Td－scdma系統中接收機的聯合檢測系統及其數據處理方法
2023-09-17 22:21:15 1
專利名稱：Td－scdma系統中接收機的聯合檢測系統及其數據處理方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術領域，特別是第三代移動通信系統TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，時分同步碼分多址)在數據傳輸業務中實現快速有效接收的一種接收方法及裝置。
背景技術：
隨著未來多媒體業務對高速數據傳輸日益增長的需求，無線數據業務將急劇增加，這就要求第三代移動通信系統必須具有適合傳輸數據業務的一些特點，如高數據量、高突發性、高可靠性等。
作為第三代移動通信標準之一的TD-SCDMA系統，為滿足不同通信要求的各類用戶的需要，其終端接收機不但要支持高質量的數據業務，還要支持快速的數據傳輸業務。
聯合檢測是多用戶檢測的一種，TD-SCDMA系統中多個用戶的信號在時域和頻域上是混疊的，接收時需要在數字域上用一定的信號分離方法把各個用戶的信號分離開來。
為了同時克服碼間幹擾和多址幹擾，通常TD-SCDMA終端接收機都是採用聯合檢測技術。作為TD-SCDMA的核心技術之一，聯合檢測在提供優良的解調性能的同時，也具有較高的計算複雜度，成為了TD-SCDMA接收機的主要計算負載之一。
發明內容
本發明的目的在於提供一種TD-SCDMA系統接收機的聯合檢測系統及其數據處理方法，提高聯合檢測的穩健性，降低目前的聯合檢測計算複雜度，併兼顧性能的提高。
為了實現上述目的，本發明提供了一種TD-SCDMA系統中接收機的聯合檢測系統，包括一數據輸出模塊，用於獲取並輸出循環系統矩陣，還用於獲取並輸出消除訓練序列幹擾後的數據部分，還包括
一控制器，用於根據激活碼道信息獲取快速傅立葉變換聯合檢測模塊的控制參數；一快速傅立葉變換聯合檢測模塊，用於利用FFT和IFFT，結合控制參數、循環系統矩陣和消除訓練序列幹擾後的數據部分獲取所有激活碼道的解調結果。
上述的聯合檢測系統，其中，所述數據輸出模塊具體包括數據分離模塊，用於將時隙數據分離成第一數據部分，第二數據部分和訓練序列；信道估計模塊，用於通過將訓練序列與本地訓練序列的復序列解卷積得到估計信道；激活碼道檢測模塊，用於根據第一數據部分，第二數據部分、估計信道和外部控制信息檢測當前工作小區中使用的擴頻碼，並獲取激活碼道信息；信道處理模塊，用於根據碼道激活信息對信道估計進行去噪處理，並輸出估計噪聲功率到快速傅立葉聯合檢測模塊，同時分別輸出hmic和hsmg到幹擾消除模塊和循環系統矩陣生成模塊；循環系統矩陣生成模塊，用於根據碼道激活信息和hsmg生成循環系統矩陣；幹擾消除模塊，用於根據激活碼道信息和hmic計算訓練序列在第一數據部分和第二數據部分上的幹擾能量，並加以消除，並輸出消除訓練序列幹擾後的數據部分。
上述的聯合檢測系統，其中，快速傅立葉變換聯合檢測模塊具體包括兩個塊FFT變換模塊，用於根據控制信息分別對消除訓練序列幹擾後的數據部分和循環系統矩陣進行FFT變換；頻域聯合檢測模塊，用於根據FFT變換後的消除了訓練序列幹擾的數據部分和循環系統矩陣執行聯合檢測，獲取頻域的聯合檢測結果；塊IFFT變換模塊，對應於塊FFT變換，用於根據控制信息將頻域的聯合檢測結果映射到時域後輸出。
上述的聯合檢測系統，其中，頻域聯合檢測模塊具體包括匹配濾波模塊，用於對根據FFT變換後的消除了訓練序列幹擾的數據部分進行頻域的匹配濾波；矩陣相乘模塊，用於將循環系統矩陣的塊FFT變換結果的轉置與循環系統矩陣的塊FFT變換結果相乘獲取頻域系統相關矩陣；矩陣相加模塊，用於對頻域系統相關矩陣加載噪音估計；三角分解模塊，用於將矩陣相加模塊輸出的共軛對稱陣進行標準的三角分解；解相關模塊，用於將匹配濾波結果和三角分解結果進行解相關運算。
為了更好的實現上述目的，本發明還提供了一種TD-SCDMA系統中接收機的聯合檢測系統的數據處理方法，包括一數據輸出步驟，獲取並輸出循環系統矩陣，還獲取並輸出消除訓練序列幹擾後的數據部分，其中，還包括一控制參數獲取步驟，根據激活碼道信息獲取快速傅立葉變換聯合檢測的控制參數；一快速傅立葉變換聯合檢測步驟，利用FFT和IFFT，結合控制參數、循環系統矩陣和消除訓練序列幹擾後的數據部分獲取所有激活碼道的解調結果。
上述的數據處理方法，其中，所述數據輸出步驟具體包括數據分離步驟，將時隙數據分離成第一數據部分，第二數據部分和訓練序列；信道估計步驟，通過將訓練序列與本地訓練序列的復序列解卷積得到估計信道；激活碼道檢測步驟，根據第一數據部分，第二數據部分、估計信道和外部控制信息檢測當前工作小區中使用的擴頻碼，並獲取激活碼道信息；信道處理步驟，根據碼道激活信息對信道估計進行去噪處理，並輸出估計噪聲功率到快速傅立葉聯合檢測模塊，同時分別輸出hmic和hsmg到幹擾消除模塊和循環系統矩陣生成模塊；循環系統矩陣生成步驟，根據碼道激活信息和hsmg生成循環系統矩陣；幹擾消除步驟，根據激活碼道信息和hmic計算訓練序列在第一數據部分和第二數據部分上的幹擾能量，並加以消除，並輸出消除訓練序列幹擾後的數據部分。
上述的數據處理方法，其中，循環系統矩陣生成步驟中，每一激活碼道和對應的hsmg向量卷積形成合併衝激響應向量，將這些向量作為列向量組成系統矩陣，對系統矩陣補充一定的列向量形成循環系統矩陣。
上述的數據處理方法，其中，快速傅立葉變換聯合檢測步驟具體包括塊FFT變換步驟，根據控制信息分別對消除訓練序列幹擾後的數據部分和循環系統矩陣進行FFT變換；頻域聯合檢測步驟，根據FFT變換後的消除了訓練序列幹擾的數據部分和循環系統矩陣執行聯合檢測，獲取頻域的聯合檢測結果；塊IFFT變換步驟，對應於塊FFT變換步驟，根據控制信息將頻域的聯合檢測結果映射到時域後輸出。
上述的數據處理方法，其中，頻域聯合檢測步驟具體包括匹配濾波步驟，對根據FFT變換後的消除了訓練序列幹擾的數據部分進行頻域的匹配濾波；矩陣相乘步驟，將循環系統矩陣的塊FFT變換結果的轉置與循環系統矩陣的塊FFT變換結果相乘獲取頻域系統相關矩陣；矩陣相加步驟，對頻域系統相關矩陣加載噪音估計；三角分解步驟，於將矩陣相加模塊輸出的矩陣進行標準的三角分解；解相關步驟，將匹配濾波結果和三角分解結果進行解相關運算。
本發明的TD-SCDMA系統接收機的聯合檢測系統及其數據處理方法，通過利用FFT將數據從時域變換到頻域，降低了目前的聯合檢測計算複雜度，提高了聯合檢測的穩健性，併兼顧了性能的提高。
圖1為TD-SCDMA中的無線信號接收處理的示意圖；圖2為TD-SCDMA系統中無線子幀的結構示意圖；圖3為無線子幀中時隙數據結構示意圖；圖4為本發明中的數據輸出模塊的結構示意圖；圖5為循環系統矩陣的結構示意圖；圖6為本發明中的FFT聯合檢測模塊的結構示意圖；圖7為本發明中的塊FFT變換示意圖；
圖8為本發明中的塊IFFT變換示意圖。
具體實施例方式
TD-SCDMA中的無線信號接收如圖1所示，所在小區信號在空間傳播到達終端的天線11，無線信號經過射頻處理單元12和基帶處理單元13的處理後發送入聯合檢測模塊14，聯合檢測模塊14聯合多個激活碼道的信號進行幹擾消除和聯合解調，最後將本用戶的軟解調信息送入解碼模塊15解碼後得到期望的信息比特。
在TDD-LCR(Low Chip Rate，低碼片速率)中的5ms無線子幀數據長度為6400碼片，如圖2所示，其中包括TS0～TS6共7個864碼片的數據傳輸時隙，一個96碼片的下行導頻時隙(DwPTS)，一個160碼片的上行導頻時隙(UpPTS)和一個96碼片的上下行導頻保護間隔(GP)。
TD-SCDMA的接收機所處理的信號為864碼片的數據傳輸時隙中的數據，864碼片的數據傳輸時隙的結構如圖3所示，包括128碼片的訓練序列Midamble(為方便描述，在此將Midamble稱為m)和分別位於訓練序列Midamble前後的第一數據部分Data1和第二數據部分Data2(為方便描述，在此將Data和Data2的總稱為em)，第一數據部分Data1和第二數據部分Data2均為368碼片。
本發明的接收機和處理方法均基於以上劃分對數據進行處理。
本發明的接收機中的聯合檢測系統利用FFT(Fast Fourier Transfer，快速傅立葉反變換)將數據從時域變換到頻域後實現聯合檢測，最後將結果利用IFFT變換從頻域變換到時域輸出，該接收機的聯合檢測系統包括控制器、數據輸出模塊和FFT聯合檢測模塊，其中控制器，用於根據激活碼道信息獲取FFT聯合檢測模塊的控制參數，其中FFT聯合檢測模塊的控制參數包括激活碼道數、FFT長度、每次解調中的前交迭長度和後交迭長度；數據輸出模塊，用於將864碼片的數據傳輸時隙中的Data1，Data2和Midamble三段數據分離後，結合Midamble部分和激活碼道信息獲取循環系統矩陣，並結合激活碼道信息和hmic消除Midamble在em中的幹擾能量，並輸出消除Midamble幹擾後的數據部分(為方便描述，在此將消除Midamble幹擾後的數據部分稱為e)；FFT聯合檢測模塊，用於利用FFT和IFFT(Inverse Fast Fourier Transfer，快速傅立葉反變換)結合循環系統矩陣和e獲取所有激活碼道的解調結果。
如圖4所示，本發明中的數據輸出模塊包括數據分離模塊，用於將時隙數據分離成圖3所示的Data1，Data2和Midamble三段數據，並將em發送到幹擾消除模塊和激活碼道檢測模塊；信道估計模塊，用於獲取估計信道h，其通過將m與本地Midamble復序列B解卷積得到估計信道h；激活碼道檢測模塊，用於根據em、估計信道h和外部控制信息檢測當前工作小區中使用的擴頻碼，判斷某一碼道是否激活得到激活碼道信息，並發送給幹擾消除模塊、信道處理模塊、循環系統矩陣生成模塊和控制器；信道處理模塊，用於根據碼道激活信息對信道估計h進行去噪處理，並輸出噪聲功率到FFT聯合檢測模塊，同時分別輸出hmic和hsmg到幹擾消除模塊和循環系統矩陣生成模塊；其中，Hmic是指用於消除訓練序列在數據段上的影響的信道響應，是與訓練序列相對應的，Hsmg是指用於產生系統矩陣列向量的信道響應，是與擴頻碼相對應的；循環系統矩陣生成模塊，用於根據碼道激活信息和hsmg生成循環系統矩陣，每一激活碼道和對應的hsmg向量卷積形成合併衝激響應向量，將這些向量作為列向量組成系統矩陣，對系統矩陣補充一定的列向量可以形成循環系統矩陣T，循環系統矩陣如圖5所示；幹擾消除模塊，用於根據激活碼道信息和hmic計算m在em上的幹擾能量，並加以消除，並輸出消除Midamble幹擾後的數據部分e。
本地Midamble復序列B與估計信道h循環卷積可以表示為一循環矩陣與信道估計的矩陣相乘，根據數學知識，循環矩陣可以表示為傅立葉變換矩陣與對角陣的乘積，而對角陣的非零元素恰好是Midamble復序列B的FFT變換值，因此有下述方程m＝Bh＝GBh＝F-1ΛBFh其中F和F-1分別為對應的傅立葉變換矩陣和逆變換矩陣，根據上述方程我們就可以得到信道的解卷積結果
h＝F-1(F(m)/F(B))上述原理說明，循環卷積可以由FFT簡單實現，這一簡潔做法正是本發明的基礎。
控制器是本發明的參數控制模塊，用於根據碼道信息計算碼道激活個數，並根據外界輸入設定FFT長度D和求解符號的前交迭長度p-和後交迭長度p+。一般來說，選擇下表中的典型值(D，p-，p+)，如(32，4，6)和(16，2，3)。
本發明中，如圖6所示，FFT(Fast Fourier Transfer)聯合檢測模塊通過FFT變換將數據從時域變換到頻域後執行聯合檢測，然後將向量或矩陣通過IFFT變換從頻域變到時域，然後經過數據提取即可完成聯合檢測，其中，FFT聯合檢測模塊具體包括第一/二塊FFT變換模塊，用於根據FFT長度、每次解調中的前交迭長度和後交迭長度分別對數據e和循環系統矩陣進行FFT變換；匹配濾波模塊，用於對FFT變換的數據e進行頻域的匹配濾波G＝ΛHE；矩陣相乘模塊，用於完成矩陣相乘運算ΛHΛ，得到頻域系統相關矩陣，其中，Λ即為循環系統矩陣T的塊FFT變換結果；矩陣相加模塊，用於對頻域系統相關矩陣加載噪音估計
即加上
其中，I為單位陣；三角分解模塊，用於將矩陣相加模塊輸出的共軛對稱陣進行標準的三角分解，如Cholesky分解等，並將三角分解結果輸出到解相關模塊；解相關模塊，用於將匹配濾波結果和三角分解結果進行解相關運算，相當於求解方程DLLH＝G中的D，即D＝L-HL-1G，本發明的具體實施例中使用二次迭代解三角方程標準算法。
第一塊IFFT變換模塊，對應於塊FFT變換，用於根據FFT長度、每次解調中的前交迭長度和後交迭長度，通過IFFT變化將解相關後的頻域數據映射到時域，然後經過數據提取即可完成聯合檢測。
如圖7所示，第一/二塊FFT變換模塊，用於根據FFT長度、每次解調中的前交迭長度和後交迭長度分別對數據e和循環系統矩陣進行FFT變換，每塊數據的計算次數 p＝D-p--p+，p為有效符號數，N＝22，為單碼道每段數據的符號數。以參數(32，4，6)為例，L＝1，如圖7所示，這裡Q＝16是擴頻因子，對碼片數據補零，得到長度為QD的序列r1=0(Qp-)eT0(Q(Lp+p+)-M(NQ+W-1))T,]]>其中，W＝16，M＝1，M表示天線數，對序列r抽取出第1，第Q+1，...，第(D-1)Q+1進行第1次FFT，抽取出第2，第Q+2，...，第(D-1)Q+2進行第2次FFT，...，抽取出第Q，第2Q，...，第DQ進行第Q次FFT，最後將結果依次放入Block_FFT(r)中，即完成塊FFT變換。如果L＞1，則數據一次向前移動Dq進行塊FFT變換。FFT變換將數據從時域變換到頻域，為聯合檢測中降低計算度建立了基礎。
如圖8所示，塊IFFT變換模塊每塊數據的計算次數 以參數(32，4，6)為例，L＝1，如圖8所示，這裡K是激活碼道數，對序列rD_COR抽取出第1，第K+1，...，第(D-1)K+1進行第1次IFFT，抽取出第2，第K+2，...，第(D-1)K+2進行第2次IFFT，...，抽取出第K，第2K，...，第DK進行第K次IFFT，最後將結果依次放入 中，即完成塊IFFT變換。如果L＞1，則數據一次向前移動Dq進行塊IFFT變換。塊IFFT變換(14)的輸出是聯合檢測的所有激活碼道的解調結果。
本發明的移動通信系統中接收機的數據處理方法利用FFT變換將數據從時域變換到頻域後實現聯合檢測，最後將結果利用IFFT變換從頻域變換到時域輸出，包括如下步驟數據輸出步驟，將864碼片的數據傳輸時隙中的Data1，Data2和Midamble三段數據分離後，結合Midamble部分和激活碼道信息獲取循環系統矩陣，並結合激活碼道信息和hmic消除Midamble在em中的幹擾能量，並輸出消除Midamble幹擾後的數據部分(為方便描述，在此將消除Midamble幹擾後的數據部分稱為e)；FFT聯合檢測步驟，利用FFT和IFFT，並結合循環系統矩陣和e獲取所有激活碼道的解調結果。
數據輸出步驟具體包括數據分離步驟，將時隙數據分離成Data1，Data2和Midamble三段數據；信道估計步驟，將m與本地Midamble復序列B解卷積得到估計信道h；激活碼道檢測步驟，根據em、估計信道h和外部控制信息檢測當前工作小區中使用的擴頻碼，判斷某一碼道是否激活得到激活碼道信息；信道處理步驟，根據碼道激活信息對信道估計h進行去噪處理，並輸出噪聲功率，同時分別輸出hmic和hsmg；循環系統矩陣生成步驟，根據碼道激活信息和hsmg生成循環系統矩陣，每一激活碼道和對應的hsmg向量卷積形成合併衝激響應向量，將這些向量作為列向量組成系統矩陣，對系統矩陣補充一定的列向量可以形成循環系統矩陣T；幹擾消除步驟，根據激活碼道信息和hmic計算m在em上的幹擾能量，並加以消除，並輸出消除Midamble幹擾後的數據部分e。
FFT聯合檢測步驟具體包括第一塊FFT變換步驟，根據FFT長度、每次解調中的前交迭長度和後交迭長度對數據e進行FFT變換，如可將塊Toeplitz矩陣對角化；第二塊FFT變換步驟，用根據FFT長度、每次解調中的前交迭長度和後交迭長度對循環系統矩陣進行FFT變換，如可將塊Toeplitz矩陣對角化；匹配濾波步驟，對FFT變換的數據e進行頻域的匹配濾波G＝ΛHE；矩陣相乘步驟，完成矩陣相乘運算ΛHΛ，獲取頻域系統相關矩陣，其中，Λ即為循環系統矩陣T的塊FFT變換結果；矩陣相加步驟，對頻域系統相關矩陣加載噪音估計 即加上 其中，I為單位陣；三角分解步驟，將矩陣相加模塊輸出的共軛對稱陣進行標準的三角分解，如Cholesky分解、QR分解等；解相關步驟，將匹配濾波結果和三角分解結果進行解相關運算；第一塊IFFT變換步驟，對應於塊FFT變換，根據FFT長度、每次解調中的前交迭長度和後交迭長度，通過IFFT變化將解相關後的頻域數據映射到時域，然後經過數據提取即可完成聯合檢測。
下面對其中的一些步驟進行詳細描述。
第一/二塊FFT變換步驟中，首先對碼片序列r進行塊FFT變換，這一過程包括Q×L次D點FFT，對D×Q向量r執行如下的FFT，rB_FFT(D(l-1)Q+i∶Q∶(Dl-1)Q+i)＝FFT(r(D(l-1)Q+i∶Q∶(Dl-1)Q+i))i＝1，2，...，Q；l＝1，2，...，L矩陣Λ(Q，K)可以通過對循環系統矩陣T中的數據塊的第一列進行塊Fourier變換得到，考慮到T的稀疏結構，塊Fourier變換可以通過簡單的矩陣運算完成，例如，矩陣標乘和矩陣相加，這一簡化做法比直接塊Fourier變換還要快，其具體算法為，Λ(Q，K)((i-1)Q+1∶iQ，(i-1)K+1∶iK)＝T(1∶Q，1∶K)+S(i-1)·T(Q+1∶2Q，1∶K)，i＝1，...，D這裡Fourier變換因子S＝exp(-j2π/D)。
從而矩陣Λ(Q，K)具有如下塊對角結構 其中Λi＝Λ(Q，K)((i-1)Q+1∶iQ，(i-1)K+1∶iK)，i＝1，2，...，D。
頻域協方差矩陣R=(Q,K)H(Q,K)]]>可以通過兩種方式得到，一是通過Λ(Q，K)與自身的矩陣相乘運算得到協方差矩陣，二是通過對時域協方差矩陣R進行塊Fourier變換，類似於計算Λ(Q，K)。
其中，對應於第一種方法，R((i-1)K+1:iK,(i-1)K+1:iK)]]>=(Q,K)H((i-1)Q+1:iQ,(i-1)K+1:ik)(Q,K)((i-1)Q+1:iQ,(i-1)K+1:iK)]]>i＝1，2，...，D對應於第二種方法，
RΛ((i-1)K+1∶iK，(i-1)K+1∶iK)＝R(1∶K，1∶K)+S(i-1)·R(K+1∶2K，1∶K)+S(i-1)×(D-1).·R((D-1)K+1∶DK，1∶K)，i＝1，...，D同理，頻域協方差矩陣也繼承了頻域系統矩陣的塊對角結構， 其中，RΛi＝RΛ((i-1)K+1∶iK，(i-1)K+1∶iK)，i＝1，2，...，D都是共扼對稱矩陣。對於MMSE-BLE來講，需要對自相關矩陣進行對角加載，即在RΛ的對角線上加載噪聲估計 Rd=R+n2I]]>在三角分解步驟中，對矩陣相加步驟輸出的共扼對稱的正定方陣Rd的子矩陣進行求逆，對於正定矩陣來講，有一些標準的矩陣求逆方法可以完成矩陣求逆，因而可以利用一些現有的方法完成矩陣求逆，如Cholesky分解，QR分解等。在這些分解方法中，Cholesky分解是具有相當的競爭力，本步驟僅以Cholesky分解為例對本發明進行描述。
子矩陣的Cholesky分解如下，Rdi=LdiLdiH]]>i＝1，2，...，D其中下三角矩陣LΛi，i＝1，2，...，D是子矩陣Rdi的Cholesky分解因子，則正定方陣的逆為Rdi-1=Ldi-HLdi-1]]>i＝1，2，...，D由線性變換可知，在線性方程中，上/下三角矩陣的求逆可以通過後向/前向迭代實現，因此Cholesky分解後可利用2步迭代完成正定矩陣的求逆。進一步的，2步回代在實現上比Cholesky因子直接求逆有更高的精度，更低的計算量甚至更少的數據存儲空間。
頻域匹配濾波步驟中執行以下操作rB_MF＝Λ(Q，K)·rB_FFT同時，解相關步驟中可以利用2步回代代替，即rD_COR=R-1rB_MF]]>為了進一步減少矩陣乘法的計算量，採用子矩陣對應相乘，rB_MF((i-1)K+1:iK)]]>=(Q,K)H((i-1)Q+1:iQ,(i-1)K+1:iK)rB_FFT((i-1)K+1:iK)]]>rD_COR((i-1)K+1:iK)=Ri-1rB_MF((i-1)K+1:iK)]]>i＝1，2，...，D第一塊IFFT變換步驟中，包括K×L次D點IFFT，對D×K向量執行如下IFFT，得到符號估計的時域解x^(D(l-1)K+i:K:(Dl-1)K+i)]]>=IFFT(rD_COR(D(l-1)K+i:K:(Dl-1)K+i))]]>i＝1，2，...，K；l＝1，2，...，L最後，按照如下方式從時域解 中抽取數據即可得到MMSE-BLE的最終估計結果 d^MMSE_BLE((l-1)Kp+1:lKp)=x^(Kp-+(l-1)Kp+1:Kp-+lKp)]]>l＝1，2，...，L以上示例是以QPSK調製的接收數據為例對本發明的接收裝置和方法進行描述，但是本發明也同樣適用於任何一種其他調製方式。
同時，本發明的各個步驟中存在大量的可並行處理的工作，因此，本發明還採用了並行處理，同時，在每一步驟採用獨立專用的硬體實現，因此在實現聯合檢測時，可以同時實現並行和流水線處理，下面以TD-SCDMA中具體的數據突髮結構為例討論這一問題。
如圖3所示，單一數據時隙共864碼片，其中包含一段128碼片的訓練序列和訓練序列前後各一段368碼片的數據突發。不妨令e1和e2分別表示這兩段數據突發，令d1和d2分別表示第一部分和第二部分數據突發對應的符號序列，且x1和x2是相應的補零符號序列。
根據時隙的數據結構，可以分別對e1和e2進行數據初始化，其並行處理為r1=0(Qp-)e1T0(Q(Lp+p+)-M(NQ+W-1))T]]>r2=0(Qp-)e2T0(Q(Lp+p+)-M(NQ+W-1))T]]>協方差矩陣R需要直接計算的話，其子矩陣R0和R1可以獨立計算/並行計算。
在塊FFT變換時，其中一部分可以通過塊FFT實現，另一部分可以通過簡單的矩陣運算完成。從塊Fourier變換來看，可以看出一次塊FFT變換中可以分解為n次獨立的D點FFT，所以從r到rB_FFT的運算可分為QL次並行D點FFT；由於矩陣Rd具有塊對角的稀疏矩陣結構，矩陣Rd的求逆可以分解為D個小矩陣並行求逆；頻域匹配濾波可以分解為D個並行的濾波處理過程；頻域解相關可以分解為D個並行的解相關處理過程；從rD_COR到 的塊Fourier逆變換可以分解為QL並行的D點IFFT，如圖9所示。
依照本發明的接收裝置和方法既適用於終端接收機，也適合於網絡端接收機。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種TD-SCDMA系統中接收機的聯合檢測系統，包括一數據輸出模塊，用於獲取並輸出循環系統矩陣，還用於獲取並輸出消除訓練序列幹擾後的數據部分，其特徵在於，還包括一控制器，用於根據激活碼道信息獲取快速傅立葉變換聯合檢測模塊的控制參數；一快速傅立葉變換聯合檢測模塊，用於利用快速傅立葉變換和快速傅立葉反變換，結合控制參數、循環系統矩陣和消除訓練序列幹擾後的數據部分獲取所有激活碼道的解調結果。
2.根據權利要求1所述的聯合檢測系統，其特徵在於，所述數據輸出模塊具體包括數據分離模塊，用於將時隙數據分離成第一數據部分，第二數據部分和訓練序列；信道估計模塊，用於通過將訓練序列與本地訓練序列的復序列解卷積得到估計信道；激活碼道檢測模塊，用於根據第一數據部分，第二數據部分、估計信道和外部控制信息檢測當前工作小區中使用的擴頻碼，並獲取激活碼道信息；信道處理模塊，用於根據碼道激活信息對信道估計進行去噪處理，並輸出估計噪聲功率到快速傅立葉聯合檢測模塊，同時分別輸出hmic和hsmg到幹擾消除模塊和循環系統矩陣生成模塊；循環系統矩陣生成模塊，用於根據碼道激活信息和hsmg生成循環系統矩陣；幹擾消除模塊，用於根據激活碼道信息和hmic計算訓練序列在第一數據部分和第二數據部分上的幹擾能量，並加以消除，並輸出消除訓練序列幹擾後的數據部分。
3.根據權利要求1所述的聯合檢測系統，其特徵在於，控制參數包括激活碼道數、快速傅立葉變換長度、解調的前交迭長度和後交迭長度。
4.根據權利要求1所述的聯合檢測系統，其特徵在於，快速傅立葉變換聯合檢測模塊具體包括兩個塊快速傅立葉變換模塊，用於根據控制信息分別對消除訓練序列幹擾後的數據部分和循環系統矩陣進行快速傅立葉變換；頻域聯合檢測模塊，用於根據快速傅立葉變換變換後的消除了訓練序列幹擾的數據部分和循環系統矩陣執行聯合檢測，獲取頻域的聯合檢測結果；塊快速傅立葉反變換模塊，對應於塊快速傅立葉變換，用於根據控制信息將頻域的聯合檢測結果映射到時域後輸出。
5.根據權利要求4所述的聯合檢測系統，其特徵在於，頻域聯合檢測模塊具體包括匹配濾波模塊，用於對根據快速傅立葉變換變換後的消除了訓練序列幹擾的數據部分進行頻域的匹配濾波；矩陣相乘模塊，用於將循環系統矩陣的塊快速傅立葉變換結果的轉置與循環系統矩陣的塊快速傅立葉變換結果相乘獲取頻域系統相關矩陣；矩陣相加模塊，用於對頻域系統相關矩陣加載噪音估計；三角分解模塊，用於將矩陣相加模塊輸出的共軛對稱陣進行標準的三角分解；解相關模塊，用於將匹配濾波結果和三角分解結果進行解相關運算。
6.根據權利要求5所述的聯合檢測系統，其特徵在於，解相關模塊利用兩次回代求解方程。
7.根據權利要求5所述的聯合檢測系統，其特徵在於，三角分解模塊利用Cholesky分解或QR分解進行三角分解。
8.根據權利要求1所述的聯合檢測系統，其特徵在於，接收機為終端接收機或網絡接收機。
9.一種TD-SCDMA系統中接收機的聯合檢測系統的數據處理方法，包括一數據輸出步驟，獲取並輸出循環系統矩陣，還獲取並輸出消除訓練序列幹擾後的數據部分，其特徵在於，還包括一控制參數獲取步驟，根據激活碼道信息獲取快速傅立葉變換聯合檢測的控制參數；一快速傅立葉變換聯合檢測步驟，利用快速傅立葉變換和快速傅立葉反變換，結合控制參數、循環系統矩陣和消除訓練序列幹擾後的數據部分獲取所有激活碼道的解調結果。
10.根據權利要求9所述的數據處理方法，其特徵在於，所述數據輸出步驟具體包括數據分離步驟，將時隙數據分離成第一數據部分，第二數據部分和訓練序列；信道估計步驟，通過將訓練序列與本地訓練序列的復序列解卷積得到估計信道；激活碼道檢測步驟，根據第一數據部分，第二數據部分、估計信道和外部控制信息檢測當前工作小區中使用的擴頻碼，並獲取激活碼道信息；信道處理步驟，根據碼道激活信息對信道估計進行去噪處理，並輸出估計噪聲功率到快速傅立葉聯合檢測模塊，同時分別輸出hmic和hsmg到幹擾消除模塊和循環系統矩陣生成模塊；循環系統矩陣生成步驟，根據碼道激活信息和hsmg生成循環系統矩陣；幹擾消除步驟，根據激活碼道信息和hmic計算訓練序列在第一數據部分和第二數據部分上的幹擾能量，並加以消除，並輸出消除訓練序列幹擾後的數據部分。
11.根據權利要求10所述的數據處理方法，其特徵在於，循環系統矩陣生成步驟中，每一激活碼道和對應的hsmg向量卷積形成合併衝激響應向量，將這些向量作為列向量組成系統矩陣，對系統矩陣補充一定的列向量形成循環系統矩陣。
12.根據權利要求9所述的數據處理方法，其特徵在於，控制參數包括激活碼道數、快速傅立葉變換長度、解調的前交迭長度和後交迭長度。
13.根據權利要求9所述的數據處理方法，其特徵在於，快速傅立葉變換聯合檢測步驟具體包括塊快速傅立葉變換步驟，根據控制信息分別對消除訓練序列幹擾後的數據部分和循環系統矩陣進行快速傅立葉變換；頻域聯合檢測步驟，根據快速傅立葉變換後的消除了訓練序列幹擾的數據部分和循環系統矩陣執行聯合檢測，獲取頻域的聯合檢測結果；塊快速傅立葉反變換步驟，對應於塊快速傅立葉變換步驟，根據控制信息將頻域的聯合檢測結果映射到時域後輸出。
14.根據權利要求13所述的數據處理方法，其特徵在於，頻域聯合檢測步驟具體包括匹配濾波步驟，對根據快速傅立葉變換後的消除了訓練序列幹擾的數據部分進行頻域的匹配濾波；矩陣相乘步驟，將循環系統矩陣的塊快速傅立葉變換結果的轉置與循環系統矩陣的塊FFT變換結果相乘獲取頻域系統相關矩陣；矩陣相加步驟，對頻域系統相關矩陣加載噪音估計；三角分解步驟，於將矩陣相加模塊輸出的矩陣進行標準的三角分解；解相關步驟，將匹配濾波結果和三角分解結果進行解相關運算。
15.根據權利要求14所述的數據處理方法，其特徵在於，解相關步驟利用兩次回代求解方程。
16.根據權利要求14所述的數據處理方法，其特徵在於，三角分解步驟利用Cholesky分解或QR分解進行三角分解。
17.根據權利要求14所述的數據處理方法，其特徵在於，數據輸出步驟、控制參數獲取步驟和快速傅立葉變換聯合檢測步驟中均進行並行處理。
18.根據權利要求9所述的數據處理方法，其特徵在於，接收機為終端接收機或網絡接收機。
全文摘要
本發明公開了一種TD－SCDMA系統中接收機的聯合檢測系統及其數據處理方法，該聯合檢測系統包括一數據輸出模塊，用於獲取並輸出循環系統矩陣，還用於獲取並輸出消除訓練序列幹擾後的數據部分；一控制器，用於根據激活碼道信息獲取快速傅立葉變換聯合檢測模塊的控制參數；一快速傅立葉變換聯合檢測模塊，用於利用快速傅立葉變換和快速傅立葉反變換，結合控制參數、循環系統矩陣和消除訓練序列幹擾後的數據部分獲取所有激活碼道的解調結果。本發明的TD－SCDMA系統接收機的聯合檢測系統及其數據處理方法，通過利用FFT將數據從時域變換到頻域，降低了目前的聯合檢測計算複雜度，提高聯合檢測的穩健性，併兼顧性能的提高。
文檔編號H04B1/707GK1845483SQ20061008264
公開日2006年10月11日 申請日期2006年5月19日 優先權日2006年5月19日
發明者李 燮 申請人:北京天碁科技有限公司