專利名稱：電信系統(tǒng)及其傳輸信道特性的估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種規(guī)定由發(fā)射機(jī)通過一個信道發(fā)送到接收機(jī)的信道 估計序列。這要樣一種序列，例如，被用在一種估計傳輸信道的方法 中，這也是本發(fā)明的目的。這種信道估計方法的結(jié)果是在具有單路徑 或多路徑信道的情況下，不同路徑的延時，相位和衰減的一種最佳估 計。正如以下將會理解的那樣，這種最佳估計是在帶有當(dāng)信道估計序 列被構(gòu)成的確定和選取的持續(xù)時間的時間窗內(nèi)獲得的。
背景技術(shù)：
在一種遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中，信息借助于信道在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間 流動。圖1示出一種時間上離散的，借助于傳輸信道3在發(fā)射機(jī)1和 接收機(jī)2之間的傳輸鏈模型。 一般地說，傳輸信道可對應(yīng)于不同的物 理媒介，無線電，電纜，光，等，并對應(yīng)于不同的環(huán)境，固定的或移 動通信，衛(wèi)星，海底電纜，等。由于發(fā)射機(jī)1發(fā)送的波可能經(jīng)受許多反射，信道3是一種所謂的 多徑信道，因為在發(fā)射機(jī)1和接收機(jī)2之間通常有障礙物，這導(dǎo)致沿 著幾個路徑傳播的波的反射。 一個多徑信道通常被模型化為如圖1所 示，也就是說，它由具有串聯(lián)的L個盒(在此L-5)的移位寄存器30 組成，用下標(biāo)K表示，可取值1和L之間，每次一個符號到達(dá)其入口 時，其內(nèi)容在圖1中向右滑動。從下標(biāo)K的每個盒的出口經(jīng)過一個濾 波器31，表示經(jīng)受干擾，其作用是對幅度衰減ak，給出相移ou和延時 r"然后將每個濾波器31的輸出在相加器32中相加。將這樣所得到的 總的脈沖響應(yīng)標(biāo)記為h (n)。該信道的這種脈沖響應(yīng)h (n)可寫成以 下形式/"")-;^("-W'
其中5 (n)表示狄拉克(Dirac)脈沖，5 ( n-rO表示值rk的 一個延時函數(shù)。將相加器32的輸出供給相加器33的輸入，以便加上用由高斯噪 聲w (n)模型化的隨機(jī)信號，它相應(yīng)于在遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中存在的熱噪 聲。將會理解，如果發(fā)射機(jī)l發(fā)送信號e(n)，由接收機(jī)2接收到的信 號r(n)可寫成以下形式=e(") * 2 a, - G V。'十—) 算子*表示巻積， 一般地說由下式定義為了抵消在由發(fā)射機(jī)1發(fā)送的信號e(n)中引起的畸變，必須每次 確定或估計信道3的特性，也就是說，估計圖1所示的信道3的模型 的所有系數(shù)ak，n和ou。必須依據(jù)信道特性變化的速度，以或多或少的頻度重復(fù)這種估計的運算。一種估計信道的普遍方法包括使得由發(fā)射機(jī)1發(fā)送預(yù)先確定并 對接收機(jī)2已知的導(dǎo)頻信號e(h);和，例如，借助于一種非周期性的 相關(guān)，比較在接收機(jī)2中接收到的信號r(n)，通過預(yù)期的操作，以導(dǎo) 出發(fā)射機(jī)1與接收機(jī)2之間信道3的特性。應(yīng)該說明，兩個長度N的信號的非周期性相關(guān)具有總長度為2N-1，利用巻積，對于兩個有限長度N的信號a(n)和b(n)，由下式表達(dá):<formula>formula see original document page 5</formula>其中對于指數(shù)的符號*標(biāo)記復(fù)共軛運算。非周期性相關(guān)運算的結(jié)果構(gòu)成了該信道脈沖響應(yīng)的估計。 由接收機(jī)2接收到的信號r (n)與由發(fā)射機(jī)1發(fā)送并對接收機(jī)2已 知的信號e(n)的非周期性相關(guān)因而可被寫成如下<formula>formula see original document page 5</formula>在實踐中，由發(fā)射機(jī)l發(fā)送的序列e(n)將被這樣選取，使得自相 關(guān)(p"e(n)趨向于K ■ 5(n)， K是一個實數(shù)，且(p 。， * (n) / <p e， e (n)趨于 0。則由于非周期性相關(guān)可被寫成<formula>formula see original document page 5</formula>因為(P^(n)與(p^(n)相比是可忽略不計的，因而可寫成<formula>formula see original document page 5</formula>則可看到，考慮以上的假設(shè)，由接收機(jī)2接收到的信號r(n)與由 發(fā)射機(jī)1發(fā)送并對接收機(jī)2已知的信號e(n)的非周期性相關(guān)的結(jié)果構(gòu) 成對信道3的脈沖響應(yīng)的估計。已經(jīng)可以指明，對于非周期性相關(guān)函數(shù)(Pe,e(n) =K5 (n)沒有唯一 的序列e(n)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于利用一對互補(bǔ)的序列，它們具有這樣的性 質(zhì)，它們的非周期性自相關(guān)之和是一個完全的狄拉克函數(shù)。如果將兩個互補(bǔ)的序列稱為s (n)和g(n) , n=0， 1，…，N-1，因而 根據(jù)定義可寫成幾種方法在用于構(gòu)成這樣的互補(bǔ)序列的文獻(xiàn)中是已知的Golay 互補(bǔ)序列，多相互補(bǔ)序列，Welti序列，等。因此本發(fā)明的目的是提議一種利用互補(bǔ)序列估計傳輸或遠(yuǎn)程通信 信道的方法。更精確地說，本發(fā)明的目的是提議一種信道估計序列，規(guī)定由發(fā) 射機(jī)通過一個信道發(fā)送到接收機(jī)，使得它可以實現(xiàn)一種信道估計方 法，所述的信道估計序列由分別由兩個互補(bǔ)序列組成的兩個級聯(lián)序列 組成，至于信道估計方法，包括在發(fā)射機(jī)側(cè)，發(fā)送所述的信道估計序 列，和在接收機(jī)側(cè)，將所述的接收到的信號與所述的互補(bǔ)序列中的第 一個相關(guān)，將所述的接收到的信號與所述的被延時的互補(bǔ)序列中的第 二個相關(guān)，將所述的兩個相關(guān)的結(jié)果相加，并從該所述的相關(guān)過程的 結(jié)果得到所述的信道的所述的特性。依據(jù)本發(fā)明，所述的兩個互補(bǔ)序列通過外延被周期性地延伸，該 外延構(gòu)成它們的起始部分和/或結(jié)束部分的復(fù)制品，并將其分別在該序 列的末端和/或起點上級聯(lián)。依據(jù)本發(fā)明的另一個特性。所述的外延的長度是這樣的，使它們 的和大于或等于該信道的長度。依據(jù)本發(fā)明的又一特性，所述的外延的長度等于相同的值。本發(fā)明也涉及一種估計在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間傳輸信道的特性的 方法，實施一種剛描述過的信道估計序列。


圖2是由傳輸系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)發(fā)送的，依據(jù)本發(fā)明的一種信道估計 序列的示意圖，和圖3是依據(jù)本發(fā)明的一種相關(guān)設(shè)備的方框圖。
具體實施方式
依據(jù)本發(fā)明，信道估計序列SE由兩個級聯(lián)的，分別由兩個互補(bǔ)序 列s和g組成的序列S和G組成(第二序列G在時間上推移第一序列S 的長度)。例如，所述的兩個序列s和g是Golay互補(bǔ)序列，或多相互補(bǔ)序 列，或Welti序列，等。 一般地說，它們是互補(bǔ)的，因為它們的非周 期性自相關(guān)之和是一個完全的狄拉克函數(shù)，因此它們滿足以下等式^ +&>) = "(") (1) 每個互補(bǔ)序列s和g具有長度為N。因而它們可被寫成j -& &…5w〉 和依據(jù)本發(fā)明，為了獲得序列S和G，序列s和g被通過外延延伸， 外延是由分別在序列的結(jié)束和/或起始級聯(lián)的它們的起始部分和/或結(jié) 束部分的復(fù)制品組成。在圖2所示的實施方案中，序列s和g分別通過外延e/，e/和 e人e^被周期性地延伸到右面和左面。外延e/，e/是序列s和g的各 自的結(jié)束部分的復(fù)制品。至于外延e/和egd,它們是相同的序列s和g 各自的起始部分的復(fù)制品。外延的長度是，例如，Kf和Kd,依據(jù)圖2中所示的實施方案，長 度r和Kd等于相同的值K。這樣，在圖2的特定的實施方案中，外延可被寫成如下 e/= …，應(yīng)該指出，在特定的實施方案中，或者長度Kf或者長度f可為零。在圖3中，由接收機(jī)2接收到的信號r(n)—方面被施加到第一相 關(guān)器21，另一方面被施加到第二相關(guān)器22。第一相關(guān)器21建立信號 r(n)與序列s(n)的相關(guān)，被用于產(chǎn)生信道估計序列SB，而第二相關(guān)器 22建立相同的信號r(n)與另一個序列g(shù)(n)的相關(guān)，也服務(wù)于產(chǎn)生在 延時23中以前被延時的信道估計序列SB，通過被加到第一序列s(n) 的左邊外延e/和第二序列g(shù) (n)的右邊外延e/的長度C和Kf的第一序 列s(n)的長度N之和實現(xiàn)延時。這樣，第一相關(guān)器21實現(xiàn)相關(guān)函數(shù)(p (r(n)，s(n)),而第二相關(guān)器22實現(xiàn)函數(shù)(p (r (n) ， g (n-N-Kd-Kf))。第一和第二相關(guān)器21和22的各自的輸出被連到相加器24的各自 的輸入，然后支付以下的相關(guān)信號PCr,s,g尸Cr.w = p(r(")，j(")) + p(r(")，g(" —W-ATrf可以表明，在理論上這個相關(guān)信號，在窗[-Kf，n中，在一個常數(shù)范圍內(nèi)，是一個狄拉克脈沖。這是因為，其中r-Kd-K，這個相關(guān)信號可被寫成尸C", (") "(e(")， j("》+g(" - W - 2")=s(")) +伊(S("), g(" - W - 2f)) +_ W — 2A:、 + p - W - 2AT),g(" 一 AT 一然而，等式的第二部分的項中每一個是長度2 (N + K)-1，這意味 著互相關(guān)項(P (S (n) ， g(n-N-2K))和(p c (G ( n-N-2K ) ,s (n))
為0，對于n6[-K，K]， K〈N。因此，在間隔[-K，K]中，K<N時，相關(guān) 信號被簡化為尸C".f (") = W(")J("》+ P - 2《),g(" - // - 2iQ) 10S"("),s(")) + 一("),g(")) L'(") +伊g,豕(")而且， 一般地說，相關(guān)信號PCr，u的長度等于2N + Kf+Kd-1。 實際上，從包括在相關(guān)信號中的分析窗[_Kf， Kd]內(nèi)相關(guān)信號PCr， s,g 的峰值位置，可以確定由接收機(jī)2接收到的信號r(n)的時間位置，換 句話說，可以確定由信道3產(chǎn)生的延時r"在分析窗中的峰值特性也 使確定信道3的其他特性，也就是由信道3產(chǎn)生的衰減aic和相移ou， 成為可能。如果分析窗[-Kf， Kd]的寬度(Kf+Kd)大于或等于信道3的長 度L，可以精確地確定所有路徑的所有接收到的信號r(n)的時間位置。 在這個分析窗之外，也可以確定接收到的信號的位置，但是不太精確。當(dāng)窗[-r，n的寬度(ir+r1)小于長度L時，可以實施這樣一種在窗[-Kf,Kl外的分析。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射機(jī)，其配置為發(fā)送用以估計該發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間傳輸信道特性的信道估計序列，所述信道估計序列包括級聯(lián)序列S和G，所述級聯(lián)序列S包括一個序列s，且包括外延esf和esd其中至少之一，所述外延esf包括所述序列s后面部分的拷貝，而所述外延esd包括所述序列s前面部分的拷貝；所述級聯(lián)序列G包括一個互補(bǔ)序列g(shù)，且包括外延egf和egd其中至少之一，所述外延egf包括所述序列g(shù)后面部分的拷貝，而所述外延egd包括所述序列g(shù)前面部分的拷貝，其中，所發(fā)送的信道估計序列s、g分別在接收側(cè)被相關(guān)，并且相關(guān)結(jié)果彼此相加。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述序列s和g均是 Golay序列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種規(guī)定由發(fā)射機(jī)(1)通過信道(3)發(fā)送到接收機(jī)(2)的信道估計序列，使它能夠?qū)崿F(xiàn)一種信道估計方法，所述的信道估計序列由兩個級聯(lián)的序列(S和G)組成，它們分別包括兩個互補(bǔ)序列(s和g)，所述的信道估計方法包括在發(fā)射機(jī)側(cè)，發(fā)送所述的信道估計序列；和在接收機(jī)側(cè)的一個相關(guān)過程，包括將所述的接收信號與所述的互補(bǔ)序列中的第一個(s)相關(guān)，將所述的接收信號與所述的互補(bǔ)序列中的第二個(g)，被延時的相關(guān)，將所述的兩個相關(guān)結(jié)果相加，并從所述的相關(guān)過程結(jié)果導(dǎo)出所述的信道(3)的所述的特性。依據(jù)本發(fā)明，將所述的兩個互補(bǔ)序列(s和g)通過外延(e_s^f，e_s^d和e_g^f，e_g^d)周期性地延伸，該外延構(gòu)成在序列的結(jié)束和/或起始上被分別級聯(lián)的它們的起始部分和/或結(jié)束部分的復(fù)制品。本發(fā)明還涉及利用這種信道估計序列的信道估計方法。
文檔編號H04L27/00GK101150548SQ20071018228
公開日2008年3月26日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月2日
發(fā)明者B·杰喬西, M·魯多爾夫 申請人:三菱電機(jī)株式會社