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TD-SCDMA系统中基于训练序列的信道估计

1引言
TD-SCDM系统是TDMA，FDMA和CDMA多种传输模式的灵活结合，是由中国无线通信标准化组织(CWTS)提出并得到ITU通过的3G无线通信标准。TD-SCDMA系统中的关键技术，如智能天线、联合检测、上行同步等，都是建立在对信道正确估计的基础上。因此对信道估计技术的研究具有非常重要的意义。

本文考虑了一种TD-SCDMA系统中的上行信道估计，其信息包含在每个突发中，并且使用每个突发中的训练序列来进行信道估计。因为其中涉及到矩阵和向量的乘法运算，TD-SCDMA系统的信道估计是昂贵的。本文论述了TD-SCDMA系统中基于训练序列的信道估计方法,其中每个用户的训练序列由一个基本码循环产生，这样即可以在一定程度上消除码问干扰，同时可以大大减少计算量。模拟试验表明，文中的算法接近真实值，能够提高系统性能，并且方法简单、易于实现。

2TD-SCDMA系统信道估计的数学模型

当信号在移动信道中传输时会发生信号幅度的衰落和信号相位的畸变，虽然可以用数学模型来模拟和分析这种变化，但是由于这个变化是一个随机过程，因此，所能了解的仅仅是他的概率特性，至于实时变化，很难用数学方法进行准确的估计。因此，要能够在接收端准确地解调出用户数据，就需要一种手段来实现在接收端对信道变化的估计，这就是信道估计技术。

TD-SCDMA系统中，假设在m(k)每个时隙中第k个用户训练序列(midamble码)，h(k)是信道的冲激响应，则训练序列经过信道的冲激响应的结果为：



这种卷积运算也可以由第k个用户的训练序列，移位产生矩阵G(k)来表示：



由于G(k)是训练序列m(k)移位产生的矩阵，因此向量的卷积运算等效于矩阵向量的乘。所以训练序列的接收向量可以表示为：



在TD-SCDMA系统中，K个用户的训练序列码m(k)，k=1，…，K同时传输，接收信号是由所有K个用户的训练序列和白噪声共同决定的。K个用户训练序列的L×KW维循环矩阵为：



则在考虑加性白噪声情况下，接收信号可以表示如下：



用矩阵和向量形式表示为[1]：



则信道冲激响应h的估值为：



在基站阵列天线接收情况下，对应的接收到的信号方程为[2]：



其中Ka为阵列天线数，G与Ka×Ka的单位矩阵I(Ka)为Kronecker乘。

此时信道冲激响应h的估值为：



信道估计就是通过对经过信道的训练序列进行反卷