專利名稱：用于對(duì)移動(dòng)無(wú)線信道的信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行估值的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如專利權(quán)利要求1的前序部分中要求的、用于對(duì)移動(dòng)無(wú)線信道的信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行估值的方法。
為了在移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中得到良好的傳輸質(zhì)量，知道移動(dòng)無(wú)線信道的信道沖擊響應(yīng)是特別重要的。這是有可能從通過(guò)移動(dòng)無(wú)線信道傳輸?shù)男盘?hào)中適當(dāng)?shù)厝コ邮諜C(jī)中的失真以便以后進(jìn)行估值的唯一方法。在這種情形下，在接收機(jī)中對(duì)移動(dòng)無(wú)線信道的信道沖擊響應(yīng)的了解越精確，對(duì)于接收信號(hào)執(zhí)行失真去除和估值處理的效果就越好。
通常，在CDMA移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)(碼分多址)中是通過(guò)估值延時(shí)和隨后估值通過(guò)該移動(dòng)無(wú)線信道傳輸?shù)男盘?hào)的復(fù)數(shù)幅度(即信號(hào)的幅度和相位)而對(duì)移動(dòng)無(wú)線信道的信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行估值的。由于移動(dòng)無(wú)線信道隨時(shí)間變化，因而延時(shí)和復(fù)數(shù)幅度(或幅度和相位)必須由接收機(jī)連續(xù)地進(jìn)行估值。這通常是在接收機(jī)中通過(guò)迭代跟蹤信號(hào)或通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行平均而實(shí)現(xiàn)的。
在第三代UMTS(通用電信系統(tǒng))CDMA移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中，導(dǎo)引符號(hào)被使用于這個(gè)目的，導(dǎo)引符號(hào)在可供移動(dòng)無(wú)線用戶使用來(lái)接收信號(hào)的時(shí)隙內(nèi)在接收機(jī)已知的規(guī)定的時(shí)刻被發(fā)送，例如在時(shí)隙開(kāi)始處發(fā)送。導(dǎo)引符號(hào)在本例中是通過(guò)作為下行鏈路信道的同步信道被發(fā)送的。
然而，在移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)中完成獲取同步信道過(guò)程之前，信道沖擊響應(yīng)沒(méi)有被估值。另外，估值信道沖擊響應(yīng)的二步驟處理過(guò)程(即，估計(jì)延時(shí)，然后只估值加權(quán)因子)不是最佳的，因?yàn)橐苿?dòng)無(wú)線信道隨時(shí)間變化，特別是在移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)以高速度運(yùn)行的情形下，移動(dòng)無(wú)線信道不斷地改變它的特性，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的估值結(jié)果。
所以，本發(fā)明的目的在于提供用于估值移動(dòng)無(wú)線信道的信道沖擊響應(yīng)的方法，它避免了上述的缺點(diǎn)。
這個(gè)目的是通過(guò)具有專利權(quán)利要求1的特征的方法而達(dá)到的。所述方法的有利的改進(jìn)是各從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明涉及用于對(duì)移動(dòng)無(wú)線信道的信道沖擊響應(yīng)(在以下的正文中將其稱為移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng))進(jìn)行估值的方法，該信道通過(guò)碼分復(fù)用方法以寬的帶寬被接入，在此，一個(gè)同步信道被用來(lái)將多個(gè)序列連續(xù)地發(fā)送給大量移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)，該同步信道用于對(duì)每個(gè)移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)提供同步，通過(guò)同步信道被發(fā)送的這些序列對(duì)于大量移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)中的每個(gè)接收機(jī)是事前已知的、或者已經(jīng)在接收機(jī)中通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ū淮_定，發(fā)送的序列具有用于標(biāo)識(shí)同步信道的導(dǎo)引符號(hào)，以及導(dǎo)引符號(hào)是在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)接收機(jī)已知的時(shí)刻被發(fā)送的。按照本發(fā)明，當(dāng)搜索和識(shí)別同步信道時(shí)，對(duì)移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)已知的導(dǎo)引符號(hào)進(jìn)行估值，以及可能地對(duì)在接收機(jī)中已知的另外的符號(hào)和序列進(jìn)行估值，以便對(duì)移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)的延時(shí)和復(fù)數(shù)幅度(即幅度和相位)進(jìn)行估值。
移動(dòng)信道沖擊響應(yīng)的這種組合的估值，比起多級(jí)順序估值方法來(lái)說(shuō)，能夠有利地大大改進(jìn)估值過(guò)程的結(jié)果。
在時(shí)隙同步期間搜索和識(shí)別同步信道的同時(shí)，可以對(duì)導(dǎo)引符號(hào)以及有可能地對(duì)在接收機(jī)中由于先前的決定而已知的另外的符號(hào)和序列優(yōu)選地進(jìn)行估值。具體地，通過(guò)第二同步信道被發(fā)送的第二序列被附加地用來(lái)對(duì)延時(shí)和移動(dòng)無(wú)線信道的轉(zhuǎn)移函數(shù)的加權(quán)因子進(jìn)行估值。
在所述方法的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)在每種情形下在時(shí)隙的開(kāi)始處接收導(dǎo)引符號(hào)時(shí)被估值。這個(gè)實(shí)施例有利地在移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)以低速度(最高約為100km/h)移動(dòng)時(shí)被使用。
對(duì)于更高的移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)速度，移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)將改變得如此快速，以使得每個(gè)時(shí)隙估值它們一次是不夠的。所以，在例如對(duì)導(dǎo)引符號(hào)按每個(gè)時(shí)隙一次地得到的移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)的估值的基礎(chǔ)上，優(yōu)選地通過(guò)線性插值或預(yù)測(cè)從而使移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)在當(dāng)前的時(shí)隙內(nèi)被估值許多次。這個(gè)實(shí)施例特別適合于對(duì)于高達(dá)64kbps的數(shù)據(jù)速率、以及32的或更大的擴(kuò)頻因子的移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)的精確估值。而且，在先前的時(shí)隙中的導(dǎo)引符號(hào)與在當(dāng)前的時(shí)隙中的導(dǎo)引符號(hào)之間發(fā)送的數(shù)據(jù)和監(jiān)視信息可被緩存起來(lái)。
如果數(shù)據(jù)速率以更高的速度上升，則移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)優(yōu)選地通過(guò)根據(jù)在當(dāng)前時(shí)隙之前的兩個(gè)時(shí)隙中得到的移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)而被估值。這個(gè)實(shí)施例的計(jì)算量是很大的。
可編程的或自適應(yīng)地可控制的門限值準(zhǔn)則優(yōu)選地被使用來(lái)對(duì)以上的方法之一的使用作出判定。
而且，對(duì)用于估值移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)的樣本值的數(shù)目作為要達(dá)到的估值精度的函數(shù)來(lái)進(jìn)行編程，這是因?yàn)槿绻邮盏男盘?hào)具有高的擴(kuò)頻因子，則不需要考慮用于估值移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)的信號(hào)的所有的樣本值，這樣，執(zhí)行方法的計(jì)算復(fù)雜性就被減小。
在以下結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例的說(shuō)明中可以看到另外的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用任選方案，其中

圖1顯示在UMTS移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中被提供來(lái)用于同步的信道的結(jié)構(gòu)，以及圖2顯示在UMTS移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中專用物理信道(DPC)的幀結(jié)構(gòu)。
圖1顯示在第三代UMTS移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中被提供來(lái)用于同步的信道的結(jié)構(gòu)。
第一同步信道pSCH(主同步信道)和第二同步信道sSCH(輔助同步信道)分別具有在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的第一同步碼和第二同步碼?？偟膩?lái)說(shuō)，在一個(gè)時(shí)隙中發(fā)送2560個(gè)碼片，其中頭256個(gè)碼片被使用于第一和第二同步碼。第一同步碼cp(主同步碼)總是相同的，它們?cè)诘谝煌叫诺乐性跁r(shí)隙的開(kāi)始處被發(fā)送。相反，不同的第二同步碼csi，k在第二同步信道中在每個(gè)時(shí)隙的開(kāi)始處被發(fā)送。在本例中，總共提供17個(gè)可能的第二同步碼csi，k。
以下的正文包含當(dāng)移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)“登錄”在UMTS移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中時(shí)執(zhí)行的步驟的粗略的說(shuō)明。
在第一步驟，移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)試圖通過(guò)使用第一同步信道pSCH(主同步信道)在移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中登錄，以便實(shí)行時(shí)隙同步。時(shí)隙同步在移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中被使用于精確時(shí)間同步。為此，移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)具有一個(gè)濾波器，它與第一同步信道的同步碼相匹配。第一同步碼在本例中對(duì)于在移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)中的所有的無(wú)線小區(qū)都是相同的，以使得能簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)濾波從而用于從所有的接收的信號(hào)中識(shí)別或“濾出”同步碼。在精確地時(shí)間同步到時(shí)隙后，可在第二步驟實(shí)行幀同步。在UMTS中，在第一和第二同步信道中的幀包括16個(gè)時(shí)隙。現(xiàn)在根據(jù)第二同步信道sSCH(輔助同步信道)來(lái)確定無(wú)線小區(qū)所隸屬的代碼組(其中根據(jù)第一步驟的同步過(guò)程，該第二同步信道的位置對(duì)于移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)是已知的)。為了做到這一點(diǎn)，接收的信號(hào)與所有的可能的第二同步碼csi，k在根據(jù)在第一步驟中的精確的時(shí)間同步而已知的第二同步碼中的那些位置上進(jìn)行相關(guān)。相關(guān)值被使用來(lái)導(dǎo)出判決變量，這些變量被使用來(lái)確定無(wú)線小區(qū)的代碼組。因此，接收機(jī)同時(shí)被同步到同步信道的幀結(jié)構(gòu)。
在第三和最后的步驟，確定由被識(shí)別的無(wú)線小區(qū)所使用的精確的第一擴(kuò)頻碼(主加擾碼)。最大相關(guān)值相應(yīng)于精確的第一擴(kuò)頻碼。
圖2顯示下行鏈路專用物理信道(下行鏈路DPC)的幀結(jié)構(gòu)。DPC具有72個(gè)幀，每個(gè)幀具有16個(gè)時(shí)隙。每個(gè)時(shí)隙從導(dǎo)引符號(hào)開(kāi)始，后面跟隨TPC符號(hào)或TFCI符號(hào)，以及數(shù)據(jù)比特。TPC符號(hào)和TFCI符號(hào)包含用于接收機(jī)的監(jiān)視信息。每個(gè)幀持續(xù)10ms，每個(gè)時(shí)隙持續(xù)0.625ms。
三種不同的方法可使用于估值信道沖擊響應(yīng)1.通過(guò)導(dǎo)引積累進(jìn)行估值；2.通過(guò)導(dǎo)引積累和預(yù)測(cè)進(jìn)行估值、或通過(guò)估值當(dāng)前的或以前的時(shí)隙中的導(dǎo)引符號(hào)進(jìn)行內(nèi)插；以及3.通過(guò)導(dǎo)引積累和預(yù)測(cè)進(jìn)行估值、或通過(guò)估值在兩個(gè)以前的時(shí)隙中的導(dǎo)引符號(hào)進(jìn)行內(nèi)插。
估值過(guò)程優(yōu)選地借助于信號(hào)處理器而被實(shí)行。
在通過(guò)導(dǎo)引積累進(jìn)行估值的情形下，移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)被估值并同時(shí)接收在一個(gè)時(shí)隙中的導(dǎo)引符號(hào)。由于發(fā)送的導(dǎo)引符號(hào)對(duì)于接收機(jī)是已知的，所以移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)可以根據(jù)接收的導(dǎo)引符號(hào)容易地被估值。這個(gè)方法特別適用于速度高達(dá)約100km/小時(shí)的接收機(jī)。
第二方法被使用于高達(dá)64kbps的數(shù)據(jù)速率并且以高的速度和不小于32的擴(kuò)頻因子的情況。在這樣的情形下，移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)非?？焖俚刈兓?，這樣，通過(guò)在時(shí)隙的開(kāi)始端使用接收的導(dǎo)引符號(hào)來(lái)進(jìn)行移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)的估值是很不精確的，即使在時(shí)隙的末端也是如此，或者在非常高的接收機(jī)速度的情形下，即使在時(shí)隙的末端之前也是如此，并且不再與實(shí)際的信道特性相匹配。所以，必須跟蹤在兩個(gè)接連的導(dǎo)引符號(hào)序列之間的移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)的改變。在這種情形下，通過(guò)在兩個(gè)導(dǎo)引信號(hào)序列之間進(jìn)行內(nèi)插來(lái)估值移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)，從而可在此基礎(chǔ)之上確定在兩個(gè)接連的導(dǎo)引符號(hào)序列之間的數(shù)據(jù)和監(jiān)視信息。然而，為了做到這一點(diǎn)，在一個(gè)時(shí)隙中的數(shù)據(jù)和監(jiān)視信息必須被緩存。用于確定移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)的公式是h(n)=h(0)+h(Ns)-h(0)Ns·n]]>在時(shí)間n時(shí)的移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)h在本例中是通過(guò)在時(shí)間0和在時(shí)隙的末尾處的時(shí)間Ns的移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)之間的內(nèi)插而被確定的。時(shí)間Ns相應(yīng)于時(shí)隙中的總的符號(hào)數(shù)。
第三個(gè)方法適用于非常高的速度和高的數(shù)據(jù)速率。在這樣的情形下，當(dāng)前的移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)總是不同于通過(guò)在時(shí)隙的開(kāi)始端的導(dǎo)引積累而被估值的移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)。所以，估值是通過(guò)導(dǎo)引積累和在兩個(gè)以前的時(shí)隙中的導(dǎo)引符號(hào)的估值的內(nèi)插而進(jìn)行的。在這種情形下，用于確定信道沖擊響應(yīng)的公式是h(n)=h(Ns)+h(Ns)-h(0)Ns·n]]>在這種情形下，不需要緩存數(shù)據(jù)和監(jiān)視時(shí)隙中的信息，因?yàn)閮蓚€(gè)以前的時(shí)隙的導(dǎo)引符號(hào)被使用于插值。
權(quán)利要求
1.用于對(duì)移動(dòng)無(wú)線信道的移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行估值的方法，該信道通過(guò)碼分復(fù)用方法以寬的帶寬被接入，在此，一個(gè)同步信道被用來(lái)將多個(gè)序列連續(xù)地發(fā)送給大量移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)，該同步信道用于對(duì)每個(gè)移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)提供同步，通過(guò)同步信道被發(fā)送的這些序列對(duì)于大量移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)中的每個(gè)接收機(jī)是已知的，所發(fā)送的這些序列具有用于標(biāo)識(shí)同步信道的導(dǎo)引符號(hào)，導(dǎo)引符號(hào)是在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)接收機(jī)已知的時(shí)刻被發(fā)送的，其特征在于，當(dāng)搜索和識(shí)別同步信道時(shí)，對(duì)移動(dòng)無(wú)線接收機(jī)已知的導(dǎo)引符號(hào)進(jìn)行估值，以及可能地，作為以前的判決的結(jié)果，對(duì)于在接收機(jī)中已知的另外的符號(hào)和序列進(jìn)行估值，以便聯(lián)合地估值移動(dòng)無(wú)線信道響應(yīng)的延時(shí)和復(fù)數(shù)幅度、即幅度和相位。
2.權(quán)利要求1中要求的方法，其特征在于，在時(shí)隙同步期間對(duì)同步信道進(jìn)行搜索和識(shí)別的同時(shí)，對(duì)導(dǎo)引符號(hào)進(jìn)行估值。
3.權(quán)利要求1或2中要求的方法，其特征在于，通過(guò)第二同步信道發(fā)送的第二序列被附加地用于估值移動(dòng)無(wú)線信道響應(yīng)的延時(shí)和復(fù)數(shù)幅度、即幅度和相位。
4.上述的權(quán)利要求之一中要求的方法，其特征在于，移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)在每種情形下在接收導(dǎo)引符號(hào)或?qū)б?hào)序列時(shí)在時(shí)隙的開(kāi)始處或在時(shí)隙的末尾處、或在時(shí)隙的任意其它位置處被估值。
5.權(quán)利要求1到3之一中要求的方法，其特征在于，移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)通過(guò)在以前的時(shí)隙中接收的導(dǎo)引符號(hào)或?qū)б?hào)序列的預(yù)測(cè)和內(nèi)插和在當(dāng)前的時(shí)隙中接收的導(dǎo)引符號(hào)或?qū)б?hào)序列的預(yù)測(cè)或內(nèi)插而被估值。
6.權(quán)利要求5中要求的方法，其特征在于，作為以前的判決的結(jié)果在接收機(jī)中已知的另外的符號(hào)被用來(lái)預(yù)測(cè)或內(nèi)插。
7.權(quán)利要求5或6中要求的方法，其特征在于，在以前的時(shí)隙中最末尾的導(dǎo)引符號(hào)與當(dāng)前的時(shí)隙中第一個(gè)導(dǎo)引符號(hào)之間發(fā)送的數(shù)據(jù)和監(jiān)視信息被緩存起來(lái)。
8.權(quán)利要求1到3之一中要求的方法，其特征在于，移動(dòng)無(wú)線信道沖擊響應(yīng)是通過(guò)從當(dāng)前的時(shí)隙之前的兩個(gè)時(shí)隙中的導(dǎo)引符號(hào)進(jìn)行的線性或非線性預(yù)測(cè)而被估值的。
9.用于對(duì)權(quán)利要求1、5、或8中要求的方法之一的使用作出判決的方法，所述判決使用一個(gè)可編程或自適應(yīng)地可控制的門限值準(zhǔn)則。
10.權(quán)利要求1到8之一中要求的方法，其特征在于，用于估值延時(shí)和復(fù)數(shù)幅度、即幅度和相位的樣本值的數(shù)目作為要達(dá)到的估值精度的函數(shù)而被編程。
全文摘要
揭示了用于對(duì)通過(guò)使用碼分復(fù)用程序過(guò)程的寬帶接入的無(wú)線電話信道的信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行組合地估值的方法和設(shè)備。同步信道被提供來(lái)用于對(duì)每個(gè)無(wú)線電話接收機(jī)進(jìn)行同步。將多個(gè)序列通過(guò)所述信道連續(xù)地發(fā)送到多個(gè)移動(dòng)電話接收機(jī)。在這個(gè)同步信道上被發(fā)送的序列可以被多個(gè)移動(dòng)電話接收機(jī)的每個(gè)接收機(jī)識(shí)別。發(fā)送的序列具有導(dǎo)引符號(hào),以便于識(shí)別同步信道。導(dǎo)引符號(hào)在給定的時(shí)間幀內(nèi)對(duì)接收機(jī)已知的時(shí)刻發(fā)送。它們?cè)谟赏叫诺缊?zhí)行的搜索和識(shí)別過(guò)程中通過(guò)估值無(wú)線移動(dòng)電話接收機(jī)已知的導(dǎo)引符號(hào)而被同時(shí)估值。任選地,通過(guò)預(yù)判決而對(duì)于接收機(jī)已知的符號(hào)和序列、與移動(dòng)電話響應(yīng)信道有關(guān)的移動(dòng)電話接收機(jī)的延時(shí)和復(fù)數(shù)幅度(即幅度與相位)也可被同時(shí)估值。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1365558SQ0081088
公開(kāi)日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2000年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月28日
發(fā)明者P·榮格, M·施奈德, T·科拉, M·多伊奇, J·普萊欽格, P·施米特 申請(qǐng)人:因芬尼昂技術(shù)股份公司