專利名稱：擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA)蜂窩移動通信系統(tǒng)中的一種解調(diào)技術(shù)，如多用戶檢測技術(shù)或Raker接收機(jī)解調(diào)技術(shù)，更確切地說是涉及一種當(dāng)通信系統(tǒng)中發(fā)送端的擴(kuò)譜系數(shù)可變時，接收端的多用戶檢測或其他解調(diào)方法，如Raker接收機(jī)等的解調(diào)方法。本發(fā)明的方法涉及指示當(dāng)前幀的物理信道及擴(kuò)譜系數(shù)的比特的技術(shù)方案，如3G中的TFCI技術(shù)。
多用戶檢測技術(shù)與Raker接收機(jī)相比，可使系統(tǒng)的性能顯著提高，幾乎可以使頻譜利用率提高一倍，增加系統(tǒng)容量。多用戶檢測可以分為干擾消除(IC)和聯(lián)合檢測(JD)兩種方法。無論哪一種方法，都要利用用戶信道估計(jì)的結(jié)果將其它用戶的信息消除，和將本用戶的有效信息解調(diào)出來。所以，使用多用戶檢測技術(shù)的一個前提條件是需要預(yù)先知道發(fā)送方的很多相關(guān)信息，如發(fā)送方使用的物理信道、擴(kuò)譜系數(shù)(SF)、訓(xùn)練序列等等。
但在實(shí)際系統(tǒng)中，特別是當(dāng)有些可以直接指示當(dāng)前幀的物理信道及擴(kuò)譜系數(shù)的技術(shù)(如3G中的TFCI技術(shù))被應(yīng)用時，用戶發(fā)送數(shù)據(jù)量的大小是隨發(fā)送源產(chǎn)生數(shù)據(jù)量的大小逐幀變化的，它不是一個恒定的數(shù)，所以用戶在每一個TTI中使用的信道及擴(kuò)譜系數(shù)也是隨時變化的。接收方無法事先預(yù)知發(fā)送方所用的物理信道及擴(kuò)頻系數(shù)。在這種情況下，往往無法直接應(yīng)用多用戶檢測技術(shù)。
一種解決方法是接收方先將發(fā)送方的一個TTI數(shù)據(jù)全部緩存下來，在正確解調(diào)發(fā)送方的TFCI后，再解本TTI的數(shù)據(jù)。但此方法存在四大缺點(diǎn)
1.需要一個非常大的緩存區(qū)，用于存放整個TTI的原始數(shù)據(jù)；2.需要先解調(diào)TFCI(TFCI的物理信道及擴(kuò)譜系數(shù)是固定不變且已知的)的數(shù)據(jù)，此時若不采用多用戶檢測技術(shù)作解調(diào)，則對TFCI數(shù)據(jù)的解調(diào)效果不好，直接影響系統(tǒng)性能；若采用多用戶檢測技術(shù)作解調(diào)，則先用多用戶檢測技術(shù)對TFCI數(shù)據(jù)作解調(diào)，再用多用戶檢測技術(shù)對該解調(diào)結(jié)果重新作解調(diào)，則多用戶檢測技術(shù)在解調(diào)中被應(yīng)用了兩遍，使計(jì)算量增大了近一倍；3.接收方必須完整接收一個TTI的數(shù)據(jù)后，才能進(jìn)行解調(diào)，然而TTI與物理幀是不相等的，如在時分-同步碼分多址(TD-SCDMA)系統(tǒng)中，物理幀是5ms，TTI可能是10ms，這就意味著，接收方必須等待10ms后才能進(jìn)行解調(diào)過程，使信號的處理時延大大加長，幾乎無法滿足系統(tǒng)所要求的端到端時延為150ms的要求；4.當(dāng)采用的是直接指示當(dāng)前幀的物理信道及擴(kuò)譜系數(shù)的比特的技術(shù)時，如3G中的TFCI技術(shù)，在采用可變擴(kuò)譜系數(shù)時，需要尋求一種盲檢測的方法；而在采用固定擴(kuò)譜系數(shù)時，直接指示當(dāng)前幀的物理信道及擴(kuò)譜系數(shù)的比特需要占用的比特?cái)?shù)太多，一幀中可傳輸?shù)男畔艉颂佟?br> 因此，目前在3G中，除TD-SCDMA外，其他系統(tǒng)都采用固定擴(kuò)譜系數(shù)。
第三代國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(3GPP)定義了在物理信道上使用TFCI技術(shù)，TFCI是這樣的一些物理參量，它采用很高的處理增益，每個TTI都傳送，它是被用來指示當(dāng)前TTI中使用的信道編碼方案、交織和打孔圖樣等。利用它可以進(jìn)一步推算出當(dāng)前物理幀的擴(kuò)譜系數(shù)(SF)與物理碼道的被占用情況。如用戶被分配了N個碼道，在某一時刻它需要占用M個碼道，M＜＝N。解調(diào)方可以從接收的TFCI中推算出M個碼道被占用了，而M個碼道的擴(kuò)譜系數(shù)則在標(biāo)準(zhǔn)中預(yù)先確定。
當(dāng)用戶的無線鏈路建立后，哪些物理資源可以被該用戶使用便確定了。如一個用戶的擴(kuò)譜系數(shù)為SF40(擴(kuò)頻系數(shù)的碼長為4，采用第0碼道)，這就意味著該用戶可以利用

圖1所示碼樹結(jié)構(gòu)中由實(shí)線部分引出的頻譜資源。
如當(dāng)某用戶需要傳遞的數(shù)據(jù)比較多時，擴(kuò)譜系數(shù)為4(SF40)；傳遞數(shù)據(jù)比較少時，則可采用一個擴(kuò)譜系數(shù)為8的碼道(SF80)和一個擴(kuò)譜系數(shù)為16的碼道(SF162)；傳遞數(shù)據(jù)再少一些時，則可僅采用一個擴(kuò)譜系數(shù)為8的碼道(SF80)；傳遞數(shù)據(jù)很少時，則可僅采用一個擴(kuò)譜系數(shù)為16的碼道(SF160)。這就是變擴(kuò)譜系數(shù)技術(shù)。在上述每種情況下，哪一個碼道被使用是由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的(為描述方便，本文指定在上述情況下，碼道的使用采用括號內(nèi)的分配方案)。
進(jìn)一步地說，如果當(dāng)前需要傳遞的數(shù)據(jù)比較少，發(fā)送端就可以用較大的擴(kuò)譜系數(shù)傳遞數(shù)據(jù)，由于擴(kuò)譜系數(shù)較大，則處理增益較大，發(fā)送端可以用較小的功率進(jìn)行發(fā)送。這樣，一方面可以節(jié)約發(fā)送方功率(對于終端，這是十分有用的，如話音激活按50％計(jì)算，采用這種技術(shù)可以使發(fā)送方節(jié)電25％)，另一方面可以降低此用戶對其他用戶的干擾，使得系統(tǒng)的整體性能得到提升。
由上述分析可以看出，多用戶檢測技術(shù)和TFCI技術(shù)對系統(tǒng)來說都是十分重要的。但是由于TFCI是用來指示當(dāng)前TTI(10ms，20ms，40ms，80ms)中的信道編碼方案、交織和打孔圖樣等的，在一個物理幀(對TD-SCDMA為5ms)中，用戶采用的物理碼道與擴(kuò)譜系數(shù)(SF)是未知的，要求接收機(jī)必須自適應(yīng)地支持對可變化碼道的檢測。而多用戶檢測技術(shù)是利用信道估計(jì)的結(jié)果，或進(jìn)行干擾消除(IC)，或進(jìn)行聯(lián)合檢測(JD)，它的一個前提條件就是需要知道所有用戶當(dāng)前幀的物理碼道與擴(kuò)譜系數(shù)(SF)，顯然這之間存在著沖突。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是這樣的一種擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于包括以下處理步驟A.利用多用戶檢測技術(shù)對用戶接收信號先統(tǒng)一用低擴(kuò)譜系數(shù)進(jìn)行解擴(kuò)處理，獲得用戶接收信號的解擴(kuò)信息；B.以選擇的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)該用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息；C.從解調(diào)的TFCI數(shù)據(jù)信息中獲得實(shí)際的擴(kuò)譜系數(shù)信息；D.根據(jù)獲得的實(shí)際擴(kuò)譜系數(shù)信息，求得最終的接收數(shù)據(jù)。
步驟B中可選擇固定或變化的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息。
本發(fā)明方法提出一種全新的接收方的信號處理流程，由于采用多用戶檢測技術(shù)，不會損失系統(tǒng)的解調(diào)性能；不必等待指示當(dāng)前幀的物理信道及擴(kuò)譜系數(shù)的比特(如3G中的TFCI)信息解調(diào)，而是直接按物理幀處理信號，因而不需要利用一個非常大的緩存區(qū)來存放整個TTI的原始數(shù)據(jù)，只需做一次多用戶檢測，節(jié)省了計(jì)算量和計(jì)算時間，與解調(diào)用戶的物理碼道和擴(kuò)譜系數(shù)不變的情況相比，幾乎不增大計(jì)算量，從而讓接收方能比較完美地支持發(fā)送方自由的變物理碼道與擴(kuò)譜系數(shù)的要求。
由于在變擴(kuò)譜系數(shù)的系統(tǒng)中，高擴(kuò)譜系數(shù)必定是由低擴(kuò)譜系數(shù)派生出來的，而派生的公式為
所以，每個子擴(kuò)譜系數(shù)可以由其父擴(kuò)譜系數(shù)組成。例如SF40=1111]]>SF81=1111-1-1-1-1=SF40-SF40]]>SF163=1111-1-1-1-1-1-1-1-11111=SF40-SF40-SF40SF40]]>利用這一性質(zhì)，在不知道該用戶采用何種擴(kuò)譜系數(shù)時，可以對該用戶統(tǒng)一采用低擴(kuò)譜系數(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，然后解調(diào)TFCI的信息；再根據(jù)TFCI的信息得到擴(kuò)譜系數(shù)信息；由擴(kuò)譜系數(shù)信息再求得最終接收數(shù)據(jù)信息。
參見圖2，圖中示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的信號處理總流程，主要包括四大步驟。其中步驟1，取用戶的最低擴(kuò)譜系數(shù)，并假設(shè)該用戶使用最低擴(kuò)譜系數(shù)；步驟2，利用多用戶檢測技術(shù)，對用戶接收數(shù)據(jù)用假設(shè)的低擴(kuò)譜系數(shù)進(jìn)行解擴(kuò)處理；步驟3，解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息；步驟4，根據(jù)TFCI的解調(diào)信息得到實(shí)際擴(kuò)譜系數(shù)信息，并利用該實(shí)際擴(kuò)譜系數(shù)信息，對步驟2獲得的解擴(kuò)信息進(jìn)行后期的迭加處理，求得最終的接收數(shù)據(jù)信息。
下面結(jié)合一個實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的方法，分三個步驟說明。
第一步若用戶被激活的信道資源為SF40，在某一幀，采用一個擴(kuò)譜系數(shù)為8的碼道(SF80)和采用一個擴(kuò)譜系數(shù)為16的碼道(SF162)。在接收方，若接收機(jī)先假設(shè)用戶是以低擴(kuò)譜系數(shù)SF40發(fā)送信息的，并以此進(jìn)行多用戶檢測，這樣做是可行的，因?yàn)镾F80=11111111=SF40SF40]]>SF162=1111-1-1-1-11111-1-1-1-1=SF40-SF40SF40-SF40]]>可見SF162與SF80是可以由SF40組成的，即由低擴(kuò)譜系數(shù)派生出高擴(kuò)譜系數(shù)，或者說由父擴(kuò)譜系數(shù)組成子擴(kuò)譜系數(shù)。
第二步解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息可以采用變擴(kuò)譜系數(shù)，也可以采用固定擴(kuò)譜系數(shù)。本發(fā)明中，給出全部三種情況下的解調(diào)方法。
設(shè)用SF40解調(diào)的TFCI數(shù)據(jù)，結(jié)果為(dTFI1，dTFCI2，dTFCI3，....dTFCIm)第一種情況是采用固定擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)，例如永遠(yuǎn)使用SF162解調(diào)TFCI，不隨數(shù)據(jù)實(shí)際的擴(kuò)譜系數(shù)的改變而改變，則TFCIk＝(dTFCI(4k-3)-dTFCI(4k-2)+dTFCI(4k-1)-dTFCI4k)/4其中，k的范圍是(1....m/4)。
第二種情況是采用變擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)，而且TFCI數(shù)據(jù)所占用的比特?cái)?shù)是不固定的，由于不能預(yù)先知道TFCI的擴(kuò)譜系數(shù)，故假設(shè)TFCI的擴(kuò)譜系數(shù)為SF40TFCIk＝dTFCI(4k-3)其中，k的范圍是(1....m/4)。
此處，要求發(fā)送方TFCI必須映射到相應(yīng)的位置(知道TFCI出現(xiàn)的位置)，換言之，TFCI和數(shù)據(jù)有可能交叉排列。
第三種情況是采用變擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)，TFCI所占用的比特?cái)?shù)也是不固定的，而且TFCI和數(shù)據(jù)不交叉排列，由于不能預(yù)先知道TFCI的擴(kuò)譜系數(shù)，也不知道TFCI出現(xiàn)的位置點(diǎn)，所以要采用TFCI盲檢測。
具體過程如下分別假定TFCI的擴(kuò)譜系數(shù)為4、8、16，解調(diào)獲得各TFCI結(jié)果，由于TFCI是指示當(dāng)前TTI的信道編碼方案、交織和打孔圖樣等的，所以由TFCI的解調(diào)結(jié)果，可以得到當(dāng)前TTI占用的碼道與擴(kuò)譜系數(shù)，如果得到的結(jié)果與事先假定TFCI的擴(kuò)譜系數(shù)相吻合，則可以確定當(dāng)前實(shí)際的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)。
第三步由對TFCI數(shù)據(jù)的解調(diào)結(jié)果，可以得到當(dāng)前TTI實(shí)際占用的碼道與擴(kuò)譜系數(shù)，例如是采用一個擴(kuò)譜系數(shù)為8的碼道(SF80)和采用一個擴(kuò)譜系數(shù)為16的碼道(SF162)。
設(shè)，在16chips(碼片)中，在SF162的碼道中傳遞的數(shù)據(jù)為C161，在SF80的碼道中傳遞的數(shù)據(jù)為C81，C82。
直接用SF40解調(diào)得到的結(jié)果為S41，S42，S43，S44。
則有如下關(guān)系C161+C81=S41]]>-C161+C81=S42]]>C161+C82=S43]]>-C161+C82=S44]]>所以C81=(S41+S42)/2]]>C82=(S43+S44)/2]]>C161=(S41-S42+S43-S44)/4]]>C81，C82，C161就是最終的解調(diào)信息。
由于解調(diào)每個物理幀的S41，S42，S43，S44是系統(tǒng)解調(diào)的主要計(jì)算量，占總體計(jì)算量的99％以上，而且S41，S42，S43，S44的計(jì)算不必等待TFCI的解調(diào)結(jié)果，每個物理幀(對TD-SCDMA為5ms)可獨(dú)立計(jì)算，而后處理計(jì)算的C81，C82，C161則需要TFCI的結(jié)果，但其計(jì)算量已非常小。所以，利用本發(fā)明的方法，在計(jì)算量沒有增大、系統(tǒng)時延設(shè)有增大的情況下，成功地使多用戶檢測技術(shù)和變擴(kuò)譜系數(shù)技術(shù)同時應(yīng)用到同一系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.一種擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于包括以下處理步驟A.利用多用戶檢測技術(shù)對用戶接收信號先統(tǒng)一用低擴(kuò)譜系數(shù)進(jìn)行解擴(kuò)處理，獲得用戶接收信號的解擴(kuò)信息；B.以選擇的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)該用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息；C.從解調(diào)的TFCI數(shù)據(jù)信息中獲得實(shí)際的擴(kuò)譜系數(shù)信息；D.根據(jù)獲得的實(shí)際擴(kuò)譜系數(shù)信息，求得最終的接收數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的步驟B，是用一固定的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，該固定的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)不隨步驟A中所采用的低擴(kuò)譜系數(shù)的變化而變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的步驟B，是用一變TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的用一變TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，在TFCI數(shù)據(jù)所占用的比特?cái)?shù)為不固定，但知道TFCI數(shù)據(jù)出現(xiàn)的位置點(diǎn)的情況下，用假設(shè)的擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的用一變TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，在TFCI數(shù)據(jù)所占用的比特?cái)?shù)為不固定，且不知道TFCI數(shù)據(jù)出現(xiàn)的位置點(diǎn)的情況下，采用盲檢測法解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的盲檢測法解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息進(jìn)一步包括利用一個以上假定的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)，分別解調(diào)TFCI數(shù)據(jù)信息，獲得各TFCI數(shù)據(jù)解調(diào)結(jié)果；由各TFCI數(shù)據(jù)的解調(diào)結(jié)果，得到當(dāng)前TTI占用的碼道與擴(kuò)譜系數(shù)；從得到的當(dāng)前TTI占用碼道的擴(kuò)譜系數(shù)中選出與假定的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)相吻合的一個擴(kuò)譜系數(shù)，確定為當(dāng)前實(shí)際的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，其特征在于所述的步驟D，是用獲得的實(shí)際擴(kuò)譜系數(shù)對步驟A獲得的用戶接收信號的解擴(kuò)信息進(jìn)行包括迭加的后處理，獲得最終的接收數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種擴(kuò)譜系數(shù)可變的多用戶解調(diào)方法，使得多用戶檢測技術(shù)和變擴(kuò)譜系數(shù)技術(shù)可同時應(yīng)用于同一系統(tǒng)中，且?guī)缀醪辉龃笥?jì)算量和系統(tǒng)時延。在發(fā)送方采用可自由地改變物理碼道與改變擴(kuò)譜系數(shù)技術(shù)時，接收方的信號處理流程，包括利用多用戶檢測技術(shù)對用戶接收信號先統(tǒng)一用低擴(kuò)譜系數(shù)進(jìn)行解擴(kuò)處理，獲得用戶接收信號的解擴(kuò)信息；以選擇的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)該用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息；從解調(diào)的TFCI數(shù)據(jù)信息中獲得實(shí)際的擴(kuò)譜系數(shù)信息；根據(jù)獲得的實(shí)際擴(kuò)譜系數(shù)信息，求得最終的接收數(shù)據(jù)。其中，以選擇的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息，可選擇固定或變化的TFCI擴(kuò)譜系數(shù)解調(diào)用戶的TFCI數(shù)據(jù)信息。
文檔編號H04J11/00GK1446007SQ0214862
公開日2003年10月1日 申請日期2002年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月13日
發(fā)明者李峰 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司