论文 td-scdma 中的迫零块线性均衡

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1、TD-SCDMA中的迫零块线性均衡摘要：本文回顾了TD-SCDMA中用于多用户检测的迫零块线性均衡（ZF-BLE）技术，着重分析了用于解最小均方估计矩阵方程的近似Cholesky因式分解法，并确定了这种算法需要达到的近似度。本文将这种方法与ZF-BLE中最常用的方法相比较，从而证明，与在TDD模式的高码速率中表现出的特性不同，这种方法可获得最低的计算复杂度，并显示出近似理想的比特误码率性能。引言众所周知，TD-SCDMA[1]的（NodeB或终端）接收机要求使用多用户（联合检测）以提供满足通信传输要求的链路性能。[5]中介绍了4种类型已实现的、高性能的联合检测器。这些都

2、是基于迫零或最小均方误差块线性预测，其中包括使用和未使用决策反馈的2种情况([5]中分别记作ZF-BLE,MMSE-BLE,ZF-BDFE,MMSE-BDFE)。在[6]中，给出2个简化的相关检测器，但仅适用于只有一个发射天线的情况。因为这种情形等于排除了智能天线技术的使用——这是TD-SCDMA的一个标志性的技术，使得我们无法采用这2个简化检测器的分析。[5]的作者和其它研究论文的作者，如[7]的作者，发现ZF-BLE检测器能够提供远远超出常规RAKE接收机及决策反馈扩展RAKE接收机的优异性能。并且，这些作者也发现，其它3种比ZF-BLE检测器更复杂的联合检测器(M

3、MSE-BLE,ZF-BDFE,andMMSE-BDFE)在性能上比ZF-BLE检测器的改进相对很小。因而，可以认为，ZF-BLE检测器是适用于TD-SCDMA系统的标准检测器。尽管这种检测器的复杂度是所有高性能联合检测器中最低的，但在实现过程中，考虑到待机时间等性能指标的要求，降低这种联合检测器的复杂度仍是一个非常关键的问题。为求解ZF-BLE方程，研究人员提出各种方法(见[8],[9],[10]及相关文献)。本文回顾了最先由[9]提出的，基于近似Cholesky因式分解的算法，并给出针对TD-SCDMA系统的浮点仿真结果，以确定因式分解需要达到的近似度。本文将这种方

4、法与ZF-BLE中最常用的方法相比较，从而证明，与在TDD模式的高码速率中表现出的特性不同，这种方法可以给出最低的计算复杂度，和近似于理想的比特误码率性能。下一节描述TD-SCDMA下行链路信号模型，之后用一节详细阐述使用近似Cholesky因式分解的ZF-BLE检测器。随后的部分给出了这种算法的复杂度分析，并介绍了其它4种解ZF-BLE方程的主要方法，从而比较了全部的5种方法的计算复杂度。最后的2部分给出了仿真性能结果和结论。TD-SCDMA下行链路数据格式TD-SCDMA时隙格式如Figure01所示。一个时隙包括2个数据码片域，每个码片域包括352码片，此外，时

5、隙中还包括一个由144码片的中间序列组成的码片域。Figure01:突发格式扩频调制后的符号时长Ts由扩频因子Q和调制前的码片长度Tc决定，即：Ts=Q·Tc。其中，Tc=，chip_rate等于1.28Mcps。一般地，每一个数据域包含K个码分多址的用户的数据，K的最大值等于10。每个码分用户在每个数据域中的复符号数目Nk等于352/Qk。其中，Qk是码分用户k的扩频因子。对于下行链路，最大数据率等于384kbps。Qk的最大值是16。数据模拟调制是QPSK。每一个调制数据符号根据2个连续的数据比特，按照下面的映射关系产生:表01:QPSK调制连续二进制比特模式复

6、符号00+j01+110-111-j发射机采用信道码对符号进行扩频调制，然后将扩频后的码片用小区特定扰码进行扰码，并附加信道增益[3]。扩频码包括信道化码和扰码。在下文中提到的扩频码都是指这2种码的总称。如果射频发射机使用单天线，在发射机最后阶段的码片是k个码分信道的码片的简单叠加。然而，如果nodeB使用天线阵，每一个码分信道要用用户位置相关操作矢量加权。因为这个原因，不同用户的码分信道对于不同的终端产生不同的信道激励。接收信号模型出于表述方便的考虑，所有矢量均被认为是列矢量，表示矩阵转置，表示复共轭转置。将第k个码分信道突发的N个复数据符号构成的矢量记作：将全部K个

7、码分信道发送的数据符号通过行交织组成一个包含NK个符号的矢量d：其中，操作符vec将其作用的矩阵中的列从左至右连接，形成一个列矢量。将Q个复码片中的第k个扩频码记作并将第k个终端的第m个天线上的W个信道产生的信道激励响应函数记作将第k个终端的第m个天线上的激励响应定义为相应信道激励响应函数与扩频码的卷积：将第k个终端上的每一个天线上收到的信道激励响应矢量进行行交织，获得M(Q+W-1)维复合信道激励响应矢量：那么，将在第m个天线上测量到的由接收到的NQ+W-1维矢量记作：并将所有天线上接收矢量进行交织而获得的M(NQ+W-1)个维时空测量