專利名稱：無線電碼分多路存取用戶設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括而言，本實用新型涉及無線電時分雙工(time division duplex)或頻分雙工(frequency division duplex)通信系統(tǒng)，更具體地講，本實用新型涉及一種TDD系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實施為一種用于干擾信號代碼冪次(interference signal code power，ISCP)和噪聲偏差的估算方法，該噪聲偏差使用了部分采樣平均(partial sample average)。
背景技術(shù)：
在UMTS陸地無線電訪問(terrestrial radio access)TDD系統(tǒng)中，ISCP噪聲偏差的估算已變得日益重要。接收器設(shè)計需要估算噪聲偏差，以便用于信道估算的后處理和多用戶檢測(multi-user detection，MUD)所使用的最小均方誤差程序塊線性均衡(minimum mean squareerror-block liner equalization，MMSE-BLE)算法。另外，動態(tài)信道分配(dynamic channel allocation，DCA)和時隙分配(timeslot allocation)也依賴于干擾信號代碼冪次(ISCP)。如在3GPP TS25.225中所規(guī)定的，測量“時隙ISCP”僅是單元間干擾的測量。因為可將單元間干擾作為白高斯噪音(white Gaussian noise)處理，ISCP和噪聲偏差的估算可結(jié)合在一個步驟中。一種原有技術(shù)的估算方法利用了保護期間的芯片序列號。但因為定時超前(timing advance)和延遲展開(delay spread)的長度，在保護期間沒有足夠數(shù)量的芯片可供完成估算。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種無線電碼分多路存取(code division multiple access)用戶設(shè)備，該設(shè)備由信道估算設(shè)備和噪聲偏差設(shè)備組成。該信道估算設(shè)備有另一輸出，其配置為對多個中緩行(midamble)移位中的每一移位都產(chǎn)生信道估算采樣。該噪聲偏差設(shè)備有一個輸入和一個輸出，該輸入耦合于該信號估算設(shè)備并配置為接收信道估算，該輸出配置為產(chǎn)生干擾信號代碼冪次或噪聲偏差的估算。


圖1為截位雷利分布隨機變量(truncated Rayleigh distributedrandom variable)的理論綜合平均冪次和采樣數(shù)字平均值關(guān)于各信道估算的W＝57芯片的較小采樣數(shù)目的冪次；圖2為曲線圖，顯示采用算法1并用實際噪聲偏差加以歸一化處理的估算噪聲偏差的平均值和均方誤差，該實際噪聲偏差10,000作了平均化處理而與模擬試驗無關(guān)；圖3為估算的噪聲偏差序列，經(jīng)過了實際噪聲偏差的歸一化處理。工作組4(WG4)例2(緩慢衰退)處于3dBEb/No；圖4a顯示Raw BER曲線，圖4b顯示估算噪聲偏差的歸一化平均值而圖4c顯示經(jīng)實際噪聲偏差歸一化的估算均方誤差。對于30次采樣使用了算法1，而在工作組4(WG4)信道例2(緩慢衰退)中以6個遞推采用了算法2；圖5a顯示Raw BER曲線，圖5b顯示估算噪聲偏差的歸一化平均值而圖5c顯示經(jīng)實際噪聲偏差歸一化的估算均方誤差。對于30次采樣使用了算法1，而在國際電信聯(lián)盟(ITU)pedestrian B channel case中以6個遞推采用了算法2；圖6為用于UE接收器的信道估算和后處理的框圖，顯示了采用根據(jù)本實用新型的裝置和方法而取得噪聲偏差估算的方式。
具體實施方式
在本實用新型中，采用了運用信道估算器(channel estimator)的輸出信息的ISCP及噪聲偏差的估算方法。該方法解決了原有技術(shù)估算方法的問題，并通過在估算中采用動態(tài)信道分配(DCA)和多用戶檢測(MUD)而提供了高得多的精確度。尤其是使用了一種部分采樣平均算法來進行計算。
雖然本實用新型的ISPC和噪聲偏差估算方法建立在WCDM TDD系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，但這一算法可應(yīng)用于所有種類的使用估算信道響應(yīng)信息的通信系統(tǒng)中。圖3b和圖3c顯示了采用本實用新型的算法1和算法2所得的噪聲偏差估算與得自保護期間(GP)的噪聲偏差的比較。
以下描述用于Stiner信道估算的信號模型。令Kmax為一個中緩行代碼所允許的相異中緩行的最大數(shù)目。則對于字符組(burst)類型1，有Kmax＝16、8或4，而對于字符組類型2，則有Kmax＝6或3。用于接收到的序列的信號模型可表示為 公式(1)最大可能估算值(maximaum-likelihood eatimate，MLE)由下式給出□＝(GHG)-1GHr＝h+w公式(2)其中w＝(GHG)-1GHn公式(3)在現(xiàn)用中緩行移位完全已知的情況下(以共用中緩行移位而鏈接上行鏈路或下行鏈路)，可減少矩陣G單元列的數(shù)目和干擾。但從最大中緩行移位(Kmax)和現(xiàn)用中緩行移位(Kactive)的比較中，并未看到有性能增益。實際上，因為必須在每一時隙中計算偽逆矩陣系數(shù)，從而增加了系統(tǒng)的復雜性。假設(shè)中緩行的最大數(shù)目，則在單元分類(cellspecification)后可僅僅一次即計算出所有中緩行。但不帶有信號組分的輸出序列對于ISCP和噪聲偏差估算是有用的，即使中緩行已知也是如此。因此希望信道估算器提供信道估算的Kmax數(shù)目，而無論有多少中緩行處于現(xiàn)用中。
以下描述根據(jù)本實用新型所提出的用于ISCP和噪聲偏差的估算方法。信道估算器的輸出序列芯片長度總為KmaxW，其中W為信道脈沖響應(yīng)的長度。大部分輸出序列僅僅由ISCP和噪聲偏差組分構(gòu)成，僅有一小部分包括信號和噪聲組分。當現(xiàn)用中緩行已知，則易于從用于非現(xiàn)用中緩行的信道估算中得出估算。但對于具有共用中緩行而其中中緩行未知的上行鏈路和下行鏈路而言，估算就變得困難了。這里描述針對具有多個中緩行而其中現(xiàn)用中緩行未知的上行鏈路和下行鏈路。
為簡明起見，對于算法1的噪聲偏差，以下ISCP和噪聲偏差指的是部分采樣平均值，復數(shù)噪聲幅值的概率密度(probability density)函數(shù)為一個雷利函數(shù)(Rayleigh function)，表示為f(x)=2xσW2exp(-x2σW2)U(x)]]>公式(4)其中σW2為其偏差。
目的在于以最少數(shù)目的采樣估算出偏差。如圖3所示，估算的平均值和均方誤差均隨采樣數(shù)目增加而下降。顯然，采樣冪次的平均值并不收斂到綜合平均值冪次上。反之，當采用W個采樣中的最小N，采樣偏差將收斂于第二要素，表示為σW2=∫x=0ax2f2(x)dx]]>公式(5)其中滿足條件Pr{x<a}=NW]]>經(jīng)過小的推導即得a=σW2ln(1-NW)]]>公式(6)而且W個采樣中的最小N的綜合平均值冪次收斂到σa2=cσW2]]>公式(7)其中c=NW+(1-NW)·ln(1-NW)]]>公式(8)所以，比例系數(shù)c是比值N/W的函數(shù)。關(guān)于N的理論及數(shù)值比例系數(shù)示于圖1，在字符組類型1和W＝57的條件下。
采用這一比例系數(shù)，得自W中N最小采樣的噪聲偏差估算變?yōu)?amp;sigma;^W2=1cKNΣj=lKΣi=IN|hi(j)|2]]>公式(9)其中hi(j)，i＝1，2，…W為升冪幅值的冪次。
以下論及噪聲偏差估算方法所用參數(shù)和信道估算所用參數(shù)。對本算法將借助于一些系統(tǒng)參數(shù)而在系統(tǒng)等級上進行描述。系統(tǒng)參數(shù)包括如下內(nèi)容·W信道長度；·Kmax；中緩行移位的最大數(shù)目；
·P基本中緩行代碼的長度，其為信道估算程序塊輸入的長度；·Lm中緩行代碼的長度；·Lchest信道估算器的輸出長度，該值不一定與W相等；Kmax特別用于字符組類型1擴展的中緩行情況；·HpI＝1，2，…，Nchest估算的結(jié)合信道系數(shù)(joint channelcoefficient)；·Kactive現(xiàn)用中緩行移位的數(shù)目；·Np1每信道路徑的最大數(shù)目；·Np2每信道路徑的實際數(shù)目。
上述各參數(shù)的說明及相互關(guān)系概括于表1中表1

*W＝28用于偶數(shù)中緩行數(shù)目，W＝29用于奇數(shù)中緩行數(shù)目。
在用戶設(shè)備(UE)中ISCP和噪聲偏差估算程序塊14的位置示于圖6。在上行鏈路中，因為中緩行檢測18和混合代碼檢測20在BS接收器為已知的，所以并不需要它們。因為并不知道現(xiàn)用中緩行的數(shù)目，下行鏈路估算將使用Kmax而非Kactive，并通過中緩行檢測而估算Kactive。可選擇使現(xiàn)用中緩行的數(shù)目從中緩行18經(jīng)路徑18a而反饋給噪聲(ISCP)估算程序塊14，但這會導致處理延遲而總的檢測性能增益減小。
在此可將采用部分采樣平均值的本實用新型所提估算算法概括如下σ^W2=G·γ(r)1NsampleΣj=lNsampleK|hn(i)|2]]>公式(10)其中Nsample＝Lchest-Np1·Kactive公式(11)γ(r)=[1+(1r-1)·ln(1-r)]-1]]>公式(12)

公式(13)對于字符組類型1和3，G＝400，且對于字符組類型2，G＝169n(i)，i＝1，2，…，Lchest為第I個最小系數(shù)的索引(即hn(i)，i＝1，2，…，Lchest)，該系數(shù)處于升冪幅值的冪次上。為簡化其實施，可對表2所示各情況使常數(shù)固定，表2對應(yīng)于時隙配置的比例常數(shù)T；其中P為可用采樣的數(shù)目，而被標以雙星符號的數(shù)目可能未在實踐上作過假設(shè)。這里常數(shù)T由下式所定義T=G·γ(r)Nsample]]>公式(14)且估算的噪聲偏差變?yōu)?amp;sigma;^n2=T·Σj=lNsampleK|hn(i)|2]]>公式(15)表2

還可選擇從略去的估算信道輸出系數(shù)估算噪聲偏差，并每次遞歸地加以更新，如下所示σ^W2=1KWΣj=lKΣi=IW|hi(j)-h^i(j)|2]]>其中

是后處理以噪聲偏差估算了

之后、并且

初始值全部為零時的信道估算。
模擬試驗中遞歸6次，根據(jù)傳播信道情況可進一步降低次數(shù)。
以下解釋一例模擬試驗。下面是本例所用的假設(shè)及參數(shù)的列表字符組類型1；
W＝57；·8數(shù)據(jù)字符組，其中傳播系數(shù)(SF)＝16；·8個相異中緩行；·WG4 case 2及ITU pedestrian B信道情況；·30采樣用于算法1；·6次遞歸用于算法2；對應(yīng)于不同機制的MMSE-BLE性能非常類似，如圖4a和圖5a所示。因此，數(shù)據(jù)檢測性能對于為實際噪聲偏差所歸一化的估算誤差并不敏感，如圖4c和圖5c所示；·算法1所作偏差估算偏置于略高數(shù)值，特別是對于較高SNR和較多的多重路徑而言，這點可從圖5b和圖6觀察到；·算法2具有最佳性能，但必須完成多個閾值測試以進行后處理。復雜性的增加取決于迭代次數(shù)和比較的復雜程度；·如果噪聲偏差僅僅用于MMSE-BLE和后處理，則對于大多數(shù)無線電應(yīng)用環(huán)境來說，算法1就足夠了。但在總的通信系統(tǒng)性能對于噪聲偏差要敏感得多，從而需要更精確的噪聲偏差估算時，算法2即為最佳選擇。
權(quán)利要求1.一種無線電碼分多路存取用戶設(shè)備，其特征在于所述無線電碼分多路存取用戶設(shè)備包括具有輸出的信道估算裝置，該輸出配置為對多個中緩行移位中的每一個都產(chǎn)生信道估算采樣；具有輸入的噪聲偏差估算裝置，該輸入配置為接收信道響應(yīng)和用于產(chǎn)生干擾信號代碼冪次估算的輸出。
2.如權(quán)利要求1的用戶設(shè)備，其特征在于對由該信號估算設(shè)備所產(chǎn)生的多個中緩行移位中的每一個所作的信道估算采樣包括所有最大中緩行移位的采樣。
3.如權(quán)利要求1的用戶設(shè)備，其特征在于進一步包括具有輸出的中緩行檢測裝置由所述信號估算設(shè)備中接收采樣，該輸出配置為產(chǎn)生現(xiàn)用中緩行移位的指示符；所述噪聲偏差估算裝置具有另一輸入，該輸入配置為從中緩行檢測裝置中接收所述的中緩行移位指示符。
4.如權(quán)利要求3的用戶設(shè)備，其特征在于進一步包括耦合于所述信道估算裝置與所述中緩行檢測裝置之間的后處理裝置。
5.如權(quán)利要求1的用戶設(shè)備，其特征在于所述噪聲偏差估算裝置具有輸出，該輸出進一步配置為產(chǎn)生噪聲偏差的估算。
6.一種無線電碼分多路存取用戶設(shè)備，其特征在于所述無線電碼分多路存取用戶設(shè)備包括具有輸出的信道估算裝置，該輸出配置為對多個中緩行移位中的每一個都產(chǎn)生信道估算采樣；及具有輸入的噪聲偏差估算裝置，該輸入耦合于該信號估算設(shè)備并配置為接收該信道估算采樣和用于產(chǎn)生干擾信號代碼冪次估算的輸出。
7.如權(quán)利要求6的用戶設(shè)備，其特征在于對由該信號估算設(shè)備所產(chǎn)生的多個中緩行移位中的每一個所作的信道估算采樣包括所有最大中緩行移位的采樣。
8.如權(quán)利要求6的用戶設(shè)備，其特征在于進一步包括具有輸出的中緩行檢測裝置，該輸出配置為產(chǎn)生現(xiàn)用中緩行移位的指示符；其中所述噪聲偏差估算裝置具有另一輸入，該輸入配置為從中緩行檢測裝置中接收所述的中緩行移位指示符。
9.如權(quán)利要求8的用戶設(shè)備，其特征在于進一步包括耦合于所述信道估算裝置與所述中緩行檢測裝置之間的后處理裝置以提供非零采樣到中緩行檢測裝置。
10.如權(quán)利要求6的用戶設(shè)備，其特征在于所述噪聲偏差估算裝置具有輸出，該輸出進一步配置為產(chǎn)生噪聲偏差的估算。
專利摘要提供了一種無線電碼分多路存取用戶設(shè)備，該設(shè)備由信道估算設(shè)備和噪聲偏差設(shè)備組成。該信道估算設(shè)備有一輸出，其配置為對多個中緩行移位中的每一移位都產(chǎn)生信道估算采樣。該噪聲偏差設(shè)備有一個輸入和一個輸出，該輸入配置為接收信道估算，該輸出配置為產(chǎn)生干擾信號代碼冪次或噪聲偏差的估算。
文檔編號H04L1/20GK2701176SQ0225496
公開日2005年5月18日 申請日期2002年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月18日
發(fā)明者金泳祿, 潘鐘霖, A·澤拉 申請人:交互數(shù)字技術(shù)公司