CN1722626A - Cdma信号多用户检测接收器 - Google Patents

Abstract

多个通信被接收。该通信以一无线码分多址存取格式来传送。估算每一个接收通信的一信道响应。利用所接收通信的编码及信道响应构建一系统响应矩阵。利用该系统响应矩阵产生一目标矩阵。所接收通信经匹配滤波以产生一第一输入。该第一输入以一干扰消除矩阵处理后产生所接收通信的一第一组符号。所产生的第一组符号以一反馈干扰建构矩阵处理后产生反馈干扰。加入至该干扰消除矩阵的一反矩阵的该反馈矩阵等于该目标矩阵。该反馈干扰从该匹配过滤的一结果中减去后产生下一个输入。该下一个输入以干扰消除矩阵处理后产生所接收通信的下一组符号。

Description

CDMA信号多用户检测接收器

本申请是申请日：2000.02.11，申请号为00817323.0(国际申请号为PCT/US00/03537)，名称为“CDMA信号多用户检测接收器”的申请的分案申请。

发明的领域

本发明系关于多重存取数字通讯系统。更特别地，本发明系关于一平行干扰消除接收系统与方法，用以同步接收自多重用户的数据。

相关领域的说明

一多重存取系统使得多个用户，以存取相同的通讯媒体以传送或接数据。该媒体可包含，例如一网络光纤缆线于一局域网络中，一铜线于电话系统中，或无线通讯的一空气干扰。

一已有技术的多重存取通讯系统，系如第一图中所示。该通讯媒体系指一通讯信道。通讯技术例如频分多址或称FDMA，时分多址或称TDMA，媒体读出多路存取或称CSMA，码分多址或称CDMA，以及其它允许至相同的通讯媒体至多于一位用户。这些技术可被一起混合产生多重存取结构的混合变化。例如，所提的第三代W-CDMA标准的时间双工或称TDD模式系TDMA与CDMA的结合。

第二图说明一例的CDMA已有技术通讯系统。CDMA系一通讯技术，其中数据的传送系以宽频(广射频)，藉由调整该数据以由一伪噪声号而被传送。该传送的数据信号可具有的频宽为仅数千赫兹分布一频率带上，其可为数百万赫兹。该通讯信道被同步使用，系藉由K独立子信道。对于每一子信道，所有其它子信道被视为干扰。

如示，一所给频宽的单一子信道系与一独特扩展码混合，其重复一预先决定图案，其产生系藉由一广频宽，伪噪声(pn)序列产生器。这些用户扩展码系典型彼此伪垂直，系使得该扩展码的间的交叉关联系接近于零。一数据信号的调整系以该数字扩展射频信号，且传送取决于该传送媒体。一接收器调整该传送取出该数字扩展射频信号。该传输数据的产生系于与该匹配pn序列相关联的后。当该扩展码系彼此垂直时，该接收信号可被关联于一特定用户信号关于该特定扩展码，系使得仅关于该特定扩展码的所欲用户信号被增强，然而所有其它用户的其它信号未被增强。

该扩展码的每一值已知为一码片，且具有一码片速率，其同于或快于该数据速率。该码片速率与该子信道数据速率间的比值系扩展因子。

为延伸该数据信号值的可能范围，一符号被使用以代表多于两个二进制值。三进位与四进位符号系各自为三个与四个值。一符号的概念允许一更大程度的数据，由于每一符号的位内容支配一独特的脉冲形。取决于所使用的符号数目，存在一相等量的独特脉冲或波形。来源处的数据被转换为符号，其被调整与传送系透过子信道或于目的地的调整。

选择一CDMA系统中该扩展码，以最小化一所欲的子信道与所有其它子信道间的干扰。系使得，该标准方法用以调整该所欲的子信道，以将其它所有子信道处理为干扰，相同于将自身列为该通讯媒体中的干扰。为此程序而设计的接收器，系为单一用户，匹配过滤器与RAKE接收器。

由于不同子信道确实彼此干扰，系使得另一方法被用以调整所有子信道于一接收器。该接收器可收取所有用户，藉由平行地分别执行一解码运算的一次传送。此思想体系已知为多重用户检测。多重用户检测可提供一重要性能的改善优于单一用户检测。

请参阅第三图，一已有技术CDMA接收器的一系统方块图，使用一多重用户检测器如图所示。熟知此领域的人士可理解，该接收器可包含的功能如无线电频率或无线电频率下转换，与相关联的过滤于无线电频率信道，模拟-至-数字转换或光学信号调整于一特定通讯媒体。该接收器的输出系一处理信号，为模拟或数字，包含所有有效子信道的该结合扩展信号。该多重用户检测器进行多重用户检测，且输出多个信号对应于每一有效子信道。所有或少数的子信道可被处理。

最理想的多重用户检测器系密集计算装置，进行许多复杂数学运算，且因而难以经济地完成。为了将支出最小化，次理想的多重用户检测器，如以建立的线性检测器与平行干扰消除或PIC接收器，需要较低计算复杂度相较于最理想的检测器。线性检测器包含解关联器，最小平均平方差或称MMSE检测器，强迫归零阻断线性均衡器或称ZF-BLEs与其相似物。PIC接收器通常被设计为多阶段反复接收器，且为软决定(SD)或硬决定(HD)为基础。

同步或异步CDMA通讯中，一已有技术的线性多重用户检测器的一系统方块图，系如第四图所示。输出自该通讯媒体特定接收器(如第三图中所示)的数据，被结合至一子信道评估器，其评估每一符号的脉冲响应，其传送于各自的子信道中。该线性检测器该脉冲响应，由一子信道的扩展码而评估，以解调每一子信道的数据。该数据被输出至子信道数据处理组于单独的用户。

为影响一物理系统中K子信道用户的平行检测，线性多重用户检测器方法，被执行为固定门阵列，微处理器，数字信号处理器或称DSPs及其相似物。固定逻辑系统允许较大的系统速度，而微处理器驱动系统提供计画的适应弹性。其中任一执行，其可使得该多重用户检测进行一系列的数学运算。为描述此功能，下列变量典型定义一线性多重用户检测器的结构与运算：

K＝用户总数/系统中有效的发送器

N_c＝一数据组中的码片数。码片数目的需要系由于随变化的扩展因子，此数目系所有用户的一共同测量。对于同步CDMA的例子，自该用户的一符号具有最大的扩展因子，可组成一组数据。系使得，N_c可被减少以等于该最大扩展因子。

W＝码片中该通讯信道脉冲响应长度。此通常系为该系统的一预先定义参数。

Q^(k)＝用户k的该扩展因子。该扩展因子系等于码片的数目，其被用以扩展一用户数据的符号。一系统预先知道该扩展因子，且不需对其评估自所接收的数据。

N_s ^(k)＝用户k所传送的符号数目。N_s ^(k)＝N_c/Q^(k)。 $N_s^T=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{N}_s^{\left(k\right)}$ ＝传送符号的总数

d^(k)＝该数据(数据)藉由用户k而传送。该数据的存在系以一向量的形式，其中一向量系一数据数组，其系以单一指针变量为指针。对于向量与矩阵运算的目的，其系随着所有向量被定义为行向量。d^(k)的第n^th元素，系藉由第k^th用户所传送的第n^th符号。

h^(k)＝藉由用户k经历的子信道的脉冲响应为一向量。此量需被评估于该接收器。该接收器的评估子信道脉冲响应系被指为h^(k)。该向量h^(k)的元素典型系为复数，其模拟振幅与相变化，其可藉由该子信道而引用。

v^(k)＝用户k的扩展码，表示为一向量。对于线性多重用户检测的目的，有益的是考虑包含该扩展码区段的向量，其扩展一特定符号。系使得，该向量v^(k，n)被定义为该扩展码，其被用以扩展由该第k^th用户传送的第n^th符号。数学上地，其被定义为：v_i ^(k，n)＝v_i ^(k)，其中(n-1)Q^(k)+1≤i≤nQ^(k)且所有其它i为0，其中i为向量元素的指针。

r^(k)＝一向量其代表用户k的数据，其扩展系藉由该扩展序列v^(k)，且其传送系经由用户的子信道h^(k)。该向量r^(k)信道观察完成于时间周期的过程中，当数据组到达的时。该载体v^(k)的第n^th元素可被定义为：

$r_i^{\left(k\right)}=\underset{n=1}{\overset{N_s^{\left(k\right)}}{\mathrm{\Σ}}}{d}_n^{\left(k\right)}\underset{j=1}{\overset{W}{\mathrm{\Σ}}}{h}_j^{\left(k\right)}{v}_{i-j+1}^{(k,n)}$

                                  方程式1

于该接收器接收的信号包含所有用户信号r^(k)加上噪声。系使得，我们可定义该接收数据向量r如下：

$r=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{r}^{\left(k\right)}+n.$

                                  方程式2

方程式2中的向量n代表该通讯信道中的噪声。

第五图说明已有技术线性多重用户检测器的一系统与方法。该评估的子信道脉冲响应向量h^(k)与该扩展码v^(k)被用已产生一系统传送响应矩阵于每一用户k。一矩阵系一数目组系由两指针变量所代表。该矩阵被排列于一矩形数组，其第一指针变量系一列指针，且第二指针变量系一行指针。

一系统传送响应矩阵于用户k的典型代表系为A^(k)。第i^th列，n^th行元素系指为A_i，n ^(k)，且被定义为：

$A_{i,n}^{\left(k\right)}=\underset{j=1}{\overset{W}{\mathrm{\Σ}}}{h}_j^{\left(k\right)}{v}_{i-j+1}^{(k,n)}$ 方程式3

矩阵A^(k)的每一行相当于一匹配的过滤器响应，在特定的时间其内于用户k所传送的一特定符号。请参阅第五图，所接收的数据r系匹配结合所有用户的扩展码与子信道脉冲响应。系使得，A^(k)包含N_s ^(k)匹配过滤器响应。A^(k)的行系为

$A_n^{\left(k\right)}=\left[\begin{array}{c}0\\ \·\\ \·\\ \·\\ 0\\ b_n^{\left(k\right)}\\ 0\\ \·\\ \·\\ \·\\ 0\end{array}\right]$ 方程式4

其中每一向量系为

Q^(k)+W-1                               方程式5

且系自A_n ^(k)的顶部抵销，系藉由

Q^(k)(n-1)                              方程式6

由于该扩展码非周期于符号数次；b_i ^(k)≠b_j ^(k)其中i≠j。一向量的元素，其可为非零值系指该向量的支撑。系使得，b_n ^(k)系为A_n ^(k)的支撑。

一旦每一用户的一系统传送矩阵产生，则一总系统传送响应矩阵，系指为A其系藉由连接该系统传送矩阵于所有用户而形成，如下所示：

A＝[A⁽¹⁾，...，A^(k)，...，A^(k)]         方程式7

根据已有技术的调整技术，h^(k)的元素可为复数。其随后为A的非零元素可为复数。

一举例的总系统传送响应矩阵A于已有技术的多重用户检测器，其组合系组合系根据方程式4，5，6与7，系为

方程式8

对于两个用户(k＝2，具有16个码片于一数据组中(N_c＝16)，一信道脉冲响应长度为4(W＝4)，且一扩展因子于两个(Q⁽¹⁾＝2)的第一用户，以及一扩展因子于四个的第二用户(Q⁽²⁾＝4)。在所得的总系统传送响应矩阵A中，b_n，i ^(k)代表该结合系统的第i^th元素，以及第k^th用户的第n^th符号的信道响应。

该接收的数据r的处理，系藉由该总系统传送响应矩阵A，其代表一组的匹配过滤器，以产生一匹配过滤器输出的向量，其系以y表示。该匹配过滤的运算系定义为：

y＝A^Hr                                    方程式9

该矩阵A^H代表矩阵A的Hermitian(或复合)转置。该Hermitian转置系定义为A_ij ^H＝ A_ji，其中上横杠代表一复数的共轭数。该匹配过滤器输出而后乘以一目标矩阵O的倒数。该目标矩阵O代表该处理，其区分线性接收器的每一形式。其系得自于该系统传送矩阵A。

该强迫归零组线性均衡器(ZF-BLE)接收器，系一线性接收器具有一目标矩阵，系指O＝A^HA。该最小平均平方差组线性均衡器(MMSE-BLE)接收器系一线性接收器，具有一目标矩阵O，定为O＝A^HA+σ²I，其中σ²系噪声的变量，存在于该接收的数据向量的符号，且矩阵I系已知为系同一矩阵。一同一矩阵系一正方形，对称于其主要对角线且其它位置为零。该同一矩阵大小的选择，使得形成一加法运算，其系根据线性代数的原则。

对于一解关联器(解关联接收器)，矩阵A的简化系藉由忽略该信道响应h^(k)，仅考虑该扩展码与交叉关联(干扰)特性。一交叉关联矩阵，通常系指R，其通常系建构于解关联器形式接收器。此矩阵的构成可藉由假设W＝1且h_i ^(k)＝1于上述A的定义中(亦即每一子信道的该信道响应系一脉冲)。而后该交叉关联矩阵R系该目标矩阵O，定义于该ZF-BLE接收器。一解关联器通常作为一更复杂多重用户检测接收器的次处理。一但该目标矩阵被产生，则该多重用户检测器将倒转该矩阵，其系以O^-1代表。

而后该目标矩阵的倒数乘以该匹配过滤器输出向量y，以产生该数据向量d的评估，其中d(评估)＝O^-1y。该目标矩阵的倒数系一复数，需大量计算的程序。完成此程序所需的运算数目，系增加为该矩阵O大小的三次方。对于大多异步CDMA接收器而言，O系非常大，其使得倒转程序无法实现。使用线性代数的技术，减少倒转该目标矩阵的复杂度。然而，这些技术于某些应用中系无发实现。

不同于线性接收器，PIC接收器不倒转该目标矩阵O。系使得，PIC接收器提供另一选择，其系较直线多重用户检测器不复杂。第六图说明一典型已有技术的PIC接收器。该接收的数据r被输入至多个信道评估器，其独立评估每一用户的子信道脉冲响应。该子信道脉冲响应被输出至一数据评估与干扰消除处理器，其平行评估该接收数据于所有用户。该评估接收数据被输出至子信道数据处理组于后续的处理。

如第七图中所示，系为已有技术的数据评估与干扰消除程序用于PIC接收器中。该PIC接收器假设每一子信道包含L不同信号途径，自一已知的用户发送器至一接收器，起因于该传输媒体。对于每一途径L，相对延迟，振幅与相位被评估于接收器，系藉由该子信道评估处理器，如第六图中所示。对于存在于该系统中每一用户K的每一L不同途径，该PIC接收器比例一解扩展器，匹配于一单独用户的特定码与每一途径的特定时间延迟。系使得，总KL解扩展器被比例于该解扩展器组中。每一解扩展器产生该接收数据的评估自其单独的用户。该L数据评估于相同用户的子信道的不同途径，系被结合以产生该传送用户数据的完整数据评估。如第七图中所示，一般已有技术结合的方法，系最大比率结合或称MRC。其它结合数学方法存在于已有技术中与且可被使用。该结合数据评估被输出至一符号产生处理器，其产生被评估的符号数据，其系被输出至该干扰消除处理器。

每一用户K的扩展码与该KL途径间的相对延迟，系藉由该干扰消除处理器而得知。该数据被用以产生该干扰的评估，每一用户的接收途径(例如1，2，3...L)贡献至另一用户的L信号途径，且至该信号接收于该相同用户的L-1信号途径。该干扰评估系被减自该解扩展器输出，其再次被通过至该结合处理器以产生接收数据评估。该接收数据评估被再次用以产生修正干扰评估，其被用以产生另一组修正数据评估。理论上，该程序可被无限重复。然而，该程序于二或三次重复后终止。

SD-PIC与HD-PIC间的不同点在于该符号产生程序。对于SD-PIC，该符号产生程序产生可信赖的数据，其系关于该接收符号所作的决定，对于HD-PIC，该符号产生电路不产生该接收符号的可信赖数据。该差别仅关于该接收器的数据评估单位的内部处理。两种形式的PIC接收器可产生软与硬决定符号评估于后续处理，系藉由如第六图中所用的子信道数据处理器。此如第七图中所示，藉由放置一最终输出数据符号产生器，以产生该最终接收器输出，且可不同于该内部数据符号产生电路。

已有技术PIC接收器的固有问题存在于所使用的该接收信号模式中。已有技术PIC假设每一子信道包含L不同途径，该传送信号进行于该传送媒体中。该解扩展与信道匹配(该结合处理器所进行)运算的分离，系此假设的结果。然而，以此假设所建构的一接收器可仅校正于干扰，来自于非矩形的扩展序列，更为一般所知的多重存取干扰或称MAI。其无法校正一用户的不同符号间的干扰，源于该通讯信道传送过程中，这些符号的时间扩展。信号恶化的形成系更为一般所知的符号间干扰，或称ISI。ISI贡献至一现象，系指「胖手指效应」。

胖手指效应发生于当自相同用户的两途径，具有此一小相对时间延迟，该延迟可藉由该接收器解决为两不同途径。该接收器无法评估自两途径的一的数据，因而造成所有用户于较差的接收器表现。

由于所有习用PIC接收器利用L信道的简单假设，以分离该解扩展与信道结合运算，希望达到一PIC接收器利用该正确接收信号模式的一线性多重用户检测器。

1996年5月1日IEEE执行于交通技术，第45册第2号中第276-287页，Klein等人所著的“强迫归零与最小平均平方差等化于多重用户检测于码分割多重存取通道”，揭露接合检测接收器。一接收的信号具有多个CDMA数据信号系通过白化匹配滤波器。该白化匹配滤波器的一输出系通过一白化滤波器。该白化结果被比例且通过一反馈回路，以回复该数据信号的数据。该反馈回路具有一门槛检测器与一反馈操作器。

EP0767 543 A2揭露一干扰消除系统，用于一接合检测接收器。利用接收的训练序列，通道脉冲响应被评估于传送数据信号。自该评估通道脉冲响应的干扰模式，系被减自该接收的信号，以使用于该数据信号的接合检测中。

1995年5月2日IEEE执行于交通技术，第43册第2/04号，第一部份中第421-434页，Duel-Hallen所著的“多重用户检测反馈检测器的一族于非同步码分割多重存取通道”，揭露一反馈回路用于一多重用户检测接收器。一提供向前滤波器的一输出，系通过决定装置。该决定装置决定接收数据于每一数据信号，依序自最高接收信号强度至最低。该评估数据信号系通过一反馈滤波器。每一滤波的数据信号系被减自原始提供向前滤波器输出。此最大信号被送进至该决定装置完成该反馈回路。

发明内容

一平行干扰消除接收器系统与方法，其减少脉冲响应干扰，系利用接收信号的模式同于用于组线性均衡器者。组线性均衡器包含解关联接收器，强迫归零接收器，最小平均平方差接收器及其相似物。本发明包含一干扰计算处理器回馈回路，以校正一直接干扰消除器的输出。m重复程序移除干扰系自一匹配过滤器支出符号。该PIC接收器使用该不同线性均衡器的接收信号模式，其未假设每一子信道包含数个不同途径。该接收器评估每一子信道的脉冲响应特性为一体。

系使得，本发明的一目的系提供一系统与方法，以接收与解码多个信号于一CDMA接口上。

本发明的另一目的，系提供一PIC接收器系统与方法，其具有更佳的正确性且需要较少的计算。

该系统与方法的其它目的，系为熟知此领域的人士阅读较佳实施例的详细说明后，所易于了解。

附图说明

图1系一简单方块图，用以说明已有技术的多重存取通讯系统。

图2系一简单方块图，用以说明已有技术的CDMA通讯系统。

图3系一简单方块图，用以说明已有技术的CDMA接收器与多重用户检测。

图4系一简单方块图，用以说明已有技术的多重用户检测器。

图5系一方块图，用以说明已有技术的线性多重用户检测器。

图6系一系统方块图，用以说明已有技术的PIC接收器。

图7系一系统方块图，用以说明已有技术的PIC数据评估与干扰消除处理器。

图8系一系统方块图，用以说明本发明的PIC接收器。

图9系一系统方块图，用以说明本发明的一线性软决定PIC接收器。

图10系一系统方块图，用以说明本发明的一硬决定PIC接收器。

图11系一系统方块图，用以说明本发明的一非线性软决定PIC接收器。

本发明的详细说明

实施例的说明可参照图标，其中相同的符号代表相同的组件。

如第八图中所示，本发明的一平行干扰消除接收器17，用以检测，在接收后，多个用户传送于一般CDMA信道。该接收器17包含一输入19，以输入数据自所有用户k传送于一组时间，于一输入向量r的形成，包含该结合数据自每一用户的子信道，一信道评估处理器21以获得单独的脉冲响应评估h^(k)于每一用户，且组合一总系统响应矩阵A，一数据评估与干扰消除器23以产生无干扰用户数据d^(k)，以及一输出25以输出用户数据d^(k)于每一用户k自该接收信道数据r于一输出向量的形式中。该平行干扰消除器17包含多个处理器，其具有附属内存，其执行不同向量与矩阵运算。另一实施例可执行发明17利用固定门阵列与DSP执行不同处理器的函数。用户K总数与该扩展因子Q_(k)于每一用户(k＝1，2，3...K)为已知αPriori藉由一指导传送或藉由预先下载至该PIC接收器17。

解调的后，该接收信号r系输入19至该信道评估器处理器21，其中单独k子信道脉冲响应评估被模拟27为向量h^(k)，以校正符号内干扰或称ISI，其系由一子信道的本身符号所造成，且MAI系藉由自其它用户子信道的符号所造成于所有接收的数据信号。该单独k子信道脉冲评估h^(k)被输入至一第一内存29，其中其系与相同用户的扩展码(方程式3)结合，产生一系统传送响应评估矩阵A_n ^(k)于该用户。每一系统传送响应评估矩阵A_n ^(k)被输出至一第二内存31，其中一总系统传送响应评估矩阵A被组合。该总系统传送响应评估矩阵A系包含所有系统传送响应评估矩阵A_n ^(k)(方程式7)。该总系统传送响应评估矩阵A包含接合数据，系关于所有子信道于使用，藉由该有效的发送器且包含数据，其关于任何可能的交叉信道与符号内干扰存在于该接收数据信号r中。

该系统传送响应评估矩阵A被输出至该数据检测与干扰消除器23，其执行传送数据的评估，系基于该接收数据向量r。该数据检测处理器23评估子信道数据符号，且输出一接收数据向量d^(k)至每一子信道处理单元33₁，33₂，33₃，...33_k，例如插入器，Viterbi解码器及其相似物。

该数据评估与干扰消除器23如第九图中所示。该数据检测处理器23系包含一匹配过滤器35，其匹配过滤该输入19数据向量r，产生一匹配果过滤器输出y的向量，一加法器37以移除回馈干扰c自该匹配过滤器35输出y，一直接干扰消除器38以获得该用户数据d^(k)的评估，一重复计算器/转换41，一回馈干扰处理器43，以及一符号产生器45以组合符号自该评估使用用户数据d^(k)。

为获得用户数据d^(k)于一特定用户，自该结合的用户数据r，该用户数据r必须利用一匹配过滤器35或其相似物被过滤。此领域中的一知识，一匹配过滤器35需要一响应特性，其元素系为该扩展脉冲形的结合的复合共轭，且该用户的子信道脉冲响应以产生一输出，具有传送前该信号的代表程度。信号r输入19至该过滤器35，其不匹配一已知的响应特性产生一较低输出。

该匹配过滤器35系同于该匹配过滤操作，其系藉由线性多重用户接收器而执行。该匹配过滤器35运作系由方程式9而描述，不像习的领域平行干扰消除接收器的解扩展运算。该输入用户数据r系匹配该扩展码v^(k)与该子信道脉冲响应h^(k)于每一特定子信道k。该匹配过滤器35输出向量y的每一元素，系在该传送数据向量d中对应符号的一第一粗略评估。

该总系统传送响应评估矩阵A提供该响应特性至该匹配过滤器35。该系统传送响应评估矩阵A的每一行系一向量，其代表一特定符号的该响应特性。该接收数据向量r被输入至该匹配过滤器35，其中其系匹配每一响应特性自该总系统传送响应评估矩阵A，以产生该匹配过滤器输出向量y。该输出向量y的每一元素相当于传送于一已知用户的一特定符号的一预先评估。

该匹配过滤器35输出向量y被输入至该直接干扰消除器39。该直接干扰消除器39执行一部份干扰消除运算于该匹配过滤器35输出向量y。该运算可为一比例运算或一更复杂的运算。该部分干扰消除向量y被输出为数据符号评估d，且被输入至该回馈干扰处理器43透过一重复/计算器转换41a。

该回馈干扰处理器43利用该直接干扰消除器39输出评估d，以达到干扰评估输出为一向量c，其未预先藉由该直接干扰消除器39所消除。该干扰评估c系被减自该匹配过滤器35输出向量y。结果z系该匹配过滤器35输出向量y减去该减掉的干扰评估c。该重复干扰减法程序可被重复m次，取决于所欲的信号校正的程度。在m次重复的后，该干扰被移除自匹配过滤器35输出y，且该重复/计算器转换41被排出41b输出d于最终输出符号产生45。

该直接干扰消除器39/回馈干扰处理器43复回馈控制回路的运算，如第九图中所示为一m重复接收器。例如，若m＝2，该PIC接收器17重复该消除程序两次。以c(m)为该干扰向量输出系藉由该回馈干扰处理器43，且d(m)为符号评估向量输出，系藉由该直接干扰消除器39，对于第m^th重复，

$\stackrel{\→}{d}\left(m\right)=S(\stackrel{\→}{y}-\stackrel{\→}{c}\left(m\right))$ 以及              方程式10

$\stackrel{\→}{c}\left(m\right)=T\stackrel{\→}{d}(m-1)$ 方程式11

其中该直接干扰消除器39执行该匹配过滤器输出向量y乘以矩阵S，且该回馈干扰处理器43执行该符号评估d乘以一矩阵T。d(m)的初始条件为0。熟知此领域的人士可知，可选择其它初始条件，而不会明显影响该系统的运算。

该直接干扰消除器38的输出系该向量d(m)在最后重复m的后。如已有技术平行干扰消除接收器，此输出的处理系藉由该最终输出符号产生器45，其产生硬或软决定数据于输出符号评估，系取决于该系统需求。

取决于本发明17所执行重复m的数目，该数据评估的输出与干扰消除器d(m)可被写为

$\stackrel{\→}{d}\left(m\right)={(\mathrm{ST}+I)}^{-1}S\stackrel{\→}{y}+{(-1)}^m{\left(\mathrm{ST}\right)}^{m+1}{(\mathrm{ST}+I)}^{-1}S\stackrel{\→}{y}$ 方程式12

其中该稳定态响应系为

${\stackrel{\→}{d}}_{\mathrm{ss}}={(\mathrm{ST}+I)}^{-1}S\stackrel{\→}{y}$ 方程式13

且该暂时响应系为

${\stackrel{\→}{d}}_t\left(m\right)={(-1)}^m{\left(\mathrm{ST}\right)}^{m+1}{(\mathrm{ST}+I)}^{-1}S\stackrel{\→}{y}$ 方程式14

该PIC接收器17收敛至该稳定态响应，若该暂时响应达到零如重复数目增加。当此发生时，该接收器17收敛至方程式13中所给的稳定态响应。

已有技术线性接收器的稳定态响应，例如ZF-BLE，MMSE-BLE以及其它，该解关联器的定义系为

$\stackrel{\→}{d}=O^{-1}\stackrel{\→}{y}$

方程式15

其中O系目标矩阵。

请参照方程式13与15，若矩阵S与T被选择，系使得(ST+I)^-1S＝O^-1，且若由方程式10与11所定义的该接收器17收敛，其将收敛至该目标矩阵O所定义的该线性接收器。线性代数需要为(ST+I)^-1S＝O^-1，矩阵S，T与O必须满足下列特性：

O＝T+S^-1                         方程式16

而非倒转该目标矩阵O，方程式16分割目标矩阵O为两不同矩阵T与S^-1。矩阵T定义该回馈干扰处理器43。矩阵S(矩阵S^-1的倒转)定义该直接干扰消除器39。本发明17重置矩阵O的倒转，系以另一矩阵(S^-1)的倒转以及该回馈回路中一系列的矩阵乘法。

本发明17的一优点为矩阵S^-1需要低复杂度的倒转相较于原始目标矩阵O。例如，矩阵S^-1系一对角线矩阵(一矩阵仅于主要对角线为非零值)。一对角线矩阵的倒转仅涉及该主要对角线中每一单独元素的倒数。

以方程式16结合矩阵T与S的两公式，产生一特定形式于一般PIC接收器。以的一线性接收器具有一目标矩阵O，矩阵S被定义为

S^-1＝diag(O)                        方程式17

其中diag(x)定义一矩阵，其中该主要对角线系等于X的主要对角线输入，且该矩阵的所有其它元素系等于零。利用方程式16且解矩阵T产生：

T＝O-S^-1                            方程式18

由于该直接干扰消除器39执行z(m)乘以矩阵S(其系为diag(O)的倒数)，该消除器39执行该向量z(m)每一单独元素的比例。d(m)乘以矩阵T的乘法系执行于该回馈干扰处理器43，计算该干扰组件。包含此结构的接收器系指一平行干扰消除接收器，具有完全干扰消除于一回馈或一PIC-fI接收器中。

对于一系统其需要一强迫归零机制，该接收器必须收敛至该ZF-BLE线性接收器。本发明17的ZF-PIC-fI利用该ZF-BLE目标矩阵O＝A^HA。系使得，矩阵S与T系定义为

S^-1＝diag(A^HA)以及                  方程式19

T＝A^HA-diag(A^HA)                    方程式20

对于一系统而言，其需要一最小平均平方差接收机制，该接收器必须收敛至该MMSE-BLE线性接收器。本发明17的该MMSE-PIC-fI接收器利用该MMSE-BLE目标矩阵O＝A^HA+σ²I。所以，矩阵S与T的定义为

S^-1＝diag(A^HA)+σ²I以及             方程式21

T＝A^HA-diag(A^HA)                    方程式22

对于一系统而言，其需要一解关联接收器，总系统响应矩阵A系被组合于该信道评估器处理器21中，系被组合为一交叉关联矩阵忽略该信道效应。该接收器结构系同于上述的该ZF-PIC-fI结构，但是使用该A矩阵的修饰形式。

熟知此领域的人士可知，其它PIC接收器具有完全干扰消除完成于该回馈回路(PIC-fI接收器)，可被建构系利用本发明17的系统与方法耦合于所有现存的线性接收器模式。该两个线性接收模式，ZF-BLE与MMSE，以说明于实施例中。利用本发明17的方法，一线性接收器首次被选择以决定收敛。

本发明17的另一实施例，其利用相同系统架构23代表符号间干扰或称ISI的消除，至该直接干扰消除器39。该回馈干扰处理器43系用以消除多重存取干扰或称MAI。此实施例系指一平行干扰消除器，具有直接ISI消除或称PIC-dISI。如同参考文献中A.Reznik所述，此方法系较该PIC-fI更为复杂，但是具有较佳的功效。

对于一系统而言，其需要一强迫归零机制，该接收器必须收敛至一ZF-BLE线性接收器。使用本发明17的该系统与方法，该接收器系指一ZF-PIC-dISI接收器，其具有的S与T矩阵定义系为

以及  方程式23

T＝A^HA-S^-1                            方程式24

对于一系统而言，其需要一最小平均平方差接收机制，该接收器必须收敛至一MMSE-BLE线性接收器。使用本发明17的该系统与方法，该接收器系指一MMSE-PIC-dISI接收器具有的S与T矩阵定义系为

以及   方程式25

T＝A^HA-S^-1+σ²I    方程式26

对于一系统而言，其需要一解关联接收器，总系统响应矩阵A系被组合于该信道评估器处理器21中，系被组合为一交叉关联矩阵忽略该信道效应。该接收器结构系同于上述的该ZF-PIC-fI结构，但是使用该A矩阵的修饰形式。

其它PIC接收器具有直接ISI消除，可被建构系利用本发明17的系统与方法耦合于所有现存的线性接收器模式。该两个线性接收模式，ZF-BLE与MMSE-BLE，已被说明于PIC-dISI接收器结构的实施例中。如于该PIC-fI接收器中，一线性接收器首次被选择以决定收敛。

当干扰的程度为低时，上述的接收器可成功地收敛。多重存取系统，例如频率分割双工或称FDD模式的UMTS第三代宽频CDMA标准，具有正确功率控制显示出低干扰程度。如上所述，本发明17非限于所描述的接收器。任何选择的矩阵S与T可提供一可变接收器结构。已知的一目标矩阵O，方程式16定义任何接收器结构，其收敛至该目标矩阵O所定义的一线性接收器。不同选择的S与T包含不同的选择于一所欲的接收器的复杂度与表现。较佳接收器17的表现，系获得于当利用该直接干扰消除器39的表现于该PIC-dISI接收器的例子中时。然而，更努力地将该直接干扰消除器39上，需要计算一更复杂矩阵的倒数，因而增加该接收器的复杂度。由此可知将该矩阵T设定为O。其结果为该已有技术的直线接收器模式，其需倒转该目标矩阵O。

以上为描述线性软决定平行干扰消除接除器。硬决定平行干扰消除接收器47的获得，系藉由增加一符号产生器至该回馈途径产生硬决定49于该符号评估d(m)如第十图中所示。非线性软决定平行干扰消除接收器51的获得，可藉由重置该硬符号产生器49与一非线性软决定符号产生器53，如第十一图中所示。

虽然本发明已经由较佳实施例所描述，但是本发明申请专利范围内的变化仍为熟知此领域者可得知。

Claims (12)

1.一种用以接收以无线码分多址存取格式传送的多个通信的方法，估算每一个接收通信的一信道响应，利用所接收通信的编码及该信道响应构建一系统响应矩阵，利用该系统响应矩阵产生一目标矩阵，所接收通信经匹配滤波以产生一第一输入，该方法包含：

a.以一干扰消除矩阵处理该第一输入，以产生所接收通信的一第一组符号；

b.以一反馈干扰构建矩阵来处理所产生的第一组符号，以产生反馈干扰，加入该干扰消除矩阵的一反矩阵的该反馈矩阵等于该目标矩阵；

c.从该匹配滤波的一结果中减去该反馈干扰，以产生一下一个输入；以及

d.以该干扰消除矩阵处理该下一个输入，以产生所接收通信的一下一组符号。

2.如权利要求1所述的方法，其包含以所产生的下一组符号当作所产生的第一组符号反复地重复该步骤(b)，(c)及(d)。

3.如权利要求1所述的方法，其中该干扰消除矩阵为该目标矩阵的一对角。

4.如权利要求1所述的方法，其中该目标矩阵为A^HA，其中A为该系统响应矩阵。

5.如权利要求1所述的方法，其中该目标矩阵为A^HA+σ²I，其中A为该系统响应矩阵，σ²为一杂信变异差，及I为一单位矩阵。

6.如权利要求1所述的方法，其中该匹配滤波将所接收信号乘以该系统响应矩阵的一复共扼转置。

7.一种接收多个通信的接收器，该通信以一无线码分多址存取格式传送，一信道估算器估算每一个所述接收通信的一信道响应，利用所接收通信的编码及该信道响应构建一系统响应矩阵，利用该系统响应矩阵产生一目标矩阵，一匹配滤波器将所接收通信进行匹配滤波，该接收器包含：

一直接干扰消除器，其具有一输入，用以接收该匹配滤波器的一输出以及一减法器的一输出，并以一干扰消除矩阵处理其输入；

一反馈干扰计算区块，其以一反馈构建矩阵处理该直接干扰消除器的一输出，加入至该干扰消除矩阵的一反矩阵的该反馈矩阵等于该目标矩阵；以及

该减法器用以从该匹配滤波器的一输出中减去该反馈干扰计算区块的一输出。

8.如权利要求7所述的接收器，其中该直接干扰消除器的该输出产生所接收通信的软符号。

9.如权利要求8所述的接收器，其包含一硬决策符号产生单元，以接收该直接干扰消除器的该输出，并且将硬符号输入到该反馈干扰计算区块。

10.如权利要求7所述的接收器，其中该干扰消除矩阵为该目标矩阵的一对角。

11.如权利要求7所述的接收器，其中该目标矩阵为A^HA，其中A为该系统响应矩阵。

12.如权利要求7所述的接收器，其中该目标矩阵为A^HA+σ²I，其中A为该系统响应矩阵，σ²为一杂信变异差，及I为一单位矩阵。

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