專利名稱：基站的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電信系統(tǒng)，特別是一種基站的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置。
背景技術：
近年來，各種應用于電信系統(tǒng)的新數(shù)據(jù)傳輸技術正不斷地研發(fā)出來，例如碼分多 tit (Code Division Multiple Access, CDMA) .Wjf^it (Frequency Division Multiple Access, FDMA)及正交步頁分復用(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM) 等技術。碼分多址(CDMA)是一種廣泛使用于各種無線通訊技術的信道存取方法。數(shù)據(jù)通 訊的一個基本觀念是允許不同的傳輸器同時通過一個通訊信道來傳送信息。這使不同的用 戶能夠分享不同頻率的頻寬，稱之為復用(multiplexing)。碼分多址采用擴張頻譜技術及 一種特殊的編碼條件(每個傳輸器被指派一個編碼)，使多個用戶在相同的物理信道進行 復用運作。頻分多址(FDMA)是一種在多重存取協(xié)議中作為信道協(xié)議的信道存取方法。頻分 多址給用戶各自分配一個或多個頻帶或信道。多重存取系統(tǒng)定位多用戶之間的存取。用戶 亦可通過不同的方法分享存取，例如分時復用存取、碼分多址或分空間多重存取等。正交頻分復用(0FDM)是一種用以作為數(shù)字多載波調(diào)制法的分頻復用法。大量緊 密排列的正交子載波被用來承載數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)被分成多個平行數(shù)據(jù)流或信道，每個平行數(shù)據(jù) 流或信道對應于一個子載波。每個子載波系在低符號速率下以通常的調(diào)制條件進行調(diào)制， 從而使總數(shù)據(jù)速率在相同的帶寬下能夠維持與傳統(tǒng)的單載波調(diào)制條件相似。無論電信系統(tǒng)采用碼分多址、頻分多址或正交頻分復用，既然傳統(tǒng)的耙式接收器 從不同用戶接收多個用戶信號，多用戶檢測是不可或缺的重要步驟。然而，在實際應用 中，當多用戶檢測應用于基站時，顯得相當復雜，并且該些用戶信號之間所產(chǎn)生的干涉現(xiàn) 象相當嚴重，以致于傳統(tǒng)的耙式接收器的位錯誤率(Bit-Error-Rate，BER)及區(qū)塊錯誤率 (Block-Error-Rate, BER)的表現(xiàn)均很差。因此，傳統(tǒng)的耙式接收器上述較差的表現(xiàn)亟需獲得改善，以增進電信系統(tǒng)的通訊質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提出一種基站變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，以改善上 述問題。根據(jù)本發(fā)明第一具體實施例是一種碼分多址(Code DivisionMultiple Access, CDMA)變換域多用戶線性干涉抑制/消除接收器。在此實施例中，CDMA變換域多用戶線性 干涉抑制/消除接收器包含變換域多用戶信號處理模塊，并且該變換域多用戶信號處理模 塊包含干涉抑制單元。變換域多用戶信號處理模塊從這些用戶設備接收多個用戶信號。
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變換域多用戶信號處理模塊的干涉抑制單元在干涉抑制相期間以這些用戶信號 中的一個用戶信號為準，并通過特定操作方法降低其它用戶信號；變換域多用戶信號處理 模塊在干涉消除相期間接收這些用戶信號的估算結果，并根據(jù)估算結果重建接收信號。于實際應用中，特定操作方法可以是信號子空間法(signalsubspace method)、 最小均方誤差法(minimum mean-square-errormethod)、最小噪聲水平法(minimum noise level method)或最小信號-噪聲法(minimum signal-to-noise method)。該估算結果可 包含估算多路徑信道輪廓(estimated multi-path channel profile)或用戶信號能量。根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例是一種碼分多址(CDMA)/正交頻分復用(0FDM)雙 模式變換域多用戶干涉抑制/消除接收器。在此實施例中，該CDMA/0FDM雙模式變換域多 用戶干涉抑制/消除接收器應用于電信系統(tǒng)，且該電信系統(tǒng)包含多個用戶設備。該CDMA/ OFDM雙模式變換域多用戶干涉抑制/消除接收器包含變換域多用戶信號處理模塊、碼分多 址信道估算模塊及正交頻分復用及/或單載波頻分多址信道估算模塊。變換域多用戶信號 處理模塊包含干涉抑制單元。碼分多址信道估算模塊耦接至變換域多用戶信號處理模塊； 正交頻分復用和/或單載波頻分多址信道估算模塊耦接至變換域多用戶信號處理模塊。變換域多用戶信號處理模塊自這些用戶設備接收多個用戶信號，并判斷這些用戶 信號中的一個用戶信號為碼分多址(CDMA)信號、正交頻分復用(0FDM)及/或單載波頻分 多址(Single-Carrier FrequencyDivision Multiple Access，SC-FDMA)信號。若該用戶信號為該碼分多址信息，該碼分多址信道估算模塊執(zhí)行碼分多址信道估 算；若該用戶信號為該正交頻分復用及/或單載波頻分多址信息，該正交頻分復用及/或單 載波頻分多址信道估算模塊執(zhí)行正交頻分復用及/或單載波頻分多址信道估算，并且變換 域多用戶信號處理模塊在變換域通過信號擷取法從這些用戶信號中擷取出所求的用戶信 號。在實際應用中，該信號擷取法可以是信號均衡法、干涉抑制法或干涉消除法。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的變換域多用戶干涉抑制/消除接收器同時適用于CDMA 和0FDM，并可大幅改善通常僅能適用于CDMA而無法適用于0FDM的耙式接收器較差的位錯 誤率(BER)及區(qū)塊錯誤率(BLER)表現(xiàn)。因此，本發(fā)明的變換域多用戶干涉抑制/消除接收 器可顯著地增強電信系統(tǒng)的通訊質(zhì)量。關于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以藉由以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。


圖1示出了本發(fā)明的第一具體實施例的CDMA變換域多用戶線性干涉抑制/消除 接收器的功能框圖。圖2示出了本發(fā)明的第二具體實施例的CDMA/0FDM雙模式變換域多用戶干涉抑制 /消除接收器的功能框圖。1 :CDMA變換域多用戶線性干涉抑制/消除接收器10、30 多用戶信號處理模塊100,300 干涉抑制單元15、39 解擴模塊
11 信道估算模塊14 解調(diào)/用戶檢測模塊12 13、16、19、22、31、36、40、44、48 轉換模塊17、20、23、42、46、50 射頻 / 模擬基帶模塊18、21、24、43、47、51 天線3 :CDMA/0FDM雙模式變換域多用戶干涉抑制/消除接收器32 :CDMA信道估算模塊
33 :0FDM信道估算模塊34:OFDM 解調(diào)模塊35:OFDM 解復用器37 譯碼模塊38 CDMA解調(diào)/用戶檢測模塊41、45、49 :0FDM循環(huán)前綴移除模塊
具體實施例方式本發(fā)明提出一種可同時適用于CDMA及OFDM的變換域多用戶干涉抑制/消除接收 器，能夠大幅改善傳統(tǒng)耙式接收器較差的位錯誤率(BER)及區(qū)塊錯誤率(BLER)表現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第一具體實施例為一種碼分多址(Code DivisionMultiple Access, CDMA)變換域多用戶線性干涉抑制/消除接收器。請參照圖1，圖1示出了本發(fā)明 的第一具體實施例的CDMA變換域多用戶線性干涉抑制/消除接收器的功能框圖。如圖1所示，CDMA變換域多用戶線性干涉抑制/消除接收器1包含(變換域)多 用戶信號處理模塊10、信道估算模塊11、轉換模塊12、13、16、19和22、解調(diào)/用戶檢測模塊 14、解擴模塊15、射頻/模擬基帶模塊17、20和23、天線18、21和24。值得注意的是，(變 換域)多用戶信號處理模塊10包含干涉抑制單元100，并且射頻/模擬基帶模塊及天線的 數(shù)目并不局限于該實施例。也就是說，該實施例中的用戶及用戶信號的數(shù)目并沒有特定的 限制。在此實施例中，射頻/模擬基帶模塊17耦接至轉換模塊16及天線18之間；射頻 /模擬基帶模塊20耦接至轉換模塊19及天線21之間；射頻/模擬基帶模塊23耦接在轉 換模塊22及天線24之間；轉換模塊16，19及22均耦接至多用戶信號處理模塊10 ；轉換模 塊12耦接至多用戶信號處理模塊10與信道估算模塊11之間；轉換模塊13耦接至多用戶 信號處理模塊10與解調(diào)/用戶檢測模塊14之間；解調(diào)/用戶檢測模塊14耦接至多用戶信 號處理模塊10與解擴模塊15之間；解擴模塊15耦接至多用戶信號處理模塊10。在CDMA變換域多用戶線性干涉抑制/消除接收器1中，信道估算模塊11用來估 算用戶信號畸變的狀態(tài)并將信道信息提供到多用戶信號處理模塊10。轉換模塊12、13、16、 19和22用來將用戶信號轉換至特定的信號空間。既然CDMA變換域多用戶線性干涉抑制/ 消除接收器1最重要的模塊是(變換域)多用戶信號處理模塊10，接下來將對(變換域) 多用戶信號處理模塊10進行詳細說明。在此實施例中，(變換域)多用戶信號處理模塊10考慮到信號強度、所有用戶的 信號的多路徑遮掩輪廓；在變換域中從所有天線數(shù)據(jù)流至額外用戶數(shù)據(jù)流；在變換域中藉由抑制、消除及補償其它用戶信號得到所有天線數(shù)據(jù)流。實際上，用戶包含了手持裝置及基 站。值得注意的是，(變換域)多用戶信號處理模塊10的輸出包含在變換域的多個數(shù)據(jù)流， 并且每個數(shù)據(jù)流對應于變換域內(nèi)的多個用戶中的一個用戶。既然多用戶信號處理模塊10包含干涉抑制單元100，因此，在干涉抑制相期間， (變換域)多用戶信號處理模塊10的干涉抑制單元100以變換域中的這些用戶信號中 的一個用戶信號為基準，并通過不同方式降低其它用戶信號，例如信號子空間法(Signal subspace method)、最小均方誤差法(minimum mean-square-error method)、最小噪聲水 平法(minimum noise level method)或最小信號-噪聲法(minimumsignal-to-noise method)等。不只是干涉抑制相而已，(變換域)多用戶信號處理模塊10亦可運作于干涉消除 相。在干涉消除相期間，(變換域)多用戶信號處理模塊10自解調(diào)/用戶檢測模塊14或 解擴模塊15接收這些用戶信號的一個估算結果，并根據(jù)該估算結果于變換域中使用估算 的多路徑信道輪廓或用戶信號能量重建接收信號。因此，CDMA變換域多用戶線性干涉抑制 /消除接收器1可大幅改善傳統(tǒng)耙式接收器較差的位錯誤率(BER)及區(qū)塊錯誤率(BLER)性 能。根據(jù)本發(fā)明的第二具體實施例是一種碼分多址(CDMA)/正交頻分復用(0FDM)雙 模式變換域多用戶干涉抑制/消除接收器。請參照圖2，圖2示出了本發(fā)明的第二具體實施 例的CDMA/0FDM雙模式變換域多用戶干涉抑制/消除接收器的功能框圖。如圖2所示，CDMA/0FDM雙模式變換域多用戶干涉抑制/消除接收器3包含(變換 域)多用戶信號處理模塊30、轉換模塊31、36、40、44和48、CDMA信道估算模塊32、0FDM信 道估算模塊33、0FDM解調(diào)模塊34、0FDM解復用器35、譯碼模塊37、CDMA解調(diào)/用戶檢測模 塊38、解擴模塊39、0FDM循環(huán)前綴移除模塊41、45和49、射頻/模擬基帶模塊42、46和50 以及天線43、47和51。并且，(變換域)多用戶信號處理模塊30包含干涉抑制單元300。于此實施例中，射頻/模擬基帶模塊42耦接至0FDM循環(huán)前綴移除模塊41與天線 43之間；0FDM循環(huán)前綴移除模塊41耦接至轉換模塊40 ；射頻/模擬基帶模塊46耦接至 0FDM循環(huán)前綴移除模塊45與天線47之間；0FDM循環(huán)前綴移除模塊耦接至轉換模塊44 ；射 頻/模擬基帶模塊50耦接至0FDM循環(huán)前綴移除模塊49與天線51之間；0FDM循環(huán)前綴移 除模塊49耦接至轉換模塊48與解擴模塊39之間。值得注意的是，轉換模塊40、44和48均耦接至(變換域)多用戶信號處理模塊 30 ；CDMA信道估算模塊32耦接至轉換模塊31 ；轉換模塊31耦接至(變換域)多用戶信號 處理模塊30 ；(變換域)多用戶信號處理模塊30分別耦接至0FDM信道估算模塊33、0FDM 解調(diào)模塊34及轉換模塊36 ；0FDM信道估算模塊33耦接至(變換域)多用戶信號處理模塊 30 ；0FDM解調(diào)模塊34分別耦接至CDMA信道估算模塊32、0FDM信道估算模塊33及0FDM解 復用器35 ；0FDM解復用器35耦接至譯碼模塊37 ；解擴模塊39耦接至譯碼模塊37 ；轉換模 塊36耦接至CDMA解調(diào)/用戶檢測模塊38 ；CDMA解調(diào)/用戶檢測模塊38耦接至解擴模塊 39。在該實施例中，CDMA/0FDM雙模式變換域多用戶干涉抑制/消除接收器3將會根據(jù) 信號按照已知的順序執(zhí)行幀同步。接著，CDMA/0FDM雙模式變換域多用戶干涉抑制/消除 接收器3分別執(zhí)行時間同步與頻率偏移估算。若接收到的用戶信號是碼分多址(CDMA)信號，則CDMA信道估算模塊32將會根據(jù)指示或檢測到的數(shù)據(jù)執(zhí)行CDMA信道估算，然后轉換 模塊31即會執(zhí)行信號轉換。接下來，(變換域)多用戶信號處理模塊30將會執(zhí)行信號均 衡、干涉抑制、干涉消除或其它能夠在變換域內(nèi)擷取所需信號的方法。當該信號經(jīng)過轉換模 塊36的轉換之后，CDMA解調(diào)/用戶檢測模塊38對該信號進行解調(diào)處理，并且解擴模塊39 對其進行解復用處理。最后，該信號將會由譯碼模塊37進行譯碼。實際上，譯碼模塊37還 可以是解交錯(de-interleaving)或解穿刺(de-puncturing)模塊，用以分別對該信號執(zhí) 行解交錯或解穿刺處理。若該信號是正交頻分復用(OFDM)信號，OFDM估算模塊33將會根據(jù)指示或檢測到 的數(shù)據(jù)執(zhí)行OFDM信道估算，接著，(變換域)多用戶信號處理模塊30將會執(zhí)行信號均衡、 干涉抑制、干涉消除或其它能夠于變換域內(nèi)擷取所需信號的方法，從這些用戶信號中擷取 出所求的用戶信號。之后，OFDM解調(diào)模塊34將會對該信號執(zhí)行解調(diào)處理，并且OFDM解復 用器35會對其進行解復用處理。最后，該信號將會由譯碼模塊37進行譯碼。實際上，譯碼 模塊37還可以是解交錯或解穿刺模塊，用以分別對該信號執(zhí)行解交錯或解穿刺處理。于實際應用中，該信號還可以是單載波頻分多址(SC-FDMA)，并無特定之限制。此 外，雙模式變換域多用戶干涉抑制/消除接收器3同時還適用于LTE及CDMA類型的信號或 其它無線信號，其運作步驟與上述類似，在此不另行贅述。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的變換域多用戶干涉抑制/消除接收器同時還適用于 CDMA及0FDM，并可大幅改善通常僅能適用于CDMA而無法適用于OFDM的耙式接收器較差的 位錯誤率(BER)及區(qū)塊錯誤率(BLER)性能。因此，本發(fā)明的變換域多用戶干涉抑制/消除 接收器可顯著地增進電信系統(tǒng)的通訊質(zhì)量。通過上述的優(yōu)選具體實施例，希望能更加清楚描述本發(fā)明之特征與精神，而不是 以上述所公開的優(yōu)選實施例來對本發(fā)明的范圍加以限制。相反地，其目的是希望能將各種 變型及等價物涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍內(nèi)。
權利要求
一種應用于電信系統(tǒng)的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，所述電信系統(tǒng)包含多個用戶設備，所述變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置包含多用戶變換域信號處理模塊，所述多用戶變換域信號處理模塊包含干涉抑制單元，所述多用戶變換域信號處理模塊從這些用戶設備接收多個用戶信號；其中所述多用戶變換域信號處理模塊的干涉抑制單元在干涉抑制相期間以這些用戶信號中的一個用戶信號為基準，并通過特定操作方法降低其它用戶信號；該多用戶變換域信號處理模塊在干涉消除相期間接收這些用戶信號的估算結果，并根據(jù)該估算結果重建接收信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，其中，所述特定 操作方法是信號子空間法(signal subspace method)、最小均方誤差法(minimum mean-square-error method)、最小噪聲水平法(minimum noise level method)或最小信 號 ~ 噪聲法(minimumsignal-to-noise method)。
3.根據(jù)權利要求1所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，其還包括解調(diào)/用戶檢測模塊(demodulation/user detection module)，所述解調(diào)/用戶檢測 模塊耦接至所述多用戶變換域信號處理模塊，這些用戶信號的估算結果從所述解調(diào)/用戶 檢測模塊傳送至所述多用戶變換域信號處理模塊。
4.根據(jù)權利要求1所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，其還包括解擴模塊(despreading module)，耦接至該多用戶變換域信號處理模塊，這些用戶信 號的估算結果從所述解擴模塊傳送至所述多用戶變換域信號處理模塊。
5.根據(jù)權利要求1所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，其還包括信道估算模塊，用以產(chǎn)生信道估算結果；以及轉換模塊，耦接至所述多用戶變換域信號處理模塊與所述信道估算模塊之間，用以對 所述信道估算結果進行轉換，并將轉換后的信道估算結果傳送至所述多用戶變換域信號處 理模塊。
6.一種應用于電信系統(tǒng)的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，所述電信系統(tǒng)包含多個 用戶設備，所述變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置包含多用戶變換域信號處理模塊，所述多用戶變換域信號處理模塊包含干涉抑制單 元，所述多用戶變換域信號處理模塊從這些用戶設備接收多個用戶信號，并判斷這些 用戶信號中的一個用戶信號為碼分多址(CDMA)信號、一正交頻分復用(Orthogonal frequency-divisionmultiplexing, OFDM)及 / 或單載波頻分多址(Single-Carrier FrequencyDivision Multiple Access, SC-FDMA)信號；碼分多址信道估算模塊，耦接至所述多用戶變換域信號處理模塊；以及正交頻分復用及/或單載波頻分多址信道估算模塊，耦接至所述多用戶變換域信號處 理模塊；其中若所述用戶信號為碼分多址信息，所述碼分多址信道估算模塊執(zhí)行碼分多址信道 估算；若該用戶信號為正交頻分復用及/或單載波頻分多址信息，所述正交頻分復用及/或 單載波頻分多址信道估算模塊執(zhí)行正交頻分復用及/或單載波頻分多址信道估算，并且所 述多用戶變換域信號處理模塊在變換域通過信號擷取法從這些用戶信號中擷取出所求的 用戶信號。
7.根據(jù)權利要求6所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，其中所述信號擷取法是 信號均衡法、干涉抑制法或干涉消除法。
8.根據(jù)權利要求6所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，其還包括天線、射頻/模 擬基帶模塊(RF/analog baseband module)、正交頻分復用及/或單載波頻分多址循環(huán)前綴 移除模塊及轉換模塊，當所述天線接收所述用戶信號后，所述射頻/模擬基帶模塊、所述正 交頻分復用及/或單載波頻分多址循環(huán)前綴移除模塊及所述轉換模塊依序處理及轉換所 述用戶信號。
9.根據(jù)權利要求6所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，其還包括正交頻分復用及/或單載波頻分多址解復用器(demultiplexer)，用以對所述正交頻 分復用及/或單載波頻分多址信息進行解復用(demultiplexing)；以及正交頻分復用及/或單載波頻分多址解調(diào)模塊，耦接至所述多用戶變換域信號處理模 塊與所述正交頻分復用及/或單載波頻分多址解復用器之間，用以對所述正交頻分復用及 /或單載波頻分多址信息進行解調(diào)(demodulation)。
10.根據(jù)權利要求9所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，其還包括譯碼(decoding)/解交錯(de-interleaving)/解穿刺(de-puncturing)模塊，耦接至 所述正交頻分復用及/或單載波頻分多址解復用器，用以對經(jīng)過解復用及解調(diào)后之該正交 頻分復用及/或單載波頻分多址信息進行譯碼/解交錯/解穿刺。
11.根據(jù)權利要求9所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，，其還包括轉換模塊，耦接于該多用戶變換域信號處理模塊及該碼分多址信道估算模塊，用以對 該碼分多址信道估算執(zhí)行轉換并將轉換后的碼分多址信道估算傳送至該多用戶變換域信 號處理模塊。
12.根據(jù)權利要求6所述的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置，是碼分多址(CDMA)/正 交頻分復用(OFDM)/單載波頻分多址(SC-FDMA)多模式變換域多用戶干涉抑制/消除接收o
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基站的變換域多用戶檢測及干擾抑制裝置。多用戶檢測及干擾抑制裝置應用于包含多個用戶設備的電信系統(tǒng)。多用戶檢測及干擾抑制裝置包含多用戶變換域信號處理模塊，多用戶變換域信號處理模塊包含干涉抑制單元。多用戶變換域信號處理模塊自這些用戶設備接收多個用戶信號。多用戶變換域信號處理模塊之干涉抑制單元在干涉抑制相期間，以這些用戶信號中的一個用戶信號為基準，并通過特定操作方法降低其它用戶信號；多用戶變換域信號處理模塊在干涉消除相期間接收這些用戶信號的估算結果，并根據(jù)估算結果重建接收信號。
文檔編號H04B1/10GK101980450SQ201010211018
公開日2011年2月23日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權日2009年6月21日
發(fā)明者劉榮濤 申請人:先耀無線股份有限公司