專(zhuān)利名稱(chēng)：信道評(píng)估的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到在通信系統(tǒng)中，特別是在移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中信道評(píng)估的方法和裝置。
在通信系統(tǒng)中將消息(例如語(yǔ)音，圖象信息或其他數(shù)據(jù))經(jīng)過(guò)傳輸信道進(jìn)行傳輸，在無(wú)線-通信系統(tǒng)中這是借助于電磁波經(jīng)過(guò)無(wú)線接口進(jìn)行的。此時(shí)電磁波的發(fā)射是用載波頻率進(jìn)行的，載波頻率是位于各個(gè)系統(tǒng)預(yù)先規(guī)定的頻帶上。位于GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))上的載波頻率范圍為900MHz。對(duì)于未來(lái)的無(wú)線通信系統(tǒng)，例如UMTS(萬(wàn)能移動(dòng)通信系統(tǒng))或者其他第三代系統(tǒng)將頻率安排在大約為2000MHz的頻帶上。
被發(fā)射的電磁波由于通過(guò)反射、折射和由于地球曲率使發(fā)射等損失受到衰減。因此降低了提供給接收的無(wú)線站使用的接收功率。這種衰減與位置有關(guān)和當(dāng)無(wú)線站移動(dòng)時(shí)也與時(shí)間有關(guān)。當(dāng)多路徑傳播時(shí)多個(gè)信號(hào)組成是不同延遲地來(lái)到接收的無(wú)線站。上述影響說(shuō)明了連接單獨(dú)的傳輸信道。
在DE 195 49 158中已知一種無(wú)線通信系統(tǒng)是利用碼分多址-用戶(hù)分離(CDMA碼分多址)，在其中無(wú)線接口附加有時(shí)分多址-用戶(hù)分離(TDMA時(shí)分多址)。一般來(lái)說(shuō)在碼分多址方法中分配給單個(gè)用戶(hù)的單個(gè)信號(hào)考慮了用編碼序列(例如與一定能量的噪聲信號(hào)重疊的形式)，以便可以將單個(gè)用戶(hù)準(zhǔn)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)相互分開(kāi)。在時(shí)分多址方法中(TDMA)相反將在時(shí)間上先后傳輸?shù)慕M合成幀的時(shí)隙分配給不同用戶(hù)，在其中當(dāng)幀過(guò)去之后時(shí)隙順序重復(fù)。此外還建議，在接收方使用JD-方法(聯(lián)合檢測(cè))，以便當(dāng)知道單個(gè)用戶(hù)的CDMA-編碼情況下對(duì)被傳輸數(shù)據(jù)的檢測(cè)進(jìn)行改進(jìn)。在JD-方法中共同測(cè)得CDMA-單個(gè)信號(hào)和輸入給匹配濾波器，匹配濾波器是與單個(gè)用戶(hù)的各個(gè)單獨(dú)信號(hào)以及CDMA-編碼相協(xié)調(diào)的，在其中最后將匹配濾波器具有可能性解碼最大值的輸出信號(hào)進(jìn)行處理，以便可以確定最大或然率的輸出信號(hào)矢量。通過(guò)JD-方法因此可以降低通過(guò)其它單個(gè)信號(hào)的單個(gè)信號(hào)的干擾。
此外在上述文獻(xiàn)中公開(kāi)了，經(jīng)過(guò)無(wú)線接口至少可以將兩個(gè)數(shù)據(jù)信道分配給一個(gè)連接，其中每個(gè)數(shù)據(jù)信道通過(guò)單獨(dú)的擴(kuò)展編碼是可以區(qū)別的。
特別是當(dāng)移動(dòng)接收機(jī)，例如移動(dòng)電話移動(dòng)時(shí)在接收方出現(xiàn)用戶(hù)信號(hào)不同傳播路徑的重疊，此時(shí)同一個(gè)用戶(hù)經(jīng)過(guò)不同傳播路徑傳輸?shù)膯蝹€(gè)信號(hào)-不考慮運(yùn)行時(shí)間的區(qū)別-原則上受到不同的衰減和畸變影響，這樣在有些情況下所希望的用戶(hù)信號(hào)由于從很多被接收相應(yīng)用戶(hù)的單個(gè)信號(hào)的干擾在接收方不可能準(zhǔn)確地再現(xiàn)。
從GSM-移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中已知，將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)作為無(wú)線數(shù)據(jù)塊(脈沖)在時(shí)隙內(nèi)傳輸。此時(shí)在無(wú)線數(shù)據(jù)塊內(nèi)將具有已知符號(hào)的中間部分一同傳輸。將這些中間部分在訓(xùn)練序列的意義上利用作為與接收方無(wú)線站的協(xié)調(diào)。接收的無(wú)線站借助于中間部分對(duì)不同傳輸信道的信道脈沖響應(yīng)進(jìn)行評(píng)估，以便因此可以改進(jìn)無(wú)線站的接收能力。此時(shí)中間部分的長(zhǎng)度是與通信條件無(wú)關(guān)固定定義的。
如在TD/CDMA-傳輸方法中如果將多個(gè)連接在一個(gè)時(shí)隙上進(jìn)行傳輸，必須同時(shí)對(duì)不同傳輸信道進(jìn)行信道評(píng)估，此時(shí)連接的數(shù)目和因此準(zhǔn)備評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)的數(shù)目可以是波動(dòng)的。因?yàn)殡S著連接數(shù)目的改變或者隨著準(zhǔn)備評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)長(zhǎng)度的改變?cè)u(píng)估方法的范圍也隨著改變，對(duì)于所有可以想象的變化必須進(jìn)行很多種評(píng)估方法。
因此本發(fā)明的基本任務(wù)是，給出信道評(píng)估的評(píng)估方法和裝置，這些方法和裝置對(duì)信道評(píng)估提出各種要求使得有可能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)信道評(píng)估，其中特別是可以用很少的費(fèi)用進(jìn)行信道評(píng)估。
此任務(wù)是是通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的方法和具有權(quán)利要求11特征的裝置解決的。本發(fā)明有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)可以從從屬權(quán)利要求中獲悉。
按照本發(fā)明在通信系統(tǒng)的信道評(píng)估方法中由具有數(shù)據(jù)符號(hào)的數(shù)據(jù)部分和具有已知符號(hào)的中間部分組成的信號(hào)是經(jīng)過(guò)傳輸信道傳輸?shù)?。在接收方將涉及到傳輸信道的信道脈沖響應(yīng)的信道系數(shù)進(jìn)行評(píng)估，在其中為了評(píng)估信道系數(shù)將與中間部分有關(guān)被接收的信號(hào)與從中間部分的已知符號(hào)中推導(dǎo)出來(lái)的評(píng)估系數(shù)循環(huán)地進(jìn)行摺積。
循環(huán)摺積可以費(fèi)用便宜地在頻域中通過(guò)快速傅立葉變換(FFT)與快速傅立葉逆變換(IFFT)進(jìn)行，其中循環(huán)摺積原則上可以用任意的長(zhǎng)度，也就是說(shuō)用任意數(shù)目的支點(diǎn)S進(jìn)行。S≥2L個(gè)支點(diǎn)已經(jīng)夠了，其中L是中間部分的可處理部分的長(zhǎng)度L。特別是沒(méi)有必要，將支點(diǎn)數(shù)目S選擇為二冪。
用S≥2L個(gè)支點(diǎn)的傅立葉變換可以經(jīng)濟(jì)地在數(shù)字信號(hào)處理機(jī)，如數(shù)字信號(hào)處理器或者ASIC上實(shí)現(xiàn)。通過(guò)選擇S≥2L當(dāng)中間部分長(zhǎng)度L具有LM已知符號(hào)時(shí)對(duì)信道評(píng)估提出的所有要求不改變算法可以進(jìn)行循環(huán)摺積，也就是說(shuō)將一個(gè)和同一個(gè)算法可以使用在不同的用戶(hù)數(shù)和準(zhǔn)備評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)的不同長(zhǎng)度上。
如果共同進(jìn)行多個(gè)連接的信道系數(shù)評(píng)估時(shí)，還可以進(jìn)一步節(jié)約。因此傅立葉變換是針對(duì)同時(shí)在一個(gè)頻道上傳輸?shù)闹虚g部分的整個(gè)信道評(píng)估的花費(fèi)。
為了不必要進(jìn)行匹配，將沒(méi)有被連接使用的傳輸信道的信道系數(shù)也進(jìn)行評(píng)估。因此傅立葉變換不受經(jīng)過(guò)無(wú)線接口連接數(shù)目變化的影響。
按照本發(fā)明有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)將被評(píng)估的信道系數(shù)進(jìn)行分度。因?yàn)榭梢詫⒍鄠€(gè)數(shù)據(jù)信道分配給一個(gè)連接，數(shù)據(jù)信道數(shù)據(jù)信號(hào)的能量比例和屬于所有連接的信道系數(shù)應(yīng)該相等，分度建立必要的平衡。分度改進(jìn)跟隨在信道評(píng)估后面的數(shù)據(jù)評(píng)估(檢測(cè))。
將被評(píng)估的信道系數(shù)分配給具有多個(gè)數(shù)據(jù)信道和連接單獨(dú)的中間部分是有利的借助于一個(gè)表格進(jìn)行的。將配置數(shù)據(jù)登錄在這個(gè)表格中。
按照本發(fā)明的方法可以使用在各種傳輸信道(有線的或者無(wú)線的)上。特別有利的是將信道評(píng)估加以改進(jìn)，如果通信系統(tǒng)是移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和快速變化的傳輸信道說(shuō)明無(wú)線接口的無(wú)線信道時(shí)。
如果準(zhǔn)備處理的中間部分長(zhǎng)度L與中間部分的總長(zhǎng)度LM相反是動(dòng)態(tài)地與在時(shí)隙上的連接數(shù)和準(zhǔn)備評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)相匹配時(shí)，則平均提高了無(wú)線接口的譜效益。如果將支點(diǎn)數(shù)S調(diào)整到最大可能的L時(shí)，仍然可以進(jìn)行按照本發(fā)明的信道評(píng)估。
此外在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在時(shí)隙中使用的中間部分是從共同的中間部分基本編碼中推導(dǎo)出來(lái)的。因此在發(fā)送方和接收方可以特別容易產(chǎn)生中間部分和信道評(píng)估可以對(duì)其中間部分是由共同的中間部分基本編碼中推導(dǎo)出來(lái)的所有連接共同進(jìn)行。
將多個(gè)數(shù)據(jù)信道分配給一個(gè)連接是有利的，在其中使用小于數(shù)據(jù)信道數(shù)的一個(gè)中間部分?jǐn)?shù)。因此降低了信道評(píng)估費(fèi)用。附加地提高了每個(gè)時(shí)隙的可能的數(shù)據(jù)信道數(shù)，因?yàn)槎鄠€(gè)數(shù)據(jù)信道使用同樣的中間部分和限制信道評(píng)估容量的影響不會(huì)作用到數(shù)據(jù)信道上。
借助于下列附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施例。
附圖表示附

圖1移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)框圖，附圖2無(wú)線接口幀結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，附圖3無(wú)線數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，附圖4無(wú)線站發(fā)送機(jī)的框圖，附圖5無(wú)線站接收機(jī)的框圖，附圖6數(shù)字信號(hào)處理裝置的框圖，附圖7信道評(píng)估的過(guò)程圖。
在附圖1上表示的無(wú)線通信系統(tǒng)在其結(jié)構(gòu)上對(duì)應(yīng)于已知的GSM-移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是由很多相互連成網(wǎng)絡(luò)以及與一個(gè)固定網(wǎng)絡(luò)PSTN建立入口的移動(dòng)交換站MSC組成的。此外這些移動(dòng)交換站MSC各自至少與一個(gè)基站監(jiān)控器BSC相連。每個(gè)基站監(jiān)控器BSC又有可能與至少一個(gè)基站BS連接。這樣的基站是無(wú)線站，無(wú)線站可以經(jīng)過(guò)無(wú)線接口建立與移動(dòng)站MS的無(wú)線連接。
在附圖1上示范性地表示了在三個(gè)移動(dòng)站MS和一個(gè)基站BS之間傳輸有用信息ni和信令信息si的三個(gè)無(wú)線連接，其中將兩個(gè)數(shù)據(jù)信道DK1、DK2分配給一個(gè)移動(dòng)站MS和各自將一個(gè)數(shù)據(jù)信道DK3以及DK4分配給其它的移動(dòng)站MS。運(yùn)行和維護(hù)中心OMC實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)及其部件的檢查和維護(hù)功能。這種結(jié)構(gòu)的功能性被按照本發(fā)明的無(wú)線通信系統(tǒng)利用，然而也可以用于其它可以使用本發(fā)明的無(wú)線通信系統(tǒng)上。
將基站BS與天線裝置相連，天線裝置例如是由三個(gè)單獨(dú)天線組成的。每個(gè)單獨(dú)發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)由基站BS供應(yīng)的無(wú)線單元的一個(gè)區(qū)域發(fā)射。然而也可以使用比較多數(shù)目的單獨(dú)發(fā)射器，這樣也可以使用按照SDMA-方法(空分多址)的空間用戶(hù)分離。
基站BS提供給移動(dòng)站MS關(guān)于停留區(qū)(LA局域區(qū))和關(guān)于無(wú)線單元(無(wú)線單元標(biāo)志)的管理信息。將管理信息經(jīng)過(guò)天線裝置的所有單獨(dú)發(fā)射器同時(shí)發(fā)射。
與有用信息ni和信令信息si的連接在基站BS和移動(dòng)站MS之間遭遇到多路徑傳播，多路徑傳播是由于例如建筑物的反射附加在直接傳播路徑上引起的。通過(guò)從天線裝置AE一定的單獨(dú)發(fā)射器的定向發(fā)射與總的直接發(fā)射比較產(chǎn)生比較大的天線效益。連接質(zhì)量通過(guò)定向發(fā)射也得到改善。
如果從移動(dòng)站MS的移動(dòng)出發(fā)，然后多路徑傳播與其它的干擾共同導(dǎo)致在接收的移動(dòng)站MS上用戶(hù)信號(hào)的各種傳播路徑的信號(hào)成分與時(shí)間有關(guān)地重疊在一起。此外不同基站BS的用戶(hù)信號(hào)在接收地點(diǎn)在一個(gè)頻道上重疊成接收信號(hào)rx。接收的移動(dòng)站MS的任務(wù)是，檢測(cè)在用戶(hù)信號(hào)中傳輸?shù)挠杏眯畔i、信令信息si的數(shù)據(jù)符號(hào)d和檢測(cè)管理信息的數(shù)據(jù)。
附圖2表示了無(wú)線接口的幀結(jié)構(gòu)。按照TDMA-組成在多個(gè)時(shí)隙ts上例如安排了8個(gè)時(shí)隙ts1至ts8，是寬帶頻域分布，例如帶寬為B＝1.6MHz。在頻域B內(nèi)的每個(gè)時(shí)隙ts上構(gòu)成一個(gè)頻道。在安排用于有用數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l道上將多個(gè)連接的信息用無(wú)線數(shù)據(jù)塊進(jìn)行傳輸。按照FDMA(頻分多址)-組成將多個(gè)頻域B分配給無(wú)線通信系統(tǒng)。
按照附圖3用于有用數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線數(shù)據(jù)塊是由具有數(shù)據(jù)符號(hào)d的數(shù)據(jù)部分dt組成的，將在接收方已知的中間部分m置入其分段上。數(shù)據(jù)d是連接單獨(dú)的用一個(gè)精細(xì)結(jié)構(gòu)、一個(gè)擴(kuò)展編碼(CDMA-編碼)擴(kuò)展的，這樣在接收方例如將K數(shù)據(jù)信道DK1、DK2、DK3，...DKK通過(guò)這個(gè)CDMA-組成是可以分離的。在發(fā)送方將每個(gè)符號(hào)一定的能量E分配給每個(gè)數(shù)據(jù)信道DK1、DK2、DK3，...DKK。
數(shù)據(jù)d的單獨(dú)符號(hào)用Q塊進(jìn)行擴(kuò)展，在符號(hào)周期Ts內(nèi)將周期Tc的Q子塊進(jìn)行傳輸。此時(shí)Q塊構(gòu)成單獨(dú)的CDMA-編碼。中間部分m是由同樣周期Tc的L塊構(gòu)成的。此外在時(shí)隙ts內(nèi)安排了周期為T(mén)g的保護(hù)時(shí)間用于平衡連續(xù)不斷時(shí)隙ts的連接的不同的信號(hào)運(yùn)行時(shí)間。
在寬帶頻域B內(nèi)將連續(xù)不斷的時(shí)隙ts按照幀結(jié)構(gòu)分組。這樣將八個(gè)時(shí)隙ts組合成一個(gè)組，其中將幀的一定的時(shí)隙構(gòu)成為用于有用數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)頻道和又被一組連接所利用。例如不是將用于移動(dòng)站MS頻率和時(shí)間同步化的其它頻道引導(dǎo)到每個(gè)幀上，而是在預(yù)先規(guī)定的時(shí)間點(diǎn)上引導(dǎo)到一個(gè)復(fù)幀上。這些頻道之間的距離決定了無(wú)線通信系統(tǒng)可提供使用的容量。
例如無(wú)線接口的參數(shù)如下所述無(wú)線數(shù)據(jù)塊的周期 577μs
每個(gè)中間部分m的塊數(shù) 243保護(hù)時(shí)間Tg 32μs每個(gè)數(shù)據(jù)部分N的數(shù)據(jù)符號(hào) 33符號(hào)周期s6.46μs每個(gè)符號(hào)Q的塊14塊周期Tc 6/13μs在上行方向(MS→BS)和下行方向(BS→MS)也可以將參數(shù)調(diào)整得不同。
如果將中間部分長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)地與在時(shí)隙中的連接數(shù)M和與準(zhǔn)備評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)的長(zhǎng)度W相匹配，則平均提高了無(wú)線接口的譜效益。其中應(yīng)該考慮，每個(gè)時(shí)隙ts只可以共同評(píng)估有限數(shù)目的信道脈沖響應(yīng)。這個(gè)限制是這樣產(chǎn)生的，中間部分L包括可以處理的塊，信道脈沖響應(yīng)有用于準(zhǔn)確的信道評(píng)估的系數(shù)W和M代表每個(gè)時(shí)隙的連接數(shù)。此時(shí)可以共同評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)數(shù)h受不等式L≥M*W+W-1的限制。
由于一個(gè)連接V1、V2、V3的多個(gè)數(shù)據(jù)信道DK1、DK2利用共同的中間部分m，有可能在一個(gè)時(shí)隙ts上傳輸比較多數(shù)目的數(shù)據(jù)信道DK1和DK2。這導(dǎo)致了在每個(gè)時(shí)隙ts上數(shù)據(jù)率的提高或者導(dǎo)致了在這個(gè)時(shí)隙ts上可以評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)的延長(zhǎng)。
按照附圖4以及附圖5上的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)涉及到的無(wú)線站不僅可以是基站BS而且可以是移動(dòng)站MS。在接收機(jī)上將按照本發(fā)明的裝置使用作為信道評(píng)估。然而在附圖4和附圖5上只表示了每個(gè)連接V1的信號(hào)處理。
在附圖4上詳細(xì)表示了裝置的發(fā)送路徑。發(fā)送路徑是用消息技術(shù)系統(tǒng)的模塊化和仿真描述的一般方式表示的，在其中表示了各種功能之間的依賴(lài)關(guān)系和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
在子模塊S2中將輸入數(shù)據(jù)ds1(k)，k＝1...k，這些數(shù)據(jù)是有選擇地從未編碼的數(shù)據(jù)dQ1(k)，k＝1...k，或者從子模塊S1源編碼的數(shù)據(jù)dQ2(k)，k＝1...k，出發(fā)的，用后面的交織進(jìn)行信道編碼。從第一個(gè)數(shù)據(jù)源Q1來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)有用數(shù)據(jù)信道TCH進(jìn)行傳輸，從第二個(gè)數(shù)據(jù)源Q2來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信令信道SACCH以及FSCCH進(jìn)行傳輸。
在子模塊S3中進(jìn)行4-PSK調(diào)制和用被調(diào)制的用戶(hù)專(zhuān)用的CDMA-編碼c(k)，k＝1...k，進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)展。隨后在子模塊S4中將所有被擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行求和在子模塊S5中隨后將中間部分m集成到脈沖結(jié)構(gòu)中。在子模塊S6中將發(fā)送信號(hào)s進(jìn)行譜成形；在模塊S7至S9中將時(shí)間離散的4-倍過(guò)掃描發(fā)送信號(hào)轉(zhuǎn)換成時(shí)間連續(xù)和數(shù)值連續(xù)的發(fā)送頻帶帶通區(qū)域的基帶s。
按照發(fā)送機(jī)的功能說(shuō)明發(fā)送機(jī)接收一個(gè)數(shù)據(jù)源(麥克風(fēng)或者網(wǎng)絡(luò)方面的連接)的在這之前數(shù)字化的數(shù)據(jù)符號(hào)d，其中將具有每個(gè)N＝33數(shù)據(jù)符號(hào)d的兩個(gè)數(shù)據(jù)部分分開(kāi)進(jìn)行處理。首先在一個(gè)摺積編碼器中將比率為1/2和結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度5進(jìn)行信道編碼，隨后在交織器中進(jìn)行頻率范圍轉(zhuǎn)換深度為4或者16的頻率范圍轉(zhuǎn)換。
將頻率轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)隨后在調(diào)制器4-PSK中進(jìn)行調(diào)制，轉(zhuǎn)換成4-PSK符號(hào)和隨后在擴(kuò)展裝置中對(duì)應(yīng)于單獨(dú)的CDMA-編碼進(jìn)行擴(kuò)展。這個(gè)處理是在信號(hào)處理機(jī)DSP中對(duì)于連接V1的所有數(shù)據(jù)信道DK1、DK2平行進(jìn)行的。在一個(gè)基站BS的情況下將其余的連接V2、V3同樣平行地進(jìn)行處理。按照附圖6由擴(kuò)展裝置SE控制的數(shù)字信號(hào)處理裝置DSP可以由數(shù)字信號(hào)處理器DSP1、DSP2、DSP3實(shí)現(xiàn)。
在一個(gè)加法環(huán)節(jié)中將數(shù)據(jù)信道DK1、DK2被擴(kuò)展的數(shù)據(jù)重疊在一起，此時(shí)在重疊時(shí)將數(shù)據(jù)信道DK1和DK2進(jìn)行同樣的加權(quán)。第m個(gè)用戶(hù)的時(shí)間離散的發(fā)送信號(hào)可以按照以下公式表示sq+(n-1)Q(m)=Σk=1K(m)dn(k,m)cq(k,m),]]>q＝1..Q，n＝1..N其中K(m)是第m個(gè)用戶(hù)數(shù)據(jù)信道的號(hào)碼和N是每個(gè)數(shù)據(jù)部分dt的數(shù)據(jù)符號(hào)d的數(shù)目。將重疊的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入給無(wú)線數(shù)據(jù)塊形成器(脈沖形成器)，無(wú)線數(shù)據(jù)塊形成器考慮連接單獨(dú)的中間部分m情況下組合成無(wú)線數(shù)據(jù)塊。
因?yàn)槭褂镁C合CDMA-編碼，這個(gè)綜合編碼是由二進(jìn)制CDMA-編碼通過(guò)與jq-1相乘推導(dǎo)出來(lái)的，塊脈沖濾波器的輸出信號(hào)隨后與無(wú)線數(shù)據(jù)塊形成器GMSK進(jìn)行調(diào)制和有一個(gè)大約恒定的包絡(luò)線如果連接只利用一個(gè)數(shù)據(jù)信道時(shí)。塊脈沖濾波器進(jìn)行與GMSK-主脈沖的摺積。
在數(shù)字信號(hào)處理之后在發(fā)送方進(jìn)行數(shù)字/模擬-轉(zhuǎn)換，傳輸給發(fā)送頻帶和信號(hào)放大。隨后將發(fā)送信號(hào)tx經(jīng)過(guò)天線裝置發(fā)射和必要時(shí)經(jīng)過(guò)各種傳輸信道到達(dá)接收的無(wú)線站，例如一個(gè)移動(dòng)站MS。
如果其中每個(gè)連接利用由L綜合塊組成的一個(gè)單獨(dú)的中間部分m。將必要的M個(gè)不同的中間部分從長(zhǎng)度為M*M的基本中間部分編碼中推導(dǎo)出來(lái)，其中M表示最大用戶(hù)數(shù)(連接)和W表示所期望的信道脈沖響應(yīng)最大的信道系數(shù)數(shù)目h。通過(guò)將基本中間部分編碼向右回轉(zhuǎn)W*M塊和周期地?cái)U(kuò)展到L≥(M+1)*W-1塊將連接單獨(dú)的中間部分m推導(dǎo)出來(lái)。因?yàn)榫C合的基本中間部分編碼是由二進(jìn)制中間部分通過(guò)用jq-1調(diào)制推導(dǎo)出來(lái)的，中間部分m的發(fā)送信號(hào)也同樣是GMSK調(diào)制的。
在附圖5上詳細(xì)表示了裝置的接收路徑。在子模塊E1中將接收信號(hào)rx由發(fā)送頻帶轉(zhuǎn)換成低通范圍和分離成一個(gè)實(shí)數(shù)和一個(gè)虛數(shù)組成。在子模塊E2中進(jìn)行模擬低通濾波和在子模塊E3中隨后將接收信號(hào)用13/3MHz和字寬為12比特進(jìn)行2-倍過(guò)掃描。
在子模塊E4中用帶寬為13/6MHz的用于信道分開(kāi)盡可能高的邊緣斜率的濾波器進(jìn)行數(shù)字低通濾波。隨后在子模塊E4中將2-倍過(guò)掃描的信號(hào)進(jìn)行2∶1的十進(jìn)制化。
這樣得到的接收信號(hào)e原則上是由兩個(gè)部分組成，即由用于信道評(píng)估的部分em和由用于數(shù)據(jù)評(píng)估的部分e1和e2組成。在子模塊E5中借助于在各個(gè)時(shí)隙上被傳輸數(shù)據(jù)信道已知中間部分的基本編碼m進(jìn)行所有信道脈沖響應(yīng)的評(píng)估。
在子模塊E6中在考慮CDMA-編碼c(k)情況下確定每個(gè)數(shù)據(jù)信道的被匹配濾波器的參數(shù)b(k)。在子模塊E7中在用于數(shù)據(jù)評(píng)估使用的接收數(shù)據(jù)塊e1/2上降低由中間部分m(k)引起的干擾。這是由于知道h(k)和m(k)可能的。
在子模塊E8中進(jìn)行交織相關(guān)矩陣的運(yùn)算A*TA。因?yàn)锳*TA具有Toeplitz結(jié)構(gòu)，在這里只需要計(jì)算矩陣的一小部分，然后可以擴(kuò)展到整個(gè)大小。在子模塊E9中將A*TA進(jìn)行Cholesky-分解成為H*TH，其中H是上三角矩陣。由于A*TA的Toeplitz結(jié)構(gòu)H近似地也有一個(gè)Toeplitz結(jié)構(gòu)和不需要完全計(jì)算。矢量s代表對(duì)角線單元H的倒數(shù)，這可以有利的使用在公式系統(tǒng)解法器上。
在子模塊E10中將接收符號(hào)序列e1/2用b(k)進(jìn)行匹配濾波(匹配濾波器)。子模塊E11實(shí)現(xiàn)H*T*z1/2＝e1/2的公式系統(tǒng)解法器1，和子模塊E12實(shí)現(xiàn)H*d1/2＝z1/2的公式系統(tǒng)解法器2。在子模塊E13中將被評(píng)估的數(shù)據(jù)d1/2進(jìn)行解調(diào)，頻率范圍轉(zhuǎn)換和最后借助于Viterbi-解編碼器摺積解編碼。將被解編碼的數(shù)據(jù)塊eE13(k)有選擇地輸入給第一個(gè)數(shù)據(jù)匯D1或者經(jīng)過(guò)源解碼器E14輸入給第二個(gè)數(shù)據(jù)匯D2。在數(shù)據(jù)塊上進(jìn)行源解碼是必要的，將數(shù)據(jù)塊經(jīng)過(guò)信令信道SACCH或者FACCH進(jìn)行傳輸。
在接收方(見(jiàn)附圖5)在模擬處理之后進(jìn)行，也就是說(shuō)放大、轉(zhuǎn)換到HF-部分的基帶上，在數(shù)字低通濾波器上將接收信號(hào)rx數(shù)字低通濾波。將數(shù)字化接收信號(hào)e的一部分，這是由長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝M*W的矢量em代表和不包括數(shù)據(jù)部分dt的干擾，傳輸給信道評(píng)估器。在附圖7上詳細(xì)敘述所有M信道脈沖響應(yīng)的總的信道評(píng)估。
在聯(lián)合檢測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)估器上的數(shù)據(jù)評(píng)估是對(duì)所有連接共同進(jìn)行的。CDMA-編碼是由c(k)具有d(k)的接收數(shù)據(jù)和具有h(k)的相應(yīng)的信道脈沖響應(yīng)代表的，其中k＝1至k。
用于數(shù)據(jù)評(píng)估的接收信號(hào)部分是通過(guò)矢量說(shuō)明的e＝A·d+n其中A是具有a-優(yōu)先的已知的CDMA-編碼c(k)和具有被評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)h(k)的矩陣。按照以下公式矢量d是每個(gè)數(shù)據(jù)信道的數(shù)據(jù)d(k)的組合d=[d1(1),d1(2),..d1(K)..dN(1)..dN(K)]]]>系統(tǒng)矩陣A對(duì)于這個(gè)符號(hào)安排有一個(gè)帶結(jié)構(gòu)，將這個(gè)帶結(jié)構(gòu)使用于為了降低計(jì)算的復(fù)雜性。矢量n包括噪聲部分。將數(shù)據(jù)評(píng)估通過(guò)一個(gè)零強(qiáng)制塊線性均衡器(ZF-BLE)按照以下公式進(jìn)行d＝(A*TA)-1A*Te.
組成有連續(xù)的數(shù)值和不是手工處理的數(shù)據(jù)符號(hào)d的評(píng)估數(shù)值。為了簡(jiǎn)化d的計(jì)算，可以將此公式改寫(xiě)為線性的公式系統(tǒng)，(A*TA)d＝A*Te其中按照Cholesky-分解A*TA＝H*TH將確定數(shù)據(jù)符號(hào)d降低到解以下兩個(gè)線性公式系統(tǒng)。
H*Tz＝A*Te H·d＝z公式系統(tǒng)的解可以迭代地進(jìn)行。H是一個(gè)上三角矩陣和H*T是一個(gè)下三角矩陣。
在附圖6上表示了數(shù)字信號(hào)處理裝置DSP，在接收方接收已經(jīng)數(shù)字化的接收信號(hào)rx和輸出被評(píng)估的數(shù)據(jù)符號(hào)d。數(shù)字信號(hào)處理裝置DSP包括多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器DSP1、DSP2、DSP3、一個(gè)存儲(chǔ)器SP和一個(gè)控制裝置SE。
將表格T1和在后面解釋的信道評(píng)估的評(píng)估系數(shù)g存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器SP中。將數(shù)字信號(hào)處理器中之一DSP2用相應(yīng)的程序模塊實(shí)現(xiàn)為信道評(píng)估器KS。
將信道評(píng)估器KS用于評(píng)估傳輸信道用所有K用戶(hù)長(zhǎng)度W的信道系數(shù)h從中只與中間部分有關(guān)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)≥LM-W+1的接收序列em，在其中當(dāng)LM＝243和W＝27時(shí)長(zhǎng)度等于217。L是與中間部分m有關(guān)的接收信號(hào)em準(zhǔn)備處理部分的長(zhǎng)度。如果L＝LM-W+1時(shí)，則中間部分的能量得到最佳利用。在例子中被充分利用的長(zhǎng)度等于M＝8*27，即216。信道評(píng)估是借助于逆變?yōu)V波器利用被移動(dòng)站MS使用的從循環(huán)的中間部分基本編碼mW出發(fā)的中間部分m(M)的知識(shí)進(jìn)行的。被使用的循環(huán)的中間部分基本編碼的長(zhǎng)度L是與準(zhǔn)備評(píng)估的信道系數(shù)h的數(shù)目W有關(guān)的。
如果移動(dòng)站MS在連接V1內(nèi)使用多個(gè)數(shù)據(jù)信道DK1、DK2、...，則將額定功率被評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)按照功率分配給數(shù)據(jù)信道DK1、DK2，...，同樣的部分，也就是說(shuō)被分配的信道脈沖響應(yīng)各自有額定功率1。這是通過(guò)與信道脈沖響應(yīng)總功率有關(guān)的分度系數(shù)的分度進(jìn)行的。
如下面借助于附圖7敘述的，如果對(duì)于信道評(píng)估必要的循環(huán)摺積通過(guò)離散的傅立葉變換/傅立葉逆變換(FFT/IFFT)用S＞W(wǎng)*K個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行時(shí)，選擇S≥2L足夠了。特別是S不是二的冪，以保證FFT足夠的長(zhǎng)度。
按照附圖7為了準(zhǔn)備信道評(píng)估將循環(huán)的基本中間部分編碼mW進(jìn)行離散傅立葉變換DFT成為第一個(gè)中間結(jié)果g和隨后將第一個(gè)中間結(jié)果g構(gòu)成為逆變換g-1。將逆變換g-1進(jìn)行離散的傅立葉逆變換IDFT和形成第二個(gè)中間結(jié)果g’。然后將第二個(gè)中間結(jié)果g’經(jīng)過(guò)兩次重疊在一起和將矢量用數(shù)值“零”填充產(chǎn)生第三個(gè)中間結(jié)果g”。然后對(duì)應(yīng)于N的矢量長(zhǎng)度，其中為N≥2L.
隨后形成的評(píng)估系數(shù)第四個(gè)中間結(jié)果g是由第三個(gè)中間結(jié)果g”通過(guò)快速傅立葉變換FFT形成的。將第四個(gè)中間結(jié)果g存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器SP中。
如果現(xiàn)在處理與中間部分m(m)有關(guān)的接收信號(hào)部分em，則按照以下公式進(jìn)行h＝IFFT(FFT(em)*g)。
矢量h包括所有K連接V1、V2、V3、...VK的信道系數(shù)h，例如W＝27。h=(h0V1,h1V1,..h26V1,h0V2,..h26V2,..h26VK),]]>其中一個(gè)系數(shù)的分辨率為16比特。隨后從這個(gè)矢量中求出具有信道系數(shù)h的信道脈沖響應(yīng)用于數(shù)據(jù)檢測(cè)。
數(shù)據(jù)評(píng)估是適合于單獨(dú)的數(shù)據(jù)部分dt的。此外在數(shù)據(jù)評(píng)估時(shí)必須考慮在與接收信號(hào)中間部分m(m)有關(guān)的部分em和數(shù)據(jù)部分dt之間的干擾。將數(shù)據(jù)信道DK1和DK2的數(shù)據(jù)符號(hào)d分開(kāi)之后在解調(diào)器中進(jìn)行解調(diào)，在解交織器中進(jìn)行解頻率范圍轉(zhuǎn)換和在摺積解碼器上進(jìn)行信道解碼。
在發(fā)送方和接收方的數(shù)字信號(hào)處理是由控制裝置SE進(jìn)行控制的?？刂蒲b置SE特別考慮了每個(gè)連接的數(shù)據(jù)信道DK1、DK2的數(shù)目，數(shù)據(jù)信道DK1、DK2的CDMA-編碼，現(xiàn)實(shí)的無(wú)線數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)和對(duì)信道評(píng)估的要求。
特別是通過(guò)控制裝置SE描述和讀出一個(gè)表格T1，在其中存儲(chǔ)了無(wú)線接口的現(xiàn)實(shí)連接V1、V2、V3和分配給連接V1、V2、V3的中間部分m(m)以及數(shù)據(jù)信道DK1、DK2、DK3及其CDMA-編碼。
在實(shí)施例中推薦的移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與FDMA、TDMA和CDMA的組合適合于第三代系統(tǒng)的要求。特別適合于在已經(jīng)存在的GSM-移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)上實(shí)施，對(duì)于已經(jīng)存在的GSM-移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)只需要很少的改動(dòng)費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.在一個(gè)通信系統(tǒng)中信道評(píng)估的方法其中將具有數(shù)據(jù)符號(hào)(d)的數(shù)據(jù)部分(dt)和具有已知符號(hào)的中間部分(m)組成的信號(hào)(e，em)經(jīng)過(guò)傳輸信道進(jìn)行傳輸，其中在接收方對(duì)涉及到傳輸信道的信道脈沖響應(yīng)的信道系數(shù)(h)進(jìn)行評(píng)估，和其中為了評(píng)估信道系數(shù)(h)-與中間部分(m)有關(guān)被接收的信號(hào)(em)與從中間部分(m(m))的已知符號(hào)中推導(dǎo)出來(lái)的評(píng)估系數(shù)(g)進(jìn)行循環(huán)摺積，和-循環(huán)摺積用任意數(shù)目的支點(diǎn)S進(jìn)行，直到S≥2L，其中L是中間部分(m)可處理部分的長(zhǎng)度。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其中循環(huán)摺積是通過(guò)具有S個(gè)支點(diǎn)的傅立葉變換實(shí)現(xiàn)的。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其中循環(huán)摺積是通過(guò)具有S個(gè)支點(diǎn)的快速傅立葉變換(FFT)和快速傅立葉逆變換(IFFT)的組合實(shí)現(xiàn)的。
4.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中多個(gè)連接(V1，V2，V3)的信道系數(shù)(h)的評(píng)估是共同進(jìn)行的。
5.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中對(duì)于沒(méi)有被連接(V1，V2，V3)利用的傳輸信道的信道系數(shù)(h)也進(jìn)行評(píng)估。
6.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中將被評(píng)估的信道系數(shù)(h)進(jìn)行分度。
7.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中將被評(píng)估的信道系數(shù)(h)分配給具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信道(DK1，DK2，DK3)的連接(V1，V2，V3)和借助于表格(T1)分配給連接單獨(dú)的中間部分(m(m))。
8.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中將信道評(píng)估使用的中間部分(m(m))與連接(V1，V2，V3)相應(yīng)的數(shù)目K相匹配。
9.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中這樣選擇中間部分(m)的已知符號(hào)的數(shù)目LM，使L≥W*K，其中W是準(zhǔn)備評(píng)估的信道脈沖響應(yīng)的長(zhǎng)度并且K是連接(V1，V2，V3)的數(shù)目。
10.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其中通信系統(tǒng)是移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)并且傳輸信道(DK1，DK2，DK3)表示無(wú)線接口的無(wú)線信道。
11.在通信系統(tǒng)中信道評(píng)估的裝置，其中經(jīng)過(guò)通信系統(tǒng)的傳輸信道(DK1，DK2，DK3)將由具有數(shù)據(jù)符號(hào)(d)的數(shù)據(jù)部分(dt)和由具有已知符號(hào)的中間部分(m)組成的信號(hào)(e，em)經(jīng)過(guò)傳輸信道進(jìn)行傳輸，具有信道評(píng)估器(KS)用于評(píng)估涉及傳輸信道的信道脈沖響應(yīng)的信道系數(shù)(h)，其中這樣構(gòu)成信道評(píng)估器(KS)，其為了評(píng)估信道系數(shù)(h)將與中間部分(m)有關(guān)的被接收的信號(hào)(em)與從中間部分(m(m))的已知的符號(hào)推導(dǎo)出來(lái)的評(píng)估系數(shù)(g)通過(guò)任意數(shù)目的支點(diǎn)S進(jìn)行循環(huán)摺積，然而其中S≥2L和L是中間部分(m)的可處理部分的長(zhǎng)度。
12.按照權(quán)利要求11的裝置，其中這樣構(gòu)成信道評(píng)估器(KS)，其按照權(quán)利要求1-10之一的方法進(jìn)行信道系數(shù)(h)評(píng)估。
全文摘要
按照本發(fā)明在通信系統(tǒng)中信道評(píng)估的方法將由具有數(shù)據(jù)符號(hào)的數(shù)據(jù)部分和由具有一定數(shù)目的已知符號(hào)的中間部分組成的信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸信道進(jìn)行傳輸。在接收方將涉及傳輸信道的信道脈沖響應(yīng)的信道系數(shù)進(jìn)行評(píng)估,其中為了評(píng)估信道系數(shù)將與中間部分有關(guān)的被接收的信號(hào)與從中間部分的已知符號(hào)中推導(dǎo)出來(lái)的評(píng)估系數(shù)通過(guò)傅立葉變換進(jìn)行摺積。用任意數(shù)目的支點(diǎn)S進(jìn)行傅立葉變換,支點(diǎn)S≥2L,其中L是中間部分可處理部分的長(zhǎng)度。特別有利的是可以將本發(fā)明使用在第三代移動(dòng)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)上。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1308807SQ99808402
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期1999年5月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月8日
發(fā)明者C·奧舍爾, M·弗蘭岑 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司