專利名稱：一種多天線系統(tǒng)中利用中間碼進行信道估計的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及TDD CDMA系統(tǒng)的信道估計技術，特別涉及多天線的TDD CDMA系統(tǒng)中利用中間碼進行信道估計的方法。
背景技術：
在無線通信系統(tǒng)中，接收機根據(jù)接收到的用戶信號對信道特性進行估計， 得到信道沖擊響應，這一過程稱為信道估計。接收機將信道估計結果連同接收 到的用戶信號一起發(fā)送給接收機中的檢測模塊，供檢測模塊進行用戶信號的檢 測，以4是:取其中攜帶的信息。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，接收端需要利用期望用戶的信道特性以及所有 干擾用戶的信道特性進行用戶信號的聯(lián)合檢測。因此，在接收端進行信道估 計時，需要根據(jù)接收的中間碼估計期望用戶的信道特性和所有干擾用戶的信 道特性。其中，中間碼為發(fā)送端和接收端約定的用于進行信道估計的碼序列。
目前，在單天線TD-SCDMA系統(tǒng)中利用中間碼進行信道估計的方法包 括兩部分發(fā)送端的中間碼發(fā)送方法和接收端的信道估計方法。
其中，發(fā)送端的中間碼發(fā)送方法包括
步驟l，為所有不同的用戶指定各自的中間碼。
基站在發(fā)射信號時，將多個不同用戶的信號疊加在一起傳輸?shù)浇邮斩恕?其中，各個不同用戶選用不同的中間碼，并且不同用戶的中間碼具有相關性。 具體地，指定一個碼序列作為基本中間碼，不同用戶的中間碼為基本中間碼 的循環(huán)移位，根據(jù)循環(huán)移位的位數(shù)不同，來區(qū)分不同用戶。通常，選擇 midamble序列為基本中間碼。
目前，不同用戶的中間碼采用等間隔循環(huán)移位方式實現(xiàn)，其間隔為16個碼片。即，第一個用戶利用基本中間碼；第二個用戶將基本中間碼循環(huán)移 位16個碼片構成自身采用的中間碼；第三個用戶將基本中間碼循環(huán)移位32 個碼片構成自身采用的中間碼；依此類推，得到所有用戶的中間碼。不同用 戶間循環(huán)移位的碼片間隔需要大于一定的閾值，才能在接收端認為各個不同 的信道完全獨立，從而完成對所有用戶信道特性的估計。當循環(huán)移位的碼片 間隔選擇為16時，即滿足上述條件。
步驟2,基站將所有不同用戶的中間碼進行疊加，再在疊加后的中間碼 前加入16位的循環(huán)前綴，進行發(fā)送。
依照上述方式構造的疊加后的中間碼經(jīng)信道傳輸?shù)浇邮斩?，接收端采?如下的步驟進行信道估計
步驟3,接收端接收基站發(fā)射的所有不同用戶疊加后的中間碼，利用信 道估計算法進行信道估計。
本步驟中，由于各個不同用戶的中間碼相互間隔16個碼片，因此可以 認為各個用戶的信道完全獨立，可以利用各種現(xiàn)有的信道估計算法逐個信道 進行估計?，F(xiàn)有的信道估計算法有很多，例如迫零(ZF)算法、最小均方誤 差(MMSE)算法等，這里不再——列舉。
上述即為在單天線TD-SCDMA系統(tǒng)中進行信道估計的方法流程。在單 天線系統(tǒng)中，在任意接收端， 一個用戶對應一個信道，當基本中間碼的長度 為128時，可以同時進行8個不同用戶的信道估計。
為進一步提高傳輸性能和傳輸效率，出現(xiàn)了多天線系統(tǒng)。多天線系統(tǒng)與 單天線系統(tǒng)相比，每個用戶的信號均通過多根天線發(fā)射到接收端，接收端通 過多根接收天線進行信號接收。而對于任意接收天線來說，每根發(fā)射天線與 該接收天線間的信道特性都可能是不同的。因此，在任意接收端進行信道估 計時，需要對所有用戶的每根發(fā)射天線到該接收天線的信道進行估計， 一個 用戶對應多個信道，相比于單天線系統(tǒng)，需要估計的信道數(shù)進一步呈倍數(shù)增 加。
如前所述，在進行信道估計時采用不同的中間碼進行，并且對于不同的信道，中間碼之間的循環(huán)移位間隔需要滿足一定的閾值，才能在接收端假設 各個信道相互獨立，從而利用現(xiàn)有的信道估計算法逐個信道進行估計。按照
這一思路進行多天線系統(tǒng)的信道估計，若要達到同時估計8個用戶的信道， 128位的中間碼長度必然不夠，需要進一步增長中間碼，從而保證不同信道 對應的中間碼間的循環(huán)移位間隔滿足閾值要求，否則，無法實現(xiàn)對多天線系 統(tǒng)下的用戶信道估計。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種多天線系統(tǒng)的信道估計方法，能夠在不增加 中間碼長度的前提下，實現(xiàn)對多天線系統(tǒng)中的用戶信道估計。
為實現(xiàn)上述目的，本分明采用如下的技術方案
一種多天線系統(tǒng)中中間碼的發(fā)送方法，包括
將基本中間碼循環(huán)移位得到任一用戶所有M根發(fā)射天線的中間碼；
將基本中間碼循環(huán)移位16M個碼片后的序列作為基本序列，將所述基本序 列循環(huán)移位得到除所述任一用戶外其他用戶所有M #>發(fā)射天線的中間碼；
對每根發(fā)射天線，將所有用戶在該發(fā)射天線的中間碼與對應設置的發(fā)射幅 度相乘后進行疊加，并加入循環(huán)前綴后形成該發(fā)射天線上的發(fā)射中間碼；將每 根發(fā)射天線形成的發(fā)射中間碼發(fā)射出去；
所述任一用戶的M根發(fā)射天線的中間碼之間依次循環(huán)移位16個碼片；
所述其他用戶中的所有用戶在任一發(fā)射天線的中間碼之間依次循環(huán)移位A 個碼片；
所述其他用戶中的任一用戶，在所有發(fā)射天線的中間碼之間依次循環(huán)移位
A。 二(128-16M)/M個碼片。
一種多天線系統(tǒng)中接收發(fā)射中間碼進行信道估計的方法，對于每才M妄收天 線執(zhí)行下述步驟
接收所有發(fā)射天線發(fā)送的所述發(fā)射中間碼，根據(jù)該接收的發(fā)射中間碼對所
述任一用戶的信道進行估計，得到所述任一用戶的等效信道向量^和所述其他
9用戶的聯(lián)合信道向量x;
根據(jù)所述任一用戶的等效信道向量^和所述其他用戶的聯(lián)合信道向量x，估 計所述其他用戶中的每個用戶的每根發(fā)射天線與所述任一用戶相應發(fā)射天線的 發(fā)射信號幅度之比，得到幅度估計結果；
根據(jù)幅度估計結果和所述任一用戶的等效信道向量ii1計算所述其他用戶各 自的等效信道向量。
較佳地，所述根據(jù)接收的發(fā)射中間碼對所述任一用戶的信道進行估計包括
對接收天線上的發(fā)射中間碼進行傅立葉變換形成頻域發(fā)射中間碼，并對接 收端保存的基本中間碼進行傅立葉變換形成頻域基本中間碼，將所述頻域發(fā)射 中間碼與所述頻域基本中間碼的對應點相除，再將相除后的結果進行傅立葉反 變換得到；;,.， 1，2,…，128， y,.，1^^16M中的前16M個元素構成的向量為所述任一
用戶的等效信道向量ii1 —g,i^,…,i^f ，其中，
L—V^X(o),V^X(i),…V^X(i5)f ， /L表示第A個用戶在第w個發(fā)射天線上 的發(fā)射功率，t(/)表示第m^f艮發(fā)射天線到本接收天線的第/條多徑的信道響應；
其余元素構成的向量為所述其他用戶的聯(lián)合信道向量％ = (;^+1，>^+2,...，;;128;^。
較佳地，所述根據(jù)任一用戶的等效信道向量^和其他用戶的聯(lián)合信道向量 x，估計所述其他用戶中每個用戶的每根發(fā)射天線與所述任一用戶相應發(fā)射天線 的發(fā)射信號幅度之比得到幅度估計結果&為根據(jù)矩陣G、所述其他用戶的聯(lián) 合信道向量x與幅度估計結果的函數(shù)關系x = Ga + w'確定6t;所述w'為估計誤差；
所述矩陣G的構造包括
根據(jù)所述任一用戶的等效信道向量構造每根發(fā)射天線到當前接收天線的第 一矩陣2).A) H3),A)
^(15) ^(15-A)
0
^(15)
肊(15-(^:-2).A)
^(15-(《-3),A)
,其中
"15) m=l,2，...，M;
在每個第 一矩陣中截取該矩陣的前A。行構造每根發(fā)射天線的第二矩陣
Gm=H:^—0，其中，m=l，2,...,M, K為總的用戶數(shù)；
根據(jù)所有第二矩陣GJ勾造矩陣G:
G，
G
A/ 乂
較佳地，所述根據(jù)x = Get + w'確定幅度估計結果&包括 根據(jù)所述任一用戶的等效信道向量構造矩陣G; 根據(jù)矩陣G計算幅度估計加權矩陣W;
將幅度估計加權矩陣W與所述其他用戶的聯(lián)合信道向量x相乘，將乘積作 為所述幅度估計結果6u
較佳地，所述根據(jù)矩陣G計算幅度估計加權矩陣W為W = (G"G)_1G"。
較佳地，所述根據(jù)矩陣G、其他用戶的聯(lián)合信道向量x與幅度估計結果的 函數(shù)關系x = Ga + w'確定幅度估計結果&包括
根據(jù)所述任一用戶的等效信道向量分別構造每根發(fā)射天線的第二矩陣Gm; 根據(jù)每根發(fā)射天線的第二矩陣計算每根發(fā)射天線的幅度估計加權矩陣; 在所述其他用戶的聯(lián)合信道向量中提取每根發(fā)射天線的第一向量、；將每根發(fā)射天線的幅度估計加權矩陣W 與對應發(fā)射天線的第 一向量xm的
乘積分別作為每根發(fā)射天線上的估計結果、；
將每根發(fā)射天線上的估計結果構成所述幅度估計結果a—《,《,…，《f 。
較佳地，根據(jù)每根發(fā)射天線的第二矩陣計算每根發(fā)射天線的幅度估計加權
矩陣W^包括Wm=(G:Gm)—'G-，其中，m=l,2,.."M。
較佳地，所述在其他用戶的聯(lián)合信道向量中提取每根發(fā)射天線對應的向量
4交佳地，所述才艮據(jù)矩陣G、其他用戶的聯(lián)合信道向量x與幅度估計結果的 函數(shù)關系x = Got + w'確定幅度估計結果&包括
在所述其他用戶的聯(lián)合信道向量中提取每根發(fā)射天線對應的向量
對每根發(fā)射天線對應的向量補零后進行傅立葉變換得到每根發(fā)射天線的頻 域第一向量x^;
對所述任一用戶的等效信道向量中每根發(fā)射天線對應的向量i^補零后進 行傅立葉變換得到每根發(fā)射天線的頻域第二向量、；
將每根發(fā)射天線的頻域第 一 向量Xnl/與對應發(fā)射天線的頻域第二向量iv相 除分別得到對應發(fā)射天線的頻域第三向量im/;
構造每根天線的頻域幅度估計加權矩陣wm/;
將每根發(fā)射天線的頻域幅度估計加權矩陣與對應發(fā)射天線的頻域第三 向量iw.的乘積分別作為對應發(fā)射天線的估計結果、，將每根發(fā)射天線的估計結 果、構成所述幅度估計結果a—W,《,…,《卩。
較佳地，所述補零后進行傅立葉變換為補入(d-A。)個零后進行d點的 FFT變換，其中，d = 2「—"， 「.l表示向上取整。
)，其中，m=l,2,...，M;較佳地，所述構造每根天線的頻域幅度估計加權矩陣wm/為
Wm/=(F/Fp)—》，其中Fp為對d點FFT矩陣F抽取其中的第1,A + 1,…,(〖-2)xA + l
列構成，d點FFT矩陣F中的元素為F"^i" ，!'，" = l，...,t/。
較佳地，所述構造每根天線的頻域幅度估計加權矩陣w<的操作預先完成，
并保存在接收端。
較佳地，其特征在于，所述根據(jù)幅度估計結果和所述任一用戶的等效信
道向量gj計算其他各個用戶的等效信道向量為
ii、(&，^，…，i4)',其中L葉J一 ， k=2,3，...,K, m=l,2，...，M， K為總的 用戶數(shù)。
由上述技術方案可見，本發(fā)明中，在發(fā)送端，首先將基本中間碼循環(huán)移位 得到任一用戶所有M根發(fā)射天線的中間碼，并且這M根發(fā)射天線的中間碼之 間依次循環(huán)移位16個碼片；然后，將基本中間碼循環(huán)移位16M個碼片后的序 列作為基本序列，將所述基本序列循環(huán)移位得到除所述任一用戶外其他用戶所 有M根發(fā)射天線的中間碼，并且其他用戶在任一發(fā)射天線的中間碼之間依次循 環(huán)移位A個碼片，其他任一用戶，在所有發(fā)射天線的中間碼之間依次循環(huán)移位
A。二(128-16M)/M個碼片。接下來，對每根發(fā)射天線，將所有用戶在該發(fā)射天線 的中間碼與對應設置的發(fā)射幅度相乘后進行疊加，并加入循環(huán)前綴后形成該發(fā)
射天線上的發(fā)射中間碼；將每根發(fā)射天線形成的發(fā)射中間碼發(fā)射出去。
在接收端，對于每根接收天線，接收所有發(fā)射天線發(fā)送的發(fā)射中間碼，并 按照現(xiàn)有方式估計第一用戶的信道，得到第一用戶的等效信道向量ii'和其他用 戶的聯(lián)合信道向量x,然后，根據(jù)第一用戶的等效信道向量&和其他用戶的聯(lián) 合信道向量x，估計其他各個用戶每根發(fā)射天線與第一用戶相應發(fā)射天線的發(fā) 射信號幅度之比得到幅度估計結果；最后，根據(jù)將幅度估計結果與第一用戶的 等效信道向量&'對應相乘得到其他各個用戶的等效信道向量。利用上述方式，將發(fā)送端發(fā)送的中間碼結構進行合理設置，從而在接收端估計第一用戶的信道 和其他用戶與第一用戶的發(fā)射信號幅度之比，根據(jù)該比值和第一用戶的等效信 道向量計算其他用戶的等效信道向量。這樣，雖然未增加中間碼長度，同樣實 現(xiàn)了多天線系統(tǒng)中的用戶信道估計。


圖1為本發(fā)明中的多天線系統(tǒng)利用中間碼進行信道估計的方法具體流 程圖。
圖2為應用方法一進行信號幅度估計的流程圖。 圖3為應用方法二進行信號幅度估計的流程圖。 圖4為應用方法三進行信號幅度估計的流程圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術手段和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖對本 發(fā)明做進一步詳細說明。
在多天線的TD-SCDMA系統(tǒng)中，各用戶間的下行信道相同，僅是功率 不同而導致發(fā)射信號的幅度不同?；谶@一點，本發(fā)明的基本思想是對一 個用戶的信道進行估計，稱該用戶為第一用戶，其余用戶只估計信號幅度， 再由其余用戶信號幅度和第 一用戶的信道計算出所有用戶的等效信道。
圖1為本發(fā)明中的多天線系統(tǒng)利用中間碼進行信道估計的方法具體流 程圖。與背景技術中介紹的單天線系統(tǒng)中利用中間碼進行信道估計的方法類 似，本發(fā)明中多天線系統(tǒng)中利用中間碼進行信道估計的方法也包括兩部分 多天線系統(tǒng)中發(fā)送端的中間碼發(fā)送方法以及接收端進行信道估計的方法。
首先，發(fā)送端的中間碼發(fā)送方法包括
步驟IOI，對于第一用戶，以基本中間碼為基準，不同發(fā)射天線的中間 碼之間一次循環(huán)移位16個碼片。
本步驟中，對第一個用戶在所有發(fā)射天線上的中間碼進行設置。假定發(fā)送端共有M根發(fā)射天線，第m根發(fā)射天線上的中間碼為 Slm =1S0(mod((! + (m-l)xl6)，128))"=l，"、128 (1)
其中，^表示第附根發(fā)射天線上第一用戶的中間碼，S。表示128碼片的 基本中間碼，z'表示中間碼中的第z個碼片，mod(.)表示求余運算。
步驟102，將基本中間碼循環(huán)移位16M個碼片后的序列作為基本序列， 將所述基本序列循環(huán)移位得到除所述第一用戶外其他用戶所有M根發(fā)射天 線的中間碼，并且，其他用戶中的所有用戶在任一發(fā)射天線的中間碼之間依 次循環(huán)移位A個碼片，其他用戶中的任一用戶，在所有發(fā)射天線的中間碼之 間依次循環(huán)移位A。 "128-16M)/M個碼片。
本步驟中，在具體進行循環(huán)移位時，可以如下操作對于除第一用戶外 的其他用戶，以基本中間碼循環(huán)移位16M個碼片后的基本序列為基準，不 同用戶在第 一發(fā)射天線的中間碼之間依次循環(huán)移位A個碼片；分別以各個用 戶在第一發(fā)射天線的中間碼為基準，該用戶的不同發(fā)射天線的中間碼依次循 環(huán)移〃f立A。 "128-16M)/M個碼片。
假定共K個用戶，對于第2到第K個用戶，以將基本中間碼循環(huán)移位16M 個碼片后構成的基本序列為基準，每個用戶的M個發(fā)射天線之間循環(huán)移A。位， 不同用戶間循環(huán)移A位，即第&個用戶、第m個發(fā)射天線的中間碼可表示為 & = S0(mod((z + 16M + (m_l)xA。+(A;_2)xA),128))，z=l,'.-，128,A: = U (2)
其中A。=(128-16M)/M, A的取值范圍為[1,16],具體取值可根據(jù)性能要求 進行選耳又。
步驟103，對每根發(fā)射天線，將所有用戶在該發(fā)射天線的中間碼與對應 設置的發(fā)射幅度相乘后進行疊加，并加入循環(huán)前綴后形成該發(fā)射天線上的發(fā) 射中間碼。
每個發(fā)射天線的發(fā)射信號t;由多個用戶的中間碼與其發(fā)射功率決定的信 號幅度相乘后疊加形成，即
15;H&, 附1,…，M (3)
其中/L表示第A個用戶、第m個發(fā)射天線上的功率。
步驟104,將每根發(fā)射天線形成的發(fā)射中間碼從各個發(fā)射天線發(fā)送出去。 至此，本發(fā)明中發(fā)送端的中間碼發(fā)送方法流程結束。所有發(fā)射天線將對
應的發(fā)射中間碼發(fā)送出去后，經(jīng)信道傳輸?shù)浇邮斩?，接收端進行信號接收以
及信道估計。
在進行信道估計的過程中，所有接收天線進行的操作流程相同首先對 第 一用戶的信道進行估計，再利用信道估計的結果對其余用戶的發(fā)射信號幅 度進行估計，最后用其余用戶發(fā)射信號幅度估計的結果與第 一個用戶的信道 估計結果計算得到所有用戶的等效信道估計。這里以其中一根接收天線為例 說明具體處理，包括
步驟105，接收所有發(fā)射天線發(fā)送的所述發(fā)射中間碼，根據(jù)該接收的發(fā) 射中間碼對第一用戶的信道進行估計，得到第一用戶的等效信道向量ii'和其 他用戶的聯(lián)合信道向量x。
第一用戶而言，每根發(fā)射天線間仍然保證16個碼片的循環(huán)移位間隔，并且 與其他用戶的不同發(fā)射天線的中間碼間也保持16個碼片以上的循環(huán)移位間 隔，因此可以采用傳統(tǒng)的信道估計方法得到第 一用戶的等效信道。 以應用最廣的ZF信道估計為例
將接收天線上的接收信號經(jīng)過FFT變換到頻域形成頻域發(fā)射中間碼，再將 接收端保存的基本中間碼經(jīng)過FFT變換到頻域形成頻域基本中間碼，將頻域發(fā) 射中間碼與頻域基本中間碼對應點相除，并將相除后得到的結果經(jīng)過IFFT變換 到時域得到y(tǒng),.,h1,2,…,128。
其中，x,BB16M分別對應第一用戶M個發(fā)射天線的等效信道，也就是信 道響應與第一用戶的發(fā)射信號幅度之積，即
16其中=(V^X (o) ， (1)，…(15)f
^/^&(/) = 乂， 16x(w —l) + KiS16xm ， / = z—16x(m-l)-l , ^(/)表示第m才艮
發(fā)射天線到本接收天線的第/條多徑的信道響應，/的取值范圍是
， &稱為
第一用戶的等效信道向量。
少,.，hl,2,…,128中的其余元素構成的向量x"j^^,:^^,…,3^f被用于進行
下一步用戶功率估計，稱為其他用戶的聯(lián)合信道向量。
步驟106,對第2到第K個用戶的信號幅度進行估計。
由于第一用戶的發(fā)射信號幅度V^,附-l，…，M已經(jīng)包含在步驟105中的估 計結果中，所以要得到第2到第《個用戶的等效信道，只需要估計這些用戶的
信號幅度v^與v^的比值即可。
設待估計的幅度向量為其中o^"^,^,…^:T表示第
m根發(fā)射天線上，第2到第〖個用戶與第一用戶的幅度之比，即"^=^/7^"。 可以推得
x = Ga + w' (4)
其中w'為步驟105的估計誤差，a是待估計的幅度向量，矩陣G可以使用 步驟105中估計得到的第m個發(fā)射天線到本接收天線的第/條多徑的信道響應 ^(/)構造得出
其中G = HJ A 1}, H^: 表示由Hm的第/至行和g至"列組成的矩陣,<formula>formula see original document page 18</formula>
由上述矩陣IF的組成可見，其結構與發(fā)送端在步驟106中第2到第K 個用戶在不同發(fā)射天線上的中間碼結構相對應，因此推得公式(4)。接下來， 就可以根據(jù)公式(4)確定待估計的幅度估計結果& 。
步驟107,根據(jù)幅度估計結果a和所述第一用戶的等效信道向量^計算 其他各個用戶的等效信道向量。
用第2到第K個用戶與第1個用戶的幅度之比與第1個用戶的等效信道61 相乘，可得到所有用戶的等效信道，即第yt個用戶的等效信道為
& —t,仏,…，t)'，其中心。
至此，對于一根接收天線上的用戶信道估計流程結束。按照上述步驟 105到107對所有接收天線上進行用戶信道估計，即完成了接收端利用中間 碼進行信道估計的流程。
下面對步驟106中根據(jù)公式(4)確定幅度估計結果的過程進行介紹。由公式 (4)可知，有三種方法可以估計得到未知的a。
①方法一
圖2為應用方法一進行信號幅度估計的流程圖。如圖2所示，具體包括
Al、構造矩陣G,具體構造方式如步驟106中所述；
A2、根據(jù)矩陣G構造幅度估計加權矩陣w = (G"G)—' G" (6);A3、幅度估計結果6i可由下式求得& = Wx
這樣，便得到了幅度估計結果6u ②方法二
圖3為應用方法一進行信號幅度估計的流程圖。如圖3所示，具體包括 Bl、構造每根發(fā)射天線的矩陣Gm,具體構造方式如步驟106中所述； B2、根據(jù)每根發(fā)射天線的矩陣GJ十算每根發(fā)射天線的幅度估計加權矩陣 Wm,具體地，Wm=(G^Gm)—'G-;
B3、在其他用戶的聯(lián)合信道向量x中提取每根發(fā)射天線的第一向量、，具
體地，x =(y16M+(BI—1)xAa+1j16M+(m—1)xA。+2,."_y16M+mXA。)r，則有x-(x〖,x;,…,xi;)r;
B4、第m根發(fā)射天線上，第2到第K個用戶與第1個用戶的幅度之比 的 估計、可由下式求得、=WmX (8)
B5 、將每根發(fā)射天線的估計結果、構成所述幅度估計結果
這樣，便得到了幅度估計結果6。 ③方法三
圖4為應用方法一進行信號幅度估計的流程圖。如圖4所示，具體包括 Cl、在其他用戶的聯(lián)合信道向量x中提取每根發(fā)射天線的第一向量、，具
C2、在每根發(fā)射天線的第一向量、之后補d-A。個零，并對補零后的序列 進行d點的FFT變換，得到頻域第一向量x^，其中，d = 2「'°g2M, 「.]表示向上取 整；
C3 、對第 一用戶的等效信道向量中每根發(fā)射天線對應的向量6ml之后補 d一A。個零，并對補零后的序列進行d點的FFT變換，得到頻域第二向量iv，
其中，L = (V^X (0),(1),…(15)f ;
體地，X
則有x+。x，…,C4、將、,與、對應點相除，得到頻域第三向量、,； C5、構造每根天線的頻域幅度估計加權矩陣\^,=(《^)—、/ (9)，其中Fp 為對d點FFT矩陣F抽取其中的第l,A + l，…，(AT-2)xA + l列構成，d點FFT矩陣F
C7 、將每根發(fā)射天線的估計結果 < 構成所述幅度估計結果
這樣，便得到了幅度估計結果6。
在方法三中，根據(jù)計算W^的公式(3)可知，當A確定時，W^可預先計算好，
存儲在接收端；在實際接收到發(fā)射中間碼進行信道估計時，只需要通過步驟 Cl C4計算頻域第三向量i^,再與預先保存的WV相乘即可，其中沒有矩陣求
逆運算，復雜度較低。
在上述三種方法中，當真實信道長度丄滿足關系(《-2).A +丄2A。時，以上三 種方法完全等價，估計性能相同，且計算復雜度遞減；當(《-2).A + Z〉A。時，
前兩種方法的估計性能相當，第三種方法的估計性能最差。
以厶=4為例，此時當中間碼長度^=128時，可以同時估計4個用戶，每個 用戶支持4個發(fā)射天線的等效信道響應；或可以同時估計8個用戶，每個用戶 支持2個發(fā)射天線的等效信道響應。
由上述本發(fā)明的整個流程可見，通過改變中間碼的發(fā)射方案，在接收機對 信道和信號幅度分別進行估計，有效的降低了待估計參數(shù)。當假設最長多徑數(shù) 丄=16，中間碼長度^=128時，可以同時估計4個用戶，每個用戶支持4個發(fā) 射天線的等效信道響應；若不采用這樣的方案，直接采用單天線系統(tǒng)中間碼結 構的擴展，當每個用戶支持4個發(fā)射天線時，只能同時估計2個用戶的等效信 道響應。
C6、第m個發(fā)射天線上的估計結果為<=Wrfi以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應 包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種多天線系統(tǒng)中中間碼的發(fā)送方法，包括將基本中間碼循環(huán)移位得到任一用戶所有M根發(fā)射天線的中間碼；將基本中間碼循環(huán)移位16M個碼片后的序列作為基本序列，將所述基本序列循環(huán)移位得到除所述任一用戶外其他用戶所有M根發(fā)射天線的中間碼；對每根發(fā)射天線，將所有用戶在該發(fā)射天線的中間碼與對應設置的發(fā)射幅度相乘后進行疊加，并加入循環(huán)前綴后形成該發(fā)射天線上的發(fā)射中間碼；將每根發(fā)射天線形成的發(fā)射中間碼發(fā)射出去；其特征在于，所述任一用戶的M根發(fā)射天線的中間碼之間依次循環(huán)移位16個碼片；所述其他用戶中的所有用戶在任一發(fā)射天線的中間碼之間依次循環(huán)移位Δ個碼片；所述其他用戶中的任一用戶，在所有發(fā)射天線的中間碼之間依次循環(huán)移位Δa＝(128-16M)/M個碼片。
2、 一種多天線系統(tǒng)中接收權利要求1所述的發(fā)射中間碼進行信道估計的方 法，其特征在于，對于每根接收天線執(zhí)行下述步驟接收所有發(fā)射天線發(fā)送的所述發(fā)射中間碼，根據(jù)該接收的發(fā)射中間碼對所 述任一用戶的信道進行估計，得到所述任一用戶的等效信道向量ii'和所述其他 用戶的聯(lián)合信道向量x;根據(jù)所述任一用戶的等效信道向量&和所述其他用戶的聯(lián)合信道向量x，估發(fā)射信號幅度之比，得到幅度估計結果；根據(jù)幅度估計結果和所述任一用戶的等效信道向量^計算所述其他用戶各 自的等效信道向量。
3、 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)接收的發(fā)射中間碼 對所述任一用戶的信道進行估計包括對接收天線上的發(fā)射中間碼進行傅立葉變換形成頻域發(fā)射中間碼，并對接 收端保存的基本中間碼進行傅立葉變換形成頻域基本中間碼，將所述頻域發(fā)射 中間碼與所述頻域基本中間碼的對應點相除，再將相除后的結果進行傅立葉反 變換得到乂,/ = 1,2,..，128， X，BK16M中的前16M個元素構成的向量為所述4壬一用戶的等效信道向量i1 —",g，…,^f ，其中，1—V^X(0),^t(l),…H(15)f ， ^表示第A個用戶在第m個發(fā)射天線上的發(fā)射功率，& (/)表示第m根發(fā)射天線到本接收天線的第/條多徑的信道響應；其余元素構成的向量為所述其他用戶的聯(lián)合信道向量p(3W+p;W+2，…,^;r。
4、根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)任一用戶的等效信道向量61和其他用戶的聯(lián)合信道向量x,估計所 述其他用戶中每個用戶的每根發(fā)射天線與所述任一用戶相應發(fā)射天線的發(fā)射信 號幅度之比得到幅度估計結果&為根據(jù)矩陣G、所述其他用戶的聯(lián)合信道向 量x與幅度估計結果的函數(shù)關系x = Ga + w'確定&;所述w'為估計誤差；所述矩陣G的構造包括根據(jù)所述任一用戶的等效信道向量構造每根發(fā)射天線到當前接收天線的第 一矩陣<formula>formula see original document page 3</formula>，其中[(A:-2).A+16]x(n)m=l,2，...,M;在每個第 一矩陣中截取該矩陣的前A。行構造每根發(fā)射天線的第二矩陣Gm=H;^，^—d'其中，m=l，2,...,M， K為總的用戶數(shù)；A 、 根據(jù)所有第二矩陣GJ勾造矩陣G^ G2 . 。
5、 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)x二Ga + w'確定幅 度估計結果6t包括根據(jù)所述任一用戶的等效信道向量構造矩陣G; 根據(jù)矩陣G計算幅度估計加權矩陣W;將幅度估計加權矩陣W與所述其他用戶的聯(lián)合信道向量x相乘，將乘積作 為所述幅度估計結果6u
6、 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)矩陣G計算幅度 估計加^又矩陣W為W = (G"G)—1 G"。
7、 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)矩陣G、其他用戶 的聯(lián)合信道向量x與幅度估計結果的函數(shù)關系x = Ga + w'確定幅度估計結果6包括根據(jù)所述任一用戶的等效信道向量分別構造每根發(fā)射天線的第二矩陣Gw ; 根據(jù)每根發(fā)射天線的第二矩陣計算每根發(fā)射天線的幅度估計加權矩陣W ; 在所述其他用戶的聯(lián)合信道向量中提取每根發(fā)射天線的第一向量、； 將每根發(fā)射天線的幅度估計加權矩陣wm與對應發(fā)射天線的第一向量、的 乘積分別作為每根發(fā)射天線上的估計結果、；將每根發(fā)射天線上的估計結果構成所述幅度估計結果o^(《,《，…,《)。
8、根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)每根發(fā)射天線的第二矩陣計算每根發(fā)射天線的幅度估計加權矩陣WM包括Wm=(G:Gj—'G:，其中，m=l，2,...,M。
9、根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述在其他用戶的聯(lián)合信道 向量中提取每根發(fā)射天線對應的向量xm為
10、根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)矩陣G、其他用 戶的聯(lián)合信道向量x與幅度估計結果的函數(shù)關系x:Ga + w'確定幅度估計結果ii 包括在所述其他用戶的聯(lián)合信道向量中提取每根發(fā)射天線對應的向量對每根發(fā)射天線對應的向量補零后進行傅立葉變換得到每根發(fā)射天線的頻 域第一向量、,；對所述任一 用戶的等效信道向量中每根發(fā)射天線對應的向量6ml補零后進 行傅立葉變換得到每根發(fā)射天線的頻域第二向量iv;將每根發(fā)射天線的頻域第一向量x^與對應發(fā)射天線的頻域第二向量iv相 除分別得到對應發(fā)射天線的頻域第三向量im/;構造每根天線的頻域幅度估計加權矩陣wm/;將每根發(fā)射天線的頻域幅度估計加權矩陣wm/與對應發(fā)射天線的頻域第三 向量、,的乘積分別作為對應發(fā)射天線的估計結果^ ,將每根發(fā)射天線的估計結 果、構成所述幅度估計結果a—《,d，…，《)"。
11、 根據(jù)權利要求IO所述的方法，其特征在于，所述補零后進行傅立葉變 換為補入U-A。)個零后進行d點的FFT變換，其中，d = 2「bg2"， 「.l表示向 上取整。
12、 根據(jù)權利要求IO所述的方法，其特征在于，所述構造每根天線的頻域 幅度估計加權矩陣WV為w^—F/Fp廣F-,其中Fp為對d點FFT矩陣F抽取其中的第1，A + l，…,(《-2)xA + l歹'J構成，c/點FFT矩陣F中的元素為F= d ,"" = 1,...,"。
13、 根據(jù)權利要求IO所述的方法，其特征在于，所述構造每根天線的頻域 幅度估計加權矩陣Wm/的操作預先完成，并保存在接收端。
14、 根據(jù)權利要求2到13中任一所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)幅度 估計結果和所述任一用戶的等效信道向量^-(M，g，…,i^f計算其他各個用戶的等效信道向量為P—it，仏,…,tJ，其中^=^、，， k=2,3,...,K， m=l,2,...,M， K為總的用戶凄丈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多天線系統(tǒng)的中間碼的發(fā)送方法，將多個用戶中的任一用戶在多根發(fā)射天線間保證循環(huán)移位16個碼片進行中間碼的設置，從而保證對該用戶的不同信道間保證相互獨立；對基本中間碼循環(huán)移位16M個碼片后的基本序列進行循環(huán)移位得到其他用戶在多根發(fā)射天線的中間碼；將得到的所有中間碼疊加形成發(fā)射中間碼后通過多根發(fā)射天線進行發(fā)送。本發(fā)明還公開了一種利用中間碼進行信道估計的方法，接收發(fā)射中間碼，并對所述任一用戶的信道進行估計，再估計其他用戶的信號幅度，根據(jù)任一用戶的信道估計結果和其他用戶的信號幅度計算其他用戶的等效信道。應用本發(fā)明的方法，能夠在不增加中間碼長度的基礎上，實現(xiàn)多天線系統(tǒng)的信道估計。
文檔編號H04J13/02GK101442337SQ20071017772
公開日2009年5月27日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權日2007年11月20日
發(fā)明者周思源, 楊晨陽 申請人:鼎橋通信技術有限公司