CN103220237A - 一种传输、接收cdma扩频符的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传输、接收码分多址CDMA扩频符的方法及装置，以提高CDMA扩频符的信道估计，从而提高CDMA系统性能。传输方法包括：在N个待传输CDMA扩频符之间插入M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；在同一时隙上传输所述N个待传输CDMA扩频符及所述M个导频信号。

Description

一种传输、接收CDMA扩频符的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种传输、接收CDMA(Code DivisionMultiple Access，码分多址)扩频符的方法及装置。

背景技术

CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求；在第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，因此，CDMA技术在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信。

与FDMA(Frequency Division Multiple Access，频分多址)技术和TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)技术相比，CDMA技术具有许多独特的优点，这些独特的优点一方面是由扩频通信系统所固有的特性决定，另一方面是由软切换和功率控制等技术所决定。CDMA移动通信网由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用等几种技术结合而成，含有频域、时域和码域三维信号处理的协作，因此CDMA具有抗干扰和抗多径衰落较好、保密安全性高等优点，并且CDMA还具有同频率可在多个小区内重复使用、载干比(C/I)小于1、容量和质量之间可做权衡取舍等属性；这些属性使得CDMA系统比其它系统更具有优势。

在实际的无线电波传播信道中(包括所有波段)，常有许多时延不同的传输路径，称为多径现象。各条传输路径的电长度会随时间而变化，故到达接收点的各分量场之间的相位关系也是随时间而变化的。这些分量场的随机干涉形成总的接收场的衰落。针对不同频率，各分量场之间的相位关系不相同。因此，它们的干涉效果也因频率而异，这种特性称为频率选择性。在宽带信号传输中，频率选择性可能表现明显，形成交调。与此相应，由于不同传输路径有不同时延，因此，在同一时刻发出的信号可能会分别沿着不同路径而在接收点前后散开，而窄脉冲信号则前后重叠。

由于实际信道的频带有限，并且偏离理想特性，因此信号在频域上都会在一定程度上产生线性失真，信号的波形在时域上会发生时散效应，这种时散效应对数字通信所造成的危害称之为符号间干扰(即ISI)。另外，在无线信道中，由于存在多径传播问题，因此在无线信道中进行数据传输也会产生ISI。

多径效应(即multipath effect)是指电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。在实际的无线电波传播信道中(包括所有波段)包含多条时延不同的传输路径，各传输路径的时延会随时间变化，参与干涉的各分量场之间的相位关系也就随时间而变化，从而导致合成波场也会随着时间的变化而随机变化，从而形成总的接收场的衰落。多径效应是衰落的重要成因，对数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。

多径效应对CDMA系统的性能有着较大的影响，在一般的通信系统中，都采样导频来进行信道估计，导频的插入可以使得通信系统进行相干解调，但是导频的开销也是影响系统性能和效率的重要因素。

信道变化越快，进行信道估计所需要的导频越多，因此，针对信道变化较快的情况，导频的开销较大。现有的3G标准中，数据发送端在传输CDMA扩频符时，在CDMA符号之间的某个位置插入导频信号，以便数据接收端根据插入的导频信号来确定出信道信息，再根据信道信息来恢复出当前时刻所有信道上的CDMA扩频符；如图1所示，在某一时刻，发送端传输2k个扩频符(分别用S1、S2、...、S2k表示)，在Sk与Sk+1之间的位置插入导频信号(如Midamble)；采用上述方法传输CDMA扩频符存在以下技术缺陷：根据导频信号虽然能够准确的对距离导频信号较近的扩频符号(如Sk、Sk+1)的信道估计进行估计，但是对距离导频信号较远的扩频符号(如S1和S2k)的信道估计较差，因此，现有技术中对同一时刻传输的CDMA扩频符的信道估计差距较大，导致部分CDMA扩频符的信道估计较好，部分CDMA扩频符的信道估计较差，从而导致CDMA系统性能较差。

发明内容

本发明实施例提供一种传输、接收CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)扩频符的方法及装置，以提高CDMA扩频符的信道估计，从而提高CDMA系统性能。

一种传输码分多址CDMA扩频符的方法，包括：

在N个待传输CDMA扩频符之间插入M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

在同一时隙上传输所述N个待传输CDMA扩频符及所述M个导频信号。

较佳地，在N个待传输CDMA扩频符之间的相应位置插入M个导频信号之前，还包括：将每个待传输CDMA扩频符平均分成(M+1)份，依次将N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；

在N个待传输CDMA扩频符之间的相应位置插入M个导频信号，具体包括：在任意两个相邻的序列之间的位置插入一个导频信号。

较佳地，所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

较佳地，所述导频信号为Midamble码。

一种接收码分多址CDMA扩频符的方法，包括：

在同一时隙上接收用户终端发送的N个待传输CDMA扩频符和M个导频信号，所述M个导频信号插入在所述N个待传输CDMA扩频符之间的位置，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

根据所述N个导频信号确定出所述N个导频信号所在位置对应的信道信息，并根据确定出的信道信息，从所述N个CDMA扩频符所在位置对应的信道中恢复出相应的CDMA扩频符。

较佳地，每个待传输CDMA扩频符平均划分为(M+1)份，且N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；任意两个相邻的序列之间的位置插入有一个导频信号。

较佳地，所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

较佳地，所述导频信号为Midamble码。

一种传输码分多址CDMA扩频符的装置，包括：

导频插入单元，用于在N个待传输CDMA扩频符之间插入M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

发送单元，用于在同一时隙上传输所述N个待传输CDMA扩频符及所述M个导频信号。

较佳地，所述装置还包括：

扩频符生成单元，用于将每个待传输CDMA扩频符平均分成(M+1)份，依次将N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；

所述导频插入单元，具体用于，在所述扩频符生成单元生成的任意两个相邻的序列之间的位置插入一个导频信号。

较佳地，所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

较佳地，所述导频信号为Midamble码。

一种接收码分多址CDMA扩频符的装置，包括：

接收单元，用于在同一时隙上接收用户终端发送的N个待传输CDMA扩频符和M个导频信号，所述M个导频信号插入在所述N个待传输CDMA扩频符之间的位置，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

信道估计单元，用于根据所述接收单元接收到的所述N个导频信号确定出所述N个导频信号所在位置对应的信道信息；

恢复单元，用于根据所述信道估计单元确定出的信道信息，从所述N个CDMA扩频符所在位置对应的信道中恢复出相应的CDMA扩频符。

较佳地，每个待传输CDMA扩频符平均划分为(M+1)份，且N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；

任意两个相邻的序列之间的位置插入有一个导频信号。

较佳地，所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

较佳地，所述导频信号为Midamble码。

本发明实施例中，在N个待传输CDMA扩频符之间插入M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1，因此，采用本发明技术方案，由于各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的平均值的差值小于设定的阈值，因此，可以根据导频信号确定出的信道信息来对各CDMA扩频符所在位置对应的信道进行信道估计更准确，从整体上提高了同一时隙上的CDMA扩频符的信道估计，从而提高了CDMA系统的性能。

附图说明

图1为现有技术中在CDMA扩频符中插入导频信号的结构示意图；

图2为本发明实施例中在终端侧传输CDMA扩频符的方法流程图；

图3为本发明实施例中提供的在CDMA扩频符中插入一个导频信号的示意图；

图4为本发明实施例中提供的在CDMA扩频符中插入多个导频信号的示意图；

图5为本发明实施例中在网络侧接收CDMA扩频符的方法流程图；

图6A为本发明实施例中传输CDMA扩频符的装置的结构示意图之一；

图6B为本发明实施例中传输CDMA扩频符的装置的结构示意图之二；

图7为本发明实施例中接收CDMA扩频符的装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种传输、接收CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)扩频符的方法及装置，以提高CDMA扩频符的信道估计，从而提高CDMA系统性能。具体方法如下：发送端在N个待传输CDMA扩频符之间插入M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；在同一时隙上传输所述N个待传输CDMA扩频符及所述M个导频信号。相应地，在接收端，在接收到发送端发送的上述N个CDMA扩频符和N个导频信号时，根据所述N个导频信号确定出所述N个导频信号所在位置对应的信道信息，并根据确定出的信道信息，从所述N个CDMA扩频符所在位置对应的信道中恢复出相应的CDMA扩频符。采用本发明技术方案，由于各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的平均值的差值小于设定的阈值，因此，可以根据导频信号确定出的信道信息来对各CDMA扩频符所在位置对应的信道进行信道估计更准确，从整体上提高了同一时隙上的CDMA扩频符的信道估计，从而提高了CDMA系统的性能。

下面结合说明书附图对本发明技术方案进行详细的描述。

参见图2，为本发明实施例中基于用户终端传输CDMA扩频符的方法流程图，该方法包括：

步骤201、在N个待传输CDMA扩频符之间插入M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

步骤202、在同一时隙上传输所述N个待传输CDMA扩频符及所述M个导频信号。

较佳地，上述阈值可以设置为为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。现有技术如图1所示的传输CDMA扩频符的方式，距离Midamble最近的Sk或Sk+1的距离为0，距离Midamble最远的S1或S2k的距离约为L/2，所以现有技术中，S1或S2k到导频信号的距离与Sk或Sk+1到导频信号的距离的差值相差L/2，而采用本发明技术方案，M的最小值为1，因此，差值最大也就是L/4。

较佳地，上述步骤201中，在N个待传输CDMA扩频符之间的相应位置插入M个导频信号之前，还可包括以下步骤：将每个待传输CDMA扩频符平均分成(M+1)份，依次将N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列。此时，在任意两个相邻的序列之间的位置插入一个导频信号。

按照上述方式插入导频信号的话，各CDMA扩频符到各导频信号的距离的平均值的差值基本可以认为为0。

具体的可举个具体的实例进行说明，假设有2k个待传输CDMA扩频符，分别用S1、S2、...、Sk、...、S2k表示，此时，可将S1～S2k分别平均划分为长度相同的2份，如S1平均划分为S1-1和S1-2，S2平均划分为S2-1和S2-2，...，S2k平均划分为S2k-1和S2k-2，其中S1-1、S2-1、...、Sk-1、...、S2k-1构成第一序列，S1-2、S2-2、...、Sk-2、...、S2k-2构成第二序列，在第一序列和第二序列之间的位置插入导频信号(如插入Midamble码)，即在第一序列的S2k-1与第二序列的S1-2之间的位置插入Midamble码。

本发明实施例并不仅限于如图3所示，只插入一个Midamble，还可以是多个，如图4所示，假设有4个待传输CDMA扩频符，分别用S1、S2、S3和S4表示，可将S1～S4分别平均划分为长度相同的4份，如S1平均划分为S1-1、S1-2、S1-3和S1-4，S2平均划分为S2-1、S2-2、S2-3和S2-4，...，S2k平均划分为S2k-1、S2k-2、S2k-3和S2k-4，其中S1-1、S2-1、S3-1和S4-1构成第一序列，S1-2、S2-2、S3-2和S4-2构成第二序列，S1-3、S2-3、S3-3和S4-3构成第三序列，S1-4、S2-4、S3-4和S4-4构成第四序列；再在任意相邻的两个序列之间插入一个Midamble，如在第一序列与第二序列之间的位置、第二序列与第三序列之间的位置、第三序列与第四序列之间的位置分别插入一个Midamble。

较佳地，在整体上提高同一时隙上CDMA扩频符的信道估计，以提高CDMA系统性能的同时，为降低导频信号的开销，节省资源，本发明实施例中，一般情况下，上述M取值为1。相应地，本发明实施例还提供在网络侧接收CDMA扩频符的方法流程图，如图5所示，包括：

步骤501、在同一时隙上接收用户终端发送的N个待传输CDMA扩频符和M个导频信号，所述M个导频信号插入在所述N个待传输CDMA扩频符之间的位置，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

步骤502、根据所述N个导频信号确定出所述N个导频信号所在位置对应的信道信息；

步骤503、根据确定出的信道信息，从所述N个CDMA扩频符所在位置对应的信道中恢复出相应的CDMA扩频符。

上述方法流程中，步骤501接收到的N个导频信号分别平均划分有(M+1)份，且N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，包括(M+1)个序列；且任意两个相邻的序列之间的位置插入有一个导频信号(如Midamble)；具体地可参见图3和图4。

所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

基于前述图2所示的CDMA扩频符的传输方法，本发明实施例还提供一种传输CDMA扩频符的装置，该装置的结构如图6A所示，包括：

导频插入单元61，用于在N个待传输CDMA扩频符之间插入M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

发送单元62，用于在同一时隙上传输所述N个待传输CDMA扩频符及所述M个导频信号。

较佳地，上述装置还可包括扩频符生成单元63，如图6B所示，其中：

扩频符生成单元63，用于将每个待传输CDMA扩频符平均分成(M+1)份，依次将N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；

所述导频插入单元61，具体用于，在所述扩频符生成单元63生成的任意两个相邻的序列之间的位置插入一个导频信号(如Midamble码)。

所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

基于前述图5所示的接收CDMA扩频符的方法，本发明实施例还提供一种接收CDMA扩频符的装置，该装置的结构如图7所示，包括：

接收单元71，用于在同一时隙上接收用户终端发送的N个待传输CDMA扩频符和M个导频信号，所述M个导频信号插入在所述N个待传输CDMA扩频符之间的位置，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

信道估计单元72，用于根据所述接收单元71接收到的所述N个导频信号确定出所述N个导频信号所在位置对应的信道信息；

恢复单元73，用于根据所述信道估计单元72确定出的信道信息，从所述N个CDMA扩频符所在位置对应的信道中恢复出相应的CDMA扩频符。

较佳地，每个待传输CDMA扩频符平均划分为(M+1)份，且N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；任意两个相邻的序列之间的位置插入有一个导频信号(如Midamble码)。

所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

本发明实施例中，一方面，在同一时隙上传输的N个待传输CDMA扩频符之间插入有M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；因此，采用本发明技术方案，由于各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的平均值的差值小于设定的阈值，因此，可以根据导频信号确定出的信道信息来对各CDMA扩频符所在位置对应的信道进行信道估计更准确，从整体上提高了同一时隙上的CDMA扩频符的信道估计，从而提高了CDMA系统的性能；另一方面，还可以是将每个待传输CDMA扩频符平均分成(M+1)份，依次将N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；在N个待传输CDMA扩频符之间的相应位置插入M个导频信号，具体包括：在任意两个相邻的序列之间的位置插入一个导频信号，因此，使得各CDMA扩频符到各导频信号的距离的平均值基本一致，从而更进一步的从整体上提高了同一时隙上CDMA扩频符的信道估计，并且，上述M值可以根据实际应用灵活选取，从而使得实现方式更灵活。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种传输码分多址CDMA扩频符的方法，其特征在于，包括：

在N个待传输CDMA扩频符之间插入M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

在同一时隙上传输所述N个待传输CDMA扩频符及所述M个导频信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在N个待传输CDMA扩频符之间的相应位置插入M个导频信号之前，还包括：将每个待传输CDMA扩频符平均分成(M+1)份，依次将N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；

在N个待传输CDMA扩频符之间的相应位置插入M个导频信号，具体包括：在任意两个相邻的序列之间的位置插入一个导频信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

4.如权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述导频信号为Midamble码。

5.一种接收码分多址CDMA扩频符的方法，其特征在于，包括：

在同一时隙上接收用户终端发送的N个待传输CDMA扩频符和M个导频信号，所述M个导频信号插入在所述N个待传输CDMA扩频符之间的位置，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

根据所述N个导频信号确定出所述N个导频信号所在位置对应的信道信息，并根据确定出的信道信息，从所述N个CDMA扩频符所在位置对应的信道中恢复出相应的CDMA扩频符。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，每个待传输CDMA扩频符平均划分为(M+1)份，且N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；

任意两个相邻的序列之间的位置插入有一个导频信号。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

8.如权利要求5～7任一项所述的方法，其特征在于，所述导频信号为Midamble码。

9.一种传输码分多址CDMA扩频符的装置，其特征在于，包括：

导频插入单元，用于在N个待传输CDMA扩频符之间插入M个导频信号，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

发送单元，用于在同一时隙上传输所述N个待传输CDMA扩频符及所述M个导频信号。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

扩频符生成单元，用于将每个待传输CDMA扩频符平均分成(M+1)份，依次将N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；

所述导频插入单元，具体用于，在所述扩频符生成单元生成的任意两个相邻的序列之间的位置插入一个导频信号。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

12.如权利要求9～11任一项所述的装置，其特征在于，所述导频信号为Midamble码。

13.一种接收码分多址CDMA扩频符的装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于在同一时隙上接收用户终端发送的N个待传输CDMA扩频符和M个导频信号，所述M个导频信号插入在所述N个待传输CDMA扩频符之间的位置，且各待传输CDMA扩频符到各导频信号的距离的和值的平均值之间的差值小于设定的阈值；所述N和M均为正整数，且N大于M，M大于或等于1；

信道估计单元，用于根据所述接收单元接收到的所述N个导频信号确定出所述N个导频信号所在位置对应的信道信息；

恢复单元，用于根据所述信道估计单元确定出的信道信息，从所述N个CDMA扩频符所在位置对应的信道中恢复出相应的CDMA扩频符。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，每个待传输CDMA扩频符平均划分为(M+1)份，且N个1/(M+1)的CDMA扩频符组成一个序列，得到(M+1)个序列；

任意两个相邻的序列之间的位置插入有一个导频信号。

15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述阈值设置为

其中L为所述N个CDMA扩频符的数据总长度与M个导频信号的数据总长度的和值，所述M为导频信号的数量。

16.如权利要求13～15任一项所述的装置，其特征在于，所述导频信号为Midamble码。

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