長時延擴展信道下的接收方法和設備的製作方法

2023-04-22 18:05:21 1

專利名稱：：長時延擴展信道下的接收方法和設備的製作方法
技術領域：
：本發明涉及信號處理技術，特別涉及一種長時延擴展信道下的接收方法和設備。
背景技術：
：無線通信環境中，由於建築物及地面對無線電波的反射、散射等，導致發射端發射的信號可能經過不同的路徑傳播到接收端，在接收端產生了多徑信號。同相接收到的信號彼此增強並在接收處產生一更強的信號，異相接收到的信號產生衰落的信號。為了對抗多徑及衰落，可以在接收端對接收信號進行處理，以估計得到較為準確的發射信號。現有技術中在接收端採用的接收機包括線性最小均方誤差(LinearMinimumMeanSquareEstimator,L畫SE)均衡器和RAKE接收機。RAKE接收機是對接收信號進行解調，之後對解調後的信號進行最大比合併。L畫SE均衡器採用加權向量對接收信號進行處理，得到均衡後的信號，其中，L畫SE均衡器採用的加權向量為使均衡器輸出碼片(chip)序列的均方誤差最小化的向量。LMMSE均衡器由於對多徑時延擴展較小的信道具有較好的性能而被廣泛採用。發明人在實現本發明的過程中發現現有技術至少存在如下問題當信道的多徑擴展時延較長時，L匪SE均衡器的加權向量需要較長的長度才能保證均衡器的性能不下降，而較長的均衡器較難做到，而在不增加現有均衡器長度的基礎上，接收性能又較差。
發明內容本發明實施例是提供一種長時延擴展信道下的接收方法和設備，解決現有技術中存在的採用L匪SE均衡器在不增加均衡器長度時，在長時延擴展信道下性能較差的問題。本發明實施例提供了一種長時延擴展信道下的接收方法，包括對接收信號進行L匪SE均衡處理；對LMMSE均衡處理後的信號進行多徑搜索，並根據多徑搜索後的首徑信號選擇有效徑信號；對所述首徑信號和有效徑信號進行RAKE接收處理。本發明實施例提供了一種長時延擴展信道下的接收設備，包括LMMSE均衡模塊，用於對接收信號進行LMMSE均衡處理；多徑搜索模塊，用於對LMMSE均衡處理後的信號進行多徑搜索，並根據多徑搜索後的首徑信號選擇有效徑信號；RAKE接收模塊，用於對所述首徑信號和有效徑信號進行RAKE接收處理。由上述技術方案可知，本發明實施例通過對LMMSE均衡處理後的信號再進行RAKE接收處理，可以對LMMSE均衡時不能被均衡處理的具有長時延的徑信號進行合併處理，避免徑信號的丟失，實現系統性能的提高。為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明第一實施例的方法流程示意圖；圖2為本發明第一實施例中步驟12的方法流程示意圖；圖3為本發明第二實施例的設備的結構示意圖；圖4為本發明第二實施例中多徑搜索模塊的結構示意圖。具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍圖1為本發明第一實施例的方法流程示意圖，包括步驟11:接收機對接收信號進行L匪SE均衡處理。現有的L匪SE均衡器是採用濾波係數對接收信號進行濾波處理，濾波器係數能自適應地跟蹤信號的變化，使估計的信號與真實信號的誤差在統計意義上最小。由於在該算法中涉及矩陣運算，當信道時延擴展長度加長時，要求矩陣階數也相應增加，這會導致實現複雜度呈指數增加，難以實現。而如果不增加L匪SE均衡器的長度，便會使具有較長時延的信號不能被均衡。步驟12:接收機對L匪SE均衡處理後的信號進行多徑搜索，並根據多徑搜索後的首徑信號選擇有效徑信號。經過L匪SE均衡後，在其矩陣階數能夠包含的信道時延擴展長度內，能將這些徑均衡成一條徑，由於這條徑在均衡之後的位置已知，並且總在最前，稱之為"首徑"。超出矩陣階數的徑不能被均衡，但可以通過多徑搜索得到這些未被均衡的徑信號。並且，可以將信號能量與首徑信號的信號能量之比大於預先設置的門限值的徑信號作為有效徑信號。圖2為本發明第一實施例中步驟12的方法流程示意圖，包括步驟21:用公共導頻信道(CommonPilotChannel,CPICH)擾碼對輸入信號進行復解擾解擴處理。為了增強抗幹擾能力及有效利用無線資源，發射端發射的信號通常是需要進行加擾和進行擴頻處理的，因此，在接收端需要進行復解擾解擴處理。具體的復解擾解擴處理流程可以採用現有技術實現，不在本發明實施例的關注範圍內。步驟22:對復解擾解擴處理後的信號進行相干累加處理。步驟23:對相干累加後的信號進行非相干累加處理。其中，相干累加指的是在相同的相位對解調信號進行累加，非相干累加指的是對相干累加結果進行(1)2+(9)2(1、9分別為複數據的同相分量及正交分量)運算後再進行相同相位累加。上述的相干累加處理及非相干累加處理是在現有多徑搜索時通常採用的手段，具體的相干累加處理及非相干累加處理流程可以採用現有技術實現，不在本發明實施例的關注範圍內。步驟24:根據非相干累加處理後的多徑信號中的首徑信號，選擇有效徑信號。其中，從上述內容可知，在L匪SE均衡處理後，能夠被均衡的信號被均衡為一條首徑信號，並且首徑信號的位置是已知的，因此，根據已知的位置可以得到首徑信號。得到首徑信號後，可以計算首徑信號的能量，之後，將信號能量與首徑信號的能量之比大於預先設置的門限值的徑信號作為有效徑信號。其中，門限值可以具體為1/16。進一步地，為了簡便處理，上述步驟21-24可以採用chip級的運算，即以chip為單位進行對應的處理(如復解擾解擴處理、相干累加處理、非相干累加處理及徑選擇處理)。當然，也可以採用1/2chip級或者1/4chip級的處理。步驟13:接收機對所述首徑信號和有效徑信號進行RAKE接收處理。由於L匪SE均衡器的階數限制，會丟棄時延長的徑信號，這樣會造成性能下降。而本發明實施例中，在L匪SE均衡處理之後，還要進行RAKE接收處理，這樣就會考慮到時延長的徑信號，提高系統性能。RAKE接收處理是利用無線通信的多徑效應，對得到的每一路的徑信號分別進行解調，然後再疊加輸出。在解調過程中，可以糾正由於信號衰落所導致的接收數據序列相位旋轉，並且可以根據信道衰落因子的幅度對數據序列進行加權。經過解調處理之後，每個RAKE接收處理後的徑信號的相位基本一致，並且信號幅度大的徑信號加權的權重大、信號幅度小的徑信號加權的權重小，以便在各個徑信號合併時實現最佳的合併效果。之後，對解調後的徑信號按照無線幀和時隙位置在時間上對齊，然後按對應位相加，得到接收數據序列。由於在解調過程中已經根據信道衰落因子的幅度對每個RAKE接收處理後的徑信號進行了幅度加權，因此，直接將各個每個RAKE接收處理後的徑信號相加，即實現了最大比合併。理論上可以證明，將各路徑信號進行最大比合併可以獲得最佳的接收性能。本發明實施例正是利用上述的RAKE接收處理原理，將得到的首徑信號和有效徑信號進行解調及最大比合併，以得到最佳接收性能。而具體的解調及最大比合併流程可以採用現有技術實現，並不在本發明實施例的關注範圍內。經過L匪SE均衡處理和RAKE接收處理，本發明實施例可以在不增加L匪SE均衡器長度的基礎上，提高系統的接收性能。之後，對上述處理後的信號可以進一步進行軟值計算，例如，對數似然比(LogarithmLikelihoodRatio,LLR)運算，及解碼處理等。表l-4分別為本發明實施例與現有技術的接收性能比較表，其中，接收性能是指接收端接收到的數據的傳輸速率，單位為千比特每秒(kbps)，傳輸速率越高代表性能越好。下述各表中的參數含義如下徑間距、case2表示信道類型，Type2表示接收機類型為單天線接收機，Hset3、Hset6表示編碼方式，Ior為發射信號的總能量，Ioc為噪聲能量，Ec為發射信號的有效能量，能量之比的單位為分貝(dB)。表ltableseeoriginaldocumentpage5tableseeoriginaldocumentpage6表2tableseeoriginaldocumentpage6表3tableseeoriginaldocumentpage6從上述表格可以看出，在短時延擴展信道下，例如，徑間距為5個碼元(chip)時，現有技術(具體為L匪SE均衡器)和本發明實施例的性能相當，這些短時延擴展信道包括寬帶碼分多址(WidebandCodeDivisionMultipleAccess,WCDMA)的典型信道，例如PA3、PB3、VA30、VA120等。但在長時延擴展信道下，例如，徑間距大於15chip時，本發明實施例的接收性能明顯高於現有技術。本實施例通過在L匪SE均衡之後再進行RAKE接收，可以彌補L匪SE階數長度的限制，在不增加L匪SE均衡器長度的基礎上，提高系統性能。圖3為本發明第二實施例的設備的結構示意圖，包括L匪SE均衡模塊31、多徑搜索模塊32和RAKE接收模塊33，L匪SE均衡模塊31用於對接收信號進行L匪SE均衡處理；多徑搜索模塊32用於對LMMSE均衡處理後的信號進行多徑搜索，並根據多徑搜索後的首徑信號選擇有效徑信號；RAKE接收模塊33用於對所述首徑信號和有效徑信號進行RAKE接收處理。為了簡便運算處理，多徑搜索模塊32可以具體用於對L匪SE均衡處理後的信號進行chip級、l/2chip級或者1/4chip級的多徑搜索。其中，圖4為本發明第二實施例中多徑搜索模塊的結構示意圖，包括復解擾解擴單元41、相干累加單元42、非相干累加單元43和選擇單元44;復解擾解擴單元41用於用CPICH擾碼對L匪SE均衡處理後的信號進行復解擾解擴處理；相干累加單元42用於對復解擾解擴處理處理後的信號進行相干累加處理；非相干累加單元43用於對相干累加處理後的信號進行非相干累加處理；選擇單元44用於根據非相干累加處理後的多徑信號中的首徑信號，選擇有效徑信號。其中，選擇單元44可以包括第一子單元，第一子單元用於計算所述首徑信號的能量，將信號能量與首徑信號的能量之比大於預先設置的門限值的徑信號作為有效徑信號。進一步地，第一子單元採用的門限值可以為1/16。本實施例通過在L匪SE均衡之後再進行RAKE接收，可以彌補L匪SE階數長度的限制，在不增加L匪SE均衡器長度的基礎上，提高系統性能。上述實施例可以應用於各種需要克服無線通信中長時延問題的系統中，例如，WCDMA、時分同步碼分多址(TimeDivisionSynchronousCodeDivisionMultipleAccess,TD-SCDMA)等。本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其進行限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修改後的技術方案脫離本發明技術方案的精神和範圍。權利要求一種長時延擴展信道下的接收方法，其特徵在於，包括對接收信號進行LMMSE均衡處理；對LMMSE均衡處理後的信號進行多徑搜索，並根據多徑搜索後的首徑信號選擇有效徑信號；對所述首徑信號和有效徑信號進行RAKE接收處理。2.根據權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述對LMMSE均衡處理後的信號進行多徑搜索，並根據多徑搜索後的首徑信號選擇有效徑信號包括用CPICH擾碼對L匪SE均衡處理後的信號進行復解擾解擴處理；對復解擾解擴處理處理後的信號進行相干累加處理；對相干累加處理後的信號進行非相干累加處理；根據非相干累加處理後的多徑信號中的首徑信號，選擇有效徑信號。3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，根據首徑信號選擇有效徑信號包括計算所述首徑信號的能量，將信號能量與首徑信號的能量之比大於預先設置的門限值的徑信號作為有效徑信號。4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述門限值為1/16。5.根據權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述對LMMSE均衡處理後的信號進行多徑搜索包括對L匪SE均衡處理後的信號進行chip級、l/2chip級或者1/4chip級的多徑搜索。6.—種長時延擴展信道下的接收設備，其特徵在於，包括L匪SE均衡模塊，用於對接收信號進行L匪SE均衡處理；多徑搜索模塊，用於對LMMSE均衡處理後的信號進行多徑搜索，並根據多徑搜索後的首徑信號選擇有效徑信號；RAKE接收模塊，用於對所述首徑信號和有效徑信號進行RAKE接收處理。7.根據權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述多徑搜索模塊包括復解擾解擴單元，用於用CPICH擾碼對L匪SE均衡處理後的信號進行復解擾解擴處理；相干累加單元，用於對復解擾解擴處理處理後的信號進行相干累加處理；非相干累加單元，用於對相干累加處理後的信號進行非相干累加處理；選擇單元，用於根據非相干累加處理後的多徑信號中的首徑信號，選擇有效徑信號。8.根據權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述選擇單元包括第一子單元，用於計算所述首徑信號的能量，將信號能量與首徑信號的能量之比大於預先設置的門限值的徑信號作為有效徑信號。9.根據權利要求8所述的設備，其特徵在於，所述第一子單元採用的門限值為1/16。10.根據權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述多徑搜索模塊具體用於對LMMSE均衡處理後的信號進行chip級、l/2chip級或者1/4chip級的多徑搜索。全文摘要本發明實施例公開了一種長時延擴展信道下的接收方法和設備。該方法包括對接收信號進行LMMSE均衡處理；對LMMSE均衡處理後的信號進行多徑搜索，並根據多徑搜索後的首徑信號選擇有效徑信號；對所述首徑信號和有效徑信號進行RAKE接收處理。本發明實施例可以在長時延擴展信道下提高接收性能。文檔編號H04B1/707GK101753173SQ20091022111公開日2010年6月23日申請日期2009年11月3日優先權日2009年11月3日發明者吳更石,李峰,楊靖,林森凌,陳志群申請人:華為終端有限公司