CN1905383A - 一种同频小区信道估计装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同频小区信道估计装置及方法，包括步骤：首先，计算同频小区中每个小区的信号强度，并按信号强度的大小对小区进行排序；然后，按每个小区信号从强到弱的顺序依次对每个小区通过快速傅立叶变换与串行干扰抵消相结合的方式在频域进行干扰抵消，进而完成信道估计。按照本发明所述装置及方法，可以实现同频小区中本小区与邻小区用户的准确信道估计。

Description

一种同频小区信道估计装置及方法

技术领域

本发明涉及信道估计技术，具体地说，是涉及一种TD-SCDMA(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)系统中同频小区信道估计的装置及方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展和3G(第三代移动通信)在全球范围内的兴起，无线资源做为一种有限的资源，变得越来越紧张。对于3G主流标准之一的TD-SCDMA系统来说，其被分配的无线资源也是非常有限的。为了提高TD-SCDMA系统的频谱利用率，同频组网成为了一种有效的解决方案。但是，同频组网在提高频谱效率的同时，也带来了同频干扰。

同频干扰是指邻近同频小区因为使用相同载波频率进行数据传输而造成的不同小区用户间干扰。同频干扰会使系统容量和通信质量等各方面性能均有所下降。

TD-SCDMA系统采用联合检测算法来完成用户数据的解调。应用联合检测算法就需要准确地估计出各用户的信道冲激响应。通常，TD-SCDMA系统利用训练序列(即Midamble码，又称中间码)来完成信道估计。异频组网时，联合检测算法可以把邻小区用户信号当作带外噪声处理，只需考虑本小区用户即可。同频组网时，如果仍把邻小区用户信号当作噪声处理，而不当成有用信息加以利用，那么这种不利影响是显而易见的。随着同频邻小区干扰的增加，单小区的联合检测接收机性能不断下降，同频干扰的程度将直接影响网络性能。因此，需要考虑采用有效的方式减少同频干扰对系统造成的影响。多小区的联合检测和多小区的干扰抵消等算法可以对多小区的信号同时进行处理，提高同频情况下的性能。但无论使用何种方法，对多小区的用户的信道进行估计都是非常重要的，也常常是必须的。

可见，在通过考虑邻小区用户信号来降低同频干扰的同时，如何得到本小区与邻小区用户的准确的信道估计就成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种同频小区信道估计装置及方法，来实现同频小区中本小区与邻小区用户的准确信道估计。

为解决上述技术问题，本发明提供方案如下：

一种同频小区信道估计的装置，包括，用于将终端接收到的Midamble序列、及各同频小区的基本Midamble序列分别进行快速傅立叶变换并将变换后的序列进行输出的快速傅立叶变换模块，还包括，与快速傅立叶变换模块的输出端相连的排序器，及与快速傅立叶变换模块、排序器的输出端相连的频域干扰抵消器；

其中，

排序器，用于根据快速傅立叶变换模块输出的序列，计算同频小区中每个小区的信号强度，并将每个小区按信号强度进行排序；

频域干扰抵消器，用于根据快速傅立叶变换模块输出的序列，并按照排序器输出的小区顺序，依次对每个小区通过快速傅立叶变换与串行干扰抵消相结合的方式进行信道估计。

本发明所述的装置，其中，所述快速傅立叶变换模块是一个快速傅立叶变换单元，用于将终端接收到的Midamble序列、及各同频小区的基本Midamble序列依次进行快速傅立叶变换并将变换后的序列依次输出。

本发明所述的装置，其中，所述快速傅立叶变换模块是N+1个快速傅立叶变换单元，用于分别将终端接收到的Midamble序列、及N个同频小区的基本Midamble序列进行快速傅立叶变换并将变换后的序列分别输出，其中，N为同频小区总数。

本发明所述的装置，其中，所述排序器进一步包括，初始信道估计模块、与初始信道估计模块的输出端相连的小区信号强度生成模块、与小区信号强度生成模块的输出端相连的排序模块，其中，

初始信道估计模块，用于根据快速傅立叶变换模块输出的序列对每个同频小区进行初始信道估计；

小区信号强度生成模块，用于根据初始信道估计模块的输出，对每个小区进行信号强度计算，并将计算结果发送至排序模块；

排序模块，用于根据每个小区的信号强度，对每个小区进行排序。

本发明所述的装置，其中，所述排序器进一步包括，同频小区筛选模块，用于根据预先设定的门限值，将小区信号强度小于门限值的同频小区筛除。

本发明所述的装置，其中，所述同频小区筛选模块，进一步用于将(某小区信号强度/信号强度最强的小区的信号强度)＜0.125的同频小区筛除。

本发明所述的装置，其中，所述初始信道估计模块还包括，一个序列对位除法单元，用于依次将每个同频小区的基本Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列与终端接收到的Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列进行序列对位除法运算；及

一个快速逆傅立叶变换单元，用于将序列对位除法单元的输出序列依次进行快速逆傅立叶变换，并将变换后的序列发送至小区信号强度生成模块。

本发明所述的装置，其中，所述初始信道估计模块还包括：N个序列对位除法单元，及N个快速逆傅立叶变换单元，其中，一个序列对位除法单元与一个快速逆傅立叶变换单元串联，N为同频小区总数；

N个序列对位除法单元，用于分别将每个同频小区的基本Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列与终端接收到的Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列进行序列对位除法运算；

N个快速逆傅立叶变换单元，用于将每个序列对位除法单元的输出序列分别进行快速逆傅立叶变换，并将变换后的序列发送至小区信号强度生成模块。

本发明所述的装置，其中，所述小区信号强度生成模块进一步包括：

一个去噪处理单元，用于依次将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

一个功率生成单元：用于根据去噪处理后的序列依次计算每个序列中各点功率；

一个累加单元，用于依次将每个序列中各点功率进行累加，得到每个小区的信号强度。

本发明所述的装置，其中，所述小区信号强度生成模块进一步包括：N个去噪处理单元、N个功率生成单元、及N个累加单元，其中，一个功率生成单元分别与一个去噪处理单元及一个累加单元串联，N为同频小区总数；

N个去噪处理单元，用于分别将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

N个功率生成单元：用于根据去噪处理后的序列分别计算每个序列中各点功率；

N个累加单元，用于分别将每个序列中各点功率进行累加，得到每个小区的信号强度。

本发明所述的装置，其中，所述小区信号强度生成模块进一步包括：

一个去噪处理单元，用于依次将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

一个模生成单元：用于根据去噪处理后的序列依次计算每个序列中各点的模；

一个累加单元，用于依次将每个序列中各点的模进行累加，得到每个小区的信号强度。

本发明所述的装置，其中，所述小区信号强度生成模块进一步包括：N个去噪处理单元、N个模生成单元、及N个累加单元，其中，一个模生成单元分别与一个去噪处理单元及一个累加单元串联，N为同频小区总数；

N个去噪处理单元，用于分别将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

N个模生成单元，用于根据去噪处理后的序列分别计算每个序列中各点的模；

N个累加单元，用于分别将每个序列中各点的模进行累加，得到每个小区的信号强度。

本发明所述的装置，其中，所述小区信号强度生成模块进一步包括：

一个功率生成单元，用于依次计算各个序列中各点功率；

一个功率选择单元，用于依次根据各个序列中的各点功率选择功率最大的点的功率作为该小区的信号强度。

本发明所述的装置，其中，所述小区信号强度生成模块进一步包括：N个功率生成单元、及N个功率选择单元，其中，一个功率生成单元与一个功率选择单元串联，N为同频小区总数；

N个功率生成单元，用于分别计算各个序列中各点功率，其中，N为同频小区总数；

N个功率选择单元，用于分别根据各个序列中的各点功率选择功率最大的点的功率作为该小区的信号强度。

本发明所述的装置，其中，所述频域干扰抵消器进一步包括，一个频域干扰抵消单元，用于根据排序器输出的小区顺序依次对每个小区进行信道估计。

本发明所述的装置，其中，所述频域干扰抵消器进一步包括，至少同频小区总数个串联的处理级，每个处理级包括同频小区总数个串行的频域干扰抵消单元，用于根据排序器输出的小区顺序依次对每个小区进行信道估计。

本发明所述的装置，其中，所述处理级的个数为(选定的同频小区总数+1)个或(选定的同频小区总数+2)个。

一种同频小区信道估计方法，包括如下步骤：

步骤1：计算同频小区中每个小区的信号强度，并按信号强度的大小对小区进行排序；

步骤2：按每个小区信号从强到弱的顺序依次对每个小区通过快速傅立叶变换与串行干扰抵消相结合的方式在频域进行干扰抵消，进而完成信道估计。

本发明所述的方法，其中，所述步骤1进一步包括如下步骤：

将收到的Midamble序列及每个小区的基本Midamble序列分别做快速傅立叶变换；

根据所述收到的Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列及每个小区的基本Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列对每个小区进行初步信道估计，

根据初步信道估计的结果计算每个小区的信号强度，

根据所述每个小区的信号强度的大小，对每个小区按信号强度从大到小的顺序进行排序。

本发明所述的方法，其中，所述根据所述收到的Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列及每个小区的基本Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列对每个小区进行初步信道估计，进一步包括如下步骤：

将收到的Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列与第i个小区的基本Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列进行对位相除，其中，1≤i≤小区总数；

将所述对位相除得到的序列进行快速逆傅立叶变换，得到第i个小区的初步信道估计。

本发明所述的方法，其中，所述计算每个小区的信号强度，进一步包括如下步骤：

根据第i个小区的初步信道估计，计算第i个小区初步信道估计序列中每个点的功率，其中，1≤i≤同频小区总数；

选择最大功率的点的信号强度作为第i个小区的信号强度。

本发明所述的方法，其中，所述计算每个小区的信号强度，进一步包括如下步骤：

将第i个小区的初步信道估计进行去噪处理，其中，1≤i≤同频小区总数；

根据去噪处理后的第i个小区的初步信道估计，计算第i个小区初步信道估计序列中每个点的功率，

将所述各个点的功率的累加值作为第i个小区的信号强度。

本发明所述的方法，其中，所述计算每个小区的信号强度，进一步包括如下步骤：

将第i个小区的初步信道估计进行去噪处理，其中，1≤i≤同频小区总数；

根据去噪处理后的第i个小区的初步信道估计，计算第i个小区初步信道估计序列中每个点的模 $m_i=\sqrt{{\mathrm{real}}_i^2+{\mathrm{imag}}_i^2},$ 其中，m_i表示第i点的模，real_i表示第i点的实部，imag_i表示第i点的虚部；

将所述各个点的模的累加值作为第i个小区的信号强度。

本发明所述的方法，其中，所述根据每个小区的信号强度的大小，对每个小区按信号强度从大到小的顺序进行排序，是根据每个小区的信号强度，先把小区信号强度小于设定的门限值的小区筛除，再将剩下的小区根据信号强度的大小进行排序。

本发明所述的方法，其中，所述把小区信号强度小于设定的门限值的小区筛除，是把(某小区信号强度/信号强度最强的小区的信号强度)＜0.125的同频小区筛除。

本发明所述的方法，其中，所述步骤2进一步包括如下步骤：

步骤2-1：将经过筛除后选定的每个小区经过去噪处理和有效径选择后的信道估计经快速傅立叶变换后的序列F_CHE_i1，F_CHE_i2，...F_CHE_iN赋成全零初值，其中，N为经筛除后选定的同频小区的总数，i₁、i₂......i_N为经筛除后选定的同频小区的排序顺序，i_n表示某一小区的序号，1≤n≤N；

步骤2-2：按小区信号从强到弱的顺序依次对小区做信道估计

${\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{IFFT}((F\_\mathrm{RM}-\underset{i_n\≠i_1}{\mathrm{\Σ}}F\_{\mathrm{CHE}}_{i_n}\·*{F\_M}_{i_n})\·/{F\_M}_{i_1})$

更新CHE_i1， ${\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{PP}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}^{\′}\right),$

更新F_CHE_i1， ${F\_\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{FFT}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}\right)$

按照相同的算法流程，依次计算并更新

${\mathrm{CHE}}_{i_2},{F\_\mathrm{CHE}}_{i_2},...{\mathrm{CHE}}_{i_N},{F\_\mathrm{CHE}}_{i_N}$

其中，IFFT表示快速逆傅立叶变换，F_RM表示收到的Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，F_Mi_n表示第i_n个小区的基本Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，PP表示去噪处理和有效径选择；

步骤2-3：重复步骤2-2至少等于经过筛除后选定的同频小区总数次；

步骤2-4：取出最后一级每个小区去噪处理后的信道估计CH_Ei1，CHE_i2，...CHEiN，作为输出的信道估计。

本发明所述的方法，其中，所述步骤2-3重复的次数为(选定的同频小区总数+1)次或(选定的同频小区总数+2)次。

本发明所述的方法，其中，所述步骤2进一步包括如下步骤：

步骤2-1：将每个小区经过去噪处理和有效径选择后的信道估计经快速傅立叶变换后的序列F_CHEi₁，F_CHEi₂，...F_CHE_iN赋成全零初值，其中，N为同频小区总数，i₁、i₂......i_N为经过排序后的同频小区的排序顺序，i_n表示某一小区的序号，1≤n≤N；

步骤2-2：按小区信号从强到弱的顺序依次对小区做信道估计

${\mathrm{CHE}}_{i_1}^{\′}=\mathrm{IFFT}((F\_\mathrm{RM}-\underset{i_n\≠i_1}{\mathrm{\Σ}}{F\_\mathrm{CHE}}_{i_n}\·*{F\_M}_{i_n})\·/{F\_M}_{i_1})$

更新CHEi₁， ${\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{PP}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}^{\′}\right),$

更新F_CHEi₁， ${F\_\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{FFT}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}\right)$

按照相同的算法流程，依次计算并更新

${\mathrm{CHE}}_{i_2},{F\_\mathrm{CHE}}_{i_2},...{\mathrm{CHE}}_{i_N},{F\_\mathrm{CHE}}_{i_N}$

其中，IFFT表示快速逆傅立叶变换，F_RM表示收到的Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，F_M_in表示第i_n个小区的基本Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，PP表示去噪处理和有效径选择；

步骤2-3：重复步骤2-2至少等于同频小区总数次；

步骤2-4：取出最后一级每个小区去噪处理后的信道估计CHE_i1，CHE_i2，...CHE_iN，作为输出的信道估计。

本发明所述的方法，其中，所述步骤2-3重复的次数为(同频小区总数+1)次或(同频小区总数+2)次。

本发明所述装置及方法，通过排序器计算同频小区中各个小区的强度，并按信号强度进行排序，并通过频域干扰抵消器从信号最强的小区开始依次对每个小区进行信道估计，得到了比单小区信道估计算法更准确的信道估计结果，降低了同频干扰；并且频域干扰抵消器采用多级结构，即大于等于同频小区总数的级数，更进一步提高了信道估计的准确度。

本发明所要解决的技术问题、技术方案要点及有益效果，将结合实施例，参照附图作进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例所述装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述快速傅立叶变换模块的结构示意图；

图3为本发明另一实施例所述快速傅立叶变换模块的结构示意图；

图4为本发明实施例所述排序器的结构示意图；

图5为本发明实施例所述初始信道估计模块的结构示意图；

图6为本发明另一实施例所述初始信道估计模块的结构示意图；

图7为本发明实施例所述小区信号强度生成模块的结构示意图；

图8为本发明另一实施例所述小区信号强度生成模块的结构示意图；

图9为本发明另一实施例所述小区信号强度生成模块的结构示意图；

图10为本发明实施例所述频域干扰抵消器的结构示意图；

图11为本发明实施例所述方法的流程图；

图12为本发明另一实施例所述方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，为本发明实施例所述同频小区信道估计的装置包括：快速傅立叶变换模块1、与快速傅立叶变换模块1的输出端相连的排序器2，及与快速傅立叶变换模块1、排序器2的输出端相连的频域干扰抵消器3。

其中，快速傅立叶变换模块1，用于将终端接收到的Midamble序列、及各同频小区的基本Midamble序列分别进行快速傅立叶变换并将变换后的序列进行输出。

排序器2，用于根据快速傅立叶变换模块1输出的序列，计算同频小区中每个小区的信号强度，并将每个小区按信号强度进行排序；

频域干扰抵消器3，用于根据快速傅立叶变换模块1输出的序列，并按照排序器2输出的小区顺序，依次对每个小区通过快速傅立叶变换与串行干扰抵消相结合的方式进行信道估计。

这里，所述快速傅立叶变换模块1可以采用一个快速傅立叶变换单元来实现，它将终端接收到的Midamble序列、及各同频小区的基本Midamble序列依次进行快速傅立叶变换并将变换后的序列依次输出，如图2所示。

如图3所示，所述快速傅立叶变换模块1还可以采用N+1个快速傅立叶变换单元的结构，这些快速傅立叶变换单元用于分别将终端接收到的Midamble序列、及各同频小区的基本Midamble序列进行快速傅立叶变换并将变换后的序列分别输出，其中，N为同频小区总数。

如图4所示，所述排序器2包括：初始信道估计模块21、与初始信道估计模块21的输出端相连的小区信号强度生成模块22、与小区信号强度生成模块22的输出端相连的排序模块23、及与排序模块23的输出端相连的同频小区筛选模块24。

其中，初始信道估计模块21，用于根据快速傅立叶变换模块1输出的序列对每个同频小区进行初始信道估计；

小区信号强度生成模块22，用于根据初始信道估计模块21的输出，对每个小区进行信号强度计算，并将计算结果发送至排序模块23；

排序模块23，用于根据每个小区的信号强度，对每个小区进行排序；

同频小区筛选模块24，用于根据预先设定的门限值，将小区信号强度小于门限值的同频小区筛除。例如，将(某小区信号强度/信号强度最强的小区的信号强度)＜0.125的同频小区筛除。

如图5所示，所述初始信道估计模块21包括：一个序列对位除法单元211、及一个与序列对位除法单元211相连的快速逆傅立叶变换单元212。

其中，序列对位除法单元211，用于依次将每个同频小区的基本Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列与终端接收到的Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列进行序列对位除法运算；

快速逆傅立叶变换单元212，用于将序列对位除法单元211的输出序列依次进行快速逆傅立叶变换，并将变换后的序列发送至小区信号强度生成模块22。

所述初始信道估计模块21还可以采用图6所示的结构，即，包括：N个序列对位除法单元，及N个快速逆傅立叶变换单元，其中，一个序列对位除法单元与一个快速逆傅立叶变换单元串联，N为同频小区总数；

N个序列对位除法单元，用于分别将每个同频小区的基本Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列与终端接收到的Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列进行序列对位除法运算；

N个快速逆傅立叶变换单元，用于将每个序列对位除法单元的输出序列分别进行快速逆傅立叶变换，并将变换后的序列发送至小区信号强度生成模块22。

如图7所示，所述小区信号强度生成模块22包括：一个去噪处理单元、与去噪处理单元相连的一个功率生成单元及与功率生成单元相连的一个累加单元。

其中，

去噪处理单元，用于依次将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

功率生成单元：用于根据去噪处理后的序列依次计算每个序列中各点功率；

累加单元，用于依次将每个序列中各点功率进行累加，得到每个小区的信号强度。

这里，所述小区信号强度生成模块22还可以采用N个去噪处理单元、N个功率生成单元、及N个累加单元的结构实现。其中，一个功率生成单元分别与一个去噪处理单元及一个累加单元串联，N为同频小区总数；

N个去噪处理单元，用于分别将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

N个功率生成单元：用于根据去噪处理后的序列分别计算每个序列中各点功率；

N个累加单元，用于分别将每个序列中各点功率进行累加，得到每个小区的信号强度。

本发明实施例所述小区信号强度生成模块22还可以采用图8所示的结构，包括：一个去噪处理单元、与去噪处理单元相连的一个模生成单元及与模生成单元相连的一个累加单元。

其中，去噪处理单元，用于依次将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

模生成单元：用于根据去噪处理后的序列依次计算每个序列中各点的模；

累加单元，用于依次将每个序列中各点的模进行累加，得到每个小区的信号强度。

这里，所述小区信号强度生成模块22还可以采用N个去噪处理单元、N个模生成单元、及N个累加单元的结构实现。其中，一个模生成单元分别与一个去噪处理单元及一个累加单元串联，N为同频小区总数。

N个去噪处理单元，用于分别将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

N个模生成单元，用于根据去噪处理后的序列分别计算每个序列中各点的模；

N个累加单元，用于分别将每个序列中各点的模进行累加，得到每个小区的信号强度。

本发明实施例所述小区信号强度生成模块22还可以采用图9所示的结构，包括：一个功率生成单元及与其相连的一个功率选择单元。

其中，

功率生成单元，用于依次计算各个序列中各点功率；

功率选择单元，用于依次根据各个序列中的各点功率选择功率最大的点的功率作为该小区的信号强度。

这里，所述小区信号强度生成模块22还可以采用N个功率生成单元、及N个功率选择单元的结构实现。其中，一个功率生成单元与一个功率选择单元串联，N为同频小区总数。

其中，

N个功率生成单元，用于分别计算各个序列中各点功率；

N个功率选择单元，用于分别根据各个序列中的各点功率选择功率最大的点的功率作为该小区的信号强度。

所述所述频域干扰抵消器3可以采用包括至少同频小区总数个串联的处理级，每个处理级包括同频小区总数个串行的频域干扰抵消单元的结构，每个频域干扰抵消单元用于根据排序器输出的小区顺序依次对每个小区进行信道估计。

所述处理级的个数建议值为(同频小区总数+1)个或(同频小区总数+2)个。

当排序器2包括同频小区筛选模块24时，所述处理级的个数建议值为(选定的同频小区总数+1)个或(选定的同频小区总数+2)个。

如图10所示，为描述简单，我们以同频小区数为3个小区为例，假设排序器输出的强弱小区顺序为1、2、3；这里采用同频小区总数+1级，即4个处理级的结构。

首先，将每个小区经去噪处理和有效径选择后的信道估计经傅立叶变换后的序列F_CHE₁、F_CHE₂、F_CHE₃赋成全零初值， ${{F\_\mathrm{RM}}_{i_n}}^{\left(j\right)}={F\_\mathrm{CHE}}_{i_n}*{{F\_M}_{i_n}}^{\left(j\right)},$ 其中，j表示第j级，i_n表示某一小区的序号，1≤n≤N；则F_RM⁽⁰⁾ ₁＝0，F_RM₂ ⁽⁰⁾＝0，F_RM₃ ⁽⁰⁾＝0；

在第一处理级中的第一个频域干扰抵消单元中，对于信号最强的第1小区来说，首先，F_RM₂ ⁽⁰⁾＝0和F_RM₃ ⁽⁰⁾＝0在序列对位加法子单元中做对位加法运算(图中示为sum)，将快速傅立叶变换模块输出的F_RM与所述序列对位加法子单元的输出在序列对位减法子单元(图中示为sub)中做对位减法运算，所述做对位减法运算后的序列发送至序列对位除法子单元(图中示为./)，并与快速傅立叶变换模块输出F_M₁做对位相除运算，并将输出的序列发送至快速逆傅立叶变换子单元(图中示为IFFT)，快速逆傅立叶变换子单元输出第1个小区的信道估计CHE₁′⁽¹⁾，将所述CHE₁′⁽¹⁾发送至去噪处理子单元(图中示为PP，这里，所述的去噪处理见中国专利申请“一种用于无线通信系统的去噪方法及适用于该方法的装置”，申请号为200310116920.1，申请日为2003年12月1日，本发明不做详述)，得到去噪后的信道估计CHE₁ ⁽¹⁾，将CHE₁ ⁽¹⁾发送至快速傅立叶变换子单元(图中示为FFT)，并将变换后的序列与快速傅立叶变换模块输出的F_M₁在序列对位乘法子单元(图中示为.*)中做对位乘法运算并将输出F_RM₁ ⁽¹⁾；

在第一处理级中的第二个频域干扰抵消单元中，对于信号次强的第2小区来说，首先，F_RM₁ ⁽¹⁾和F_RM₃ ⁽⁰⁾＝0在序列对位加法子单元中做对位加法运算，将快速傅立叶变换模块输出的F_RM与所述序列对位加法子单元的输出在序列对位减法子单元中做对位减法运算，所述做对位减法运算后的序列发送至序列对位除法子单元，并与快速傅立叶变换模块输出的F_M₂做对位相除运算，并将输出的序列发送至快速逆傅立叶变换子单元，快速逆傅立叶变换子单元输出第2个小区的信道估计CHE₂′⁽¹⁾，将所述CHE₂′⁽¹⁾发送至去噪处理子单元，得到去噪后的信道估计CHE₂ ⁽¹⁾，将CHE₂ ⁽¹⁾发送至快速傅立叶变换子单元，并将变换后的序列与快速傅立叶变换模块输出的F_M₂在序列对位乘法子单元中做对位乘法运算并将输出F_RM₂ ⁽¹⁾；

在第一处理级中的第三个频域干扰抵消单元中，对于信号最弱的第3小区来说，首先，F_RM₁ ⁽¹⁾和F_RM₂ ⁽¹⁾在序列对位加法子单元中做对位加法运算，将快速傅立叶变换模块输出的F_RM与所述序列对位加法子单元的输出在序列对位减法子单元中做对位减法运算，所述做对位减法运算后的序列发送至序列对位除法子单元，并与快速傅立叶变换模块输出的F_M₃做对位相除运算，并将输出的序列发送至快速逆傅立叶变换子单元，快速逆傅立叶变换子单元输出第3个小区的信道估计CHE₃′⁽¹⁾，将所述CHE₃′⁽¹⁾发送至去噪处理子单元，得到去噪后的信道估计CHE₃ ⁽¹⁾，将CHE₃ ⁽¹⁾发送至快速傅立叶变换子单元，并将变换后的序列与快速傅立叶变换模块输出的F_M₃在序列对位乘法子单元中做对位乘法运算并将输出F_RM₃ ⁽¹⁾；

然后，将F_RM₂ ⁽¹⁾和F_RM₃ ⁽¹⁾发送至下一处理级中的第一个频域干扰抵消单元中的序列对位加法子单元中做对位加法运算，后续执行过程同上，直到处理完第四处理级，输出第1小区的信道估计CHE₁ ⁽⁴⁾(CHE₁_OUT)、第2小区的信道估计CHE₂ ⁽⁴⁾(CHE₂_OUT)、及第3小区的信道估计CHE₃ ⁽⁴⁾(CHE₃_OUT)，这里不再赘述。

参照图11，为本发明实施例所述方法的流程图，包括如下步骤：

步骤101：计算同频小区中每个小区的信号强度，并按信号强度的大小对小区进行排序；

步骤102：按每个小区信号从强到弱的顺序依次对每个小区通过快速傅立叶变换与串行干扰抵消相结合的方式在频域进行干扰抵消，进而完成信道估计。

如图12所示，本发明另一实施例所述方法的流程图，包括如下步骤：

步骤201：将收到的Midamble序列及每个小区的基本Midamble序列分别做快速傅立叶变换；

步骤202：根据所述收到的Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列及每个小区的基本Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列对每个小区进行初步信道估计，

步骤203：根据初步信道估计的结果计算每个小区的信号强度，

步骤204：根据所述每个小区的信号强度的大小，对每个小区按信号强度从大到小的顺序进行排序，

步骤205：将每个小区经过去噪处理和有效径选择后的信道估计经快速傅立叶变换后的序列F_CHE_i1，F_CHE_i2，...F_CHE_iN赋成全零初值，其中，N为同频小区总数，i_n表示某一小区的序号，1≤n≤N；

步骤206：按小区信号从强到弱的顺序依次对小区做信道估计

${\mathrm{CHE}}_{i_1}^{\′}=\mathrm{IFFT}((F\_\mathrm{RM}-\underset{i_n{\≠i}_1}{\mathrm{\Σ}}{F\_\mathrm{CHE}}_{i_n}\·*{F\_M}_{i_n})\·/{F\_M}_{i_1})$

更新CHE_i1， ${\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{PP}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}^{\′}\right),$

更新F_CHE_i1， ${F\_\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{FFT}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}\right)$

按照相同的算法流程，依次计算并更新

${\mathrm{CHE}}_{i_2},{F\_\mathrm{CHE}}_{i_2},...{\mathrm{CHE}}_{i_N},{F\_\mathrm{CHE}}_{i_N}$

其中，IFFT表示快速逆傅立叶变换，F_RM表示收到的Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，F_M_in表示第i_n个小区的基本Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，PP表示去噪处理和有效径选择；

步骤207：重复步骤206至少等于同频小区总数次；这里，建议值为(同频小区总数+1)次或(同频小区总数+2)次；

步骤208：取出最后一级每个小区去噪处理后的信道估计CHE_i1，CHE_i2，...CHE_iN，作为输出的信道估计。

其中，所述步骤202可以通过如下步骤实现：

将收到的Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列与第i个小区的基本Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列进行对位相除，其中，1≤i≤小区总数；

将所述对位相除得到的序列进行快速逆傅立叶变换，得到第i个小区的初步信道估计。

所述步骤203可以通过计算最大径功率来计算小区信号强度，具体步骤如下所示：

根据第i个小区的初步信道估计，计算第i个小区初步信道估计序列中每个点的功率，其中，1≤i≤同频小区总数；

选择最大功率的点的信号强度作为第i个小区的信号强度。

所述步骤203还可以通过计算各点功率来计算小区信号强度，具体步骤如下所示：

将第i个小区的初步信道估计进行去噪处理，其中，1≤i≤同频小区总数；

根据去噪处理后的第i个小区的初步信道估计，计算第i个小区初步信道估计序列中每个点的功率，

将所述各个点的功率的累加值作为第i个小区的信号强度。

所述步骤203还可以通过计算各点模来计算小区信号强度，具体步骤如下所示：

将第i个小区的初步信道估计进行去噪处理，其中，1≤i≤同频小区总数；

根据去噪处理后的第i个小区的初步信道估计，计算第i个小区初步信道估计序列中每个点的模 $m_i=\sqrt{{\mathrm{real}}_i^2+{\mathrm{imag}}_i^2},$ 其中，m_i表示第i点的模，real_i表示第i点的实部，imag_i表不第i点的虚部；

将所述各个点的模的累加值作为第i个小区的信号强度。

所述步骤204中所述根据每个小区的信号强度的大小，对每个小区按信号强度从大到小的顺序进行排序，可以根据每个小区的信号强度，先把小区信号强度小于设定的门限值的小区筛除，再将剩下的小区根据信号强度的大小进行排序。例如，先把(某小区信号强度/信号强度最强的小区的信号强度)＜0.125的同频小区筛除，再根据选定的(也就是未筛除的)的小区的信号强度，将小区进行排序。此时，所述步骤206重复的次数为(选定的同频小区总数+1)次或(选定的同频小区总数+2)次。

本发明所述的一种同频小区信道估计装置及方法，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (29)

1.一种同频小区信道估计的装置，包括，用于将终端接收到的Midamble序列、及各同频小区的基本Midamble序列分别进行快速傅立叶变换并将变换后的序列进行输出的快速傅立叶变换模块(1)，其特征在于还包括，与快速傅立叶变换模块(1)的输出端相连的排序器(2)，及与快速傅立叶变换模块(1)、排序器(2)的输出端相连的频域干扰抵消器(3)；其中，

排序器(2)，用于根据快速傅立叶变换模块(1)输出的序列，计算同频小区中每个小区的信号强度，并将每个小区按信号强度进行排序；

频域干扰抵消器(3)，用于根据快速傅立叶变换模块(1)输出的序列，并按照排序器(2)输出的小区顺序，依次对每个小区通过快速傅立叶变换与串行干扰抵消相结合的方式进行信道估计。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述快速傅立叶变换模块(1)是一个快速傅立叶变换单元，用于将终端接收到的Midamble序列、及各同频小区的基本Midamble序列依次进行快速傅立叶变换并将变换后的序列依次输出。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述快速傅立叶变换模块(1)是N+1个快速傅立叶变换单元，用于分别将终端接收到的Midamble序列、及N个同频小区的基本Midamble序列进行快速傅立叶变换并将变换后的序列分别输出，其中，N为同频小区总数。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述排序器(2)进一步包括，初始信道估计模块(21)、与初始信道估计模块(21)的输出端相连的小区信号强度生成模块(22)、与小区信号强度生成模块(22)的输出端相连的排序模块(23)，其中，

初始信道估计模块(21)，用于根据快速傅立叶变换模块(1)输出的序列对每个同频小区进行初始信道估计；

小区信号强度生成模块(22)，用于根据初始信道估计模块(21)的输出，对每个小区进行信号强度计算，并将计算结果发送至排序模块(23)；

排序模块(23)，用于根据每个小区的信号强度，对每个小区进行排序。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述排序器进一步包括，同频小区筛选模块(24)，用于根据预先设定的门限值，将小区信号强度小于门限值的同频小区筛除。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述同频小区筛选模块(24)，进一步用于将(某小区信号强度/信号强度最强的小区的信号强度)＜0.125的同频小区筛除。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述初始信道估计模块(21)还包括，一个序列对位除法单元(211)，用于依次将每个同频小区的基本Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列与终端接收到的Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列进行序列对位除法运算；及

一个快速逆傅立叶变换单元(212)，用于将序列对位除法单元(211)的输出序列依次进行快速逆傅立叶变换，并将变换后的序列发送至小区信号强度生成模块(22)。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述初始信道估计模块(21)还包括：N个序列对位除法单元，及N个快速逆傅立叶变换单元，其中，一个序列对位除法单元与一个快速逆傅立叶变换单元串联，N为同频小区总数；

N个序列对位除法单元，用于分别将每个同频小区的基本Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列与终端接收到的Midamble序列经过快速傅立叶变换后的序列进行序列对位除法运算；

N个快速逆傅立叶变换单元，用于将每个序列对位除法单元的输出序列分别进行快速逆傅立叶变换，并将变换后的序列发送至小区信号强度生成模块(22)。

9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述小区信号强度生成模块(22)进一步包括：

一个去噪处理单元，用于依次将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

一个功率生成单元：用于根据去噪处理后的序列依次计算每个序列中各点功率；

一个累加单元，用于依次将每个序列中各点功率进行累加，得到每个小区的信号强度。

10.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述小区信号强度生成模块(22)进一步包括：N个去噪处理单元、N个功率生成单元、及N个累加单元，其中，一个功率生成单元分别与一个去噪处理单元及一个累加单元串联，N为同频小区总数；

N个去噪处理单元，用于分别将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

N个功率生成单元：用于根据去噪处理后的序列分别计算每个序列中各点功率；

N个累加单元，用于分别将每个序列中各点功率进行累加，得到每个小区的信号强度。

11.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述小区信号强度生成模块(22)进一步包括：

一个去噪处理单元，用于依次将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

一个模生成单元：用于根据去噪处理后的序列依次计算每个序列中各点的模；

一个累加单元，用于依次将每个序列中各点的模进行累加，得到每个小区的信号强度。

12.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述小区信号强度生成模块(22)进一步包括：N个去噪处理单元、N个模生成单元、及N个累加单元，其中，一个模生成单元分别与一个去噪处理单元及一个累加单元串联，N为同频小区总数；

N个去噪处理单元，用于分别将每个小区的初步信道估计进行去噪声处理；

N个模生成单元，用于根据去噪处理后的序列分别计算每个序列中各点的模；

N个累加单元，用于分别将每个序列中各点的模进行累加，得到每个小区的信号强度。

13.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述小区信号强度生成模块(22)进一步包括：

一个功率生成单元，用于依次计算各个序列中各点功率；

一个功率选择单元，用于依次根据各个序列中的各点功率选择功率最大的点的功率作为该小区的信号强度。

14.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述小区信号强度生成模块(22)进一步包括：N个功率生成单元、及N个功率选择单元，其中，一个功率生成单元与一个功率选择单元串联，N为同频小区总数；

N个功率生成单元，用于分别计算各个序列中各点功率，其中，N为同频小区总数；

N个功率选择单元，用于分别根据各个序列中的各点功率选择功率最大的点的功率作为该小区的信号强度。

15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述频域干扰抵消器(3)进一步包括，一个频域干扰抵消单元，用于根据排序器输出的小区顺序依次对每个小区进行信道估计。

16.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述频域干扰抵消器(3)进一步包括，至少同频小区总数个串联的处理级，每个处理级包括同频小区总数个串行的频域干扰抵消单元，用于根据排序器输出的小区顺序依次对每个小区进行信道估计。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述处理级的个数为(选定的同频小区总数+1)个或(选定的同频小区总数+2)个。

18.一种同频小区信道估计方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：计算同频小区中每个小区的信号强度，并按信号强度的大小对小区进行排序；

步骤2：按每个小区信号从强到弱的顺序依次对每个小区通过快速傅立叶变换与串行干扰抵消相结合的方式在频域进行干扰抵消，进而完成信道估计。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括如下步骤：

将收到的Midamble序列及每个小区的基本Midamble序列分别做快速傅立叶变换；

根据所述收到的Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列及每个小区的基本Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列对每个小区进行初步信道估计，

根据初步信道估计的结果计算每个小区的信号强度，

根据所述每个小区的信号强度的大小，对每个小区按信号强度从大到小的顺序进行排序。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述根据所述收到的Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列及每个小区的基本Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列对每个小区进行初步信道估计，进一步包括如下步骤：

将收到的Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列与第i个小区的基本Midamble序列经快速傅立叶变换后的序列进行对位相除，其中，1≤i≤小区总数；

将所述对位相除得到的序列进行快速逆傅立叶变换，得到第i个小区的初步信道估计。

21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述计算每个小区的信号强度，进一步包括如下步骤：

根据第i个小区的初步信道估计，计算第i个小区初步信道估计序列中每个点的功率，其中，1≤i≤同频小区总数；

选择最大功率的点的信号强度作为第i个小区的信号强度。

22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述计算每个小区的信号强度，进一步包括如下步骤：

将第i个小区的初步信道估计进行去噪处理，其中，1≤i≤同频小区总数；

根据去噪处理后的第i个小区的初步信道估计，计算第i个小区初步信道估计序列中每个点的功率，

将所述各个点的功率的累加值作为第i个小区的信号强度。

23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述计算每个小区的信号强度，进一步包括如下步骤：

将第i个小区的初步信道估计进行去噪处理，其中，1≤i≤同频小区总数；

根据去噪处理后的第i个小区的初步信道估计，计算第i个小区初步信道估计序列中每个点的模 $m_i=\sqrt{{\mathrm{real}}_i^2+{\mathrm{imag}}_i^2},$ 其中，m_i表示第i点的模，real_i表示第i点的实部，imag_i表示第i点的虚部；

将所述各个点的模的累加值作为第i个小区的信号强度。

24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述根据每个小区的信号强度的大小，对每个小区按信号强度从大到小的顺序进行排序，是根据每个小区的信号强度，先把小区信号强度小于设定的门限值的小区筛除，再将剩下的小区根据信号强度的大小进行排序。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述把小区信号强度小于设定的门限值的小区筛除，是把(某小区信号强度/信号强度最强的小区的信号强度)＜0.125的同频小区筛除。

26.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括如下步骤：

步骤2-1：将经过筛除后选定的每个小区经过去噪处理和有效径选择后的信道估计经快速傅立叶变换后的序列F_CHE_i1，F_CHE_i2，…F_CHE_iN赋成全零初值，其中，N为经筛除后选定的同频小区的总数，i₁、i₂…i_N为经筛除后选定的同频小区的排序顺序，i_n表示某一小区的序号，1≤n≤N；

步骤2-2：按小区信号从强到弱的顺序依次对小区做信道估计

${\mathrm{CHE}}_{i_1}^{\′}=\mathrm{IFFT}((F\_\mathrm{RM}-\underset{i_n\≠i_1}{\mathrm{\Σ}}F\_{\mathrm{CHE}}_{i_n}\·*F\_M_{i_n})\·/F\_M_{i_1})$

更新CHE_i1， ${\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{PP}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}^{\′}\right),$

更新F_CHE_i1， ${F\_\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{FFT}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}\right)$

按照相同的算法流程，依次计算并更新CHE_i2，F_CHE_i2，…CHE_iN，F_CHE_iN

其中，IFFT表示快速逆傅立叶变换，F_RM表示收到的Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，F_M_in表示第i_n个小区的基本Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，PP表示去噪处理和有效径选择；

步骤2-3：重复步骤2-2至少等于经过筛除后选定的同频小区总数次；

步骤2-4：取出最后一级每个小区去噪处理后的信道估计CHE_i1，CHE_i2，…CHE_iN，作为输出的信道估计。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述步骤2-3重复的次数为(选定的同频小区总数+1)次或(选定的同频小区总数+2)次。

28.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括如下步骤：

步骤2-1：将每个小区经过去噪处理和有效径选择后的信道估计经快速傅立叶变换后的序列F_CHE_i1，F_CHE_i2，…F_CHE_iN赋成全零初值，其中，N为同频小区总数，i₁、i₂……i_N为经过排序后的同频小区的排序顺序，i_n表示某一小区的序号，1≤n≤N；

步骤2-2：按小区信号从强到弱的顺序依次对小区做信道估计

${\mathrm{CHE}}_{i_1}^{\′}=\mathrm{IFFT}((F\_\mathrm{RM}-\underset{i_n\≠i_1}{\mathrm{\Σ}}F\_{\mathrm{CHE}}_{i_n}\·*F\_M_{i_n})\·/F\_M_{i_1})$

更新CHE_i1， ${\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{PP}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}^{\′}\right),$

更新F_CHE_i1， ${F\_\mathrm{CHE}}_{i_1}=\mathrm{FFT}\left({\mathrm{CHE}}_{i_1}\right)$

按照相同的算法流程，依次计算并更新CHE_i2，F_CHE_i2，…CHE_iN，F_CHE_iN

其中，IFFT表示快速逆傅立叶变换，F_RM表示收到的Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，F_M_in表示第i_n个小区的基本Midamble序列经傅立叶变换之后的序列，PP表示去噪处理和有效径选择；

步骤2-3：重复步骤2-2至少等于同频小区总数次；

步骤2-4：取出最后一级每个小区去噪处理后的信道估计CHE_i1，CHE_i2，…CHE_iN，作为输出的信道估计。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述步骤2-3重复的次数为(同频小区总数+1)次或(同频小区总数+2)次。

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