移動無線信道關聯評估的方法及裝置的製作方法

2023-05-14 08:42:21 2

專利名稱：移動無線信道關聯評估的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於移動無線信道的關聯評估的方法以及裝置。
背景技術：
移動臺以及基地臺在移動無線系統中傳輸以及接收數字調整的射頻信號。接收信號，其已經經由移動無線信道被傳輸，是受到線性扭曲如射頻信號在阻礙物上例如建築或類似的其它物體的反射，散射以及衍射的一結果。扭曲可能藉由信道脈衝反應被描述。為了允許接收信號的均等化，接收者必須知道移動無線信道的信道脈衝反應。因為信道特性隨時改變，接收者完成迅速重複的信道評估以決定且更新信道脈衝反應。為了此目的，傳輸者發出一調整序列，其是為接收者所已知，在每一出現中。接收者比較接收的調整序列與(已知)傳輸的調整序列，且自此比較中決定信道脈衝反應。
GSM(移動通信的全球系統)移動無線標準以及其另外的發展(EDGE(GSM進化提高數據速率))是TDMA方法(時分多個址)。兩方法軍使用爆發中的信號傳輸。一GSM爆發的結構是完全相同於一EDGE爆發的結構，且是圖標說明於圖1中。爆發包含148符號s0，s1，…，s147。前面三個符號s0，s1，s2在LTS(左端符號)區域中是為初始符號。隨後的爆發區域LDS(左邊數據符號)包含第一數據符號s3，…，s60。調整序列TS是由符號s61，…，s86形成。RDS(右邊數據符號)爆發區域包含數據符號s87，…，s144。RTS(右邊尾端符號)區域在爆發的終點包含一另外的三個符號s145，s146，s147。
在調整序列TS中的符號是永遠+1或-1。在GSM的例子中，此一被使用於其它符號，因為GSM使用一兩數值的調整符號系統(GSMK調整)。8-PSK調整(相位移鍵入)是被定義於EDGE標準中，其符號系統包含八個不同的複雜符號。8-PSK符號是被遞增旋轉經由角度φ＝ej3π/8，而GMSK符號是經由角度φ＝ejπ/2被遞增旋轉。在此例中，j表示虛數單位。8-PSK符號的均等化是因此比GSMK符號的均等化相當易受信道評估錯誤的影響。
如同一般已知，移動無線信道在一傳輸器S以及一接收器E之間可被當成一傳輸過濾器H具有信道係數hk的模型，如圖2中所示。傳輸器S提供傳輸符號sk進入傳輸信道，那就是說傳輸過濾器H。一模型加法器SU考慮到一附加的噪聲影響nk，其是被加入傳輸符號sk，其已經被hk所過濾，在傳輸過濾器H的輸出端。
指數k表示不連接的時間在符號計時速率的時間單位中。傳輸信號sk，其已經被傳輸過濾器H過濾且在其噪聲上已經被疊加上去，是由接收器E所接收如接收信號xk。接收信號xk通過由具有信道脈衝反應加上噪聲影響的傳輸符號的序列卷積所獲得Xk=i=0LhiSk-i+nk---(1),]]>其中L表示傳輸信道的順序其由過濾器H所模式化。
圖3顯示順序L的一信道模型過濾器H。過濾器H具有一位移登錄器包含L內存胞元Z。分接頭(他們的一全部的L+1)是在每一例子中位於每一內存胞元Z的前以及的後且導向乘法器其乘算符號sk，sk-1，…，sk-L的數值插入偏移登錄器經由一輸入IN在符號計時速率T-1藉由對應的L+1信道係數h0，h1，…，hL。L+1亦表示信道脈衝反應的長度。過濾器H的一輸出臺AD加入L+1乘法器的輸出，因此造成如方程式1所示的一輸出信號OUT。
對於信道評估，現在假設接收器是與爆發同步限制至少足夠精確地而載體的L+1組件h＝[h-L…h-1h0h1…hL] (2)
表示信道脈衝反應。這表示實際信道脈衝反應通過由此載體的L+1組件形成，且其它載體的組件為0。如果同步與爆發被充分限制，載體的第一L信道係數h-L，…，h-1＝0以及h0，h1，…，hL是為引用在方程式1中的信道係數。為了避免一過度複雜的數學表示，相同的標記是被使用於發生在方程式(1)中的信道係數且對於載體h的組件h-L，…，hL其是被說明於方程式(2)。
如果調整序列TS的符號是被視為傳輸符號，則下列關是從方程式(1)聯合方程式(2)所獲得xk＝[s61+k+L…s61+k…s61+k-L][h-L…h0…hL]T+nk(3)接收符號在時間間隔[k1，k2]中自下列 縮寫[s61…s86]＝[t0…t25]將被使用於下列文中用於調整符號。調整序列TS可藉由向量表示t＝[t0t1t2…t15t0…t9]T(5)。
上標T(移項)指示t是一管狀向量。調整序列TS因此具有一周期性關於一序列長度為P。對於GSM/EDGE，P＝16。
再者，調整序列TS具有特徵為每一長度16(一般上長度P)的向量組件t16(1)＝[t1…t1+15]T(6)是垂直關於非無價值的循環位置位移τ在間隔τ∈[1，6]中，那就是說R(1，1+τ)＝[t1，…，t1+15It1+τ，…，t1+τ+15]T＝0(7)對於|τ|∈[1，6]。
信道脈衝反應的評估的兩步驟是從現有技術中已知。在第一步驟中，信道脈衝反應是被使用最少平方的方法來評估(最少平方評估LSE)以方程式(4)為基礎。方程式(4)可被解出藉由最少平方方法，因為所有的組件在矩陣中是為從調整序列TS已知的符號。為了避免過度界定等式系統(4)，載體的未知信道係數[h-L…hL]的數量必須被降低到L+1(信道脈衝反應的長度)。此需要更多個精確的同步化，其迫使額外的複雜性產生(必須記得的是，在此同步化的前，信道脈衝反應載體h的L+1組件表示信道係數[h0…hL]不為已知)。
一另外的方法，其是從現有技術所已知對於信道脈衝反應的評估是為具有接收符號的調整序列的核心t16(5.0)＝[t5…t20]的關聯。五個組件在整個調整序列的左邊以及五個組件在整個調整序列右邊表示調整序列的核心的重複。關聯運算規則是h^1=116[t5t20]x5+1x20+1,1=L,...,L---(8)]]>其中 表示2L+1評估數值用於信道脈衝反應載體h的參數基於等式(2)。2L+1關聯數值 的最高的相鄰的L+1估計數值表示L+1評估信道係數基於等式(1)。信道係數的關聯的決定因此允許接收器同時同步化。
根據等式(8)，關聯窗口越過接收符號，那就是說，被扭曲的調整序列。圖4說明傳統的L＝6的關聯步驟。接收爆發是從13(一般上2L+1)接收爆發組成B-6，…，B0，…，B6的重疊獲得，其再次造成，基於等式(3)，從傳輸爆發藉由一別的偏移經由一符號時間周期且以信道係數秤重。具有對角線的盒子表示接收調整序列的個別的核心。此核心是被接收爆發組成B-6的參考符號K所表示。五個資料符號，其是一部份的核心K的重複，是位於每一的核心K的兩側。參考符號TS在此例中代表接收爆發組成B-6的調整序列。
未扭曲的調整序列的核心是對三個不同的時間(l＝-6，0，+6)圖標於圖4的較低部分。整個接收爆發的關聯於未扭曲的調整序列在時間l＝0造成全部經由信道傳輸的爆發組成的抑制除了爆發組成B0其是以信道係數h0估計。關聯結果是因此16h0(因為核心具有16符號)。其它信道係數通過由偏移時間窗口到左邊或右邊來獲得。
圖4清楚地顯示，當計算h0，與爆發組成B-6以及B6之間的關聯每一包括藉由一未知數據符號(s87以及s60，分別地)來倍數化。其它關聯結果包含一大數量的倍數化未扭曲的符號於調整序列中藉由未知的數據符號。關聯窗口F-6以及F6被使用於計算信道係數h-6以及h6。結果，造成明顯的關聯錯誤。
德國公開提出的說明書DE 100 43 742 A1揭露一種方法用於信道脈衝反應的關聯評估，其中關聯窗口輾過接收數據符號。

發明內容
本發明的目的是信道脈衝反應可被儘可能精確地評估。本發明的另一個目的是提供一種裝置用以儘可能精確地估計信道脈衝反應。
本發明是基於調整序列的事實，其是經由移動無線信道被傳輸而具有特徵為一預先決定的長度P的序列在調整序列中，是垂直於經由至多個Lt連續組件偏移的序列。根據本發明的方法中，P接收符號的一序列是以調整序列的一序列長度P被關聯，為了計算一第一評估信道係數。P接收符號的相同的序列是接著被與至少一些的經由±1，±2，…，±(Lt+1)偏移的調整序列的序列關聯，為了計算另外的評估信道係數。
根據本發明的方法因此與已知方法不同，其中關聯窗口並不輾過接收符號(全部的關聯使用相同的符號接收序列)，但調整序列的核心是偏移於一位置基礎的上。此允許信道脈衝反應被關聯地計算具有相當地降低的錯誤比在現有技術中所使用。
本發明的一有利的變化是對於P接收符號(那就是說顯然接收符號序列經由一符號時間周期偏移到左邊)的一第一序列(其是被接收一符號早於P接收符號的序列)來說計算Lt-th信道係數，被與經由Lt-1符號位置在增加率的方向偏移的調整序列的長度P的序列關聯。此維持Lt-th關聯繫數的計算的關聯錯誤為小。另外(Lt-1，Lt+2，…)信道係數亦可以一對應的方法被計算。
在一類似的方法中，一有利的方法變化是特徵在於P接收符號(那就是說顯然經由一符號時間周期偏移到右邊的符號序列)的一第二序列(其是被接收一符號晚於P接收符號的序列)是被與經由Lt-1符號位置在降低率方向偏移的調整序列的序列長度P關聯，為了計算-Lt+th信道係數。另外(-Lt-1，-Lt-2，…)信道係數亦可以一對應的方法被計算。
在根據本發明的方法一有利的應用中，調整序列是為如同定義於GSM或EDGE標準中的調整序列，其具有一核心長度為P＝16。


本發明將結合以下附圖予以具體說明，其中圖1顯示一數據爆發的結構其具有一調整序列；圖2顯示物理傳輸信道的一模式的一概略圖標說明；圖3顯示一模式過濾器的組態用以模式化傳輸信道；圖4顯示一概略圖標說明決定信道脈衝反應的關聯步驟根據現有技術；圖5顯示矩陣等式用以決定關聯的錯誤矩陣根據現有技術；圖6顯示錯誤矩陣計算使用圖5中的等式；圖7顯示一概略圖標說明決定信道脈衝反應的關聯步驟根據本發明；以及圖8顯示一概略圖標說明一信道評估器根據本發明。
具體實施例方式
首先，一實例將被提出關於為何一相對大的估計錯誤發生在信道脈衝反應的關聯評估中如從現有技術已知且如圖4中所示。根據等式(8)，用於信道脈衝反應的載體的評估組件的數學式如下 以下列定義式使用於此例中zn,l=116[t5t20]n5+ln20+l;l=-L,...,L---(10)]]>關聯矩陣R(L)是由下列數學式定義 其中r=116[t5t20]S66+S81+.]]>關聯矩陣R(L)具有尺寸為(2L+1)×(2L+1)。等式(8)可以向量標記藉遊關聯矩陣R(L)被寫成h^=h^-Lh^L=R(L)h-LhL+zn=h+z;---(12)]]>向量zn在此例中藉由數學式zn＝[zn，-L…zn，0…zn，L]T被定義。
在等式(12)中最後的名詞代表錯誤向量z的一界定，其表示實際信道脈衝反應h以及評估信道脈衝反應 之間的錯誤。
錯誤向量z是由兩組件組成z＝zn+zc。 (13)由噪聲所製造的關聯錯誤通過由向量zn來表示，而向量zc表示由具有位置接收數據符號的調整符號的關聯所造成的關聯錯誤。此造成zc＝R(L)h-Ih＝C(L)h。
(14)在等式(14)中最後的名詞定義關聯錯誤矩陣C(L)。I是同一矩陣。
為了發現那些關聯錯誤矩陣C(L)的組件其並不消失(數值不等於0)，數值rλ是首先被決定於λ＝-12，…，0，…，12。此造成圖5中所示的數學式。在同一矩陣I的基礎的後，此造成圖6中所示的關聯錯誤的矩陣C(L)，其中L＝0，1，2，…，6。
因為每一線在關聯錯誤矩陣中包含組件具有一數值而其並不等於0，錯誤由於關連在L＝6中是明顯的對於大部分信道脈衝反應。沒有關聯錯誤發生於L＝2中。僅小的關聯錯誤發生在L＝3，甚至當h-L或者hL為數值不等於0時。其必須被注意到的是，即使一較長的調整序列被使用(那就是說具有接收載重數具備調整序列符號取代)，錯誤將發生由於自動關聯功能的側面區域對於時間延遲大於五。
在現有技術中，由噪聲以及關聯所造成的錯誤已經藉由一第二評估步驟被移除。第二評估步驟是永遠基於一LSE計算且需要從評估信道脈衝反應的載體的評估數值選擇L+1信道參數 由於關聯程序所造成有系統的錯誤可導致從載體」正確」評估信道參數的一不正確的選擇。在此狀況中，信道評估不可被藉由另外的數據處理而更加改善。
根據本發明，評估信道參數的關聯是使用下列等式被實行
h^l(1)=116[t5-lt20-l]x5x20;l=-5,...,5---(15).]]>關聯窗口不移動於接收符號的上但在調整序列的上，其是已知於接收器中。關聯向量[t5-l…t20-l]對於l＝-6以及l＝6是從調整序列或得。數據窗口在這些狀態中是因此在每一例子中藉由一位置而偏移。
h^-6(l)=116[t10t25]x4x19---(16)]]>h^6(l)=116[t0t20]x6x21]]>另外的評估信道係數 …以及 …亦可被計算於一類似的方法中使用一數據窗口，其是在每一例子中分別藉由一另外的位置偏移到左或右。
下列數學式是對於評估信道參數的載體被獲得 其中
由於關聯程序所造成的錯誤是 (18)]]> 關聯錯誤矩陣是
組件具有一數值不等於0在關聯錯誤矩陣中是列於下16c-12＝[t10…t25][s59s60t0…t13]T16c-11＝[t10…t25][s60t0…t14]T16c-1＝[t0…t15][s60t0…t14]T(20)16c-1＝[t10…t25][t11…t25s87]T16c-11＝[t0…t15][t11…t25s87]T16c-12＝[t0…t15][t12…t25s87s88]T關聯錯誤矩陣因此具有下列特性-信道參數值其是被估計對於載體區塊[h-4…h+4]具有無關聯依賴的錯誤。
-評估數值對於h-5具有一關聯依賴的錯誤僅當h+6不等於0時。在此狀況下，h-5的實際數值是為數值0且不在信道脈衝反應包含七個信道參數的中。
-相同使用到h5的評估數值有關於h-6。
-相同使用到h-6有關於h+5以及h+6。
-相同使用到h+6有關於h-5以及h-6。
圖7說明根據本發明以估計信道脈衝反應的關聯方法。如在圖4中，接收爆發其包含疊上去的爆發成份B-6，…，B0，…，B6是顯不於圖7上層區域。決定信道參數h0的關聯是實行以相同方法如圖4中所示，那就是說藉由形式[t5…t20]的核心T0的倍數化藉由疊上去的爆發，以關聯結果為16h0。在同時，基於等式(14)的爆發亦與循環偏移的核心[t5-l…t20-l]被關聯，其中l＝-5，-4，-3，-2，-1，1，2，3，4，5。圖7顯示上述形式l＝1，2，3，4，5的循環偏移的核心T1。藉由一未知，扭曲的數據數值s87h-6或者s60h6的倍數化發生僅在爆發成份B-6以及爆發成份B6的倍數化藉由循環偏移核心T1，l＝-5，…，5而發生時。否則，僅有已知調整符號被倍數化藉由調整符號被信道參數所估量。
調整序列的相同的循環偏移核心T5如同亦被使用於計算評估信道參數 是被使用於計算評估信道參數 然而，關聯是被實行一次步驟晚於l＝-5，…，5的關聯。
一信道脈衝反應的關聯計算如圖7所示可被延伸於數值L＞6，雖然大於關聯依賴的錯誤將接著必須被接受於另外信道係數的計算中。
在根據等式(15)以及(16)的信道脈衝反應載體的全部信道參數 的決定的後，實際的信道參數(一數量L+1)可被定義為載體的那些相鄰的L+1評估參數用於信道脈衝反應其具有最大關聯結果。
圖8顯示一概略的說明根據本發明一關聯的信道評估器CE。信道評估器CE是被提供具有樣品數值xk從接收爆發在調整序列的區域中，見圖7。調整序列(等式(5))是為信道評估器CE已知。信道評估器CE製造評估數值 用於實際信道參數h0，…，h6由於信道評估。
信道評估器CE可能被製造以硬體的形式或藉由一DSP(數位訊號處理器)被製造以一韌體解決的形式。一實施例在韌體中看起來為較佳的因為複雜的處理程序以及需要執行一大量的倍數化以及累積操作。
權利要求
1.一種以調整序列(TS)為基礎的移動無線信道的關聯評估的方法，所述調整序列經由該移動無線信道被傳輸，且該調整序列的一預先決定的長度P的一次序列是垂直於該經由至多個Lt連續組件偏移的次序列，具有下列步驟(1)將P接收符號的一序列與調整序列的長度P的次序列相關聯，以便計算第一估計信道係數 (2)將P接收符號的相同序列與至少一些經由±1，±2…，±(Lt-1)符號位置偏移的調整序列(TS)的次序列相關聯，以便計算一數量的再次估計信道係數
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於下列步驟-將P接收符號的一第一序列(其是早於P接收符號的序列被接收一或多個符號)與經由Lt-1符號位置在增加率的方向偏移的調整序列(TS)的序列長度P的次序列相關聯，以便計算一第一額外信道係數 和/或計算兩或多個第二額外信道係數。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於下列步驟-將P接收符號的一第二序列(其是晚於P接收符號的序列被接收一或多個符號)與經由Lt-1符號位置在減少率的方向偏移的調整序列長度P的次序列(TS)的次序列相關聯，以便計算一第二額外信道係數 和/或計算兩或多個第二額外信道係數。
4.根據前述權利要求其中一項所述的方法，其特徵在於該調整序列是為在GSM或EDGE標準中被定義具有P＝16的調整序列。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於Lt＝6。
6.一種以調整序列(TS)為基礎的移動無線信道的關聯評估的關聯器，所述調整序列經由該移動無線信道被傳輸，具有該調整序列的一預先決定的長度P的一次序列是垂直於經由至多個Lt次序列組件偏移的次序列，其是被設計用以將P接收符號的一序列與調整序列長度P的次序列相關聯，以便計算第一評估信道係數 以及將P接收符號的相同序列與至少一些經由±1，±2，...，±(Lt-1)符號位置偏移的調整序列的次序列相關聯，以便計算一數量的再次評估信道係數
全文摘要
在以一調整序列(TS)為基礎關聯評估一移動無線信道的方法中，該調整序列經由移動無線信道被傳輸，P接收符號的一序列是與一調整序列長度P的次序列關聯，以便計算第一評估信道係數(
文檔編號H04L25/02GK1543237SQ20041004351
公開日2004年11月3日 申請日期2004年4月29日 優先權日2003年4月29日
發明者M·克雷格, R·赫德戈特, C·克拉科維斯基, M 克雷格, 莆 夠, 賂晏 申請人:因芬尼昂技術股份公司