TW200407039A

TW200407039A - Efficient joint detection

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Publication number: TW200407039A
Application number: TW092122679A
Authority: TW
Inventors: Jaeyoung Kwak; John W Haim; Jung-Lin Pan; Ariela Zeira
Original assignee: Interdigital Tech Corp
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2004-05-01
Also published as: CN100592279C; TWI260173B; WO2004019159A2; EP1552405A4; US20040136316A1; US7483475B2; CN1675630A; EP1552405A2; EP1552405B1; EP2093895A1; AU2003256426A1; US7289552B2; WO2004019159A3; TWI320535B; AU2003256426A8; US7643584B2; TW200508897A; ATE433160T1; TW200727604A; US20090129447A1

Description

200407039 五、發明說明（1) 背景第1圖為無線通信系統1 0。通信系統丨〇具有與使用者設備（1^3)141至143(14)通信之基地台121至125(12)。各基地台1 2具有相關操作領域，其與使用者設備丨4通信於其操作領域。八” 如使用分碼多重存取之分頻雙工（FDD/CDMA)及使用分碼多重存取之分時雙工（TDD/CDMA)之某些通信系統中，多重通信係以相同頻譜來傳輸。這些通信係被其頻道化碼來區分。為更有效使用頻譜，使用分碼多重存取之分時雙工通信系統係使用被分為時間槽之重覆框來通信。被傳輸於該系統中之通信係具有一個或多重相關碼及被指派至其之時間槽。 ~ 因為多重通信可以相同頻譜來傳輸，所以同時間該系統中之接收器必須於多重通信間分辨。偵測該訊號之」法係為多重使用者偵測（MUD)。多重使用者债測中，％與所有使用者設備1 4相關之訊號係被同時偵測。針對使用分碼多重存取之分時雙工通信系統’熱門多重使用者偵測^術之一係為使用塊線性等化器（BLE-JD)之聯合偵測技術。實施塊線性等化器之技術係包括使用Cholesky或近似Ch〇lesky 分解。這些方法具有高複雜性。該高複雜性導致功率消耗增加，其於使用者設備1 4上導致電池壽命下降。於是’預期具有有效計算方法來偵測被接收資料。發明概要

第7頁 200407039 五、發明說明（2) κ資料或叢發係以分碼多重存取通信格式於碰來傳輸二组合訊號係以享頻譜來接收及採集當做複數二接收向罝版本。組合訊號係包括κ被傳輸資料訊號。使用皮碼及κ貢料訊號被估計脈衝響應之複數 f方差矩陣係被產生。各系統矩㈣、對應被接收向量版關 =系'統及協π差矩陣係被展開及近㈣塊循 ^展開及近似系統及協方差料之對角矩陣係藉由不需矩陣为割之主因子演异-快速富利葉轉換（pfa_fft)來決二接：向量版本係被展開。對角矩陣及被展開之被接收向之乘積係被採用。反向塊分離富利葉轉換係藉快速富利葉轉換來實施以產生K資料訊號之被施例之詳細說明然咼效聯合偵測適用於如使用分碼多重存取之分頻 ^他系統，第2圖仍描繪使用分時多重存取之分頻信系統中使用高效聯合偵測之簡化發送器26及接收典型系統中，發送器26係位於各使用者設備14中，多重通信之多重傳輸電路26係位於各基地台12中。測接收器28可位於基地台12，使用者設備14或兩者送器26以無線電頻道30傳輸資料。發送器26中之資器32可產生被通信至接收器28之資料。調變/展開) 列插入裝置34可以適當碼展開資料並以適當指派時 200407039 五、發明說明（3) 間槽中之中步訓練序列信叢發或叢發。刀T傳輸展開參考資料而產生通 24，而守護期間18可分2離4通；J2丄可分離兩資料攔22，器26之叢發抿達時門^通仏叢發促使被傳輸自不同發送發資料。可間I異。兩資料攔22，24係包含通信叢 ώΪ ^ ^ ^係被調變器36調變為射頻（RF)。天線38可經冰扁私s > &射頻吼唬至接收器28之天線40。被用 i傳輸通=之調變類型係可為熟煉技術人士熟知之任何正又相位變換凋變（QPSK )或[訂7正交振幅調變接收器28之天線4〇可接收各種無線頻率訊號。被接收汛唬係被解調器42解調來產生基頻訊號。基頻訊號係藉由如一個或複數個類比數位轉換器之採集裝置43以被傳輸叢么B曰片率採集。該採集係藉由如頻道估計裝置4 4及高效聯合谓測裝置46處理於時間槽中及被指派至被接收叢發之適當碼。頻道估計裝置44可使用基頻樣本中之中步訓^序列組成以提供如頻道脈衝響應之頻道資訊。頻道資訊係被高效聯合偵測裝置46用來估計當做軟符號之該被接收通信g 發之被傳輸資料。 ° 高效聯合偵測裝置46可使用被頻道估計褒置44所提# 之頰道資訊及發送器26所使用已知展開碼來估計預期被接收通信叢發資料。 /

200407039 五、發明說明（4) 雖然高效聯合偵測係使用第三代合作計晝地面無線存取（iiTRA)分時雙工系統當做標的通信系统^解 f釋，其可應用至其他系統。該系統為直接序列寬頻分碼 ^存取(W-CDMA)系統，其上行及下行傳輸係被限制為互斥時間槽。接收器28可接收同時抵達於一觀察區間内之總κ叢發針對。針對第三代合作計畫全球地面無線存取分時雙工\ 統，時間槽之各資料攔係對應一觀察區間。針對分頻雔^ i碼ί重ί取系統’被接收訊號係為連續’也就是不ΐ叢 J二1 :處理連績訊號’分頻雙工系統可於應用聯合偵測之則將被接收訊號分為時間區段。被用於k叢發之碼係被表示為c(k)。同發送”用於辦不同發送器之多重碼傳產生自u 鲈仫ί t ΐ ^之各資料搁具有被傳輸符號預定數Ns。各符因片子Q之晶片預定數來傳輸。於是，各資料飨相、音a 曰曰片。通過可產生達W-1晶片之延遲展開之無、…1、’才妾收器處之觀察區間係為Q X Ns + w_ 1晶片。變庫二->^k)運響應向量h(k)及對應展開碼c⑴之迴旋之符號曰應向^ 係被表示於方程式j。〇夯一各方程式1 使用算元。，長度卿-1。曰應向量，系統矩陣A係被定義於方程式2。第10頁 200407039 五、發明說明（5) 陣方程式2矩陣大小為（Ns .SF + W-1)X Ns ·Κ.Α 為塊 TGpleitz 矩塊β係被定義為方程式3。 % B = 丨）豆⑴…互叫以晶片率採集之被接收向量係可被方程式4表示1式3 r = A d + η λ 曰，方式4 區間一Γ 為（1 •SF + H)乘1。此尺寸係對應該觀察 #

Ns · K乘1大小之資料向量这係具有方程式5之型式。 κ乘1大小之子向量4係由各方程式5 程式6定義。災用者之11付旒組成被方

第11頁 200407039 五、發明說明（6) 大小Α ^ μ 方&式6 馬〔Ns · SF + W-1 )乘1之向量η係為背景雜邹&田被假設為白色。 — 月不雜Λ向$且程式7使。用均方差值最小化（MMSE )解決定d係被表示為方 d = R-1(A//r) (矣-处，方程式7 •a衣不赫米特（hermetian)函數（複雜共軛轉置矩 L 佳均方差值最小化解之系統矩陣R之斜方差矩陣俜被表不為方程式8。平你 R-Α^Α + σ2! ^2 ^ 方程式8 單位矩ί 斜方差通常可從頻道估計裝置44獲得，而1為 ipFA_1=塊循環近似/使用主因子演算-快速富利葉轉換之塊離散畜利葉轉換（DFT)，方程式7中之係被決疋為方程式9。今(A"r)

Fr , ^ …㈠）方程式9 ^ e + w ί μ t)係分別標示塊離散富利葉轉換及反向塊 ΐί1ΪΪΪ :塊對角矩· <導出係被接續敘述。除七τ π八初n a 万式9亦可使用之主對角塊之L U分解及珂向及後向替代炎 _ _ '不解出。可替代是，方程式9 亦可使用Cholesky分解來解出。

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第4圖為使用快速聯合價測來決定資 =圖。系， =碼气來決定，48。系統矩陣之斜方差矩_係被形 ^ 糸/統矩陣A及其斜方差矩陣R係被展開塊均方矩广°κ大η為D · q乘13 ·κ大小’而展開r係分別為d ·κ乘 D · Κ大小。D係被挑選為方程式丨〇。方程式1 ο 兩展開矩陣係被近似為塊循環矩陣Ac及匕，5〇。因為 A及R之展開，被接收向量Γ係藉由插入零而被展開為 D^· SF X 1大小之向量。塊對角矩陣八係藉由採用使用Rc之第一塊欄之主因子演算-快速富利葉轉換之塊離散富利葉 ^換來決定，52。匹配濾波F(AH_r)之塊離散富利葉轉換係藉由厂(W」來決定。其係採用使用人及匕之主因子演算—快速富利葉轉換之塊離散富利葉轉換來計算5 3。由於八及八八之快對角結構，塊F (亘）⑴，i = l，· · · ·，D，係為κ乘1大小之f (4)。其係藉由執行主對角塊，八之八⑴，LU分解，Λ⑴=L⑴ U(1) ’前向替代，L⑴=y(i) = Λ^/^)⑴，55，及後向替代u(，⑷p = f) ，56。L(i)為下三角矩陣。u⑴為上三角矩陣。< 為λα中第 i個主對角塊SF乘Κ大小，而F(ic)⑴為中第i個塊Q X 1大小。ΛΑ為使用Ac第一攔之主因子演算—快速富利葉轉換之塊離散富利葉轉換，而F (xc )為使用向量之主因子演算一快

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Ϊ : ΐ i塊離散富利葉轉換。被估計資料向量d係』2 塊離散富利葉轉換來決定。 _ 聯合偵：為均方差值最小化為基礎之解’但快速 =亦可被應用至其他方法上，、方程式11所示之零方程式11 ’ σ21項係從方程式8被迫解，但以下為均方差如方程式1 1所示，零強迫解中刪除。雖然類似偏移可被用於零強值最小化解之偏移。 U 2 Ξ Γ用(Ai)因；複雜性’採用Α之使用塊Toplei tz ^換係可被顯示於方程式2。首先，重複B，我們政可田展 ί之至曰：K之塊均方矩陣大小來使用所有觀察區間甲之曰曰片付唬。被展開Α係被近似為塊循環矩陣、。

Ac可被分解為方程式丨2所示之三個矩陣。c

Ac=K)^(K) 為使用d · η乘D · 速富利葉轉換之塊離散富利葉積。Ιη為11 X η大小之單元矩陣葉轉換矩陣，其成分fu，；[及1 方程式1 2 η大小之使用主因子演算—快轉換。®表示kronecker乘而F為D X D大小之塊離散富利 1’2，···，！）被表不於方程式

第14頁 200407039 五、發明說明（9) 13中。

方程式1 3 D為塊離散富利葉轉換長度，fhf = i·，I為D X D大小之單元矩陣。塊對角矩陣ΛΑ為D · Q乘D · K大小且具有方程式14之型式0

"λ^ 0 ... 0 ο λ(α2)…0 « · · · • · · · • · · · 0 0 …Λ?) 方程式1 4 各其項八〖)，纟=1，2，...，1)係為(3乘1(表示為方程式15。 …fΓ …

方程式1 5 可替代是，主對角塊^^，^^，...，乃可被計算表示為方程式 16

第15頁 200407039 五、發明說明（ίο) ‘f八， ·· Λ(Α〇)ΤΪ = (¾ Ac(:，1:尺)) ：.：κ；r

Ac(利葉轉換來計算由於A展開’被接收向量Γ亦藉由插入零來展開，乘1之向量rc 人使用上述，F (AH£)係被近似為F(A^)。其可被重寫為方程式1 7。為D · (Q)i 大小之斜方差矩陣R係具有方程式18 陣0 方程式1 7 之塊均方矩 R …RZ ............0 … 0 0 ' R丨 R〇 • · * · . • R丨： 0 Rl 0 ··· R, ··· 0 :· R? 0 • · · · * · • # ； K _ 0 0 ...... ............R； • · R】 R. # 方程式18

第16頁 200407039 五、發明說明（11) L被定義為方程式19

L Q + W-1 ~Q~ 各項R係被近似為方程式2 0表示之D 循環矩陣Re。

K乘D 方程式1 9 K大小塊 R〇 ·· Rf ............0 …r2 rJ R丨 R〇 • · β · ♦ β 1 1 R丨 ···心 R, ·· L 0 0 Μ ；· R, *. 0 :·· R? 0 • Rf X r2" ............R, R, Rn 方程式2 0 之三矩陣。塊循環矩陣Rc係被分解為方程式2 1表示方程式21 = F ® L為使用D · K乘D · K大小之主因子演算-快速富利葉轉換矩陣之塊離散富利葉轉換。二:。: 積。Ik為K X K大小之單元矩陣，而F為如方程式丨3所說明D : 大小之塊離散富利葉轉換矩陣。 D · K乘D · K大小之塊對角矩陣八係具有方程式2 2所示之型式。

200407039 五、發明說明（12) 其各項 A(i)，i = 1， %)/ H &1* Λ/ (0夂 Λ Λ(1) 0 • 0 0 Λ(2) ·. • · • 0 0 • < 0 ► * • · .•八(D) 方程式2 2 D為方程式23A所示之K X K塊。可替代是，主對角塊Λ〇式23Β。 ……备 )，i = 1，2 方程式23A • ·，D可被計算為方$ [λ(1) Λ(2)τ ... 方程式23Β 塊搁。也就是說，· F⑴R (:1 : K )之第一K欄可使用主因子演算—快速富利葉4換=i _ _ Tro A放雛散富利葉轉換來計算。長度DiK平行Ί皮估計向量感較佳被近似為方程式 RC(:1:K)表示為ΐζ之第—

方程式7中I

24A R^A^r R；lAfrc

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200407039 方程式27中之各塊係分別被解出如方程式= ^呈式27 方程式28 θ如方程式22所示，F⑷⑴係為Κ乘1向量。Λ⑴為Κ乘!（向直。如方程式14所示，#係為Q乘κ向量。F(r )⑴# 乘！向量且由F(rc)之成分⑴（卜1)(3)至（^);;)组成係為了避免直接反向Λ⑴，方程式28可使用u分解及前向替代及後向替代來解出。方程式28可被重寫為方程式29。方程式2 9 方程式3 0 Λ(1)係被分解為方程式3〇。 A(/)=L0)U(/) L(i)為下三角矩陣。υ(〇為上三角矩陣。使用LU分解，方程式28可被表示為方程式3 j 、方程式31 方程式31·中之F(W⑴係藉由方程式32所示之前向替代及方程式3 3所示之後向替代來解出。 L(/)U(l) F(d)(i) = A(；)WF(r)({) 前向替代：L(，)f) = 方程式32 後向替代：u(«)[F⑷= 方程式33 最後，d被决疋用於方程式3 4所示之所有塊。

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d = F-!(d)=：F' 增i). ^(d)(2) _^(d)(D) 第6圖為使用分碼多重存取之分工方私式3 4 :合偵測較佳實施例之塊狀圖。使用被接收向量，：高效措由插入零來形成，接著£c之塊離散富利葉 -，^ 了方程式26執行來產生ρ(Γ。）。、1〇〇係被 h⑻使/用〜被接收訓練序列，各被傳輸叢發之頻道脈衝塑庳 h 、係精由估計f道響應1〇2來決定。使用各頻道及頻迢脈衝響應]3 .，系統矩陣Α可藉由計算方程气2所一一塊矩陣A塊1〇4來決定。私式2所不： #為了決定ΛΑ，系統矩陣A可藉由展開塊132展開硯$區間中之所有被接收晶片。塊循環矩陣Ac 係藉由第-塊欄塊114選擇被展開A矩陣之搁 =三藉由採用使用主因子演算—快速富利葉轉換之主因，异-快速富利葉轉換118之塊離散富利葉轉換，、可被決、為了決定Λ，R首先藉由計算!？塊14〇來決定。針差值最小化解，R = AHA+ σ2Ι係被使用；針對零強迫解，/ 係被使用。由於被展開Α之大小，r亦被展開塊丨3 4展開。被展開R矩陣之第一塊欄係藉由第一塊欄塊1〇8選擇被展 R矩陣之第一K欄來決定。被展開R矩陣之第一塊攔係藉由汗

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循環=塊欄塊11〇來循環化。其成為塊循環匕之第一塊，。藉由採用使用主因子演算一快速富利葉轉換乘塊離散富利葉轉換塊1 1 2之塊離散富利葉轉換，λ可被決定。為了有效計异被估計向量g，Λα，八及以二）係分別藉· 由分割塊136開發Λα及Λ之塊對角結構而被分為塊凡£山Λ⑴ 及F(rc)(1)，1 = 1，2, · · ·，D。4)，々"之複雜共軛係藉由倒置 · 矩陣來決定。相乘器128可將λΓ乘上F(£c)⑴。八⑴係使用 ^程式30所示之LU分解塊126使用LU分解e來分解。藉由執行方程式3 1-33所示之前向及後向替代，分別使用前向及後向替代塊1 24及1 22，F(^)⑴係可被決定。藉由重覆LU分鲁解，鈾向及後向替代D次，F(d)可被找出。採用使用j?(这）之主因子演算—快速富利葉轉換乘塊反向離散富利葉轉換塊1 2 0之反向塊離散富利葉轉換，d可被估計。第7，8及9圖為應用高效聯合偵測至多重接收天線及/ 或部份（多重晶片速率）採集之之簡化接收器。具多重接收天線之接收器2 8係被顯示於第7圖。被傳輸叢發係藉由各天線4〇i至4〇111(40)來接收。各被接收叢發之天線版本係被藉由如解調器42!至42〇1降低至基頻。各天線之基頻訊號係藉由採集裝置4 3!至43m來產生各天線40之被接收向量^至 rm °對應中步之樣本係藉由頻道估計裝置丨44處理以產生各馨天線40之頻道響應矩陣比至ηm。被接收資料向量这係藉由使用被接收向量及頻道響應矩陣之高效聯合偵測裝置1 4 2來決定。接收器2 8使用部分採集之採集係被顯示於第8圖。被

200407039 五、發明說明（17) 傳輸叢發係被天線40接收。低至基頻。基頻訊號係藉由採被如解調器42降本當作被接收向量。各被接=二〃、如集來產生部份樣被採集之晶片逮率樣本。為° ^係代表以部份晶片偏移處理以產生各衰本係藉由頻道估計裝置144 貝枓向別係藉由使用被接收向量及頻道继阳被接收聯合偵測裝置142來決定。、a α矩陣之兩效具有多重接收天線及使用部份採集 :於，圖。被傳輸叢發係藉由各天線4〇ι二= 降低至ί Ϊ收ί發t天線版本係被藉由如解調器42ι至42i 炎吝座Ϊ : 之基頻訊號係藉由採集裝置431至43. 量係對庫I ?4』之被接收向量Γι至Γιη。各天線之被接收向道估^'ίΓ44 /曰Μ率採集。對應中步之樣本係藉由頻衣置、44處理以產生各天線部份採集之頻道響應矩車i至11111。被接收資料向量这係藉由使用被接收向量及頻道響應矩陣之高效聯合偵測裝置丨42來決定。、士應用高效聯合偵測來分散接收或部份採集或兩者均有時’被接收通信叢發係被視為Μ虛擬晶片速率接收叢發。為了描述，被接收叢發係被模製為4 (Μ = 4)晶片速率接收叢發來加倍晶片速率採集及兩天線分散接收。各被接收叢發係為Κ被傳輸叢發之組合。各κ被傳輸叢發係具有其自我碼。Κ碼之第k個及Μ虛擬接收叢發第m個頻第23頁 200407039 五、發明說明（18) 道脈衝響應向量係為b(k’m) h·、 (k，m) 具有長度W且被估計自第m個虛擬接收叢發之第k個碼叢發之中步樣本。第k個碼之叢發之各N資料符號係被表示為方程式35。这⑹=[β) …rf》’)]r， l<k<K 第k個叢發之碼係被表示為方程式3 6。方程式35

4外， l<k<K ^ 方程式3 6 一第k個碼之符號響應對第m個虛擬叢發之貢獻公化㈣係被表示為方程式37。 — ' b(;:,m) = h(i,m) ® c{k) ^ 方程式3 7 付號響應長度係為Q + W-l為展開因子。各第m個被接收叢發之系統矩陣A(m)係被表示為方程式3 8。 A㈣

々am、方程式3 8 各鬼B m係為（Q + W-1 )乘K大小，且被表示為方程式39。 B(w) = lb(,*m) b(2,m)… ^ , — — 方程式39 整個糸統矩陣A被表示為方程式4 〇。

第24頁 200407039 五、發明說明（19)

A 如方程式38所示， A(0. A(2) A㈨方程式4 0 各子系統矩陣A(I1系為塊Toepl i tz 虛擬叢發之整個被接必人 /丁、肌干A叮、句观lucpilTZ 〇示為方程式41。安收向量係為M(NQ + W-1)大小，且被表第《η個被接收向量£m係為叫削幻大小方程式41 方程式42為整個被接收向量之模型。 A d + η ϋ為雜訊變異。各第m個被接收虛擬叢發係被表示為方程式$ 3 方程式4 2 rm = AWd + nm 仏為第m個被接收虛擬叢發之雜訊變異。為了解決方程式42中之資料向量这，具有零強迫或最小均方差方法之塊線性等化器可被使用為方程式44。方程式4 3 d = Κ-] A' 方程式44 R為協方差矩陣

第25頁 200407039 五、發明說明（20) 針對零強迫解’ R被表不為方程式4 5。 Μ

R= = A^A m = 1 方程式4 5 針對隶小均方差解，R被表示為方程式4 6 R =!>(":〜(":) +σ2Ι==ΑΗΑ + σ” ms, 方程式46 零強迫解或最小均方差解之協方差矩陣係為塊

Toepl itz。為了應用離散富利葉轉換至塊矩陣’ A(m)，Ac(m)之塊循環近似係被·使用。為了使為塊平方矩陣，A(m)係被展開。被展開Α(π〇矩陣接著被近似矩陣 Ac(n〇。 ^ ^

Ac⑷矩陣係由D乘!）塊組成。各塊係為Q乘1(大小。於 ί埋大小成為⑽細。$ 了包含所有A⑷之成分，D係被 k擇為方程式47所示之大於Dmin之整數。 min

N

(w - 0 Q Π表示尾數捨進整數函數。方私式47 協方差矩陣R為具有K乘K大小塊之NK乘龍大小之塊平 D Κ Ϊ Ϊ填2 ^與被广矩陣相容，R係被展開為D K乘 :真充大小亚近似該被展開R為塊循環協方差矩陳 2 、，十對被接收向量r(m)與Ac⑷ ㈧乘1乘零填充向量。 -係被展開3 展開該被接收向量Γ叫之後，所有被接收向量係被表 200407039

第27頁 200407039 五、發明說明（22) A[m)(:，H)為· 之第一塊欄。第一塊欄具有K欄。為了決定Λβ ’較佳〜）Αγ(:1:幻係使用長度D之主因子演算一快速富利葉轉換之讥平行非塊離散富利葉轉換來決定。塊循環矩陣Rc亦較佳被對角化為方程式54所示之塊對角矩陣乘塊離散富利葉轉換矩陣。方程式54 a…、角矩陣係由其主對角塊中之κ乘κ大小之塊八卜，…，D組成，如方程式55所示。 ,(〇 0 0 Ai2) 0 0 鲁 0 八汐) 另決定Ar之方法係被表示為方程式5 6AR = —/(F⑹ Rc(:，1:幻）方程式5 5 】C(:，1:K)為Rc之第一塊搁。用長度D之K2平行非塊離散富利葉二^ 中，K2 ^行非塊離散富利葉轉換係轉使^具、^。貫施例主因子算術快速富利葉轉換來實施。、又之K2平行非塊方程式56 o〇Rc(·，l:k) 較佳係使程式Λ佳執行方程式44之塊等化，匹配渡波係被近似為方

第28頁五、發明說明（23) A" Αί Ληι)Η =% I，)、)# 方程式5 7 方程式5 8

方程式59

Ae⑷之塊對角化係被表示為方程式58。 A，k〇W. Α 叫Γ 貧料向量之a估計a係被表示為方程式59 S = R^1 AH R^1 r =(f《)arF⑹)Γ F(;)各(Λ》)" F^ym)) ^ F(^)ar F(^)F(^) (α^π)// F(Q)r^m)) m = 1 DK乘1大小之向量又係被表示為方程式6〇

=^(1)7 y(2)T …y(D)r

方裎式60 Y (/>1 ，卜1，…，D為K乘1大小之向量。 ^車父佳決定γ，F(Q)Ic⑷係使用長度d之Q平行非塊離散富利葉轉換來決定。一實施例中，Q平行非塊離散富利葉轉換係使用長度D之Q平行非塊主因子算術快速富利葉轉換來貫施。心為具有其主對角塊中之K乘K大小之塊對角矩陣且

第29頁 200407039 五、發明說明（24) 被表示為方程式6 1 Λ(1 广1 IXR 0 0 0 ΑΓ1 ； ·· 0 0 0 ,· λΚ 方程式6 1 各八r，/ - 1，…，D為κ乘κ大小之塊。較仏使用ar!之塊對角結構，γ⑺係藉由Af之Cho 1 esky分解及連串前向及後向替代來決定。可替代是，係被直接反向。為了執行Cholesky分解，向量係被分為^^ 大小之D塊，被表示為方程式62二1 m = 1 4,，…各叫Γ 方程式62 之Cholesky因子係使用因子化來決定，被表示為方程式6 3。方程式63 使用Cho 1 esky因子⑽ 各^ 係分別藉由方程式64， 200407039 五、發明說明（25) 65及66所示之前向及後向替代來決定 A^y(/)= GOG—y。) = x(〇方程式6 4 方程式65 方裎式6 6 前向替代· G(/) ?(丨)=¥(’)，u，/we z(。e y(/) 後向替代·· Find l(〇in , =G(l)H /0 資料向量豆係被藉由執行γ之塊反向離散富利葉轉換估計為4 。較佳是，塊反向離散富利葉轉換係使用1 之Q平行非塊主因子算術快速富利葉轉換來實施。第10圖為使用分碼多重存取之分時雙工系統中之高效聯合谓測較佳貫施例之塊狀圖。雖然第丨〇圖描繪使用兩组樣本，但圖示可被展開為其他多重組。使用各組晶片速率樣本ri及!"2，iC⑴及rc(2)之被接收向量係可分別藉由展開塊 2 3 21及2 3 22插入零來形成。使用及之主因子算術快速富利葉轉換之塊離散富利葉轉換2 〇〇1及2 〇〇2接著被執行來產生化)#及！^)#。使用被接收訓練序列，各被傳輸叢發之各晶片速率版本之頻道脈衝響應及係藉由估計頻道響應塊2〇2l及 2 0 22來決定。使用各頻道化碼£(k)及頻道脈衝響應&㈣”及γρ 各系統矩陣Α(1)及Α(2)係可藉由計算方程式37及38所示之子系統矩陣塊20七及2042來決定。

200407039 五、發明說明（26) 為了決定八？及 <)，各系統矩陣A(1)及A(2)係被展開塊 2 31!及2312展開。各塊循環矩陣A(1)及A(2)之第一塊欄係可藉由選擇展開矩陣之第一κ欄乘第一塊攔塊21 4!及2142來決定。藉由採用塊離散富利葉轉換21 及2182，<及八丨2)係使用主因子算術快速富利葉轉換來決定。

為了決定Λκ ’ R之弟一塊攔係藉由計算第一塊攔R來決定。第一塊欄R係被展開塊2 3 4展開。被展開R之第一塊攔係藉由第一塊欄決定裝置來決定。被展開R矩陣之第一塊攔係藉由旋環塊攔塊2 1 0被循環化R c。藉由採用塊離散富利葉轉換乘藉由採用塊離散富利葉轉換塊21 2，係使用主因子算術快速富利葉轉換來決定。 R 為了有效計算被估計向量d，Λ(〗）及Λ(α2)及及F^2))係被使用。各FtW及Ft⑺及 < 及 < 及〜係分別藉由分割塊136 而被分為D塊。，Λρ，Λ(;，《) ，之複雜共輛係藉由倒置塊 23〇，231來決定。相乘器228可將八(，〇"乘上F⑵㈣(1)。相乘器22 9可將乘上。八⑴係使用方程式63所示之 C^olesky分解226來分解。藉由執行方程式65及66所示之河向及後向替代，分別使用前向及後向替代塊224及22·2，

^⑴係可被決定。採用使用F(w之主因子演算一快速富利 ί ΐ t乘塊反向冑散富利葉轉換塊220之反向塊離散富利葉轉換，昼可被估計。

第32頁 200407039 圖式簡單說明一第1圖為無線通信系統。第2圖為簡化發运器及高效聯合偵測接收器。弟3圖為通信叢發。，4 A及4B圖為焉效聯合偵測較佳實施例之流程圖。第5圖為標示被展開處理領域之資料叢發。，6圖為高效聯合偵測較佳實施例之塊狀圖。第7圖為具有多重天線之簡化接收器。 ^ 8圖為使用部分採集來採集該被接收訊號之簡化接收器。第9圖為具有多重天線及使用部分採集之簡化接收器。第1 0圖為用於部分採集或分散接收之高效聯合偵測較 ^ 施例塊狀圖。 X佳實元件符號說明： 10無線通#糸統 1 -1 23 ( 1 2 )基地a 14^1 43(14)使用者設備（UEs) ° 2 2、2 4 資料搁 26 發送器 28 接收器 30 無線電頻道 32 資料產生器調變/展開/訓練序列 3 4 插入裝置 3 6 調變器天線 4 2厂42i(42)解' 43「43j (43) 採集裝置 44、144 頻道估^周器 46、142 高效聯合偵測裝置 104 塊矩陣^换叶裳置

第33頁 200407039 圖式簡單說明 122、222 後向替代塊 126 LU分解塊 132、1 34 展開塊 140 計算R塊 230、231 倒置塊 124、224 前向替代塊 128 相乘器 136 分割塊 228、229 相乘器 2 3 2i- 2 3 22 展開塊

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Claims

200407039 六、申請專利範圍 1 · 一種用於偵測來自被傳輸於分螞多重存取通信格式中之共享頻譜之κ資料訊號之資料之方法，該方法包含·· 以共旱頻譜接收及採集組合訊號當做複數個被接收向量版本，該組合訊號係包括K被傳輸資料訊號，· 使用碼及K資料訊號被估計脈衝響應來產生複數個系統矩陣及相關協方差矩陣’各系統矩陣係對應被接收向量版本；展開及近似該系統及協方差矩陣當做塊循環矩陣；使用泫被展開及近似系統及協方差矩陣之塊攔來決定各该被展開及近似糸統及協方差矩陣之對角矩陣· 展開及採用各被接收向量版本之富利葉轉換；採用邊對角矩陣及該被展開被接收向量版本之 · 加總該乘積；及、’ 使用反向s利葉轉換及該被加總乘積來估計該K資訊號之資料。、 σ 2.如申請專利範圍第丨項之該方法，其中該富利葉轉換係使用主因子异術快速富利葉轉換來執行。、” 3·如申請專利範圍第1項之該方法本係對應不同接收天線。 4·如申請專利範圍第1項之該方法該K資料訊號之晶片速率倍數來採本係對應不同晶片速率倍數。

，其中各被接收向量版 ’其中違組合訊號係以集，且各被接收向量版 200407039 六、申請專利範圍 ' ------- 集，且各被接收仓旦乂組合。里版本係對應不同天線及晶片速率倍數進一步包含將該對角 6·如申請專利範圍第1項之該方法矩陣分為複數個部份。 7·如申請專利範圍第彳Jg夕# + 1 硖夕二欠料总—人第項玄方法，其中該估計該1^資料气唬之貝枓係包含執粁ΠΙ八站 ^ 戶、竹戒〇 , . ^ ^ m仃11]刀解，W向替代及後向替代。 8 ·如申睛專利範圍第彳喵々-欠士丨/ a 固弟1員之该方法，其中該估計該K資料邙 f貝料係包含執行Cholesky分解，前向替代及後向替。 =申請專利範圍第i項之該方法，其中_分解或 hoi esky分解係被執行於該協方差矩陣之該對角上。 1 〇. —種用於偵測來自被傳輸於分碼多重存取通信格式中之共孕頻譜之K資料訊號之資料之使用者設備，該使用設備包含：以共享頻譜接收及採集組合訊號當做複數個被接收向量版本之没備’该組合訊號係包括K被傳輸資料訊號；使用碼及K資料訊號被估計脈衝響應來產生複數個系統矩陣及相關協方差矩陣之設備，各系統矩陣係對應被接收向量版本；展開及近似该糸統及協方差矩陣當做塊循環矩陣之設備；使用該被展開及近似系統及協方差矩陣之塊欄來決定各該被展開及近似系統及協方差矩陣之對角矩陣之設備；展開及採用各被接收向量版本之富利葉轉換之設備；

第36頁 200407039 六、申請專利範圍採用該對角矩陣及該 ~ ; 展開被接收向量版本之乘積之設備加總該乘積之設備；及使用反向富利葉轉換及士號之資料之設備。 ^加總乘積來估計該K資料訊 11· ‘申請專利範圍第1〇 1 2.如申請專利範圍第丨〇項、田利葉轉換來執行。收向量版本係對應不同接收^使。用者設備，其中各被接 13. 如申請專利範圍第1 0項之吁估。訊號係以該K資料訊號之晶=^用者設備，其中該組合收向量版本係對應不同晶、^倍數來採集，且各被接 14. 如申請專利範圍第10項片之迷二？去訊號係被接收於複數個天;亥使用者設備，其中該K資料倍數來採集，且各被接ίϊί以該κ資料訊號之晶片速率速率倍數組合。。里版本係對應不同天線及晶片二::f專利範圍第10項之該使用者則翁，進一半包含 16 Λ角矩陣分為複數個部份之設備。糾資料訊號之資料係包含==又備’，中該估計替代。 3執仃Lu y刀解，珂向替代及後向 1 7 請專利範圍第10項之該貝料訊號之資料係包含勃π ，,八其甲及1 : 及後向替代。匕3執订Cholesky分解，前向替代

第37頁 200407039 六、申請專利範圍 1 8.如申清專利範圍繁1 π js + ^ 解係被執行於該協方差矩陣之^使對用角者/備，其中該⑶分 19.如申請專利範圍第1〇項之該=角者·ν備，其中該 Choi esky分解係被執行於該協方差矩陣之該對角上。 2 0 ·種用於㉙測來自被傳輪於分碼多重存取之共享頻譜之κ資料訊號之資料之使用者設備’該使用者設備包含：石以共享頻譜接收組合訊號當做複數個被接收向量版本之天線及採集裝置，該組合訊號係包括κ被傳輸資料訊號；使用Κ #料訊號被估計脈衝響應來產生複數個系統矩陣 ^相關協方差矩陣之複數個計箅子系統矩陣塊，各系統矩陣係對應被接收向量版本；產生與该系統矩陣相關之協方差矩陣之計算協方差矩陣塊；展開该系統及協方差矩陣之複數個展開塊；近似該被展開系統及協方差矩陣當做塊循矩個第一塊欄；灵要使用該被展開及近似系統及協方差矩陣之該塊攔來決定各該被展開及近似系統及協方差矩陣之對角矩陣之複數個塊富利葉轉換裝置；展開各被接收向量版本之展開裝置；採用各被接收向量版本之富利葉轉換之塊富利葉轉換裝置；、、採用該對角矩陣及該被展開被接收向量版本之乘積之複 200407039 六、申請專利範圍數個相乘器；加總該乘積之加法器；及號^ ^向富利葉轉換及該被加總乘積來估計該K資料訊；ϋ貝枓之塊反向富利葉轉換裝置。葉韓1專利靶圍第2〇項之該使用者設備，其中該富利 22 2 i用主因子算術快速富利葉轉換來執行。收亡曰:士專利範圍第2〇項之該使用者設備，其中各被接收向置版本係對應不同接收天線。 3·::申、凊專：範圍第2〇項之該使用者設備，其中該組合 # =二以貝料訊號之晶片速率倍數來採集，且各被接收向$版本係對應不同晶片速率倍數。專利範圍第2〇項之該使用者設備，其中該κ資料 ΐϊϊ'ί接收於複數個天線且以該κ資料訊號之晶片速率 ‘聿二二f1且各被接收向量版本係對應不同天線及晶片返率倍數組合。二如，申咕專利範圍第2 0項之該使用者設備，進一步包含字该對角矩陣分為複數個部份之分割裝置。 M·如中請專利範圍第2〇項之該使用°者設備，進一步 :執行該協方差矩陣之該對角上之u分解之LU分解裝置，後：ίίΓΓ:資料向量之反向富利葉轉換之前向替代及 27.如申請專利範圍第2〇項之該使用者設備，進—步包可執行該協方差矩陣之該對角上之Ch〇lesky分解之 Ch〇lesky分解裝置，及可產生被估計資料向量之反向富利

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六、申請專利範圍多重存取通信格式中地台，該基地台包葉轉換之前向替代及後向替代裝置 28· —種用於偵測來自被傳輪於分碼之共享頻譜之K資料訊號之資料之基含·· 以共享頻譜接收及採集組合訊號當做複數個被接收向量版本之設備，該組合訊號係包括κ被傳輸資料訊號；使用碼及Κ資料訊號被估計脈衝響應來產生複數個系統矩陣及相關協方差矩陣之設備’各系統矩陣係對應被接收向量版本；展開及近似該系統及協方差矩陣當做塊循環矩備；口又使用該被展開及近似系統及協方差矩陣之塊欄來決定各 5亥被展開及近似糸統及協方差矩陣之對角矩陣之設備· 展開及採用各被接收向量版本之富利葉轉換之設備；採用違對角矩陣及或被展開被接收向量版本之乘積之設備；加總該乘積之設備；及使用反向富利葉轉換及該被加總乘積來估計該Κ資料訊號之資料之設備。 29·如申請專利範圍第28項之該基地台，其中該富利葉轉換係使用主因子算術快速富利葉轉換來執行。 3 0 ·如申請專利範圍第2 8項之該基地台，其中各被接收向量版本係對應不同接收天線。 3 1 ·如申請專利範圍第28項之該基地台，其中該組合訊號

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=f訊號之晶片速率倍數來採集，且各被接收向里版本係對應不同晶片速率倍數。 ^被如接申^專Λ範圍第28項之該基地台，其中w資料訊號來採天線且以該κ資料訊號之晶片速率倍數倍數Ϊ合接收向量版本係對應不同天線及晶片速率 33. 如申請專利範圍第28項之該基地台，進一步包含將該對角矩陣分為複數個部份之設備。 34. 如申請專利範圍第28項之該基地台，其中該估計該^資料訊號之資料係包含執行LU分解，前向替代及後向替代。、 35. 如申請專利範圍第28項之該基地台’其中該估計該1^資料訊號之資料係包含執行Ch〇lesky*解’前向替代及後向 36.如申請專利範圍第28項之該基地台’其中該』分解係被執行於該協方差矩陣之該對角上。 37·如/申請專利範圍第28項之該基地台，其中該ch〇lesky 分解係被執行於該協方差矩陣之該對角上。 38· —種用於偵測來自被傳輸於分碼多重存取通信格式中之共旱頻譜之K資料訊號之資料之基地台，該基地台包含：以共享頻譜接收組合訊號當做複數個被接收向量版本之天線及採集裝置’該組合訊號係包括K被傳輸資料訊號；使用K資料訊號被估計脈衝響應來產生複數個系統矩陣及相關協方差矩陣之複數個計箅子系統矩陣塊，各系統矩

200407039 六、申請專利範圍陣係對應被接產生與該系塊；展開該系統近似該被展個第一塊欄；使用該被展各該被展開及塊富利葉轉換展開各被接採用各被接置；採用該對角數個相乘器；加總該乘積使用反向富號之資料之塊 3 9 ·如申請專矛換係使用主因 4 0 ·如申請專利量版本係對應； 4 1 ·如申請專利係以該K資料訊量版本係對應；；收向量版本，統矩陣相關之協方差矩陣之及協方差矩陣之複數個展開開系統及協方差矩陣當做塊開及近似系統及協方差矩陣近似系統及協方差矩陣之對裝置；收向量版本之展開裝置；收向量版本之富利葉轉換之矩陣及该被展開被接收向量之加法器；及利葉轉換及該被加總乘積來反向富利葉轉換裝置。丨範圍第3 8項之該基地台，^ 子^算術快速富利葉轉換來執範圍第38項之該基地台，其 F同接收天線。弟巳圍第38項之該基地台，其號之晶片速率倍數來採集，、 F同晶片速率倍數。计异協方差矩陣塊；循ί衣矩陣之複數之該塊攔來決定角矩陣之複數個塊富利葉轉換裝版本之乘積之複估計該Κ資料訊卜中該富利葉轉行。 •中各被接收向中該組合訊號且各被接收向 200407039

42·如申請專利範圍第38項之該基地台，其中該κ資料訊號係被接收於複數個天線且以該Κ資料訊號之晶片速率倍數來採集，且各被接收向量版本係對應不同天線及晶片速倍數組合。 4 3 ·如申明專利範圍第3 8項之該基地台，進一步包含將該對角矩陣分為複數個部份之分割設備。

44二如申請專利範圍第38項之該基地台，進一步包含可執打该協方差，陣之該對角上之LU分解之LU分解裝置，及可產生被估。十貝料向$之反向富利葉轉換之前向替代及後向 4 5二如申 '專利範圍第3 8項之該基地台，進一步包含可執 :丁 f =方差矩陣之該對角上之Cholesky分解之Cholesky ^ ,^ ^ ^ ^ ^ 被估叶-貝料向量之反向富利葉轉換之月向替代及後向替代裝置。 4 6 · —種用於接收姑捕^ 、古相咬、—垂輸於为碼多重存取通信系統中之共旱頻缙之稷數個資料戒缺 τ 接收及採集具有複數:^，該方法包含久生被接收向量；傳輸資料訊號之組合訊號來3

決定複數個被傳輸資料訊號使用該被決定頻道燮康爲+艰迢#應，系統響應矩陣； θ μ及该破傳輪資料訊號之碼來決货使用該系統響應矩陣來 .展開該被接收向量，兮έ ^ f方是矩陣；矩陣； μ糸、、先者應矩陣及該被決定協方秦

第43頁 200407039 六、申請專利範圍採用該被展開協方差矩陣之塊攔 μ換· 採用該系統響應矩陣之塊欄之塊離=離散富利=.、，採用被接收向量之塊離散富利葉富利葉轉換’ 使用該塊離散富利葉轉換來決定# s ’及。 A如申請專利範圍第46項之該方法^進開—資牛料//分割該塊離散富利葉轉換。 V ^ 48·如申請專利範圍第46項之該方法，進_牛包含於該塊富利葉轉換上執行LU分解。 ’夕 49· 一種用於偵測來自被傳輸於分碼多重存取通信格式中之共享頻譜之K資料訊號之資料之使用者該使用者設備包含：接收及採集具有複數個被傳輸資料訊號之組合訊號來產生被接收向量之天線及採集裝置；決定複數個被傳輸資料訊號之頻道響應之估計裝置； /使用U亥被决疋頻道響應及該被傳輸資料訊號之碼來決定糸統響應矩陣之計箅塊矩陣裝置；眭ί 4系統響應矩陣來決定協方差矩陣之計算協方差矩陣裝置；展開該被接收合旦 # / 矩陣之複數個展^置系統響應矩陣及該被決定協方差堍ί : ί ί Γ協方差矩陣之塊櫊之塊離散富利葉轉換之塊離政虽利葉轉換裝置； Λ 系、先#應矩陣之塊攔之塊離散富利葉轉換之塊離第44頁 200407039

散昌利葉轉換裝置；採用被接收向量之塊離散富利葉轉換之塊離散富利葉轉換裝置；及使用該塊離散富利葉轉換來決定被展開資料向量之電路。、 5 0 ·如申請專利範圍第4 9項之該方法，進一步包含分割該塊離散#利葉轉換之分割裳置。 5 1 ·如^申請專利範圍第4 9項之該方法，其中該電路包含於該塊富利葉轉換上執行LU分解之LU分解裝置。

52· —^種用於偵测來自被傳輸於分碼多重存取通信格式中之共旱頻譜之K資料訊號之資料之使用者設備，該使用者設備包含：接收及採集具有複數個被傳生被接收向量之聚置；決定該複數個被傳輸資料訊號之頻道響應之裝置；使用該被決定頻道響應及該被傳輸資料訊號之系統響應矩陣之裝置；〜、使用該系統響應矩陣來決定協方差矩陣之裝置；

展開該被接收向量，該系統響應矩陣及該被矩陣之裝置；、疋協方採用該被展開協方差矩陣之塊欄之塊離散裝置；田引葉轉摘採用該系統響應矩陣之塊欄之塊離散富利置； ’、付狹之裝

第45頁 200407039 六、申請專利範圍採用被接收向量之塊離散富泰| # 使用該塊離散富利葉轉換來氺：轉換之裝置；及置。田将吳木决弋被展開資料向量之裝 53.如申請專利範圍第52項之丰—八八β β 塊離散富利葉轉換之分割裝置去，進一步包含为剔§亥 5展4 η如Λ:匕利範圍第52項之該方法，其中該用於決定被解:lV分解：Ϊ裝置係包含於該塊富利葉轉換上執行⑽ 5:;Λ用於偵測來自被傳輸於分碼多重存取通信格式中之Κ資料訊號之資料之基地台，該基地台包含. 、欠及採集具有複數個被傳輸資料訊號之組合訊號生破接收向量之天線及採集裝置；〜來產置決定複數個被傳輸資料訊號之頻道響應之頻道估計I /使用該被決定頻道響應及該被傳輸資料訊糸統響應矩陣之計箅塊矩陣裝置；馬來決定使用該系統響應矩陣來決定協方差矩陣陣裝置； f异協方差矩，開該被接收向量，該系統響應矩陣及該矩陣之複數個展開裝置；决疋協方差抓用該被展開協方差矩陣之塊攔之塊離散舍塊離散富利葉轉換裝置；田】葉轉換之採用該系統響應矩陣之塊欄之塊離散富散富利葉轉換裝置；茶轉換之塊離第46頁六、申請專利範圍採用被接收向量之換裝置；及政富利葉轉換之塊離散富利葉轉路使用該塊離散富利鮭。換來決定被展開資料向量之電進一步包含分割該 56. 如申味專利㈣胃塊離散富利葉轉換之分、之/方法 57. 如申請專利範圍。裝置。該塊富利葉轉換上執彳-^之該方法，其中該電路包含於執仃LU分解之LU分解F 1。 58· —種用於偵測夾自刀鮮瑕置之it寒^ ^ ^ i 被傳輸於分碼多重存取通信格式中資料訊號之資料之基地台，該基地台包含: 4： u-木集具有禝數個被傳輸資料訊號之組合訊號來產生被接收向量之裝置；決定該複數個被傳輸資料訊號之頻道響應之裝置； /使用該被決定頻道響應及該被傳輸資料訊號之碼來決定糸統響應矩陣之裝置；使用5玄糸統響應矩陣來決定協方差矩陣之裝置； j開該被接收向量，該系統響應矩陣及該被決定協方差矩陣之裝置；置裝J用該被展開協方差矩陣之塊欄之塊離散富㈣轉換之採用該系統響應矩陣之塊攔之塊離散富利葉轉換之裝贅採用被接收向量之塊離散富利葉轉換之裝置；及使用該塊離散富利葉轉換來決定被展開^料向量之裝

第47頁 200407039 六、申請專利範圍置。 5 9.如申請專利範圍第58項之該方法，進一步包含分割該塊離散富利葉轉換之分割裝置。 6 0.如申請專利範圍第58項之該方法，其中該用於決定被展開資料向量之裝置係包含於該塊富利葉轉換上執行LU分解之LU分解裝置。

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