使用并行剩余补偿的自适应加权干扰消除的系统、装置和方法制造方法及图纸

一种用于多级并行剩余补偿(PRC)接收器的系统、装置和方法，用于加强码分多址(CDMA)系统中多址干扰(MAI)的抑制。用由自适应归一化最小均方(NLMS)算法计算出的一组权，改善干扰估计的准确度。为了降低复杂性，提取多码处理的共同特性，并将其用于导出PRC的结构，从而避免直接干扰消除。所导出的PRC结构将干扰消除体系结构从与用户数量平方成比例的复杂性减少到与用户数量呈线性相关的复杂性。通过用简单的组合逻辑代替专用的乘法器电路，进一步降低了复杂性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及多址通信系统，更特别地，涉及用于加强多址干扰的抑制的系统、装置和方法。
技术介绍
通常来说，蜂窝通信系统同时向在给定服务区域(例如小区)内的多个用户提供通信信道。这种通信信道包括上行链路，即移动終端到基站的通信信道，和下行链路，即基站到移动终端的通信信道，用来促进与许多用户的双向多址通信。但是，不管采用哪个多址 通信方案，在给定小区中可服务的用户数据都由上限所限制。例如，在时分多址(TDMA)系统中可由各小区容纳的用户数量受时隙数量M限制，其在上行链路和下行链路频带内可获得。这些频带可表现为连续时间频率面，其中M个时隙可在时间频率面内获得。例如，能够与他们各自的基站同时通信的移动终端的数量等于M，由此，第M用户在使用低占空比的上行链路的第M时隙中传送信号能量。从基站到移动终端的接收在下行链路中也类似受限。另ー方面，在码分多址(CDMA)系统中，信号能量连续分布在整个时间频率面上，由此，通过采用宽带编码信令波形，每个用户共享整个时间频率面。这样，在CDMA系统中可同时容纳的用户数量不受时间频率面内可用的时隙数量的限制，但是它是通信信道内存在的用户数量和CDMA系统所采用的处理增益(PG)数量的函数。CDMA系统的PG定义为以赫兹(Hz)表示的扩展信号(spread signal)的带宽与以Hz表示的数据信号带宽的比率。在给定的CDMA信道内传送的用户数量，对所接收到的不理想信号功率的总量起作用，并由此是由CDMA信道内多址用户所引起的干扰信号功率的ー种度量。这样，根据在CDMA接收器处呈现的PG和干扰信号功率，可以计算出可由给定的CDMA信道所支持的用户数量的上限。例如，如果所传送的数据信号的信息带宽为9600Hz并且数据信号的传送带宽为I. 152 兆赫(Mhz)，那么，PG = 1152000/9600 = 120，或者 20. 8 分贝(dB)。此外，如果 CDMA通信系统的可接受的性能所需的比特能量-噪声谱密度比率(Eb/N0)等于6dB，那么，即使出现干扰信号功率超过I 4. SdB的情况，通信装置也能够完成它的目标。也就是说，接收器所允许的干扰容限计算为20. 8-6 = 14. SdB0这样，如果扩展频谱带宽中的每个用户不考虑位置通过理想的功率控制方案向基站天线提供相同量的信号功率，那么，可由该CDMA信道容纳102. 08 = 120位多址(MA)用户。因此，CDMA通信系统的思想是，通过尽可能容纳同信道通信装置的最大数量来消耗干扰容限。如上所述，这些同信道通信装置同时占用频率时间面，这就解释了在CDMA接收器处所见到的干扰或干扰功率。在理论上，如果他们各自的信号相互正交，则能够将CDMA信道内MA用户造成的多址干扰(MAI)減少到零。但是，实际上，同信道干扰，或者来自其他代码的交互相关仍然存在，因为，非同步到达的信号的延迟和衰减的复制品与它们的原始成分不是正交的。类似地，从相邻小区接收的信号对MAI起作用，因为，那些信号是不同步的，并由此与从本地小区接收的信号不正交。传统的CDMA接收器通过使用与用户的信号波形相匹配的滤波器库，将每个用户的信号解调成好像它是唯一呈现的信号。由于用户的信号也包含来自其他代码的交互相关，即干扰，所以随着用户数量的増加，或者随着干扰信号的相对功率变大，匹配的滤波器逐渐显现出不良的性能。这样，要求接收器能够确定在N条可能的消息中哪个是存在这ー干扰时所传送的消息。已知的，基于最大后验概率(MAP)接收器原理的最大似然(ML)序列检测器是优选的接收器，用于执行存在干扰时的这种判定。但是，ML序列检测器的复杂性成指数地相关于正在处理的代码数量，这产生对计算和存储实施的抑制性挑战。 尝试实现性能与复杂性之间良好平衡的现有技术已经产生了大量多用户检测(MUD)研究活动。在这些活动之中，多级并行干扰消除(PIC)技术，由于它相对较低的计算复杂性和良好的性能，为实时实施提供了一种很有希望的算法。特别是，在文献中完全PIC(Complete-PIC)和部分 PIC(Partial-PIC)算法已引起了注意。完全PIC是ー种相减干扰消除方案，其假设来自前ー级的符号检测是正确的。然后，由前一级的检测作出MAI估计量(estimate)，该估计量随后从接收信号中完全减去。如果ー些符号检测是错的，例如，当系统负载较高或者前面的级中有迭代时，将获得错误的干扰估计量，当其从接收信号中减去时，可能会引入比以前存在的更多的干扰。这ー现象导致了传统完全PIC方案中所谓的“乒乓”效应。在这种情况下，消除整个所估计的干扰是不可取的。此时，可以通过在每级中引入权来执行MAI的部分消除，即部分PIC。以每个权的值采用0和I之间的值的约束，通过反复试验找到权。虽然，通过部分PIC实现了针对完全PIC算法的相当好的性能提高，但是已知的，每级中使用的权的选择极大地影响性能。因此，权的不正确选择根本不具有可接受的性能特征。尽管MAI減少技术持续发展，极少研究活动已经研究了这些技术的超大規模集成(VLSI)实施的可行性。虽然，完全PIC和部分PIC算法提供了良好的性能，并具有较低的计算复杂性，但是它们的实时硬件实施仍然极具挑战性。这些算法的商业化特别依赖于找到一种可行的VLSI体系结构，该体系结构能够有效地应用硬件资源，从而在它的设计中实现低功率和低成本。因此，在通信产业中需要ー种MAI減少算法，其超越现有技术，进ー步减少计算复杂性。此外，通过利用MAI減少算法固有的特性，減少了的计算复杂性将有助于其VLSI实施。本专利技术完成了这些和其他需要，并提供了超越现有技术MAI減少方法的其他优点。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的缺陷，并且为了克服通过阅读和理解本说明书而了解到的其他缺陷，本专利技术披露了ー种用于多级、并行剰余补偿(PRC)接收器的系统、装置和方法，用来加强MAI抑制。本专利技术通过使用由自适应归ー化最小均方(NLMS)算法计算出的用户特定权(user-specific weigh),使得MAI估计精确度得到了改善。在这种方法中,避免了直接干扰消除，并且通过利用多个用户中的共同特性和MAI抑制算法本身的特性，实现了算法复杂性的減少。根据本专利技术的一个实施例，基于多级、归ー化最小均方(NLMS)的、并行剩余补偿(PRC)接收器包括匹配过滤器级，其被耦合用来接收多用户信号，并适于为每个用户提供表示解调的比特流分组的数据符号。接收器进一歩包括信号重构器，其被耦合用来接收数据符号，并适于为每个用户的数据符号生成调制的表示，以产生多用户信号的复制品；NLMS模块，其被耦合用来接收多用户信号的复制品，并适于计算复制品的加权估计量；和并行剩余补偿(PRC)模块，其被耦合用来接收复制品的加权估计量和多用户信号，并适于从复制品的加权估计量和多用户信号生成公用剩余误差信号。公用剩余误差信号最終从每个用户的数据符号中减去，以消除与每个用户的数据符号相关联的干扰。根据本专利技术的另ー实施例，在多用户通信系统中估计从多个用户所传送的符号的方法包括计算多用户信号的加权估计量；通过从多用户信号中减去多用户信号的加权估计量，生成公用剰余信号；用功用剰余信号补偿每个用户的信号，从而为每个用户获得消除 干扰的信号；以及为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：匹配过滤器级，其被耦合用来接收多用户信号，并被配置用来为每个用户提供表示解调的比特流分组的数据符号；信号重构器，其被耦合用来接收数据符号，并被配置用来为每个用户的数据符号生成调制的表示，以产生多用户信号的复制品；归一化最小均方NLMS模块，其被耦合用来接收所述多用户信号的复制品，并被配置用来计算复制品的加权估计量，其中所述NLMS模块被配置为：将多用户信号的复制品与扩频码矢量相乘，从而为复制品的每个码片提取硬判定比特矢量，其中每数据符号存在至少一个码片；将所述硬判定比特矢量与累计的符号权值相乘，以产生用于复制品的每个码片的加权估计量；从用于复制品的每个码片的加权估计量中减去多用户信号，以产生剩余信号；将累计的符号权值与剩余信号和硬判定比特矢量的乘积相加；以及一旦数据符号每个码片的权累加，就提供最终的符号权值，从而形成复制品的加权估计量；和并行剩余补偿PRC模块，其被耦合用来接收复制品的加权估计量和多用户信号，并被配置用来从复制品的加权估计量和多用户信号生成公共剩余误差信号，其中从每个用户的数据符号中减去所述公共剩余误差信号，以消除与每个用户的数据符号相关联的干扰。

【技术特征摘要】
2005.02.25 US 11/067,4981.ー种装置，包括 匹配过滤器级，其被耦合用来接收多用户信号，并被配置用来为每个用户提供表示解调的比特流分组的数据符号； 信号重构器，其被耦合用来接收数据符号，并被配置用来为每个用户的数据符号生成调制的表示，以产生多用户信号的复制品； 归ー化最小均方NLMS模块，其被耦合用来接收所述多用户信号的复制品，并被配置用来计算复制品的加权估计量，其中所述NLMS模块被配置为 将多用户信号的复制品与扩频码矢量相乘，从而为复制品的每个码片提取硬判定比特矢量，其中每数据符号存在至少ー个码片； 将所述硬判定比特矢量与累计的符号权值相乘，以产生用于复制品的每个码片的加权估计量； 从用于复制品的每个码片的加权估计量中减去多用户信号，以产生剰余信号； 将累计的符号权值与剰余信号和硬判定比特矢量的乘积相加；以及一旦数据符号每个码片的权累加，就提供最終的符号权值，从而形成复制品的加权估计量；和 并行剩余补偿PRC模块，其被耦合用来接收复制品的加权估计量和多用户信号，并被配置用来从复制品的加权估计量和多用户信号生成公共剩余误差信号，其中从每个用户的数据符号中减去所述公共剩余误差信号，以消除与每个用户的数据符号相关联的干扰。2.根据权利要求I所述的装置，其中所述NLMS模块包括存储器模块，其被耦合用来存储用于复制品的每个码片的硬判定比特矢量。3.ー种方法，包括 解调多用户信号，以形成与所述多用户信号的每个用户相关联的比特流； 从与所述多用户信号的每个用户相关联的比特流产生多用户信号的复制品； 解调所述多用户信号的复制品，以获得调制符号，其中一个或多个码片与每ー调制符号相关联； 累加多用户信号的复制品的每个码片的加权值； 从多用户信号中减去复制品的每个码片的加权值，以产生剰余信号； 将调制符号与剰余信号相乘； 将相乘后的调制符号与每个码片的累计加权值相加，以形成多用户信号的加权估计量; 通过从多用户信号中减去多用户信号的加权估计量，生成公用剰余信号； 用所述公用剰余信号补偿每个用户的信号，从而为每个用户获得消除了干扰的信号；以及 为每个用户过滤消除了干扰的信号，以获得每个用户的传送符号的估计量。4.根据权利要求3的方法，进ー步包括存储用于多用户信号的复制品的每个码片的调制符号。5.ー种装置，包括 信号重构电路，其被耦合用来接收多用户信号，并被配置用来为每个用户提供表示解调的比特流分组的数据符号，并被配置用来为每个用户的数据符号生成调制的表示，以产生多用户信号的复制品； 归ー化最小均方NLMS电路，其被耦合用来接收所述多用户信号的复制品，并被配置用来累加由于在多用户信号与多用户信号的加权复制品之间的差而生成的第一和第二加权信号，多用户信号的复制品包括第一扩频码比特流以及第一和第二数据流；其中所述NLMS电路包括 a)第一选择解码器，其被耦合用来接收第一扩频码比特流以及 第一和第二数据流，并被配置用来响应于第一扩频码比特流以及第一和第二数据流各自的比特值，生成第一和第二选择信号； b)第一多路复用器电路，其被耦合用户接收第一和第二选择信号以及第一和第二加权信号，并被配置用来提供第一和第二加权信号总和的累积，其中由第一和第二选择信号确定第一和第二加权信号的正负号；和 c)第二多路复用器电路其被耦合用户接收第一和第二选择信号，以及第一和第二误差信号，并被配置用来提供第一和第二误差信号的总和，其中由第一和第二选择信号确定第一和第二误差信号的正负号；以及 并行剩余补偿PRC模块，其被耦合用来接收多用户信号的加权复制品，并被配置用来从多用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭远斌，D·麦凯恩，J·R·卡瓦尔拉罗，
申请(专利权)人：核心无线许可有限公司，
类型：发明
国别省市：