CN1157885C - 码分多址通信系统及其中所用信道估计方法 - Google Patents

Abstract

一个公共导频信道用的反扩展单元使用所接收数字信号和反扩展码产生公共导频数据，而一个独立信道用的反扩展单元使用所接受的数字信号和反扩展码产生独立信道数据。功率计算单元把公共导频信道用的反扩展单元和独立信道用的反扩展单元的各个输出数据项转换为功率值，再由比较器确定其中较大的一个。选择器单元选择具有这些反扩展单元的输出数据项的较大功率值。信道估计单元使用由选择器单元所选择的数据项的数据符号来估计信道。

Description

码分多址通信系统及其中所用信道估计方法

技术领域

本发明涉及CDMA(码分多址)通信系统以其中所用信道估计方法，特别涉及一种CDMA通信系统中的信道估计方法。

背景技术

本申请要求2000年5月17日递交之日本专利申请第2000-144235号的优先权，该专利被包含于此作为参考文献。

近来，抗干扰的CDMA通信系统作为移动通信系统中用的通信系统而引起全世界的注意。通过CDMA通信系统，用扩展码所扩展要被发送的用户信号，并在发送端发送它，而且在接收端接收时，通过采用相同的扩展码进行反扩展，以恢复原始用户信号。

下面将参照图2说明上述CDMA通信系统中的接收方法。基站20扩展用户信号，并且复用所扩展的信号以及本地信号，形成调制的RF(射频)信号，再从天线21发送它。

从基站20发送的无线电波信号通过一个传播路径并到达移动台10。该无线电波特别通过其天线11进入移动台10，然后在RF单元12的混频器中恢复成基带信号。该基带信号被ADC(模数转换器)14转换为数字信号，然后通过数字基带处理单元15的数字基带处理电路16恢复为用户信号。

但是，在这种情况下，由于从基站20发送的无线电波在通过传播路径时被诸如建筑物等反射到达移动台10，在移动台10，该无线电波具有与它被从基站20发送时不同的相位改变，从而它不能被原样恢复为其原始用户信号。为了恢复该形状改变的变化，进行信道估计，以便恢复原始用户信号。

如图3中所示，数字基带信号处理单元15包括含有混频器17a和反扩展器17b的反扩展单元17以及信道估计单元18，在这种结构中，输入到基带信号处理单元15的数字信号被反扩展器17b转换成基站20发送的符号数据，并进入信道估计单元18，其中测量并删除由传播路径所给出的干扰，从而恢复原始用户信号。

下文将描述该信道估计方法。从基站20发送到移动台10的数据包括作为用户数据的独立信道的数据，例如语音和公共导频信道的数据，其符号是众所周知的。

独立信道对不同用户有不同的数据，而公共导频信道把相同的信息发送到所有用户。信道估计是指运用从基站20发送的已知数据测量由建筑物等所造成的数据的相位改变，从而恢复用户数据。

现在，用于独立信道和公共导频信道的时隙格式如图10中所示。基站20发送每个射频帧(10毫秒)的数据，其中包括15个时隙(时隙1-15)，如图10中所示。

另外，同时发射公共导频信道和独立信道，其中公共导频信道在一个时隙中具有10个数据项(A)，这是众所周知的。独立信道在比如一个时隙中具有20的数据项，其中的16个数据项是数据符号，例如语音，而且其中4个数据项是导频符号。这4个导频符号随不同的时隙而不同，它们的导频符号图案是已知的。

参照图5，述及采用独立信道的信道估计。当移动台10接收一个独立信道时，其导频符号被用于估计一个信道，因为仅仅导频符号是每个独立信道所已知的。

但是，由于一个时隙中仅给出4个导频符号，因此必须把相关数据之前和之后的导频符号用于推知在一个独立信道中的数据信号改变。为了通过如此使用在前和在后的导频符号估计导频符号，必须使用导频符号插值一个时隙中的相位改变，因此使该处理复杂化。

下面将参照图6描述使用公共导频信道来进行信道估计的方法。由于公共导频符号的数据项是公知的，因此通过把该数据与已知的公共导频图案相比较，一个移动台可以得知它所接收的公共导频信道的数据项位改变，这种改变是因建筑物等的影响所造成的。

另外，由于公共导频信道的符号数据项是公知的，因此可以测量独立信道的每个数据符号中的相位改变，而无需在一个时隙中插值，从而简化这种处理。

下文将参照图7描述基站20所发送的公共导频信道和独立信道的发射功率。公共导频信道被提供用于把公共信道发送到每个用户，并且当移动台10相对于基站20的相对距离增加时，其发射功率逐步下降，而独立信道被提供用于把不同信道发送到不同用户，从而基站20控制该发射功率，无论移动台10相对于基站20的位置如何，使得该信息可以被以相同的接收功率电平而接收。

在图7中，如果移动台10例如从小区C的位置A移至位置B，由于向位置B移动时，移动台是远离基站20，因此用于发射到移动台10的功率逐步下降。但是，即使移动台10从位置A移动到位置B，可以在独立信道的接收中保持相同的发射功率。

上述现有技术的信道估计方法有一个问题，即在通过使用公共导频信道数据进行信道估计过程中，接收质量随着基站20与移动台10之间的各自不同距离而不同。

另外，当使用独立信道数据估计一个信道时，尽管接收质量被保持在恒定电平，而与基站20和移动台10之间的各自距离无关，需要用一个导频符号来插值一个时隙中的相位改变，从而使该方法复杂化。

进而，如图8所示，当使用混频器31和32、公共导频信道用的反扩展单元33、独立信道用的反扩展单元34、公共信道用的信道估计单元35及独立信道用的信道估计单元36对一个信道估计公共导频信道和独立信道估计时，必须使独立信道估计结果在一个信道估计平均单元38求平均，从而恢复用户数据，因而使方法复杂化，还增加电流消耗。图8中的参考标号表示一个功率计算单元。

发明内容

如上文中所示，本发明的目的是提供一种CDMA通信系统及其中所用信道估计的方法，可以解决上述问题，从而不管位置如何，至少获得相同的接收特性，并减小电流消耗。

本发明的第一方面提供一种码分多址通信系统，其中基站向移动台发射数据，在所述数据中，对作为独立用户数据的独立信道以及所有符号是已知的公共导频信道混频，使得该移动台至少可以使用独立信道和公共导频信道中的一个来实行信道估计，以恢复从基站发送的数据中的相位改变；其中，所述移动台包括：选择装置，用于在所述移动台靠近所述基站时，选择具有较大功率值的所述公共导频信道的数据，如果所述移动台远离所述基站，则选择具有较大功率值的所述独立信道的数据；信道估计装置，用于在所述选择装置已选择了所述公共导频信道的所述数据时，使用所述公共导频信道的所述数据执行所述信道估计，如果所述选择装置已选择了所述独立信道的所述数据，则使用所述独立信道的所述数据中包括的导频符号执行所述信道估计。

在上述第一方面中，一种优选的方式是，其中进一步包括一个装置，用于比较公共导频信道和独立信道的后-反扩展数据项的各个功率值，使公共导频信道和独立信道的后-反扩展数据项中的任何具有较大功率值的一个被用于执行信道估计。

再有另一种优选方式是，其中进一步包括：

用于使用一个所接收信号和一个公共导频信道用的反扩展码产生公共导频数据的装置；

用于使用该所接收信号和一个独立信道用的反扩展码产生独立信道数据的装置；以及

用于把公共导频数据和独立信道数据转换为各个功率值的装置，

其中，如此转换的功率值被相互比较，从而确定具有其中一个较大功率值的数据。

具体地说，上述第一方面的CDMA通信系统包括：一个公共导频信道用的反扩展单元，用于使用公共导频信道用的反扩展码和一个信号来产生公共导频数据的公共导频信道用的反扩展单元，在所述信号中导频信道数据与独立信道数据以一个数字信号的比率输入到该数字基带处理单元，即在基站扩展的信号的比率(码片率)，用于利用数字信号和一个独立信道用的反扩展码产生独立信道数据的一个独立信道用的反扩展单元，用于计算这些反扩展单元的输出数据的功率值的一个功率计算单元，用于通过比较确定较大的一个所获得的功率值的比较器，用于选择由该比较所确定的较大功率的公共导频数据和独立信道数据中的一个的选择器，以及用于使用由该选择器单元所选择的数据的数据符号估计一个信道的一个信道估计单元。

本发明的第二方面提供一种用于码分多址通信系统的信道估计方法，其中一个基站通过该方法向移动台发送数据，在所述数据中，对作为独立用户数据的独立信道以及所有符号是已知的公共导频信道混频，使所述移动台至少可以使用独立信道和公共导频信道中的一个来执行信道估计，以恢复在从基站发送的数据中的相位改变，该方法包括步骤：当所述移动台接近所述基站时，所述移动台选择所述公共导频信道的数据，如果所述移动台远离所述基站，则选择所述独立信道的数据；和在已选择了所述公共导频信道的所述数据时，使用所述公共导频信道的所述数据执行所述信道估计，如果已选择了所述独立信道的所述数据，则使用所述独立信道的所述数据中包括的导频符号执行所述信道估计。

在上述第二方面中，一种优选的方式是，其中公共导频信道和独立信道的后-反扩展数据项的各个功率值被相互比较，使公共导频信道和独立信道的后-反扩展数据项中的任何具有较大功率值的一个可以被用于实行信道估计。

另一种优选的方式是，其中包括如下步骤：

使用所接收信号和公共导频信道用的反扩展码产生公共导频数据；

使用所接收信号和独立信道用的反扩展码产生独立信道数据；

把公共导频数据和独立信道数据转换为各个功率值；以及

把如此转换的功率值相互比较，从而确定公共导频数据与独立信道数据之间哪一个具有较大的功率值。

采用上述结构，一个移动台在它接近基站时，使用公共导频信道估计信道，而如果它远离基站，则在估计中使用独立信道的数据的导频符号，从而无论它在何位置都可以获得至少相同的接收特性。并且，由于它不需要平均公共导频信道与独立信道的估计结果，因此电流消耗得到减小。

附图说明

从下文结合附图的描述中，本发明的上述和其它目的、优点和特点将变得更加清楚，其中：

图1为表示本发明一个实施例CDMA通信系统的数字基带处理单元结构的方框图；

图2为表示现有CDMA通信系统结构的方框图；

图3为表示图2的现有CDMA通信系统的数字基带处理单元结构的方框图；

图4为表示用于公共导频信道的数据以及用于独立信道的数据的各个时隙格式的示意图；

图5为表示使用独立信道数据的导频符号的信道估计方法示意图；

图6为表示使用公共导频符号的信道估计方法的示意图；

图7为表示由基站所发射的公共导频信道和独立信道的功率的示意图；以及

图8为表示现有CDMA通信系统的数字基带处理单元的另一个结构的方框图。

具体实施方式

下面参照附图用优选实施例进一步详细描述执行本发明的最佳方式。

实施例

图1中，本发明实施例CDMA通信系统的数字基带处理单元包括：混频器1和2、公共导频信道用的反扩展单元3、独立信道用的反扩展单元4、功率计算单元5和6、比较器7、选择器单元8以及信道估计单元9。

输入到数字基带处理单元30的数字信号包括这样的数据，其中公共导频信道的数据以及独立信道的数据被以在该基站(未示出)进行扩展的信号率(码片率)而混频。

公共导频信道用的反扩展单元3使用具有接收码片率的数字信号和由混频器1所添加的公共导频信道用的反扩展码产生并输出公共导频数据。独立信道用的反扩展单元4使用具有所接收码片率的数字信号和独立信道用的反扩展码产生并输出独立信道数据。

功率计算单元5把公共导频信道用的反扩展单元3的输出数据转换为功率值，而功率计算单元6把独立信道用的反扩展单元4的输出数据转换为功率值。比较器7确定由功率计算单元5和6转换的功率值中较大的一个。

选择器单元8根据来自比较器7的比较结果选择并输出公共导频信道用的反扩展单元3和独立信道用的反扩展单元4的两个输出数据项的具有较大功率值的一个数据项。信道估计单元9使用由选择器单元8选择的数据项的数据符号估计一个信道。这里，信道估计单元9按照类似于现有技术中所述的方式估计信道。

通过如此比较后-反扩展的公共导频信道数据和独立导频数据的功率值，从而在信道估计中使用具有较大功率值的一个信道，无需同时使用公共导频信道和独立信道，从而简化处理，并可防止接收质量的下降。相应地，可以简化处理并且减小电流消耗，而不降低接收质量。

采用本发明，公共导频信道被用于把公共信息发送到所有用户，从而当移动台远离基站(未示出)时，发送功率逐步降低，因此独立信道被用于把不同信息发送到不同用户，从而基站控制发射功率，使得无论移动台(未示出)位于何处都可以接收相同的功率电平。

因此，当移动台接近基站时，移动台可以在信道估计中使用公共导频信道，如果它远离基站，则使用独立信道的导频符号来估计信道，从而无论它位于何处至少获得相同的接收特性，因此消除了平均公共导频信道和独立信道的信道估计结果的需要，从而降低了电流消耗。

显然，本发明不限于上述实施例，而是可以改变和变化，而不脱离本发明的范围和精神。

Claims (6)

1.一种码分多址通信系统，其中基站向移动台发射数据，在所述数据中，对作为独立用户数据的独立信道以及所有符号是已知的公共导频信道混频，使得该移动台至少可以使用独立信道和公共导频信道中的一个来实行信道估计，以恢复从基站发送的数据中的相位改变；

其中，所述移动台包括：

选择装置，用于在所述移动台靠近所述基站时，选择具有较大功率值的所述公共导频信道的数据，如果所述移动台远离所述基站，则选择具有较大功率值的所述独立信道的数据；和

信道估计装置，用于在所述选择装置已选择了所述公共导频信道的所述数据时，使用所述公共导频信道的所述数据执行所述信道估计，如果所述选择装置已选择了所述独立信道的所述数据，则使用所述独立信道的所述数据中包括的导频符号执行所述信道估计。

2.根据权利要求1所述的码分多址通信系统，其中所述选择装置包括功率比较器，用于比较所述公共导频信道和所述独立信道的后-反扩展数据项的各个功率值；

信道选择器，用于根据来自所述功率比较器的比较结果，选择所述公共导频信道和所述独立信道的功率值中具有较大功率值的所述后-反扩展数据；

由此使所述信道估计装置利用所述信道选择器选择的所述后-反扩展数据来执行所述信道估计。

3.根据权利要求2所述的码分多址通信系统，其中，还包括：

公共导频数据产生装置，用于使用一个所接收信号和一个公共导频信道用的反扩展码产生公共导频数据；

独立信道数据产生装置，用于使用所述所接收信号和一个独立信道用的反扩展码产生独立信道数据；以及

数据功率值转换装置，用于把所述公共导频数据和所述独立信道数据转换为各个功率值，

由此，所述功率比较器比较所述公共导频信道和所述独立信道的经转换的相应的功率值。

4.一种用于码分多址通信系统的信道估计方法，其中一个基站通过该方法向移动台发送数据，在所述数据中，对作为独立用户数据的独立信道以及所有符号是已知的公共导频信道混频，使所述移动台至少可以使用独立信道和公共导频信道中的一个来执行信道估计，以恢复在从基站发送的数据中的相位改变，所述方法包括步骤：

当所述移动台接近所述基站时，所述移动台选择所述公共导频信道的数据，如果所述移动台远离所述基站，则选择所述独立信道的数据；和

在已选择了所述公共导频信道的所述数据时，使用所述公共导频信道的所述数据执行所述信道估计，如果已选择了所述独立信道的所述数据，则使用所述独立信道的所述数据中包括的导频符号执行所述信道估计。

5.根据权利要求4所述的信道估计方法，其中进一步包括步骤：所述公共导频信道和所述独立信道的后-反扩展数据项的各个功率值被相互比较，使所述公共导频信道和所述独立信道的所述后-反扩展数据项中的任何具有较大功率值的一个可以被用于执行所述信道估计。

6.根据权利要求5所述的信道估计方法，包括如下步骤：

使用所接收信号和公共导频信道用的反扩展码产生公共导频数据；

使用所述所接收信号和独立信道用的反扩展码产生独立信道数据；

把所述公共导频数据和所述独立信道数据转换为各个功率值；以及

把如此转换的所述功率值相互比较，从而确定所述公共导频数据与所述独立信道数据之间哪一个具有较大的功率值。

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