CN101237431A - 实现td-scdma同频组网下信道估计的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现TD－SCDMA同频组网下信道估计的方法及实现该方法的装置，将接收信号的中导码数据部分的时域信号rm进行傅立叶变换，得到频域信号Rm并存储；同时开出多块存储单元用来存储来自多个同频小区的信号恢复S1S2S3S4；将所述频域信号Rm并行或串行送往多个分支处理单元，分别进行多个同频小区并行或串行的信道估计，直到得到完整的信号恢复S1S2S3S4为止，称为一次迭代；经过多次迭代获得理想的信道估计，一般迭代次数为3～4次。本发明操作相对简单、可以大幅度降低运算工作量。

Description

实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种用于同频TD-SCDMA系统接收机信道估计的方法。本发明还涉及用于实现该方法的估计装置。
背景技术
3GPP的第三代移动通信标准包含FDD、3.84M的TDD和1.28M的TDD三个标准，其中FDD又称WCDMA，1.28M的TDD又称TD-SCDMA。TD-SCDMA作为中国的3G标准，拥有大部分的自主知识产权，尤其是拥有核心知识产权。TD-SCDMA的核心技术主要集中在智能天线、动态信道分配、上下行业务的不对称配置和多用户检测的接收机技术等方面。TD-SCDMA可以同频组网，同时又是码资源受限的通信系统，比干扰受限的WCDMA有着更好的频谱利用率，在当今无线通信频率资源十分昂贵的情况下，具有突出的优势。
同频TD-SCDMA的UE接收机需要进行多小区联合检测的接收技术，这时就需要不仅来自本小区基站的下行信道估计，同时还需要来自同频邻小区基站的下行信道估计，从而进行多个同频小区的联合检测。采用干扰抵消的算法进行TD-SCDMA同频组网下信道估算一般都比较复杂，需要消耗较多的运算资源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的方法，它操作相对简单、可以大幅度降低运算工作量；为此本发明还要提供一种实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的装置。
为解决上述技术问题，本发明的实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的方法包括如下步骤：首先将接收信号的中导码数据部分的时域信号rm进行傅立叶变换，得到频域信号Rm并存储；同时开出多块存储单元用来存储来自多个同频小区的信号恢复S1S2S3S4；将所述频域信号Rm并行或串行送往多个分支处理单元，分别进行多个同频小区的信道估计，直到得到完整的信号恢复S1S2S3S4为止，称为一次迭代；经过多次迭代获得理想的信道估计。
本发明的实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的装置包括：
接收单元，用于接收从TD-SCDMA某下行时隙接到的864个码片长度的接收数据中，抽取出来的128个码片长度的中导码数据部分的时域信号rm；
傅立叶变换单元，对接收的时域信号rm进行傅立叶变换将其转换成频域信号Rm；
存储单元，用于存储频域信号Rm，且并行或串行送往多个分支处理单元；
多个分支处理单元，分别进行多个同频小区的信道估计。
本发明是一种频域迭代部分干扰抵消的信道估计，是在频域上执行的，并可以利用一定的存储单元预存一些信息，使得运算工作量从常规的时域干扰抵消算法需要大约56次128点FFT的复杂度大幅降低到大约29次128点FFT，因此，本发明在不降低任何性能前提下，可以将运算复杂度降低大约48％，从而降低对TD-SCDMA终端对数字信号处理器(DSP)的运算需求和降低功耗电流功耗。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明的实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的装置一实施例原理框图；
图2是图1中第一条分支处理单元的原理框图。
具体实施方式
本发明的实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的装置总体技术构思是：首先将接收信号的中导码(Midamble)数据部分的时域信号rm进行快速傅立叶变换(FFT)，得到频域信号Rm并存储；同时开出四块存储单元用来存储来自四个同频小区的信号恢复S1S2S3S4。从频域信号Rm得到后开始，并行或串行送往多个分支处理单元，分别进行多个同频小区的信道估计，直到得到完整的信号恢复S1S2S3S4为止，称为一次迭代。一般地，经过3～4次迭代就可以获得理想的信道估计。
图1是以四个同频小区的信道估计为例的原理框图。其中接收单元102接收的是从TD-SCDMA某下行时隙接到的864个码片长度的接收数据中，抽取出来的128个码片长度的中导码数据部分的时域信号rm。关于TD-SCDMA的子帧结构、时隙结构以及跟本发明相关的信道训练码一基本中导码的形成和配置这里都不再赘述，详细内容可以参见3GPP的规范[1]。傅立叶变换(FFT)单元104是一个128点的快速傅立叶变换单元，对时域信号rm进行傅立叶变换将其转换成频域信号Rm，并存储到存储单元106中。再将频域信号Rm送往4个分支处理单元，分别进行4个同频小区的信道估计(这里以4个同频小区为例，如果仅仅存在2个或3个同频小区，那么这里的分支处理单元个数就只有2个或3个)，每个分支处理单元的结构一样，区别仅仅在于用于部分干扰抵消的预存数据S1S2S3S4的不同组合和不同的基本中导码。
参见图2，下面以第一条分支处理单元为例，详细说明信道估计的过程：
其中，存储单元212中的Mi和存储单元204中的
Figure A20071003708300081
分别是第一号同频小区信道训练码一基本中导码的FFT变换及其倒数(本分支i对应1)，是预先已经计算好并存储在存储器里，根据3GPP的规范[1]，TD-SCDMA系统共有128个基本中导码，需要预先计算并存储所有128个基本中导码的FFT变换及其倒数。
部分干扰抵消单元108，将傅立叶变换单元104变换后的频域信号Rm中抵消掉除了该分支对应小区外的其它同频干扰：
R ic i = R m - Σ j = 1 , j ≠ i 4 S j , 对应第一条分支时i＝1
部分干扰抵消单元108干扰抵消后的数据Ric 1和信道估计单元108中存储单元204存储的第一号同频小区信道训练码一基本中导码的FFT变换的倒数相乘，得到的数据送往信道估计单元108中傅立叶逆变换单元206进行128点的傅立叶逆变换，得到该分支处理单元对应小区的信道估计h1。
从傅立叶逆变换单元206单元获得的信道估计h1送到降噪单元112进行降噪处理，降噪后的信道估计为h1′。降噪处理的方法很多，作为一个实例，可以按照下面步骤进行：(1)设置外部可控参数α，用来形成降噪门限；(2)对信道估计h1计算128个径功率p1p2…p128；(3)找出最大功率pmax＝max(p1p2…p128)，并形成降噪门限pthreshold＝α·pmax；(4)对满足pk＜pthreshold，k＝1，2，...，128的所有k值子集K，置h1，k＝0，k∈K，得到h1′。
信号部分再恢复单元114中快速傅立叶变换单元210对降噪后的信道估计h1′进行快速傅立叶变换，得到信道估计的频域形式H1′。
将该信道估计的频域形式H1′与信号部分再恢复单元114中存储单元212存储的第一号同频小区信道训练码一基本中导码的FFT变换Mi相乘，得到恢复信号S1′，将恢复信号S1′乘上一个系数β1，这里0≤β1＜1，获得部分恢复信号S1并刷新原来存储部分恢复信号S1的存储单元116内容。
如果是并行干扰抵消处理流程，那么这里所述的四个分支同时进行处理，此时用于干扰抵消的信号恢复S1S2S3S4是同步刷新的；如果采用串行干扰抵消处理流程，此时信号恢复S1S2S3S4是依次刷新的，这里需要注意，每次任一分支的干扰抵消都使用最近刷新后的信号恢复S1S2S3S4。

Claims (7)

1. 一种实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的方法，其特征在于：首先将接收信号的中导码数据部分的时域信号rm进行傅立叶变换，得到频域信号Rm并存储；同时开出多块存储单元用来存储来自多个同频小区的信号恢复S1S2S3S4；将所述频域信号Rm并行或串行送往多个分支处理单元，分别进行多个同频小区的信道估计，直到得到完整的信号恢复S1S2S3S4为止，称为一次迭代；经过多次迭代获得理想的信道估计。
2. 如权利要求1所述的一种实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的方法，其特征在于：所述的存储单元为2、3或4块，用来存储来自2、3或4个同频小区的信号恢复S1S2S3S4，分别启动2、3或4个分支处理单元，进行2、3或4个同频小区的信道估计。
3. 如权利要求1所述的实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的方法，其特征在于：所述的迭代次数为3～4次。
4. 一种实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的装置，其特征在于包括：
接收单元，用于接收从TD-SCDMA某下行时隙接到的864个码片长度的接收数据中，抽取出来的128个码片长度的中导码数据部分的时域信号rm；
傅立叶变换单元，对接收的时域信号rm进行傅立叶变换将其转换成频域信号Rm；
存储单元，用于存储频域信号Rm，且并行或串行送往多个分支处理单元；
多个分支处理单元，分别进行多个同频小区的信道估计。
5. 如权利要求4所述的实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的装置，其特征在于：所述的多个分支处理单元为2、3或4个，每个分支处理单元的结构相同。
6. 如权利要求4所述的实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的装置，其特征在于，所述分支处理单元包括：
部分干扰抵消单元，将频域信号Rm中部分抵消掉除了该分支处理单元对应小区外的其它同频小区的同频干扰；
信道估计单元，部分干扰抵消后的数据Ric 1和信道估计单元的存储单元存储的与所述分支处理单元对应的同频小区信道训练码--基本中导码的FFT变换的倒数相乘，得到的数据送往信道估计单元的傅立叶逆变换单元进行128点的傅立叶逆变换，得到该分支处理单元对应小区的信道估计h1；
降噪单元，对信道估计h1进行降噪处理，降噪后的信道估计为h1′；
信号部分再恢复单元，包括快速傅立叶变换单元和存储单元，信道估计h1′由该快速傅立叶变换单元进行快速傅立叶变换，得到信道估计的频域形式H1′，将该信道估计的频域形式H1′与所述存储单元存储的与所述分支处理单元对应同频小区信道训练码--基本中导码的FFT变换M1相乘，得到恢复信号S1′，将恢复信号S1′乘上一个系数β1，0≤β1＜1，获得部分恢复信号S1并刷新原来存储部分恢复信号S1的存储单元内容。
7. 如权利要求4所述的实现TD-SCDMA同频组网下信道估计的装置，其特征在于，多个分支处理单元并行进行多个同频小区的信道估计时，用于干扰抵消的信号恢复S1S2S3S4同步刷新；多个分支处理单元串行进行多个同频小区的信道估计时，信号恢复S1S2S3S4依次刷新；每次任一分支的干扰抵消都使用最近刷新后的信号恢复S1S2S3S4。
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