CN101179293A - 无线通信系统中的信道估计方法、装置和接收机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种无线通信系统中的信道估计方法，包括：将基带信号经过多径搜索和多径分离后，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰解扩得到第一调制符号，再对第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列；对所述第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号；根据第一调制符号和第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子。本发明实施例还公开了一种无线通信系统的信道估计装置和接收机。应用本发明实施例，能够提高信道估计的准确性。

Description

无线通信系统中的信道估计方法、装置和接收机

技术领域

本发明涉及信道估计技术，特别涉及一种无线通信系统中的信道估计方法、装置和接收机。

背景技术

在通信系统中，发送端的发送数据经编码调制后形成调制符号发送到信道上，经过信道传输到接收端。接收端对接收的调制符号进行解调和译码后，恢复出发送数据。

具体地，在无线通信系统中，物理层的解调算法流程包括：接收端首先对基带数据进行多径搜索，基于搜索结果进行多径分离和解扰解扩，根据信道估计得到的衰落因子进行去衰落纠偏，再进行各个物理信道的解调，以及后续的译码。其中信道估计是对无线信道的衰落因子进行估计，从而利用该衰落因子在解调流程中对各个物理信道信号的去衰落纠偏。

现有技术中，采用专用物理控制信道(DPCCH)信道承载的导频符号进行信道估计。具体地，收发两端均保存有导频序列，发送端对已知的导频序列进行编码调制后形成调制符号，经过信道传输到接收端；接收端接收通过DPCCH信道传输的第一调制符号，将自身保存的导频序列按照与发送端相同的方式进行编码调制得到第二调制符号，根据第一调制符号和第二调制符号的关系估计信道特性，得到无线信道的衰落因子。

在根据DPCCH信道的导频信号估计得到无线信道的衰落因子后，根据该衰落因子对各个物理信道的信号进行解调和译码。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在上述信道估计方法在承载低速率业务时，效果良好。但是在利用增强的专用物理数据信道(E-DPDCH)承载高速率业务的系统中，DPCCH的发射功率较低，因此，基于DPCCH承载的导频符号估计得到的衰落因子准确性下降，进行的信道估计准确度下降。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种无线通信系统中的信道估计方法、装置和接收机，能够提高信道估计的准确度。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下的技术方案：

一种无线通信系统中的信道估计方法，包括：

将基带信号经过多径搜索和多径分离后，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰解扩得到第一调制符号，再对所述第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列；

对所述第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号；

根据所述第一调制符号和所述第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子。

一种无线通信系统中的信道估计装置，包括：预处理单元、参考信道解扰解扩单元、参考信道解调译码单元、编码调制单元和信道估计单元，

所述预处理单元，用于对基带信号进行多径搜索和多径分离；

所述参考信道解扰解扩单元，用于根据所述预处理单元得到的多径分离的结果，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰和解扩后得到第一调制符号；

所述参考信道解调译码单元，用于对所述参考信道解扰解扩单元得到的第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列；

所述编码调制单元，用于对所述参考信道解调译码单元得到的第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号；

所述信道估计单元，用于根据所述第一调制符号和第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子。

一种接收机，包括信道估计装置和其他信道解调译码模块，

所述信道估计装置，用于将基带信号经过多径搜索和多径分离，并将多径分离后的结果提供给所述其他信道解调译码模块，根据多径分离后的结果，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰解扩得到第一调制符号，再对所述第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列；对所述第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号；根据所述第一调制符号和所述第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子，提供给其他信道解调译码模块；

所述其他信道解调译码模块，用于根据所述信道估计装置提供的多径分离结果，对除所述发射功率高于DPCCH的信道外的其他物理信道进行解扰和解扩，并根据所述信道估计装置提供的信道衰落因子，对除所述发射功率高于DPCCH的信道外的其他物理信道的解扰和解扩结果进行解调和译码。

由上述技术方案可见，本发明实施例中，接收端接收基带信号，进行多径搜索和多径分离，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰和解扩得到第一调制符号，再对第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列；对第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号；根据第一调制符号和第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子。通过上述方式，利用E-DPDCH承载的数据进行信道估计，由于E-DPDCH的发送功率较大，因此提高了信道估计的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例中无线通信系统中的信道估计方法总体流程图。

图2为本发明实施例中无线通信系统中的信道估计装置的结构图。

图3为本发明实施例中无线通信系统中的接收机结构图。

图4为本发明实施例的信道估计流程示意图。

图5为典型的E-DPDCH信道编码调制方案示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

在背景技术中的信道估计方法中，利用DPCCH承载的导频符号进行信道估计，由于DPCCH为控制信道，而E-DPDCH承载高速率业务时，其发射功率比控制信道高，因此，如果能够基于高发射功率的信道进行信道估计，可以提高信道估计的准确度。

图1为本发明实施例中无线通信系统中的信道估计方法总体流程图。如图1所示，该方法可以包括：

101，对基带信号进行多径搜索和多径分离，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰和解扩得到第一调制符号，再对第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列。

102，对该第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号。

本步骤中，对101中得到的第一信息序列可以按照与发送端相同的方式进行信道编码和调制，从而得到第二调制符号，用于进行信道估计。

103，根据第二调制符号和第一调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子。

本步骤中，可以将第二调制符号作为训练序列，将第一调制符号作为该训练序列经信道传输后的序列，进行信道估计，得到信道衰落因子。

至此，本发明实施例中的信道估计方法流程结束。

进一步地，可以利用上述信道估计方法得到的信道衰落因子进行其他信道的去衰落纠偏，提高系统的接收性能。具体地，可以在103后进一步包括：

104，根据103得到的信道衰落因子，对除发射功率高于DPCCH的信道外的其他物理信道进行解调和译码。

本步骤中，将前述流程得到的信道衰落因子作为信道估计结果，对除发射功率高于DPCCH的信道外的其他信道进行去衰落纠偏，并进行解调和译码。

本发明实施例还提供了一种信道估计装置，可以用于实施上述方法流程。图2为该信道估计装置的结构图。如图2所示，该装置可以包括：预处理单元201、参考信道解扰解扩单元202、参考信道解调译码单元203、编码调制单元204和信道估计单元205。

在该信道估计装置中，预处理单元201，用于对接收的基带信号进行多径搜索和多径分离；参考信道解扰解扩单元202，用于根据预处理单元201得到的多径分离的结果，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰和解扩后得到第一调制符号；参考信道解调译码单元203，用于对参考信道解扰解扩单元202得到的第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列；编码调制单元204，用于对参考信道解调译码单元203得到的第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号；信道估计单元205，用于根据参考信道解调译码单元203得到的第一调制符号和编码调制单元204第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子。

上述信道估计装置可以用于接收机中进行信道估计，并提供信道估计结果为其他信道进行解调译码。基于此，本发明实施例还提供了一种接收机，图3即为该接收机的结构图。如图3所示，该接收机包括信道估计装置301和其他信道解调译码模块302。

具体地，在该接收机中，信道估计装置301的结构与功能与上述图2所示的信道估计装置相同，并将多径分离后的结果和最终得到的信道衰落因子提供给接收机中的其他信道解调译码模块。其他信道解调译码模块302，用于根据信道估计装置301提供的多径分离结果，对除发射功率高于DPCCH的信道外的其他物理信道进行解扰和解扩，并根据信道估计装置301提供的信道衰落因子，对除发射功率高于DPCCH的信道外的其他物理信道的解扰和解扩结果进行解调和译码。

由上述可见，本发明实施例中，利用发射功率高于DPCCH的信道承载的数据符号进行信道估计，由于发射功率高于DPCCH的信道在承载高速率业务数据时，发射功率比较高，因此基于该信道估计时，能够提高信道估计的准确度。

上述为对本发明实施例的总体概述，下面通过具体实施例说明本发明实施例的具体实施方式。

在介绍本发明的实施例时，以图4所示的流程为例进行说明，并且以利用E-DPDCH承载的数据进行信道估计为例。该流程可以在图2所示的信道估计装置及图3所示的接收机中实施。

401，对基带信号进行多径搜索和多径分离。

本步骤中，接收基带数据后，一路送给进行多径延时的捕获，即进行多径搜索，另一路用于多径分离，即基于多径搜索的结果对该基带数据进行分离，得到多径分离后的结果。具体多径搜索和多径分离的操作可以由图2所示的预处理单元201完成。

402，根据多径分离的结果，对E-DPDCH进行解扰和解扩，得到第一调制符号。

本步骤中的解扰和解扩操作可以由图2所示的参考信道解扰解扩单元202完成，具体该参考信道解扰解扩单元可以是E-DPDCH解扰解扩单元。

403，对第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列。

本步骤中，在对第一调制符号进行解调译码时可以按照现有方式进行。并且在该解调和译码过程中，需要根据当前无线信道的估计结果进行，此处，可以仍然利用DPCCH信道承载的导频符号进行信道估计，并根据该估计结果对E-DPDCH上的第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列。具体操作可以由图2所示的参考信道解调译码单元203完成，具体该参考信道解调译码单元可以是E-DPDCH解调译码单元。

404，对该第一信息序列进行编码调制的处理，得到第二调制符号。

本步骤中，可以按照与发送端相同的编码调制方案对第一信息序列进行编码调制，从而得到第二调制符号。编码调制操作可以由图2所示的编码调制单元204完成。

具体以图5所示的典型的E-DPDCH信道编码调制方案为例说明编码调制的过程：

1.对第一信息序列进行循环冗余校验(CRC)，并得到24比特的CRC值，加在第一信息序列的末尾；

2.对加入CRC值的第一信息序列进行码块分段；

3.对码块分段的结果进行信道编码，得到编码比特流；

4.根据冗余版本参数将比特数目匹配到E-DPDCH上的物理信道比特数目；

5.对信道编码后得到的编码比特流进行物理信道分段，将比特分配到不同的物理信道上。设：输入物理信道分段模块的比特表示为：s₁，s₂，s₃，...，s_R，R为总的比特数目。物理信道的数目为P。物理信道分段后的比特表示为u_p，k，p是物理信道号。U(p)是在一个E-DCH TTI中，第p个E-DPDCH的物理信道比特数。s_k和u_p，k的关系：物理信道分段后在第一个物理信道上的比特：

u_1，k＝s_k，k＝1，2，...，U(1)

物理信道分段后在第p个物理信道上的比特：

$u_{p,k}=s_{k+\underset{q=1}{\overset{p-1}{\mathrm{\Σ}}}U\left(q\right)},k=\mathrm{1,2},...,U\left(p\right)$

6.对各个物理信道上的比特进行交织处理；

7.对交织处理后的结果进行BPSK调制，将0和1分别映射为+1和-1，得到调制后的E-DPDCH符号。

405，根据第一调制符号和第二调制符号，进行信道估计，得到信道衰落因子。

本步骤中的信道估计操作可以由图2所示的信道估计单元205完成。具体地，在进行信道估计时，将404中编码调制得到的第二调制符号作为训练序列，将402中解扰解扩后得到的第一调制符号作为训练序列经过信道传输后的序列，进行信道估计，得到无线信道衰落因子。

信道衰落因子的计算过程可以为：设d_I、d_Q为E-DPDCH的第二调制符号的实部和虚部，r_I，r_Q是E-DPDCH解扰解扩后的第一调制符号的实部和虚部，α_I、α_Q分别是该符号对应的信道衰落因子的实部和虚部，则可以得到第一调制符号、第二调制符号和信道衰落因子的函数关系为：(r_I+jr_Q)＝(d_I+jd_Q)·(α_I+jα_Q)，将该函数关系左右同乘第二调制符号的共轭符号(d_I+jd_Q)^*，可以得到

${(d_I+j{d}_Q)}^{*}\·(r_I+j{r}_Q)={(d_I+j{d}_Q)}^{*}\·(d_I+j{d}_Q)\·({\mathrm{\α}}_I+j{\mathrm{\α}}_Q)$

$=(d_I^2+d_Q^2)\·({\mathrm{\α}}_I+j{\mathrm{\α}}_Q)$ (1)

对上述(1)式进行求解可得，

$({\mathrm{\α}}_I+j{\mathrm{\α}}_Q)=\frac{1}{(d_I^2+d_Q^2)}\·{(d_I+j{d}_Q)}^{*}\·(r_I+j{r}_Q)$

$=\frac{1}{(d_I^2+d_Q^2)}\·(d_I-j{d}_Q)\·(r_I+j{r}_Q)$

$=\frac{1}{(d_I^2+d_Q^2)}\·((d_I{r}_I+d_Q{r}_Q)+j(d_I{r}_Q-d_Q{r}_I))$ (2)

由公式(2)估计得到无线信道衰落因子：

${\mathrm{\α}}_I=\frac{1}{(d_I^2+d_Q^2)}\·(d_I{r}_I+d_Q{r}_Q)$

${\mathrm{\α}}_Q=\frac{1}{(d_I^2+d_Q^2)}\·(d_I{r}_Q-d_Q{r}_I)$

至此，便得到了无线信道衰落因子，完成了信道估计方法的流程。由于上述信道估计过程中公式(1)是根据E-DPDCH上的相关数据进行计算的，因此最终得到的信道估计结果相比于基于DPCCH的信道估计结果更加准确。在得到上述信道估计结果后，可以利用该结果对其他物理信道进行解调和译码。

406，根据得到的无线信道衰落因子，对除E-DPDCH信道外的其他物理信道进行解调和译码。

本步骤可以由图3所示的其他信道解调译码模块302完成，具体地，对401中得到的多径分离结果进行相应信道的解扰和解扩，并根据无线信道衰落因子，对相应信道进行解调和译码。具体解调和译码操作与现有的实现方式相同，这里就不再赘述。由于405中信道估计得到的无线信道特性准确性提高，因此其他物理信道的解调译码性能也会相应提高，从而改善信号的接收质量，提升用户体验。

至此，完成了对所有物理信道的解调和译码。

在上述流程中，404中对第一信息序列进行编码调制时，是以BPSK为调制方式进行的，事实上，也可以是其他的调制方式，例如16QAM等。当E-DPDCH采用不同的调制方式时，所得到的第一调制符号和第二调制符号的相位可能会有所差异。例如，当采用BPSK调制时，重新编码调制后的第二调制符号只有虚部、没有实部，也就是d_I＝0。但实部和虚部的不同取值，并不影响后续的信道估计过程，只要保证接收端对第一信息序列采用的编码调制方案与发送端的编码调制方案相同即可。

在上述本发明实施例中的方法、装置和接收机进行具体实施方式介绍时，是以利用E-DPDCH上承载的数据进行信道估计为例说明的。事实上，还可以利用其他高于DPCCH发射功率的业务信道，按照上述方式进行信道估计。其具体实现与上述过程相同，这里就不再赘述。另外，上述本发明实施例中的方法、装置和接收机可以应用于各类无线通信系统中，例如WCDMA系统、CDMA2000系统、TD-SCDMA系统等。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线通信系统中的信道估计方法，其特征在于，该方法包括：

将基带信号经过多径搜索和多径分离后，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰解扩得到第一调制符号，再对所述第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列；

对所述第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号；

根据所述第一调制符号和所述第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一调制符号和所述第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子包括：将所述第二调制符号作为训练序列，将所述第一调制符号作为所述训练序列经信道传输后的序列进行信道估计，得到信道衰落因子。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将述第二调制符号作为训练序列，将所述第一调制符号作为所述训练序列经信道传输后的序列进行信道估计，得到信道衰落因子包括：

根据第一调制符号和第二调制符号之间的函数关系

(r_I+jr_Q)＝(d_I+jd_Q)·(α_I+jα_Q)，计算所述信道衰落因子，其中，r_I和r_Q分别为所述第一调制符号的实部和虚部，d_I和d_Q分别为所述第二调制符号的实部和虚部，α_I和α_Q分别为所述信道衰落因子的实部和虚部。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述信道衰落因子为：

$({\mathrm{\α}}_I+j{\mathrm{\α}}_Q)=\frac{1}{(d_I^2+d_Q^2)}\·((d_I{r}_I+d_Q{r}_Q)+j(d_I{r}_Q-d_Q{r}_I)).$

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列包括：

预先根据DPCCH承载的导频符号进行信道估计，并利用所述信道估计的结果对所述第一调制符号进行解调和译码，得到所述第一信息序列。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述得到信道衰落因子后，该方法进一步包括：根据所述得到的信道衰落因子，对除所述发射功率高于DPCCH的信道之外的其他信道进行解调和译码。

7.根据权利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于，所述发射功率高于DPCCH的信道为E-DPDCH。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述对第一信息序列进行信道编码和调制时按照与发送端相同的方式进行，具体包括：

对所述第一信息序列加24比特的循环冗余校验值，再对加入循环冗余校验值后的结果进行码块分段和信道编码，并根据冗余版本参数将信道编码后的比特数目匹配到E-DPDCH上的物理信道比特数目；对信道编码后的比特进行物理信道分段，分配到不同的E-DPDCH物理信道上；

将所述分配到各个E-DPDCH物理信道上的比特进行交织处理和BPSK调制，得到第二调制符号。

9.一种无线通信系统中的信道估计装置，其特征在于，该装置包括：预处理单元、参考信道解扰解扩单元、参考信道解调译码单元、编码调制单元和信道估计单元，

所述预处理单元，用于对基带信号进行多径搜索和多径分离；

所述参考信道解扰解扩单元，用于根据所述预处理单元得到的多径分离的结果，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰和解扩后得到第一调制符号；

所述参考信道解调译码单元，用于对所述参考信道解扰解扩单元得到的第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列；

所述编码调制单元，用于对所述参考信道解调译码单元得到的第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号；

所述信道估计单元，用于根据所述第一调制符号和第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子。

10.一种接收机，包括信道估计装置和其他信道解调译码模块，其特征在于，

所述信道估计装置，用于将基带信号经过多径搜索和多径分离，并将多径分离后的结果提供给所述其他信道解调译码模块，根据多径分离后的结果，对发射功率高于DPCCH的信道进行解扰解扩得到第一调制符号，再对所述第一调制符号进行解调和译码，得到第一信息序列；对所述第一信息序列进行信道编码和调制，得到第二调制符号；根据所述第一调制符号和所述第二调制符号进行信道估计，得到信道衰落因子，提供给其他信道解调译码模块；

所述其他信道解调译码模块，用于根据所述信道估计装置提供的多径分离结果，对除所述发射功率高于DPCCH的信道外的其他物理信道进行解扰和解扩，并根据所述信道估计装置提供的信道衰落因子，对除所述发射功率高于DPCCH的信道外的其他物理信道的解扰和解扩结果进行解调和译码。

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