CN1917487B - 一种用于分时隙***的训练序列的分配方法 - Google Patents

Abstract

一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，适用于小区单时隙只有一个用户的情况，包括：(1)根据***配置确定基本训练序列不同循环移位版本的数量及信道估计窗长；(2)根据步骤(1)中确定的循环移位版本的数量及信道估计窗长，生成循环移位版本；(3)为各小区分配基于相同基本训练序列的不同循环移位版本。本发明在分时隙***小区单时隙只有一个用户的情况下，将单码集训练序列的分配方法应用于多个小区，从而降低了原***中由于各小区间采用不同训练序列的相互干扰，并降低了信道估计算法的复杂度。

Description

一种用于分时隙***的训练序列的分配方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种用于分时隙***的训练序列的分配方法。 

背景技术

由于无线移动通信中信道的复杂性和时变性，在相干接收过程中，需要在接收端对信道进行估计，然后利用得到的信道响应对信号进行相干检测。除了在信号检测中的应用之外，信道估计还在物理层测量、智能天线、快速控制、切换及无线资源管理等相关子***中起到重要的基础性作用。 

在时分复用同步码分多址(TD-SCDMA)***中，业务时隙突发信号的结构如图1所示，突发由两个长度分别为352chips的数据块、一个长为144chips的midamble码和一个长为16chips的保护时间间隔组成。突发信号中部的中间码(midamble)是用来进行信道估计的，所述中间码也可称为信道估计码。两边的数据块用来传送业务数据。 

上述训练序列是这样生成的：对于同一个小区的同一个时隙，给定一个基本midamble码，不同的用户采用这个相同基本midamble码的不同循环移位版本作为它的训练序列。由同一个基本码m_P导出的K个特定的训练序列移位版本m ^(k)；k＝1...K构成集合，称为训练序列集。在TD-SCDMA***中，基本midamble码的周期为128，导出的训练序列移位版本的码长为Lm＝128+16。 

时隙CDMA***进行信道估计的方法，称为Steiner估计器，详细内容参见文献B.Steiner，and P.W.Baier，“Low Cost Channel Estimation in the UplinkReceiver of CDMA Mobile Radio Systems，”FREQUENZE，47(1993)11-12)。这 种信道估计方法可以同时估计出本小区内属于一个基本码集的多个用户的信道估计结果，抑制属于同一个基本码的多个用户的中间码之间的干扰。这种方法是对属于同一个基本码集的多个用户进行信道估计的方法，也称单码集信道估计方法。 

由于单码集信道估计方法把同一时间叠加的除本码集信号响应以外的其它信号都当成白高斯噪声来处理，因此单码集信道估计方法本身就不够完善。并且，对于小区间同步工作的时隙CDMA***来说，处于与本小区交界处的邻小区用户的信号对本小区干扰较强，并且同频邻小区信号与本小区的信号是时隙同步的。也就是说，本小区中间码响应所受到的同频相邻小区的干扰主要来自与本小区同步的其它码集的中间码信号的响应。另外，在其它的一些应用中，也有可能会出现功率相近的多个码集的中间码响应信号叠加的情况。 

因此，时隙CDMA***在同频相邻小区多码道工作的情况下，单码集信道估计的方法往往不能满足***性能的要求，需要提供性能更好的信道估计方法。 

于是本发明人在2004年8月11日公开的03100670时隙码分多址***多码集信道估计方法的专利中提到了多码集信道估计方法。多码集信道估计方法主要针对存在多码集信道估计码响应信号的情况，实现多码集联合信道估计，并改善单码集信道估计性能。 

当分时隙***中单时隙只存在一个用户时，一个小区内只需要分配训练序列的一个循环移位版本。在这种情况下，现有的实现方案可以分为两种： 

(1)采用单码集信道估计方法。这种方法将邻小区的训练序列码当作干扰，在接收端的信道估计部分不作任何处理。 

(2)采用多码集信道估计方法。这种方法需要知道邻小区使用的基本训练序列码，利用03100670时隙码分多址***多码集信道估计方法的专利，分 别对相邻小区的各训练序列码进行信道估计，然后进行多次的干扰抵销和迭代，以降低邻小区训练序列码对本小区训练序列码的干扰，提高信道估计的准确性。 

然而上述两种实现方法分别存在不足。单码集信道估计方法计算量较少，但由于没有考虑邻小区训练序列的干扰，因此信道估计的检测性能较差。尤其当用户处于小区边缘时，邻小区的训练序列造成的干扰很大，可能会造成用户无法正常接收，形成切换区域的盲区。使***无法正常工作。 

多码集信道估计方法同时检测本小区和邻小区的训练序列，并利用多次迭代的干扰抵消方法，可以有效消除邻小区的干扰，提高信道估计的精度。但同时多码集信道估计方法由于需要进行多小区的信道估计，且需进行多次的干扰消除运算，大大提高了计算的复杂度。干扰抵销的迭代次数与各小区用户的数量和各用户信道的多径分布有关，在无法获得这些消息的前提下，迭代次数难以确定，迭代次数过多和过少都会影响最终的信道估计精度。因此多码集信道估计方法也存在计算复杂度高和估计精度不稳定的缺点。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，以解决小区单时隙只有一个用户的情况下采用现有技术造成的信道估计检测性能差以及运算复杂的技术问题。 

为解决上述问题，本发明公开一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，适用于小区单时隙只有一个用户的情况。在本方法中，***为各小区分配基于相同基本训练序列的不同循环移位版本。 

一种用于分时隙***的训练序列的分配方法包括：(1)根据***配置确定基本训练序列不同循环移位版本的数量K及信道估计窗长W；(2)根据步骤(1)中确定的循环移位版本的数量及信道估计窗长，生成循环移位版本；(3)为各小区分配基于相同基本训练序列的不同循环移位版本。

小区和分配的循环移位版本有确定的对应关系。为每个小区分配的循环移位版本可以为1个，也可以多于1个。 

步骤(1)和步骤(2)中各信道估计窗的长度可以相同，也可以不同。 

当各信道估计窗的长度不同时，步骤(1)包括根据***配置确定基本训练序列不同循环移位版本的数量K及信道估计窗长W，信道估计窗长W、基本训练序列的长度P以及基本训练序列不同循环移位版本的数量K满足 W_n为第n个小区的信道估计窗长。 

当各信道估计窗的长度不同时，步骤(2)生成循环移位序列版本的过程包括：A定义长度为P的基本训练序列m _P＝(m ₁，m ₂，...，m _P)，将向量m _p循环扩展到长度i_max， 

式中L_m为需发送的各循环移位版本的长度，W_n为第n个小区的信道估计窗长；B得到一个新向量m， 当i＝1，...，P时，m _i＝m _p，当i＝(P+1)，...，i_max时， m _i＝m _i-P；C使用步骤B中得到的新向量m生成各个循环移位版本，第k个长度为L_m的循环移位版本为 其中当k＝1，2，...，K-1时，循环移位版本m ^(k)中的每个元素为 

i＝1，...，L_m，第K个长度为L_m的循环移位版本中每个元素 

i＝1，...，L_m。 

本发明中所述的各小区可以为分时隙***中小区分组后每组内的小区。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点：在分时隙***单时隙只有一个用户的情况下，将单码集训练序列的分配方式应用到多个小区，与单小区信道估计方法相比，消除了各个小区间训练序列的干扰；与多码集信道估计方法相比，减小了信道估计计算的复杂度，并且信道估计的准确度较这两种方法都有所提高。 

附图说明

图1是现有TD-SCDMA***业务时隙突发结构示意图； 

图2是本发明公开的一种用于分时隙***的训练序列的分配方法的示意图； 

图3是本发明公开的一种生成循环移位版本方法的示意图。 

具体实施方式

以下结合附图2及附图3，具体说明本发明。 

根据前面分析，在每个小区同一时刻只有一个用户进行传输的情况下，我们可以规定多个小区只使用一个基本训练序列，各小区的用户使用这个基本训练序列的不同循环移位版本。在接收端进行信道估计时，可以按照现有单小区的信道估计算法就可以估计出所需的多小区信道估计结果。具体的训练序列分配方法如下： 

步骤S101：根据***配置确定基本训练序列不同循环移位版本的数量K及信道估计窗长W。W可以根据基本训练序列的长度P、基于基本训练序列的不同循环移位版本的数量K确定。确定准则如下： 

式中，表示对x向下取整，即找到小于或等于x的最大整数。例如，对于TD-SCDMA***来说，P＝128，K取4，则W＝32，表示一个由基本训练序列可以生成4个循环移位版本，供4个相邻小区同时使用，每个信道估计窗长为32。 

步骤S102：根据步骤S101确定的循环移位版本的数量及信道估计窗长，生成各循环移位版本。 

根据步骤S101确定的循环移位版本数量K及信道估计窗长W，生成各循环移位版本的方法如下： 

将长度为P的基本训练序列定义成下式的向量m _p

m _P＝(m ₁，m ₂，...，m _P) 

为了生成不同版本的循环移位序列，将向量m _p循环扩展为长度i_max，i_max的取值为i_max＝L_m+(K-1)W，式中L_m为需发送的各循环移位版本的长度。 

这样，我们可以得到由基本训练序列构成的一个新向量m，定义见下式： 

$\underset{\‾}{m}=({\underset{\‾}{m}}_1,{\underset{\‾}{m}}_2,\·\·\·,{\underset{\‾}{m}}_{i_{\max }})=({\underset{\‾}{m}}_1,{\underset{\‾}{m}}_2,\·\·\·,{\underset{\‾}{m}}_{L_m+(K-1)W}),$

向量m的前P个元素与向量m _p的前P个元素相同，后面的元素再依次从向量m _p第一个元素顺序取出并排列： 

m _i＝m _p      其中i＝1，...，P 

m _i＝m _i-P     其中i＝(P+1)，...，i_max

使用上述方法得到的周期训练序列m就可以生成各个循环移位版本。对第k个长度为L_m的循环移位版本m ^(k)的生成方法如下： 

${\underset{\‾}{m}}^{\left(k\right)}=({\underset{\‾}{m}}_1^{\left(k\right)},{\underset{\‾}{m}}_2^{\left(k\right)},\·\·\·,{\underset{\‾}{m}}_{L_m}^{\left(k\right)}),$

其中每个元素为： 

${\underset{\‾}{m}}_i^{\left(k\right)}={\underset{\‾}{m}}_{i+(K-k)W}$ 其中i＝1，...，L_m  k＝1，...，K 

K个基于基本训练序列码m _p的循环移位版本m ^(k)；k＝1...K构成了一个训练序列集。 

步骤S103：为各小区分配基于相同基本训练序列的不同循环移位版本。 

在分时隙***中，由于训练序列的循环移位版本的个数是有限的，当***内小区达到一定个数后，例如大于循环移位版本个数时，我们需要将***内的小区进行分组，分组可以采用多种方式，如按照地理位置、将单时隙只有一个用户的相邻小区尽量分在一组。小区分组后为每组内的小区分配基于基本训练序列的不同循环移位版本。 

将由步骤S102得到的码集m ^(k)；k＝1...K按照某种分配原则分配给k个小区，每个小区使用其中的一个或多个循环移位版本。小区和分配的循环移位版本有确定的对应关系。这里的分配原则可以是顺序分配的分配方法，也可以是根据小区分布或其他原则确定的分配原则。 

在实际应用时，各小区同时发送分配给本小区的循环移位版本。根据Steiner估计器的算法原理，经接收端的Steiner估计器后由这些循环移位版本得到总长度为i_max，由K个信道估计窗长为W的信道估计组成的总的信道估计结果，对应k个小区的信道估计，从而实现由一个码集进行多个小区的信道估计。 

只要满足小区单时隙只有一个用户，循环移位版本与小区是确定的对应关系，且一个基本训练序列对应多个小区，上述方法都是适用的。 

上面以各小区信道估计窗等长的情况为例说明了训练序列循环移位版本的生成和分配方法，利用相似的方式，也可以将本方法扩展到各小区信道估计窗长不相等的情况。 

当各小区信道估计窗长度不相等时，分配方法的步骤S101和S102需要做如下修改： 

根据***配置确定基本训练序列不同循环移位版本的数量K及信道估计窗长W。W可以根据基本训练序列的长度P、基于基本训练序列生成的不同循环移位版本的数量K确定。确定准则如下： 

当各小区信道估计窗长不等时，信道估计窗长、基本训练序列不同循环移位版本的数量K以及基本训练序列长度P的关系满足下式： 

$P\≥\underset{n=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{W}_n$

式中，W_n为第n小区的信道估计窗长，n＝1，2，...，K-1，K为基本训练序列不同循环移位版本的数量。 

为了生成不同版本的循环移位序列，将定义长度为P的基本训练序列 m _p，m _P＝(m ₁，m ₂，...，m _P)，将向量m _p循环扩展为长度i_max，i_max的取值为 式中L_m为需发送的各循环移位版本的长度。 

这样，我们可以得到一个由基本训练序列构成的一个新向量m，定义见下式： 

$\underset{\‾}{m}=({\underset{\‾}{m}}_{1,}{\underset{\‾}{m}}_2...,{\underset{\‾}{m}}_{i_{\max }})=({\underset{\‾}{m}}_{1,}{\underset{\‾}{m}}_2...,{\underset{\‾}{m}}_{L_m}+\underset{n=1}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{W}_n)$

向量m的前P个元素与向量m _p的前P个元素相同，后面的元素再依次从向量m _p第一个元素顺序取出并排列： 

m _i＝m _p     其中i＝1，...，P 

m _i＝m _i-P   其中i＝(P+1)，...，i_max

使用上述方法得到的周期训练序列m就可以生成各个循环移位版本。对第k个长度为L_m的循环移位版本m ^(k)的生成方法如下： 

${\underset{\‾}{m}}^{\left(k\right)}=({\underset{\‾}{m}}_1^{\left(k\right)},{\underset{\‾}{m}}_2^{\left(k\right)},...,{\underset{\‾}{m}}_{L_m}^{\left(k\right)})$

其中循环移位版本m ^(k)的前k(k＝1，2,，...，K-1)个循环移位版本的每个元素为： 

${\underset{\‾}{m}}_i^{\left(k\right)}={\underset{\‾}{m}}_{i+\underset{n=k}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{W}_n}$

其中i＝1，...，L_m  k＝1，2，...，K-1. 

第K个循环移位版本的每个元素为： 

${\underset{\‾}{m}}_i^{\left(K\right)}={\underset{\‾}{m}}_i,i=1,...,L_m$

K个基于基本训练序列码m_P的循环移位版本m ^(k)；k＝1...K构成了一个训练序列集。 

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。 

Claims (7)

1.一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，适用于小区单时隙只有一个用户的情况，其特征在于，为各小区分配基于相同基本训练序列的不同循环移位版本，

包括如下步骤：

(1)根据***配置确定基本训练序列不同循环移位版本的数量K及信道估计窗长W；

(2)根据步骤(1)中确定的循环移位版本的数量及信道估计窗长，生成循环移位版本；

(3)为各小区分配基于相同基本训练序列的不同循环移位版本，

其中，步骤(1)包括根据***配置确定基本训练序列不同循环移位版本的数量K及信道估计窗长W，信道估计窗长W、基本训练序列的长度P以及基本训练序列不同循环移位版本的数量K满足

W_n为第n个小区的信道估计窗长。

2.如权利要求1所述的一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，其特征在于，小区和分配的循环移位版本有确定的对应关系。

3.如权利要求1所述的一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，其特征在于，所述的各小区为分时隙***中小区分组后每组内的小区。

4.如权利要求1所述的一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中各信道估计窗的长度相同。

5.如权利要求1所述的一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中各信道估计窗的长度不同。

6.如权利要求5所述的一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，其特征在于，步骤(2)生成循环移位序列版本的过程包括：

A定义长度为P的基本训练序列m _P＝(m ₁，m ₂，...，m _P)，将向量m _p循环扩展到长度i_max，

式中L_m为需发送的各循环移位版本的长度，W_n为第n个小区的信道估计窗长；

B得到一个新向量m，当i＝1，...，P时，m _i＝m _p，当i＝(P+1)，...，i_max时，m _i＝m _i-P；

C使用步骤B中得到的新向量m生成各个循环移位版本，第k个长度为L_m的循环移位版本为

其中当k＝1，2，...，K-1时，循环移位版本m ^(k)中的每个元素为

i＝1，...，L_m，第K个长度为L_m的循环移位版本中每个元素i＝1，...，L_m。

7.如权利要求1所述的一种用于分时隙***的训练序列的分配方法，其特征在于，为每个小区分配的循环移位版本为1个，或多于1个。

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