專利名稱：延伸算法數(shù)據(jù)估算器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)無(wú)線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)。具體說(shuō)，本發(fā)明是有關(guān)一種延伸算法 (EA),借以用于這種無(wú)線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)。
背景技術(shù)：
在部分建議的無(wú)線通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是一個(gè)方塊接著一個(gè)方塊地?zé)o線傳輸， 并且，連續(xù)的方塊間具有一分離間隔(s印aration interval)。這種特性容許在 接收器中施加聯(lián)合偵測(cè)(JD)，借以抑制相互的符號(hào)干擾(ISI)及多重存取干擾
(MAI)。另外，單使用者偵測(cè)器(SUD)是用以預(yù)測(cè)通過(guò)單一下行連結(jié)(downlink) 信道的信號(hào)數(shù)據(jù)。這種單使用者偵測(cè)器(SUD)的優(yōu)點(diǎn)是這種單使用者偵測(cè)器(SUD) 可以利用快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)有效實(shí)施，其基本理由是 一方形托普利茲
(To印litz )矩陣可以近似為具有相同大小的 一 循環(huán)副本(circulant counterpart)。
當(dāng)托普利茲(To印litz)矩陣沿著長(zhǎng)坐標(biāo)縮減成方形矩陣、并利用其循環(huán)副 本(circulant counterpart)取代時(shí)， 一循環(huán)近似誤差亦同時(shí)加入。這個(gè)近似誤 差，在這個(gè)矩陣的頭部及尾部，是特別普遍。在許多無(wú)線通信系統(tǒng)中，這些頭部及 尾部的關(guān)連數(shù)據(jù)具有這些接收器需要的系統(tǒng)信息，諸如建議第三代合作計(jì)劃 (3GPP)寬頻分碼多重存取(WCDMA)分時(shí)雙工(TDD)系統(tǒng)的功率控制位及傳輸格 式組合指針(TFCI)。
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的便是加強(qiáng)這種無(wú)線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種有效計(jì)算且精確實(shí)施的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)器，其可以適用于各種無(wú)
線通信系統(tǒng)，諸如分頻雙工(FDD)或分時(shí)雙工(TDD)分碼多重存取(CDMA) 系統(tǒng)。有鑒于此，本發(fā)明提供一種實(shí)施一數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)器的方法，其中，用于預(yù)測(cè) 的主要數(shù)據(jù)將不會(huì)受到這個(gè)循環(huán)近似誤差的嚴(yán)重影響。為達(dá)上述目的，所有方
形循環(huán)矩陣加以延伸。這種延伸手段的優(yōu)點(diǎn)包括下列兩部分，亦即(1)避
免各數(shù)據(jù)域位尾部的多重路徑信號(hào)遺失；以及(2)避免托普利茲(To印litz) 矩陣至循環(huán)矩陣的轉(zhuǎn)換誤差。因此，當(dāng)實(shí)施這種延伸算法(EA)時(shí)，本發(fā)明是 執(zhí)行較長(zhǎng)的離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)(FFT)。為最小化離散傅 立葉轉(zhuǎn)換(DFT)需要的計(jì)算，根據(jù)特定數(shù)據(jù)方塊長(zhǎng)度及頻道延遲擴(kuò)展，延伸 大小最好能夠動(dòng)能限定于其下限。然而，若本發(fā)明能夠使用主要因子算法 (PFA)，快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)長(zhǎng)度增加通常亦不會(huì)增加計(jì)算復(fù)雜性。應(yīng)該 注意的是，通過(guò)某個(gè)特定范圍的適當(dāng)快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)長(zhǎng)度選擇，計(jì)算 復(fù)雜性可以最小化。在這種情況中，考量最長(zhǎng)方塊長(zhǎng)度及延遲擴(kuò)展，本發(fā)明是 想要得到固定單長(zhǎng)度的快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)。這是由于具有主要因子算 法(PFA)的單長(zhǎng)度快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)可以利用單一算法，支持不同長(zhǎng)度 的數(shù)據(jù)方塊(叢發(fā)類型)。單長(zhǎng)度快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化實(shí) 施，因?yàn)楦鞣N算法均需要一獨(dú)立硬件以進(jìn)行處理。


本發(fā)明的各種細(xì)節(jié)通過(guò)配合較佳實(shí)施例并參考附圖詳細(xì)說(shuō)明如下，其中
圖1是表示一種根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的系統(tǒng)方塊圖，借以實(shí)施具有超取 樣的延伸算法；
圖2A、 2B及2C，是一起共同表示圖1所示延伸算法(EA)的實(shí)施方法步驟 的流程圖3是表示，在情況一頻道(Case 1 channel)中，傳輸格式組合指針(TFCI 一l)的原始方塊誤差率(BER)相對(duì)于各傳輸碼的信號(hào)噪聲比(SNR)的曲線圖4是表示，在情況一頻道(Case 1 channel)中，傳輸格式組合指針(TFCI 一2)的原始方塊誤差率(BER)相對(duì)于各傳輸碼的信號(hào)噪聲比(SNR)的曲線圖；圖5是表示，在情況一頻道(Case 1 channel)中，所有位的原始方塊誤 差率(BER)相對(duì)于各傳輸碼的信號(hào)噪聲比(SNR)的曲線圖6是表示，在情況二頻道(Case 2 channel)中，傳輸格式組合指針(TFCI 一l)的原始方塊誤差率(BER)相對(duì)于各傳輸碼的信號(hào)噪聲比(SNR)的曲線圖7是表示，在情況二頻道(Case 2 channel)中，傳輸格式組合指針(TFCI 一2)的原始方塊誤差率(BER)相對(duì)于各傳輸碼的信號(hào)噪聲比(SNR)的曲線圖8是表示，在情況二頻道(Case 2 channel)中，所有位的原始方塊誤 差率(BER)相對(duì)于各傳輸碼的信號(hào)噪聲比(SNR)的曲線圖；以及
圖9A及犯是表示利用延伸算法數(shù)據(jù)偵測(cè)的接收器實(shí)施的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明適用于分碼多重存取(CDMA)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，諸如第三代合作計(jì) 劃(3GPP)分時(shí)雙工(TDD)模式及分時(shí)同步分碼多重存取(TD — SCDMA)。然 而，下列說(shuō)明，舉例來(lái)說(shuō)，是有關(guān)一種分時(shí)雙工(TDD)分碼多重存取(CDMA) 系統(tǒng)模型及算法。在這個(gè)例子中，若一合成擴(kuò)展信號(hào)是由一傳輸器端點(diǎn)傳送至 一接收器端點(diǎn)，則這個(gè)接收信號(hào)1_是一合成擴(kuò)展信號(hào)旦，其是穿過(guò)單一頻道H 進(jìn)行傳輸。L是表示這個(gè)單一頻道的頻道響應(yīng)矩陣。如此，這個(gè)程序可以表示 為二g.且+H，其中，IL是噪聲向量。若W是表示這個(gè)頻道響應(yīng)矩陣的長(zhǎng)度，則 H可以表示為等式(1)。
<formula>formula see original document page 7</formula>等式(1)
其中，這個(gè)頻道響應(yīng)矩陣IL的大小是(L + W—l) x L。 L是表示特定時(shí)間的芯片數(shù)目，諸如 一數(shù)據(jù)域位(方塊)。這個(gè)合成擴(kuò)展信號(hào)^可以表示為旦 =^4，其中，這個(gè)符號(hào)向量i及這個(gè)傳輸碼矩陣可以表示為等式(2)。
<formula>formula see original document page 8</formula>
等式(2)
其中，T是表示轉(zhuǎn)置函數(shù)，并且，這個(gè)傳輸碼矩陣C可以表示為等式(3)
<formula>formula see original document page 8</formula>
等式(3)
其中，各個(gè)矩陣組件C'K)可以表示為等式(4)
<formula>formula see original document page 8</formula>
等式(4)
其中，Q、 K、及Ns (=L/Q)分別表示擴(kuò)展因子(SF)、激活傳輸碼數(shù)目、 及各個(gè)頻道傳輸碼具有的符號(hào)數(shù)目。
這個(gè)單使用者偵測(cè)器(SUD)具有兩電路級(jí)，亦即(A)頻道等化電路級(jí)； 以及(B)解擴(kuò)展電路級(jí)。在第一電路級(jí)中，這個(gè)合成擴(kuò)展信號(hào)i是利用 + 11_預(yù)測(cè)，其最好是經(jīng)由一最小均方差(MMSE)均衡器或一零點(diǎn)強(qiáng)迫解法進(jìn)行 預(yù)測(cè)。
一最小均方差(MMSE)均衡器可以表示為等式(5)。 ^k+^《^S i, 等式(5)
一零點(diǎn)強(qiáng)迫解法可以表示為等式(6)。! = '互、 等式(6)
其中'I是表示識(shí)別矩陣，Rh二『'1是具有大小L的一方形托普利茲
(To印litz)矩陣，其可以表示為等式(7)。
''' w『—I000
《《0
《《' . 0
&一1、*0《''.00
0《0 .
00《 0
0.,.《00
' 0i 。&一10
00《i《
00《.
0《
00 04-1 . '《w0
等式(7)
其中，"* "是表示共軛操作。在第二電路級(jí)中， 一簡(jiǎn)易解擴(kuò)展程序可以
根據(jù)等式(s)，借以執(zhí)行這個(gè)符號(hào)序列i及^:的預(yù)測(cè)。
S二C^S 等式(8)
為有效實(shí)施等式(5)，這種算法最好能夠進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟?。為達(dá)此目的， 首先，這個(gè)托普利茲(To印litz)矩陣1L的大小是由(L + W—l) x L延伸為 (Lm + W—1) x L ，隨后，這個(gè)方形矩陣I h的大小是由L延伸為L(zhǎng)，其中，L 2 (L + W—l)，并且，這些矩陣的帶狀及托普利茲(To印litz)結(jié)構(gòu)維持完 整無(wú)缺。這個(gè)向量L是利用填零方式延伸至長(zhǎng)度U，若這個(gè)向量L的長(zhǎng)度是小 于L。由于其它向量/矩陣的填零方式延伸，這些向量i及iL可以有效地自動(dòng) 延伸。這些矩陣及向量g、 Rh、旦、I、及IL的延伸版本可以分別表示為旦e、 Re、 旦e、 iE、及&。這個(gè)延伸矩陣re可以表示為
Re= Heh.He
這個(gè)延伸向量旦e的最后L一L個(gè)組件可以全部視為零，其是了解如何避免實(shí)施誤差時(shí)的基本組件。利用這些表示法，等式(5)可以表示為等式(9) & =k.+CT2/]"'S^/:. 等式(9)
其中，r,.:可以表示為
因?yàn)榈仁?9)是等式(5)的延伸版本，因此，若僅需要考量這個(gè)延伸向 量&的最前L個(gè)組件時(shí)，兩者間應(yīng)該不存在差異。這個(gè)延伸矩陣&的最后(W 一l)列進(jìn)行切割，借以得到一大小匚的新方形矩陣，其可以表示為iis。假設(shè) 這些矩陣R&及^^是分別表示這些延伸矩陣Re及gs的循環(huán)副本(circular counterpart)。經(jīng)由這些延伸矩陣RE及払，這些循環(huán)副本(circular counterpart)可以表示為等式(10)及等式(11)。
<formula>formula see original document page 10</formula><formula>formula see original document page 11</formula>
其中，這些循環(huán)副本(circular counterpart) Reir及^ir兩者均為具有大 小L的方形矩陣。因?yàn)檫@個(gè)延伸向量的最后(L一L)個(gè)組件為零，因此，下列
等式亦成立^二Es.旦E+IlE。再者，分別利用R"r、 H 、及旦S.旦E + &取代^ 、 ^、
及n，則等式(9)將可以表示為等式(12)。
<formula>formula see original document page 11</formula>
假設(shè)gs二&,r一MA (其中，MA是一誤差矩陣)，等式(12)可以表示為等式
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中，y-^iAEA.旦E是長(zhǎng)度Lm的一行向量，并且，這個(gè)誤差矩陣liA可以表 示為等式(14)。等式(14)
這些非零組件是位于最前(W—1)列及最后(W—l)行間的一三角區(qū)域。 當(dāng)考量最前L個(gè)組件時(shí)，若沒(méi)有第三個(gè)組件，等式(13)的功能是非常類似于 等式(5)。
接著，這個(gè)向量y是進(jìn)行評(píng)鑒。根據(jù)這些矩陣ii "及l(fā)A的結(jié)構(gòu)，這個(gè)矩陣X 二gdA是一具有大小L的方形矩陣，并且，這個(gè)方形矩陣的結(jié)構(gòu)可以表示為 等式(15)。
X…X X
等式(15)
X…X X
X….X
JC…X X
這些非零組件，其是表示為"x"，僅僅位于兩個(gè)區(qū)域，亦即(1)最前(W 一l)列及最后(W—l)行間的一三角區(qū)域；以及(2)最后(W—l)列及最后 (W—l)行間的一方形區(qū)域。因?yàn)檫@個(gè)延伸向量&的最后(Lm — L)個(gè)組件是全 部為零，因此，y二gCEA^二X.且e的所有組件是全部為零'若L2 (L + W—l)。 當(dāng)L2 (L + W—l)時(shí)，本發(fā)明可以得到等式(16)。等式(16)
當(dāng)僅僅考量最前L個(gè)組件時(shí)，等式(16)是等式(5)的一理想近似。等式 (16)的第一部分稱為延伸算法(EA)。同樣地，在等式(5)中，當(dāng)托普利 茲(To印litz)矩陣?yán)闷溲h(huán)副本(circulant counterpart)取代、而不 直接施加矩陣延伸時(shí)， 一數(shù)據(jù)域位的頭部及尾部受到利用嚴(yán)重影響。不需要矩 陣延伸的實(shí)施算法稱為截?cái)嗨惴?TA)。利用截?cái)嗨惴?TA)，等式(9)至 等式(15)將仍然有效，除了 L = L以外。這是基于下列兩點(diǎn)理由。首先，在 等式(5)中，當(dāng)這個(gè)矩陣L是利用具有大小L的循環(huán)矩陣H^取代時(shí)，這個(gè)接 收信號(hào)向量L的長(zhǎng)度最好能夠限定為L(zhǎng)。這可能會(huì)導(dǎo)致一數(shù)據(jù)域位尾部數(shù)據(jù)的 多重路徑信號(hào)遺失。因此，受影響數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)將會(huì)變得非常不理想。其次，當(dāng) L = L時(shí)，這個(gè)向量1_是一具有長(zhǎng)度L的行向量，其中，最前(W—l)個(gè)組件 及最后(W—l)個(gè)組件是非零組件。因?yàn)檫@個(gè)矩陣B^二R +a21，沿著對(duì)角線， 是具有帶狀結(jié)構(gòu)，因此，這個(gè)B&的反向矩陣具有大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，這
個(gè)行向量&=B —':L的相對(duì)大數(shù)值是位于最前(W—l)行及最后(W—l)行， 并且，這個(gè)向量^1的頭部及尾部區(qū)域預(yù)測(cè)受影響。在第二個(gè)理由中，受影響預(yù) 測(cè)的數(shù)目是取決于這個(gè)頻道響應(yīng)長(zhǎng)度W。當(dāng)一頻道(W)的延遲擴(kuò)展愈大，受影
響預(yù)測(cè)的數(shù)目亦會(huì)愈多。
另外，等式(16)給定的實(shí)施算法可以延伸以支持超取樣。利用超取樣， 時(shí)序誤差的效果可以緩和。假設(shè)取樣速率是M倍芯片速率，本發(fā)明可以提供M 個(gè)接收信號(hào)向量，分別表示為&")，其中，m=l， 2，…，M。然而，在各個(gè)接 收信號(hào)向量^")中，兩連續(xù)取樣間的時(shí)間間隔卻仍然維持于芯片期間。同樣地， 本發(fā)明亦可以提供M組頻道響應(yīng)，分別表示為li"'，其中，m=l， 2，…，M。 利用這些頻道響應(yīng)，本發(fā)明可以建立總共2M個(gè)循環(huán)矩陣H ，m及R"r."其中， m=l， 2， ...， M。因此，具有超取樣的實(shí)施算法可以表示為等式(17)。
其中，c^是第m個(gè)輸入向量^")對(duì)應(yīng)的噪聲變異數(shù)。
在實(shí)施前，首先決定L的數(shù)值。因?yàn)長(zhǎng)是大于(L + W—l) ， L可以表示為 等式(18)。
等式(18)其中，max {. }是表示{. }的最大數(shù)值，并且，e是用以讓L成為快速傅 立葉轉(zhuǎn)換(FFT)實(shí)施的一理想長(zhǎng)度。舉例來(lái)說(shuō)，在通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS) 地表無(wú)線存取網(wǎng)絡(luò)(UTRA)寬頻分時(shí)雙工系統(tǒng)(WTDD)中，max {L} =1104， 并且，max {W} 二114。 e是選擇為14，借以讓Lm二 1232。利用這個(gè)長(zhǎng)度，快 速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)是可以利用主要因子算法(PFA)非常有效地執(zhí)行，因?yàn)?1232可以分解成1232 = 7X 11 X 16。利用復(fù)數(shù)輸入，這個(gè)1232點(diǎn)快速傅立葉轉(zhuǎn) 換(FFT)需要的實(shí)際乘法數(shù)目及加法數(shù)目是8836及44228。經(jīng)由等式(18) 可知，L是取決于特定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。然而，本發(fā)明的實(shí)施手段亦可以適用于任 何其它分時(shí)雙工(TDD)系統(tǒng)，諸如通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)窄頻分時(shí)雙 工(TDD)系統(tǒng)(TD — SCDMA)。
在下列的說(shuō)明中，等式(17)的較佳實(shí)施程序是可以基于快速傅立葉轉(zhuǎn)換 (FFT)長(zhǎng)度P等于選擇L的假設(shè)，利用方法步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
尺
=1L
+一
這個(gè)循環(huán)矩陣Z
率加以計(jì)算，借以得到等式(19)
1
的第一行[是基于預(yù)測(cè)的頻道響應(yīng)及噪聲功
f 1
g = Z l+77《,《,…X如,0,…，0,iV如,…，《，"
=1乂
、r
等式(19)
接著，這個(gè)快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)域的循環(huán)矩陣Z 縮，借以得到等式(20)。
i r,>m +——CT:
進(jìn)行解壓
M
等式(20)
其中，矩陣Dp及D,1是？點(diǎn)快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)矩陣及其反向快速傅立 葉轉(zhuǎn)換(IFFT)矩陣，其可以表示為等式(21)。
尸—1
1
P—l
D尸—^ =丄藝乂("> p (k = 0， 1，…，P—l)
等式(21)
其中，Ab是表示一具有大小P的對(duì)角矩陣，其對(duì)角線是Drg。這個(gè)對(duì)角矩 陣AB可以表示為A^-^"g(Dp^)。另外，這些矩陣Dp—'及Dp間的關(guān)系則可以表在快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)域中，這個(gè)循環(huán)矩陣H .》進(jìn)行解壓縮，借以得 到等式(22)。
等式(22)
其中，八 是表示一具有大小P的對(duì)角矩陣，其對(duì)角線是Dp.&，并且，這個(gè)
循環(huán)矩陣旦Cir, 的第一行可以表示為《m = [/^,/^,...,V—，,m,0,…,0f 。
接著，這個(gè)接收信號(hào)向量￡")是利用填零方式重建，借以得到具有長(zhǎng)度p
的延伸信號(hào)向量I1eW。
另外，這個(gè)合成擴(kuò)展信號(hào)向量L可以進(jìn)行計(jì)算，借以在快速傅立葉轉(zhuǎn)換
(FFT)域中得到等式(23)或等式(24)。
<formula>formula see original document page 15</formula>
這些操作數(shù)及"/"是分別表示一個(gè)組件接著一個(gè)組件執(zhí)行的向量乘
法及除法。這個(gè)延伸向量L的最后(P — L)個(gè)組件是四舍五入，借以得到另一
個(gè)具有長(zhǎng)度L的向量f。
接著，這個(gè)合成擴(kuò)展信號(hào)向量Z進(jìn)行解擴(kuò)展，借以得到這個(gè)延伸向量L。 圖1是表示一種無(wú)線通信網(wǎng)路100的方塊圖。對(duì)于一超取樣系統(tǒng)而言，M個(gè)
取樣序列是進(jìn)行處理
<formula>formula see original document page 15</formula>,對(duì)于一芯片速率取樣 系統(tǒng)而言，僅有一個(gè)取樣序列是進(jìn)行處理f及h(1)。這個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)100 是在輸入端點(diǎn)105,， ...， 105w接收這些信號(hào)r") ， ...， r④，以及，在輸入端 點(diǎn)110, ， ...， llOM接收這些信號(hào)li(" ， ...， h")。這些接收信號(hào)f) ， ...， r(M) 是利用填零裝置115:, ...， 115M (115)將尾部填零，直到各個(gè)延伸序列的長(zhǎng)度 達(dá)到L。在填零步驟后，這些延伸序列可以表示為， ...， nE(M)，其是經(jīng)由 輸出端點(diǎn)120" ...， 120M (120)離開(kāi)這個(gè)填零裝置115。這些頻道脈沖響應(yīng)ii ")，...，h")是利用填零裝置125,， ...， 125M (125)將尾部填零，直到各個(gè)延 伸序列的長(zhǎng)度達(dá)到L。在填零步驟后，這些延伸序列可以表示為u'， ...， ^，其是經(jīng)由輸出端點(diǎn)130,， ...， 130M (130)離開(kāi)這個(gè)填零裝置125。離散傅立葉 轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)方塊135,， ...， 135M (135)接收這個(gè)填 零裝置(115)的輸出端點(diǎn)(120)、并對(duì)這些延伸序列n/1) ， ...， 二/"°執(zhí)行離 散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT),借以得到傅立葉序列F(&(n)，...， F (lE(M))。離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)方塊140,，...， 140M (140)是接收這個(gè)填零裝置(125)的輸出端點(diǎn)(130)、并對(duì)這些延伸序 列^， ...， ^執(zhí)行離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)，借以得 到傅立葉序列F (w)，…，F(xiàn) (a)。共軛裝置145,,…，145M (145)是共軛 這些傅立葉序列F (w)，…，F(xiàn)(，)，借以得到共軛傅立葉序列F (化)*，…， F (^) \各個(gè)組件的乘法器150,， ...， 150M (150)是相乘這些傅立葉序列F (&(1))，…，F(xiàn) (&(M))及這些共軛傅立葉序列F (^)、…，F(xiàn) 、借 以得到F (&m) -F (w) *，…，F(xiàn) (lE(M)) -F (，) *。 接著，M個(gè)取樣序列結(jié)果是利用加法器175相加。
!^fcr)).尸kJ，其中，m=l， 2，…，M
另外， 一頻道關(guān)連產(chǎn)生器180是利用這些延伸頻道響應(yīng)序列y,，…，^產(chǎn)生 一頻道關(guān)連向量S。
g = |^(m)，其中，m二l， 2，…，M
利用一最低均方差(醒SE)算法， 一噪聲變異數(shù)02加至向量s⑤的第一組 件。向量S")是利用^產(chǎn)生。在第m個(gè)取樣序列中，這些向量￡")的第i個(gè)組 件是利用下列方式計(jì)算，亦即下移(i一l)個(gè)組件以循環(huán)這個(gè)共軛向量li二 以及，相乘這個(gè)平移向量ll/及這個(gè)向量&。這些向量g")的第i個(gè)組件可以表
示為
.、 w S 0) = Km,(,—Da—Mm
一離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)裝置185是對(duì)這個(gè)頻 道關(guān)連向量￡_執(zhí)行離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)，借以得 到傅立葉序列F (g)。除法器190是利用這個(gè)離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速 傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)裝置185的輸出逐項(xiàng)除以這個(gè)加法器的輸出，借以得到下 列結(jié)果。接著，反向離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)裝置194是 對(duì)這個(gè)除法器190的輸出執(zhí)行離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)， 借以得到下列結(jié)果。
這個(gè)反向離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)裝置194的輸 出是這個(gè)合成擴(kuò)長(zhǎng)信號(hào)i的預(yù)測(cè)。接著，解擴(kuò)展器198是解擴(kuò)長(zhǎng)這個(gè)反向離散 傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)裝置194的輸出，借以得到預(yù)測(cè) 數(shù)據(jù)符號(hào)d—。
請(qǐng)參考圖2A、 2B及2C，根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例， 一種執(zhí)行延伸算法(EA) 的程序詳細(xì)說(shuō)明如下。
在步驟205中，這個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)100是在輸入端點(diǎn)105接收信號(hào)， 以及，在輸入端點(diǎn)110接收頻道脈沖響應(yīng)iiW 。
在步驟210中，這個(gè)接收信號(hào)廣"的尾部是利用填零裝置115填零，直到 這個(gè)信號(hào)序列的長(zhǎng)度達(dá)到Lm。在填零步驟后，這個(gè)延伸序列可以表示為&")， 其是經(jīng)由輸出端點(diǎn)120離開(kāi)這個(gè)填零裝置115。
在步驟215中，這個(gè)頻道脈沖響應(yīng)f1)的尾部是利用填零裝置125填零， 直到這個(gè)信號(hào)序列的長(zhǎng)度達(dá)到Lm。在填零步驟后，這個(gè)延伸序列可以表示為H， 其是經(jīng)由輸出端點(diǎn)130離開(kāi)這個(gè)填零裝置125。
在步驟220中，離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)方塊135 接收這個(gè)填零裝置115的輸出端點(diǎn)120、并對(duì)這個(gè)延伸序列&(')執(zhí)行離散傅立 葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)，借以得到傅立葉序列F 。 再者，離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)方塊140接收這個(gè)填 零裝置125的輸出端點(diǎn)130、并對(duì)這個(gè)延伸序列LL'執(zhí)行離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT) 或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)，借以得到傅立葉序列F 。
在步驟225中，共軛裝置145是共軛這個(gè)傅立葉序列F (^)，借以得到共 軛傅立葉序列F (^) *。在步驟230中，各個(gè)組件的乘法器150相乘這個(gè)傅立葉序列F )及這
個(gè)共軛傅立葉轉(zhuǎn)換序列F (&) *，借以得到F .F *。
在步驟235中，對(duì)于具有M個(gè)取樣序列的超取樣系統(tǒng)而言，第二取樣序列 至第M取樣序列是重復(fù)執(zhí)行步驟210至230，借以得到F (&(m) ) .F (&) *，其 中，m=l， 2，…，M。
在步驟240中，步驟230及235得到的M個(gè)取樣序列結(jié)果是利用加法器175 全部相加，借以得到LJ [F (^")) 'F (&) ，其中，m=l， 2，…，M。
在步驟245中，一頻道關(guān)連產(chǎn)生器180是利用這些延伸頻道響應(yīng)序列 一產(chǎn)生一頻道關(guān)連向量g，其可以表示為-
s二ZJ [,]
在步驟250中， 一離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)裝置 185是對(duì)這個(gè)頻道關(guān)連向量[執(zhí)行，借以得到傅立葉序列F (s)。
在步驟255中，除法器190是將步驟240的結(jié)果逐項(xiàng)除以步驟250的結(jié)果， 借以得到下列結(jié)果。
X尸(^T)).F("J'
在步驟260中， 一反向離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT) 裝置194對(duì)步驟255的結(jié)果執(zhí)行反向離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)或快速傅立葉轉(zhuǎn) 換(FFT)，借以得到下列結(jié)果，做為預(yù)測(cè)合成擴(kuò)展信號(hào)i。
匸M 、
在步驟265中，解擴(kuò)展器198是解擴(kuò)展步驟260的輸出，借以得到預(yù)測(cè)數(shù) 據(jù)符號(hào)i。
在仿真中，本發(fā)明較佳實(shí)施例的模型是基于K-12'以及，傳輸碼是利用相
同傳輸碼功率傳輸，并且，第二數(shù)據(jù)域位的本文信號(hào)影響完全刪除。各個(gè)傳輸 碼具有一擴(kuò)展因子(SF=16)。另外， 一數(shù)據(jù)域位是假設(shè)具有總共1104個(gè)芯 片(寬頻分時(shí)雙工(WTDD)的叢發(fā)類型2)。在一寬頻分時(shí)雙工(WTDD)中，因?yàn)橐粫r(shí)槽具有兩數(shù)據(jù)域位，因此，第一數(shù)據(jù)域位的最后8個(gè)位(4個(gè)復(fù)數(shù)符
號(hào))及第二數(shù)據(jù)域位的最前8個(gè)位是分別定義為傳輸格式組合指針(TFCI — 1) 及傳輸格式組合指針(TFCI — 2)。接著，本發(fā)明是應(yīng)用兩種算法，亦即截 斷算法(TA)及延伸算法(EA)。這個(gè)傳輸格式組合指針(TFCI—1)及這個(gè) 傳輸格式組合指針(TFCI — 2)及所有位的原始位誤差率(BER)是同時(shí)利用具 有芯片速率取樣的延伸算法(EA)及截?cái)嗨惴?TA)進(jìn)行評(píng)量。另外，各個(gè)信 號(hào)噪聲比(S服)點(diǎn)是累積1000個(gè)時(shí)槽。這些仿真是執(zhí)行于工作群組(WG4) 的情況一頻道及情況二頻道。
圖3及圖4是在使用延伸算法(EA)及截?cái)嗨惴?TA)時(shí)，這個(gè)傳輸格式 組合指針(TFCI—1)及這個(gè)傳輸格式組合指針(TFCI — 2)在工作群組(WG4) 的情況一頻道中的效能。如圖3所示，延伸算法(EA)及截?cái)嗨惴?TA)間存 在一顯著效能落差。因?yàn)檫@個(gè)傳輸格式組合指針(TFCI—1)是位于第一數(shù)據(jù) 域位的尾部，因此，使用截?cái)嗨惴?TA)的傳輸格式組合指針(TFCI — 1)的 效能降低是基于下列兩個(gè)理由，亦即(1)傳輸格式組合指針(TFCI—1)多 重路徑信號(hào)的遺失；以及(2)托普利茲(Toeplitz)至循環(huán)矩陣的取代，因 為工作群組(WG4)情況一頻道的頻道響應(yīng)長(zhǎng)度W是極小(W=4)。另外，這 個(gè)結(jié)論亦可以經(jīng)由圖4所示的結(jié)果確認(rèn)。因?yàn)閳D4所示的效能是對(duì)應(yīng)于這個(gè)傳 輸格式組合指針(TFCI — 2)，其是位于第二數(shù)據(jù)域位的頭部，因此，影響截 斷算法(TA)效能的最可能理由必定是第二點(diǎn)理由，亦即矩陣取代。經(jīng)由圖 4可知，利用延伸算法(EA)及截?cái)嗨惴?TA)的傳輸格式組合指針(TFCI — 2) 效能是幾乎完全相同。這是暗示由于工作群組(WG4)情況一頻道的極小頻 道響應(yīng)長(zhǎng)度W，經(jīng)由矩陣取代而加入這個(gè)截?cái)嗨惴?TA)的預(yù)測(cè)誤差是非常有 限。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)頻道響應(yīng)長(zhǎng)度W = 4時(shí)，第一符號(hào)僅有四分之一會(huì)因?yàn)閿U(kuò)展 因子(SF=16)而受到影響。
圖5是表示，當(dāng)假設(shè)延伸算法(EA)及截?cái)嗨惴?TA)時(shí)，所有位的原始 方塊誤差率(BER)。相較于延伸算法(EA)，利用截?cái)嗨惴?TA)的所有位 的原始方塊誤差率(BER)遺失是主要導(dǎo)因于各個(gè)時(shí)槽的傳輸格式組合指針 (TFCI—1)。
圖6及圖7是表示，當(dāng)采取延伸算法(EA)及截?cái)嗨惴?TA)時(shí)，工作群 組(WG4)情況二頻道的傳輸格式組合指針(TFCI — 1)及傳輸格式組合指針(TFCI 一2)的效能。情況二頻道與情況一頻道的差別是存在于較大的延遲擴(kuò)展(W = 4)及較強(qiáng)功率的多重路徑信號(hào)。經(jīng)由圖6可知，利用截?cái)嗨惴?TA)的傳輸 格式組合指針(TFCI—1)，由于多重路徑信號(hào)遺失及矩陣取代，是幾乎完全 破壞。在圖7中，利用截?cái)嗨惴?TA)的傳輸格式組合指針(TFCI — 2)效能 是遠(yuǎn)低于利用延伸算法(EA)的傳輸格式組合指針(TFCI — 2)效能，其是主
19要導(dǎo)因于矩陣取代。在這種情況中，頻道響應(yīng)長(zhǎng)度W二46,且因此，最前3個(gè)
符號(hào)(6個(gè)位)將會(huì)受到嚴(yán)重影響。圖8是表示在情況二頻道中，利用延伸算 法(EA)及截?cái)嗨惴?TA)的所有位的原始方塊誤差率(BER)。
當(dāng)本發(fā)明較佳實(shí)施例是利用一截?cái)嗨惴?TA)時(shí)， 一數(shù)據(jù)域位的頭部及尾 部數(shù)據(jù)是因?yàn)橄铝袃牲c(diǎn)理由而受到嚴(yán)重影響，亦即因?yàn)榍懈铑l道響應(yīng)矩陣至 方形矩陣所生的多重路徑信號(hào)信息遺失，以及，因?yàn)槿〈衅绽?Toeplitz) 矩陣至循環(huán)矩陣所生的誤差。為克服上述問(wèn)題，本發(fā)明是利用一延伸算法(EA)。 這種延伸算法(EA)是可以通過(guò)適當(dāng)延伸矩陣大小的選擇而避免實(shí)施誤差。為 實(shí)施這種延伸算法(EA)于離散傅立葉轉(zhuǎn)換(DFT)，本發(fā)明最好能夠提供一 種動(dòng)態(tài)長(zhǎng)度的延伸算法(EA)，然而，為實(shí)施這個(gè)延伸算法(EA)于具有主要 因子算法(PFA)的快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)，本發(fā)明最好能夠提供一種固定長(zhǎng) 度的延伸算法(EA)。在這種固定長(zhǎng)度的延伸算法(EA)中，通過(guò)在一特定范 圍內(nèi)選擇一適當(dāng)?shù)闹饕蜃铀惴?PFA)長(zhǎng)度，本發(fā)明的計(jì)算復(fù)雜性可以最小 化。利用這種固定長(zhǎng)度的延伸算法(EA)，不同數(shù)據(jù)方塊長(zhǎng)度(叢發(fā)類型)可 以利用單一算法支持。另外，這種固定長(zhǎng)度的延伸算法(EA)亦可以進(jìn)一步簡(jiǎn) 化實(shí)施，因?yàn)閱我凰惴ㄐ枰患布赃M(jìn)行處理。再者，仿真結(jié)果顯示這種 延伸算法(EA)的效能遠(yuǎn)勝于截?cái)嗨惴?TA)的效能，特別是在數(shù)據(jù)域位的頭 部及尾部數(shù)據(jù)。
本發(fā)明可以實(shí)施成一基地臺(tái)(BS)或無(wú)線傳輸/接收單元(WTRU)。這里， 一無(wú)線傳輸/接收單元(WTRU)可以包括、但不限于一使用者設(shè)備(UE)、移 動(dòng)臺(tái)、固定或移動(dòng)用戶單元、傳呼器、或能夠操作于一無(wú)線環(huán)境的任何類型裝 置。同樣地，這里， 一基地臺(tái)(BS)可以包括、但不限于一基地臺(tái)(BS) 、 B 節(jié)點(diǎn)、位置控制器、存取點(diǎn)、或能夠操作于一無(wú)線環(huán)境的其它界面裝置。
圖9A及9B表示利用延伸算法(EA)數(shù)據(jù)偵測(cè)的接收器實(shí)施。請(qǐng)參考圖9A， 射頻(RF)信號(hào)是利用一天線300接收。 一取樣裝置305產(chǎn)生一芯片速率接收 向量Z。 一頻道預(yù)測(cè)裝置325決定這個(gè)接收向量ii的一頻道脈沖響應(yīng)b。 一單 使用者偵測(cè)裝置310是利用這個(gè)接收向量L及這個(gè)頻道脈沖響應(yīng)ll，借以利用 延伸算法(EA)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)向量^。這個(gè)接收向量H是利用一頻道均衡器315， 利用這個(gè)頻道脈沖響應(yīng)lL進(jìn)行處理，借以得到一擴(kuò)展向量旦。利用傳輸碼C的 一解擴(kuò)展器320解擴(kuò)展這個(gè)擴(kuò)展向量旦，借以預(yù)測(cè)這個(gè)數(shù)據(jù)向量4。
請(qǐng)參考圖9B，射頻(RF)信號(hào)是利用一天線300接收。 一取樣裝置305利 用M倍芯片速率取樣這個(gè)接收信號(hào)，借以產(chǎn)生M個(gè)接收向量序列i,，…，Im。 一頻道預(yù)測(cè)裝置325是決定各個(gè)接收向量L， ...， ^的一頻道脈沖響應(yīng)jl!，…， &。 一單使用者偵測(cè)裝置310是利用這些接收向量r,，…，1>及這些頻道脈沖 響應(yīng)h,， ...， ^，借以利用延伸算法(EA)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)向量這。這些接收向量^，…，^是利用一頻道均衡器315，利用這些頻道脈沖響應(yīng)b， ...， b進(jìn)行處理，借
以決定一擴(kuò)展向量互。利用傳輸碼C的一解擴(kuò)展器320是解擴(kuò)展這個(gè)擴(kuò)展向量
旦，借以預(yù)測(cè)這個(gè)數(shù)據(jù)向量4。
雖然本發(fā)明己利用較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如上，然而，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人 員在不違背本發(fā)明精神及范圍的前提下，亦可以針對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種調(diào)整及變 動(dòng)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍將以下列權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種單使用者偵測(cè)器，配置來(lái)利用一延伸算法而預(yù)測(cè)一數(shù)據(jù)向量，藉以從于一共享頻譜中接收的多個(gè)信號(hào)回復(fù)數(shù)據(jù)，該多個(gè)信號(hào)經(jīng)歷一相似頻道響應(yīng)，該單使用者偵測(cè)器包括一頻道均衡器，其具有配置來(lái)接收一芯片速率接收向量的至少一第一輸入，以及配置來(lái)接收一頻道脈沖響應(yīng)的至少一第二輸入，該頻道脈沖響應(yīng)用于該接收向量；其中，該單使用者偵測(cè)器利用延伸該接收向量以及該頻道脈沖響應(yīng)至一延伸長(zhǎng)度的一算法，藉以預(yù)測(cè)一數(shù)據(jù)向量。
2. 如權(quán)利要求l所述的單使用者偵測(cè)器，其特征在于，還包括-該頻道均衡器還配置來(lái)使用該頻道脈沖響應(yīng)以決定一擴(kuò)展向量；以及 一解擴(kuò)展器，耦接至該頻道均衡器，該解擴(kuò)展器配置來(lái)解擴(kuò)展該擴(kuò)展向量，藉以預(yù)測(cè)該數(shù)據(jù)向量。
3. 如權(quán)利要求2所述的單使用者偵測(cè)器，其特征在于，該頻道均衡器是一 最低均方差均衡器。
4. 如權(quán)利要求l所述的單使用者偵測(cè)器，其特征在于，該頻道脈沖響應(yīng)通 過(guò)填零直至定義該頻道脈沖響應(yīng)的一頻道響應(yīng)矩陣的一第一長(zhǎng)度延伸至達(dá)成 一第二長(zhǎng)度而重建。
5. 如權(quán)利要求4所述的單使用者偵測(cè)器，其特征在于，該頻道響應(yīng)矩陣是一托普利茲矩陣。
6. 如權(quán)利要求l所述的單使用者偵測(cè)器，其特征在于，該芯片速率接收向 量通過(guò)填零直至該芯片速率接收向量的一第一長(zhǎng)度延伸至達(dá)成一第二長(zhǎng)度而 重建。
7. —種無(wú)線傳輸/接收單元，配置來(lái)利用一延伸算法而預(yù)測(cè)一數(shù)據(jù)向量， 藉以從于一共享頻譜中接收的多個(gè)信號(hào)回復(fù)數(shù)據(jù)，該多個(gè)信號(hào)經(jīng)歷一相似頻道 響應(yīng)，該無(wú)線傳輸/接收單元包括一頻道均衡器，其具有配置來(lái)接收一芯片速率接收向量的至少一第一輸 入，以及配置來(lái)接收一頻道脈沖響應(yīng)的至少一第二輸入，該頻道脈沖響應(yīng)用于 該接收向量；其中，該無(wú)線傳輸/接收單元利用延伸該接收向量以及該頻道脈沖響應(yīng)的 一算法，藉以預(yù)測(cè)一數(shù)據(jù)向量。
8. 如權(quán)利要求7所述的無(wú)線傳輸/接收單元，其特征在于，還包括 該頻道均衡器還配置來(lái)基于該頻道脈沖響應(yīng)以決定一擴(kuò)展向量；以及 一解擴(kuò)展器，耦接至該頻道均衡器，該解擴(kuò)展器配置來(lái)解擴(kuò)展該擴(kuò)展向量，藉以預(yù)測(cè)該數(shù)據(jù)向量。
9. 如權(quán)利要求8所述的無(wú)線傳輸/接收單元，其特征在于，該頻道均衡器 是一最低均方差均衡器。
10. 如權(quán)利要求7所述的無(wú)線傳輸/接收單元，其特征在于，該頻道脈沖響應(yīng)通過(guò)填零直至定義該頻道脈沖響應(yīng)的一頻道響應(yīng)矩陣的一第一長(zhǎng)度延 伸至達(dá)成一第二長(zhǎng)度而重建。
11. 如權(quán)利要求10所述的無(wú)線傳輸/接收單元，其特征在于，該頻道響應(yīng)矩陣是一托普利茲矩陣。
12. 如權(quán)利要求7所述的無(wú)線傳輸/接收單元，其特征在于，該芯片速 率接收向量通過(guò)填零直至該芯片速率接收向量的一第一長(zhǎng)度延伸至達(dá)成一第 二長(zhǎng)度而重建。
13. —種基地臺(tái)，配置來(lái)利用一延伸算法而預(yù)測(cè)一數(shù)據(jù)向量，藉以從于 一共享頻譜中接收的多個(gè)信號(hào)回復(fù)數(shù)據(jù)，該多個(gè)信號(hào)經(jīng)歷一相似頻道響應(yīng)，該基地臺(tái)包括一頻道均衡器，其具有配置來(lái)接收一芯片速率接收向量的至少一第一輸 入，以及配置來(lái)接收一頻道脈沖響應(yīng)的至少一第二輸入，該頻道脈沖響應(yīng)用于該接收向量；其中，該基地臺(tái)利用延伸該接收向量以及該頻道脈沖響應(yīng)的一算法，藉以 預(yù)測(cè)一數(shù)據(jù)向量。
14. 如權(quán)利要求13所述的基地臺(tái)，其特征在于，還包括該頻道均衡器還配置來(lái)基于該頻道脈沖響應(yīng)以決定一擴(kuò)展向量；以及 一解擴(kuò)展器，耦接至該頻道均衡器，該解擴(kuò)展器配置來(lái)解擴(kuò)展該擴(kuò)展向量，藉以預(yù)測(cè)該數(shù)據(jù)向量。
15. 如權(quán)利要求14所述的基地臺(tái)，其特征在于，該頻道均衡器是一最低均方差均衡器。
16. 如權(quán)利要求13所述的基地臺(tái)，其特征在于，該頻道脈沖響應(yīng)通過(guò)填零直至定義該頻道脈沖響應(yīng)的一頻道響應(yīng)矩陣的一第一長(zhǎng)度延伸至達(dá)成一第 二長(zhǎng)度而重建。
17. 如權(quán)利要求16所述的基地臺(tái)，其特征在于，該頻道響應(yīng)矩陣是一托 普利茲矩陣。
18. 如權(quán)利要求13所述的基地臺(tái)，其特征在于，該芯片速率接收向量通過(guò)填零直至該芯片速率接收向量的一第一長(zhǎng)度延伸至達(dá)成一第二長(zhǎng)度而重建。
全文摘要
本申請(qǐng)為延伸算法數(shù)據(jù)估算器。一種數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)方法，適用于分時(shí)雙工(TDD)分碼多重存取(CDMA)系統(tǒng)、或利用一種延伸算法(EA)，相對(duì)于一種截?cái)嗨惴?TA)的任何其它系統(tǒng)。這種延伸算法(EA)可以選擇適當(dāng)延伸矩陣以避免實(shí)施錯(cuò)誤，并且，這種延伸算法(EA)可以接受少部分硬件的使用。另外，這種延伸算法(EA)亦可以排除各個(gè)數(shù)據(jù)域位尾部的多重信號(hào)遺失，并且，這種延伸算法(EA)亦可以避免一托普利茲(Toeplitz)矩陣轉(zhuǎn)換成一循環(huán)矩陣時(shí)的錯(cuò)誤。
文檔編號(hào)H04B1/707GK101557368SQ20091014141
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2003年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月9日
發(fā)明者潘俊霖, 艾利拉·蔡拉, 黃岳靖 申請(qǐng)人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司