DE60010289T2 - Verminderung der rechenkomplexität in joint detection - Google Patents

Description

• Hintergrund
• Die Erfindung betrifft allgemein drahtlose Übertragungssysteme. Insbesondere betrifft die Erfindung die Joint Detection mehrerer Benutzersignale in einem drahtlosen Übertragungssystem.
• 1 ist eine Darstellung eines drahtlosen Übertragungssystems 10. Das Übertragungssystem 10 hat Basisstationen 12₁ bis 12₅ , die mit Benutzergeräten (UEs) 14₁ bis 14₃ kommunizieren. Jede Basisstation 121 hat einen zugehörigen Betriebsbereich, in dem sie mit UEs 14₁ bis 14₃ in ihrem Betriebsbereich kommuniziert.
• In manchen Übertragungssystemen, wie etwa Codemultiplex-Vielfachzugriffsystemen (CDMA) und Zeitmultiplexduplexsystemen, die Codemultiplex-Vielfachzugriff einsetzen (TDD/CDMA), werden mehrere Übertragungen über das gleiche Frequenzspektrum gesendet. Diese Übertragungen werden typischerweise durch ihre Chipcodefolgen unterschieden. Um das Frequenzspektrum effizienter zu nutzen, verwenden TDD/CDMA-Übertragungssysteme für die Übertragung sich wiederholende in Zeitschlitze unterteilte Rahmen. Eine in einem derartigen System gesendete Übertragung hat einen oder mehrere zugehörige Chipcodes und Zeitschlitze, die ihr auf der Grundlage der Übertragungsbandbreite zugewiesen werden.
• Da in dem gleichen Frequenzspektrum und zur gleichen Zeit mehrere Übertragungen gesendet werden können, muß ein Empfänger in einem derartigen System zwischen den mehreren Übertragungen unterscheiden können. Ein Ansatz, um derartige Signale zu detektieren, ist das Detektieren einzelner Benutzer. Beim Detektieren einzelner Benutzer detektiert ein Empfänger nur die Übertragung von einem gewünschten Sender, wo bei ein zu dem gewünschten Sender gehöriger Code verwendet wird, und behandelt Signale anderer Sender- als Störung.
• In manchen Situationen ist es wünschenswert, in der Lage zu sein, mehrere Übertragungen gleichzeitig zu detektieren, um die Leistung zu verbessern. Das gleichzeitige Detektieren mehrerer Übertragungen wird als Joint Detection bezeichnet. Manche Joint-Detektor-Vorrichtungen verwenden eine Cholesky-Zerlegung, um eine Detektion mit kleinstem quadratischen Fehler (MMSE) durchzuführen, und Zero-Forcing-Blockentzerrer (ZF-BLEs). Diese Detektoren haben eine hohe Komplexität, die erhebliche Empfängerressourcen erfordert.
• "A Novel and Efficient Solution to Block-Based Joint-Detection using Approximate Cholesky Factorization", Karimi H. et al., IEEE International Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communications, Bd. 3, Seiten 1340–1345, 1998, offenbart ein Verfahren zum Empfangen mehrerer Übertragungen. Es wird durch Konvolvieren von Kanalantworten und Codes der empfangenen Übertragungen eine Matrix gebildet. Unter Verwendung eines genäherten Cholesky-Faktors, um die Matrix und einen empfangenen Vektor zu zerlegen, werden Daten geschätzt.
• Entsprechend ist es wünschenswert, alternative Ansätze für Joint Detection zu haben.
• Zusammenfassung
• Mehrere gesendete Datensignale werden an einem Empfänger empfangen. Der Empfänger mißt eine zu den gesendeten Datensignalen gehörige Kanalantwort. Eine Systemantwort wird bestimmt. Die Systemantwort wird erweitert, so daß sie stückweise orthogonal ist. Die empfangenen Datensignale werden teilweise auf Basis der erweiterten Systemantwort wiedergewonnen.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• 1 ist ein drahtloses Übertragungssystem.
• 2 ist ein vereinfachter Sender und ein Empfänger, die Joint-Detection einsetzen.
• 3 ist eine Darstellung eines Übertragungsbursts.
• 4 ist eine Darstellung einer Joint-Detection mit verringerter Rechenkomplexität.
• Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
• 2 stellt einen vereinfachten Sender 26 und Empfänger 28 dar, die Joint-Detection in einem TDD/CDMA-Übertragungssystem verwenden. In einem typischen System ist in jedem UE 14₁ bis 14₃ ein Sender 26 und in jeder Basisstation 12₁ bis 12₅ sind mehrere Sendeschaltungen 26, die mehrere Übertragungen senden. Eine Basisstation 12₁ benötigt typischerweise mindestens eine Sendeschaltung 26 für jedes aktiv übertragende UE 14₁ bis 14₃ . Der Joint-Detection-Empfänger 28 kann an einer Basisstation 12₁ , den UEs 14₁ bis 14₃ oder beiden sein. Der Joint-Detection-Empfänger 28 empfängt Übertragungen von mehreren Sendern 26 oder Sendeschaltungen 26.
• Jeder Sender 26 sendet Daten über einen drahtlosen Übertragungskanal 30. Ein Datengenerator 32 in dem Sender 26 erzeugt Daten, die über einen Referenzkanal an einen Empfänger 28 übertragen werden sollen. Die Referenzdaten werden auf der Grundlage der Bandbreitenerfordernisse einem oder mehreren Codes und/oder Zeitschlitzen zugewiesen. Eine Einfügungsvorrichtung 34 für Spreiz- und Trainingssequenzen spreizt die Referenzkanaldaten und macht die gespreizten Referenzdaten in den richtigen zugewiesenen Zeitschlitzen und Codes mit einer Trainingssequenz zeitgemultiplext. Die sich ergebende Sequenz wird als Übertragungsburst bezeichnet. Der Übertragungsburst wird von einem Modulator 36 auf eine Funkfrequenz moduliert. Eine Antenne 38 strahlt das HF-Signal über den drahtlosen Funkkanal 30 an eine Antenne 40 des Empfängers 28. Die Art der für die gesendete Übertragung verwendeten Modulation kann jede sein, die Fachleuten bekannt ist, wie etwa direkte Phasenumtastung (DSPK) oder Quadraturphasenumtastung (QPSK).
• Ein typischer Übertragungsburst 16 hat, wie in 3 gezeigt, eine Midamble 20, eine Schutzzeit 18 und zwei Datenbursts 22, 24. Die Midamble 20 trennt die zwei Datenbursts 22, 24, und die Schutzzeit 18 trennt die Übertragungsbursts, um die Differenz zwischen Ankunftszeiten von Bursts zu ermöglichen, die von verschiedenen Sendern gesendet werden. Die zwei Datenbursts 22, 24 enthalten die Daten des Übertragungsbursts und haben typischerweise die gleiche Zeichenlänge.
• Die Antenne 40 des Empfängers 28 empfängt verschiedene Funkfrequenzsignale. Die empfangenen Signale werden von einem Demodulator 42 demoduliert, um ein Basisbandsignal zu erzeugen. Das Basisbandsignal wird zum Beispiel durch eine Kanalschätzvorrichtung 44 und eine Joint-Detection-Vorrichtung 46 in den Zeitschlitzen und mit den richtigen Codes, die Übertragungsbursts der entsprechenden Sender 26 zugewiesen sind, verarbeitet. Die Kanalschätzvorrichtung 44 verwendet die Trainingssequenzkomponente in dem Basisbandsignal, um Kanalinformationen, wie etwa Kanalimpulsantworten, bereitzustellen. Die Kanalinformationen werden von der Joint-Detection-Vorrichtung 46 verwendet, um die gesendeten Daten der empfangenen Übertragungsbursts als weiche Zeichen zu berechnen.
• Die Joint-Detection-Vorrichtung 46 verwendet die von der Kanalschätzvorrichtung 44 bereitgestellten Kanalinformationen und die bekannten von den Sendern 26 verwendeten Spreizcodes, um die Daten der verschiedenen empfangenen Übertragungsbursts zu berechnen. Obwohl Joint-Detection in Verbindung mit einem TDD-CDMA-Übertragungssystem beschrieben wird, ist der gleiche Ansatz auf andere Übertragungssysteme, wie etwa CDMA, anwendbar.
• Ein Ansatz für Joint-Detection in einem bestimmten Zeitschlitz in einem TDD/CDMA-System ist in 4 dargestellt. In dem bestimmten Zeitschlitz wird eine Anzahl von Übertragungsbursts, wie etwa K Übertragungsbursts, einander überlagert. Die K Bursts können von K verschiedenen Sendern sein. Wenn gewisse Sender in dem bestimmten Zeitschlitz meh rere Codes verwenden, können die K Bursts von weniger als K Sendern sein.
• Jeder Datenburst 22, 24 des Übertragungsbursts 16 hat eine vordefinierte Anzahl gesendeter Zeichen, wie etwa N_S. Jedes Zeichen wird unter Verwendung einer vorbestimmten Anzahl von Chips des Spreizcodes gesendet, welche der Spreizfaktor (SF) ist. In einem typischen TDD-Übertragungssystem hat jede Basisstation 12₁ bis 12₅ einen zugehörigen Scramblingcode, der mit ihren Übertragungsdaten gemischt ist. Der Scramblingcode unterscheidet die Basisstationen voneinander. Typischerweise beeinflußt der Scramblingcode den Spreizfaktor nicht. Obwohl die Begriffe Spreizcode und Faktor hier im weiteren für Systeme verwendet werden, die Scrambingcodes verwenden, ist der Spreizcode im folgenden die Kombination aus Scrambling- und Spreizcodes. Jeder Datenburst 22, 24 hat N_S × SF Chips.
• Die Joint-Detection-Vorrichtung 46 berechnet den Wert, mit dem jedes Datenburstzeichen ursprünglich gesendet wurde. Gleichung 1 wird verwendet, um die unbekannten gesendeten Zeichen zu bestimmen.
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• In Gleichung 1 sind die bekannten empfangenen kombinierten Chips r ein Produkt der Systemantwort A und den unbekannten gesendeten Zeichen d. Der Term n stellt das Rauschen in dem drahtlosen Funkkanal dar.
• Für K Datenbursts ist die Anzahl der wiederzugewinnenden Datenburstzeichen N_S × K. Für Analysezwecke werden die unbekannten Datenburstzeichen in einer Spaltenmatrix d angeordnet. Die d-Matrix hat Spaltenblöcke d ₁ bis d _Ns aus unbekannten Datenzeichen. Jeder Datenzeichnblock d _i hat das i-te unbekannte gesendete Datenzeichen in jedem der K Datenbursts. Als ein Ergebnis hat jeder Spaltenblock d _i K unbekannte gesendete Symbole aufeinander gestapelt. Die Blöcke sind ebenfalls in einer Spalte aufeinander gestapelt, so daß d ₁ über d ₂ ist und so weiter.
• Die Joint-Detection-Vorrichtung 46 empfängt während des Empfangs einen Wert für jeden Chip. Jeder empfangene Chip ist eine Zusammensetzung aus allen K Übertragungsbursts. Für Analysezwecke werden die zusammengesetzten Chips in einer Spaltenmatrix r angeordnet. Die Matrix r hat einen Wert aus jedem zusammengesetzten Chip, insgesamt N_S × SF Chips.
• A ist die Systemantwortmatrix. Die Systemantwortmatrix A wird durch Konvolvieren der Impulsantworten mit jedem Übertragungsburstchipcode gebildet. Das konvolvierte Ergebnis wird neu angeordnet, um die Systemantwortmatrix A zu bilden (Schritt 48).
• Die Joint-Detection-Vorrichtung 46 empfängt die Kanalimpulsantwort h _i für jeden i-ten der K Übertragungsbursts von der Kanalschätzvorrichtung 44. Jedes h _i hat eine Chiplänge W. Die Joint-Detection-Vorrichtung konvolviert die Kanalimpulsantworten mit den bekannten Spreizcodes der K Übertragungsbursts, um die Zeichenantworten s ₁ bis s _K der K Übertragungsbursts zu bestimmen. Ein gemeinsamer Unterblock S, der allen Zeichenantworten gemeinsam ist, hat die Länge K × (SF + W – 1).
• Die A-Matrix ist so angeordnet, daß sie Ns Blöcke B₁ bis B_Ns hat. Jeder Block hat alle Zeichenantworten s ₁ bis s _K so angeordnet, um mit dem entsprechenden unbekannten Datenblock in der d-Matrix d ₁ bis d _Ns multipliziert zu werden.
• Zum Beispiel wird d ₁ mit B₁ multipliziert. Die Zeichenantworten s ₁ bis s _K bilden eine Spalte in jeder Blockmatrix B_i, wobei der Rest des Blocks mit Nullen aufgefüllt ist. In dem ersten Block B₁ beginnt die Zeichenantwortreihe in der ersten Reihe. In dem zweiten Block ist die Zeichenantwortreihe SF Reihen tiefer in dem Block und so weiter. Als ein Ergebnis hat jeder Block eine Breite K und eine Höhe Ns × SF.
• Gleichung 2 stellt eine A-Blockmatrix dar, die die Blockpartitionen zeigt.
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• Die n-Matrix hat einen Rauschwert, der jedem empfangenen kombinierten Chip entspricht, was insgesamt Ns × SF Chips ergibt. Für Analysezwecke ist die n-Matrix implizit in der empfangenen kombinierten Chipmatrix r.
• Unter Verwendung der Blocknotation kann Gleichung 1 neu geschrieben werden als Gleichung 3.
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• Unter Verwendung einer verrauschten Version der r-Matrix kann der Wert für jedes unbekannte Zeichen durch Lösen der Gleichung bestimmt werden. Jedoch erfordert ein brachialer Ansatz für die Lösung von Gleichung 1 eine aufwendige Verarbeitung.
• Um die Verarbeitung zu verringern, wird die Systemantwortmatrix A neu partitioniert. Jeder Block B_i wird in Ns Blöcke mit einer Breite von K und einer Höhe von SF unterteilt. Diese neuen Blöcke werden als A₁ bis A_L und 0 bezeichnet. L ist die Länge des gemeinsamen Trägers S, gemäß Gleichung 4 geteilt durch die Höhe der neuen Blöcke A₁ bis A_L.
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• Die Blöcke A₁ bis A_L werden durch Träger s ₁ bis s _K und den gemeinsamen Träger bestimmt. Ein 0-Block ist ein Block mit lauter Nullen. Eine neu partitionierte Matrix für ein System mit W von 57 und SF von 16 und einem L von 5 ist in Gleichung 5 gezeigt.
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• Um die Komplexität der Matrix zu verringern, wird ein Ansatz zur stückweisen Orthogonalisierung verwendet. Jeder der Blöcke B_i, wobei i gleich L oder größer ist, ist nicht orthogonal zu jedem der vorhergehenden L Blöcke und orthogonal zu jedem Block, der um mehr als L vorangeht. Jede 0 in der neu partitionierten A-Matrix ist ein Block aus lauter Nullen. Als ein Ergebnis wird die Matrix A, um eine stückweise Orthogonalisierung zu verwenden, erweitert (Schritt 50).
• Die A-Matrix wird erweitert, indem sie rechts von jedem Block der A-Matrix mit L–1 Nullblöcken aufgefüllt wird und jede Reihe in der A-Matrix um ihre Zeilennummer weniger eins verschoben wird. Um dies für den A1-Block in Reihe 2 von 2 darzustellen, werden zwischen A2 und A1 in Reihe 2 vier (L–1) Nullen eingefügt. Außerdem wird der Block A1 (ebenso wie A2) um eine Spalte (Reihe 2-1) nach rechts verschoben. Als Ergebnis wird die Gleichung 5 nach der Erweiterung zu Gleichung 6.
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• Um die erweiterte A-Matrix aufzunehmen, muß die d-Matrix ebenfalls zu d _exp erweitert werden. Jeder Block d ₁ bis d _Ns wird zu einem neuen Block d _exp1 bis d _expNs erweitert. Jeder erweiterte Block d _exp1 bis d _expNs wird durch L-maliges Wiederholen des ursprünglichen Blocks gebildet. Zum Beispiel würde für d _exp1 eine erste Blockreihe mit L Versionen von d1 erzeugt, wobei eine unter die andere gestapelt ist.
• Als ein Ergebnis kann Gleichung 1 als Gleichung 7 umgeschrieben werden.

  
• Gleichung 7 kann gemäß Gleichung 8 umgeschrieben werden, um jede B_expi orthogonal in L Partitionen U_j ^(I) mit j = 1 bis L zu zerlegen.
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• Um die Rechenkomplexität zu verringern, wird eine QR-Zerlegung der A_exp-Matrix durchgeführt (Schritt 52). Gleichung 9 stellt die QR-Zerlegung von A_exp dar.
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• Aufgrund der orthogonalen Partitionierung von A_exp ist die QR-Zerlegung von A_exp weniger komplex. Die sich ergebenden Q_exp- und R_exp-Matrizen sind periodisch mit einem transienten Anfang, der sich über L Blöcke erstreckt. Entsprechend können Q_exp und R_exp durch Berechnen des transienten Anfangs und eine Periode des periodischen Teils bestimmt werden. Außerdem wird der periodische Teil der Matrizen durch Orthogonalisieren von A₁ bis A_L wirksam bestimmt. Ein Ansatz für die QR-Zerlegung ist eine Orthogonalisierung nach Gramm-Schmidt.
• Um A_exp wie in Gleichung 6 zu orthogonalisieren, wird B_exp1 orthogonalisiert, indem jede ihrer orthogonalen Partitionen {U_j ⁽ⁱ⁾}, j = 1...L unabhängig orthogonalisiert wird. Jedes {A_j}, j = 1...L, wird unabhängig orthogonalisiert, und die Reihe wird geeignet mit Nullen aufgefüllt. {Q_j} sind die orthonormalen Reihen, die durch Orthogonalisieren von {U_j ⁽ⁱ⁾} erhalten werden. Um B_exp2 zu bestimmen, muß sein U₁ ⁽²⁾ nur relativ zu Q₂ des vorher gebildeten B_exp1 orthogonalisiert werden. U₂ ⁽²⁾, U₃ ⁽²⁾, U₄ ⁽²⁾ und brauchen jeweils nur relativ zu Q₃, Q₄ und Q₅ orthogonalisiert werden. U₅ ⁽²⁾ muß zu allen vorhergehenden Qs orthogonalisiert werden, und sein orhtogonalisiertes Ergebnis ist einfach eine verschobene Version von Q₅, das beim Orthogonalisieren von B_exp1 erhalten wurde.
• Während die Orthogonalisierung über den transienten Anfang hinaus fortgesetzt wird, taucht eine Periodizität auf, die wie folgt zusammengefaßt werden kann. Das Orthogonalisierungsergebnis B_expi, i ≥ 6, kann einfach durch eine periodische Erweiterung des Ergebnisses der Orthogonalisierung von B_exp5 erhalten werden.
• Die Orthogonalisierung von B_exp5 wird wie folgt erreicht. Ihr Q₅ wird durch Orthogonalisieren von A₅ und dann Auffüllen mit Nullen erreicht. Ihr Q₄ wird durch Orthogonalisieren des Trägers von Q₅ und A₄ [sup(Q₅)A₄] und dann Auffüllen mit Nullen erreicht. Da sup(Q₅) bereits eine orthogonale Reihe ist, braucht nur A₄ relativ zu sup(Q₅) und sich selbst orthogonalisiert werden. Ihr Q₃ wird durch Orthogonalisieren von [sup(Q₅)sup(Q₄)A₃] und dann Auffüllen mit Nul len erhalten. Ihr Q₂ wird durch Orthogonalisieren von [sup(Q₅)sup(Q₄)sup(Q₃)A₂] und dann Auffüllen mit Nullen erhalten. Ihr Q₁ wird durch Orthogonalisieren von [sup(Q₅)sup(Q₄)sup(Q₃)sup(Q₂)A₁] und dann Auffüllen mit Nullen erhalten. Abgesehen von dem transienten Anfang kann die gesamte A_exp effizient orthogonalisiert werden, indem lediglich A_p entsprechend Gleichung 10 orthogonalisiert wird.
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• Durch effizientes Orthogonalisieren des periodischen Teils von A_exp, indem lediglich A_p verwendet wird, wird Recheneffizienz erzielt. Unter Verwendung einer kompakteren Schreibweise Q_i ^s für sup(Qi) führt diese Orthogonalisierung zu der orthonormalen Matrix Q_p von Gleichung 11.
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• Der periodische Teil von Q_exp ist gemäß Gleichung 12.
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• Um die obere Dreiecksmatrix R_exp aufzubauen, hat <A_i>_j eine Blockgröße von K × K, was die Projektionen jeder Spalte A_i auf alle Spalten von Q_j ^s darstellt. Zum Beispiel stellt die erste Spalte von <A₄>₅ die Projektionen der ersten Spalte von A₄ auf jede der K Spalten von Q₅ ^s dar. Ebenso stellt <A₄>₄ die Projektionen der ersten Spalte von A₄ auf jede der K Spalten von Q₄ ^s dar. Dieser Block wird jedoch ein oberes Dreieck sein, weil die k-te Spalte von A₄ zu dem Raum gehört, der von den orthonormalen Vektoren von Q₅ ^s und den ersten k Vektoren von Q₄ ^s aufgespannt wird. Dieser Block ist auch orthogonal zu in Q₄ ^s nachfolgenden Vektoren, was zu einem oberen Dreieck <A₄>₄ führt . Jedes <A_i>_j mit i = j wird ein oberes Dreieck sein. Um andere Blöcke zu orthogonalisieren, ergibt sich das Folgende.
• Der erste Block B_exp5, nämlich U₁ ⁽⁵⁾ wird durch eine Linearkombination aus {Q_j ^s}, j = 1...5 gebildet, wobei die Koeffizienten durch <A₁>_j, j = 1...5, gegeben sind. Der zweite Block U₂ ⁽⁵⁾ wird durch eine Linearkombination aus {Q_j ^s}, j = 2...5 gebildet, wobei die Koeffizienten durch <A₂>_j, j = 2...5, gegeben sind. Der dritte Block U₃ ⁽⁵⁾ wird durch eine Linearkombination aus {Q_j ^s}, j = 3...5 gebildet, wobei die Koeffizienten durch <A₂>_j, j = 3...5, gegeben sind. Der vierte Block U₄ ⁽⁵⁾ wird durch eine Linearkombination aus {Q_j ^s}, j = 4, 5 gebildet, wobei die Koeffizienten durch <A₂>_j, j = 4, 5, gegeben sind. Der fünfte Block U₅ ⁽⁵⁾ wird durch Q₅ ^s × <A₅>₅ gebildet.
• Entsprechend sind die Koeffizienten in der Erweiterung der nachfolgenden B_expi, i ≥ 6, einfach periodische Erweiterungen des obigen. Da die R_exp-Einträge während der Or thogonalisierung von A_exp berechnet werden, sind keine zusätzlichen Berechnungen erforderlich, um R_exp aufzubauen. Wenn man den transienten Anfang außer Acht läßt, ist der Rest von R_exp periodisch, und zwei Perioden davon sind in Gleichung 13 gezeigt.
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• Der Ansatz der kleinsten Quadrate zum Lösen von Q_exp und R_exp ist in Gleichung 14 gezeigt.
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• Durch Vormultiplizieren beider Seiten von Gleichung 14 mit der Transponierten von Q_exp, Q T / exp, und unter Verwendung von Q T / exp·Q_exp =

  

  wird Gleichung 14 zu Gleichung 15.
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• Gleichung 15 stellt ein dreieckiges System dar, dessen Lösung auch das LS-Problem von Gleichung 14 löst.
• Aufgrund der Erweiterung wird die Anzahl der Unbekannten um einen Faktor L erhöht. Da die Unbekannten mit einem Faktor von L wiederholt werden, können die wiederholten Unbekannten, um die Komplexität zu verringern, gesammelt werden, um das System zu kollabieren. R_exp wird unter Verwendung von L Koeffizientenblöcken CF₁ bis CF_L kollabiert, von denen jeder eine Breite und eine Höhe von K hat. Für ein System mit einem L von 5 können CF₁ bis CF₅ gemäß Gleichung 16 bestimmt werden.
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• Das Kollabieren von R_exp unter Verwendung der Koeffizientenblöcke erzeugt einen Cholesky-artigen Faktor Ĝ (Schritt 54). Das Durchführen analoger Operationen auf der rechten Seite von Gleichung 15 führt zu einem System mit oberem Dreiecksband mit einer Höhe und Breite von K × Ns wie in Gleichung 17.
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• Tr₁ bis Tr₄ sind die transienten Terme und ȓ. Durch Lösen des oberen Dreiecks durch Rücksubstitution kann die Gleichung 17 gelöst werden, um d zu bestimmen (Schritt 56). Als ein Ergebnis werden die gesendeten Datenzeichen der K Datenbursts bestimmt.
• Unter Verwendung der stückweisen Orthogonalisierung und QR-Zerlegung wird die Komplexität der Lösung des Problems der kleinsten Quadrate im Vergleich zu einer Cholesky-Band-Zerlegung um einen Faktor 6,5 verringert.

Claims (22)

1. Zur Verwendung bei einem Empfänger vorgesehenes Verfahren zur Wiedergewinnung von Daten aus mehreren in einem Übertragungssystem gesendeten Datensignalen, mit den Schritten: Empfangen der mehreren gesendeten Signale am Empfänger und Messen einer zu den gesendeten Datensignalen gehörigen Kanalantwort; Bestimmen einer Systemantwort, zum Teil auf der Grundlage der Kanalantwort (48); gekennzeichnet durch: Erweitern der Systemantwort, um sie stückweise orthogonal (50) zu machen; und Wiedergewinnen von Daten aus den empfangenen Datensignalen, zum Teil auf der Grundlage der erweiterten Systemantworten (52, 54, 56).
2. Verfahren nach Anspruch 1, angepaßt zum Bestimmen der Systemantwort durch Konvolvieren der den gesendeten Datensignalen zugehörigen Chipcodes mit der Kanalantwort.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Systemantwort um eine Systemantwortmatrix handelt, ferner aufweisend das Aufteilen der Systemantwortmatrix in Spaltenblöcke, bevor die Systemantwortmatrix erweitert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Erweitern dadurch erfolgt, daß die Spaltenblöcke mit Nullen aufgefüllt werden, so daß jeder Block orthogonal ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei SF ein zu den Datensignalen gehöriger Spreizfaktor ist und W eine zur Kanalantwort gehörige Chiplänge ist, und die Blöcke L Spalten enthalten, wobei L gleich

   

   ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt der QR-Zerlegung der erweiterten Systemantwort (52).
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die QR-Zerlegung durch Orthogonalisierung nach Gramm-Schmitt erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 3, ferner mit dem Schritt des Austauschens von Elementen eines Spaltenblocks gegen Unterblöcke vor dem Schritt des Erweiterns.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Unterblöcke dieselbe Breite wie die Spaltenblöcke haben und eine Höhe haben, die mit einer Länge einer Symbolantwort und einer Unterstützung der Symbolantwort zusammenhängt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, ferner aufweisend die QR-Zerlegung der Systemantwortmatrix und das Orthogonalisieren eines periodischen Abschnitts einer Q-Matrix durch Orthogonalisieren der Unterblöcke.
11. Verfahren nach Anspruch 10, ferner aufweisend das Orthogonalisieren eines periodischen Abschnitts einer R-Matrix, zum Teil auf der Grundlage der zur Q-Matrix gehörigen orthogonalisierten Unterblöcke.
12. Verfahren nach Anspruch 6, wobei sich aus der Q-Zerlegung eine Q-Matrix und eine R-Matrix ergeben, jeweils mit einem anfänglichen transienten und einem periodischen Abschnitt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, ferner aufweisend den Schritt des Kollabierens der R-Matrix durch Austauschen von Elementen in der R-Matrix gegen Koeffizientenblöcke.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die R-Matrix mit Koeffizientenblöcken ein Cholesky-artiger Faktor (54) ist.
15. Eine Joint-Detection-Vorrichtung zur Verwendung in einem Empfänger, der mehrere Datensignale empfängt, wobei die Joint-Detection-Vorrichtung aufweist: eine Einrichtung (46) zum Bestimmen einer Systemantwort, zum Teil auf der Grundlage einer gemessenen Kanalantwort; dadurch gekennzeichnet, daß die Joint-Detection-Vorrichtung aufweist: eine Einrichtung (46) zum Erweitern der Systemantwort, um sie stückweise orthogonal zu machen; und eine Einrichtung zum Wiedergewinnen von Daten aus den empfangenen Datensignalen, zum Teil auf der Grundlage der erweiterten Systemantwort.
16. Empfänger zum Empfangen mehrerer gesendeter Datensignale in einem Übertragungssystem, wobei der Empfänger aufweist: eine Antenne (40) zum Empfangen der gesendeten Datensignale; eine Kanalschätzvorrichtung (Channel Estimator) (44) zum Bestimmen einer Kanalantwort für jedes empfangene Datensignal; dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger aufweist: eine Joint-Detection-Vorrichtung (46) nach Anspruch 15 mit einem Eingang, der zum Empfang der Kanalantworten und der empfangenen Datensignale konfiguriert ist.
17. Empfänger nach Anspruch 16 zur Verwendung in einem TDD-(Time-Division-Duplex)-System mit CDMA-(Code-Division-Multiple-Access)-Übertragung.
18. Empfänger nach Anspruch 17, angepaßt zum Empfangen der gesendeten Datensignale, wobei jedes einen zugehörigen Chipcode aufweist und in einem gemeinsamen Frequenzspektrum gesendet wird, ferner angepaßt zum Bestimmen der Systemantwort durch Konvolvieren der zugehörigen Chipcodes mit der Kanalantwort.
19. Empfänger nach Anspruch 17, wobei die Kanalschätzvorrichtung (44) die Kanalantwort unter Verwendung einer zu den Datensignalen gehörigen empfangenen Trainingssequenz mißt.
20. Empfänger nach Anspruch 16, wobei die Systemantwort eine Systemantwortmatrix ist, ferner aufweisend das Aufteilen der Systemantwortmatrix in Spaltenblöcke, bevor die Systemantwortmatrix erweitert wird.
21. Empfänger nach Anspruch 20, wobei das Erweitern durch Auffüllen der Spaltenblöcke mit Nullen erfolgt, so daß jeder Spaltenblock orthogonal ist.
22. Empfänger nach Anspruch 20, wobei SF ein zu den Datensignalen gehöriger Spreizfaktor ist und W eine zur Kanalantwort gehörige Chiplänge ist, und die Blöcke L Spalten enthalten, wobei L gleich

    

    ist.