專利名稱：上行多用戶碼域?qū)ьl信道估計系統(tǒng)及估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)通信技術(shù)，具體說，涉及一種3GPP LTE中DFT-S OFDM系統(tǒng)的上行多用戶碼域?qū)ьl信道估計系統(tǒng)及估計方法。
背景技術(shù)：
在無線通信中，對信道信息的獲取是至關(guān)重要的，幾乎實(shí)際應(yīng)用的無線 通信系統(tǒng)無一例外的要采用某種形式的信道估計技術(shù)。自適應(yīng)的信道均衡器 利用信道信息來對抗ISI的影響；分集技術(shù)利用信道估計，實(shí)現(xiàn)與接收信 道信號最佳匹配的接收機(jī)；最大似然檢測通過信道估計使得接收端錯誤最小 化。信道估計的另外一個重要好處在于它使相關(guān)解調(diào)成為可能。因此信道估 計在任何一 個無線通信系統(tǒng)中都是必不可少的重要一環(huán)。
信道估計分為盲信道估計和導(dǎo)頻信道估計。由于盲信道估計復(fù)雜度高且 會使系統(tǒng)性能有所損失，基于導(dǎo)頻的非盲信道估計仍然是當(dāng)今大多數(shù)系統(tǒng)的 優(yōu)選實(shí)用方案。插入的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)過長會影響通信的速率，過短又不能有效的 估計出信道參數(shù)，因此導(dǎo)頻的最優(yōu)設(shè)計就顯得至關(guān)重要。
信道估計的設(shè)計主要有兩個問題 一是導(dǎo)頻信息的選擇，由于無線信道 的時變性，需要接收機(jī)不斷對信道進(jìn)行跟蹤，因此導(dǎo)頻信號也必須不斷傳送；
二是既有較低的復(fù)雜度又有良好的導(dǎo)頻跟蹤能力的信道估計器的設(shè)計。
未來移動通信對上行鏈路的要求如支持可升級帶寬，適中的 PAPR/CM，保證上行傳輸?shù)恼恍缘?。在這些要求下，單載波傳輸方案 SC-FDMA具有較低的PAPR,能夠提高功率的有效性并增大覆蓋范圍，成 為當(dāng)前上行傳輸方案中得到眾多支持、最有發(fā)展前景的技術(shù)。SC-FDMA根 據(jù)信號生成的方法的不同，可分為時域生成的IFDMA和頻域生成的DFT-S OFDM。由于上行的DFT-S OFDM技術(shù)和下行的OFDM方案具有類似的結(jié) 構(gòu)，所以上下行可以共用很多參數(shù)，因此DFT-S OFDM成為上行傳輸中最
有發(fā)展前景的物理層技術(shù)。
在DFT-S OFDM系統(tǒng)中，導(dǎo)頻的設(shè)計及對應(yīng)的信道估計方案主要包括 基于頻域正交的導(dǎo)頻設(shè)計方案和基于碼域正文的導(dǎo)頻設(shè)計方案。頻域正交導(dǎo)
頻方棄即多用戶的導(dǎo)頻序列頻分復(fù)用且復(fù)用方式與數(shù)據(jù)塊相同，不同用戶子 載波在頻域上正交。碼域正交導(dǎo)頻方案是指利用導(dǎo)頻序列正交性來區(qū)分不同 用戶的導(dǎo)頻序列，并依此來進(jìn)行信道估計，不同用戶子載波在碼域上正交。 碼序列的正交性不僅使得不同用戶的導(dǎo)頻相互區(qū)分開了 ，而且使得其呈現(xiàn)出 白噪化的趨勢，降低了相互之間的干擾。在碼長度足夠滿足同一子幀同時調(diào) 度的用戶數(shù)的需求的前提下，碼序列可以采用任何正交碼，如CAZAC碼、 PN碼、OVSF、哈達(dá)碼等正交碼。
頻域正交導(dǎo)頻方案中，由于同一小區(qū)不同用戶之間的導(dǎo)頻完全正交，因 此在同一小區(qū)內(nèi)的用戶數(shù)較多時，性能相對較好，但在小區(qū)邊緣的同頻干擾 比較嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本方面所解決的技術(shù)問題是提供一種上行多用戶碼域?qū)ьl信道估計系 統(tǒng)，能夠完成對單用戶和多用戶的信道沖激響應(yīng)的完整估計。
技術(shù)方案如下
上行多用戶碼域?qū)ьl信道估計系統(tǒng)包括發(fā)射天線和接收天線，還包括
訓(xùn)練序列生成器，用于生成M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列，然后將M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列 送入DFT-S OFDM調(diào)制才莫塊；
DFT-S OFDM調(diào)制模塊，對接收到的M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列進(jìn)行調(diào)制，將調(diào) 制后的導(dǎo)頻信號發(fā)送到成幀模塊；
成幀模塊，接收DFT-S OFDM調(diào)制模塊調(diào)制后的導(dǎo)頻序列，將調(diào)制后 的導(dǎo)頻組合成一個子幀，輸出至所述發(fā)送天線進(jìn)行發(fā)送；
接收天線，接收所述發(fā)送天線的含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域無線信
號；
幀分解模塊，對接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀分解，得到從子幀
信號中分離出來的碼域正交的時域?qū)ьl信號；
DFT-SOFDM解調(diào)模塊，對接收到的時域?qū)ьl信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的 導(dǎo)頻信號發(fā)送到信道估計干擾消除模塊；
信道估計干擾消除模塊，去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時域或 頻i或〗言道響應(yīng)。
本發(fā)明所解決的另 一個技術(shù)問題是提供一種發(fā)射碼域正交的導(dǎo)頻信號 的發(fā)送機(jī)，能夠完成對單用戶和多用戶的信道沖激響應(yīng)的完整估計。
技術(shù)方案如下
發(fā)射碼域正交的導(dǎo)頻信號的發(fā)送機(jī)包括發(fā)射天線，還包括
訓(xùn)練序列生成器，用于生成M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列，然后將M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列 送入DFT-S OFDM調(diào)制模塊；
DFT-S OFDM調(diào)制模塊，對接收到的M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列進(jìn)行調(diào)制，將調(diào) 制后的導(dǎo)頻信號發(fā)送到成幀模塊；
成幀模塊，接收DFT-S OFDM調(diào)制模塊調(diào)制后的導(dǎo)頻序列，將調(diào)制后 的導(dǎo)頻組合成一個子幀，輸出至所述發(fā)送天線進(jìn)行傳輸。
優(yōu)選的，所述DFT-S OFDM調(diào)制模塊包括M點(diǎn)轉(zhuǎn)換模塊、子載波映射 模塊和N點(diǎn)IFFT模塊；其中，
M點(diǎn)轉(zhuǎn)換模塊，用于將時域序列轉(zhuǎn)換成頻域序列；
子載波映射模塊，用于完成頻域內(nèi)M點(diǎn)子栽波到N點(diǎn)的子載波的映射；
N點(diǎn)IFFT模塊，用于將頻域訓(xùn)練序列轉(zhuǎn)換為時域訓(xùn)練序列。
本發(fā)明所解決的另一個技術(shù)問題是提供一種接收碼域正交的導(dǎo)頻信號 的接收機(jī)，可以提高信道估計的抗千擾性。
4支術(shù)方案々口下
接收碼域正交的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)包括接收天線，還包括幀分解模塊、 DFT-S OFDM解調(diào)模塊、信道估計干擾消除模塊；其中，
接收天線，接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域無線信號；
幀分解一莫塊，對接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀分解，得到從子幀
信號中分離出來的碼域正交的時域?qū)ьl信號；
DFT-S OFDM解調(diào)模塊，對接收到的時域?qū)ьl信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的 導(dǎo)頻信號發(fā)送到信道估計干擾消除模塊；
信道估計干擾消除^t塊，去除多用戶千擾和多徑干擾，輸出用戶時域或 頻i或4言道響應(yīng)。
優(yōu)選的，所述DFT-SOFDM解調(diào)模塊包括N點(diǎn)FFT模塊、子載波逆映 射模塊和M點(diǎn)IDFT模塊；其中，
N點(diǎn)FFT模塊，將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，發(fā)送到子載波逆映射模塊；
子載波逆映射模塊，進(jìn)行N點(diǎn)子載波到M點(diǎn)的子載波的逆映射，完成 對接收信號的頻域解擴(kuò)處理，提取接收序列上的頻域信息，發(fā)送到M點(diǎn)IDFT 模塊；
M點(diǎn)IDFT模塊，進(jìn)行M點(diǎn)IDFT變換，得到時域序列信號并發(fā)送。
本發(fā)明所解決的另 一個技術(shù)問題是提供一種發(fā)射碼域正交的導(dǎo)頻信號 的方法，能夠完成對單用戶和多用戶的信道沖激響應(yīng)的完整估計。
技術(shù)方案如下
發(fā)射碼域正交的導(dǎo)頻信號的方法包括如下步驟
(1) 生成M點(diǎn)的正交導(dǎo)頻序列；
(2) 對正交導(dǎo)頻序列進(jìn)行DFT-SOFDM調(diào)制；
(3) 發(fā)射成幀后的導(dǎo)頻信號。
本發(fā)明所解決的另 一個技術(shù)問題是提供一種接收碼域正交的導(dǎo)頻信號 進(jìn)行信道估計的方法，可以提高信道估計的抗干擾性能。
技術(shù)方案如下
接收碼域正交的導(dǎo)頻信號進(jìn)行信道估計的方法包括如下步驟 (1 )接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域信號； (2)對時域信號進(jìn)行子幀分解，得到碼域正交的時域?qū)ьl信號； (3 )進(jìn)行DFT-S OFDM解調(diào)；
(4 )去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時域或頻域信道響應(yīng)。
本發(fā)明所解決的另 一個技術(shù)問題是提供一種簡化的接收碼城正交的導(dǎo) 頻信號的接收機(jī)，可以完成對單用戶和多用戶的信道沖激響應(yīng)的完整估計。
4支術(shù)方案如下
簡化的接收碼域正交的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)包括接收天線，用于接收含有 碼域正交的導(dǎo)頻信號的無線信號，還包括幀分解及去CP模塊、簡化信道估 計干擾消除模塊；其中，
幀分解模塊及去CP模塊，對所述接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀 分解并去除CP,得到從子幀信號中分離出來的碼域正交的時域?qū)ьl信號， 發(fā)送到信道估計干擾消除模塊；
簡化信道估計干擾消除模塊，去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時 域或頻i或4言道響應(yīng)。
優(yōu)選的，所述簡化信道估計干擾消除模塊包括
M點(diǎn)目標(biāo)用戶CAZAC序列生成器，用于生成M點(diǎn)的CAZAC序列， 發(fā)送到循環(huán)移位模塊；
循環(huán)移位模塊，對M點(diǎn)生成的CAZAC序列循環(huán)移位，發(fā)送到M點(diǎn)DFT 變換模塊；
M點(diǎn)DFT變換模塊，對移位后的CAZAC序列進(jìn)行DFT變換，發(fā)送到 M到N子載波映射模塊；
M到N子載波映射模塊，進(jìn)行M點(diǎn)子載波到N點(diǎn)的子載波的映射，完 成對接收信號的頻域解擴(kuò)處理，提取接收序列上的頻域信息，發(fā)送到N點(diǎn) IFFT模塊；
N點(diǎn)IFFT模塊，將頻域序列轉(zhuǎn)換為時域序列，構(gòu)成CAZAC正交導(dǎo)頻 序列的DFT-S OFDM時域信號，并發(fā)送到內(nèi)積相加模塊；
內(nèi)積相加模塊，與接收到的DFT-S OFDM時域信號進(jìn)行內(nèi)積相關(guān)，得 到時域信道估計響應(yīng)。
本發(fā)明所解決的另 一個技術(shù)問題是提供一種簡化的接收碼域正交的導(dǎo)
頻信號進(jìn)行信道估計的方法，可以提高信道估計的抗干擾性能。 技術(shù)方案如下簡化的接收碼域正交的導(dǎo)頻信號進(jìn)行信道估計的方法包括如下步驟 (i )接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域信號；(2 )對時域信號進(jìn)行子幀分解操作并去除CP,得到碼域正交的時域?qū)?頻信號；(3)去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時域或頻域信道響應(yīng)。碼域正交導(dǎo)頻方案在不同的小區(qū)采用不同族的CAZAC序列，與頻域正 交導(dǎo)頻方案相比，可以大大降低小區(qū)間的潛在千擾，尤其是小區(qū)邊緣的同頻 干擾。另外，碼域正交導(dǎo)頻方案與頻域正交導(dǎo)頻方案相比，由于每個用戶的 導(dǎo)頻能量都要分散到信道所有的子載波上，因此能夠估計出整個頻域信道的 沖激響應(yīng)，不僅可以得到頻域分集增益和擴(kuò)頻增益，還可以與基于CQI (Channel Quality Indicator)的頻域調(diào)度、和基于多天線的SFBC/STBC等眾 多技術(shù)很方便地結(jié)合使用。本發(fā)明技術(shù)方案可以完成對單用戶和多用戶數(shù)的信道沖激響應(yīng)的完整 估計，以利于在信號檢測器中對接收信號進(jìn)行均衡和或者于信道質(zhì)量的調(diào) 度。同時，還可以提高信道估計的抗干擾性能和復(fù)雜度性能。


圖1-A是單用戶系統(tǒng)的碼域?qū)ьl信道估計系統(tǒng)框圖；圖l-B是多用戶系統(tǒng)的碼域?qū)ьl信道估計系統(tǒng)框圖；圖2是DFT-S OFDM系統(tǒng)的子幀結(jié)構(gòu)框圖；圖3是CAZAC循環(huán)移位示意圖；圖4是CAZAC導(dǎo)頻序列生成器的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是DFT-S OFDM調(diào)制模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖6是DFT-S OFDM解調(diào)模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖7-A是千擾消除的整體處理框圖； 圖7-B多用戶千擾消除原理框圖；圖7-C多徑干擾消除框圖；圖8是信道估計干擾消除模塊的結(jié)構(gòu)框囝；圖9是筒化的信道估計千擾消除接收機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖；圖10是簡化的接收機(jī)內(nèi)信道估計干擾消除模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)描述。圖l-A是單用戶系統(tǒng)的碼域?qū)ьl信道估計系統(tǒng)框圖;圖l-B是多用戶系 統(tǒng)的碼域?qū)ьl信道估計系統(tǒng)框圖。.如圖l-A和圖l-B所示，上半部分為發(fā)射碼域正交的導(dǎo)頻信號的發(fā)送機(jī)， 下半部分是接收碼域正交的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)。圖2是DFT-S OFDM系統(tǒng)的子幀結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，在DFT-S OFDM系統(tǒng)中， 一個完整的幀結(jié)構(gòu)包括20個0.5ms 的子幀，每一個子幀由6個LongBlock和2個Short Block組成，其中，Short Block用于傳輸參考信號，Long Block用于傳輸用戶數(shù)據(jù)。發(fā)射碼域正交的導(dǎo)頻信號的發(fā)送機(jī)包括訓(xùn)練序列生成器、DFT-S OFDM 調(diào)制模塊、成幀模塊、發(fā)射天線。訓(xùn)練序列生成器首先生成M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列，然后將M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列送 入DFT-S OFDM調(diào)制模塊進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后的導(dǎo)頻送成幀模塊組合成一個 子幀，輸出至發(fā)送天線進(jìn)行傳輸。接收碼域正交的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)包括幀分解模塊、DFT-S OFDM解調(diào) 模塊、信道估計干擾消除模塊。接收天線接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域無線信號，幀分解模塊首 先對接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀分解操作，得到從子幀信號中分離 出來的碼域正交的時域?qū)ьl信號，然后通過DFT-S OFDM解調(diào)模塊對其進(jìn) 行解調(diào)DFT-S OFDM,解調(diào)后的導(dǎo)頻信號通過信道估計千擾消除模塊去除多 用戶千擾和多徑干4尤，^r出用戶時域或頻域信道響應(yīng)。接收端估計多徑信道的基本算法考慮單用戶情況。單個用戶的導(dǎo)頻信號 經(jīng)過多徑傳播后在接收端可表示為其中，廠表示接收信號序列，^.為各多徑等效對應(yīng)的循環(huán)CAZAC序列， 、為各多徑對應(yīng)的信道時域沖激響應(yīng)，p表示多徑數(shù)目。對等式兩端同時左乘^ ( 的共軛轉(zhuǎn)置)，根據(jù)CAZAC序列的循環(huán) 自相關(guān)性為零的特性。<formula>formula see original document page 13</formula>于是，可以得到時域信道各徑的沖激響應(yīng)^= ~~根據(jù)各條多徑的時域沖激響應(yīng)及其對應(yīng)的延時，對其作傅里葉變換即可 得到多徑信道的頻域響應(yīng)。考慮多用戶情況，多個用戶的發(fā)送信息通過多徑傳播后在接收端可表示其中，下標(biāo)的第一位!'表示不同用戶編號。同單用戶碼域正交導(dǎo)頻信道估計方案類似，等式兩端左乘^,, ( &，;.的Hermitian轉(zhuǎn)置)，又根據(jù)CAZAC 序列的循環(huán)自相關(guān)性為零的特性，及不同族的CAZAC序列的低互相關(guān)特性，可以得到時域信道各徑的沖激響應(yīng)<formula>formula see original document page 13</formula>如圖3所示，訓(xùn)練序列生成器生成M點(diǎn)的CAZAC導(dǎo)頻序列，此CAZAC 序列的生成規(guī)則如下1、不同小區(qū)的用戶使用不同族的CAZAC導(dǎo)頻序列。不同族的CAZAC序列間具有良好的準(zhǔn)正交性，用以最小化屬于不同小 區(qū)的多用戶之間的干護(hù)u。 2、 同一,j、區(qū)內(nèi)的用戶盡量使用同族的CAZAC導(dǎo)頻序列。CAZAC序列具有理想的循環(huán)自相關(guān)性，用以最小化單個小區(qū)中不同用 戶間的干擾。3、 當(dāng)同一小區(qū)內(nèi)的多用戶數(shù)目大于同族CAZAC導(dǎo)頻序列數(shù)目時，可 以考慮使用不同族的CAZAC導(dǎo)頻序列。長度為^Vg的CAZAC序列的生成表達(dá)式如下所示 其中，6是幅度為i的復(fù)標(biāo)量因子。同時""W = exp(-乂2;ru ，+1)/2+^)其中，"=1,…1是CAZAC序列的族序號，A = 0, 1,…A^-1, 《是任意整數(shù)。不同族的CAZAC序列可以通過不同的族序號"來體現(xiàn)，可以看到，由 于"的取值很多，所以該系統(tǒng)可以支持很多小區(qū)。參照圖4所示，對循環(huán)移位過程作詳細(xì)描述。對于同一族的CAZAC序列來說，可以支持的多用戶數(shù)目是有限的。最大用戶數(shù)^f疋max其中，m = WG=M, w^iV，在5M帶寬條件下，M = 151, W = 256, CP = 31， 可得 壓腿=8。如果按照每用戶的數(shù)據(jù)信息占用50個子載波來計算，共支M持6個用戶，因此，可將原始M位CAZAC序列每循環(huán)移位子位后分配|_ 6 —至一個用戶，作為導(dǎo)頻訓(xùn)練序列。由于CAZAC序列對序列長度的特殊要求，M需取素數(shù)才可保證良好的 正交性。因此，當(dāng)Short Block中規(guī)定導(dǎo)頻占用子載波數(shù)為非素數(shù)時，實(shí)際 中可取距離規(guī)定子載波數(shù)最近的素數(shù)。具體取值可對照表一，例如，在5M帶寬條件下，Short Block中規(guī)定導(dǎo)頻占用子載波數(shù)為150點(diǎn)，實(shí)際可取 M = 151。 表一是SB中實(shí)際占用的栽波數(shù)目帶寬1.25MHz2.5MH z5MHz醒H z15MH z20MH zIFFT大小 (N)641282565127681024規(guī)定占用子載波 數(shù)3775150300450600實(shí)際占用子載波 數(shù)(M)37731512934496(M如圖5所示，揭示了 DFT-S OFDM調(diào)制模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及處理方法。 當(dāng)生成導(dǎo)頻訓(xùn)練序列后，首先，通過M點(diǎn)轉(zhuǎn)換模塊對作M點(diǎn)DFT或FFT 變換，將時域序列轉(zhuǎn)換至頻域。然后，通過M到N子載波映射模塊完成頻 域內(nèi)M點(diǎn)子載波到N點(diǎn)的子載波映射，實(shí)質(zhì)上是頻域上的擴(kuò)頻。具體方法 可以采用集中式映射方法，即向M點(diǎn)序列信號末端插入零值，得到N點(diǎn)的 擴(kuò)頻信號。一a州^ 0<"Af柳0完成頻域擴(kuò)頻后，需要對頻域信號作頻域-時域的轉(zhuǎn)換，即通過N點(diǎn) IFFT模塊，將頻域訓(xùn)練序列轉(zhuǎn)換為時域訓(xùn)練序列。在時域訓(xùn)練序列前加循環(huán)前綴形成一個Short Block,保護(hù)信號的有效信 息，消除碼間干擾。循環(huán)前綴是訓(xùn)練序列后尾部分的復(fù)制，附加在訓(xùn)練序列 前端，長度等于或大于信道的最大延遲，即使信號通過時散信道，也能保證 子信道間的正交性，避免碼間干擾(ISI)。這里取循環(huán)前綴長度為31點(diǎn)。多用戶情況下，比如用戶數(shù)目為6，各個用戶的相對時延為^，72，…，^, 不 失一般性， 令其相對時延滿 足
設(shè)",=Lr,./rc」，其中L"」表示零與實(shí)數(shù)"之間距離"最近的整數(shù)。對于用戶"設(shè)其多徑信道記憶長度為丄!.(以碼片周期？;為間隔)。對擴(kuò)頻后 的時域?qū)ьl訓(xùn)練序列添加長度為、的循環(huán)前綴，其中丄g滿足丄？》max(A,a2，…，"J + max仏J —1 ,得到加入循環(huán)前綴后的Short Block導(dǎo)頻 信號為即洲=<formula>formula see original document page 16</formula> 其中，Mg二^+W。這里設(shè)丄g小于N。A(A:)即為用戶/一個子幀中ShortBlock發(fā)送的導(dǎo)頻信號。成幀模塊的作用是，按照已定義的幀結(jié)構(gòu)將生成的2個Short Block與6 個Long Block組合成為一個子幀，輸出至發(fā)送天線進(jìn)行傳輸。幀分解模塊 首先對接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀分解操作，得到從子幀信號中分 離出來的ShortBlock。如圖6所示，描述了 DFT-S OFDM解調(diào)模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及處理方法， 首先對一個Short Block作去循環(huán)前綴處理。 )=r(/:) Z^〈&SM其中，Z^為循環(huán)前綴長度且小于N, Mg=Lg+iV。通過N點(diǎn)FFT模塊將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，得到C(A)，經(jīng)過子載波映射模塊作N點(diǎn)子載波到M點(diǎn)的子載波逆映射，完成對接 收信號的頻域解擴(kuò)處理，接收序列上的有效頻域信息被提取出來。具體方法 可以采用集中式方法，即將N點(diǎn)序列信號末端接近零值的噪聲舍棄，從而 得到M點(diǎn)的有效的頻域序列信號^e/T 。將經(jīng)過M點(diǎn)IDFT模塊作M點(diǎn)IDFT變換，得到有效的時域序列 信號~,，送下一步信道估計干擾消除。16如圖7-A所示，干擾消除的整體處理包括相關(guān)和去干擾。相關(guān)參考導(dǎo)頻序列的共軛與接收序列的內(nèi)積處理，去干擾包括去除多用 戶干擾和多徑干擾兩個步驟。如圖7-B所示，在信道估計干擾消除模塊中，首先在接收端根據(jù)不同用 戶，生成一組包含M個長為M點(diǎn)的CAZAC檢驗(yàn)序列。此組CAZAC檢驗(yàn) 序列是由目標(biāo)用戶的CAZAC有效導(dǎo)頻時域序列作M次循環(huán)移位而得到， 產(chǎn)生方法類似發(fā)射機(jī)產(chǎn)生導(dǎo)頻序列的方法。例如在5M的帶寬下，即 <formula>formula see original document page 17</formula>其中<formula>formula see original document page 17</formula>,當(dāng)<formula>formula see original document page 17</formula>將ei，j取共軛后與導(dǎo)頻時域序列reff (導(dǎo)頻時域序列由DFT-S OFDM解 調(diào)模塊的M點(diǎn)IDFT變換產(chǎn)生)作內(nèi)積運(yùn)算，即左乘ei，j的Hermitian 轉(zhuǎn)置)，得到ei*，jreff=(ei，j)2hi，j。于是，可以得到信道各徑的時域沖激響應(yīng)<formula>formula see original document page 17</formula>,各用戶相對時<formula>formula see original document page 17</formula>延Ti滿足<formula>formula see original document page 17</formula>, 及A二lj"C」'即，根據(jù)最大多徑時延的相應(yīng)點(diǎn)數(shù)",，以及所得信道各徑?jīng)_ 激響應(yīng)。如圖7-C所述，提取上述沖激響應(yīng)序列前端的有效值，將其中后端的極 小值當(dāng)作噪聲并置零消除。這一過程就是多徑信道干擾消除過程，例如在 TU3信道模型，6徑，最大多徑延時點(diǎn)數(shù)18點(diǎn)，這個信道中，可取時域沖 激響應(yīng)序列前20點(diǎn)作為有效值，將其他點(diǎn)置零。得到 <formula>formula see original document page 17</formula>其中，人#表示沖激響應(yīng)序列的有效徑數(shù)。SM 最后，對信道的時域沖激響應(yīng)序列l(wèi),y作M點(diǎn)的FFT變換，即可得到
信道的頻i或響應(yīng)。如圖8所示，是一種在圖7-A、圖7-B、圖7-C處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行簡 化的干擾消除模塊，在這個處理中省略了提取沖激響應(yīng)序列前端的有效值的處理過程。如圖9所示，是簡化的接收碼域正交的時域?qū)ьl信號的接收機(jī)，包括幀 分解及去CP模塊、簡化信道估計干擾消除模塊。接收天線接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的無線信號，幀分解及去CP模 塊首先對接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀分解操作，然后進(jìn)行分離CP 的操作，得到從子幀信號中分離出來的碼域正交的時域?qū)ьl信號，時域?qū)ьl 信號通過簡化信道估計干擾消除模塊去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶 時域或頻域信道響應(yīng)。這種簡化的接收機(jī)信道估計方案與圖7 - A和圖7-B的接收機(jī)的技術(shù)方 案的區(qū)別在于省略了對接收導(dǎo)頻信號的DFT-S OFDM的解調(diào)過程中的DFT 變換、解子載波映射和IFFT變換過程，直接對原始時域信號進(jìn)行處理，而 不是對經(jīng)過DFT和IFFT變換過的時域信號進(jìn)行處理。如圖IO所示，是簡化的接收機(jī)內(nèi)信道估計千擾消除模塊的具體結(jié)構(gòu)。 簡化信道估計干擾消除模塊與圖7- A到圖7-C、圖8的信道估計千擾消除 模塊不同。簡化信道估計干擾消除模塊包括M點(diǎn)目標(biāo)用戶CAZAC序列生成器、 循環(huán)移位模塊、M點(diǎn)DFT變換模塊，M到N點(diǎn)子載波映射模塊、N點(diǎn)IFFT 變換模塊、內(nèi)積相加模塊、提取前端有效值其余置零模塊、N點(diǎn)FFT模塊。接收機(jī)內(nèi)部事先由M點(diǎn)目標(biāo)用戶CAZAC序列生成器，用于生成M點(diǎn) 的CAZAC序列，發(fā)送到循環(huán)移位模塊；循環(huán)移位模塊，對M點(diǎn)生成的 CAZAC序列循環(huán)移位，發(fā)送到M點(diǎn)DFT變換模塊；M點(diǎn)DFT變換模塊， 對移位后的CAZAC序列進(jìn)行DFT變換，發(fā)送到M到N子載波映射模塊； M到N子載波映射模塊，進(jìn)行M點(diǎn)子載波到N點(diǎn)的子載波的映射，完成對 接收信號的頻域解擴(kuò)處理，提取接收序列上的頻域信息，發(fā)送到N點(diǎn)IFFT 模塊；N點(diǎn)IFFT模塊，將頻域序列轉(zhuǎn)換為時域序列，構(gòu)成CAZAC正交導(dǎo)
頻序列的DFT-S OFDM時域信號，并發(fā)送到內(nèi)積相加才莫塊；內(nèi)積相加才莫塊， 與接收到的DFT-S OFDM時域信號進(jìn)行內(nèi)積相關(guān)，得到時域信道估計響應(yīng)。如果再經(jīng)過N點(diǎn)FFT，也可以構(gòu)成頻域信道估計響應(yīng)。這里內(nèi)積相關(guān)之 后，N點(diǎn)FFT之前也可以增加提取前端有效值其余置零的處理，可以消除 時域多徑信號的干擾。
權(quán)利要求
1、一種上行多用戶碼域?qū)ьl信道估計系統(tǒng)，包括發(fā)射天線和接收天線，其特征在于，還包括訓(xùn)練序列生成器，用于生成M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列，然后將M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列送入DFT-S OFDM調(diào)制模塊；DFT-S OFDM調(diào)制模塊，對接收到的M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列進(jìn)行調(diào)制，將調(diào)制后的導(dǎo)頻信號發(fā)送到成幀模塊；成幀模塊，接收DFT-S OFDM調(diào)制模塊調(diào)制后的導(dǎo)頻序列，將調(diào)制后的導(dǎo)頻組合成一個子幀，輸出至所述發(fā)送天線進(jìn)行發(fā)送；接收天線，接收所述發(fā)送天線的含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域無線信號；幀分解模塊，對接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀分解，得到從子幀信號中分離出來的碼域正交的時域?qū)ьl信號；DFT-S OFDM解調(diào)模塊，對接收到的時域?qū)ьl信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的導(dǎo)頻信號發(fā)送到信道估計干擾消除模塊；信道估計干擾消除模塊，去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時域或頻域信道響應(yīng)。
2、 一種發(fā)射碼域正交的導(dǎo)頻信號的發(fā)送機(jī)，包括發(fā)射天線，其特征在 于，還包括訓(xùn)練序列生成器，用于生成M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列，然后將M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列 送入DFT-S OFDM調(diào)制模塊；DFT-S OFDM調(diào)制模塊，對接收到的M點(diǎn)的導(dǎo)頻序列進(jìn)行調(diào)制，將調(diào) 制后的導(dǎo)頻信號發(fā)送到成幀模塊；成幀模塊，接收DFT-S OFDM調(diào)制模塊調(diào)制后的導(dǎo)頻序列，將調(diào)制后 的導(dǎo)頻組合成一個子幀，輸出至所述發(fā)送天線進(jìn)行傳輸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射碼域正交的導(dǎo)頻信號的發(fā)送機(jī)，其特征 在于，所述DFT-SOFDM調(diào)制模塊包括M點(diǎn)轉(zhuǎn)換模塊、子栽波映射模塊和 N點(diǎn)IFFT模塊；其中，M點(diǎn)轉(zhuǎn)換模塊，用于將時域序列轉(zhuǎn)換成頻域序列；子載波映射模塊，用于完成頻域內(nèi)M點(diǎn)子載波到N點(diǎn)的子載波的映射；N點(diǎn)IFFT模塊，用于將頻域訓(xùn)練序列轉(zhuǎn)換為時域訓(xùn)練序列。
4、 一種接收碼域正交的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)，包括接收天線，其特征在 于，還包括幀分解模塊、DFT-SOFDM解調(diào)模塊、信道估計干擾消除模塊； 其中，接收天線，接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域無線信號；幀分解模塊，對接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀分解，得到從子幀 信號中分離出來的碼域正交的時域?qū)ьl信號；DFT-SOFDM解調(diào)模塊，對接收到的時域?qū)ьl信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的 導(dǎo)頻信號發(fā)送到信道估計干擾消除模塊；信道估計干擾消除模塊，去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時域或 頻域信道響應(yīng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收碼域正交的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)，其特征 在于，所述DFT-SOFDM解調(diào)模塊包括N點(diǎn)FFT模塊、子載波逆映射模塊 和M點(diǎn)IDFT模塊；其中，N點(diǎn)FFT模塊，將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，發(fā)送到子載波逆映射模塊；子載波逆映射模塊，進(jìn)行N點(diǎn)子載波到M點(diǎn)的子載波的逆映射，完成 對接收信號的頻域解擴(kuò)處理，提取接收序列上的頻域信息，發(fā)送到M點(diǎn)IDFT 模塊； M點(diǎn)IDFT模塊，進(jìn)行M點(diǎn)IDFT變換，得到時域序列信號并發(fā)送。
6、 一種發(fā)射碼域正交的導(dǎo)頻信號的方法，包括如下步驟(1) 生成M點(diǎn)的正交導(dǎo)頻序列；(2) 對正交導(dǎo)頻序列進(jìn)行DFT-SOFDM調(diào)制；(3) 發(fā)射成幀后的導(dǎo)頻信號。
7、 一種接收碼域正交的導(dǎo)頻信號進(jìn)行信道估計的方法，包括如下步驟(1) 接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域信號；(2) 對時域信號進(jìn)行子幀分解，得到碼域正交的時域?qū)ьl信號； (3 )進(jìn)行DFT-S OFDM解調(diào)；(4) 去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時域或頻域信道響應(yīng)。
8、 一種簡化的接收碼域正交的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)，包括接收天線，用 于接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的無線信號，其特征在于，還包括幀分解及 去CP模塊、簡化信道估計干擾消除模塊；其中，幀分解模塊及去CP模塊，對所述接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀 分解并去除CP，得到從子幀信號中分離出來的碼域正交的時域?qū)ьl信號， 發(fā)送到信道估計千擾消除模塊；簡化信道估計千擾消除模塊，去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時 域或頻域信道響應(yīng)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡化的接收碼域正交的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)， 其特征在于，所述簡化信道估計干擾消除模塊包括M點(diǎn)目標(biāo)用戶CAZAC序列生成器，用于生成M點(diǎn)的CAZAC序列， 發(fā)送到循環(huán)移位模塊； 循環(huán)移位模塊，對M點(diǎn)生成的CAZAC序列循環(huán)移位，發(fā)送到M點(diǎn)DFT 變換模塊；M點(diǎn)DFT變換模塊，對移位后的CAZAC序列進(jìn)行DFT變換，發(fā)送到 M到N子載波映射模塊；M到N子載波映射模塊，進(jìn)行M點(diǎn)子載波到N點(diǎn)的子載波的映射，完 成對接收信號的頻域解擴(kuò)處理，提取接收序列上的頻域信息，發(fā)送到N點(diǎn) IFFT模塊；N點(diǎn)IFFT模塊，將頻域序列轉(zhuǎn)換為時域序列，構(gòu)成CAZAC正交導(dǎo)頻 序列的DFT-S OFDM時域信號，并發(fā)送到內(nèi)積相加模塊；內(nèi)積相加模塊，與接收到的DFT-S OFDM時域信號進(jìn)行內(nèi)積相關(guān)，得 到時域信道估計響應(yīng)。
10、 一種簡化的接收碼域正交的導(dǎo)頻信號進(jìn)行信道估計的方法，包括如 下步驟(1)接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域信號；(2 )對時域信號進(jìn)行子幀分解搡作并去除CP,得到碼域正交的時域?qū)?頻信號；(3)去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時域或頻域信道響應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種接收碼域正交的導(dǎo)頻信號的接收機(jī)，包括接收天線、幀分解模塊、DFT-S OFDM解調(diào)模塊、信道估計干擾消除模塊；其中，接收天線，接收含有碼域正交的導(dǎo)頻信號的時域無線信號；幀分解模塊，對接收天線接收到的時域信號進(jìn)行子幀分解，得到從子幀信號中分離出來的碼域正交的時域?qū)ьl信號；DFT-S OFDM解調(diào)模塊，對接收到的時域?qū)ьl信號進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的導(dǎo)頻信號發(fā)送到信道估計干擾消除模塊；信道估計干擾消除模塊，去除多用戶干擾和多徑干擾，輸出用戶時域或頻域信道響應(yīng)。本發(fā)明還公開了一種上行多用戶碼域?qū)ьl信道估計系統(tǒng)。
文檔編號H04L25/02GK101166166SQ20061014025
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日
發(fā)明者張峻峰, 郁光輝 申請人:中興通訊股份有限公司