专利名称：具非统一展频因素码的数据侦测的制作方法
技术领域：
本发明有关无线码分割多重存取通信系统。特别是，本发明有关具非统一展频因素于该系统中的通信的数据侦测。
背景技术：
码分割多重存取(CDMA)通信系统中，多重通信可以共享频谱同时被传送。各通信是借由被用来传送该通信的该码来识别。通信数据符号是使用码芯片来展开。被用来传输特殊符号的芯片数是被称为展频因素。为了说明，针对展频因素16，其16芯片是被用来传输一符号。典型的展频因素(SF)为时间分割双工/码分割多重存取通信系统中的16，8，4，2及1。
较佳使用共享频谱的某些码分割多重存取通信系统中，该频谱为被分割为具有如15时间槽的一预定数时间槽的框的时间。此类系统是被称为混合码分割多重存取/时间分割多重存取(TDMA)通信系统。限制上行链路通信及下行链路通信为特殊时间槽的一该系统，为时间分割双工通信(TDD)系统。
接收被传送于共享频谱内的多重通信的一方法为联合侦测。联合侦测中，来自多重通信的数据是一起被决定。联合侦测器是使用已知或被决定的多重通信码，并估计该多重通信数据为软符号。联合侦测器的某些典型实施是使用零强制块线性均衡器(ZFBLE)、Cholesky或近似Cholesky分解或快速富利叶转换。
这些实施通常被设计用于所有具有相同展频因素的通信。同时处理具有不同展频因素的通信为该系统的问题。
于是，可预期处理共同侦测内的不同展频因素。
发明内容
复数个通信信号被接收。各通信信号具有一相关码。至少两个通信信号具有不同展频因素。相关码具有乱码期间。总系统响应矩阵具有区块。各区块具有长度M的一尺寸及部分基于M及各通信的展频因素的长度的另一尺寸。M是基于乱码期间。复数个被接收通信信号的数据是使用建构系统响应矩阵来接收。
图1为非统一展频因素通信系统的一实施例。
图2为kth通信的系统响应矩阵图。
图3为建构总系统响应矩阵图。
图4为侦测来自具非统一展频因素的通信的数据的流程图。
具体实施例方式
本发明实施例大致可以任何码分割多重存取通信系统来使用，如时间分割双工/码分割多重存取，时间分割多重存取/码分割多重存取或频率分割双工/码分割多重存取通信系统及其它类型通信系统。
图1为非统一展频因素通信系统的一实施例。发送器20及接收器22被显示于图1。发送器20可被放置于使用者设备，或多重发射电路20可被放置于基地台。虽然接收器22的较佳使用是于基地台处以接收上行链路通信，但接收器22可被放置于该使用者设备或基地台或两者兼可。
将被传送至接收器22的数据符号，是借由发送器20处的调变及展开装置24来处理。调变及展开装置24可展开具有码及位于被指派至载运数据的通信的展频因素处的数据。该通信是借由天线26或发送器20的天线数组透过无线电接口28来发射。
接收器22处，可能与其它发送器的通信一起的通信，是被接收于天线30或发送器30的天线数组。该被接收信号是被取样装置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。该被接收向量是被信道估计装置36处理，借以估计被接收信号的信道脉冲响应。信道估计装置36可使用被接收信号中的训练序列，引示信号或另外技术来估计该脉冲响应。非统一展频因素的数据侦测装置34是使用被接收通信及被估计脉冲响应的码来估计展开数据的软符号d′。
具非统一展频因素码的数据侦测是被描绘于图2及图3且被以流程图说明于图4。K数目的通信是于观察区间被传输。时间分割双工通信/码分割多重存取通信系统中，观察区间通常为通信丛发的一数据域。然而，时间分割双工通信/码分割多重存取通信系统及其它码分割多重存取通信系统中，如乱码期间的其它大小的观察区间亦可被使用。
组合被接收K通信的样本是于观察区间被收集为被接收向量r。r的芯片长度为各通信观察区间中被传输的芯片数Nc加上信道脉冲响应长度W减去1，(Nc+W-1)。
被传输的K通信的kth通信可被表示为x(k)。各符号的符号边界内的ith芯片是被定义为xi(k)且被表示为方程式1。
x‾i(k)=Σn=1Ns(k)dn(k)v‾i(n,k)]]>方程式1Ns(k)为观察区间中kth通信的符号数，dn(k)为Ns(k)符号的nth符号的符号值。v(n，k)为nth符号边界内kth通信的码序列部分(v(n，k)于nth符号边界外为零)。vi(n，k)为符号边界内的码序列部分的ith芯片(除了nth符号边界内的ith芯片外，vi(n，k)为零)。
方程式1可被扩充为方程式2的矩阵方程式。
x(k)＝V(k)d(k)方程式2V(k)为用于通信k且具有Ns(k)栏及Nc列的展频矩阵。V(k)的nth栏为v(n，k)。经由无线信道传输后，x(k)经历了信道脉冲响应h(k)。h(k)为W芯片长度。hjk为h(k)的jth芯片。忽略噪声，通信k的r(k)对被接收向量r的贡献是被表示为方程式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以矩阵型式，方程式3是被表示为方程式4。
r(k)＝H(k)V(k)d(k)方程式4H(k)为通信k的信道脉冲响应且具有Nc栏及(Nc+W-1)列。H(k)的ith栏的支持为信道脉冲响应h(k)。支持H(k)的ith栏的第一成份为该栏的ith成份。
针对各通信k，系统传输矩阵A(k)可被建构表示为方程式5。
A(k)＝H(k)V(k)方程式5图2为系统响应矩阵A(k)。该图的各栏是对应通信的一数据符号。结果，该矩阵具有Ns(k)栏。各ith栏具有非零成份的区块b(i)。非零成份数是借由添加kth通信的展频因素Qk及脉冲响应长度W减1，(Qk+W-1)。最左栏具有开始于栏最上方的一区块b(1)。针对后续栏，区块激活矩阵下方Qk芯片。芯片中矩阵最终全长为(Nc+W-1)。
总系统传输矩阵可借由结合各通信系统响应矩阵A(k)而形成，如表示为方程式6。
A＝[A(1)，A(2)，，，A(K)] 方程式6然而，总系统响应矩阵A会具有极大的频宽。为了降低矩阵频宽，具有被重新排列的方程式6的矩阵字段的成群区块透普利(block bandedtoeplitz)矩阵被建构。
矩阵区块高度(M+W-1)是基于乱码期间。许多通信系统中，特定芯片数的乱码重复。为说明时间分割多重存取/码分割多重存取通信系统，乱码重复于16芯片之后(M＝16)。
K通信的最大展频码或通信系统的最大展频码被称为QMAX。为了说明，典型时间分割多重存取/码分割多重存取通信系统具有16的最大展频因素，且该系统中的接收器是接收具有4及8的展频因素的通信。该系统中，QMAX可为16(系统的最大值)或8(被接收通信的最大值)。
若乱码期间不是QMAX整数倍数，则该其间的倍数可取代M被用来建构区块。为了说明，若QMAX为16且其间为24，则期间三倍(48芯片)可被使用，因为其可被16及24偶数整除。
最初，来自A(1)，A(2)，....A(K)的栏是基于各k通信的展频因素而被选择来建构A矩阵。如图3所示，针对A矩阵的第一栏，A(1)第一栏的M/Q1被选择。使用第二K矩阵A(2)，M/Q2被选择。此程序是被重复用于其它K矩阵，A(3)，....A(K)。所有K矩阵第一栏成为总系统响应矩阵中的超级栏，A，具有若干栏SC，表示为方程式7，(步骤100)。
SC=Σk=1KM/Qk]]>方程式7第二超级栏是以借由选择A(1)，A(2)，....A(K)矩阵中的下一栏的相同方式来建构。其它超级栏是以相同方式来建构。
虽然此说明从数字阶的矩阵A(1)，A(2)，....A(K)来选择栏，但矩阵阶可改变。虽然资源单元可以任何阶排列而仍可达成降低的频宽，但借由放置被以最低展频因素传输的资源单元于各区块外部，频宽可进一步被降低。然而，某些实施例中，频宽降低的潜在性不会超过重新排序K通信所增加的复杂性。
各超级栏是被区分为具有M列的区块，如方程式8所示，(步骤102)。
方程式8如方程式8所示，各接续栏的非零成分为矩阵下方中的M列(一区块)。各栏的非零区块数为L，其被表示为方程式9。
L=[M+W-1M]]]>方程式9数据侦测可被模制成方程式10r＝Ad+n方程式10n为噪声向量。对方程式10的强迫零(zero-forcing)解是被表示为方程式11及12。
AHr＝Rd方程式11R＝AHA方程式12(·)H为复杂共轭转置矩阵操作(Hermetian)。
对方程式10的最小平方误差解被表示为方程式13及14。
AHr＝Rd方程式13R＝AHA+σ2I 方程式14σ2为噪声变异，I为单位矩阵。
为了以暴力法(brute force approach)解方程式11或13，需要R的反矩阵R-1。使用方程式8的A矩阵，方程式12或14的R矩阵结构是被表示为方程式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矩阵为成群区块透普利(block banded toeplitz)。结果，解方程式11或13求d是可使用区块Cholesky或近似Cholesky分解而立即被实施，(步骤104)。可替代是，使用方程式9的R矩阵，区块快速富利叶转换法可被用来求d解，(步骤104)。
权利要求
1.一种使用不同展频因素同时估计被传送于一展开频谱通信系统的数据的方法，该方法包含接收复数个通信信号，各通信信号具有一相关码，至少两个该通信信号具有一不同展频因素，该相关码具有一乱码期间；建构具有区块的一总系统响应矩阵，各区块具有长度M的一尺寸及部分基于M及各通信的该展频因素的长度的另一尺寸，M是基于该乱码期间；及使用该被建构的系统响应矩阵来估计该接收的复数个通信信号的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于M为该乱码期间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于M为该乱码期间的倍数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于该另一尺寸是为M除以各通信展频因素的总和。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包含建构超级栏，针对各通信，各超级栏具有来自该通信的一系统响应矩阵的若干连续栏，该若干连续栏是为M除以该通信展频因素。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于各接续超级栏于矩阵中具有低于前一栏一区块的非零成分。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而强迫零解中的该数据估计是使用AHA。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而在一最小平方误差解中的该数据估计是使用AHA+σ2I，其中σ2为噪声变异，I为单位矩阵。
9.一种使用者设备，包含接收复数个通信信号的装置，各通信信号具有一相关码，至少两个该通信信号具有一不同展频因素，该相关码具有一乱码期间；建构具有区块的一总系统响应矩阵的装置，各区块具有长度M的一尺寸及部分基于M及各通信的该展频因素的长度的另一尺寸，M是基于该乱码期间；及使用该被建构的系统响应矩阵来估计该接收的复数个通信信号的数据的装置。
10.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于M为该乱码期间。
11.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于M为该乱码期间的倍数。
12.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于该另一尺寸为M除以各通信展频因素的总和。
13.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于进一步包含建构超级栏的装置，针对各通信，各超级栏具有来自该通信的一系统响应矩阵的若干连续栏，该若干连续栏为M除以被该通信展频因素。
14.如权利要求13所述的使用者设备，其特征在于各接续超级栏于矩阵中具有低于前一栏一区块的非零成分。
15.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而强迫零解中的该数据估计是使用AHA。
16.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而最小平方误差解中的该数据估计是使用AHA+σ2I，其中σ2为噪声变异，I为单位矩阵。
17.一种使用者设备，包含一天线，用于接收复数个通信信号，各通信信号具有一相关码，至少两个该通信信号具有一不同展频因素，该相关码具有一乱码期间；一数据侦测装置，用于建构具有区块的一总系统响应矩阵，各区块具有长度M的一尺寸及部分基于M及各通信的该展频因素的长度的另一尺寸，M是基于该乱码期间；及用于使用该被建构的系统响应矩阵来估计该接收的复数个通信信号的数据。
18.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于M为该乱码期间。
19.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于M为该乱码期间的倍数。
20.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于该另一尺寸为M除以各通信展频因素的总和。
21.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于该数据侦测装置是用于建构超级栏的装置，针对各通信，各超级栏具有来自该通信的一系统响应矩阵的若干连续栏，该若干连续栏为M除以该通信展频因素。
22.如权利要求21所述的使用者设备，其特征在于各接续超级栏于矩阵中具有低于前一栏一区块的非零成分。
23.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而强迫零解中的该数据估计是使用AHA。
24.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而最小平方误差解中的该数据估计是使用AHA+σ2I，其中σ2为噪声变异，I为单位矩阵。
25.一种基地台，包含接收复数个通信信号的装置，各通信信号具有一相关码，至少两个该通信信号具有一不同展频因素，该相关码具有一乱码期间；建构具有区块的一总系统响应矩阵的装置，各区块具有长度M的一尺寸及部分基于M及各通信的该展频因素的长度的另一尺寸，M是基于该乱码期间；及使用该被建构的系统响应矩阵来估计该接收的复数个通信信号的数据的装置。
26.如权利要求25所述的基地台，其特征在于M为该乱码期间。
27.如权利要求25所述的基地台，其特征在于M为该乱码期间的倍数。
28.如权利要求25所述的基地台，其特征在于该另一尺寸为M除以各通信展频因素的总和。
29.如权利要求25所述的基地台，其特征在于进一步包含建构超级栏的装置，针对各通信，各超级栏具有来自该通信的系统响应矩阵的若干连续栏，该若干连续栏具有该通信展频因素。
30.如权利要求29所述的基地台，其特征在于各接续超级栏于矩阵中低于前一栏一区块具有非零成分。
31.如权利要求25所述的基地台，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而强迫零解中的该数据估计是使用AHA。
32.如权利要求25所述的基地台，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而最小平方误差解中的该数据估计是使用AHA+σ2I，其中σ2为噪声变异，I为单位矩阵。
33.一种基地台，包含一天线，用于接收复数个通信信号，各通信信号具有一相关码，至少两个该通信信号具有一不同展频因素，该相关码具有一乱码期间；一数据侦测装置，用于建构具有区块的一总系统响应矩阵，各区块具有长度M的一尺寸及部分基于M及各通信的该展频因素的长度的另一尺寸，M是基于该乱码期间；及用于使用该被建构的系统响应矩阵来估计该接收的复数个通信信号的数据。
34.如权利要求33所述的基地台，其特征在于M为该乱码期间。
35.如权利要求33所述的基地台，其特征在于M为该乱码期间的倍数。
36.如权利要求33所述的基地台，其特征在于该另一尺寸为M除以各通信展频因素的总和。
37.如权利要求33所述的基地台，其特征在于该数据侦测装置是用于建构超级栏的装置，针对各通信，各超级栏具有来自该通信的系统响应矩阵的若干连续栏，该若干连续栏为M除以该通信展频因素。
38.如权利要求37所述的基地台，其特征在于各接续超级栏于矩阵中具有低于前一栏一区块的非零成分。
39.如权利要求33所述的基地台，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而强迫零解中的该数据估计是使用AHA。
40.如权利要求33所述的基地台，其特征在于该总系统响应矩阵为A，而最小平方误差解中的该数据估计是使用AHA+σ2I，其中σ2为噪声变异，I为单位矩阵。
全文摘要
复数个通信信号被接收，各通信信号具有一相关码，至少两个通信信号具有不同展频因素，相关码具有乱码期间。总系统响应矩阵具有区块，各区块具有长度M的一尺寸及部分基于M及各通信的展频因素的长度的另一尺寸，M是基于乱码期间。复数个被接收通信信号的数据是使用建构系统响应矩阵来接收。
文档编号H04B1/707GK1666430SQ03815853
公开日2005年9月7日 申请日期2003年6月23日 优先权日2002年7月1日
发明者金永録, 潘俊霖, 艾利拉·莱尔, 亚历山大·瑞茨尼克 申请人:美商内数位科技公司