CN1767407A - 一种提高用户设备信道估计性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高用户设备信道估计性能的方法，应用于采用智能天线技术的数字移动通信系统，包括如下步骤：用户设备利用基站和用户设备双方所共知的业务信道导频或者中间码信号对下行业务信道进行信道估计，并且检测下行业务信道导频的质量是否恶化，若否，将下行业务信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测，若是，用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将下行公共信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测。采用本发明可以显著提高用户设备信道估计的准确性和容错性，增强用户设备解调性能和系统的鲁棒性。
Description
技术领域
本发明涉及数字移动通信领域，尤其是涉及一种在采用智能天线的通信系统中提高用户设备信道估计性能的方法。
背景技术
现代数字移动通信系统中，在采用智能天线的情况下，基站利用上行业务信道的信号估计信号的波达角(Direction of Arrival，DOA)，并根据该波达角借助赋形方式将下行业务信道的信号能量向用户设备(User Equipment，UE)方向辐射，即下行业务信道的信号能量可按赋形角(Direction of Travel，DOT)的方向对用户设备进行辐射，这样就用户设备可得到较高的下行业务信道的信号增益。为了提高下行业务信道的信号赋形增益，一般情况使用宽度很窄的下行业务信道信号波束，这样势必会发生如下问题，即如果基站对波达角估计有误，则基站将会在错误的方向辐射下行业务信道的信号，用户设备接收到的有效信号只是下行赋形方向外泄漏的能量，下行信号质量随之变差。而用户设备信道估计对接收到的下行信号强度和下行信号质量非常敏感，当基站下行赋形方向出错的情况下，很有可能从下行业务信道中搜索不到有效的多径，从而使得用户设备端没有足够的能量解调。
如果信号强度不足或者信噪比没有达到要求门限，用户设备难以将信道冲击响应估计出来，造成信道估计的错误。虽然信道估计后续的联合检测在下行信号干扰主要来自其他用户的情况下，具有较强的鲁棒性，能够抑制其他用户的较强干扰，但联合检测完全依赖于信道估计的结果，如果上述的信道估计错误，用户设备在联合检测上就存在着困难，那么整个下行信号的解调性能将急剧恶化。
此外，上行业务信道的信号波达角的估计准确性也有一定的限制，仿真结果表明在正常工作的情况下，波达角估计错误的概率可能达到2～4％。可见，在基站对上行业务信道的信号波达角的错误估计导致下行业务信道的信号赋形角错误的情况下，如何提高用户设备信道估计的容错性是一个非常关键的问题，也是提高下行信号的解调性能的瓶颈。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种提高用户设备信道估计性能的方法，采用本发明可以显著提高用户设备信道估计的准确性和容错性，增强用户设备解调性能和系统的鲁棒性。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种提高用户设备信道估计性能的方法，应用于采用智能天线技术的数字移动通信系统中，包括如下步骤：
(a1)用户设备利用基站和用户设备双方所共知的信号对下行业务信道进行信道估计，并且检测下行业务信道的质量是否恶化，若否，执行步骤(a2)，若是，执行步骤(a3)；
(a2)将下行业务信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测，结束流程；
(a3)用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将下行公共信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述数字移动通信系统为采用智能天线技术的宽带码分多址通信系统，步骤(a1)中所使用的基站和用户设备双方所共知的信号为业务信道导频码。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述数字移动通信系统为采用智能天线技术的CDMA2000通信系统，步骤(a1)中所使用的基站和用户设备双方所共知的信号为业务信道导频码。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述数字移动通信系统为采用智能天线技术的时分同步码分多址通信系统，步骤(a1)中所使用的基站和用户设备双方所共知的信号为中间码。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述检测下行业务信道的质量是否恶化的判断方法为用户设备判断是否能检测到径，若检测到径，表明信道状况良好，否则，表明信道恶化。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述检测下行业务信道的质量是否恶化的判断方法为用户设备对业务信道的接收功率进行检测，设定接收功率门限，并判断接收功率是否高于该门限，若是，表明信道状况良好，否则，表明信道恶化。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述检测下行业务信道的质量是否恶化的判断方法为用户设备对下行业务信道的信噪比进行检测，设定信噪比门限，并判断信噪比是否高于该门限，若是，表明信道状况良好，否则，表明信道恶化。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述用户设备的检测模块为联合检测模块。
为了解决上述技术问题，本发明还提供一种提高用户设备信道估计性能的方法，应用于采用智能天线技术的数字移动通信系统，包括如下步骤：
(b1)用户设备利用基站和用户设备双方所共知的信号对下行业务信道进行信道估计，并且检测下行业务信道的质量是否恶化，若否，执行步骤(b2)，若是，执行步骤(b3)；
(b2)将下行业务信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测，结束流程；
(b3)用户设备对下行公共信道的质量进行检测，设定功率强度门限，判断下行公共信道的功率强度是否高于该设定门限，若是，则用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将下行公共信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测。
为了解决上述技术问题，本发明又提供一种提高用户设备信道估计性能的方法，应用于采用智能天线技术的数字移动通信系统，包括如下步骤：
(c1)用户设备利用基站和用户设备双方所共知的信号对下行业务信道进行信道估计，并且检测下行业务信道的质量是否恶化，若否，执行步骤(c2)，若是，执行步骤(c3)；
(c2)将下行业务信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测，结束流程；
(c3)用户设备对下行公共信道的质量进行检测，设定信噪比门限，判断下行公共信道的信噪比是否高于该设定门限，若是，则用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将下行公共信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：在赋形角错误导致下行业务信道信号质量恶化时，用户设备利用下行公共信道的信道估计结果代替下行业务信道的信道估计结果以进行用户设备的联合检测，显著提高了用户设备信道估计的准确性和容错性，增强用户设备解调性能和系统的鲁棒性，降低了掉话率。
附图说明
图1是在移动通信系统中基站利用智能天线采用赋形方法的示意图；
图2是本发明一种提高用户设备信道估计性能方法的流程图。
具体实施方式
为深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
在当前数字移动通信系统中，基站可以利用智能天线通过赋形方式使用户设备获得赋形增益以提高用户设备的解调性能，如图1所示，基站在赋形前需得到用户设备发射的信号到达天线的方向，即上行业务信道信号的波达角，然后基站根据该波达角确定发给用户设备的下行业务信道信号的发射方向，即赋形角，并且在该方向上向用户辐射信号。根据信道的互逆特性，波达角和赋形角相同。当基站对波达角估计错误而导致赋形角错误时，用户设备接收到的下行业务信道信号只是在赋形角方向上辐射的信号向外泄漏的部分信号，所以用户设备接收到的信号质量恶化，直接影响用户设备对信道的估计。信号质量的恶化表现包括以下几种情况，用户设备检测不到径，信号强度减弱和信噪比降低。
用户设备可接收到的下行信号包括有下行公共信道信号和下行业务信道信号。其中下行公共信道信号是基站对整个小区范围辐射的，不对某个用户设备的信号辐射方向作专门的赋形，所以在整个小区覆盖范围内都可以接收到可靠的下行公共信道的信号。在基站对上行业务信道的信号波达角的错误估计导致错误的下行业务信道的信号赋形角以致下行业务信道质量恶化的情况下，由于下行公共信道没有赋形，依然能够保持一定的信号质量，因此用户设备可以对下行公共信道进行信道估计，并将下行公共信道的信道估计结果代替下行业务信道的信道估计结果提供给后续模块进行相应的处理，从而有助于改善用户设备信道估计的性能。
用户设备进行正常的通话过程，需要利用信道估计的结果对信道进行补偿，而信道估计则需要利用一个基站和用户设备之间双方共知的信号进行，这个收发双发共知的信号在宽带码分多址(WCDMA)通信系统或CDMA2000通信系统中可为业务信道导频码；在时分同步码分多址(TD-SCDMA)通信系统中可为中间码(midamble码)。
如图2所示，以采用智能天线技术的TD-SCDMA通信系统为例，并且用户设备的检测模块为可对信号进行联合检测的联合检测模块，本实施例实现在下行业务信道质量恶化的情况下利用下行公共信道的信道估计代替业务信道的信道估计结果，以提高用户设备信道估计性能的过程，包括如下步骤：
步骤10，开始本方法；
步骤11，用户设备利用基站和用户设备之间收发双方共知的中间码对下行业务信道进行径检测和信道估计；
步骤12，判断在下行业务信道中是否检测到径，若是，执行步骤14，否则，执行步骤13；
步骤13，用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将该下行公共信道估计的结果作为下行业务信道的信道估计结果；
步骤14，将下行业务信道的信道估计提供给联合检测模块进行联合检测，及后续的解调译码模块进行译码。
作为本发明实施例的一种变换，判断下行业务信道的质量是否恶化方法可为用户设备对业务信道的接收功率进行检测，判断接收功率是否高于预置的接收功率门限值，若是，表明下行业务信道状况良好，用户设备将下行业务信道的信道估计提供至联合检测模块进行联合检测，及后续的解调译码模块进行译码，否则，表明下行业务信道恶化，用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将该下行公共信道估计的结果提供给联合检测模块进行联合检测，及后续的解调译码模块进行译码。
作为本发明实施例的一种变换，判断下行业务信道的质量是否恶化方法可为用户设备对下行业务信道的信噪比进行检测，判断信噪比是否高于预置的信噪比门限值，若是，表明下行业务信道状况良好，用户设备将下行业务信道的信道估计提供至联合检测模块进行联合检测，及后续的解调译码模块进行译码，否则，表明下行业务信道恶化，用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将该下行公共信道估计的结果提供给联合检测模块进行联合检测，及后续的解调译码模块进行译码。
作为本发明实施例的一种变换，在采用下行公共信道估计代替下行业务信道估计之间，用户设备还可对下行公共信道的质量进行检测，判断下行公共信道的功率强度或信噪比是否大于预置的相应门限，若大于，则用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将该下行公共信道估计的结果提供给联合检测模块进行联合检测，及后续的解调译码模块进行译码。
本发明所采用的利用公共信道的信道估计结果作为业务信道的信道估计结果的方法适用于下行业务信道的质量恶化由下行业务信道信号的赋形角错误所引起的情况，而不适用下行业务信道质量恶化由信道突变所引起的情况。因为信道的突变将同时引起下行业务信道质量和下行公共信道质量下降，而赋形角错误只会引起下行业务信道质量的下降，所以在赋形角错误的情况下，仍可利用下行公共信道进行信道估计，以提高下行接收质量。
Claims (10)
1、一种提高用户设备信道估计性能的方法，应用于采用智能天线技术的数字移动通信系统，包括如下步骤：
(a1)用户设备利用基站和用户设备双方所共知的信号对下行业务信道进行信道估计，并且检测下行业务信道的质量是否恶化，若否，执行步骤(a2)，若是，执行步骤(a3)；
(a2)将下行业务信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测，结束流程；
(a3)用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将下行公共信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测。
2、根据权利要求1所述的一种提高用户设备信道估计性能的方法，其特征在于：所述数字移动通信系统为采用智能天线技术的宽带码分多址通信系统，步骤(a1)中所使用的基站和用户设备双方所共知的信号为业务信道导频码。
3、根据权利要求1所述的一种提高用户设备信道估计性能的方法，其特征在于：所述数字移动通信系统为采用智能天线技术的CDMA2000通信系统，步骤(a1)中所使用的基站和用户设备双方所共知的信号为业务信道导频码。
4、根据权利要求1所述的一种提高用户设备信道估计性能的方法，其特征在于：所述数字移动通信系统为采用智能天线技术的时分同步码分多址通信系统，步骤(a1)中所使用的基站和用户设备双方所共知的信号为中间码。
5、根据权利要求2、3或4中任一种提高用户设备信道估计性能的方法，其特征在于：所述检测下行业务信道的质量是否恶化的判断方法为用户设备判断是否能检测到径，若检测到径，表明信道状况良好，否则，表明信道恶化。
6、根据权利要求2、3或4中任一种提高用户设备信道估计性能的方法，其特征在于：所述检测下行业务信道的质量是否恶化的判断方法为用户设备对业务信道的接收功率进行检测，设定接收功率门限，并判断接收功率是否高于该门限，若是，表明信道状况良好，否则，表明信道恶化。
7、根据权利要求2、3或4中任一种提高用户设备信道估计性能的方法，其特征在于：所述检测下行业务信道的质量是否恶化的判断方法为用户设备对下行业务信道的信噪比进行检测，设定信噪比门限，并判断信噪比是否高于该门限，若是，表明信道状况良好，否则，表明信道恶化。
8、根据权利要求2、3或4中任一种提高用户设备信道估计性能的方法，其特征在于：所述用户设备的检测模块为联合检测模块。
9、一种提高用户设备信道估计性能的方法，应用于采用智能天线技术的数字移动通信系统，包括如下步骤：
(b1)用户设备利用基站和用户设备双方所共知的信号对下行业务信道进行信道估计，并且检测下行业务信道的质量是否恶化，若否，执行步骤(b2)，若是，执行步骤(b3)；
(b2)将下行业务信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测，结束流程；
(b3)用户设备对下行公共信道的质量进行检测，设定功率强度门限，判断下行公共信道的功率强度是否高于该设定门限，若是，则用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将下行公共信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测。
10、一种提高用户设备信道估计性能的方法，应用于采用智能天线技术的数字移动通信系统，包括如下步骤：
(c1)用户设备利用基站和用户设备双方所共知的信号对下行业务信道进行信道估计，并且检测下行业务信道的质量是否恶化，若否，执行步骤(c2)，若是，执行步骤(c3)；
(c2)将下行业务信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测，结束流程；
(c3)用户设备对下行公共信道的质量进行检测，设定信噪比门限，判断下行公共信道的信噪比是否高于该设定门限，若是，则用户设备对下行公共信道进行信道估计，并将下行公共信道估计的结果提供至用户设备的检测模块进行检测。
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