CN1126336C - 一种基于插入导频符号的相干信道估计方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于插入导频符号的相干信道估计方法，涉及一种可应用于DS-CDMA移动通信系统中的信道估计方法，本发明提出的方法，其中包括的相干信道估计模块，作为扩频基带接收机中的一个模块，将与扩频基带接收中的多径分离模块、多径合并模块、相干精确跟踪模块、AFC模块等一起综合考虑，进行了算法优化设计，降低了算法复杂度，以实现扩频基带接收机系统性能的整体优化。
Description
本发明涉及一种可应用于DS-CDMA(Direct Spread-Spectrum CDMA)移动通信系统中的信道估计方法，更具体地说，本发明涉及一种可应用于单码及多码传输情况下、基于插入导频符号的相干信道估计的方法。
在CDMA移动通讯系统中，针对插入导频(Time-multiplexed pilot)符号的数据/导频信道的信道估计，通常存在着两类信道估计方法，即：非相干信道估计和相干信道估计。两类方法相比较而言，相干信道估计一般具有更优的性能。
在现有的相干信道估计方法中，几乎所有的算法均未能从系统角度出发，在提出信道估计算法时没有充分考虑到与之关联性很强的相关模块，不利于系统接收性能的整体优化。这是现有信道估计方法存在的主要问题和不足。如文献：M.L.Moher and J.H.Lodge，“TCMP-a modulation and coding strategy forRician fading channel”，IEEE Journal on Selected Areas in Communications，1989，7(9)：1347-1355，其中介绍的内容也是属于上述情况。
本发明的目的在于提出一种基于插入导频符号的相干信道估计方法，具体地说可概括为以下两方面：
1)针对新一代DS-CDMA移动通信系统中的多码和单码传输情况及现有相
干信道估计方法的主要不足，提出相应的相干信道估计方法；
2)所述信道估计方法在保证信道估计精度的前提下，尽量降低复杂程度，
以利于在实际应用中的具体实现。
本发明提出了一种基于插入导频符号的相干信道估计方法，其中相干信道估计模块是作为扩频基带接收机中的一个模块，将其与扩频基带接收中的多径分离模块、多径合并模块、相干精确跟踪模块、AFC(自动频率跟踪)模块等一起综合考虑，以实现扩频基带接收机系统性能的整体优化。
在多码传输情况下，该相干信道估计方法的具体实现过程可归结为以下几个步骤：
首先，经过多径分离模块得到的任一单径信号，通过解扰解扩模块，实现多码传输情况下的多个物理信道的信道分离；
其次，利用包含有插入导频符号的物理信道(数据/导频信道)，通过时分解复用(DMUX)模块，提取其中的导频符号以进行复信道估计，估算得到该径对应的移动信道参数。如：幅度衰落、相移、频移等(频移在接收端可等效于相移)；同时，对不包含插入导频符号的物理信道(数据信道)，通过时分解复用(DMUX)模块，提取其中的数据符号；
之后，利用估算的移动信道参数，对多码传输情况下的各个物理信道中包含的数据符号在参数补偿模块中进行信道参数补偿；
最后，经过信道参数补偿后的各个物理信道的数据符号，经时延处理模块消除时延影响，以作为多径合并模块的输入，用于后续进行的多径合并；与此同时，估算的移动信道参数、信道补偿后的数据/导频信道信号将作为相干精确跟踪模块的输入，参与码片相位的精确跟踪，估算的移动信道参数还将作为AFC模块的输入，参与扩频基带接收机的自动频率跟踪。
在单码传输情况下，该相干信道估计方法的实现步骤与多码传输情况类同，其区别仅仅在于处理的物理信道数目及对象的不同，即：该相干信道估计方法将仅针对含有插入导频符号的一个数据/导频信道来进行。
与现有技术中的相干信道估计算法相比，本发明提出的一种可应用于单码传输和多码传输的任何场合的新型的基于插入导频符号的相干信道估计方法，该方法具有以下优点：
1)本发明从系统的角度出发，在提出信道估计方法时充分考虑与之关联性很强的相关模块，如该相干信道估计模块与多径分离、多径合并、相干精确跟踪模块、AFC模块综合起来考虑，可显著提高扩频基带接收机的整体接收性能，有利于系统接收性能的整体优化。具体而言，该相干信道估计模块作为扩频基带接收机中的一个模块，其估算出的移动信道参数(幅度衰落、相移等)除用于数据符号的信道参数补偿外，还将作为AFC模块的输入参与扩频基带接收机的自动频率跟踪，进一步地，它可和经过信道参数补偿后的数据符号一起参与同步PN码的精确跟踪，实现扩频基带接收机中的相干精确跟踪。
2)本发明可实现数据符号在同一物理信道传输(即：单码传输)和多个物理信道传输(即：多码传输)情况下的信道估计，可适用于数据符号单码传输及多码传输的任何情形，具有很好的适用性和扩展性。
3)基于上述技术方案，该相干信道估计方法在具体实现时，对相干信道估计模块中的复信道估计模块、相干精确跟踪模块、AFC模块、多径分离模块进行了综合考虑，使得在保证信道估计精度的前提下，尽量降低算法复杂度，以利于实际应用中的具体实现。
下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
图1是本发明提出的一种基于插入导频符号的相干信道估计方法在RAKE接收机中应用的方框图。
在图1中，相干信道估计模块100作为Rake接收机的一个模块，它与基带接收中的多径分离模块200、多径合并模块300、相干精确跟踪模块400、AFC(自动频率跟踪)模块500综合起来一并考虑，以构成RAKE接收机并实现其功能。该相干信道估计模块100所示的相干信道估计方法，其具体实现过程可归结如下：
首先，对经过多径分离模块200得到的任一单径信号201(I/Q合路)，通过解扰解扩模块110和111，实现包含有插入导频符号的数据/导频信道112与其他不包含插入导频符号的数据信道113之间的信道分离；
然后，对分离后的含有插入导频符号的数据/导频信道112，通过时分解复用模块114(DMUX)，提取其中包含的导频符号115，导频符号115进入复信道估计模块120，以估算得到该径对应的移动信道参数121，如：幅度衰落、相移、频移等(频移在接收端可等效于相移)；同时，对不包含插入导频符号的数据信道113，通过时分解复用模块114(DMUX)，提取其中的数据符号117；
之后，利用估算的移动信道参数121，通过信道参数补偿模块122对解扰解扩后的该径中包含的所有数据符号116、117(即：数据/导频信道112中的数据符号116、数据信道113中的数据符号117)进行信道参数补偿；
最后，经过信道参数补偿模块122补偿后的各路信号123、124，经时延处理模块130消除时延影响，其输出信号131将作为多径合并模块300的输入，用于后续进行的多径合并；与此同时，估算的移动信道参数121、信道补偿后的数据/导频信道信号123将作为相干精确跟踪模块400的输入，参与码片相位的精确跟踪，估算的移动信道参数121还将作为AFC模块500的输入，参与RAKE接收机的自动频率跟踪。
本发明所述的方法从系统的角度出发，在提出信道估计方法时充分考虑与之关联性很强的相关模块，如该相干信道估计模块与多径分离、多径合并、相干精确跟踪模块、AFC模块综合起来考虑，可以实现RAKE接收机中的相干精确跟踪等；可显著提高Rake接收机的整体接收性能，有利于系统接收性能的整体优化。
Claims (2)
1、一种基于插入导频符号的相干信道估计方法，包括作为扩频基带接收机中一个模块的相干信道估计模块，其特征在于：在多码传输情况下，具体实现过程包括以下步骤：
1)经过多径分离模块得到的任一单径信号，通过解扰解扩模块，实现多码
传输情况下的多个物理信道的信道分离；
2)利用包含有插入导频符号的物理信道，通过时分解复用模块，提取其中
的导频符号以进行复信道估计；同时，对不包含插入导频符号的物理信
道，通过时分解复用模块，提取其中的数据符号；
3)利用估算的移动信道参数，对多码传输情况下的各个物理信道中包含的
数据符号在参数补偿模块中进行信道参数补偿；
4)经过信道参数补偿后的各个物理信道的数据符号，经时延处理模块消除
时延影响，作为多径合并模块的输入，用于后续进行的多径合并；与此
同时，估算的移动信道参数、信道补偿后的数据/导频信道信号将作为相
干精确跟踪模块的输入，参与码片相位的精确跟踪，估算的移动信道参
数还将作为AFC模块的输入，参与扩频基带接收机的自动频率跟踪。
2、一种基于插入导频符号的相干信道估计方法，包括作为扩频基带接收机中一个模块的相干信道估计模块，其特征在于：在单码传输情况下，该相干信道估计方法将仅针对含有插入导频符号的一个数据/导频信道进行，具体实现过程包括以下步骤：
1)经过多径分离模块得到的任一单径信号，通过解扰解扩模块，实现单个
物理信道的信道分离；
2)利用包含有插入导频符号的物理信道，通过时分解复用模块，提取其中
的导频符号以进行复信道估计；同时，对不包含插入导频符号的物理信
道，通过时分解复用模块，提取其中的数据符号；
3)利用估算的移动信道参数，对单个物理信道中包含的数据符号在参数补
偿模块中进行信道参数补偿；
4)经过信道参数补偿后的该物理信道的数据符号，经时延处理模块消除时
延影响，作为多径合并模块的输入，用于后续进行的多径合并；与此同
时，估算的移动信道参数、信道补偿后的数据/导频信道信号将作为相干
精确跟踪模块的输入，参与码片相位的精确跟踪，估算的移动信道参数
还将作为AFC模块的输入，参与扩频基带接收机的自动频率跟踪。
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