專利名稱：Td－scdma移動通信系統(tǒng)中對信道估計值進(jìn)行后處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在移動通信系統(tǒng)中進(jìn)行信號的信道估計的方法；更確切地說，涉及一種在TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)中對信號的信道估計值進(jìn)行后處理，以提高信號的信噪比并提高檢出精度的方法。
背景技術(shù)：
在時分同步碼分多址移動通信系統(tǒng)(TD-SCDMA)中，用戶設(shè)備為進(jìn)行信道估計，需要用例如快速傅利葉變換技術(shù)(FFT)來計算信道沖激響應(yīng)(CIR)。為降低噪聲水平，需要對信道沖激響應(yīng)的計算結(jié)果進(jìn)行后處理。后處理的通常方法是對所得到的信道沖激響應(yīng)曲線用一個閾值(threshold)進(jìn)行處理，高于閾值的結(jié)果作為信號進(jìn)行輸出，而低于閾值的結(jié)果則作為噪聲濾去。也就是說，那些幅度低于特定閾值的信號抽頭(tap)將被當(dāng)作噪聲被處理掉。
具體地說，當(dāng)抽頭的功率并非顯著地高于噪聲時，將抽頭值設(shè)為零；對顯著高于噪聲的抽頭值，將抽頭值輸出。有時，當(dāng)噪聲水平較高時，會出現(xiàn)所有天線的所有抽頭都為零這種情況。此時，如無法濾掉噪聲，就無法有效地檢測出用戶。
由于信道環(huán)境經(jīng)常會發(fā)生變化，有用的信號功率也會隨之改變；在這種情況下會發(fā)生錯誤的檢測信號。
在已有技術(shù)中，采用了多種方法來克服信道估計錯誤及聯(lián)合檢測性能惡化的的問題。
一種方法是信噪比法(SNR法)。在已有技術(shù)中，當(dāng)空氣信道條件發(fā)生改變時，系統(tǒng)的操作和維護(hù)中心(O&M)會相應(yīng)地改變閾值。但即使這樣也不能保證這個新的閾值令人滿意，因為信道條件是隨時變化的。如果閾值過高，則信道的狀態(tài)設(shè)定是錯誤的，一部分有用的抽頭會被濾掉；另一方面，如果閾值設(shè)得過低，則會引入很多干擾信號。這種方法不能解決信號丟失和干擾消除這一對矛盾。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的方法是，先對信號和噪聲水平的相對水平作出評價。當(dāng)信號比噪聲高出許多時，采用信噪比法確定一個閾值，并用該閾值對信號進(jìn)行處理；此時噪聲被有效地抑制住。當(dāng)信號并不比噪聲高出很多時，采用峰值退化法確定一個閾值，并用該閾值對信號進(jìn)行濾過處理；此時有效信道不會被忽略掉。
具體地說，本發(fā)明公開了一種在TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)中對信道估計值進(jìn)行后處理的方法，用訓(xùn)練序列的128個碼片中的信號和噪聲信號來決定信號的大小，包括(1)用戶設(shè)備對信號和噪聲的相對水平作出評價如果信號顯著高于噪聲時，采用下面步驟(2)確定一個噪聲閾值；如果信號并非顯著高于噪聲時，采用下面步驟(3)確定一個噪聲閾值；(2)當(dāng)信號峰顯著高于噪聲時，確定一個噪聲閾值，使閾值能顯著地區(qū)分出信號和噪聲，即信號峰部區(qū)域高于所述噪聲閾值，而信號峰以外的其它區(qū)域低于該噪聲閾值；(3)當(dāng)信號峰不顯著地高于噪聲時，根據(jù)信號峰的位置，把訓(xùn)練序列的128個碼片劃為信號區(qū)和噪聲區(qū)，從噪聲區(qū)對噪聲信號取平均，得到噪聲區(qū)的平均噪聲水平，并將此平均噪聲水平作為噪聲閾值，施加在信號區(qū)，以區(qū)分信號和噪聲；(4)用步驟(2)或(3)中所得到的噪聲閾值對所輸入的帶有噪聲的信號進(jìn)行處理，將低于該噪聲閾值的信號部分濾掉，將高于該噪聲閾值的信號部分作為信號的幅度。
本發(fā)明所述的峰值退化法(peak degradation)在實施中的步驟為，先找出各個抽頭的最大功率值，再根據(jù)情況以該抽頭的最大功率為基準(zhǔn)降低一個幅度，得到一個閾值。再用該閾值對信號進(jìn)行濾過處理。降低的幅度應(yīng)使信號峰值區(qū)域與噪聲碼道中所確定的平均噪聲水平區(qū)分開。這部分內(nèi)容也是本發(fā)明的一個特色。
上述方法中所述的“顯著”一詞描述了信號與噪聲之間的相對水平?！帮@著”并不是指二者之間的一個絕對的比值。通常，噪聲在各個碼片上都有漲落，這里所說的“顯著”是指當(dāng)能從相對較低的帶有隨機噪聲的水平上明顯地區(qū)分出一個或多個信號峰時，取一個閾值，使所說的處于較低水平的噪聲基本上落于該閾值之下，而相對較高的信號范圍基本上都位于該閾值之上。這樣，就以該閾值劃分開了信號與噪聲。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，用戶設(shè)備在發(fā)起一次呼叫前，必須通過基本公共控制信道(P-CCPCH)獲得小區(qū)的基本信息。P-CCPCH使用無線子幀中的0時隙(TSO)，其無線突發(fā)格式如圖1所示。
在上面的圖1中的訓(xùn)練序列中有144個碼片(chip)，其中除16個碼片的保護(hù)時隙(GP)外，共有128個碼片可用于擴頻碼校驗。通常，在128個碼片中，只有一些負(fù)載著用戶信息，其它一些碼片由于沒有被用戶使用。
對信噪比法而言，在決定噪聲閾值時可以用多種方法。一種方法是，對那些沒有用戶使用的信道沖激響應(yīng)抽頭進(jìn)行統(tǒng)計平均，得到一個平均的信道沖激響應(yīng)抽頭，并認(rèn)為該抽頭即為各碼片平均的噪聲。將該噪聲水平設(shè)定為整個時隙平均的噪聲水平，并應(yīng)用于例如用戶正在使用的碼片0-15。也就是說，這里所用的信噪比法噪聲閾值為由其它碼片所決定的平均噪聲水平。
要實施本發(fā)明方法時，需要計算干擾功率。按照本發(fā)明的方法，當(dāng)決定了一個信噪比的目標(biāo)值時，就可以確定一個信號功率的閾值。用相關(guān)的方法得到有關(guān)的信道沖激響應(yīng)的峰值功率值。當(dāng)該峰值功率值低于上述閾值時，采用峰值退化法，在低于該峰值處確定一個新的、更低的閾值。
在本發(fā)明方法中，經(jīng)信號和噪聲相對水平的估計后，無論轉(zhuǎn)移到信噪比法還是轉(zhuǎn)移到峰值退化法，都需要對閾值的高低作一決定。由于信號與噪聲水平的經(jīng)常性的變化，也不時地需要對此閾值作出調(diào)整。
調(diào)整的一種方法是，在系統(tǒng)中傳輸一個大小已知的通信信號，測試該信號的信道沖激響應(yīng)，并以該通信信號及其傳輸時所附帶的噪聲作為參照標(biāo)準(zhǔn)，來校準(zhǔn)其它通信信號的幅度。


圖1示出了TD-SCDMA系統(tǒng)中物理信道一個5ms的子幀中0時隙(TSO)的突發(fā)結(jié)構(gòu)的示意圖，圖中的碼道區(qū)不是嚴(yán)格地遵從真實的比例。圖中在兩個數(shù)據(jù)符號區(qū)之間有一個144碼片長度的訓(xùn)練序列；圖2為采用峰值法的閾值來進(jìn)行信道估計值后處理之前的信號和噪聲的示意圖。事實上，圖2至圖5中的實心小圓圈代表用戶正在使用的碼片區(qū)域的信道沖激響應(yīng)值，空心小圓圈代表未被用戶使用的、被示意省略了的碼片區(qū)域；圖3為采用峰值法的閾值來進(jìn)行信道估計值后處理之后的信號和噪聲的示意圖。從圖中可見，閾值以下的信道沖激響應(yīng)值被作為噪聲濾掉；圖4為采用信噪比法的閾值來進(jìn)行信道估計值后處理之前的信號和噪聲的示意圖。
圖5為采用信噪比法的閾值來進(jìn)行信道估計值后處理之后的信號和噪聲的示意圖。從圖中可見，閾值以下的信道沖激響應(yīng)值被作為噪聲濾掉。
具體實施方式
下面用一個具體的例子來說明本發(fā)明的方法。
假設(shè)一用戶設(shè)備在通信時，第n個無線子幀信號及與之相伴的噪聲的大小為無線幀信號的信噪比閾值radio frame threshold_snr＝6dB，噪聲干擾的功率值noise_power＝-103dBm，信號功率閾值sig_power＝threshold_snr+noise_power＝-97dBm，峰值高度peak_scale＝18dB如圖2所示，碼片0-15中的信道沖激響應(yīng)具有一定的水平，而其它的多個碼片(用空心的小圓圈表示)中由于沒有用戶在使用，因此其信道沖激響應(yīng)的量也無法被檢出。
此時，峰值高度低于信號功率(peak＜sig_power)。此時以信號峰的基底為閾值，對信道沖激響應(yīng)值進(jìn)行濾過，低于此閾值的抽頭都被過濾掉。
用峰值退化閾值法進(jìn)行后處理前后的信道沖激響應(yīng)分別如圖2和圖3所示。
上面介紹了系統(tǒng)對第n個無線幀的處理情況。
假設(shè)第n+m個無線幀的情況與第n個無線幀有所不同，其峰值高度高于信號功率(peak＞sig_power)。系統(tǒng)檢測到這種狀態(tài)，而采用信噪比閾值對抽頭進(jìn)行濾過，低于閾值的抽頭都被濾去。用信噪比閾值進(jìn)行后處理前后的結(jié)果分別如圖4和圖5所示。
該方法的效果比單純使用信噪比法的效果更好。雖然本發(fā)明方法不能完全解決誤檢測的總是問題，但在這方面比單純用信噪比法或峰值退化法的效果都要好。
權(quán)利要求
1，TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)中對信道估計值進(jìn)行后處理的方法，用訓(xùn)練序列的128個碼片中的信號和噪聲信號來決定信號的大小，包括(1)用戶設(shè)備對信號和噪聲的相對水平作出評價如果信號顯著高于噪聲時，采用下面步驟(2)確定一個噪聲閾值；如果信號并非顯著高于噪聲時，采用下面步驟(3)確定一個噪聲閾值；(2)當(dāng)信號峰顯著高于噪聲時，確定一個噪聲閾值，使閾值能顯著地區(qū)分出信號和噪聲，即信號峰部區(qū)域高于所述噪聲閾值，而信號峰以外的其它區(qū)域低于該噪聲閾值；(3)當(dāng)信號峰不顯著地高于噪聲時，根據(jù)信號峰的位置，把訓(xùn)練序列的128個碼片劃為信號區(qū)和噪聲區(qū)，從噪聲區(qū)對噪聲信號取平均，得到噪聲區(qū)的平均噪聲水平，并將此平均噪聲水平作為噪聲閾值，施加在信號區(qū)，以區(qū)分信號和噪聲；(4)用步驟(2)或(3)中所得到的噪聲閾值對所輸入的帶有噪聲的信號進(jìn)行處理，將低于該噪聲閾值的信號部分濾掉，將高于該噪聲閾值的信號部分作為信號的幅度。
全文摘要
一種TD－SCDMA移動通信系統(tǒng)中對信道估計值進(jìn)行后處理的方法，用訓(xùn)練序列的128個碼片中的信號和噪聲信號來決定信號的大小，包括用戶設(shè)備對信號和噪聲的相對水平作出評價，當(dāng)信號峰顯著高于噪聲時，用信噪比法確定一個噪聲閾值，當(dāng)信號峰不顯著地高于噪聲時，用峰值退化法確定一個噪聲閾值，用所得到的噪聲閾值對所輸入的帶有噪聲的信號進(jìn)行處理，將低于該噪聲閾值的信號部分濾掉，將高于該噪聲閾值的信號部分作為信號的幅度。
文檔編號H04B1/707GK1716795SQ20041006250
公開日2006年1月4日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者南衛(wèi)國, 黃浩學(xué), 陳勝仲, 魏歆 申請人:西門子(中國)有限公司