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TD-SCDMA联合检测的复杂度分析 梅亨利，王玉良 北京邮电大学信息与通信学院，北京（100876 ） E-mail : henrymay1983@ 摘 要： TD-SCDMA 系统是我国自行研发的通信标准,并被ITU和3GPP确立为第三代移动通 信系统三大标准之一。联合检测是TD-SCDMA 中的关键技术之一，也是其中计算压力最大 的一项任务。人们对其做了深入的研究以期望能简化其复杂度，其可以等效为一个求最小二 乘解的问题。由于联合检测其中涉及数据包括信道冲击响应、扩频码和接收到的信号等非常 繁多，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。由于系统矩阵的block-Sylvester结构，现有实现方式大都采用Cholesky对其进行 分解，进行联合检测。从TD-SCDMA 系统实际帧结构的角度，估计Cholesky算法用于联合检 测的复杂度是十分必要的，也便于在实际应用中对联合检测进行进一步优化，并对向多小区 联合检测升级有帮助。 关键词：TD-SCDMA；联合检测；Cholesky算法 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。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。 文献[7] 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的分析现有常用的联合检测算法即Cholesky算 法的复杂度。 2 ．系统模型 2 ．1 TD-SCDMA物理信道 []1 [3 ] TD-SCDMA 的物理信道 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。 - 1 - 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 ．2 TD-SCDMA帧结构