專利名稱：Tdd-ofdma系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，更進一步涉及時分復(fù)用正交頻分多址接入(TimeDivision Duplex Orthogonal Frequency Division Multiple Access， TDD-OFDMA)系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法及裝置。本發(fā)明可用于全球微波接入互操作 (fforldwidelnteroperability for Microwave Access, WiMax)以及長期演進計戈丨J (Long TermEvolution, LTE)等系統(tǒng)的測距發(fā)端模塊中，實現(xiàn)用戶到網(wǎng)絡(luò)的測距過程。
背景技術(shù)：
測距是WiMax系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)中用戶接入網(wǎng)絡(luò)的重要過程，通過測距過程，用戶的接入信號被基站檢測到，并獲得正確的時偏和發(fā)射功率調(diào)整量，從而消除遠(yuǎn)近效應(yīng)，建立上行鏈路的同步。而未來的移動通信系統(tǒng)將更多地應(yīng)用微蜂窩甚至微微蜂窩，在微型蜂窩中， 建筑物非常密集，移動臺和基站之間基本不存在視距傳播路徑，無線信道的多徑效應(yīng)會非常明顯，通信質(zhì)量也會遭受嚴(yán)重的信道頻率選擇性的影響，測距過程也不例外。因此，在測距模塊中，需要解決在嚴(yán)重的頻率選擇性信道中用戶的測距問題。浙江大學(xué)在提出的專利申請“一種上行測距方法、裝置以及基站”(申請日 2006. 11. 22，申請?zhí)?00610144929,公告號CNlOl 193398A)中公開了一種對應(yīng)于時域相關(guān)檢測方法的自適應(yīng)門限設(shè)置方法和裝置，用來解決相關(guān)檢測方法中設(shè)置固定門限帶來的對 SNR和多用戶干擾魯棒性不高的問題。該方法的實施步驟是第一，根據(jù)小區(qū)的具體情況， 假定一個同時接入網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量最大值；第二，在頻域?qū)?yīng)所有碼字和可能時延形成本地信號與接收信號相關(guān)，對應(yīng)于每一個碼字得到其相關(guān)的最大值，形成一個最值數(shù)組，并記錄數(shù)組中每個最值對應(yīng)的時延；第三，從最值數(shù)組中，按從大到小的順序，篩選出與用戶數(shù)量最大值個數(shù)相同的碼字，這些碼字稱作篩選碼字，然后對數(shù)組中的其他值求平均，作為門限下限；第四，對應(yīng)于這些篩選碼字，用它們各自的最值與碼字理想相關(guān)峰值的乘積再開根號作為門限上限，這些門限上限與剛才的門限下限的平均值即作為篩選碼字各自的自適應(yīng)門限；第五，用這些門限與篩選碼字的最值作比較，如果碼字的最值大于門限，則判定該碼字有效，第一步中記錄的對應(yīng)的時延即為該碼字的時延。該方法改善了固定門限帶來的問題，通過自適應(yīng)計算門限的方法，大大提高了頻率相關(guān)檢測方法對SNR和多用戶干擾的魯棒性，使得原有方法的適用性更廣。該方法和裝置的不足之處在于，它沒有考慮頻率選擇性信道的影響，如果信道的頻率選擇性很強，測距信號的相關(guān)性受到信道的影響過大，相關(guān)峰值有可能淹沒在噪聲和干擾之下，這樣的話，不論門限如何設(shè)定，測距性能也不會有所改善。因此，該方法和裝置并沒有從本質(zhì)上解決頻率選擇性信道對測距性能的影響。上海睿智通無線技術(shù)有限公司在提出的專利申請“一種正交頻分多址接入系統(tǒng)測距信號處理方法以及系統(tǒng)”(申請日2007.9. 11，申請?zhí)?00710045820. 2，公開號 CN101388712A)中公開了一種利用頻域差分互相關(guān)函數(shù)以及兩個篩選門限的方法和系統(tǒng)， 用來解決傳統(tǒng)頻域差分檢測方法難以實際應(yīng)用的問題。該方法的實施步驟是第一，計算測距信道內(nèi)相鄰子載波的頻域差分互相關(guān)函數(shù)；第二，計算出第一篩選門限并篩選出候選碼字集合并計算出預(yù)估定時偏差；第三，計算出測距碼頻域序列與本地測距碼的互相關(guān)函數(shù)； 第四，計算出第二篩選門限，確定實際定時偏差和有效測距碼。該方法在一定程度上能夠緩解信道的頻率選擇性影響，通過擴大碼字篩選范圍提高碼字檢測性能并解決了利用相關(guān)函數(shù)的相位進行定時估計時的相位反轉(zhuǎn)問題，提高了定時估計的精度。該方法和系統(tǒng)的不足之處在于，由于碼字之間的互相關(guān)不可能是理想的零互相關(guān)，在嚴(yán)重的頻率選擇性信道中，用戶的碼字嚴(yán)重畸變，差分互相關(guān)檢測方法并不能夠消除信道的頻率選擇性，反而會在差分處理當(dāng)中引入更多的干擾，其效果不能滿足實際工程的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種TDD-0FDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法及裝置，可以利用TDD系統(tǒng)上下行信道的互易性，克服非快變頻率選擇性信道對測距碼正交性的影響，提高測距碼的檢測概率及時偏估計的精確度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明方法的思路是如果信道是非快變的，預(yù)均衡信號可以利用上下行信道的互易性，利用下行信道估計來補償上行頻率選擇性信道，保證測距碼的正交性；由于發(fā)射信號是功率受限的，限幅處理用來防止預(yù)均衡測距碼中某個子載波消耗大部分的功率，卻對接收端的相關(guān)處理貢獻較小的問題；初始功率控制用來彌補信道帶來的功率波動，使得各個測距信號以大致相同的功率到達(dá)接收端，消除遠(yuǎn)近效應(yīng)。本發(fā)明方法的實現(xiàn)步驟如下(1)下行幀的信道估計la)從接收到的系統(tǒng)下行幀中取出導(dǎo)頻；lb)估計導(dǎo)頻中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位置上的信道；Ic)利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)位置上的信道估計，得到所有測距子載波上的信道估計；(2)預(yù)均衡2a)將模值為零的信道估計用相鄰的測距子載波上模值不為零的信道估計替代；2b)按照下式獲得預(yù)均衡信號
權(quán)利要求
1. ー種TDD-OFDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法，其步驟包括如下(1)下行幀的信道估計la)從接收到的系統(tǒng)下行幀中取出導(dǎo)頻； lb)估計導(dǎo)頻中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)位置上的信道；Ic)利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)位置上的信道估計，得到所有測距子載波上的信道估計；(2)預(yù)均衡2a)將模值為零的信道估計用相鄰的測距子載波上模值不為零的信道估計替代； 2b)按照下式獲得預(yù)均衡信號
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TDD-0FDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法，其特征在于，步驟lb)中所述的導(dǎo)頻中的訓(xùn)練數(shù)據(jù)覆蓋整個傳輸帶寬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TDD-0FDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法，其特征在于，步驟lb)中所述的估計信道的方法是最小二乘法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TDD-0FDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法，其特征在于，步驟Ic)中所述的測距子載波上的信道估計通過線性內(nèi)插得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TDD-0FDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法，其特征在于，步驟4a)中所述的限幅處理方法是第一步，通過虛警概率與漏檢概率的折中得到限幅門限， 第二步，用限幅門限給預(yù)均衡測距碼限幅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TDD-0FDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法，其特征在于，步驟4a)中所述的限幅處理方法是第一步，通過虛警概率與漏檢概率的折中得到限幅因子， 第二步，在預(yù)均衡測距碼的分母加上限幅因子進行限幅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TDD-0FDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法，其特征在于，步驟6a)中的初始發(fā)射功率通過步驟2b)中信道估計的子載波平均功率確定，使其倒數(shù)與最大允許發(fā)射功率作比較，如果小于最大允許發(fā)射功率，則以信道估計的子載波平均功率的倒數(shù)作為發(fā)射功率，否則，則以最大允許發(fā)射功率作為發(fā)射功率。
8.一種TDD-0FDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端裝置，包括6個模塊下行幀信道估計模塊， 預(yù)均衡模塊，碼字映射模塊，限幅模塊，IFFT模塊，初始功率控制模塊，各模塊之間通過信號傳輸線相連，其中所述的下行幀信道估計模塊，用于下行信道估計及內(nèi)插，實現(xiàn)測距子載波上的下行信道估計；所述的預(yù)均衡模塊，用于對測距子載波上的信道估計進行處理，實現(xiàn)預(yù)均衡信號的生成；所述的碼字映射模塊，用于隨機選擇測距碼并映射在測距子載波上，實現(xiàn)測距碼的預(yù)均衡；所述的限幅模塊，用于削減預(yù)均衡信號的過大幅度，實現(xiàn)預(yù)均衡信號的限幅處理； 所述的工FFT變換模塊，用于對限幅信號做IFFT變換，實現(xiàn)信號從頻域到時域的功率無損變換；所述的初始功率控制模塊，用于調(diào)整信號時域的發(fā)射功率，實現(xiàn)初始功率控制。
全文摘要
本發(fā)明公開一種TDD-OFDMA系統(tǒng)中測距過程的發(fā)端方法及裝置，主要解決現(xiàn)有技術(shù)的測距性能受信道的頻率選擇性以及遠(yuǎn)近效應(yīng)影響較大的問題。其測距步驟包括(1)下行幀的信道估計；(2)預(yù)均衡；(3)碼字映射；(4)限幅處理；(5)IFFT變換；(6)初始功率控制。其測距裝置包括下行幀信道估計模塊，預(yù)均衡模塊，碼字映射模塊，限幅模塊，IFFT模塊，初始功率控制模塊。本發(fā)明具有能夠消除遠(yuǎn)近效應(yīng)并在非快變的頻率選擇性信道中保持測距碼正交性的優(yōu)點，適用于時分復(fù)用的WiMax或LTE系統(tǒng)測距過程的發(fā)端。
文檔編號H04L27/26GK102404269SQ20111036647
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者任光亮, 張會寧, 王奇?zhèn)?申請人:西安電子科技大學(xué)