[发明专利]适应高速移动状态的信道估计方法

说明书

本发明涉及时分-码分多址(TD-CDMA)移动通信系统中的信道估计方法，特别是涉及在TD-CDMA移动通信系统中适应高速移动状态的一种信道估计方法。

在TD-CDMA移动通信系统中，通常将时间按帧来划分，每一帧由若干个时隙(突发)组成，在每一时隙中的用户再利用不同的扩频码来区分。请参照图1及图2，图1示出了TD-CDMA时隙常见的三种结构，图2示出了TD-CDMA系统的时隙排列示意图。根据用户传输数据速率的大小，一个用户可以存在于一个或几个时隙中，它占用的码道数目也可以有所不同，除此以外，现有技术中还有采用变扩频因子技术，即采用更短的扩频因子来提高用户传输数据速率。

TD-CDMA移动通信系统的发信端发出的信号经过传输后，空间的时变信道会对传输信号加入相应的干扰，而且移动信道的多径干扰和信道还会引起码间干扰(ISI)和多址干扰(MAI)。因此为了在收信端恢复出正确的发射信号，必须正确得到信道的冲激响应，然后利用接收到的信号和所得到的信道冲激响应正确估计出所发射的信号。因此信道估计质量对于系统性能具有举足轻重的影响。

下面简单说明现有技术中TD-CDMA系统信道估计的方法，TD-CDMA系统的帧结构一般采用突发(burst)结构，burst结构一般包含数据部分和导频部分(例如midamble，preamble等)。在收信端根据接收的导频信号进行信道估计得到正确的信道冲激响应，并以此作为本burst数据部分的信道估计值，继而得出本burst数据部分所传输的数据。

但是现代的移动通信系统，一般要求工作在高速移动并且高传输速率的情况下，例如TMT-2000规定的第三代移动通信系统的性能要求移动台为每小时500公里的速度下传144kbit/s(编码前)的业务速率。每小时120公里的情况下传输384kbit/s(编码前)的业务速率。在高速移动信道中，因多普勒频移效应带来的瑞利快衰落将比较明显，以上所述的现有技术单以burst结构前部(preamble)或中部(midamble)或尾部(postamble)的导频来估计整个时隙的信道将会带来比较大的误差，引起系统性能的下降。

例如假定一个burst的持续时间为0.675ms。导频取midamble，假设移动台移动速度为120km/h，系统工作载频为2GHz，则最大多普勒频移为：f_d＝V·c/f_e≈222Hz，则以中部的导频估计最前端或最后端的信道可能产生的最大相位估计误差为εθ＝(f_d·t_burst/2)·360°≈27°。27度的信道估计误差对采用QPSK，8PSK等调制方法的系统将较大影响系统解调性能，收信端难以正确恢复数据。

本发明的目的在于提出一种时分-码分多址移动通信系统中适应高速移动状态的信道估计方法，其可以对高速移动状态下时隙中数据部分的信道作出更加准确的估计，明显降低由于仅以导频部分的信道估计值作为本时隙数据部分的信道估计值而带来的误差。

根据本发明的一个方面，提出了一种时分-码分多址移动通信系统中适应高速移动状态的信道估计方法，其特征在于：发信端将单个用户的数据分配在一帧的复数个(即两个或者两个以上)时隙上，该复数个时隙在时间上相邻且连续；收信端对该复数个时隙的导频分别做信道估计，并利用相邻时隙导频部分的信道估计值修正对数据部分的信道估计。

较佳地，在用户数据传输速率大于每帧分配单码道单时隙的且采用最大扩频因子的传输速率的情况下，发信端首先将单个用户的数据分配在一帧的在时间上相邻且连续的复数个时隙上，在此基础上可以采用改变扩频因子长度或者分配更多码道。

较佳地，所述的利用相邻时隙导频部分的信道估计值修正对数据部分的信道估计，可以采用插值方法或者自适应方法。

较佳地，所述的插值方法可以是线性插值法、多项式插值法、或WMSA法(Weighted MultiSlot Average，加权多时隙平均法)，所述的自适应方法可以是LMS法(Least Mean Square algorithm，最小均方算法)、RLS法(RecursiveLeast Square algorithm，递归最小二乘法)、LMMSE法(Linear Minimum MeanSquared Error，线性最小均方误差法)。

较佳地，所述的时分-码分多址移动通信系统可以是时分双工系统、也可以是频分双工系统。