數(shù)據(jù)傳輸方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動無線系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸。更具體但非獨占地，本發(fā)明涉及用于確定要 被用于擴(kuò)頻在移動無線系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號的擴(kuò)頻序列的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 移動無線系統(tǒng)技術(shù)隨著提高數(shù)據(jù)速率的總體目標(biāo)正在不斷前進(jìn)。第三代移動無 線系統(tǒng)使用碼分多址傳輸方案，并已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被廣泛采用。第三代合作伙伴計劃 (3GPP)已將在通用移動電信系統(tǒng)（UMTS)的版本5規(guī)范中的高速下行分組接入（HSDPA)系 統(tǒng)開發(fā)為多碼寬帶碼分多址（CDMA)系統(tǒng)。第三代無線蜂窩系統(tǒng)的成功很大程度上是基于 HSDPA系統(tǒng)使用的用于提高下行鏈路吞吐量的高效資源分配方案。
[0003] 伴隨著近來使能技術(shù)諸如自適應(yīng)調(diào)制和編碼以及還有混合自動重復(fù)請求的可用 性，已經(jīng)可能將互聯(lián)網(wǎng)為中心的應(yīng)用引入到啟用互聯(lián)網(wǎng)功能的智能手機(jī)。HSDPA系統(tǒng)的趨勢 是為帶有高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用的智能手機(jī)提高下行鏈路吞吐量。HSDPA下行鏈路吞吐量已經(jīng)被 廣泛評估。近年來，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用多輸入多輸出（MMO)HSDPA系統(tǒng)時，實際中可實現(xiàn)的數(shù) 據(jù)吞吐量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論上限。
[0004]HSDPA多碼CDMA系統(tǒng)的下行吞吐量優(yōu)化被認(rèn)為是兩部分問題。第一個問題是下行 鏈路使用者的特征序列和功率分配。第二個問題是給定資源分配的的鏈路吞吐量優(yōu)化。
[0005] 第一個問題涉及使用者對傳輸?shù)陌才?。已?jīng)為下行鏈路傳輸廣泛考察這一點。另 夕卜，在下行鏈路頻率選擇信道的總速率最大化的背景下，已經(jīng)結(jié)合功率分配研究了特征序 列設(shè)計和分配。還考慮了如何利用設(shè)計方法以迭代方式計算發(fā)射器特征序列，以及均方誤 差（MSE)最小化接收器解擴(kuò)濾波器系數(shù)。此外，已經(jīng)顯示出存在特征序列的最優(yōu)集，其針對 給定的在MM0系統(tǒng)的發(fā)射器和接收器天線之間的信道沖擊響應(yīng)集，最大化總鏈路吞吐量。 此外，考慮了對于給定的信道沖擊響應(yīng)集，識別最優(yōu)正交特征序列集的系統(tǒng)。
[0006] 使用最優(yōu)擴(kuò)頻序列需要信道狀態(tài)信息（CSI)在發(fā)射器和接收器都是可用的。在發(fā) 射器處的CSI需要在下行鏈路和上行鏈路信道上的大量信令開銷。因此，通過使每個MM0 下行鏈路發(fā)射器天線能夠使用相同的正交擴(kuò)頻序列集合以最小化信令開銷的多種方法都 已予以考慮。3GPP考慮一種方式并將一種方法標(biāo)準(zhǔn)化為使用給定的固定集合大小的正交 可變擴(kuò)頻因子（0VSF)擴(kuò)頻序列。MIM0系統(tǒng)需要特征序列集合大小高于可用于每個天線的 0VSF特征序列的給定單個集合。3GPP將通過將給定的集合與預(yù)編碼權(quán)重相乘然后將擴(kuò)頻 序列的加權(quán)集合連接來增大0VSG集合大小的方法標(biāo)準(zhǔn)化。接著每個傳輸符號在傳輸之前 用在每個MIM0天線的不同擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻。因此，通過連接在每個天線用于每個傳輸符號的 擴(kuò)頻序列產(chǎn)生獨特的預(yù)編碼擴(kuò)頻序列。連接的擴(kuò)頻序列正交于擴(kuò)頻序列的剩余集合，其在 發(fā)射器可用于其他傳輸符號。然而，在經(jīng)過頻率選擇型多徑信道傳輸之后，擴(kuò)頻序列的正交 性在接收端丟失。已經(jīng)提出在線性MMSE均衡器之后的解擴(kuò)器可以用于恢復(fù)在每個接收器 的擴(kuò)頻序列的正交性，并在經(jīng)過多徑信道傳輸后恢復(fù)傳輸?shù)姆枴?br>[0007] 近來的發(fā)展考慮了自干擾（SI)問題，當(dāng)在多徑信道上運行時其存在于線性MMSE 均衡器內(nèi)。在這種問題里，目的在于減小目前實際可達(dá)到的速率和HSDPA吞吐量的理論上 限之間的大差距。帶有獨立符號級MMSE均衡器，之后是符號級串行干擾消除（SIC)方案的 接收器處理小區(qū)內(nèi)自干擾。已經(jīng)提出可以采用根據(jù)HSDPA標(biāo)準(zhǔn)定制的混合線性均衡器/干 擾消除接收器。另外，已經(jīng)提出可以使用SIC接收器與芯片或符號級MMSE均衡器之一協(xié)作 用于HSDPA下行鏈路吞吐量優(yōu)化。
[0008] 考慮使用后跟解擴(kuò)器和符號級SIC的芯片級MMSE線性均衡器來抑制芯片間干擾 (ICI)以及還有所有的流間干擾。已經(jīng)表明信道匹配濾波器（CMF)作為線性芯片級麗SE均 衡器通過收集在多徑信道中央抽頭的能量來使信噪比最大化。芯片級均衡器用于產(chǎn)生傳輸 的芯片序列的估計，其隨后通過發(fā)射器擴(kuò)頻序列中的一個解擴(kuò)，用于檢測傳輸符號流中的 一個?；謴?fù)的符號隨后用于以迭代方式消除在芯片級的干擾。每個迭代需要計算芯片級線 性均衡器系數(shù)?？偟牡螖?shù)與傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的數(shù)量相等。
[0009] 使用帶有線性MMSE均衡器和單級SIC檢測器的接收器來解決第二個下行鏈路吞 吐量最大化問題需要發(fā)射器和接收器的聯(lián)合優(yōu)化。對于多碼MM0系統(tǒng)中的兩級串行干擾 消除方案，能夠得出不同數(shù)據(jù)流上的各種傳輸功率分配方案。帶有發(fā)射器功率優(yōu)化的兩級 SIC檢測方案能夠改善多碼下行鏈路傳輸?shù)耐掏滦阅?。然而，SIC、均衡器系數(shù)和功率分配 計算的每次迭代都需要對接收的信號的協(xié)方差矩陣求逆。協(xié)方差矩陣的維數(shù)通常都很大， 因此，在接收器的迭代功率分配、線性MMSE均衡器和SIC實施變得計算昂貴。已經(jīng)考察大 矩陣的求逆的簡化，以使后面跟隨符號級SIC的線性MMSE均衡器的實施現(xiàn)實可行。
[0010] 已經(jīng)做出了各種嘗試來試圖優(yōu)化收發(fā)器設(shè)計。通常，針對多碼下行鏈路吞吐優(yōu) 化，分配功率時會使用不同的優(yōu)化準(zhǔn)則。一些技術(shù)關(guān)注收發(fā)器設(shè)計優(yōu)化準(zhǔn)則，而其他的則 關(guān)注聯(lián)合速率和功率分配的準(zhǔn)則。近來，作為聯(lián)合速率和功率適應(yīng)方法的補(bǔ)充，引入了博 弈論方法，該博弈論方法在L.Zhao和J.Mark的文章"Jointrateandpoweradaptation forradioresourcemanagementinuplinkwidebandcodedivisionmultipleaccess systems"(IETCommunications,vol. 2,no. 4, 562 - 572 頁，2008 年 4 月）中以下面的三個 標(biāo)題進(jìn)行了歸納總結(jié)：
[0011] 1.第一準(zhǔn)則包括優(yōu)化發(fā)射功率以使信道增益的給定實現(xiàn)的速率最大化的系統(tǒng)。典 型的例子為L.Y.Hoon和K.S.Wu的文章"Generalizedjointpowerandrateadaptation inds-cdmacommunicationsoverfadingchannels，'IEEETransactionsonVehicular Technology,vol. 57,no. 1，603 - 608頁，2008年1月，其優(yōu)化符號的數(shù)目和每個符號的比特 數(shù)目。目的在于通過以迭代方式調(diào)整發(fā)射功率和擴(kuò)頻序列，從而最大化總速率，同時在每個 接收器處滿足目標(biāo)信干噪比（SINR)。發(fā)射功率能夠以迭代方式調(diào)整以滿足在每個接收器 的目標(biāo)信噪比。此外，能夠在每個接收器的輸出端最小化目標(biāo)信噪比（SNR)的總傳輸能量。 這種類型的優(yōu)化被稱為邊緣自適應(yīng)加載方法。能夠優(yōu)化發(fā)射功率和擴(kuò)頻序列，以最大化多 碼并行信道上的總速率，同時保持總發(fā)射功率低于給定的總功率限制。這種類型的迭代能 量分配被稱為速率自適應(yīng)加載方法。
[0012] 2.第二種方法目的在于，通過聯(lián)合優(yōu)化發(fā)射功率、速率和特征序列以及接收器處 的線性MMSE均衡器來最大化總速率時，將接收功率維持在目標(biāo)水平。這種方法的一個例子 為S.Ulukus和A.Yener的文章："Iterativetransmitterandreceiveroptimization forcdmanetworks，'（IEEETransactionsonWirelessCommunications,vol. 3,no. 6, 18 79 - 1884頁，2004年11月），其聯(lián)合優(yōu)化一組發(fā)射擴(kuò)頻序列和帶有線性MMSE均衡器的接 收器。目的在于，當(dāng)發(fā)射器知道每個接收的信號功率水平時，最大化在每個接收器的吞吐量 或最小化在每個接收器的均方誤差。
[0013] 3?第三個方法，它的一個例子在L.Zhao和J.Mark的文章"Jointrateandpower adaptationforradioresourcemanagementinuplinkwidebandcodedivision multipleaccesssystems，'(IETCommunications,vol. 2,no. 4, 562 - 572 頁，2008年4 月） 中進(jìn)行了描述，使用平均系統(tǒng)性能作為評估準(zhǔn)則，該評估準(zhǔn)則需要分配接收的功率和干擾 信號功率。
[0014] 在第一種和第二種適應(yīng)方案中，以及特別是，在邊緣和速率自適應(yīng)加載區(qū) 域，由于使用者是在移動的，假設(shè)速率和功率自適應(yīng)比鏈路增益的變化快得多。在 T.Bogale,L.Vandendorpe和B.Chalise的文章"Robusttransceiveroptimization fordownlinkcoordinatedbasestationsystems:Distributedalgorithm，'（IEEE TransactionsonSignalProcessing,，vol.PP,no. 99,p. 1，2011 年）中，考察了 一 種 強(qiáng)健的邊緣自適應(yīng)加載方案，以最小化總發(fā)射功率，所述總發(fā)射功率受到針對MM0下行 鏈路傳輸?shù)拿坑脩簦ɑ蛎苛鳎㎝SE約束。提供速率自適應(yīng)加載方案，用于最大化給定的 固定長度擴(kuò)頻序列的總速率。N.Vucic，H.Boche和S.Shi的文章"Robusttransceiver optimizationindownlinkmultiusermimosystems