专利名称：变扩频因子下的联合检测处理方法
技术领域：
本发明涉及多用户扩频无线通信系统，特别是涉及在多用户扩频无线通信系统中使用的一种变扩频因子下的联合检测处理方法。
对一般的多用户扩频通信系统而言，多址干扰往往是影响系统性能如系统容量等的重要因素。现有技术中，有时会采用联合检测的技术来克服多址干扰，或减弱多址干扰对系统性能的影响。
联合检测技术是多用户检测技术中的一种，联合检测技术可以大大改善系统的性能。在传统的DS-CDMA系统中，利用常规的匹配滤波器来检测出每个用户的信号，而对多址干扰(MAI)不作处理，而在联合检测中，多个用户的码字、信道信息联合起来检测每个单独用户的信息，在联合检测中假定各用户的码字和信道信息已知。联合检测的最佳检测方式是最大似然序列检测器(MLS)，但是较难实现，准最佳的检测器包括线性解相关检测器、相减式干扰对消器，多级检测器等。其中具体的算法如串行干扰对消器(SIC)，并行干扰对消器(PIC)，迫零判决反馈(ZF-DF)检测器等。固定长度扩频因子下的联合检测技术已经是相当成熟的技术。
但是由于信道的复杂性和时变性以及系统所传输的业务的多样性和时变性，在近来的扩频系统，尤其是第三代移动通信系统中，多使用变扩频因子的技术，即针对不同的业务、不同用户、不同的信道特征使用不同长度的扩频因子，得到较好的性能。
但常规的联合检测技术均针对固定扩频因子的情况。对于时间上存在用户数的数目不多的系统，联合检测的技术已经是比较实用，如扩频因子为16的情况下的同步CDMA系统，联合检测技术的应用，对系统性能会有比较大的改进。但是当在同一个时隙中同时工作的用户的扩频因子长度不相同的时候，常规方法便不再适用。
本发明的目的在于提出一种变扩频因子下的联合检测处理方法，其可以适用于某些情形下的变扩频因子系统，从而改善系统的性能。
根据本发明的一个方面，提供了一种变扩频因子下的联合检测处理方法，其中采用的扩频因子按树状结构生成，其特征在于把使用较短的第一扩频因子的单一用户按照生成扩频因子的树状结构，等效为使用较长的第二扩频因子的多个(本发明中多个是指两个或两个以上)用户，再做固定扩频因子下的联合检测，然后根据所述等效的多个用户的解调结果还原使用第一扩频因子的用户的解调结果。
较佳地，所述的第二扩频因子在码树上位于与该第一扩频因子相邻的下一级。
较佳地，所述的第二扩频因子的长度与系统中扰码的长度相同。
较佳地，在做所述固定扩频因子下的联合检测时采用判决反馈且可以设定一个阈值，对于绝对值小于阈值的用户数据，不进行判决反馈。
较佳地，所述的按树状结构生成的扩频因子是OVSF码(正交可变扩频因子码)。
较佳地，在根据所述等效的多个用户的解调结果还原使用第一扩频因子的用户的解调结果时，具体包括将等效后的每一用户分别与一个短序列相对应，用所述第一扩频因子将该短序列扩频后即得到该等效后的用户对应的所述第二扩频因子；将等效后的用户的解调数据乘以该用户所对应的短序列，再将该多个用户所对应的多个短序列的对应数据相加，所得的和序列即作为所述使用第一扩频因子的用户的解调结果。
较佳地，在根据所述等效的多个用户的解调结果还原使用第一扩频因子的用户的解调结果时，具体包括将等效后的每一用户分别与一个短序列相对应，用所述第一扩频因子将该短序列扩频后即得到该等效后的用户对应的所述第二扩频因子；将等效后的用户中，其解调数据绝对值最大的那个用户所对应的所述短序列，乘以该用户的解调数据，所得的序列作为所述使用第一扩频因子的用户的解调结果。
本发明的一种变扩频因子下的联合检测处理方法，可以适用于某些情形下的变扩频因子系统，其可以简单地在变扩频因子系统中实现联合检测，从而改善系统的性能。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例，并结合附图，对本发明进一步详细说明。所应理解的是，其仅用于对本发明的阐述说明而非限制。其中
图1示出了本发明的一个较佳实施例中使用的OVSF码的码树示意图；图2示出了图1的较佳实施例中使用的OVSF码的生成方法；图3示出了本发明的另一个较佳实施例中变扩频因子下联合检测处理的示意图；图4示出了图3的较佳实施例中的步骤D中采用的迫零反馈联合检测的示意图。
本发明主要是将使用短扩频因子的用户等效为多个使用长扩频因子的用户，再做联合检测，最后根据等效的多个用户的结果还原短扩频因子的用户的解调结果。其核心思想是通过将使用短扩频因子的单一用户等效为多个使用长扩频因子的用户，而将变扩频因子下的联合检测问题巧妙地转化为在固定扩频因子下的联合检测问题，从而可以使用常规的固定扩频因子下的联合检测方法及程序，方便地实现了变扩频因子下的联合检测。
在目前的移动通信系统，尤其是第三代移动通信系统中，扩频码或信道码的选取大都选择OVSF码，此码的生成一般根据不同阶数的哈达码矩阵的关系生成。许多情形下在使用OVSF码的基础上再加上扰码。图1示出了本发明的一个较佳实施例中使用的OVSF码的码树示意图，图2示出了图1的较佳实施例中使用的OVSF码的生成方法。
本实施例主要针对变扩频因子的特定情形即系统中存在两类扩频因子，一类长扩频因子即第二扩频因子的长度为N2，一类短扩频因子即第一扩频因子长度为N1，其中短扩频因子与长扩频因子在码树上级数相邻，对于OVSF码，长扩频因子长度为短扩频因子的两倍。因此若某个用户A(N1)的扩频因子长度为N1，则该用户等效于两个扩频因子长度为N2的用户(A1(N2)，A2(N2))。
对于上述系统中含有较短扰码的情况，则也可以取扰码的长度为N2，但系统中的扩频因子长度只能为N1、N2中选出的一种或两种长度。
按照等效后的用户数和相应扩频码与系统的信道估计等等做联合检测，此联合检测的方法可以采用各种常用的算法如ZF(迫零)算法、ZF-DF(迫零判决反馈)算法等等。得到等效后的用户的解调数据。本步骤中的固定扩频因子联合检测若使用判决反馈技术，对A(N1)的等效用户(A1(N2)，A2(N2))中解调的数据做判决反馈时可以设定一个判决阈值，对于绝对值小于阈值的用户数据反馈值设为0。
等效前的用户A(N1)的解调数据根据其等效的多个用户(A1(N2)，A2(N2))的解调结果来得到。具体做法可以是将等效后的每一用户Ai(N2)分别与一个短序列(a1，i，a2，i)相对应，该短序列(a1，i，a2，i)是这样得到的，即用所述第一扩频因子将该短序列扩频后即得到该等效后的用户对应的所述第二扩频因子。将等效后的用户Ai(N2)的解调数据乘以该用户所对应的短序列(a1，i，a2，i)再将该多个用户所对应的多个短序列的对应数据相加，所得的和序列 即作为所述使用第一扩频因子的用户A(N1)的解调结果。另一种根据等效后的多个用户(A1(N2)，A2(N2))的解调结果来得到用户A(N1)的解调数据的做法可以是取(A1(N2)，A2(N2))中解调数据绝对值最大的那个用户Ak(N2)对应的短序列(a1，k，a2，k)，乘以该用户的解调数据，所得的序列作为所述使用第一扩频因子的用户A(N1)的解调结果。
更加具体的，在本发明的另一个较佳实施例中，参照了CWTS(中国无线通信标准组织)提出的TD-SCDMA系统，系统以burst(突发)为时隙结构，扩频因子最大为16，在某小区内同频同时隙的用户数最大为16，用户的扩频因子可以为1，2，4，8，16。采用OVSF码进行扩频，并加扰码，扰码的长度为16，QPSK调制。当系统burst里存在两个以上的用户时，使用联合检测技术对用户数据进行解调。本实施例采用迫零判决反馈(ZF-DF)的联合检测算法。为较好说明，假设系统具有3个用户C，B，A，具有扩频因子为16，16，8，相应的OVSF扩频码为ch16，3，ch16，4，ch8，3。整个处理的流程示意图见图3。图3示出了本发明的另一个较佳实施例中变扩频因子下联合检测处理的示意图。
由于扰码和最大扩频因子均为16，故取第二扩频因子的长度N2＝16；由于小于N2的用户只有一个A，其扩频因子的长度N1＝8，故可以将A等效为16/8＝2个用户(A1，A2)，其相应的扩频码为按照OVSF码的生成树，以ch8，3为树根得到相应的扩频码ch16，5，ch16，6，此时原系统可以看作2+2＝4个用户来做联合检测，相应的扩频码为ch16，3，ch16，4，ch16，5，ch16，6，再加上扰码后，得到复合扩频码 ，请参照图3中的10框。
在下一步骤，经信道估计得到A，B，C用户的信道特征 ，其中用户A1，用户A2的信道特征同用户A的信道特征。请参照图3中的20框。
在下一步骤，由等效后用户特征和信道特征生成复合的信道转移矩阵(即传输矩阵) 请参照图3中的30框。
进一步地，在图3中的40框中，利用由上一步骤得到的信道转移矩阵 的输入和接收数据的输入进行固定扩频因子下的联合检测。该固定扩频因子下的联合检测算法可参见文献[1]，即，“Zero Forcing and MinimumMean-Square-Error Equalization for Multiuser Detection in Code-DivisionMultiple-Acess channels”，A.Klein G.K.Kaleh P.W.Basier，IEEE Trans.onVehicular Technology.Vol.45 no.2，1996，May。图4示出了图3的较佳实施例中的步骤D中采用的迫零反馈联合检测的示意图。其中在判决反馈的算法中，对A1，A2，的数据设定一个域值m，当其解调数据的绝对值小于m时，反馈回的值设为0，而不是所判决的值。
请参照图3中的50框，在上一步骤固定扩频因子的联合检测之后，将输出A1，A2，B，C四个用户的联合检测后的解调数据。在本步骤中要将该解调数据进行处理，还原得到使用第一扩频因子的用户A的数据，而用户B，C的数据直接输出即可。
利用用户A1，A2的解调数据还原用户A的解调数据的方法可以是假设用户A1，A2的某个数据解调值分别为b1，b2，则A用户的数据可以由近似等于(b1+b2，b1-b2)。依此类推可以得到A用户的所有数据。
利用用户A1，A2的解调数据还原用户A的解调数据的方法还可以是假设A1，A2，的某个数据解调值分别为b1，b2，则求出|b1|，|b2|最大的值，不妨假设为|b2|，A2对应的信道码ch16，6，可以由(1，-1，)(即为技术方案中所述的短序列)经过ch8，3扩频得到，故可以得到A用户对应位置的解调数据为(b3，-b3)。依此类推可以得到A用户的所有数据。
权利要求
1.一种变扩频因子下的联合检测处理方法，其中采用的扩频因子按树状结构生成，其特征在于把使用较短的第一扩频因子的单一用户按照生成扩频因子的树状结构，等效为使用较长的第二扩频因子的多个用户，再做固定扩频因子下的联合检测，然后根据所述等效的多个用户的解调结果还原使用第一扩频因子的用户的解调结果。
2.如权利要求1所述的变扩频因子下的联合检测处理方法，其特征在于所述的第二扩频因子在码树上位于与该第一扩频因子相邻的下一级。
3.如权利要求1所述的变扩频因子下的联合检测处理方法，其特征在于所述的第二扩频因子的长度与系统中扰码的长度相同。
4.如权利要求1所述的变扩频因子下的联合检测处理方法，其特征在于在做所述固定扩频因子下的联合检测时可以采用判决反馈并且可以设定一个阈值，对于解调值小于阈值的用户数据，不进行判决反馈。
5.如权利要求1所述的变扩频因子下的联合检测处理方法，其特征在于所述的按树状结构生成的扩频因子是OVSF码。
6.如权利要求1所述的变扩频因子下的联合检测处理方法，其特征在于在根据所述等效的多个用户的解调结果还原使用第一扩频因子的用户的解调结果时，具体包括将等效后的每一用户分别与一个短序列相对应，用所述第一扩频因子将该短序列扩频后即得到该等效后的用户对应的所述第二扩频因子；将等效后的用户的解调数据乘以该用户所对应的短序列，再将该多个用户所对应的多个短序列的对应数据相加，所得的和序列即作为所述使用第一扩频因子的用户的解调结果。
7.如权利要求1所述的变扩频因子下的联合检测处理方法，其特征在于在根据所述等效的多个用户的解调结果还原使用第一扩频因子的用户的解调结果时，具体包括将等效后的每一用户分别与一个短序列相对应，用所述第一扩频因子将该短序列扩频后即得到该等效后的用户对应的所述第二扩频因子；将等效后的用户中，其解调数据绝对值最大的那个用户所对应的所述短序列，乘以该用户的解调数据，所得的序列作为所述使用第一扩频因子的用户的解调结果。
全文摘要
一种变扩频因子下的联合检测处理方法,其中采用的扩频因子按树状结构生成,其特征在于:把使用较短的第一扩频因子的单一用户按照生成扩频因子的树状结构,等效为使用较长的第二扩频因子的多个用户,再做固定扩频因子下的联合检测,然后根据所述等效的多个用户的解调结果还原使用第一扩频因子的用户的解调结果。
文档编号H04J13/02GK1362803SQ0110009
公开日2002年8月7日 申请日期2001年1月8日 优先权日2001年1月8日
发明者蔡朝辉 申请人:华为技术有限公司