数据传输方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动无线系统数据传输。更具体但非独占地，本发明涉及用于确定要 被用于扩频在移动无线系统中传输的数据符号的扩频序列的方法。
【背景技术】
[0002] 移动无线系统技术随着提高数据速率的总体目标正在不断前进。第三代移动无 线系统使用码分多址传输方案，并已经在世界范围内被广泛采用。第三代合作伙伴计划 (3GPP)已将在通用移动电信系统（UMTS)的版本5规范中的高速下行分组接入（HSDPA)系 统开发为多码宽带码分多址（CDMA)系统。第三代无线蜂窝系统的成功很大程度上是基于 HSDPA系统使用的用于提高下行链路吞吐量的高效资源分配方案。
[0003] 伴随着近来使能技术诸如自适应调制和编码以及还有混合自动重复请求的可用 性，已经可能将互联网为中心的应用引入到启用互联网功能的智能手机。HSDPA系统的趋势 是为带有高数据速率应用的智能手机提高下行链路吞吐量。HSDPA下行链路吞吐量已经被 广泛评估。近年来，已经发现当使用多输入多输出（MMO)HSDPA系统时，实际中可实现的数 据吞吐量远远低于理论上限。
[0004]HSDPA多码CDMA系统的下行吞吐量优化被认为是两部分问题。第一个问题是下行 链路使用者的特征序列和功率分配。第二个问题是给定资源分配的的链路吞吐量优化。
[0005] 第一个问题涉及使用者对传输的安排。已经为下行链路传输广泛考察这一点。另 夕卜，在下行链路频率选择信道的总速率最大化的背景下，已经结合功率分配研究了特征序 列设计和分配。还考虑了如何利用设计方法以迭代方式计算发射器特征序列，以及均方误 差（MSE)最小化接收器解扩滤波器系数。此外，已经显示出存在特征序列的最优集，其针对 给定的在MM0系统的发射器和接收器天线之间的信道冲击响应集，最大化总链路吞吐量。 此外，考虑了对于给定的信道冲击响应集，识别最优正交特征序列集的系统。
[0006] 使用最优扩频序列需要信道状态信息（CSI)在发射器和接收器都是可用的。在发 射器处的CSI需要在下行链路和上行链路信道上的大量信令开销。因此，通过使每个MM0 下行链路发射器天线能够使用相同的正交扩频序列集合以最小化信令开销的多种方法都 已予以考虑。3GPP考虑一种方式并将一种方法标准化为使用给定的固定集合大小的正交 可变扩频因子（0VSF)扩频序列。MIM0系统需要特征序列集合大小高于可用于每个天线的 0VSF特征序列的给定单个集合。3GPP将通过将给定的集合与预编码权重相乘然后将扩频 序列的加权集合连接来增大0VSG集合大小的方法标准化。接着每个传输符号在传输之前 用在每个MIM0天线的不同扩频序列扩频。因此，通过连接在每个天线用于每个传输符号的 扩频序列产生独特的预编码扩频序列。连接的扩频序列正交于扩频序列的剩余集合，其在 发射器可用于其他传输符号。然而，在经过频率选择型多径信道传输之后，扩频序列的正交 性在接收端丢失。已经提出在线性MMSE均衡器之后的解扩器可以用于恢复在每个接收器 的扩频序列的正交性，并在经过多径信道传输后恢复传输的符号。
[0007] 近来的发展考虑了自干扰（SI)问题，当在多径信道上运行时其存在于线性MMSE 均衡器内。在这种问题里，目的在于减小目前实际可达到的速率和HSDPA吞吐量的理论上 限之间的大差距。带有独立符号级MMSE均衡器，之后是符号级串行干扰消除（SIC)方案的 接收器处理小区内自干扰。已经提出可以采用根据HSDPA标准定制的混合线性均衡器/干 扰消除接收器。另外，已经提出可以使用SIC接收器与芯片或符号级MMSE均衡器之一协作 用于HSDPA下行链路吞吐量优化。
[0008] 考虑使用后跟解扩器和符号级SIC的芯片级MMSE线性均衡器来抑制芯片间干扰 (ICI)以及还有所有的流间干扰。已经表明信道匹配滤波器（CMF)作为线性芯片级丽SE均 衡器通过收集在多径信道中央抽头的能量来使信噪比最大化。芯片级均衡器用于产生传输 的芯片序列的估计，其随后通过发射器扩频序列中的一个解扩，用于检测传输符号流中的 一个。恢复的符号随后用于以迭代方式消除在芯片级的干扰。每个迭代需要计算芯片级线 性均衡器系数。总的迭代次数与传输的数据流的数量相等。
[0009] 使用带有线性MMSE均衡器和单级SIC检测器的接收器来解决第二个下行链路吞 吐量最大化问题需要发射器和接收器的联合优化。对于多码MM0系统中的两级串行干扰 消除方案，能够得出不同数据流上的各种传输功率分配方案。带有发射器功率优化的两级 SIC检测方案能够改善多码下行链路传输的吞吐性能。然而，SIC、均衡器系数和功率分配 计算的每次迭代都需要对接收的信号的协方差矩阵求逆。协方差矩阵的维数通常都很大， 因此，在接收器的迭代功率分配、线性MMSE均衡器和SIC实施变得计算昂贵。已经考察大 矩阵的求逆的简化，以使后面跟随符号级SIC的线性MMSE均衡器的实施现实可行。
[0010] 已经做出了各种尝试来试图优化收发器设计。通常，针对多码下行链路吞吐优 化，分配功率时会使用不同的优化准则。一些技术关注收发器设计优化准则，而其他的则 关注联合速率和功率分配的准则。近来，作为联合速率和功率适应方法的补充，引入了博 弈论方法，该博弈论方法在L.Zhao和J.Mark的文章"Jointrateandpoweradaptation forradioresourcemanagementinuplinkwidebandcodedivisionmultipleaccess systems"(IETCommunications,vol. 2,no. 4, 562 - 572 页，2008 年 4 月）中以下面的三个 标题进行了归纳总结：
[0011] 1.第一准则包括优化发射功率以使信道增益的给定实现的速率最大化的系统。典 型的例子为L.Y.Hoon和K.S.Wu的文章"Generalizedjointpowerandrateadaptation inds-cdmacommunicationsoverfadingchannels，'IEEETransactionsonVehicular Technology,vol. 57,no. 1，603 - 608页，2008年1月，其优化符号的数目和每个符号的比特 数目。目的在于通过以迭代方式调整发射功率和扩频序列，从而最大化总速率，同时在每个 接收器处满足目标信干噪比（SINR)。发射功率能够以迭代方式调整以满足在每个接收器 的目标信噪比。此外，能够在每个接收器的输出端最小化目标信噪比（SNR)的总传输能量。 这种类型的优化被称为边缘自适应加载方法。能够优化发射功率和扩频序列，以最大化多 码并行信道上的总速率，同时保持总发射功率低于给定的总功率限制。这种类型的迭代能 量分配被称为速率自适应加载方法。
[0012] 2.第二种方法目的在于，通过联合优化发射功率、速率和特征序列以及接收器处 的线性MMSE均衡器来最大化总速率时，将接收功率维持在目标水平。这种方法的一个例子 为S.Ulukus和A.Yener的文章："Iterativetransmitterandreceiveroptimization forcdmanetworks，'（IEEETransactionsonWirelessCommunications,vol. 3,no. 6, 18 79 - 1884页，2004年11月），其联合优化一组发射扩频序列和带有线性MMSE均衡器的接 收器。目的在于，当发射器知道每个接收的信号功率水平时，最大化在每个接收器的吞吐量 或最小化在每个接收器的均方误差。
[0013] 3?第三个方法，它的一个例子在L.Zhao和J.Mark的文章"Jointrateandpower adaptationforradioresourcemanagementinuplinkwidebandcodedivision multipleaccesssystems，'(IETCommunications,vol. 2,no. 4, 562 - 572 页，2008年4 月） 中进行了描述，使用平均系统性能作为评估准则，该评估准则需要分配接收的功率和干扰 信号功率。
[0014] 在第一种和第二种适应方案中，以及特别是，在边缘和速率自适应加载区 域，由于使用者是在移动的，假设速率和功率自适应比链路增益的变化快得多。在 T.Bogale,L.Vandendorpe和B.Chalise的文章"Robusttransceiveroptimization fordownlinkcoordinatedbasestationsystems:Distributedalgorithm，'（IEEE TransactionsonSignalProcessing,，vol.PP,no. 99,p. 1，2011 年）中，考察了 一 种 强健的边缘自适应加载方案，以最小化总发射功率，所述总发射功率受到针对MM0下行 链路传输的每用户（或每流）MSE约束。提供速率自适应加载方案，用于最大化给定的 固定长度扩频序列的总速率。N.Vucic，H.Boche和S.Shi的文章"Robusttransceiver optimizationindownlinkmultiusermimosystems