié)約成本等考慮，可以在一個(gè)接收設(shè)備a中使用一個(gè)所述合并裝置15和一個(gè)判決裝置14。
包含來(lái)自用戶I-IV的各路用戶信號(hào)的原始信號(hào)到達(dá)基站V的接收設(shè)備a處后，所述聯(lián)合檢測(cè)裝置10基于對(duì)來(lái)自各個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第一估計(jì)值來(lái)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)處理，以分別生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值。具體地，在本實(shí)施例中，以QPSK(四相移相鍵控)調(diào)制為例，需要計(jì)算組成QPSK信號(hào)的每個(gè)用戶的每個(gè)接收碼片的概率。
假設(shè)在系統(tǒng)中有K個(gè)用戶，則基站V的接收設(shè)備a接收到的原始信號(hào)可以表示為式(1) 其中，i表示該信號(hào)對(duì)應(yīng)在基站V中同步進(jìn)行檢測(cè)處理的多個(gè)復(fù)碼片中的第i個(gè)；Lk表示來(lái)自用戶k的用戶信號(hào)的傳輸路徑的最大數(shù)目；hkl表示來(lái)自用戶k的用戶信號(hào)的第l條傳輸路徑的復(fù)信道參數(shù)；ni是均值為0，方差為σ2的復(fù)高斯噪聲。
以式(2)所示方式旋轉(zhuǎn)QPSK符號(hào)，以獲得田字型的星座圖 其中yki是一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)星座的QPSK符號(hào)，將信道參數(shù)hkl順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，得到

將其保存用于后面的處理。因此可以得到式(3)
其中，ηkl(i)可看作包括來(lái)自其它各個(gè)用戶的用戶信號(hào)在內(nèi)的一個(gè)大的噪聲。根據(jù)中心極限定理，ηkl(i)可以很好地近似為一個(gè)復(fù)高斯隨機(jī)變量，因此它的概率密度函數(shù)可由式(4)得到 其中，上標(biāo)“Re”和“Im”以及“x1”和“x2”分別表示實(shí)部和虛部。變量ηkl(i)(也即噪聲)的均值(E)和方差(var，可以理解，即為該噪聲的功率)由式(5)和式(6)給出

其中，

將

和

替換為

和

可以得到E(ηkl(i)Im)、var(ηkl(i)Im、E(riIm)和var(riIm)。
本發(fā)明提供的多用戶檢測(cè)采用Turbo類型的結(jié)構(gòu)，對(duì)所有用戶的用戶信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，具體地，利用從前一環(huán)路反饋回來(lái)的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比LLRpriori即

和

來(lái)估計(jì)每個(gè)QPSK符號(hào)yki的均值和方差(由于涉及迭代，LLRpriori的獲得過(guò)程請(qǐng)見(jiàn)對(duì)步驟S11的描述)。具體地，該QPSK符號(hào)yki的均值和方差可以通過(guò)式(9a)和式(9b)得到 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，在多用戶檢測(cè)剛剛開始即第一次迭代尚未開始時(shí)，由于沒(méi)有返回的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比，因此令且即假設(shè)yki為期望為0，方差為1(也即功率為1)的噪聲，進(jìn)行第一次聯(lián)合檢測(cè)。
接著，通過(guò)式(10)和(11)得到每個(gè)碼片級(jí)QPSK符號(hào)yki，i＝1，2，...frame(其中，frame為在多用戶檢測(cè)裝置中同時(shí)處理的復(fù)碼片數(shù))的實(shí)部和虛部的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比(LLRposterior)。


其中上標(biāo)“1”表示第1條傳輸路徑。利用最大指數(shù)近似，可以將上述兩式簡(jiǎn)化成以下的式(12)和式(13)。




其中，仿真表明，式(12)和式(13)提供了同式(10)和式(11)幾乎一樣的容量，因此，這個(gè)近似是有效的。
之前的計(jì)算都是針對(duì)各條信號(hào)傳輸路徑分別進(jìn)行的，以下基于RAKE接收機(jī)來(lái)合并多條路徑所對(duì)應(yīng)的由式(12)和(13)得到的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比 和 然后將其用于后續(xù)處理，以如式(15)所示的復(fù)數(shù)形式表示 以上描述了非多碼傳輸下的本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。由于多碼傳輸(多個(gè)專用物理數(shù)據(jù)信道采用不同的OVSF即正交擴(kuò)頻因子來(lái)同步地傳輸信號(hào))是UMTS的特征，因此，本發(fā)明提供的多用戶檢測(cè)裝置及其方法也支持多碼傳輸。當(dāng)然，該方法也適用于QAM(正交幅度調(diào)制)調(diào)制，因此也可用于WCDMA(寬帶碼分多址)系統(tǒng)中的HSUPA(高速上行分組接入)。
假設(shè)用戶k以多碼方式傳輸，則式(1)-(5)仍然適用。因?yàn)閷?duì)于多用戶檢測(cè)裝置1而言，各用戶所使用的擾碼是已知的，多用戶檢測(cè)裝置1很容易就知道yki的哪個(gè)部分被六個(gè)平行碼復(fù)用(是實(shí)部，還是虛部)。因此，通過(guò)分別用

和

替換yki的被復(fù)用部分的均值和方差，可以計(jì)算后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比，其中下標(biāo)“u”指第u階子DPDCH(專用物理數(shù)據(jù)信道)，

是該第u階子DPDCH擴(kuò)頻碼片流，通過(guò)與式(9)類似的步驟，可得到

和

因此，子DPDCH中每個(gè)碼片

i＝1，2，...frame(“frame”表示在基站V中同時(shí)處理的連續(xù)復(fù)數(shù)碼片的數(shù)目)的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比由式16和17即可得出。


其中符號(hào)“|Re”指多碼傳輸位于QPSK符號(hào)的實(shí)部。用

和

替換

和

可以得到LLRpostl[zk，ui|Im]和

上述方案也可以利用最大指數(shù)近似來(lái)簡(jiǎn)化，仿真表明所述最大指數(shù)近似可以提供與上述方案相接近的性能。
利用RAKE接收機(jī)將從所有傳輸路徑來(lái)的與用戶k相對(duì)應(yīng)的信息進(jìn)行合并，可以得到{LLRpostRAKE[zk，ui|Re]}i＝1frame和

(或{LLRpostRAKE[zk，ui|Im]}i＝1frame和

)，至此，生成了來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值(在本具體實(shí)施例中，所述第二估計(jì)值為后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比)，該聯(lián)合檢測(cè)裝置10將其生成的所述后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比傳遞給所述解復(fù)用裝置11 解復(fù)用裝置11對(duì)該聯(lián)合檢測(cè)裝置10得到的來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比進(jìn)行與發(fā)射端相對(duì)應(yīng)的解復(fù)用處理，以生成所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，所述解復(fù)用處理包括解擾和解擴(kuò)頻處理，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述解復(fù)用處理包括解擾、解擴(kuò)頻以及解交織處理。具體地，所述解復(fù)用處理通過(guò)如下過(guò)程實(shí)現(xiàn) 設(shè){ski}i＝1frame為用戶k在用戶端對(duì)信號(hào)進(jìn)行加擾時(shí)使用的復(fù)擾碼序列。由于接收到的QPSK信號(hào)已經(jīng)在步驟S10中被順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了45°，因此，用

解擾由聯(lián)合檢測(cè)裝置10獲得的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比； 復(fù)數(shù)QPSK符號(hào)流的LLR被映射到兩個(gè)DTCH(專用業(yè)務(wù)信道)，映射到DPDCH(專用物理數(shù)據(jù)信道)中的是{LLRpostRAKE[αki]}i＝1frame，而映射到DPCCH(專用物理控制信道)中的是{LLRpostRAKE[bki]}i＝1frame。其中，αk對(duì)應(yīng)發(fā)射端擴(kuò)頻編碼后在DPDCH上的信號(hào)；而bk則對(duì)應(yīng)發(fā)射端擴(kuò)頻編碼后的在DPCCH上的信號(hào)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在多碼傳輸中，{LLRpostRAKE[zk，ui]}i＝1frame被映射到第u階DPDCH。
接著，對(duì)所述經(jīng)解擾的信號(hào)序列進(jìn)行軟解碼(Soft Decoding)也即解擴(kuò)處理。如下面的式(18)和式(19)所示 ant＝1，2，...ANT 其中，“αk”對(duì)應(yīng)發(fā)射端的擴(kuò)頻編碼前在DPDCH上的信號(hào)，而“βk”對(duì)應(yīng)發(fā)射端擴(kuò)頻編碼前在DPCCH上的信號(hào)；M為相應(yīng)信道上的擴(kuò)頻因子；“ant”和“ANT”分別表示多天線結(jié)構(gòu)中的某個(gè)接收天線和接收天線的總數(shù)，上標(biāo)“l(fā)”指第1個(gè)接收天線。容易理解，在多碼傳輸中，用

Mγ和zk，up分別替換

Mα和akp后，即可得到LLRant[γk，ui]，其中，γik，μ對(duì)應(yīng)發(fā)射端在擴(kuò)頻編碼前的各DPDCH上的信號(hào)，而ωk為信道碼，至此，解復(fù)用裝置11完成了對(duì)信號(hào)的解復(fù)用處理，生成了所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值； 如果所述接收設(shè)備a僅包括一個(gè)接收天線，則可直接將解復(fù)用估計(jì)值傳遞給所述信號(hào)復(fù)用裝置12；如果所述接收設(shè)備a包括多個(gè)接收天線，則還需利用一個(gè)合并裝置15將多個(gè)接收天線所對(duì)應(yīng)的每個(gè)用戶的相同信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值(經(jīng)過(guò)解復(fù)用裝置11處理的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比)進(jìn)行合并，以生成每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的合并估計(jì)值。具體地，利用下式對(duì)在經(jīng)該解復(fù)用裝置11處理的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比進(jìn)行組合 LLR[u]＝∑1≤ant≤ANTLLRant[u] 其中變量u在非多碼傳輸中代表αki和βki，在多碼傳輸中代表γk，ui和βki。通過(guò)收集從多個(gè)接收天線來(lái)的信息，并將其進(jìn)行組合來(lái)估計(jì)某一個(gè)比特，在一個(gè)階段觀察到更多的確認(rèn)信息，只需要很少的迭代環(huán)路就可以估計(jì)收斂。經(jīng)過(guò)合并后，將合并估計(jì)值傳遞給信號(hào)復(fù)用裝置12； 信號(hào)復(fù)用裝置12對(duì)所述解復(fù)用估計(jì)值(對(duì)應(yīng)單接收天線)或合并估計(jì)值(對(duì)應(yīng)多接收天線)進(jìn)行信號(hào)復(fù)用處理，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比，用于在如式(9)所示的處理中計(jì)算信號(hào)的功率和方差。當(dāng)該信號(hào)被看作對(duì)于另一個(gè)信號(hào)的噪聲時(shí)(即在正對(duì)另一個(gè)用戶進(jìn)行單用戶解碼時(shí))，求得的方差可以有效地被作為這個(gè)“噪聲”的功率。除了正在被考察的用戶信號(hào)外的多個(gè)用戶的用戶信號(hào)的方差求和后，就可以看作被考察信號(hào)所受到的總的噪聲干擾，從而可以對(duì)其進(jìn)行單用戶檢測(cè)。
隨著迭代次數(shù)的增加，在收斂之前，這些先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比的絕對(duì)值將越來(lái)越大，那么方差也就越來(lái)越小，向“0”靠近。所以，在對(duì)某一個(gè)用戶的用戶信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，由于來(lái)自其它用戶的用戶信號(hào)等效成的噪聲功率隨著迭代次數(shù)而減小，估計(jì)的精度就可以提高。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，所述信號(hào)復(fù)用裝置12進(jìn)行的信號(hào)復(fù)用處理包括擴(kuò)頻和加擾；根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述信號(hào)復(fù)用處理包括擴(kuò)頻、加擾以及交織處理。具體地，所述信號(hào)復(fù)用處理通過(guò)以下過(guò)程實(shí)現(xiàn) 以多接收天線情形為例，基于合并估計(jì)值來(lái)生成新的先驗(yàn)LLR，如式(20)和(21)所示。


其中，i＝1，2，…，frame，

代表整數(shù)運(yùn)算。如此，不僅完成了擴(kuò)頻，而且去除了非本征信息，純的本征信息傳送到后續(xù)操作中。
在多碼傳輸中，式(20)需被調(diào)整為式(22)的形式。

接著，用

來(lái)加擾由式(22)所得的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比。實(shí)際上，這里的加擾的目的是隨機(jī)交換在DPDCH和DPCCH中同樣位置上相應(yīng)的對(duì)數(shù)似然比，然后加擾每個(gè)DTCH中的對(duì)數(shù)似然比。
所述控制裝置13在此后將經(jīng)過(guò)加擾的先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比用于下一個(gè)迭代環(huán)路中的操作，譬如，控制聯(lián)合檢測(cè)裝置10、解復(fù)用裝置11以及信號(hào)復(fù)用裝置12重復(fù)各自的操作，直至迭代收斂。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，可以預(yù)置迭代次數(shù)，當(dāng)?shù)鷻z測(cè)的次數(shù)達(dá)到預(yù)定數(shù)值后，由所述判決裝置14利用所述合并估計(jì)值(對(duì)應(yīng)多個(gè)接收天線)或經(jīng)解復(fù)用的后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比(對(duì)應(yīng)單接收天線)，進(jìn)行判決處理，在接收端還原出每個(gè)用戶的信號(hào)。譬如，如果該合并估計(jì)值較接近1，則將其判為1，否則判為0。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，如果在發(fā)射端(即用戶端)對(duì)待發(fā)送上行信號(hào)進(jìn)行了交織處理，則該解復(fù)用裝置11應(yīng)包括用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行解交織處理的裝置(簡(jiǎn)明起見(jiàn)未在圖中示出)，而所述信號(hào)復(fù)用裝置12的復(fù)用操作還將包括相應(yīng)的用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行交織處理的裝置(簡(jiǎn)明起見(jiàn)未在圖中示出)，以下結(jié)合圖4進(jìn)行描述。
優(yōu)選地，所述用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行解交織處理的裝置對(duì)經(jīng)解擾的信號(hào)進(jìn)行處理，而經(jīng)過(guò)其解交織處理的信號(hào)將用于后續(xù)的軟解碼(即解擴(kuò)頻)處理。容易理解，所述解交織處理需建立在基站V了解其下屬的各個(gè)用戶所用的交織方式的基礎(chǔ)上。相應(yīng)地，所述用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行交織處理的裝置對(duì)經(jīng)擴(kuò)頻的信號(hào)進(jìn)行處理，而經(jīng)過(guò)其交織處理的信號(hào)將用于后續(xù)的加擾處理。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，基站V可以通過(guò)在隨機(jī)訪問(wèn)的過(guò)程中和連接建立時(shí)，就上行鏈路的信號(hào)傳輸為用戶分配擾碼、正交擴(kuò)頻因子(OVSF)的同時(shí)，為用戶分配一個(gè)具體的數(shù)PT(序列變換標(biāo)簽)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)序列的進(jìn)一步隨機(jī)化，使得高斯近似更為精確。應(yīng)當(dāng)理解，該序列變換標(biāo)簽同樣可以預(yù)存在用戶端。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖中左半部示出了交織處理的方法，應(yīng)當(dāng)理解，所述交織處理的方法不僅限于應(yīng)用在基站接收設(shè)備a的多用戶檢測(cè)裝置1中，同樣適用于用戶的發(fā)射裝置中。以用戶的發(fā)射裝置中的交織處理為例，采用左下角所示的順序?qū)?jīng)過(guò)擴(kuò)頻的碼元序列進(jìn)行傳輸。所示的信號(hào)序列的原始傳輸順序?yàn)?1#2#...#PT-1#PT#PT+1...#frame，基于該序列變換標(biāo)簽(前已述及，基站V知曉其下屬的各個(gè)用戶所用的交織方式)對(duì)信號(hào)序列進(jìn)行如圖的交織處理后，新的傳輸順序?yàn)?1#PT+1#2PT+1#...#...#frame。圖中右半部示出了解交織處理的方法，用于對(duì)信號(hào)序列進(jìn)行解交織處理的裝置將到來(lái)的信號(hào)序列從上往下存儲(chǔ)，然后按照右上角所示的順序進(jìn)行傳輸。具體地，所述解序列變換操作對(duì)接收到的傳輸順序?yàn)?1#PT+1#2PT+1#...#...#frame的信號(hào)序列進(jìn)行存儲(chǔ)，按照?qǐng)D中右上角所示的順序輸出，輸出序列的傳輸順序?yàn)?1#2#3#4#...#...#frame，與未經(jīng)交織處理的原始信號(hào)序列的傳輸順序相同。其中，將交織后的一個(gè)序列變換標(biāo)簽長(zhǎng)度下的碼片集合稱為一個(gè)Page(頁(yè))，而這個(gè)Page的大小也對(duì)應(yīng)著發(fā)送寄存器和接收寄存器的一個(gè)子部分的大小。
擾碼合理地將干擾(包括噪聲和來(lái)自其它用戶的信號(hào))進(jìn)行高斯近似，這有利于最佳碼片級(jí)檢測(cè)和多用戶的區(qū)分。而上述交織處理則進(jìn)一步隨機(jī)化了每個(gè)碼片流的順序，因此，一個(gè)原始信息比特?cái)U(kuò)頻后所得的各個(gè)碼片所受到的干擾分別包含了來(lái)自每個(gè)其他的用戶的多個(gè)不同原始信息比特?cái)U(kuò)頻后得到的碼片。也就是說(shuō)，對(duì)來(lái)自每個(gè)用戶的每個(gè)原始信息比特的干擾獲得了進(jìn)一步的隨機(jī)化。
舉例來(lái)說(shuō)，如果不采用序列變換(即不需分配相應(yīng)的序列變換標(biāo)簽，用戶及多用戶檢測(cè)裝置1中也就不存在序列變換及解序列變換)，對(duì)來(lái)自一個(gè)用戶的每個(gè)比特的干擾將只包括來(lái)自其它每個(gè)UE的相應(yīng)比特。舉例說(shuō)明，假設(shè)共有8個(gè)用戶且擴(kuò)頻因子為8，則來(lái)自其余7個(gè)用戶的各一個(gè)共7個(gè)比特構(gòu)成了對(duì)目標(biāo)用戶相應(yīng)比特的干擾。采用交織處理，對(duì)目標(biāo)用戶的一個(gè)比特的干擾包括來(lái)自其它7個(gè)用戶的各8個(gè)比特的共56個(gè)碼片，因此牽扯到56個(gè)不同的比特，這使得高斯近似更為準(zhǔn)確。
在用戶端采用交織處理的情況下，相應(yīng)地，在所述多用戶檢測(cè)裝置1的解復(fù)用裝置11和信號(hào)復(fù)用裝置12中進(jìn)行的解擴(kuò)(軟解碼)和加擾處理的對(duì)象相應(yīng)地變?yōu)椤敖?jīng)解交織處理的信號(hào)”和“經(jīng)交織處理的信號(hào)”，不再贅述。
發(fā)射端(用戶端設(shè)備) 為提高高斯近似的精度，本發(fā)明優(yōu)選地在用戶端的發(fā)射設(shè)備b中對(duì)信號(hào)序列進(jìn)行交織處理，進(jìn)一步隨機(jī)化碼片序列。以下具體結(jié)合圖5和圖6并參照?qǐng)D1進(jìn)行描述。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖1所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射設(shè)備b中用于輔助接收設(shè)備a(位于基站V處)進(jìn)行多用戶檢測(cè)的方法流程圖。由圖可見(jiàn)，用戶端設(shè)備的發(fā)射設(shè)備b利用預(yù)存的PT(序列變換標(biāo)簽)對(duì)經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻處理的信號(hào)(碼片序列)進(jìn)行交織處理，交織處理后的各信道上的碼片序列經(jīng)過(guò)合并(為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，未示出合并所述各信道上碼片序列的步驟)，得到如下式所示的信號(hào)再用復(fù)擾碼對(duì)其進(jìn)行加擾處理。復(fù)擾碼流{ski}i＝1frame同UMTS中速率為3.84Mps的擾碼流相同。表示發(fā)送的碼片序列，可以采用QPSK或者QAM調(diào)制，其中{pki}j＝1frame和{qki}j＝1frame是實(shí)數(shù)序列。圖中，Mα、Mβ為相應(yīng)信道上的擴(kuò)頻因子；


表示擴(kuò)頻碼；frame表示在發(fā)射設(shè)備b中同時(shí)處理的碼片數(shù)，容易理解，相應(yīng)的原始信息比特?cái)?shù)即為frame/Mα(β)。
應(yīng)當(dāng)理解，雖然以上僅對(duì)非多碼傳輸方式下的所述方法進(jìn)行描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，在多碼傳輸方式下，只要依照上述描述，在各個(gè)DPDCH上分別進(jìn)行交織處理即可，再對(duì)合并后的碼片序列用復(fù)擾碼進(jìn)行加擾處理。
圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
的在圖1所示的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射設(shè)備b中用于輔助接收設(shè)備a(位于基站V處)進(jìn)行多用戶檢測(cè)的裝置框圖。為了表明根據(jù)本實(shí)施例的處理過(guò)程，圖6中除了示出用于利用預(yù)存的序列變換標(biāo)簽對(duì)待發(fā)送信號(hào)序列進(jìn)行交織處理的輔助裝置21，還示出了擴(kuò)頻裝置20和加擾裝置22。具體地，該輔助裝置21利用預(yù)存的PT(序列變換標(biāo)簽)對(duì)由擴(kuò)頻裝置20進(jìn)行擴(kuò)頻處理得到的信號(hào)(碼片序列)進(jìn)行交織處理，而后經(jīng)過(guò)交織處理的各信道上的碼片序列經(jīng)過(guò)合并(為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，未示出用于合并所述各信道上碼片序列的裝置)，得到如下式所示的信號(hào)，該信號(hào)再由加擾裝置22利用復(fù)擾碼進(jìn)行加擾處理。應(yīng)當(dāng)理解，雖然以上僅對(duì)非多碼傳輸方式下的所述發(fā)射設(shè)備b特別是其中的輔助裝置21進(jìn)行描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，在多碼傳輸方式下，只要依照上述描述，在各個(gè)DPDCH上分別進(jìn)行交織處理即可，再對(duì)合并后的碼片序列用復(fù)擾碼進(jìn)行加擾處理。
以下結(jié)合仿真圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行說(shuō)明。
請(qǐng)見(jiàn)圖7，可見(jiàn)，在目前的UMTS系統(tǒng)中，沒(méi)有使用這樣的MUD，而直接用擾碼來(lái)分離用戶，性能距離理想效果相去甚遠(yuǎn)。
在仿真中，假設(shè)信道為加性高斯白噪聲信道，采用240kbps的DPDCH，既然DPCCH的容量不是問(wèn)題，就不考慮DPCCH。當(dāng)PT＝1時(shí)，利用本方案能增強(qiáng)UMTS。本方案中的MUD(多用戶檢測(cè)器)每次處理一個(gè)時(shí)間槽，該時(shí)間槽包含160個(gè)比特的2560個(gè)碼片，其中，沒(méi)有采用信道編碼。圖7提供了時(shí)間槽分割前的仿真結(jié)果。
在圖7中，“max”和“exp”分別代表近似的MUD和原始的MUD。K是系統(tǒng)中UE(用戶設(shè)備)的總數(shù)目。KUMTS表示具有K個(gè)UE的UMTS中現(xiàn)有的解碼方法。為“12max(exp)”和“16max(exp)”預(yù)定義了一個(gè)8環(huán)路迭代，在更少用戶的時(shí)候采用6環(huán)路迭代。很顯然本方案中的MUD提供了比現(xiàn)有的UMTS更好的性能，并且通過(guò)信道編碼能夠得到更好的性能。
圖8顯示了PT＝1時(shí)的UMTS中的原始MUD和近似MUD，在少量的環(huán)路中收斂，例如對(duì)于具有12個(gè)UE的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，5到6個(gè)環(huán)路足夠了。圖7和8證明了最大對(duì)數(shù)近似的有效性。
圖9顯示了假設(shè)擴(kuò)頻因子為8的480kbps，DPDCH的最大近似MUD的性能，傳輸信道為加性高斯白噪聲信道，PT矢量為[16，8，32，5，64，10，20，40，2，4]，其中每個(gè)條目分配給不同的UE。通過(guò)PT＝1時(shí)，對(duì)MUD進(jìn)行比較，很容易發(fā)現(xiàn)對(duì)發(fā)送序列進(jìn)行序列變換的MUD提供了更大的容量。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接收設(shè)備中用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的方法，包括以下步驟
a.基于來(lái)自各個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第一估計(jì)值來(lái)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)處理，以分別生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值，其中所述原始信號(hào)包含來(lái)自所有用戶的用戶信號(hào)；
b.分別對(duì)所述來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值進(jìn)行解復(fù)用處理，以生成所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值；
c.分別對(duì)所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值進(jìn)行信號(hào)復(fù)用處理，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值；
d.將所述用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值作為第一估計(jì)值來(lái)重復(fù)進(jìn)行上述步驟a-c直至滿足預(yù)定條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟
f.當(dāng)滿足預(yù)定條件后，對(duì)所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值進(jìn)行判決處理，以生成所述每個(gè)用戶的輸出信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟
b’.將多個(gè)接收天線所對(duì)應(yīng)的每個(gè)用戶的相同信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值進(jìn)行合并，以生成每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的合并估計(jì)值；
其中，所述步驟c為分別對(duì)所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的經(jīng)合并的估計(jì)值進(jìn)行信號(hào)復(fù)用處理，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟
f.當(dāng)滿足預(yù)定條件后，將所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的合并估計(jì)值進(jìn)行判決處理，以生成所述每個(gè)用戶的輸出信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟a還包括
對(duì)每個(gè)用戶，基于對(duì)來(lái)自其他所有用戶的用戶信號(hào)的第一估計(jì)值來(lái)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)處理，以分別生成來(lái)自該用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟b還包括
分別對(duì)所述來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值進(jìn)行解擾和/或解擴(kuò)和/或解交織處理，以生成所述每個(gè)用戶的解擾和/或解擴(kuò)和/或解交織處理的用戶信號(hào)；
其中，所述步驟c還包括
分別對(duì)所述每個(gè)用戶的經(jīng)還原的用戶信號(hào)進(jìn)行加擾和/或擴(kuò)頻和/或交織處理，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一估計(jì)值為先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比；所述第二估計(jì)值為后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比。
8.一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接收設(shè)備中用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的多用戶檢測(cè)裝置，包括
聯(lián)合檢測(cè)裝置，用于基于對(duì)來(lái)自各個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第一估計(jì)值來(lái)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)處理，以分別生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值，其中所述原始信號(hào)包含來(lái)自所有用戶的用戶信號(hào)；
解復(fù)用裝置，用于分別對(duì)所述來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值進(jìn)行解復(fù)用處理，以生成所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值；
信號(hào)復(fù)用裝置，用于分別對(duì)所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值進(jìn)行信號(hào)復(fù)用處理，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值；
控制裝置，用于控制所述聯(lián)合檢測(cè)裝置、解復(fù)用裝置以及信號(hào)復(fù)用裝置將所述用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值作為第一估計(jì)值來(lái)重復(fù)進(jìn)行上述處理直至滿足預(yù)定條件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多用戶檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括
判決裝置，用于當(dāng)滿足預(yù)定條件后，對(duì)所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值進(jìn)行判決處理，以生成所述每個(gè)用戶的輸出信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多用戶檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括
合并裝置，將多個(gè)接收天線所對(duì)應(yīng)的每個(gè)用戶的相同信號(hào)的解復(fù)用估計(jì)值進(jìn)行合并，以生成每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的合并估計(jì)值；
其中，所述信號(hào)復(fù)用裝置還用于，分別對(duì)所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的經(jīng)合并的估計(jì)值進(jìn)行信號(hào)復(fù)用處理，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多用戶檢測(cè)裝置，其特征在于，所述判決裝置還用于，當(dāng)滿足預(yù)定條件后，將所述每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的合并估計(jì)值進(jìn)行判決處理，以生成所述每個(gè)用戶的輸出信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的多用戶檢測(cè)裝置，其特征在于，所述聯(lián)合檢測(cè)裝置還用于，對(duì)每個(gè)用戶，基于對(duì)來(lái)自其他所有用戶的用戶信號(hào)的第一估計(jì)值來(lái)對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)處理，以分別生成來(lái)自該用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)所述的多用戶檢測(cè)裝置，其特征在于，所述解復(fù)用裝置包括
解擾裝置和/或解擴(kuò)裝置和/或解交織裝置，用于分別對(duì)所述來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第二估計(jì)值進(jìn)行解擾和/或解擴(kuò)和/或解交織處理，以生成所述每個(gè)用戶的解擾和/或解擴(kuò)和/或解交織處理的用戶信號(hào)；
其中，所述信號(hào)復(fù)用裝置還包括
加擾和/或擴(kuò)頻和/或交織裝置，用于分別對(duì)所述每個(gè)用戶的經(jīng)還原的用戶信號(hào)進(jìn)行加擾和/或擴(kuò)頻和/或交織處理，以生成來(lái)自每個(gè)用戶的用戶信號(hào)的新的第一估計(jì)值。
14.根據(jù)權(quán)利要求8-13中任一項(xiàng)所述的多用戶檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一估計(jì)值為先驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比；所述第二估計(jì)值為后驗(yàn)對(duì)數(shù)似然比。
15.一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的接收設(shè)備，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求8-14中任一項(xiàng)所述的用于對(duì)來(lái)自多用戶的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的多用戶檢測(cè)裝置。
16.一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射設(shè)備中用于輔助接收設(shè)備進(jìn)行多用戶檢測(cè)的方法，其特征在于，利用預(yù)存的交織相關(guān)信息對(duì)待發(fā)送的信號(hào)序列進(jìn)行交織處理。
17.一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射設(shè)備中用于輔助接收設(shè)備進(jìn)行多用戶檢測(cè)的輔助裝置，其特征在于，利用預(yù)存的交織相關(guān)信息對(duì)待發(fā)送的信號(hào)序列進(jìn)行交織處理。
18.一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射設(shè)備，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于輔助接收設(shè)備進(jìn)行多用戶檢測(cè)的輔助裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中用于多用戶檢測(cè)的方法及其裝置。具體地，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在接收設(shè)備中基于來(lái)自各個(gè)用戶的用戶信號(hào)的第一估計(jì)值對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)處理，接著對(duì)聯(lián)合檢測(cè)處理所得第二估計(jì)值進(jìn)行解復(fù)用處理而后再對(duì)解復(fù)用處理所得第二估計(jì)值進(jìn)行信號(hào)復(fù)用處理，重復(fù)操作直至迭代收斂或達(dá)到規(guī)定迭代次數(shù)。本發(fā)明在多次迭代中積累高斯估計(jì)的精確度，提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的多用戶檢測(cè)方案，優(yōu)化了上行鏈路的性能。
文檔編號(hào)H04B7/00GK101232692SQ20071003675
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月23日
發(fā)明者巍 倪 申請(qǐng)人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司