[发明专利]除利用导频符号外还利用其它预定义符号的CDMA系统的信道估计

说明书

发明背景

本发明涉及到蜂窝电话，并且特别涉及到蜂窝码分多址(CDMA)系统。

在典型的CDMA系统中，要发送的信息数据流被施加到由伪随机码生成器生成的、更高比特速率的数据流中。典型地，可以把信息数据流和更高比特速率数据流进行相乘，并且这种更高比特速率信号与低比特速率信号的组合可以被称作对信息信号进行直接序列扩频。为每一个信息数据流或信道分配一个唯一的扩展码。多个扩频信号通过射频载波被发送出去，并且在接收机作为合成信号被联合接收。每个扩频信号都与所有其它扩频信号以及噪声相关信号在时间和频率上相互重叠。通过把合成信号与唯一的扩展码码之一进行相关运算，可以分离并且解扩相应的信息信号。

蜂窝通信中的特殊问题就是多径传播。可以通过在扩频系统以及其它数字通信系统中使用RAKE接收机来解决多径传播问题(即从发射机到接收机的无线信号要通过多条路径)。RAKE接收机在Dent的题为“Quantized Coherent Rake Receiver(量化相干Rake接收机)”的美国专利(No.5,305,349)，以及Bottomley的题为“RakeReceiver with Selective Ray Combining(选择性射线合并Rake接收机)”的美国专利(No.5,237,586)中有所描述，这两个专利都被引入做为参考。在译码之前，RAKE接收机要组合或者“集中”分别由多个分支从多个传播路径所接收到的信号能量。使用扩展码的目的是为了避免连续码片之间存在相关性。这样，如果多条路径之间的时延超过了一个码片，则当它们经过RAKE接收机分支解调时，它们相互之间就会被当做不相关的噪声。为了对原始的被发送符号(比特)进行最佳译码，必须要按照合适的方式把接收的信号能量组合起来，其中信号合并之前，需要对接收信号的相位进行定标和对齐。RAKE接收机内对接收的信号进行合并的典型技术称作最大比合并(MRC)。

对接收信号的相位进行定标和对齐的一个问题在于：信道对发送数据的频率、幅度以及相位会造成影响。因此为了适当地定标以及对齐接收信号，需要计算信道的估计值，然后利用信道估计值的复共轭来补偿由于信道对信号所造成的影响。由于利用信道估计的目的是为了对MRC步骤中不同的多径分量进行加权，所以信道估计准确地反映信道对发射数据所造成的真正影响是非常重要的。

用于判定一个特定传输信道如何影响被发送的数据的方法就是从发射机向接收机发送预定义符号。在接收机内，把接收到的信号(即接收到的预定义符号)和已知被发送的信号(即被发送的预定义符号)进行相关运算。在理想传输信道中，接收到的预定义符号应该正好是被发送的预定义符号的副本。然而由于存在例如上述的传输信道损害，在两个符号之间典型地会存在差异。这种差异可以说明传输信道是如何影响被发送数据的，而且能够被相关运算进行量化。

在无线通信中，无线信道状况不能够保持恒定。相应地需要连续地更新信道估计。连续更新估计值的方法就是在每个时隙内发送预定义符号，计算每个时隙的信道估计值，并且在该时隙期间内保持信道估计值固定不变。每个时隙内的预定义符号越多，则信道估计就会变得越准确。然而，在每个时隙内的每个额外预定义符号会取代时隙内的数据符号。因此，额外预定义符号限制了可供数据符号传输的有效带宽。由于带宽是无线电话环境中的宝贵资源，因此期望用于信道估计的预定义符号数量能够达到最小。

在Backstrm等人的、题为“Equalizer Training in aRadiotelephone System(无线电话系统中的均衡器训练)”的美国专利(No.5,297,169)中描述了一种无线电话系统中利用已知符号序列的方法，在此引入做为参考。Backstrm等人描述的方法，通过利用传输信号内的同步部分(其中选择数据图样用于其相关特性)对均衡器进行训练，并且利用为不同目的而发送的其它传输信号部分(即数字校验色码)对均衡器再次进行训练，从而改善无线电话系统内的传输接收性能。