專利名稱：移動(dòng)通訊接收機(jī)中的時(shí)隙同步檢測(cè)及信道估計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通訊，具體涉及移動(dòng)通訊設(shè)備(手機(jī)和基站)接收機(jī)中的時(shí)隙同步檢測(cè)及信道估計(jì)。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)通訊系統(tǒng)的(比如GSM，CDMA IS95，WCDMA，TD-SCDMA，CDMA2000)物理層中，發(fā)射機(jī)在每一個(gè)發(fā)射信道的每一個(gè)時(shí)隙中加入一些比特，即訓(xùn)練序列，接收機(jī)檢測(cè)這些訓(xùn)練序列來(lái)進(jìn)行同步信息的捕獲和信道估計(jì)。同步信息的捕獲和信道估計(jì)最常用的方法是使用相關(guān)器(correlator)。在CDMA系統(tǒng)中，基站收發(fā)機(jī)(BTS)在同一個(gè)時(shí)間和同一個(gè)頻點(diǎn)上通過(guò)碼分多址(CDMA)的方法給各個(gè)手機(jī)發(fā)送信號(hào)，同時(shí)各個(gè)手機(jī)也同時(shí)向BTS發(fā)送信號(hào)，所以發(fā)給各個(gè)用戶的信號(hào)之間會(huì)有一定的干擾。被傳送的訓(xùn)練序列需要有一定的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，但是由于訓(xùn)練序列的互相關(guān)性和自相關(guān)性不是完全理想狀態(tài)的，即不是在所有的地方都為0，所以會(huì)導(dǎo)致一定的干擾，特別是在每個(gè)用戶的信號(hào)功率差距很大的情況下。
由于LS(Least-squares)算法可以減少這些干擾，通常采用LS算法來(lái)進(jìn)行同步檢測(cè)和信道估計(jì)。
圖1描述了訓(xùn)練序列經(jīng)過(guò)信道的數(shù)學(xué)模型。
通常的LS算法都是在碼片級(jí)處理的。用訓(xùn)練序列來(lái)生成一個(gè)矩陣，并用一個(gè)數(shù)學(xué)公式來(lái)描述該數(shù)學(xué)模型y＝M*h+n
在以上的公式中，y是接收機(jī)所接受到的信號(hào)，h是信道的沖擊響應(yīng)(impulse response)，M為訓(xùn)練序列。如果在模型中用戶數(shù)是2，h為h‾=hL,1hL,2,]]>h‾L,n=h0,nh1,n···hL,n,---n=1,2]]>其中，L為信道長(zhǎng)度，M為訓(xùn)練序列的矩陣表達(dá)M＝[M1M2]。
Mn=mL,n···m1,nm0,nmL-1,n···m2,nm1,n·········mL+P-1.n···mP,nmP-1,n.n=1.2.]]>然后可以得到y(tǒng)＝M*h+n可以通過(guò)最小化(y-M*h)2來(lái)得到下面的結(jié)果h^=arghmin||y-Mh‾||2=(M‾HM‾)-1M‾Hy.]]>在公式中，(MHM)-1是一個(gè)常量，為了減少訓(xùn)練序列的互相關(guān)性，如果y＝M*h+n，那么h＝(MHM)-1MH(M*h+n)，估計(jì)的結(jié)果將為h＝h+(MHM)-1MH*n，所以由訓(xùn)練序列中的互相關(guān)特性或者自相關(guān)特性導(dǎo)致的干擾給抵消掉了。
但是，在現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)隙同步檢測(cè)方法中，碼片級(jí)別的LS算法的計(jì)算誤差比較大。圖3顯示了采用現(xiàn)有技術(shù)的方法計(jì)算的升余弦濾波器(RCF(impulse response))的示例，可見誤差比較大，如果從中找出最大值來(lái)進(jìn)行同步檢測(cè)，則容易出錯(cuò)。
因此，需要對(duì)現(xiàn)有的同步檢測(cè)方法進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于解決現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)隙同步檢測(cè)方法中誤差較大的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種移動(dòng)通訊接收機(jī)中使用的時(shí)隙同步檢測(cè)方法，包括以下步驟在采樣級(jí)別上，利用最小均方差算法計(jì)算升余弦濾波器；在計(jì)算出的升余弦濾波器中檢測(cè)最大點(diǎn)，從而進(jìn)行同步檢測(cè)。
在本發(fā)明的方法中，在利用最小均方差算法計(jì)算升余弦濾波器的過(guò)程中，將碼片級(jí)的訓(xùn)練序列矩陣轉(zhuǎn)換成采樣級(jí)的訓(xùn)練序列矩陣。
優(yōu)選的，在將碼片級(jí)的訓(xùn)練序列矩陣轉(zhuǎn)換成采樣級(jí)的訓(xùn)練序列矩陣的過(guò)程中，將碼片級(jí)訓(xùn)練序列矩陣的每一個(gè)元素轉(zhuǎn)化成8×8的對(duì)角子矩陣。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，進(jìn)一步在檢測(cè)到的同步信息的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算出的升余弦濾波器進(jìn)行下采樣，得到?jīng)_擊響應(yīng)，以進(jìn)行信道估計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種移動(dòng)通訊系統(tǒng)中的接收機(jī)，其具有在采樣級(jí)別上，利用最小均方差算法計(jì)算升余弦濾波器的裝置；以及在計(jì)算出的升余弦濾波器中檢測(cè)最大點(diǎn)，從而進(jìn)行同步檢測(cè)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)還可以進(jìn)一步包括基于檢測(cè)到的同步信息，對(duì)計(jì)算出的升余弦濾波器進(jìn)行下采樣，從而得到?jīng)_擊響應(yīng)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種移動(dòng)通訊基站和終端，其特征在于本發(fā)明的接收機(jī)。


附圖幫助更好地理解本發(fā)明，并在此結(jié)合構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分。附圖中圖1描述了訓(xùn)練序列經(jīng)過(guò)信道的數(shù)學(xué)模型；圖2顯示了一個(gè)對(duì)升余弦濾波器進(jìn)行下采樣的示例；圖3顯示了采用現(xiàn)有技術(shù)的方法計(jì)算的升余弦濾波器的示例；圖4顯示了采用本發(fā)明的方法計(jì)算的升余弦濾波器的示例；圖5顯示了現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)算升余弦濾波器的方法的流程圖；圖6顯示了現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)算升余弦濾波器的方法的流程圖；圖7顯示了包含本發(fā)明的接收機(jī)的原理圖。
具體實(shí)施例方式
以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
在本發(fā)明的時(shí)隙同步檢測(cè)方法中，LS算法在采樣級(jí)別(samplelevel)上進(jìn)行，并且得到升余弦濾波器RCF(Impulse Response)，由此進(jìn)行時(shí)隙的同步檢測(cè)。
這里，RCF為兩個(gè)RRCF的卷積，RRCF為根升余弦濾波器，即RCF(X)＝RRCF(RRCF(X))在移動(dòng)通訊中常用的RRCF的時(shí)域特性為RC0(t)=sin(πtTC(1-α))+4αtTCcos(πtTC(1+α))πtTC(1-(4αtTC)2)]]>如果在碼片級(jí)別上的M矩陣為 則在采樣級(jí)上，每一個(gè)元素將生成8×8個(gè)元素，即一個(gè)元素將生成一個(gè)子矩陣，假設(shè)這個(gè)元素的值為x(x可以為虛數(shù))，那么這個(gè)子矩陣為x，0，0，0，0，0，0，00，x，0，0，0，0，0，00，0，x，0，0，0，0，0
0，0，0，x，0，0，0，00，0，0，0，x，0，0，00，0，0，0，0，x，0，00，0，0，0，0，0，x，00，0，0，0，0，0，0，x然后在把這些子矩陣合并成為一個(gè)大的M矩陣，則在采樣級(jí)別上的M矩陣是M=1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,00,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,00,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,00,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,00,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,00,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,00,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,1,00,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,10,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,00,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,00,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,00,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,00,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,00,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,00,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,00,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1]]>可以使用該M矩陣來(lái)計(jì)算，通過(guò)公式h＝(MHM)-1MHy得到升余弦濾波器RCF(Impulse response)，并且從中檢測(cè)最大值來(lái)得到同步信息。
然后下采樣RCF(Impulse response)來(lái)得到碼片級(jí)別的沖擊響應(yīng)(Impulse Response)，下采樣的方法為通過(guò)檢測(cè)最大值而得到同步信息，然后每隔四個(gè)值或者八個(gè)值向前或者向后采一個(gè)(由碼片速率和采樣速率的關(guān)系決定)，得到信道估計(jì)結(jié)果。
圖2顯示了一個(gè)對(duì)RCF(impulse response)進(jìn)行下采樣的示例。圖中箭頭所指的點(diǎn)為下采樣的點(diǎn)，結(jié)果為所得到的信道沖擊響應(yīng)。圖中的細(xì)線表示值的實(shí)部，粗線表示虛部。這里的濾波器為每一個(gè)碼片為8個(gè)采樣，所以每8個(gè)采一個(gè)。信道沖擊響應(yīng)向量的長(zhǎng)度由系統(tǒng)中各種參數(shù)決定。
圖3和圖4分別為使用傳統(tǒng)的同步檢測(cè)方法和本發(fā)明的同步檢測(cè)方法得到的RCF(Impulse Response)結(jié)果，其中給8個(gè)用戶發(fā)送信號(hào)，給每個(gè)用戶的信道特性依照規(guī)范3GPP TR125.945 case 1，4個(gè)用戶的信號(hào)有0db的增益(檢測(cè)第一個(gè)用戶的信號(hào))，另外4個(gè)用戶的信號(hào)有4db的增益，加5db的噪聲。從圖3可見，使用傳統(tǒng)的同步檢測(cè)方法所得到的升余弦濾波器的誤差較大，如果從中檢測(cè)最大值來(lái)進(jìn)行同步檢測(cè)，則容易產(chǎn)生大的誤差。
由圖4可見，使用本發(fā)明的方法得到的升余弦濾波器RCF(ImpulseResponse)具有很小的誤差，從中檢測(cè)最大值來(lái)進(jìn)行同步檢測(cè)，則非常不容易出錯(cuò)。
圖6顯示了實(shí)施了本發(fā)明的同步檢測(cè)方法的接收機(jī)的示意結(jié)構(gòu)。如圖6所示，接收機(jī)包括放大器10，一級(jí)變頻器20，相干解調(diào)器30，A/D轉(zhuǎn)換器40，以及數(shù)字基帶部分50。在數(shù)字基帶部分50中進(jìn)行時(shí)隙同步檢測(cè)和信道估計(jì)。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)的數(shù)字基帶部分中，在采樣級(jí)別上進(jìn)行LS算法，從而得到誤差很小的升余弦濾波器，在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)行準(zhǔn)確的時(shí)隙同步檢測(cè)及信道估計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，還提供了一種移動(dòng)通訊基站和終端，其中包含根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)。這樣，根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通訊基站和終端可以有效地消除訓(xùn)練序列之間的互相關(guān)性和自相關(guān)性而造成的干擾。
以上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的情況下，可以進(jìn)行各種適當(dāng)?shù)男薷摹?br> 權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)通訊接收機(jī)中使用的時(shí)隙同步檢測(cè)方法，包括以下步驟在采樣級(jí)別上，利用最小均方差算法計(jì)算升余弦濾波器；在計(jì)算出的升余弦濾波器中檢測(cè)最大點(diǎn)，從而進(jìn)行同步檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在利用最小均方差算法計(jì)算升余弦濾波器的過(guò)程中，將碼片級(jí)的訓(xùn)練序列矩陣轉(zhuǎn)換成采樣級(jí)的訓(xùn)練序列矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中將碼片級(jí)訓(xùn)練序列矩陣的每一個(gè)元素轉(zhuǎn)化成8×8的對(duì)角子矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在檢測(cè)到的同步信息的基礎(chǔ)上，對(duì)計(jì)算出的升余弦濾波器進(jìn)行下采樣，從而得到?jīng)_擊響應(yīng)。
5.一種移動(dòng)通訊系統(tǒng)中的接收機(jī)，其具有在采樣級(jí)別上，利用最小均方差算法計(jì)算升余弦濾波器的裝置；基于檢測(cè)到的同步信息，在計(jì)算出的升余弦濾波器中檢測(cè)最大點(diǎn)，從而進(jìn)行同步檢測(cè)的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接收機(jī)，進(jìn)一步包括基于檢測(cè)到的同步信息，對(duì)計(jì)算出的升余弦濾波器進(jìn)行下采樣，從而得到?jīng)_擊響應(yīng)的裝置。
7.一種移動(dòng)通訊終端，其特征在于具有如權(quán)利要求5或6所述的接收機(jī)。
8.一種移動(dòng)通訊基站，其特征在于具有如權(quán)利要求5或6所述的接收機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及移動(dòng)通訊設(shè)備接收機(jī)中的時(shí)隙同步檢測(cè)和信道估計(jì)。在本發(fā)明的移動(dòng)通訊接收機(jī)中使用的時(shí)隙同步檢測(cè)方法中，在采樣級(jí)別上，利用最小均方差算法計(jì)算RCF(impulse response)，然后在計(jì)算出的RCF(impulse response)中檢測(cè)最大點(diǎn)，從而進(jìn)行同步檢測(cè)。使用本發(fā)明的方法可以檢測(cè)出比較準(zhǔn)確的同步信息，并且可以很簡(jiǎn)單地得到信道估計(jì)值?？梢允褂眠@些算法設(shè)計(jì)相關(guān)的接收機(jī)，并且用在移動(dòng)終端或者移動(dòng)通訊設(shè)備基站上。
文檔編號(hào)H04W56/00GK1535051SQ0310831
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者李載晃 申請(qǐng)人:樂金電子(中國(guó))研究開發(fā)中心有限公司, 樂金電子(中國(guó))研究開發(fā)中心有限公