CN1663160A - 可变展开因素的多使用者侦测器 - Google Patents

Abstract

具有不同展开因素的复数个通信讯号。每一通信具有一包含码片的相关码。为每一通信的每一码片，产生与一脉冲响应回旋(convolved)的该码片的一向量，为每一通信产生包含该码片向量的支撑区块，一支撑区块中的该码片向量的一数目是基于该通信展开因素，组合一系统响应矩阵，该系统响应矩阵具有次矩阵，每一符元次矩阵包括来自每一通信的一支撑区块。该通信的数据使用该符元响应矩阵而被侦测。

Description

可变展开因素的多使用者侦测器

技术领域

本发明大致上是关于多重存取数字通信系统。尤其是，本发明是关于多使用者侦测器系统以及来自具有不同展开因素(spreading factor)的多使用者的数据的同时接收方法。

背景技术

多重存取通信系统允许复数个使用者存取相同的通信媒体以传输或接收信息。此媒体可能包含，例如，局域网络或LAN中的网络线，传统电话系统中的铜线，或无线通信系统用的空气界面。

一种习知的多重存取通信系统表示于图1。此通信媒介被称为一通信频道。通信技术，例如分频多重存取，或FDMA，分时多重存取，或TDMA，载体感测多重存取或CSMA，分码多重存取或CDMA以及其它技术，允许超过一位使用者对相同的通信媒介进行存取。这些技术可以被混合使用，产生多重存取方法的混合变化。例如第三代W-CDMA标准的分时双工或TDD模式即是TDMA与CDMA的组合。

一种习知CDMA通信系统的范例表示于图2。CDMA是一种通信技术，其借由以一拟似噪声码调变将被传输的数据而将数据以展开的频道(spreadspectrum，展频)传输。将被传输的数据讯号可能仅具有分布在数百万赫兹频带上的数千赫兹的频宽。此通信频道同时由K个独立子频道使用。对每一子频道，所有其它子频道呈现干扰。

如所示，一预定频宽的单一子频道与一独特的展开码(spreading code)混合，该展开码重复由一宽频，拟似噪声(pseudo-noise，PN)序列产生器所产生的一预定的形态(pattern)。这些独特的使用者展开码通常互相拟似垂直，因此展开码之间的交叉相关(cross-correlation)接近0。一数据讯号被以产生一数字展频讯号的PN序列调变。一载体讯号随后被以该数字展频讯号调变并依传输媒体而被传输。一接收器解调变抽取该数字展频讯号的传输。该被传输的讯号在与匹配PN序列相关之后被重新产生。当展开码互相垂直的时候，被接收的讯号可以和关于特定展开码的一特定使用者讯号相关，因此仅有与特定展开码相关的想要的使用者讯号被加强，而所有其它使用者的其它讯号则未被加强。

展开码的每一个数值被称为一码片(chip)，并具有与数据速率相同或较大的一码片速率。码片速率与子频道数据速率之间的速率即是展开因素(spreadingfactor)。

为扩大数据讯号数值的可能范围，一符元(symbol)被用以代表大于二个的数字值。三及四数值分别使用三元与四元符元。符元的概念允许信息的较大等级(degree)，因为每一符元的位内容指示一独特的脉冲形状。依所使用的符元而定，存在相同数目的独特脉冲或波形。在来源的信息被转换为符元，而符元被调变并经由子频道被传输以便在终点被解调变。

CDMA系统中的展开码被选择以使一想要子频道与所有其它子频道之间的干扰为最小。因此，解调变所欲的子频道的标准方法是叫所有其它子频道视为干扰，类似显示其本身在通信媒介中的干扰。为此程序所设计的接收器是单一使用者，匹配的滤波器及RAKE接收器。

因为不同的子频道确实多少干扰其它子频道，另一种方法是在接收器解调变所有的子频道。接收器可以借由平行执行每一子频道的译码算法而听从所有一次传输的使用者。此概念被称为多使用者侦测。多使用者侦测可以提供单一使用者接收器方面重要的性能改善。

参照图3，其表示习知使用多使者侦测器的CDMA接收器的系统方块图。此接收器可以包括此种功能，例如射频或RF下降转换及射频频道的相关的过滤，模拟至数字转换或特定通信媒介的光讯号解调变。接收器的输出是一种处理的讯号，模拟或数字，包含所有主动(active)子频道的组合的展开讯号。多使用者侦测器执行多使用者侦测并输出对应每一主动子频道的复数个讯号。所有或比总数目小的数目的子频道可被处理。

理想的多使用者侦测器是执行数种复数个(complex)算术运算的加强计算装置，因此难以有经济效益地实施。为使成本最少，次理想的多使用者侦测器，例如线性侦测器，已被发展，在折衷接近理想侦测器性能的情况下需要较少的计算复杂度。线性侦测器包括解相关器，最小均方误差或MMSE侦测器，及0强迫区块线性均衡器或ZF-BLEs。

图4表示一种同步或异步CDMA通信用的习知线性多使用者侦测器。来自通信媒体特定接收器的数据输出(如图3所示)被耦合至用以评估个别子频道中的每一被传输符元的脉冲响应的子频道评估器。线性侦测器使用脉冲响应及一子频道评估展开码以解调变每一子频道的数据。此数据被输出至个别使用者的子频道数据处理区块。

为了在实体系统中作用K子频道使用者的平行侦测，线性多使用者侦测器方法被执行，如同固定的门阵列，微处理器，数字讯号处理器或DSPs及类似者。固定逻辑系统允许较大的系统速度，而微处理器导向系统提供程序化的弹性。负责多使用者侦测器的每一实施执行一连串算术运算。为描述此功能，以下的变量通常定义线性多使用者侦测器的结构及运算：

K＝系统中主动的使用者/传输器的总数

N_c＝一数据区块中的码片数目。码片数目是需要的，因为具有变化的展开因素，此数目对所有使用者是测量的共同点。

W＝码片中通信频道脉冲响应长度。这通常是系统的预定的参数。

Q^(k)＝使用者k的展开因素。此展开因素等于用以展开使用者数据的一符元的码片数目。系统预先知道此展开因素且不需要从接收的数据中评估它们。

Ns^(k)＝由使用者k所传送的符元数目。Ns^(k)＝Nc/Q^(k)。 $N_s^T=\underset{k=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{N}_s^{\left(k\right)}$ 符元传送的全部数目。

d^(k)＝由使用者k传送的数据(信息)。数据以向量的形式呈现，其中一向量为由一单一索引变量所指示的数据矩阵。为其所遵循的向量及矩阵运算的目的，所有的向量被定义为行向量。d^(k)的第n^th元素是由k^th使用者所传输的n^th符元。

h^(k)＝被表示为一向量的使用者所经验的子频道的脉冲响应。此量需要在接收器被评估。子频道脉冲响应的接收器评估被称为h^(k)。向量的元素h^(k)一般是复数个，其具有由子频道导入的振幅及相位变量。

u^(k)＝使用者k的展开码，以向量表示。为线性多使用者侦测的目的，考虑包含展开一特定符元的展开码的区段的向量是有用的。因此，向量v^(k，n)被定义为用以展开由k^th使用者所传送的n^th符元的展开码。以数学而言，其被定义为

vi^(k，n)＝vi^(k)，对于(n-1)Q^(k)+1#I#nQ^(k)，以及0对所有其它i，其中i是向量元素的索引。

r^(k)＝代表使用者k数据，由展开序列v^(k)所展开并经由该使者子频道h^(k)所传输。向量r^(k)代表当一数据区块到达时在周期时间期间的频道观察。

向量r^(k)的第i^th元素可被定义为

$r_i^{\left(k\right)}=\underset{n=1}{\overset{N_i^{\left(r\right)}}{\mathrm{\Σ}}}{d}_n^{\left(k\right)}\underset{j=1}{\overset{\mathrm{\ω}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_j^{\left(k\right)}{v}_{i-j+1}^{(k,n)}$ 程序1

在接收器所接收的讯号包括所有使用者讯号r^(k)加噪声。因此，我们可以定义被接收的数据向量r如下

${\underset{k=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}}^{\left(k\right)}+n$ 程序2

程序2的向量n代表由通信频道所导入的噪声。

图5表示习知线性多使用者侦测器的系统及方法。被评估的子频道脉冲响应向量h^(k)及展开码v^(k)被用以产生每一使用者k的系统传输响应矩阵。一矩阵为由二索引变量所指示的数字区块并且被排列为矩形格，第一索引变量为一列索引，而第二索引变量为一行索引。

使用者k的系统传输响应矩阵通常被指示为A^(k)。第i^th列，n^th行元素被指示为Ai，n^(k)并被定义为

$A_{j,n}^{\left(k\right)}=\underset{j-i}{\overset{w}{\mathrm{\Σ}}}{h}_j^{\left(k\right)}{v}_{i-j+1}^{(k,n)}$ 程序3

矩阵A^(k)的每一行对应在想要期间由使用者k所传送的一特定符元用的一匹配的滤波器响应。参照图5，被接收的数据r配合所有使用者展开码与子脉冲响应的组合。因此，A^(k)包含Ns^(k)匹配的滤波器响应。A^(k)的行是以下形式：

$A_n^{\left(k\right)}=\left[\begin{array}{c}O\\ \·\\ \·\\ \·\\ O\\ b_n^{\left(k\right)}\\ O\\ \·\\ \·\\ \·\\ O\end{array}\right]$ 程序4

其中每一向量具有维度

Q^(k)+W-1    程序5

且从矩阵A^(k)的顶部偏移

(N-1)·Q^(k)    程序6

因为展开码在符元时间上不是周期性的；对i，j，bi^(k)bj^(k)。可能为0值的向量元素被称为向量的支撑。因此，An^(k)为bn^(k)的支撑。

一旦每一使用者的系统传输矩阵被产生时一全部系统传输响应矩阵，称为A，借由连接所有使用者的系统传输矩阵而被产生，如以下所示：

A＝[A^(j)...，A^(k)...，A^(k)]  程序7

依据习知的调变技术，h^(k)的元素可以是复数个。其随后遵循A的非0元素可以是复数个。

依据程序4，5，6，7的假设的习知侦测器用的全部系统传输响应矩阵的范例为

程序8

对2位(k＝2)使用者，A⁽¹⁾及A⁽²⁾，在一数据区块(Nc＝16)中具有16码片，长度为4(W＝4)的频道脉冲响应以及二的第一位使用者(Q⁽¹⁾＝2)的一展开因素，以及四的第二位使用者(Q⁽²⁾＝4)的一展开因素。在所产生的全部系统传输响应矩阵A中，bn，i^(k)指示组合系统的第i^th元素以及第k^th使用者的n^th符元的频道响应。

被接收的数据r使用代表匹配滤波器响应的一排(bank)全部系统传输响应矩阵A被处理以产生匹配滤波器输出的一向量，其以y表示。该匹配的滤波运算被定义为

y＝A^Hr    程序9

矩阵A^H代表矩阵A的Hermitian(或复数个)转换。该转换被定义为 $A_{\mathrm{ij}}^H={\stackrel{\‾}{A}}_{\mathrm{ji}},$ 其中上横线表示取一复数个的共轭的运算。匹配的滤波器输出随后被乘上一目的矩阵O的逆转。目标矩阵O代表区别每一线性接收器模式的型态的运算。其是从矩阵A所导出。

零强迫区块线性均衡器(ZF-BLE)接收器是具有被指定为O＝A^HA的一目标矩阵的一线性接收器。最小均方误差区块线性均衡器(MMSE-BLE)接收器是一线性接收器，具有指定为O＝A^HA+σ²I的目标矩阵，其中σ²为出现在所接收的数据向量r的每一符元上的噪声变化，矩阵I为单位矩阵(identity matrix)。一单位矩阵是一平方及对称矩阵，具有1在其主要对角线以及0在其它地方。单位矩阵的尺寸被选择，因此依据线性代数使得额外的运算有效。

对一解相关器(解相关接收器)而言，矩阵A借由忽略频道响应h^(k)，仅考虑展开码及它们的交叉相关(干扰)特性而被简化。一交叉相关矩阵通常称为R，一般为了接相关器型态接收器而被建构。此矩阵可借由假设在以上的A的定义中W＝1且hi^(k)＝1而被架构(亦即，每一子频道的频道响应为一脉冲)。随后，交叉相关矩阵R为目标矩阵O，如同为ZF-BLE接收器所定义。一解相关器通常被当成一更复杂多使用者侦测接收器的一次处理使用。一旦目标矩阵产生，多使用者侦测器将逆转此矩阵，标示为O^-1。

目标矩阵的逆转随后被乘上匹配的滤波输出向量y以产生数据向量d的评估，其中d(评估)＝O^-1y。目标矩阵的逆转是一种复杂，计算性的逆转处理。执行此处理所需的运算的数目随矩阵O的尺寸的立方而增加。对大多数不同步CDMA接收器而言，O的尺寸很大，其使得逆转的处理难以实现。

为克服此限制，并使系统实际可靠，由于Cholesky的数字方法被使用。Cholesky分解可以有效地降低矩阵O的计算复杂度，如果矩阵是带状(banded)的话。

一带状矩阵(banded matrix)是一方形矩阵，其仅在远离主要对角的数个对角包括非0值。此接近具有至少一非0元素的主对角的非0对角的数目被称为频宽。因此，一对称矩阵M被称为具有频宽p的带，如果

mij＝0，对所有j＞i+p  程序10

其中mij为M的一个元素，i为列索引而j为行索引。对具有尺寸n以及频宽p的带矩阵而言，Cholesky分解可以降低目标矩阵O的所需的逆向数字运算从随着矩阵的尺寸的立方n³变化到随着矩阵的尺寸乘上频宽的平方，np²，变化。

如以上所讨论，ZF-BLE接收器的目标矩阵是O＝A^HA。为说明数字的复杂度，表示于程序6的整体系统响应矩阵A的目标矩阵为

$o=\left[\begin{array}{cccccccccccc}x& x& x& 0& 0& 0& 0& 0& x& x& 0& 0\\ x& x& x& x& 0& 0& 0& 0& x& x& 0& 0\\ x& x& x& x& x& 0& 0& 0& x& x& x& 0\\ 0& x& x& x& x& x& 0& 0& x& x& x& 0\\ 0& 0& x& x& x& x& x& 0& 0& x& x& x\\ 0& 0& 0& x& x& x& x& x& 0& x& x& x\\ 0& 0& 0& 0& x& x& x& x& 0& 0& x& x\\ 0& 0& 0& 0& 0& x& x& x& 0& 0& x& x\\ x& x& x& x& 0& 0& 0& 0& x& x& 0& 0\\ x& x& x& x& x& x& 0& x& x& x& x& 0\\ 0& 0& x& x& x& x& x& x& 0& x& x& x\\ 0& 0& 0& 0& x& x& x& x& 0& 0& x& x\end{array}\right]$ 程序11

其中0表示所有算术运算产生0且以x代表非0值。如果整体系统响应矩阵A的第i^th列及第j^th行的非0元素不具有相同的向量索引，则具有列索引i及行索引j的目标矩阵O的对应元素将是0。O的频宽(程序11)等于9，因为就远离主对角的9行没有非0元素。

目标矩阵O，如同其于图5所示习知接收器中所架构并未被适当地带化(banded)。因此，Cholesky分解不能有效地被用以降低运算的复杂度，当逆转矩阵O时。然而，习知技术揭露当所有使用者以相等的展开因素传输时，整体系统传输矩阵A的重新排列可以在计算一目标矩阵O，调整矩阵O为一带状矩阵之前先被执行。此处理的系统方块图表示于图6。

计算矩阵A的行的重新排列的处理执行重新排列而不需要任何额外的信息。此重新降低排列逆转矩阵时的运算复杂度。一旦侦测程序完成，一使用者数据向量d被计算，一逆转的重新排列处理被执行，解扰乱向量d为进一步处理而回到其原始的形式。

在一典型的异步CDMA系统中，一重新排列目标矩阵比其原始尺寸小至少10倍。因此，可达成处理时间中至少100的因素的节省，当Cholesky分解基于一重新排列整体系统响应矩阵而于一目标矩阵上执行的时候。然而，习知技术并未揭露当使用于多主动使用者之间使用不同展开码时所使用的重新排列方法。

因此，希望降低多使用者侦测的复杂度。

发明内容

复数个通信讯号具有不同的展开码。每一通信具有包括码片的一相关的码。为每一通信的每一码片，产生以一脉冲响应回旋(convolved)的码片的向量。为每一通信，产生包括码片向量的支撑区块。一支撑区块中的码片向量的数目是基于该通信的展开因素。一系统响应矩阵被组合。该系统响应矩阵具有符元次矩阵。每一符元次矩阵包括来自每一通信的一支撑区块。该通信的数据使用该符元矩阵而被侦测。

附图说明

图1是习知多重存取通信系统的简要方块图。

图2是习知CDMA通信系统中简要方块图。

图3是习知具多使用者侦测的CDMA接收器的简要方块图。

图4是习知多使用者侦测器的简要方块图。

图5是习知线性多使用者侦测器的方块图。

图6是习知使用Cholesky分解的线性多使用者侦测器的方块图。

图7是本发明线性多使用者侦测器的方块图。

图8说明系统响应矩阵A^(k)上至下行偏移。

图9说明矩阵行索引值分派。

图10A及10B是实施本发明的另一方法的流程图。

图11说明组合一展开因素群矩阵AG^(g)的步骤。

图12说明依据本发明组合一AN矩阵的步骤。

图13说明一系统响应矩阵的另一组合。

图14说明一k^th资源单位的系统响应矩阵，Ak。

图15说明一k^th资源单位的第一支撑区块，B^(1，k)。

图16说明组合另一系统响应矩阵A的步骤。

具体实施方式

实施例将参照附图而被描述，其中相同的数字代表相同的组件。

表示于图7的是于接收之后侦测复数个在共同CDMA频道中传输的使用者的多使用者侦测器17。该多使用者侦测器17包括复数个具有附属存储器的用以执行各种向量及矩阵运算的处理器。另一实施例包括固定的门阵列及执行该不同处理器功能的DSPs。侦测器17也包含第一输入19用以输入被称为向量h^(k)的个别的k子频道脉冲响应评估至正确的中间符元干扰或由一子频道本身符元所导致的ISI以及多重存取干扰或由来自其它使用者子频道的符元所倒致的所有接收数据讯号的MAI，一第二输入21用以输入来自所有在不连续区块时间内传输的所有使用者k的包含来自每一使用者资频道的组合数据的输入向量r的形式的数据，以及一输出23用以输出每一使用者k的来自被接收频道数据r的一输出向量形式的使用者数据d^(k)。使用者K及每一使用者(k＝1，2，3，...K)的展开因素Q_(k)41为已知。

为获得来自组合的使用者数据r的一特定使用者的使用者数据d^(k)，使用者数据必须使用匹配滤波器25或类似者来过滤。熟悉本技术的人士认可一匹配滤波器25需要一响应特征，其为展开脉冲形状与使用者子频道脉冲响应的组合的复数个共轭，以便产生具有代表传输前的讯号准位的输出。输入没有与一预定响应特征匹配的滤波器25的讯号产生一较低的输出。

每一独立的k子频道脉冲响应评估h^(k)被输入一第一存储器27，于该处与产生该使用者的系统传输响应评估矩阵A^(k)的相同的使用者展开码29(程序3)组合。多使用者侦测器17的一排列处理器33执行所有矩阵An^(k)行的重新排序。此排列方法需要每一子频道系统传输响应矩阵A^(k)具有由程序4所定义的行结构，其为典型的线性接收器。如果系统响应矩阵A^(k)不是由程序4所定义的形式，排列处理器33首先重新安排在些行为程序4所定义的结构。多使用者侦测器17不需要所有系统传输响应矩阵A^(k)被串连为如程序7所定义的一整体系统传输响应矩阵A。

排列器33为来自定义上O^(k)Tn及下O^(k)Bn偏移的每一向量(程序4)的支撑的零值元素检查每一系统传输矩阵A⁽¹⁾，A⁽²⁾，A⁽³⁾，...A^(k)。如前所述，每一系统传输响应矩阵A^(k)具有相同的列数目；只有行数目变化。如图9所示，此排列处理器33基于其个别的上O^(k)Tn及下O^(k)Bn效应为每一系统传输响应矩阵A^(k)的每一行指派一索引值ni。此行值以增加的大小的次序从具有最大下偏移(offset)的最小上偏移的行被指派至具有最小下偏移的最大上偏移的行。

如果二行遭遇一者具有较大的上偏移以及比另一者大的下偏移，如果上偏移之间的差异大于下偏移之间的差异，具较下方的上偏移的行被指派较低的索引ni。如果下偏移之间的差异大于上偏移之间的差异，具有较大下偏移的行被指派较低的索引ni。如果上偏移与下偏移之间的差异相同，二行中的一者可以被指派较低的索引ni。

排列处理器33组合一整体系统传输响应矩阵AN为被指派的行索引ni的次序。此行索引ni被维持在存储器33中以便在解扰乱处理45期间使用。举例而言，使用程序8所示的整体系统响应矩阵A⁽¹⁾及A⁽²⁾，本发明排列方法17产生如下所述的整体系统传输矩阵A：

此排列方法指示系统传输响应矩阵A⁽¹⁾的8行(1-8)及系统传输响应矩阵A⁽²⁾的四行(9-12)以产生一良好带化的整体系统传输矩阵A(程序12)。

以上所述的排列的方法实施例包括每一系统传输响应矩阵A⁽¹⁾，A⁽²⁾，A⁽³⁾...A^(k)的检查，比较每一行与每一其它行的上O^(k)Tn及下O^(k)Bn偏移。假定每一系统传输响应矩阵A^(k)的特定结构，亦即，每一矩阵的行被排列为增加的上偏移及下降的下偏移的次序，当从左至右前进时(参照程序8，矩阵A⁽¹⁾，A⁽²⁾)，另一方法199可以被执行而不需要直接检查每一系统传输响应矩阵A^(k)。

另一方法199表示在图10A及10B。所有对应(步骤201)具有相等展开因素的使用者的系统传输响应矩阵A^(k)被群集在一起(步骤203)。对每一展开因素群g，存储器被配置于处理器内能够储存来自所有系统传输矩阵A⁽¹⁾，A⁽²⁾，A⁽³⁾...A^(k)的所有行。展开因素群g被排列为增加的展开因素的次序。

说明该另一方法199的性能的例示系统包含7个具有4个被指派如下的不同展开因素Q^(k)：

使用者1(Q⁽¹⁾)＝8  使用者2(Q⁽¹⁾)＝8  使用者3(Q⁽³⁾)＝8 使用者4(Q⁽⁴⁾)＝32

使用者5(Q⁽⁵⁾)＝16 使用者6(Q⁽⁶⁾)＝16 使用者7(Q⁽⁷⁾)＝4

使用另一方法的系统及方法199，系统传输响应矩阵A^(k)被分离为展开因素群：

群1(展开因素4)A⁽⁷⁾

群2(展开因素8)A⁽¹⁾，A⁽²⁾，A⁽³⁾

群3(展开因素16)A⁽⁵⁾，A⁽⁶⁾

群4(展开因素32)A⁽⁴⁾

一个别的展开因素群g包括至少一系统传输矩阵A^(k)，其中每一矩阵A^(k)是从1至L^(g)的任意索引。每一展开因素群g依据增加的展开因素大小被索引。

再每一展开因素群中，相关系统传输响应矩阵A^(k)被组合为共同展开因素群传输响应矩阵AG^(g)，其中g＝1，2，3，...G(步骤205)。如图11所示，方法199复制具有索引1的系统传输响应矩阵的第一行至AG^(g)的第一空白行，具有索引2的系统传输响应矩阵的第一行至AG^(g)的第二空白行；在个别的展开因素群g中继续贯辙剩下的系统传输响应矩阵直到所有的第一行被复制为止。方法199以复制个别展开因素群AG^(g)中的每一矩阵A^(k)的第二行，第三行等等而进行。

展开因素群g中的所有矩阵由于相同的展开因素而具有相同的行数。因此，组合的展开群因素群传输响应矩阵AG^(g)将具有相关系统传输响应矩阵A^(k)中的行数的L^(g)倍。

为组合配合变化的展开因素的一整体系统传输响应矩阵AN，具有最低展开因素的展开群因素群传输响应矩阵AG^(g)被连续复制到存储器内(步骤207)，以第一行开始，亦即，AG^(g)的第一行，至AN的第一配置的行。具有最低展开因素的展开群因素群传输响应矩阵AG^(g)具有最大的行数目。所有其它的展开群因素群传输响应矩阵将被插入此基础矩阵AN。

如果系统展开因素是其它的偶数整数倍(步骤209)，处理器33借由考虑剩下的展开群因素群传输响应矩阵AG^(g)(步骤209)以任意次序组合该整体系统传输矩阵AN(步骤211)。为每一展开群因素群传输响应矩阵AG^(g)，处理器33驱动一行位移参考索引m，

$m=n\·\frac{Q^{\left(g\right)}}{Q^{\left(1\right)}}-\frac{Q^{\left(g\right)}}{2\·Q^{\left(1\right)}}$

其中表示与在考虑中的展开群因素群传输响应矩阵AG^(g)相关的展开因素，Q⁽¹⁾表示所有群中最低的展开码，n是在考虑中的展开群因素群传输响应矩阵AG^(g)的行，其中n＝1，2，3，....N(步骤211)。

为使用行位移索引m，使用建立具有最低展开因素的展开群因素群传输响应矩阵的系统传输响应矩阵L⁽¹⁾的全部数目导出AN中的一参考位置(步骤215)，

mHL⁽¹⁾    程序14

处理器33在考虑下，使用属于目前在考虑中的展开因素群的系统传输响应矩阵从展开群因素群传输响应矩阵AG^(g)导出一行集合(步骤217)，

L^(g)H(n-1)+1至L^(g)Hn    程序15

处理器33从AG^(g)复制由程序15定义的行集合并将其插入具有由程序14定义的参考位置的AG⁽¹⁾的行之后的基础矩阵AN，如图12所示。在考虑中的展开因素群矩阵的剩下的行同样地被复制并插入基础矩阵AN(步骤211)。在所有来自一展开因素群矩阵的行都被取代之后，处理器33选择下一展开因素群矩阵AG^(g)(步骤223)并执行以上方法。程序13，14，15允许来自剩下的展开群因素群传输响应矩阵AG^(g)的第i^th行被放置在AN中具有相似支撑的m^th行之后(步骤225)。

当系统展开因素不是其它的偶整数倍时，程序13的右边表示不产生一整数。在此情况中，处理器33将使程序13的结果近似以上的最接近整数或该数值以下的最接近整数(步骤213)。此近似值方向在整体系统性能上具有可忽略的效果。剩余群系统传输矩阵AG^(g)考虑的次序可能对系统性能有些影响。习知的展开因素的知识可被用以预先选择适合的次序。

使用以上所述的排列技术，以及为了当展开因素是互相的偶整数倍的情况，一矩阵频宽B可被达成，其可被表示为：

$\left(\right[\frac{W-1}{Q_{\mathrm{MAX}}}]\·\underset{k=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\frac{Q_{\mathrm{MAX}}}{Q^{\left(k\right)}})\≤B\≤(\left(\left[\frac{W-1}{Q_{\mathrm{MAX}}}\right]+1\right)\·\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\frac{Q_{\mathrm{MAX}}}{Q^{\left(k\right)}})-1$ 程序16

程序16预言程序11的整体系统传输响应矩阵的频宽将是3及6。程序12的检查显露在每一排列方法199之后的频宽是4。

此改善在传输的符元的数目增加时更明显。如果系统传输第一使用者的16000码片(第一使用者的800符元以及第二使用者的400符元)，矩阵A^HA的频宽将大约是800。使用此排列方法以产生一整体系统响应矩阵A，AN^HAN的频宽维持4，因为频宽(程序16)是独立于被传输符元的数目。在所有目标矩阵O的元素都被导出之后，执行逆转41。因为逆转一矩阵的复杂度与频宽的平方成比例，本发明17提供近似(800/4)²＝200²＝40000的因素的计算复杂度的降低。

整体系统传输响应矩阵AN提供响应特征给匹配的滤波器25。系统响应矩阵AN的每一行是代表一特定符元的响应特征的向量。被接收的数据向量r被输入匹配滤波器25，其中，其与来自整体系统传输响应矩阵AN的每一响应特征匹配以产生一匹配的滤波器输出向量y。输出向量y的每一元素对应由一预定使用者传输的一特定符元的初步的评估。来自匹配滤波器25的输出向量y被加载具有逆转目标矩阵O的一乘法器43。匹配滤波器25输出向量y及逆转目标矩阵O二者被相乘以产生一使用者数据向量d。使用者数据向量d包含在不连续时间区块期间从所有使用者传输的所有数据。因为目标矩阵O及匹配滤波器25输出是以整体系统响应矩阵AN为基础，使用者数据向量d必需被解扰乱。此解扰乱程序是排列方法199的逆转。

一解扰乱器45基于执行的行重新排列而重新安排使用者数据向量d的每一元素，当经历排列方法199时。数据向量d的元素是处于由整体传输响应矩阵A，1，9，2，3，10，4，5，11，6，7，12，8所指示的相同次序，垂直移项(transposed vertically)。解扰乱器45配置具有相同尺寸的存储器空间并将每一向量元素放置为1-12的连续次序。在使用者数据向量d被解扰乱之后，使用者数据被输出23以便进一步处理。

另一种降低系统传输响应矩阵A的频宽的方法表示于图13，图14及图15，并且比图6的流程图被解释。图13说明符元响应矩阵A。A矩阵被设置因此有S符元次矩阵。S为符元的最小数目，因此系统中的一资源单元的一数据区域可具有S＝N_c/Q_MAX。N_c为数据区域中的码片数目。Q_MAX为系统的最大展开因素，例如一展开因素16。为说明分时双工爆冲型态2，N_c为1104而一典型的最大延迟展开Q_MAX为16。因此，A矩阵包含69(N_c/Q_MAX)次矩阵。

每一次矩阵具有K被接收资源单位的每一者的一支撑区块B^(s，k)。s代表从1至S的符元次矩阵，而k代表来1至K的资源单位数目。

对每一资源单位，一系统响应矩阵可被建立。此矩阵具有资源单元的每一符元一行，N_c/Q_k行。Q_k是第k^th资源单位展开因素。每一行具有一i^th行的一行区块b^(k，i)。每一区块具有一行长度为该资源单位符元脉冲响应长度L_r加上1，L_r+1。对矩阵的第一区块B^(k，1)(最左)，区块的上部是矩阵的上部。每一次区块为一符元，Q_k，矩阵中的较低者。为说明，第二行b^(k，2)的行区块是矩阵中低于b^(k，1)的Q_k码片。

每一行区块b^(k，i)对应第k^th资源单元的一i^th符元。其是借由扰乱码的第i^th区段与用该区段的频道脉冲响应回旋的第k^th资源单位的码片接码片地相乘而被导出，如程序17，步骤300。

$b^{(k,i)}=\left(c^{{(k,i)}^{*}}\csc \mathrm{ra}{m}^{(k,i)}\right)\mathrm{\θ}{h}^{\left(k\right)}$ 程序17

c^(k，i)为第k^th码的第i^th区段。cscram^(k，i)为扰乱码的第i^th区段。h^(k)为第k^th资源单元的频道响应。因此，第k^th资源单位的每一行区块的长度为Qk+Lr-1。

资源单元系统响应矩阵A1至Ak的行区块被用以产生图13的符元次矩阵的支撑区块。图十五说明第一符元区块中一k^th资源单元的一支撑区块B^(k，1)。支撑区块B^(k，1)具有行Q_MAX/Q_k。为说明，如果系统的最大展开因素为16(Q_MAX＝16)且资源单元的展开因素为1(Q_k＝1)，支撑区块B^(k，1)具有16行。相反地，如果资源单元展开因素为16，支撑区块B^(k，1)具有1行。

为来自一k^th资源单元的第一支撑区块，该资源单元系统响应矩阵Ak的第一行区块Q_MAX/Q_k被取得。支撑区块的第一行具有系统响应矩阵K的第一区块行。支撑区块中的第一区块行的上部是位于支撑区块的上部。所产生的支撑区块的整体高度为Q_MAX+L_r-1，不管展开因素Qk，步骤302。

图13表示符元次矩阵B^(a，k)中的支撑区块。每一符元次矩阵，具有每一资源单位的一s^th支撑区块B^(s，k)，步骤304。或者是，行区块b^(k，i)可从A_k矩阵获得或直接插入符元次矩阵B^(s，k)。支撑区块的每一区块行b^(k，i)是从该资源单元A_k矩阵的一区块行获得。来自一符元次区块的矩阵的行是b^(k，x+1)至b^{(k，x+QMAX/QK)}。x来自程序18。

X＝(s-1)*Q_MAX/Q_k    程序18

为一特定的资源单元k，每一次区块包含该资源单元行区块的Q_MAX/Q_k。支撑区块中的第一行的上部在支撑区块的上部。每一后续行是支撑区块中较低的Q_MAX/Q_k码片。

如图13所示，每一符元次区块具有每一资源单元用的支撑区块B^(s，k)。虽然资源单元可被设置为任意次序且依然达成降低的频宽，借由放置以较低展开因素传输的资源单元在每一次矩阵区块的外部，频宽可以被进一步降低。为说明，第一次矩阵的第一支撑的第一行区块为Lr。如果展开因素为16(Q₁＝16)，第一行区块的长度为15+Lr。这些额外的15码片增加整体的频宽。以最后次矩阵的最后支撑的最后行，这依然为真。然而，在某些实施中，频宽中的潜在降低可能不会比重新排列资源单元次序用的增加复杂度重要。

S^th符元次矩阵具有每一资源单元用的一支撑区块，步骤304。因为每一支撑区块具有相同的高度，每一次矩阵具有Q_MAX+Lr-1码片的相同高度每一次矩阵的宽度为M，如程序19。

$M=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{\mathrm{MAX}}/Q_k$ 程序19

第一符元次矩阵是位于系统响应矩阵A的上方右角落。每一后续矩阵沿前一矩阵的侧边且QMAX码片进一步下降。A矩阵的整体高度是N_s*Q_MAX+_Lr-1，而整体宽度为M*N_s。如图13所示，A矩阵的结构大量降低频宽。此外，在导出此降低的频宽A矩阵的复杂度是小的。

在实际的通信站中，由于果度取样及传输或接收差异，A矩阵可以包括数个次矩阵。在使用者设备或在基地台的接收器可以对所接收的向量r取样，以多重码片速率，例如在二或四倍码片速率。此外，可以使用传输或接收差异。对一个使用过度取样及传输/接收差异的系统，A矩阵可以被视为具有来自过度取样及来自该差异的样本的每一组合的一次矩阵。为说明，一接收器可以在产生偶及奇样本的二倍码片速率取样。此接收器也可以在二空间差异天线。天线1及天线2，接收讯号。因此，一偶集合在天线2而一奇集合在天线1，一奇集合在天线1，一偶集合在天线2以及一奇集合在天线2。于此情况中，被接收的讯号可以如程序20所述的模式。

$A=\left[\begin{array}{c}{A}_{1,o}\\ A_{1,e}\\ A_{2,o}\\ A_{2,e}\end{array}\right]$ 程序20

A₁₀对应天线1及偶样本。A_1，S对应至天线1及奇样本。A_2，e对应天线2及偶样本。

在一般情况中，其中多重码片速率取样被使用并使用n天线，A可由程序21形成。

$A=\left[\begin{array}{c}{A}_{\mathrm{1,1}}\\ \·\\ \·\\ \·\\ A_{1,n}\\ \·\\ \·\\ \·\\ A_{m,1}\\ \·\\ \·\\ \·\\ A_{m,n}\end{array}\right]$ 程序21

为降低A矩阵的频宽，每一次矩阵具有其由一种降低频宽的技术所降低的频宽。当A矩阵被使用于数据侦测方法中时，每一次矩阵的降低的频宽降低A矩阵的频宽。

虽然本发明已使用较佳实施例而为说明，已于以下申请专利范围中所指出的本发明范围内的变化对本技术领域的人士而言是很明显的。

Claims (40)

1.一种接收具有不同展开因素的复数个通信讯号的方法，每一通信具有一包含码片的相关码，该方法包括：

为每一通信的每一码片，产生与一脉冲响应回旋的该码片的一向量；

为每一通信，产生包括该码片向量的支撑区块，于一支撑区块中的该码片向量的一数目是基于该通信展开因素；

组合具有符元次矩阵的一系统响应矩阵，每一符元次矩阵包括来自每一通信的一支撑区块；以及

使用该系统响应矩阵侦测该通信的数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该支撑区块中的该码片向量的该数目为被分割成该系统的一最大展开因素的该通信展开因素。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于该码片向量是行向量。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于每一支撑区块的码片中的一高度是一最大展开因素的数目加上该脉冲响应的一长度减1。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于该数据侦测使用一零强迫模式。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于该数据侦测使用一最小均方误差解决方法。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于每一符元次矩阵是该系统响应矩阵中比其它符元次矩阵低一最大展开因素的码片数目。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于该最大展开因素为16。

9.一种使用者设备，用以接收具有不同展开因素的复数个通信讯号，每一通信具有一包含码片的相关码，该使用者设备包括：

为每一通信的每一码片，产生与一脉冲响应回旋的该码片的一向量的装置；

为每一通信，产生包括该码片向量的支撑区块的装置，于一支撑区块中的该码片向量的一数目是基于该通信展开因素；

组合具有符元次矩阵的一系统响应矩阵的装置，每一符元次矩阵包括来自每一通信的一支撑区块；以及

使用该系统响应矩阵侦测该通信的数据的装置。

10.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于该支撑区块中的该码片向量的该数目为被分割成该系统的一最大展开因素的该通信展开因素。

11.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于该码片向量是行向量。

12.如权利要求11所述的使用者设备，其特征在于每一支撑区块的码片中的一高度是一最大展开因素的数目加上该脉冲响应的一长度减1。

13.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于该数据侦测装置使用一零强迫模式。

14.如权利要求9所述的使用者设备，其特征在于该数据侦测装置使用一最小均方误差解决方法。

15.如权利要求11所述的使用者设备，其特征在于每一符元次矩阵是该系统响应矩阵中比其它符元次矩阵低一最大展开因素的码片数目。

16.如权利要求10所述的使用者设备，其特征在于该最大展开因素为16。

17.一种使用者设备，用以接收具有不同展开因素的复数个通信讯号，每一通信具有一包含码片的相关码，该使用者设备包括；

每一通信的每一码片的一建构系统响应区块，用以产生与一脉冲响应回旋的该码片的一向量；

每一通信的一重新排列处理器，用以产生包括该码片向量的支撑区块，于一支撑区块中的该码片向量的一数目是基于该通信展开因素，并用以组合具有符元次矩阵的一系统响应矩阵，每一符元次矩阵包括来自每一通信的一支撑区块；以及

一多使用者侦测器，用以使用该系统响应矩阵的侦测该通信数据。

18.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于该支撑区块中的该码片向量的该数目为被分割成该系统的一最大展开因素的该通信展开因素。

19.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于该码片向量是行向量。

20.如权利要求19所述的使用者设备，其特征在于每一支撑区块的码片中的一高度是一最大展开因素的数目加上该脉冲响应的一长度减1。

21.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于该多使用者侦测器使用一零强迫模式。

22.如权利要求17所述的使用者设备，其特征在于该多使用者侦测器使用一最小均方误差解决方法。

23.如权利要求19所述的使用者设备，其特征在于每一符元次矩阵是该系统响应矩阵中比其它符元次矩阵低一最大展开因素的码片数目。

24.如权利要求18所述的使用者设备，其特征在于该最大展开因素为16。

25.一种基地台，用以接收具有不同展开因素的复数个通信讯号，每一通信具有一包含码片的相关码，该基地台包括：

为每一通信的每一码片，产生与一脉冲响应回旋的该码片的一向量的装置；

为每一通信，产生包括该码片向量的支撑区块的装置，于一支撑区块中的该码片向量的一数目是基于该通信展开因素；

组合具有符元次矩阵的一系统响应矩阵的装置，每一符元次矩阵包括来自每一通信的一支撑区块；以及

使用该系统响应矩阵侦测该通信的数据的装置。

26.如权利要求25所述的基地台，其特征在于该支撑区块中的该码片向量的该数目为被分割成该系统的一最大展开因素之内的该通信展开因素。

27.如权利要求25所述的基地台，其特征在于该码片向量是行向量。

28.如权利要求27所述的基地台，其特征在于每一支撑区块的码片中的一高度是该最大展开因素的数目加上该脉冲响应的一长度减1。

29.如权利要求25所述的基地台，其特征在于该数据侦测装置使用一零强迫模式。

30.如权利要求25所述的基地台，其特征在于该数据侦测装置使用一最小均方误差解决方法。

31.如权利要求27所述的基地台，其特征在于每一符元次矩阵是该系统响应矩阵中比其它次响应矩阵低一最大展开因素的码片数目。

32.如权利要求26所述的基地台，其特征在于该最大展开因素为16。

33.一种基地台，用以接收具有不同展开因素的复数个通信讯号，每一通信具有一包含码片的相关码，该基地台包括：

每一通信的每一码片的一建构系统响应区块，用以产生与一脉冲响应回旋的该码片的一向量；

每一通信的一重新排列处理器，用以产生包括该码片向量的支撑区块，于一支撑区块中的该码片向量的一数目是基于该通信展开因素，并用以组合具有符元次矩阵的一系统响应矩阵，每一符元次矩阵包括来自每一通信的一支撑区块；以及

一多使用者侦测器，用以使用该系统响应矩阵的侦测该通信数据。

34.如权利要求33所述的基地台，其特征在于该支撑区块中的该码片向量的该数目为被分割成该系统的一最大展开因素之内的该通信展开因素。

35.如权利要求33所述的基地台，其特征在于该码片向量是行向量。

36.如权利要求35所述的基地台，其特征在于每一支撑区块的码片中的一高度是一最大展开因素的数目加上该脉冲响应的一长度减1。

37.如权利要求33所述的基地台，其特征在于该多使用者侦测器使用一零强迫模式。

38.如权利要求33所述的基地台，其特征在于该多使用者侦测器使用一最小均方误差解决方法。

39.如权利要求35所述的基地台，其特征在于每一符元次矩阵是该系统响应矩阵中比其它符元次矩阵低一最大展开因素的码片数目。

40.如权利要求34所述的基地台，其特征在于该最大展开因素为16。

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