专利名称：一种同频多小区信道估计方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种同频多小区信道估计方法、装置及系统。
背景技术：
随着无线通信技术的发展和第三代移动通信技术(3G，3rd Generation)在 全球范围内的兴起，无线资源作为一种有限的资源变得越来越紧张。对于3G主流 标准之一的时分-同步码分多址(TD-SCDMA，Time-DivisionSynchronization Code Division-Multiple-Access)系统来说，其被分配的无线资源也是非常有限的，为了提高 TD-SCDMA系统的频谱利用率，同频组网成为了一种有效的解决方案。但是，同频组网在提高 频谱利用率的同时，也带来了同频干扰。同频干扰是指邻近小区因为使用相同的载波频率 进行数据传输而造成的不同小区用户间干扰。同频干扰会使系统容量和通信质量等各方面 性能均有所下降。TD-SCDMA系统采用联合检测算法来完成用户数据的解调。应用联合检测算法需 要准确地估计出各用户的信道冲激响应。通常，TD-SCDMA系统利用训练序列(即Midamble 码，又称中间码)来完成信道冲激响应。异频组网时，联合检测算法可以将邻小区用户信号 当作带外噪声处理，只需要考虑本小区用户即可。同频组网时，如果仍将邻小区用户信号当 作噪声处理，而不当成有用信息加以利用，那么这种不利影响是显而易见的。随着同频小区 干扰的增加，单小区的联合检测接收机性能不断下降，同频干扰的程度将直接影响网络性 能。因此，需要考虑采用有效的方式减少同频干扰对系统造成的影响。多小区的联合检测 和多小区的干扰抵消等算法可以同时对多小区的信号进行处理，提高同频情况下的网络性 能。但无论使用何种方法，对小区的信道进行估计都是非常重要的，也常常是必须的。目前，现有技术已经提出了一些在信道估计时引入干扰抵消的方法，如申请号为 03100670. 1,200510029535. 2,200610089204. 2 等专利文献。其中申请号为 03100670. 1、 200510029535. 2的专利文献，直接采用干扰抵消的思路，每次从接收数据中消去已估计小 区的干扰再去进行下一个或下一次的信道估计。其实现可以如图1所示，其基本思想是采 用信道估计一干扰恢复一干扰消除一信道估计一 —信道估计的迭代思想进行干扰消 除和信道估计。这种方法的缺点是计算量太大，多次进行信道估计，而目前信道估计常采用 快速傅里叶变换(FFT，Fast Fourier Transform)与快速傅里叶反变换(IFFT, InverseFast Fourier Transfer)结合的Steiner估计方法，该方法虽然是比较简单的一种信道估计方 法，但反复进行，再加上多次使用FFT实现卷积进行干扰恢复，计算复杂度相当大。申请号 为200610089204. 2的专利文献提出了在频域进行干扰抵消的方法，较之前两种方法计算 量有所下降，但计算量还是较大。此外，以上各种方法还存在各自其他方面的问题，如申请号为03100670. 1、 200510029535. 2的专利文献，在同频小区信号功率相差较大时，最初功率较小的小区的信 道估计可能很不准确，用它进行干扰恢复和抵消可能会引入新的干扰，影响性能。而申请号 为200610089204. 2的专利文献，虽然开始时对各小区信号强度进行了排序，但此时尚未进行信道估计，实际上很难确定各小区的信号强度，因此排序很可能出错，也可能在估计不准 的情况下引入新的干扰。
发明内容
本发明实施例提供一种同频多小区信道估计方法、装置及系统，能够在同频多小 区的情况下准确进行信道估计。本发明实施例提供以下技术方案一种同频多小区信道估计方法，包括对本小区及功率大于设定门限值的相邻小区进行并行信道估计，计算每两个小区 的互干扰向量；通过对所述互干扰向量及迭代的在信道估计中选出的干扰抽头进行并行干扰恢 复，迭代的对信道估计进行并行干扰抵消处理，直至达到设定的迭代次数，完成信道估计。一种同频多小区信道估计装置，包括初始化模块，用于对本小区及功率大于设定门限值的相邻小区进行并行信道估 计，计算每两个小区的互干扰向量；迭代处理模块，用于通过对所述互干扰向量及迭代的在信道估计中选出的干扰抽 头进行并行干扰恢复，迭代的对信道估计进行并行干扰抵消处理，直至达到设定的迭代次 数，完成信道估计。一种同频多小区信道估计系统，包括前述的同频多小区信道估计装置。本发明实施例提供的同频多小区信道估计方法、装置及系统，采用互干扰向量直 接计算干扰，并从单小区信道估计结果中直接消除干扰，只需要进行一次信道估计，避免反 复进行FFT和IFFT计算，有效的减少了计算量；通过选择功率较强相邻小区，以及每次仅选 取功率较大的几个抽头，且抽头选取时通过可变的门限设置来提高入选的干扰抽头的可靠 性，从而减少了额外引入干扰的概率；采用部分干扰消除的方法，随着迭代次数的增加，逐 渐提高部分干扰抵消系数，也进一步使干扰消除更合理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术实现框图；图2是本发明实施例提供的同频多小区信道估计方法概括流程图；图3是本发明实施例提供的同频多小区信道估计方法具体流程图；图4是TD-SCDMA —个时隙的数据结构示意图；图5是本发明实施例提供的同频多小区信道估计装置结构示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供一种同频多小区信道估计方法、装置及系统，能够在同频多小
5区的情况下准确进行信道估计。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参 照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。如图2所示，为本发明实施例提供的同频多小区信道估计方法概括流程图。所述 方法包括步骤201、对本小区及功率大于设定门限值的相邻小区进行并行信道估计，计算每 两个小区的互干扰向量；步骤202、通过对所述互干扰向量及迭代(或循环)的在信道估计中选出的干扰抽 头进行并行干扰恢复，迭代(或循环)的对信道估计进行并行干扰抵消处理，直至达到设定 的迭代(或循环)次数，完成信道估计。如图3所示，为本发明实施例提供的同频多小区信道估计方法具体流程图。所述 方法具体包括步骤301、选出功率大于门限值的相邻小区；具体而言，从测量结果的候选小区中选出队(本发明实施例假设队=2)个功率较 强的相邻小区。为了使后续信道估计更准确，不至于因估计不准确引入额外的干扰，本发明 实施例使用本小区接收信号码功率(RSCP，ReceivedSignal Code Power)测量值设定一门 限值，优选的，可以在本小区RSCP值的基础上乘上一个系数，凡低于该门限值的小区不能 入选。假设入选的小区基本Midamble码的码号为mpi^，本小区基本Midamble码的码号记 为m0o步骤302、从接收的时隙数据中提取信道估计数据；具体而言，从接收的一个时隙数据中提取用于信道估计的部分，一般取Midamble 部分后128chips数据，记为em，如图4所示，为TD-SCDMA —个时隙的数据结构示意图。其 中，GP表示保护间隔，CP表示码片。步骤303、对本小区及选出的相邻小区分别进行原始的信道估计；具体而言，用Steiner估计方法，对入选的三个小区分别进行估计得到三个小区 原始信道估计h0，hl，h2 ；估计方法具体说明如下首先对三个小区的基本Midamble码分别进行FFT变换，结果分别记为向量&、&、 G2 ；然后对提取的数据进行FFT变换e=FFT(em)最后分别估计得到三个小区的原始信道估计hQ = IFFT{bm.IGQ)h\ = IFFT{Qm./Gx)h2 = IFFT{lm.IG2)其中./符号表示两个向量的元素依次相除。此时h0，hi, h2都包含有其他两个小区的干扰。为了后续处理方便，可以再开辟一块存储空间，用于记录h0，hi, h2，分别记为 h' 0，h' l，h' 2，其中 h' 0 = h0、h' l=hl、h' 2 = h2。步骤304、计算所述本小区及选出的相邻小区两两之间的互干扰向量；
具体而言，计算三个小区两两之间的互干扰向量，用R(i’j)表示小区i和小区j之 间的互干扰向量，需要计算和存储六组互干扰向量，分别为!^’”、!^’2^1’^1’2^2’ 和
r(2，1).计算方法具体如下R(i'J) = IFFT(G”/Gj)步骤305、从所述信道估计中选择功率最大的一个抽头经过处理后作为比较门限， 在信道估计中选取功率大于等于所述比较门限的干扰抽头；具体而言，首先从h' 0, h' 1, h' 2中选择功率最大的一个抽头，记该抽头是第 k小区的第、个抽头，其功率大小为||h' k(l0)||2，用||h' k(lQ)||2* a作为门限(0 < a <1)，在信道估计h' k中选取功率大于等于该门限的干扰抽头，依次记为h' k(l0), h' kdi),...其中a的选取可随着迭代次数的增加而减小。开始由于信道估计还不是很准确， a不宜设置太小，否则误选的抽头会引入额外的干扰。随着迭代次数的增加，所得信道估计 可靠性增加，因此可适当减小门限值a。步骤306、利用所述互干扰向量和选取的干扰抽头进行干扰恢复，得到干扰分量；具体而言，利用步骤305中选出的干扰抽头和步骤304中计算得到的互干扰向量 进行干扰恢复，恢复方法具体如下Z h'kQJR^； i^k其中Ii表示干扰抽头对小区i的干扰分量，为向量R(i’k)的循环移位向量，即
<刃0.)=沪力((/ —/m+128)modl28)。步骤307、根据所述干扰分量得到部分干扰分量，从所述信道估计中分别减去所述 部分干扰分量；具体而言，首先将步骤306中得到的干扰分量乘上一个部分干扰抵消系数0，即 得到部分干扰分量PIpCX 0 <1，该系数随着迭代次数的增加而增大，例如第n次迭代系
数可以取为^"，n= 1,2,...，其作用时由于开始选取的抽头中也含有干扰，用其恢复出 n + l
的干扰必然存在误差，因此乘上一个部分干扰系数可以减小误差，而随着迭代次数的增加， 信道估计结果越来越可靠，该系数也就可以逐渐变大。然后从原始信道估计和备份的信道估计中分别减去部分干扰分量hi = hi-3 Ip i 乒 kh' i = h' i-3 Ip i 乒 k最后判断迭代的次数是否达到最大迭代次数，如果达到，则完成信道估计，输出 h0,hl, h2，否则进行步骤308。步骤308、将选取的干扰抽头位置进行标记以避免下次迭代过程中重复选取；具体而言，将步骤305中选取的抽头位置记为0，即h' k(l0)，h' ka》，...都置 为0，然后返回到步骤305中重复上述流程。需要说明的是，上述实施例在具体实现时可以不用另设一组h' 0,h' l,h' 2，因 为这样需要额外的存储空间，可以通过其他的方式标记已选抽头，例如每次记录已选抽头的小区号和位置，以便下一次迭代干扰抽头选取时不再选择记录过的抽头处理。如图5所示，为本发明实施例提供的同频多小区信道估计装置结构示意图。该装 置包括初始化模块和迭代处理模块，其中，所述初始化模块，用于对本小区及功率大于设 定门限值的相邻小区进行并行信道估计，计算每两个小区的互干扰向量；所述迭代处理模 块，用于通过对所述互干扰向量及迭代的在信道估计中选出的干扰抽头进行并行干扰恢 复，迭代的对信道估计进行并行干扰抵消处理，直至达到设定的迭代次数，完成信道估计。 具体而言，所述初始化模块包括小区选取单元510、中间码提取单元520、信道估计单元 530、互干扰向量计算单元540 ；所述迭代处理模块包括干扰抽头选取单元550，干扰恢复 单元560、部分干扰抵消单元570、干扰抽头标记单元580 ；其中所述小区选取单元510，用于选出功率大于门限值的相邻小区；具体而言，从测量结果的候选小区中选出队(本发明实施例假设队=2)个功率较 强的相邻小区。为了使后续信道估计更准确，不至于因估计不准确引入额外的干扰，本发明 实施例使用本小区接收信号码功率(RSCP，ReceivedSignal Code Power)测量值设定一门 限值，优选的，可以在本小区RSCP值的基础上乘上一个系数，凡低于该门限值的小区不能 入选。假设入选的小区基本Midamble码的码号为mpi^，本小区基本Midamble码的码号记 为m0o所述中间码提取单元520，用于从接收的时隙数据中提取信道估计数据；具体而言，从接收的一个时隙数据中提取用于信道估计的部分，一般取Midamble 部分后128chips数据，记为em。所述信道估计单元530，用于对本小区及选出的相邻小区分别进行原始的信道估 计；具体而言，用Steiner估计方法，对入选的三个小区分别进行估计得到三个小区 原始信道估计h0，hl，h2。为了后续处理方便，可以再开辟一块存储空间，用于记录h0，hl， h2，分别记为 h' 0，h' l，h' 2，其中 h' 0 = h0、h' l=hl、h' 2 = h2。所述互干扰向量计算单元540，用于计算所述本小区及选出的相邻小区两两之间 的互干扰向量；具体而言，计算三个小区两两之间的互干扰向量，用R(i’j)表示小区i和小区j之 间的互干扰向量，需要计算和存储六组互干扰向量，分别为!^’”、!^’2^1’^1’2^2’ 和
r(2，1)所述干扰抽头选取单元550，用于从所述信道估计中选择功率最大的一个抽头经 过数据处理后作为比较门限，在信道估计中选取功率大于等于所述比较门限的干扰抽头；具体而言，首先从h' 0，h' l，h' 2中选择功率最大的一个抽头，记该抽头是第 k小区的第、个抽头，其功率大小为||h' k(l0)||2J||h' k(lQ)||2* a作为门限(0 < a <1)，在信道估计h' k中选取功率大于等于该门限的干扰抽头，依次记为h' k(l0), h' kdi),...其中a的选取可随着迭代次数的增加而减小。开始由于信道估计还不是很准确， a不宜设置太小，否则误选的抽头会引入额外的干扰。随着迭代次数的增加，所得信道估计 可靠性增加，因此可适当减小门限值a。所述干扰恢复单元560，用于利用所述互干扰向量和选取的干扰抽头进行干扰恢复，得到干扰分量；具体而言，利用选出的干扰抽头和计算得到的互干扰向量进行干扰恢复，恢复方 法具体如下= Z h'k(lJR^-, i^k
w=0，l’".其中Ii表示干扰抽头对小区i的干扰分量，i^M为向量R(i’k)的循环移位向量，即 Rj'n'k)(j) = R{,'k)((j-L +128) mod 128)。所述部分干扰抵消单元570，用于根据干扰分量得到部分干扰分量，从所述信道估 计中分别减去所述部分干扰分量；具体而言，首先将得到的干扰分量乘上一个部分干扰抵消系数0，即得到部分干 扰分量0Ii，O< 0 < 1，该系数随着迭代次数的增加而增大，例如第n次迭代系数可以取
为^7，n = 1,2,...，其作用时由于开始选取的抽头中也含有干扰，用其恢复出的干扰必
然存在误差，因此乘上一个部分干扰系数可以减小误差，而随着迭代次数的增加，信道估计 结果越来越可靠，该系数也就可以逐渐变大。然后从原始信道估计和备份的信道估计中分别减去部分干扰分量hi = hi-3 Ip i 乒 kh' i = h' i-3 Ii，i 乒 k最后判断迭代的次数是否达到最大迭代次数，如果达到，则完成信道估计，输出 h0，hi, h2，否则通过所述干扰抽头标记单元580将选取的干扰抽头位置进行标记以避免下 次迭代过程中重复选取。优选的，所述小区选取单元510包括设定子单元，用于利用本小区的接收信号码 功率测量值设定门限值；选出子单元，用于根据候选小区的接收信号码功率测量结果，选出 不低于所述门限值的若干个相邻小区。所述信道估计单元530包括第一FFT变换子单元，用于对各个小区的中间码分别 进行FFT变换；第二 FFT变换子单元，用于对提取的用于信道估计的数据进行FFT变换；若 干个信道估计子单元，用于分别对各个小区进行原始的信道估计，得到各个小区的原始信 道估计值。需要说明的是，上述实施例在具体实现时可以不用另设一组h' 0,h' l,h' 2，因 为这样需要额外的存储空间，可以通过其他的方式标记已选抽头，例如每次记录已选抽头 的小区号和位置，以便下一次迭代干扰抽头选取时不再选择记录过的抽头处理。本发明实施例还进一步提供一种同频多小区信道估计系统，包括上述实施例所述 的同频多小区信道估计装置，具体说明详见上述实施例，此处不再赘述。需要说明的是，所 述系统可以为各种3G移动通信终端，包括手机、数据卡、计算机等。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中， 该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如 果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机 可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。综上所述，本文提供了一种同频多小区信道估计方法、装置及系统，采用互干扰向 量直接计算干扰，并从单小区信道估计结果中直接消除干扰，只需要进行一次信道估计，避 免反复进行FFT和IFFT计算，有效的减少了计算量；通过选择功率较强相邻小区，以及每 次仅选取功率较大的几个抽头，且抽头选取时通过可变的门限设置来提高入选的干扰抽头 的可靠性，从而减少了额外引入干扰的概率；采用部分干扰消除的方法，随着迭代次数的增 加，逐渐提高部分干扰抵消系数，也进一步使干扰消除更合理。以上对本发明所提供的同频多小区信道估计方法、装置及系统进行了详细介绍， 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用 于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体 实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的 限制。
权利要求
一种同频多小区信道估计方法，其特征在于，包括对本小区及功率大于设定门限值的相邻小区进行并行信道估计，计算每两个小区的互干扰向量；通过对所述互干扰向量及迭代的在信道估计中选出的干扰抽头进行并行干扰恢复，迭代的对信道估计进行并行干扰抵消处理，直至达到设定的迭代次数，完成信道估计。
2.根据权利要求1所述的同频多小区信道估计方法，其特征在于，所述对本小区及功 率大于设定门限值的相邻小区进行并行信道估计，计算每两个小区的互干扰向量包括选出功率大于门限值的相邻小区；从接收的时隙数据中提取信道估计数据；对本小区及选出的相邻小区分别进行原始的信道估计；计算所述本小区及选出的相邻小区两两之间的互干扰向量。
3.根据权利要求2所述的同频多小区信道估计方法，其特征在于，所述选出功率大于 门限值的相邻小区包括利用本小区的接收信号码功率测量值设定门限值；根据候选小区的接收信号码功率测量结果，选出不低于所述门限值的若干个相邻小区。
4.根据权利要求3所述的同频多小区信道估计方法，其特征在于，所述门限值具体是 通过将本小区的接收信号码功率测量值乘上一个系数得到。
5.根据权利要求2所述的同频多小区信道估计方法，其特征在于，所述对本小区及选 出的相邻小区分别进行原始的信道估计包括对各个小区的中间码分别进行FFT变换； 对提取的用于信道估计的数据进行FFT变换； 分别估计得到各个小区的原始信道估计值。
6.根据权利要求1所述的同频多小区信道估计方法，其特征在于，所述通过对所述互 干扰向量及迭代的在信道估计中选出的干扰抽头进行并行干扰恢复，迭代的对信道估计进 行并行干扰抵消处理中的一个迭代过程包括从所述信道估计中选择功率最大的一个抽头经过数据处理后作为比较门限，在信道估 计中选取功率大于等于所述比较门限的干扰抽头；利用所述互干扰向量和选取的干扰抽头进行干扰恢复，得到干扰分量；根据所述干扰分量得到部分干扰分量，从所述信道估计中分别减去所述部分干扰分量；将选取的干扰抽头位置进行标记以避免下次迭代过程中重复选取。
7.根据权利要求6所述的同频多小区信道估计方法，其特征在于，所述部分干扰分量 具体是通过将所述干扰分量乘上部分干扰抵消系数得到，并且部分干扰抵消系数随迭代次 数的增加而提高。
8.—种同频多小区信道估计装置，其特征在于，包括初始化模块，用于对本小区及功率大于设定门限值的相邻小区进行并行信道估计，计 算每两个小区的互干扰向量；迭代处理模块，用于通过对所述互干扰向量及迭代的在信道估计中选出的干扰抽头进行并行干扰恢复，迭代的对信道估计进行并行干扰抵消处理，直至达到设定的迭代次数，完 成信道估计。
9.根据权利要求8所述的同频多小区信道估计装置，其特征在于，所述初始化模块包括小区选取单元，用于选出功率大于门限值的相邻小区；中间码提取单元，用于从接收的时隙数据中提取信道估计数据；信道估计单元，用于对本小区及选出的相邻小区分别进行原始的信道估计；互干扰向量计算单元，用于计算所述本小区及选出的相邻小区两两之间的互干扰向量。
10.根据权利要求9所述的同频多小区信道估计装置，其特征在于，所述小区选取单元 包括设定子单元，用于利用本小区的接收信号码功率测量值设定门限值； 选出子单元，用于根据候选小区的接收信号码功率测量结果，选出不低于所述门限值 的若干个相邻小区。
11.根据权利要求9所述的同频多小区信道估计装置，其特征在于，所述信道估计单元 包括第一 FFT变换子单元，用于对各个小区的中间码分别进行FFT变换； 第二 FFT变换子单元，用于对提取的用于信道估计的数据进行FFT变换； 若干个信道估计子单元，用于分别对各个小区进行原始的信道估计，得到各个小区的 原始信道估计值。
12.根据权利要求8所述的同频多小区信道估计装置，其特征在于，所述迭代处理模块 包括干扰抽头选取单元，用于从所述信道估计中选择功率最大的一个抽头经过数据处理后 作为比较门限，在信道估计中选取功率大于等于所述比较门限的干扰抽头；干扰恢复单元，用于利用所述互干扰向量和选取的干扰抽头进行干扰恢复，得到干扰 分量；部分干扰抵消单元，用于根据干扰分量得到部分干扰分量，从所述信道估计中分别减 去所述部分干扰分量；干扰抽头标记单元，用于将选取的干扰抽头位置进行标记以避免下次迭代过程中重复 选取。
13.一种同频多小区信道估计系统，其特征在于，包括如权利要求8至12任意一项所述 的同频多小区信道估计装置。
14.根据权利要求13所述的同频多小区信道估计系统，其特征在于，所述系统为移动 通信终端。
全文摘要
本发明公开一种同频多小区信道估计方法、装置及系统。所述方法包括对本小区及功率大于设定门限值的相邻小区进行并行信道估计，计算每两个小区的互干扰向量；通过对所述互干扰向量及迭代的在信道估计中选出的干扰抽头进行并行干扰恢复，迭代的对信道估计进行并行干扰抵消处理，直至达到设定的迭代次数，完成信道估计。本发明能够在同频多小区的情况下准确进行信道估计。
文档编号H04L25/02GK101938294SQ20091005442
公开日2011年1月5日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者严伟, 徐兵, 王乃博 申请人:联芯科技有限公司