專利名稱：電信系統(tǒng)及其傳輸信道特性的估計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種規(guī)定由發(fā)射機通過一個信道發(fā)送到接收機的信道估計序列。這要樣一種序列，例如，被用在一種估計傳輸信道的方法中，這也是本發(fā)明的目的。這種信道估計方法的結(jié)果是在具有單路徑或多路徑信道的情況下，不同路徑的延時，相位和衰減的一種最佳估計。正如以下將會理解的那樣，這種最佳估計是在帶有當信道估計序列被構(gòu)成的確定和選取的持續(xù)時間的時間窗內(nèi)獲得的。

背景技術(shù)：
在一種遠程通信系統(tǒng)中，信息借助于信道在發(fā)射機和接收機之間流動。圖1示出一種時間上離散的，借助于傳輸信道3在發(fā)射機1和接收機2之間的傳輸鏈模型。一般地說，傳輸信道可對應于不同的物理媒介，無線電，電纜，光，等，并對應于不同的環(huán)境，固定的或移動通信，衛(wèi)星，海底電纜，等。
由于發(fā)射機1發(fā)送的波可能經(jīng)受許多反射，信道3是一種所謂的多徑信道，因為在發(fā)射機1和接收機2之間通常有障礙物，這導致沿著幾個路徑傳播的波的反射。一個多徑信道通常被模型化為如圖1所示，也就是說，它由具有串聯(lián)的L個盒(在此L＝5)的移位寄存器30組成，用下標K表示，可取值1和L之間，每次一個符號到達其入口時，其內(nèi)容在圖1中向右滑動。從下標K的每個盒的出口經(jīng)過一個濾波器31，表示經(jīng)受干擾，其作用是對幅度衰減ak，給出相移αk和延時rk。然后將每個濾波器31的輸出在相加器32中相加。將這樣所得到的總的脈沖響應標記為h(n)。該信道的這種脈沖響應h(n)可寫成以下形式 其中δ(n)表示狄拉克(Dirac)脈沖，δ(n-rk)表示值rk的一個延時函數(shù)。
將相加器32的輸出供給相加器33的輸入，以便加上用由高斯噪聲w(n)模型化的隨機信號，它相應于在遠程通信系統(tǒng)中存在的熱噪聲。
將會理解，如果發(fā)射機1發(fā)送信號e(n)，由接收機2接收到的信號r(n)可寫成以下形式 算子*表示卷積，一般地說由下式定義 為了抵消在由發(fā)射機1發(fā)送的信號e(n)中引起的畸變，必須每次確定或估計信道3的特性，也就是說，估計圖1所示的信道3的模型的所有系數(shù)ak，rk和αk。必須依據(jù)信道特性變化的速度，以或多或少的頻度重復這種估計的運算。
一種估計信道的普遍方法包括使得由發(fā)射機1發(fā)送預先確定并對接收機2已知的導頻信號e(h)；和，例如，借助于一種非周期性的相關(guān)，比較在接收機2中接收到的信號r(n)，通過預期的操作，以導出發(fā)射機1與接收機2之間信道3的特性。
應該說明，兩個長度N的信號的非周期性相關(guān)具有總長度為2N-1，利用卷積，對于兩個有限長度N的信號a(n)和b(n)，由下式表達
其中對于指數(shù)的符號*標記復共軛運算。
非周期性相關(guān)運算的結(jié)果構(gòu)成了該信道脈沖響應的估計。
由接收機2接收到的信號r(n)與由發(fā)射機1發(fā)送并對接收機2已知的信號e(n)的非周期性相關(guān)因而可被寫成如下 e，r(n)＝r(n)*e*(-n)＝[e(n)*h(n)+w(n)]*e*(-n)＝e，e*h(n)+e，w(n) ＝e，e(n)*h(n)+e，w(n) 在實踐中，由發(fā)射機1發(fā)送的序列e(n)將被這樣選取，使得自相關(guān)e，e(n)趨向于K·δ(n)，K是一個實數(shù)，且e，w(n)/e，e(n)趨于0。則由于非周期性相關(guān)可被寫成 e，r(n)＝k·δ(n)*h(n)+e，w(n)＝k·h(n)+e，w(n) 因為e，w(n)與e，e(n)相比是可忽略不計的，因而可寫成 e，r(n)≈k·h(n) 則可看到，考慮以上的假設，由接收機2接收到的信號r(n)與由發(fā)射機1發(fā)送并對接收機2已知的信號e(n)的非周期性相關(guān)的結(jié)果構(gòu)成對信道3的脈沖響應的估計。
已經(jīng)可以指明，對于非周期性相關(guān)函數(shù)e，e(n)＝Kδ(n)沒有唯一的序列e(n)。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于利用一對互補的序列，它們具有這樣的性質(zhì)，它們的非周期性自相關(guān)之和是一個完全的狄拉克函數(shù)。
如果將兩個互補的序列稱為s(n)和g(n)，n＝0，1，...，N-1，因而根據(jù)定義可寫成 s，s(n)+g，g(n)＝k·δ(n)(1) 幾種方法在用于構(gòu)成這樣的互補序列的文獻中是已知的Golay互補序列，多相互補序列，Welti序列，等。
因此本發(fā)明的目的是提議一種利用互補序列估計傳輸或遠程通信信道的方法。
更精確地說，本發(fā)明的目的是提議一種信道估計序列，規(guī)定由發(fā)射機通過一個信道發(fā)送到接收機，使得它可以實現(xiàn)一種信道估計方法，所述的信道估計序列由分別由兩個互補序列組成的兩個級聯(lián)序列組成，至于信道估計方法，包括在發(fā)射機側(cè)，發(fā)送所述的信道估計序列，和在接收機側(cè)，將所述的接收到的信號與所述的互補序列中的第一個相關(guān)，將所述的接收到的信號與所述的被延時的互補序列中的第二個相關(guān)，將所述的兩個相關(guān)的結(jié)果相加，并從該所述的相關(guān)過程的結(jié)果得到所述的信道的所述的特性。
依據(jù)本發(fā)明，所述的兩個互補序列通過外延被周期性地延伸，該外延構(gòu)成它們的起始部分和/或結(jié)束部分的復制品，并將其分別在該序列的末端和/或起點上級聯(lián)。
依據(jù)本發(fā)明的另一個特性。所述的外延的長度是這樣的，使它們的和大于或等于該信道的長度。
依據(jù)本發(fā)明的又一特性，所述的外延的長度等于相同的值。
本發(fā)明也涉及一種估計在發(fā)射機和接收機之間傳輸信道的特性的方法，實施一種剛描述過的信道估計序列。



通過閱讀以下的與附圖相關(guān)的示范性實施方案的描述，將更清楚地明確以上提到的，以及其他的本發(fā)明的特性，其中 圖1是一種傳輸系統(tǒng)的簡圖， 圖2是由傳輸系統(tǒng)的發(fā)射機發(fā)送的，依據(jù)本發(fā)明的一種信道估計序列的示意圖，和 圖3是依據(jù)本發(fā)明的一種相關(guān)設備的方框圖。

具體實施例方式 依據(jù)本發(fā)明，信道估計序列SE由兩個級聯(lián)的，分別由兩個互補序列s和g組成的序列S和G組成(第二序列G在時間上推移第一序列S的長度)。
例如，所述的兩個序列s和g是Golay互補序列，或多相互補序列，或Welti序列，等。一般地說，它們是互補的，因為它們的非周期性自相關(guān)之和是一個完全的狄拉克函數(shù)。因此它們滿足以下等式 s，s(n)+g，g(n)＝k·δ(n)(1) 每個互補序列s和g具有長度為N。因而它們可被寫成 s＝{s1s2s3...sN}和 g＝{g1g2g3...gN} 依據(jù)本發(fā)明，為了獲得序列S和G，序列s和g被通過外延延伸，外延是由分別在序列的結(jié)束和/或起始級聯(lián)的它們的起始部分和/或結(jié)束部分的復制品組成。
在圖2所示的實施方案中，序列s和g分別通過外延esf，esd和egf，egd被周期性地延伸到右面和左面。外延esf，egf是序列s和g的各自的結(jié)束部分的復制品。至于外延esd和egd，它們是相同的序列s和g各自的起始部分的復制品。
外延的長度是，例如，Kf和Kd，依據(jù)圖2中所示的實施方案，長度Kf和Kd等于相同的值K。
這樣，在圖2的特定的實施方案中，外延可被寫成如下 應該指出，在特定的實施方案中，或者長度Kf或者長度Kd可為零。
在圖3中，由接收機2接收到的信號r(n)一方面被施加到第一相關(guān)器21，另一方面被施加到第二相關(guān)器22。第一相關(guān)器21建立信號r(n)與序列s(n)的相關(guān)，被用于產(chǎn)生信道估計序列SE，而第二相關(guān)器22建立相同的信號r(n)與另一個序列g(shù)(n)的相關(guān)，也服務于產(chǎn)生在延時23中以前被延時的信道估計序列SE，通過被加到第一序列s(n)的左邊外延esd和第二序列g(shù)(n)的右邊外延egf的長度Kd和Kf的第一序列s(n)的長度N之和實現(xiàn)延時。這樣，第一相關(guān)器21實現(xiàn)相關(guān)函數(shù)(r(n)，s(n))，而第二相關(guān)器22實現(xiàn)函數(shù)(r(n)，g(n-N-Kd-Kf))。
第一和第二相關(guān)器21和22的各自的輸出被連到相加器24的各自的輸入，然后支付以下的相關(guān)信號PCr，s，g PCr，s，g＝(r(n)，s(n))+(r(n)，g(n-N-Kd-Kf)) 可以表明，在理論上這個相關(guān)信號，在窗[-Kf，Kd]中，在一個常數(shù)范圍內(nèi)，是一個狄拉克脈沖。
這是因為，其中Kf＝Kd＝K，這個相關(guān)信號可被寫成 PCe，s，g(n)＝(e(n)，s(n))+(e(n)，g(n-N-2K)) ＝(S(n)，s(n))+(S(n)，g(n-N-2K))+(G(n-N-2K)，s(n))+ (G(n-N-2K)，g(n-N-2K)) 然而，等式的第二部分的項中每一個是長度2(N+K)-1，這意味著互相關(guān)項(S(n)，g(n-N-2K))和κ(G(n-N-2K)，s(n))為0，對于n∈[-K，K]，K＜N。因此，在間隔[-K，K]中，K＜N時，相關(guān)信號被簡化為 PCe，s，g(n)＝(S(n)，s(n))+(G(n-N-2K)，g(n-N-2K)) ＝(S(n)，s(n))+(G(n)，g(n)) ＝s，s(n)+g，g(n) ＝kδ(n) 而且，一般地說，相關(guān)信號PCr，s，g的長度等于2N+Kf+Kd-1。
實際上，從包括在相關(guān)信號中的分析窗[-Kf，Kd]內(nèi)相關(guān)信號PCr，s，g的峰值位置，可以確定由接收機2接收到的信號r(n)的時間位置，換句話說，可以確定由信道3產(chǎn)生的延時rk。在分析窗中的峰值特性也使確定信道3的其他特性，也就是由信道3產(chǎn)生的衰減ak和相移αk，成為可能。如果分析窗[-Kf，Kd]的寬度(Kf+Kd)大于或等于信道3的長度L，可以精確地確定所有路徑的所有接收到的信號r(n)的時間位置。
在這個分析窗之外，也可以確定接收到的信號的位置，但是不太精確。當窗[-Kf，Kd]的寬度(Kf+Kd)小于長度L時，可以實施這樣一種在窗[-Kf，Kd]外的分析。
權(quán)利要求
1.一種接收機，該接收機配置為接收包括級聯(lián)序列S和G的信道估計序列，所述級聯(lián)序列S包括一個序列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后面部分的拷貝，而所述外延esd包括所述序列s前面部分的拷貝；所述級聯(lián)序列G包括一個互補序列g(shù)，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(shù)后面部分的拷貝，而所述外延egd包括所述序列g(shù)前一部分的拷貝；
所述接收機包括
相關(guān)器，該相關(guān)器配置為將接收的信道估計序列與序列s和互補序列g(shù)相關(guān)，以產(chǎn)生第一相關(guān)結(jié)果和第二相關(guān)結(jié)果；以及
加法器，該加法器配置為將所述第一相關(guān)結(jié)果與所述第二相關(guān)結(jié)果相加。
2.如權(quán)利要求1所述的接收機，其中，所述序列s和g均是Golay序列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種規(guī)定由發(fā)射機(1)通過信道(3)發(fā)送到接收機(2)的信道估計序列，使它能夠?qū)崿F(xiàn)一種信道估計方法，所述的信道估計序列由兩個級聯(lián)的序列(S和G)組成，它們分別包括兩個互補序列(s和g)，所述的信道估計方法包括在發(fā)射機側(cè)，發(fā)送所述的信道估計序列；和在接收機側(cè)的一個相關(guān)過程，包括將所述的接收信號與所述的互補序列中的第一個(s)相關(guān)，將所述的接收信號與所述的互補序列中的第二個(g)，被延時的相關(guān)，將所述的兩個相關(guān)結(jié)果相加，并從所述的相關(guān)過程結(jié)果導出所述的信道(3)的所述的特性。依據(jù)本發(fā)明，將所述的兩個互補序列(s和g)通過外延(esf，esd和egf，egd)周期性地延伸，該外延構(gòu)成在序列的結(jié)束和/或起始上被分別級聯(lián)的它們的起始部分和/或結(jié)束部分的復制品。本發(fā)明還涉及利用這種信道估計序列的信道估計方法。
文檔編號H04B7/005GK101150346SQ20071018228
公開日2008年3月26日 申請日期2001年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月2日
發(fā)明者B·杰喬西, M·魯多爾夫 申請人:三菱電機株式會社