CN100488069C - 一种td-scdma系统中联合小区检测方法 - Google Patents

Abstract

一种TD-SCDMA系统中联合小区检测方法，将训练序列码部分和信息数据部分再加上系统信息送往联合小区检测器，训练序列码部分送邻小区信道估计器和本小区信道估计器，从邻小区信道估计器、本小区信道估计器估出的信道响应送往信道降噪模块作降噪处理，信道降噪模块降噪后的信道送信道窗激活检测器进行第一次激活检测，判断出各信道窗的激活与否；信道窗激活判决后的信道响应与信息数据部分送多用户联合检测单元，获解调后的软比特信息送后续处理的传输信道解码模块及信道编码的解码模块。它解决同频组网时移动终端接收到不少来自本小区和其它小区干扰的技术问题，克服系统容量和切换成功率降低的缺点。

Description

一种TD-SCDMA系统中联合小区检测方法

技术领域

本发明涉及一种移动通讯领域降低复杂度的方法，特别是一种TD-SCDMA系统中联合小区检测方法。

背景技术

码分多址接入系统如TD-SCDMA是一个干扰受限系统，用户之间扩频码的相关性，导致了用户间干扰MAI(multiple access interference)，在传统的接收检测系统当中，将其它用户信号都当成噪声，随着用户数增加，MAI成为噪声的主要组成部分，从而限制了系统容量的增加。同时，无线通道的多径效应会引起码间干扰ISI(inter-symbolinterference)。

TD-SCDMA系统可以同频组网也可异频组网，异频组网时，多个小区间的多址是主要是依靠通过频分来实现的；当采用同频组网时，小区间的多址是依靠扩频码——Walsh码和小区扰码共同来完成的。

同频组网时，在多个小区(比如2个或3个小区)的共同边界附近，移动终端会接收到不少来自本小区和其它小区的干扰，本小区的干扰在接收机的联合检测时可以综合利用到，不会对接收性能带来太大的影响；而来自其它小区(主要是邻小区)的干扰如果不进行抵消或联合检测的话接收机的性能将会有很大的损失甚至失败，导致系统容量和切换成功率会较大程度的降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种TD-SCDMA系统中联合小区检测方法，主要解决同频组网时移动终端会接收到不少来自本小区和其它小区的干扰的技术问题，克服系统容量和切换成功率降低的缺点。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种TD-SCDMA系统中联合小区检测方法，其特征在于：将用于信道估计的训练序列(Midamble)码部分和信息数据部分再加上系统信息一起送往联合小区检测器，训练序列码部分送往邻小区信道估计器和本小区信道估计器，从邻小区信道估计器、本小区信道估计器估计出来的信道响应送往信道降噪模块进行降噪处理，信道降噪模块降噪后的信道送往信道窗激活检测器进行第一次激活检测，判断出各信道窗的激活与否；信道窗激活判决后的信道响应与信息数据部分一起送往多用户联合检测单元，获得解调后的软比特信息送往后续处理的传输信道解码模块及信道编码的解码模块；

其中：信道激活判决和信道窗激活判决后的信道响应与信息数据部分一起送往多用户联合检测单元，获得解调后的软比特信息的步骤进一步包括：

经过信道窗激活检测后的多个小区的信道窗卷积上与它对应的复合的多址码而获得B矩阵；复合信道匹配滤波完成A^Hr矩阵运算；将复合信道匹配滤波里完成匹配滤波后的信号A^Hr按照码道重组并计算码道的功率，同时形成一个判决门限，当码道功率比门限高时判决该码道激活，否则判决为没有激活的码道；由码道激活检测激活判决出激活码道后由码道号形成单元列出激活码道、非激活码道的码道号；码道号形成单元判决出来的码道号送往B矩阵重构单元，B矩阵重构单元根据码道的激活与否相应的保留或删除来自B矩阵形成模块B矩阵对应列元素；同时判断出来的码道号送往重构单元，也是根据激活判断出来的码道号对匹配滤波后的接收信号进行保留或删除处理；从获得的重构的B矩阵送往R相关阵形成单元获得相关矩阵R，公式所示为R_ZF＝AA或R_MMSE＝AA+σ²I，其中R_ZF表示迫零算法的相关阵，R_MMSE表示最小均方误差算法的相关阵，σ²是噪声功率，可以从测量模块里获得，I是单位阵；解相关多用户检测的功能是实现R^-1(A^Hr)操作，括号里的A^Hr是在重构单元里进行过重构处理后的匹配滤波信号。

该用于信道估计的训练序列码部分和信息数据部分是这样形成的：从模拟基带过来的基带模拟信号送往模数变换器转化成数字信号，模数变换后的数字信号送往匹配滤波器，匹配滤波后的数据送往数据分割模块，分割成用于信道估计的训练序列码部分和信息数据部分。

该匹配滤波器采用滚降系数α＝0.22的根升余弦有限脉冲响应滤波器。

该降噪处理采用跟噪声门限相比来进行降噪处理。

该降噪处理采用WCDMA里用的路径搜索技术来处理。

本发明方法中综合考虑几个相邻小区的信息一起送往联合检测，使得性能有了较大的提高，该技术不仅适用于下行接收的移动终端里，而且也适用于上行接收的NodeB里。

附图说明

图1是包括联合小区检测的接收机结构示意图。

图2是联合小区检测器结构示意图。

图3是联合多小区的多用户联合检测模块的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1—3，它是本发明方法应用于TD-SCDMA接收机结构的一个实施例。

如图1，首先我们给出一个包括联合小区检测的终端接收机结构图。从模拟基带(AB)过来的基带模拟信号送往模数变换器(ADC)102转化成数字信号；模数变换后的数字信号送往匹配滤波器(MF)104，对发射端的脉冲成形滤波信号进行匹配滤波，在3G系统里，发射端的波束成形滤波器、接收端的匹配滤波器一般都是采用滚降系数α＝0.22的根升余弦(RRC)有限脉冲响应滤波器(FIR)；匹配滤波后的数据送往数据分割模块106，分割成用于信道估计的训练序列码部分108和信息数据部分110；训练序列码部分108和信息数据部分110再加上系统信息114一起送往联合小区检测器112，获得软比特信息送往后续的传输信道解码(TrCH)模块和信道解码(CC)模块，从而获得原始比特信息。

联合小区检测器112的详细描述如图2所示：从图1的训练序列码部分108送往邻小区信道估计器202和本小区信道估计器204，分别估计出邻小区信道和本小区信道，值得注意的是邻小区信道估计可以不止一个，具体可以由系统信息表获得的邻小区信息及移动终端自己测量的结果114决定；从邻小区信道估计器202、本小区信道估计器204估计出来的信道响应送往信道降噪模块206进行降噪处理，降噪处理可以采用常用的跟噪声门限相比来进行降噪处理，也可以采用类似WCDMA里常用的路径搜索(Path Search)技术来处理，后者有着更高的性能，具体可以参阅展迅通信有限公司陈志群的专利申请报告《TD-SCDMA系统里的路径搜索技术》；信道降噪模块206降噪后的信道送往信道窗激活检测器208进行第一次激活检测，判断出各信道窗的激活与否；信道窗激活判决后的信道响应与图1过来的信息数据部分110一起送往多用户联合检测单元210，获得解调后的软比特信息送往后续处理的传输信道解码模块及信道编码的解码模块。

图2中的多用户联合检测210详细描述如图3所示。

为了便于全面理解图3所述的细想，我们写出接收信号模型：

r＝As+n

接收信号为r＝[r₁，r₂，...，r_352+W-1+D]^T，这里W为信道窗宽度，一般地W取16，D为两个小区到移动终端之间(以1.28Mcps速率量化)的信道传输时延，可以从两小区的信道估计或小区搜索模块里获得。发送的信号为 $s={[{\left(s_1^1\right)}^T,...,{\left(s_1^{L_c}\right)}^T,...,{\left(s_N^1\right)}^T,...,{\left(s_N^{L_c}\right)}^T]}^T,$ L_c为需要进行联合小区检测的小区个数， $s_n^l={[s_{1,n}^l,s_{2,n}^l,...,s_{K_{\mathrm{ru}}^l,n}^l]}^T,$

表示第l个小区的第i个码道上所对应的第j个发送信息符号；n为高斯白噪；

SF为扩频系数，下行一般为16，此时每个码道上的符号数N＝22；从上面A矩阵结构可以看出，A矩阵完全可以由B矩阵来构成；

下面以两个小区为例，我们进一步给出B矩阵如下，如果相邻的小区不止2个，相应的B矩阵里就存在与小区数相等的b矩阵：

这里 $K_{\mathrm{ru}}=K_{\mathrm{ru}}^1+K_{\mathrm{ru}}^2$ 为两个小区的码道总和。B矩阵里的子矩阵b1如下所示：

图3中的B矩阵形成302是将经过信道窗激活检测后的多个小区的信道窗卷积上与它对应的复合的多址码(码道乘上扰码)而获得B矩阵，信道窗与码道的对应关系参阅3GPP Release 4 25.221附录部分；复合信道匹配滤波304完成A^Hr矩阵运算；码道激活检测308是将复合信道匹配滤波304里完成匹配滤波后的信号A^Hr按照码道重组并计算码道的功率，同时形成一个判决门限，当码道功率比门限高时判决该码道激活，否则判决为没有激活的码道；由码道激活检测308激活判决出激活码道后由码道号形成单元312列出激活码道、非激活码道的码道号；码道号形成单元312判决出来的码道号送往B矩阵重构单元306，B矩阵重构单元306根据码道的激活与否相应的保留或删除来自302模块B矩阵对应列元素；同时312判断出来的码道号送往304重构单元314，也是根据激活判断出来的码道号对匹配滤波后的接收信号304进行保留或删除处理；从306获得的重构的B矩阵送往R相关阵形成单元310获得相关矩阵R，公式所示为R_ZF＝AA或R_MMSE＝AA+σ²I，其中R_ZF表示迫零算法的相关阵，R_MMSE表示最小均方误差算法的相关阵，σ²是噪声功率，可以从测量模块里获得，I是单位阵；解相关多用户检测(316)的功能是实现R^-1(A^Hr)操作，括号里的A^Hr是在重构单元314里进行过重构处理后的匹配滤波信号。

由于相关阵具有特征：R^H＝(A^HA)^H＝A^HA＝R，可见相关阵R具有哈密顿Hermite特性，因此在进行解相关的多用户检测316时，可以将相关阵R进行乔叶斯分解为两个三角阵乘积：R＝HH^H，H为一下三角矩阵，以简化相关阵R求逆运算的复杂度。

综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (5)

1、一种TD-SCDMA系统中联合小区检测方法，其特征在于：将用于信道估计的训练序列码部分和信息数据部分再加上系统信息一起送往联合小区检测器，训练序列码部分送往邻小区信道估计器和本小区信道估计器，从邻小区信道估计器、本小区信道估计器估计出来的信道响应送往信道降噪模块进行降噪处理，信道降噪模块降噪后的信道送往信道窗激活检测器进行第一次激活检测，判断出各信道窗的激活与否；信道窗激活判决后的信道响应与信息数据部分一起送往多用户联合检测单元，获得解调后的软比特信息送往后续处理的传输信道解码模块及信道编码的解码模块；

其中：信道激活判决和信道窗激活判决后的信道响应与信息数据部分一起送往多用户联合检测单元，获得解调后的软比特信息的步骤进一步包括：

经过信道窗激活检测后的多个小区的信道窗卷积上与它对应的复合的多址码而获得B矩阵；复合信道匹配滤波完成A^Hr矩阵运算；将复合信道匹配滤波里完成匹配滤波后的信号A^Hr按照码道重组并计算码道的功率，同时形成一个判决门限，当码道功率比门限高时判决该码道激活，否则判决为没有激活的码道；由码道激活检测激活判决出激活码道后由码道号形成单元列出激活码道、非激活码道的码道号；码道号形成单元判决出来的码道号送往B矩阵重构单元，B矩阵重构单元根据码道的激活与否相应的保留或删除来自B矩阵形成模块B矩阵对应列元素；同时判断出来的码道号送往重构单元，也是根据激活判断出来的码道号对匹配滤波后的接收信号进行保留或删除处理；从获得的重构的B矩阵送往R相关阵形成单元获得相关矩阵R，公式所示为R_ZF＝AA或R_MMSE＝AA+σ²I，其中R_ZF表示迫零算法的相关阵，R_MMSE表示最小均方误差算法的相关阵，σ²是噪声功率，可以从测量模块里获得，I是单位阵；解相关多用户检测的功能是实现R^-1(A^Hr)操作，括号里的A^Hr是在重构单元里进行过重构处理后的匹配滤波信号。

2、根据权利要求1所述的TD-SCDMA系统中联合小区检测方法，其特征在于：该用于信道估计的训练序列码部分和信息数据部分是这样形成的：从模拟基带过来的基带模拟信号送往模数变换器转化成数字信号，模数变换后的数字信号送往匹配滤波器，匹配滤波后的数据送往数据分割模块，分割成用于信道估计的训练序列码部分和信息数据部分。

3、根据权利要求2所述的TD-SCDMA系统中联合小区检测方法，其特征在于：该匹配滤波器采用滚降系数α＝0.22的根升余弦有限脉冲响应滤波器。

4、根据权利要求1所述的TD-SCDMA系统中联合小区检测方法，其特征在于：该降噪处理采用跟噪声门限相比来进行降噪处理。

5、根据权利要求1所述的TD-SCDMA系统中联合小区检测方法，其特征在于：该降噪处理采用WCDMA里用的路径搜索技术来处理。

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