CN1929353A - 同频小区信道估计方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种TD－SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，采用干扰抵消或解相关的多用户检测，采用部分干扰抵消来实现同频多个小区信道的联合估计，具体步骤如下，对于n个小区：用n个存储单元s₁、s₂、s₃...s_n存储复数序列；接收信号Midamble训练码部分并构成128－码片的数据；在第一时刻，将从接收信号Midamble训练码部分获得的数据进行第一小区的剩余小区部分干扰抵消；之后进行第一小区信道估计；再进行第一小区Midamble训练码部分接收信号恢复；恢复出用户终端从第一小区接收到的信号s₁，并刷新s₁的存储单元，针对从接收信号中估计其余小区的信道并恢复相应的Midamble训练码部分接收信号重复上述的流程，直到完成对于接收信号s_n的处理，到达第n+1时刻；第一时刻至第n+1时刻完成了一次叠代，一次叠代过程包含上述n个处理流程，每个处理流程对应一个小区；重复m次叠代以后获得最终的信道估计。

Description

同频小区信道估计方法及装置

技术领域

本发明涉及同频小区信道估计技术，更具体地说，涉及一种TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法及装置。

背景技术

TD-SCDMA系统既可以异频组网也可以同频组网。同频组网的优点在于所有的小区都可能使用所有可能的频点资源，具有最高的频谱利用率。

同频组网时，小区内的多址是通过码分多址来实现的；小区间的区分是通过基本Midamble训练码(Midamble码)(BMC)及码片级扰码(CSC)来实现。TD-SCDMA系统共有128个BMC资源以及与之一一对应的128个CSC资源，前者是作为信道训练序列，用来进行信道估计使用的，后者是对发送码片符号加扰，使得发射信号更接近高斯白噪。

128个BMC资源中，相邻小区使用不同的BMC，当前小区及邻小区的BMC码号在广播信道BCH里广播。

信道训练序列BMC的互相关性不是很好，在同频小区的边界附近位置，UE接收机对接收到的信号进行多个小区信道的独立估计，估计出来的信道响应里会引入较大的干扰，甚至导致后续的信道窗激活的误检、UE接收机联合小区检测失败。

干扰抵消(interference cancellation)是多用户检测(multi-user detection)的一个重要分支，从90年代初到现在已经研究得很透彻，资料很多，网上能搜出许多。剩下的问题就是如何将干扰抵消技术引入到实际系统里去。干扰抵消有：并行干扰抵消、串行干扰抵消、叠代干扰抵消、部分干扰抵消等。

TD系统里如果进行同频组网，小区识别是靠DwPTS中的SYNC_DL。不同小区的用户靠绕码、基本Midamble码来区分的。现有技术中尚没有TD同频组网下如何进行联合的信道估计来抑制同频干扰。

发明内容

本发明是借鉴多用户检测，对多个小区的信道估计进行联合估计。具体的讲，可以采用干扰抵消或解相关的多用户检测。本发明的方法采用部分干扰抵消技术来实现同频多小区信道的联合估计。

根据本发明的一方面，提供一种TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，采用部分干扰抵消来实现同频多个小区信道的联合估计，具体步骤如下，对于n个小区：

首先开n个2×128存储单元s₁、s₂、s₃...s_n，分别用来存储1×128的复数序列；s₁、s₂、s₃...s_n的初始值置全0；

将接收信号的信道训练序列部分取出，构成128-码片的数据；

在第一时刻，将从接收信号Midamble训练码部分获得的数据进行第一小区的剩余小区部分干扰抵消；部分干扰抵消后的数据进行第一小区信道估计；得到的第一小区信道响应和第一小区的BMC码以及第一小区系统参数一起进行第一小区接收信号恢复；恢复出用户终端从第一小区接收到的信号s₁，并刷新s₁的存储单元，此时时间标尺已经到达第二时刻；

在第二时刻，针对接收信号重复上述的流程，获得第二小区的信道估计及接收信号恢复，完成时到达第三时刻；

在第三时刻，针对接收信号重复上述的流程，获得第二小区的信道估计及接收信号恢复，完成时到达第四时刻；

针对其余的接受信号重复上述的流程，直到完成对于接收信号的第n个小区的信道估计及接收信号恢复处理，到达第n+1时刻；

第一时刻至第n+1时刻完成了一次叠代，一次叠代过程包含上述n个处理流程，每个处理流程对应一个小区；

重复m次叠代以后获得最终的信道估计。

根据本发明的一实施例，从接收信号Midamble训练码部分获得的数据进行第i小区的剩余小区部分干扰抵消时，将接收信号部分减去来自干扰小区的信号，即s₁至s_i-1，以及s_i+1至s_n，同时，还输入与个干扰小区相关的部分干扰抵消系数β₁至β_i-1以及β_i+1至β_n。

根据本发明的一实施例，所述β_i满足0≤β_i≤1，i＝1...n；β_i值随着叠代次数m的增大而越来越大，对于正在处理在第i个小区，β_i恒为0。

根据本发明的一实施例，处理3个同频小区并且进行叠代的次数m＝4时，部分干扰抵消系数β₁、β₂和β₃的取值如下：

第一次叠代，m＝1，第一小区：0，0，0

                  第二小区：0.2，0，0

                  第三小区：0.2，0.3，0；

第二次叠代，m＝2，第一小区：0，0.3，0.4

                  第二小区：0.6，0，0.4

                  第三小区：0.6，0.7，0；

第三次叠代，m＝3，第一小区：0，0.9，0.9

                  第二小区：0.9，0，0.9

                  第三小区：0.9，0.9，0

第四次叠代，m＝4，第一小区：0，1，1

                  第二小区：1，0，1

                  第三小区：1，1，0。

根据本发明的一实施例，对第i小区的剩余小区部分干扰抵消后的数据进行第i小区信道估计过程如下：

${\stackrel{\→}{h}}_i=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_i^{\text{'}}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{bmc}}_i\right)}\right)$

其中 为第i个小区上估计出来的128-taps的信道冲击响应；FFT及IFFT分别是快速傅立叶变换及反变换；r_i′是第i个小区上经过干扰抵消后的接收信号；bmc_i是第i个小区上的复的基本Midamble训练码，即bmc_i＝BWC×W，其中：W＝j^{[1，2，...，128]}＝[j，-1，-j，1，....，j，-1，-j，1]，j为虚数单位。

根据本发明的一实施例，第i小区接收信号恢复过程如下：

之前获得的信道响应进行降噪处理，处理时：假设(h₁，h₂，...，h₁₂₈)为输出的信道估计，则有如下流程：

第一步：计算抽头功率P_i＝|h_i|²，i＝1，2，...，128

第二步：置门限，Γ为设定的某一相对门限，绝对门限γ＝max(P₁，P₂，...，P₁₂₈)×Γ

第三步：所有P_i，i＝1，2，...，128跟门限γ相比，大于等于γ的P_i对应的h_i保留；小于γ的P_i对应的h_i置0

在上述流程中用于信道降噪处理的相对门限Γ的值介于(0，1)并且Γ随着叠代次数增加而减小；形成信道窗，接收经过降噪处理的信号，形成信道窗；扰码循环移位，接收BMC码和系统参数，进行扰码循环移位；最终信号恢复，根据公式 $s=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Kcell}}{\mathrm{\Σ}}}(h_i\⊗m_i)$ 进行信号恢复。

根据本发明的一实施例，叠代的次数m＝4次，信道降噪处理的相对门限Γ的取值： $\left[\begin{array}{cccc}\frac{2}{3}& \frac{1}{2}& \frac{1}{4}& \frac{1}{8}\end{array}\right],$ 分别对应第一、第二、第三和第四次叠代。

根据本发明的一实施例，当存在n个同频小区时，需要进行抵消的干扰是n-1个。

根据本发明的一实施例，所述叠代次数m的取至范围是3-5。

根据本发明的一实施例，对于AWGN、慢速的多经衰落及无线环境下叠代次数选定3；快速的多经衰落无线环境下，叠代次数选定为4。为统一起见，叠代次数选定为4。

根据本发明的一实施例，小区系统参数是1-16之间一个偶数。具体值是从广播信道里解析而来的。

根据本发明的另一方面，提供一种TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，采用干扰抵消或解相关的多用户检测，采用部分干扰抵消来实现同频多个小区信道的联合估计，具体步骤如下，对于n个小区，该装置包括：

n个2×128存储单元，分别存储对应于恢复出来的来自每个小区的接收信号s₁、s₂、s₃...s_n，为1×128的复数序列，s₁、s₂和s₃...s_n的初始值置全0；

接收信号Midamble训练码生成装置接收信号的Midamble训练码部分取出来，构成128-码片的数据；

第一分支，处理接收信号r，获得第一小区的信道估计及接收信号恢复s₁，包括：

第一小区的剩余小区部分干扰抵消单元，接收Midamble训练码生成装置产生的Midamble训练码数据部分，进行第一小区的剩余小区的部分干扰抵消；

第一小区信道估计单元，接收从所述第一小区的剩余小区部分干扰抵消单元输出的干扰小区部分干扰抵消后的数据，进行第一小区的信道估计；

第一小区接收信号恢复单元，接收从第一小区信道估计单元估计出来的信道响应后再根据第一小区的BMC码和第一小区系统参数恢复出用户终端第一小区接收到的信号s₁，并刷新s₁的存储单元；

第二分支，处理第二小区的信道估计及接收信号恢复s₂，所述第二分支具有与所述第一分支相似的结构，并且在所述第一分支处理完成之后开始工作；

第三分支，处理第三小区的信道估计及接收信号恢复s₃，所述第三分支具有与所述第一分支相似的结构，并且在所述第二分支处理完成之后开始工作；

所述TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置包括n个分支，分别用于处理第n小区的信道估计及接收信号恢复s_n，所述n个分支依次在前一个分支完成处理之后开始工作；

第一分支至第n分支的所有分支完成一次处理就完成了一次叠代，一次叠代过程包含n个分支，每个分支对应一个小区；叠代m次以后就获得最终的信道估计s。

根据本发明的一实施例，用于处理第i小区信号的第i部分干扰抵消单元将接收信号减去来自干扰小区的信号，即s₁至s_i-1，以及s_i+1至s_n，同时，还输入与个干扰小区相关的部分干扰抵消系数β₁至β_i-1以及β_i+1至β_n。

根据本发明的一实施例，所述β_i满足0≤β_i≤1，i＝1...n；β_i值随着叠代次数m的增大而越来越大，对于正在处理在第i个小区，β_i恒为0。

根据本发明的一实施例，处理3个同频小区并且进行叠代的次数m＝4时，部分干扰抵消系数β₁、β₂和β₃的取值如下：

第一次叠代，m＝1，第一小区：0，0，0

                  第二小区：0.2，0，0

                  第三小区：0.2，0.3，0；

第二次叠代，m＝2，第一小区：0，0.3，0.4

                  第二小区：0.6，0，0.4

                  第三小区：0.6，0.7，0；

第三次叠代，m＝3，第一小区：0，0.9，0.9

                  第二小区：0.9，0，0.9

                  第三小区：0.9，0.9，0

第四次叠代，m＝4，第一小区：0，1，1

                  第二小区：1，0，1

                  第三小区：1，1，0。

根据本发明的一实施例，第i小区接收信号恢复单元进行如下处理：

${\stackrel{\→}{h}}_i=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_i^{\text{'}}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{bmc}}_i\right)}\right)$

其中

为第i个小区上估计出来的128-taps的信道冲击响应；FFT及IFFT分别是快速傅立叶变换及反变换；r_i′是第i个小区上经过干扰抵消后的接收信号；bmc_i是第i个小区上的复的基本Midamble训练码，即bmc_i＝BWC×W，其中：W＝j^{[1，2，...，128]}＝[j，-1，-j，1，....，j，-1，-j，1]，j为虚数单位。

根据本发明的一实施例，第i小区接收信号恢复单元处理如下：

信号降噪处理单元，对之前获得的信道响应进行降噪处理，处理时：假设(h₁，h₂，...，h₁₂₈)为输出的信道估计，则有如下流程：

第一步：计算抽头功率P_i＝|h_i|²，i＝1，2，...，128

第二步：置门限，Γ为设定的某一相对门限，绝对门限γ＝max(P₁，P₂，...，P₁₂₈)×Γ

第三步：所有P_i，i＝1，2，...，128跟门限γ相比，大于等于γ的P_i对应的h_i保留；小于γ的P_i对应的h_i置0

在上述流程中用于信道降噪处理的相对门限Γ的值介于(0，1)并且Γ随着叠代次数增加而减小；

信道窗形成单元，接收经过降噪处理的信号，形成信道窗；

扰码循环移位单元，接收BMC码和系统参数，进行扰码循环移位；

信号恢复单元，根据公式 $s=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Kcell}}{\mathrm{\Σ}}}(h_i\⊗m_i)$ 进行信号恢复。

根据本发明的一实施例，叠代的次数m＝4次，信道降噪处理的相对门限Γ的取值： $\left[\begin{array}{cccc}\frac{2}{3}& \frac{1}{2}& \frac{1}{4}& \frac{1}{8}\end{array}\right],$ 分别对应第一、第二、第三和第四次叠代。

根据本发明的一实施例，当存在n个同频小区时，需要进行抵消的干扰是n-1个。

根据本发明的一实施例，所述叠代次数m的取至范围是3-5。

根据本发明的一实施例，对于AWGN、慢速的多经衰落及无线环境下叠代次数选定3；快速的多经衰落无线环境下，叠代次数选定为4。

根据本发明的一实施例，小区系统参数是1-16之间一个偶数。具体值是从广播信道里解析出来的。

采用本发明的技术方案，接收机对码组选择不再敏感，可以规避掉寻找较优码组的繁琐工作及其IPR。本发明的技术即可以在下行的移动终端(UE)接收机上使用，也可以在上行的Node B接收机中使用。前者对应UE处于多小区边界附近，UE接收到多个小区的下行信号；后者对应NodeB不仅接收到所有来自本区UE的上行信号，还接收到来自相邻小区UE的上行信号。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图具体描述的实施例而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的对三个小区进行信道估计装置的结构图；

图2是根据本发明的实施例对n个小区进行信道估计的装置的结构图；

图3是根据本发明的一个实施例的信道估计装置中部分干扰抵消单元的结构图；

图4是根据本发明的一个实施例的信道恢复单元的结构图；

图5是根据本发明的一个实施例的信道估计方法的流程图；

图6到图12是根据本发明的信道估计方法的实施例进行信道估计的仿真结果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

对三个小区进行估计的实施例

参考图1，图1示出了对三个小区进行估计的信道估计装置100的结构图。其中包括如下的部件：

3个2×128存储单元110、118、126，分别用来存储1×128的复数序列，即三个小区恢复的接收信号s₁、s₂和s₃。s₁、s₂和s₃的初始值置全0。

接收信号Midamble训练码(Midamble code)产生装置102，是将接收信号的信道训练序列部分取出来，构成128-码片的数据。

针对三个不同的小区，每一个小区有一个独立的分支进行处理，各个分支包括以下部件并且按照下述的流程工作：

首先参考第一分支，在第一时刻：将从接收信号Midamble训练码(Midamble code)产生装置102获得的Midamble训练码(Midamble)数据送往第一部分干扰抵消单元104进行干扰小区信号的部分干扰抵消，其执行的具体工作参考后面的图4及相关描述。从第一部分干扰抵消单元104输出的干扰小区部分干扰抵消后的数据送往第一小区信道估计单元106进行当前小区(第一小区)的信道估计，具体过程见后面的相关描述。从第一小区信道估计单元106估计出来的信道响应之后再根据发送的信道训练序列——第一小区的BMC码以及系统参数Kcell等一并送往第一小区接收信号恢复单元108，具体恢复过程见下面图5及其详述。第一小区接收信号恢复单元108恢复出用户终端(UE端)从第一小区接收到的信号s₁，并刷新s₁的存储单元110。此时时间标尺已经到达第二时刻位置。装置104-110构成第一分支。

在第二时刻：类似上面的叙述，由第二分支中的第二部分干扰抵消单元112、第二小区信道估计单元114、第二小区接收信号恢复单元116完成对信号s₂的处理并刷新s₂的存储单元118。装置112-118构成第二分支。

在第三时刻：类似上面的叙述，由第三分支中的第三部分干扰抵消单元120、第二小区信道估计单元122、第二小区接收信号恢复单元124完成对信号s₃的处理并刷新s₃的存储单元126。装置120-126构成第三分支。同时到达第四时刻。

上面的第一时刻到第四时刻完成一次叠代，也就是说，一次叠代过程包含上面所述的三个分支。叠代m次以后，获得最终的信道估计。一般地，m取值范围为3-5。

以上面第一条分支为例，第一部分干扰抵消单元104的详细展开如图4所示。112、120的展开结构一样，只是改变输入变量而已。

图4所示的第一部分干扰抵消单元104功能就是将接收信号Midamble训练码(Midamble code)产生装置102传输过来的接收信号Midamble数据减掉干扰小区过来的干扰信号。相减的方法是使用各个小区的部分干扰抵消系数β乘译该小区的信号，即保存在相应存储器中的当前制，其中部分干扰抵消的系数β满足0≤β_i≤1，i＝1，2，3，这些系数随着分支的改变及叠代次数的不同而改变，通过仿真，总叠代次数m＝4，存在3个同频小区时的β值如表1所示，基本规律是随着叠代次数的增大，干扰信号的恢复就越来越准确，所以从总的接收信号里就可以越来越多地抵消掉这些干扰信号，也就是说，β₁，β₂，β₃的取值就可以越来越大。同时也应该注意到，在处理第i分支时，β_i恒为0，即在处理第i小区信道估计时，该小区已经恢复出来的接收信号s_i不能从总接收信号里抵消掉。

3	[0，0.9，0.9]	[0.9，0，0.9]	[0.9，0.9，0]
				4	[0，1，1]	[1，0，1]	[1，1，0]

               表1部分干扰抵消β系数的一个例子

第i条分支上的小区信道估计单元(包括第一小区信道估计单元106、第二小区信道估计单元114或第三小区信道估计单元122)的详细过程如下：

${\stackrel{\→}{h}}_i=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_i^{,}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{bmc}}_i\right)}\right)$

其中 为第i条分支上估计出来的128-taps的信道冲击响应；FFT及IFFT分别是快速傅立叶变换及反变换；r_i′是第i条分支上经过干扰抵消后的接收信号；bmc_i是第i条分支上的复的基本Midamble码，即bmc_i＝BMC*W，W＝j^{[1，2，...，128]}＝[j，-1，-j，1，....，j，-1，-j，1]，j为虚数单位。

同样以第一分支为例，第一接收信号恢复单元108可以进一步展开成图5所示。

图5表示的是图1中接收各个信号恢复单元(108或116或124)的详细展开，其中信道降噪处理单元302是对来自106/114/122单元的信道冲击响应进行降噪处理，假设h₁，h₂，...，h₁₂₈是106/114/122单元输出的信道估计，则有如下流程：

第一步：计算抽头功率P_i＝|h_i|²，i＝1，2，...，128

第二步：置门限，Γ为设定的某一相对门限，绝对门限γ＝max(P₁，P₂，...，P₁₂₈)×Γ

第三步：所有P_i，i＝1，2，...，128跟门限γ相比，大于等于γ的P对应的h_i保留；小于γ的P_i对应的h_i置0

上面流程中用于信道降噪处理的相对门限Γ介于(0，1)，并且Γ应该随着叠代次数增加而减小，也就是说随着叠代次数的增加，可以认为信道估计就越来越准确，所以可以适当调低降噪门限。比如根据仿真给出Γ一种取值： $\left[\begin{array}{cccc}\frac{2}{3}& \frac{1}{2}& \frac{1}{4}& \frac{1}{8}\end{array}\right],$ 分别对应第一、第二、第三和第四次叠代，如果仅仅叠代3次的话，取Γ的前三个值。

根据TD工作模式(例如COMMON模式、DEFAULT模式及SPECIFIC模式)、系统参数(Kcell)值的选定可以选1-16中任何一个偶数，一般常用的取8，训练码循环移位单元306及信道窗形成单元304过程可以参阅3GPP TS25.221协议，这里不再赘述。

最终的信号恢复见信号恢复单元308中所示，根据公式 $s=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Kcell}}{\mathrm{\Σ}}}(h_i\⊗m_i)$ 进行信号恢复，其中表示卷积运算，获得的信号恢复去刷新相应的110、118或126单元所存储的数据。

虽然上面的实施例是结合三个小区进行描述的，但是本领域的技术人员应当理解，本发明同样可以应用于n个小区的情况。

n个小区的实施例

对于用于n个小区的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，该装置包括，参考图2所示：

n个2×128存储单元410(1)...410(n)，分别存储对应于每个小区恢复的接收信号s₁、s₂、s₃...s_n，为1×128的复数序列，s₁、s₂和s₃...s_n的初始值置全0；

接收信号Midamble训练码生成装置402，接收信号的Midamble训练码部分取出来，构成128-码片的数据；

第一分支400(1)，处理第一小区的接收信号s₁，包括：

第一小区部分干扰抵消单元404(1)，接收Midamble训练码生成装置产生的Midamble训练码数据部分，进行第一小区信号的部分干扰抵消；

第一小区信道估计单元406(1)，接收从所述第一小区部分干扰抵消单元404(1)输出的干扰小区部分干扰抵消后的数据，进行第一小区的信道估计；

第一小区接收信号恢复单元408(1)，接收从第一小区信道估计单元406(1)估计出来的信道响应后再根据第一小区的BMC码和第一小区系统参数恢复出用户终端第一小区接收到的信号s₁，并刷新s₁的存储单元410(1)；

第二分支400(2)，处理第二小区的接收信号s₂，所述第二分支具有与所述第一分支相似的结构，并且在所述第一分支处理完成之后开始工作；

第三分支400(3)，处理第三小区的接收信号s₃，所述第三分支具有与所述第一分支相似的结构，并且在所述第二分支处理完成之后开始工作；

所述TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置包括n个分支，分别用于处理第n小区的接收信号s_n，所述n个分支依次在前一个分支完成处理之后开始工作；

第一分支至第n分支的所有分支完成一次处理就完成了一次叠代，一次叠代过程包含n个分支，每个分支对应一个小区；叠代m次以后就获得最终的信道估计s。

在n个小区的应用实例中，用于处理第i小区信号的第i部分干扰抵消单元将接收信号减去来自干扰小区的信号，即s₁至s_i-1，以及s_i+1至s_n，同时，还输入与个干扰小区相关的部分干扰抵消系数β₁至β_i-1以及β_i+1至β_n。β_i满足0≤β_i≤1，i＝1...n；β_i值随着叠代次数m的增大而越来越大，对于正在处理在第i个小区，β_i恒为0。

对于n个小区的应用实例，第i小区接收信号恢复单元进行如下处理：

${\stackrel{\→}{h}}_i=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_i^{\text{'}}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{bmc}}_i\right)}\right)$

其中

为第i个小区上估计出来的128-taps的信道冲击响应；FFT及IFFT分别是快速傅立叶变换及反变换；r_i′是第i个小区上经过干扰抵消后的接收信号；bmc_i是第i个小区上的复的基本Midamble训练码，即bmc_i＝BWC×W，其中：W＝j^{[1，2，...，128]}＝[j，-1，-j，1，....，j，-1，-j，1]，j为虚数单位。

同样，在对于n个小区的实施例中，第i小区接收信号恢复单元处理如下：

信道降噪处理单元，对之前获得的信道响应进行降噪处理，处理时：假设(h₁，h₂，...，h₁₂₈)为输出的信道估计，则有如下流程：

第一步：计算抽头功率P_i＝|h_i|²，i＝1，2，...，128

第二步：置门限，Γ为设定的某一相对门限，绝对门限γ＝max(P₁，P₂，...，P₁₂₈)×Γ

第三步：所有P_i，i＝1，2，...，128跟门限γ相比，大于等于γ的P_i对应的h_i保留；小于γ的P_i对应的h_i置0

在上述流程中用于信道降噪处理的相对门限Γ的值介于(0，1)并且Γ随着叠代次数增加而减小；

信道窗形成单元，接收经过降噪处理的信号，形成信道窗；

扰码循环移位单元，接收BMC码和系统参数，进行扰码循环移位；

信号恢复单元，根据公式 $s=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Kcell}}{\mathrm{\Σ}}}(h_i\⊗m_i)$ 进行信号恢复。

当叠代的次数m＝4次，信道降噪处理的相对门限Γ的取值： $\left[\begin{array}{cccc}\frac{2}{3}& \frac{1}{2}& \frac{1}{4}& \frac{1}{8}\end{array}\right],$ 分别对应第一、第二、第三和第四次叠代。

叠代次数的选择标准如下：对于AWGN、慢速的多经衰落及无线环境下叠代次数选定3；快速的多经衰落无线环境下，叠代次数选定为4，为了通用便利，叠代次数统一选择为4。

该实施例中，小区系统参数仍然是1-16之间一个偶数。

用于n个小区的信道估计方法实施例

本发明还提供一种TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，具体步骤如下，对于n个小区：

首先开n个2×128存储单元s₁、s₂、s₃...s_n，分别用来存储1×128的复数序列；s₁、s₂、s₃...s_n的初始值置全0；

将接收信号的信道训练序列部分取出，构成128-码片的数据；

在第一时刻，将从接收信号Midamble训练码部分获得的数据进行第一小区部分干扰抵消；第一小区部分干扰抵消后的数据进行第一小区信道估计；得到的第一小区信道响应和第一小区的BMC码和第一小区系统参数一起进行第一小区接收信号恢复；恢复出用户终端从第一小区接收到的信号s₁，并刷新s₁的存储单元，此时时间标尺已经到达第二时刻；

在第二时刻，针对接收信号重复上述的流程，实现针对第二小区的信道估计及接收信号恢复，完成时到达第三时刻；

在第三时刻，针对接收信号重复上述的流程，实现针对第三小区的信道估计及接收信号恢复，完成时到达第四时刻；

针对其余的接受信号重复上述的流程，直到完成对于接收信号的处理，实现针对第n小区的信道估计及接收信号恢复，到达第n+1时刻；

第一时刻至第n+1时刻完成了一次叠代，一次叠代过程包含上述n个处理流程，每个处理流程对应一个小区；

重复m次叠代以后获得最终的信道估计。

在上述的方法中，从接收信号Midamble训练码部分获得的数据进行第i小区部分干扰抵消时，将接收信号减去来自干扰小区的信号，即s₁至s_i-1，以及s_i+1至s_n，同时，还输入与个干扰小区相关的部分干扰抵消系数β₁至β_i-1以及β_i+1至β_n。β_i满足0≤β_i≤1，i＝1...n；β_i值随着叠代次数m的增大而越来越大，对于正在处理在第i个小区，β_i恒为0。

在该方法中，对第i小区部分干扰抵消后的数据进行第i小区信道估计过程如下：

${\stackrel{\→}{h}}_i=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_i^{\text{'}}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{bmc}}_i\right)}\right)$

其中 为第i个小区上估计出来的128-taps的信道冲击响应；FFT及IFFT分别是快速傅立叶变换及反变换；r_i′是第i个小区上经过干扰抵消后的接收信号；bmc_i是第i个小区上的复的基本Midamble训练码，即bmc_i＝BWC×W，其中：W＝j^{[1，2，...，128]}＝[j，-1，-j，1，....，j，-1，-j，1]，j为虚数单位。

在该方法中，第i小区接收信号恢复过程如下：

之前获得的信道响应进行降噪处理，处理时：假设(h₁，h₂，...，h₁₂₈)为输出的信道估计，则有如下流程：

第一步：计算抽头功率P_i＝|h_i|²，i＝1，2，...，128

第二步：置门限，Γ为设定的某一相对门限，绝对门限γ＝max(P₁，P₂，...，P₁₂₈)×Γ

第三步：所有P_i，i＝1，2，...，128跟门限γ相比，大于等于γ的P_i对应的h_i保留；小于γ的P_i对应的h_i置0

在上述流程中用于信道降噪处理的相对门限Γ的值介于(0，1)并且Γ随着叠代次数增加而减小；

形成信道窗，接收经过降噪处理的信号，形成信道窗；

扰码循环移位，接收BMC码和系统参数，进行扰码循环移位；

最终信号恢复，根据公式 $s=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Kcell}}{\mathrm{\Σ}}}(h_i\⊗m_i)$ 进行信号恢复。

在该方法中，当叠代的次数m＝4次，信道降噪处理的相对门限Γ的取值： $\left[\begin{array}{cccc}\frac{2}{3}& \frac{1}{2}& \frac{1}{4}& \frac{1}{8}\end{array}\right],$ 分别对应第一、第二、第三和第四次叠代。

叠代次数m的取至范围是3-5。选择叠代次数的标准如下，对于AWGN、慢速的多经衰落及无线环境下叠代次数选定3；快速的多经衰落无线环境下，叠代次数选定为4。为了通用便利，叠代次数可统一选择为4。

在该方法中，小区系统参数是1-16之间一个偶数。

仿真结果

情况1：

设每个小区都工作在DEFAULT模式；它的Kcell都是8，并且都激活了两个信道窗口和4个码道；都是工作在AWGN无线信道环境下；每个小区的I_or/I_oc都等于5dB，并且它们等能量累加；相比较小区一(BMC＝49)，小区二(BMC＝123)、小区三(BMC＝128)分别有4个码片、8个码片的时延；β值如表1所给的前三行。那么独立估计的三个信道响应及3次叠代的部分干扰抵消后的信道响应分别如下面图6到9表示，其中：

图6是独立地对三个小区进行的信道估计图，图7是部分干扰抵消的信道估计的第一次叠代，图8是部分干扰抵消的信道估计的第二次叠代，图9是部分干扰抵消的信道估计的第三次叠代。

情况2：

设每个小区都工作在DEFAULT模式；它的Kcell都是8，并且都激活了两个信道窗口和4个码道；都是工作在多经衰落case1无线信道环境下(参阅3GPP TS25.102协议)；每个小区的I_or/I_oc都等于22.4dB，并且它们等能量累加；三个小区(BMC＝5、59、63)同步接收；β值如表1所给的前三行。那么独立估计的三个信道响应及3次叠代的部分干扰抵消后的信道响应分别如下面图10到图13来表示，其中：

图10是独立地对三个小区进行的信道估计，图11是部分干扰抵消的信道估计的第一次叠代；图12是部分干扰抵消的信道估计的第二次叠代；图13是部分干扰抵消的信道估计的第三次叠代。

从上面两个仿真可以看出我们该方案的有效性。从复杂性上看，如果独立的进行三个小区的信道估计。由前面的公式可见，每次信道估计需要进行2次FFT(一次IFFT等于一次FFT的复杂度)，Midamble码的FFT值可以预先做好存在内存里，所以这里没有算它的FFT复杂度。所以独立进行信道估计需要3×2＝6次128点的FFT；如果采用本专利使用的N次(不妨N取3)叠代干扰抵消，那么需要3×3×2＝18次128点的FFT。

根据仿真，AWGN、慢速的多经衰落case1及case2无线环境下叠代次数选定3就足够了；快速的多经衰落case3无线环境下，综合考虑复杂度及性能，叠代次数最好选定为4。

在举例说明时，提出的这种结构的叠代次数取3就能达到令人满意的性能，因为此时不能单纯看作是3次叠代干扰抵消，在每一次叠代过程中，前面估计出来的信号立刻使用到下一个小区的信道估计的干扰抵消环节中去，比如第一次叠代过程中，第一个分支里估计出来s₁后立刻使用到第二个分支里部分干扰抵消模块里去，并且对应的部分干扰抵消的系数也在逐渐增大，所以从总体效果来看，等效的叠代次数不止3次。

采用本发明的技术方案，接收机对码组选择不再敏感，可以规避掉寻找较优码组的繁琐工作及其IPR。本发明的技术即可以在下行的移动终端(UE)接收机上使用，也可以在上行的Node B接收机中使用。前者对应UE处于多小区边界附近，UE接收到多个小区的下行信号；后者对应NodeB不仅接收到所有来自本区UE的上行信号，还接收到来自相邻小区UE的上行信号。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (20)

1.一种TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，采用干扰抵消或解相关的多用户检测，采用部分干扰抵消来实现同频多个小区信道的联合估计，具体步骤如下，对于n个小区：

首先开n个2×128存储单元s₁、s₂、s₃...s_n，分别用来存储1×128的复数序列；s₁、s₂、s₃...s_n的初始值置全0；

接收信号r，将接收信号的信道训练序列部分取出，构成128-码片的数据；

在第一时刻，将从接收信号Midamble训练码部分获得的数据进行第一小区的剩余小区部分干扰抵消；第一小区的剩余小区部分干扰抵消后的数据利用已知的第一小区的BMC码进行第一小区信道估计，得到第一小区信道响应；得到的第一小区信道响应和已知的第一小区的BMC码和第一小区系统参数一起进行第一小区Midamble训练码部分接收信号恢复；恢复出用户终端从第一小区接收到的信号s₁，并刷新s₁的存储单元，此时时间标尺已经到达第二时刻；

在第二时刻，针对接收信号r利用第二小区的BMC码重复上述的流程，完成时到达第三时刻；

在第三时刻，针对接收信号r重复上述的流程，完成时到达第四时刻；

针对从接收信号进行其余小区处理，重复上述的流程，直到完成对于第n个小区的处理，到达第n+1时刻；

第一时刻至第n+1时刻完成了一次叠代，一次叠代过程包含上述n个处理流程，每个处理流程对应一个小区；

重复m次叠代以后获得最终的信道估计。

2.如权利要求1所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，从接收信号Midamble训练码部分获得的数据进行第i小区的剩余小区部分干扰抵消时，将接收信号减去来自干扰小区的信号，即s₁至s_i-1，以及s_i+1至s_n，同时，还输入与个干扰小区相关的部分干扰抵消系数β₁至β_i-1以及β_i+1至β_n。

3.如权利要求2所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，所述βi满足0≤β_i≤1，i＝1...n；β_i值随着叠代次数m的增大而越来越大，对于正在处理在第i个小区，β_i恒为0。

4.如权利要求3所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，处理3个同频小区并且进行叠代的次数m＝4时，部分干扰抵消系数β₁、β₂和β₃的取值如下：

第一次叠代，m＝1，第一小区：0，0，0

                  第二小区：0.2，0，0

                  第三小区：0.2，0.3，0；

第二次叠代，m＝2，第一小区：0，0.3，0.4

                  第二小区：0.6，0，0.4

                  第三小区：0.6，0.7，0；

第三次叠代，m＝3，第一小区：0，0.9，0.9

                  第二小区：0.9，0，0.9

                  第三小区：0.9，0.9，0

第四次叠代，m＝4，第一小区：0，1，1

                  第二小区：1，0，1

                  第三小区：1，1，0。

5.如权利要求1所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，对第i小区的剩余小区部分干扰抵消后的数据进行第i小区信道估计过程如下：

${\stackrel{\→}{h}}_i=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_i^{\′}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{bmc}}_i\right)}\right)$

其中

为第i个小区上估计出来的128-taps的信道冲击响应；FFT及IFFT分别是快速傅立叶变换及反变换；r_i′是第i个小区上经过干扰抵消后的接收信号；bmc_i是第i个小区上的复的基本Midamble训练码，即bmc_i＝BWC×W，其中：W＝j^{[1，2，...，128]}＝[j，-1，-j，1，....，j，-1，-j，1]，j为虚数单位。

6.如权利要求1所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，第i小区接收信号恢复过程如下：

之前获得的信道响应进行降噪处理，处理时：假设(h₁，h₂，...，h₁₂₈)为输出的信道估计，则有如下流程：

第一步：计算抽头功率P_i＝|h_i|²，i＝1，2，...，128

第二步：置门限，Γ为设定的某一相对门限，绝对门限γ＝max(P₁，P₂，...，P₁₂₈)×Γ

第三步：所有P_i，i＝1，2，...，128跟门限γ相比，大于等于γ的P_i对应的h_i保留；小于γ的P_i对应的h_i置0

在上述流程中用于信道降噪处理的相对门限Γ的值介于(0，1)并且Γ随着叠代次数增加而减小；

形成信道窗，接收经过降噪处理的信号，形成信道窗；

扰码循环移位，接收BMC码和系统参数，进行扰码循环移位；

最终信号恢复，根据公式 $s=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Kcell}}{\mathrm{\Σ}}}(h_i\⊗m_i)$ 进行信号恢复。

7.如权利要求6所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，

叠代的次数m＝4次，信道降噪处理的相对门限Γ的取值：

分别对应第一、第二、第三和第四次叠代。

8.如权利要求1所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，当存在n个同频小区时，需要进行抵消的干扰是n-1个。

9.如权利要求1所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，所述叠代次数m的取至范围是3-5。

10.如权利要求9所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计方法，其特征在于，对于AWGN、慢速的多经衰落及无线环境下叠代次数选定3；快速的多经衰落无线环境下，叠代次数选定为4。

11.一种TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，采用干扰抵消或解相关的多用户检测，采用部分干扰抵消来实现同频多个小区信道的联合估计，具体步骤如下，对于n个小区，该装置包括：

n个2×128存储单元，分别存储对应于恢复的来自每个小区的接收信号s₁、s₂、s₃...s_n，为1×128的复数序列，s₁、s₂和s₃...s_n的初始值置全0；

接收信号Midamble训练码生成装置接收信号的Midamble训练码部分取出来，构成128-码片的数据；

第一分支，处理接收信号r，获得第一小区的信道估计及接收信号恢复s₁，包括：

第一小区的剩余小区部分干扰抵消单元，接收Midamble训练码生成装置产生的Midamble训练码数据部分，进行第一小区信号的的剩余小区部分干扰抵消；

第一小区信道估计单元，接收从所述第一小区的剩余小区部分干扰抵消单元输出的干扰小区部分干扰抵消后的数据，进行第一小区的信道估计；

第一小区接收信号恢复单元，接收从第一小区信道估计单元估计出来的信道响应后再根据第一小区的BMC码和第一小区系统参数恢复出用户终端来自第一小区的接收信号s₁，并刷新s₁的存储单元；

第二分支，处理第二小区的信道估计及接收信号s₂恢复，所述第二分支具有与所述第一分支相似的结构，并且在所述第一分支处理完成之后开始工作；

第三分支，处理第三小区的信道估计及接收信号s₃恢复，所述第三分支具有与所述第一分支相似的结构，并且在所述第二分支处理完成之后开始工作；

所述TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置包括n个分支，分别用于处理第n小区的信道估计及接收信号s_n恢复，所述n个分支依次在前一个分支完成处理之后开始工作；

第一分支至第n分支的所有分支完成一次处理就完成了一次叠代，一次叠代过程包含n个分支，每个分支对应一个小区；叠代m次以后就获得最终的信道估计。

12.如权利要求11所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，用于处理第i小区信号的第i部分干扰抵消单元将接收信号减去来自干扰小区的信号，即s₁至s_i-1，以及s_i+1至s_n，同时，还输入与个干扰小区相关的部分干扰抵消系数β₁至β_i-1以及β_i+1至β_n。

13.如权利要求12所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，所述β_i满足0≤β_i≤1，i＝1...n；β_i值随着叠代次数m的增大而越来越大，对于正在处理在第i个小区，β_i恒为0。

14.如权利要求13所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，处理3个同频小区并且进行叠代的次数m＝4时，部分干扰抵消系数β₁、β₂和β₃的取值如下：

第一次叠代，m＝1，第一小区：0，0，0

                  第二小区：0.2，0，0

                  第三小区：0.2，0.3，0；

第二次叠代，m＝2，第一小区：0，0.3，0.4

                  第二小区：0.6，0，0.4

                  第三小区：0.6，0.7，0；

第三次叠代，m＝3，第一小区：0，0.9，0.9

                  第二小区：0.9，0，0.9

                  第三小区：0.9，0.9，0

第四次叠代，m＝4，第一小区：0，1，1

                  第二小区：1，0，1

                  第三小区：1，1，0。

15.如权利要求11所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，第i小区接收信号恢复单元进行如下处理：

${\stackrel{\→}{h}}_i=\mathrm{IFFT}\left(\frac{\mathrm{FFT}\left(r_i^{\′}\right)}{\mathrm{FFT}\left({\mathrm{bmc}}_i\right)}\right)$

其中 为第i个小区上估计出来的128-taps的信道冲击响应；FFT及IFFT分别是快速傅立叶变换及反变换；r_i′是第i个小区上经过干扰抵消后的接收信号；bmc_i是第i个小区上的复的基本Midamble训练码，即bmc_i＝BWC×W，其中：W＝j^{[1，2，...，128]}＝[j，-1，-j，1，....，j，-1，-j，1]，j为虚数单位。

16.如权利要求11所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，第i小区接收信号恢复单元处理如下：

信道降噪处理单元，对之前获得的信道响应进行降噪处理，处理时：假设(h₁，h₂，...，h₁₂₈)为输出的信道估计，则有如下流程：

第一步：计算抽头功率P_i＝|h_i|²，i＝1，2，...，128

第二步：置门限，Γ为设定的某一相对门限，绝对门限γ＝max(P₁，P₂，...，P₁₂₈)×Γ

第三步：所有P_i，i＝1，2，...，128跟门限γ相比，大于等于γ的P_i对应的h_i保留；小于γ的P_i对应的h_i置0

在上述流程中用于信道降噪处理的相对门限Γ的值介于(0，1)并且Γ随着叠代次数增加而减小；

信道窗形成单元，接收经过降噪处理的信号，形成信道窗；

扰码循环移位单元，接收BMC码和系统参数，进行扰码循环移位；信号恢复单元，根据公式 $s=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Kcell}}{\mathrm{\Σ}}}(h_i\⊗m_i)$ 进行信号恢复。

17.如权利要求16所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，

叠代的次数m＝4次，信道降噪处理的相对门限Γ的取值： 分别对应第一、第二、第三和第四次叠代。

18.如权利要求11所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，当存在n个同频小区时，需要进行抵消的干扰是n-1个。

19.如权利要求11所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，所述叠代次数m的取至范围是3-5。

20.如权利要求19所述的TD-SCDMA同频小区下部份干扰抵消的信道估计装置，其特征在于，对于AWGN、慢速的多经衰落及无线环境下叠代次数选定3；快速的多经衰落无线环境下，叠代次数选定为4。

Images