一種時分同步碼分多址技術(shù)中串行干擾抵消的系統(tǒng)及方法

專利名稱：一種時分同步碼分多址技術(shù)中串行干擾抵消的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時分同步碼分多址技術(shù)中干擾抵消的方法及裝置，尤 其涉及一種時分同步碼多址技術(shù)中串行干擾抵消的方法及裝置。
背景技術(shù)：
時分同步碼分多址技術(shù)TD-SCDMA,作為中國提出的第三代移動通信 標準(簡稱3G)，自1998年正式向國際電聯(lián)ITU提交以來，已經(jīng)歷經(jīng)多年的 歷史，完成了標準的專家組評估、ITU認可并發(fā)布、與第三代伙伴項目體 系3GPP的融合、新技術(shù)特性的引入等一系列的國際標準化工作，從而使 TD-SCDMA標準成為第一個由中國提出的，以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被 國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。這是我國電信史上重要的里 程碑。
時分同步碼分多址技術(shù)TD-SCDMA標準規(guī)范的實質(zhì)性工作主要在 3GPP下完成。大唐與其他眾多的業(yè)中界運營商、設(shè)備制造商一起，經(jīng)過無 數(shù)次會議討論、郵件組討i侖，通過提交的大量文稿，對TD-SCDMA標準規(guī) 范的物理層處理、高層協(xié)議棧消息、網(wǎng)絡(luò)和接口信令消息、射頻指標和參 數(shù)、 一致性測試等部分的內(nèi)容進行了 一次次的修訂和完善，使得到目前為 止TD-SCDMA規(guī)范達到了 一定的穩(wěn)定和成熟程度。
在3G技術(shù)和系統(tǒng)蓬勃發(fā)展之際，不論是各個設(shè)備制造商、運營商，還 是各個研究機構(gòu)、政府、ITU，都已經(jīng)開始對3G以后的技術(shù)發(fā)展方向展開 研究。在ITU認定的幾個技術(shù)發(fā)展方向中，包含了智能天線技術(shù)和時分雙 工技術(shù)，認為這兩種技術(shù)都是以后技術(shù)發(fā)展的趨勢，而智能天線和時分雙工這兩項技術(shù)，在目前的TD-SCDMA標準體系中已經(jīng)得到了很好的體現(xiàn)和 應(yīng)用，從這一點中，也能夠看到TD-SCDMA標準的技術(shù)有相當?shù)陌l(fā)展前途。 另外，TD-SCDMA標準也不同程度地引入了新的技術(shù)特性，用以進一 步提高系統(tǒng)的性能，其中主要包括通過空中接口實現(xiàn)基站之間的同步， 作為基站同步的另一個備用方案，尤其適用于緊急情況下對于通信網(wǎng)可靠 性的保證；終端定位功能，可以通過智能天線，利用信號到達角對終端用 戶位置定位，以便更好地提供基于位置的服務(wù)；高速下行分組接入，采用 混合自動重傳、自適應(yīng)調(diào)制編碼，實現(xiàn)高速率下行分組業(yè)務(wù)支持；多天線 輸入輸出技術(shù)(MIMO)，采用基站和終端多天線技術(shù)和信號處理，提高無線 系統(tǒng)性能；上行增強技術(shù)，采用自適應(yīng)調(diào)制和編碼、對專用或共享資源的 快速分配以及相應(yīng)的物理層和高層信令支持的機制，增強上行信道和業(yè)務(wù) 能力。
TD-SCDMA，在現(xiàn)實使用過程中，有4艮多優(yōu)點，如頻譜利用率高、 對功控要求低、采用了智能天線和聯(lián)合測試引入了所謂的空中分級、避免 了呼吸效應(yīng)、不同業(yè)務(wù)對覆蓋區(qū)域的大小影響較小，易于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等等。同 時，它還存在著技術(shù)缺陷，如同步要求高、在使用過程中，存在著信號 干擾問題，上下行、本小區(qū)，鄰小區(qū)都有可能存在不同程度的信號干擾。
因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于進一步的改進與發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，提出一種將串 行干擾的信號消除，得到相對干凈的小區(qū)信號，從而減少系統(tǒng)的時域串行 干擾的時分同步碼分多址技術(shù)中串行干擾抵消的系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種時分同步碼分多址技術(shù)中串行干擾抵消的系統(tǒng)，其特征在于，所 述系統(tǒng)包括串行干擾抵消控制模塊、下行同步導頻碼只讀內(nèi)存模塊、干擾抵消單元模塊；所述串行干擾抵消控制模塊分別與所述下行同步導頻碼
只讀內(nèi)存模塊、所述干擾抵消單元模塊相連接；
所述串行干擾抵消控制模塊，用來調(diào)用干擾抵消單元的啟動信號，并
給出干擾抵消單元的輸入?yún)?shù)；
所述下行同步導頻碼只讀內(nèi)存模塊，用于讀取下行同步導頻碼；
所述干擾抵消單元模塊，用于抵消小區(qū)的干擾信號。
所述的系統(tǒng)，其中，所述干擾抵消單元模塊還包括 一干擾抵消單元
控制模塊、 一信道估計模塊、 一信號重構(gòu)模塊以及一累加模塊，所述千擾
抵消單元控制模塊分別與所述信道估計模塊、信號重構(gòu)模塊，以及累加模
塊相連接；
所述干擾抵消單元控制模塊，用于給出信道估計、信號重構(gòu)、累加模 塊的啟動信號，以及各模塊的輸入?yún)?shù)；
所述信道估計模塊，用于通過對下行同步導頻碼功率以及相關(guān)窗的運 算進行小區(qū)信道估計；
所述信號重構(gòu)模塊，用于對信道估計窗與下行同步導頻碼進行巻積運
算；
所述累加模塊，用于對干擾抵消單元中復(fù)數(shù)序列進行對齊累加運算。 所述的系統(tǒng)，其中，所述累加模塊還用于對干擾抵消單元中復(fù)數(shù)序列 進行對齊減運算。
所述的系統(tǒng)，其中，所述串行干擾抵消系統(tǒng)分為二級串行結(jié)構(gòu)，每一 級包含若干干擾抵消單元。
一種時分同步碼分多址技術(shù)中串行干擾抵消的方法，其包括如下步驟
A、 將干擾抵消單元模塊中的千擾信號進行數(shù)據(jù)處理，得到該干擾抵消 單元信號數(shù)據(jù)；
B、 將所述千擾抵消單元信號數(shù)據(jù)對齊，進行加減運算，得出相對干凈 信號；C、 所述串行干擾抵消控制模塊調(diào)用前一干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)，并啟
動下一干擾抵消單元操作，得到下一干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)；
D、 重復(fù)上述步驟C，直到所有干擾抵消單元干擾信號處理完畢，則顯 示干擾抵消單元完成信號，并產(chǎn)生中斷信號。
所述的方法，其中，所述步驟A包括以下步驟
Al、將所述干擾抵消單元中干擾信號進行信道估計處理
A2、將所述干擾抵消單元中干擾信號進行信號重構(gòu)處理。
所述的方法，其中，所述步驟A1包括以下步驟
All、將所述干擾抵消單元中干擾信號依次進行同步相關(guān)運算、相關(guān)控 制、功率計算、門限計算、有效路徑搜索處理，得到信道估計值。
所述的方法，其中，所述步驟A2包括以下步驟
A21 、采用流水環(huán)結(jié)構(gòu)將所述干擾抵消單元的下行同步導頻碼和所述信 道估計值進行巻積運算。
所述的方法，其中，所述步驟B中的加減按公式《 ,=《 +^-^, 進行運算；其中
4 ,為當前干擾抵消單元干擾抵消后的信號；
4為前一干擾抵消單元干擾抵消后的信號；
^為前一干擾抵消單元重構(gòu)相應(yīng)小區(qū)的信號；
s。^為當前干擾抵消單元重構(gòu)當前小區(qū)的信號；
當干擾抵消單元為第一干擾抵消單元時，^設(shè)置為0。
所述的方法，其中，所述步驟C中的調(diào)用按公式
/Cf/—/—血w = p/c—w"" / = 1進行運算，得出一系列各干擾抵消單元參
(/CV—/ ——over
數(shù)
當i<=4，貝寸icu—sync—id=sync—id—i、 icu—thsig = sic—thsigl 、 souti—cs=i; 當 i > 4 , 貝寸icu—sync—id=sync—id一i-4 ,icu—thsig = sic—thsig2 , 貝寸
9souti—cs=i-4;
icu—thnoise=sic_thnoise; 其中:所述公式表達含義為 當i=l時，則/Cf/j)toW=57C—stoW/ 當i > 1時，則/Ct/—/—stoW二/Ct/—ove。' 所述/C[/j一1stoW 為第 i個干擾抵消單元起始信號數(shù)據(jù)值； 所述S/C—stoW為串行干擾抵消起始信號數(shù)據(jù)值； 所述/C〖/—ovw為第i-1個干擾抵消單元終了信號數(shù)據(jù)值； 所述 icu—sync—id為干擾抵消單元同步碼地址； 所述sync—id_i是序號為i的干擾抵消單元同步碼地址； 所述sync_id_i-4是序號為i-4的干擾抵消單元同步碼地址； 所述icu—thsig為干擾抵消單元信號門限值； 所述sic—thsigl為 一級串行干擾抵消信號門限值； 所述sic—thsig2為二級串行干擾抵消信號門限值； 所述icu—thnoise為干擾抵消單元噪音門限值； 所述sic—thnoise為串行干擾抵消噪音門限值； ， 所述souti_cs為干擾抵消單元序號。
本發(fā)明所提供的一種時分同步碼分多址技術(shù)中串行干擾抵消的系統(tǒng)及 方法，由于采用了將經(jīng)過信道估計、信號重構(gòu)處理后的干擾抵消單元信號 數(shù)據(jù)對齊，進行累加運算，得出相對干凈信號的方式，減少了系統(tǒng)的時域 串行干擾，提供給用戶更干凈的信號，提高了接收信號的質(zhì)量，從而提高 整個系統(tǒng)的工作效率。


圖1為本發(fā)明的本小區(qū)和鄰小區(qū)的二級串行干擾抵消結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明的干擾抵消單元單元結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的串行干擾抵消模塊結(jié)構(gòu)圖4為本發(fā)明的巻積運算流水環(huán)結(jié)構(gòu)圖5為本發(fā)明的干擾抵消示意圖6為本發(fā)明的第i和i+l個干擾抵消單元結(jié)構(gòu)圖7為本發(fā)明的調(diào)整后的干擾抵消單元結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明的ICUj控制流程圖9為本發(fā)明的干擾抵消單元信道估計模塊結(jié)構(gòu)圖IO為本發(fā)明的16級流水線結(jié)構(gòu)的相關(guān)器單元結(jié)構(gòu)圖11為本發(fā)明的相關(guān)計算及控制時序圖12為本發(fā)明的信道估計功率計算定點化圖13為本發(fā)明的干擾抵消單元信道估計后處理門限計算模塊結(jié)構(gòu)圖;
圖14為本發(fā)明的信道估計門限值計算時序圖15為本發(fā)明的信道估計后處理門限計算定點化圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的各較佳實施例進行更為詳細的描述。本發(fā)明的核心發(fā)明點在于，將經(jīng)過信道估計、信號重構(gòu)處理后的干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)對齊，進行累加運算，從而得出相對干凈信號。
本發(fā)明的串行干擾抵消技術(shù)原理通過二級串行迭代的方式實現(xiàn)，采用逐級消除各小區(qū)之間相互干擾的方法，得到每個小區(qū)相對干凈的信號。其中，每個串行干擾抵消階段(Stage)包含四個干擾抵消單元，每個干擾抵消單元針對一個小區(qū)進行處理，每個干擾抵消單元主要包括信道估計(相關(guān))、信號重構(gòu)、以及有關(guān)的信號加減等處理部分，本實施例支持4個小區(qū)，即一個本小區(qū)三個鄰小區(qū)，如圖1所示。其中，每個干擾抵消單元，每次
針對一個小區(qū)進行處理，如圖2所示。輸入4是前一干擾抵消單元干擾抵消后的輸出信號(初始值就是接收的原始信號)，即是說除去了前面各個小區(qū)的信號對當前處理小區(qū)的影響，S,力是前面一干擾抵消單元重構(gòu)相應(yīng)小區(qū)
的信號；4",是當前干擾抵消單元干擾抵消后的輸出信號，s。",是當前干擾抵消單元重構(gòu)的當前處理小區(qū)的信號。在第一級串行干擾抵消開始處理時，各^初始值設(shè)置為o。
本發(fā)明的串行干擾抵消模塊包括串行干擾抵消控制模塊、下行同步導頻碼只讀內(nèi)存模塊、以及干擾抵消單元模塊，如圖3所示。
所述串行干擾抵消控制模塊為二級串行結(jié)構(gòu)，共調(diào)用8個干擾抵消單元，通過對一套干擾抵消單元串行調(diào)用方式來實現(xiàn)。所述串行干擾抵消控制模塊，控制每次調(diào)用干擾抵消單元的啟動信號，并給出干擾抵消單元的輸入?yún)?shù)，如當前干護W氐消單元序號i(i-l 8)、下行同步導頻碼地址、門限值參數(shù)等等。
所述下行同步導頻碼只讀內(nèi)存模塊，其大小為32*64bit，每次讀出一個下行同步導頻碼，其長度為64bit,讀出之后將其輸入到信號重構(gòu)模塊，同時還將其寫入干護^氐消單元中的sync一buf中，用于信道估計計算。
每個干擾抵消單元又包括干擾抵消單元控制模塊、信道估計模塊、信號重構(gòu)模塊，以及累加模塊。 ，
所述干擾抵消單元控制模塊，用于給出信道估計、信號重構(gòu)、累加模塊的啟動信號，以及各模塊輸入的參數(shù)；
所述信道估計模塊，通過下行同步導頻碼計算下行同步導頻碼功率和144chip長度的相關(guān)窗進行相關(guān)運算，得到當前小區(qū)信道估計值。再進行信道估計后處理，得到信道估計窗和有效信道估計的位置；
所述信號重構(gòu)模塊，將信道估計窗與下行同步導頻碼進行巻積運算，得到經(jīng)過串行干擾抵消后的小區(qū)信號，其長度為79chip。
所述對齊加累加模塊，將干擾抵消單元中兩個復(fù)數(shù)序列進行對齊累力口，長度分別是144和79。計算時需給出79點序列的第一個數(shù)據(jù)對應(yīng)144點序列的位置信息，從此處開始對連續(xù)的79點復(fù)數(shù)對應(yīng)相加。干擾抵消單元中還有對齊減的操作，需要先將被減的79點序列求補碼再做對齊加運算。
下面對干擾抵消單元模塊中，信道估計、信號重構(gòu)以及干擾抵消等處
理工作流程做出詳細的描述1、信道估計流程
設(shè)"。""為接收的同步部分原始144樣點單倍采樣的IQ數(shù)據(jù)段,k=0 ~A'"'*2+80-l,即k-0 143, s是子幀索引號，小區(qū)n的信道估計值的計算是基于下行同步導頻碼的相關(guān)運算，其運算公式如下
一，0=|>。(,，/ + 0*呵.(，徘/)__________ O)
/=0
其中，各個參數(shù)含義如下
r。CM + Z):為接收的子幀s的下行同步導頻碼信號，輸入下行同步跟蹤模塊的數(shù)據(jù)是8bit有符號整數(shù)，共144點；
^"c(",/):為小區(qū)n的下行同步導頻碼，lbit的復(fù)數(shù)；
/^,"，/):為每個信道估計的功率值DP值，定點化為14bit復(fù)數(shù)。
n:為小區(qū)索引號，n二0 N(監(jiān)測的小區(qū)數(shù)目，目前最大為3)
i:為各個小區(qū)的信道估計值/^,",/)索引號，1=0~(丄加*2+16)-1,即i=0~
79;
A'"':為下行同步前的chip數(shù)，當前設(shè)為32chips。通過上述公式計算，得出初始信道估計值，去除噪聲的影響，還需進行信道估計后處理，將信道估計值結(jié)果的能量和門限值比較，小于門限的信道估計值置O,如下
當|/zO，"，/)|2 < 77/—/oca/----------- (2);
貝'J: /^,"")=0---------------- (3 );
其中，Th—local為門限值。a 、門限值7%—/oca/的計算方法如下選擇有效多徑門限值基于以下兩個標準來計算①基于最大多徑功率計算
Z)尸咖x-max麵,"，A:)12)------------- (4)
其中，DPmax是信道估計能量的最大值；
U尸隨，c)________________ (5)
其中，在第一級串行干擾抵消，也就是圖1的前4個干擾抵消單元干擾抵消單元l、干擾抵消單元2、干擾抵消單元3和干擾抵消單元4，門限偏移量乙^-3W,在第二級串行干擾抵消的4個干擾抵消單元干擾抵消單元5、干擾抵消單元6、干擾抵消單元7和干擾抵消單元8，門限偏移
量r腦,-6必，該r隨值可配置，門限io(;,)用iobit定點化。
②基于噪聲能量計算
計算噪聲徑noiseDP均值，
1 p
7Vo/se = — y "o/se/)尺-----------(6 )
廠p=i
其中，P(P=1,2，...，)表示|/^，",《中的噪聲徑數(shù)。"o/^D尸是噪聲徑，即除有效徑以外的所有徑，所述噪聲徑是根據(jù)上一子幀的門限計算得到，當前子幀里面，所有小于上一幀門限值的則都是噪聲。
T&。說'=A^"e*10(7V。'""0)—……-------(7 )
其中，^,=6必是噪聲偏移，該值可配置，門限io^""，用10bit定點化。
綜合上述兩個計算標準，選擇計算得出來的兩個門限值中較大的 一個作為最后的信道估計后處理門限值，如下所述；
77 _ /oca/ = max(7\,, 7\—) —........... ( 8 )
各個小區(qū)的信道估計后處理門限值分別根據(jù)各個小區(qū)的信道估計值計算。
需要注意的是，當初次啟動下行同步跟蹤模塊時，因為沒有上一子幀的門限值，所以不能確定噪聲，這時，門限值只依據(jù)最大值來取，即
147Ti一/"-77^—--------------- (9)
最后最多選取超過門限的4條徑，除第一條徑外，另外根據(jù)幅值大小 取最多3條，而且這三條徑和第一條徑的距離應(yīng)該在16chip之內(nèi)，因為信 道估計窗只有16chip。這個數(shù)值是一個可配置的參數(shù)。
2、信號重構(gòu)流程
本發(fā)明的一個重要創(chuàng)新在于，所述信號重構(gòu)模塊采用流水環(huán)結(jié)構(gòu)對本
地的下行同步導頻碼和信道估計值進行巻積運算，如圖4所示，得到重構(gòu)
信號s。ut，其巻積運算公式如下
、=，c(w) <8> 一， ")_______________ ( J o )
其中，0表示巻積運算，，c(")是第n個小區(qū)的ID碼，》"")是第s個 子幀，第n個小區(qū)下行同步導頻碼部分的信道估計值。
為表示方便，用64點的向量x(i)表示第n個小區(qū)的地址碼^"c("), 16 點的向量h(i),其中，(16點中最多有MN1，2,3，4個非零值，其他值都為0) 表示信道估計，將公式(10)展開得公式(11 )如下所述
、(0 = |>(附"4/-附)腸--..........-(11)
U的長度是79。
L點的信道估計序列h(n)以數(shù)據(jù)廣播方式輸入，SYNC—DL碼序列采用 L級流水環(huán)結(jié)構(gòu)，并行載入，循環(huán)移位。即L級寄存器同時載入L個 SYNC—DL序列點，然后循環(huán)移動。同時每級對應(yīng)的乘-累加單元計算本級 位置的h(n)和SYNC_DL序列點的乘積并累加結(jié)果。每個時鐘計算一個結(jié) 果點，每輪得到L點結(jié)果。計算完一輪后，SYNC—DL序列并行載入下一輪 的L點，重復(fù)上面的操作。循環(huán)移位的好處在于每一輪各個乘-累加運算 單元是先后完成本輪自己負責的一個結(jié)果點的運算。先完成計算的單元清 掉累加的結(jié)果，提前對下一輪負責的結(jié)果點進行部分計算，省去了空等或 流水注入的時間。第i ( 0<"丄)級流水計算單元可以在本輪前，計算下一輪的L-i個乘積的累加結(jié)果。
本發(fā)明的干擾抵消流程，在進行干擾抵消處理時，信號數(shù)據(jù)需要相減， 這時候需要將信號數(shù)據(jù)對齊再相減，原始的信道估計值是80點的，除了超 過門限的最多4條徑以外，其他都為O。假設(shè)過門限的第一個信道估計值序 號是ii(ii=l~80)，對齊方式如圖5所示。
每個干擾抵消單元順序按公式 ,計算得出結(jié)果，直 到兩級串行干擾抵消串行干擾抵消均完成，得到相對干凈的信號。
本發(fā)明的干擾"l氐消單元串行調(diào)用8次，每次調(diào)用時給出干擾抵消單元 的啟動信號和當前干擾抵消單元序號i， i=l~8。干擾抵消單元計算完畢后 給出結(jié)束信號，啟動下一個干擾抵消單元操作。調(diào)用公式如下
fs/c加W/ = 1 /…、
/CC/丄加rt — — ---------- ( 12)
L/CC/」'-1 _ over e&e
并根據(jù)干擾抵消單元序號i,得到下列干擾抵消單元參數(shù)
下4亍同步；也it號 sync—id, 若i<=4 ， icu—sync—id = sync—id—i; 否貝'J
icu_sync—id = sync—id—i-4;
4言號門卩艮^f直icu—thsig, 若i<=4, icu—thsig = sic—thsigl; 否則icu—thsig =
sic_thsig2;
"喿骨門P艮l直icu—thnoise， icu—thnoise = sic—thnoise;
RAM—Sout片選souti—cs， 若i<=4， souti—cs = i; 否貝'J souti—cs = i-4。
其中，所述/C"—/」tow為第i個干擾抵消單元起始信號數(shù)據(jù)值；
所述SIC—start為串行干擾抵消起始信號數(shù)據(jù)值；
所述ICU一i-l—over為第i-1個干擾抵消單元終了信號數(shù)據(jù)值；
所述icu—sync—id為干擾抵消單元同步碼地址；
所述sync—id—i是序號為i的干擾抵消單元同步碼地址；
所述sync一id一i-4是序號為i-4的干擾抵消單元同步碼地址；
所述icu—thsig為干擾抵消單元信號門限值；所述sic_thsigl為 一級串行干擾抵消信號門限值； 所述sic_thsig2為二級串行干擾抵消信號門限值； 所述icu一thnoise為干擾抵消單元噪音門限值； 所述sic—thnoise為串行干擾抵消噪音門限值； 所述souti一cs為干擾抵消單元序號。
當產(chǎn)生干擾抵消單元結(jié)束信號icu—8—over,則整個串行干擾抵消串行干 擾抵消計算完畢，產(chǎn)生中斷信號int—sic。
本發(fā)明的串行干擾抵消采用二級迭代的方式，其中每一級又包括若干 個干擾抵消單元，每個干擾抵消單元針對一個小區(qū)進行處理，本實施例支 持4個小區(qū)。將圖2展開，以第i個和第i+l個干擾抵消單元為例進行更為 詳細的描述，其如圖6所示。
每個干擾抵消單元有2個信號輸入值din和Sin,其分別為
第一個干擾抵消單元輸入din和Sin分別為rk和O,為便于硬件實現(xiàn)，將
圖6兩個干擾抵消單元拆開，重新定義干擾抵消單元的結(jié)構(gòu)，如圖7所示。 調(diào)整后的第i個干擾抵消單元(ICU—i)分為前后兩部分信道處理 (ICU_chproc—i)與對齊加(ICU—addj) ， i= 1 ~8,具體步驟如下
51、 從RAM一dio中讀取數(shù)據(jù)作為輸入的slMal—i，進行信道估計和信號 重構(gòu)處理，得到s。ut—i,寫入RAM—souti中；
52、 計算d。1i, d。ut—i=Sl。cal—i-s。ut—i,將結(jié)果寫入RAM—dio中；
53、 計算siocai—i+l, slocal_i+l=din—i+l+sin—i+l=dout—i+sin—i+l,將結(jié)果仍 寫入RAM—dio中。
其中，步驟S1是信道處理部分，每次調(diào)用時處理不變；步驟S2和S3是對齊累加部分。
當i=<4時，即干擾抵消單元處于一級階段stagel時，Sh為0, 3,^—1+1= d。ut—i,省略步驟S3;
當i=8時，則串行干擾抵消計算完畢，省略步驟3，直接輸出d。ut一8。 第i個干擾抵消單元的控制流程，如圖8所示。
本發(fā)明的信道估計模塊又包括同步相關(guān)模塊、信道估計后處理兩模 塊，如圖9所示，下面對所述同步相關(guān)模塊，以及信道估計后處理模塊的 功能流程進行更為詳細的描述。
1、同步相關(guān)模塊
①、同步相關(guān)運算
"。"W是接收的同步部分原始144樣點單倍采樣的IQ數(shù)據(jù)段，k=0-丄',"2+80-l， Wk=0~143， s是子幀索引號，小區(qū)n的信道估計值^，"，!')的 計算是基于下行同步導頻碼的相關(guān)運算，方法如下
其中，r。(^ + /):接收的子幀s的下行同步導頻碼信號，輸入下行同步 跟蹤模塊的數(shù)據(jù)是8bit有符號整數(shù)，共144點；
—"，/):小區(qū)n的下行同步導頻碼，lbit的復(fù)數(shù);
每個DP值，定點化為14bit復(fù)數(shù)。 n:小區(qū)索引號，n二0 N(監(jiān)測的小區(qū)數(shù)目，目前最大為3) i:各個小區(qū)的信道估計值/^,"力索引號，i=0~(z( *2+16)-l,即i十
79;
:下行同步導頻碼前的chip數(shù)，當前設(shè)為32chips。 ②、相關(guān)單元
設(shè)r是接收的下行同步導頻碼部分原始W樣點的IQ數(shù)據(jù)段，W即為 滑動相關(guān)窗長度；n為下行同步導頻碼的地址號，n=0~31;下行同步導頻碼
(15的滑動相關(guān)結(jié)果為一個復(fù)數(shù)序列，表示為C^r5^"c("，it), k=0~W-64，計算公 式如下
橋|>闊*—(—"，W)_______________ (16)
〖=0
得到的滑動相關(guān)結(jié)果為W-64+l=W-63個點的復(fù)數(shù)序列。將公式16展 開，輸入抽樣記為r(0)，r(l)，r(2)，r(3),.....r(W誦l)，每個抽樣都包含i和q，將 16比特的位寬將i和q存到同一個字段中；設(shè)當前計算的下行同步導頻碼 地址號為n，下行同步導頻碼碼字記為s(0)，s(l),…s(63)。則相關(guān)計算可分解 為如下計算。
CorrSync(0)=r(0)*s(0)+r(l)*s(l)+r(2)*s(2)+ ......+r(62)*s(62)+r(63)*s(63
)--------------(I"
CorrSync(l)=r(l)*s(0)+r(2)*s(l)+r(3)*s(2)+ ......+r(63)*s(62) +
r(64)*s(63)-------------- ( 18)
CorrSync(2)=r(2)* s(0)+r(3 )* s( 1 )+r(4)* s(2)+ ......+r(64)* s(62)+r(65)* s(63)
--------------(19)
CorrSync(7)=r(7)*s(0)+r(8)*s(l)+r(9)*s(2)+ ......+r(69)*s(62)+r(70)*s(63)
--------------(20)
CorrSync(W-63)=r(W-63)*s(0)+r(W-62)*s(l)+r(W-61)*s(2)+......+r(W-2)
*s(62)+r(W-l)*s(63)--畫國-----—-—(21)
本實施例的本模塊中W取144,則滑動相關(guān)結(jié)果為81個點的復(fù)數(shù)序列， 為便于計算，將最后l個點去掉，改為80點復(fù)數(shù)序列。
為加快運算速度，相關(guān)單元一般采用16級流水線工作流程，如圖10 所示。
19其中的點乘運算^L則如下
設(shè)>$■, = co"7(炒"c(", /) x /)，由于，c("， /)為1 bit,
若5^"c("，/)二o,則^ =0;
若，c("，/)-l，則有
/%4 = 0
—1
/%4 = 1
(22)
/%4 = 2
/%4 = 3
/%4 = 0
貝'J ^ * &
/%4 = 1
(23)
—r —z — r j甲_/ —r一《+
/%4 = 2
/%4 = 3
因此對輸入的下行同步導頻碼碼字，只需要判斷其碼字序號的低2bit。
從點乘公式中可以看出相關(guān)運算實際只進行了 64個數(shù)據(jù)的累加運算， 輸入的接收數(shù)據(jù)i/q位寬為8bit，輸出相關(guān)結(jié)果為14bit,相關(guān)單元共用了 16*2=32個累計器和32個寄存器，位寬為14bit。
相關(guān)單元計算一次可以得到16個相關(guān)點的結(jié)果，需要連續(xù)輸入 64+16-1=79個接收數(shù)據(jù)和64個下行同步導頻碼，計算所需時間為64+16=80 個時鐘。
③、相關(guān)控制
本發(fā)明中，完成對一個相關(guān)單元在一次相關(guān)運算中重復(fù)運算的控制功 能。 一個144chip的相關(guān)窗的滑動相關(guān)計算需要相關(guān)單元重復(fù)運算的次數(shù)為 80/16=5次，所需時間為80*5=400個時鐘。
下行同步導頻碼的64個數(shù)據(jù)每次運算是依次輸入的，每次讀時給出對 應(yīng)下行同步導頻碼地址號；對于接收數(shù)據(jù)部分，設(shè)當前運算次數(shù)為i， i二0 4， 則第i次運算對應(yīng)的同步緩存RAM:起始地址為i*16，從此位置起連續(xù)讀 取79個數(shù)據(jù)。設(shè)置計數(shù)器corr一unit—cnt[3:0], 3bit，從0計到4，當計數(shù)器 從4返回到0時，給出相關(guān)結(jié)束信號corr over同步緩存隨機存取存儲器的讀片選和下行同步導頻碼下行同步導頻碼 讀內(nèi)存的地址號由干擾抵消單元控制模塊給出，同步相關(guān)計算及控制時 序如圖11所示。
2、信道估計后處理
本發(fā)明的信道估計后處理部分，首先將相關(guān)得到的80點復(fù)數(shù)序列DP 寫入RAM一dp，同時分別計算每點功率值，將計算的結(jié)果寫入RAM—dppow 中，并同時做門限計算，得到門限值后從RAM—dppow中讀取各點功率值， 分別與門限作比較，得到有效路徑的位置信息，并找到信道估計窗，最后 從RAM—dp的信道估計窗中將有效路徑對應(yīng)的信道估計值依次取出，寫入 RAM_dpwin對應(yīng)位置中。其中3塊RAM大小分別是RAM_dp為 80*2*14bit(I/Q)， RAM—dppow為80*26bit, RAM—dpwin為16*2*14bit(I/Q)。
該部分分為3個模塊，分別為功率計算、門限計算和有效路徑搜索， 以下對3個模塊功能做更為詳細的描述。
(1 )功率計算
本實施例的功率計算公式為
/ww = |/ 0s， "， /)|2 = (ReO，"，/))2 + (ImO,"，/))2——........"(24 )
定點化如圖12所示，其中，U表示無符號數(shù)，下同。 (2)、門限計算
本實施例的門限計算，需要計算兩個門限值分別為7\,,和7\_，取 二者最大值作為門限值，并輸出當前功率最大值，如圖13所示。 ①r/v。,計算
jOP, =max(]/70,"，《)---........(25 )
其中，DPmax是信道估計功率的最大值；
UPmax* ------------ (26)
10(7^, /10)可酉己置。
設(shè)置DPmax為最大功率值寄存器，對每個功率值都順序與最大值寄存
21器中的數(shù)值作比較，若大于則將該功率值寫入寄存器中，若小于則寄存器 中的數(shù)值不變。 ②巧，，計算
該計算過程分為三個步驟，首先找噪聲徑，將每個功率值與上一子幀 門限值比較，若小于門限值則認為是噪聲徑，設(shè)置噪聲徑計數(shù)器p,判斷當 前徑為噪聲徑后p+l，同時將噪聲徑功率值累加，當前子幀計算完畢后得到
噪聲徑數(shù)P(l 80)以及噪聲徑累加和i"o/化D/^ ;其次計算噪聲徑數(shù)p的倒
數(shù)；再次求當前子幀噪聲徑平均并最終計算77i"。,。，公式為
化匿=10("/10) *去*^>/,------------- ( 27 )
求P的倒數(shù)，釆用查表法，本實施例中P的范圍是1 80。 門限值計算的時序如圖14所示，門限值計算的定點化如圖15所示。 (3)、有效路徑搜索
本發(fā)明中有效徑用來搜索16個點的信道估計窗，并標注其中有效徑的 位置，用dpvalid—flag[15:0]來表示。
有效路徑搜索啟動之前需先比較上一步得到的最大值與門限值。
若最大值小于門限值，說明當前小區(qū)當前子幀無有效徑，則不啟動有 效徑搜索模塊，得到的信道估計窗都為O，無效標志nonevalid一flag置1;
若最大值大于等于門限值，說明當前小區(qū)當前子幀至少有一個有效徑， 啟動有效徑搜索模塊，其搜索步驟如下
L1 、從RAM—dppow依次讀取各點功率值，與門限值作比較，找到第 一個大于門限值的點，記其位置信息為first_pos[6:0];
L2、將first_pos之后的15個數(shù)據(jù)與門限值作比較，各點比較結(jié)果用 dpvalid—flag標注，加上第一個點共16個點，因此dpvalid_flag為16bit,每 個bk ^接順序?qū)?yīng)一個點；若第n點功率值大于門限，則dpvali(flag[n]置1;
否則，置0， n=0 15,其中dpvali(Lflag
恒定為1;
L3、 16個點比較完畢后將dpvalid—flag[15:0]按位加，得到大于門限值 的徑的總凄t num_valid[3:0〗；
若num—valid[3:0]大于最大徑數(shù)串行干護U氐消_maxpath—num[3:0]，則將 大于門限值的各點功率排序，其中最大的串行干擾抵消一maxpath—num[3:0] 個徑即為信道估計的有效徑，將其余大于門限值的徑的dpvalid—flag位清0;
若num一valid[3:0]小于串行干擾抵消—maxpath一num[3:0]，則認為所有大 于門限值的徑都為有效徑。最大徑數(shù)串行干擾抵消—maxpath一num[3:0]是由 DSP配置的，范圍是1~16。
通過以上3步有效路徑選擇，得到信道估計窗的第一點位置 firsU5os[6:0]和窗中有效徑的窗內(nèi)位置dpvalid_flag[15:0]。根據(jù)first_pos[6:0] 在RAM—dp中找到信道估計窗，即first jos[6:0]之后的16個點(包括第一 個點)，將這16個點寫入RAM—dpwin。
本發(fā)明的信號重構(gòu)采用本地的下行同步導頻碼和信道估計值巻積得
到<formula>formula see original document page 23</formula>
其中，0表示巻積運算，，c(")是第n個小區(qū)的ID碼，^"，")是第s個 子幀，第n個小區(qū)下行同步導頻碼部分的信道估計窗，共16個點，其中最 多有串行干擾抵消—maxpath—num(3:0)個有效徑，除此之外的徑都為0，有 效徑用dpvalid—flag[ 15:0]表示，"l"為有效徑。
將公式(28)展開，則得到
<formula>formula see original document page 23</formula> Sout長度為64+16-1=79,即i=0 78,每點最多需要計算16次累力口, 每次累加首先要進行兩個條件的判斷，設(shè)當前累加數(shù)為h(m)*s(i-m):① 、dpvalid—flag[m]是否為0,若是O則m點不是有效徑，該項為0;② 、i-m是否在
范圍內(nèi)，若超出了這個范圍，說明沒有對應(yīng)的下 行同步導頻碼，該項為0;若這兩個條件沒有一個滿足則需要作h(m"s(i-m)的累加運算。若完全串行計算，即只用l個累加器，則一個79點的Sout的計算需要 64*16=1024個時鐘。綜合考慮計算時間和面積，采用并行計算10個點的結(jié) 構(gòu)，這樣需要重復(fù)8次。計算一次IO個點。以前IO個點為例，將公式(29) 展開，展開式如下Sout(0) = h(0)*s(0)Sout(l) = h(0)*s(l) + h(l)*s(0)Sout(2) = h(0)*s(2) + h(l)*s(l) + h(2)*s(0)Sout(3) = h(0)*s(3) + h(l)*s(2) + h(2)*s(l) + h(3)*s(0)Sout(9) = h(0)*s(9) + h(l)*s(8) + h(2)*s(7) + h(3)*s(6) + h(4)*s(5) + h(5)*s(4) + h(6)*s(3)+ h(7)*s(2) + h(8)*s(l) + h(9)*s(10)從縱向看上述展開式，可以得到各項累加中h序列位置不變，s序列每 項有變化，設(shè)當前迭代次數(shù)為k, k=l~10，則第k次計算的sout序號 i=(k-l)*10 (k-l)*10+9，每個sout累加計算需要16個時鐘。在判斷時每次 累加h序列數(shù)據(jù)相同，因此首先判斷條件1，若是有效徑，再并行判斷10 個sout的條件2，若都滿足則計算h*s。采用這種結(jié)構(gòu)共需計算時間為 10*16=160個時鐘。本發(fā)明的累加模塊，在干擾抵消單元中分兩種對齊累加計算方式，其 計算公式為、U, + l乂,」'+ f' + 124其中第一個式子的減法運算可先求補碼再做加法，當i-l、 2、 3、 8時 只計算第一個式子。對齊加的對象為兩個復(fù)數(shù)序列， 一個144點，另一個為79點，對齊加 時需要先根據(jù)信道估計得到的第一個有效徑位置將兩個序列對齊，從對齊 的位置連續(xù)讀兩個序列的79點數(shù)據(jù)，對應(yīng)加79次，得到的復(fù)數(shù)序列為144 點，對齊過程見圖5。兩段復(fù)數(shù)序列都存儲在RAM中，分別是RAM一dio與RAM—sout, RAM一sout片選由干擾抵消單元控制模塊給出。兩塊RAM同時連續(xù)讀取79 個數(shù)據(jù)，RAM—dio數(shù)據(jù)地址為first_pos[6:0] first_pos[6:0]+78, RAM—sout 的地址0~78，對應(yīng)相加，得到的結(jié)果再寫入RAM—dio中，地址與讀地址相 同。因此作一次對齊加運算需要79*2=158個時鐘。本發(fā)明所提供的一種時分同步碼分多址技術(shù)中串行干擾抵消的系統(tǒng)及 方法，由于采用了將經(jīng)過信道估計、信號重構(gòu)處理后的干擾抵消單元信號 數(shù)據(jù)對齊，進行累加運算，得出相對干凈信號的方式，減少了系統(tǒng)的時域 串行干擾，提供給用戶更干凈的信號，提高了接收信號的質(zhì)量以及整個系 統(tǒng)的工作效率，同時增加了用戶的積極性和工作熱情，讓用戶可以全身心 地投入到工作中去，從而更進一步地提高了用戶的工作效率。應(yīng)當理解的是，上述具體實施例的描述較為詳細，不能因此而理解為 對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明專利保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為 準。
權(quán)利要求
1、一種時分同步碼分多址技術(shù)中串行干擾抵消的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括串行干擾抵消控制模塊、下行同步碼只讀內(nèi)存模塊、干擾抵消單元模塊；所述串行干擾抵消控制模塊分別與所述下行同步碼只讀內(nèi)存模塊、所述干擾抵消單元模塊相連接；所述串行干擾抵消控制模塊，用來調(diào)用干擾抵消單元的啟動信號，并給出干擾抵消單元的輸入?yún)?shù)；所述下行同步碼只讀內(nèi)存模塊，用于讀取下行同步碼；所述干擾抵消單元模塊，用于抵消小區(qū)的干擾信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述干擾抵消單元模塊 還包括 一干擾抵消單元控制模塊、 一信道估計模塊、 一信號重構(gòu)模塊以 及一累加模塊，所述干擾抵消單元控制模塊分別與所述信道估計模塊、信號重構(gòu)模塊，以及累加模塊相連接；所述干擾抵消單元控制模塊，用于給出信道估計、信號重構(gòu)、累加模 塊的啟動信號，以及各模塊的輸入?yún)?shù)；所述信道估計模塊，用于通過對下行同步碼功率以及相關(guān)窗的運算進 行小區(qū)信道估計；所述信號重構(gòu)才莫塊，用于對信道估計窗與下行同步碼進行巻積運算； 所述累加模塊，用于對干擾抵消單元中復(fù)數(shù)序列進行對齊累加運算。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述累加模塊還用于對 干擾抵消單元中復(fù)數(shù)序列進行對齊減運算。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述串行干擾抵消系統(tǒng) 分為二級串行結(jié)構(gòu)，每一級包含若干干擾抵消單元。
5、 一種才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的串行干擾抵消方法，其包括如下步驟A、 將干擾抵消單元模塊中的干擾信號進行數(shù)據(jù)處理，得到該干擾抵消 單元信號數(shù)據(jù)；B、 將所述干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)對齊，進行加減運算，得出相對干凈 信號；C、 所述串行干擾抵消控制模塊調(diào)用前一干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)，并啟 動下一干擾抵消單元操作，得到下一干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)；D、 重復(fù)上述步驟C,直到所有干擾抵消單元干擾信號處理完畢，則顯 示干擾抵消單元完成信號，并產(chǎn)生中斷信號。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟A包括以下步驟Al 、將所述干擾抵消單元中干擾信號進行信道估計處理 A2、將所述干擾抵消單元中干擾信號進行信號重構(gòu)處理。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟A1包括以下 步驟 .All、將所述干擾抵消單元中干擾信號依次進行同步相關(guān)運算、相關(guān)控 制、功率計算、門限計算、有效路徑搜索處理，得到信道估計值。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟A2包括以下 步驟A21、采用流水環(huán)結(jié)構(gòu)將所述干擾抵消單元的下行同步碼和所述信道估 計值進行巻積運算。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟B中的加減按公式《M,=《"+ ^ — s。 ,進行運算；其中《,,為當前干擾抵消單元干擾抵消后的信號；《 為前一干擾抵消單元干擾抵消后的信號； A 為前一干4尤4氐消單元重構(gòu)相應(yīng)小區(qū)的信號； 為當前干擾"fe消單元重構(gòu)當前小區(qū)的信號； 當干擾抵消單元為第一干擾^l氐消單元時，s,力設(shè)置為0。
10、根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟C中的調(diào)用 按公式 <formula>formula see original document page 4</formula>進行運算，得出一系列各干擾抵消單元參數(shù)當i<=4,貝寸icu—sync—id=sync_id—i、 icu—thsig = sic一thsigl、 souti—cs=i; 當 i > 4 ， 貝'J icu—sync—id=sync—id—i-4 ，icu_thsig = sic—thsig2 ， 貝寸 souti—cs=i-4;icu—thnoise=sic—thnoise; 其中:所述公式表達含義為 當i=l時，則/Ct/j—stoW=57C_WaW，' 當i > 1時，貝寸/Ct/—/—WaW二/Cf/—ov^v 所述/Ct/_/一^^ 為第 i個干擾抵消單元起始信號數(shù)據(jù)值； 所述S/Cjto"為串行干擾抵消起始信號數(shù)據(jù)值； 所述/Cf/—ovw為第i-l個干擾抵消單元終了信號數(shù)據(jù)值； 所述icu—sync—id為干擾抵消單元同步碼地址； 所述sync_id_i是序號為i的干擾抵消單元同步碼地址； 所述sync—id—i-4是序號為i-4的干擾抵消單元同步碼地址； 所述icu—thsig為干擾抵消單元信號門限值； 所述sic—thsigl為一級串行干擾抵消信號門限值； 所述sic—thsig2為二級串行干擾抵消信號門限值； 所述icu thnoise為干擾抵消單元噪音門限值；所述sic_thnoise為串行干擾抵消噪音門限值； 所述souti—cs為干擾抵消單元序號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種時分同步碼分多址技術(shù)中串行干擾抵消的系統(tǒng)及方法，其方法如下將干擾抵消單元中干擾信號進行處理，得到干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)；將干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)對齊，進行加減運算，得干凈信號；串行干擾抵消控制模塊調(diào)用前一干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)，并啟動下一干擾抵消單元操作，得到下一干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)；重復(fù)調(diào)用操作，直到干擾抵消單元干擾處理完畢，則顯示干擾抵消單元完成，并產(chǎn)生中斷信號。本發(fā)明提供的系統(tǒng)及方法，由于采用了將經(jīng)過信道估計、信號重構(gòu)處理后干擾抵消單元信號數(shù)據(jù)對齊進行累加，得出干凈信號的方式，減少了系統(tǒng)的時域串行干擾，提供給用戶更干凈的信號，提高了接收信號的質(zhì)量，從而提高整個系統(tǒng)的工作效率。
文檔編號H04B1/707GK101645723SQ200810142788
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月6日
發(fā)明者俊 向, 旭 李 申請人:中興通訊股份有限公司