TWI313111B - Cdma system transmission matrix coefficient calculation - Google Patents

Description

1313m 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於無線數位通信系統。尤其是，本發明係關於產 生此種系統用之響應矩陣(resp0nse matrix)。 【先前技術】 在分碼多重存取通信系統中，多個使用者同時傳送多重通 k。此多重通信係使用不同的頻道碼傳輸。3Gpp之分時雙工模式 用=頻道碼係由組合—擴展碼與—擾亂碼，且接著施加—頻道碼 特疋乘法β所獲得。在傳輸期間，每―傳輸經驗—頻道響應。一 種從被傳輸的爆衝(burst)將資料恢復的方法是聯合侧，其中所有 的貝料同幢接收。此種系統被表示於圖—。此聯合彳貞測接收器 可能在一使用者設備或基地台内使用。 °° 、此等多重通信K)在經驗其頻道回應之後在天線22或天線睁列 被接收為-組合的接收職。被接收的訊號由，例如解調哭^， 降低至基頻，並在碼的—那速轉Wp _或多重的碼的ς 率由’例如類比數位轉換器(ADQ26或多重ADCs，取樣，以 -接收矩免。頻道評倾置觀[參考訊號，例如—訓 ___導航碼，以評估通信_頻道響應。聯合__ 使用Ϊ爆衝之評估的或已知的擴散碼以及評估的或已知的頻 以《平估{故為一育料向量狀所有使用者的原始傳輸資料。、 此聯合偵測問題—般由程式1表示。 5 1313111 d為傳輸的資料向量；£為接收的向量；ϋ是附加的白高斯雜訊 (additive white guassian noise ; AWGN) ; Α是系統響應矩陣，並且 由將頻道響應與已知頻道碼迴旋(convolving)而成。 二種解答程式1的方法包括一零強迫(zero forcing，ZF)以及一 最小均方誤差(minimum mean square error, MMSE)方法。一ZF解 答，其中S大約近似0，是由程式2獲得。 d = (AhA) -1 Ah r 程式2 MMSE方法是由程式3及4獲得 r-]ah 程式3 程式4 R = ΑηΑ + σ2 σ2為雜訊的變數，及I為密度矩陣。 ΑΗ。為^^iMMSE方法，導出祕響應矩陣的赫梅(henneti㈣ 亂碑的勸中，系統響應矩陣係使«展碼，擾 ，馬，顧4寸定碼的乘數以及被決定 的擴展碼與-複(C〇mplex)擴展碼混合。此混八的 下稱實部或虛部)，且其二 隹運才過私。在硬體中實施乘法是我們所不希 6 1313111 的：為:以產生—乘數所需之電晶體的數目。 希望具有另外的方法可以產生系統回應矩陣的赫梅。 【發明内容】 根據發明人之—晷槿 系統中的系統響應矩陣之赫梅;；e=出·;種用以決定在—無線 樣性（SCTD )的方、、Λ^ 1 etm )以支持空間碼傳輪多 包括°二於兩頻道上傳播資料，該方法 J 要共同控制實體頻道（P-CCPrH、拉& ，儲存該接收的第-頻道之貢獻，處理 合T存的第一頻道之貢獻與所接收的第二頻道貢:。 -頻道記憶。 八括.將_結合的頻道儲存至一第 =二辟麵記憶係儲存在—讀取_修改_寫人記憶體。 4者7相同的廣播資料係於該兩頻道上進行發送。 乂么者’献s邱㈣實體、 傳輸多樣性（scro)模式是否被支持。（CPCH)以工間碼 車Y者射序列必須被谓測到以作為SCTD模式受到支 援。 較佳者，該通道貢獻是實數。 較佳者，該通道貢獻是虛數。 【實施方式】 雖然較佳實施例結合第三代合作計劃(3GPP)之使用分碼多重 存取之分時雙工通信系'_之發明而為描述，本發明可被應用於 7 1313111 . 任何分碼多重存取通信系統。使用以下實施例之接收器可使用於 使用者設備或基地台内。 本發明之較佳實施例，最好由一互斥或閘，混合特定的接收 爆衝，擴展碼，擾亂碼以及頻道碼特定乘數符號，以產生一大約 的頻道碼。此大約的頻道碼與頻道響應迴旋以產生對ah矩陣之近 似矩陣βΗ的爆衝貢獻(contribution)。頻道碼特定乘數的實部及虛部 被施加至對BH矩陣之近似貢獻之實部及虛部以產生對#矩陣的爆 衝貢獻。 + 參恥圖2八及2B，其表示分別執行一串實部及虛部頻道響應矩 陣值與近似頻㈣之迴制電路⑽及·。此頻道響應值被分割 為-實部CRR與-虛部CRI。實頻道響應哪由電路刚處理，: 虛頻道響應CRI在電路2〇〇串列中進行。 在圖2A，暫存器L最好是一個16位置的位移暫存器，其接收 頻道響應CRR的實部。暫存抓的每—位置哪=()至15)每二位置 具有F位元’其中F是被選擇的資料位元尺寸，較佳的情況是⑺。 •對應具有較佳頻道碼尺寸之位置的數目，在犯仲之TDD模式中為 16，且較佳功率數目為2。實部電路⑽包括複數元件Μ·，每 一凡件具有-加法器，其具有二輸人以及為二輸人之總合之一單 ^出。加法器/減法器元件A1_A8較佳的情況是如圖四所示。加 法窃兀件A9-A14較佳的情況之簡單的加法器。 力U減法㈣件从从八从樓收來自暫存器仏的奇位置 Γ/二亚於其—輸人上執行加法或減法。同樣地，加法器/減法器 八5^，=7，八8搞合至暫存现以執行頻道響應值的加法及減法，但 只在偶暫存器L上執行。整體而言，加法器元終A4, A·形 8 1313111 成具有由元件A1-A4所定義之輸入以及由元件All所定義之輸出 之—加法樹。同樣地，加法器元件A5-A8，A 12-A14形成一第二加法 态樹電路。加法器樹電路與暫存器Rr之相關是，經由暫存器1^被 處理的CCR值的處理數值的實部及虛部被計算。 驅動一控制訊號，具有位元CC0至CC15之頻道碼〇：：被輸入加 法器/減法器元件A1至A8。此二進位頻道碼控制加法器Α1_Α8是否 執行一加法或一減法，依據個別的控制位元而定，當頻道碼cc位 Φ 凡=〇時最好是加法，當頻道碼CC位元=1時最好是減法。 圖四表示具有一加法器ΑΓ及二個2的補數裝置TC1，TC2之輸 入加法器元件A1之較佳結構。輸入CRR1&CRR3接收包含於暫存 之第二及第四位置C1,C3内並由2的補數裝置TC1,TC2處理之 κ頻道餐應值。CCR值的加法或減法是藉由加法器A1,加總2的補 數裝置TC1，TC2的輪出而成。2的補數裝|TC1，TC2藉由使此值或 其2的補數通過加法器从而在輪入值上運作。16位元頻道碼控制 訊號CC的第二位元CC1決定由2的補數裝置TC1所執行的運算，而 • 頻迢碼的第四位元CC3決定由2的補數裝置TC2所執行的運算。 參照圖2A，加法器A9執行由A1及A2執行的總和的加總。同 樣地，加法器A10加總A3的總和與八4的總合，加法器Ai2加總A5 與A5的總合，而加法器A13加總A7與A8。加法器All產生輸出 AC只頻道專應值之貫部，藉由力口總八9的總和與A〗。的總合。真 貫頻道響應值的虛部，輸出jAD是由加法_4的總和產生，其為 加法态A12與A13的輪出總和。 圖2A及2B所不之電路2〇〇的結構類似圖2A所示的電路1⑻。然 而，位移暫存器Ri接收頻道響應CRI之虛部。元件A15至A28對應 9 叫 3111 加法器元件aua14以提供 所示之電路的樹電路二:目， 反，其帽應絲為輪咖之|、圖2續*電路⑽之輸出相 進入，而對;以的數值從暫存器r之偶數位置 與偶數==:，之奇數位置之最後總合。 逆轉，並可獲得相同的結果。二部：:輪出的街構可被互相 從奇暫存器位置導出。 ❹出*輸_及仰將 雖然圖2A及2B的暫存器已被表示為各 日之頻道響應的迴旋-般可使用具有2N暫存器f == 少所有設計純行偶騎財驗置之加總敝絲賴。夕 —，路職2_四個輪繼咖綱bc代表如程式味 不之乘法運算之實部及虛部：

Bh = (A+jB)*(C+jD)程式 1 其中A為頻道響應的實部，B為頻道響應的虛部，而其代對 應頻道碼CC的位元(:似如似⑶观⑶谓應頻道碼之 位兀〇)，(：2，(：4，(：6,0：8，(：1()，(：12，(：14。每-頻道位元代表純實數或純 虛數的值因此’此樹電路可_體連触暫存紙舰之所有奇或 所有偶位置。依據本發明職狀用料定頻道碼位元之樹在實 或虛消除將消耗很大程度硬體空間的乘法需求。 如圖二所示，額外的電路被提供以結合電路100及200之樹的 輪出以產生對應近似Bh之實及虛輸出值之係數值，並輸入該頻道 10 1313111 馬特疋乘數以產生AH。；咸法$81與電路觸之輸出以及電路 200之輸出_目_便減除被處理之實頻道響應減之實部以及 虛頻道響應訊號之實部。-加法器A29與電路2〇〇之輸出抓以及電 路100之jAD相關以加總被處理之虛頻道響應訊號之虛部以及實頻 道響應訊號之虛部。由加法器A29所產生的總和隨後通過虛輸出用 之2的補數裝置TC3，其產生Bh矩陣的複共輛㈣㈣⑽咖㈣。 在對B矩陣之爆衝的貝獻之貫部及虛部被決定之後頻道碼特 定乘數之虛/實形式被輸入以產生對ah矩陣之爆衝貢獻。參照圖 三，頻道碼特定乘數較好被儲存在一個二位元暫存器中。暫存器 中的位元1代表是否頻道碼特定乘數是正(一個〇值)或負（一個i 值）。在暫存器中的位元〇代表頻道碼特定乘數是否為虛數(-個！ 值)或實數(一個0值）。 參照圖三，實部貢獻被輪人解多卫猶。在輸人頻道碼特定 乘數之後，對妒的實貢獻可能對應對#的實貢獻㈣丨―㈣或對 AH的虛貢獻(Imag—Real)。解多工猶回應頻道碼特縣數之位元 • 〇分離妒的實貢獻。如果位元0為0，此輸出是對Real_Real，而如果 位元0為1此輸出是對lmag—Rea卜在2的補數由2的墙數裝置似 所取得之後。 、同樣地’對βΗ的虛貢獻可能對應對A%需貢獻(ImagJmag) 或對AH的實貢獻(ReaLReal)。解多工細回應頻道碼特定乘數之 位兀0分離BH的虛貢獻。如果位元〇為〇，此輸出是對加卿」脱明， 而如果位元0為1，此輸出是對Realjmage。 在分離之後，-對乘數M1，M2被用以產生對aH矩陣之爆衝之 tAitm ^ -t#^i-MliS#ReaLReal^RealJmag^^tt 11 1313111 獻(ah—out—real)。如果位元0是〇,選擇Real—Real，而如果位元osi， 選擇Real—Imag。同樣地’虛多工器M2選擇Imag—Imag或Imag—㈣ 做為虛貢獻(ah—out—imag)。如果位元〇是〇，選擇ImagJmag，而如 果位元0是1 ’選擇Imag一Real。因此，可決定對AH的爆衝貢獻。在 所有的爆衝都被決定之後，整個AHm被決定。如較佳實施例所 示，乘數對AH矩陣而言是不需要的。 在3GPP中’建議在每一天線使用不同擴展碼之二天線上傳輸 φ 廣播頻道，以下稱為空間碼傳輸多樣性(space code transmit diversity, SCTD)。因為相同的廣播資料在二頻道上傳輸，每一頻 道的貝獻可在資料評估之前被組合。此外，建議可使用SCTD傳輸 多重廣播頻道及其它頻道。 圖五是決定為一單一 BCH是否需要支援SCTD之二頻道碼的 結合’如目前所提出。主要共同控制實體頻道(p_CCpcH)被監視以 決定SCTD模式是否支援SPEP卜步驟卜如果不是(ijccpch為〇), SCTD模式未被支援。如果是，一訓練序列裝置決定訓練序列m2 • 是否出現，步驟2。如果m2出現，SCTD模式被支援。如果沒有， SCTD模式未被支援。 圖6A，6B及7表示選擇性地支援SCTD之較佳實施例。被選擇的 SCTD最好與一單一bch，多BCH以及其它使用選擇的SCTD傳輸 之頻道使用。圖6A處理頻道的虛部。如果SCTD被支援，第一碼的 實部貢獻被稱為ah—sctd—out—real及第二碼ah_out_rea卜如果SCTD 未被支援，則不出現ah_ sctd out real。 — — — ah_sctd—out—real為多工器M3之一輸入。其它輸入被設定為 0(0x0)。如果SCTD被支援(sctd_ on & second—channel位一個 1)， 12

j3t3lH ah__sctd_out_real通過加法器A100。如果SCTD未被支援，傳送〇至 加法器Α100。ah_out__real也被輸入加法器Α100以產生二頻道的實 部組合的貢獻，如果SCTD被支援的話，或是簡單地通過頻道 (ah_〇ut_real)(備註：如果不是SCTD頻道，就沒有第一及第二頻 道）。飽和邏輯SL1係用以防止組合的貢獻從記憶體的位元寬度溢 位。如圖6A所示，較佳者’二暫存器R1及R2被用以暫時缓衝第二 頻道(ah_out_real)的貢獻。 圖6B處理頻道的虛貢獻。如果SCTD被支援，第一碼的需部貢 •獻被稱為ah_sctd_out_imag及第二碼ah_〇ut_imag。如果SCTD未被 支挺’則不出現ah_sctd—out」mag。ah_sctd—out_imag為多工器M4 之一輸入。其它輸入被設定為〇(〇x〇)。如果SCTD被支援(sctd_on & second_channel位一個 1)，ah_sctd_out_imag通過加法器A100。如果 SCTD未被支援’傳送〇至加法器A101。ah」nit_imag也被輸入加法 益A101以產生一頻道的需部組合的貢獻，如果SCTD被支援的話， 或疋簡單地通過頻道(ah—out—imag)。飽和邏輯係用以防止組合的 φ 貢獻從記憶體的位元寬度溢位(overflow)。如圖6b所示，較佳者， 一暫存為R3及R4被用以暫時緩衝第一頻道(ah—out_imag)的貢獻。 此一用以組合二頻道之方法降低記憶體需求以及計算最終結 果所需的時間量。當第二頻道貢獻被處理時，其被儲存之第一頻 道組合並儲存組合的頻道。因此，第二頻道從未被儲存。較佳者， 組合的頻道被寫回第一頻道的位址。如果第一頻道未被儲存於一 碩取—修改一寫入記憶體，最好使用圖6八及63所示之二暫存哭 Rl，R2，R3，R4。如果第一頻道記憶體係一讀取一修改_寫入 ， 最好只使用暫存器R1，R3。 & 13 1313111 • 圖七疋與圖6A及6B—起使用之較佳電路，在決定sctd是否 被支援之第二碼之位址。當入^^被展開時，每個所產生的值最好是 儲存在後來的記憶體位址。如果第一二頻道為;5(：：丁1：)被組合，組合 的頻道貝獻隶好覆寫在第一頻道上以降低所需的記憶體。為說 明，如果SCTD未被支援，第二頻道之第一位置用的後續位址可以 是位址516。如果SCTD被支援，該值將與第一頻道組合並被寫回 第一頻道記憶體之第一位址，位址〇。 φ 當SCTD未被支援時被寫入決定之頻道值之位址為

ah_addr_write。一控制訊號，sctd—〇n & seconcj—channel指示SCTD 疋否被支援。如果SCTD被支援，sctd—on&second_channel具有數 值0 ’且如果不是，sctd_on& second—channel具有數值丨。此位址被 輸入解夕工益D3。如果SCTD未被支援(sctd_on & second channel 具有數值1) ’此位址通過多工器M5。多工器M5通過位址，如果 SCTD未被支援。 如果SCTD被支援，位址(aj^addr^write)被輸入減法器S2。減 • 法器從位址減去第一頻道之記憶體數值之數目（sctd_fold_dec)。當 SCTD未被支援時，為降低功率消耗，使用第二多工器M6。多工 器M6選擇sctd_fold_dec做為減法器S2的輸入，當SCTD被支援 日^"(sctd—on 為 1)。如果 SCTD 未被支援(sctd_on 為 0)，輸入—0(0x0) 至減法器S2多工器M6之輸出被輸入多工器M5。當SCTD被支 援時’多工器M5選擇被減除後的輸入。 14 1313111 【圖式簡單說明】 本發明可經由下述之較佳實施方式以及所伴隨之圖式 而加以詳細說明，其中： 第1圖係一聯合彳貞測接收器之簡要方塊圖。 第2A圖表示迴旋頻道響應之實部用的裝置。 第2B圖表示迴旋頻道響應之虛部用的裝置。 第3圖表示將第2A圖與第2B圖之輸出加總之裝置以產生用以 建立系統響應矩陣之實及虛部輸出。 第4圖表示第2A圖及第2B圖之加法樹之特定電路。 第5圖表示決定是否為廣播頻道支援空間碼傳輸多樣性之流程 苐6A及6B圖表不組合用以輸入系統塑鹿 用之較佳電路。 矩陣之赫梅的石馬

略 第7圖表示決定第6A圖及第6B圖之電路位址用之較佳電 【元件符號說明】 10 通信 20 評估通信 22 天線 24 解調器 26 類比數位轉換器 28 頻道評估裝置 30 聯合偵測器 100 、 200 電路

Claims (1)

1313111 hi 十、申請專利範圍·· 1. 一種在無線傳輸/接收單元 響應矩陣之赫梅（he_ =在一無線系統中的系統 沾古、土 —λ· ) 乂支持空間碼傳輸多樣性（SCTD) 的方法，该热線系統於兩頻 ;肩逼上傳播貧料，該方法包括： J 一主要制控制實體頻道（P_CCPCH); 接收一第一頻道之貢獻； 儲存該接收的第一頻道之貢獻； 處理一第二頻道之貢獻；以及 結合該儲存的第一頻道之貢獻與所接收的第二頻道貢獻。 2.如申請專利範圍第1項之方法，進-步包括： 將该經結合的頻道儲存至—第一頻道铺、。 3_如申請專利範圍第2項之方法，其中該第：_舰記憶係儲存在 一讀取-修改-寫入記憶體。 4. 如申專利础第丨項之方法，其巾—相同的麟資料係於該 兩頻道上進行發送。 5. 如申μ專利補第丨項之方法，其巾該主要共同控制實體頻道 (P-CCPCH)決定空間碼傳輸紐性（SCTD)模式是否被支 持。 .如申W專利I&®第5項之方法’其巾—訓練序列必須被债測到 以作為SCTD模式受到支援。 7·如申請專利範圍第i項之方法，其中該通道貢獻是實數。 8.如申請專利範圍第！項之方法，其中該通道貢獻是虛數。 16