专利名称：：同频多小区联合信道估计的方法和系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及无线通讯领域，尤其涉及TD-SCDMA(时分同步码分多址)系统下的一种同频多小区联合信道估计的方法和系统。
背景技术：
：在无线通讯领域，对高容量系统的需求带来怎样尽可能提高频谱利用率的问题。在人口密集的场合，比如广场、体育馆等大型的集会场合，可能需要配置多达几十个小区进行覆盖，有限的频段资源满足不了这么多的小区，只能多个小区使用相同的频段，这就是同频组网。另外，高数据率的数据业务的需求，使得用户在进行某种业务时占用多个时隙的多个码道资源，而一个小区的时隙资源和码道资源有限，仅能容纳很少的用户。为满足尽量多的用户的需求，只能增加小区数，这也使得同频组网成为必要的手段。同频组网就是多个小区使用相同的频率，在相同的时隙使用相同的码字，CDMA系统靠扩频码的正交来抑制码间干扰的手段在同频小区间失效，同频干扰成为一个非常严重的问题，抑制同频干扰显得尤为迫切。小区间使用不同的扰码来进行区分，采用多小区联合检测技术来抑制同频干扰，以及随着通讯技术的发展，MIMO技术的引入，一方面抑制同频干扰，一方面提高小区吞吐量。多小区联合检测技术、MIMO技术等，都依赖于准确的信道估计，信道估计性能不理想，会严重影响多小区联合检测的性能。怎样进行准确的多小区信道估计，是抑制同频干扰技术中的首要问题。目前采用的多小区信道估计，依赖于多小区在导频使用的不同码字间的正交性。TD-SCDMA系统用于信道估计的midamble码(导频序列码)，不同的小区使用不同的码字，在进行信道估计时，先对目标小区进行信道估计，此时认为其它的同频小区的midamble码到达该基站时的接收信号为噪声，然后用得到的信道估计值和本小区的midamble码生成本小区的信号，这里称之为重构信号，从接收信号中减掉这个重构信号，再对下一个同频小区进行信道估计，同样方法生成下一小区的重构信号，从接收信号中减掉，再估计另外的同频小区，依此类推。最后，将所有同频小区的信道估计完后，从原始的接收信号中减去除了目标小区外的其它所有的同频小区的重构信号，再次对目标小区进行信道估计，以达到提高精度的目的。这种信道估计的方法，完全依赖于不同小区的不同midamb1e码字间的正交性，而不同midamble码字间的正交性并不理想，对信道估计的性能损失是相当大的。还有一种信道估计方法，其根据功率大小判断用户是否激活，然后只用激活用户的导频码构造信号矩阵，以矩阵解方程的方式进行信道估计，这种方法存在矩阵求逆或矩阵分解运算，计算量是相当大的。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种同频多小区联合信道估计的方法，以精确估计用户信道值，提高多小区联合检测的性能，抑制同频干扰。为了解决上述问题，本发明提供了一种同频多小区联合信道估计方法，该方法包括(a)高层对同频多小区扩频码及导频序列midamble码shift进行分配，以使各用户信道窗周期重复排列；(b)在目标时隙，不同小区的发射端发射的midamble码序列附加不同的偏移；(c)在同频小区中的某一目标小区，接收端对接收信号序列的midamble码部分作快速傅里叶FFT变换得到频域序列；(d)接收端对频域序列，以同频小区数N为周期进行间隔取值，以将不同小区相应的频域序列分开；(e)接收端分别用步骤(d)获得的不同小区的频域序列，求同频各小区的信道估计值，用于多小区联合检测。进一步地，步骤(a)中，同一用户的shift分成lk组，每组N个shift的取值，以8/N周期进行间隔取值，对应的信道窗也以8/N周期间隔排列的，其中N为同频小区数。进一步地，步骤(a)中，在每个小区的同一时隙，所有用户占用的shift组数lk的和等于8/N;在同频小区的同一时隙，所有小区分配的用户总数K不超过8;在每个小区的同一时隙，分配的用户数Kn不超过8/N，其中，N为同频小区数。进一步地，步骤(b)中同频各小区发射midamble码序列时附加不同偏移的方法如下在第n个小区，若某用户占用了第m信道窗，则发射的第m信道窗的midamble码信号为w;《m卹=wi《m。exp(j2;r^^)其中的j为复数因子，mi《,m,。为第n小区原始的第m个midamble码位移序列，midn,m,shift为附加相移后的序列。进一步地，步骤(e)中，同频各小区的信道估计值是这样计算的&=#(艮,附</#—一附K》n=0，1，，N-l其中，&为第n小区的信道估计值，ori_midn为第n小区发射的midamble码原始序歹l」，fft_rmidn为对应第n小区的频域序列，N为同频小区数。为解决上述技术问题，本发明还提供了一种同频多小区联合信道估计系统包括高层、发送端和接收端，其中，所述高层包括资源分配模块和相移值定义模块，其中，所述资源分配模块，用于对接入的用户进行扩频码和导频序列midamble码shift分配，以使各用户信道窗周期重复排列；所述相移值定义模块，用于对同频各小区定义不同的相移值；所述发送端，用于在用户信号midamble码部分附加高层定义的相移后发射到接收端；所述接收端，用于对所述发送端发送的用户信号的midamble码部分进行快速傅里叶FFT变换，及以同频小区数为周期进行间隔取值，并计算各小区的信道估计值。进一步地，所述资源分配模块进行资源分配后，具有如下特点同一用户的shift分成lk组，每组N个shift的取值，以8/N周期进行间隔取值，对应的信道窗也以8/N周期间隔排列的，其中N为同频小区数。进一步地，所述资源分配模块进行资源分配后，进一步具有如下特点在每个小区的同一时隙，所有用户占用的shift组数lk的和等于8/N;在同频小区的同一时隙，所有小区分配的用户总数K不超过8;在每个小区的同一时隙，分配的用户数Kn不超过8/N，其中，N为同频小区数。进一步地，所述相移值定义模块为各小区定义的相移值为2*。1*16*!1*111/128，其中n为小区号，m为发射端占用的不同的midamble码shift值，在所述第n个小区，若某发射端占用第m信道窗，则发射的第m信道窗的midamble码信号为「，.'.，一16附"、=附<,,。expC/2;r其中的j为复数因子，mi《,m,。为第n小区原始的第m个midamble码位移序列，midn,m,shift为附加相移后的序列。进一步地，步骤(e)中，同频各小区的信道估计值是这样A=浙(#一卿'《/n=0，1，...，N_l其中，&为第n小区的信道估计值，ori_midn为第n小区发射的midamble码原始序歹l」，fft_rmidn为对应第n小区的频域序列，N为同频小区数。相较于现有技术，本发明方法和系统通过在TD-SCDMA系统中进行码道资源的合理配置，使各用户信道窗周期重复排列，并对不同小区附加不同的偏移，用于同频多小区联合信道估计的优化，可以达到精确估计用户信道值，提高多小区联合检测的性能，抑制同频干扰，提高频谱效率；同时，本发明的信道估计实现简单，一次性将所有同频小区的信道估计出来，而不需要反复的串行干扰消除，计算量少，易于实现。图1是本发明方法在N=2，K=5情况下的同频小区用户信道窗周期间隔排列示意图。图2是本发明方法在N=4，K=7情况下的同频小区用户信道窗周期间隔排列示意图。具体实施例方式本发明提供的同频多小区联合信道估计的方法，同时适用于上行链路和下行链路，当用于上行链路时，发射端为用户终端，接收端为基站，当用于下行链路时，发射端为基站，接收端为用户终端。本发明提供的同频多小区联合信道估计方法，包括以下步骤步骤一高层对同频多小区扩频码及midamble(即导频序列)码shift进行分配，以使各用户的信道窗周期重复排列；资源分配在网络侧完成，对物理层而言称为高层。TD-SCDMA系统在单个时隙的信道估计窗总长128，分为8个用户信道窗，每个窗长16。TD-SCDMA系统给用户分配码道资源时，同时根据码道数给用户分配小区midamble码的多个不同shift,不同的shift取值对应不同的信道窗。高层进行码道和midamble码shift资源分配时，利用了重复序列的FFT(快速傅里叶)变换的性质，即一个原始序列重复N次后形成的新序列的FFT变换，为原始序列的FFT变换值样点间插N-1个零。根据这一性质，选择一些数据业务(需要占有多个midamble码shift数，对应多个信道窗)的用户，分配到同频小区，将这些用户的shift进行周期间隔取值，形成用户信道窗的周期重复排列，以获得信道序列在频域的零点。小区数为N的同频小区，小区数N二{1，2，4，8}，不同的小区在同一时隙分配的用户数为Kn，每个用户分配同一midamble码的1^N个shift,lk为大于等于1的整数，不同的用户lk值不完全相同；同一用户的1^N个shift分成lk组，每组N个shift的取值以8/N周期进行间隔取值；间隔取值的shift,对应的信道窗也是以8/N周期间隔排列的，图1和图2分别为N=2和N=4时，用户信道窗周期间隔排列的一个示例。在同一时隙，同频小区容纳的用户数K，单小区的用户数Kn，和用户占用的shift组数lk，须满足以下3点关系K一la.在每个小区的同一时隙，所有用户的lk的和等于8/N:^/一8/NAr=0b.在同频小区的同一时隙，所有小区分配的用户总数K不超过8:^=|i^^8c.在每个小区的同一时隙，分配的用户数Kn不超过8/N:Kn《8/N步骤二在目标时隙，不同小区的发射端发射的midamble码序列附加不同的偏移；FFT变换的频移序列具有如下特性时域序列附加一个单位相移，其对应的频域序列则向前或向后移一位。根据这一特性，给不同小区发射midamble码序列时，附加不同的偏移，使不同小区的信道序列在频域上错开。N个小区发射midamble码序列时附加不同偏移的方法具体包括在第n个小区，如果该用户占用了第m信道窗，则发射的第m信道窗的midamble码信号为"W，,喊=moexpG'2;T"^")其中的j为复数因子，mi《,m,。为第n小区原始的第m个midamble码位移序列，midn,m,shift为附加相移后的序列。步骤三、在同频小区中的某一目标小区，接收端对接收信号序列的midamble码部分作FFT变换得到频域序列；在单天线上的接收信号的midamble码部分的基带模型为recv—mid=mid。,shif^ho+mi《3!^*^+.+midN,shift*hN其中，recvjnid为单天线上的接收信号序列的midamble码部分信号序列；midn,shift为第n个小区的midamble码相移后的序列；hn第n个小区信道矢量；*为巻积运算符。接收端对recvjnid作FFT变换，得到频域序列fft_recv_mid:7fft_recv_mid=fft(recv—mid)步骤四、接收端对得到的频域序列fft_recV_mid，以N为周期进行间隔取值，以将不同小区相应的频域序列进行分开fft_rmidn=fft_recv_mid(n:N:128-N+n)，n=0，1，，N_l其中，fft_rmidn为对应第n小区的频域序列。步骤五、接收端分别用不同小区的频域序列fft—rmi《，求N个小区的信道估计值，用于多小区联合检测&—簡《/#(。力_附<》n=0，1，，N-l其中，&为第n小区的信道估计值，ori_midn为第n小区发射的midamble码原始序列。本发明在TD-SCDMA系统中进行同频多小区联合信道估计的优化方法，可以达到精确估计用户信道值，提高多小区联合检测的性能，抑制同频干扰的目的。本发明所说的信道估计、联合检测及资源分配都是以时隙为单位进行的，以上过程是在某一时隙的处理过程。应用实例下面以具体的例子对本发明方法做进一步详细描述。例1:N=4的同频小区，有K=7用户分配在某一个时隙上本发明方法的具体操作步骤如下1.高层(即网络层)对小区用户进行码道分配和midamble的shift分配每个小区的用户数不超过8/N=2个，4个小区接入的用户数分别为2，2，2，1;用户的midamble的shift分配以8/N=2为周期，配置如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>2.同时，高层对不同的小区定义不同的相移，2承piW6^她/128，这里n=0，1，2，3为小区号，m为用户的不同的midamble码shift值，高层将不同的相移值作为系统消息通知到同频小区内的所有基站和用户。3.基站作为接收端在小区建立的时候，或是终端作为接收端在接入到小区时，对4个小区使用的midamble码原始序列进行FFT变换，得到4个序列fft_ori_mid。、fft_ori—mid"fft_ori_mid2、fft_ori_mid4，并存IC下来。这里所说的midamble码原始序列，是由高层事先配置的。4.不同小区的发射端，根据高层定义的相移，生成用户的帧信号时，在midamble码部分附加相移根据该发射端占用的midamble码的shift值m，midamble码的shift序列乘上用户所在小区的相位偏移值2*pi*16*n*m/128。发射端保存有高层对资源分配的结果。5.接收端在开始接收前，为4个小区开辟频域接收序列存贮空间，并初始化清零fft_rmid0=1X128fft—rmidi=1X128fft_rmid2=1X128fft_rmid3=1X1286.接收端在目标时隙接收信号，对单天线接收信号的midamble码部分，进行FFT变换，得到频域序列fft_recv_mid;7.接收端将得到的频域序列fft—recvjiiid进行错位拆分，即以N为周期进行间隔取值，得到4个小区的各自的频域序列fft_rmid0(0:4:124)=fft_recv_mid(0:4:124)m—rmic^(l:4:125)=fft_recv_mid(l:4:125)fft_rmid2(2:4:126)=fft_recv_mid(2:4:126)fft_rmid3(3:4:127)=fft_recv_mid(3:4:127)8.接收端对上一步得到的4个小区频域序列进行处理，联合midamble原始序列的FFT值，利用IFFT求4个小区的信道估计值&=/#_0〃_附/《)&=—nm^/#—o/v._m械)&=/#_o"X)&=z;^(#_7W^3/#_oh—附O如果接收端有多天线，则对其它天线重复进行上面4-6步的计算。为了实现以上方法，本发明同频多小区联合信道估计系统包括高层、发送端和接收端，其中高层包括资源分配模块和相移值定义模块，其中，资源分配模块，用于对接入的用户进行扩频码和midamble码shift分配，以使各用户信道窗周期重复排列；相移值定义模块，用于对同频各小区定义不同的相移值；发送端用于在用户信号midamble码部分附加高层定义的相移后发射到接收端；接收端用于对发送端发送的用户信号的midamble码部分进行FFT变换，及以同频小区数为周期进行间隔取值，并计算各小区的信道估计值。以上所说的资源分配模块进行资源分配后，具有如下特点同一用户的shift分成lk组，每组N个shift的取值，以8/N周期进行间隔取值，对应的信道窗也以8/N周期间隔排列的，其中N为同频小区数。另外，在每个小区的同一时隙，所有用户占用的shift组数lk的和等于8/N;在同频小区的同一时隙，所有小区分配的用户总数K不超过8;在每个小区的同一时隙，分配的用户数Kn不超过8/N，其中，N为同频小区数。所述相移值定义模块为各小区定义的相移值为2*。1*16*!1*111/128，其中n为小区号，m为发射端占用的不同的midamble码shift值，在所述第n个小区，若某发射端占用第m信道窗，则发射的第m信道窗的midamble码信号为/w《,m,s^=w'《,m,0expC/2;r其中的j为复数因子，mi《,m,。为第n小区原始的第m个midamble码位移序列，midn,m,shift为附加相移后的序列。接收端对同频各小区的信道估计值是计算的《=n=0，1，，N-l其中，力为第n小区的信道估计值，ori_midn为第n小区发射的midamble码原始序列，fft_rmidn为对应第n小区的频域序列。应当理解的是，上述针对具体实施例的描述过于具体，不能因此而限制专利请求保护范围，专利请求保护范围应以所附权利要求为准。本发明方法和系统，通过在TD-SCDMA系统中进行码道资源的合理配置，使各用户信道窗周期重复排列，并对不同小区附加不同的偏移，用于同频多小区联合信道估计的优化，可以达到精确估计用户信道值，提高多小区联合检测的性能，抑制同频干扰，提高频谱效率；同时，本发明的信道估计实现简单，一次性将所有同频小区的信道估计出来，而不需要反复的串行干扰消除，计算量少，易于实现。权利要求一种同频多小区联合信道估计方法，其特征在于，该方法包括(a)高层对同频多小区扩频码及导频序列midamble码shift进行分配，以使各用户信道窗周期重复排列；(b)在目标时隙，不同小区的发射端发射的midamble码序列附加不同的偏移；(c)在同频小区中的某一目标小区，接收端对接收信号序列的midamble码部分作快速傅里叶FFT变换得到频域序列；(d)接收端对频域序列，以同频小区数N为周期进行间隔取值，以将不同小区相应的频域序列分开；(e)接收端分别用步骤(d)获得的不同小区的频域序列，求同频各小区的信道估计值，用于多小区联合检测。2.如权利要求l所述的方法，其特征在于步骤(a)中，同一用户的shift分成lk组，每组N个shift的取值，以8/N周期进行间隔取值，对应的信道窗也以8/N周期间隔排列的，其中N为同频小区数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤(a)中，在每个小区的同一时隙，所有用户占用的shift组数lk的和等于8/N;在同频小区的同一时隙，所有小区分配的用户总数K不超过8;在每个小区的同一时隙，分配的用户数Kn不超过8/N，其中，N为同频小区数。4.如权利要求l所述的方法，其特征在于步骤(b)中同频各小区发射midamble码序列时附加不同偏移的方法如下在第n个小区，若某用户占用了第m信道窗，则发射的第m信道窗的midamble码信号为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中的j为复数因子，midn,m,。为第n小区原始的第m个midamb1e码位移序列，midn,m,shift为附加相移后的序列。5.如权利要求l所述的方法，其特征在于步骤(e)中，同频各小区的信道估计值是这样计算的<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，&为第n小区的信道估计值，orijiiidn为第n小区发射的midamble码原始序列，fft_rmidn为对应第n小区的频域序列，N为同频小区数。6.—种同频多小区联合信道估计系统包括高层、发送端和接收端，其特征在于所述高层包括资源分配模块和相移值定义模块，其中，所述资源分配模块，用于对接入的用户进行扩频码和导频序列midamble码shift分配，以使各用户信道窗周期重复排列；所述相移值定义模块，用于对同频各小区定义不同的相移值；所述发送端，用于在用户信号midamble码部分附加高层定义的相移后发射到接收端；所述接收端，用于对所述发送端发送的用户信号的midamble码部分进行快速傅里叶FFT变换，及以同频小区数为周期进行间隔取值，并计算各小区的信道估计值。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述资源分配模块进行资源分配后，具有如下特点同一用户的shift分成lk组，每组N个shift的取值，以8/N周期进行间隔取值，对应的信道窗也以8/N周期间隔排列的，其中N为同频小区数。8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述资源分配模块进行资源分配后，进一步具有如下特点在每个小区的同一时隙，所有用户占用的Shift组数lk的和等于8/N;在同频小区的同一时隙，所有小区分配的用户总数K不超过8;在每个小区的同一时隙，分配的用户数Kn不超过8/N，其中，N为同频小区数。9.如权利要求6所述的系统，其特征在于所述相移值定义模块为各小区定义的相移值为2*。1*16*!1*111/128，其中n为小区号，m为发射端占用的不同的midamble码shift值，在所述第n个小区，若某发射端占用第m信道窗，则发射的第m信道窗的midamble码信号为,,,.一16m、其中的j为复数因子，midn,m,。为第n小区原始的第m个midamb1e码位移序列，midn,m,shift为附加相移后的序列。10.如权利要求6所述的系统，其特征在于步骤(e)中，同频各小区的信道估计值是这样足=#t#_"w'《/^(o〃_w<》，n=0，1，，N-l其中，A为第n小区的信道估计值，orijiiidn为第n小区发射的midamble码原始序列，fft_rmidn为对应第n小区的频域序列，N为同频小区数。全文摘要一种同频多小区联合信道估计方法和系统，该方法包括(a)高层对同频多小区扩频码及导频序列midamble码shift进行分配，以使各用户信道窗周期重复排列；(b)在目标时隙，不同小区的发射端发射的midamble码序列附加不同的偏移；(c)在同频小区中的某一目标小区，接收端对接收信号序列的midamble码部分作FFT变换得到频域序列；(d)接收端对频域序列，以同频小区数N为周期进行间隔取值，以将不同小区相应的频域序列分开；(e)接收端分别用步骤(d)获得的不同小区的频域序列，求同频各小区的信道估计值，用于多小区联合检测。本发明方法和系统可以精确估计用户信道值，提高多小区联合检测的性能，抑制同频干扰。文档编号H04B17/00GK101729158SQ20081016736公开日2010年6月9日申请日期2008年10月22日优先权日2008年10月22日发明者周用芳,江海申请人:中兴通讯股份有限公司