CN1197313C - 用于对移动无线信道的信道冲击响应进行估值的方法 - Google Patents

Abstract

揭示了用于对通过使用码分复用程序过程的宽带接入的的无线电话信道的信道冲击响应进行组合地估值的方法和设备。同步信道被提供来用于对每个无线电话接收机进行同步。将多个序列通过所述信道连续地发送到多个移动电话接收机。在这个同步信道上被发送的序列可以被多个移动电话接收机的每个接收机识别。发送的序列具有导引符号，以便于识别同步信道。导引符号在给定的时间帧内对接收机已知的时刻发送。它们在由同步信道执行的搜索和识别过程中通过估值无线移动电话接收机已知的导引符号而被同时估值。任选地，通过预判决而对于接收机已知的符号和序列、与移动电话响应信道有关的移动电话接收机的延时和复数幅度(即幅度与相位)也可被同时估值。

Description

用于对移动无线信道的信道冲击响应进行估值的方法

技术领域

本发明涉及在CDMA系统中用于对移动无线信道的信道冲击响应进行估值的方法，该CDMA系统具有被提供用于每个移动无线接收机的同步的公共同步信道，多个序列通过该公共同步信道被连续地发送到大量移动无线接收机，这些序列对于大量移动无线接收机中的每个接收机是已知的，所发送的这些序列具有用于标识同步信道的导引符号，以及导引符号在时隙内对于接收机是已知的时刻被发送。

背景技术

为了在移动无线系统中得到良好的传输质量，知道移动无线信道的信道冲击响应是特别重要的。这是有可能从通过移动无线信道传输的信号中适当地去除接收机中的失真以便以后进行估值的唯一方法。在这种情形下，在接收机中对移动无线信道的信道冲击响应的了解越精确，对于接收信号执行失真去除和估值处理的效果就越好。

通常，在CDMA移动无线系统(码分多址)中是通过估值延时和随后估值通过该移动无线信道传输的信号的复数幅度(即信号的幅度和相位)而对移动无线信道的信道冲击响应进行估值的。由于移动无线信道随时间变化，因而延时和复数幅度(或幅度和相位)必须由接收机连续地进行估值。这通常是在接收机中通过迭代跟踪信号或通过对信号进行平均而实现的。

在第三代UMTS(通用电信系统)CDMA移动无线系统中，导引符号被使用于这个目的，导引符号在可供移动无线用户使用来接收信号的时隙内在接收机已知的规定的时刻被发送，例如在时隙开始处发送。导引符号在本例中是通过作为下行链路信道的同步信道被发送的。

然而，在移动无线接收机中完成获取同步信道过程之前，信道冲击响应没有被估值。另外，估值信道冲击响应的二步骤处理过程(即，估计延时，然后只估值加权因子)不是最佳的，因为移动无线信道随时间变化，特别是在移动无线接收机以高速度运行的情形下，移动无线信道不断地改变它的特性，从而导致错误的估值结果。T.Ojanpera等的著作“Wideband CDMA for Third Generation MobileCommunication(用于第三代移动通信的宽带CDMA)”，Artech House出版，Boston，1998，的第6.3.3.2节，第171-173页，描述利用公共同步信道来把大量移动无线接收机同步到基站。信道估值处理过程是通过使用在专用信道上或在公共控制信道BCCH上发送的导引符号来实现的。

文件U.S.5,619,524描述用于信道估值的方法，其中导引符号被使用于信道估值和用于时间同步。导引符号在上行链路运行期间通过专用信道从移动台被发送到基站。

文件U.S.5,818,876描述用于信道估值的方法，其中导引符号在通信系统中被用于时间同步和信道估值。

发明内容

所以，本发明的目的在于提供用于估值移动无线信道的信道冲击响应的方法，它避免了上述的缺点。

这个目的是通过以下方法达到的。该方法被用于在CDMA系统中对下行链路移动无线信道中的移动无线信道冲击响应进行估值，该CDMA系统具有被提供用于每个移动无线接收机的同步的公共同步信道，多个序列通过该公共同步信道被连续地发送到大量移动无线接收机，这些序列对于大量移动无线接收机中的每个接收机是已知的，所发送的这些序列具有用于标识同步信道的导引符号，以及导引符号在时隙内对于接收机是已知的时刻被发送，其特征在于，当搜索和识别同步信道时，在序列中对于移动无线接收机是已知的导引符号以及作为以前的判决的结果在接收机中已知的另外的导引符号和序列被估值，以便联合地估值移动无线信道响应的延时和复数幅度。本发明涉及CDMA系统中用于估值移动无线信道的下行链路信道冲击响应(在以下的正文中称为移动无线信道冲击响应)的方法，CDMA系统具有用于为每个移动无线接收机提供同步的公共同步信道，多个序列通过所述公共同步信道被连续地发送给大量移动无线接收机，这些序列对于所述大量移动无线接收机中的每个接收机是事前已知的，发送的这些序列具有用于标识同步信道的导引符号，以及导引符号在时隙内接收机已知的时刻被发送。按照本发明，当搜索和识别同步信道时，对移动无线接收机已知的导引符号进行估值，以及在可能情况下对在接收机中已知的另外的符号和序列进行估值，以便对移动无线信道冲击响应的延时和复数幅度(也就是说，幅度和相位)进行估值。

移动信道冲击响应的这种组合的估值，比起多级顺序估值方法来说，能够有利地大大改进估值过程的结果。

在时隙同步期间搜索和识别同步信道的同时，可以对导引符号以及有可能地对在接收机中由于先前的决定而已知的另外的符号和序列优选地进行被估值。具体地，通过第二同步信道被发送的第二序列被附加地用来对延时和移动无线信道的转移函数的加权因子进行估值。

在方法的一个优选的实施例中，移动无线信道冲击响应在每种情形下在时隙的开始处接收导引符号时被估值。这个实施例有利地在移动无线接收机以低速度(最高约为100km/h)移动时被使用。

对于更高的移动无线接收机速度，移动无线信道冲击响应将改变得如此快速，以使得每个时隙估值它们一次是不够的。所以，在例如对导引符号按每个时隙一次地得到的移动无线信道冲击响应的估值的基础上，优选地通过线性插值或预测，从而使移动无线信道冲击响应在当前的时隙内被估值许多次。这个实施例特别适合于对于高达64kbps的数据速率、以及32的或更大的扩频因子的移动无线信道冲击响应的精确估值。而且，在先前的时隙中的导引符号与在当前的时隙中的导引符号之间发送的数据和监视信息可被缓存起来。

如果数据速率以更高的速度上升，则移动无线信道冲击响应优选地通过根据在当前时隙之前的两个时隙中得到的移动无线信道冲击响应进行预测而被估值。这个实施例的计算量是很大的。

可编程的或自适应地可控制的门限值准则优选地被使用来对以上的方法之一的使用作出判定。

而且，对用于估值移动无线信道冲击响应的样本值的数目作为要达到的估值精度的函数来进行编程，这是因为：如果接收的信号具有高的扩频因子，则不需要考虑用于估值移动无线信道冲击响应的信号的所有的样本值，这样，执行方法的计算复杂性就被减小。

附图说明

在以下结合附图对示例性实施例的说明中可以看到另外的优点和应用任选方案，其中：

图1显示在UMTS移动无线系统中被提供来用于同步的信道的结构，以及

图2显示在UMTS移动无线系统中专用物理信道(DPC)的帧结构。

具体实施方式

图1显示在第三代UMTS移动无线系统中被提供来用于同步的信道的结构。

第一同步信道pSCH(主同步信道)和第二同步信道sSCH(辅助同步信道)分别具有在一个时隙内的第一同步码和第二同步码。总的来说，在一个时隙中发送2560个码片，其中头256个码片被使用于第一和第二同步码。第一同步码c_p(主同步码)总是相同的，它们在第一同步信道中在时隙的开始处被发送。相反，不同的第二同步码c_s ^i，k在第二同步信道中在每个时隙的开始处被发送。在本例中，总共提供17个可能的第二同步码c_s ^i，k。

以下的正文包含当移动无线接收机“登录”在UMTS移动无线系统中时执行的步骤的粗略的说明。

在第一步骤，移动无线接收机试图通过使用第一同步信道pSCH(主同步信道)在移动无线系统中登录，以便实行时隙同步。时隙同步在移动无线系统中被使用于精确时间同步。为此，移动无线接收机具有一个滤波器，它与第一同步信道的同步码相匹配。第一同步码在本例中对于在移动无线系统中的所有的无线小区都是相同的，以使得能简单地实现滤波从而用于从所有的接收的信号中识别或“滤出”同步码。在精确地时间同步到时隙后，可在第二步骤实行帧同步。在UMTS中，在第一和第二同步信道中的帧包括16个时隙。现在根据第二同步信道sSCH(辅助同步信道)来确定无线小区所隶属的代码组(其中根据第一步骤的同步过程，该第二同步信道的位置对于移动无线接收机是已知的)。为了做到这一点，接收的信号与所有的可能的第二同步码c_s ^i，k在根据在第一步骤中的精确的时间同步而已知的第二同步码中的那些位置上进行相关。相关值被使用来导出判决变量，这些变量被使用来确定无线小区的代码组。因此，接收机同时被同步到同步信道的帧结构。

在第三和最后的步骤，确定由被识别的无线小区所使用的精确的第一扩频码(主加扰码)。最大相关值相应于精确的第一扩频码。

图2显示下行链路专用物理信道(下行链路DPC)的帧结构。DPC具有72个帧，每个帧具有16个时隙。每个时隙从导引符号开始，后面跟随TPC符号或TFCI符号，以及数据比特。TPC符号和TFCI符号包含用于接收机的监视信息。每个帧持续10ms，每个时隙持续0.625ms。

三种不同的方法可使用于估值信道冲击响应：

1.通过导引积累进行估值；

2.通过导引积累和预测进行估值、或通过估值当前的或以前的时隙中的导引符号进行内插；以及

3.通过导引积累和预测进行估值、或通过估值在两个以前的时隙中的导引符号进行内插。

估值过程优选地借助于信号处理器而被实行。

在通过导引积累进行估值的情形下，移动无线信道冲击响应被估值并同时接收在一个时隙中的导引符号。由于发送的导引符号对于接收机是已知的，所以移动无线信道冲击响应可以根据接收的导引符号容易地被估值。这个方法特别适用于速度高达约100km/小时的接收机。

第二方法被使用于高达64kbps的数据速率并且以高的速度和不小于32的扩频因子的情况。在这样的情形下，移动无线信道冲击响应非常快速地变化，这样，通过在时隙的开始端使用接收的导引符号来进行移动无线信道冲击响应的估值是很不精确的，即使在时隙的末端也是如此，或者在非常高的接收机速度的情形下，即使在时隙的末端之前也是如此，并且不再与实际的信道特性相匹配。所以，必须跟踪在两个接连的导引符号序列之间的移动无线信道冲击响应的改变。在这种情形下，通过在两个导引信号序列之间进行内插来估值移动无线信道冲击响应，从而可在此基础之上确定在两个接连的导引符号序列之间的数据和监视信息。然而，为了做到这一点，在一个时隙中的数据和监视信息必须被缓存。用于确定移动无线信道冲击响应的公式是：

$h\left(n\right)=h\left(0\right)+\frac{h\left(N_s\right)-h\left(0\right)}{N_s}\·n$

在时间n时的移动无线信道冲击响应h在本例中是通过在时间0和在时隙的末尾处的时间Ns的移动无线信道冲击响应之间的内插而被确定的。时间Ns相应于时隙中的总的符号数。

第三个方法适用于非常高的速度和高的数据速率。在这样的情形下，当前的移动无线信道冲击响应总是不同于通过在时隙的开始端的导引积累而被估值的移动无线信道冲击响应。所以，估值是通过导引积累和在两个以前的时隙中的导引符号的估值的内插而进行的。在这种情形下，用于确定信道冲击响应的公式是：

$h\left(n\right)=h\left(N_s\right)+\frac{h\left(N_s\right)-h\left(0\right)}{N_s}\·n$

在这种情形下，不需要缓存数据和监视时隙中的信息，因为两个以前的时隙的导引符号被使用于插值。

Claims (10)

1.在CDMA系统中用于对下行链路移动无线信道中的移动无线信道冲击响应进行估值的方法，该CDMA系统具有被提供用于每个移动无线接收机的同步的公共同步信道，多个序列通过该公共同步信道被连续地发送到大量移动无线接收机，这些序列对于大量移动无线接收机中的每个接收机是已知的，所发送的这些序列具有用于标识同步信道的导引符号，以及导引符号在时隙内对于接收机是已知的时刻被发送，其特征在于，

当搜索和识别同步信道时，在序列中对于移动无线接收机是已知的导引符号以及作为以前的判决的结果在接收机中已知的另外的导引符号和序列被估值，以便联合地估值移动无线信道冲击响应的延时和复数幅度。

2.权利要求1中要求的方法，其特征在于，在时隙同步期间对同步信道进行搜索和识别的同时，对导引符号进行估值。

3.权利要求1或2中要求的方法，其特征在于，通过第二同步信道发送的第二序列被附加地用于估值移动无线信道冲击响应的延时和复数幅度、即幅度和相位。

4.权利要求1中要求的方法，其特征在于，当在时隙的开始处或在时隙的末尾处、或在时隙的任意其它位置处接收到导引符号或导引符号序列时，在各种情形下估值移动无线信道冲击响应。

5.权利要求1中要求的方法，其特征在于，移动无线信道冲击响应通过预测或内插在以前的时隙中接收的导引符号或导引符号序列以及在当前的时隙中接收的导引符号或导引符号序列而被估值。

6.权利要求5中要求的方法，其特征在于，在以前的时隙中最末尾的导引符号与当前的时隙中第一个导引符号之间发送的数据和监视信息被缓存起来。

7.权利要求1中要求的方法，其特征在于，移动无线信道冲击响应是通过从当前的时隙之前的两个时隙中的导引符号进行的线性或非线性预测而被估值的。

8.权利要求1中要求的方法，其特征在于，用于估值延时和复数幅度、即幅度和相位的样本值的数目作为要达到的估值精度的函数而被编程。

9.权利要求2中要求的方法，其特征在于，用于时隙同步的同步信道是UMTS移动无线标准中的pSCH信道。

10.权利要求3中要求的方法，其特征在于，第二同步信道是UMTS移动无线标准中的sSCH信道。