TWI317214B - Data detection for codes with non-uniform spreading factors - Google Patents

Description

1317214 \sL1W· 替換頁 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大致有關無線分碼多重存取通信系統。特別是， =發明係有關具非統-展翻素於該系統中之通信之資料價 【先前技術】 分碼多重存取(CDMA)通信系統中，多重通信可以共 ，同時被傳送’各雌储由时傳麵通信之該碼來進行識 且使用碼片碼來展開通信資料符號，而被用來傳輸特殊 儿之片碼數係稱為展頻因素。為了說明，針對展頻因素π， ii6片乂瑪係被用來傳輸一符號。典型之展頻因素(SF)係為分 夺雙工/为碼多重存取通信系統中之16、8、4、2及1。 ㈣^圭使用共享頻譜之某些分瑪多重存取通信系 ，，被時間分割為具有—歡數時間槽之訊框，如^ 此f系祕_為齡分够重存取/分時多重存3 睹門播1^系統。限制上行鍵路通信及下行鏈路通信為特殊 時遏槽之一該系統，係為分時雙工通信(TDD)系統。 伯、ρΛ收 =#送於共糊譜内之Μ通信之—方法係為聯入 你Ϊ &偵測中，係一起決定來自多重通信之資料。聯‘ 已知或所決定之多重通信碼，並估計該多重通: ^ ϋτ ^合_ &之某些典型實施使用零強制塊線性等化 !(3F_BLE)、Cholesky或近似Ch〇lesky分解或快速傅』^ 這些實施通常被設計用於所有具有相同展頻因

^ ’，同時處理具有㈣展_素之通信 季J 吕，為一疑難的問題。 寻糸統而 因而，非常期望可以在聯合偵測中操作不同展頻因素。 1317214 日修正 -2Λ 【發明内容】 一接收複數個通信信號，各通信信號具有一相關碼 ，至少 -個通信錢具有不触綱素，侧韻具魏碼期間。總 系統響應矩耗具魏塊，各區塊具有長度M之—尺寸及部 分基於M及各通信之展頻因素之長度之另-尺寸，Μ係基於 乳碼期間。複數個所·通信信號之㈣係制建構系統響應 矩障來接收。 【實施方式】 本發明實施例一般可用於任何分碼多重存取通信系統 中，例如分時雙工/分碼多重存取(TTD/CDMA)、分時多重存 取/分碼多重存取(TDMA/CDMA)或分頻雙工/分碼多重存取 〇FDD/CDMA)im贼纟鋪麵㈣統。 第一圖為非統一展頻因素通信系統之一實施例。第一圓 係顯不一發送器2〇及一接收器22。發送器2〇可設置在一使 用者設備，或多個發送器20可被放置於基地台。雖然接收器 22之較佳使用於基地台處以接收上行鏈路通信，但接收器u 可設置於使用者設備或基地台或二者兼可。 將被傳送至接收器22之資料符號，係藉由發送器2〇處 之调變及展頻裝置24來處理。調變及展頻裝置24可展 碼及位於被指派至載運資料之通信之展頻因素處之資料。該通 信係藉由天線26或發送器20之天線陣列透過無線電介面' 來發射。 接收器22處，可能與其他發送器之通信一起之通信，係 .1317214 ———— 年月日修正 被接收於天線30或發送器20之天線陣列。該被^|^|號%被 取樣裝置32以如片碼速率或多重片碼速率採集藉以製造被接 收向量t。該被接收向量係被通道估計裝置36處理，藉以估計 被接收信號之通道脈衝響應。通道估計裝置36可使用被接收 信號中之訓練序列，引示信號或另外技術來估計該脈衝響應。 非統一展頻因素資料偵測裝置34係使用被接收通信及被估計 脈衝響應之碼來估計展開資料之軟符號g。 具非統一展頻因素碼之資料偵測係被描繪於第二及第三 圖且被以流程圖說明於第四圖。K數目之通信係於觀察區間被 傳輸。分時雙工通信/分碼多重存取(TDD/CDMA)通信系統 中’觀察區間通常為通信叢發之一資料攔。然而，分時雙工通 信/分碼多重存取(TDD/CDMA)通信系統及其他分碼多重存取 通信系統中，如亂碼期間之其他大小之觀察區間亦可被使用。 組合被接收K通信之樣本係於觀察區間被收集為被接收 向量?：。c之片碼長度係為各通信觀察區間中被傳輸之片碼數 Nc加上通道脈衝響應長度w減去1，（^+冒―丨）。 被傳輸之K通信之第k個<)通信可被表示為/)。各符 號之符號邊界内之第i個(Ith)片碼係被定義為xf且被表示為方 程式1 〇 N(sk) ^ 方程式1 吧為觀察區間中第k個(kth)通信之符號數，為e符號 之第η個(IIth)符號之符號值。/^為第η個(nth)符號邊界内第k 個(k )通信之碼序列部分(产)於第η個(η*)符號邊界外為零）。 7 切 7214 ,(»，*)故 方兹少，、丄固0 )片碼外，為零）。 工可#觀射㈣2之輯方程式。 > = y(k)^{k) 方程式2 〆⑻之 第n 二通信k且具有确及Ne列之展頻矩陣 w片碼做_衝響應…㊇為 之，被接收向量，之貢獻係訊’通信， nssl j=l 以矩陣型式，方程式3係被表示為方程式4。 r{k) =JJ^k) y{k)^{k) ~ 方程式4

列。H(k)之第應且具有风欄及(Ne+W-D 第奶攔之第-成道脈衝響鮮）。支援η⑻之 針對各通信^統傳輪矩陣A⑻爾齡為方程式 财係為該攔之第i個(沪)成份 5 ° A(k) _ 方程式5 第二圖為系統響應矩陣A(k) 資料符號。結果，該矩陣呈右”圖之各攔係對應通信之- 份之區塊b(〜非零成份數攔。各第i Λ欄具有非零成 係藉由杨叫_")通信之展頻因 8 1317214 、、Qk曰及脈衝_長度w減WQk+w-1)。最—J 於襴最上方之一區塊!^。針對後續欄，區塊啟動矩陣下方 片碼。片碼中矩陣最終全長為(Nc+W—1)。 k t總系統傳輸矩陣可藉由結合各通信系統響應矩陣A〇〇 形成，如表示為方程式6。 Α=[ΑΆ ’ ’a〇q] 方程式 6 然m轉應鱗A會具有極大的織。為了降低 矩陣頻寬，具有被重新排列之方程46之矩陣攔位之成群區塊 透普利(block banded toeplitz)矩陣係被建構。 矩陣區塊高度(Μ + W—l)係基於亂碼期間。許多通俨系 統中，特定片碼數之亂碼係重複。為說明分時多重存取碼 多重存取通信系統’爲L碼重複於16片碼之後⑽二⑹。 K通信之最大展頻碼或通信系統之最大展柄被稱為 Qmax。為了說明，典型分時多重存取/分碼多重存取通信系統 具有16之最大展_素，且該系統中之接收器係接收且有* 及8之展頻因素之通信。該系統中，Qmax可為16(系狀最大 值)或8(被接收通信之最大值）。 若亂碼期間不是Qmax整數倍數’則該其間之倍數可取代 Μ被用來建構區塊。為了說明’若Q_^ 16且其間為％， 則期間三倍(48片碼)可被使用，因為其可被10及Μ偶數整除。 最初，來自A⑴，Α(2)，...·Α㈤之襴係基於各k通信之展 頻因素而被選擇來建構A矩陣。如第三圖所示’針對A矩陣 之第一欄，A⑴第一攔之M/Q4被選擇。使用第二κ矩陣a(2)， 9 1317214 歸^2係被選擇。此程序係被重複用於其他κ矩陣， Α(3) ’ ...·Α(Κ)。所有Κ鱗第一欄成為總系統響應矩陣中之超 級欄，A，具有若干攔SC ’表示為方程式7，（步驟1〇〇)。 SC=SM/a 方裎式7 第二超級攔係以藉由選擇A(1)，A(2)，.."a(k)矩陣中之下 一欄之相同方式來建構。其他超級攔係以相同方式來建構。下 雖然此說明從數字階之矩陣A(1)，a(2)，.· AW來選擇 但矩陣階係可改變。賴魏單元可以任何階制而= 可達成 降低之，但藉由放置被以最低展_素傳輸之:#源單元於 各區塊外部’頻寬可進-步被降低。然而，某些實施例中畐 寬降低之潛在性不會超過魏排序κ通信所增加之複雜性。 ，，各超級欄係被區分為具有]^列之區塊，如方程式8所示， Β1 Ο ... Ο 〇 ：Β, . I ] Α=

Bl ： \ Ο ； 方程式8 Ο Bl ·. Β, Ο ·: 〇 ... ； Βχ Ο \ Bl \ ο ο ··· ο bl 之 式9 :方程式8 _，各接義之轉成分係為矩 M列(一區塊）。各攔之非零區塊數係為j^龙 ^ 9。 、铍表不為方程 L =

M + W-l ~~M 方程式9 1317214 資料偵測可被模製成方程式10 :A.d + 方程式10 沒為雜訊向里。對方程式10之強迫零（zero-forcing)解係 被表示為方程式11及12。 a =Rc? r=aha 方程式11 方程式12 (· )H為複雜共扼轉置矩陣操作(Hermetian)。 對方程式10之最小平方誤差解被表示為方程式13及14。 R=AhA+ σ2Ι 方程式13 方程式14 (72為雜訊變異，Ϊ為單位矩陣。 為了以暴力法(brute force appr〇ach)解方程式】】或13，需 =之反矩陣R.|。方程式8之A矩陣，方程式12或Μ 矩陣結構係被表示為方程式15。 ^ Λ R3 R： 0 0 R 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 L~\ 〇 0及 〇 0丨 ο 0 ο 0 ο 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 及2 0 0 0 Ri r2 Rs 0 0 < R〇 R' 0 R〇 Λ Rs rl—' < Λ r2 r3 < 及f R, r2 0 < Ry 0 0 RU < 11 1317214 方程式15 如方私式15所示，R轉係為成群區塊透普利⑼〇也 banded toeplitz)。結果，解方程式u或13求^係可使用區塊 Cholesky或近似Cholesky分解而立即被實施，（步驟1〇4)。可 選擇地，使用方程式9之R矩陣，區塊快速傅利葉轉換法係 可被用來求^[解，（步驟1〇4)。 【圖式簡單說明】 第一圖為非統一展頻因素通信系統之一實施例。 第二圖為第k個(β)通信之系統響應矩陣圖。 第三圖為建構總系統響應矩陣圖。 第四圖為偵測來自具非統一展頻因素之通信之資料的流程圖 【主要元件符號說明】 2〇 發送器 22接收器 24調變及展頻裝置 26 天線 28無線電介面 3〇 天線 32取樣裝置 34非統—展頻因素資料偵測裝置 通遒估計裝置 36

Claims (1)

1317214 曰，正替换頁丨 申請專利範園： 仁用展頻因素同時估計被傳送於一展開頻譜通 仏糸統之資料之方法，該方法包含： 接收複數通信信號，各該通信信號具有一相 至 信信號具有—不同展頻因素，該相關碼係具有一 建構具有複數超級攔之—總系統響應 系統矩陣的部分而得，各= :於-先刖超級欄馗列，其中Μ至少為該亂碼期間；以 及 使用該總系轉應鱗絲計該接收之複數 號之資料。 〜1»15 請專利範圍第4之方法，其中Μ為該亂 3·如申請專利範圍第1 1 -倍數。 W項之方法’其中Μ為該亂碼期間之 4.如申請專利細第1項之方法，其中該總系統響應矩陣係 為A ’職資料料係制強迫轉巾之αΗα。 5·如申請專利細第1項之方法，其中該總系統響應矩陣係 為Α而該負料估計係使用一最小平方誤差解中之々Η a 切21 ’其中σ2為-雜訊變異，且I為-單位矩陣。 6.種使用者設備，包含： 接收複數通信信號之裝置，各該通信信號具有—相關 碼’至少二該驗信號財—不腿麵素，該 具有一亂碼期間； 1糸 13 1317214 ▲…一 I 建構具有複數超級欄之一總系統響應~ 該超級欄係藉由組合各通信系統矩陣的部分而得，各該超 級攔係低於-先前超級欄Μ列，其中M至少為該亂· 間；以及 使用該總系統響應矩陣來估計該接收之複數通信信 號之資料之裝置。 ° ° 申凊專利範圍第6項之使用者設備，其中該總系統響應 矩陣係為A，而該資料估計係使用強迫零解中之aH/。一 8. 如申請專利範圍第6項之使用者設備，其中該總系統響應 矩η陣係為A，猶#料估計係使用—最小平方誤差解中: ΑΗΑ+σ2Ι，其中j2為一雜訊變異，且j為一單位矩陣。 9. 一種基地台，包含： 接收複數通信信號之裝置，各該通信信號具有一相關 碼’至少二該通信信號具有—不同展細素，該相_係 具有一亂碼期間； 建構具有複數超級欄之―齡統響應矩陣之裝置 該超級欄_她合各通鮮紐陣神分而得，各 ^欄=於-*前超級卿列，其中Μ至少為該亂喝期 號之轉舰料估㈣狀μ數通信信 10.如申請專利範圍第9項之基地台，其中該總系統響應矩陣 14 1317214 係為A，而該資料估計係使用強迫零解中之AhA。 11.如申請專利範圍第9項之基地台，其中該總系統響應矩陣 係為A，而該資料估計係使用一最小平方誤差解中之AH A + σ2Ι，其中σ2為一雜訊變異，I且為一單位矩陣。

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