CN104702539B - 一种cdma2000反向接入信道的均衡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CDMA2000反向接入信道的均衡方法，涉及无线通信技术领域，该方法包括：对移动台发送的最后一个反向接入信道前缀帧进行信道估计，求出最后一个反向接入信道前缀帧的信道系统参数；根据最后一个反向接入信道前缀帧的信道系统参数，拟合出反向接入信道数据帧的信道系统参数，采用拟合出的反向接入信道数据帧的信道系统参数对反向接入信道数据帧进行信道均衡。本发明通过对反向接入信道数据帧进行信道均衡，能够有效提高基站解码的正确率。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体是涉及一种CDMA2000反向接入信道的均衡方法。
背景技术
在CMDA(Code Division Multiple Access，码分多址)系统中，移动台使用反向接入信道来发起同基站的通信以及响应基站发来的寻呼信道消息，反向接入信道传输的是一个经过编码、交织以及调制的扩频信号，反向接入信道由其公用长码掩码唯一识别。
移动台在反向接入信道上发送信息的速率固定为4800b/s。反向接入信道数据帧长度为20ms，仅当系统时间为20ms的整数倍时，反向接入信道数据帧才可能开始发送。一个寻呼信道最多可对应32 个反向接入信道，标号从0至3l。对于每个寻呼信道，至少应有—个反向接入信道与之对应.每个反向接入信道都应与一个寻呼信道相关连。
反向接入信道数据帧由88个信息比特和8个编码尾比特构成，没有CRC(CyclicRedundancy Check，循环冗余校验码)校验比特，反向接入信道数据帧的数据速率固定在4800b/s。为了增加反向接入信道的可靠性，每个经卷积编码出来的码符号是被重复一次再进行发射的。为了帮助基站捕获移动台的反向接入信道消息，在移动台刚进入反向接入信道时，移动台首先发送一个反向接入信道前缀，反向接入信道前缀帧由96个全零组成，也是以4800b/s的速率发射，移动台发送完最后一个反向接入信道前缀帧后，紧接着发送反向接入信道数据帧。目前只是通过反向接入信道前缀帧对反向接入信道数据帧进行信道同步，并未对反向接入信道数据帧进行信道均衡，因此影响基站解码的正确性。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种 CDMA2000反向接入信道的均衡方法，通过反向接入信道数据帧的信道系统参数对反向接入信道数据帧进行信道均衡，能够有效提高基站解码的正确率。
本发明提供一种CDMA2000反向接入信道的均衡方法，包括以下步骤：
A、对移动台发送的反向接入信道最后一个前缀帧进行信道估计，求出反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数；
B、根据反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数，拟合出反向接入信道系统参数；
C、根据反向接入信道系统参数求出反向接入信道数据帧的信道系统参数，采用反向接入信道数据帧的信道系统参数对反向接入信道数据帧进行信道均衡。
在上述技术方案的基础上，步骤A具体包括以下步骤：
设移动台发送端在t时间内发送数据时，反向接入信道系统参数为H(t)；在频偏为主要信道干扰因素的情况下，
H(t)＝Ih(t)+jQh(t) (1)
Ih(t)＝cos(wt+φ0) (2)
Qh(t)＝sin(wt+φ0)； (3)
其中Ih(t)为反向接入信道系统参数H(t)的I路信号，Qh(t)为反向接入信道系统参数H(t)的Q路信号，j为复数符号，w为频偏角频率，φ0为初始相位；
移动台发送端发送的反向接入信道前缀帧数据经过信道干扰后传送到基站，并经过解正交扩频、解长扰码后为I(t)+jQ(t),其中I(t) 为反向接入信道前缀帧数据的I路信号，Q(t)为反向接入信道前缀帧数据的Q路信号；设反向接入信道前缀帧的系统参数为Hp(t)，由于反向接入信道前缀帧加扰 前的数据为1+j，因此：
(1+j)Hp(t)＝I(t)+jQ(t)
Hp(t)＝I(t)+Q(t)+j(Q(t)-I(t))＝Ip(t)+jQp(t)
Ip(t)＝I(t)+Q(t) (4)
Qp(t)＝Q(t)-I(t) (5)
其中Ip(t)为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的I路信号，Qp(t) 为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的Q路信号；根据Ip(t)和Qp(t) 求出反向接入信道前缀帧的信道系统参数Hp(t)。
在上述技术方案的基础上，步骤B具体包括以下步骤：
B1、用一倍采样的24576个码片的反向接入信道最后一个前缀帧数据求出反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数，包括以下步骤：
将公式(4)写为：
Ip(nTs)＝I(nTs)+Q(nTs) (6)
将公式(5)写为：
Qp(nTs)＝Q(nTs)-I(nTs) (7)
根据公式(6)将公式(2)写为：
cos(wnTs+φ0)＝Ip(nTs)＝I(nTs)+Q(nTs) (8)
根据公式(7)将公式(3)写为：
sin(wnTs+φ0)＝Qp(nTs)＝Q(nTs)-I(nTs) (9)
其中n为码片的序列号，此时n＝0,1,...,24575，Ts为码片周期； I(nTs)为反向接入信道前缀帧数据的I路信号采样值，Q(nTs)为反向接入信道前缀帧数据的Q路信号采样值；Ip(nTs)为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的I路信号采样值，Qp(nTs)为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的Q路信号采样值；
B2、用反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数拟合反向接入信道系统参数H(t)，拟合过程如下：
根据以下公式计算反向接入信道前缀帧系统参数每个码片的相位值θn：
由公式(8)和(9)计算：
tan(θn)＝sin(wnTs+φ0)/cos(wnTs+φ0)
＝tan(wnTs+φ0)
＝Q(nTs)-I(nTs)/I(nTs)+Q(nTs)
θn＝arctan(Q(nTs)-I(nTs)/I(nTs)+Q(nTs))
θn＝wnTs+φ0，当n＝0时，φ0＝θ0；
根据θn计算反向接入信道前缀帧系统参数相连两个码片的相位差Δθn：
Δθn＝θn-θn-1＝wnTs+φ0-(w(n-1)Ts+φ0)＝wTs；
根据Δθn计算反向接入信道前缀帧系统参数相连两个码片相位差的平均值和频偏角频率w：
根据和w计算Ih(t)和Qh(t)：
将Ih(t)和Qh(t)代入公式(1)中，求得反向接入信道系统参数 H(t)：
在上述技术方案的基础上，步骤C具体包括以下步骤：
C1、根据反向接入信道系统参数求出反向接入信道数据帧的信道系统参数，包括以下步骤：
对反向接入信道最后一个前缀帧有：
公式(10)中n＝0,1,...,24575；
对最后一个前缀帧后紧接着的一个数据帧有：(11)
公式(11)中n＝24576,24577,...,49151，Hm(nTs)为最后一个前缀帧后紧接着的一个数据帧的信道系统参数，记作： Hm(nTs)＝Im(nTs)+jQm(nTs)；
C2、采用反向接入信道数据帧的信道系统参数对反向接入信道数据帧进行信道均衡，包括以下步骤：
移动台发送端发送的反向接入信道数据帧加扰 前的数据为 It(t)+jQt(t)，反向接入信道数据帧经过信道干扰后传送到基站，并经过解正交扩频、解长扰码后的数据为I(t)+jQ(t),则有：
(It(t)+jQt(t))H(t)＝I(t)+jQ(t)
对一倍采样的24576个码片的反向接入信道数据帧数据进行信道均衡，则有：
(It(nTs)+jQt(nTs))Hm(nTs)＝I(nTs)+jQ(nTs) (12)
公式(12)中n＝24576,24577,...,49151，I(nTs)为反向接入信道数据帧数据I路信号采样值，Q(nTs)为反向接入信道数据帧数据Q 路信号采样值；将公式(12)化简后可得：
It(nTs)＝I(nTs)Im(nTs)+Q(nTs)Qm(nTs)
Qt(nTs)＝Q(nTs)Im(nTs)-I(nTs)Qm(nTs)
其中It(nTs)，Qt(nTs)即为信道均衡后的数据。
在上述技术方案的基础上，所述Ts＝1/1.2288us。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明通过对移动台发送的反向接入信道最后一个前缀帧进行信道估计，求出反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数，然后根据反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数，拟合出反向接入信道系统参数，并根据反向接入信道系统参数求出反向接入信道数据帧的信道系统参数，最后采用反向接入信道数据帧的信道系统参数对反向接入信道数据帧进行信道均衡，能够有效提高基站解码的正确率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种CDMA2000反向接入信道的均衡方法，包括以下步骤：
A、对移动台发送的反向接入信道最后一个前缀帧进行信道估计，求出反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数，具体包括以下步骤：
设移动台发送端在t时间内发送数据时，反向接入信道系统参数为H(t)；在频偏为主要信道干扰因素的情况下，
H(t)＝Ih(t)+jQh(t) (1)
Ih(t)＝cos(wt+φ0) (2)
Qh(t)＝sin(wt+φ0)； (3)
其中Ih(t)为反向接入信道系统参数H(t)的I路信号，Qh(t)为反向接入信道系统参数H(t)的Q路信号，j为复数符号，w为频偏角频率，φ0为初始相位；
移动台发送端发送的反向接入信道前缀帧数据经过信道干扰后传送到基站，并经过解正交扩频、解长扰码后为I(t)+jQ(t),其中I(t) 为反向接入信道前缀帧数据的I路信号，Q(t)为反向接入信道前缀帧数据的Q路信号；设反向接入信道前缀帧的系统参数为Hp(t)，由于反向接入信道前缀帧加扰 前的数据为1+j，因此：
(1+j)Hp(t)＝I(t)+jQ(t)
Hp(t)＝I(t)+Q(t)+j(Q(t)-I(t))＝Ip(t)+jQp(t)
Ip(t)＝I(t)+Q(t) (4)
Qp(t)＝Q(t)-I(t) (5)
其中Ip(t)为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的I路信号，Qp(t) 为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的Q路信号；根据Ip(t)和Qp(t) 求出反向接入信道前缀帧的信道系统参数Hp(t)。
B、根据反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数，拟合出反向接入信道系统参数，具体包括以下步骤：
B1、用一倍采样的24576个码片的反向接入信道最后一个前缀帧数据求出反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数，包括以下步骤：
将公式(4)写为：
Ip(nTs)＝I(nTs)+Q(nTs) (6)
将公式(5)写为：
Qp(nTs)＝Q(nTs)-I(nTs) (7)
根据公式(6)将公式(2)写为：
cos(wnTs+φ0)＝Ip(nTs)＝I(nTs)+Q(nTs) (8)
根据公式(7)将公式(3)写为：
sin(wnTs+φ0)＝Qp(nTs)＝Q(nTs)-I(nTs) (9)
其中n为码片的序列号，此时n＝0,1,...,24575，Ts为码片周期，本实施例中Ts＝1/1.2288us；I(nTs)为反向接入信道前缀帧数据的I 路信号采样值，Q(nTs)为反向接入信道前缀帧数据的Q路信号采样值；Ip(nTs)为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的I路信号采样值， Qp(nTs)为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的Q路信号采样值。
B2、用反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数拟合反向接入信道系统参数H(t)，拟合过程如下：
根据以下公式计算反向接入信道前缀帧系统参数每个码片的相位值θn：
由公式(8)和(9)计算：
tan(θn)＝sin(wnTs+φ0)/cos(wnTs+φ0)
＝tan(wnTs+φ0)
＝Q(nTs)-I(nTs)/I(nTs)+Q(nTs)
θn＝arctan(Q(nTs)-I(nTs)/I(nTs)+Q(nTs))
θn＝wnTs+φ0，当n＝0时，φ0＝θ0；
根据θn计算反向接入信道前缀帧系统参数相连两个码片的相位差Δθn：
Δθn＝θn-θn-1＝wnTs+φ0-(w(n-1)Ts+φ0)＝wTs；
根据Δθn计算反向接入信道前缀帧系统参数相连两个码片相位差的平均值和频偏角频率w：
根据和w计算Ih(t)和Qh(t)：
将Ih(t)和Qh(t)代入公式(1)中，求得反向接入信道系统参数 H(t)：
C、根据反向接入信道系统参数求出反向接入信道数据帧的信道系统参数，采用反向接入信道数据帧的信道系统参数对反向接入信道数据帧进行信道均衡，具体包括以下步骤：
C1、根据反向接入信道系统参数求出反向接入信道数据帧的信道系统参数，包括以下步骤：
对反向接入信道最后一个前缀帧有：
公式(10)中n＝0,1,...,24575；
对最后一个前缀帧后紧接着的一个数据帧有：
公式(11)中n＝24576,24577,...,49151，Hm(nTs)为最后一个前缀帧后紧接着的一个数据帧的信道系统参数，记作： Hm(nTs)＝Im(nTs)+jQm(nTs)；
C2、采用反向接入信道数据帧的信道系统参数对反向接入信道数据帧进行信道均衡，包括以下步骤：
移动台发送端发送的反向接入信道数据帧加扰 前的数据为 It(t)+jQt(t)，反向接入信道数据帧经过信道干扰后传送到基站，并经过解正交扩频、解长扰码后的数据为I(t)+jQ(t),则有：
(It(t)+jQt(t))H(t)＝I(t)+jQ(t)
对一倍采样的24576个码片的反向接入信道数据帧数据进行信道均衡，则有：
(It(nTs)+jQt(nTs))Hm(nTs)＝I(nTs)+jQ(nTs) (12)
公式(12)中n＝24576,24577,...,49151，I(nTs)为反向接入信道数据帧数据I路信号采样值，Q(nTs)为反向接入信道数据帧数据Q 路信号采样值；将公式(12)化简后可得：
It(nTs)＝I(nTs)Im(nTs)+Q(nTs)Qm(nTs)
Qt(nTs)＝Q(nTs)Im(nTs)-I(nTs)Qm(nTs)
其中It(nTs)，Qt(nTs)即为信道均衡后的数据。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (2)
1.一种CDMA2000反向接入信道的均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、对移动台发送的反向接入信道最后一个前缀帧进行信道估计，求出反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数；具体包括以下步骤：
设移动台发送端在t时间内发送数据时，反向接入信道系统参数为H(t)；在频偏为主要信道干扰因素的情况下，
H(t)＝Ih(t)+jQh(t) (1)
Ih(t)＝cos(wt+φ0) (2)
Qh(t)＝sin(wt+φ0)； (3)
其中Ih(t)为反向接入信道系统参数H(t)的I路信号，Qh(t)为反向接入信道系统参数H(t)的Q路信号，j为复数符号，w为频偏角频率，φ0为初始相位；
移动台发送端发送的反向接入信道前缀帧数据经过信道干扰后传送到基站，并经过解正交扩频、解长扰码后为I(t)+jQ(t),其中I(t)为反向接入信道前缀帧数据的I路信号，Q(t)为反向接入信道前缀帧数据的Q路信号；设反向接入信道前缀帧的系统参数为Hp(t)，由于反向接入信道前缀帧加扰 前的数据为1+j，因此：
(1+j)Hp(t)＝I(t)+jQ(t)
Hp(t)＝I(t)+Q(t)+j(Q(t)-I(t))＝Ip(t)+jQp(t)
Ip(t)＝I(t)+Q(t) (4)
Qp(t)＝Q(t)-I(t) (5)
其中Ip(t)为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的I路信号，Qp(t) 为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的Q路信号；根据Ip(t)和Qp(t)求出反向接入信道前缀帧的信道系统参数Hp(t)；
B、根据反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数，拟合出反向接入信道系统参数；具体包括以下步骤：
B1、用一倍采样的24576个码片的反向接入信道最后一个前缀帧数据求出反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数，包括以下步骤：
将公式(4)写为：
Ip(nTs)＝I(nTs)+Q(nTs) (6)
将公式(5)写为：
Qp(nTs)＝Q(nTs)-I(nTs) (7)
根据公式(6)将公式(2)写为：
cos(wnTs+φ0)＝Ip(nTs)＝I(nTs)+Q(nTs) (8)
根据公式(7)将公式(3)写为：
sin(wnTs+φ0)＝Qp(nTs)＝Q(nTs)-I(nTs) (9)
其中n为码片的序列号，此时n＝0,1,...,24575，Ts为码片周期；I(nTs)为反向接入信道前缀帧数据的I路信号采样值，Q(nTs)为反向接入信道前缀帧数据的Q路信号采样值；Ip(nTs)为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的I路信号采样值，Qp(nTs)为反向接入信道系统参数H(t)前缀帧的Q路信号采样值；
B2、用反向接入信道最后一个前缀帧的信道系统参数拟合反向接入信道系统参数H(t)，拟合过程如下：
根据以下公式计算反向接入信道前缀帧系统参数每个码片的相位值θn：
由公式(8)和(9)计算：
tan(θn)＝sin(wnTs+φ0)/cos(wnTs+φ0)
＝tan(wnTs+φ0)
＝Q(nTs)-I(nTs)/I(nTs)+Q(nTs)
θn＝arctan(Q(nTs)-I(nTs)/I(nTs)+Q(nTs))
θn＝wnTs+φ0，当n＝0时，φ0＝θ0；
根据θn计算反向接入信道前缀帧系统参数相连两个码片的相位差Δθn：
Δθn＝θn-θn-1＝wnTs+φ0-(w(n-1)Ts+φ0)＝wTs；
根据Δθn计算反向接入信道前缀帧系统参数相连两个码片相位差的平均值和频偏角频率w：
根据和w计算Ih(t)和Qh(t)：
将Ih(t)和Qh(t)代入公式(1)中，求得反向接入信道系统参数H(t)：
C、根据反向接入信道系统参数求出反向接入信道数据帧的信道系统参数，采用反向接入信道数据帧的信道系统参数对反向接入信道数据帧进行信道均衡；具体包括以下步骤：
C1、根据反向接入信道系统参数求出反向接入信道数据帧的信道系统参数，包括以下步骤：
对反向接入信道最后一个前缀帧有：
公式(10)中n＝0,1,...,24575；
对最后一个前缀帧后紧接着的一个数据帧有：(11)
公式(11)中n＝24576,24577,...,49151，Hm(nTs)为最后一个前缀帧后紧接着的一个数据帧的信道系统参数，记作：Hm(nTs)＝Im(nTs)+jQm(nTs)；
C2、采用反向接入信道数据帧的信道系统参数对反向接入信道数据帧进行信道均衡，包括以下步骤：
移动台发送端发送的反向接入信道数据帧加扰 前的数据为It(t)+jQt(t)，反向接入信道数据帧经过信道干扰后传送到基站，并经过解正交扩频、解长扰码后的数据为I(t)+jQ(t),则有：
(It(t)+jQt(t))H(t)＝I(t)+jQ(t)
对一倍采样的24576个码片的反向接入信道数据帧数据进行信道均衡，则有：
(It(nTs)+jQt(nTs))Hm(nTs)＝I(nTs)+jQ(nTs) (12)
公式(12)中n＝24576,24577,...,49151，I(nTs)为反向接入信道数据帧数据I路信号采样值，Q(nTs)为反向接入信道数据帧数据Q路信号采样值；将公式(12)化简后可得：
It(nTs)＝I(nTs)Im(nTs)+Q(nTs)Qm(nTs)
Qt(nTs)＝Q(nTs)Im(nTs)-I(nTs)Qm(nTs)
其中It(nTs)，Qt(nTs)即为信道均衡后的数据。
2.如权利要求1所述的CDMA2000反向接入信道的均衡方法，其特征在于，所述Ts＝1/1.2288us。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104702539A (zh) | 2015-06-10 |
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