[發(fā)明專利]TD-HSPA+下行鏈路的快速時(shí)變信道估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110141749.4
• 申請日: 2011-05-30
• 公開（公告）號: CN102209054A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 古強(qiáng);許小東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 汪祥虬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)高速分組接入技術(shù)增強(qiáng)(TD-HSPA+)的下行鏈路的快速時(shí)變信道估計(jì)方法。

背景技術(shù)

TD-HSPA+是在時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)(TD-SCDMA)的關(guān)鍵技術(shù)和核心專利上發(fā)展起來的一種第三代蜂窩移動(dòng)通信增強(qiáng)技術(shù)。根據(jù)第三代移動(dòng)通信伙伴計(jì)劃(3GPP)的協(xié)議規(guī)范，TD-HSPA+沿用了TD-SCDMA的時(shí)隙幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此TD-HSPA+系統(tǒng)的很多解調(diào)方法與TD-SCDMA類似。傳統(tǒng)的TD-SCDMA系統(tǒng)信道估計(jì)方法都是基于斯泰納(B.Steiner)發(fā)表于《歐洲電信會報(bào)》(European?Trans.Telecommun.)的題為“用于CDMA移動(dòng)無線系統(tǒng)的上行鏈路聯(lián)合檢測的最優(yōu)和次優(yōu)信道估計(jì)”( Optimum?and?suboptimum?channel?estimation?for?the?uplink?of?CDMA?mobile?radio?systems?with?joint?det

為了估計(jì)快速時(shí)變信道，人們已經(jīng)提出了多種解決方法，比如判決反饋均衡算法(DFE)、自適應(yīng)信道估計(jì)算法以及一些盲估計(jì)算法。但是由于TD-HSPA+系統(tǒng)中擴(kuò)頻因子較短，上述幾種算法的性能均不夠理想。在發(fā)表于《國際電氣與電子工程師協(xié)會-無線通信和網(wǎng)絡(luò)會議》(Wireless?Communications?and?Networking?Conference，2005IEEE.)的題為“一種新的在快速時(shí)變信道下對TD-SCDMA下行鏈路實(shí)行最小均方誤差聯(lián)合檢測的方法”(A?novel?segment-level?MMSE-MUD?design?for?rapidly?time-varying?channel?conditions?in?TD-SCDMA?down-link?channel)的論文中提出利用相鄰時(shí)隙的信道響應(yīng)估計(jì)值通過內(nèi)插或外推的方法得到當(dāng)前時(shí)隙的信道響應(yīng)。但該方法存在以下不足：1.由于信道在訓(xùn)練序列域中是變化的，無法保證通過全部訓(xùn)練序列估計(jì)得到的信道響應(yīng)的準(zhǔn)確度；2.估計(jì)相鄰時(shí)隙的信道響應(yīng)在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候存在諸多困難；3.處理的延時(shí)較大。在發(fā)表于《無線通信、網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)計(jì)算》(Wireless?Communications，Networking?and?Mobile?Computing，2006)的題為“一種新的用于TD-SCDMA系統(tǒng)的信道估計(jì)方法”(ANovel?Channel?Estimation?Method?for?TD-SCDMA?System)的論文中提出把訓(xùn)練序列分段，然后聯(lián)合估計(jì)每段的信道響應(yīng)，再通過內(nèi)插或外推得到整個(gè)時(shí)隙的信道響應(yīng)。該算法不需要對相鄰時(shí)隙做信道估計(jì)，可以減少處理延時(shí)，但它的缺點(diǎn)也很明顯：1.計(jì)算復(fù)雜度較高；2.分段后由于數(shù)據(jù)量下降導(dǎo)致估計(jì)誤差的方差成倍增加；3.在下行鏈路中，由于移動(dòng)臺無法獲知其他用戶的訓(xùn)練序列，因此無法在下行鏈路中使用該算法。

中國專利申請?zhí)?00810227094.0提出的一種可適用于下行鏈路的快速時(shí)變信道估計(jì)方法，先利用傳統(tǒng)的斯泰納估計(jì)方法得到初步的信道估計(jì)，據(jù)此得到去噪后的信道沖激響應(yīng)和激活用戶的訓(xùn)練序列；然后以最小二乘準(zhǔn)則(LS)來計(jì)算信道響應(yīng)的每條徑的變化系數(shù)，再根據(jù)多項(xiàng)式擬合函數(shù)計(jì)算該時(shí)隙內(nèi)每一時(shí)間點(diǎn)的信道沖激響應(yīng)。該方法可以較好的解決前面幾種方法存在的處理延時(shí)大、對信道的跟蹤性能差、無法用于下行鏈路的弊端，但是它存在的問題有：1.在最小二乘準(zhǔn)則下得到的估計(jì)器會放大噪聲，因此該方法在低信噪比情況下性能較差；2.高階的多項(xiàng)式擬合系數(shù)受噪聲影響較大，既增加了運(yùn)算復(fù)雜度又會降低估計(jì)的精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于TD-HSPA+下行鏈路的快速時(shí)變信道估計(jì)的方法，以解決現(xiàn)有算法計(jì)算復(fù)雜度高、低信噪比情況下估計(jì)精度差的問題。

本發(fā)明用于TD-HSPA+下行鏈路的快速時(shí)變信道估計(jì)的方法，先通過傳統(tǒng)的斯泰納信道估計(jì)方法對信道進(jìn)行一次粗估計(jì)，由粗估計(jì)結(jié)果獲得基站給每個(gè)激活用戶發(fā)送的訓(xùn)練序列和信道的噪聲功率，建立一個(gè)表征信道變化的線性預(yù)測模型，構(gòu)造相應(yīng)的系統(tǒng)矩陣，然后以最小均方誤差準(zhǔn)則計(jì)算模型參數(shù)，最后由線性預(yù)測模型預(yù)測信道的變化；其特征在于依次包括以下步驟：

信道粗估計(jì)步驟A1：根據(jù)接收訓(xùn)練序列RM和通過廣播得知的基本訓(xùn)練序列BM利用斯泰納信道估計(jì)方法估計(jì)出全部用戶信道沖激響應(yīng)

噪聲消除步驟A2：對所述全部用戶信道沖激響應(yīng)進(jìn)行去噪處理，以區(qū)分K_a個(gè)激活用戶與K_u個(gè)非激活用戶；