专利名称：多用户检测系统中的迭代干扰消除装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种码分多址通讯系统的多用户检测系统中的迭代干扰消除装置。
背景技术：
在CDMA(码分多址)通讯系统中，由于多个用户的信号在同一空间区域内，在时域和频域上是重叠的，因此接收端能否正确分离多用户信号是系统设计过程中的关键，其中一个重要的影响因素是时变信道所造成的码间干扰(ISI)及其它用户的多址干扰(MAI)。传统的移动通讯系统中，接收系统将多址干扰等效为高斯噪声，从而将其它用户的有用信息丢弃了，使判决后误码较多。而多用户检测则是充分利用系统传输的有用信息和其它用户信息来检测单个用户的数据，达到最佳的判决效果，以提高系统性能和系统容量，降低远近效应对系统的影响，简化功率控制。
常见的多用户检测系统中通常采用近似乔莱斯基(Cholesky)分解的方法通过矩阵分解，求逆等运算得到。但是此方法的运算量恒定，当传播环境比较好的时候，运算量也维持不变，会造成系统的运算资源浪费。另外多用户检测系统还常使用干扰消除，但干扰消除的方法的收敛速度较慢，尤其当环境恶劣时，如当有效路径比较多时，需要较高的迭代次数才能收敛，而且在有些条件下，迭代可能不收敛。造成算法失败。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种多用户检测系统中的迭代干扰消除装置，用于消除码间干扰(ISI)及其它用户的多址干扰(MAI)，其能动态控制迭代次数，控制运算复杂度，且其收敛速度较快，能精确检测所有用户所占全部码道上的数据，以达到最佳的接收效果。
为了解决上述技术问题，在生成要解的系统方程Rd^=b]]>之后，启动本实用新型的多用户检测系统中的迭代干扰消除装置，它包括依次连接的初始迭代参量选择模块，用于初始化迭代参数和计算初始猜测值模块，其包含依次连接的计算初始猜测值 计算初始残量选择模块r0=Rd^0-dmaf]]>初始搜索方向选择模块q0＝r0，最大迭代次数设置Nmax模块，相对门限Stop_Tol设置模块，计算‖b‖即b矢量的模；第一收敛性检测模块，进行收敛性检测，如果收敛条件满足，则 就是所要求的解 退出运算过程；迭代计算核心模块，该迭代计算核心模块又包括依次连接的计算矩阵和矢量乘积模块，其计算第k次迭代时的矩阵R与矢量qk-1的乘积Rqk-1；计算前进步长模块，其执行运算αk-1＝-(rk-1，rk-1)/(Rqk-1，qk-1)；计算迭代值模块，其计算第k次迭代值d^k=d^k-1+αk-1qk-1;]]>更新残量模块，其执行运算rk＝rk-1+αk-1Rqk-1；第二收敛性检测模块，进行收敛性检测，如果收敛条件满足停止计算，上述 就是所要求的解 退出迭代核心运算，跳出循环；计算参量模块，其令λk-1＝(rk，rk)/(rk-1，rk-1)更新搜索方向模块，其执行运算qk＝rk+λk-1qk-1。
第一收敛性检测模块，第二收敛性检测模块包括判断迭代次数是否已经达到步骤b中所设定的最大的迭代次数Nmax，如果已经达到最大的迭代次数，则收敛条件满足；并退出收敛条件判断；如果不满足该收敛条件则继续进行下面的收敛条件判断计算残量‖r(k)‖，并判断‖r(k)‖是否小于Stop_Tol*‖b‖，如果满足‖r(k)‖≤Stop_Tol*‖b‖，则收敛条件满足；本实用新型的优点是1.运算复杂度低，通过本实用新型的装置，可大大的简化运算量，这样使运算量大为降低。使在较好的信道条件下运算量会小于乔莱斯基分解的运算量。而且算法的存储量以及空间的复杂度都不是很大，而且在实现中非常有利于流水线操作。
2.迭代次数是根据要求而变化，由于迭代的终止准则的相对门限是可以事先设定。故可以根据不同的业务的要求而相应的选择不同的终止门限，这样使迭代次数可以根据需要而变化，这样在业务质量要求较高的时候和业务质量要求较低的情况下，迭代的次数是可以不同的。
3.在信道情况较好的情况迭代的性能优异，当信号的传播环境较好的时候，本装置可以经过很少的次数或根本不需要迭代实现，这在乔莱斯基分解的方法是不能做到的。此时算法实际执行的次数是可以根据信道的情况的变化而变化。
图1是本实用新型的干扰消除装置的结构框图。
图2是本实用新型的初始迭代参量选择模块的结构框图。
图3是迭代计算核心模块的结构框图。
图4是所述的第一收敛性检测模块、第二收敛性检测模块的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的干扰消除装置，用于在生成系统矩阵后，消除多用户干扰和码间干扰，最终估计出用户发送数据 其包括依次连接的初始迭代参量选择模块1、第一收敛性检测模块2、迭代计算核心模块3。
如图2所示所述的初始迭代参量选择模块1包括依次连接的初始迭代值 选择模块11；初始残量选择模块12，其执行运算r0=Rd^0-dmaf;]]>初始搜索方向选择模块13，初始搜索方向q0＝r0；最大迭代次数设置Nmax模块14，设置系统所能允许的最大的迭代次数；相对门限Stop_Tol设置模块15，这个门限是根据系统的业务要求或者其他的条件得到；计算b矢量的模模块16，即计算‖b‖；
所述的第一收敛性检测模块2，如果收敛条件满足，则 就是所要求的解 退出运算过程；如图3所示所述的迭代计算核心模块3又包括依次连接的计算乘积模块31，其计算第k次迭代时的矩阵与矢量的乘积Rqk-1；计算前进步长模块32，其执行运算αk1＝-(rk-1，rk-1)/(Rqk-1，qk-1)；计算迭代值模块33，其计算第k次迭代值d^k=d^k-1+αk-1qk-1;]]>更新残量模块34，其执行运算rk＝rk-1+αk-1Rqk-1；第二收敛性检测模块35，如果收敛条件满足停止计算，上述 就是所要求的解 退出迭代核心运算，跳出循环；计算参量模块36，其计算λk-1＝(rk，rk)/(rk-1，rk-1)更新搜索方向模块37，其执行运算qk＝rk+λk-1qk-1以上角标中k表示第k次迭代，k＝1，2，3，...
所述的计算乘积模块31用于计算矢量与矩阵的乘积，具体的计算为Rqk＝u，计算结果为u矢量，令R=R0R1HR1R0OOOR1HR1R0,]]>则R0R1HR1R0OOOR1HR1R0×q1q2MqN=u1u2MuN]]>q＝[q1，q2，q3ΛqN]T，u＝[u1，u2，u3，ΛuN]T，其中，qi＝[q1，q2，ΛqK]T，ui＝[u1，u2，Λ，uK]Ti＝1，2，ΛN矩阵Ri是维数为K×K阶的矩阵，其中K是当前所有用户所占的码道数，N为每个用户的发送符号数；两个子块的乘法R1qi和R1Hqi，这样上述两个矩阵和矢量的乘法运算写成各个元素的形式，分别为
r11r12Λr1Kr21r22Λr2KMMOMrK1rK2Λrkk×q1q2MqK=u1u2MuK]]>式中，R1=r11r12Λr1Kr21r22Λr2KMMOMrK1rK2ΛrKK]]>r‾11r‾21Λr‾K1r‾12r‾22Λr‾K2MMOMr‾1Kr‾2KΛr‾kk×q1q2MqK=u1′u2′MuK′]]>式中，R‾1=r‾11r‾21Λr‾K1r‾12r‾22Λr‾K2MMOMr‾1Kr‾2KΛr‾KK]]>式中rji＝conj(rij)，即rij的共轭，式中i＝1，2，ΛK，j＝1，2，ΛK；则上述的矩阵矢量的乘法，写开为uk=Σt=0Krktqt,]]>和uk′=Σt=0Kr‾kiqt,]]>其中，rki和rkti是R和R的元素，qt为q的元素，因为他们均为复数，把他们的实部和虚部分开写为uk=Σt=0Kritqt=Σt=0K(rirr+iirit)*(qtr+iiqt)=Σt=0K(ritr*qtr-riti*qti)+i(ritr*qt+riti*qtr)]]>uk′=Σt=0Kr‾itqt=Σt=0K(rirr+iiqit)*(qtr+iiqt)=Σt=0K(ritr*qtr-riti*qti)+i(ritr*qt+riti*qtr)]]>上式中rrit，irit，rqt，iqt分别为rit的实部和虚部，qt的实部和虚部；这样在计算u和u′的时，将使用几个公用的乘法结果，rrit*rqt，irit·*iqt，rrit*qt，irit*rqt，仅仅irit*rqt和irit*iqt的符号将发生变化；同时在求u和u′的时候其计算的顺序略有变化，节省运算资源。
所述初始迭代值选择模块11，选择初始迭代值d^0=0;]]>或d^0=sign(dmaf);]]>或d^0=dmaf;]]>或选择初始迭代值为d^0=dmaf/||dmaf||2,]]>即对前述的初始迭代值的模进行调整以以提高收敛速度。
如图4所示所述的第一收敛性检测模块2和第二收敛性检测模块35，包含最大值判断模块21，用于判断迭代次数是否已经达到初始迭代参量选择模块1中所设定的最大的迭代次数Nmax，如果已经达到最大的迭代次数，则收敛条件满足，并退出收敛条件判断；如果不满足该收敛条件，则继续进行下面的收敛条件判断，由于尚未进行迭代在第一收敛性检测模块2中这个最大值判断模块21可被省略，在第二收敛性检测模块35中这个判据将被使用；计算残量的模‖r(k)‖模块22，在第一收敛性检测模块2中k＝0；
残量收敛条件判断模块23、判断‖r(k)‖是否不大于Stop_Tol*‖b‖，如果满足‖r(k)‖≤Stop_Tol*‖b‖，则收敛条件满足，第一收敛性检测模块2中k＝0。
权利要求1.一种多用户检测系统中的迭代干扰消除装置，其特征在于，包括依次连接的初始迭代参量选择模块(1)；第一收敛性检测模块(2)，用于如果收敛条件满足，则 就是所要求的解 退出运算过程；迭代计算核心模块(3)，该迭代计算核心模块3又包括依次连接的计算乘积模块(31)，其计算第k次迭代时的矩阵与矢量的乘积Rqk-1；计算前进步长模块(32)，其执行运算αk-1＝-(rk-1，rk-1)/(Rqk-1，qk-1)；计算迭代值模块(33)，其计算第k次迭代值d^k=d^k-1+αk-1qk-1;]]>更新残量模块(34)，其执行运算rk＝rk-1+αk-1Rqk-1；第二收敛性检测模块(35)，如果收敛条件满足，则停止计算，上述 就是所要求的解 退出迭代核心运算，跳出循环；计算参量模块(36)，其令λk-1＝(rk，rk)/(rk-1，rk-1)；更新搜索方向模块(37)，其执行运算qk＝rk+λk-1qk-1。
2.根据权利要求1所述的多用户检测系统中的迭代干扰消除装置，其特征在于，所述的初始迭代参量选择模块(1)包括依次连接的初始迭代值 选择模块(11)；初始残量选择模块(12)，其执行运算r0=Rd^0-dmaf;]]>初始搜索方向选择模块(13)，方向q0＝r0；最大迭代次数设置Nmax模块(14)；相对门限Stop_Tol设置模块(15)；计算b矢量的模模块(16)，即计算‖b‖。
3.根据权利要求1所述的多用户检测系统中的迭代干扰消除装置，其特征在于，所述的第一收敛性检测模块(2)和第二收敛性检测模块(35)包括依次连接的最大值判断模块(21)，用于判断迭代次数是否已经达到初始迭代参量选择模块1中所设定的最大的迭代次数Nmax，如果已经达到最大的迭代次数，则收敛条件满足，并退出收敛条件判断；如果不满足该收敛条件，则继续进行下面的收敛条件判断；计算残量的模‖r(k)‖模块(22)，在第一收敛性检测模块(2)中k＝0；残量收敛条件判断模块(23)，判断‖r(k)‖是否不大于Stop_Tol*‖b‖，如果满足‖r(k)‖≤Stop_Tol*‖b‖，则收敛条件满足，第一收敛性检测模块(2)中k＝0。
专利摘要本实用新型提供一种多用户检测系统中的迭代干扰消除装置，其包括依次连接的初始迭代参量选择模块1；第一收敛性检测模块2，用于如果收敛条件满足，则
文档编号H04J13/00GK2757435SQ200420110598
公开日2006年2月8日 申请日期2004年12月2日 优先权日2004年12月2日
发明者王炳立, 李兴伟 申请人:凯明信息科技股份有限公司