專利名稱：電信系統(tǒng)及其傳輸信道特性的估計(jì)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(guò)一個(gè)信道發(fā)送到接收機(jī)的信道 估計(jì)序列。這要樣一種序列，例如，被用在一種估計(jì)傳輸信道的方法 中，這也是本發(fā)明的目的。這種信道估計(jì)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(shí)，相位和衰減的一種最佳估 計(jì)。正如以下將會(huì)理解的那樣，這種最佳估計(jì)是在帶有當(dāng)信道估計(jì)序 列被構(gòu)成的確定和選取的持續(xù)時(shí)間的時(shí)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(dòng)。圖1示出一種時(shí)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(shuō)，傳輸信道可對(duì)應(yīng)于不同的物 理媒介，無(wú)線電，電纜，光，等，并對(duì)應(yīng)于不同的環(huán)境，固定的或移 動(dòng)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?yàn)樵诎l(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(gè)路徑傳播的波的反射。 一個(gè)多徑信道通常被模型化為如圖1所 示，也就是說(shuō)，它由具有串聯(lián)的L個(gè)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(gè)符號(hào)到達(dá)其入口 時(shí)，其內(nèi)容在圖1中向右滑動(dòng)。從下標(biāo)K的每個(gè)盒的出口經(jīng)過(guò)一個(gè)濾 波器31，表示經(jīng)受干擾，其作用是對(duì)幅度衰減ak，給出相移ou和延時(shí) n。然后將每個(gè)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 其中5 (n)表示狄拉克(Dirac)脈沖，5 ( n-n)表示值rk的 一個(gè)延時(shí)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(hào)，它相應(yīng)于在遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中存在的熱噪 聲。將會(huì)理解，如果發(fā)射機(jī)l發(fā)送信號(hào)e(n)，由接收機(jī)2接收到的信 號(hào)r (n)可寫成以下形式= e(，i) * Zi(m) +=e(") *纟a^(" - )eM +=|^e("-/;)^+H<") 算子*表示巻積， 一般地說(shuō)由下式定義為了抵消在由發(fā)射機(jī)l發(fā)送的信號(hào)e(n)中引起的畸變，必須每次 確定或估計(jì)信道3的特性，也就是說(shuō)，估計(jì)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(jì)的運(yùn)算。一種估計(jì)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(duì)接收機(jī)2已知的導(dǎo)頻信號(hào)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(hào)r(n)，通過(guò)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(shuō)明，兩個(gè)長(zhǎng)度N的信號(hào)的非周期性相關(guān)具有總長(zhǎng)度為2N-1，利用巻積，對(duì)于兩個(gè)有限長(zhǎng)度N的信號(hào)a(n)和b(n)，由下式表達(dá): 其中對(duì)于指數(shù)的符號(hào)*標(biāo)記復(fù)共軛運(yùn)算。非周期性相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果構(gòu)成了該信道脈沖響應(yīng)的估計(jì)。由接收機(jī)2接收到的信號(hào)r (n)與由發(fā)射機(jī)1發(fā)送并對(duì)接收機(jī)2已 知的信號(hào)e(n)的非周期性相關(guān)因而可被寫成如下=[e(")*/j(") + M")]*e'(-") =A,*(")+A,W(") =^,(")"(") + A.w(")在實(shí)踐中，由發(fā)射機(jī)1發(fā)送的序列e(n)將被這樣選取，使得自相 關(guān)(^，Jn)趨向于K 5(n)， K是一個(gè)實(shí)數(shù)，且<p6, * (n) / (p。， 。 (n)趨于 0。則由于非周期性相關(guān)可被寫成(") = "(") "(") + (M) ="(")+ d")因?yàn)?P^(n)與cpe，e(n)相比是可忽略不計(jì)的，因而可寫成伊e, (") "(")則可看到，考慮以上的假設(shè)，由接收機(jī)2接收到的信號(hào)r(n)與由 發(fā)射機(jī)1發(fā)送并對(duì)接收機(jī)2已知的信號(hào)e(n)的非周期性相關(guān)的結(jié)果構(gòu) 成對(duì)信道3的脈沖響應(yīng)的估計(jì)。已經(jīng)可以指明，對(duì)于非周期性相關(guān)函數(shù)(Pe，e(n) =K5 (n)沒(méi)有唯一 的序列e(n)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于利用一對(duì)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(gè)完全的狄拉克函數(shù)。如果將兩個(gè)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(") = "(") (1)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(jì)傳輸或遠(yuǎn)程通信 信道的方法。更精確地說(shuō)，本發(fā)明的目的是提議一種信道估計(jì)序列，規(guī)定由發(fā) 射機(jī)通過(guò)一個(gè)信道發(fā)送到接收機(jī)，使得它可以實(shí)現(xiàn)一種信道估計(jì)方 法，所述的信道估計(jì)序列由分別由兩個(gè)互補(bǔ)序列組成的兩個(gè)級(jí)聯(lián)序列 組成，至于信道估計(jì)方法，包括在發(fā)射機(jī)側(cè)，發(fā)送所述的信道估計(jì)序 列，和在接收機(jī)側(cè)，將所述的接收到的信號(hào)與所述的互補(bǔ)序列中的第 一個(gè)相關(guān)，將所述的接收到的信號(hào)與所述的被延時(shí)的互補(bǔ)序列中的第 二個(gè)相關(guān)，將所述的兩個(gè)相關(guān)的結(jié)果相加，并從該所述的相關(guān)過(guò)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(gè)互補(bǔ)序列通過(guò)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(diǎn)上級(jí)聯(lián)。依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特性。所述的外延的長(zhǎng)度是這樣的，使它們 的和大于或等于該信道的長(zhǎng)度。依據(jù)本發(fā)明的又一特性，所述的外延的長(zhǎng)度等于相同的值。本發(fā)明也涉及一種估計(jì)在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間傳輸信道的特性的 方法，實(shí)施一種剛描述過(guò)的信道估計(jì)序列。


通過(guò)閱讀以下的與附圖相關(guān)的示范性實(shí)施方案的描述，將更清楚 地明確以上提到的，以及其他的本發(fā)明的特性，其中 圖l是一種傳輸系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖， 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(jì) 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(shí)施方式
依據(jù)本發(fā)明，信道估計(jì)序列SB由兩個(gè)級(jí)聯(lián)的，分別由兩個(gè)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(shí)間上推移笫一序列S 的長(zhǎng)度)。例如，所述的兩個(gè)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(shuō)，它們是互補(bǔ)的，因?yàn)樗鼈兊姆侵?期性自相關(guān)之和是一個(gè)完全的狄拉克函數(shù)。因此它們滿足以下等式<formula>formula see original document page 7</formula>(1) 每個(gè)互補(bǔ)序列s和g具有長(zhǎng)度為N。因而它們可被寫成<formula>formula see original document page 7</formula>依據(jù)本發(fā)明，為了獲得序列S和G，序列s和g被通過(guò)外延延伸， 外延是由分別在序列的結(jié)束和/或起始級(jí)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(shí)施方案中，序列s和g分別通過(guò)外延e/，e/和 ej, 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(zhǎng)度是，例如，Kf和K、依據(jù)圖2中所示的實(shí)施方案，長(zhǎng) 度Kf和lT等于相同的值K。這樣，在圖2的特定的實(shí)施方案中，外延可被寫成如下 <formula>formula see original document page 8</formula>應(yīng)該指出，在特定的實(shí)施方案中，或者長(zhǎng)度r或者長(zhǎng)度f(wàn)可為零。在圖3中，由接收機(jī)2接收到的信號(hào)r(n)—方面被施加到第一相 呆器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(hào) r(n)與序列s(n)的相關(guān)，被用于產(chǎn)生信道估計(jì)序列SB，而第二相關(guān)器 22建立相同的信號(hào)r(n)與另一個(gè)序列g(shù)(n)的相關(guān)，也服務(wù)于產(chǎn)生在 延時(shí)23中以前被延時(shí)的信道估計(jì)序列SB，通過(guò)被加到笫一序列s(n) 的左邊外延e/和第二序列g(shù) (n)的右邊外延egf的長(zhǎng)度f(wàn)和Kf的第一序 列s(n)的長(zhǎng)度N之和實(shí)現(xiàn)延時(shí)。這樣，第一相關(guān)器21實(shí)現(xiàn)相關(guān)函數(shù)cp (r(n)，s(n))，而第二相關(guān)器22實(shí)現(xiàn)函數(shù)(p (r (n) ， g (n-NK))。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(hào)PCr，s，g<formula>formula see original document page 8</formula>可以表明，在理論上這個(gè)相關(guān)信號(hào)，在窗[-Kf，Kd]中，在一個(gè)常數(shù) 范圍內(nèi)，是一個(gè)狄拉克脈沖。這是因?yàn)?，其中K」K、K，這個(gè)相關(guān)信號(hào)可被寫成<formula>formula see original document page 8</formula>然而，等式的第二部分的項(xiàng)中每一個(gè)是長(zhǎng)度2 (N + K)-1，這意味 看互相關(guān)項(xiàng)(P (S (n) ， g(n-N-2K))和cp k (G ( n-N-2K ) ，s (n))
為0，對(duì)于nG[-K, K]， K<N。因此，在間隔[-K，K]中，K<N時(shí)，相關(guān) 信號(hào)被簡(jiǎn)化為<formula>formula see original document page 9</formula>而且， 一般地說(shuō)，相關(guān)信號(hào)P。,s,g的長(zhǎng)度等于2N + Kf+Kd-1。實(shí)際上，從包括在相關(guān)信號(hào)中的分析窗[-^，^]內(nèi)相關(guān)信號(hào)PCr,s,g的峰值位置，可以確定由接收機(jī)2接收到的信號(hào)r(n)的時(shí)間位置，換 句話說(shuō)，可以確定由信道3產(chǎn)生的延時(shí)"。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ak和相移ou， 成為可能。如杲分析窗[-Kf，^]的寬度(Kf+Kd)大于或等于信道3的長(zhǎng) 度L，可以精確地確定所有路徑的所有接收到的信號(hào)r(n)的時(shí)間位置。 在這個(gè)分析窗之外，也可以確定接收到的信號(hào)的位置，但是不太精確。當(dāng)窗[-Kf,n的寬度(r+r1)小于長(zhǎng)度L時(shí)，可以實(shí)施這樣一種在窗[-Kf，Kl外的分析。
權(quán)利要求
1.一種在接收機(jī)中估計(jì)傳輸信道特性的方法，包括接收包括級(jí)聯(lián)序列S和G的信道估計(jì)序列，所述級(jí)聯(lián)序列S包括一個(gè)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(jí)聯(lián)序列G包括一個(gè)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；將接收的信道估計(jì)序列與序列s相關(guān)，以產(chǎn)生第一相關(guān)結(jié)果；將接收的信道估計(jì)序列與互補(bǔ)序列g(shù)相關(guān)，以產(chǎn)生第二相關(guān)結(jié)果；以及將所述第一相關(guān)結(jié)果與所述第二相關(guān)結(jié)果相加求和。
2. 如權(quán)利要求1所述的在接收機(jī)中估計(jì)傳輸信道特性的方法, 其中，所述互補(bǔ)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(guò)信道(3)發(fā)送到接收機(jī)(2)的信道估計(jì)序列，使它能夠?qū)崿F(xiàn)一種信道估計(jì)方法，所述的信道估計(jì)序列由兩個(gè)級(jí)聯(lián)的序列(S和G)組成，它們分別包括兩個(gè)互補(bǔ)序列(s和g)，所述的信道估計(jì)方法包括在發(fā)射機(jī)側(cè)，發(fā)送所述的信道估計(jì)序列；和在接收機(jī)側(cè)的一個(gè)相關(guān)過(guò)程，包括將所述的接收信號(hào)與所述的互補(bǔ)序列中的第一個(gè)(s)相關(guān)，將所述的接收信號(hào)與所述的互補(bǔ)序列中的第二個(gè)(g)，被延時(shí)的相關(guān)，將所述的兩個(gè)相關(guān)結(jié)果相加，并從所述的相關(guān)過(guò)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(gè)互補(bǔ)序列(s和g)通過(guò)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(jí)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(jì)序列的信道估計(jì)方法。
文檔編號(hào)H04B7/005GK101150347SQ20071018228
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社