CN100401646C - 时隙码分多址系统多小区联合检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多小区联合检测方法，针对时隙CDMA系统中同频相邻小区信号间的相互干扰，而提出一种基于多小区结构信息的联合检测方法。步骤如下：利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；对各个相邻小区的码道进行码道分组，包括：基于码道所属小区的分组、基于码道功率或幅度强弱的分组、基于码道相关性强弱的分组；利用信道估计结果和码道分组的结果进行联合检测，输出检测数据。该方法充分利用多个小区信号的结构信息，对同频相邻小区的多址干扰进行有效的抑制，从而大大提高了在同频相邻小区工作时的系统性能。该方法可以用于时隙CDMA系统或采用类似信号结构的无线通信系统。

Description

时隙码分多址系统多小区联合检测方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域的联合检测方法，更确切地说是涉及一种适用于时隙码分多址(CDMA)系统或采用类似于时隙码分多址系统信号结构的无线通信系统的多小区联合检测方法。

背景技术

在CDMA移动通信系统中，存在着严重的多址干扰和符号间干扰。在时隙CDMA系统中，对接收的本小区信号可以采用联合检测技术来消除多址干扰与符号间干扰。联合检测方法是利用本小区所有用户的发送信号及其信道响应的信息，把信号检测当作一个统一的相互关联的联合检测过程来完成。由于联合检测技术有效地抑制了符号间干扰和本小区的多址干扰，故极大地提高了码分多址系统的性能。

时分双工-同步码分多址(TD-SCDMA)系统是一种对本小区多用户信号采用了联合检测方案的时隙CDMA系统。在TD-SCDMA系统中，常规时隙的突发信号结构如图1所示：突发信号中部的midamble(中间码，也称为信道估计码)用来进行信道估计，两边的数据块用来传送业务数据。

TD-SCDMA系统的单小区联合检测的具体过程如下：

首先得到时隙CDMA系统单小区接收机接收到的信号模型：

e＝Ad+n    (1)

其中，e为接收机收到信号的采样数据，d为发送数据，n为接收到的噪声，矩阵A为传输矩阵。传输矩阵A由各个码道的组合响应向量b^(k)构成，k是码道编号，假设总共有K个码道(根据b^(k)可以计算A矩阵，b^(k)是矩阵中分布在对角线上的各个块中的一列)。

每个向量b^(k)对应为一个码道编号为k的用户码道的组合信道响应：

$b^{\left(k\right)}=C^{\left(k\right)}\⊕h^{\left(k\right)}$ k＝1...K    (2)

其中，C^(k)是对应的码道编号为k的用户码道的扩频码，

是卷积运算符，h^(k)是对应的码道编号为k的用户码道的信道响应，利用midamble(中间码)进行信道估计得到

然后利用上述信息就可以进行联合检测。联合检测算法有多种，可以是干扰抵消的方法，可以是线性块均衡的方法，也可以是两者方法的混合。对线性块均衡的方法，经解调后的发送数据d估计的软输出值为：

$\hat{d}={\left(T\right)}^{-1}{A}^{*T}{R}_n^{-1}e---\left(3\right)$

其中，矩阵T由下式给出：

$T=\left\{\begin{array}{cc}I& \mathrm{MF}\\ A^{*T}{R}_n^{-1}A& \mathrm{ZF}-\mathrm{BLE}\\ A^{*T}{R}_n^{-1}A+R_d^{-1}& \mathrm{MMSE}-\mathrm{BLE}\end{array}\right.---\left(4\right)$

式中，^*T是共轭转置，R_d＝E{d·d^＊T}，是数据序列d的协方差矩阵，对于相互独立的数据序列，R_d＝I；R_m＝E{n·n^＊T}，是噪声序列n的协方差矩阵。对于相互独立且平稳的噪声序列(如白噪声)Rn＝σ² I，I表示单位矩阵。

在R_d＝I和Rn＝σ² I的条件下，(3)、(4)式可以简化表示为：

$\hat{d}={\left(T\right)}^{-1}{A}^{*T}e---\left(5\right)$

$T=\left\{\begin{array}{cc}I& \mathrm{MF}\\ A^{*T}A& \mathrm{ZF}-\mathrm{BLE}\\ A^{*T}A+{\mathrm{\σ}}^{2}I& \mathrm{MMSE}-\mathrm{BLE}\end{array}\right.---\left(6\right)$

(4)、(6)式中的MF即匹配滤波，对应的就是匹配滤波的方法；ZF-BLE即迫零线性块均衡(Zero-Forcing Block Liner Equaliaer)的方法，对应的是最大似然的线性解；MMSE-BLE即最小均方误差线性块均衡(Zero-ForcingBlock Liner Equaliaer)的方法，对应的是最小均方误差的线性解。上述三种求解T的方法择其一即可，通常选择第二种ZF-BLE或第三种MMSE-BLE方法。

单小区联合检测方法，利用小区所有用户发送信号的结构信息(包括扩频码和信道响应)，即利用的只是本小区的信号结构信息，这时，检测方法将其它小区的干扰信号都当成是时间的高斯白噪声来进行处理，所以，单小区联合检测算法对抑制符号间干扰和本小区多址干扰有较强的能力。单小区联合检测方法对于单小区或异频组网的码分多址系统，可极大地提高系统的性能。

对于相邻小区同频组网的时隙CDMA系统，采用单小区联合检测算法也可以提高系统的性能。但是，在同频组网情况下，同频相邻小区信号之间存在着较强的相互干扰，且同频相邻小区之间的干扰对系统的性能有非常重要的影响，尤其是在同频相邻小区的交界处，同频干扰往往是最重要的干扰，此时，单小区联合检测的方法对同频邻小区的干扰将无能为力，在同频相邻小区干扰存在时，系统性能将明显下降。

例如，小区交界处有同频相邻小区用户在多个码道工作时，尤其是扩频增益较小的系统，相邻小区用户信号将会对本小区用户信号造成很大的干扰。在这种情况下，单小区联合检测方法将会使系统性能严重恶化。

因此，时隙CDMA蜂窝移动通信系统在同频相邻小区工作的情况下，采用单小区联合检测方法系统性能会明显下降，往往不能达到系统对性能的要求，需要提供性能更好的联合检测方法。如果能够利用同频相邻小区的结构信息，将联合检测技术从单小区扩展到同频多小区，就可极大地提高时隙CDMA系统同频组网时的性能。

为了获得除本小区外的同频相邻小区的结构信息，需要很多先验信息，其中很重要的一类先验信息就是除本小区外的同频相邻小区的信道估计结果，即多小区信道估计结果。因为在生成信道估计码时，每个相邻小区给定一个不同的中间码作为基本码，该小区不同的用户采用这个基本码的不同循环移位版本作为它的信道估计码，这样，一个小区的这些不同的循环移位版本可以称作一个码集，多个小区就有多个码集，因而多码集的信道估计就是多小区的信道估计。

在本申请人的中国专利申请号为03100670.1、发明名称为“时隙码分多址系统多码集信道估计方法”的技术方案中，公开了一种时隙码分多址系统中的多码集信道估计方法，也即多小区信道估计方法。

该技术方案对单码集信道估计结果进行有限时间判决处理，只保留具有较强信号响应的有限个抽头，由此恢复出其它码集干扰信号，并抵消该干扰信号，得到各个码集的净信号，再将各个码集的净信号进行单码集信道估计，重复上述处理直至达到迭代次数后，输出多码集即多小区信道估计结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种时隙码分多址系统多小区联合检测方法，针对存在同频多小区相互干扰的情况，利用多小区结构信息实现多小区联合检测。本发明提供的方法将大大提高时隙CDMA系统在同频相邻小区工作时的系统性能。

实现本发明目的的技术方案是这样的：一种时隙码分多址系统多小区联合检测方法，利用多个同频相邻小区的结构信息进行联合检测，其特征在于包含如下步骤：

A.利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；

B.选择基于码道所属小区的分组方法，对所述各个相邻小区的码道进行码道分组，码道分组后得到码道分组数与同频小区个数相同，每个分组内的码道就是对应小区的码道；

C.利用所述各个相邻小区的信道估计结果，在各分组内采用单小区线性块均衡和在分组间采用干扰抵消的联合检测方法进行联合检测，获得检测数据；

其中，所述的在各分组内采用单小区线性块均衡和在分组间采用干扰抵消的联合检测方法包括以下步骤：

C11.对各个分组分别进行单小区联合检测，检测出各分组结果，判断是否达到迭代次数，如果是则输出待检测用户所在分组的检测结果，否则执行步骤C12；

C12.由检测出的各分组结果恢复各个分组信号响应引起的干扰分量；

C13.接收信号抵消非本组的干扰分量，获得各组的净信号；

C14.将净信号作为下一步处理的分组结果，返回步骤C11。

本发明还提供了一种时隙码分多址系统多小区联合检测方法，其技术方案是这样的：一种时隙码分多址系统多小区联合检测方法，利用多个同频相邻小区的结构信息进行联合检测，其特征在于包含如下步骤：

A.利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；

B.选择基于码道幅度或功率的分组方法，按码道幅度或功率的强弱对所述各个相邻小区的码道进行码道分组，分成参与联合检测的码道分组和干扰码道分组；

C.利用所述各个相邻小区的信道估计结果，对参与联合检测的码道分组采用线性块均衡的联合检测方法进行联合检测，获得检测数据。

本发明又提供了一种时隙码分多址系统多小区联合检测方法，其技术方案是这样的：一种时隙码分多址系统多小区联合检测方法，利用多个同频相邻小区的结构信息进行联合检测，其特征在于包含如下步骤：

A.利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；

B.选择基于码道相关性的分组方法，按码道相关性的强弱对所述各个相邻小区的码道进行分组，分成参与联合检测的码道分组和干扰码道分组；

C.利用所述各个相邻小区的信道估计结果，对参与联合检测的码道分组采用线性块均衡的联合检测方法进行联合检测，获得检测数据。

以上所述的对参与联合检测的码道分组采用线性块均衡的联合检测方法进行检测包括以下步骤：

C21.利用各个码道的组合信道响应构造出参与联合检测码道分组的传输矩阵和干扰码道分组的传输矩阵；

C22.将参与联合检测码道分组的传输矩阵、有色噪声干扰的协方差矩阵与从接收信号中分割出的数据部分进行匹配滤波；

C23.选择线性块均衡的联合检测算法对匹配滤波结果进行联合检测，将获得的发送数据估计的软输出值作为检测数据输出。

可见，本发明利用多码集信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；对各个相邻小区的码道按本发明的分组方法进行码道分组，该分组方法包括基于码道所属小区的分组、基于码道功率或幅度强弱的分组、基于码道相关性强弱的分组、及其上述分组方法的混合分组；利用各个相邻小区的信道估计结果及码道分组结果进行联合检测。联合检测过程具体包括构造A矩阵；匹配滤波；和最终完成多小区联合检测。采用不同的码道分组方法时，构造的A矩阵会有所不同，因而给利用信道估计结果及码道分组结果进行联合检测带来一些差异。

本发明给出的方法使联合检测技术可以用于同频多小区时隙CDMA系统。本发明的方法与单小区联合检测方法相比，可以充分地利用多个小区信号的结构信息，进行多小区联合检测，从而极大地抑制了同频相邻小区的多址干扰。本发明提供的方法将大大提高时隙CDMA系统在同频相邻小区工作时的系统性能。

附图说明

图1为TD-SCDMA业务时隙突发结构；

图2为时隙CDMA系统多小区联合检测总流程示意框图；

图3为时隙CDMA系统多小区联合检测实施例系统流程图。

具体实施方式

考虑到时隙CDMA系统同频相邻小区信号之间的相互干扰，本发明提出了一种基于多小区结构信息的联合检测方法。具体实现方法的步骤如图2中所示。

第一步，多小区信道估计。利用背景技术中介绍的多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果。因为在生成信道估计码时，每个相邻小区给定一个不同的中间码作为基本码，该小区不同的用户采用这个基本码的不同循环移位版本作为它的信道估计码，一个小区的这些基本码的不同的循环移位版本被称作一个码集，多个小区就有多个码集，因而多码集的信道估计就是多小区的信道估计。本发明技术方案中的多小区信道估计，利用专利申请031006701中的多码集信道估计技术，针对同频多小区工作时存在多码集信道估计码响应信号的情况，采用基于有限时间位置判决反馈处理的多码集联合信道迭代估计方法，得到多个小区的信道估计结果。信道估计的多小区是相邻小区，相邻小区包括待检测用户所在的本小区及与本小区在地域位置上最相邻的小区。

第二步，码道分组。首先确定码道分组方法，然后按选择的一种分组方法对各个相邻小区的码道进行码道分组。本发明确定码道分组的具体方案如下：

第一种是基于码道所属小区的分组方法。有几个同频小区就设成几个组，那么每组内的码道就是相应小区的码道。

第二种是基于码道功率或幅度的分组方法。由多小区信道估计结果得到的各码道的组合信道响应，或者由各个码道匹配滤波的输出结果，可以估算出各码道信号的幅度或功率(幅度通过求平方可以获得功率)，然后，依据幅度或功率的强弱来进行分组。例如确定一个幅度或功率的门限值，码道信号的幅度或功率大于该门限值为强，低于该门限值为弱，幅度或功率强的码道为一组，功率或幅度弱的码道为另一组。

第三种是基于码道相关性的分组方法。首先由多小区信道估计结果得到的各码道的组合信道响应，估算出多小区信号中各个码道之间的相关性，然后按照相关性的强弱对所有码道进行分组。例如确定一个相关性的门限值，码道间相关性大于该门限值的为强，低于该门限值的为弱，相关性强的码道分为一组，相关性弱的码道分为另一组。多个码道的相关性可以是平均的相关性、最大的相关性或者是最小的相关性。

也可以采用上述方法的混合方法分组，或基于其它原则的分组。

第三步，联合检测，利用多小区信道估计结果及码道分组的结果进行联合检测。获得多小区联合检测结果。

如背景技术中所述的，联合检测方法可以是干扰抵消方法，可以是线性块均衡的方法，也可以是两者混合的方法。例如，我们可以在各个分组内采用线性块均衡的联合检测方法，而在不同的码道分组间采用干扰抵消的方法。

需要进一步说明的是，在本发明的多小区联合检测方法中，参与进行码道分组的码道可以是各个相邻小区预先分配的码道(无需作激活处理就进行分组)，也可以是对所述相邻小区的所有码道经过激活检测处理后保留下来的那些激活码道(需要先作激活处理后再进行分组)。同理，对参与进行联合检测的码道可以是各个相邻小区预先分配的码道(无需作激活处理就按码道分组进行联合检测)，也可以是对所述相邻小区的所有码道经过激活检测处理后保留下来的那些激活码道(需要先作激活处理后再按码道分组进行联合检测)。实施时还可以作二次激活检测，即在分组前经过一次激活检测处理的激活码道，分组后经过匹配滤波，再进行二次激活检测，对通过检测的二次激活码道进行联合检测。

本发明方法中对码道进行分组的意义还在于：因为在同频相邻小区工作时，当多个相邻小区分配了大量的码道时，可以对这些码道先进行激活检测处理，而通常经过激活检测处理后，多小区仍将存在大量的激活码道，为了能够以较低的代价和良好的性能实现多小区联合检测，对经过激活检测处理后保留下来的那些激活码道进行分组，再进一步采用分组联合检测的方法。

下面结合图3并以三个同频相邻小区为例，具体说明本发明的实现方法。

根据公式(1)的原理，本小区加两个同频小区的多用户信号可以表示为：

$e=A_0{d}_0+\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i{d}_i+n_0---\left(7\right)$

其中，A₀和d₀分别是本用户本小区的传输矩阵和发送数据；A_i和d_i分别是第i(i＝1，2)个邻小区的传输矩阵和发送数据；n₀是除去相邻2个小区干扰后的干扰和噪声功率(如白噪声)。

步骤31，对该多用户信号e进行数据分割，即对图1中所示的常规时隙突发结构进行分割，将分割出的中间码部分e_m(中间码的接收信号或称信道估计码的响应信号)送多小区信道估计，将分割出的数据符号部分e_d送匹配滤波。

步骤32，多小区信道估计。三个同频小区的信道估计码部分对应的是三个码集的信道估计码信号e_m1、e_m2、e_m3，因而接收到的总的信道估计码部分为e_m＝e_m1+e_m2+e_m3、对e_m采用多码集信道估计的方法，可以得到三个同频相邻小区的信道估计结果(具体方法见：CN03100670.1，2003.05.09“时隙码分多址系统多码集信道估计方法”)。

步骤33，码道分组，对三个小区的码道进行分组。

若按照本发明第一种基于码道所属小区的分组方法，可以将码道按小区个数分成三个组。按公式(7)的原理，分组后的总接收信号e_d可以表示为：

e_d＝A₀d₀+A₁d₁+A₂d₂+n₀        (8)

若按照第二种基于码道幅度或功率的分组方法，如先根据信道估计结果得到各码道的组合信道响应，再由此估算出各码道信号的幅度或功率，或者由各个码道匹配滤波的输出结果，估算各码道信号的功率；然后，依据功率的强弱将所有码道分成两组，将待检测(指联合检测)用户的码道以及功率较强的干扰码道分到参与联合检测的码道组中，将不包含待检测用户且功率较弱的干扰码道分到干扰码道组中。按公式(7)的原理，分组后的总接收信号e_d可以表示为：

e_d＝A_Sd_S+(A_Id_I+n₀)        (9)

其中，A_S和d_S是参与联合检测码道组的传输矩阵和发送数据；A_I和d_I是干扰码道组的传输矩阵和发送数据。

若按照第三种基于码道相关性的分组方法，首先由各相邻小区的信道估计结果得到各码道的组合信道响应，再由此估算所有非待检测用户码道与待检测用户所有码道的相关性的均值，再按照相关性均值的强弱将上述所有码道分成两组，将待检测用户的所有码道和所有与其码道平均的相关性较强的码道分到参与联合检测的码道组中，将剩下的不包含待检测用户且平均的相关性较弱的码道分到干扰码道组中。按公式(7)的原理，分组后的总接收信号e_d可以表示为：

e_d＝A_Sd_S+(A_Id_I+n₀)        (10)

其中，A_S和d_S是参与联合检测码道组的传输矩阵和发送数据；A_I和d_I是干扰码道组的传输矩阵和发送数据(第二种与第三种分组方法，对分组后的总接收信号e_d采用了相同的表达式)。

步骤34，利用b^(k)构造式(8)-(10)中的传输矩阵A(根据公式(2)，由h^(k)获得b^(k)。根据所采用的分组方法，构造式(8)-(10)中相应的传输矩阵A。如采用第一种分组方法，构造的传输矩阵A就是三个小区的传输矩阵A₀、A₁、A₂。如采用第二、第三种分组方法，构造的传输矩阵A就是A_S(参与联合检测码道组的传输矩阵)、A_I(不参与联合检测的干扰码道组的传输矩阵)。构造的传输矩阵A，在采用第一种分组方法时，三个小区的传输矩阵A₀、A₁、A₂分别送步骤35的匹配滤波和步骤36的联合检测，在采用第二或第三种分组方法时，A_S送步骤35的匹配滤波，A_S、A_I送步骤36的联合检测。

步骤35，根据求发送数据d估计的软输出值的公式(3)，求出式中的A^*TR_n ^-1e的过程就是本步骤的匹配滤波过程。其中的e就是经数据分割后的数据符号部分e_d，A是构造的矩阵。对于第一种分组方法，匹配滤波过程中的A就是A₀、A₁、A₂，对于第二种、第三种分组方法，匹配滤波过程中的A就是A_S。R_n是有色噪声序列n的协方差矩阵。

步骤36，最终完成多小区联合检测。针对不同的码道分组方法、所构造的不同传输矩阵完成多小区联合检测，即利用公式(4)中的一种方法得到T，再在匹配滤波获得A^*TR_n ^-1e_d的基础上完成公式(3)。

对于第一种码道分组方法，联合检测可以采用“线性块均衡+干扰抵消”的方法，即三个分组内采用线性块均衡的联合检测方法，三个分组间采用干扰抵消的联合检测方法。包括：

1)各个分组对接收信号e_d用线性块均衡的联合检测方法进行各自分组的检测，即对各分组采用单小区联合检测算法进行检测，根据公式(8)，e_d＝A₀d₀+A₁d₁+A₂d₂+n₀当对干扰小区1作单小区联合检测时，认为：e_d＝A₁d₁+(A₀d₀+A₂d₂+n₀)＝A₁d₁+n₁，n₁为非干扰小区1信号的干扰，利用单小区联合检测方法(公式(3))得到d₁，同理可以得到d₂。

2)由检测出的各组结果进行干扰恢复，分别得到干扰小区1、干扰小区2对本小区本用户的干扰A₁d₁、A₂d₂。

3)从总的接收信号e_d中抵消掉非本组的干扰A₁d₁、A₂d₂，获得本组的净信号：A₀d₀+n₀＝e_d-(A₁d₁+A₂d₂)；

4)对待检测用户所在分组的净信号进行线性块均衡的联合检测，得到待检测用户的发送信号结果d₀(公式(3))。步骤4)获得的d₀相对于直接在步骤1中用单小区联合检测的方法求得的d₀，由于消除了同频邻小区干扰，将更为准确。

上述过程只是使用一次干扰抵消的过程，还可以使用多次干扰抵消的过程。需要抵消一次或多次时的具体实施方法，可通过设置迭代次数并循环执行“线性块均衡+干扰抵消”步骤来完成。迭代次数即为干扰抵消的次数。步骤如下：

1)用线性块均衡方法对各个分组分别进行单小区联合检测，检测出各分组结果，判断是否达到迭代次数，如果是则输出待检测用户所在分组的检测结果，否则执行步骤2)；

2)由检测出的各分组结果恢复各个分组信号响应引起的干扰分量；

3)接收信号抵消非本组的干扰分量，获得各组的净信号；

4)将净信号作为下一步处理的分组结果，返回步骤1)。

在采用第二种和第三种码道分组方法时，对参与联合检测的码道组，采用线性块均衡的联合检测方法进行检测。在构造传输矩阵A时所获得的A_S、A_I，其中A_S是由本小区本用户码道加上本小区或邻小区功率或相关性大的码道构造的传输矩阵，用于多用户联合检测；A_I是本小区其它用户或邻小区功率或相关性小的码道构造的传输矩阵，用于计算R_n。

由此，根据公式(3)经解调后的发送数据d_S估计的软输出值为：

${\hat{d}}_S={\left(T_S\right)}^{-1}{A}_S^{*T}{R}_n^{-1}e---\left(11\right)$

其中，矩阵T_S由下式给出(选择其中一种方法)：

$T_S=\left\{\begin{array}{cc}I& \mathrm{MF}\\ A_S^{*T}{R}_n^{-1}{A}_S& \mathrm{ZF}-\mathrm{BLE}\\ A_S^{*T}{R}_n^{-1}{A}_S+R_d^{-1}& \mathrm{MMSE}-\mathrm{BLE}\end{array}\right.---\left(12\right)$

其中有色噪声干扰的协方差矩阵R_n可以由干扰码道分组及背景噪声来计算，其表达式为：

$R_n=E\{n\·n^{*T}\}=E\left\{{(A_I{d}_I+n_0)\·(A_I{d}_I+n_0)}^{*T}\right\}=A_I{A}_I^{*T}+{\mathrm{\σ}}^{2}I---\left(13\right)$

R_n的具体计算通常有两种方法：

一种方法严格按公式(13)计算，即首先由干扰码道分组中码道的组合信道响应(定义见(2)式)，构造干扰码道分组的传输矩阵A_I，然后计算A_IA_I ^*T和背景噪声功率σ²，最后求得 $R_n=A_I{A}_I^{*T}+{\mathrm{\σ}}^{2}I;$

另一种方法是将干扰码道分组中的同频干扰当作白噪声的简化处理，如下式(14)：

$R_n=E\{n\·n^{*T}\}=E\left\{{(A_I{d}_I+n_0)\·(A_I{d}_I+n_0)}^{*T}\right\}=A_I{A}_I^{*T}+{\mathrm{\σ}}^{2}I\≈{\mathrm{\σ}}_I^{2}I+{\mathrm{\σ}}^{2}I=({\mathrm{\σ}}_I^2+{\mathrm{\σ}}^2)I---\left(14\right)$

即计算干扰码道分组中各码道的功率并求和，得到σ_I ²(σ_I ² I也是A_IA_I ^*T的对角阵)，然后计算背景噪声功率σ²，最后求得 $R_n=({\mathrm{\σ}}_I^2+{\mathrm{\σ}}^2)I.$

图中步骤32、33、34、35、36被总称为本发明方法的多小区联合检测过程。即图2中的步骤1、2、3。

本发明的方法，可以用于时隙CDMA系统或采用类似信号结构的无线通信系统。

Claims (12)

1.一种时隙码分多址系统多小区联合检测方法，利用多个同频相邻小区的结构信息进行联合检测，其特征在于包含如下步骤：

A.利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；

B.选择基于码道所属小区的分组方法，对所述各个相邻小区的码道进行码道分组，码道分组后得到码道分组数与同频小区个数相同，每个分组内的码道就是对应小区的码道；

C.利用所述各个相邻小区的信道估计结果，在各分组内采用单小区线性块均衡和在分组间采用干扰抵消的联合检测方法进行联合检测，获得检测数据；

其中，所述的在各分组内采用单小区线性块均衡和在分组间采用干扰抵消的联合检测方法包括以下步骤：

C11.对各个分组分别进行单小区联合检测，检测出各分组结果，判断是否达到迭代次数，如果是则输出待检测用户所在分组的检测结果，否则执行步骤C12；

C12.由检测出的各分组结果恢复各个分组信号响应引起的干扰分量；

C13.接收信号抵消非本组的干扰分量，获得各组的净信号；

C14.将净信号作为下一步处理的分组结果，返回步骤C11。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤C11中，是利用所述步骤A获得的各个相邻小区的信道估计结果计算各个码道的组合信道响应，再由该组合信道响应构造出各个相邻小区的传输矩阵A，通过与从接收信号中分割出的数据部分进行匹配滤波，和对匹配滤波的结果进行单小区线性块均衡获得各分组的联合检测结果。

3.一种时隙码分多址系统多小区联合检测方法，利用多个同频相邻小区的结构信息进行联合检测，其特征在于包含如下步骤：

A.利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；

B.选择基于码道幅度或功率的分组方法，按码道幅度或功率的强弱对所述各个相邻小区的码道进行码道分组，分成参与联合检测的码道分组和干扰码道分组；

C.利用所述各个相邻小区的信道估计结果，对参与联合检测的码道分组采用线性块均衡的联合检测方法进行联合检测，获得检测数据；

其中，所述的对参与联合检测的码道分组采用线性块均衡的联合检测方法进行检测包括以下步骤：

C21.利用各个码道的组合信道响应构造出参与联合检测码道分组的传输矩阵和干扰码道分组的传输矩阵；

C22.将参与联合检测码道分组的传输矩阵、有色噪声干扰的协方差矩阵与从接收信号中分割出的数据部分进行匹配滤波；

C23.选择线性块均衡的联合检测算法对匹配滤波结果进行联合检测，将获得的发送数据估计的软输出值作为检测数据输出。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的按码道幅度或功率的强弱分组，包括：由相邻小区的信道估计结果得到各码道的组合信道响应，或者由各个码道匹配滤波的输出结果，估算出各码道信号的幅度或功率；将待检测用户的码道，以及幅度或功率大于门限值的干扰码道，分到参与联合检测的码道分组中，将不包含待检测用户的且幅度或功率低于门限值的干扰码道分到干扰码道分组中。

5.一种时隙码分多址系统多小区联合检测方法，利用多个同频相邻小区的结构信息进行联合检测，其特征在于包含如下步骤：

A.利用多码集的信道估计方法得到各个相邻小区的信道估计结果；

B.选择基于码道相关性的分组方法，按码道相关性的强弱对所述各个相邻小区的码道进行分组，分成参与联合检测的码道分组和干扰码道分组；

C.利用所述各个相邻小区的信道估计结果，对参与联合检测的码道分组采用线性块均衡的联合检测方法进行联合检测，获得检测数据；

其中，所述的对参与联合检测的码道分组采用线性块均衡的联合检测方法进行检测包括以下步骤：

C21.利用各个码道的组合信道响应构造出参与联合检测码道分组的传输矩阵和干扰码道分组的传输矩阵；

C22.将参与联合检测码道分组的传输矩阵、有色噪声干扰的协方差矩阵与从接收信号中分割出的数据部分进行匹配滤波；

C23.选择线性块均衡的联合检测算法对匹配滤波结果进行联合检测，将获得的发送数据估计的软输出值作为检测数据输出。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的按码道相关性的强弱分组，包括：由相邻小区的信道估计结果得到各码道的组合信道响应，估算多小区信号中各个码道之间的相关性；将所有待检测用户的码道和相关性大于门限值的干扰码道，分到参与联合检测的码道分组中，将不包含待检测用户的且相关性低于门限值的干扰码道分到干扰码道分组中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述码道之间的相关性包括平均相关性、最大相关性和最小相关性，是从中选择一种相关性并按大小进行分组。

8.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于：所述步骤C22中的有色噪声干扰的协方差矩阵，是根据干扰码道分组及背景噪声计算的，具体是用所述的干扰码道分组的传输矩阵与所述的背景噪声来计算干扰的协方差矩阵。

9.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于：所述步骤C22中的有色噪声干扰的协方差矩阵，是根据干扰码道分组及背景噪声计算的，具体是将干扰码道分组中的同频干扰当作白噪声的处理，包括：计算干扰码道分组中各码道的功率和；计算功率和与背景噪声功率的和，作为干扰的协方差矩阵。

10.根据权利要求1或3或5所述的方法，其特征在于：所述步骤B中，参与进行码道分组的码道是各个相邻小区预先分配的码道，或者是对各个相邻小区的所有码道经过激活检测处理后保留下来的那些激活码道。

11.根据权利要求1或3或5所述的方法，其特征在于：所述步骤C中，参与进行联合检测的码道是各个相邻小区预先分配的码道，或者是对各个相邻小区的所有码道经过激活检测处理后保留下来的那些激活码道。

12.根据权利要求1或3或5所述的方法，其特征在于：所述步骤B中，对各个相邻小区所有码道进行激活检测处理，用保留下来的那些激活码道参与码道分组；所述步骤C中，同时对各个相邻小区的所有激活码道再次进行激活检测处理，用保留下来的那些激活码道参与联合检测。

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