專利名稱：用于td－scdma系統(tǒng)中的接收裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)TD-SCDMA(時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng))在高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)中實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量接收的一種接收方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著未來多媒體業(yè)務(wù)對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸日益增長的需求，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將急劇增加，這就要求第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)必須具有適合傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一些特點(diǎn)，如高數(shù)據(jù)量、高突發(fā)性、高可靠性等。對(duì)于第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)之一的TD-SCDMA系統(tǒng)，為了滿足不同通信要求的各類用戶的需要，終端接收機(jī)不但要支持高質(zhì)量的低速傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)，還要支持高質(zhì)量的高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)的TD-SCDMA終端接收機(jī)都是采用聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)雖然在擴(kuò)頻因子大于1的多用戶傳輸條件下能夠獲得較好的接收效果，但對(duì)于擴(kuò)頻因子為1時(shí)高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，接收性能就很不理想。其原因是，當(dāng)擴(kuò)頻因子大于1時(shí)，每個(gè)時(shí)隙可分配多個(gè)碼道，同時(shí)傳輸多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)，所以接收機(jī)受到干擾主要是多址干擾(MAI)，而聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)具有較強(qiáng)的抗多址干擾的能力。當(dāng)擴(kuò)頻因子為1時(shí)，每個(gè)時(shí)隙只傳送一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)，接收機(jī)受到的干擾主要是多徑傳輸引起的符號(hào)間干擾(ISI)，此時(shí)最佳的接收技術(shù)為最佳均衡技術(shù)。雖然聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)也具有抗符號(hào)間干擾的能力，但它相當(dāng)于線性均衡器，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如最佳均衡器。
對(duì)于最佳均衡器，通常實(shí)際應(yīng)用較多的是最大似然序列估計(jì)(MLSE)，并且MLSE的實(shí)現(xiàn)一般采用維特比算法(VA)。維特比算法雖然大大簡化了MLSE，使MLSE成為一種可以實(shí)際操作的方法，但其計(jì)算復(fù)雜度仍然隨著符號(hào)間干擾延伸長度的增加呈指數(shù)增加。因而對(duì)于信道沖激響應(yīng)(CIR)延伸較長而主要抽頭系數(shù)較少的信道，維特比算法仍然是一種復(fù)雜度較大而難以實(shí)際應(yīng)用的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是給出一種TD-SCDMA在擴(kuò)頻因子為1時(shí)的接收裝置和方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)母呖煽啃越邮眨瑥亩鴿M足未來互聯(lián)網(wǎng)和多媒體應(yīng)用對(duì)3G無線高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的急劇增加。
本發(fā)明的一方面在于提供一種用于TD-SCDMA系統(tǒng)中的接收裝置，用于接收擴(kuò)頻因子為1的數(shù)據(jù)，其包括一數(shù)據(jù)分離器，用于將接收的數(shù)據(jù)分為Midamble部分和數(shù)據(jù)部分；一信道估計(jì)單元，用于根據(jù)本地Midamble與數(shù)據(jù)分離器分離出的Midamble部分進(jìn)行信道沖激響應(yīng)的估計(jì)；一DIR估計(jì)單元，用于從信道估計(jì)單元估計(jì)的信道沖激響應(yīng)中選取只有有限的幾個(gè)非零抽頭的理想的沖激響應(yīng)；一MVA執(zhí)行裝置，用于根據(jù)DIR估計(jì)單元選擇的信道沖激響應(yīng)和數(shù)據(jù)分離器分離出來的數(shù)據(jù)部分，利用MVA算法執(zhí)行最大似然序列估計(jì)；一解擾單元和一解調(diào)單元，用于對(duì)MVA執(zhí)行裝置輸出的結(jié)果執(zhí)行解擾和解調(diào)。
本發(fā)明的另一方面在于提供一種用于TD-SCDMA系統(tǒng)中的接收方法，用于接收擴(kuò)頻因子為1的數(shù)據(jù)，其包括數(shù)據(jù)分離步驟，將接收的數(shù)據(jù)分為Midamble部分和數(shù)據(jù)部分；信道估計(jì)步驟，根據(jù)本地Midamble與數(shù)據(jù)分離步驟分離出的Midamble部分進(jìn)行信道沖激響應(yīng)的估計(jì)；DIR估計(jì)步驟，從信道估計(jì)步驟估計(jì)的信道沖激響應(yīng)中選取只有有限的幾個(gè)非零抽頭的理想的沖激響應(yīng)；MVA執(zhí)行步驟，用于根據(jù)DIR估計(jì)步驟選取的信道沖激響應(yīng)和數(shù)據(jù)分離步驟分離出來的數(shù)據(jù)部分，利用MVA算法執(zhí)行最大似然序列估計(jì)；解擾和解調(diào)步驟，用于對(duì)MVA執(zhí)行步驟得到的結(jié)果執(zhí)行解擾和解調(diào)。
依照本發(fā)明的接收裝置和方法，結(jié)合TD-SCDMA時(shí)隙結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)對(duì)MVA算法進(jìn)行了改進(jìn)。多網(wǎng)格維特比算法(MVA)從MLSE接收機(jī)通常所采用的維特比算法(VA)演變而來。對(duì)于信道沖激響應(yīng)(CIR)的主要抽頭系數(shù)較少而延伸較長的多徑信道，MVA算法能夠克服傳統(tǒng)VA算法計(jì)算量過大的缺點(diǎn)，而同時(shí)又保持了MLSE接收機(jī)最佳均衡的性能。因而采用MVA算法的MLSE均衡接收機(jī)的有效實(shí)現(xiàn)，將大大改善擴(kuò)頻因子為1時(shí)的高速數(shù)據(jù)傳輸中TD-SCDMA系統(tǒng)的接收性能。


圖1為TD-SCDMA系統(tǒng)的時(shí)隙結(jié)構(gòu)；圖2為依照本發(fā)明的數(shù)據(jù)分離的示意圖；圖3為依照本發(fā)明采用MVA算法的MLSE接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為依照本發(fā)明采用MVA算法的MLSE接收機(jī)的接收流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面，描述采用MVA算法的MLSE接收機(jī)3的構(gòu)造。如圖3所示，依照本發(fā)明的接收機(jī)3包括一數(shù)據(jù)分離器31，一信道估計(jì)器32，一DIR估計(jì)器33，MVA執(zhí)行裝置34，一解擾器35和一解調(diào)器36。數(shù)據(jù)分離器31每接收到一個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)后，根據(jù)圖2所示的分離方法將一個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)分成數(shù)據(jù)Rdata和訓(xùn)練序列(Midamble)RMidamble兩部分，其中Rdata部分包括圖2所示的前368個(gè)符號(hào)和后368個(gè)符號(hào)，RMidamble部分是指長度為144個(gè)符號(hào)的Midamble序列。訓(xùn)練序列部分RMidamble輸入信道估計(jì)器32中，用于進(jìn)行信道沖激響應(yīng)(CIR)的估計(jì)，信道估計(jì)的輸出 作為DIR估計(jì)的輸入進(jìn)一步進(jìn)行DIR的估計(jì)。然后DIR估計(jì)的輸出q(n)和數(shù)據(jù)部分Rdata作為MVA算法的輸入進(jìn)行最大似然序列估計(jì)，最后最大似然序列估計(jì)的輸出經(jīng)過解擾和解調(diào)處理，即為接收機(jī)的輸出。
以下，對(duì)接收機(jī)3所包括的各個(gè)部件作逐一說明。
數(shù)據(jù)分離器31根據(jù)圖2所示的時(shí)隙結(jié)構(gòu)，將接收到的一個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)分為數(shù)據(jù)部分Rdata和Midamble部分RMidamble，其中數(shù)據(jù)部分Rdata包括圖2所示的前368個(gè)符號(hào)和后368個(gè)符號(hào)，其輸入MVA執(zhí)行裝置34，進(jìn)行最大似然序列估計(jì)。RMidamble部分是指長度為144個(gè)符號(hào)的Midamble序列，作為信道估計(jì)器32的輸入進(jìn)行信道沖激響應(yīng)的估計(jì)。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，信道估計(jì)器32用本地Midamble數(shù)據(jù)與從數(shù)據(jù)分離器31接收到的Midamble數(shù)據(jù)RMidamble來進(jìn)行信道沖激響應(yīng)的估計(jì)。以FFT(快速傅立葉變換)和IFFT(逆快速傅立葉變換)的方法為例，其基本原理如下假設(shè)用戶使用的訓(xùn)練序列在發(fā)射前經(jīng)過旋轉(zhuǎn)變換為Midamble的復(fù)值數(shù)據(jù)BMidamble，接收到的數(shù)據(jù)為RMidamble，另設(shè)h為信道沖激響應(yīng)，n為白噪聲。則可以得到如下公式RMidamble＝Gh+nG是由基本的Midamble碼構(gòu)成的轉(zhuǎn)換矩陣，由于選用的訓(xùn)練序列Midamble碼的抗噪聲性能較好，噪聲的影響可以忽略，因此可以得到以下表達(dá)式RMidamble＝Gh在實(shí)現(xiàn)時(shí)，采用如下的公式計(jì)算信道沖激響應(yīng) h^=IFFT(FFT(RMidamble)./FFT(BMidamble))]]>信道估計(jì)器32得到的信道沖擊響應(yīng) 輸入DIR估計(jì)器33。在實(shí)際的多徑環(huán)境中，信道沖激響應(yīng)(CIR)雖然通常只包含有限的幾個(gè)非零抽頭，但由于信道對(duì)接收機(jī)是不可預(yù)知的，無論采用何種信道估計(jì)方法都不可避免地受噪聲干擾和信道衰落的影響，使得估計(jì)的信道沖激響應(yīng)很難滿足只有有限的幾個(gè)非零抽頭的條件，所以通常采用DIR估計(jì)器33來完成從估計(jì)的信道沖激響應(yīng)中得到只有有限的幾個(gè)非零抽頭的理想的沖激響應(yīng)(DIR)。該DIR估計(jì)器33可以有多種不同的實(shí)現(xiàn)方法，本發(fā)明以殘留ISI最小化的方法為例說明。
其基本原理為接收Midamble序列估計(jì)的信道沖激響應(yīng)不僅包括信號(hào)，還包含噪聲。由于假設(shè)信道噪聲為加性白色高斯噪聲，可以認(rèn)為噪聲能量均勻分布在長度128的信道沖激響應(yīng)序列中。當(dāng)殘留ISI的能量與噪聲能量相當(dāng)或滿足某一關(guān)系時(shí)，殘留ISI可以看作噪聲來處理。
設(shè)ECIR和EDIR分別表示從接收Midamble序列估計(jì)的信道沖激響應(yīng) 的信號(hào)能量和期望的沖激響應(yīng)qn的信號(hào)能量，其中，CIR和DIR的長度都為L+1，但DIR只有V+1個(gè)非零抽頭，即當(dāng)n∉θ={θ0,θ1,Λ,θV}]]>時(shí)，qn＝0。則殘留ISI的能量可表示為EISI＝ECIR-EDIR。設(shè)長度為16的有效窗內(nèi)噪聲能量為Enoise，則在DIR非零抽頭個(gè)數(shù)V+1的約束條件下，可以按照以下步驟來求得使殘留ISI最小化的DIR(其種λ為預(yù)設(shè)參數(shù))第一步，首先找出長度為16的CIR估計(jì)值 (有效窗)中能量最大抽頭作為DIR的第一個(gè)抽頭系數(shù)，并計(jì)算EISI，判斷是否滿足10lgEISIEnoise<λdB,]]>若條件不滿足，執(zhí)行第二步，否則執(zhí)行第三步。
第二步，找出 中能量次最大的抽頭作為DIR的第二個(gè)抽頭系數(shù)，并計(jì)算EISI，若10lgEISIEnoise<λdB]]>成立，執(zhí)行第三步，否則第二步循環(huán)執(zhí)行直到DIR抽頭系數(shù)達(dá)到V+1。將確定的DIR非零抽頭系數(shù)設(shè)置為與CIR對(duì)應(yīng)的位置，其余抽頭位置設(shè)復(fù)數(shù)零。
第三步，最后得到的q(n)即為DIR估計(jì)器33的輸出，該q(n)輸入MVA執(zhí)行裝置34中。
此外，也可以省略DIR估計(jì)器33，即直接將信道估計(jì)器32的輸出輸入MVA執(zhí)行裝置34中，直接進(jìn)行MVA估計(jì)，該接收機(jī)同樣可以得到實(shí)現(xiàn)，但計(jì)算復(fù)雜度將大大增大。
MVA執(zhí)行裝置34利用MVA算法進(jìn)行最大似然序列估計(jì)。其主要原理為，假設(shè)信道只有有限的幾個(gè)非零抽頭，則每個(gè)符號(hào)的判決將依賴于與前后非連續(xù)的符號(hào)之間的關(guān)系，從而使MVA網(wǎng)格與傳統(tǒng)的VA網(wǎng)格相比得到大大簡化。該MVA算法的計(jì)算復(fù)雜度并不依賴于信道沖激響應(yīng)的長度，而是取決于非零系數(shù)的個(gè)數(shù)。由于MVA算法對(duì)某一個(gè)符號(hào)的判決依賴于與其前后非連續(xù)的符號(hào)之間的關(guān)系，如果這些前后符號(hào)已知，則MVA對(duì)該符號(hào)判決的準(zhǔn)確度將會(huì)大大提高。鑒于MVA的這一特點(diǎn)，可以利用TD-SCDMA系統(tǒng)時(shí)隙結(jié)構(gòu)進(jìn)一步改進(jìn)MVA的性能。
TD-SCDMA系統(tǒng)采用的時(shí)隙(亦稱突發(fā))結(jié)構(gòu)如圖1所示。每個(gè)時(shí)隙由兩個(gè)長度分別為352碼片的數(shù)據(jù)塊，一個(gè)長為144碼片的訓(xùn)練序列(Midamble)和一個(gè)長為16碼片(chip)的保護(hù)間隔(GP)組成，其中CP表示碼片長度。時(shí)隙的數(shù)據(jù)部分由信道化碼(OVSF碼)和擾碼共同擴(kuò)頻，擴(kuò)頻因子(即一個(gè)符號(hào)包含的碼片數(shù))可取1、2、4、8或16，且目前在下行中只有1或16。
當(dāng)擴(kuò)頻因子為1時(shí)，每個(gè)碼片對(duì)應(yīng)于一個(gè)符號(hào)，即為圖2所示。由圖2可以看出，每個(gè)突發(fā)中第一個(gè)數(shù)據(jù)塊的前端相鄰的16個(gè)符號(hào)為上一個(gè)時(shí)隙的保護(hù)間隔，后端相鄰的16個(gè)符號(hào)為Midamble序列的前16個(gè)符號(hào)，而第二個(gè)數(shù)據(jù)塊前端相鄰的16個(gè)符號(hào)為Midamble序列的后16個(gè)符號(hào)，后端相鄰的16個(gè)符號(hào)為本時(shí)隙的保護(hù)間隔。由于保護(hù)間隙的符號(hào)為零，基本Midamble對(duì)接收機(jī)又是已知的，而且Midamble序列的循環(huán)移位性使其前后16個(gè)符號(hào)完全相同。所以MVA可以利用這一已知信息近似完全消除Midamble序列對(duì)第一個(gè)數(shù)據(jù)塊造成的前導(dǎo)干擾和對(duì)第二個(gè)數(shù)據(jù)塊造成的拖尾干擾。
該MVA執(zhí)行裝置34包括一控制單元342，一網(wǎng)格初始化單元341，一分支度量單元343，一比較選擇單元344和可靠性信息測(cè)量單元345。
MVA執(zhí)行裝置34的控制單元342根據(jù)初始化信息控制調(diào)度其他單元的工作時(shí)序以及信息的存取。其功能包括在每個(gè)數(shù)據(jù)塊檢測(cè)的開始，首先發(fā)出控制信號(hào)s1啟動(dòng)網(wǎng)格初始化單元341開始工作，初始化結(jié)束后讀取MVA初始化信息s2，如非零抽頭的個(gè)數(shù)、位置，判決深度，最大存儲(chǔ)狀態(tài)的數(shù)目，符號(hào)的判決時(shí)刻以及狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系等，并發(fā)出控制信號(hào)s7(包括MVA網(wǎng)格初始化信息)啟動(dòng)分支度量單元343開始工作。當(dāng)分支度量單元343計(jì)算出網(wǎng)格第一步判決所需的分支度量后，發(fā)出控制信號(hào)s6(包括MVA網(wǎng)格初始化信息)啟動(dòng)比較選擇單元344開始工作。當(dāng)比較選擇單元344得到第一步的硬判決輸出后，發(fā)出控制信號(hào)s4(包括MVA網(wǎng)格初始化信息)啟動(dòng)可靠性信息測(cè)量單元345產(chǎn)生幸存路徑上第一個(gè)符號(hào)的軟判決信息。由于MVA在搜索長度為判決深度的網(wǎng)格后，只輸出幸存路徑上的第一個(gè)符號(hào)，然后再從第二個(gè)符號(hào)開始新的網(wǎng)格搜索，且后面的網(wǎng)格搜索可能需要已判決符號(hào)的信息，因此在控制單元342的調(diào)度下，分支度量單元343、比較選擇單元344和可靠性信息測(cè)量單元345構(gòu)成一循環(huán)迭代的過程。由于通?？山普J(rèn)為同一時(shí)隙內(nèi)的信道狀態(tài)相同，因而第一個(gè)數(shù)據(jù)塊的符號(hào)檢測(cè)結(jié)束后，不需要對(duì)網(wǎng)格重新進(jìn)行初始化，可類似地進(jìn)行第二個(gè)數(shù)據(jù)塊的檢測(cè)。
MVA執(zhí)行裝置34的網(wǎng)格初始化單元341在接收到一個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)的開始根據(jù)控制單元342的控制信號(hào)s1工作。其根據(jù)DIR估計(jì)器33的輸出qn產(chǎn)生MVA網(wǎng)格初始化信息s2，包括非零抽頭的個(gè)數(shù)，非零抽頭的位置，符號(hào)的判決時(shí)刻、確定每個(gè)判決步需要存儲(chǔ)的狀態(tài)和判決深度以及根據(jù)每個(gè)判決步存儲(chǔ)的狀態(tài)確定的狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系，以及每個(gè)存儲(chǔ)狀態(tài)與分支度量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該MVA網(wǎng)格初始化信息s2輸入控制單元342?？刂茊卧?42將根據(jù)這一初始化信息s2對(duì)分支度量單元343、比較選擇單元344和可靠性信息測(cè)量單元345進(jìn)行控制調(diào)度。
MVA執(zhí)行裝置34的分支度量單元343主要負(fù)責(zé)分支度量的計(jì)算和更新。當(dāng)網(wǎng)格初始化結(jié)束，分支度量單元343接收到控制單元342的控制信號(hào)s7(包括MVA網(wǎng)格初始化信息)后，開始度量值的計(jì)算。設(shè)第i個(gè)時(shí)刻的接收數(shù)據(jù)為Ri，DIR的抽頭系數(shù)為{qn}，且DIR非零抽頭系數(shù)的個(gè)數(shù)K滿足K≤4，則分支度量λi的計(jì)算如下λi=|ri-Σnqnai-n|2]]>其中ai-n為調(diào)制符號(hào)，例如對(duì)QPSK調(diào)制，ai-n∈{+j，+1，-j，-1}。
分支度量單元343計(jì)算的結(jié)果輸出s9作為比較選擇單元344的輸入。當(dāng)?shù)谝徊降姆种Ф攘拷Y(jié)束后，分支度量單元343輸出反饋信號(hào)s8給控制單元342，表示比較選擇單元344可以開始路徑度量值的比較選擇。
MVA執(zhí)行裝置34的比較選擇單元344負(fù)責(zé)狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑的選擇和符號(hào)的硬判決，當(dāng)?shù)谝徊降姆种Ф攘拷Y(jié)束，比較選擇單元344將會(huì)接收到控制單元342的控制信號(hào)s6(包括MVA網(wǎng)格初始化信息)，然后根據(jù)分支度量單元343的度量值計(jì)算結(jié)果s9進(jìn)行路徑的比較和選擇。其包括瞬間判決部件，累加部件，比較部件和選擇部件。瞬間判決部件根據(jù)控制單元的信息對(duì)每條競爭路徑對(duì)應(yīng)的分支度量進(jìn)行比較，并選擇最小的分支度量值。如果當(dāng)前競爭路徑只對(duì)應(yīng)一個(gè)分支度量，則無需瞬間判決部件，直接通過累加部件進(jìn)行競爭路徑的累積度量值與對(duì)應(yīng)分支度量的累加。然后，通過比較部件比較累加部件得到的累加結(jié)果，通過選擇部件選擇累加度量值最小的路徑為幸存路徑，并輸出該幸存路徑上的第一個(gè)硬判決符號(hào)和幸存路徑的累加度量值。同時(shí)，該比較選擇單元344還需輸出可靠性信息測(cè)試單元345需要的競爭路徑累積度量值和競爭路徑上的第一個(gè)硬判決符號(hào)。比較選擇單元344的輸出信息s10將作為可靠性信息測(cè)量單元345的輸入。另外每個(gè)判決步的路徑比較選擇結(jié)束后，該比較選擇單元344輸出給控制單元342一反饋信息s5，控制單元342將根據(jù)這一反饋信息控制可靠性信息測(cè)量單元345的工作。
為了提高信道解碼性能，MVA執(zhí)行裝置34的可靠性信息測(cè)量單元345采用接收機(jī)軟判決輸出算法?；诒容^選擇單元344輸出的競爭路徑和幸存路徑的度量值以及相應(yīng)的硬判決符號(hào)等信息s10，以及來自控制單元342的控制信號(hào)s4(包括MVA網(wǎng)格初始化信息)，可靠性信息測(cè)量單元345進(jìn)行可靠性信息的計(jì)算，最后將軟輸出符號(hào)輸出即為MVA執(zhí)行裝置34的最終輸出dmva，另外該單元345還輸出一反饋信號(hào)s3給控制單元342。關(guān)于軟輸出算法有多種不同的實(shí)現(xiàn)方式，本發(fā)明以從軟輸出維特比算法SOVA演變而來的軟輸出MVA算法為例來說明。基于SOVA算法的原理，MVA需要對(duì)幸存路徑上以前接收符號(hào)的軟輸出信息進(jìn)行回溯迭代。每個(gè)狀態(tài)雖有多條可選路徑，但度量值最小和次最小的路徑是最有競爭力的路徑。比較度量值最小的幸存路徑和度量值次最小的路徑上第一個(gè)符號(hào)的硬判決，可以認(rèn)為相同時(shí)刻硬判決相同的符號(hào)不受選錯(cuò)路徑的影響，但不同的符號(hào)需要根據(jù)選錯(cuò)路徑的概率進(jìn)行軟輸出信息的更新，其回溯迭代的過程類似于軟輸出維特比算法SOVA。另外，由于基于比特的軟輸出要優(yōu)于基于符號(hào)的軟輸出，可以先把硬判的符號(hào)相應(yīng)解調(diào)，對(duì)每個(gè)比特分別計(jì)算判錯(cuò)概率從而得到硬判的可靠性指示。并且可以采用近似計(jì)算，以避免在硬件不易實(shí)現(xiàn)的log(·)和exp(·)運(yùn)算。
由于MVA執(zhí)行裝置34在最大似然路徑的搜索中沒考慮到擾碼信息，因此需要通過解擾器35實(shí)現(xiàn)發(fā)送端對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)加擾的逆處理。解擾器35的輸入為MVA執(zhí)行裝置34的輸出dmva，通過解擾器35解擾后得到的數(shù)據(jù)dscr輸入解調(diào)器36中，用于進(jìn)行下一步的解調(diào)處理。
解調(diào)器36基于解擾器35的輸出dscr完成調(diào)制的逆過程，即解調(diào)數(shù)據(jù)。如果系統(tǒng)采用QPSK調(diào)制，則解調(diào)器按照0→+1，1→-1的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將解擾器的輸出數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)45°，便可得到解調(diào)輸出ddem，即為接收機(jī)最終的軟輸出信息。
下面，參照?qǐng)D4描述依照本發(fā)明的接收方法的步驟。
步驟S101，數(shù)據(jù)分離器31接收數(shù)據(jù)。
步驟S102，利用數(shù)據(jù)分離器31，根據(jù)圖2所示的時(shí)隙結(jié)構(gòu)，將在步驟S101中接收到的一個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)分為數(shù)據(jù)部分Rdata和Midamble部分RMidamble，其中數(shù)據(jù)部分Rdata包括圖2所示的前368個(gè)符號(hào)和后368個(gè)符號(hào)。
步驟S103，利用信道估計(jì)器32，用本地Midamble數(shù)據(jù)與從步驟S102得到的Midamble數(shù)據(jù)RMidamble來進(jìn)行信道沖激響應(yīng)的估計(jì)。
步驟S104，利用DIR估計(jì)器33，從步驟S103估計(jì)得到的信道沖激響應(yīng)中選取只有有限的幾個(gè)非零抽頭的理想的沖激響應(yīng)(DIR)。該DIR選取的方法可以通過如上所述的殘留ISI最小化的方法實(shí)現(xiàn)。此外，該步驟S104也可以省略，但是會(huì)增加計(jì)算復(fù)雜度。
步驟S105，利用網(wǎng)格初始化單元341，執(zhí)行網(wǎng)格初始化。在該步驟中，根據(jù)步驟S104選取的結(jié)果產(chǎn)生MVA網(wǎng)格初始化信息，包括非零抽頭的個(gè)數(shù)，非零抽頭的位置，符號(hào)的判決時(shí)刻、確定每個(gè)判決步需要存儲(chǔ)的狀態(tài)和判決深度以及根據(jù)每個(gè)判決步存儲(chǔ)的狀態(tài)確定的狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系，以及每個(gè)存儲(chǔ)狀態(tài)與分支度量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
步驟S106，利用分支度量單元343，執(zhí)行分支度量的計(jì)算和更新。
步驟S107，利用比較選擇單元344，執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑的選擇和符號(hào)的硬判決。該步驟包括瞬間判決步驟，累加步驟，比較步驟和選擇步驟。
瞬間判決步驟根據(jù)控制單元的信息對(duì)每條競爭路徑對(duì)應(yīng)的分支度量進(jìn)行比較，并選擇最小的分支度量值。如果當(dāng)前競爭路徑只對(duì)應(yīng)一個(gè)分支度量，則無需瞬間判決步驟，直接通過累加步驟進(jìn)行競爭路徑的累積度量值與對(duì)應(yīng)分支度量的累加。然后，通過比較步驟比較累加步驟得到的累加結(jié)果，通過選擇步驟選擇累加度量值最小的路徑為幸存路徑，并得到該幸存路徑上的第一個(gè)硬判決符號(hào)和幸存路徑的累加度量值。同時(shí)，該步驟還得到競爭路徑累積度量值和競爭路徑上的第一個(gè)硬判決符號(hào)。
步驟S108，利用可靠性信息測(cè)量單元345，執(zhí)行軟判決輸出算法。
步驟S109，利用解擾器35，對(duì)步驟S108得到的結(jié)果執(zhí)行解擾。
步驟S110，利用解調(diào)器36，對(duì)步驟S109得到的結(jié)果執(zhí)行解調(diào)。
如上所述的步驟S105，S106，S107和S108可以構(gòu)成一MVA執(zhí)行步驟，該步驟根據(jù)步驟S104選取的信道沖激響應(yīng)和步驟S102分離出來的數(shù)據(jù)部分，利用MVA算法執(zhí)行最大似然序列估計(jì)。
依照本發(fā)明的接收裝置和方法既適用于終端接收機(jī)，也適合于網(wǎng)絡(luò)端接收機(jī)。
此外，雖然上面以QPSK調(diào)制的接收數(shù)據(jù)為例對(duì)本發(fā)明的接收裝置和方法進(jìn)行描述，但是本發(fā)明也同樣適用于任何一種其他調(diào)制方式。
權(quán)利要求
1.一種用于TD-SCDMA系統(tǒng)中的接收裝置，用于接收擴(kuò)頻因子為1的數(shù)據(jù)，其包括一數(shù)據(jù)分離器，用于將接收的數(shù)據(jù)分為Midamble部分和數(shù)據(jù)部分；一信道估計(jì)單元，用于根據(jù)本地Midamble與數(shù)據(jù)分離器分離出的Midamble部分進(jìn)行信道沖激響應(yīng)的估計(jì)；一DIR估計(jì)單元，用于從信道估計(jì)單元估計(jì)的信道沖激響應(yīng)中選取只有有限的幾個(gè)非零抽頭的理想的沖激響應(yīng)；一MVA執(zhí)行裝置，用于根據(jù)DIR估計(jì)單元選擇的沖激響應(yīng)和數(shù)據(jù)分離器分離出來的數(shù)據(jù)部分，利用MVA算法執(zhí)行最大似然序列估計(jì)；一解擾單元和一解調(diào)單元，用于對(duì)MVA執(zhí)行裝置輸出的結(jié)果執(zhí)行解擾和解調(diào)。
2.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其中數(shù)據(jù)分離器分離的數(shù)據(jù)部分包括時(shí)隙中的數(shù)據(jù)符號(hào)，Midamble中的16個(gè)符號(hào)和保護(hù)間隔。
3.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其中DIR估計(jì)單元采用殘留ISI最小化選取理想的沖激響應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的接收裝置，其中，MVA執(zhí)行裝置包括，一網(wǎng)格初始化單元，用于根據(jù)DIR估計(jì)單元的輸出產(chǎn)生MVA網(wǎng)格初始化信息；一分支度量單元，用于根據(jù)MVA網(wǎng)格初始化信息和數(shù)據(jù)分離器分離出來的數(shù)據(jù)部分，計(jì)算分支度量；一比較選擇單元，用于根據(jù)MVA網(wǎng)格初始化信息和分支度量單元計(jì)算的分支度量，執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑的選擇和符號(hào)的硬判決；一可靠性信息測(cè)量單元，用于根據(jù)MVA網(wǎng)格初始化信息和比較選擇單元的輸出，進(jìn)行可靠性信息的計(jì)算，并輸出軟輸出符號(hào)；和一控制單元，用于控制網(wǎng)格初始化單元，分支度量單元，比較選擇單元和可靠性信息測(cè)量單元。
5.如權(quán)利要求4所述的接收裝置，其中，MVA網(wǎng)格初始化信息包括非零抽頭的個(gè)數(shù)，非零抽頭的位置，符號(hào)的判決時(shí)刻、確定每個(gè)判決步需要存儲(chǔ)的狀態(tài)和判決深度以及根據(jù)每個(gè)判決步存儲(chǔ)的狀態(tài)確定的狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系，以及每個(gè)存儲(chǔ)狀態(tài)與分支度量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
6.如權(quán)利要求4所述的接收裝置，其中，比較選擇單元包括一瞬間判決部件，用于對(duì)每條競爭路徑對(duì)應(yīng)的分支度量進(jìn)行比較，選擇最小的分支度量值；一累加部件，進(jìn)行競爭路徑的累積度量值與對(duì)應(yīng)分支度量的累加；一比較部件，比較累加部件得到的累加結(jié)果；和一選擇部件，選擇累加度量值最小的路徑為幸存路徑，并輸出該幸存路徑上的第一個(gè)硬判決符號(hào)和幸存路徑的累加度量值。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的接收裝置，該接收裝置為終端接收機(jī)或網(wǎng)絡(luò)端接收機(jī)。
8.一種用于TD-SCDMA系統(tǒng)中的接收方法，用于接收擴(kuò)頻因子為1的數(shù)據(jù)，其包括數(shù)據(jù)分離步驟，將接收的數(shù)據(jù)分為Midamble部分和數(shù)據(jù)部分；信道估計(jì)步驟，根據(jù)本地Midamble與數(shù)據(jù)分離步驟分離出的Midamble部分進(jìn)行信道沖激響應(yīng)的估計(jì)；DIR估計(jì)步驟，從信道估計(jì)步驟估計(jì)的信道沖激響應(yīng)中選取只有有限的幾個(gè)非零抽頭的理想的沖激響應(yīng)；MVA執(zhí)行步驟，用于根據(jù)DIR估計(jì)步驟選取的沖激響應(yīng)和數(shù)據(jù)分離步驟分離出來的數(shù)據(jù)部分，利用MVA算法執(zhí)行最大似然序列估計(jì)；解擾和解調(diào)步驟，用于對(duì)MVA執(zhí)行步驟得到的結(jié)果執(zhí)行解擾和解調(diào)。
9.如權(quán)利要求8所述的接收方法，其中數(shù)據(jù)分離步驟分離的數(shù)據(jù)部分包括時(shí)隙中的數(shù)據(jù)符號(hào)，Midamble中的16個(gè)符號(hào)和保護(hù)間隔。
10.如權(quán)利要求8所述的接收方法，其中DIR估計(jì)步驟采用殘留ISI最小化選取理想的沖激響應(yīng)。
11.如權(quán)利要求8所述的接收方法，其中，MVA執(zhí)行裝置步驟，網(wǎng)格初始化步驟，根據(jù)DIR估計(jì)步驟得到的沖激響應(yīng)產(chǎn)生MVA網(wǎng)格初始化信息；分支度量計(jì)算步驟，根據(jù)MVA網(wǎng)格初始化信息和數(shù)據(jù)分離步驟分離出來的數(shù)據(jù)部分，計(jì)算分支度量；比較選擇步驟，根據(jù)MVA網(wǎng)格初始化信息和分支度量步驟計(jì)算的分支度量，執(zhí)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移路徑的選擇和符號(hào)的硬判決；可靠性信息測(cè)量步驟，根據(jù)MVA網(wǎng)格初始化信息和比較選擇步驟的結(jié)果，進(jìn)行可靠性信息的計(jì)算，并輸出軟輸出符號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的接收方法，其中，MVA網(wǎng)格初始化信息包括非零抽頭的個(gè)數(shù)，非零抽頭的位置，符號(hào)的判決時(shí)刻、確定每個(gè)判決步需要存儲(chǔ)的狀態(tài)和判決深度以及根據(jù)每個(gè)判決步存儲(chǔ)的狀態(tài)確定的狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系，以及每個(gè)存儲(chǔ)狀態(tài)與分支度量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
13.如權(quán)利要求11所述的接收方法，其中，比較選擇步驟包括瞬間判決步驟，對(duì)每條競爭路徑對(duì)應(yīng)的分支度量進(jìn)行比較，選擇最小的分支度量值；累加步驟，進(jìn)行競爭路徑的累積度量值與對(duì)應(yīng)分支度量的累加；比較步驟，比較累加部件得到的累加結(jié)果；和選擇步驟，選擇累加度量值最小的路徑為幸存路徑，得到該幸存路徑上的第一個(gè)硬判決符號(hào)和幸存路徑的累加度量值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于TD－SCDMA系統(tǒng)中的接收裝置和方法，用于接收擴(kuò)頻因子為1的數(shù)據(jù)。依照本發(fā)明的接收裝置，包括一數(shù)據(jù)分離器，用于將接收的數(shù)據(jù)分為Midamble部分和數(shù)據(jù)部分；一信道估計(jì)單元，用于根據(jù)本地Midamble與數(shù)據(jù)分離器分離出的Midamble部分進(jìn)行信道沖激響應(yīng)的估計(jì)；一DIR估計(jì)單元，用于從信道估計(jì)單元估計(jì)的信道沖激響應(yīng)中選取只有有限的幾個(gè)非零抽頭的理想的沖激響應(yīng)；一MVA執(zhí)行裝置，用于根據(jù)DIR估計(jì)單元選擇的沖激響應(yīng)和數(shù)據(jù)分離器分離出來的數(shù)據(jù)部分，利用MVA算法執(zhí)行最大似然序列估計(jì)；一解擾單元和一解調(diào)單元，用于對(duì)MVA執(zhí)行裝置輸出的結(jié)果執(zhí)行解擾和解調(diào)。
文檔編號(hào)H04L25/03GK1688144SQ20051007494
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月6日
發(fā)明者張代君, 董霄劍, 王平平 申請(qǐng)人:北京天碁科技有限公司