CN1250269A - 数字电信站的信道估算装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种信道估算装置,在有干扰和/或热噪声的情况下,能够比迄今可能已有的提供更准确的信道估算。依照本发明所述的信道估算装置,包括:第一估算装置,用于根据接收的训练序列的中心比特组和一个预定训练序列的相应比特的相关,进行时间误差估算;平均装置,把与训练序列比特的第一子组的每一比特相对应的信号,和与训练序列比特的第二子组的相同比特相对应的信号进行平均,第一个和第二个子组比特是预定相同的;第二级估算,把平均过的信号代替包含在接收训练序列中的那些比特,根据如此校正过的接收训练序列中的比特和预定训练序列的对应比特的同一中心组的相互关系,重新进行时间误差估算。

Description

数字电信站的信道估算装置
本发明涉及一种用于诸如GSM移动电话之类的数字电信站的信道估算装置。
在GSM系统中，由基站发送的每个数据脉冲包括一个含有26比特训练序列的“mid-amble”。这些训练序列被移动站用来计算信道抽头，以便解调由GSM基站发出的每个时隙里的数据。根据这种信道估算的质量，解调器重建无差错数据的能力是受到限制的。
实际上，移动站使用每个训练序列来定位包含它的信号脉冲的中心。通过把脉冲的预定为训练序列的那部分，与产生于本地并与预定的训练序列匹配的数列相比较来完成。在传统的信道估算装置里，训练序列中间的十六比特与预定数列相关，其结果用来测算时间错误以便因此设定信道抽头。
在没有干扰、热噪声和变化的多普勒频移的情况下，传统设备能够可靠地工作。可是，当这些情况存在时，就不能十分准确地进行测算，不能把数据信号正确地再现和解码。
因此，本发明的一个目的是提供一种信道估算装置，在存在干扰和/或热噪声的情况下，能比迄今已有的进行更准确的信道估算。
依照本发明所述的信道估算装置，包括：第一估算装置，用来根据接收的训练序列的中心比特组和一个预定训练序列的相应比特进行相关，提供时间误差估算；平均装置，用于把与训练序列比特的第一子组的每一比特相对应的信号，和与训练序列比特的第二子组的相同比特相对应的信号进行平均，第一个和第二个子组比特是预定相同的；第二估算装置，把平均过的信号代替包含在接收训练序列中的那些比特，根据如此校正过的接收训练序列中的比特和预定训练序列的对应比特的同一中心组的相互关系，再进行时间误差估算。
在GSM系统里，有八种不同的训练序列，每一个的前十比特与后十比特相同。这样第一和第二子组比特分别就是前十比特和后十比特。
采用这种方案，可改善0.5到1dB数量级的原始误码率。所要求的额外处理量较小，这样适合于并入在GSM移动电话中大量处理的DSP(数字信号处理器)中。
下面结合附图说明本发明的一个实施例：
图1是一个移动电话的方框图，
图2是本发明的信道估算装置的一个实施例的方框图。
首先参照图1，移动电话包括RF级10，和数字信号处理器(DSP)11，它包括一个能从RF级10接收I、Q样值数据组的解调器。DSP11包括一个存储样值数据组的RAM组，以使得样值数据准确地进行解码，再生并传送到电话的音频部分13，或到主处理器12。DSP的多种功能是检测接收信号和本地时钟电路之间的频率差，通过使输入信号旋转或不旋转来校正频率错误，并使电话时间帧和接收信号同步。后者的功能包括分析每一个接收信号脉冲串，提供正确的时间帧校正，以便能使得每个脉冲的数据串将被清楚地提取。
针对后面的目的，大多数从GSM系统中的每一个基站发送的脉冲包括一个“mid-amble”，数据比特在mid-amble的前面和后面。mid-amble包括一个26比特训练序列。GSM系统中具体的八个训练序列(TSCs)如下：
TSC          训练序列比特(a0到a25)
 a0                                         a15                           a250    0，0，1，0，0  1，0，1，1，1  0，0，0，0，1，0  0，0，1，0，0  1，0，1，1，11    0，0，1，0，1  1，0，1，1，1  0，1，1，1，1，0  0，0，1，0，1  1，0，1，1，12    0，1，0，0，0  0，1，1，1，0  1，1，1，0，1，0  0，1，0，0，0  0，1，1，1，03    0，1，0，0，0  1，1，1，1，0  1，1，0，1，0，0  0，1，0，0，0  1，1，1，1，04    0，0，0，1，1  0，1，0，1，1  1，0，0，1，0，0  0，0，0，1，1  0，1，0，1，15    0，1，0，0，1  1，1，0，1，0  1，1，0，0，0，0  0，1，0，0，1  1，1，0，1，06    1，0，1，0，0  1，1，1，1，1  0，1，1，0，0，0  1，0，1，0，0  1，1，1，1，17    1，1，1，0，1  1，1，1，0，0  0，1，0，0，1，0  1，1，1，0，1  1，1，1，0，0
   A            B                      A           B
尽管实际的TSC如上表所示那样，但接收器实际使用的TSC是一个双极表示的数据(如代替1和0，数据表示为±1的码流)。
对于时间帧的校正，DSP选取预定形成训练序列的I，Q样值对，并完成检测这些样值和由基站确定的作为呼叫起动程序的一部分的预定训练序列之间的关系的相关功能。在任何特定呼叫的持续时间里，每个数据脉冲都使用相同的TSC。只有训练序列中间的16比特用于这个目的。使用的数列是这样的，在没有干扰、热噪声或多普勒频移效应的情况下，并且假设测试过的样值都不在26比特的训练序列里，相关功能形成定义训练序列的转换的一组系数，作为发送/接收过程的结果。
设计人已经注意到了训练序列的循环特性。在每一例中前十比特与后十比特是相同的。在没有干扰和上述其它影响的情况下，同样的循环型式也会预料到，但当这些影响出现时可能会有部分消失。
参照图2，依照本发明的信道估算装置包括了两个额外的级，也就是一个在先的相关和脉冲位置估算级21和一个平均级22。
在先级21中，可实现常规的相关和错误估算过程，能够完成粗略的时间校正和代表训练序列的样值的暂时识别。
平均级22计算在代表TSC的0到9比特的第一子组里的每一对I、Q样值对，与相应代表TSC的16到25比特的第二子组里的每一对I，Q样值对的平均值，并存储十个平均值，覆盖在符号位置0到9和16到25的原始样值。
重复正常的相关和错误判断步骤(23)，但平均了的I，Q样值对代替了那些在第一和第二子组的原始值。
接着实现信道抽头选择24，峰值检测25和归一化26等普通步骤。
在估算装置里附加额外步级21和22，提高了在信道抽头选定的精确度，在模拟使用当中，充分地在新比特误码率上提高了0.5到1个dB。
在上述的例子中，26比特的训练序列的最前的和最后的十比特，被用作所有训练序列的第一和第二子组。在一些情况下只平均第二到第八比特与第十八到二十五比特，也就是，忽略上面确定的子组的每一个最前和最后比特，还可以进一步在精确度上有小改进。
当mid-amble中紧连在训练序列前面和后面的改换标记，分别与TSC的第十五和第十比特不匹配时，会出现潜在的符号间干扰，因此就会得到上面的小改进。
可是，在最终选定信道抽头之前，不能明确地确定改换标记的值。假设改换标记一般总为零(对于语音脉冲)，所以，上述的估算装置能够略微地进一步改善，当TSC的第十比特是零时平均每一子组的全部10比特，当TSC的第十比特是一时只平均每一子组里边的八比特。

Claims (3)

1、一种用于数字电信站的信道估算装置，包括：第一估算装置，用来根据接收的训练序列的中心比特组和一个预定训练序列的相应比特间的相关，提供时间误差估算；平均装置，用于平均对应于训练序列的第一分组的每个比特的信号与对应于训练序列的第二分组的每个比特的信号，第一个和第二个子组比特被预测是相同的；和第二估算装置，把平均过的信号代替包含在接收训练序列中的那些比特，根据如此校正过的接收训练序列中的比特和预定训练序列的对应比特的同一中心组的相互关系，重新进行时间误差估算。
2、如权利要求1所要求的信道估算装置，其中第一子组包括训练序列的最前n比特，第二子组包括训练序列的最后n比特。
3、如权利要求2所要求的信道估算装置，其中当预定训练序列的一个特定比特有特定值时，第一和第二子组简化为每一子组的N-2的中心比特。
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