專利名稱：具非統(tǒng)一展頻因素碼的數(shù)據(jù)偵測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)無線碼分割多重存取通信系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明有關(guān)具非統(tǒng)一展頻因素于該系統(tǒng)中的通信的數(shù)據(jù)偵測。
背景技術(shù)：
碼分割多重存取(CDMA)通信系統(tǒng)中，多重通信可以共享頻譜同時被傳送。各通信是借由被用來傳送該通信的該碼來識別。通信數(shù)據(jù)符號是使用碼芯片來展開。被用來傳輸特殊符號的芯片數(shù)是被稱為展頻因素。為了說明，針對展頻因素16，其16芯片是被用來傳輸一符號。典型的展頻因素(SF)為時間分割雙工/碼分割多重存取通信系統(tǒng)中的16，8，4，2及1。
較佳使用共享頻譜的某些碼分割多重存取通信系統(tǒng)中，該頻譜為被分割為具有如15時間槽的一預(yù)定數(shù)時間槽的框的時間。此類系統(tǒng)是被稱為混合碼分割多重存取/時間分割多重存取(TDMA)通信系統(tǒng)。限制上行鏈路通信及下行鏈路通信為特殊時間槽的一該系統(tǒng)，為時間分割雙工通信(TDD)系統(tǒng)。
接收被傳送于共享頻譜內(nèi)的多重通信的一方法為聯(lián)合偵測。聯(lián)合偵測中，來自多重通信的數(shù)據(jù)是一起被決定。聯(lián)合偵測器是使用已知或被決定的多重通信碼，并估計該多重通信數(shù)據(jù)為軟符號。聯(lián)合偵測器的某些典型實施是使用零強制塊線性均衡器(ZFBLE)、Cholesky或近似Cholesky分解或快速富利葉轉(zhuǎn)換。
這些實施通常被設(shè)計用于所有具有相同展頻因素的通信。同時處理具有不同展頻因素的通信為該系統(tǒng)的問題。
于是，可預(yù)期處理共同偵測內(nèi)的不同展頻因素。

發(fā)明內(nèi)容
復(fù)數(shù)個通信信號被接收。各通信信號具有一相關(guān)碼。至少兩個通信信號具有不同展頻因素。相關(guān)碼具有亂碼期間。總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣具有區(qū)塊。各區(qū)塊具有長度M的一尺寸及部分基于M及各通信的展頻因素的長度的另一尺寸。M是基于亂碼期間。復(fù)數(shù)個被接收通信信號的數(shù)據(jù)是使用建構(gòu)系統(tǒng)響應(yīng)矩陣來接收。


圖1為非統(tǒng)一展頻因素通信系統(tǒng)的一實施例。
圖2為kth通信的系統(tǒng)響應(yīng)矩陣圖。
圖3為建構(gòu)總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣圖。
圖4為偵測來自具非統(tǒng)一展頻因素的通信的數(shù)據(jù)的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例大致可以任何碼分割多重存取通信系統(tǒng)來使用，如時間分割雙工/碼分割多重存取，時間分割多重存取/碼分割多重存取或頻率分割雙工/碼分割多重存取通信系統(tǒng)及其它類型通信系統(tǒng)。
圖1為非統(tǒng)一展頻因素通信系統(tǒng)的一實施例。發(fā)送器20及接收器22被顯示于圖1。發(fā)送器20可被放置于使用者設(shè)備，或多重發(fā)射電路20可被放置于基地臺。雖然接收器22的較佳使用是于基地臺處以接收上行鏈路通信，但接收器22可被放置于該使用者設(shè)備或基地臺或兩者兼可。
將被傳送至接收器22的數(shù)據(jù)符號，是借由發(fā)送器20處的調(diào)變及展開裝置24來處理。調(diào)變及展開裝置24可展開具有碼及位于被指派至載運數(shù)據(jù)的通信的展頻因素處的數(shù)據(jù)。該通信是借由天線26或發(fā)送器20的天線數(shù)組透過無線電接口28來發(fā)射。
接收器22處，可能與其它發(fā)送器的通信一起的通信，是被接收于天線30或發(fā)送器30的天線數(shù)組。該被接收信號是被取樣裝置32以如芯片速率或多重芯片速率采集借以制造被接收向量r。該被接收向量是被信道估計裝置36處理，借以估計被接收信號的信道脈沖響應(yīng)。信道估計裝置36可使用被接收信號中的訓(xùn)練序列，引示信號或另外技術(shù)來估計該脈沖響應(yīng)。非統(tǒng)一展頻因素的數(shù)據(jù)偵測裝置34是使用被接收通信及被估計脈沖響應(yīng)的碼來估計展開數(shù)據(jù)的軟符號d′。
具非統(tǒng)一展頻因素碼的數(shù)據(jù)偵測是被描繪于圖2及圖3且被以流程圖說明于圖4。K數(shù)目的通信是于觀察區(qū)間被傳輸。時間分割雙工通信/碼分割多重存取通信系統(tǒng)中，觀察區(qū)間通常為通信叢發(fā)的一數(shù)據(jù)域。然而，時間分割雙工通信/碼分割多重存取通信系統(tǒng)及其它碼分割多重存取通信系統(tǒng)中，如亂碼期間的其它大小的觀察區(qū)間亦可被使用。
組合被接收K通信的樣本是于觀察區(qū)間被收集為被接收向量r。r的芯片長度為各通信觀察區(qū)間中被傳輸?shù)男酒瑪?shù)Nc加上信道脈沖響應(yīng)長度W減去1，(Nc+W-1)。
被傳輸?shù)腒通信的kth通信可被表示為x(k)。各符號的符號邊界內(nèi)的ith芯片是被定義為xi(k)且被表示為方程式1。
x‾i(k)=Σn=1Ns(k)dn(k)v‾i(n,k)]]>方程式1Ns(k)為觀察區(qū)間中kth通信的符號數(shù)，dn(k)為Ns(k)符號的nth符號的符號值。v(n，k)為nth符號邊界內(nèi)kth通信的碼序列部分(v(n，k)于nth符號邊界外為零)。vi(n，k)為符號邊界內(nèi)的碼序列部分的ith芯片(除了nth符號邊界內(nèi)的ith芯片外，vi(n，k)為零)。
方程式1可被擴充為方程式2的矩陣方程式。
x(k)＝V(k)d(k)方程式2V(k)為用于通信k且具有Ns(k)欄及Nc列的展頻矩陣。V(k)的nth欄為v(n，k)。經(jīng)由無線信道傳輸后，x(k)經(jīng)歷了信道脈沖響應(yīng)h(k)。h(k)為W芯片長度。hjk為h(k)的jth芯片。忽略噪聲，通信k的r(k)對被接收向量r的貢獻是被表示為方程式3。
r‾(k)=Σj=1Wh‾j(k)x‾i-j+1(k)=Σj=1Wh‾j(k)Σn=1Ns(k)d‾n(k)v‾i-j+1(n,k)=Σn=1Ns(k)d‾n(k)Σj=1Wh‾j(k)v‾i-j+1(n,k)]]>方程式3以矩陣型式，方程式3是被表示為方程式4。
r(k)＝H(k)V(k)d(k)方程式4H(k)為通信k的信道脈沖響應(yīng)且具有Nc欄及(Nc+W-1)列。H(k)的ith欄的支持為信道脈沖響應(yīng)h(k)。支持H(k)的ith欄的第一成份為該欄的ith成份。
針對各通信k，系統(tǒng)傳輸矩陣A(k)可被建構(gòu)表示為方程式5。
A(k)＝H(k)V(k)方程式5圖2為系統(tǒng)響應(yīng)矩陣A(k)。該圖的各欄是對應(yīng)通信的一數(shù)據(jù)符號。結(jié)果，該矩陣具有Ns(k)欄。各ith欄具有非零成份的區(qū)塊b(i)。非零成份數(shù)是借由添加kth通信的展頻因素Qk及脈沖響應(yīng)長度W減1，(Qk+W-1)。最左欄具有開始于欄最上方的一區(qū)塊b(1)。針對后續(xù)欄，區(qū)塊激活矩陣下方Qk芯片。芯片中矩陣最終全長為(Nc+W-1)。
總系統(tǒng)傳輸矩陣可借由結(jié)合各通信系統(tǒng)響應(yīng)矩陣A(k)而形成，如表示為方程式6。
A＝[A(1)，A(2)，，，A(K)] 方程式6然而，總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣A會具有極大的頻寬。為了降低矩陣頻寬，具有被重新排列的方程式6的矩陣字段的成群區(qū)塊透普利(block bandedtoeplitz)矩陣被建構(gòu)。
矩陣區(qū)塊高度(M+W-1)是基于亂碼期間。許多通信系統(tǒng)中，特定芯片數(shù)的亂碼重復(fù)。為說明時間分割多重存取/碼分割多重存取通信系統(tǒng)，亂碼重復(fù)于16芯片之后(M＝16)。
K通信的最大展頻碼或通信系統(tǒng)的最大展頻碼被稱為QMAX。為了說明，典型時間分割多重存取/碼分割多重存取通信系統(tǒng)具有16的最大展頻因素，且該系統(tǒng)中的接收器是接收具有4及8的展頻因素的通信。該系統(tǒng)中，QMAX可為16(系統(tǒng)的最大值)或8(被接收通信的最大值)。
若亂碼期間不是QMAX整數(shù)倍數(shù)，則該其間的倍數(shù)可取代M被用來建構(gòu)區(qū)塊。為了說明，若QMAX為16且其間為24，則期間三倍(48芯片)可被使用，因為其可被16及24偶數(shù)整除。
最初，來自A(1)，A(2)，....A(K)的欄是基于各k通信的展頻因素而被選擇來建構(gòu)A矩陣。如圖3所示，針對A矩陣的第一欄，A(1)第一欄的M/Q1被選擇。使用第二K矩陣A(2)，M/Q2被選擇。此程序是被重復(fù)用于其它K矩陣，A(3)，....A(K)。所有K矩陣第一欄成為總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣中的超級欄，A，具有若干欄SC，表示為方程式7，(步驟100)。
SC=Σk=1KM/Qk]]>方程式7第二超級欄是以借由選擇A(1)，A(2)，....A(K)矩陣中的下一欄的相同方式來建構(gòu)。其它超級欄是以相同方式來建構(gòu)。
雖然此說明從數(shù)字階的矩陣A(1)，A(2)，....A(K)來選擇欄，但矩陣階可改變。雖然資源單元可以任何階排列而仍可達成降低的頻寬，但借由放置被以最低展頻因素傳輸?shù)馁Y源單元于各區(qū)塊外部，頻寬可進一步被降低。然而，某些實施例中，頻寬降低的潛在性不會超過重新排序K通信所增加的復(fù)雜性。
各超級欄是被區(qū)分為具有M列的區(qū)塊，如方程式8所示，(步驟102)。
方程式8如方程式8所示，各接續(xù)欄的非零成分為矩陣下方中的M列(一區(qū)塊)。各欄的非零區(qū)塊數(shù)為L，其被表示為方程式9。
L=[M+W-1M]]]>方程式9數(shù)據(jù)偵測可被模制成方程式10r＝Ad+n方程式10n為噪聲向量。對方程式10的強迫零(zero-forcing)解是被表示為方程式11及12。
AHr＝Rd方程式11R＝AHA方程式12(·)H為復(fù)雜共軛轉(zhuǎn)置矩陣操作(Hermetian)。
對方程式10的最小平方誤差解被表示為方程式13及14。
AHr＝Rd方程式13R＝AHA+σ2I 方程式14σ2為噪聲變異，I為單位矩陣。
為了以暴力法(brute force approach)解方程式11或13，需要R的反矩陣R-1。使用方程式8的A矩陣，方程式12或14的R矩陣結(jié)構(gòu)是被表示為方程式15。
R=R0R1R2R3RL-10000000R1HR0R1R2R3RL-1000000R2HR1HR0R1R2R3RL-100000R3HR2HR1HR0R1R2R3RL-10000RL-1HR3HR2HR1HR0R1R2R3RL-10000RL-1HR3HR2HR1HR0R1R2R3RL-10000RL-1HR3HR2HR1HR0R1R2R3RL-10000RL-1HR3HR2HR1HR0R1R2R3RL-10000RL-1HR3HR2HR1HR0R1R2R300000RL-1HR3HR2HR1HR0R1R2000000RL-1HR3HR2HR1HR0R10000000RL-1HR3HR2HR1HR0]]>
方程式15如方程式15所示，R矩陣為成群區(qū)塊透普利(block banded toeplitz)。結(jié)果，解方程式11或13求d是可使用區(qū)塊Cholesky或近似Cholesky分解而立即被實施，(步驟104)。可替代是，使用方程式9的R矩陣，區(qū)塊快速富利葉轉(zhuǎn)換法可被用來求d解，(步驟104)。
權(quán)利要求
1.一種使用不同展頻因素同時估計被傳送于一展開頻譜通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的方法，該方法包含接收復(fù)數(shù)個通信信號，各通信信號具有一相關(guān)碼，至少兩個該通信信號具有一不同展頻因素，該相關(guān)碼具有一亂碼期間；建構(gòu)具有區(qū)塊的一總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣，各區(qū)塊具有長度M的一尺寸及部分基于M及各通信的該展頻因素的長度的另一尺寸，M是基于該亂碼期間；及使用該被建構(gòu)的系統(tǒng)響應(yīng)矩陣來估計該接收的復(fù)數(shù)個通信信號的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于M為該亂碼期間。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于M為該亂碼期間的倍數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該另一尺寸是為M除以各通信展頻因素的總和。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進一步包含建構(gòu)超級欄，針對各通信，各超級欄具有來自該通信的一系統(tǒng)響應(yīng)矩陣的若干連續(xù)欄，該若干連續(xù)欄是為M除以該通信展頻因素。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于各接續(xù)超級欄于矩陣中具有低于前一欄一區(qū)塊的非零成分。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而強迫零解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而在一最小平方誤差解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA+σ2I，其中σ2為噪聲變異，I為單位矩陣。
9.一種使用者設(shè)備，包含接收復(fù)數(shù)個通信信號的裝置，各通信信號具有一相關(guān)碼，至少兩個該通信信號具有一不同展頻因素，該相關(guān)碼具有一亂碼期間；建構(gòu)具有區(qū)塊的一總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣的裝置，各區(qū)塊具有長度M的一尺寸及部分基于M及各通信的該展頻因素的長度的另一尺寸，M是基于該亂碼期間；及使用該被建構(gòu)的系統(tǒng)響應(yīng)矩陣來估計該接收的復(fù)數(shù)個通信信號的數(shù)據(jù)的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的使用者設(shè)備，其特征在于M為該亂碼期間。
11.如權(quán)利要求9所述的使用者設(shè)備，其特征在于M為該亂碼期間的倍數(shù)。
12.如權(quán)利要求9所述的使用者設(shè)備，其特征在于該另一尺寸為M除以各通信展頻因素的總和。
13.如權(quán)利要求9所述的使用者設(shè)備，其特征在于進一步包含建構(gòu)超級欄的裝置，針對各通信，各超級欄具有來自該通信的一系統(tǒng)響應(yīng)矩陣的若干連續(xù)欄，該若干連續(xù)欄為M除以被該通信展頻因素。
14.如權(quán)利要求13所述的使用者設(shè)備，其特征在于各接續(xù)超級欄于矩陣中具有低于前一欄一區(qū)塊的非零成分。
15.如權(quán)利要求9所述的使用者設(shè)備，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而強迫零解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA。
16.如權(quán)利要求9所述的使用者設(shè)備，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而最小平方誤差解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA+σ2I，其中σ2為噪聲變異，I為單位矩陣。
17.一種使用者設(shè)備，包含一天線，用于接收復(fù)數(shù)個通信信號，各通信信號具有一相關(guān)碼，至少兩個該通信信號具有一不同展頻因素，該相關(guān)碼具有一亂碼期間；一數(shù)據(jù)偵測裝置，用于建構(gòu)具有區(qū)塊的一總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣，各區(qū)塊具有長度M的一尺寸及部分基于M及各通信的該展頻因素的長度的另一尺寸，M是基于該亂碼期間；及用于使用該被建構(gòu)的系統(tǒng)響應(yīng)矩陣來估計該接收的復(fù)數(shù)個通信信號的數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求17所述的使用者設(shè)備，其特征在于M為該亂碼期間。
19.如權(quán)利要求17所述的使用者設(shè)備，其特征在于M為該亂碼期間的倍數(shù)。
20.如權(quán)利要求17所述的使用者設(shè)備，其特征在于該另一尺寸為M除以各通信展頻因素的總和。
21.如權(quán)利要求17所述的使用者設(shè)備，其特征在于該數(shù)據(jù)偵測裝置是用于建構(gòu)超級欄的裝置，針對各通信，各超級欄具有來自該通信的一系統(tǒng)響應(yīng)矩陣的若干連續(xù)欄，該若干連續(xù)欄為M除以該通信展頻因素。
22.如權(quán)利要求21所述的使用者設(shè)備，其特征在于各接續(xù)超級欄于矩陣中具有低于前一欄一區(qū)塊的非零成分。
23.如權(quán)利要求17所述的使用者設(shè)備，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而強迫零解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA。
24.如權(quán)利要求17所述的使用者設(shè)備，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而最小平方誤差解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA+σ2I，其中σ2為噪聲變異，I為單位矩陣。
25.一種基地臺，包含接收復(fù)數(shù)個通信信號的裝置，各通信信號具有一相關(guān)碼，至少兩個該通信信號具有一不同展頻因素，該相關(guān)碼具有一亂碼期間；建構(gòu)具有區(qū)塊的一總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣的裝置，各區(qū)塊具有長度M的一尺寸及部分基于M及各通信的該展頻因素的長度的另一尺寸，M是基于該亂碼期間；及使用該被建構(gòu)的系統(tǒng)響應(yīng)矩陣來估計該接收的復(fù)數(shù)個通信信號的數(shù)據(jù)的裝置。
26.如權(quán)利要求25所述的基地臺，其特征在于M為該亂碼期間。
27.如權(quán)利要求25所述的基地臺，其特征在于M為該亂碼期間的倍數(shù)。
28.如權(quán)利要求25所述的基地臺，其特征在于該另一尺寸為M除以各通信展頻因素的總和。
29.如權(quán)利要求25所述的基地臺，其特征在于進一步包含建構(gòu)超級欄的裝置，針對各通信，各超級欄具有來自該通信的系統(tǒng)響應(yīng)矩陣的若干連續(xù)欄，該若干連續(xù)欄具有該通信展頻因素。
30.如權(quán)利要求29所述的基地臺，其特征在于各接續(xù)超級欄于矩陣中低于前一欄一區(qū)塊具有非零成分。
31.如權(quán)利要求25所述的基地臺，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而強迫零解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA。
32.如權(quán)利要求25所述的基地臺，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而最小平方誤差解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA+σ2I，其中σ2為噪聲變異，I為單位矩陣。
33.一種基地臺，包含一天線，用于接收復(fù)數(shù)個通信信號，各通信信號具有一相關(guān)碼，至少兩個該通信信號具有一不同展頻因素，該相關(guān)碼具有一亂碼期間；一數(shù)據(jù)偵測裝置，用于建構(gòu)具有區(qū)塊的一總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣，各區(qū)塊具有長度M的一尺寸及部分基于M及各通信的該展頻因素的長度的另一尺寸，M是基于該亂碼期間；及用于使用該被建構(gòu)的系統(tǒng)響應(yīng)矩陣來估計該接收的復(fù)數(shù)個通信信號的數(shù)據(jù)。
34.如權(quán)利要求33所述的基地臺，其特征在于M為該亂碼期間。
35.如權(quán)利要求33所述的基地臺，其特征在于M為該亂碼期間的倍數(shù)。
36.如權(quán)利要求33所述的基地臺，其特征在于該另一尺寸為M除以各通信展頻因素的總和。
37.如權(quán)利要求33所述的基地臺，其特征在于該數(shù)據(jù)偵測裝置是用于建構(gòu)超級欄的裝置，針對各通信，各超級欄具有來自該通信的系統(tǒng)響應(yīng)矩陣的若干連續(xù)欄，該若干連續(xù)欄為M除以該通信展頻因素。
38.如權(quán)利要求37所述的基地臺，其特征在于各接續(xù)超級欄于矩陣中具有低于前一欄一區(qū)塊的非零成分。
39.如權(quán)利要求33所述的基地臺，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而強迫零解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA。
40.如權(quán)利要求33所述的基地臺，其特征在于該總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣為A，而最小平方誤差解中的該數(shù)據(jù)估計是使用AHA+σ2I，其中σ2為噪聲變異，I為單位矩陣。
全文摘要
復(fù)數(shù)個通信信號被接收，各通信信號具有一相關(guān)碼，至少兩個通信信號具有不同展頻因素，相關(guān)碼具有亂碼期間。總系統(tǒng)響應(yīng)矩陣具有區(qū)塊，各區(qū)塊具有長度M的一尺寸及部分基于M及各通信的展頻因素的長度的另一尺寸，M是基于亂碼期間。復(fù)數(shù)個被接收通信信號的數(shù)據(jù)是使用建構(gòu)系統(tǒng)響應(yīng)矩陣來接收。
文檔編號H04B1/707GK1666430SQ03815853
公開日2005年9月7日 申請日期2003年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月1日
發(fā)明者金永録, 潘俊霖, 艾利拉·萊爾, 亞歷山大·瑞茨尼克 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司