CN1362800A

CN1362800A - 信号干扰比(sir)测量方法

Info

Publication number: CN1362800A
Application number: CN01100364A
Authority: CN
Inventors: 郑志彬; 任锋
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2001-01-02
Filing date: 2001-01-02
Publication date: 2002-08-07
Anticipated expiration: 2021-01-02
Also published as: CN1138365C

Abstract

本发明公开了一种应用于具有公共导频信道的CDMA系统的信号干扰比(SIR)测量方法,是在接收端,将公共导频信道按照专用物理信道的扩频因子大小进行解扩;根据该解扩得到的公共导频符号和已知的公共导频符号进行信道估计;以根据公共导频符号获得的信道估计值对专用物理信道的间断导频符号进行信道补偿,从而实现SIR测量。提高了SIR的测量精度,达到更精确的功率控制效果,同时简化了硬件实现的控制机制,只需在CPICH接收模块上实现不同应用的信道估计控制机制。

Description

信号干扰比(SIR)测量方法

本发明涉及码分多址(CDMA)移动通信系统的功率控制技术领域，尤其涉及一种应用于具有公共导频信道的CDMA移动通信系统的信号干扰比(SIR)测量方法。

功率控制技术是CDMA移动通信系统的关键技术，其目的是为了克服远近效应，使系统既能维持高质量通信，又不对占用同一信道的其它用户产生不应有的干扰。其中，信号干扰比(SIR：Signal Interference Ratio)测量技术是功率控制的核心。信号干扰比(SIR)被主要应用于功率控制、软切换和小区搜索等方面，为系统正常运行提供适时有效的信干比信息。因此，SIR测量的准确与否将直接影响功率控制性能的好坏，从而影响小区的容量，影响移动通信系统的整体性能。

在第三代移动通信系统中，下行链路的控制数据和业务数据是通过专用物理信道传输，其格式如图1所示，在专用物理信道(DPCH)上提供了间断导频(Pilot)符号，是为了实现功率控制功能。此外下行链路还专门提供了一条公共导频信道(CPICH)，用于专用物理信道的信道估计。专用物理信道的扩频因子不固定，可以为4、8、16、32、64、128、256及512，而公共导频信道的扩频因子固定为256，每个时隙中包含10个公共导频符号。

传统接收系统中，公共导频信道传输的连续导频符号用于辅助专用物理信道传输的业务数据Data1、Data2和控制数据TPC、TFCI等的信道估计及补偿，而专用物理信道(DPCH)的间断导频符号Pilot则用于SIR测量，实现功率控制功能。解调Pilot的信道估计由Pilot本身得到，参见图2所示，为传统接收系统的SIR测量示意，其实现描述如下：

1)接收的专用物理信道传输的码片信号经过解扩后分为两部分：一部分是控制数据TPC、TFCI和业务数据Data1、Data2；另一部分是导频数据Pilot。

2)解扩后的导频数据Pilot首先进行信道估计，信道估计通过原始导频符号和接收导频符号共轭得到，为降低噪声影响，还进行了所有导频符号瞬时信道估计的平滑处理，平滑处理后的值作为一个时隙内的所有导频符号的信道估计值。

3)信道估计值和接收导频符号共轭相乘实现信道补偿，然后进行相位旋转，使得一个时隙内的导频符号Pilot都旋转到同一个参考相位轴。

4)已转到同一个参考相位轴的间断导频符号Pilot经最大比合并后，形成单路信号。

5)针对合并后的信号，分别测得信号功率S和干扰功率I，通过除法器相除即可得到SIR的测量值。

传统的SIR测量主要是通过专用物理信道的间断导频符号pilot进行信道估计，完成信道补偿，经过相加合并测得信号能量和干扰能量，从而得到SIR的测量结果。然而，由于专用物理信道信号的发射功率要低于公共导频信道信号的发射功率，因此通过间断导频符号所得的信道估计结果的精确度要低于通过公共导频信道的连续导频符号所得的信道估计结果，致使SIR的测量存在偏差，影响功率控制的性能。

同时，这种传统接收系统中需要对公共导频信道和专用物理信道上实施两套信道估计装置，这将导致硬件实现的复杂化。且由于用于业务数据的信道估计具有时间的滞后性，不满足SIR测量的实时性要求，Pilot的信道估计不能和业务数据采用同一套信道估计装置。

鉴于此，本发明的目的就在于提供一种应用于具有公共导频信道的CDMA系统的SIR测量方法，其可简化硬件实现机制，提高SIR的测量精度。

本发明一种应用于具有公共导频信道的CDMA系统的SIR测量方法，是在接收端，将公共导频信道按照专用物理信道的扩频因子大小进行解扩，并根据该解扩得到的公共导频符号和已知的公共导频符号进行信道估计，以根据公共导频符号获得的信道估计值对专用物理信道的间断导频符号进行信道补偿，从而实现SIR测量。

根据本发明上述技术方案，更进一步包括以下具体步骤：

1)接收的专用物理信道传输的码片信号经过解扩后，分为控制和业务数据符号、导频符号两部分；

2)将公共导频信道按照专用物理信道的扩频因子大小进行解扩，并根据该解扩得到的公共导频符号和已知的公共导频符号进行信道估计，得到信道估计值；

3)以与专用物理信道的间断导频符号相应的公共导频符号获得的信道估计值，对专用物理信道的间断导频符号进行信道补偿；

4)对所得的导频符号进行相位旋转，使得导频符号处于同一参考相位上；

5)对上述导频符号进行多径合并，测量信号功率和干扰功率；

6)将信号功率与干扰功率相除，得到SIR测量值。

为降低噪声影响，上述的步骤2)进行信道估计得到信道估计值后，还进行所有导频符号瞬时信道估计的平滑处理。

本发明针对公共导频符号发送的是全“1”符号的特点，提供了一种基于变扩频因子的公共导频符号信道估计检测机制，补偿专用物理信道的导频符号信道误差，从而实现SIR测量，在某些条件下可以达到更精确的功率控制效果。同时避免了硬件实现时必须分别在DPCH和CPICH上实施两套信道估计控制机制，而只在CPICH上实施一套控制机制，简化硬件实现过程。

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图1为公共导频信道(CPICH)和专用物理信道(DPCH)的数据格式示意。

图2为传统SIR测量方法实施图。

图3为本发明SIR测量方法示意图。

本发明主要是针对专用物理信道的导频符号Pilot提出了一种新的信道估计方法，以提高SIR测量的精度。专用物理信道解扩后数据中用于业务数据Data1、Data2和控制数据TPC、TFCI的接收信号处理过程与传统方法一样，而用于DPCH的导频符号Pilot的信道估计将由CPICH实现，其实施方法参见图3所示说明如下：

假设专用物理信道的扩频因子为sf1，在第L个时隙接收专用物理信道信号的chip级数据为d(L，k)，用于与专用物理信道信号进行相关解扩的本地扩频信号为m_d(L，k)，本地预存的导频符号为Pilot(L，i)。在公共导频信道接收的chip级公共导频数据为d_p(L，k)，用于与公共导频信号进行相关解扩的本地扩频信号为m_p(L，k)。

1)专用物理信道的信号经过解扩后，接收数据分为两部分：一部分是控制数据TPC、TFCI和业务数据Data1、Data2，该部分的处理与传统方法一样；另一部分是导频数据Pilot。专用物理信道信号经解扩后得到接收信号符号D(L，i)：

D (L, i) = Σ_{k = 1}^{sf 1} d (L, i, k) * m_{d} (L, i, k)

i表示该时隙的第i个符号，接收的导频符号为D_pilot(L，i)。

2)公共导频信道按照专用物理信道的扩频因子大小进行解扩，即如果公共导频信道的扩频因子是专用物理信道的扩频因子的n倍，则此时在一个时隙内得到的公共导频符号是10×n个。公共导频信号按照业务信道的扩频因子解扩后得到接收信号符号D_p(L，i)：

D_{p} (L, i) = Σ_{k = 1}^{s f 1} d_{p} (L, i, k) * m_{p} (L, i, k)

D_p(L，i)表示与业务信道第i个符号相对应的接收公共导频符号。

3)解扩得到的公共导频符号和已知的公共导频符号1-j进行信道估计处理，得到相应的信道估计值。第i个导频符号的信道估计值为：

ξ_p(L，i)＝D_p(L，i)*(1-j)

4)用公共导频符号获得的信道估计值对相应专用物理信道上的间断导频符号进行信道衰落补偿，得到：

D_p′(L，i)＝D_p(L，i)*ξ_p ^*(L，i)ξ_p ^*(L，i)是ξ_p(L，i)的共轭值。

5)为进行SIR测量，相应的接收间断导频符号D_p′(L，i)必须进行相位旋转，以便所有用于SIR测量的间断导频符号D_p(L，i)处于相同的参考相位，得到的导频符号与预留的已知间断导频符号进行共轭相乘实现相位旋转：

D_p(L，i)＝D′_p ^#(L，i)*Pilot^*(L，i)

6)间断导频符号 D_p(L，i)经最大比合并后，测量信号功率S和干扰功率I：

S = {(\frac{1}{N_{p}} Σ_{i = 1}^{N_{p}} Σ_{j = 1}^{l} D_{p} (L, i, j))}^{2}

I = \frac{1}{N_{p}} Σ_{i = 1}^{N_{p}} (Σ_{j = 1}^{l} D_{p} (L, i, j))^{2} - {(\frac{1}{N_{p}} Σ_{i = 1}^{N_{p}} Σ_{j = 1}^{l} D_{p} (L, i, j))}^{2}

其中下标j表示第j条有效径，共有1条有效径，N_p为间断导频符号数。

7)最后可得到SIR值：

SIR = \frac{S}{I}

为降低噪声影响，步骤3将解扩得到的公共导频符号和已知的公共导频符号1-j进行信道估计处理，得到相应的信道估计值后，还进行了所有导频符号瞬时信道估计的平滑处理，平滑处理后的值作为一个时隙内的所有导频符号的信道估计值。

从本发明的特点可以看出，本发明具有以下效果：

1)本发明利用了公共导频符号为全“1”的特点，可以采用与发端不同的扩频因子进行解扩，使得信道估计处理非常简单。

2)本发明的实现系统可以利用原有的CPICH解扩模块，而不需要增加额外的解扩模块。

3)本发明简化了硬件实现的控制机制，使得只需在CPICH接收模块上实现不同应用的信道估计控制模块。

4)由于公共导频信号的发射功率高于专用物理信道信号的发射功率，当信道环境较好或者业务信道增益高时，本发明的SIR测量值将可能好于传统方法的SIR测量值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，本发明是通过采用变扩频因子的方法解扩连续导频符号，即在公共导频信道采用与发端不同的变扩频因子进行解扩，实现了与专用物理信道的符号速率匹配，从而可以采用连续导频符号的信道估计值直接补偿用于测量SIR业务控制信道的间断导频符号，提高SIR的测量精度，同时简化了系统的硬件实现机制。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims

1、一种应用于具有公共导频信道的CDMA系统的信号干扰比(SIR)测量方法，其特征在于该方法至少包括：

在接收端，将公共导频信道按照专用物理信道的扩频因子大小进行解扩；根据该解扩得到的公共导频符号和已知的公共导频符号进行信道估计；以根据公共导频符号获得的信道估计值对专用物理信道的间断导频符号进行信道补偿，从而实现SIR测量。

2、根据权利要求1所述的信号干扰比(SIR)测量方法，其特征在于该方法进一步包括：

1)接收的专用物理信道传输的码片信号经过解扩后分为控制和业务数据符号、导频符号两部分；

2)将公共导频信道按照专用物理信道的扩频因子大小进行解扩，并根据该解扩得到的公共导频符号和已知的公共导频符号进行信道估计；

4)对补偿后的导频符号进行相位旋转，使得导频符号处于同一参考相位上；

6)将信号功率与干扰功率相除，得到SIR测量值。

3、根据权利要求2所述的信号干扰比(SIR)测量方法，其特征在于：

为降低噪声影响，在所述的步骤2)进行信道估计得到信道估计值后，还进行所有导频符号瞬时信道估计的平滑处理。