專利名稱：寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在寬帶碼分多址擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，移動(dòng)終端對(duì)于下行信道的接收信號(hào)中的非正交干擾信號(hào)功率的估計(jì)的方法和裝置背景技術(shù)現(xiàn)有的在寬帶碼分多址擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，典型的如作為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的WCDMA系統(tǒng)中，基站同時(shí)給多個(gè)不同的移動(dòng)終端發(fā)送信號(hào)，所發(fā)送的信號(hào)中包括面向不同的移動(dòng)終端分配的不同的專用物理信道，還有面向所有用戶的公共導(dǎo)頻信道以及廣播信道，對(duì)這些信道分別用相互正交的擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理，然后再用各基站特定的擾碼進(jìn)行加擾處理后，再經(jīng)過(guò)低通濾波、數(shù)模變換、以及一系列射頻信號(hào)處理之后通過(guò)天線發(fā)送出去。在移動(dòng)終端，所接收的信號(hào)包括從當(dāng)前正與之通信的基站(以下稱自基站)來(lái)的無(wú)線信號(hào)，其中既有屬于自己的信號(hào)，也有屬于同一自基站的其他的用戶的信號(hào)；來(lái)自自基站以外的其他基站(以下稱他基站)的無(wú)線信號(hào)；還有移動(dòng)終端本身的器件產(chǎn)生熱噪聲等構(gòu)成的AWGN(加性高斯白噪聲)等。來(lái)自于基站的無(wú)線信號(hào)通常由于各種障礙物的反射或者折射等等，會(huì)沿多個(gè)不同的路徑以不同的延時(shí)到達(dá)移動(dòng)終端的天線接收端，這種信號(hào)被稱之為多徑信號(hào)。移動(dòng)終端利用瑞克(RAKE)接收機(jī)或者其他接收機(jī)對(duì)來(lái)自多徑信號(hào)進(jìn)行識(shí)別分離，然后再進(jìn)行相干最大比合成，以獲得所謂的多徑分集增益，使得接收信號(hào)信噪比最大化，提高信號(hào)通信質(zhì)量。
移動(dòng)終端通常需要對(duì)接收信號(hào)中針對(duì)需要解調(diào)的物理信道的信號(hào)功率以及干擾功率進(jìn)行估計(jì)，所估計(jì)得到的信號(hào)功率、干擾功率或者信干比(信號(hào)功率對(duì)干擾功率之比)可以用于閉環(huán)功率控制，干擾消除，閉環(huán)天線分集模式(Close-loop Tx Diversity)中的天線校驗(yàn)(Antenna verification)等。
在寬帶碼分多址擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，干擾信號(hào)可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是正交干擾信號(hào)，另一類(lèi)是非正交干擾信號(hào)。對(duì)于同一基站發(fā)出的各物理信道的信號(hào)經(jīng)過(guò)同一路徑傳播到達(dá)移動(dòng)終端后，其相互正交關(guān)系仍然保持，這些各物理信道的信號(hào)相互之間構(gòu)成正交干擾信號(hào)。對(duì)其中某一物理信道進(jìn)行解調(diào)處理時(shí)，首先要用已知的該物理信道所使用的擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)處理，如前所述，由于各物理信道所使用的擴(kuò)頻碼相互正交，因此經(jīng)過(guò)解擴(kuò)處理后，除作為接收解調(diào)對(duì)象的物理信道的信號(hào)以外，其余各物理信道的信號(hào)均被完全消除，從而不對(duì)信號(hào)接收產(chǎn)生不良影響。而對(duì)于某一路徑的接收信號(hào)而言，其它路徑的信號(hào)由于具有不同延時(shí)而不再滿足相互正交的條件，還有來(lái)自他基站的信號(hào)、以及AWGN噪聲等，在進(jìn)行解擴(kuò)時(shí)不能完全被消除，它們一起構(gòu)成非正交干擾。由于正交干擾信號(hào)不對(duì)信號(hào)接收產(chǎn)生不良影響，因此在寬帶碼分多址擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，干擾功率估計(jì)以及信干比估計(jì)中的干擾信號(hào)均指非正交干擾信號(hào)。
傳統(tǒng)的信干比或者干擾估計(jì)方法通常是針對(duì)接收機(jī)的最后解調(diào)輸出信號(hào)進(jìn)行估計(jì)，此時(shí)各路徑的接收信號(hào)已經(jīng)經(jīng)過(guò)接收機(jī)的處理后合成為最終輸出信號(hào)。比如在WCDMA系統(tǒng)中閉環(huán)功率控制是基于接收機(jī)的最終解調(diào)輸出信號(hào)的信干比來(lái)進(jìn)行發(fā)送端的發(fā)送功率的調(diào)節(jié)控制的。此外，傳統(tǒng)的信干比或者干擾估計(jì)方法直接采用作為解調(diào)對(duì)象的面向用戶的專用物理信道的信號(hào)進(jìn)行干擾功率估計(jì)，由于專用物理信道中所傳送的信號(hào)本身是未知的，這樣導(dǎo)致干擾估計(jì)的方法不僅復(fù)雜，而且還無(wú)法得到很高的精度。對(duì)于WCDMA系統(tǒng)中用于功率控制中的信干比計(jì)算的經(jīng)典方法可以參考文獻(xiàn)Seo，S.，Dohi，T.and Adachi，F(xiàn).，“SIR_based transmit power control of reverse link forcoherent DS-CDMA mobile radio”，IEICE Trans.Comm.，Vol.E81-B，No.7，July 1998.
對(duì)于某些方面的應(yīng)用，比如，WCDMA系統(tǒng)中的閉環(huán)天線分集模式中的天線校驗(yàn)的應(yīng)用中，必須對(duì)于多徑傳播中每一條路徑的信號(hào)所經(jīng)受的干擾信號(hào)功率進(jìn)行估計(jì)。關(guān)于閉環(huán)天線分集模式中的天線校驗(yàn)的基本算法可以參見(jiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)3GPP 25.214 v3.12.0(2003-03)“Physical layer procedure(FDD)”Annex A。又如在一些高級(jí)接收機(jī)中要執(zhí)行多徑干擾消除時(shí)，必須估計(jì)每一路徑所經(jīng)受的干擾信號(hào)，才能有效地對(duì)每一路徑的接收信號(hào)消除其干擾信號(hào)，從而得到最大的信干比。在這些應(yīng)用中，傳統(tǒng)的對(duì)于接收機(jī)的最終解調(diào)輸出信號(hào)進(jìn)行干擾估計(jì)的方法是無(wú)效的。
對(duì)每一路徑信號(hào)所經(jīng)受的非正交干擾功率進(jìn)行估計(jì)的最直觀和常用的方法是對(duì)每一條路徑的碼片級(jí)(即直接從A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的輸入信號(hào))或者符號(hào)級(jí)(即進(jìn)行解擴(kuò)處理后)信號(hào)求其方差，這種方法缺點(diǎn)在于方差運(yùn)算需要很大的運(yùn)算量，而且由于必須對(duì)每一路徑進(jìn)行單獨(dú)處理，當(dāng)多徑數(shù)較大時(shí)，使得運(yùn)算量進(jìn)一步成比例增大。這樣的估計(jì)方法一方面將導(dǎo)致很長(zhǎng)的運(yùn)算時(shí)間，另一方面導(dǎo)致很大的功率消耗。而處理時(shí)延和功率消耗正是移動(dòng)通信應(yīng)用環(huán)境中的算法處理的最重要的兩個(gè)指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)方法及裝置，它能夠提供足夠的估計(jì)精度并且具有較低運(yùn)算復(fù)雜度。
為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)的方法，它包括它包括如下步驟第一步，接收寬帶擴(kuò)頻信號(hào)，并計(jì)算所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率；第二步，對(duì)所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行多徑信號(hào)識(shí)別和分離；第三步，解調(diào)所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)中所包含的公共廣播信道，以提取公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息；第四步，對(duì)所述各多徑信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)并基于公共導(dǎo)頻信道進(jìn)行各路徑的信道估計(jì)，然后根據(jù)所述各信道估計(jì)值計(jì)算各多徑信號(hào)中公共導(dǎo)頻信道的平均功率；第五步，根據(jù)所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率、公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息、各多徑信號(hào)中公共導(dǎo)頻信道的平均功率計(jì)算各路徑的非正交干擾信號(hào)功率。
另外，本發(fā)明還提供了一種碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)的裝置，它包括一個(gè)自動(dòng)增益控制模塊，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)接收到的寬帶輸入信號(hào)的增益，以保持后續(xù)信號(hào)處理模塊的輸入信號(hào)的平均功率保持在一個(gè)基本恒定的水平，并且根據(jù)其所確定的增益以及輸出信號(hào)平均功率來(lái)計(jì)算接收寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率；一個(gè)瑞克接收模塊，用于該寬帶擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行多徑信號(hào)識(shí)別和分離，以及對(duì)各多徑信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)、解調(diào)，并基于公共導(dǎo)頻信道進(jìn)行各路徑的信道估計(jì)；一個(gè)公共廣播信道解碼處理模塊，用于提取公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息；一個(gè)干擾功率估計(jì)模塊，用于根據(jù)所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率、公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息、各路徑的信道估計(jì)值計(jì)算各路徑的非正交干擾信號(hào)功率。
因?yàn)楸景l(fā)明根據(jù)所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率、公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息、各多徑信號(hào)中公共導(dǎo)頻信道的平均功率計(jì)算各路徑的非正交干擾信號(hào)功率的方法和裝置，這種方法避免了傳統(tǒng)的計(jì)算方法中對(duì)每一條路徑的解調(diào)信號(hào)求方差的復(fù)雜運(yùn)算，但是又能夠保持接近于理想估計(jì)的精度。將本方法應(yīng)用于WCDMA系統(tǒng)的閉環(huán)天線分集模式1下天線校驗(yàn)算法中，在Ior/Ioc＝9dB，參考信道和瑞利多徑衰落信道分別采用WCDMA標(biāo)準(zhǔn)中定義的RMC12.2kbps和Casel的條件下，采用本發(fā)明提供的干擾信號(hào)估計(jì)方法，進(jìn)行浮點(diǎn)仿真所得到的誤塊率(BLER)性能曲線如附圖5所示。該結(jié)果與3GPP標(biāo)準(zhǔn)制定工作組3GPP_TSG_RAN_WG1所提供的參考結(jié)果完全一致，這充分說(shuō)明了本發(fā)明提供的干擾估計(jì)方法的有效性。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
圖1是寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)示意圖；圖2是寬帶無(wú)線接收信號(hào)的功率構(gòu)成示意圖；圖3是本發(fā)明的移動(dòng)終端接收機(jī)的示意框圖；圖4是本發(fā)明的瑞克接收處理模塊的示意圖；圖5是在天線校驗(yàn)中采用本發(fā)明的干擾功率估計(jì)方法的性能曲線；具體實(shí)施方式
以下將以WCDMA系統(tǒng)為例結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所提供的多徑信號(hào)干擾估計(jì)的方法以及實(shí)施裝置，但是這并不妨礙本發(fā)明所提供的方法完全可以適用于其他寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)。
如附圖1所示為一個(gè)WCDMA系統(tǒng)中基站與移動(dòng)終端之間的通信系統(tǒng)示意圖。該系統(tǒng)包括基站103以及與之通信的移動(dòng)終端101，在典型的WCDMA通信系統(tǒng)中，基站103配置有兩根發(fā)送天線104和105?；究梢杂靡桓炀€(此時(shí)稱為非天線分集模式)也可以同時(shí)用兩根天線(此時(shí)稱為天線分集模式)向移動(dòng)終端發(fā)送信號(hào)。移動(dòng)終端通過(guò)一根天線來(lái)接收信號(hào)。信號(hào)s1和s2分別表示從天線104和天線105向移動(dòng)終端發(fā)送的信號(hào)。在基站發(fā)送的信號(hào)中，包括公共導(dǎo)頻信道(CPICH)、第一公共控制信道(PCCPCH)，以及面向各用戶的專用物理信道(DPCH)，此外還有面向所有用戶的其他公共信道。所有這些物理信道分別用相互正交的擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理，然后再用各基站特定的擾碼進(jìn)行加擾處理后，再經(jīng)過(guò)低通濾波、數(shù)模變換、以及一系列射頻信號(hào)處理之后通過(guò)天線發(fā)送出去。公共導(dǎo)頻信道傳送的是全導(dǎo)頻信號(hào)，用于為移動(dòng)終端提供參考信號(hào)以方便功率估計(jì)、信道估計(jì)或者頻率偏差估計(jì)等等。本發(fā)明即利用公共導(dǎo)頻信道的幫助進(jìn)行干擾信號(hào)功率的估計(jì)。而第一公共控制信道(PCCPCH)用于向所有屬于該基站的移動(dòng)終端發(fā)送系統(tǒng)公共控制信息，其中包括公共導(dǎo)頻信道在基站發(fā)射的信號(hào)的總功率中所占的比例，以下記為CPICH_Ec/Ior，本領(lǐng)域的有經(jīng)驗(yàn)的工程師應(yīng)該能夠理解這一記述方法的含義。當(dāng)基站同時(shí)用兩根天線發(fā)送信號(hào)時(shí)，除CPICH以外的信道從兩根天線以完全相同的內(nèi)容發(fā)送，而從兩根天線分別發(fā)送CPICH1和CPICH2，兩者的導(dǎo)頻模式相互正交，以方便移動(dòng)終端進(jìn)有效分離分別來(lái)自兩根天線的接收信號(hào)。
移動(dòng)終端101通過(guò)天線102所接收到的寬帶無(wú)線信號(hào)中既包括來(lái)自自基站103的無(wú)線信號(hào)S1和S2，也包括來(lái)自于所有其他的基站(即他基站)所發(fā)出的無(wú)線信號(hào)之和S3。從自基站發(fā)出的無(wú)線信號(hào)由于障礙物反射或者折射，經(jīng)過(guò)各種不同的路徑以各不相同的延遲時(shí)間到達(dá)移動(dòng)終端，這些經(jīng)歷不同傳播路徑的接收信號(hào)的內(nèi)容是完全一致的，只不過(guò)各自經(jīng)歷的衰落和時(shí)間延遲不同。
如附圖2所示為移動(dòng)終端所接收的寬帶無(wú)線信號(hào)的示意圖。以下為了說(shuō)明方便，各信號(hào)以及其相應(yīng)功率采用同一符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明，比如說(shuō) 既表示自基站的信號(hào)沿第1條路徑到達(dá)移動(dòng)終端的信號(hào)，也表示其相應(yīng)功率，并且在以下描述中，某信號(hào)及功率如無(wú)特別說(shuō)明將作為同一概念進(jìn)行處理。如本領(lǐng)域的有經(jīng)驗(yàn)的工程師所熟知的那樣，這里將移動(dòng)終端所接收到的所有信號(hào)記為 來(lái)自于所有他基站的無(wú)線信號(hào)以及其他任何形式的噪聲之和記為IOC，而來(lái)自自基站的信號(hào)則記為 因此 等于IOC與 之和，即I^O=I^OR+IOC]]>----公式(1)其中， 等于自基站的從不同天線發(fā)出信號(hào)分別沿各個(gè)路徑到達(dá)移動(dòng)終端的各多徑信號(hào)的功率之和，當(dāng)基站工作在非天線分集模式下時(shí)，此處不失一般性地假定基站用第一根天線發(fā)送信號(hào)(以下涉及到非天線分集模式時(shí)，均假定基站用第一根天線發(fā)送信息)，如以下公式所示I^OR=ΣI=0L-1I^OR1(l)]]>----公式(2-1)當(dāng)基站工作在天線分集模式下時(shí)，則如以下公式所示I^OR=Σl=0L-1[I^OR1(l)+I^OR2(l)]]]>----公式(2-2)其中 表示自基站的第一根天線發(fā)出的信號(hào)沿第1條路徑到達(dá)移動(dòng)終端的信號(hào)功率， 表示自基站的第二根天線發(fā)出的信號(hào)沿第1條路徑到達(dá)移動(dòng)終端的信號(hào)功率，L表示路徑的個(gè)數(shù)。其中 和 又分別包括面向移動(dòng)終端101的專用物理信道的信號(hào)，公共導(dǎo)頻信道的信號(hào)以及所有其他物理信道的信號(hào)之和，分別記之為ID1(l)、IC1(l)、IUWS1(l)和ID2(l)、IC2(l)、IUWS2(l)。即I^OR1(l)=ID1(l)+IC1(l)+IUWS1(l)l=0,1,...L-1]]>----公式(3-1)I^OR2(l)=ID2(l)+IC2(l)+IUWS2(l)l=0,1,...L-1]]>----公式(3-2)對(duì)于移動(dòng)終端101而言，在第1條路徑所接收到的來(lái)自第一根天線的信號(hào) 中，ID1(l)是所想要接收解調(diào)的信號(hào)，而根據(jù)前面的描述可以知道，IC1(l)和IUWS1(l)與ID1(l)之間相互正交，通過(guò)解擴(kuò)處理后可以完全消除，所以對(duì)于ID1(l)的解調(diào)處理沒(méi)有影響。而任何其他路徑的接收信號(hào) 以及IOC則均與ID1(l)沒(méi)有相互正交的關(guān)系，不能在解擴(kuò)處理中得到有效消除，因此構(gòu)成了對(duì)于ID1(l)的非正交干擾。
同樣，在第1條路徑所接收到的來(lái)自第二根天線的信號(hào) 中，ID2(1)是所想要接收解調(diào)的信號(hào)，而根據(jù)前面的描述可以知道，IC2(l)和IUWS2(l)與ID2(l)之間相互正交，通過(guò)解擴(kuò)處理后可以完全消除，所以對(duì)于ID2(1)的解調(diào)處理沒(méi)有影響。而任何其他路徑的接收信號(hào) 以及IOC則均與ID2(l)沒(méi)有相互正交的關(guān)系，不能在解擴(kuò)處理中得到有效消除，因此構(gòu)成了對(duì)于ID2(l)的非正交干擾。
在WCDMA系統(tǒng)中，由于基站即便采用兩根或者多根天線同時(shí)發(fā)送時(shí)，天線之間距離通常很小，因此可以認(rèn)為來(lái)自不同的天線的信號(hào)經(jīng)歷的多徑信道宏觀環(huán)境上非常相似，即來(lái)自不同的天線的信號(hào)擁有相同的路徑個(gè)數(shù)，各路徑分別具有相同的時(shí)間延遲，只是相位偏轉(zhuǎn)和衰落不同。進(jìn)一步，基站側(cè)所采用的開(kāi)環(huán)或閉環(huán)分集發(fā)射方式又基本消除了同一延時(shí)的路徑上兩根天線發(fā)送信號(hào)之間的相互干擾，這樣，對(duì)于第一根天線的第1條路徑的接收信號(hào) 中的成分對(duì) 中的ID1(1)不構(gòu)成非正交干擾，而 構(gòu)成了對(duì)ID1(1)的非正交干擾。同樣的， 構(gòu)成了對(duì)于ID2(1)的非正交干擾。
因此在非天線分集模式下，以INORTH(l)表示對(duì)于ID1(l)的非正交干擾信號(hào)，則有INORTH(l)=IOC+Σk=0,k≠1L-1I^OR1(k)]]>----公式(4-1)結(jié)合公式(1)和公式(2-1)，公式(4-1)又可以改寫(xiě)為INORTH(l)=IO-I^OR1(l)]]>----公式(4-2)在天線分集模式下，以INORTH(l)表示對(duì)于面向用戶的專用物理信道在第l條路徑所經(jīng)受的非正交干擾信號(hào)，則有INORTH(l)=IOC+Σk=0,k≠1L-1[I^OR1(k)+I^OR2(k)]]]>----公式(4-3)結(jié)合公式(1)和公式(2-2)，公式(4-3)又可以改寫(xiě)為INORTH(l)=IO-I^OR1(l)-I^OR1(l)]]>---公式(4-4)同時(shí)我們還注意到，根據(jù)上述對(duì)非正交干擾信號(hào)的理解和描述，對(duì)于同一路徑中的不管是面向移動(dòng)終端101的專用物理信號(hào)ID(l)還是公共導(dǎo)頻信道的信號(hào)，它們所經(jīng)受的非正交干擾信號(hào)是完全一致的。基于這種考慮，本發(fā)明提供的方法利用公共導(dǎo)頻信道的信號(hào)來(lái)估計(jì)專用物理信道所經(jīng)受的干擾信號(hào)功率。
附圖3所示為根據(jù)本發(fā)明所提供的方案實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)功率的估計(jì)的WCDMA系統(tǒng)移動(dòng)終端接收機(jī)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，如附圖3所示，該移動(dòng)終端接收機(jī)包括天線201用來(lái)接收寬帶無(wú)線信號(hào)，AGC(自動(dòng)增益控制)放大器202用來(lái)放大接收信號(hào)，一個(gè)A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換器203用來(lái)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，一個(gè)AGC控制模塊205用來(lái)根據(jù)A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換器203所輸出的數(shù)字基帶信號(hào)的平均功率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)AGC放大器202的增益，以保持AGC放大器202的輸出信號(hào)平均功率乃至A/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換器203所輸出的數(shù)字基帶信號(hào)的平均功率保持恒定。一個(gè)瑞克接收處理模塊204用于對(duì)輸入數(shù)字寬帶信號(hào)進(jìn)行解擾處理、解擴(kuò)處理、信道估計(jì)、相位補(bǔ)償、天線分離以及最大比合成等處理，一個(gè)廣播信道解碼處理和公共信息提取模塊206用于對(duì)所接收到的廣播信道解調(diào)信號(hào)進(jìn)行解碼以及提取出其中的公共信息，最后包括干擾功率計(jì)算模塊207用于基于瑞克接收處理模塊204輸出的中間處理信號(hào)、AGC控制模塊205輸出的控制AGC放大器202的增益的控制信號(hào)以及廣播信道解碼處理和公共信息提取模塊206輸出的公共信息進(jìn)行多徑信號(hào)中各路徑的非正交干擾信號(hào)功率估計(jì)處理。如本領(lǐng)域的有經(jīng)驗(yàn)的工程師所熟知的一樣，一個(gè)完整的WCDMA移動(dòng)終端接收機(jī)還包括很多其他信號(hào)處理模塊以及其他許多信號(hào)處理功能，比如說(shuō)小區(qū)搜索處理和多徑搜索處理等，但是由于與本發(fā)明所提供的干擾信號(hào)估計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)沒(méi)有直接關(guān)系，所以這里就省略其具體描述。
如附圖4所示為本發(fā)明中的瑞克接收處理模塊204的模塊構(gòu)成示意圖。瑞克接收處理模塊204包括一組路徑信號(hào)處理單元PPU1~PPUL，路徑信號(hào)處理單元的個(gè)數(shù)與多徑信號(hào)中所識(shí)別和分離出的路徑個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)，每一路徑信號(hào)處理單元包括一個(gè)導(dǎo)頻信道解擴(kuò)處理負(fù)責(zé)對(duì)公共導(dǎo)頻信道的接收信號(hào)進(jìn)行解擾和解擴(kuò)處理；一條數(shù)據(jù)信道解擴(kuò)處理模塊負(fù)責(zé)對(duì)作為解調(diào)處理對(duì)象的物理信道的信號(hào)解擴(kuò)和解擾處理；一個(gè)信道估計(jì)模塊執(zhí)行信道估計(jì)處理。解擾處理所需要的自基站的擾碼以及解擴(kuò)處理中所需要的作為解調(diào)對(duì)象的物理信道的擴(kuò)頻碼分別是在小區(qū)搜索過(guò)程中以及對(duì)廣播信道的解碼中獲得，這一處理過(guò)程對(duì)于本領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)說(shuō)是屬于常識(shí)性的知識(shí)，這里省略詳細(xì)描述。信道估計(jì)的目的是估計(jì)出該路徑在傳播過(guò)程中所經(jīng)歷的相位偏轉(zhuǎn)以及功率衰減量。解擴(kuò)和解擾處理中不區(qū)分天線分集模式還是非天線分集模式，但是信道估計(jì)需要區(qū)分不同的發(fā)送天線，這種區(qū)分就是依據(jù)不同天線發(fā)送的公共導(dǎo)頻信道中的相互正交的導(dǎo)頻模式，這一處理過(guò)程對(duì)于本領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)說(shuō)是屬于常識(shí)性的知識(shí)，這里省略詳細(xì)描述。信道估計(jì)的結(jié)果CHE_1(1)……CHE_1(L)和CHE_2(1)……CHE_2(L)分別表示對(duì)于第一根發(fā)送天線的信道估計(jì)結(jié)果和第二根發(fā)送天線的信道估計(jì)結(jié)果，它們一方面用于相位補(bǔ)償，另一方面輸出給干擾功率估計(jì)模塊207以進(jìn)行干擾功率估計(jì)。
瑞克接收處理模塊204還包括兩組復(fù)數(shù)共軛乘法器CMULT_1_1……CMULT_1_L和CMULT_2_1……CMULT_2_L，它們用于執(zhí)行信道估計(jì)值的共軛與數(shù)據(jù)解擴(kuò)處理模塊的輸出數(shù)據(jù)之間的復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算。
瑞克接收處理模塊204還包括三個(gè)加法運(yùn)算模塊ADD1、ADD2和ADD3。ADD1執(zhí)行針對(duì)第一根天線的各路徑的經(jīng)過(guò)相位補(bǔ)償處理后的輸出信號(hào)進(jìn)行累加，ADD2執(zhí)行針對(duì)第二根天線的各路徑的經(jīng)過(guò)相位補(bǔ)償處理后的輸出信號(hào)進(jìn)行累加，ADD3則執(zhí)行ADD1和ADD2的輸出信號(hào)的累加。
以上瑞克接收處理模塊204中包含了天線分集模式下對(duì)來(lái)自兩根天線的信號(hào)的處理，如果基站工作在非天線分集模式下的話，移動(dòng)終端可以關(guān)閉針對(duì)來(lái)自第二根天線的信號(hào)處理的模塊，而只對(duì)來(lái)自第二根天線的信號(hào)進(jìn)行處理。
以下首先參考

在非天線分集模式下本發(fā)明的干擾信號(hào)功率估計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。首先如附圖3進(jìn)入天線201的寬帶射頻信號(hào)首先進(jìn)行經(jīng)過(guò)射頻和中頻處理，其中包括由AGC放大器202進(jìn)行放大處理。對(duì)于本領(lǐng)域的有經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)說(shuō)，應(yīng)該能夠理解射頻和中頻處理的基本知識(shí)，所以在附圖3中沒(méi)有給出相應(yīng)模塊，這里也省略其具體描述。經(jīng)過(guò)射頻和中頻處理后的模擬基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字基帶信號(hào)，該數(shù)字基帶信號(hào)輸出由AGC控制模塊205計(jì)算當(dāng)前的信號(hào)平均功率，并據(jù)此計(jì)算AGC放大器202的增益控制信號(hào)以調(diào)節(jié)AGC放大器202的增益從而保持A/D變換器輸出的數(shù)字基帶信號(hào)的平均功率基本保持恒定。該恒定平均功率目標(biāo)通常被稱為參考功率或者參考電平，此處記為IREF，該參考電平通常是在移動(dòng)終端接收機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)確定好的，所以在干擾信號(hào)功率計(jì)算中可以作為已知信號(hào)使用。如附圖3所示，將AGC控制模塊205所輸出的增益控制信號(hào)所代表的增益記為GAGC，則可以得到天線201所接收到的寬帶信號(hào)的總功率為I^O=IREF/GAGC]]>----公式(5)前述數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)入瑞克接收處理模塊204進(jìn)行解調(diào)處理，包括解擾處理、解擴(kuò)處理、信道估計(jì)、最大比合成等處理。這里假定移動(dòng)終端已經(jīng)通過(guò)小區(qū)搜索處理獲取了自基站的擾碼，并且經(jīng)過(guò)多徑搜索處理已經(jīng)確定了各路徑的延遲時(shí)間信息。
首先移動(dòng)終端在瑞克接收處理模塊對(duì)第一公共控制信道(PCCPCH)進(jìn)行解調(diào)處理，并將解調(diào)結(jié)果輸出給廣播信道解碼處理和公共信息提取模塊206，對(duì)第一公共控制信道(PCCPCH)中所包含的廣播信道進(jìn)行解碼處理并且提取出其中的系統(tǒng)信息，這些系統(tǒng)信息包括公共導(dǎo)頻信道在基站發(fā)射的信號(hào)的總功率中所占的比例CPICH_Ec/Ior。CPICH_Ec/Ior輸出給干擾功率估計(jì)模塊207用于干擾功率的計(jì)算。
接下來(lái)移動(dòng)終端利用瑞克接收處理模塊對(duì)面向自己的專用物理信道進(jìn)行解調(diào)處理。在解調(diào)過(guò)程中所計(jì)算的基于CPICH的信道估計(jì)值CHE_1(1)……CHE_1(L)則輸出給干擾功率估計(jì)模塊207用于干擾功率的計(jì)算。如本領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的工程師所熟知的那樣，基于CPICH的信道估計(jì)值包含了各路徑的接收信號(hào)中CPICH信號(hào)的幅度估計(jì)以及相位偏轉(zhuǎn)估計(jì)值，因此可以得到IC1(l)＝|CHE_1(l)|2/SFCPICH----公式(6-1)這里SFCPICH表示CPICH的擴(kuò)頻系數(shù)，公式(6-1)中包含的含義是信號(hào)功率在經(jīng)過(guò)解擴(kuò)處理后增大了相當(dāng)于擴(kuò)頻系數(shù)的倍數(shù)。由于前述CPICH_Ec/Ior表示的在基站發(fā)送信號(hào)時(shí)公共導(dǎo)頻信道在基站發(fā)射的信號(hào)的總功率中所占的比例關(guān)系在信號(hào)傳播過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變化，因此可以得到
I^OR1(l)=IC1(l)/CPICH_Ec/Ior]]>=|CHE_1(l)|2/(SFCPICH*CPICH_Ec/Ior)]]>----公式(6-2)干擾功率計(jì)算模塊207接收來(lái)自廣播信道解碼以及公共信息提取模塊206所輸出的公共信道的CPICH_Ec/Ior、瑞克接收模塊204所輸出的各路徑的信道估計(jì)結(jié)果CHE_1(1)……CHE_1(L)、以及AGC控制模塊205所輸出的AGC增益控制信號(hào)GAGC，基于這些輸入數(shù)據(jù)以及已知的AGC控制環(huán)路的參考功率IREF，并結(jié)合公式(4-2)、公式(5)和公式(6-2)，即可計(jì)算出各路徑的非正交干擾信號(hào)功率，如下所示INORTH(l)=I^O-I^OR1(l)]]>=IREF/GAGC-|CHE_1(l)|2/(SFCPICH*CPICH_Ec/Ior)]]>----公式(7)以下參考

在天線分集模式下各路徑的非正交干擾信號(hào)功率方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。在天線分集模式下，到A/D轉(zhuǎn)換器203的輸出端為止的處理與非天線分集模式下的處理完全一樣，即前述公式(5)對(duì)于天線分集模式下的處理仍然有效。
前述數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)入瑞克接收處理模塊204進(jìn)行解調(diào)處理，包括解擾處理、解擴(kuò)處理、信道估計(jì)、最大比合成等處理。這里假定移動(dòng)終端已經(jīng)通過(guò)小區(qū)搜索處理獲取了自基站的擾碼，并且經(jīng)過(guò)多徑搜索處理已經(jīng)確定了各路徑的延遲時(shí)間信息。在天線分集模式下的瑞克接收處理與非天線分集模式下的瑞克接收處理的區(qū)別在于信道估計(jì)需要對(duì)兩根天線的信號(hào)分別進(jìn)行，而且最大比合成不僅包括各天線以內(nèi)的各路徑之間的合成，也包括兩根天線之間的信號(hào)的合成。這種區(qū)別對(duì)于本領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的工程師是常識(shí)性的，這里不作詳細(xì)描述。
首先移動(dòng)終端在瑞克接收處理模塊對(duì)第一公共控制信道(PCCPCH)進(jìn)行解調(diào)處理，并將解調(diào)結(jié)果輸出給廣播信道解碼處理和公共信息提取模塊206，對(duì)第一公共控制信道(PCCPCH)中所包含的廣播信道進(jìn)行解碼處理并且提取出其中的系統(tǒng)信息，這些系統(tǒng)信息包括公共導(dǎo)頻信道在基站發(fā)射的信號(hào)的總功率中所占的比例CPICH_Ec/Ior。CPICH_Ec/Ior輸出給干擾功率估計(jì)模塊207用于干擾功率的計(jì)算。
接下來(lái)移動(dòng)終端利用瑞克接收處理模塊對(duì)面向自己的專用物理信道進(jìn)行解調(diào)處理。在解調(diào)過(guò)程中所計(jì)算的基于CPICH的信道估計(jì)值CHE_1(1)……CHE_1(L)和CHE_2(1)……CHE_2(L)則輸出給干擾功率估計(jì)模塊207用于干擾功率的計(jì)算。如本領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的工程師所熟知的那樣，基于CPICH的信道估計(jì)值包含了各路徑的接收信號(hào)中CPICH信號(hào)的幅度估計(jì)以及相位偏轉(zhuǎn)估計(jì)值，因此可以得到IC1(l)＝|CHE_1(l)|2/SFCPICH----公式(8-1)IC2(l)＝|CHE_2(l)|2/SFCPICH----公式(8-2)這里SFCPICH表示CPICH的擴(kuò)頻系數(shù)，公式(6-1)中包含的含義是信號(hào)功率在經(jīng)過(guò)解擴(kuò)處理后增大了相當(dāng)于擴(kuò)頻系數(shù)的倍數(shù)。由于前述CPICH_Ec/Ior表示的在基站發(fā)送信號(hào)時(shí)公共導(dǎo)頻信道在基站發(fā)射的信號(hào)的總功率中所占的比例關(guān)系在信號(hào)傳播過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變化，因此可以得到I^OR1(l)=IC1(l)/CPICH_Ec/Ior]]>=|CHE_1(l)|2/(SFCPICH*CPICH_Ec/Ior)]]>----公式(8-3)I^OR2(l)=IC2(l)/CPICH_Ec/Ior]]>=|CHE_2(l)|2/(SFCPICH*CPICH_Ec/Ior)]]>----公式(8-4)干擾功率計(jì)算模塊207接收來(lái)自廣播信道解碼以及公共信息提取模塊206所輸出的公共信道的CPICH_Ec/Ior、瑞克接收模塊204所輸出的各路徑的信道估計(jì)結(jié)果CHE_1(l)、以及AGC控制模塊205所輸出的AGC增益控制信號(hào)GAGC，基于這些輸入數(shù)據(jù)以及已知的AGC控制環(huán)路的參考功率IREF，并結(jié)合公式(4-4)、公式(5)和公式(8-3)、公式(8-4)，即可計(jì)算出各路徑的非正交干擾信號(hào)功率，如下所示INORTH(l)=I^O-I^OR1(l)-I^OR2(l)]]>=IREF/GAGC-(|CHE_1(l)|2+|CHE_2(l)|2)/(SFCPICH*CPICH_Ec/Ior)]]>----公式(9)以上以WCDMA系統(tǒng)為例說(shuō)明了本發(fā)明所提供的移動(dòng)終端對(duì)多徑接收信號(hào)中各路徑的干擾信號(hào)功率的估計(jì)方法，但是應(yīng)該理解這一估計(jì)方法在任何采用正交擴(kuò)頻碼對(duì)不同物理信道進(jìn)行擴(kuò)頻處理以實(shí)現(xiàn)物理信道復(fù)用寬帶碼分多址通信系統(tǒng)都是適用的。另外，本發(fā)明雖然只對(duì)基站只用一根天線發(fā)送信號(hào)的情況以及用兩根天線發(fā)送信號(hào)的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但是應(yīng)該理解即便基站用多于兩根天線發(fā)送信號(hào)的情況也是適用的，只要各天線所發(fā)送的公共導(dǎo)頻信道采用了相互正交的導(dǎo)頻模式用于區(qū)分各天線的信號(hào)即可。
權(quán)利要求
1.一種寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)方法，其特征在于，它包括如下步驟第一步，接收寬帶擴(kuò)頻信號(hào)，并計(jì)算所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率；第二步，對(duì)所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行多徑信號(hào)識(shí)別和分離；第三步，解調(diào)所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)中所包含的公共廣播信道，以提取公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息；第四步，對(duì)所述各多徑信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)并基于公共導(dǎo)頻信道進(jìn)行各路徑的信道估計(jì)，然后根據(jù)所述各信道估計(jì)值計(jì)算各多徑信號(hào)中公共導(dǎo)頻信道的平均功率；第五步，根據(jù)所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率、公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息、各多徑信號(hào)中公共導(dǎo)頻信道的平均功率計(jì)算各路徑的非正交干擾信號(hào)功率。
2.一種寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)的裝置，其特征在于，它包括一個(gè)自動(dòng)增益控制模塊，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)對(duì)接收到的寬帶輸入信號(hào)的增益，以保持后續(xù)信號(hào)處理模塊的輸入信號(hào)的平均功率保持在一個(gè)基本恒定的水平，并且根據(jù)其所確定的增益以及輸出信號(hào)平均功率來(lái)計(jì)算接收寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率；一個(gè)瑞克接收模塊，用于該寬帶擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行多徑信號(hào)識(shí)別和分離，以及對(duì)各多徑信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)、解調(diào)，并基于公共導(dǎo)頻信道進(jìn)行各路徑的信道估計(jì)；一個(gè)公共廣播信道解碼處理模塊，用于提取公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息；一個(gè)干擾功率估計(jì)模塊，用于根據(jù)所述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率、公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息、各路徑的信道估計(jì)值計(jì)算各路徑的非正交干擾信號(hào)功率。
3.如權(quán)利要求2所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)的裝置，其特征在于，所述的瑞克接收模塊包括一組路徑信號(hào)處理單元，路徑信號(hào)處理單元的個(gè)數(shù)與多徑信號(hào)中所識(shí)別和分離出的路徑個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)。
4.如權(quán)利要求3所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)的裝置，其特征在于，每一所述路徑信號(hào)處理單元包括一個(gè)導(dǎo)頻信道解擴(kuò)處理模塊，負(fù)責(zé)對(duì)公共導(dǎo)頻信道的接收信號(hào)進(jìn)行解擾和解擴(kuò)處理；一個(gè)數(shù)據(jù)信道解擴(kuò)處理模塊，負(fù)責(zé)對(duì)作為解調(diào)處理對(duì)象的物理信道的信號(hào)解擴(kuò)和解擾處理；一個(gè)信道估計(jì)模塊，執(zhí)行信道估計(jì)處理。
5.如權(quán)利要求2-4任一項(xiàng)所述的寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)的裝置，其特征在于，所述瑞克接收處理模塊還包括三個(gè)加法運(yùn)算模塊，第一個(gè)加法運(yùn)算模塊執(zhí)行針對(duì)第一根天線的各路徑的經(jīng)過(guò)相位補(bǔ)償處理后的輸出信號(hào)進(jìn)行累加，第二個(gè)加法運(yùn)算模塊執(zhí)行針對(duì)第二根天線的各路徑的經(jīng)過(guò)相位補(bǔ)償處理后的輸出信號(hào)進(jìn)行累加，第三個(gè)加法運(yùn)算模塊則執(zhí)行第一個(gè)加法運(yùn)算模塊和第二個(gè)加法運(yùn)算模塊的輸出信號(hào)的累加。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種寬帶碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)中非正交干擾估計(jì)方法及裝置，它能夠提供足夠的估計(jì)精度并且具有較低運(yùn)算復(fù)雜度。它計(jì)算寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率、提取公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息、根據(jù)各信道估計(jì)值計(jì)算各多徑信號(hào)中公共導(dǎo)頻信道的平均功率，然后根據(jù)上述寬帶擴(kuò)頻信號(hào)的平均功率、公共導(dǎo)頻信道的發(fā)送功率信息、各多徑信號(hào)中公共導(dǎo)頻信道的平均功率，以通過(guò)專門(mén)的干擾功率估計(jì)模塊計(jì)算計(jì)算各路徑的非正交干擾信號(hào)功率。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1980077SQ20051011088
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者陳小元, 劉鐵 申請(qǐng)人:上海明波通信技術(shù)有限公司