可变扩展因数多使用者检测器的制作方法

专利名称：可变扩展因数多使用者检测器的制作方法
本申请是2000年2月2日提交的申请号为200510055190.8，申请名称为《可变扩展因数多使用者检测器》的申请的分案申请。
背景技术：
本发明关于多重存取数字通信系统。更特别地，本发明关于一多使用者检测器系统与同步接收自具有不同扩展因数的多使用者的方法。
相关技术描述一多重存取系统使得多个使用者可存取相同的通信媒体，以传送或接收信息。此媒体可包含，例如，一局域网中的一网络电缆，一典型电信系统中的铜线，或无线通信的空气界面。
一现有技术的多重存取通信系统如

图1中所示。该通信媒体指一通信信道。通信技术如频分多址，或称FDMA，时分多址，或称TDMA，载波检测多址，或称CSMA，码分多址，或称CDMA，以及其他可是多于一使用者存取至相同通信媒体的方法。这些技术可被一同混合，以产生多重存取组合的混合变异。例如，时分复用或所提的第三代W-CDMA标准的TDD形式为TDMA与CDMA的组合。
举例的一现有技术CDMA通信系统如图2中所述。CDMA是一通信技术，其中传送的数据是用一宽频(广射频)，是通过调整该数据以伪噪声信号传送。被传送的该信号可能具有的频宽仅为数千赫兹，分布于一频带，其可为数百万赫兹。该通信信道同时使用K独立子信道。对于每一子信道，其他的子信道为干扰。
如图所示，一具有已知频宽的子信道与独特的扩展码，它是重复一预先决定的形式，它是由一广频宽伪噪声(pn)序列产生器产生。这些独特使用者扩展码是典型地彼此伪垂直，以致于该扩展码之间的交叉关联接近于零。一数据信号的调整是用该pn序列产生一数字扩展射频信号。而后一向量信号的调整，是通过该数字扩展射频信号，且它的传送是通过该传送媒体。在与配合该pn序列的关联后，重新产生该传送信号。当该扩展码彼此垂直时，该接收的信号可关联至一特定使用者信号关于该特定扩展码，因此仅该期望的使用者信号关于该特定扩展码被增加，而其他使用者的其他信号未被增加。
该扩展码的每一值是所知的一码片，且具有一码片速率，它与该数据速率相同或较快。该码片速率与该子信道数据速率之比为该扩展因数。
为了延伸该数据信号的可能范围值，使用一符号以代表两个二进制值。三进制与四进制符号各自代表三个及四个值。由于每一符号的该位内容支配一独特的脉冲种类，一符号的观念可允许较大程度的信息。根据所使用的符号数目，存在着相等数目的独特脉冲或波形种类。来源处的信息被转换为符号，其调整与传送是透过该子信道，以在目的地解调。
选择一CDMA系统中的扩展码，以将一期望的子信道与所有其他子信道间的干扰最小化。因此，解调该期望子信道的标准方法是将所有其他子信道视为干扰，相同于将其本身显示于该通信媒体中的干扰。为此过程所设计的接收器为单使用者、匹配滤波器与RAKE接收器。
由于不同的干扰的确彼此相互干扰，因此另有一方法是在一接收器处解调所有子信道。该接收器可一次听从所有使用者，它是通过各自平行地进行一解码运算法。此观念体系即为所知的多使用者检测。多使用者检测可于单使用者接收器提供一相当大的改善。
请参阅图3，它说明一现有技术使用多使用者检测器的CDMA接收器。熟知该技术的人士可知，该接收器可包含的功能如射频或rf下变频以及连接滤波于射频信道，模拟-数字转换或光学信号解调于一特定的通信媒体。该接收器的输出是一处理的信号，为模拟或数字，包含所有活化子信道的结合扩展码。该多使用者检测器可完成多使用者检测，且输出多个信号相当于每一活化子信道。所有或较少子信道总数可被处理。
理想的多使用者检测器是计算密集装置，可进行许多复杂的数学运算，因此难以有效经济实施。为将支出最小化，次理想的多使用者检测器，如已发展线性检测器，它需要的计算复杂度较低，而包含约如理想检测器的功能。线性检测器包含解码器，最小平均平方差或称MMSE，以及零-强迫组线性均衡器或称ZF-BLE。
用于同步或非同步CDMA通信中的现有线性多使用者检测器的一系统框图如图4中所示。输出自该通信媒体特定接收器(如图3中所示)的数据是结合至一子信道估计器，其估计传送于一个别子信道中的每一符号的脉冲响应。该线性检测器利用该脉冲响应估计一子信道的扩展码，以解调每一子信道的数据。该数据被输出至子信道数据处理组于各自使用者。
为了影响在一物理系统中K子信道使用者的平行检测，线性多使用者检测器方法实施为固定的闸极阵列，微处理器，数字信号处理器或称为DSP。固定的逻辑系统可允许较大的系统速度，而微处理器驱动系统提供编制灵活性。或者实施用于多使用者检测器，进行一系列的数学运算。为了描述这些功能，下列变化典型地定义该结构与一多使用者检测器的运算。
K＝使用者的总数/启动于该系统中的传输器Nc＝数据组中的码片数。随扩展因数的变化，需要码片数，此数目是所有使用者的共同测量。码片数的分割是通过所允许的最大扩展因数。对于同步CDMA的情况，自该使用者的符号随最大扩展因数可包含一组数据。因此，Nc可被减少，而等于该最大扩展因数。
W＝码片中该通信信道脉冲响应长度。
此通常是该系统的一预先定义参数。
Q(k)＝使用者k的扩展因数。该扩展因数等于码片数目，它被用以扩展使用者数据的符号。一系统预先得知该扩展因数，且不需自该接收的数据估计它。
Ns(k)＝使用者k传送的符号数目。Ns(k)＝Nc/Q(k) d(k)＝使用者k传送的数据(信息)。该数据存在于一向量形式中，其中一向量是一数据阵列，它是通过一单一索引变化所编索。为了下列向量与矩阵运算的目的，所有向量被定义为行向量。d(K)的第nth元素是通过该kth使用者传送的nth符号。
h(k)＝如一向量所代表的使用者k所经历的子信道的该脉冲响应。此量需由该接收器所估计。该子信道脉冲响应的该接收器估计是指h(k)。该向量h(K)的元素是典型的复数，其模仿振幅与相差，其可通过该子信道而引入。
v(K)＝代表一向量的使用者k的扩展码。为达线性多使用者检测的目的，可考虑包含该扩展码区段的向量，其扩展一特定符号。因此，该向量v(k，n)的定义为该扩展码，它是被用以扩展由该kth使用者传送的该nth符号。数学计算上，其定义为vi(k，n)＝vi(k)，且(n-1)Q(k)+1≤i≤nQ(k)且其他i值为0，其中i系为向量元素的索引。
r(k)＝一向量，其代表使用者k的数据，是通过该扩展序列v(k)所传送且透过使用者的子信道h(k)传送。该向量r(k)代表信道观察，它是当一数据组到达时的时间区间内所完成。该向量r(k)的ith元素被定义为ri(k)=Σn=1Ns(k)dn(k)Σj=1Whj(k)vi-j+1(k,n)]]>方程式1于该接收器所接收的信号包含所有使用者信号r(k)加上噪声。因此，可将该接收的数据向量r如下r=Σk=1Kr(k)+n.]]>方程式2方程式2中的该向量代表该通信信道所引入的噪声。
图5说明一现有线性多使用者检测器的系统与方法。该估计的子信道脉冲响应向量h(k)与该扩展码v(k)被用以产生一系统传送响应矩阵于每一使用者k。一矩阵是由两索引变量所指的一组数字，且其排列如一矩形格子，其中第一索引变量是列指数且第二索引变量是行指数。
使用者k的一系统传送响应矩阵典型称作为A(k)。ith列，nth行元素表示为Ai，n(k)，且其定义为Ai,n(k)=Σj=1Whj(k)vi-j+1(k,n)]]>方程式3该矩阵A(k)的每一行相当于在关注的时期中，一匹配的滤波器响应于使用者k所传送的特定符号。请参阅图5，该接收的数据r是匹配所有使用者的扩展码与子信道脉冲响应的组合。因此，A(k)包含Ns(k)，它匹配滤波器响应。A(k)行如下所示An(k)=0···0bn(k)0···0]]>方程式4其中每一向量bn(k)的规模为Q(k)+W-1 方程式5
且偏移量是自该矩阵An(k)的顶部，其是通过Q(k)(n-1) 方程式6由于该扩展码非周期性于符号时间；bi(k)≠bj(k)，其中i≠j。一向量的元素其可为非零的值，是指该向量的支撑。因此，bn(k)是该An(k)的支撑。
由于于每一使用者的一系统传送矩阵被产生，因此一总系统传送响应矩阵，称为A，其产生是通过连锁该系统传送矩阵于所有使用者，其如下所示A＝〔A(1)，…，A(k)，…，A(k)〕方程式7根据现有技术的调整技术，h(k)的元素可为复数。而后A的该非零元素可为复数。
一举例的总系统传送响应矩阵A于一假设的现有技术多使用者检测器，其组合根据方程式4，5，6与7为 方程式8对于两个(k＝2)使用者，A(1)与A(2)，具有16个码片于一数据组(Nc＝16)中，一信道脉冲响应长度为4(W＝4)，以及一扩展因数于该第一使用者为2(Q(1)＝2)，以及一扩展因数于该第二使用者为4(Q(2)＝4)。在所得的系统传送响应矩阵A中，bn，j(k)代表该结合系统的ith元素与信道响应于该kth使用者的该nth符号。
该接收的数据r的处理是使用该总系统传送响应矩阵A，它代表一组合的滤波器响应，以产生一匹配的滤波器输出的一向量，其以y表示。该匹配的滤波运算的定义为y＝AHr 方程式9该矩阵AH代表该矩阵A的Hermitian(或复合)移项。该Hermitian移项的定义为AijH＝Aji，其中该上横杠代表的运算为取一复数的共轭根。而后该匹配的滤波器输出，是乘以目标矩阵O的倒数。该目标矩阵O代表的过程为其微分线性接收器模型的每一型。它是分割自该系统传送矩阵A。
该零-强迫组线性均衡器(ZF-BLE)接收器是一线性接收器，具有一目标矩阵定义为O＝AHA。该最小平均平方差组线性均衡器(MMSE-BLE)接收器是一线性接收器，具有一目标矩阵定义为O＝AHA+σ2I，其中σ2是噪声的方差，它存在于该接收的数据向量的每一符号中，且该矩阵I为所知的一相同矩阵。一相同矩阵为矩形且与ls对称于其主要对角线，且其于位置为零。该相同矩阵的大小被选择，以便根据线性代数法则进行加法运算。
对于一解调器(解调接收器)，矩阵A的简化是通过忽视该信道响应h(k)，仅考虑该扩展码与其交叉关联(干扰)性质。一交叉关联矩阵，是指R，通常是建构以供该解调器形式接收器。此矩阵的建构是通过假设W＝1与hi(k)＝1于上述A的定义(亦即每一子信道的该信道响应是一脉冲)。而后该交叉关联矩阵R是该目标矩阵O定义供于该ZF-BLE接收器。一解调器常作为一更复杂多使用者检测接收器的一次程序。一但产生该目标矩阵，则该多使用者检测器将可倒转该矩阵，其是指O-1。
而后该目标矩阵的倒转乘以该匹配的滤波器输出向量y，以产生该数据向量d的估计，其中d(估计)＝O-1y。该目标矩阵O的倒转是一复杂顺序运算的过程。所需运算的数目，进行此过程是随着该矩阵O的大小三次方而增加。对于大多数不同步CDMA接收器，O的大小非常大，其使得倒转过程难以进行。
为了克服此限制，且为了使这个系统具体实现，故使用Cholesky数值方法。当矩阵为联合时，Cholesky分解可大幅减少倒转该矩阵O的计算复杂度。
一联合矩阵为矩形矩阵，其包含非零值，仅自主要对角线的数个对角线。相邻于具有至少一个非零元素的主要对角线的非零对角线的数目，是指频宽。因此，一对称矩阵M与该频宽p联合，若
mij＝0对于所有j＞i+p 方程式10其中mij为M的一元素，而i为列指数且j为行指数。对于一联合矩阵大小所指为n，且频宽所指为p，Cholesky分解可减少倒转目标矩阵的所需数值运算自变化为该矩阵的大小的三次方n3，以变化当该矩阵的大小乘以该频宽的平方，np2。
如上所述，一ZF-BLE的一目标矩阵系为O＝AHA。为了介绍数值的复杂度，如方程式6中所述该总系统响应矩阵A的该目标矩阵O，系为O=xxx00000xx00xxxx0000xx00xxxxx000xxx00xxxxx00xxx000xxxxx00xxx000xxxxx0xxx0000xxxx00xx00000xxx00xxxxxx0000xx00xxxxxx0xxxx000xxxxxx0xxx0000xxxx00xx]]>方程式11其中O代表的元素为数学运算产生的零，且x代表非零的值。若总系统响应矩阵A的ith列与jth行的非零元素不具相同的向量索引，则目标矩阵O的对应元素的列索引i与行索引j将为零。O(方程式11)的频宽等于9，因此自该主要对角线九行为非零元素。
图5中该目标矩阵O的结构如现有技术接收器中所示，并非为相当宽。因此，当倒转矩阵O时，Cholesky分解无法被有效使用，以减少运算复杂度。
然而，现有技术揭露当所有使用者传送相等扩展码因数时，该总系统传送响应矩阵A的重新排列可于计算一目标矩阵O之前进行，将矩阵O转换为一较宽的矩阵。此过程的一系统框图如图6中所示。
计算该矩阵A的行重新排列过程，其完成该重新排列系不需外加信息。当倒转该矩阵时，该重新排列减少该运作复杂度。一但该检测过程完成时，一使用者数据向量d被计算，进行一倒转的再排列序将解干扰向量d返回至其原始形式以进行后续步骤。
在典型的不同步CDMA系统，一再排列目标矩阵的频宽至少十倍小于其原始大小。因此，当一目标矩阵基于一再排列总系统响应矩阵基进行Cholesky分解时，在处理过程中进行储存至少一因数100。然而，现有技术并未提出一再排列方法于当不同的扩展码刊朱备用于启动的使用者之间。Klein等人于1996年五月于IEEE Transaction on Vehicular Technology期刊中，第45册第二本中第276至287页，「码分多址信道中，强迫归零与最小平均平方差均等于多使用者检测」中，所揭露的多使用者检测方法。这些方法利用一系统响应矩阵于一强迫归零均等器中，以及一最小平均平方差均等以恢复数据。
Karimi等人于1998年于IEEE International Symposium in Personal，Indoor and Mobile Radio Communications，XX，XX期刊中，第3册第1340至1345页，「于组基结合检测提供一新的与有效的解决，是利用约Cholesky因数化」中，是揭露一强迫归零组线性等化器，其是利用约Cholesky因数化。该Cholesky因数系来自于利用一系统响应矩阵。
因此，需要提出一方法，于使用不同的扩展码因数时，以减少转换步骤的数目。
发明概述本发明关于一多使用者检测器，其检测与解码同步或不同步CDMA子信道，其具有较少计算复杂度的不同扩展因数。本发明的多使用者检测器系可与ZF-BLE，MMSE，解关联检测器与如利用Cholesky分解以最小化数字运算相容。此系统与方法排列系统传送响应矩阵之行，代表个别使用者之响应特性至一槽宽总系统传送响应矩阵，其代表多个匹配滤波器响应于一所给之接收数据组。本发明结合Cholesky分解，于平行匹配的滤波前，减少所需数学运算数目。
因此，本发明之一目的是用减少计算的复杂度，检测传送于CDMA界面的多个使用者，其中每一使用者具有不同的扩展因数。
本发明之另一目的，是利用现存线性检测器于一多使用者检测器中，所有CDMA子信道中不需统一的扩展因数。
本发明之另一目的，有效地局限一矩阵的频宽，它代表在倒转前的多个匹配滤波器。
此系统与方法的其他目的与优点，系如熟知该技术之人士于阅读本发明较佳实施例后可明显得知。
图示的简单说明图1是一简化框图，说明一现有技术的多重存取通信系统。
图2是一简化框图，说明一现有技术的CDMA通信系统。
图3是一简化框图，说明一现有技术的CDMA接收器具多使用者检测。
图4是一简化框图，说明一现有技术的多使用者检测器。
图5是一框图，说明一现有技术的线性多使用者检测器。
图6是一框图，说明一现有技术的线性多使用者检测器，其利用Cholesky分解。
图7是一框图，说明一本发明的线性多使用者检测器。
图8是说明系统传送响应矩阵A(k)顶部与底部行偏移量。
图9说明矩阵行索引值分配。
图10A与图10B是流程图，说明应用于本发明的另一方法。
图11说明组合一扩展因数组矩阵AG(g)的步骤。
图12是根据本发明说明组合一A’矩阵的步骤。
本发明的详细说明本发明较佳实施例说明可参照本发明的图示，其中相同的元件符号代表相似的元件。
如图7中所示，本发明的一多使用者检测器17，用于接收后检测多个使用者传送于一共同CDMA信道。该多使用者检测器17包含多个处理器，其具有附带的存储器，其进行不同的向量与矩阵运算。本发明的另一实施例包含固定的闸极阵列，且DSPs进行不同处理器的功能。该检测器17还包含一第一输入19，以输入个别k子信道脉冲响应估计，作为向量h(k)以更正符号内干扰，或由依子信道本身符号造成之ISI与多重存取干扰，或于所有接收数据信号自其他使用者之子信道造成之MAI，一第二输入21，用于输入一输入向量r形式的、来自所有使用者k在一谨慎时间段发送的数据，其包含来自每一使用者子信道的组合数据，以及一输出23，用于从接收的信道数据r中、以一输出向量的形式输出每一使用者k的使用者数据d(k)。使用者的总数K与每一使用者(k＝1，2，3，…K)的扩展因数Q(k)已知为先验(priori)的。
为了自结合的使用者数据r获得一特定使用者的使用者数据d(k)，该使用者数据必须利用匹配滤波器25或其他相似物进行滤波。此技术的知识显示一匹配滤波器25需要一响应特性，它是扩展脉冲形与该使用者的子信道脉冲响应结合的复杂接合，以产生一输出具传输前信号之一程度代表。信号输入至该滤波器25，它未与一所给之响应特性相匹配，以产生一较低输出。
每一个别k子信道脉冲响应估计h(k)被输出至一第一存储器27，其中它是与相同使用者之扩展码29(方程式3)结合，产生一系统传送响应估计矩阵A(k)于该使用者。本发明的排列处理器33进行所有矩阵An(k)行再排列。该排列99需要每一子信道系统传送响应矩阵A(k)具有该行结构它是由方程式4所定义，它是典型的线性接收器。若该系统传送响应矩阵A(k)非为方程式4所定义的形式，该排列处理器33首先再排列该行至方程式4所定义的该结构。本发明不需要所有系统传送响应矩阵A(k)连续至一总系统传送响应矩阵A如方程式7所定义。
该排列处理器33检测每一系统传送响应矩阵A(1)，A(2)，A(3)，…A(k)行于零职员件数目，自每一向量bn(k)(方程式4)之支持，定义顶部o(k)Tn与底部偏移量o(k)Bn，如图8中所述(对于一矩阵)。如上所述，每一系统传送响应矩阵A(k)具有相同的列数，仅行数变化。如图9中所述，该排列处理器33分配一索引值nj于之每一系统传送响应矩阵A(k)之每一行，是基于其个别的顶部o(k)Tn与底部偏移量o(k)Bn。该行值的分配是以增加强度之顺序，自具有最小顶部偏移量与最大底部偏移量之行，至具有最大顶部偏移量与最小底部偏移量之行。
若两行相遇，则其一较另一具有较大顶部偏移量与一较大底部偏移量，若顶部偏移量间之差大于底部偏移量间之差，具较低顶部偏移量的行的分配是较低索引nj。若顶部与底部偏移量之间的差相等，两行之一可举较低之索引ni。
该排列处理器33组合一总系统传送响应矩阵A’，以分配行索引nI的顺序。行索引ni保留于存储器33中，用于解干扰过程45。例如，该总系统响应矩阵A(1)与A(2)之描述如方程式8中所述，本发明知该排列方法产生总系统传送响应矩阵A，如下所述
方程式12该排列方法索引之系统传送响应矩阵A(1)的八行(1-8)，与系统传送响应矩阵A(2)之四行(9-12)，其顺序为1，9，2，3，10，4，5，22，6，7，12，8，以传送一槽宽总系统传送响应矩阵A(方程式12)。
该排列方法如上所述，包含一每一系统传送响应矩阵A(1)，A(2)，A(3)，…A(k)行之测试，相比每一行与每一其他行，于顶部o(k)Tn与底部偏移量o(k)Bn。每一系统传送响应矩阵A(k)的特定结构，即每一矩阵的行排列顺序是以增加的顶部偏移量与减少的底部偏移量，当进行是由左至右(请参阅’方程式8，矩阵A(1)与A(2))，另一方法的进行不需直接检测每一系统传送响应矩阵A(k)。
该另一方法如图10A与图10B所述。所有系统传送响应矩阵A(k)相当于(步骤201)至使用者，具有相等扩展因数被归类在一起(步骤203)。对于每一扩展因数组g，存储器是分配于该处理器33可储存所有行自所有系统传送矩阵A(1)，A(2)，A(3)，…A(k)。该扩展因数组g之排列顺序是增加的扩展因数。
一示范的系统说明本发明的运作包含七个使用者，具有四个不同的扩展因数Q(k)，如下所示使用者1(Q(1))＝8使用者2(Q(2))＝8使用者3(Q(3))＝8使用者4(Q(4))＝32
使用者5(Q(5))＝16使用者6(Q(6))＝16使用者7(Q(7))＝4利用本发明的系统与方法，该系统传送响应矩阵A(k)被分至扩展因数组组1(扩展因数4)A(7)组2(扩展因数8)A(1)，A(2)，A(3)组3(扩展因数16) A(5)，A(6)组4(扩展因数32) A(4)一各别扩展因数组g，包含至少一系统传送响应矩阵A(k)，其中每一矩阵任意地索引自1至L(g)。每一扩展因数组g的索引是根据增加的扩展因数强度。
在每一扩展因数组中，该相关系统传送响应矩阵A(k)的行被组合至共同扩展因数组传送响应矩阵AG(g)，其中g＝1，2，3，…G(步骤205)。如图11中所示，该方法复制该系统传送响应矩阵的第一行，将索引一至AG(g)的第一行；该系统传送响应矩阵的第一行，将索引二至AG(g)的第二行；继续透过该剩余系统传送响应矩阵于一各自扩展因数组g，直到所有第一行被复制。该方法继续复制第二行，第三行等，对于每一矩阵A(k)于该各自扩展因数组AG(g)。
一扩展因数组g中所有矩阵由于相同的扩展因数，具有相同行数。因此，该组合的扩展因数组传送响应矩阵AG(g)，将使L(g)乘以行数于一相关系统传送响应矩阵A(k)的行数。对于相等的扩展因数，该排列方法如同使用至每组的每一各别系统响应矩阵，是相同于现有技术，以组合一总系统传送响应矩阵A。
为了组合提供不同扩展因数的总系统传送响应矩阵A’，该扩展因数组传送响应矩阵AG(g)具最低扩展因数，被顺序复制(步骤207)于存储器33a中，自第一行起，亦即AG(g)的行一，至A’之第一分配行。具最低扩展因数的该扩展因数组传送响应矩阵AG(g)，具有最多的行数。所有其他扩展因数组传送响应矩阵行将插入至此基础矩阵A’。
若该系统扩展因数是彼此的整数倍(步骤209)，则该处理器33组合该总系统传送响应矩阵A’(步骤211)，通过任何顺序考虑该剩余的扩展因数组传送响应矩阵AG(g)(步骤209)。对于每一扩展因数组传送响应矩阵AG(g)，该处理器33得到一行置换参考索引m，m＝n×Q(g)/Q(1)-Q(g)/2Q(1)方程式13其中考虑之下Q(g)代表该扩展因数连结于扩展因数组传送响应矩阵AG(g)，Q(1)代表最低扩展因数于所有组之中，且n是扩展因数组传送响应矩阵AG(g)的行，其中n＝1，2，3，…N(步骤211)。
为了利用该行置换索引m，得到一参考位置于A’中(步骤215)，利用系统传送响应矩阵L(1)之总数，其包含该扩展因数组矩阵具有该最低扩展因数，m×L(1)方程式14考虑之下，自扩展因数组传送响应矩阵AG(g)，该处理器33得到一行组(步骤217)，它利用系统传送响应矩阵的数目，它属于该扩展因数组，L(g)×(n-1)+1透过L(g)×n 方程式15该处理器33自AG(g)复制方程式15定义之该行组，且将其插入(步骤219)该基础矩阵A’在AG(1)之后，其具有方程式14所定义的该参考位置，如图12所示。考虑之下，该扩展因数组矩阵的剩余行被复制，且同样地被插入该基础矩阵A’(步骤221)。在一扩展因数组矩阵的所有行被置换之后，该处理器33选择下一个扩展因数组矩阵AG(g)(步骤223)，且执行该上述方法。方程式13，14与15使得自扩展因数组传送响应矩阵AG(g)，该ith行被放置于A’中于mth行之后，它具有相同的支撑(步骤225)。
当该系统扩展因数非为彼此的整数倍时，方程式13之右侧部分不产生一整数。这种情况下，该处理器33将循环该方程式13的结果至最接近的整数之上或最接近的整数值之下(步骤213)。该循环方向具有可忽略的效应于整个系统运作。该顺序中该组系统传送矩阵AG(g)的部分可具有某些效应于该系统运作。该扩展因数的先验(priori)知识可预先被用以选择一最佳顺序。
利用上述之该排列技术，且于该例子当该扩展因数为彼此之整数倍时，可达到一矩阵频宽B，其范围如下所示 方程式16方程式16预测方程式11之该总系统传送响应矩阵之频宽，将介于3与6之间。方程式12之计算显示该频宽于本发明之排列方法后，是为4。
本发明之优点是提供传送符号增加的数目。若一系统传送16,000码片(800符号于一第一使用者，与400符号于一第二使用者)，该矩阵AHA之频宽约为800。利用该排列方法，以产生一总系统响应矩阵A，该A’HA’之频宽保持为四，是由于频宽(方程式16)是独立的传送符号数目。在目标矩阵O之所有元素达到后，进行该倒转41。由于倒转一矩阵之复杂度与其频宽平方成正比，因此本发明提供一较低运算复杂度，其是通过一因数，约为(800/4)2＝2002＝40,000。
该总系统传送响应矩阵A’提供该响应特性至该匹配滤波器25。总系统传送响应矩阵A’的每一行是一向量，它代表一特定符号的该响应特性。该接收的数据向量r被输入至该匹配滤波器25，其中它是匹配于自总系统传送响应矩阵A’的该每一响应特性，以产生一匹配滤波器输出向量y。输出向量y的每一元素相当于以一所给使用者传送的特定符号的预备估计。自该匹配滤波器25的该输出向量y是位于一乘法器43中与该倒转的目标矩阵O。该匹配滤波器25的该输出向量y与该倒转的目标矩阵O，皆相乘产生一使用者数据向量d。该使用者数据向量d，包含所有的数据是传送自所有使用者于该谨慎的时间组。由于该目标矩阵O与该匹配滤波器25输出，是基于该总系统响应矩阵A’，该使用者数据向量d必须被解干扰。该解干扰过程149是该排列方法的倒转。
一解干扰器45再排列，该使用者数据向量d的每一元素，是基于该行再分配于进行排列方法之时。该使用者数据向量d的元素是于相同顺序，它是通过总传送响应矩阵A，1，9，2，3，10，4，5，11，6，7，12，8，为垂直移项。该解干扰器45分配一存储器空间，它具有相同的规格，且放置每一向量元素于连续的顺序，1-12。在该使用者数据向量d被解干扰149之后，该使用者数据被输出23于后续处理。
虽然本发明已经由较佳实施例所叙述，然而在本发明申请专利范围内之其他变异，仍可被熟知该技术者所得知。
权利要求
1.一种多使用者检测器(17)，用以在一接收的CDMA通信(r)上检测多个使用者数据通信(d(k))，该多使用者检测器(17)特征在于对应在多个使用者数据通信(d(k))的每一数据通信中的每一符号以获得脉冲估计(19)的装置；从各别的脉冲响应估计中组合该多个使用者数据通信(d(k))的每一数据通信的一系统传送响应矩阵(27)的装置；从所有系统传送响应矩阵组合一全部系统传送响应矩阵(31)的装置，以产生一良好带宽矩阵；以该全部的系统传送响应矩阵过滤所接收的CDMA通信的装置(25)，以产生估计数据输出；从所设置的全部系统响应矩阵中形成一目标矩阵(39)的装置；反转该目标矩阵的装置(41)；以及将该估计数据输出乘上该反转目标矩阵的装置(43)，以产生对应多个使用者数据通信的使用者数据(d(k))。
2.根据权利要求1所述的多使用者检测器(17)，其中所述组合一配置的全部系统传送响应矩阵的装置，其特征更进一步在于检视所述全部系统传送响应矩阵的每一行的顶部(o(k)Tn)与底部(o(k)Bn)偏移量的装置(33)；为所检视的每一行依据具有一小顶部偏移量(o(k)Tn)及一大底部偏移量(o(k)Bn)的行到具有一大顶部偏移量(o(k)Tn)及一小底部偏移量(o(k)Bn)的行指定从1到n的指数值(ni)的装置(33)；以及依据增加的振幅对应该指数值(ni)重新指定所检视的全部系统传送响应矩阵的行的装置。
3.根据权利要求2所述的多使用者检测器(17)，其中用以指定的装置的特征进一步在于用以在一第一行相较于第二行具有一较大的顶部偏移量(o(k)Tn)及一较大的底部偏移量(o(k)Bn)时，获得这两个行之间的顶部偏移量差及底部偏移量差的装置；用以比较该顶部偏移量(o(k)Tn)差及该底部偏移量(o(k)Bn)差以产生一较大的顶部(o(k)Tn)或底部(o(k)Bn)偏移量差的装置；为该具有一较大顶部偏移量(o(k)Tn)差的行指定一较低的指数值(ni)的装置，假如该顶部偏移量(o(k)Tn)差大于该底部偏移量(o(k)Bn)差。
4.根据权利要求3所述的多使用者检测器，其中该用以比较的装置的特征更进一步在于为该具有一较大底部偏移量(o(k)Bn)差的行指定一较低的指数值(ni)的装置，假如该底部偏移量(o(k)Bn)差大于该顶部偏移量(o(k)Tn)差。
5.根据权利要求4所述的多使用者检测器(17)，其特征在于该目标矩阵为一解相关器。
6.根据权利要求4所述的多使用者检测器(17)，其特征在于该目标矩阵为一最小均方根误差的检测器。
7.根据权利要求4所述的多使用者检测器(17)，其特征在于该目标矩阵为一强迫归零组线性等化器。
8.根据权利要求1所述的多使用者检测器(17)，其中该组合所配置的全部传送响应矩阵的装置，其特征进一步在于根据相称的扩展因数分组该系统传送响应矩阵的装置(33)；从具有相称的扩展因数的系统传送响应矩阵的分组中组合扩展因数分组传送响应矩阵的装置(33)；以及从具有该最低扩展因数的一共用扩展因数分组矩阵中形成一基础全部系统响应矩阵的装置(33)。
9.根据权利要求8所述的多使用者检测器(17)，其特征进一步在于从所剩下的扩展因数分组矩阵中选择一扩展因数分组传送响应矩阵来加以考量的装置(33)；为所选择的扩展因数矩阵的一第一行推导一行位置参考的装置(33)；在该基础全部系统传送响应矩阵中推导一参考位置的装置(33)；从所选择的扩展因数分组传送响应矩阵中推导一行组的装置(33)；以及在该基础全部系统响应矩阵的行位置参考之后插入该行组的装置(33)。
10.根据权利要求9所述的多使用者检测器(17)，其中该用以推导一行位置参考的装置的特征进一步在于为该扩展因数分组矩阵指定一行位置参考指数m的装置，其中在考量之下使用m=n×Q(g)Q(1)-Q(g)2Q(1)]]>其中Q(g)代表与所考量的扩展因数组矩阵相关联的扩展因数，Q(1)代表所有组矩阵中最小的扩展因数，以及n代表所考量的扩展因数组矩阵的行，其中n＝1，2，3，…。
11.根据权利要求10所述的多使用者检测器(17)，其特征更进一步在于当该行位置参考指数m不为一整数时用以约化该行位置参考指数m的装置。
12.根据权利要求11所述的多使用者检测器(17)，其中该用以推导一参考位置的装置的特征进一步在于在该基础全部系统传送响应矩阵中用以指定一参考位置的装置(33)使用mHL(1)其中L(1)表示系统响应矩阵的总数，其中该系统响应矩阵组成具有最小的扩展因数的扩展因数组矩阵，而m为所考量的所述扩展因数组矩阵的所述行设置参考指数。
13.根据权利要求12所述的多使用者检测器(17)，其中该用以推导一行组的装置的特征近一步在于从该扩展因数分组传送响应矩阵中指定一行组的装置(33)在考量之下使用L(g)H(n-1)+1至L(g)Hn其中L(g)为包含所考量的所述扩展因数分组传送矩阵的系统传送响应矩阵的个数。
14.根据权利要求13所述的多使用者检测器(17)，其中该用以形成一目标矩阵的装置的特征进一步在于形成该目标矩阵作为一解相关器。
15.根据权利要求14所述的多使用者检测器(17)，其中该用以形成一目标矩阵的装置的特征进一步在于形成该目标矩阵作为一最小均方根误差的检测器。
16.根据权利要求13所述的多使用者检测器(17)，其中该用以形成一目标矩阵的装置的特征进一步在于形成该目标矩阵作为一强迫归零组线性等化器。
全文摘要
一多使用者检测器，它用减少的运算复杂度检测与解码同步或不同步CDMA子信道，它具有不同的扩展因数。该多使用者检测器可与ZF－BLE，MMSE，解关联检测器和如利用Cholesky分解以最小化数字运算者相容。该系统与方法排列系统传送响应矩阵的行，代表个别使用者的响应特性至一总系统传送响应矩阵，他代表多个匹配滤波器，响应于一所给的接收数据组。本发明结合Cholesky分解，在平行匹配的滤波前，减少所需的数学运算数目。
文档编号H04B1/707GK1897473SQ200610100778
公开日2007年1月17日 申请日期2000年2月2日 优先权日1999年9月21日
发明者亚历山大·雷兹尼克, T·J·路贝克基, A·蔡依拉 申请人:美商内数位科技公司