专利名称：电信系统及其传输信道特性的估计方法
技术领域：
本发明涉及一种规定由发射机通过一个信道发送到接收机的信道 估计序列。这要样一种序列，例如，被用在一种估计传输信道的方法 中，这也是本发明的目的。这种信道估计方法的结果是在具有单路径 或多路径信道的情况下，不同路径的延时，相位和衰减的一种最佳估 计。正如以下将会理解的那样，这种最佳估计是在带有当信道估计序 列被构成的确定和选取的持续时间的时间窗内获得的。
背景技术：
在一种远程通信系统中，信息借助于信道在发射机和接收机之间 流动。图1示出一种时间上离散的，借助于传输信道3在发射机1和 接收机2之间的传输链模型。 一般地说，传输信道可对应于不同的物 理媒介，无线电，电缆，光，等，并对应于不同的环境，固定的或移 动通信，卫星，海底电缆，等。由于发射机1发送的波可能经受许多反射，信道3是一种所谓的 多径信道，因为在发射机1和接收机2之间通常有障碍物，这导致沿 着几个路径传播的波的反射。 一个多径信道通常被模型化为如图1所 示，也就是说，它由具有串联的L个盒(在此L-5)的移位寄存器30 组成，用下标K表示，可取值1和L之间，每次一个符号到达其入口 时，其内容在图1中向右滑动。从下标K的每个盒的出口经过一个滤 波器31，表示经受干扰，其作用是对幅度衰减ak，给出相移ou和延时 n。然后将每个滤波器31的输出在相加器32中相加。将这样所得到的 总的脉冲响应标记为h (n)。该信道的这种脉冲响应h (n)可写成以 下形式 其中5 (n)表示狄拉克(Dirac)脉冲，5 ( n-n)表示值rk的 一个延时函数。将相加器32的输出供给相加器33的输入，以便加上用由高斯噪 声w (n)模型化的随机信号，它相应于在远程通信系统中存在的热噪 声。将会理解，如果发射机l发送信号e(n)，由接收机2接收到的信 号r (n)可写成以下形式= e(，i) * Zi(m) +=e(") *纟a^(" - )eM +=|^e("-/;)^+H<") 算子*表示巻积， 一般地说由下式定义为了抵消在由发射机l发送的信号e(n)中引起的畸变，必须每次 确定或估计信道3的特性，也就是说，估计图1所示的信道3的模型 的所有系数ak, n和ou。必须依据信道特性变化的速度，以或多或少的频度重复这种估计的运算。一种估计信道的普遍方法包括使得由发射机1发送预先确定并 对接收机2已知的导频信号e(h);和，例如，借助于一种非周期性的 相关，比较在接收机2中接收到的信号r(n)，通过预期的操作，以导 出发射机1与接收机2之间信道3的特性。应该说明，两个长度N的信号的非周期性相关具有总长度为2N-1，利用巻积，对于两个有限长度N的信号a(n)和b(n)，由下式表达: 其中对于指数的符号*标记复共轭运算。非周期性相关运算的结果构成了该信道脉冲响应的估计。由接收机2接收到的信号r (n)与由发射机1发送并对接收机2已 知的信号e(n)的非周期性相关因而可被写成如下=[e(")*/j(") + M")]*e'(-") =A,*(")+A,W(") =^,(")"(") + A.w(")在实践中，由发射机1发送的序列e(n)将被这样选取，使得自相 关(^，Jn)趋向于K 5(n)， K是一个实数，且<p6, * (n) / (p。， 。 (n)趋于 0。则由于非周期性相关可被写成(") = "(") "(") + (M) ="(")+ d")因为(P^(n)与cpe，e(n)相比是可忽略不计的，因而可写成伊e, (") "(")则可看到，考虑以上的假设，由接收机2接收到的信号r(n)与由 发射机1发送并对接收机2已知的信号e(n)的非周期性相关的结果构 成对信道3的脉冲响应的估计。已经可以指明，对于非周期性相关函数(Pe，e(n) =K5 (n)没有唯一 的序列e(n)。
发明内容
本发明的一个目的在于利用一对互补的序列，它们具有这样的性 质，它们的非周期性自相关之和是一个完全的狄拉克函数。如果将两个互补的序列称为s (n)和g(n)， n=0, 1，…，N-1，因而 根据定义可写成(") = "(") (1)几种方法在用于构成这样的互补序列的文献中是已知的Golay 互补序列，多相互补序列，Welti序列，等。因此本发明的目的是提议一种利用互补序列估计传输或远程通信 信道的方法。更精确地说，本发明的目的是提议一种信道估计序列，规定由发 射机通过一个信道发送到接收机，使得它可以实现一种信道估计方 法，所述的信道估计序列由分别由两个互补序列组成的两个级联序列 组成，至于信道估计方法，包括在发射机侧，发送所述的信道估计序 列，和在接收机侧，将所述的接收到的信号与所述的互补序列中的第 一个相关，将所述的接收到的信号与所述的被延时的互补序列中的第 二个相关，将所述的两个相关的结果相加，并从该所述的相关过程的 结果得到所述的信道的所述的特性。依据本发明，所述的两个互补序列通过外延被周期性地延伸，该 外延构成它们的起始部分和/或结束部分的复制品，并将其分别在该序 列的末端和/或起点上级联。依据本发明的另一个特性。所述的外延的长度是这样的，使它们 的和大于或等于该信道的长度。依据本发明的又一特性，所述的外延的长度等于相同的值。本发明也涉及一种估计在发射机和接收机之间传输信道的特性的 方法，实施一种刚描述过的信道估计序列。
通过阅读以下的与附图相关的示范性实施方案的描述，将更清楚 地明确以上提到的，以及其他的本发明的特性，其中 图l是一种传输系统的简图， 图2是由传输系统的发射机发送的，依据本发明的一种信道估计 序列的示意图，和图3是依据本发明的一种相关设备的方框图。
具体实施方式
依据本发明，信道估计序列SB由两个级联的，分别由两个互补序 列s和g组成的序列S和G组成(第二序列G在时间上推移笫一序列S 的长度)。例如，所述的两个序列s和g是Golay互补序列，或多相互补序 列，或Welti序列，等。 一般地说，它们是互补的，因为它们的非周 期性自相关之和是一个完全的狄拉克函数。因此它们满足以下等式<formula>formula see original document page 7</formula>(1) 每个互补序列s和g具有长度为N。因而它们可被写成<formula>formula see original document page 7</formula>依据本发明，为了获得序列S和G，序列s和g被通过外延延伸， 外延是由分别在序列的结束和/或起始级联的它们的起始部分和/或结 束部分的复制品组成。在图2所示的实施方案中，序列s和g分别通过外延e/，e/和 ej, e 被周期性地延伸到右面和左面。外延e/，e/是序列s和g的各 .自的结束部分的复制品。至于外延e/和egd，它们是相同的序列s和g 各自的起始部分的复制品。外延的长度是，例如，Kf和K、依据图2中所示的实施方案，长 度Kf和lT等于相同的值K。这样，在图2的特定的实施方案中，外延可被写成如下 <formula>formula see original document page 8</formula>应该指出，在特定的实施方案中，或者长度r或者长度f可为零。在图3中，由接收机2接收到的信号r(n)—方面被施加到第一相 呆器21,另一方面被施加到第二相关器22。第一相关器21建立信号 r(n)与序列s(n)的相关，被用于产生信道估计序列SB，而第二相关器 22建立相同的信号r(n)与另一个序列g(n)的相关，也服务于产生在 延时23中以前被延时的信道估计序列SB，通过被加到笫一序列s(n) 的左边外延e/和第二序列g (n)的右边外延egf的长度f和Kf的第一序 列s(n)的长度N之和实现延时。这样，第一相关器21实现相关函数cp (r(n)，s(n))，而第二相关器22实现函数(p (r (n) ， g (n-NK))。第一和第二相关器21和22的各自的输出被连到相加器24的各自 的输入，然后支付以下的相关信号PCr，s，g<formula>formula see original document page 8</formula>可以表明，在理论上这个相关信号，在窗[-Kf，Kd]中，在一个常数 范围内，是一个狄拉克脉冲。这是因为，其中K」K、K，这个相关信号可被写成<formula>formula see original document page 8</formula>然而，等式的第二部分的项中每一个是长度2 (N + K)-1，这意味 看互相关项(P (S (n) ， g(n-N-2K))和cp k (G ( n-N-2K ) ，s (n))
为0，对于nG[-K, K]， K<N。因此，在间隔[-K，K]中，K<N时，相关 信号被简化为<formula>formula see original document page 9</formula>而且， 一般地说，相关信号P。,s,g的长度等于2N + Kf+Kd-1。实际上，从包括在相关信号中的分析窗[-^，^]内相关信号PCr,s,g的峰值位置，可以确定由接收机2接收到的信号r(n)的时间位置，换 句话说，可以确定由信道3产生的延时"。在分析窗中的峰值特性也 使确定信道3的其他特性，也就是由信道3产生的衰减ak和相移ou， 成为可能。如杲分析窗[-Kf，^]的宽度(Kf+Kd)大于或等于信道3的长 度L，可以精确地确定所有路径的所有接收到的信号r(n)的时间位置。 在这个分析窗之外，也可以确定接收到的信号的位置，但是不太精确。当窗[-Kf,n的宽度(r+r1)小于长度L时，可以实施这样一种在窗[-Kf，Kl外的分析。
权利要求
1.一种在接收机中估计传输信道特性的方法，包括接收包括级联序列S和G的信道估计序列，所述级联序列S包括一个序列s，且包括外延esf和esd其中至少之一，所述外延esf包括所述序列s后面部分的拷贝，而所述外延esd包括所述序列s前面部分的拷贝；所述级联序列G包括一个互补序列g，且包括外延egf和egd其中至少之一，所述外延egf包括所述序列g后面部分的拷贝，而所述外延egd包括所述序列g前面部分的拷贝；将接收的信道估计序列与序列s相关，以产生第一相关结果；将接收的信道估计序列与互补序列g相关，以产生第二相关结果；以及将所述第一相关结果与所述第二相关结果相加求和。
2. 如权利要求1所述的在接收机中估计传输信道特性的方法, 其中，所述互补序列s和g均是Golay序列。
全文摘要
本发明涉及一种规定由发射机(1)通过信道(3)发送到接收机(2)的信道估计序列，使它能够实现一种信道估计方法，所述的信道估计序列由两个级联的序列(S和G)组成，它们分别包括两个互补序列(s和g)，所述的信道估计方法包括在发射机侧，发送所述的信道估计序列；和在接收机侧的一个相关过程，包括将所述的接收信号与所述的互补序列中的第一个(s)相关，将所述的接收信号与所述的互补序列中的第二个(g)，被延时的相关，将所述的两个相关结果相加，并从所述的相关过程结果导出所述的信道(3)的所述的特性。依据本发明，将所述的两个互补序列(s和g)通过外延(e<sub>s</sub><sup>f</sup>，e<sub>s</sub><sup>d</sup>和e<sub>g</sub><sup>f</sup>，e<sub>g</sub><sup>d</sup>)周期性地延伸，该外延构成在序列的结束和/或起始上被分别级联的它们的起始部分和/或结束部分的复制品。本发明还涉及利用这种信道估计序列的信道估计方法。
文档编号H04B7/005GK101150347SQ20071018228
公开日2008年3月26日 申请日期2001年9月29日 优先权日2000年10月2日
发明者B·杰乔西, M·鲁多尔夫 申请人:三菱电机株式会社