用于减轻多用户接入干扰的方法和装置的制作方法

专利名称：用于减轻多用户接入干扰的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于减轻干扰的方法，更具体地说，涉及减轻多用户接 入干扰的方法和装置。
背景技术：
在蜂窝电信世界中，本领域技术人员通常使用术语1G、 2G，以及 3G。这些术语指使用的蜂窝技术的阶段。1G指第一代，2G指第二代， 而3G指第三代。
1G指通常称为AMPS (高级移动电话服务)电话系统的模拟电话系 统。2G通常是指全世界流行的数字蜂窝系统，并且包括CDMAOne、用 于全球移动通信系统(GSM)和时分多址(TDMA)。与1G系统相比， 2G系统可以密集区域中支持更大数量的用户。
3G通常是指当前正在部署的数字蜂窝系统。这些3G通信系统概念 上彼此类似，同时具有一些显著差别。
针对检测向多个用户单个发送的信号，典型地，从较近距离始发的 信号比从远距离发送的信号具有更强的信号。而且，越强的信号越少受 与干扰有关的问题的影响。
为了防止和与接近源相反的远离源的信号有关的问题，存在几种现 有方法或观点，如干扰估计和取消方法和基于子空间的方法。例如，干 扰估计和取消方法基于信道估计(例如，定时、振幅，以及相位)重建 信号干扰，此后，在执行检测之前消除干扰。作为另一示例，基于子空 间的方法估计干扰信号子空间并且在执行检测之前构造多用户检测器。
尽管这些方法起作用，但其可能是比较复杂的、涉及复杂矩阵/子空 间分解，以及需要假定存在无限制的或足够的接收信号。

发明内容
因此，本发明致力于提供一种基本上消除了因现有技术的局限性和 缺点而造成的一个或更多个问题的用于减轻多用户接入干扰的方法和装 置。
本发明的一个目的是，提供一种减轻多接入干扰无线通信系统中的 干扰的方法。
本发明的另一目的是，提供一种用于减轻多接入干扰无线通信系统 中的干扰的装置。
本发明的其它优点、目的以及特征将在下面的描述中部分地加以阐 述，并且对于本领域普通技术人员而言在考察下面的内容后将部分地变 清楚，或者可以通过对本发明的具体实践而获知。通过在文字说明及其 权利要求以及附图中具体指出的结构可以认识到并实现本发明的这些目 的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如在此具 体实施和广泛描述的， 一种减轻多接入干扰无线通信系统中的干扰的方 法，其包括以下步骤接收来自至少一个发送端的至少一个信号；基于
预定数量的接收信号构造一组第一信号签名(signal signature)和至少一 个第二信号签名；利用构造的所述一组第一信号签名估计一组值；以及 利用检测到的所述一 组值检测期望信息。
在本发明的另一方面中，提供一种用于减轻多接入千扰无线通信系 统中的干扰的装置，其包括接收单元，该接收单元用于接收来自至少 一个发送端的至少一个信号；构造单元，该构造单元用于基于预定数量 的接收信号构造一组第一信号签名和至少一个第二信号签名；估计单元， 该估计单元用于利用构造的所述一组第一信号签名估计一组值；组合单 元，该组合单元用于将至少一个所述估计的可变分量与构造的数据矩阵 组合；以及检测单元，该检测单元用于利用检测到的所述一组值检测期 望信息。
在本发明的又一方面中，提供一种减轻多接入干扰无线通信系统中 的干扰的方法，所述方法包括以下步骤接收来自至少一个发送端的信号；构造盲扩频序列矩阵和数据矩阵，其中每一个干扰都被作为已知信
号来处理；利用所述至少一个接收信号和利用所构造的盲扩频序列矩阵 来估计至少一个可变分量；复用所述至少一个估计可变分量和所构造的 数据矩阵；以及利用所述至少一个组合可变分量检测数据。
应当明白，本发明的前述一般描述和下面的详细描述都是示范性和 解释性的，并且旨在提供对要求保护的本发明的进一步阐释。


为提供对本发明的进一步理解所包括并且被并入并构成本申请的一 部分的附图，例示了本发明的实施方式，并与本说明一起用于解释本发 明的原理。在图中
图l例示了无线通信网络架构；
图2A例示了 CDMA扩频和解扩处理；
图2B例示了利用多扩频序列的CDMA扩频和解扩处理；
图3例示了用于CDMA2000无线网络的数据链路协议架构层；
图4例示了 CDMA2000呼叫处理；
图5例示了 CDMA2000初始状态；
图6例示了 CDMA2000系统接入状态；
图7例示了常规CDMA2000接入尝试；
图8例示了常规CDMA2000接入子尝试；
图9例示了利用时隙偏移的常规CDMA2000系统接入状态；
图10例示了针对lx和lxEV-DO的CDMA的比较；
图ll例示了用于lxEV-DO无线网络的网络架构层；
图12例示了 lxEV-DO默认协议架构；
图13例示了 lxEV-DO非默认协议架构；
图14例示了 lxEV-DO会话建立；
图15例示了 lxEV-DO连接层协议；以及
图16例示了接收器设计的示例图。
具体实施例方式
下面，对本发明的优选实施方式进行详细说明，附图中例示了其示 例。贯穿所有图尽可能使用相同标号来指相同或相似部分。
参照图1，例示了无线通信网络架构。订户使用移动站(MS) 2接
入网络服务。MS2可以是便携式通信单元，如一种手持式蜂窝电话、一
种安装在交通工具中的通信单元，或一种固定位置通信单元。
通过也称为节点B的基站收发器系统(BTS) 3发送用于MS2的电
磁波。BTS 3由诸如天线和用于发送和接收无线波的设备的无线装置组 成。BS 6控制器(BSC) 4接收来自一个或更多个BTS的发送。BSC 4 通过与BTS和移动交换中心(MSC) 5或内部IP网络交换消息来提供对 来自每一个BTS3的无线发送的控制和管理。BTS3和BSC4是BS 6(BS) 的部分。
BS6与电路交换核心网络(CSCN) 7和分组交换核心网络(PSCN) 8交换消息并且向CSCN 7和PSCN 8发送数据。CSCN 7提供传统语 音通信，而PSCN8提供互联网应用和多媒体服务。
CSCN 7的移动交换中心(MSC) 5部分针对去往去往和来自MS 2 的传统语音通信提供交换，并且可以存储信息以支持这些性能。MSC 2 可以连接至多个BS6中的一个以及其它公共网络，例如，公共交换电话 网(PSCN)(未示出)或综合服务数字网(ISDN)(未示出)。访问者位 置寄存器(VLR) 9被用于检索用于处理与来访用户之间的语音通信的信 息。VLR 9可以处于MSC 5之内，并且可以为一个以上的MSC提供服务。
为记录诸如用户信息的目的，用户身份被指派给CSCN 7的归属位 置寄存器(HLR) 10，例如，电子序列号(ESN)、移动目录号码(MDR)、 简档信息、当前位置，以及认证周期。认证中心(AC) 11管理与MS 2 有关的认证信息。AC11可以处于HLR10之内，并且可以服务一个以上 的HLR。 MSC 5与HLR/AC 10、 11之间的接口是IS-41标准接口 18。
PSCN 8的分组数据服务节点(PDSN) 12的部分提供针对去往和来 自MS 2的分组数据通信量的路由。PDSN 12建立、维持以及终止与MS
72的会话，并且可以连接多个BS6中的一个和多个PSCN8中的一个。
认证、授权和计费(AAA) 13服务器提供与分组数据通信量有关的 互联网协议认证、授权以及计费功能。归属代理(HA) 14提供对MS2IP 登记的认证，重定向去往和来自PDSN8的外部代理(FA) 15组件的分 组数据，以及接收来自AAA13的向用户提供的信息。HA14还可以建立、 维持以及终止与PDSN 12的安全通信并且指派一个动态IP地址。PDSN 12经由内部IP网络与AAA13、 HA14以及互联网16通信。
存在几种类型的多接入方案，具体为频分多址(FDMA)、时分多址 (TDMA)以及码分多址(CDMA)。在EDMA中，按频率(例如，利用 30KHz信道)来分离用户通信。在TDMA中，按频率和时间(例如，利 用带有6个时隙的30 KHz信道)分离用户通信。在CDMA中，按数字
代码分离用户通信。
在CDMA中，所有用户都在同一频谱上，例如1.25 MHz。每一个
用户都具有唯一的数字代码标识符，并且该数字代码分离用户，以防止 干扰。
CDMA信号使用许多码片(chip)来传递单比特的信息。每个用户 都具有唯一的码片模式，其实质上是代码信道。为了恢复一比特，根据 用户己知的码片模式集成大量的码片。其它用户的代码模式呈现为随机 的，并且按自相抵消方式集成，因此，不扰乱根据用户的正确代码模式 制成的比特解码判定。
将输入数据和快速扩频序列组合并且作为扩频数据流发送。接收器 使用同一扩频序列以提取原始数据。图2A例示了扩频和解扩处理。如图 2B所示，可以组合多个扩频序列，以生成唯一的鲁棒信道。
沃尔氏(Walsh)码是一种类型的扩频序列。每个沃尔氏码都为64 码片长，并且精确地正交于所有其它沃尔氏码。该码简单生成并且足够 小，以使存储在只读存储器(ROM)中。
短PN码是另一类型的扩频序列。短PN码由两个PN序列(I和Q) 组成，其中每一个都为32,768码片长，并且在类似的但抽头不同的15位 移位寄存器中生成。这两个序列在I和Q相位信道中对信息进行加扰。长PN码是另一类型的扩频序列。长PN码在42位寄存器中生成， 并且长于40天，或大约4><1013码片长。由于其长度，因而不能将长PN 码存储在终端的ROM中，因此，按逐码片方式生成。
每个MS 2都利用PN长码和唯一偏移、或通过系统设置的32位和 10位长PN码ESN计算出的公共长码掩码来编码其信号。公共长码掩码 生成唯一移位。专用长码掩码可以被用于提高私密性。如果在如同64码 片这么短的周期上集成，则具有不同长PN码偏移的MS2将实际上呈现 正交。
CDMA通信使用前向信道和反向信道。前向信道用于从BTS 3到 MS 2的信号，而反向信道用于从MS至(JBTS的信号。
前向信道使用其具体指派的沃尔氏码和区段的具体PN偏移，使得 一个用户能够在同一时间拥有多个信道类型。前向信道按其CDMARF 载频、区段的唯一短码PN偏移以及用户的唯一沃尔氏码来标识。CDMA 前向信道包括导频信道、同步信道、寻呼信道以及通信量信道。
导频信道是"结构信标"，其不包含字符流，而是用于系统获取的定 时序列并且作为移交期间的测量装置。导频信道使用沃尔氏码0。
同步信道承载在系统获取期间由MS 2使用的系统标识和参数信息 的数据流。同步信道使用沃尔氏码32。
根据容量要求可以存在一个到七个寻呼信道。寻呼信道承载寻呼信 息、系统参数信息以及呼叫建立命令。寻呼信道使用沃尔氏码1-7。
通信量信道被指派给单个用户以承载呼叫通信量。通信量信道使用 由受限于噪声的总容量所决定的全部剩余沃尔氏码。
反向信道被用于从MS 2到BTS 3的信号并且使用专用于MS的沃尔 氏码和长PN序列的偏移，使得一个用户能够同时发送多种类型的信道。 反向信道按其CDMARF载频和单个MS 2的唯一长码偏移来标识。反向 信道包括通信量信道和接入信道。
个人用户在实际呼叫期间使用通信量信道，以向BTS3发送通信量。 反向通信量信道基本上为特定于用户的公用或专用长码掩码，并且存在 和CDMA终端一样多的反向通信量信道。呼叫中尚未涉及的MS 2使用接入信道以发送登记请求、呼叫建立请 求、寻呼响应、命令响应以及其它信令信息。接入信道基本上为唯一于 BTS3区段的公共长码偏移。接入信道和寻呼信道配对，并且每一个寻呼 信道都具有多达32个接入信道。
CDMA通信有许多优点。 一些优点是可变速率语音编码和复用、功 率控制、使用RAKE接收器以及软移交。
CDMA允许使用可变速率语音编码器以压缩语音，缩减比特率并且 显著增大容量。可变速率语音编码器提供讲话期间的全比特率、语音暂 停期间的低数据速率、更大的容量以及自然的声音。复用允许在CDMA 帧中混合语音、信令以及用户中级数据。
通过利用前向功率控制，BTS 3连续地缩减每一个用户的前向基带 码片流的长度。当特定MS 2在前向链路上遇到误码时，则请求更多能量， 并且在再次縮减能量之后提供快速提升的能量。
利用RAKE接收器使得MS 2能够每帧使用三个通信量相关器的组 合输出、或"RAKE指"。每一个RAKE指都可以独立地恢复特定PN偏 移和沃尔氏码。这些指可以通过搜索器连续检査导频信号来解决不同 BTS3的延迟多路径反射。
MS 2驱动软移交。MS 2连续检查可用的导频信号并且向BTS 3报 告有关它当前察看的导频信号。BTS3最多可指派给6个区段，而MS2 据此指派其指。所有消息都是在未经噪声抑制的情况下通过模糊和脉冲 发送的。通信链路的每一端逐帧地选择最佳配置，使得移交对用户透明。
CDMA2000系统是第三代(3G)宽带；使用CDMA技术的增强服 务潜能以促进数据能力(如互联网和内联网接入、多媒体应用，高速商 业交易以及遥测)的扩展频谱无线接口系统。CDMA2000的焦点(如同 其它第三代系统的焦点)集中在网络经济性和无线发送设计上，以克服 有限的可用无线频谱的局限性。
图3例示了用于CDMA2000无线网络的数据链路协议架构层20。 数据链路协议架构层20包括上层60、链路层30以及物理层21。
上层60包括三个子层；数据服务子层61;语音服务子层62以及信令服务子层63。数据服务61是递送代表移动终端用户的任何形式的数据
的服务并且包括诸如IP服务的分组数据应用、诸如异步传真和BISDN 仿真服务的电路数据应用，以及SMS。语音服务62包括PSTN接入、移 动站到移动站(mobile-to-mobile)语音服务，以及互联网电话。信令63 控制移动站操作的所有方面。
信令服务子层63处理在MS 2与BS 6之间交换的所有消息。这些消 息控制诸如呼叫建立和拆除、移交、特征激活、系统设置、登记以及认 证的功能。
链路层30被再分成链路接入控制(LAC)子层32和介质访问控制 (MAC)子层31。链路层30提供针对数据传输服务的协议支持和控制 机制，并且执行为将上层60的数据传输需求映射成物理层21的特定能 力和特征所需的功能。链路层30可以被视为上层60与物理层20之间的 接口。
MAC 31和LAC 32子层的分离由对支持宽范围的上层60服务和在 宽性能范围特别是从1.2 Kbps到高于2 Mbps上提供高效且等待时间短的 数据服务的需要促成的。其它促成因素是对支持电路和分组数据服务的 高服务质量(QoS)递送(如针对可接受的延迟和/或数据BER (比特误 码率))的需要，和针对每一个服务都具有不同QoS需求的高级多媒体服 务的增长需求。
LAC子层32需要在点对点无线发送链路42提供可靠、按序递送的 发送控制功能。LAC子层32管理上层60实体之间的点对点通信信道， 并且提供用于支持宽范围的不同端到端可靠链路层30协议的框架。
链路接入控制(LAC)层32提供信令消息的正确递送。功能包括需 要确认的确定递送、不需要确认的不确定递送、复制消息检测、用于向 各MS 2递送消息的地址控制、将消息分段成适当大小的段以用于在物理 介质上传递，重组和验证接收到的消息以及全球查询认证。
MAC子层31促进了具有对每一个当前服务的QoS管理能力的3G 无线系统的复杂多媒体、多服务能力。MAC子层31提供程序以控制针 对分组数据和电路数据服务向物理层21的访问，包括来自单一用户的多个服务之间以及在无线系统中的竞争用户之间的竞争控制。MAC子层31 还执行逻辑信道与物理信道之间的映射，在单一物理信道上复用来自多 个源的数据，以及利用无线链路协议(RLP) 33在无线链路层提供合理 的可靠发送，以达到尽力而为的可靠性。信令无线突发协议(SRBP) 35 是为信令消息提供无连接协议的实体。复用和QoS控制34负责通过仲裁 来自竞争服务的冲突请求和对接入请求的恰当优先化来增强协商的QoS 水平。
物理层20负责对通过无线传输的数据进行编码和调制。物理层20 对来自高层的数字数据进行调节，以使该数据能够通过移动无线信道可 靠地传输。
物理层20将MAC子层31在多传输信道上递送的用户数据和信令 映射到物理信道中，并且通过无线接口发送信息。在发送方向中，由物 理层20执行的功能包括信道编码、交织、加扰、扩频以及调制。在接收 方向上，将该功能反转，以使在接收器处恢复发送的数据。
图4例示了呼叫处理的概况。处理呼叫包括导频和同步信道处理、 寻呼信道处理、接入信道处理以及通信量信道处理。
导频和同步信道处理指MS 2处理导频和同步信道，以使在MS 2初 始化状态下获取CDMA系统并与之同步。寻呼信道处理指MS 2监测寻 呼信道或前向公共控制信道(F-CCCH)，以接收来自空闲状态下的BS6 的开销和移动定向消息。接入信道处理指MS 2在系统接入状态下在接入 信道或增强接入信道上向BS 6发送消息，使得BS 6始终监听这些信道 并在寻呼信道或在F-CCCH上对MS进行响应。通信量信道处理指BS 6 和MS 2在MS 2控制通信量信道状态下利用专用前向和反向通信量信道 进行通信，使得该专用前向和反向通信量信道承载诸如语音和数据的用
户"(曰息。
图5例示了 MS 2的初始化状态。初始化状态包括系统确定子状态、 导频信道获取、同步信道获取、定时改变子状态以及移动站空闲状态。
系统确定是MS 2用来确定哪个系统获取服务的处理。该处理包括对 诸如模拟与数字、蜂窝与PCS，以及A载波与B载波的确定。定制选择处理可以控制系统确定。利用重定向处理的服务供应商也可以控制系统 确定。在MS2选择系统之后，它必须确定在该系统内的哪个信道上搜索
服务。 一般来说，MS2使用优先信道列表来选择信道。
导频信道处理是MS 2用来通过搜索可用导频信道来首先获得有关 系统定时的信息的处理。导频信道不包含信息，但MS2可以通过与该导 频信道相互关联来对准它本身的定时。 一旦完成这种关联，MS2就和同 步信道同步并且可以读取同步信道消息以进一步精调其定时。MS 2在宣 布失败并且返回到系统确定以使选择另一信道或选择另一系统之前被准 许在单一导频信道上搜索长达15秒钟的时间。该搜索过程没有被标准化， 获取系统的定时取决于执行情况。
在CDMA2000中，在单一信道上可能存在许多导频信道，如OTD 导频、STS导频以及辅助导频。在系统获取期间，MS2将找不到这些导 频信道中的任何信道，因为它们使用不同沃尔氏码而MS仅搜索沃尔氏 码0。
将同步信道消息在同步信道上连续发送并且向MS 2提供信息，以精 调定时并读取寻呼信道。移动站按允许它确定是否能够和BS 6通信的同 步信道消息接收来自该BS 6的信息。
在空闲状态下，MS 2接收寻呼信道中的一个并且处理该信道上的消 息。将开销或配置消息与存储的序列号进行比较以确保MS 2具有最新的 参数。检查发给MS2的消息确定有意向的订户。
BS 6可以支持多寻呼信道和/或多CDMA信道(频率)。MS2使用 基于其IMSI的哈希(hash)函数，以确定在空闲状态下监测哪个信道和 频率。BS 6使用相同哈希函数以确定在寻呼MS 2时使用哪一个信道和频率。
在寻呼信道和F-CCCH上利用时隙周期索引(SCI)支持时隙寻呼。 时隙寻呼的主要目的是，节约MS2中的电池电力。MS 2禾n BS 6者P在明P 一个时隙中寻呼MS上达成一致。MS 2可以在未指派时隙期间降低对其 某些处理电路的供电。常规寻呼消息和通用寻呼消息可以被用于在 F-CCCH上寻呼移动站。还支持快速寻呼信道，其允许MS2以与可以仅利用F-PCH或F-CCCH上的时隙寻呼相比更短的时段对MS 2上电。图6例示了系统接入状态。系统接入处理中的第一步骤是更新开销 信息，以确保MS2在使用正确的接入信道参数，如初始功率电平和功率 单歩递增(power step increment)。 MS 2随机选择接入信道并进行发送， 而不需要和BS6或其它MS协调。这种随机接入过程会导致冲突。可以 采取几个步骤来降低冲突的概率，如使用时隙结构、使用多接入信道、 按随机开始时间发送以及采用拥塞控制，例如，过载等级。MS 2可以在接入信道上发送请求或响应消息。请求是自发地发送的 消息，例如源发消息(origination message)。响应是响应于从BS6接收 到的消息而发送的消息。例如，寻呼响应消息是针对常规寻呼消息或通 用消息的响应。如图7所示，接入尝试是指发送一个由层2封装的PDU并接收针对 该PDU的确认的整个处理，它由一个或更多个接入子尝试组成。如图8 所示，接入子尝试包括接入试探序列的集合。接入子尝试内的序列被随 机退避(backoff)间隔(RS)和持续延迟(PD)分离。PD仅应用于接 入信道请求，而不用于响应。图9例示了利用0-511时隙的时隙偏移来避 免冲突的系统接入状态。复用和QoS控制子层34具有发送功能和接收功能。发送功能组合 来自各种源(如数据服务61、信令服务63或语音服务62)的信息，并 且形成用于发送的物理层SDU和PDCHCF SDU。接收功能分离物理层 21和PDCHCF SDU中包含的信息，并将该信息定向至正确的实体，如 数据服务61、上层信令63或语音服务62。复用和QoS控制子层34和物理层21时间同步地工作。如果物理层 21利用非零帧偏移发送，则复用和QoS控制子层34以与系统时间相差 适当的帧偏移通过物理层递送用于发送的物理层SDU。复用和QoS控制子层34利用原语的物理信道专用服务接口设置向 物理层递送物理层21 SDU。物理层21利用物理信道专用接收指示服务 接口操作向复用和QoS控制子层34递送物理层SDU。SRBP子层35包括所述同步信道、前向公共控制信道、广播控制信14道、寻呼信道以及接入信道过程。LAC子层32向层3 60提供服务。SDU在层3 60与LAC子层32之 间传递丄AC子层32提供由SDU到LAC PDU的恰当封装，该LAC PDU 经受了分段和重组，并作为封装的PDU片段向MAC子层31传递。LAC子层32内的处理是依次完成的，处理实体以按建立好的次序 将部分地形成的LAC PDU互相传递。沿功能路径处理和传递SDU和 PDU，而不需要上层获知物理信道的无线特征。然而，上层可以获知物 理信道的无线的特征，并且可以引导层2 30使用用于发送特定PDU的特 定物理信道。IxEV-DO系统针对分组数据服务是优化的并且其特征在于仅用于数 据的单个1.25MHz载波("lx")或数据最优化("DO")。而且，在前向 链路上存在2.4 Mbps或3.072 Mbps的峰值数据速率，而在反向链路上存 在153 kbps或1.8432 Mbps的峰值数据速率。而且，IxEV-DO系统提供 分离的频带并且和lx系统的网际互连。图10例示了针对lx系统的 CDMA2000和IxEV-DO系统的比较。在CDMA2000中，存在并发服务，由此，实际上按614.4 kbps和307.2 kbps的最大数据速率一起发送语音和数据。MS 2与MSC 5通信用于语 音呼叫，而与PDSN12通信用于数据呼叫。CDMA2000系统的特征在于具有可变功率的固定速率和沃尔氏码分离的前向通信量信道。在lxEV-DO系统中，最大数据速率为2.4 Mbps或3.072 Mbps，并 且不存在和电路交换核心网络7的通信。IxEV-DO系统特征在于固定功 率和可变速率以及时分复用的单一前向信道。图11例示了 IxEV-DO系统架构。在lxEV-DO系统中， 一帧由16 个时隙组成，并且600时隙/秒钟，以及具有26.67 ms的持续时间或32768 个码片。单一时隙长度是1.6667 ms并且具有2048个码片。控制/通信量 信道在1时隙中具有1600个码片，导频信道在1时隙中具有192个码片， 而MAC信道在1时隙中具有256个码片。lxEV-DO系统促成了更简单 且更快速的信道估计和时间同步。图12例示了 lxEV-DO默认协议架构。图13例示了 lxEV-DO非默认协议架构。在lxEV-DO系统中与会话有关的信息包括由MS 2或接入终端(AT) 和BS 6或接入网络(AN)通过无线链路使用的一组协议、单播接入终 端标识符(UATI)、由AT和AN在无线链路上使用的协议配置以及对当 前AT位置的估计。应用层提供尽力而为传输机制，由此，发送一次消息，并且提供可 靠递送，由此该消息可以重送一次或更多次。流层向一个AT2提供用于 复用多达4 (默认)或255 (非默认)个应用流的能力。会话层确保会话仍然有效并且管理会话的结束、指定用于初始UATI 指派的过程、维持AT地址以及协商/提供在会话期间使用的协议和针对 这些协议的配置参数。图14例示了 lxEV-DO会话的建立。如图14所示，建立会话包括地 址配置、连接建立、会话配置以及交换密钥。地址配置是指指派UATI和子网掩码的地址管理协议。连接建立是 指建立无线链路的连接层协议。会话配置是指派置所有协议的会话配置 协议。交换密钥是指在安全层中建立用于认证的密钥的密钥交换协议。"会话"是指AT 2与RNC之间的逻辑通信链接，其保持开放达数 小时，默认为54小时。会话持续直到PPP会话同样激活为止。会话信息 通过AN 6中的RNC控制和维持。当连接打开时，AT2可以被指派前向通信信道并且被指派反向通信 量信道和反向功率控制信道。在单一会话期间可以出现多个连接。连接层管理网络和通信的初始获取。而且，连接层维持近似的AT2 位置，并且管理AT2与AN6之间的无线链接。而且，连接层执行管理、 对从会话层接收到的传送数据进行优先化和封装，将优先化的数据向安 全层转发以及解封从安全层接收到的数据并且将它向会话层转发。图15例示了连接层协议。在初始化状态下，AT2获取AN6并激活 初始化状态协议。在空闲状态下，发起关(closed)连接并激活空闲状态 协议。在连接状态下，发起开(open)连接并激活连接状态协议。关连接是指其中AT 2没有被指派任何专用无线链路资源并且在接入信道和控制信道进行AT与AN 6之间的通信的状态。开连接是指可以被 指派前向通信信道的AT 2被指派反向功率控制信道和反向通信信道并且 在这些指派的信道以及控制信道上进行AT 2与AN 6之间的通信的状态。
初始状态协议执行和获取AN 6关联的动作。空闲状态协议执行和已 经获取AN 6 (但没有开连接)的AT 2相关的动作，如利用路由更新协 议记录AT位置。连接状态协议执行和具有幵连接的AT 2相关的动作， 如管理AT与AN 6之间的无线链接和管理导致闭连接的过程。路由更新 协议执行与记录AT 2位置和维护AT与AN 6之间的无线链路相关的动 作。开销消息协议在控制信道上广播必要参数，如QuickConfig、 SectorParameters以及AccessParameters消息。分组整合协议对数据包进 行整合和优先化，以作为它们被指派的优先级和目标信道的函数来进行 发送并在接收器上提供包解复用。
安全层包括密钥交换功能，认证功能以及加密功能。密钥交换功能 提供了 AN 2和AT 6用于认证通信量所要遵循的过程。认证功能提供AN 2和AT 6交换用于认证和加密的安全密钥所要遵循的过程。加密功能提 供AN 2和AT 6用于加密通信量所要遵循的过程。
lxEV-DO前向链路的特征在于不支持功率控制和软移交。AN 6以恒 定功率发送，而AT2在前向链路上请求可变速率。因为不同用户可能以 TDM形式在不同时刻发送，所以难以实现发自打算用于单个用户的不同 BS 6的多样性发送。
在MAC层中，将源于高层的两种类型的消息跨过物理层传输，具 体来说，为用户数据消息和信令消息。将两个协议用于处理这两种类型 的消息，具体来说，是用于用户数据消息的前向通信信道MAC协议和用 于信令消息的控制信道MAC协议。
物理层的特征在于，扩频速率为1.2288 Mbps、 一帧包括16时隙和 26.67 ms， 一时隙为1.67 ms并有2048个码片。前向链路信道包括导频信 道、前向通信信道或控制信道以及MAC信道。
导频信道与CDMA2000导频信道的类似之处在于，它包括全"0" 信息比特和具有针对一时隙192码片对WO沃尔氏扩频。前向通信信道的特征在于数据速率从38.4 kbps到2.4576 Mbps或从 4.8 kbps到3.072 Mbps变化。物理层数据包可以在1到16个时隙中发送， 并且当分配一个以上的时隙时发送时隙使用4-时隙交织。如果在已经发 送所有分配时隙之前在反向链路ACK信道上接收到ACK，则不发送剩 余时隙。
控制信道类似于CDMA2000中的同步信道和寻呼信道。
控制信道的特征在于，256个时隙或427.52 ms的周期、1024比特或 128、 256、 512以及1024比特的物理层数据包长度以及38.4 kbps或76.8 kbps或19.2 kbps、 38.4kbps或76.8 kbps的数据速率。
lxEV-DO反向链路的特征在于AN 6可以利用反向功率控制对反向 链路进行功率控制，并且一个以上的AN可以经由软移交来接收AT2的 发送。而且，在反向链路上不存在TDM，反向链路利用长PN码通过沃 尔氏码进行信道化。
AT 2使用接入信道以发起与AN 6的通信，或者响应于AT定向消息。 接入信道包括导频信道和数据信道。
AT 2在接入信道上发送一系列接入试探，直到从AN 6接收到响应 或定时器终止为止。接入试探包括前导码和一个或更多个接入信道物理 层数据包。接入信道的基本数据速率为9.6kbps，还可用更高的数据速率 19.2kbps和38.4kbps。
当利用相同控制信道包寻呼一个以上的AT2时，可以同时发送接入 试探，但可能会发生包冲突。当AT2被协同定位、并且进行组呼叫或具 有类似传播延迟时问题可能更严重。
针对潜在冲突的一个原因是常规方法下的当前持久测试的低效率。 因为AT2可能需要短的连接建立时间，所以当利用持续测试时被寻呼的 AT可能和另一被寻呼的AT同时发送接入试探。
因为需要短连接建立时间和/或作为组呼叫的部分的每一个AT 2都 可以具有相同持续值(典型地设置为0)，所以使用持续测试的常规方法 不够。如果AT2是协同定位的，如处于组呼叫中，则接入试探同时抵达 AN6，由此，导致接入冲突并且增加了连接建立时间。因此，需要一种更有效的方法用于来自需要短连接时间的协同定位 的移动终端的接入试探的发送。本发明致力于解决这一需要和其它需要。
多用户检测策略涉及用于减轻多接入干扰(MAI)影响并且利用开 发干扰结构解决近-远问题的方法。利用盲多用户检测以及基于子空间的 签名波形估计正在进行研究以縮减计算复杂性和现有知识。
盲多用户检测器可用来仅仅是对期望用户的定时和签名波形的了解 来实现良好性能。
存在用于设计盲多用户检测器的两种流行方法。方法之一是使用将 接收信号和多用户接收器当作实际扩频序列的线性组合的常规多用户信 号模型和用于盲多用户检测的噪声和统计学信号估计技术(例如，利用
Wiener滤波器或Kalman滤波器技术的盲多用户检测器设计)。
另一方法是基于其中将接收信号和多用户接收器当作期望用户的扩 频序列的线性组合的参数化信号模型和信号频谱估计，和信号/噪声子空 间基础。许多基于子空间的方案都是这种方法的示例，其实质上是用于 利用子空间概念盲目地重建现有常规多用户检测器的方法。
尽管常规多用户信号模型和基于帧空间的信号模型都提供接收信号 和用户检测器的自然且直接的表示，但因为这两种模型预先不知并且难 于正确地估计它们，所以基于这两种模型的盲检测器实际上难于实现。 而且，与这两种模型相关的计算高度复杂，尤其是对于实践应用来说。
为了致力于利用最少的现有知识和最小的计算复杂性来解决近-远 问题，可以使用基于盲多用户信号模型的一种替代盲多用户框架。基于 替代盲多用户信号模型和检测框架，可以利用除了基于最小平方的方案 以外的最佳线性无偏和最小均方误差估计(MMSE)标准来开发盲多用 户检测器。这里，仅利用期望用户的签名和定时的关联算法是简单且直 接的。而且，不存在由许多其它盲检测器采用的统计学信号估计或子空 间分离过程。
与利用了所有接收信号的现有盲检测方案相比，替代盲多用户信号 模型要求最小数量的先前接收信号。这样，可以显著地縮减计算复杂性 和检测延迟。提供递归自适应实现，以进一步减轻所要求的计算复杂性。下面，对与近-远问题相差的性能以及复杂性与性能之间的折衷的细 节进行讨论。
在下面的讨论中，假定了在单个小区DS/CDMA系统中的前向链路 (FL)发送。在具有P条强路径的多路径信道上有K个活动用户。这里， 强路径是要通过RAKE接收器明确地组合的路径。而且，信道是加性高 斯白噪声(AWGN)信道。因用户k而接收的信号的基带表示通过下式 给出。
在式1中，Olpk是用户k的信号的第p条路径损耗，bk[tl]是由用户k
发送的第n个比特。这里，可以假定(bk[n]》是独立且等同分布的随机变 量，并且E(bk[i]) = (^nE{bk[i]2} = 1。参数Ck (t)指示在间隔[O， T]期 间用户k的标准化扩频信号波形，0S^^T2…》p指示从基站到用户k 的P个不同传输延迟，而Ak[n]是在时间t = n针对用户k的接收信号振幅， 其取决于可能信道统计。
由用户k接收到的总基带信号通过下式表示。
根据式2，将接收到的信号^)通过对应的码片匹配滤波器(CMF)、 * (t)，以及RAKE组合器进行传递。组合的输出r (t)通过式3表示。 [式3]
在式3中， / W = H A 丛""- W + 、 - rJ #卜r J是
阿
对用户k的码间干扰(ISI)。而且，对用户k的MAI被表示为 "W W =堂也"- "r - rJ啡 - 八)+ & " - "r + 、, - rj ^ - r, J
f^左 /》众
这里，Pqk是第q个RAKE指的权重并且f & =1，而^=、-t,是第1条路径与第p条路径之间的传播延迟差。另外，0指示巻积，而n(t) 是具有方差 一的AWGN。可以以/^1/Ts对用户k的RAKE输出进行采 样。这可以如式4所示以直接方式表达。 [式4]
<formula>formula see original document page 21</formula>
在式4中，S = [Sls2…SK]是利用与两者组合的接收信号签名矩阵， 而L二T/Ts是每符号采样数，其通常不小于扩频增益Lc。
因为接收信号r (t)中存在mMAI (t)，所以常规匹配滤波器接收器
的性能遭受所谓的近-远问题。多用户检测是用于解决这种问题的接收器
技术，并且大多数多用户检测器是利用如同式4的模型的常规系统模型 开发出的。利用式4开发盲多用户检测器的难点之一在于S难于预先获
取。因此，在随后的时间花费大量努力来获取s。在利用参数子空间信号
模型的开发盲检测器中可以出现类似情况。 盲多用户检测框架
代替利用常规信号模型或参数子空间信号模型地，引入了图16的盲 多用户信号模型。图16是接收器设计的示例图。在图16中，使用盲但 "伪(fake)"的扩频矩阵S。该盲但"伪"的扩频矩阵S仅由期望用户 的扩频序列和先前接收到的信号组成。而且，盲但"伪"的扩频矩阵S 不是原始信号，而是作为用于表示接收信号和多用户检测器的原始信号 基础的函数。
关于S的构造，可以构建分组盲检测器或单个盲检测器。 详细地说，不失一般性，仅考虑针对第一G用户发送的比特。而且， 以L x M格式的盲扩频序列矩阵S可以通过S = [s广'so q r2…rM_G]来 定义，其中，Sg中有g-l， 2，…，G表示用户1已经已知的G扩频波 形组。而且，^和m-l， 2，…，M-G是M-G先前接收到的独立信号矢 量。这里，第一M-G接收信号^可以根据一些接收器初始化过程获得。 此后，可以是一些用于更新S的可能自适应过程。与现有盲检测器相比， 需要的先前接收信号的这个数量M-G非常小。
另夕卜，KSM^L，其中，M-K是用于盲检测器的最小数量，以明确地区分不同干扰信号，并而M ^ L是针对保证设计的盲多用户接收器 的独特性的约束。提出的盲扩频矩阵S与原始扩频矩阵S之间的关系可 以根据下式表示。[式5]S-SB + N在式5中，S和S的第一G列相同。下式表示和S关联的《x m 数据矩阵。 [式6]
<formula>formula see original document page 22</formula>
五=[/0]r是i: x G矩阵，G = [/3]是(？ x M矩阵。这里，D是 对于期望用户的先前接收并已知的矩阵。而且，秩{万}=《-G，其中， 5是针对于未知K-G用户的未知矩阵，而{5} S K。通过组合式4和5， 式5中的接收信号矢量r可以表达S中的列的线性组合而不是S。接收信 号矢量r可以如式7所示写出。[式7]在式7中，Mx 1矢量f被称为由f-B+5定义的检测矢量，其中，[-]+ 表示一般逆算子，并且^Ab。而且，？T表示由下式定义的新Lx 1AWGN[式8] fi=n-NB+fi参照式IO，这个式可以被视为修正线性预测模型，并且多用户检测问题可以被视为在fi-o下的修正线性预测问题。另一方面，如果可以估计 f，则可以通过反-[反ug〗T-sgn(G。和S,[^2…SG]T-sgnlGfl,利用式7估计并检测针对第一 G用户的振幅Ag和比特bg。存在可以估计并检测f和lh的值的不同方案。在许多可用方案中， 可以使用最小平方(LS)检测方案。这里，假定S的测量是无误差的。 所有误差都被限制在接收器矢量r上。因此，可以随着解答下式来估计 检测矢量。[式9]fiiS=arg min||r-Sx|2=S+r而且，可以通过下式检测针对第一G用户的比特矢量。 [式IO]除了LS检测方案以外，还可以使用总最小平方(TLS)检测方案。 先前的LS估计假定S无差错。由于N这个假定对于S并不完全准确。 这样，可以将式9变换成如式11所示的TLS问题。[式11]<formula>formula see original document page 23</formula>使S-U，E，V，t和[S rHJEvT分别成为S和[S rj的SVD。如果《〉a^，则f的TLS估计可以根据下式来表达。 [式12]<formula>formula see original document page 23</formula>而且，可以通过下式来检测针对第一G用户的比特矢量。 [式13]<formula>formula see original document page 23</formula>或者，还可以实施混合LS/TLS检测方案。更具体地说，尽管在S 中存在噪声或误差矩阵N，但其第一 G列确切已知为无噪声或无差错的。 因此，为了最大化检测矢量f的估计准确度，自然需要得到未受扰的S 的对应列，由于是精确已知的。式9和11可以被变换成下面的MLS式。[式14]<formula>formula see original document page 23</formula>此后，可以在矩阵[S r]上执行豪斯霍尔德(Householder)变换Q， 其结果为下式。 [式15]在式15中，Ru是(7xG上三角矩阵，iv是Gxl矢量，而r^是a -(7) x 1矢量。R22的最小奇异值可以被指示为a'，而[1122 ^]的最小奇异 值可以为o。由此，存在MLS的唯一解，并且可以通过下式表达。[式16〗<formula>formula see original document page 24</formula>而且，可以通过下式检测第一G用户的比特矢〕 [式17]<formula>formula see original document page 24</formula>作为另一另选方案，可以使用最佳线性无偏检测(BLU)方案。在 BLU方案中，如果数据真为高斯型，则针对这种所谓的最佳线性无偏估 计量(BLUE)的线性结构f旨-W;r等于线性信号模型中的最优最小方差无偏估计量(MVUE)。这里，矩阵Wwr被设计为，使得S必须是确 定性的、fi必须是利用己知正定协方差矩阵fkt/的零均值、few是f的无 偏估计量，并且如下式所示最小化针对每一个M参数的误差方差。 [式1S]通过下式表示所得的最佳线性无偏估计量。 [式19]通过下式给出fe^的协方差矩阵。 [式20〗<formula>formula see original document page 24</formula>尽管可以确定B的PDF,但B+的PDF在很大程度上未知。然而， 根据Girko定律，当固定a =(〖-G)/(M-G)时，K、 M—°°，可以通过式21来近似 [式21]<formula>formula see original document page 24</formula>-l-ot的对角元素。<formula>formula see original document page 24</formula>因此，可以通过下式决定f、 Cf的协方差矩阵,<formula>formula see original document page 25</formula>通过4 = ^^G(SSf1 来检测针对第一 G用户的比特矢]并且可以最后，另一盲多用户检测器方案可以是最小均方误差(MMSE)检 则方案。在这个方案下，给出量度r， f的MMSE估计量(即，fMMSE = /Tr"，f-f当f和r共同地高斯化时，可以根据下式表;最小化MSE /MSE的线性估计量WMMSE。 [式23]这个式还被称为 Wiener滤波器，并且可以通过 ^ =鄉"—((:-/+81(:^"8^511]来检测针对第一G用户的比特矢量。针对根据本发明的实施方式的盲多用户检测器方案的讨论，可以合 并多输入、多输出(MIMO)技术和多用户检测(MUD)方案。对于本领域技术人员将是清楚的，在不脱离本发明的精神或范围的 情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，本发明是要覆盖落 入所附权利要求及其等同内容的范围内的对本发明的各种修改和变型。
权利要求
1、 一种减轻多接入干扰无线通信系统中的干扰的方法，该方法包括 以下步骤接收来自至少一个发送端的至少一个信号；基于预定数量的接收信号构造一组第一信号签名和构造至少一个第 二信号签名， 利用所构造的一组第一信号签名估计一组值；以及 利用所检测到的 一组值检测期望信息。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述一组第一信号签名是指 盲扩频矩阵。
3、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个第二信号签名 是指扩频序列。
4、 根据权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个第二信号的结 构是接收端已知的。
5、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述一组值是指检测矢量。
6、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述一组值和所述期望信息 中的至少一个是通过最小平方(LS)检测方案、总最小平方(TLS)检 测方案、混合LS/TLS检测方案、最佳线性无偏(BLU)检测方案以及最 小均方误差(MMSE)检测方案中的任何一个检测方案获取的。
7、 一种用于减轻多接入干扰无线通信系统中的干扰的装置，所述系 统包括接收单元，该接收单元用于接收来自至少一个发送端的至少一个信号；构造单元，该构造单元用于基于预定数量的接收信号构造一组第一 信号签名并构造至少一个第二信号签名；估计单元，该估计单元用于利用所构造的一组第一信号签名估计一 组值；组合单元，该组合单元用于将所述至少一个估计的可变分量与所构造的数据矩阵组合；以及检测单元，该检测单元用于利用所检测到的一组值检测期望信息。
8、 根据权利要求7所述的装置，其中，所述一组第一信号签名是指 盲扩频矩阵。
9、 根据权利要求8所述的装置，其中，所述至少一个第二信号签名 是指扩频序列。
10、 根据权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个第二信号的 结构是接收端已知的。
11、 根据权利要求7所述的装置，其中，所述一组值是指检测矢量。
12、 根据权利要求7所述的装置，其中，所述一组值和所述期望信 息中的至少一个是通过最小平方(LS)检测方案、总最小平方(TLS) 检测方案、混合LS/TLS检测方案、最佳线性无偏(BLU)检测方案以及 最小均方误差(MMSE)检测方案中的任何一个检测方案获取的。
13、 一种减轻多接入干扰无线通信系统中的干扰的方法，所述方法 包括以下步骤接收来自至少一个发送端的信号；构造盲扩频序列矩阵和数据矩阵，在该盲扩频序列矩阵中，每一个 干扰都被当作已知信号；利用所述至少一个接收信号、并利用所构造的盲扩频序列矩阵，来 估计至少一个可变分量；复用所述至少一个估计可变分量和所构造的数据矩阵；以及利用所述至少一个组合可变分量检测数据。
全文摘要
本发明公开了一种减轻多接入干扰无线通信系统中的干扰的方法。更具体地说，所述方法包括以下步骤接收来自至少一个发送端的至少一个信号；基于预定数量的接收信号构造一组第一信号签名和构造至少一个第二信号签名；利用所构造的一组第一信号签名估计一组值；以及利用所检测到的一组值检测期望信息。
文档编号H04B1/707GK101313479SQ200680035939
公开日2008年11月26日 申请日期2006年9月28日 优先权日2005年9月28日
发明者舒 王 申请人:Lg电子株式会社