用于宽带码分多址通信系统的信道估计方法技术方案

一种用于宽带码分多址系统的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：　　　　步骤一：对输入ＲＡＫＥ接收机的宽带扩频信号进行解扰解扩，再用扩频码对其解扩，分别得到专用物理控制信道和专用物理数据信道；　　　　步骤二：计算初始信道估计值：根据已知的时隙格式从专用物理控制信道的当前和下一时隙内取出导频符号；对提取出的导频符号，每个导频符号与已知导频符号进行解相关运算，得到各导频符号的初始信道估计值；对每个时隙内所有导频符号的初始信道估计值进行算术平均，得到各时隙的初始信道估计值；　　　　步骤三：对于连续的经过解相关运算的专用物理控制信道符号串，逐个逐个符号地移动窗口，用算数平均的算法求出窗口对应时刻的信道估计值Ｃｅｍ；　　　　步骤四：用步骤三得到的信道估计值ＣＥｍ补偿窗口对应时刻ｍ时刻的专用物理数据信道符号，各个多径补偿后的结果输出给最大比合并模块。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于宽带码分多址通信系统的信道估计方法
本专利技术涉及无线通信系统的信道估计方法，特别是涉及一种宽带码分多址(WCDMA，Wide CDMA)通信系统的信道估计方法。
技术介绍
随着移动通信的迅猛发展，人们对移动通信的质量及其提供的业务类型要求也越来越高，第三代移动通信的提出及发展正是符合了人们的这种需求，因此备受瞩目。宽带码分多址(WCDMA，Wide CDMA)是第三代移动通信系统标准化组织(3rd Generation PartnershipProject，3GPP)提出的无线传输技术(Radio TransmissionTechnology，RTT)方案，它不但能提供高质量的话音服务，而且能够提供与固定网络类似的多媒体业务。如图1所示，在WCDMA系统中，为了提高上行链路质量，在上行专用物理控制信道(Dedicated Physical Control Channel，DPCCH)中加入了部分导频符号，用于信道估计以进行相干检测。导频符号的发射是不连续的，根据不同的时隙格式，每个时隙内的导频符号数介于3到8个之间，因此，采用何种方法来精确估计时隙内导频符号段和数据符号段对应的信道特性，对提高接收机在高速移动环境下的接收性能显得极其重要。目前较为常用的信道估计方法主要有以下几种：单时隙平均的信道估计方法、基于简化卡尔曼跟踪滤波的信道估计方法、多时隙加权平均的信道估计方法(Weighted Multi-Slot Averaging，WMSA)和迭代信道估计法(Iterative Channel Estimation，ICE)。-->单时隙平均的信道估计方法由于导频符号较少，无法有效滤除噪声的影响，因此不论是在低速还是高速移动环境下性能都较差。基于简化卡尔曼跟踪滤波的信道估计方法是前者的改进，在低速移动环境下性能有所改善，但在高速移动环境下性能仍然很差。多时隙加权平均的信道估计方法(WMSA，Weighted Multi-SlotAveraging)的估计过程如下：1)利用单时隙平均的信道估计方法得到各时隙的信道估计值；2)将多个时隙的估计值加权组合，得到当前时隙的信道估计值。由于在多个时隙间进行加权平均，有效滤除了噪声的影响，因而在信号慢衰落的情况下，该方法能得到良好的信道估计性能，但随着信道的恶化，如移动速度加快，由于估计值不能很好地反映时隙内不同时段的信道特性，因而性能变差。迭代信道估计(ICE)方法在目前也有着较为普遍的应用，相应的专利有公开号为1384627的《一种用于宽带码分多址系统的信道估计方法》，其思路是：先通过多时隙加权平均(WMSA)得到各径当前时隙的信道估计值并对专用物理控制信道(DPCCH，Dedicated PhysicalControl Channel)进行补偿、合并，对合并后的结果进行硬判决，取出判决后的数据段符号作为虚拟导频并反馈回去对数据段符号重新进行信道估计，为提高精度，该过程可迭代多次。因为它以多时隙加权平均(WMSA)方法为基础，对数据段的信道估计、补偿仍然仅仅用到导频部分的信息，随着信道的恶化，多时隙加权平均(WMSA)方法的性能变差，合并后硬判决的误判率增加，这必将导致该方法的性能下降。
技术实现思路
本专利技术的目的就是克服现有技术存在的在信道恶化的情况下信道估计值无法反映信道特性，从而导致的误判率增加、性能变差的缺-->点，以期提出一种有效提高在移动通信环境尤其是高速移动通信环境下的信道估计准确性，从而保证高性能的信道估计方法。为实现上述目的，本专利技术提出一种用于宽带码分多址系统的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：对输入RAKE接收机的宽带扩频信号进行解扰解扩；第二步：根据已知的时隙格式从专用物理控制信道(DPCCH，Dedicated Physical Control Channel)的当前和未来一个时隙(以下简称“下一时隙”)内取出导频符号；对提取出的导频符号，每个导频符号与已知导频符号进行解相关运算，得到各导频符号的初始信道估计值；对每个时隙内所有导频符号的初始信道估计值进行算术平均，得到各时隙的初始信道估计值；第三步：对于导频部分，采用一个移动窗口，设窗口长度为L，窗口覆盖当前时隙中的当前导频符号的信道估计值以及历史L-1个符号的信道估计值，其中历史符号的信道估计值中既包括用理想导频解相关得到的导频符号的信道估计值，也包括非导频符号的信道估计值(求非导频符号的信道估计值的方法见步骤五)。窗口中的平均值为窗口中间位置对应时刻或者某个合适的时刻的信道估计值，该值也是信道估计模块最终输出并用来补偿DPDCH(Dedicated PhysicalData Channel)数据的信道估计值。这里的某个合适的时刻是指窗口中间偏向当前时刻的某个位置，主要是移动速度较慢时会设置一个较大的L值，这样会需要更多的数据存储器，为兼顾硬件资源，可以这种考虑一个合适时刻。这里和现有技术最大的不同的就是窗口中既包含了导频信息也包含非导频信息。有效地提高了信道估计的性能。对于非导频符号，首先用前一个窗口的结果和下一时隙的信道估计值的平均值作为当前符号的信道估计值，对当前符号进行补偿，然后对所-->有多径当前符号补偿后的值做最大比合并(MRC，Maximal RatioCombining)，对合并后的结果再做硬判决，这样就得到当前非导频符号的虚拟的理想非导频(所谓虚拟是指本来我们并不预先知道，但我们根据其它已知信息，可信度较大地估计出它的发射端发送时的值)。用该虚拟值对当前接收非导频符号做解相关运算就得到当前非导频符号的信道估计值。最后用步骤四相同的方法，求出当前窗口中间位置对应时刻或者某个合适时刻位置的信道估计值。在这里，同样和现有技术有重要的不同，本方法不仅用上了未来时隙、当前时隙甚至历史时隙的导频部分信息，还用到了当前窗口中包含的已经估计出来的非导频部分的信息，进一步有效地提高了信道估计的性能。第四步：用窗口输出的信道估计值对窗口中间位置时刻或者某个合适时刻的DPDCH(Dedicated Physical Data Channel)做补偿运算，补偿后的数据按照最大比合并的算法合并所有多径，得到的结果送给译码模块。本专利技术所述的信道估计方法，与现有技术相比，多次充分利用了已经估计出来了的非导频的信息，在有限的移动窗口中充分地利用了所有可以利用的信息，有效地、明显地提高了信道估计模块的性能。采用专利技术阐述的信道估计方法，可以比现有技术更精确地得到一个时隙内每个符号位置的信道估计值，能在信道衰落慢和快时都能反映出一个时隙内不同时刻的信道特性变化情况，因而能够大大提高通信系统的接收性能。仿真结果表明，不管在移动速度慢还是快的时候，本专利技术阐述的信道估计方法的性能都要比现有技术的信道估计性能有明显的提高。附图说明-->图1是WCDMA系统上行专用物理信道(DPCH，Dedicated PhysicalChannel)的帧结构；图2是现有的多时隙加权平均信道估计方法示意图。图3是本专利技术所述信道估计方法实施框图。图4是本专利技术所述信道估计方法流程图。图5是本专利技术所述信道估计方法中迭代算法流程图。图6是本专利技术所述信道估计方法中移动窗口算数平均方法示意图。图7是本专利技术所述信道估本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1、一种用于宽带码分多址系统的信道估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对输入RAKE接收机的宽带扩频信号进行解扰解扩，再用扩频码对其解扩，分别得到专用物理控制信道和专用物理数据信道；步骤二：计算初始信道估计值：根据已知的时隙格式从专用物理控制信道的当前和下一时隙内取出导频符号；对提取出的导频符号，每个导频符号与已知导频符号进行解相关运算，得到各导频符号的初始信道估计值；对每个时隙内所有导频符号的初始信道估计值进行算术平均，得到各时隙的初始信道估计值；步骤三：对于连续的经过解相关运算的专用物理控制信道符号串，逐个逐个符号地移动窗口，用算数平均的算法求出窗口对应时刻的信道估计值Cem；步骤四：用步骤三得到的信道估计值CEm补偿窗口对应时刻m时刻的专用物理数据信道符号，各个多径补偿后的结果输出给最大比合并模块。2、根据权利要求1所述的用于宽带码分多址系统的信道估计方法，其特征在于，所述步骤三进一步包括以下步骤：对于解扰解扩后的当前时隙和下一时隙的所有符号中，从当前时隙第一个符号S1开始，到当前时隙最后一个符号SN为止，一个符号一个符号地进入下述流程，前一个符号完成整个流程后再输入下一个符号；(1)根据已知时隙格式(Slot Format)判别当前符号Sn是否为当前时隙中的第一个非导频符号，如果是步进到步骤(5)，如果否步进到步骤(2)；(2)根据已知时隙格式判别当前符号Sn是否为导频符号，如果是步进到步骤(4)，如果否步进到步骤(6)；(3)根据已知时隙格式生成导频序列；(4)将接收到的符号与已知符号做解相关运算，其中已知符号为步骤(3)根据已知时隙格式本地产生的导频符号序列中对应当前位置的符号；(5)获取下一时隙的所有导频符号，再用根据已知时隙格式得到已知导频序列，对下一时隙的导频符号一一做解相关运算，然后将解相关...

【专利技术属性】
技术研发人员：万里龙，丁杰伟，任震，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：