本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法和裝置。

背景技術(shù)：

同道干擾(CCI，co-channel interference)是由于多個用戶在相同的信道內(nèi)傳輸信息而產(chǎn)生的。在鄰小區(qū)通信的GSM系統(tǒng)中，同道干擾作為一種主要的干擾是必須要考慮的。針對下行線路中終端的條件，單天線干擾消除技術(shù)(SAIC，single-antenna-interference-cancellation)無疑是一種比較好的解決同道干擾抑制問題的方法。

常規(guī)的SAIC方法有MIC(Mono Interference Cancellation)、聯(lián)合檢測、去耦線性濾波非線性均衡等幾大類方法，MIC自由度不足，使用條件苛刻，尤其不能適應(yīng)8PSK調(diào)制的干擾信號，聯(lián)合檢測抑制干擾能力強(qiáng)，但是復(fù)雜度高，因此綜合考慮性能和復(fù)雜度，可以使用去耦線性濾波非線性均衡法來抑制干擾。由于該方法無需估計干擾信號的信道情況，因此可以降低復(fù)雜度，同時由于該方法對調(diào)制類型的不敏感，可以同時適用于GMSK調(diào)制和8PSK調(diào)制的信號，適用面比MIC更廣。

從去耦線性濾波非線性均衡技術(shù)的原理來看，提高該方法的干擾抑制性能，可以從三個方面入手，一是改進(jìn)濾波器系數(shù)生成方法，提高濾波性能，二是使用更接近期望信道的信道估計值，三是提供在原有訓(xùn)練序列基礎(chǔ)上更長的參考序列。其中，后二者是為了在固定濾波器系數(shù)生成方法下，得到更有效的濾波器系數(shù)。由于存在異步干擾，單純由訓(xùn)練序列估計信道沖激響應(yīng)，可靠度會下降，可能會引入干擾造成結(jié)果較大偏離期望信道估計值，因此需要在信道估計上做出改進(jìn)，以使得信道估計值更貼近期望信道值，提高去耦線性濾波器的對異步干擾的抑制能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種適用于單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法，包括：

將信號通過預(yù)均衡得到信號序列估計值；

將所述序列估計值還原成一個burst序列的形式，同時通過信號能量確定方向判定；以及

按照得到的burst序列的參考值和所述方向判定，對包含訓(xùn)練序列的半邊序列執(zhí)行自適應(yīng)序列估計。

可選的，通過信號能量確定方向判定的過程中，將原burst從中間點(diǎn)分為左右各長度為78符號的半序列，分別計算兩邊的平均功率值，得到左右兩邊的平均功率比，選定自適應(yīng)方向?yàn)槠骄β瘦^小的方向。

可選的，當(dāng)選定所述自適應(yīng)方向后，從所述訓(xùn)練序列的異于所述自適應(yīng)方向的一側(cè)開始進(jìn)行自適應(yīng)信道估計，自適應(yīng)信道估計完成后再從異于所述自適應(yīng)方向的一側(cè)開始進(jìn)行迭代。

可選的，根據(jù)兩邊半序列平均功率比的大小，引入一個屬于過渡帶的比值范圍，在該范圍內(nèi)，判定僅做訓(xùn)練序列段的自適應(yīng)信道估計。

可選的，在得到信號序列估計值之前，得到信號的第一次信道估計值；在所述自適應(yīng)序列估計中，根據(jù)所述方向判定更新估計的步長，并以所述第一次信道估計值作為自適應(yīng)序列估計的起始值。

可選的，利用LS估計方法得到所述信號的第一次信道估計值。

可選的，當(dāng)判定方向?yàn)檫^渡帶時，僅對訓(xùn)練序列段做自適應(yīng)估計，從訓(xùn)練序列段左側(cè)開始直到訓(xùn)練序列最右端做迭代。

可選的，執(zhí)行所述自適應(yīng)序列估計時，采用LMS自適應(yīng)方法，選定檢測點(diǎn)周圍前后各2-3個點(diǎn)的梯度線性平均值作為選定點(diǎn)的梯度值。

可選的，所述信號序列估計值還原成burst的形式的方法是添加頭尾比特，添加中部的訓(xùn)練序列，然后根據(jù)期望信號的調(diào)制形式進(jìn)行GMSK或者是8PSK調(diào)制。

一種適用于單天線干擾消除技術(shù)的信道估計裝置，包括：

信號預(yù)均衡的裝置，用于進(jìn)行信號預(yù)均衡以得到信號序列估計值；

用于將所述序列估計值還原成一個burst序列形式的裝置；

用于計算信號能量并確定自適應(yīng)方向判定的裝置；以及

用于根據(jù)burst序列的參考值和自適應(yīng)方向?qū)Π?xùn)練序列的半邊序列進(jìn)行自適應(yīng)序列估計的裝置。

可選的，通過信號能量確定自適應(yīng)方向判定的過程中，將原burst從中間點(diǎn)分為左右各長度為78符號的半序列，分別計算兩邊的平均功率值，得到左右兩邊的平均功率比，選定自適應(yīng)方向?yàn)槠骄β瘦^小的方向。

可選的，當(dāng)選定所述自適應(yīng)方向后，從所述訓(xùn)練序列的異于所述自適應(yīng)方向的一側(cè)開始進(jìn)行自適應(yīng)信道估計，自適應(yīng)信道估計完成后再從異于所述自適應(yīng)方向的一側(cè)開始進(jìn)行迭代。

可選的，根據(jù)兩邊半序列平均功率比的大小，引入一個屬于過渡帶的比值范圍，在該范圍內(nèi)，判定僅做訓(xùn)練序列段的自適應(yīng)信道估計。

可選的，在得到信號序列估計值之前，得到信號的第一次信道估計值；在所述自適應(yīng)序列估計中，根據(jù)所述方向判定更新估計的步長，并以所述第一次信道估計值作為自適應(yīng)序列估計的起始值。

可選的，利用LS估計方法得到所述信號的第一次信道估計值。

可選的，當(dāng)判定方向?yàn)檫^渡帶時，僅對訓(xùn)練序列段做自適應(yīng)估計，從訓(xùn)練序列段左側(cè)開始直到訓(xùn)練序列最右端做迭代。

可選的，執(zhí)行所述自適應(yīng)序列估計時，采用LMS自適應(yīng)方法，選定檢測點(diǎn)周圍前后各2-3個點(diǎn)的梯度線性平均值作為選定點(diǎn)的梯度值。

可選的，所述信號序列估計值還原成burst序列形式的方法是添加頭尾比特，添加中部的訓(xùn)練序列，然后根據(jù)期望信號的調(diào)制形式進(jìn)行GMSK或者是8PSK調(diào)制。

本發(fā)明提供一種適用于單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法，包括將信號通過預(yù)均衡得到信號序列估計值；將所述序列估計值還原成一個burst序列的形式，同時通過信號能量確定方向判定；以及按照得到的burst序列的參考值和所述方向判定，對包含訓(xùn)練序列的半邊序列執(zhí)行自適應(yīng)序列估計。本發(fā)明的方法包含預(yù)處理、序列還原和方向判定、自適應(yīng)信道估計三部分，能夠適應(yīng)于去耦線性濾波非線性均衡法的單天線干擾消除技術(shù)，提高對異步干擾消除性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例所述去耦線性濾波非線性均衡SAIC結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例所述單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例所述單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法中自適應(yīng)信道估計方向選擇流程圖；

圖4A～4D分別對應(yīng)本發(fā)明一實(shí)施例所述單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法中期望信號受同步同道干擾，期望信號部分?jǐn)?shù)據(jù)段未干擾，期望信號一半被干擾覆蓋，期望信號訓(xùn)練序列段未被干擾4種典型情況；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例所述單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法中期望信號受同步同道干擾BER曲線；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例所述單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法中期望信號部分?jǐn)?shù)據(jù)段未干擾的BER曲線；

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例所述單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法中期望信號一半被干擾覆蓋的BER曲線；

圖8為本發(fā)明一實(shí)施例所述單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法中期望信號訓(xùn)練序列段未被干擾的BER曲線。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

本發(fā)明提出的適用于去耦線性濾波非線性均衡的單天線干擾消除技術(shù)(SAIC)的信道估計裝置，在去耦線性濾波非線性均衡SAIC系統(tǒng)中位置如圖1的102所示，作用是對步驟101二倍采樣后分成2路單倍數(shù)據(jù)的比特分別進(jìn)行信道估計，為步驟103的CCI濾波提供信道估計值。步驟102即信道估計的具體實(shí)施方法如下：

首先設(shè)置接收信號r的標(biāo)準(zhǔn)形式如下

其中，r(n)是接收信號的第n個符號，h是期望信道沖激響應(yīng)，a是期望序列，g是第i個干擾用戶的沖激響應(yīng)，b是第i個用戶的序列，n(n)為高斯白噪聲。

然后，按圖2所示的流程進(jìn)行相應(yīng)模塊的運(yùn)作。

1、對步驟201接收的比特在步驟202進(jìn)行預(yù)估計得到第一信道估計值。該步信道估計采用最基本的LS信道估計，為提高信道估計值的準(zhǔn)確性，可以采用26點(diǎn)相關(guān)進(jìn)行估計來代替16點(diǎn)相關(guān)估計，得到信道估計值

h_LS＝(A^TA)^-1Ar (1-2)

2、在步驟203，由步驟202得到的信道預(yù)估計值h_LS和步驟201得到的接收序列r進(jìn)行預(yù)均衡，至于均衡方法，對于GMSK信號采用MLSE，對8PSK信號則采用RSSE或者DFSE，得到期望序列的第一估計值a。

3、在步驟204，由得到的期望序列第一估計值a還原期望burst的形式。具體方法是添加頭尾比特，添加中部的訓(xùn)練序列，然后根據(jù)期望信號的調(diào)制形式進(jìn)行GMSK或者是8PSK調(diào)制，得到用于后續(xù)參考的burst估計值

4、在步驟205，根據(jù)接收序列做自適應(yīng)方向判斷。將長度為156的Burst從中間分為左右兩部分，各78個點(diǎn)，分別計算兩邊的平均功率值，得到左右兩邊的平均功率比

由于無需知道干擾的具體邊界位置，因此不需要采用精確定位干擾的算法，而是只需對左右兩邊平均功率比的大小做出判斷，來確定方向。判據(jù)以一個界限n(n>1)為參考點(diǎn)，分為p≤1/n,1/n<p<n,p≥n三種情況，第一種向左做自適應(yīng)估計，第三種向右做自適應(yīng)估計，第二種為過渡帶，自適應(yīng)范圍限定在訓(xùn)練序列范圍內(nèi)。當(dāng)n取得過于靠近1，則過于敏感的方向判斷會使得自適應(yīng)難以收斂，n取得過大則不利于對異步干擾情況做出處理。

5、接下來，在步驟206，進(jìn)行LMS自適應(yīng)信道估計，以步驟202得到的h_LS值為信道估計的起始值，以步驟204的序列還原值為自適應(yīng)參考序列值，以步 驟205的方向判斷值為自適應(yīng)迭代遍歷方向。選擇方向的自適應(yīng)信道估計具體流程按圖3所示：

(1)按步驟205的自適應(yīng)迭代遍歷方向判斷值，確定是否是在過渡帶，若是，則執(zhí)行步驟303，否則，執(zhí)行步驟302。

(2)此時執(zhí)行步驟303，則自適應(yīng)范圍限定在訓(xùn)練序列段，步驟303更新自適應(yīng)步長，步驟304取訓(xùn)練序列段的最左端的一組以及對應(yīng)的從訓(xùn)練序列的最左側(cè)向訓(xùn)練序列最右側(cè)做自適應(yīng)信道估計，迭代式為

其中μ是步長，決定了收斂速度和最后的誤差。μ的大小，理論上最佳是

其中，λ_max是接收序列r的訓(xùn)練序列段的自相關(guān)函數(shù)矩陣R_X的最大特征值，λ_min是接收序列r的自相關(guān)函數(shù)矩陣R_X的最小特征值。實(shí)際值由測試結(jié)果在此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。

ε(n)的表示為

是估計誤差值。

(3)若不是過渡帶，于是執(zhí)行步驟302，進(jìn)一步判斷是向左還是向右進(jìn)行自適應(yīng)遍歷過程。以左為例，則執(zhí)行步驟305，首先，更新自適應(yīng)步長μ，算法同(1-5)，然后，執(zhí)行步驟306，取訓(xùn)練序列最右端為起始點(diǎn)的一組

以及對應(yīng)的從訓(xùn)練序列的最右側(cè)向burst序列最左側(cè)做自適應(yīng)信道估計，迭代式同(1-4)。如果判定方向?yàn)橄蛴遥? 則按步驟307和步驟308，從訓(xùn)練序列的最左側(cè)向burst序列的最右側(cè)做自適應(yīng)信道估計。

(4)遍歷過程中，為提高自適應(yīng)的收斂性，減弱干擾邊界和突發(fā)性干擾對自適應(yīng)的影響，在步驟304，306，308中，對自適應(yīng)中的梯度值進(jìn)行平滑操作。平滑操作采用線性平均值的形式，即取一段值的梯度的均值來代替原來某個點(diǎn)的梯度值。設(shè)當(dāng)前自適應(yīng)點(diǎn)的梯度值為Nk，則取長度為L段內(nèi)的梯度值得均值來代替原梯度值。于是，實(shí)際梯度值變?yōu)?/p>

每次遍歷完，則判斷是否已經(jīng)達(dá)到最大迭代次數(shù)，若達(dá)到，則結(jié)束，輸出更新過的信道沖激響應(yīng)值否則，則繼續(xù)從起始點(diǎn)開始，再做一次遍歷。

圖5～8顯示了在TU50信道，SNR＝25dB下的，不做SAIC和自適應(yīng)估計處理、SAIC處理、SAIC+自適應(yīng)信道估計處理三種情況的BER曲線比較圖。圖5～圖8分別是干擾信號延遲0、30％、50％、70％，如圖4A～D所示，依此代表期望信號受同步干擾、期望信號部分?jǐn)?shù)據(jù)未受干擾、期望信號一半被干擾、期望信號訓(xùn)練序列段未被干擾四種典型情況。當(dāng)干擾接近同步或者干擾未覆蓋訓(xùn)練序列段時，有無LMS自適應(yīng)估計結(jié)果基本一致，原因在于此時直接在訓(xùn)練序列段進(jìn)行估計，結(jié)果更接近于理想估計值，而當(dāng)干擾有偏移時，自適應(yīng)信道估計利用未覆蓋干擾段的信息，將更多參考點(diǎn)(除訓(xùn)練序列以外的)利用進(jìn)來，可以提高信道估計質(zhì)量，從而提高性能。從中顯示，本發(fā)明能夠在對付異步同道干擾時表現(xiàn)出比較好的增益。

本發(fā)明還提供一種適用于單天線干擾消除技術(shù)的信道估計裝置，包括：

信號預(yù)均衡的裝置，用于進(jìn)行信號預(yù)均衡以得到信號序列估計值；

用于將所述序列估計值還原成一個burst序列的裝置；

用于計算信號兩邊平均功率值，判定自適應(yīng)方向的裝置；以及

用于根據(jù)burst序列的參考值和自適應(yīng)方向?qū)Π?xùn)練序列的半邊序列進(jìn)行自適應(yīng)信道估計的裝置。

本發(fā)明提供一種適用于單天線干擾消除技術(shù)的信道估計方法，包括將信號通過預(yù)均衡得到信號序列估計值；將所述序列估計值還原成一個burst序列的形式，同時通過信號能量確定方向判定；以及按照得到的burst序列的參考值和所述方向判定，對包含訓(xùn)練序列的半邊序列執(zhí)行自適應(yīng)序列估計。本發(fā)明的方法包含預(yù)處理、序列還原和方向判定、自適應(yīng)信道估計三部分，能夠適應(yīng)于去耦線性濾波非線性均衡法的單天線干擾消除技術(shù)，提高對異步干擾消除性能。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。