CN100581085C - Td-scdma系统中接收机的联合检测系统及其数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TD-SCDMA系统中接收机的联合检测系统及其数据处理方法，该联合检测系统包括一数据输出模块，用于获取并输出循环系统矩阵，还用于获取并输出消除训练序列干扰后的数据部分；一控制器，用于根据激活码道信息获取快速傅立叶变换联合检测模块的控制参数；一快速傅立叶变换联合检测模块，用于利用快速傅立叶变换和快速傅立叶反变换，结合控制参数、循环系统矩阵和消除训练序列干扰后的数据部分获取所有激活码道的解调结果。本发明的TD-SCDMA系统接收机的联合检测系统及其数据处理方法，通过利用FFT将数据从时域变换到频域，降低了目前的联合检测计算复杂度，提高联合检测的稳健性，并兼顾性能的提高。

Description

TD-SCDMA系统中接收机的联合检测系统及其数据处理方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是第三代移动通信系统TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)在数据传输业务中实现快速有效接收的一种接收方法及装置。

背景技术

随着未来多媒体业务对高速数据传输日益增长的需求，无线数据业务将急剧增加，这就要求第三代移动通信系统必须具有适合传输数据业务的一些特点，如高数据量、高突发性、高可靠性等。

作为第三代移动通信标准之一的TD-SCDMA系统，为满足不同通信要求的各类用户的需要，其终端接收机不但要支持高质量的数据业务，还要支持快速的数据传输业务。

联合检测是多用户检测的一种，TD-SCDMA系统中多个用户的信号在时域和频域上是混叠的，接收时需要在数字域上用一定的信号分离方法把各个用户的信号分离开来。

为了同时克服码间干扰和多址干扰，通常TD-SCDMA终端接收机都是采用联合检测技术。作为TD-SCDMA的核心技术之一，联合检测在提供优良的解调性能的同时，也具有较高的计算复杂度，成为了TD-SCDMA接收机的主要计算负载之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种TD-SCDMA系统接收机的联合检测系统及其数据处理方法，提高联合检测的稳健性，降低目前的联合检测计算复杂度，并兼顾性能的提高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种TD-SCDMA系统中接收机的联合检测系统，包括一数据输出模块，用于获取并输出循环系统矩阵，还用于获取并输出消除训练序列干扰后的数据部分，还包括：

一控制器，用于根据激活码道信息获取快速傅立叶变换联合检测模块的控制参数；

一快速傅立叶变换联合检测模块，用于利用FFT和IFFT，结合控制参数、循环系统矩阵和消除训练序列干扰后的数据部分获取所有激活码道的解调结果。

上述的联合检测系统，其中，所述数据输出模块具体包括：

数据分离模块，用于将时隙数据分离成第一数据部分，第二数据部分和训练序列；

信道估计模块，用于通过将训练序列与本地训练序列的复序列解卷积得到估计信道；

激活码道检测模块，用于根据第一数据部分，第二数据部分、估计信道和外部控制信息检测当前工作小区中使用的扩频码，并获取激活码道信息；

信道处理模块，用于根据码道激活信息对信道估计进行去噪处理，并输出估计噪声功率到快速傅立叶联合检测模块，同时分别输出用于消除训练序列在数据段上的影响的信道响应h_mic和用于产生系统矩阵列向量的信道响应h_smg到干扰消除模块和循环系统矩阵生成模块；

循环系统矩阵生成模块，用于根据码道激活信息和h_smg生成循环系统矩阵；

干扰消除模块，用于根据激活码道信息和h_mic计算训练序列在第一数据部分和第二数据部分上的干扰能量，并加以消除，并输出消除训练序列干扰后的数据部分。

上述的联合检测系统，其中，快速傅立叶变换联合检测模块具体包括：

两个块FFT变换模块，用于根据控制信息分别对消除训练序列干扰后的数据部分和循环系统矩阵进行FFT变换；

频域联合检测模块，用于根据FFT变换后的消除了训练序列干扰的数据部分和循环系统矩阵执行联合检测，获取频域的联合检测结果；

块IFFT变换模块，对应于块FFT变换，用于根据控制信息将频域的联合检测结果映射到时域后输出。

上述的联合检测系统，其中，频域联合检测模块具体包括：

匹配滤波模块，用于对根据FFT变换后的消除了训练序列干扰的数据部分进行频域的匹配滤波；

矩阵相乘模块，用于将循环系统矩阵的块FFT变换结果的转置与循环系统矩阵的块FFT变换结果相乘获取频域系统相关矩阵；

矩阵相加模块，用于对频域系统相关矩阵加载噪音估计；

三角分解模块，用于将矩阵相加模块输出的共轭对称阵进行标准的三角分解；

解相关模块，用于将匹配滤波结果和三角分解结果进行解相关运算。

为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种TD-SCDMA系统中接收机的联合检测系统的数据处理方法，包括一数据输出步骤，获取并输出循环系统矩阵，还获取并输出消除训练序列干扰后的数据部分，其中，还包括：

一控制参数获取步骤，根据激活码道信息获取快速傅立叶变换联合检测的控制参数；

一快速傅立叶变换联合检测步骤，利用FFT和IFFT，结合控制参数、循环系统矩阵和消除训练序列干扰后的数据部分获取所有激活码道的解调结果。

上述的数据处理方法，其中，所述数据输出步骤具体包括：

数据分离步骤，将时隙数据分离成第一数据部分，第二数据部分和训练序列；

信道估计步骤，通过将训练序列与本地训练序列的复序列解卷积得到估计信道；

激活码道检测步骤，根据第一数据部分，第二数据部分、估计信道和外部控制信息检测当前工作小区中使用的扩频码，并获取激活码道信息；

信道处理步骤，根据码道激活信息对信道估计进行去噪处理，并输出估计噪声功率到快速傅立叶联合检测模块，同时分别输出h_mic和h_smg到干扰消除模块和循环系统矩阵生成模块；

循环系统矩阵生成步骤，根据码道激活信息和h_smg生成循环系统矩阵；

干扰消除步骤，根据激活码道信息和h_mic计算训练序列在第一数据部分和第二数据部分上的干扰能量，并加以消除，并输出消除训练序列干扰后的数据部分。

上述的数据处理方法，其中，循环系统矩阵生成步骤中，每一激活码道和对应的h_smg向量卷积形成合并冲激响应向量，将这些向量作为列向量组成系统矩阵，对系统矩阵补充一定的列向量形成循环系统矩阵。

上述的数据处理方法，其中，快速傅立叶变换联合检测步骤具体包括：

块FFT变换步骤，根据控制信息分别对消除训练序列干扰后的数据部分和循环系统矩阵进行FFT变换；

频域联合检测步骤，根据FFT变换后的消除了训练序列干扰的数据部分和循环系统矩阵执行联合检测，获取频域的联合检测结果；

块IFFT变换步骤，对应于块FFT变换步骤，根据控制信息将频域的联合检测结果映射到时域后输出。

上述的数据处理方法，其中，频域联合检测步骤具体包括：

匹配滤波步骤，对根据FFT变换后的消除了训练序列干扰的数据部分进行频域的匹配滤波；

矩阵相乘步骤，将循环系统矩阵的块FFT变换结果的转置与循环系统矩阵的块FFT变换结果相乘获取频域系统相关矩阵；

矩阵相加步骤，对频域系统相关矩阵加载噪音估计；

三角分解步骤，于将矩阵相加模块输出的矩阵进行标准的三角分解；

解相关步骤，将匹配滤波结果和三角分解结果进行解相关运算。

本发明的TD-SCDMA系统接收机的联合检测系统及其数据处理方法，通过利用FFT将数据从时域变换到频域，降低了目前的联合检测计算复杂度，提高了联合检测的稳健性，并兼顾了性能的提高。

附图说明

图1为TD-SCDMA中的无线信号接收处理的示意图；

图2为TD-SCDMA系统中无线子帧的结构示意图；

图3为无线子帧中时隙数据结构示意图；

图4为本发明中的数据输出模块的结构示意图；

图5为循环系统矩阵的结构示意图；

图6为本发明中的FFT联合检测模块的结构示意图；

图7为本发明中的块FFT变换示意图；

图8为本发明中的块IFFT变换示意图。

具体实施方式

TD-SCDMA中的无线信号接收如图1所示，所在小区信号在空间传播到达终端的天线11，无线信号经过射频处理单元12和基带处理单元13的处理后发送入联合检测模块14，联合检测模块14联合多个激活码道的信号进行干扰消除和联合解调，最后将本用户的软解调信息送入解码模块15解码后得到期望的信息比特。

在TDD-LCR(Low Chip Rate，低码片速率)中的5ms无线子帧数据长度为6400码片，如图2所示，其中包括TS0～TS6共7个864码片的数据传输时隙，一个96码片的下行导频时隙(DwPTS)，一个160码片的上行导频时隙(UpPTS)和一个96码片的上下行导频保护间隔(GP)。

TD-SCDMA的接收机所处理的信号为864码片的数据传输时隙中的数据，864码片的数据传输时隙的结构如图3所示，包括128码片的训练序列Midamble(为方便描述，在此将Midamble称为m)和分别位于训练序列Midamble前后的第一数据部分Data1和第二数据部分Data2(为方便描述，在此将Data1和Data2总称为e_m)，第一数据部分Data1和第二数据部分Data2均为368码片。

本发明的接收机和处理方法均基于以上划分对数据进行处理。

本发明的接收机中的联合检测系统利用FFT(Fast Fourier Transfer，快速傅立叶变换)将数据从时域变换到频域后实现联合检测，最后将结果利用IFFT变换从频域变换到时域输出，该接收机的联合检测系统包括控制器、数据输出模块和FFT联合检测模块，其中：

控制器，用于根据激活码道信息获取FFT联合检测模块的控制参数，其中FFT联合检测模块的控制参数包括激活码道数、FFT长度、每次解调中的前交迭长度和后交迭长度；

数据输出模块，用于将864码片的数据传输时隙中的Data1，Data2和Midamble三段数据分离后，结合Midamble部分和激活码道信息获取循环系统矩阵，并结合激活码道信息和h_mic消除Midamble在e_m中的干扰能量，并输出消除Midamble干扰后的数据部分(为方便描述，在此将消除Midamble干扰后的数据部分称为e)；

FFT联合检测模块，用于利用FFT和IFFT(Inverse Fast Fourier Transfer，快速傅立叶反变换)结合循环系统矩阵和e获取所有激活码道的解调结果。

如图4所示，本发明中的数据输出模块包括：

数据分离模块，用于将时隙数据分离成图3所示的Data1，Data2和Midamble三段数据，并将e_m发送到干扰消除模块和激活码道检测模块；

信道估计模块，用于获取估计信道h，其通过将m与本地Midamble复序列B解卷积得到估计信道h；

激活码道检测模块，用于根据e_m、估计信道h和外部控制信息检测当前工作小区中使用的扩频码，判断某一码道是否激活得到激活码道信息，并发送给干扰消除模块、信道处理模块、循环系统矩阵生成模块和控制器；

信道处理模块，用于根据码道激活信息对信道估计h进行去噪处理，并输出噪声功率到FFT联合检测模块，同时分别输出h_mic和h_smg到干扰消除模块和循环系统矩阵生成模块；其中，h_mic是指用于消除训练序列在数据段上的影响的信道响应，是与训练序列相对应的，h_smg是指用于产生系统矩阵列向量的信道响应，是与扩频码相对应的；

循环系统矩阵生成模块，用于根据码道激活信息和h_smg生成循环系统矩阵，每一激活码道和对应的h_smg向量卷积形成合并冲激响应向量，将这些向量作为列向量组成系统矩阵，对系统矩阵补充一定的列向量可以形成循环系统矩阵T，循环系统矩阵如图5所示；

干扰消除模块，用于根据激活码道信息和h_mic计算m在e_m上的干扰能量，并加以消除，并输出消除Midamble干扰后的数据部分e。

本地Midamble复序列B与估计信道h循环卷积可以表示为一循环矩阵与信道估计的矩阵相乘，根据数学知识，循环矩阵可以表示为傅立叶变换矩阵与对角阵的乘积，而对角阵的非零元素恰好是Midamble复序列B的FFT变换值，因此有下述方程：

$m=B\⊗h=G_{B}h=F^{-1}{\mathrm{\Λ}}_B\mathrm{Fh}$

其中F和F^-1分别为对应的傅立叶变换矩阵和逆变换矩阵，根据上述方程我们就可以得到信道的解卷积结果：

h＝F^-1(F(m)/F(B))

上述原理说明，循环卷积可以由FFT简单实现，这一简洁做法正是本发明的基础。

控制器是本发明的参数控制模块，用于根据码道信息计算码道激活个数，并根据外界输入设定FFT长度D和求解符号的前交迭长度p^-和后交迭长度p⁺。一般来说，选择下表中的典型值(D，p^-，p⁺)，如(32，4，6)和(16，2，3)。

本发明中，如图6所示，FFT(Fast Fourier Transfer)联合检测模块通过FFT变换将数据从时域变换到频域后执行联合检测，然后将向量或矩阵通过IFFT变换从频域变到时域，然后经过数据提取即可完成联合检测，其中，FFT联合检测模块具体包括：

第一/二块FFT变换模块，用于根据FFT长度、每次解调中的前交迭长度和后交迭长度分别对数据e和循环系统矩阵进行FFT变换；

匹配滤波模块，用于对FFT变换的数据e进行频域的匹配滤波G＝Λ^HE；

矩阵相乘模块，用于完成矩阵相乘运算Λ^HΛ，得到频域系统相关矩阵，其中，Λ即为循环系统矩阵T的块FFT变换结果；

矩阵相加模块，用于对频域系统相关矩阵加载噪音估计

即加上

其中，I为单位阵；

三角分解模块，用于将矩阵相加模块输出的共轭对称阵进行标准的三角分解，如Cholesky分解等，并将三角分解结果L^-HL^-1输出到解相关模块；

解相关模块，用于将匹配滤波结果和三角分解结果进行解相关运算，相当于求解方程DLL^H＝G中的D，得到解相关后的频域数据D＝L^-HL^-1G，本发明的具体实施例中使用二次迭代解三角方程标准算法。

第一块IFFT变换模块，对应于块FFT变换，用于根据FFT长度、每次解调中的前交迭长度和后交迭长度，通过IFFT变化将解相关后的频域数据映射到时域，然后经过数据提取即可完成联合检测。

如图7所示，第一/二块FFT变换模块，用于根据FFT长度、每次解调中的前交迭长度和后交迭长度分别对数据e和循环系统矩阵进行FFT变换，每块数据的计算次数

p＝D-p^--p⁺，p为有效符号数，N＝22，为单码道每段数据的符号数。以参数(32，4，6)为例，L＝1，如图7所示，这里Q＝16是扩频因子，对码片数据补零，得到长度为QD的序列

其中，W＝16，M＝1，M表示天线数，对序列r抽取出第1，第Q+1，...，第(D-1)Q+1进行第1次FFT，抽取出第2，第Q+2，...，第(D-0Q+2进行第2次FFT，...，抽取出第Q，第2Q，...，第DQ进行第Q次FFT，最后将结果依次放入Block_FFT(r)中，即完成块FFT变换。如果L＞1，则数据依次向前移动DQ进行块FFT变换。FFT变换将数据从时域变换到频域，为联合检测中降低计算度建立了基础。

如图8所示，块IFFT变换模块每块数据的计算次数

以参数(32，4，6)为例，L＝1，如图8所示，这里K是激活码道数，对序列r_{D_COR}抽取出第1，第K+1，...，第(D-1)K+1进行第1次IFFT，抽取出第2，第K+2，...，第(D-1)K+2进行第2次IFFT，..抽取出第K，第2K，...，第DK进行第K次IFFT，最后将结果依次放入中，即完成块IFFT变换。如果L＞1，则数据依次向前移动DK进行块IFFT变换。块IFFT变换的输出是联合检测的所有激活码道的解调结果。

本发明的移动通信系统中接收机的数据处理方法利用FFT变换将数据从时域变换到频域后实现联合检测，最后将结果利用IFFT变换从频域变换到时域输出，包括如下步骤：

数据输出步骤，将864码片的数据传输时隙中的Data1，Data2和Midamble三段数据分离后，结合Midamble部分和激活码道信息获取循环系统矩阵，并结合激活码道信息和h_mic消除Midamble在e_m中的干扰能量，并输出消除Midamble干扰后的数据部分(为方便描述，在此将消除Midamble干扰后的数据部分称为e)；

FFT联合检测步骤，利用FFT和IFFT，并结合循环系统矩阵和e获取所有激活码道的解调结果。

数据输出步骤具体包括：

数据分离步骤，将时隙数据分离成Data1，Data2和Midamble三段数据；

信道估计步骤，将m与本地Midamble复序列B解卷积得到估计信道h；

激活码道检测步骤，根据e_m、估计信道h和外部控制信息检测当前工作小区中使用的扩频码，判断某一码道是否激活得到激活码道信息；

信道处理步骤，根据码道激活信息对信道估计h进行去噪处理，并输出噪声功率，同时分别输出h_mic和h_smg；

循环系统矩阵生成步骤，根据码道激活信息和h_smg生成循环系统矩阵，每一激活码道和对应的h_smg向量卷积形成合并冲激响应向量，将这些向量作为列向量组成系统矩阵，对系统矩阵补充一定的列向量可以形成循环系统矩阵T；

干扰消除步骤，根据激活码道信息和h_mic计算m在e_m上的干扰能量，并加以消除，并输出消除Midamble干扰后的数据部分e。

FFT联合检测步骤具体包括：

第一块FFT变换步骤，根据FFT长度、每次解调中的前交迭长度和后交迭长度对数据e进行FFT变换，如可将块Toeplitz矩阵对角化；

第二块FFT变换步骤，用根据FFT长度、每次解调中的前交迭长度和后交迭长度对循环系统矩阵进行FFT变换，如可将块Toeplitz矩阵对角化；

匹配滤波步骤，对FFT变换的数据e进行频域的匹配滤波G＝Λ^HE；

矩阵相乘步骤，完成矩阵相乘运算Λ^HΛ，获取频域系统相关矩阵，其中，Λ即为循环系统矩阵T的块FFT变换结果；

矩阵相加步骤，对频域系统相关矩阵加载噪音估计

即加上

其中，I为单位阵；

三角分解步骤，将矩阵相加模块输出的共轭对称阵进行标准的三角分解，如Cholesky分解、QR分解等；

解相关步骤，将匹配滤波结果和三角分解结果进行解相关运算；

第一块IFFT变换步骤，对应于块FFT变换，根据FFT长度、每次解调中的前交迭长度和后交迭长度，通过IFFT变化将解相关后的频域数据映射到时域，然后经过数据提取即可完成联合检测。

下面对其中的一些步骤进行详细描述。

第一/二块FFT变换步骤中，首先对码片序列r进行块FFT变换，这一过程包括Q×L次D点FFT，对D×Q向量r执行如下的FFT，

r_{B_FFT}(D(l-1)Q+i:Q:(Dl-1)Q+i)

＝FFT(r(D(l-1)Q+i:Q:(Dl-1)Q+i))

i＝1，2，...，Q；l＝1，2，...，L

矩阵Λ_(Q，K)可以通过对循环系统矩阵T中的数据块的第一列进行块Fourier变换得到，考虑到T的稀疏结构，块Fourier变换可以通过简单的矩阵运算完成，例如，矩阵标乘和矩阵相加，这一简化做法比直接块Fourier变换还要快，其具体算法为，

Λ_(Q，K)((i-1)Q+1:iQ，(i-1)K+1:iK)

＝T(1:Q，1:K)+S^(i-1)·T(Q+1:2Q，1:K)，

i＝1，...，D

这里Fourier变换因子S＝exp(-j2π/D)。

从而矩阵Λ_(Q，K)具有如下块对角结构：

其中Λ_i＝Λ_(Q，K)((i-1)Q+1:iQ，(i-1)K+1:iK)，i＝1，2，...，D。

频域协方差矩阵 $R_{\mathrm{\Λ}}={\mathrm{\Λ}}_{(Q,K)}^H{\mathrm{\Λ}}_{(Q,K)}$ 可以通过两种方式得到，一是通过Λ_(Q，K)与自身的矩阵相乘运算得到协方差矩阵，二是通过对时域协方差矩阵R进行块Fourier变换，类似于计算Λ_(Q，K)。

其中，对应于第一种方法，

$R_{\mathrm{\Λ}}((i-1)K+1:\mathrm{iK},(i-1)K+1:\mathrm{iK})$

$={\mathrm{\Λ}}_{(Q,K)}^H((i-1)Q+1:\mathrm{iQ},(i-1)K+1:\mathrm{iK})\·{\mathrm{\Λ}}_{(Q,K)}((i-1)Q+1:\mathrm{iQ},(i-1)K+1:\mathrm{iK})$

i＝1，2，...，D

对应于第二种方法，

R_Λ((i-1)K+1:iK，(i-1)K+1:iK)

＝R(1:K，1:K)+S^(i-1)·R(K+1:2K，1:K)

+S^(i-1)×(D-1).·R((D-1)K+1:DK，1:K)，

i＝1，...，D

同理，频域协方差矩阵也继承了频域系统矩阵的块对角结构，

其中，R_Λi＝R_Λ((i-1)K+1:iK，(i-1)K+1:iK)，i＝1，2，...，D都是共扼对称矩阵。对于MMSE-BLE来讲，需要对自相关矩阵进行对角加载，即在R_Λ的对角线上加载噪声估计

$R_d=R_{\mathrm{\Λ}}+{\mathrm{\σ}}_n^{2}I$

在三角分解步骤中，对矩阵相加步骤输出的共扼对称的正定方阵R_d的子矩阵进行求逆，对于正定矩阵来讲，有一些标准的矩阵求逆方法可以完成矩阵求逆，因而可以利用一些现有的方法完成矩阵求逆，如Cholesky分解，QR分解等。在这些分解方法中，Cholesky分解是具有相当的竞争力，本步骤仅以Cholesky分解为例对本发明进行描述。

子矩阵的Cholesky分解如下，

$R_{\mathrm{di}}=L_{\mathrm{di}}{L}_{\mathrm{di}}^H$ i＝1，2，...，D

其中下三角矩阵L_Λi，i＝1，2，...，D是子矩阵R_di的Cholesky分解因子，则正定方阵的逆为

$R_{\mathrm{di}}^{-1}=L_{\mathrm{di}}^{-H}{L}_{\mathrm{di}}^{-1}$ i＝1，2，...，D

由线性变换可知，在线性方程中，上/下三角矩阵的求逆可以通过后向/前向迭代实现，因此Cholesky分解后可利用2步迭代完成正定矩阵的求逆。进一步的，2步回代在实现上比Cholesky因子直接求逆有更高的精度，更低的计算量甚至更少的数据存储空间。

频域匹配滤波步骤中执行以下操作

r_{B_MF}＝Λ_(Q，K)·r_{B_FFT}

同时，解相关步骤中可以利用2步回代代替，即：

$r_{D\_\mathrm{COR}}=R_{\mathrm{\Λ}}^{-1}\·r_{B\_\mathrm{MF}}$

为了进一步减少矩阵乘法的计算量，采用子矩阵对应相乘，

$r_{B\_\mathrm{MF}}((i-1)K+1:\mathrm{iK})$

$={\mathrm{\Λ}}_{(Q,K)}^H((i-1)Q+1:\mathrm{iQ},(i-1)K+1:\mathrm{iK})\·r_{B\_\mathrm{FFT}}((i-1)K+1:\mathrm{iK})$

$r_{D\_\mathrm{COR}}((i-1)K+1:\mathrm{iK})=R_{\mathrm{\Λi}}^{-1}\·r_{B\_\mathrm{MF}}((i-1)K+1:\mathrm{iK})$

i＝1，2，...，D

第一块IFFT变换步骤中，包括K×L次D点IFFT，对D×K向量执行如下IFFT，得到符号估计的时域解：

$\hat{x}(D(l-1)K+i:K:(\mathrm{Dl}-1)K+i)$

$=\mathrm{IFFT}(r_{D\_\mathrm{COR}}(D(l-1)K+i:K:(\mathrm{Dl}-1)K+i))$

i＝1，2，...，K；l＝1，2，...，L

最后，按照如下方式从时域解

中抽取数据即可得到MMSE-BLE的最终估计结果

${\hat{d}}_{\mathrm{MMSE}\_\mathrm{BLE}}((l-1)\mathrm{Kp}+1:\mathrm{lKp})=\hat{x}(K{p}^{-}+(l-1)\mathrm{Kp}+1:K{p}^{-}+\mathrm{lKp})$

l＝1，2，...，L

以上示例是以QPSK调制的接收数据为例对本发明的接收装置和方法进行描述，但是本发明也同样适用于任何一种其他调制方式。

同时，本发明的各个步骤中存在大量的可并行处理的工作，因此，本发明还采用了并行处理，同时，在每一步骤采用独立专用的硬件实现，因此在实现联合检测时，可以同时实现并行和流水线处理，下面以TD-SCDMA中具体的数据突发结构为例讨论这一问题。

如图3所示，单一数据时隙共864码片，其中包含一段128码片的训练序列和训练序列前后各一段368码片的数据突发。不妨令e₁和e₂分别表示这两段数据突发，令d₁和d₂分别表示第一部分和第二部分数据突发对应的符号序列，且x₁和x₂是相应的补零符号序列。

根据时隙的数据结构，可以分别对e₁和e₂进行数据初始化，其并行处理为：

$r_1={\left[\begin{array}{ccc}{0}_{\left({\mathrm{Qp}}^{-}\right)}& e_1^T& 0_{(Q(\mathrm{Lp}+p^{+})-M(\mathrm{NQ}+W-1))}\end{array}\right]}^T$

$r_2={\left[\begin{array}{ccc}{0}_{\left({\mathrm{Qp}}^{-}\right)}& e_2^T& 0_{(Q(\mathrm{Lp}+p^{+})-M(\mathrm{NQ}+W-1))}\end{array}\right]}^T$

协方差矩阵R需要直接计算的话，其子矩阵R₀和R₁可以独立计算/并行计算。

在块FFT变换时，其中一部分可以通过块FFT实现，另一部分可以通过简单的矩阵运算完成。从块Fourier变换来看，可以看出一次块FFT变换中可以分解为n次独立的D点FFT，所以从r到r_{B_FFT}的运算可分为QL次并行D点FFT；

由于矩阵R_d具有块对角的稀疏矩阵结构，矩阵R_d的求逆可以分解为D个小矩阵并行求逆；

频域匹配滤波可以分解为D个并行的滤波处理过程；

频域解相关可以分解为D个并行的解相关处理过程；

从r_{D_COR}到

的块Fourier逆变换可以分解为QL并行的D点IFFT。

依照本发明的接收装置和方法既适用于终端接收机，也适合于网络端接收机。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种TD-SCDMA系统中接收机的联合检测系统，包括一数据输出模块，用于获取并输出循环系统矩阵，还用于获取并输出消除训练序列干扰后的数据部分，其特征在于，还包括：

一控制器，用于根据激活码道信息获取快速傅立叶变换联合检测模块的控制参数；

一快速傅立叶变换联合检测模块，用于利用快速傅立叶变换和快速傅立叶反变换，结合控制参数、循环系统矩阵和消除训练序列干扰后的数据部分获取所有激活码道的解调结果；所述数据输出模块具体包括：

数据分离模块，用于将时隙数据分离成第一数据部分，第二数据部分和训练序列；

信道估计模块，用于通过将训练序列与本地训练序列的复序列解卷积得到估计信道；

激活码道检测模块，用于根据第一数据部分，第二数据部分、估计信道和外部控制信息检测当前工作小区中使用的扩频码，并获取激活码道信息；

信道处理模块，用于根据码道激活信息对信道估计进行去噪处理，并输出估计噪声功率到快速傅立叶联合检测模块，同时分别输出用于消除训练序列在数据段上的影响的信道响应h_mic和用于产生系统矩阵列向量的信道响应h_smg到干扰消除模块和循环系统矩阵生成模块；

循环系统矩阵生成模块，用于根据码道激活信息和h_smg生成循环系统矩阵；

干扰消除模块，用于根据激活码道信息和h_mic计算训练序列在第一数据部分和第二数据部分上的干扰能量，并加以消除，并输出消除训练序列干扰后的数据部分。

2.根据权利要求1所述的联合检测系统，其特征在于，控制参数包括激活码道数、快速傅立叶变换长度、解调的前交迭长度和后交迭长度。

3.根据权利要求1所述的联合检测系统，其特征在于，快速傅立叶变换联合检测模块具体包括：

两个块快速傅立叶变换模块，用于根据控制信息分别对消除训练序列干扰后的数据部分和循环系统矩阵进行快速傅立叶变换；

频域联合检测模块，用于根据快速傅立叶变换变换后的消除了训练序列干扰的数据部分和循环系统矩阵执行联合检测，获取频域的联合检测结果；

块快速傅立叶反变换模块，对应于块快速傅立叶变换，用于根据控制信息将频域的联合检测结果映射到时域后输出。

4.根据权利要求3所述的联合检测系统，其特征在于，频域联合检测模块具体包括：

匹配滤波模块，用于对根据快速傅立叶变换变换后的消除了训练序列干扰的数据部分进行频域的匹配滤波；

矩阵相乘模块，用于将循环系统矩阵的块快速傅立叶变换结果的转置与循环系统矩阵的块快速傅立叶变换结果相乘获取频域系统相关矩阵；

矩阵相加模块，用于对频域系统相关矩阵加载噪音估计；

三角分解模块，用于将矩阵相加模块输出的共轭对称阵进行标准的三角分解；

解相关模块，用于将匹配滤波结果和三角分解结果进行解相关运算。

5.根据权利要求4所述的联合检测系统，其特征在于，解相关模块利用两次回代求解方程。

6.根据权利要求4所述的联合检测系统，其特征在于，三角分解模块利用Cholesky分解或QR分解进行三角分解。

7.根据权利要求1所述的联合检测系统，其特征在于，接收机为终端接收机或网络接收机。

8.一种TD-SCDMA系统中接收机的联合检测系统的数据处理方法，包括一数据输出步骤，获取并输出循环系统矩阵，还获取并输出消除训练序列干扰后的数据部分，其特征在于，还包括：

一控制参数获取步骤，根据激活码道信息获取快速傅立叶变换联合检测步骤的控制参数；

一快速傅立叶变换联合检测步骤，利用快速傅立叶变换和快速傅立叶反变换，结合控制参数、循环系统矩阵和消除训练序列干扰后的数据部分获取所有激活码道的解调结果；

所述数据输出步骤具体包括：

数据分离步骤，将时隙数据分离成第一数据部分，第二数据部分和训练序列；

信道估计步骤，通过将训练序列与本地训练序列的复序列解卷积得到估计信道；

激活码道检测步骤，根据第一数据部分，第二数据部分、估计信道和外部控制信息检测当前工作小区中使用的扩频码，并获取激活码道信息；

信道处理步骤，根据码道激活信息对信道估计进行去噪处理，并输出估计噪声功率到快速傅立叶联合检测模块，同时分别输出用于消除训练序列在数据段上的影响的信道响应h_mic和用于产生系统矩阵列向量的信道响应h_smg到干扰消除模块和循环系统矩阵生成模块；

循环系统矩阵生成步骤，根据码道激活信息和h_smg生成循环系统矩阵；

干扰消除步骤，根据激活码道信息和h_mic计算训练序列在第一数据部分和第二数据部分上的干扰能量，并加以消除，并输出消除训练序列干扰后的数据部分。

9.根据权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，循环系统矩阵生成步骤中，每一激活码道和对应的h_smg向量卷积形成合并冲激响应向量，将这些向量作为列向量组成系统矩阵，对系统矩阵补充一定的列向量形成循环系统矩阵。

10.根据权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，控制参数包括激活码道数、快速傅立叶变换长度、解调的前交迭长度和后交迭长度。

11.根据权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，快速傅立叶变换联合检测步骤具体包括：

块快速傅立叶变换步骤，根据控制信息分别对消除训练序列干扰后的数据部分和循环系统矩阵进行快速傅立叶变换；

频域联合检测步骤，根据快速傅立叶变换后的消除了训练序列干扰的数据部分和循环系统矩阵执行联合检测，获取频域的联合检测结果；

块快速傅立叶反变换步骤，对应于块快速傅立叶变换步骤，根据控制信息将频域的联合检测结果映射到时域后输出。

12.根据权利要求11所述的数据处理方法，其特征在于，频域联合检测步骤具体包括：

匹配滤波步骤，对根据快速傅立叶变换后的消除了训练序列干扰的数据部分进行频域的匹配滤波；

矩阵相乘步骤，将循环系统矩阵的块快速傅立叶变换结果的转置与循环系统矩阵的块FFT变换结果相乘获取频域系统相关矩阵；

矩阵相加步骤，对频域系统相关矩阵加载噪音估计；

三角分解步骤，将矩阵相加模块输出的矩阵进行标准的三角分解；

解相关步骤，将匹配滤波结果和三角分解结果进行解相关运算。

13.根据权利要求12所述的数据处理方法，其特征在于，解相关步骤利用两次回代求解方程。

14.根据权利要求12所述的数据处理方法，其特征在于，三角分解步骤利用Cholesky分解或QR分解进行三角分解。

15.根据权利要求12所述的数据处理方法，其特征在于，数据输出步骤、控制参数获取步骤和快速傅立叶变换联合检测步骤中均进行并行处理。

16.根据权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，接收机为终端接收机或网络接收机。

Images