專利名稱：提高td－cdma系統信道估計準確度的方法
技術領域：
本發明涉及移動通信系統的信道估計，尤其是TD-CDMA系統的信道估計方法。
目前，基于直接序列擴頻的CDMA(碼分多址)通信系統已經得到較為廣泛的應用，在這些系統，多個用戶同時占用相同的無線頻率，通過不同的用戶特征序列，即不同的擴頻碼來區分。對于第三代移動通信系統，其中有一類CDMA系統，例如TD-SCDMA(時分同步碼分多址)蜂窩通信系統，其時隙結構分成數據部分和導頻部分，即各用戶的時隙基本同時到達基站，在基站端一般通過對導頻碼做信道估計，然后根據信道估計的結果對數據部分進行解調，如RAKE接收，多用戶檢測等等處理。
由于接收到的導頻部分為多個用戶的疊加信號，故每個用戶的導頻序列必須有所不同，在對信道進行估計時同樣會產生類似于擴頻系統的多址干擾，要對其中某個用戶進行信道估計必須考慮其它用戶對其的影響。上述CDMA系統一般采用類似于GSM(全球移動通信)導頻的導頻結構，其主要內容在一個小區內采用一個基本的導頻碼，小區內的各用戶的導頻碼由基本的導頻碼移位生成。這樣的導頻結構使得系統易于采用無偏的信道估計，文獻“CDMA移動通信系統上行接收機中的低運算量信道估計”
(”Low Cost Channel Estimation in the Uplink Receiver of CDMA MobileRadio Systems”Bernd Steiner and Paul Walter Baier. FREQUENZ 47(1993)11-12.)提出的信道估計方法能夠一次同時對所有用戶進行信道估計，其信道估計方法為采用最小二乘法的方法通過解方程的方法一次對所有用戶的信道進行估計。信道估計的性能的上限取決于用戶的數目和導頻基本碼的選取，及系統中的噪聲比。基本的導頻碼可以采用各種偽隨機序列，如m序列和Gold序列，或各種正交碼。由于系統的各個導頻碼之間存在多址干擾，使得系統信道估計接收復雜或性能不佳，采用上述方法還存在其它一些缺點，如1、不能同時完全抑制多址干擾或使其影響最小。2、導頻的長度和實際信道可能延時的長度限制了小區內同時隙內可以并行傳送的用戶數。例如對于TD-SCDMA系統，若取單用戶信道沖擊響應寬度為8個碼片，由于導頻碼可以實際使用的長度為128個碼片，故單時隙單載波同時可以傳送的用戶數只可以為16個，限制了系統用戶數的擴展。
針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種提高TD-CDMA系統信道估計準確度的方法，使用該方法能夠提高TD-CDMA系統信道估計的準確度，能同時抑制系統中信道估計中的多址干擾或減小其影響，并使得單時隙單載波同時存在的用戶數目增大。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是一種提高TD-CDMA系統信道估計準確度的方法，該方法包括以下步驟(1)系統導頻碼采用零相關窗的擴頻碼；(2)根據系統小區內的移動信道特征、系統中的用戶數和系統的碼片速率確定導頻碼的長度；(3)根據系統中具體的用戶數目，使不同的用戶分配不同的零相關窗的擴頻碼的碼字；(4)根據用戶的信道特征，調整各個用戶的發送導頻的時間錯位一定的碼片，使得對信道沖擊響應比較長的用戶進行正確的信道估計，并且對系統中其它用戶的信道估計不產生干擾。
上述零相關窗的擴頻碼可以為LS碼。
由于本發明在TD-CDMA系統中采用零相關窗碼作為導頻碼，導頻碼的長度由系統小區內的移動信道特征、系統中的用戶數和系統的碼片速率共同確定，以及系統中不同的用戶分配不同的零相關窗的擴頻碼的碼字，減少了系統內在的信道估計的干擾，并可以調整各個用戶的發送導頻錯位一定的碼片，提高系統信道估計的準確性，同時抑制系統的多址干擾、減小其它噪聲的影響，進而提高系統的性能，通過配置系統的導頻碼，還可以在系統中容納較多的用戶。若使用智能天線，可以根據用戶的位置，信號的到達角配置使到達角相鄰的用戶的配置互相關具有較寬零相關窗的碼序列。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的描述。
圖1是采用LS碼作為導頻碼的時隙結構示意圖。
傳統的擴頻通信一般采用的擴頻碼有各種偽隨機序列，如m序列，
Gold序列等，或各種正交碼，如WALSH(沃什)碼。對于擴頻碼的要求一般是要求其自相關性好，要求其自相關旁瓣少而小。對多用戶系統要求擴頻碼之間互相關小，傳統的擴頻碼僅僅是在一定程度上滿足這個要求，如WALSH碼在碼字對齊時完全正交，但是在沒有對齊時其正交性嚴重破壞，在移動信道延時超過一個碼片時相關性能變差。這些碼在應用到移動多徑信道中在多用戶系統會產生多址干擾。因此對于多用戶的信道估計，如果各用戶的導頻碼自相關性能好和各用戶導頻碼的互相關性能好，將能較大提高信道估計的精度。
具有零相關窗的擴頻碼具有良好的自相關性能，且其互相關性能也比較好，在兩個擴頻碼之間對齊時互相關為0，兩個擴頻碼錯開幾個碼片時其互相關值還能保持為0，可以錯開的碼片的的個數為零相關窗的長度。對于零相關窗的碼，如Linkair公司所提LAS 2000(大面積同步2000)系統中所提到LS碼，就是一種具有零相關窗的碼，其生成的方式為把擴頻碼分成兩組，一組稱為C碼，一組稱為S碼，C碼和S碼成對使用。其中C，S碼的生成方式為，首先必須有最基本的兩個C碼，兩個S碼，如取C10＝1，C11＝1，S10＝1，S11＝-1。然后由下面公式就可以生成其它長度的LS碼LSM+i=CM+iSM+i=(CMiCMi+SMiSMi+)]]>LSM+i+=CM+i+SM+i+=(CMiCMi+‾SMiSMi+‾)]]>LSM+i+=CM+i+SM+i+=(CMi+CMiSMi+SMi)]]>LSM+i+=CM+i+SM+i+=(CMi+CMi‾SMi+SMi‾)]]>。
M＝1，2，3...，i＝0，1，2...2M-1。
以上公式表示由兩對長為L的C和S碼生成4對長為2L的C和S碼其中一表示取反，+表示序號的增加。
按照這種方法生成的碼字，具有良好的自相關性，若C，S碼完全分開的話，則其自相關不存在旁瓣，對于互相關性，則對于C，S總長為128的碼字，則存在零相關窗為(-1，1)的碼字為64個，零相窗為(-3，3)的碼字為32個，為(-7，7)的碼字為16個。其中這種碼還有一個特點，零相關窗為(-3，3)的32個碼字中包含兩組零相關窗為(-7，7)的碼字。即對于一定零相關窗的碼組，都可以進一步分為多組具有更寬的零相關窗的碼組。
本發明的具體的實現過程如下(1)系統導頻碼采用零相關窗的擴頻碼；(2)根據系統小區內的移動信道特征、系統中的用戶數和系統的碼片速率確定導頻碼的長度；(3)根據系統中具體的用戶數目分配不同的零相關窗的擴頻碼的碼字；(4)根據用戶的信道特征，調整各個用戶的發送導頻錯位一定的碼片，使得對信道沖擊響應比較長的用戶進行正確的信道估計，并且對系統中其它用戶的信道估計不產生干擾。
上述零相關窗的擴頻碼為LS碼。
上面所述根據系統小區內的移動信道特征、系統中的用戶數和系統的碼片速率確定導頻碼的長度是按照下述方法確定的根據零相關窗的擴頻碼的特性，得到零相關窗長度，該零相關窗長度大于信道沖擊響應長度，并且零相關窗碼的個數大于系統最大用戶數目所需要系統的零相關窗長度。
上面所述根據系統中具體的用戶數目分配不同的零相關窗的擴頻碼的碼字，是當系統內的用戶數少于16個，使用零相關窗為(-7，7)的LS碼，當系統內的用戶數多于16個，使用零相關窗為(-3，3)的LS碼。
上面所述根據用戶的信道特征，調整各個用戶的發送導頻的時間使之錯位一定的碼片是當系統中用戶的信道延時長度大于8，使該用戶的導頻碼發送時間相對于其它用戶的導頻碼做相應的偏移。
如果在系統使用智能天線等技術時，可以使方向角或波束賦形差不多的用戶盡量分配相互之間具有零相關窗較寬的碼字作為導頻。
下面以TD-SCDMA系統為例，對本發明作進一步的闡述。
本例TD-SCDMA系統的物理層結構采用突發結構(BURST)或時隙結構(SLOT)，其中上下行通過時分使用同樣的頻段，通過采用不同的擴頻碼，在同一個突發結構或時隙結構內可以同時傳送多個用戶的數據，其中在上行接收和下行發射時采用智能天線技術，對信號進行空域的處理。
1、首先保持系統的原有時隙結構不變，對中間長144的midamble(中間導頻碼)碼進行修改，并采用長128的LS碼作為導頻碼。導頻的構造參考圖1，其中時隙數據段與導頻段可以設置一些GAP，即保護的碼片，這些碼片不發送信號。若保持時隙的其它部分不變，GAP的總長度為16。
2、當系統內的用戶數少于16個，可以使用零相關窗為(-7，7)的LS碼，單組符合這樣條件的碼的個數為16個，(-7，7)的零相關窗碼，最大可能提供延時為15個碼片長度的信道沖擊響應的估計。一般情況下，根據TD-CDMA系統的設置，大部分情況信道的延時都小于8，不需要對導頻的位置作特殊的調整。
3、若系統中某用戶的信道延時長度大于8，可以使該用戶的導頻碼發送時間相對于其它用戶的導頻碼做相應的偏移，保證信道估計是在零相關窗中進行。
4、當系統內的用戶數多于16個時，可以使用零相關窗為(-3，3)的LS碼，此時滿足條件的LS的個數為32個，由于此時可能提供延時寬度為7的信道估計。對于延時明顯大于4的用戶同樣可以采用類似于3的步驟。
5、如果TD-CDMA系統使用智能天線，這樣可以使信號到達角方向相差不多的用戶的導頻配置互相關具有較寬零相關窗的LS碼序列。使得信道估計的延時有所拓寬。
在使用采用LS碼做導頻碼的本發明后，在16個用戶以下，系統的性能會得到改善。在擴展到32個用戶的情況下，比系統原來方法也有所改善。
權利要求
1.一種提高TD-CDMA系統信道估計準確度的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)系統導頻碼采用具有零相關窗的擴頻碼；(2)根據系統小區內的移動信道特征、系統中的用戶數和系統的碼片速率確定導頻碼的長度；(3)根據系統中具體的用戶數目分配不同的零相關窗的擴頻碼的碼字；(4)根據用戶的信道特征，調整各個用戶的發送導頻的時間使之錯位一定的碼片，使得對信道沖擊響應比較長的用戶進行正確的信道估計，并且對系統中其它用戶的信道估計不產生干擾。
2.根據權利要求1所述的提高TD-CDMA系統信道估計準確度的方法，其特征在于，所述具有零相關窗的擴頻碼為LS碼。
3.根據權利要求1所述的提高TD-CDMA系統信道估計準確度的方法，其特征在于，所述根據系統小區內的移動信道特征、系統中的用戶數和系統的碼片速率確定導頻碼的長度是按照下述方法確定的根據零相關窗的擴頻碼的特性，得到零相關窗長度，該零相關窗長度大于信道沖擊響應長度，并且零相關窗碼的個數大于系統最大用戶數目所需要系統的零相關窗長度。
4.根據權利要求1所述的提高TD-CDMA系統信道估計準確度的方法，其特征在于，所述根據系統中具體的用戶數目分配不同的零相關窗的擴頻碼的碼字是當系統內的用戶數少于16個，使用零相關窗為(-7，7)的LS碼，當系統內的用戶數多于16個，使用零相關窗為(-3，3)的LS碼。
5.根據權利要求1所述的提高TD-CDMA系統信道估計準確度的方法，其特征在于，所述根據用戶的信道特征，調整各個用戶的發送導頻的時間使之錯位一定的碼片是當系統中用戶的信道延時長度大于8，使該用戶的導頻碼發送時間相對于其它用戶的導頻碼做相應的偏移。
全文摘要
本發明公開了一種提高TD－CDMA系統信道估計準確度的方法,該方法采用零相關窗碼作導頻碼,根據系統中用戶的數目多少使用不同零相關長度的碼組,可以對用戶時隙中的導頻進行少量的移位操作,若使用智能天線,還可以根據用戶的位置,信號的到達角配置,使到達角相鄰用戶的配置互相關具有較寬零相關窗的碼序列,減少系統內在的信道估計的干擾,提高系統信道估計的準確度,并可以使系統中容納較多的用戶。
文檔編號H04B1/707GK1350379SQ00131920
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月20日 優先權日2000年10月20日
發明者蔡朝輝 申請人:華為技術有限公司