【WORD格式论文原稿】TD-SCDMA 多小区联合检测中系统矩阵的优化.doc

中国科技论文在线 TD-SCDMA 多小区联合检测中系统矩阵的优化 张 倩 北京邮电大学信息与通信工程学院，北京（100876） Email : susanzq@ 摘 要：3G，全称为3rd Generation，中文含义就是指第三代移动通信，有四种主要的标准， 即WCDMA、CDMA2000、WiMax、TD-SCDMA。其中TD-SCDMA系统是我国自行研发的 通信标准。联合检测是TD-SCDMA中的关键技术之一，由于联合检测其中涉及数据包括信 道冲击响应、扩频码和接收到信号等数据，非常复杂，计算量非常庞大，为了尽可能的降低 复杂性，同时又不削弱联合检测的性能，需追求有效的算法。本文主要思想是基于多小区联 合检测重新规划系统矩阵，从而优化联合检测在多小区情况下的效果。 关键词：TD-SCDMA, 联合检测，多小区 中图分类号：TN929.53 1 引言 在 TD-SCDMA 系统中，联合检测要求高效的对多个平行传送信号进行检测。联合检测 问题可以等效为一个求最小二乘解的问题，联合检测模块将一个突发中包含的所有用户信息 组合成为一个大的系统方程。而用户信息包含从训练序列中估计出的信道冲击响应、扩频码 和接收到的信号等，因此系统方程是十分庞大的。并且在多小区情况下，系统方程会更加复 杂，如何构造系统矩阵也就成了多小区联合检测的关键问题。 文献[8] 中利用系统矩阵特殊的 Block-Sylvester 结构提出了 Block-Levinson 算法， Block-SCHUR 算法、Block-Fourier 算法以及 Cholesky 算法，而 Cholesky 算法是现在最常用 的方式。算法最终要落于实际的应用，在实际的 TD-SCDMA 系统中，会有帧结构的约束， 本文将根据 TD-SCDMA 系统的帧结构特点详细探索了两种多小区联合检测系统矩阵构造方 法，以及和 Block-Fourier 算法以及 Cholesky 算法的效果。 2 TD-SCDMA 物理信道 TD-SCDMA 的物理信道[4]采用四层结构：系统帧号、无线帧、子帧和时隙码。时隙用 于在时域和码域上区分不同用户信号，具有 TDMA 的特性。图 1 给出了物理信道的信号格 式。  图 1 TD-SCDMA 物理信道信号格式 TDD 模式下的物理信道是将一个突发在所分配的无线帧的特定时隙发射。无线帧的分 配可以是连续的，即每一帧的相应时隙都分配给物理信道；也可以是不连续的分配，即将部 分无线帧中的相应时隙分配给该物理信道。一个突发由数据部分、midamble 部分和保护间 隔组成。突发的持续时间是一个时隙。发射机可以同时发射几个突发，在这种情况下，几个 突发的数据部分必须使用不同 OVSF 的信道码，但应使用相同的扰码。midamble 码部分必 须使用同一个基本 midamble 码，但可使用不同偏移码（midamble shift）。对于支持多载频 的小区，不同载频需要使用相同的基本 midamble 码。 突发的数据部分由信道码和扰码共同扩频。信道码是一个 OVSF 码，扩频因子可以取 1， 2，4，8 或 16，物理信道的数据速率取决于使用的 OVSF 码所采用的扩频因子。 因此，物理信道是由频率、时隙、信道码和无线帧分配来定义的。小区使用的扰码和基 本 midamble 是广播的，而且可以是不变的。建立一个物理信道的同时，也就给出了它的初 始结构。物理信道的持续时间可以无限长，也可以定义资源分配的持续时间。 2.1 TD-SCDMA 帧结构 TD-SCDMA 系统帧结构的设计考虑到对智能天线、上行同步等新技术的支持。一个 TDMA 帧长为 10ms，分成两个 5ms 子帧。这两个子帧的结构完全相同。 如图 2 所示，每一子帧又分成长度为 675us 的 7 个常规时隙和 3 个特殊时隙。这三个特 殊时隙分别为 DwPTS(下行导频时隙)、G(保护时隙)和 UpPTS(上行导频时隙)。在 7 个常规 时隙中，Ts0 总是分配给下行链路，而 Ts1 总是分配给上行链路。上行时隙和下行时隙之间 由转换点分开，在 TD-SCDMA 系统中，每个 5ms 的子帧有两个转换点（UL 到 DL，和 DL 到 UL）。  子帧 5ms (6400chip)  1.28Mcps  切换点  DwPTS (96chips)  GP (96chips) UpPTS (160chips) 切换点  图 2 TD-SCDMA 子帧结构 时隙#n（n从0到6）：第n个业务时隙，864码片持续时间 DwPTS：下行导频时隙，96码片持续时间 UpPTS：上行导频时隙，160码片持续时间 GP：TDD的主要保护间隔，96码片持续时间