專利名稱：頻域均衡聯(lián)合干擾消除檢測算法低復(fù)雜度的頻域?qū)崿F(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)移動通信系統(tǒng)的多用戶檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及CDMA系統(tǒng)中的頻域均衡聯(lián)合干擾消除檢測算法。

背景技術(shù)：
CDMA技術(shù)是第三代移動通信系統(tǒng)中的主流技術(shù)。與傳統(tǒng)的FDMA、TDMA系統(tǒng)相比，CDMA系統(tǒng)具有頻率規(guī)劃簡單、軟容量、保密性好、易于無縫切換和宏分集等優(yōu)點。但是，CDMA系統(tǒng)存在由多址干擾造成的容量受限問題，特別是當擴頻信號經(jīng)過頻率選擇性衰落信道時，由于多徑延時破壞了擴頻碼之間的正交性，CDMA系統(tǒng)內(nèi)將產(chǎn)生嚴重的碼片間干擾(Inter-chip Interference，ICI)和多址干擾(Multiple Access Interference，MAI)。傳統(tǒng)的Rake接收機被認為是抵抗多徑效應(yīng)的一種有效方法，其基本原理是通過多個相關(guān)器從總的接收信號中分離出落在相應(yīng)時延內(nèi)的多徑信號，然后對這些相關(guān)器的輸出信號進行最大比合并(MRC)，最后用每個用戶相應(yīng)的擴頻碼對合并后的信號進行解調(diào)和判決。然而，隨著移動多媒體業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，未來移動通信系統(tǒng)將支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，對于這種高速數(shù)據(jù)傳輸而言，無線信道將具有更強的頻率選擇性，此時Rake接收機由于抽頭有限而無法有效分離多徑，將會導(dǎo)致系統(tǒng)的誤碼率性能下降；其次，當CDMA系統(tǒng)負載比較大，尤其在滿載的情況下，Rake接收機性能受MAI影響嚴重，從而造成其性能嚴重惡化。
相比與Rake接收機，均衡被認為是抵抗頻率選擇性衰落的一種更有效方法，特別是在CDMA下行鏈路中，它可以在消除ICI的同時恢復(fù)擴頻碼之間的正交性，從而可以消除MAI。通常，根據(jù)實現(xiàn)方式不同，均衡可以分為時域均衡和頻域均衡；但是，當無線信道的頻率選擇性增強時，時域均衡的復(fù)雜度會顯著提高，這是因為其復(fù)雜度與信道的最大時延擴展成正比。近年來，由于頻域均衡可以在獲得與時域均衡相同性能的同時大大降低計算的復(fù)雜度，使得頻域均衡算法受到了廣泛關(guān)注。通常，頻域均衡有三種實現(xiàn)方法，即循環(huán)前綴(Cyclic-Prefix，CP)法、補零(Zero-Padding，ZP)法和重疊剪切(Overlap-cut，OC)法。其中，只有重疊剪切法可以在不改變現(xiàn)有空中接口時隙結(jié)構(gòu)的條件下應(yīng)用。需要指出的是，雖然頻域均衡可以在CDMA系統(tǒng)下行鏈路同時消除ICI和MAI，但是為進一步提高系統(tǒng)性能，需要采用多用戶檢測技術(shù)消除殘余的MAI。
自1986年Verdu提出基于最大似然序列(MLSE)的最優(yōu)多用戶檢測算法以來，多用戶檢測技術(shù)已經(jīng)成為近二十年來CDMA移動通信系統(tǒng)中的研究熱點。目前，多用戶檢測技術(shù)已被列為第三代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。通常，多用戶檢測可以分為兩大類線性多用戶檢測和非線性多用戶檢測。由于線性多用戶檢測的復(fù)雜度比較高，所以在CDMA下行鏈路中一般采用復(fù)雜度相對較低且具有良好檢測性能的干擾消除技術(shù)。
基于上面的討論不難發(fā)現(xiàn)對于實際CDMA系統(tǒng)(發(fā)送端的時隙結(jié)構(gòu)已經(jīng)規(guī)定)下行鏈路而言，采用基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除檢測算法可以有效抵抗多徑信道的頻率選擇性衰落造成的ICI和MAI，從而獲得良好的多用戶檢測性能。
干擾消除屬于一類非線性多用戶檢測技術(shù)，它通常包括串行干擾消除(Successive Interference Cancellation，SIC)、并行干擾消除(Parallel InterferenceCancellation，PIC)、部分并行干擾消除(Partial Parallel Interference Cancellation，P-PIC)以及混合干擾消除(Hybrid Interference Cancellation，HIC)。根據(jù)干擾消除算法的不同，基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除檢測算法可以有多種組合。但是，無論哪種組合，其實質(zhì)都是類似的，即在干擾消除的每個迭代級都需要重構(gòu)和刪除MAI。考慮到PIC由于延時低的優(yōu)點在實際中得到了廣泛應(yīng)用，本文僅以“基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC”算法為例對“基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除”這類檢測算法的傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法進行描述。
為了便于對算法進行說明，首先需要對系統(tǒng)進行建模。本文考慮具有K個用戶的同步DS-CDMA系統(tǒng)下行鏈路。在發(fā)送端，每個用戶的原始信息比特首先經(jīng)過BPSK調(diào)制，然后在時域進行擴頻，最后將擴頻后的碼片序列相疊加，形成下行鏈路的發(fā)射信號為 這里，sk代表第k個用戶的發(fā)射信號；Ak為第k個用戶的信號幅度；dk＝[dk(0)，dk(1)，…，dk(M-1)]T是第k個用戶的數(shù)據(jù)符號且dk(m)∈{-1，+1}，M是每個用戶的符號總數(shù)；ck代表第k個用戶的擴頻碼矩陣，其定義如下
這里，gk＝[gk(0)，gk(1)，…，gk(N-1)]T是對應(yīng)于第k個用戶的正交沃爾什(Walsh)擴頻碼，N是擴頻增益。
假定發(fā)送信號通過的多徑信道的時域模型可以用下面的向量表示，即 h＝[h(0)，h(1)，…，h(L-1)]T∈□L×1(3) 其中，L是多徑信道的長度，h(l)代表多徑信道第l徑的復(fù)數(shù)衰減因子。如果對時域多徑信道模型做Nc點的快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT)，可以得到多徑信道的頻域表示形式為

其中H(w)可由下式得到 那么，DS-CDMA系統(tǒng)下行鏈路的多徑接收信號就可以表示為 r＝conv(s，h)+v∈□(MN+L-1)×1(5) 其中，v＝[v(0)，v(1)，…，v(MN+L-2)]T∈□(MN+L-1)×1代表均值為零且方差為σv2的加性復(fù)高斯白噪聲(AWGN)；conv是Matlab符號，代表線性卷積。
基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC檢測算法由兩部分組成。第一部分是多用戶頻域均衡，用于對所有用戶的數(shù)據(jù)信息進行初始估計；第二部分是多級PIC聯(lián)合單用戶頻域均衡，用于重構(gòu)MAI并將其從總的接收信號中消除。所謂的“傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法”指的就是在干擾消除的每個迭代級在時域重構(gòu)MAI并從總的時域接收信號中減掉MAI。下面依次對這兩部分進行描述。
1)首先，根據(jù)圖1采用基于重疊剪切法的頻域均衡算法對總的接收信號去除多徑效應(yīng)，檢測出所有用戶數(shù)據(jù)信息的初始估計值。具體步驟如下 (a)根據(jù)圖2將總的接收信號r重疊剪切成NB個數(shù)據(jù)塊，設(shè)每個數(shù)據(jù)塊的長度為Nc(Nc＝2n，n為正整數(shù))，前綴和后綴的長度均為Ng(這里要求Ng≥L-1)。那么，第nb(nb＝1，2，…，NB)個重疊剪切數(shù)據(jù)塊在時域可以表示為 (b)通過Nc點的FFT依次將每個時域重疊剪切數(shù)據(jù)塊rnb(nb＝1，2，…，NB)變換到頻域，即 其中，F(xiàn)FT是Matlab符號，代表Nc點的快速傅立葉變換。
(c)在頻域?qū)γ總€重疊剪切數(shù)據(jù)塊分別進行均衡，這里的頻域均衡可以基于ZF準則或MMSE準則，基于這兩種準則的頻域均衡系數(shù)可依據(jù)如下兩式計算，即 ·ZF準則 ·MMSE準則 其中，σv2是加性復(fù)高斯白噪聲的方差，σs2是發(fā)送數(shù)據(jù)符號的方差。
則頻域均衡后的輸出信號為
其中，

是頻域均衡系數(shù)矩陣。
(d)采用Nc點的IFFT依次將均衡后的重疊剪切數(shù)據(jù)塊由頻域重新變換到時域，得到均衡后的時域重疊剪切數(shù)據(jù)塊為
這里，IFFT是Matlab符號，代表Nc點的快速反傅立葉變換。
(e)最后，去掉每個均衡后的時域重疊剪切數(shù)據(jù)塊的前綴/后綴，合并得到均衡后的總信號為

對其進行解擴、判決，得到每個用戶數(shù)據(jù)符號的初始級估計值為
其中，

是第k個用戶信號的幅度估計；Re(·)表示取復(fù)數(shù)的實部；sgn(·)是正負號函數(shù)，用于硬判決。
2)然后，將初始級采用頻域均衡檢測出的全部用戶的數(shù)據(jù)信息的硬判決值送入多級PIC中用于重構(gòu)MAI。由于PIC的每個迭代級具有相同的結(jié)構(gòu)，不失一般性，在此僅以第j(j＝1，2，…，J)個迭代級為例介紹其傳統(tǒng)的時域?qū)崿F(xiàn)方法，即在時域重構(gòu)每個用戶的MAI，并在時域從總的接收信號r中刪除MAI。具體步驟如下 (a)在PIC的第j(j＝1，2，…，J)個迭代級，首先對第(j-1)級每個用戶數(shù)據(jù)信息的暫時硬判值

重新進行擴頻，然后將除去第k個用戶以外的其它(K-1)個用戶重擴后的數(shù)據(jù)相疊加，估計出不包括第k個用戶數(shù)據(jù)信息的發(fā)射信號為
(b)重構(gòu)每個用戶的MAI。如圖3所示，傳統(tǒng)的時域重構(gòu)方法是在時域用

線性卷積估計的多徑信道信息

則在第j級重構(gòu)的第k個用戶的MAI為
(c)從時域總的接收信號r中刪除每個用戶的MAI，得到第j級每個用戶的“干凈”信號為
(d)對第j級每個用戶的“干凈”信號進行重疊剪切，并通過FFT分別變換到頻域進行頻域均衡去除多徑效應(yīng)，然后再通過IFFT重新變換到時域。這樣，第k個用戶的“干凈”信號的第nb個重疊剪切數(shù)據(jù)塊在第j級均衡后的時域表示為
其中，代表第j級第k個用戶的“干凈”信號的第nb個重疊剪切數(shù)據(jù)塊。
(e)去掉每個均衡后的時域重疊剪切數(shù)據(jù)塊

的前/后綴，合并得到第k個用戶在第j級均衡后的信號為

對其進行解擴、判決，可以檢測出第k個用戶的數(shù)據(jù)符號在第j級的暫時硬判值為


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除這類檢測算法提出了一種新的低復(fù)雜度的頻域?qū)崿F(xiàn)方法。不同于上述傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法在時域重構(gòu)和消除MAI，新方法是在頻域?qū)崿F(xiàn)MAI的重構(gòu)以及消除，從而可以在很大程度上降低原有時域?qū)崿F(xiàn)方法的計算復(fù)雜度。眾所周知，時域的循環(huán)卷積可以等效為頻域相乘。當采用“基于循環(huán)前綴法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除”方案時，由于在接收端去掉循環(huán)前綴后每個接收數(shù)據(jù)塊中的信號就是每個發(fā)送數(shù)據(jù)塊的信號(不包括循環(huán)前綴)和多徑信道的循環(huán)卷積(這里要求循環(huán)前綴的長度不能小于多徑信道的長度)，這樣很容易通過頻域相乘代替時域循環(huán)卷積來重構(gòu)MAI，簡化算法復(fù)雜度。但是，對于“基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除”檢測方案而言，由于不能改變發(fā)送端的時隙結(jié)構(gòu)，在時域重構(gòu)每個用戶的MAI只是將重擴的其它用戶的信號同多徑信道進行線性卷積，而不是循環(huán)卷積。考慮到基于重疊剪切法的頻域均衡的特點，本文提出的這種新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法就是利用“重疊剪切”的思想將時域的線性卷積轉(zhuǎn)化為循環(huán)卷積，從而可以用等效的頻域相乘來代替時域循環(huán)卷積，實現(xiàn)在頻域重構(gòu)和消除MAI，降低檢測算法的復(fù)雜度。需要說明的是，基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除檢測算法新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法和傳統(tǒng)的時域?qū)崿F(xiàn)方法只是在干擾消除的每個迭代級重構(gòu)和消除MAI的方法不一樣，其它部分結(jié)構(gòu)類似。此外，這種新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法適用于任何類型的“基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除”檢測算法，同前所述，下面仍以“基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC”算法為例對新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法進行描述。
在新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法中，PIC的每個迭代級結(jié)構(gòu)相同。首先對上一個迭代級檢測到的各用戶的數(shù)據(jù)信息重新進行擴頻，并將每個被檢測用戶之外的其它用戶的擴頻序列相加，得到每個被檢測用戶的“發(fā)送干擾序列”

然后，依據(jù)圖2將重構(gòu)的每個用戶的“發(fā)送干擾序列”分別重疊剪切成一系列數(shù)據(jù)塊，并利用FFT將其逐一變換到頻域。需要說明的是，這里剪切的數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)塊的個數(shù)、數(shù)據(jù)塊的長度、前綴/后綴的長度)必須同初始級對總的接收信號做頻域均衡時剪切的數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)相同。之后，將這些頻域數(shù)據(jù)塊分別和多徑信道的頻域模型H相乘，重構(gòu)出每個用戶的頻域MAI數(shù)據(jù)塊，并將其從總的頻域接收數(shù)據(jù)塊(這里指的是在初始級對總的接收信號重疊剪切后變換到頻域的數(shù)據(jù)塊)中減掉，這樣就可以得到每個用戶的頻域“干凈”數(shù)據(jù)塊，直接對這些數(shù)據(jù)塊進行頻域均衡去多徑，再利用IFFT將均衡后的數(shù)據(jù)塊重新變換到時域去前綴/后綴、解擴、判決，就可以得到當前級所有用戶數(shù)據(jù)符號的硬判決值。
這種新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法可以在不改變現(xiàn)有空中接口時隙結(jié)構(gòu)的情況下，簡化“基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除”這類檢測算法的計算復(fù)雜度，同時保持此類算法的誤碼率性能基本不變。



圖1基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC檢測算法初始級(第0級)結(jié)構(gòu)圖 圖2基于重疊剪切法的頻域均衡算法原理圖 圖3基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC檢測算法傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)圖 圖4基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC檢測算法新的頻域?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)圖 圖5基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC檢測算法時、頻域兩種實現(xiàn)方法誤碼率性能對比圖 圖6時、頻域兩種實現(xiàn)方法在每個迭代級重構(gòu)/消除MAI的復(fù)乘次數(shù)對比圖(用戶數(shù)不同) 圖7時、頻域兩種實現(xiàn)方法的總體計算復(fù)雜度對比圖(仿真時隙數(shù)不同) 圖8時、頻域兩種實現(xiàn)方法的總體復(fù)乘次數(shù)對比圖(多徑信道不同) 圖9時、頻域兩種實現(xiàn)方法的總體復(fù)加次數(shù)對比圖(多徑信道不同)
具體實施例方式 基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC檢測算法新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法由兩部分組成，第一部分與前面提到的傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法相同，在此就不再詳述。下面主要結(jié)合前面的系統(tǒng)模型對新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法在干擾消除的每個迭代級實現(xiàn)原理進行描述。圖4給出了基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC檢測算法新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法在第j個迭代級的結(jié)構(gòu)。其具體實現(xiàn)步驟如下 (a)在第j(j＝1，2，…，J)個迭代級，首先根據(jù)圖2將重構(gòu)的不包括第k個用戶數(shù)據(jù)信息的發(fā)射信號

重疊剪切成NB個數(shù)據(jù)塊，其中重疊剪切出的第nb(nb＝1，2，…，NB)個數(shù)據(jù)塊可以表示為 這里要求重疊剪切的方式必須和初始級進行頻域均衡時的重疊剪切方式完全相同，即每個重疊剪切數(shù)據(jù)塊的長度也是Nc，前綴和后綴的長度也為Ng。
(b)然后，通過Nc點的FFT分別將每個重疊剪切數(shù)據(jù)塊

由時域變換到頻域，再分別與多徑信道的頻域模型H相乘，從而在頻域重構(gòu)出對應(yīng)于第k個用戶的MAI的第nb個頻域重疊剪切數(shù)據(jù)塊為 (c)從總的接收信號的頻域重疊剪切數(shù)據(jù)塊Rnb(nb＝1，2，…，NB)中對應(yīng)刪除重構(gòu)的第k個用戶的頻域MAI數(shù)據(jù)塊中的信息

就可以在頻域得到第k個用戶的“干凈”信號，這樣可直接對其進行頻域均衡，然后再通過IFFT將均衡后的數(shù)據(jù)塊重新變換到時域，即
(d)依次對

去前綴/后綴、解擴、判決，就可以檢測出所有用戶的數(shù)據(jù)符號在第j級的暫時硬判決值為 復(fù)雜度分析 通過上面的論述可以看出本文提出的新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法與傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法只是在干擾消除的每個迭代級重構(gòu)和刪除MAI的方式不同，其它部分結(jié)構(gòu)都相同，比如初始級采用相同結(jié)構(gòu)的頻域均衡算法，每個迭代級均是在時域?qū)ι弦患壒烙嫵龅挠脩魯?shù)據(jù)符號進行重新擴頻。同時，對比圖3和圖4不難發(fā)現(xiàn)雖然新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法是在重構(gòu)和刪除MAI之前對信號進行重疊剪切并通過FFT變換到頻域，而傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法則是在重構(gòu)和刪除MAI之后再對每個用戶的“干凈”信號進行重疊剪切并變換到頻域，但是兩種實現(xiàn)方法所用FFT的計算量完全相同。同理，兩種實現(xiàn)方法在干擾消除的每個迭代級將頻域均衡后的數(shù)據(jù)信號重新變換到時域所用IFFT的計算量也是相同的。這樣，新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法與傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法在運算量方面的差別就體現(xiàn)在重構(gòu)每個用戶的MAI以及從總的接收信號中刪除MAI兩個環(huán)節(jié)上。因此，只需比較這兩個環(huán)節(jié)的計算量就可以看出兩種實現(xiàn)方法在計算復(fù)雜度方面的差別。本文以復(fù)數(shù)乘法、復(fù)數(shù)加法(復(fù)數(shù)加法中包含了復(fù)數(shù)減法)以及FFT和IFFT的次數(shù)來衡量兩種實現(xiàn)方法的復(fù)雜度。表1比較了每個迭代級中新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法與傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法在重構(gòu)以及刪除所有用戶的MAI兩個環(huán)節(jié)上所需復(fù)數(shù)乘法和復(fù)數(shù)加法的次數(shù)。表2給出了分別采用兩種實現(xiàn)方法時基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合PIC檢測算法的計算復(fù)雜度。由表1可以看出采用新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法重構(gòu)和刪除MAI的計算復(fù)雜度與多徑信道長度無關(guān)，而傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法則與其呈線性遞增關(guān)系。表1 表2 仿真結(jié)果 (1)仿真條件 為了評估新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法和傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法的誤碼率性能，本文以DS-CDMA系統(tǒng)的下行鏈路為例進行Matlab仿真。具體仿真參數(shù)如下無編碼系統(tǒng)，調(diào)制方式為BPSK，采用16階Walsh碼擴頻，碼片速率為3.84Mchip/s；信道模型采用TU信道，移動速度為50km/h；假設(shè)接收端信道估計和幅度估計理想，所有用戶等功率接收，采用的接收方案為基于重疊剪切法的MMSE頻域均衡聯(lián)合3級PIC算法，重疊剪切數(shù)據(jù)塊的長度Nc＝256，前綴/后綴長度Ng＝64。
(2)仿真結(jié)果 圖5比較了滿載情況下基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合3級PIC檢測算法新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法與傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法的誤碼率性能?？梢钥闯鲈谙嗤抡鏃l件下，時、頻域兩種實現(xiàn)方法的平均誤碼率基本吻合，只是在SNR＝18dB～20dB時，頻域?qū)崿F(xiàn)方法比時域?qū)崿F(xiàn)方法性能略有損失。
圖6給出了時、頻域兩種實現(xiàn)方法在每個迭代級重構(gòu)并且刪除MAI的復(fù)雜度隨用戶數(shù)變化的情況。此外，為了比較新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法和傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法對基于OC法的頻域均衡聯(lián)合PIC檢測算法整體復(fù)雜度的影響，圖7給出了時、頻域兩種實現(xiàn)方法的總體計算復(fù)雜度隨仿真時隙數(shù)變化的情況。由圖6和圖7可以看出本文提出的新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法的計算復(fù)雜度要遠遠低于傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法的復(fù)雜度，而且隨著系統(tǒng)中用戶數(shù)增多、仿真時隙數(shù)增大，新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法越能體現(xiàn)出其低復(fù)雜度的優(yōu)勢。
圖8和圖9分別給出了時、頻域兩種實現(xiàn)方法的總體復(fù)乘次數(shù)和復(fù)加次數(shù)隨多徑信道長度變化的情況。由圖8和圖9可以看出隨著多徑信道長度增加，新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法的計算復(fù)雜度保持不變，而傳統(tǒng)時域?qū)崿F(xiàn)方法的計算復(fù)雜度則呈現(xiàn)遞增趨勢，這說明隨著信道頻率選擇性增強，采用新的頻域?qū)崿F(xiàn)方法可以大大降低基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除檢測算法的整體計算復(fù)雜度。
權(quán)利要求
1.一種用于降低CDMA移動通信系統(tǒng)中基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除多用戶檢測算法計算復(fù)雜度的頻域?qū)崿F(xiàn)方法，該方法主要包括兩部分
第一部分是多用戶頻域均衡，用于消除多徑效應(yīng)，并對所有用戶的數(shù)據(jù)信息進行初始估計；
第二部分是多級干擾消除聯(lián)合單用戶頻域均衡，用于在頻域重構(gòu)和消除MAI。其特征在于在干擾消除的每個迭代級，首先對上一個迭代級檢測出的各用戶的數(shù)據(jù)信息重新進行擴頻，并將每個被檢測用戶之外的其它用戶的擴頻序列相加，得到每個被檢測用戶的“發(fā)送干擾序列”；然后，按照第一部分多用戶頻域均衡所采用的重疊剪切方式對“發(fā)送干擾序列”進行重疊剪切，并通過快速傅立葉變換(FFT)將數(shù)據(jù)塊由時域變換到頻域；之后，將這些頻域重疊剪切數(shù)據(jù)塊分別與多徑信道的頻域模型相乘，重構(gòu)出每個用戶的頻域MAI數(shù)據(jù)塊，并將其從總的頻域接收數(shù)據(jù)塊(這里指的是在初始級對總的接收信號重疊剪切后變換到頻域的數(shù)據(jù)塊)中減掉，這樣就可以得到每個用戶的頻域“干凈”數(shù)據(jù)塊，直接對這些“干凈”數(shù)據(jù)塊進行單用戶頻域均衡去多徑效應(yīng)，再利用快速反傅立葉變換(IFFT)將均衡后的數(shù)據(jù)塊重新變換到時域去前綴/后綴、解擴、判決，就可以得到當前級各個用戶數(shù)據(jù)符號的硬判決值。
2.如權(quán)力要求1中所述的頻域?qū)崿F(xiàn)方法，可用于所有的碼分多址通信系統(tǒng)。
3.如權(quán)力要求1中所述的頻域?qū)崿F(xiàn)方法中，采用頻域均衡消除多徑效應(yīng)并且得到各個用戶數(shù)據(jù)信息的初始估計值，其中涉及到的頻域均衡的實現(xiàn)方法只能是重疊剪切法。
4.如權(quán)力要求1中所述的頻域?qū)崿F(xiàn)方法中，采用頻域均衡消除多徑效應(yīng)并且得到各個用戶數(shù)據(jù)信息的初始估計值，其中涉及到的頻域均衡算法的準則可以是迫零(ZF)準則或最小均方誤差(MMSE)準則。
5.如權(quán)力要求1中所述的頻域?qū)崿F(xiàn)方法，適用于任何類型的基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除檢測算法，比如基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合并行干擾消除、基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合串行干擾消除等。
6.如權(quán)力要求1中所述的頻域?qū)崿F(xiàn)方法，在干擾消除的每個迭代級多址干擾是在頻域通過相乘方式重構(gòu)的。
7.如權(quán)力要求1中所述的頻域?qū)崿F(xiàn)方法，在干擾消除的每個迭代級多址干擾是在頻域從總的接收信號的頻域重疊剪切數(shù)據(jù)塊中消除的。
全文摘要
針對碼分多址(CDMA)移動通信系統(tǒng)中基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除多用戶檢測算法，本發(fā)明提供了一種新的低復(fù)雜度的頻域?qū)崿F(xiàn)方法。該方法利用重疊剪切的思想將干擾消除每個迭代級中多址干擾(MAI)的重構(gòu)方式由傳統(tǒng)的時域線性卷積變換為頻域相乘，并在頻域完成從總的接收信號的頻域重疊剪切數(shù)據(jù)塊中刪除重構(gòu)的MAI，這樣可以顯著降低基于重疊剪切法的頻域均衡聯(lián)合干擾消除多用戶檢測算法的計算復(fù)雜度，同時保持了算法在頻率選擇性衰落信道中良好的檢測性能。
文檔編號H04B1/707GK101212235SQ20071030395
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月24日
發(fā)明者蕾 曹, 欣 張, 楊大成 申請人:北京郵電大學(xué)