高效联合侦测的制作方法

专利名称：高效联合侦测的制作方法
背景技术：
图1为无线通信系统10。通信系统10具有与用户设备(UEs)141至143(14)通信的基站121至125(12)。各基站12具有相关操作领域，其与用户设备14通信于其操作领域。
如使用码分多址的分频双工(FDD/CDMA)及使用码分多址的分时双工(TDD/CDMA)的某些通信系统中，多重通信是以相同频谱来传输。这些通信是被其信道化码来区分。为更有效使用频谱，使用码分多址的分时双工通信系统是使用被分为时隙的重复框来通信。被传输于该系统中的通信是具有一个或多重相关码及被指派至其的时隙。
因为多重通信可以相同频谱来传输，所以同时间该系统中的接收器必须于多重通信间分辨。侦测该信号的一法是为多重用户侦测(MUD)。多重用户侦测中，与所有用户设备14相关的信号是被同时侦测。针对使用码分多址的分时双工通信系统，热门多重用户侦测技术的一是为使用块线性均衡器(BLE-JD)的联合侦测技术。实施块线性均衡器的技术是包括使用Cholesky或近似Cholesky分解。这些方法具有高复杂性。该高复杂性导致功率消耗增加，其于用户设备14上导致电池寿命下降。
于是，预期具有有效计算方法来侦测被接收数据。

发明内容
K数据或丛发是以码分多址通信格式于共享频谱来传输。组合信号是以享频谱来接收及采集当做数个被接收向量版本。组合信号是包括K被传输数据信号。使用码及K数据信号被估计脉冲响应的数个系统矩阵及相关协方差矩阵是被产生。各系统矩阵是对应被接收向量版本。系统及协方差矩阵是被展开及近似为块循环矩阵。各被展开及近似系统及协方差矩阵的对角矩阵是藉由不需矩阵分割的主因子演算-快速富利叶转换(PFA-FFT)来决定。被接收向量版本是被展开。对角矩阵及被展开的被接收向量版本的乘积是被采用。反向块分离富利叶转换是藉由该乘积结果的快速富利叶转换来实施以产生K数据信号的被估计数据。


图1为无线通信系统。
图2为简化发送器及高效联合侦测接收器。
图3为通信丛发。
图4A图4B为高效联合侦测较佳实施例的流程图。
图5为标示被展开处理领域的数据丛发。
图6为高效联合侦测较佳实施例的框图。
图7为具有多重天线的简化接收器。
图8为使用部分采集来采集该被接收信号的简化接收器。
图9为具有多重天线及使用部分采集的简化接收器。
图10为用于部分采集或分散接收的高效联合侦测较佳实施例框图。
具体实施例方式
虽然高效联合侦测适用于如使用码分多址的分频双工的其它系统，图2仍描绘使用时分多址的分频双工通信系统中使用高效联合侦测的简化发送器26及接收器28。典型系统中，发送器26是位于各用户设备14中，而传输多重通信的多重传输电路26是位于各基站12中。联合侦测接收器28可位于基站12，用户设备14或两者中。
发送器26以无线电信道30传输数据。发送器26中的数据产生器32可产生被通信至接收器28的数据。调制/展开/训练序列插入装置34可以适当码展开数据并以适当指派时隙中的中步训练序列来分时传输展开参考数据而产生通信丛发或丛发。如图3所示，典型通信丛发16是具有中步20，守护期间18及两数据域22，24。中步20可分离两数据域22，24，而守护期间18可分离通信丛发促使被传输自不同发送器26的丛发抵达时间差异。两数据域22，24是包含通信丛发数据。
通信丛发是被调制器36调制为射频(RF)。天线38可经由无线电信道30发送射频信号至接收器28的天线40。被用来传输通信的调制类型是可为熟练技术人士熟知的任何一种，如正交相位变换调制(QPSK)或M-ary正交振幅调制(QAM)。
接收器28的天线40可接收各种无线频率信号。被接收信号是被解调器42解调来产生基频信号。基频信号是藉由如一个或数个模拟数字转换器的采集装置43以被传输丛发码片率采集。该采集是藉由如信道估计装置44及高效联合侦测装置46处理于时隙中及被指派至被接收丛发的适当码。信道估计装置44可使用基频样本中的中步训练序列组成以提供如信道脉冲响应的信道信息。信道信息是被高效联合侦测装置46用来估计当做软符号的该被接收通信丛发的被传输数据。
高效联合侦测装置46可使用被信道估计装置44所提供的信道信息及发送器26所使用已知展开码来估计预期被接收通信丛发数据。
虽然高效联合侦测是使用第三代合伙人计划(3GPP)全球地面无线存取(UTRA)分时双工系统当做标的通信系统来解释，其可应用至其它系统。该系统为直接序列宽频码分多址(W-CDMA)系统，其上行及下行传输是被限制为互斥时隙。
接收器28可接收同时抵达于一观察区间内的总K丛发针对。针对第三代合伙人计划全球地面无线存取分时双工系统，时隙的各数据域是对应一观察区间。针对分频双工码分多址系统，被接收信号是为连续，也就是不为丛发。为了处理连续信号，分频双工系统可于应用联合侦测的前将被接收信号分为时间区段。
被用于кth丛发的码是被表示为c(h)。K丛发可产生自K不同发送器或用于非K不同发送器的多重码传输。
通信丛发的各数据域具有被传输符号预定数Ns。各符号是使用展开因子Q的码片预定数来传输。于是，各数据域具有Ns×Q码片。通过可产生达W-1码片的延迟展开的无线信道后，接收器处的观察区间是为Q×Ns+W-1码片。
当作信道响应向量h(k)及对应展开码c(k)的卷积的符号响应向量b(k)是被表示于方程式1。
b(k)＝h(k)оc(k)方程式1о表示为卷积操作数。b(k)长度为SF+W-1。
使用符号响应向量，系统矩阵A是被定义于方程式2。
方程式2矩阵大小为(Ns·SF+W-1)×Ns·K·A为块Topleitz矩阵。
块B是被定义为方程式3。
B＝[b(1)b(2)…b(k)] 方程式3以码片率采集的被接收向量是可被方程式4表示。
r＝Ad+n方程式4向量r大小为(Ns·SF+W-1)乘1。此尺寸是对应该观察区间。
Ns·K乘1大小的数据向量d是具有方程式5的型式。
d‾=[d‾1Td‾2T···d‾NST]T]]>方程式5K乘1大小的子向量dn是由各用户的nth符号组成被方程式6定义。
dn＝[dn(1)dn(2)…dn(K)]T，n＝1，...Ns方程式6
大小为(Ns·SF+W-1)乘1的向量n是为背景噪声向量且被假设为白色。
使用均方差值最小化(MMSE)解决定d是被表示为方程式7。
d＝R-1(AHr) 方程式7(.)H表示赫米特(hermetian)函数(复杂共轭转置矩阵)。较佳均方差值最小化解的系统矩阵R的斜方差矩阵是被表示为方程式8。
R＝AHA+σ2I 方程式8σ2为噪声斜方差通常可从信道估计装置44获得，而I为单位矩阵。
使用块循环近似及使用主因子演算-快速富利叶转换(PFA-FFT)的块离散富利叶转换(DFT)，方程式7中的d是被决定为方程式9。
d＝F(R-1)F(AHr)＝F-1(Λ-1ΛΛF(rc))方程式9F(.)及F-1(.)是分别标示块离散富利叶转换及反向块离散富利叶转换。块对角矩阵ΛのΛΛ的导出是被接续叙述。除了直接解出方程式9之外，方程式9亦可使用Λ的主对角块的LU分解及前向及后向替代来解出。可替代是，方程式9亦可使用Cholesky分解来解出。
图4为使用快速联合侦测来决定数据向量d的较佳方法流程图。系统矩阵A是使用各丛发的被估计信道响应h(k)及展开码c(k)来决定，48。系统矩阵的斜方差矩阵R是被形成，49。系统矩阵A及其斜方差矩阵R是被展开块均方矩阵。展开A是为D·Q乘D·K大小，而展开R是分别为D·K乘D·K大小。D是被挑选为方程式10。
D≥[Ns+W-1Q]]]>方程式10两展开矩阵是被近似为块循环矩阵Ac及Rc，50。因为A及R的展开，被接收向量r是藉由插入零而被展开为D·SF×1大小的向量rc。块对角矩阵Λ是藉由采用使用Rc的第一块栏的主因子演算-快速富利叶转换的块离散富利叶转换来决定，52。匹配滤波F(AHr)的块离散富利叶转换是藉由F(AcHrc)来决定。其是采用使用Acのrc的主因子演算-快速富利叶转换的块离散富利叶转换来计算53。由于ΛのΛΛ的块对角结构，块F(d)(i)，i＝1，...，D，是为K乘1大小的F(d)。其是藉由执行主对角块，ΛえΛ(l)，LU分解，Λ(i)＝L(i)U(i)，前向替代，L(i)=y(i)‾=ΛΛ(i)HF(r‾c)(i),]]>55，及后向替代，U(i)[F(d](i)＝y(i)，56。L(i)为下三角矩阵。U(i)为上三角矩阵。ΛA(i)为ΛA中第i个主对角块SF乘K大小，而F(rc)(i)为中第i个块Q×1大小。ΛA为使用Ac第一栏的主因子演算-快速富利叶转换的块离散富利叶转换，而F(rc)为使用向量rc的主因子演算-快速富利叶转换的块离散富利叶转换。被估计数据向量d是藉由F(d)的反向块离散富利叶转换来决定。
虽然方程式9为均方差值最小化为基础的解，但快速联合侦测亦可被应用至其它方法上，如方程式11所示的零强迫法。
Rd＝(AHA)d＝AHr方程式11如方程式11所示，零强迫解中，σ2I项是从方程式8被删除。虽然类似偏移可被用于零强迫解，但以下为均方差值最小化解的偏移。
为了降低决定F(AHr)的复杂性，采用A的使用块Topleitz结构优点的使用主因子演算-快速富利叶转换的块离散富利叶转换是可被显示于方程式2。首先，重复B，我们可展开A至D·Q乘D·K的块均方矩阵大小来使用所有观察区间中的码片符号。被展开A是被近似为块循环矩阵Ac。
Ac可被分解为方程式12所示的三个矩阵。
Ac=F(Q)HΛAF(K)]]>方程式12F(n)＝FIn为使用D·n乘D·n大小的使用主因子演算-快速富利叶转换的块离散富利叶转换。表示kronecker乘积。In为n×n大小的单元矩阵，而F为D×D大小的块离散富利叶转换矩阵，其成分fil，i及l＝1，2，...，D被表示于方程式13中。
fil=1Dexp[-j2πi1D]]]>方程式13D为块离散富利叶转换长度，而FHF＝I，I为D×D大小的单元矩阵。块对角矩阵ΛA为D·Q乘D·K大小且具有方程式14的型式。
方程式14各其项ΛA(i)，i＝1，2，...，D是为Q乘K表示为方程式15。
方程式15可替代是，主对角块ΛA(i)，i＝1，2，...，D可被计算表示为方程式16。
ΛA(1)TΛA(2)T···ΛA(D)TT=(F(Q)Ac(:,1:K))]]>方程式16Ac(:1:K)表示为Ac的第一块栏。也就是说，Ac·F(SF)Ac(:1:K)的第一K栏可使用主因子演算-快速富利叶转换藉由长度D的Q·K平行非块离散富利叶转换来计算。
由于A展开，被接收向量r亦藉由插入零来展开，成为D·Q乘1的向量 使用上述，F(AHr)是被近似为F(AcHrc)。其可被重写为方程式17。
F(AcHr‾c)=F(K)HΛAHF(Q)r‾c]]>方程式17大小的斜方差矩阵R是具有方程式18的块均方矩阵。
方程式18L被定义为方程式19。
L=[Q+W-1Q]]]>方程式19于矩阵R中的各输入Ri，是为一K·K大小区块，而0是为一K·K大小零矩阵。因为被展开的A的大小，矩阵R亦借着插入零而被展开为DK·DK大小。
被展开的R是被近似为方程式20表示的D·K乘D·K大小的块循环矩阵Rc。
方程式20块循环矩阵Rc是被分解为方程式21表示的三矩阵。
Rc=F(K)HΛF(K)]]>方程式21F(K)＝FIK为使用D·K乘D·K大小的主因子演算-快速富利叶转换矩阵的块离散富利叶转换。表示kronecker乘积。IK为K×K大小的单元矩阵，而F为如方程式13所说明D×D大小的块离散富利叶转换矩阵。
D·K乘D·K大小的块f对角矩阵Λ是具有方程式22所示的型式。
方程式22其各项Λ(i)，i＝1，2，...，D为方程式23A所示的K×K块。
方程式23A可替代是，主对角块Λ(i)，i＝1，2，...，D可被计算为方程式23B。
Λ(1)TΛ(2)T···Λ(D)TT=(F(K)RC(:,1:K))]]>方程式23BRc(:1:K)表示为Rc的第一块栏。也就是说，Rc·F(K)Rc(:1:K)的第一K栏可使用主因子演算-快速富利叶转换藉由长度D的K2平行非块离散富利叶转换来计算。
方程式7中的被估计向量d是较佳被近似为方程式24A。
d‾=R-1AHr‾≈Rc-1ACHr‾c=F(K)HΛ-1ΛAHF(Q)r‾c]]>方程式24A块对角矩阵Λ-1是被表示为方程式24B。
方程式24BΛ的反向需K×K矩阵的反向，Λ(i)，i＝1，2，...，D。
方程式24A可被重写为方程式25。
F(d‾)=Λ-1ΛAHF(r‾c)]]>方程式25F(rc)是为方程式26A及26B。
F(rc)≡F(Q)rc方程式26AF(dc)≡F(K)rc方程式26B由于Λ-1及ΛAH的块对角结构，方程式25可有效地被计算如下。方程式25项次是被分为如方程式27所示的D块。
方程式27方程式27中的各块是分别被解出如方程式28所示。
F(d‾)(i)=Λ(i)-1ΛAHF(r‾c)(i)]]>方程式28如方程式22所示，F(d)(i)是为K乘1向量。Λ(i)为K乘K向量。如方程式14所示，ΛA(i)是为Q乘K向量。F(rc)(i)是为Q乘1向量且由F(rc)的成分(1+(i-1)Q)至(i-Q)所组成。
为了避免直接反向Λ(i)，方程式28可使用LU分解及前向替代及后向替代来解出。方程式28可被重写为方程式29。
Λ(i)F(d‾)(i)=ΛA(i)HF(r‾c)(i)]]>方程式29Λ(i)是被分解为方程式30。
Λ(i)＝L(i)U(i)方程式30L(i)为下三角矩阵。U(i)为上三角矩阵。
使用LU分解，方程式28可被表示为方程式31。
L(i)U(i)F(d‾)(i)=ΛA(i)HF(r‾c)(i)]]>方程式31方程式31中的F(d)(i)是藉由方程式32所示的前向替代及方程式33所示的后向替代来解出。
前向替代L(i)y‾(i)=ΛA(i)HF(r‾)(i)]]>方程式32后向替代U(i)[F(d)](i)＝y(i)方程式33最后，d被决定用于方程式34所示的所有块。
d‾=F-1(d‾)=F-1(F(d‾)(1)F(d‾)(2)···F(d‾)(D))]]>方程式34图6为使用码分多址的分时双工系统中的高效联合侦测较佳实施例的框图。使用被接收向量，r，rc可藉由插入零来形成，接着rc的块离散富利叶转换100是被方程式26执行来产生F(rc)。
使用被接收训练序列，各被传输丛发的信道脉冲响应h(k)是藉由估计信道响应102来决定。使用各信道化码c(k)及信道脉冲响应h(k)，系统矩阵A可藉由计算方程式2所示的块矩阵A块104来决定。
为了决定ΛA，系统矩阵A可藉由展开块132展开来使用观察区间中的所有被接收码片。块循环矩阵Ac的第一块栏是藉由第一块栏块114选择被展开A矩阵的第一K栏来决定。藉由采用使用主因子演算-快速富利叶转换的主因子演算-快速富利叶转换118的块离散富利叶转换，ΛA可被决定。
为了决定Λ，R首先藉由计算R块140来决定。针对均方差值最小化解，R＝AHA+σ2I是被使用；针对零强迫解，R＝AHA是被使用。由于被展开A的大小，R亦被展开块134展开。被展开R矩阵的第一块栏是藉由第一块栏块108选择被展开R矩阵的第一K栏来决定。被展开R矩阵的第一块栏是藉由循环化块栏块110来循环化。其成为块循环Rc的第一块栏。藉由采用使用主因子演算-快速富利叶转换乘块离散富利叶转换块112的块离散富利叶转换，Λ可被决定。
为了有效计算被估计向量d，ΛA，Λ及F(rc)是分别藉由分割块136开发ΛA及Λ的块对角结构而被分为块ΛA(i)，Λ(i)及F(rc)(i)，i＝1，2，...，D。ΛA(i)，ΛA(i)il的复杂共轭是藉由倒置矩阵来决定。相乘器128可将ΛA(i)H乘上F(rc)(i)。Λ(i)是使用方程式30所示的LU分解块126使用LU分解来分解。藉由执行方程式31-33所示的前向及后向替代，分别使用前向及后向替代块124及122，F(d)(i)是可被决定。藉由重复LU分解，前向及后向替代D次，F(d)可被找出。采用使用F(d)的主因子演算-快速富利叶转换乘块反向离散富利叶转换块120的反向块离散富利叶转换，d可被估计。
图7，8及9为应用高效联合侦测至多重接收天线及/或部份(多重码片速率)采集的的简化接收器。具多重接收天线的接收器28是被显示于图7。被传输丛发是藉由各天线401至40m(40)来接收。各被接收丛发的天线版本是被藉由如解调器421至42m降低至基频。各天线的基频信号是藉由采集装置431至43m来产生各天线40的被接收向量 对应中步的样本是藉由信道估计装置144处理以产生各天线40的信道响应矩阵H1至Hm。被接收数据向量d是藉由使用被接收向量及信道响应矩阵的高效联合侦测装置142来决定。
接收器28使用部分采集的采集是被显示于图8。被传输丛发是被天线40接收。被接收丛发是被如解调器42降低至基频。基频信号是藉由采集装置43采集来产生部份样本当作被接收向量。各被接收向量是代表以部份码片偏移被采集的码片速率样本。为了描述，两个被接收向量 是被产生用于加倍码片速率采集。这些向量各具有被一半码片分隔的样本。对应中步的样本是藉由信道估计装置144处理以产生各组部份样本的信道响应矩阵H1至Hm。被接收数据向量d是藉由使用被接收向量及信道响应矩阵的高效联合侦测装置142来决定。
具有多重接收天线及使用部份采集的接收器28是被显示于图9。被传输丛发是藉由各天线401至40i(40)来接收。各被接收丛发的天线版本是被藉由如解调器421至42i降低至基频。各天线的基频信号是藉由采集装置431至43i来产生各天线40的被接收向量 各天线的被接收向量是对应各多重码片速率采集。对应中步的样本是藉由信道估计装置144处理以产生各天线部份采集的信道响应矩阵H1至Hm。被接收数据向量d是藉由使用被接收向量及信道响应矩阵的高效联合侦测装置142来决定。
应用高效联合侦测来分散接收或部份采集或两者均有时，被接收通信丛发是被视为M虚拟码片速率接收丛发。为了描述，被接收丛发是被模制为4(M＝4)码片速率接收丛发来加倍码片速率采集及两天线分散接收。
各被接收丛发是为K被传输丛发的组合。各K被传输丛发是具有其自我码。K码的第k个及M虚拟接收丛发第m个信道脉冲响应向量是为h(k，m)。h(k，m)具有长度W且被估计自第m个虚拟接收丛发的第k个码丛发的中步样本。
第k个码的丛发的各N数据符号是被表示为方程式35。
d‾(k)=[d1(k)d2(k)···dN(k)]T,1≤k≤K]]>方程式35第k个丛发的码是被表示为方程式36。
c‾(k)=[c1(k)c2(k)···cQ(k)]T,1≤k≤K]]>方程式36第k个码的符号响应对第m个虚拟丛发的贡献b(k，m)是被表示为方程式37。
b(k，m)＝h(k，m)c(k)方程式37符号响应长度是为Q+W-1。Q为展开因子。各第m个被接收丛发的系统矩阵A(m)是被表示为方程式38。
方程式38各块B(m)是为(Q+W-1)乘K大小，且被表示为方程式39。
B(m)＝[b(1，m)b(2，m)…b(k，m)] 方程式39整个系统矩阵A被表示为方程式40。
A=A(1)A(2)A(M)]]>方程式40如方程式38所示，各子系统矩阵A是为块Toeplitz。M虚拟丛发的整个被接收向量是为M(NQ+W-1)大小，且被表示为方程式41。
r‾=r‾1Tr‾2T···r‾MTT]]>方程式41第m个被接收向量rm是为NQ+W-1乘1大小。
方程式42为整个被接收向量的模型。
r＝Ad+n方程式42n为噪声差异。
各第m个被接收虚拟丛发是被表示为方程式43。
rm＝A(m)d+nm方程式43nm为第m个被接收虚拟丛发的噪声差异。
为了解决方程式42中的数据向量d，具有零强迫或最小均方差方法的块线性均衡器可被使用为方程式44。
d‾^=R-1AHr‾]]>方程式44R为协方差矩阵。
针对零强迫解，R被表示为方程式45。
R=Σm=1MA(m)HA(m)=AHA]]>方程式45针对最小均方差解，R被表示为方程式46。
R=Σm=1MA(m)HA(m)+σ2I=AHA+σ2I]]>方程式46零强迫解或最小均方差解的协方差矩阵是为块Toeplitz。为了应用离散富利叶转换至块Toeplitz A(m)矩阵，A(m)，Ac(m)的块循环近似是被使用。为了使A(m)为块平方矩阵，A(m)是被展开。被展开A(m)矩阵接着被近似为块循环矩阵Ac(m)。
Ac(m)矩阵是由D乘D块组成。各块是为Q乘K大小。于是，Ac(m)大小成为DQ乘DK。为了包含所有A(m)的成分，D是被选择为方程式47所示的大于Dmin的整数。
Dmin=[N+(W-1)Q]]]>方程式47 表示尾数舍进整数函数。
协方差矩阵R为具有K乘K大小块的NK乘NK大小的块平方矩阵。为了R与被展开Ac(m)矩阵兼容，R是被展开为DK乘DK乘零填充大小并近似该被展开R为块循环协方差矩阵Rc。针对被接收向量r(m)与Ac(m)及Rc兼容，r(m)是被展开为DQ乘1乘零填充向量rc(m)。
展开该被接收向量r(m)的后，所有被接收向量是被表示为方程式48。
r‾c=r‾c(1)Tr‾c(2)T···r‾c(M)TT]]>方程式48各块循环矩阵Ac(m)是被对角化为方程式49所示的块对角矩阵乘块离散富利叶转换矩阵。
Ac(m)=F(Q)HΛA(m)F(k)]]>方程式49F(Q被表示为方程式50。
F(Q)＝FIQ方程式50F(K)被表示为方程式51。
F(k)＝FIk方程式51F为D乘D大小的离散富利叶转换型式且为n乘n单元矩阵。AA(m)为方程式52型式的块对角矩阵。
方程式52l＝1，...，D而m＝1，...，M的AA(l，m)是为Q乘K大小的非零块。0为具有所有零成分的Q乘K大小的零矩阵。
AA(l，m)可替代被计算如方程式53。
ΛA(m)=diagB(F(Q)Ac(m)(:,1:K))]]>方程式53Ac(m)(:，1:K)为Ac(m)的第一块栏。第一块栏具有K栏。为了决定AA(m)，较佳F(Q)Ac(m)(:，1:K)是使用长度D的主因子演算-快速富利叶转换的QK平行非块离散富利叶转换来决定。块循环矩阵Rc亦较佳被对角化为方程式54所示的块对角矩阵ΛR乘块离散富利叶转换矩阵F(K)＝FIK。
Rc=F(K)HΛRF(K)]]>方程式54块对角矩阵ΛR是由其主对角块中的K乘K大小的块ΛRl，l＝1，...，D组成，如方程式55所示。
方程式55另一决定ΛR的方法是被表示为方程式56。
ΛR＝diagB(F(K)Rc(:，1:K)) 方程式56Rc(:，1:K)为Rc的第一块栏。F(K)Rc(:，1:K)较佳是使用长度D的K2平行非块离散富利叶转换来决定。一实施例中，K2平行非块离散富利叶转换是使用长度D的K2平行非块主因子算术快速富利叶转换来实施。
较佳执行方程式44的块等化，匹配滤波是被近似为方程式57。
AHr‾≈AcHr‾c=Σm=1MA(m)Hr‾c(m)]]>=Σm=1M(F(Q)HΛA(m)F(K))Hr‾c(m)]]>=F(K)HΣm=1MΛA(m)HF(Q)r‾c(m)]]>方程式57Ac(m)的块对角化是被表示为方程式58。
Ac=Ac(1)TAc(2)T···Ac(M)TT]]>方程式58数据向量的估计 是被表示为方程式59。
d‾^=R-1AHr‾≈Rc-1AcHr‾c]]>=(F(K)HΛRF(K))-1F(K)HΣm=1M(ΛA(m)HF(Q)r‾c(m))]]>=F(K)HΛR-1F(K)F(K)HΣm=1M(ΛA(m)HF(Q)r‾c(m))]]>=F(K)HΛR-1Σm=1M(ΛA(m)HF(Q)r‾c(m))]]>=F(K)Hy‾]]>方程式59DK乘1大小的向量y是被表示为方程式60。
y‾=ΛR-1Σm=1M(ΛA(m)F(Q)r‾c(m))]]>=y(1)Ty(2)T···y(D)TT]]>方程式60y(l)，l＝1，...，D为K乘1大小的向量。
较佳决定y，F(Q)rc(m)是使用长度D的Q平行非块离散富利叶转换来决定。一实施例中，Q平行非块离散富利叶转换是使用长度D的Q平行非块主因子算术快速富利叶转换来实施。ΛR-1为具有其主对角块中的K乘K大小的块对角矩阵且被表示为方程式61。
方程式61各ΛR(l)-1，l＝1，...，D为K乘K大小的块。
较佳使用ΛR-1的块对角结构，y(l)是藉由ΛR(l)的Cholesky分解及连串前向及后向替代来决定。可替代是，ΛR(l)是被直接反向。
为了执行Cholesky分解，向量 是被分为K乘1大小的D块，被表示为方程式62。
x‾=Σm=1M(ΛA(m)HF(Q)r‾c(m))]]>=x‾(1)Tx‾(2)T···x‾(D)TT]]>方程式62AR(l)G(l)的Cholesky因子是使用因子化来决定，被表示为方程式63。
ΛR(l)=G(l)G(l)H]]>方程式63使用Cholesky因子G(l)，各y(l)是分别藉由方程式64，65及66所示的前向及后向替代来决定。
ΛR(l)y‾(l)=G(l)G(l)Hy‾(l)=x‾(l)]]>方程式64前向替代Findz‾(l)inG(l)z‾(l)=x‾(l),wherez‾(l)=G(l)Hy‾(l)]]>方程式65
后向替代Findy‾(l)inz‾(l)=G(l)Hy‾(l)]]>方程式66藉由执行y的块反向离散富利叶转换，数据向量d是被估计为 较佳是，块反向离散富利叶转换是使用长度D的Q平行非块主因子算术快速富利叶转换来实施。
图10为使用码分多址的分时双工系统中的高效联合侦测较佳实施例的框图。虽然图10描绘使用两组样本，但图标可被展开为其它多重组。使用各组码片速率样本 的被接收向量是可分别藉由展开块2321及2322插入零来形成。使用rc(1)のrc(2)的主因子算术快速富利叶转换的块离散富利叶转换2001及2002接着被执行来产生F(Q)rc(1)及F(Q)rc(2)。
使用被接收训练序列，各被传输丛发的各码片速率版本的信道脉冲响应h(k)(1)のh(k)(2)是藉由估计信道响应块2021及2022来决定。使用各信道化码c(k)及信道脉冲响应h(k)(1)のh(k)(2)，各系统矩阵A(1)のA(2)是可藉由计算方程式37及38所示的子系统矩阵块2041及2042来决定。
为了决定ΛA(1)のΛA(2)，各系统矩阵A(1)のA(2)是被展开块2311及2312展开。各块循环矩阵A(1)のA(2)的第一块栏是可藉由选择展开A(m)矩阵的第一K栏乘第一块栏块2141及2142来决定。藉由采用块离散富利叶转换2181及2182，ΛA(1)のΛA(2)是使用主因子算术快速富利叶转换来决定。
为了决定ΛR，R的第一块栏是藉由计算第一块栏R来决定。第一块栏R是被展开块234展开。被展开R的第一块栏是藉由第一块栏决定装置来决定。被展开R矩阵的第一块栏是藉由旋环块栏块210被循环化Rc。藉由采用块离散富利叶转换乘藉由采用块离散富利叶转换块212，AR0是使用主因子算术快速富利叶转换来决定。
为了有效计算被估计向量d，ΛA(1)のΛA(2)及F(rc(1))のF(rc(2))是被使用。各ΛA(1)のΛA(2)及F(rc(1))のF(rc(2))及ΛR是分别藉由分割块136而被分为D块。ΛA(1，i)，ΛA(2，i)，ΛA(1，i)H，ΛA(2，i)H的复杂共轭是藉由倒置块230，231来决定。相乘器228可将ΛA(i)H乘上F(rc)(i)。相乘器229可将ΛA(i)H乘上F(rc)(i)。Λ(i)是使用方程式63所示的Cholesky分解226来分解。藉由执行方程式65及66所示的前向及后向替代，分别使用前向及后向替代块224及222，F(d)(i)是可被决定。采用使用F(d)的主因子演算-快速富利叶转换乘块反向离散富利叶转换块220的反向块离散富利叶转换， 可被估计。
权利要求
1.一种用于侦测来自被传输于码分多址通信格式中的共享频谱的K数据信号的数据的方法，该方法包含以共享频谱接收及采集组合信号当做数个被接收向量版本，该组合信号是包括K被传输数据信号；使用码及K数据信号被估计脉冲响应来产生数个系统矩阵及相关协方差矩阵，各系统矩阵是对应被接收向量版本；展开及近似该系统及协方差矩阵当做块循环矩阵；使用该被展开及近似系统及协方差矩阵的块栏来决定各该被展开及近似系统及协方差矩阵的对角矩阵；展开及采用各被接收向量版本的富利叶转换；采用该对角矩阵及该被展开被接收向量版本的乘积；加总该乘积；及使用反向富利叶转换及该被加总乘积来估计该K数据信号的数据。
2.权利要求1所述的该方法，其中该富利叶转换是使用主因子算术快速富利叶转换来执行。
3.权利要求1所述的该方法，其中各被接收向量版本是对应不同接收天线。
4.权利要求1所述的该方法，其中该组合信号是以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同码片速率倍数。
5.权利要求1所述的该方法，其中该K数据信号是被接收于数个天线且以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同天线及码片速率倍数组合。
6.权利要求1所述的该方法，进一步包含将该对角矩阵分为数个部份。
7.权利要求1所述的该方法，其中该估计该K数据信号的数据是包含执行LU分解，前向替代及后向替代。
8.权利要求1所述的该方法，其中该估计该K数据信号的数据是包含执行Cholesky分解，前向替代及后向替代。
9.权利要求1所述的该方法，其中该LU分解或Cholesky分解是被执行于该协方差矩阵的该对角上。
10.一种用于侦测来自被传输于码分多址通信格式中的共享频谱的K数据信号的数据的用户设备，该用户设备包含以共享频谱接收及采集组合信号当做数个被接收向量版本的设备，该组合信号是包括K被传输数据信号；使用码及K数据信号被估计脉冲响应来产生数个系统矩阵及相关协方差矩阵的设备，各系统矩阵是对应被接收向量版本；展开及近似该系统及协方差矩阵当做块循环矩阵的设备；使用该被展开及近似系统及协方差矩阵的块栏来决定各该被展开及近似系统及协方差矩阵的对角矩阵的设备；展开及采用各被接收向量版本的富利叶转换的设备；采用该对角矩阵及该被展开被接收向量版本的乘积的设备；加总该乘积的设备；及使用反向富利叶转换及该被加总乘积来估计该K数据信号的数据的设备。
11.权利要求10所述的该用户设备，其中该富利叶转换是使用主因子算术快速富利叶转换来执行。
12.权利要求10所述的该用户设备，其中各被接收向量版本是对应不同接收天线。
13.权利要求10所述的该用户设备，其中该组合信号是以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同码片速率倍数。
14.权利要求10所述的该用户设备，其中该K数据信号是被接收于数个天线且以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同天线及码片速率倍数组合。
15.权利要求10所述的该用户设备，进一步包含将该对角矩阵分为数个部份的设备。
16.权利要求10所述的该用户设备，其中该估计该K数据信号的数据是包含执行LU分解，前向替代及后向替代。
17.权利要求10所述的该用户设备，其中该估计该K数据信号的数据是包含执行Cholesky分解，前向替代及后向替代。
18.权利要求10所述的该用户设备，其中该LU分解是被执行于该协方差矩阵的该对角上。
19.权利要求10所述的该用户设备，其中该Cholesky分解是被执行于该协方差矩阵的该对角上。
20.一种用于侦测来自被传输于码分多址通信格式中的共享频谱的K数据信号的数据的用户设备，该用户设备包含以共享频谱接收组合信号当做数个被接收向量版本的天线及采集装置，该组合信号是包括K被传输数据信号；使用K数据信号被估计脉冲响应来产生数个系统矩阵及相关协方差矩阵的数个计箅子系统矩阵块，各系统矩阵是对应被接收向量版本；产生与该系统矩阵相关的协方差矩阵的计算协方差矩阵块；展开该系统及协方差矩阵的数个展开块；近似该被展开系统及协方差矩阵当做块循环矩阵的数个第一块栏；使用该被展开及近似系统及协方差矩阵的该块栏来决定各该被展开及近似系统及协方差矩阵的对角矩阵的数个块富利叶转换装置；展开各被接收向量版本的展开装置；采用各被接收向量版本的富利叶转换的块富利叶转换装置；采用该对角矩阵及该被展开被接收向量版本的乘积的数个相乘器；加总该乘积的加法器；及使用反向富利叶转换及该被加总乘积来估计该K数据信号的数据的块反向富利叶转换装置。
21.权利要求20所述的该用户设备，其中该富利叶转换是使用主因子算术快速富利叶转换来执行。
22.权利要求20所述的该用户设备，其中各被接收向量版本是对应不同接收天线。
23.权利要求20所述的该用户设备，其中该组合信号是以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同码片速率倍数。
24.权利要求20所述的该用户设备，其中该K数据信号是被接收于数个天线且以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同天线及码片速率倍数组合。
25.权利要求20所述的该用户设备，进一步包含将该对角矩阵分为数个部份的分割装置。
26.权利要求20所述的该用户设备，进一步包含可执行该协方差矩阵的该对角上的LU分解的LU分解装置，及可产生被估计数据向量的反向富利叶转换的前向替代及后向替代装置。
27.权利要求20所述的该用户设备，进一步包含可执行该协方差矩阵的该对角上的Cholesky分解的Cholesky分解装置，及可产生被估计数据向量的反向富利叶转换的前向替代及后向替代装置。
28.一种用于侦测来自被传输于码分多址通信格式中的共享频谱的K数据信号的数据的基站，该基站包含以共享频谱接收及采集组合信号当做数个被接收向量版本的设备，该组合信号是包括K被传输数据信号；使用码及K数据信号被估计脉冲响应来产生数个系统矩阵及相关协方差矩阵的设备，各系统矩阵是对应被接收向量版本；展开及近似该系统及协方差矩阵当做块循环矩阵的设备；使用该被展开及近似系统及协方差矩阵的块栏来决定各该被展开及近似系统及协方差矩阵的对角矩阵的设备；展开及采用各被接收向量版本的富利叶转换的设备；采用该对角矩阵及该被展开被接收向量版本的乘积的设备；加总该乘积的设备；及使用反向富利叶转换及该被加总乘积来估计该K数据信号的数据的设备。
29.权利要求28所述的该基站，其中该富利叶转换是使用主因子算术快速富利叶转换来执行。
30.权利要求28所述的该基站，其中各被接收向量版本是对应不同接收天线。
31.权利要求28所述的该基站，其中该组合信号是以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同码片速率倍数。
32.权利要求28所述的该基站，其中该K数据信号是被接收于数个天线且以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同天线及码片速率倍数组合。
33.权利要求28所述的该基站，进一步包含将该对角矩阵分为数个部份的设备。
34.权利要求28所述的该基站，其中该估计该K数据信号的数据是包含执行LU分解，前向替代及后向替代。
35.权利要求28所述的该基站，其中该估计该K数据信号的数据是包含执行Cholesky分解，前向替代及后向替代。
36.权利要求28所述的该基站，其中该LU分解是被执行于该协方差矩阵的该对角上。
37.权利要求28所述的该基站，其中该Cholesky分解是被执行于该协方差矩阵的该对角上。
38.一种用于侦测来自被传输于码分多址通信格式中的共享频谱的K数据信号的数据的基站，该基站包含以共享频谱接收组合信号当做数个被接收向量版本的天线及采集装置，该组合信号是包括K被传输数据信号；使用K数据信号被估计脉冲响应来产生数个系统矩阵及相关协方差矩阵的数个计箅子系统矩阵块，各系统矩阵是对应被接收向量版本；产生与该系统矩阵相关的协方差矩阵的计算协方差矩阵块；展开该系统及协方差矩阵的数个展开块；近似该被展开系统及协方差矩阵当做块循环矩阵的数个第一块栏；使用该被展开及近似系统及协方差矩阵的该块栏来决定各该被展开及近似系统及协方差矩阵的对角矩阵的数个块富利叶转换装置；展开各被接收向量版本的展开装置；采用各被接收向量版本的富利叶转换的块富利叶转换装置；采用该对角矩阵及该被展开被接收向量版本的乘积的数个相乘器；加总该乘积的加法器；及使用反向富利叶转换及该被加总乘积来估计该K数据信号的数据的块反向富利叶转换装置。
39.权利要求38所述的该基站，其中该富利叶转换是使用主因子算术快速富利叶转换来执行。
39.权利要求38所述的该基站，其中各被接收向量版本是对应不同接收天线。
40.权利要求38所述的该基站，其中该组合信号是以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同码片速率倍数。
41.权利要求38所述的该基站，其中该K数据信号是被接收于数个天线且以该K数据信号的码片速率倍数来采集，且各被接收向量版本是对应不同天线及码片速率倍数组合。
42.权利要求38所述的该基站，进一步包含将该对角矩阵分为数个部份的分割设备。
43.权利要求38所述的该基站，进一步包含可执行该协方差矩阵的该对角上的LU分解的LU分解装置，及可产生被估计数据向量的反向富利叶转换的前向替代及后向替代装置。
44.权利要求38所述的该基站，进一步包含可执行该协方差矩阵的该对角上的Cholesky分解的Cholesky分解装置，及可产生被估计数据向量的反向富利叶转换的前向替代及后向替代装置。
45.一种用于接收被传输于码分多址通信系统中的共享频谱的数个数据信号的方法，该方法包含接收及采集具有数个被传输数据信号的组合信号来产生被接收向量；决定数个被传输数据信号的信道响应；使用该被决定信道响应及该被传输数据信号的码来决定系统响应矩阵；使用该系统响应矩阵来决定协方差矩阵；展开该被接收向量，该系统响应矩阵及该被决定协方差矩阵；采用该被展开协方差矩阵的块栏的块离散富利叶转换；采用该系统响应矩阵的块栏的块离散富利叶转换；采用被接收向量的块离散富利叶转换；及使用该块离散富利叶转换来决定被展开数据向量。
46.权利要求45所述的该方法，进一步包含分割该块离散富利叶转换。
47.权利要求45所述的该方法，进一步包含于该块富利叶转换上执行LU分解。
48.一种用于侦测来自被传输于码分多址通信格式中的共享频谱的K数据信号的数据的用户设备，该用户设备包含接收及采集具有数个被传输数据信号的组合信号来产生被接收向量的天线及采集装置；决定数个被传输数据信号的信道响应的信道估计装置；使用该被决定信道响应及该被传输数据信号的码来决定系统响应矩阵的计箅块矩阵装置；使用该系统响应矩阵来决定协方差矩阵的计算协方差矩阵装置；展开该被接收向量，该系统响应矩阵及该被决定协方差矩阵的数个展开装置；采用该被展开协方差矩阵的块栏的块离散富利叶转换的块离散富利叶转换装置；采用该系统响应矩阵的块栏的块离散富利叶转换的块离散富利叶转换装置；采用被接收向量的块离散富利叶转换的块离散富利叶转换装置；及使用该块离散富利叶转换来决定被展开数据向量的电路。
49.权利要求48所述的该方法，进一步包含分割该块离散富利叶转换的分割装置。
50.权利要求48所述的该方法，其中该电路包含于该块富利叶转换上执行LU分解的LU分解装置。
51.一种用于侦测来自被传输于码分多址通信格式中的共享频谱的K数据信号的数据的用户设备，该用户设备包含接收及采集具有数个被传输数据信号的组合信号来产生被接收向量的装置；决定该数个被传输数据信号的信道响应的装置；使用该被决定信道响应及该被传输数据信号的码来决定系统响应矩阵的装置；使用该系统响应矩阵来决定协方差矩阵的装置；展开该被接收向量，该系统响应矩阵及该被决定协方差矩阵的装置；采用该被展开协方差矩阵的块栏的块离散富利叶转换的装置；采用该系统响应矩阵的块栏的块离散富利叶转换的装置；采用被接收向量的块离散富利叶转换的装置；及使用该块离散富利叶转换来决定被展开数据向量的装置。
52.权利要求51所述的该方法，进一步包含分割该块离散富利叶转换的分割装置。
53.权利要求51所述的该方法，其中该用于决定被展开数据向量的装置是包含于该块富利叶转换上执行LU分解的LU分解装置。
54.一种用于侦测来自被传输于码分多址通信格式中的共享频谱的K数据信号的数据的基站，该基站包含接收及采集具有数个被传输数据信号的组合信号来产生被接收向量的天线及采集装置；决定数个被传输数据信号的信道响应的信道估计装置；使用该被决定信道响应及该被传输数据信号的码来决定系统响应矩阵的计箅块矩阵装置；使用该系统响应矩阵来决定协方差矩阵的计算协方差矩阵装置；展开该被接收向量，该系统响应矩阵及该被决定协方差矩阵的数个展开装置；采用该被展开协方差矩阵的块栏的块离散富利叶转换的块离散富利叶转换装置；采用该系统响应矩阵的块栏的块离散富利叶转换的块离散富利叶转换装置；采用被接收向量的块离散富利叶转换的块离散富利叶转换装置；及使用该块离散富利叶转换来决定被展开数据向量的电路。
55.权利要求54所述的该方法，进一步包含分割该块离散富利叶转换的分割装置。
56.权利要求54所述的该方法，其中该电路包含于该块富利叶转换上执行LU分解的LU分解装置。
57.一种用于侦测来自被传输于码分多址通信格式中的共享频谱的K数据信号的数据的基站，该基站包含接收及采集具有数个被传输数据信号的组合信号来产生被接收向量的装置；决定该数个被传输数据信号的信道响应的装置；使用该被决定信道响应及该被传输数据信号的码来决定系统响应矩阵的装置；使用该系统响应矩阵来决定协方差矩阵的装置；展开该被接收向量，该系统响应矩阵及该被决定协方差矩阵的装置；采用该被展开协方差矩阵的块栏的块离散富利叶转换的装置；采用该系统响应矩阵的块栏的块离散富利叶转换的装置；采用被接收向量的块离散富利叶转换的装置；及使用该块离散富利叶转换来决定被展开数据向量的装置。
58.权利要求57所述的该方法，进一步包含分割该块离散富利叶转换的分割装置。
59.权利要求57所述的该方法，其中该用于决定被展开数据向量的装置是包含于该块富利叶转换上执行LU分解的LU分解装置。
全文摘要
K数据或丛发是以码分多址通信格式于共享频谱来传输。组合信号是以享频谱来接收及采集当做数个被接收向量版本。组合信号是包括K被传输数据信号。使用码及K数据信号被估计脉冲响应的数个系统矩阵及相关协方差矩阵是被产生。各系统矩阵是对应被接收向量版本。系统及协方差矩阵是被展开及近似为块循环矩阵。各被展开及近似系统及协方差矩阵的对角矩阵是藉由不需矩阵分割的主因子演算－快速富利叶转换(PFA－FFT)来决定。被接收向量版本是被展开。对角矩阵及被展开的被接收向量版本的乘积是被采用。反向块分离富利叶转换是藉由该乘积结果的快速富利叶转换来实施以产生K数据信号的被估计数据。
文档编号H04B1/707GK1675630SQ03819728
公开日2005年9月28日 申请日期2003年8月15日 优先权日2002年8月20日
发明者关杰勇, 约翰·W·海姆, 艾利拉·莱尔, 潘俊霖 申请人:美商内数位科技公司