專利名稱：路徑增益估測方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及下行鏈路通信系統(tǒng)在多路徑(multi-paths)下的操作，特別涉及一種在寬帶碼分多址(wideband code division multiple access；WCDMA)系統(tǒng)中路徑增益估測的方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于傳播媒體的多路徑現(xiàn)象會(huì)因?yàn)槎鄠€(gè)傳輸信號(hào)的破壞性累加(destructive addition)，或是因?yàn)槠渌苿?dòng)電話使用者相互干擾，而造成傳輸信號(hào)嚴(yán)重的衰減(fading)，使得接收器無法正確的接收并恢復(fù)已嚴(yán)重衰減的傳輸信號(hào)。
移動(dòng)通信的效率會(huì)受信道環(huán)境而被影響，直接序列擴(kuò)頻(direct-sequencespread spectrum)移動(dòng)通信系統(tǒng)，例如IS-95以及CDMA2000，所使用的基頻接收器(baseband receiver)必須克服信道環(huán)境對(duì)傳輸信號(hào)的影響。WCDMA通信系統(tǒng)通常使用RAKE接收器(RAKE receiver)來處理多路徑傳播的情況，并且配合移動(dòng)通信裝置與基地臺(tái)之間通信所需用到的轉(zhuǎn)移機(jī)制(hand-overmechanism)。圖1顯示常見技術(shù)的擴(kuò)頻系統(tǒng)中RAKE接收器的方塊圖。
首先，接收系統(tǒng)必須確認(rèn)傳輸路徑的存在。第二，傳輸信號(hào)強(qiáng)且穩(wěn)定的傳輸路徑分別被指定到對(duì)應(yīng)的指節(jié)(fingers)，并將接收器檢測到的信號(hào)加以解調(diào)。第三，接收器利用圖1中路徑搜尋與延遲追蹤模塊102，估測并追蹤對(duì)應(yīng)傳輸路徑的相對(duì)延遲時(shí)間。第四，RAKE接收器中各指節(jié)的延遲補(bǔ)償模塊108對(duì)所對(duì)應(yīng)的路徑做傳播延遲的補(bǔ)償。第五，各指節(jié)的信號(hào)會(huì)在擴(kuò)頻增益補(bǔ)償模塊104中被擴(kuò)頻(dispread)，并按照信道所造成的相位旋轉(zhuǎn)的反方向但以相同角度，將信號(hào)的相位旋轉(zhuǎn)回來。這樣，各指節(jié)的信號(hào)會(huì)同相(in phase)，使得可以將指節(jié)的信號(hào)結(jié)合起來。最后，各指節(jié)的路徑增益與旋轉(zhuǎn)角度可以被編碼與增益估測模塊106以及RAKE組合與SINR估測模塊110，以路徑增益估測算法估計(jì)出來。
通常至少一個(gè)導(dǎo)頻信道(pilot channel)會(huì)在移動(dòng)通信系統(tǒng)的下行鏈路(downlink)信道中被建立，以減少移動(dòng)設(shè)備端硬件的復(fù)雜性。導(dǎo)頻信道提供參考相位給服務(wù)范圍內(nèi)所有的移動(dòng)設(shè)備端。當(dāng)聯(lián)機(jī)被建立時(shí)，基地臺(tái)會(huì)通過導(dǎo)頻信道分配并傳送專屬實(shí)體信道的參考相位，因此，移動(dòng)設(shè)備端不需要各自判斷基準(zhǔn)的參考相位。以上為路徑增益估測算法的一些基本假設(shè)。
在3GPP規(guī)范中提出時(shí)空編碼發(fā)射分集(space time transmit diversity；STTD)為下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的規(guī)格。在此STTD系統(tǒng)中，傳輸裝置如基地臺(tái)，包括以空間分集方式將至少兩個(gè)天線的位置分開。
如圖2a與圖2b所示，傳輸信號(hào)原先以四位b0、b1、b2以及b3為一區(qū)塊，該信號(hào)于STTD編碼后會(huì)被編碼在兩個(gè)互正交序列(mutually orthogonalsequences)上。如圖2a所示，STTD編碼器將區(qū)塊(b0，b1，b2，b3)編碼為給天線#0的第一區(qū)塊(b0，b1，b2，b3)，以及給天線#1的第二區(qū)塊(-b2，b3，b0，-b1)。這兩個(gè)STTD編碼區(qū)塊會(huì)同在同一時(shí)間，分別由天線#0與天線#1傳送出去。寬帶碼分多址(wideband code division multiple access；WCDMA)系統(tǒng)利用四相相移鍵送(quadrature phase shift keying)調(diào)變方式，每兩個(gè)位會(huì)被調(diào)變?yōu)橐粋€(gè)符號(hào)。于圖2b當(dāng)中，一個(gè)區(qū)塊中有兩個(gè)復(fù)數(shù)(complex)符號(hào)S1與S2，與圖2a中輸入?yún)^(qū)塊相同，即S1對(duì)應(yīng)位b0與b1，而S2則對(duì)應(yīng)位b2與b3。圖2b以符號(hào)為單位來表現(xiàn)STTD編碼程序，其中STTD編碼器的輸入?yún)^(qū)塊為(S1，S2)，而輸出區(qū)塊則為(S1，S2)與(-S2*，-S1*)。*的標(biāo)記代表復(fù)數(shù)的復(fù)共軛(complex conjugate)。如果信道被STTD編碼，主要公共導(dǎo)頻信道(primarycommon pilot channel；P-CPICH)會(huì)被用來規(guī)范其參考相位。由兩個(gè)不同的天線傳送的兩個(gè)互正交序列于是都會(huì)被對(duì)應(yīng)的移動(dòng)設(shè)備端接收。
再者，如果天線#0與天線#1的多路徑增益分別被設(shè)為h0與h1，可因推導(dǎo)出下列算式r0=s0h0-s1*h1.............(1)]]>r1=s1h0-s0*h1.............(2)]]>r0r1=s0-s1*s1s0*h0h1]]>r0*r1=h0*-h1*h1h0s0*s1]]>
在導(dǎo)頻信道中所傳送的復(fù)數(shù)符號(hào)S0與S1于傳送前，都為傳送端與接收端知曉的。接收值r0與r1利用將導(dǎo)頻信道中傳送的信號(hào)恢復(fù)擴(kuò)頻而得到的。因此可以由解聯(lián)立方程式(1)與(2)得到的結(jié)果估測路徑增益h0與h1。
當(dāng)路徑增益h0與h1由導(dǎo)頻信道傳送的信息中取得時(shí)，估測數(shù)據(jù)信道中所載符號(hào)的聯(lián)立方程式也可被導(dǎo)出。將接收到的對(duì)應(yīng)值r0與r1代入聯(lián)立方程式中，便可以計(jì)算出于數(shù)據(jù)信道中傳遞的符號(hào)。RAKE接收器于是將各個(gè)接收路徑得到的符號(hào)結(jié)合在一起，并將此結(jié)合數(shù)據(jù)輸出至信道譯碼器。
圖4顯示W(wǎng)CDMA系統(tǒng)里的主要CPICH(P-CPICH)與次要CPICH(S-CPICH)中傳輸位的排列順序。這種設(shè)計(jì)將數(shù)據(jù)區(qū)塊中兩個(gè)QPSK符號(hào)s0與s1當(dāng)作同一個(gè)符號(hào)看待，即s0＝s1，因此可更加簡化路徑增益估測的計(jì)算。
如圖3a所示，各無線電框包括15個(gè)時(shí)隙(time slot)，而各時(shí)隙載有10個(gè)符號(hào)。圖3b描述從天線1與天線2傳遞的符號(hào)調(diào)變格式，其中A＝1+j。如圖5所示，區(qū)塊類型STTD路徑增益估測程序首先將數(shù)據(jù)區(qū)塊分割成兩種不同的區(qū)塊類型。每一種數(shù)據(jù)區(qū)塊包括兩個(gè)QPSK符號(hào)，也就等同于4位的數(shù)據(jù)。圖5顯示區(qū)塊種類#0以及區(qū)塊種類#1的格式，而這兩種區(qū)塊種類會(huì)以交錯(cuò)順序傳遞出去。圖5的范例與圖3及圖4的例子類似，圖3b的符號(hào)A代表二進(jìn)制位(00)，若符號(hào)-A則代表二進(jìn)制位(11)。
根據(jù)灰階編碼規(guī)則，如果字節(jié)(00)對(duì)應(yīng)QPSK符號(hào)s0，字節(jié)(11)就會(huì)對(duì)應(yīng)QPSK符號(hào)-s0。如果兩個(gè)天線所對(duì)應(yīng)的路徑增益在各數(shù)據(jù)區(qū)塊傳遞時(shí)被假設(shè)為固定不變的，于傳遞區(qū)塊種類#0的時(shí)間內(nèi)，接收值(r0，r1)與這兩根天線的路徑增益(h0，h1)之間的關(guān)系就可由算式(3)與(4)表示。
r0＝h0·s0+h1·s0............................................(3)r1＝h0·s0-h1·s0............................................(4)同樣的，于傳遞區(qū)塊種類#1的時(shí)間內(nèi)，接收值(r0，r1)與這兩根天線的路徑增益(h0，h1)之間的關(guān)系就可由算式(5)與(6)表示。
r0＝h0·s0-h1·s0............................................(5)r1＝h0·s0+h1·s0............................................(6)根據(jù)上述算式(3)--(6)，天線#0與天線#1的路徑增益都可以于接收到導(dǎo)頻符號(hào)(pilot symbol)之后判斷得到。于是在數(shù)據(jù)信道上傳遞的STTD編碼數(shù)據(jù)就可以根據(jù)算式(1)以及算式(2)被解碼。
為了減少傳遞信號(hào)的噪聲，兩根天線的每一個(gè)通過增益序列h0與h1都會(huì)分別被送至低通濾波器中。低通濾波器的截止頻率(cutoff frequency)比最大的載頻補(bǔ)償加上最大的多普勒(Doppler)頻率還大。
當(dāng)先前敘述的路徑增益方法應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備端時(shí)，會(huì)有下列幾點(diǎn)缺點(diǎn)。
常見技術(shù)的路徑增益估測方法并不適用于移動(dòng)設(shè)備端因?yàn)闊o線通信的路徑增益不可能為不變的，而是會(huì)因著位置移動(dòng)而隨著時(shí)間改變，因此常見技術(shù)中固定路徑增益的假設(shè)會(huì)在計(jì)算上產(chǎn)生很大的誤差。
當(dāng)傳送端(例如基地臺(tái))的載頻與接收端(例如移動(dòng)電話)的載頻不同步或不一樣時(shí)，常見技術(shù)的路徑增益估測方法就會(huì)不適用。當(dāng)載頻的偏移超過一個(gè)可接收范圍時(shí)(例如0.1ppm)，區(qū)塊種類STTD路徑增益估測方法將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的時(shí)基抖動(dòng)(jitter)干擾。
常見技術(shù)的另一個(gè)缺點(diǎn)就是其高成本的硬件實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)槁窂皆鲆婀罍y必須要利用到低通濾波器來減少噪聲。
由于發(fā)現(xiàn)了上述幾項(xiàng)缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種改進(jìn)的技術(shù)方案，會(huì)隨著時(shí)間改變而改變的路徑增益估測方法與系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種適合操作在多路徑環(huán)境下的下行鏈路通信系統(tǒng)，尤其使用在WCDMA系統(tǒng)中的路徑增益估測方法。
簡單來說，本發(fā)明呈現(xiàn)一種路徑增益方法，適用于利用STTD(時(shí)空編碼發(fā)射分集)架構(gòu)傳遞數(shù)據(jù)的下行鏈路WCDMA系統(tǒng)。CPICH符號(hào)根據(jù)STTD架構(gòu)，被編碼成第一導(dǎo)頻符號(hào)序列以及第二導(dǎo)頻符號(hào)序列，這兩個(gè)序列并會(huì)分別通過第一天線與第二天線被傳送。接收器的第三天線接收信號(hào)，并將接收信號(hào)譯碼并恢復(fù)擴(kuò)頻成已接收的CPICH符號(hào)。路徑增益系利用STTD濾波器系數(shù)判斷程序所估測的，STTD濾波器系數(shù)判斷程序包括用來選擇已接收的CPICH符號(hào)的一種組合的區(qū)塊選擇程序，以及用來判斷已接收的CPICH符號(hào)的加權(quán)值的分支增益判斷程序。
對(duì)應(yīng)四個(gè)已接收的CPICH符號(hào)(ra，ra+b，ra+2b，ra+3b)，并擁有相同時(shí)間間隔b的四組符號(hào)(s0a，s1a；s0a+b，s1a+b；s0a+2b，s1a+2b；s0a+3b，s1a+3b)會(huì)被選擇，其中(a，a+b，a+2b，a+3b)代表該等符號(hào)的時(shí)間指針，s00，s01，s02，…代表由第一天線傳送的第一導(dǎo)頻符號(hào)序列，而s10，s11，s12，…代表由第二天線傳送的第二導(dǎo)頻符號(hào)序列。聯(lián)立方程式可以根據(jù)這些選擇符號(hào)而被推導(dǎo)出來。符號(hào)的選擇方法必須根據(jù)選擇特定加權(quán)值的規(guī)定，其中，特定加權(quán)值必須為彼此正交。最后，路徑增益就可通過解聯(lián)立方程式而被估測出來。聯(lián)立方程式的解答為(h0，h1，Δ0，Δ1)，其中(h0，h1)分別代表第一與第二天線的平均傳輸路徑增益，而(2Δ0，2Δ1)則代表在一段時(shí)間間隔b之后，連續(xù)兩個(gè)符號(hào)之間路徑增益的增加量。此聯(lián)立方程式為ra＝s0a×(h0-3Δ0)+s1a×(h1-3Δ1)＝s0a×h0-3s0a×Δ0+s1a×h1-3s1a×Δ1ra+b＝s0a+b×(h0-Δ0)+s1a+b×(h1-Δ1)＝s0a+b×h0-s0a+b×Δ0+s1a+b×h1-s1a+b×Δ1ra+2b＝s0a+2b×(h0+Δ0)+s1a+2b×(h1+Δ1)＝s0a+2b×h0+s0a+2b×Δ0+s1a+2b×h1+s1a+2b×Δ1ra+3b＝s0a+3b×(h0+3Δ0)+s 1a+3b×(h1+3Δ1)＝s0a+3b×h0+3s0a+3b×Δ0+s1a+3b×h1+3s1a+3b×Δ1解完上述聯(lián)立方程式之后，分支增益判斷程序還包括為已接收的CPICH符號(hào)保持固定的加權(quán)值總合、分配一常數(shù)或一整數(shù)給各個(gè)加權(quán)值，以減少計(jì)算復(fù)雜度、以及設(shè)定加權(quán)值，以補(bǔ)償載頻偏移(carrier frequency offset)造成的路徑增益估測抖動(dòng)干擾。
本發(fā)明還提供一種利用STTD架構(gòu)，適用于下練WCDMA系統(tǒng)中的路徑增益估測系統(tǒng)。路徑估測系統(tǒng)包括傳送裝置、接收裝置、區(qū)塊選擇單元、以及分支增益判斷單元。傳送裝置包括STTD編碼器，根據(jù)STTD架構(gòu)將CPICH符號(hào)編碼成第一導(dǎo)頻符號(hào)序列以及第二導(dǎo)頻符號(hào)序列，傳送第一導(dǎo)頻符號(hào)序列的第一天線，以及傳送第二導(dǎo)頻符號(hào)序列的第二天線。接收裝置中的第三天線用來接收復(fù)數(shù)信號(hào)，而STTD譯碼器則將接收信號(hào)譯碼并恢復(fù)擴(kuò)頻成已接收的CPICH符號(hào)。區(qū)塊選擇單元選擇已接收的CPICH符號(hào)的一種組合，以構(gòu)成聯(lián)立方程式。分支增益判斷單元根據(jù)本發(fā)明的路徑估測方法判斷對(duì)應(yīng)已接收的CPICH符號(hào)的加權(quán)值。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。


圖1為常見擴(kuò)頻系統(tǒng)中RAKE接收器的方塊圖；圖2a顯示W(wǎng)CDMA系統(tǒng)中STTD譯碼方式(以位為單位)；圖2b顯示W(wǎng)CDMA系統(tǒng)中STTD譯碼方式(以符號(hào)為單位)；圖3a顯示CPICH框架的結(jié)構(gòu)；圖3b顯示由天線1與天線2傳送的CPICH符號(hào)序列的調(diào)變格式；圖4顯示由天線1與天線2傳送的CPICH序列的傳輸位；圖5顯示由天線1與天線2傳送的導(dǎo)頻(CPICH)序列的兩種區(qū)塊種類；圖6顯示在多普勒效應(yīng)下(fDoppler＝460Hz)路徑增益估測的模擬結(jié)果；圖7顯示CPICH路徑增益估測的模擬結(jié)果；圖8為判斷本發(fā)明的STTD濾波器系數(shù)表的流程圖。
附圖標(biāo)記說明102--路徑搜尋與延遲追蹤；104--擴(kuò)頻增益補(bǔ)償模塊；106--編碼&增益估測器；108--延遲補(bǔ)償；110--RAKE組合&SINR估測；800--設(shè)計(jì)STTD濾波器系數(shù)表；802--區(qū)塊選擇程序；804--分支增益判斷程序；806--區(qū)塊選擇條件；808--普通區(qū)塊；810--邊界狀態(tài)區(qū)塊；812--路徑增益相符條件；814--縮小抖動(dòng)干擾的條件；816--簡易表示條件；818、820--四個(gè)符號(hào)區(qū)塊；822--兩個(gè)符號(hào)區(qū)塊。
具體實(shí)施例方式
天線分集，例如空間分集，為接收端或傳送端包括多個(gè)天線的通信系統(tǒng)。天線分集為無線通信中，普遍用來解決多路徑衰減問題所使用的技術(shù)。
本發(fā)明提供一種在多路徑衰減環(huán)境下，適用于無線通信系統(tǒng)中的路徑增益估測方法。本發(fā)明有低延誤，以及在強(qiáng)大衰減或強(qiáng)大載頻偏移(carrierfrequency offset；CFO)環(huán)境下有抵抗力等優(yōu)勢。
圖8顯示本發(fā)明中為了得到路徑增益估測而判斷STTD濾波器系數(shù)表的流程圖。本發(fā)明的方法主要包括兩個(gè)程序，區(qū)塊選擇程序802以及分支增益判斷程序804。這兩個(gè)程序的詳細(xì)內(nèi)容會(huì)在下列做說明。
區(qū)塊選擇程序802是用來選擇一個(gè)適當(dāng)CPICH符號(hào)的組合，用來估計(jì)路徑增益以及判斷路徑增益估測的算式。
區(qū)塊選擇程序802的第一個(gè)步驟為判斷區(qū)塊選擇條件806。如果被天線#0傳送的符號(hào)被假設(shè)為s00，s01，s02，…，而被天線#1傳送的符號(hào)被假設(shè)為s10，s11，s12，…，因此對(duì)應(yīng)四個(gè)接收符號(hào)(ra，ra+b，ra+2b，ra+3b)的四個(gè)從各天線接收到的連續(xù)符號(hào)為(s0a，s1a；s0a+b，s1a+b；s0a+2b，s1a+2b；s0a+3b，s1a+3b)。這四個(gè)連續(xù)符號(hào)彼此之間相隔的時(shí)間間隔皆為b。
如果傳輸?shù)钠骄窂皆鲆嬷禐椋?h0，h1)，并且如果于時(shí)間間隔b中，兩個(gè)路徑增益值的改變?yōu)?2Δ0，2Δ1)，聯(lián)立方程式(1-1)、(1-2)、(1-3)、以及(1-4)便可推導(dǎo)如下。
ra＝s0a×(h0-3Δ0)+s 1a×(h1-3Δ1)＝s0a×h0-3s0a×Δ0+s1a×h1-3s1a×Δ1 (1-1)ra+b＝s0a+b×(h0-Δ0)+s1a+b×(h1-Δ1)＝s0a+b×h0-s0a+b×Δ0+s1a+b×h1-s1a+b×Δ1(1-2)ra+2b＝s0a+2b×(h0+Δ0)+s 1a+2b×(h1+Δ1)＝s0a+2b×h0+s0a+2b×Δ0+s1a+2b×h1+s1a+2b×Δ1(1-3)ra+3b＝s0a+3b×(h0+3Δ0)+s1a+3b×(h1+3Δ1)＝s0a+3b×h0+3s0a+3b×Δ0+s1a+3b×h1+3s1a+3b×Δ1 (1-4)符號(hào)時(shí)間點(diǎn)(a，a+b，a+2b，a+3b)的選擇規(guī)則就是選擇適當(dāng)?shù)腶與b，使聯(lián)立方程式(1-1)、(1-2)、(1-3)、與(1-4)的系數(shù)h0，Δ0，h1，Δ1互相為正交的?；檎坏奶攸c(diǎn)就是相乘結(jié)果為零，因此將任何兩個(gè)[s0a，s0a+b，s0a+2b，s0a+3b]、[-3s0a，-s0a+b，s0a+2b，3s0a+3b]、[s1a，s1a+b，s1a+2b，s1a+3b]、以及[-3s1a，-s1a+b，s1a+2b，3s1a+3b]相乘，結(jié)果都會(huì)等于零。
表1顯示本發(fā)明的四種方塊選擇種類。此范例中b被選擇為b＝1，將接收符號(hào)(ra，ra+b，ra+2b，ra+3b)、以及已知導(dǎo)頻符號(hào)格式(s0a，s1a；s0a+b，s1a+b；s0a+2b，s1a+2b；s0a+3b，s1a+3b)代入聯(lián)立方程式(1-1)、(1-2)、(1-3)、與(1-4)后去解系數(shù)h0，Δ0，h1，Δ1的數(shù)值。當(dāng)找出系數(shù)h0，Δ0，h1，Δ1后，隨時(shí)間改變的信道響應(yīng)算式因此可借著將接收信號(hào)ra、ra+b、ra+2b、ra+3b給予加權(quán)(weighting)而被判斷出來。
表1 本發(fā)明中傳輸數(shù)據(jù)序列中區(qū)塊種類的符號(hào)排列順序，越過數(shù)據(jù)框界線的區(qū)塊種類會(huì)與其它不同。因此需要額外增加一種特殊的路徑估測程序，專門設(shè)計(jì)給跨越數(shù)據(jù)框界線的情況。當(dāng)一個(gè)隨機(jī)選擇到的時(shí)間點(diǎn)a，以及時(shí)間間隔b(b的時(shí)間單位為256位的處理時(shí)間)被選來接收四個(gè)CPICH符號(hào)。四個(gè)CPICH符號(hào)的系數(shù)特性會(huì)被檢驗(yàn)以得知是否符合步驟806的條件。如果一組符號(hào)符合步驟806的條件，該組符號(hào)被歸類于某一種資料區(qū)塊，并可被用來推導(dǎo)路徑估測的算式。如果兩個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊的路徑增益估測的計(jì)算結(jié)果相同時(shí)，這兩個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊會(huì)被歸類到相同的區(qū)塊種類。如果相同區(qū)塊種類的數(shù)據(jù)區(qū)塊并不跨越到資料框界線，就會(huì)被稱作普通區(qū)塊種類。如果相同區(qū)塊種類的數(shù)據(jù)區(qū)塊跨越數(shù)據(jù)框界線，就被稱作界線狀態(tài)區(qū)塊種類。如圖表1所示的范例中，如果b＝1，包括四個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊總共有五種區(qū)塊種類，其中只有一種歸屬于界線狀態(tài)區(qū)塊種類，其余都屬于普通數(shù)據(jù)種類。常見技術(shù)中包括兩個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊，就不會(huì)有這種界線狀態(tài)的問題。
本發(fā)明的四個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊種類或兩個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊種類都可被用來估測路徑增益，而估測結(jié)果與常見方法得到的結(jié)果類似。本發(fā)明的設(shè)計(jì)還包括其它會(huì)影響分支增益判斷程序的考慮。
步驟812的路徑增益符合條件限制接收信號(hào)的加權(quán)值(即符號(hào)的系數(shù))的總合一定要為固定，以維持路徑增益的估測。
步驟816的目的在于通過減少計(jì)算的復(fù)雜度而簡化所需的硬件。簡化計(jì)算的方法可為分配一個(gè)常數(shù)、或是一個(gè)整數(shù)給每一個(gè)加權(quán)值。
接收信號(hào)的加權(quán)值被設(shè)定為補(bǔ)償如步驟814中，因載頻偏移所造成的路徑增益估測抖動(dòng)干擾。
通常四個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊比兩個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊更好，因?yàn)閮蓚€(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊有路徑增益估測抖動(dòng)干擾的問題。不過四個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊不適合鄰近框邊界的數(shù)據(jù)，因此在框邊界旁的數(shù)據(jù)，會(huì)以兩個(gè)符號(hào)數(shù)據(jù)區(qū)塊代替四個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊。
如果符號(hào)時(shí)間夠長，基地臺(tái)與移動(dòng)設(shè)備端之間的載頻偏差，或是當(dāng)移動(dòng)設(shè)備端在高速下移動(dòng)，當(dāng)輸入信號(hào)乘以PN碼造成的相位轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明結(jié)合了符號(hào)恢復(fù)擴(kuò)頻方法與STTD譯碼程序，適用于擴(kuò)頻系統(tǒng)中符號(hào)恢復(fù)擴(kuò)頻的相關(guān)整合時(shí)間(coherent integration time)的應(yīng)用，以及在一個(gè)STTD譯碼數(shù)據(jù)區(qū)塊期間路徑增益明顯的改變的情況。這里假設(shè)系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到符號(hào)的同步性以及框的同步性，并且已為各符號(hào)時(shí)間判斷了一組的路徑增益(h0，h1)。
如果解調(diào)的數(shù)據(jù)信道操作在STTD模式下，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)以下所描述的規(guī)則處理各指頭的輸入。
如果符號(hào)時(shí)間大于或等于符號(hào)恢復(fù)擴(kuò)頻的相關(guān)整合時(shí)間，對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)塊(d0，d1)會(huì)被分成2N個(gè)部分，r0，r1，…，r2N-1。對(duì)應(yīng)天線#0的傳輸信號(hào)的估測路徑增益為h00，h01，…，h02N-1，而對(duì)應(yīng)天線#1的傳輸信號(hào)的估測路徑增益為h10，h11，h12N-1。數(shù)據(jù)符號(hào)因此可以根據(jù)下列算是被估計(jì)出來。
d0∝Σx=0N-1[(|h0N+x|2h0x+|h1x|2h0N+x)*·rx+(|h0N+x|2h1x+|h1x|2h1N+x)·rN+x*]]]>d1∝Σx=0N-1[-(|h0x|2h1N+x+|h1N+x|2h1x)·rx*+(|h0x|2h0N+x+|h1N+x|2h0x)*·rN+x]]]>在解調(diào)(demodulation)之后，MRC程序結(jié)果也以通過累積RAKE接收器的信號(hào)結(jié)合區(qū)塊中各指節(jié)的d0與d1而得到。數(shù)據(jù)符號(hào)被假設(shè)為在STTD架構(gòu)中譯碼，同時(shí)也假設(shè)數(shù)據(jù)區(qū)塊不需要被連續(xù)傳送，因此可以于WCDMA規(guī)范中利用STTD譯碼，將此算式應(yīng)用在主要共通控制實(shí)體信道(Primary Common ControlPhysical Channel；P-CCPCH)當(dāng)中。
如果符號(hào)時(shí)間比符號(hào)恢復(fù)擴(kuò)頻的相關(guān)整合時(shí)間更短，通過代入接收信號(hào)r0與r1、以及對(duì)應(yīng)的估測路徑增益h0與h1，利用傳統(tǒng)的解調(diào)算式將數(shù)據(jù)符號(hào)求出。
d0∝(|h0|2+|h1|2)·(h0*·r0+h1·r1*)d1∝(|h0|2+|h1|2)·(-h1·r0*+h0*·r1)如果解調(diào)的數(shù)據(jù)信道在正常模式下被操作，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)下列方式處理各指節(jié)的輸入。
如果符號(hào)時(shí)間接近或大于符號(hào)恢復(fù)擴(kuò)頻的相關(guān)整合時(shí)間，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)塊(d0，d1)會(huì)被分成N個(gè)部分，r00，r1，…，rN-1。相位會(huì)根據(jù)傳送信號(hào)的路徑增益估測h00，h01，…，h0N-1而被調(diào)整，以得到數(shù)據(jù)符號(hào)d0，其公式顯示如下。
d0=Σx=0N-1|h0x|2h0x*·rx]]>如果符號(hào)時(shí)間比符號(hào)恢復(fù)擴(kuò)頻的相關(guān)整合時(shí)間更少時(shí)，系統(tǒng)將信號(hào)恢復(fù)擴(kuò)頻，根據(jù)常見方法得到r0。相位會(huì)隨著傳送信號(hào)h0的路徑增益估測而被調(diào)整，并且數(shù)據(jù)符號(hào)d0可由以下算式計(jì)算出。
d0＝r0·h0*圖6顯示在多普勒偏移效應(yīng)下的路徑增益估測的模擬結(jié)果。由于常見的路徑估測方法假設(shè)整個(gè)區(qū)塊的信道響應(yīng)為固定的，因此其路徑增益估測的輸出無法準(zhǔn)確的追蹤迅速衰減環(huán)境下的信道。傳統(tǒng)的估測方法的誤差因此會(huì)比本發(fā)明估測方法的誤差大。仿真結(jié)果顯示本發(fā)明的路徑增益估測的輸出能夠根據(jù)各個(gè)接收符號(hào)追蹤信道的變化。
圖7顯示路徑增益估測的模擬結(jié)果，其中包括傳統(tǒng)的區(qū)塊種類STTD路徑估測及本發(fā)明的濾波式連續(xù)路徑增益估測方法，仿真當(dāng)CPICH符號(hào)的載頻偏移值(CFO)為0.3ppm(600MHz)。處在載頻偏移的環(huán)境下，本發(fā)明的模擬結(jié)果比傳統(tǒng)的方法更能準(zhǔn)確的得到路徑增益值，由本發(fā)明的路徑增益估測方法得到的誤差值可以是很小的。
本發(fā)明并不僅限于利用STTD架構(gòu)的路徑增益估測方法，也可以被利用在其它包括RAKE接收架構(gòu)的通信裝置中，作為解決多路徑衰減影響的路徑增益估測方法。
雖然本發(fā)明已被上述較佳實(shí)施例公開，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作一些變動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種路徑增益估測方法，適用于一下行鏈路WCDMA系統(tǒng)中，其特征在于，該方法包括下列步驟將多個(gè)CPICH符號(hào)編碼成一第一導(dǎo)頻符號(hào)序列以及一第二導(dǎo)頻符號(hào)序列；將該第一與該第二導(dǎo)頻符號(hào)序列分別通過一第一天線與一第二天線傳遞；由一接收器的一第三天線接收信號(hào)；將該等接收信號(hào)譯碼并恢復(fù)擴(kuò)頻成多個(gè)已接收的CPICH符號(hào)；以及利用一STTD濾波器系數(shù)判斷程序判斷該路徑增益，該STTD濾波器系數(shù)判斷程序包括用來選擇該等已接收的CPICH符號(hào)的一種組合的一區(qū)塊選擇程序，以及用來判斷該等已接收的CPICH符號(hào)的多個(gè)加權(quán)值的一分支增益判斷程序。
2.如權(quán)利要求1所述的路徑增益估測方法，其特征在于，該區(qū)塊選擇程序還包括通過選擇對(duì)應(yīng)于該等已接收的CPICH符號(hào)(ra，ra+b，ra+2b，ra+3b)的四組符號(hào)(s0a，s1a；s0a+b，s1a+b；s0a+2b，s1a+2b；s0a+3b，s1a+3b)得到聯(lián)立方程式；其中，s00，s01，s02，…代表由該第一天線傳送的該第一導(dǎo)頻符號(hào)序列，而s10，s11，s12，…代表由該第二天線傳送的該第二導(dǎo)頻符號(hào)序列，(a，a+b，a+2b，a+3b)代表該等符號(hào)的時(shí)間指針，而選擇該等時(shí)間指標(biāo)系為了得到該等聯(lián)立方程式的多個(gè)正交加權(quán)值。
3.如權(quán)利要求2所述的路徑增益估測方法，其特征在于，該區(qū)塊選擇程序的該等聯(lián)立方程式為ra＝s0a×(h0-3Δ0)+s1a×(h1-3Δ1)＝s0a×h0-3s0a×Δ0+s1a×h1-3s1a×Δ1ra+b＝s0a+b×(h0-Δ0)+s1a+b×(h1-Δ1)＝s0a+b×h0-s0a+b×Δ0+s1a+b×h1-s1a+b×Δ1ra+2b＝s0a+2b×(h0+Δ0)+s1a+2b×(h1+Δ1)＝s0a+2b×h0+s0a+2b×Δ0+s1a+2b×h1+s1a+2b×Δ1ra+3b＝s0a+3b×(h0+3Δ0)+s1a+3b×(h1+3Δ1)＝s0a+3b×h0+3s0a+3b×Δ0+s1a+3b×h1+3s1a+3b×Δ1其中，h0，h1，Δ0，Δ1為該等加權(quán)值，(h0，h1)分別代表該第一與第二天線的平均傳輸路徑增益，以及(2Δ0，2Δ1)代表在一段時(shí)間間隔b之后該等路徑增益的增加量。
4.如權(quán)利要求3所述的路徑增益估測方法，其特征在于，該分支增益判斷程序包括解該等聯(lián)立方程式，并根據(jù)該等平均傳輸路徑增益與該等路徑增益的增加量，估測該第一與第二天線的該等路徑增益。
5.如權(quán)利要求4所述的路徑增益估測方法，其特征在于，該分支增益判斷程序還包括為該等已接收的CPICH符號(hào)保持固定的加權(quán)值總合。
6.如權(quán)利要求5所述的路徑增益估測方法，其特征在于，該分支增益判斷程序還包括分配一常數(shù)或一整數(shù)給每一該加權(quán)值，以減少計(jì)算復(fù)雜度。
7.如權(quán)利要求6所述的路徑增益估測方法，其特征在于，該分支增益判斷程序還包括設(shè)定該等加權(quán)值，以補(bǔ)償載頻偏移造成的路徑增益估測抖動(dòng)干擾。
8.一種路徑增益估測系統(tǒng)，適用于一下行鏈路WCDMA(寬帶碼分多址)系統(tǒng)中，其特征在于，包括一傳送裝置，包括一STTD編碼器，根據(jù)STTD架構(gòu)將多個(gè)CPICH符號(hào)編碼成一第一導(dǎo)頻符號(hào)序列以及一第二導(dǎo)頻符號(hào)序列；一第一天線，傳送該第一導(dǎo)頻符號(hào)序列；以及一第二天線，傳送該第二導(dǎo)頻符號(hào)序列；一接收裝置，包括一第三天線，用以接收信號(hào)；一STTD譯碼器，將該等接收信號(hào)譯碼并恢復(fù)擴(kuò)頻成多個(gè)已接收的CPICH符號(hào)；一區(qū)塊選擇單元，用來選擇該等已接收的CPICH符號(hào)的一種組合；以及一分支增益判斷單元，判斷對(duì)應(yīng)該等已接收的CPICH符號(hào)的多個(gè)加權(quán)值。
9.如權(quán)利要求8所述的路徑增益估測系統(tǒng)，其特征在于，該區(qū)塊選擇單元通過選擇對(duì)應(yīng)該等已接收的CPICH符號(hào)(ra，ra+b，ra+2b，ra+3b)的四組符號(hào)(s0a，s1a；s0a+b，s1a+b；s0a+2b，s1a+2b；s0a+3b，s1a+3b)得到聯(lián)立方程式；其中，s00，s01，s02，…代表由該第一天線傳送的該第一導(dǎo)頻符號(hào)序列，而s10，s11，s12，…代表由該第二天線傳送的該第二導(dǎo)頻符號(hào)序列，(a，a+b，a+2b，a+3b)代表該等符號(hào)的時(shí)間指針，而選擇該等時(shí)間指標(biāo)系為了得到該等聯(lián)立方程式的多個(gè)正交加權(quán)值。
10.如權(quán)利要求9所述的路徑增益估測系統(tǒng)，其特征在于，該區(qū)塊選擇單元中使用的該等聯(lián)立方程式為ra＝s0a×(h0-3Δ0)+s1a×(h1-3Δ1)＝s0a×h0-3s0a×Δ0+s1a×h1-3s1a×Δ1ra+b＝s0a+b×(h0-Δ0)+s1a+b×(h1-Δ1)＝s0a+b×h0-s0a+b×Δ0+s1a+b×h1-s1a+b×Δ1ra+2b＝s0a+2b×(h0+Δ0)+s1a+2b×(h1+Δ1)＝s0a+2b×h0+s0a+2b×Δ0+s1a+2b×h1+s1a+2b×Δ1ra+3b＝s0a+3b×(h0+3Δ0)+s1a+3b×(h1+3Δ1)＝s0a+3b×h0+3s0a+3b×Δ0+s1a+3b×h1+3s1a+3b×Δ1其中，h0，h1，Δ0，Δ1為該等加權(quán)值，(h0，h1)分別代表該第一與第二天線的平均傳輸路徑增益，以及(2Δ0，2Δ1)代表在一段時(shí)間間隔b之后該等路徑增益的增加量。
11.如權(quán)利要求10所述的路徑增益估測系統(tǒng)，其特征在于，該分支增益判斷單元解該等聯(lián)立方程式，并根據(jù)該等平均傳輸路徑增益與該等路徑增益的增加量，估測該第一與第二天線的該等路徑增益。
12.如權(quán)利要求11所述的路徑增益估測系統(tǒng)，其特征在于，該分支增益判斷單元為該等已接收的CPICH符號(hào)保持固定的加權(quán)值總合。
13.如權(quán)利要求12所述的路徑增益估測系統(tǒng)，其特征在于，該分支增益判斷單元分配一常數(shù)或一整數(shù)給每一該加權(quán)值，以減少計(jì)算復(fù)雜度。
14.如權(quán)利要求13所述的路徑增益估測系統(tǒng)，其特征在于，該分支增益判斷單元設(shè)定該等加權(quán)值，以補(bǔ)償載頻偏移造成的路徑增益估測抖動(dòng)干擾。
15.一種路徑增益估測裝置，適用于一下行鏈路WCDMA系統(tǒng)中，其特征在于，該裝置包括一編碼單元，將多個(gè)CPICH符號(hào)編碼成一第一導(dǎo)頻符號(hào)序列以及一第二導(dǎo)頻符號(hào)序列；一傳送單元，將該第一與該第二導(dǎo)頻符號(hào)序列分別通過一第一天線與一第二天線傳遞；一接收單元，利用一第三天線接收信號(hào)；譯碼單元，將該等接收信號(hào)譯碼并恢復(fù)擴(kuò)頻成多個(gè)已接收的CPICH符號(hào)；以及一判斷單元，利用一STTD濾波器系數(shù)判斷程序判斷該路徑增益，該STTD濾波器系數(shù)判斷程序包括用來選擇該等已接收的CPICH符號(hào)的一種組合的一區(qū)塊選擇程序，以及用來判斷該等已接收的CPICH符號(hào)的多個(gè)加權(quán)值的一分支增益判斷程序。
16.如權(quán)利要求15所述的路徑增益估測裝置，其特征在于，于該判斷單元中執(zhí)行的該區(qū)塊選擇程序還包括通過選擇對(duì)應(yīng)于該等已接收的CPICH符號(hào)(ra，ra+b，ra+2b，ra+3b)的四組符號(hào)(s0a，s1a；s0a+b，s1a+b；s0a+2b，s1a+2b；s0a+3b，s1a+3b)得到聯(lián)立方程式；其中，s00，s01，s02，…代表由該第一天線傳送的該第一導(dǎo)頻符號(hào)序列，而s10，s11，s12，…代表由該第二天線傳送的該第二導(dǎo)頻符號(hào)序列，(a，a+b，a+2b，a+3b)代表該等符號(hào)的時(shí)間指針，而選擇該等時(shí)間指標(biāo)為了得到該等聯(lián)立方程式的多個(gè)正交加權(quán)值。
17.如權(quán)利要求16所述的路徑增益估測裝置，其特征在于，該區(qū)塊選擇程序的該等聯(lián)立方程式為ra＝s0a×(h0-3Δ0)+s1a×(h1-3Δ1)＝s0a×h0-3s0a×Δ0+s1a×h1-3s1a×Δ1ra+b＝s0a+b×(h0-Δ0)+s1a+b×(h1-Δ1)＝s0a+b×h0-s0a+b×Δ0+s1a+b×h1-s1a+b×Δ1ra+2b＝s0a+2b×(h0+Δ0)+s1a+2b×(h1+Δ1)＝s0a+2b×h0+s0a+2b×Δ0+s1a+2b×h1+s1a+2b×Δ1ra+3b＝s0a+3b×(h0+3Δ0)+s1a+3b×(h1+3Δ1)＝s0a+3b×h0+3s0a+3b×Δ0+s1a+3b×h1+3s1a+3b×Δ1其中，h0，h1，Δ0，Δ1為該等加權(quán)值，(h0，h1)分別代表該第一與第二天線的平均傳輸路徑增益，以及(2Δ0，2Δ1)代表在一段時(shí)間間隔b之后該等路徑增益的增加量。
18.如權(quán)利要求17所述的路徑增益估測裝置，其特征在于，該判斷單元中執(zhí)行的該分支增益判斷程序包括解該等聯(lián)立方程式，并根據(jù)該等平均傳輸路徑增益與該等路徑增益的增加量，估測該第一與第二天線的該等路徑增益。
19.如權(quán)利要求18所述的路徑增益估測裝置，其特征在于，該判斷單元中執(zhí)行的該分支增益判斷程序還包括為該等已接收的CPICH符號(hào)保持固定的加權(quán)值總合。
20.如權(quán)利要求19所述的路徑增益估測裝置，其特征在于，該判斷單元中執(zhí)行的該分支增益判斷程序還包括分配一常數(shù)或一整數(shù)給每一該加權(quán)值，以減少計(jì)算復(fù)雜度。
21.如權(quán)利要求20所述的路徑增益估測裝置，其特征在于，該判斷單元中執(zhí)行的該分支增益判斷程序還包括設(shè)定該等加權(quán)值，以補(bǔ)償載頻偏移造成的路徑增益估測時(shí)基抖動(dòng)干擾。
全文摘要
一種路徑增益估測方法，適用于下行鏈路WCDMA系統(tǒng)中。本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)此路徑增益估測方法的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的傳輸裝置包括第一與第二天線，利用STTD架構(gòu)傳送信號(hào)。第一與第二天線傳送互為正交(orthogonal)的公共導(dǎo)頻信道(CPICH)符號(hào)。CPICH符號(hào)會(huì)被接收裝置的天線接收，接收裝置于是利用STTD濾波器系數(shù)判斷程序判斷路徑增益值，該程序包括用來選擇一組CPICH符號(hào)的區(qū)塊選擇程序，以及用來估測系統(tǒng)路徑增益的分支增益判斷程序(tap－gain determination process)。
文檔編號(hào)H04L5/02GK1592170SQ20041007791
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者李松樵, 劉明倫 申請(qǐng)人:威盛電子股份有限公司