專利名稱：時隙碼分多址系統(tǒng)多小區(qū)聯(lián)合檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域的聯(lián)合檢測方法，更確切地說是涉及一種適用于時隙碼分多址(CDMA)系統(tǒng)或采用類似于時隙碼分多址系統(tǒng)信號結(jié)構(gòu)的無線通信系統(tǒng)的多小區(qū)聯(lián)合檢測方法。
背景技術(shù)：
在CDMA移動通信系統(tǒng)中，存在著嚴(yán)重的多址干擾和符號間干擾。在時隙CDMA系統(tǒng)中，對接收的本小區(qū)信號可以采用聯(lián)合檢測技術(shù)來消除多址干擾與符號間干擾。聯(lián)合檢測方法是利用本小區(qū)所有用戶的發(fā)送信號及其信道響應(yīng)的信息，把信號檢測當(dāng)作一個統(tǒng)一的相互關(guān)聯(lián)的聯(lián)合檢測過程來完成。由于聯(lián)合檢測技術(shù)有效地抑制了符號間干擾和本小區(qū)的多址干擾，故極大地提高了碼分多址系統(tǒng)的性能。
時分雙工-同步碼分多址(TD-SCDMA)系統(tǒng)是一種對本小區(qū)多用戶信號采用了聯(lián)合檢測方案的時隙CDMA系統(tǒng)。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，常規(guī)時隙的突發(fā)信號結(jié)構(gòu)如圖1所示突發(fā)信號中部的midamble(中間碼，也稱為信道估計碼)用來進(jìn)行信道估計，兩邊的數(shù)據(jù)塊用來傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
TD-SCDMA系統(tǒng)的單小區(qū)聯(lián)合檢測的具體過程如下首先得到時隙CDMA系統(tǒng)單小區(qū)接收機(jī)接收到的信號模型e＝Ad+n(1)其中，e為接收機(jī)收到信號的采樣數(shù)據(jù)，d為發(fā)送數(shù)據(jù)，n為接收到的噪聲，矩陣A為傳輸矩陣。傳輸矩陣A由各個碼道的組合響應(yīng)向量b(k)構(gòu)成，k是碼道編號，假設(shè)總共有K個碼道(根據(jù)b(k)可以計算A矩陣，b(k)是矩陣中分布在對角線上的各個塊中的一列)。
每個向量b(k)對應(yīng)為一個碼道編號為k的用戶碼道的組合信道響應(yīng)b(k)＝C(k)h(k)k＝1…K(2)其中，C(k)是對應(yīng)的碼道編號為k的用戶碼道的擴(kuò)頻碼，是卷積運(yùn)算符，h(k)是對應(yīng)的碼道編號為k的用戶碼道的信道響應(yīng)，利用midamble(中間碼)進(jìn)行信道估計得到然后利用上述信息就可以進(jìn)行聯(lián)合檢測。聯(lián)合檢測算法有多種，可以是干擾抵消的方法，可以是線性塊均衡的方法，也可以是兩者方法的混合。對線性塊均衡的方法，經(jīng)解調(diào)后的發(fā)送數(shù)據(jù)d估計的軟輸出值為d^=(T)-1A*TRn-1e---(3)]]>其中，矩陣T由下式給出T=IMFA*TRn-1AZF-BLEA*TRn-1A+Rd-1MMSE-BLE---(4)]]>式中，*T是共軛轉(zhuǎn)置，Rd＝E{d·d*T}，是數(shù)據(jù)序列d的協(xié)方差矩陣，對于相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)序列，Rd＝I；Rn＝E{n·n*T}，是噪聲序列n的協(xié)方差矩陣。對于相互獨(dú)立且平穩(wěn)的噪聲序列(如白噪聲)Rn＝σ2I，I表示單位矩陣。
在Rd＝I和Rn＝σ2I的條件下，(3)、(4)式可以簡化表示為d^=(T)-1A*Te---(5)]]>T=IMFA*TAZF-BLEA*TA+σ2IMMSE-BLE---(6)]]>(4)、(6)式中的MF即匹配濾波，對應(yīng)的就是匹配濾波的方法；ZF-BLE即迫零線性塊均衡(Zero-Forcing Block Liner Equaliaer)的方法，對應(yīng)的是最大似然的線性解；MMSE-BLE即最小均方誤差線性塊均衡(Zero-ForcingBlock Liner Equaliaer)的方法，對應(yīng)的是最小均方誤差的線性解。上述三種求解T的方法擇其一即可，通常選擇第二種ZF-BLE或第三種MMSE-BLE方法。
單小區(qū)聯(lián)合檢測方法，利用小區(qū)所有用戶發(fā)送信號的結(jié)構(gòu)信息(包括擴(kuò)頻碼和信道響應(yīng))，即利用的只是本小區(qū)的信號結(jié)構(gòu)信息，這時，檢測方法將其它小區(qū)的干擾信號都當(dāng)成是時間的高斯白噪聲來進(jìn)行處理，所以，單小區(qū)聯(lián)合檢測算法對抑制符號間干擾和本小區(qū)多址干擾有較強(qiáng)的能力。單小區(qū)聯(lián)合檢測方法對于單小區(qū)或異頻組網(wǎng)的碼分多址系統(tǒng)，可極大地提高系統(tǒng)的性能。
對于相鄰小區(qū)同頻組網(wǎng)的時隙CDMA系統(tǒng)，采用單小區(qū)聯(lián)合檢測算法也可以提高系統(tǒng)的性能。但是，在同頻組網(wǎng)情況下，同頻相鄰小區(qū)信號之間存在著較強(qiáng)的相互干擾，且同頻相鄰小區(qū)之間的干擾對系統(tǒng)的性能有非常重要的影響，尤其是在同頻相鄰小區(qū)的交界處，同頻干擾往往是最重要的干擾，此時，單小區(qū)聯(lián)合檢測的方法對同頻鄰小區(qū)的干擾將無能為力，在同頻相鄰小區(qū)干擾存在時，系統(tǒng)性能將明顯下降。
例如，小區(qū)交界處有同頻相鄰小區(qū)用戶在多個碼道工作時，尤其是擴(kuò)頻增益較小的系統(tǒng)，相鄰小區(qū)用戶信號將會對本小區(qū)用戶信號造成很大的干擾。在這種情況下，單小區(qū)聯(lián)合檢測方法將會使系統(tǒng)性能嚴(yán)重惡化。
因此，時隙CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)在同頻相鄰小區(qū)工作的情況下，采用單小區(qū)聯(lián)合檢測方法系統(tǒng)性能會明顯下降，往往不能達(dá)到系統(tǒng)對性能的要求，需要提供性能更好的聯(lián)合檢測方法。如果能夠利用同頻相鄰小區(qū)的結(jié)構(gòu)信息，將聯(lián)合檢測技術(shù)從單小區(qū)擴(kuò)展到同頻多小區(qū)，就可極大地提高時隙CDMA系統(tǒng)同頻組網(wǎng)時的性能。
為了獲得除本小區(qū)外的同頻相鄰小區(qū)的結(jié)構(gòu)信息，需要很多先驗(yàn)信息，其中很重要的一類先驗(yàn)信息就是除本小區(qū)外的同頻相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果，即多小區(qū)信道估計結(jié)果。因?yàn)樵谏尚诺拦烙嫶a時，每個相鄰小區(qū)給定一個不同的中間碼作為基本碼，該小區(qū)不同的用戶采用這個基本碼的不同循環(huán)移位版本作為它的信道估計碼，這樣，一個小區(qū)的這些不同的循環(huán)移位版本可以稱作一個碼集，多個小區(qū)就有多個碼集，因而多碼集的信道估計就是多小區(qū)的信道估計。
在本申請人的中國專利申請?zhí)枮?3100670.1、發(fā)明名稱為“時隙碼分多址系統(tǒng)多碼集信道估計方法”的技術(shù)方案中，公開了一種時隙碼分多址系統(tǒng)中的多碼集信道估計方法，也即多小區(qū)信道估計方法。
該技術(shù)方案對單碼集信道估計結(jié)果進(jìn)行有限時間判決處理，只保留具有較強(qiáng)信號響應(yīng)的有限個抽頭，由此恢復(fù)出其它碼集干擾信號，并抵消該干擾信號，得到各個碼集的凈信號，再將各個碼集的凈信號進(jìn)行單碼集信道估計，重復(fù)上述處理直至達(dá)到迭代次數(shù)后，輸出多碼集即多小區(qū)信道估計結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種時隙碼分多址系統(tǒng)多小區(qū)聯(lián)合檢測方法，針對存在同頻多小區(qū)相互干擾的情況，利用多小區(qū)結(jié)構(gòu)信息實(shí)現(xiàn)多小區(qū)聯(lián)合檢測。本發(fā)明提供的方法將大大提高時隙CDMA系統(tǒng)在同頻相鄰小區(qū)工作時的系統(tǒng)性能。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是這樣的一種時隙碼分多址系統(tǒng)多小區(qū)聯(lián)合檢測方法，利用多個同頻相鄰小區(qū)的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行聯(lián)合檢測，其特征在于包含如下步驟A.利用多碼集的信道估計方法得到各個相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果；B.從預(yù)定的碼道分組方法中選擇至少一種分組方法，對所述各個相鄰小區(qū)的碼道進(jìn)行碼道分組；C.利用所述各個相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果和碼道分組的結(jié)果，用聯(lián)合檢測方法進(jìn)行聯(lián)合檢測，獲得檢測數(shù)據(jù)。
本發(fā)明利用多碼集信道估計方法得到各個相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果；對各個相鄰小區(qū)的碼道按本發(fā)明的分組方法進(jìn)行碼道分組，該分組方法包括基于碼道所屬小區(qū)的分組、基于碼道功率或幅度強(qiáng)弱的分組、基于碼道相關(guān)性強(qiáng)弱的分組、及其上述分組方法的混合分組；利用各個相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果及碼道分組結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合檢測。聯(lián)合檢測過程具體包括構(gòu)造A矩陣；匹配濾波；和最終完成多小區(qū)聯(lián)合檢測。采用不同的碼道分組方法時，構(gòu)造的A矩陣會有所不同，因而給利用信道估計結(jié)果及碼道分組結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合檢測帶來一些差異。
本發(fā)明給出的方法使聯(lián)合檢測技術(shù)可以用于同頻多小區(qū)時隙CDMA系統(tǒng)。本發(fā)明的方法與單小區(qū)聯(lián)合檢測方法相比，可以充分地利用多個小區(qū)信號的結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)行多小區(qū)聯(lián)合檢測，從而極大地抑制了同頻相鄰小區(qū)的多址干擾。本發(fā)明提供的方法將大大提高時隙CDMA系統(tǒng)在同頻相鄰小區(qū)工作時的系統(tǒng)性能。


圖1為TD-SCDMA業(yè)務(wù)時隙突發(fā)結(jié)構(gòu)；圖2為時隙CDMA系統(tǒng)多小區(qū)聯(lián)合檢測總流程示意框圖；圖3為時隙CDMA系統(tǒng)多小區(qū)聯(lián)合檢測實(shí)施例系統(tǒng)流程圖。
具體實(shí)施例方式
考慮到時隙CDMA系統(tǒng)同頻相鄰小區(qū)信號之間的相互干擾，本發(fā)明提出了一種基于多小區(qū)結(jié)構(gòu)信息的聯(lián)合檢測方法。具體實(shí)現(xiàn)方法的步驟如圖2中所示。
第一步，多小區(qū)信道估計。利用背景技術(shù)中介紹的多碼集的信道估計方法得到各個相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果。因?yàn)樵谏尚诺拦烙嫶a時，每個相鄰小區(qū)給定一個不同的中間碼作為基本碼，該小區(qū)不同的用戶采用這個基本碼的不同循環(huán)移位版本作為它的信道估計碼，一個小區(qū)的這些基本碼的不同的循環(huán)移位版本被稱作一個碼集，多個小區(qū)就有多個碼集，因而多碼集的信道估計就是多小區(qū)的信道估計。本發(fā)明技術(shù)方案中的多小區(qū)信道估計，利用專利申請031006701中的多碼集信道估計技術(shù)，針對同頻多小區(qū)工作時存在多碼集信道估計碼響應(yīng)信號的情況，采用基于有限時間位置判決反饋處理的多碼集聯(lián)合信道迭代估計方法，得到多個小區(qū)的信道估計結(jié)果。信道估計的多小區(qū)是相鄰小區(qū)，相鄰小區(qū)包括待檢測用戶所在的本小區(qū)及與本小區(qū)在地域位置上最相鄰的小區(qū)。
第二步，碼道分組。首先確定碼道分組方法，然后按選擇的一種分組方法對各個相鄰小區(qū)的碼道進(jìn)行碼道分組。本發(fā)明確定碼道分組的具體方案如下第一種是基于碼道所屬小區(qū)的分組方法。有幾個同頻小區(qū)就設(shè)成幾個組，那么每組內(nèi)的碼道就是相應(yīng)小區(qū)的碼道。
第二種是基于碼道功率或幅度的分組方法。由多小區(qū)信道估計結(jié)果得到的各碼道的組合信道響應(yīng)，或者由各個碼道匹配濾波的輸出結(jié)果，可以估算出各碼道信號的幅度或功率(幅度通過求平方可以獲得功率)，然后，依據(jù)幅度或功率的強(qiáng)弱來進(jìn)行分組。例如確定一個幅度或功率的門限值，碼道信號的幅度或功率大于該門限值為強(qiáng)，低于該門限值為弱，幅度或功率強(qiáng)的碼道為一組，功率或幅度弱的碼道為另一組。
第三種是基于碼道相關(guān)性的分組方法。首先由多小區(qū)信道估計結(jié)果得到的各碼道的組合信道響應(yīng)，估算出多小區(qū)信號中各個碼道之間的相關(guān)性，然后按照相關(guān)性的強(qiáng)弱對所有碼道進(jìn)行分組。例如確定一個相關(guān)性的門限值，碼道間相關(guān)性大于該門限值的為強(qiáng)，低于該門限值的為弱，相關(guān)性強(qiáng)的碼道分為一組，相關(guān)性弱的碼道分為另一組。多個碼道的相關(guān)性可以是平均的相關(guān)性、最大的相關(guān)性或者是最小的相關(guān)性。
也可以采用上述方法的混合方法分組，或基于其它原則的分組。
第三步，聯(lián)合檢測，利用多小區(qū)信道估計結(jié)果及碼道分組的結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合檢測。獲得多小區(qū)聯(lián)合檢測結(jié)果。
如背景技術(shù)中所述的，聯(lián)合檢測方法可以是干擾抵消方法，可以是線性塊均衡的方法，也可以是兩者混合的方法。例如，我們可以在各個分組內(nèi)采用線性塊均衡的聯(lián)合檢測方法，而在不同的碼道分組間采用干擾抵消的方法。
需要進(jìn)一步說明的是，在本發(fā)明的多小區(qū)聯(lián)合檢測方法中，參與進(jìn)行碼道分組的碼道可以是各個相鄰小區(qū)預(yù)先分配的碼道(無需作激活處理就進(jìn)行分組)，也可以是對所述相鄰小區(qū)的所有碼道經(jīng)過激活檢測處理后保留下來的那些激活碼道(需要先作激活處理后再進(jìn)行分組)。同理，對參與進(jìn)行聯(lián)合檢測的碼道可以是各個相鄰小區(qū)預(yù)先分配的碼道(無需作激活處理就按碼道分組進(jìn)行聯(lián)合檢測)，也可以是對所述相鄰小區(qū)的所有碼道經(jīng)過激活檢測處理后保留下來的那些激活碼道(需要先作激活處理后再按碼道分組進(jìn)行聯(lián)合檢測)。實(shí)施時還可以作二次激活檢測，即在分組前經(jīng)過一次激活檢測處理的激活碼道，分組后經(jīng)過匹配濾波，再進(jìn)行二次激活檢測，對通過檢測的二次激活碼道進(jìn)行聯(lián)合檢測。
本發(fā)明方法中對碼道進(jìn)行分組的意義還在于因?yàn)樵谕l相鄰小區(qū)工作時，當(dāng)多個相鄰小區(qū)分配了大量的碼道時，可以對這些碼道先進(jìn)行激活檢測處理，而通常經(jīng)過激活檢測處理后，多小區(qū)仍將存在大量的激活碼道，為了能夠以較低的代價和良好的性能實(shí)現(xiàn)多小區(qū)聯(lián)合檢測，對經(jīng)過激活檢測處理后保留下來的那些激活碼道進(jìn)行分組，再進(jìn)一步采用分組聯(lián)合檢測的方法。
下面結(jié)合圖3并以三個同頻相鄰小區(qū)為例，具體說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法。
根據(jù)公式(1)的原理，本小區(qū)加兩個同頻小區(qū)的多用戶信號可以表示為e=A0d0+Σi=12Aidi+n0---(7)]]>其中，A0和d0分別是本用戶本小區(qū)的傳輸矩陣和發(fā)送數(shù)據(jù)；Ai和di分別是第i(i＝1，2)個鄰小區(qū)的傳輸矩陣和發(fā)送數(shù)據(jù)；n0是除去相鄰2個小區(qū)干擾后的干擾和噪聲功率(如白噪聲)。
步驟31，對該多用戶信號e進(jìn)行數(shù)據(jù)分割，即對圖1中所示的常規(guī)時隙突發(fā)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割，將分割出的中間碼部分em(中間碼的接收信號或稱信道估計碼的響應(yīng)信號)送多小區(qū)信道估計，將分割出的數(shù)據(jù)符號部分ed送匹配濾波。
步驟32，多小區(qū)信道估計。三個同頻小區(qū)的信道估計碼部分對應(yīng)的是三個碼集的信道估計碼信號em1、em2、em3，因而接收到的總的信道估計碼部分為em＝em1+em2+em3，對em采用多碼集信道估計的方法，可以得到三個同頻相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果(具體方法見CN03100670.1，2003.05.09“時隙碼分多址系統(tǒng)多碼集信道估計方法”)。
步驟33，碼道分組，對三個小區(qū)的碼道進(jìn)行分組。
若按照本發(fā)明第一種基于碼道所屬小區(qū)的分組方法，可以將碼道按小區(qū)個數(shù)分成三個組。按公式(7)的原理，分組后的總接收信號ed可以表示為ed＝A0d0+A1d1+A2d2+n0(8)若按照第二種基于碼道幅度或功率的分組方法，如先根據(jù)信道估計結(jié)果得到各碼道的組合信道響應(yīng)，再由此估算出各碼道信號的幅度或功率，或者由各個碼道匹配濾波的輸出結(jié)果，估算各碼道信號的功率；然后，依據(jù)功率的強(qiáng)弱將所有碼道分成兩組，將待檢測(指聯(lián)合檢測)用戶的碼道以及功率較強(qiáng)的干擾碼道分到參與聯(lián)合檢測的碼道組中，將不包含待檢測用戶且功率較弱的干擾碼道分到干擾碼道組中。按公式(7)的原理，分組后的總接收信號ed可以表示為ed＝ASdS+(AIdI+n0) (9)其中，As和ds是參與聯(lián)合檢測碼道組的傳輸矩陣和發(fā)送數(shù)據(jù)；AI和dI是干擾碼道組的傳輸矩陣和發(fā)送數(shù)據(jù)。
若按照第三種基于碼道相關(guān)性的分組方法，首先由各相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果得到各碼道的組合信道響應(yīng)，再由此估算所有非待檢測用戶碼道與待檢測用戶所有碼道的相關(guān)性的均值，再按照相關(guān)性均值的強(qiáng)弱將上述所有碼道分成兩組，將待檢測用戶的所有碼道和所有與其碼道平均的相關(guān)性較強(qiáng)的碼道分到參與聯(lián)合檢測的碼道組中，將剩下的不包含待檢測用戶且平均的相關(guān)性較弱的碼道分到干擾碼道組中。按公式(7)的原理，分組后的總接收信號ed可以表示為ed＝ASdS+(AIdI+n0) (10)
其中，AS和dS是參與聯(lián)合檢測碼道組的傳輸矩陣和發(fā)送數(shù)據(jù)；AI和dI是干擾碼道組的傳輸矩陣和發(fā)送數(shù)據(jù)(第二種與第三種分組方法，對分組后的總接收信號ed采用了相同的表達(dá)式)。
步驟34，利用b(k)構(gòu)造式(8)-(10)中的傳輸矩陣A(根據(jù)公式(2)，由h(k)獲得b(k))。根據(jù)所采用的分組方法，構(gòu)造式(8)-(10)中相應(yīng)的傳輸矩陣A。如采用第一種分組方法，構(gòu)造的傳輸矩陣A就是三個小區(qū)的傳輸矩陣A0、A1、A2。如采用第二、第三種分組方法，構(gòu)造的傳輸矩陣A就是AS(參與聯(lián)合檢測碼道組的傳輸矩陣)、AI(不參與聯(lián)合檢測的干擾碼道組的傳輸矩陣)。構(gòu)造的傳輸矩陣A，在采用第一種分組方法時，三個小區(qū)的傳輸矩陣A0、A1、A2分別送步驟35的匹配濾波和步驟36的聯(lián)合檢測，在采用第二或第三種分組方法時，AS送步驟35的匹配濾波，AS、AI送步驟36的聯(lián)合檢測。
步驟35，根據(jù)求發(fā)送數(shù)據(jù)d估計的軟輸出值的公式(3)，求出式中的A*TRn-1e的過程就是本步驟的匹配濾波過程。其中的e就是經(jīng)數(shù)據(jù)分割后的數(shù)據(jù)符號部分ed，A是構(gòu)造的矩陣。對于第一種分組方法，匹配濾波過程中的A就是A0、A1、A2，對于第二種、第三種分組方法，匹配濾波過程中的A就是AS。Rn是有色噪聲序列n的協(xié)方差矩陣。
步驟36，最終完成多小區(qū)聯(lián)合檢測。針對不同的碼道分組方法、所構(gòu)造的不同傳輸矩陣完成多小區(qū)聯(lián)合檢測，即利用公式(4)中的一種方法得到T，再在匹配濾波獲得A*TRn-1ed的基礎(chǔ)上完成公式(3)。
對于第一種碼道分組方法，聯(lián)合檢測可以采用“線性塊均衡+干擾抵消”的方法，即三個分組內(nèi)采用線性塊均衡的聯(lián)合檢測方法，三個分組間采用干擾抵消的聯(lián)合檢測方法。包括1)各個分組對接收信號ed用線性塊均衡的聯(lián)合檢測方法進(jìn)行各自分組的檢測，即對各分組采用單小區(qū)聯(lián)合檢測算法進(jìn)行檢測，根據(jù)公式(8)，ed＝A0d0+A1d1+A2d2+n0當(dāng)對干擾小區(qū)1作單小區(qū)聯(lián)合檢測時，認(rèn)為ed＝A1d1+(A0d0+A2d2+n0)＝A1d1+n1，n1為非干擾小區(qū)1信號的干擾，利用單小區(qū)聯(lián)合檢測方法(公式(3))得到d1，同理可以得到d2。
2)由檢測出的各組結(jié)果進(jìn)行干擾恢復(fù)，分別得到干擾小區(qū)1、干擾小區(qū)2對本小區(qū)本用戶的干擾A1d1、A2d2。
3)從總的接收信號ed中抵消掉非本組的干擾A1d1、A2d2，獲得本組的凈信號A0d0+n0＝ed-(A1d1+A2d2)；4)對待檢測用戶所在分組的凈信號進(jìn)行線性塊均衡的聯(lián)合檢測，得到待檢測用戶的發(fā)送信號結(jié)果d0(公式(3))。步驟4)獲得的d0相對于直接在步驟1中用單小區(qū)聯(lián)合檢測的方法求得的d0，由于消除了同頻鄰小區(qū)干擾，將更為準(zhǔn)確。
上述過程只是使用一次干擾抵消的過程，還可以使用多次干擾抵消的過程。需要抵消一次或多次時的具體實(shí)施方法，可通過設(shè)置迭代次數(shù)并循環(huán)執(zhí)行“線性塊均衡+干擾抵消”步驟來完成。迭代次數(shù)即為干擾抵消的次數(shù)。步驟如下1)用線性塊均衡方法對各個分組分別進(jìn)行單小區(qū)聯(lián)合檢測，檢測出各分組結(jié)果，判斷是否達(dá)到迭代次數(shù)，如果是則輸出待檢測用戶所在分組的檢測結(jié)果，否則執(zhí)行步驟2)；2)由檢測出的各分組結(jié)果恢復(fù)各個分組信號響應(yīng)引起的干擾分量；3)接收信號抵消非本組的干擾分量，獲得各組的凈信號；4)將凈信號作為下一步處理的分組結(jié)果，返回步驟1)。
在采用第二種和第三種碼道分組方法時，對參與聯(lián)合檢測的碼道組，采用線性塊均衡的聯(lián)合檢測方法進(jìn)行檢測。在構(gòu)造傳輸矩陣A時所獲得的AS、AI，其中AS是由本小區(qū)本用戶碼道加上本小區(qū)或鄰小區(qū)功率或相關(guān)性大的碼道構(gòu)造的傳輸矩陣，用于多用戶聯(lián)合檢測；AI是本小區(qū)其它用戶或鄰小區(qū)功率或相關(guān)性小的碼道構(gòu)造的傳輸矩陣，用于計算Rn。
由此，根據(jù)公式(3)經(jīng)解調(diào)后的發(fā)送數(shù)據(jù)ds估計的軟輸出值為d^S=(TS)-1AS*TRn-1e--(11)]]>
其中，矩陣TS由下式給出(選擇其中一種方法)TS=IMFAS*TRn-1ASZF-BLEAS*TRn-1AS+Rd-1MMSE-BLE---(12)]]>其中有色噪聲干擾的協(xié)方差矩陣Rn可以由干擾碼道分組及背景噪聲來計算，其表達(dá)式為Rn=E{n·n*T}=E{(AIdI+n0)·(AIdI+n0)*T}=AIAI*T+σ2I---(13)]]>Rn的具體計算通常有兩種方法一種方法嚴(yán)格按公式(13)計算，即首先由干擾碼道分組中碼道的組合信道響應(yīng)(定義見(2)式)，構(gòu)造干擾碼道分組的傳輸矩陣AI，然后計算AIAI*T和背景噪聲功率σ2，最后求得Rn=AIAI*T+σ2I;]]>另一種方法是將干擾碼道分組中的同頻干擾當(dāng)作白噪聲的簡化處理，如下式(14)Rn=E{n·n*T}=E{(AIdI+n0)·(AIdI+n0)*T}=AIAI*T+σ2I≈σ12I+σ2I=(σ12+σ2)I---(14)]]>即計算干擾碼道分組中各碼道的功率并求和，得到σ12(σ12I也是AIAI*T的對角陣)，然后計算背景噪聲功率σ2，最后求得Rn=(σ12+σ2)I.]]>圖中步驟32、33、34、35、36被總稱為本發(fā)明方法的多小區(qū)聯(lián)合檢測過程。即圖2中的步驟1、2、3。
本發(fā)明的方法，可以用于時隙CDMA系統(tǒng)或采用類似信號結(jié)構(gòu)的無線通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種時隙碼分多址系統(tǒng)多小區(qū)聯(lián)合檢測方法，利用多個同頻相鄰小區(qū)的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行聯(lián)合檢測，其特征在于包含如下步驟A.利用多碼集的信道估計方法得到各個相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果；B.從預(yù)定的碼道分組方法中選擇至少一種分組方法，對所述各個相鄰小區(qū)的碼道進(jìn)行碼道分組；C.利用所述各個相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果和碼道分組的結(jié)果，用聯(lián)合檢測方法進(jìn)行聯(lián)合檢測，獲得檢測數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B中，選擇的分組方法是基于碼道所屬小區(qū)的分組方法，碼道分組數(shù)與同頻小區(qū)個數(shù)相同，每個分組內(nèi)的碼道就是對應(yīng)小區(qū)的碼道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述步驟C，是在各分組內(nèi)采用單小區(qū)“線性塊均衡”和在分組間采用“干擾抵消”的聯(lián)合檢測方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的“線性塊均衡+干擾抵消”，包括以下步驟C11.對各個分組分別進(jìn)行單小區(qū)聯(lián)合檢測，檢測出各分組結(jié)果，判斷是否達(dá)到迭代次數(shù)，如果是則輸出待檢測用戶所在分組的檢測結(jié)果，否則執(zhí)行步驟C12；C12.由檢測出的各分組結(jié)果恢復(fù)各個分組信號響應(yīng)引起的干擾分量；C13.接收信號抵消非本組的干擾分量，獲得各組的凈信號；C14.將凈信號作為下一步處理的分組結(jié)果，返回步驟C11。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟C11中，是利用所述步驟A獲得的各個相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果計算各個碼道的組合信道響應(yīng)，再由該組合信道響應(yīng)構(gòu)造出各個相鄰小區(qū)的傳輸矩陣A，通過與從接收信號中分割出的數(shù)據(jù)部分進(jìn)行匹配濾波，和對匹配濾波的結(jié)果進(jìn)行單小區(qū)“線性塊均衡”獲得各分組的聯(lián)合檢測結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B中，選擇的分組方法是基于碼道幅度或功率的分組方法，按碼道幅度或功率的強(qiáng)弱分成參與聯(lián)合檢測的碼道分組和干擾碼道分組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述步驟C中，對參與聯(lián)合檢測的碼道分組采用線性塊均衡的聯(lián)合檢測方法進(jìn)行檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的按碼道幅度或功率的強(qiáng)弱分組，包括由相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果得到各碼道的組合信道響應(yīng)，或者由各個碼道匹配濾波的輸出結(jié)果，估算出各碼道信號的幅度或功率；將待檢測用戶的碼道，以及幅度或功率大于門限值的干擾碼道，分到參與聯(lián)合檢測的碼道分組中，將不包含待檢測用戶的且幅度或功率低于門限值的干擾碼道分到干擾碼道分組中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B中，選擇的分組方法是基于碼道相關(guān)性的分組方法，按碼道相關(guān)性的強(qiáng)弱分成參與聯(lián)合檢測的碼道分組和干擾碼道分組。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述步驟C中，對參與聯(lián)合檢測的碼道分組采用線性塊均衡的聯(lián)合檢測方法進(jìn)行檢測。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的按碼道相關(guān)性的強(qiáng)弱分組，包括由相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果得到各碼道的組合信道響應(yīng)，估算多小區(qū)信號中各個碼道之間的相關(guān)性；將所有待檢測用戶的碼道和相關(guān)性大于門限值的干擾碼道，分到參與聯(lián)合檢測的碼道分組中，將不包含待檢測用戶的且相關(guān)性低于門限值的干擾碼道分到干擾碼道分組中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述碼道之間的相關(guān)性包括平均相關(guān)性、最大相關(guān)性和最小相關(guān)性，是從中選擇一種相關(guān)性并按大小進(jìn)行分組。
13.根據(jù)權(quán)利要求7或10所述的方法，其特征在于所述步驟C中，對參與聯(lián)合檢測的碼道分組采用線性塊均衡的聯(lián)合檢測方法進(jìn)行檢測進(jìn)一步包括C21.利用各個碼道的組合信道響應(yīng)構(gòu)造出參與聯(lián)合檢測碼道分組的傳輸矩陣和干擾碼道分組的傳輸矩陣；C22.將參與聯(lián)合檢測碼道分組的傳輸矩陣、有色噪聲干擾的協(xié)方差矩陣與從接收信號中分割出的數(shù)據(jù)部分進(jìn)行匹配濾波；C23.選擇線性塊均衡的聯(lián)合檢測算法對匹配濾波結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合檢測，將獲得的發(fā)送數(shù)據(jù)估計的軟輸出值作為檢測數(shù)據(jù)輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述步驟C22中的有色噪聲干擾的協(xié)方差矩陣，是根據(jù)干擾碼道分組及背景噪聲計算的，具體是用所述的干擾碼道分組的傳輸矩陣與所述的背景噪聲來計算干擾的協(xié)方差矩陣。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述步驟C22中的有色噪聲干擾的協(xié)方差矩陣，是根據(jù)干擾碼道分組及背景噪聲計算的，具體是將干擾碼道分組中的同頻干擾當(dāng)作白噪聲的處理，包括計算干擾碼道分組中各碼道的功率和；計算功率和與背景噪聲功率的和，作為干擾的協(xié)方差矩陣。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B中，參與進(jìn)行碼道分組的碼道是各個相鄰小區(qū)預(yù)先分配的碼道，或者是對各個相鄰小區(qū)的所有碼道經(jīng)過激活檢測處理后保留下來的那些激活碼道。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟C中，參與進(jìn)行聯(lián)合檢測的碼道是各個相鄰小區(qū)預(yù)先分配的碼道，或者是對各個相鄰小區(qū)的所有碼道經(jīng)過激活檢測處理后保留下來的那些激活碼道。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B中，對各個相鄰小區(qū)所有碼道進(jìn)行激活檢測處理，用保留下來的那些激活碼道參與碼道分組；所述步驟C中，同時對各個相鄰小區(qū)的所有激活碼道再次進(jìn)行激活檢測處理，用保留下來的那些激活碼道參與聯(lián)合檢測。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多小區(qū)聯(lián)合檢測方法，針對時隙CDMA系統(tǒng)中同頻相鄰小區(qū)信號間的相互干擾，而提出一種基于多小區(qū)結(jié)構(gòu)信息的聯(lián)合檢測方法。步驟如下利用多碼集的信道估計方法得到各個相鄰小區(qū)的信道估計結(jié)果；對各個相鄰小區(qū)的碼道進(jìn)行碼道分組，包括基于碼道所屬小區(qū)的分組、基于碼道功率或幅度強(qiáng)弱的分組、基于碼道相關(guān)性強(qiáng)弱的分組，也可采用基于上述方法的混合分組；利用信道估計結(jié)果和碼道分組的結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合檢測，輸出檢測數(shù)據(jù)。該方法充分利用多個小區(qū)信號的結(jié)構(gòu)信息，對同頻相鄰小區(qū)的多址干擾進(jìn)行有效的抑制，從而大大提高了在同頻相鄰小區(qū)工作時的系統(tǒng)性能。該方法可以用于時隙CDMA系統(tǒng)或采用類似信號結(jié)構(gòu)的無線通信系統(tǒng)。
文檔編號H04J13/00GK1753322SQ20041008019
公開日2006年3月29日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者王映民, 鐘南, 任世巖, 劉寧 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司