本发明涉及通信技术领域， 特别是涉及一种无线通信系统信道估计中 的抗采样偏差处理方法和装置。 背景技术

无线通信系统的性能很大程度上受到无线信道 的影响， 如阴影衰落和 频率选择性衰落等， 为了准确的恢复发射端的发送信号， 需要进行信道估 计。 在现有的信道估计模式中， 对于信道估计后处理中的降噪过程， 通常 不考虑采样偏差对系统整体性能影响， 都是在去除噪声时也去掉了信号旁 瓣， 这导致接收机性能不佳。

以宽带码分多址（ WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access ) 系统或时分同步码分多址（TD-SCDMA, Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access ) 系统的信道估计为例， 通常的信道估计是先在频 域进行快速傅里叶变换 ( FFT, Fast Fourier Transformation )计算， 再通过 逆快速傅里叶变换 ( IFFT, Inverse Fast Fourier Transform )得到时域信道估 计值， 最后再做后处理去掉噪声影响， 此处并不考虑接收机采样偏差的存 在， 在去除噪声时不可避免地将信号旁瓣一同去除 了， 这是因为， 在信道 估计的去噪声过程中， 由于信号旁瓣能量相对主瓣衰减较快， 且旁瓣能量 通常较小， 尤其在信噪比不是很高的情况下， 旁瓣能量淹没在噪声以下， 于是在去除噪声的同时连同旁瓣也去除了。 这种处理方式存在其缺陷， 首 先缺少对采样偏差的对应处理， 将降低接收信号的能量， 减小接收信噪比； 其次， 没能考虑到的信号旁瓣形成干扰， 恶化接收信号质量， 降低接收机 的性能。 发明内容

有鉴于此， 本发明实施例的主要目的在于提供一种无线通 信系统信道 估计中的抗采样偏差处理方法和装置， 能解决现有技术中在信道估计中不 考虑采样偏差的问题。

为达到上述目的， 本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一方面， 本发明实施例提供了一种无线通信系统信道估 计中的抗采样 偏差处理方法， 该方法包括： 主径门限确定步骤， 基于信道估计过程中的 逆快速傅里叶变换 IFFT的结果， 获得主径门限和第一旁瓣门限， 其中第一 旁瓣门限小于主径门限； 降噪门限确定步骤， 基于信道估计过程中的干扰 信号码功率 （ISCP， Interference on Signal Code Power )测量结果， 获得降 噪门限和第二旁瓣门限， 其中第二旁瓣门限小于降噪门限； 旁瓣判断处理 步骤， 从根据所述主径门限和所述降噪门限确定的主 径中选出预定条数的 最强径， 将与所述最强径相邻的预定数量的径标记为旁 瓣； 旁瓣选择处理 步骤， 根据一最终门限对标记为旁瓣的径进行选择， 保留大于等于所述最 终门限的径， 以参与后续解调， 其中， 所述最终门限为所述第一旁瓣门限 和所述第二旁瓣门限二者中的较大者。

进一步地， 在所述主径门限确定步骤中， 基于下式确定所述主径门限

_Λ (

其中， 为针对第 j个

小区的第 级信道估计过程中的 IFFT的结果， )为门限因子，其中 ⁰ 〜 为主径门限因子， 对应的 Γ ^(ί) 为主径门限， ^为第一旁瓣门限因子， 对应 的 Γ ^(ί) 为第一旁瓣门限； 其中， 第一旁瓣门限因子的值小于主径门限因子的 值。

进一步地， 在所述降噪门限确定步骤中， 基于下式确定所述降噪门限 和第二旁瓣门限： Ω ₇ ⁽ = _r f-s ²⁽ⁱ⁾ ，其中， ^2W 为第 i级信道估计过程中的 iscp 噪声测量结果， 为门限因子，其中/ 为降噪门限因子，对应的 Ω ^(ί) 为降噪门限， ；^ 为第二旁瓣门限因子， 对应的 Ω ^(ί) 为第二旁瓣门限； 其中， 第二旁瓣门限因子的值小于降噪门限因子的值 。

进一步地， 在所述旁瓣判断处理步骤中， 所述预定数量的径包含在所 述最强径的左右各相同数量的径， 所述相同数量为 0-5chip中任一。

进一步地，所述最强径的所述预定条数为 0-3中任一整数，且最强径不 标记为旁瓣。

其中， 所述旁瓣判断处理步骤仅在信道估计的第 n-1级迭代中执行，所 述旁瓣选择处理步骤仅在第 n级迭代中执行， 其中 n为迭代的总级数。

另一方面， 本发明实施例提供了一种无线通信系统信道估 计中的抗采 样偏差处理装置， 该装置包括： 主径门限确定模块， 配置为基于信道估计 过程中的逆快速傅里叶变换 IFFT的结果， 获得主径门限和第一旁瓣门限， 其中第一旁瓣门限小于主径门限； 降噪门限确定模块， 配置为基于信道估 计过程中的干扰信号码功率 ISCP测量结果，获得降噪门限和第二旁瓣门限� � 其中第二旁瓣门限小于降噪门限； 旁瓣判断处理模块， 配置为从根据所述 主径门限和所述降噪门限确定的主径中选出预 定条数的最强径， 将与所述 最强径相邻的预定数量的径标记为旁瓣瓣； 旁瓣选择处理模块， 配置为根 据一最终门限对标记为旁瓣的径进行选择， 保留大于等于所述最终门限的 径， 以参与后续解调， 其中， 所述最终门限为所述第一旁瓣门限和所述第 二旁瓣门限二者中的较大者。

本发明实施例所提供的技术方案的有益效果如 下：

本发明实施例考虑了无线通信系统中的采样偏 差对信道估计的影响， 将主径的旁瓣纳入进解调过程， 可显著提升无线通信系统终端在有采样偏 差情况下的接收性能， 改善终端在移动和多径环境下的用户体验， 另外也 有助于降低系统对定时精度的要求， 降低运行成本。 附图说明

图 1 是本发明实施例无线通信系统信道估计中抗采 样偏差的处理方法 流程图；

图 2是本发明实施例的抗采样偏差信道估计结构� �；

图 3是本发明实施例无线通信系统信道估计中抗� �样偏差的处理装置 结构图；

图 4是本发明实施例的抗采样偏差的信道估计装� �结构框图。 具体实施方式

以下结合附图以及实施例， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明 ， 并不限定本发明。

本发明考虑无线通信系统中采样偏差对信道估 计的影响， 在信道估计 过程中不仅考虑对主径的选择， 还考虑了对旁瓣的选择， 形成抗采样偏差 的处理方案， 图 1 为本发明实施例无线通信系统信道估计中抗采 样偏差的 处理方法流程图， 该流程包括以下步骤：

S101 : 主径门限确定步骤， 基于信道估计过程中的逆快速傅里叶变换 IFFT的结果， 获得主径门限和第一旁瓣门限， 其中， 第一旁瓣门限小于主 径门限；

S102:降噪门限确定步骤，基于信道估计过程中� ��干扰信号码功率 ISCP 测量结果， 获得降噪门限和第二旁瓣门限， 其中， 第二旁瓣门限小于降噪 门限；

S103 : 旁瓣判断处理步骤， 从根据所述主径门限和所述降噪门限确定 的主径中选出预定条数的最强径， 将与所述最强径相邻的预定数量的径标 记为旁瓣；

S104: 旁瓣选择处理步骤， 根据一最终门限对标记为旁瓣的径进行选 择， 保留大于等于所述最终门限的径， 以参与后续解调， 其中， 所述最终 门限为所述第一旁瓣门限和所述第二旁瓣门限 二者中的较大者。 上述处理方案应用于无线通信系统的信道估计 过程中， 在 S101主径门 限确定步骤和 S102降噪门限确定步骤中，一方面得到主径门� �和降噪门限， 用于后续的主径选择和去噪处理， 另一方面还得到关于旁瓣的两个门限： 第一旁瓣门限和第二旁瓣门限， 且第一旁瓣门限小于主径门限， 第二旁瓣 门限小于降噪门限， 两者都是用于对旁瓣加以选择的门限；

在 S103旁瓣判断处理步骤中， 在已经确定好的主径中选出最大的两条 径（也可为一条或三条）， 这两条径是最强径， 在与最强径相邻的径中确定 一定数量的径作为最强径的旁瓣， 则在后续过程中有可能将这些旁瓣保留 参与解调， 这样的处理是合理的， 原因在于， 将最强径视为主瓣， 与其相 邻的旁瓣的能量发生衰减， 往常将在去噪过程中被排除出去， 造成采用偏 差， 而本方案将临近最强径的径作为旁瓣进行特殊 处理， 才可能实现抗采 用偏差的目的；

在 S104旁瓣选择处理步骤中，从 S101的第一旁瓣门限和 S102的第二 旁瓣门限中选择较大者作为最终门限， 对应该保留 S103中的哪些旁瓣加以 选择。 具体地， 对大于等于最终门限的旁瓣加以保留， 直接参与后续的解 调过程， 达到抗采用偏差的目的； 而小于最终门限的不作特殊处理， 与先 前确定好的主径一样利用主径门限作常规处理 即可。 图 2 为利用了本发明抗采样偏差处理方法的信道估 计结构图， 从中可 较为直观、 全面地了解本发明的应用情况。 具体来看， 步骤 1 : 将接收信号中 midamble码部分对应的数据分离开， 以 r来表示。

步骤 2: 对 r进行 FFT变换， 得到 R。

步骤 3 : 对 R进行全干扰抵消， 在第 i级迭代中表示为 R _ -"，

_Λ ω

其中 S 为干扰重构值， 初始值为 0。 步骤 4:将 >送往 ISCP测量模块，获得第 i级迭代的噪声测量值 ²⁽⁰ ， 其初始值为 0。 步骤 5: 对步骤 3中获得的 >点乘 1/ M， 其中 M为第 j个小区的基本 midamble码的 FFT变换结果。

步骤 6: 对步骤 5中获得的结果进行 IFFT变换， 得到各小区的剩余信 、 ( ( ( ( 道估计。 图 2买施例有 4个小区， 即得到 h _E 、、 h _E 2、 h _E 3和 h _E4 。

_Λ ( 步骤 7: 对步骤 6获得的所有小区的进行主径选择， 获得信道估计 ·。 此处， 以往的处理是利用主径门限因子计算主径门限 ， 用于主径选择， 本发明是在计算出主径门限的同时， 还要搭配一个旁瓣门限， 且令旁瓣门 限小于主径门限。 本实施例采用增加 "旁瓣门限因子" 的方式计算旁瓣门 限： 在主径门限因子之后紧跟一个旁瓣门限因子， 公式表示为：

_Λ (

其中， 为针对第 _/·个小区的第 级信道估计过程中的 IFFT的结果， Λ 为 门限因子， 其中/ ^〜/^为主径门限因子， 对应的 ⁰ 为主径门限， ^为 主径的旁瓣门限因子， 对应的 ^为旁瓣门限； 并且， 旁瓣门限因子的值小 于主径门限因子的值， 得到的旁瓣门限小于主径门限。 例如， 在本发明的另一实施例中， 对于 TD-SCDMA系统的抗采用信道 估计， 有 4个小区时， 将门限因子/ ^的初始值设置为 [614, 716, 819, 921,

102] , 其中 = 102即为旁瓣门限因子的值， 其对应的 Γ即为旁瓣门限， 留 待后续步骤中使用。 其余即为主径门限， 按照常规算法处理。 在步骤 7 中， 主径选择过程就是保留所有中功率大于等于主 径门限的 径， 其余均置零， 得到结果记为。 这里， 由于新增加的旁瓣门限小于主径 门限， 所以对主径选择没有影响。 步骤 8: 将获得的与 相加， 获得 (0 步骤 9: 利用步骤 4测量出的噪声功率誦讓以及降噪门限圍 ί对 ^进行 降噪处理， 获得降噪后的^， 其中对降噪门限 Ω的计算过程做特殊处理： 以往降噪门限是利用降噪因子计算得到， 本发明在得到降噪门限的同 时， 还搭配一个旁瓣门限， 且令旁瓣门限小于降噪门限。 与步骤 7 中主径 的旁瓣门限的计算过程相类似， 在本实施例中采用增加另一 "旁瓣门限因 子" 的方式计算降噪中的旁瓣门限， 即在降噪门限因子之后紧跟一个降噪 的旁瓣门限因子， 公式表示为： 其中， ²⁰ 为第 级信道估计过程中的 ISCP噪声测量结果， 为门限因子， 其中 /^〜/^为降噪门限因子， 对应的 Ω ^ω 为降噪门限， 为降噪的旁瓣 门限因子， 对应的 Ω ^ω 为降噪旁瓣门限； 并且， 降噪旁瓣门限因子的值小于 降噪门限因子的值。

在实施例中 γ;( 的初始值设置为 [640, 640, 640, 640, 128]，其中， ； κ = 128 即为降噪旁瓣门限因子的值， 其对应的「即为降噪旁瓣门限， 留待后续步 骤中使用。 其余即为普通的降噪门限， 按照常规算法处理。

在步骤 9中， 降噪处理就是保留所有 ⁾ 中功率大于等于降噪门限 Ω的 径， 其余均置零， 得到结果记为^。 这里， 新增加的降噪旁瓣门限小于降 噪门限， 对降噪处理没有影响。

步骤 10: 对 进行 FFT变换， 得到 ίιγ。

步骤 11 : 以 Μ点乘 得到第 i次迭代的信号恢复 〉。

步骤 12: 将各个小区的^叠加起来， 获得 《， 即干扰重构信号， 用 于下一次迭代时在步骤 3中使用。

这里应说明上述的步骤 10-12是为下一级迭代做准备，如果预定的迭代 级数已完成， 则输出^， 不再进行步骤 10-12。

作为本发明的抗采用偏差的特殊处理， 在前级迭代已经得到主径的旁 瓣门限和降噪的旁瓣门限之后， 在本级迭代中， 在进行到步骤 9时， 即图 2 中的 B节点处， 还需进行以下的 "旁瓣判断" 处理过程：

在降噪处理后的主径中，选出 0-3条最强径为参考对象， 以选出两条最 强径为例 （取 0即不进行旁瓣处理， 也即无采样偏差的情况）， 分别将与这 两条最强径相邻的径确定为该最强径的旁瓣， 较佳的旁瓣是在最强径的左 右两侧各相同数量的径， 如左右各取 3chip标记为旁瓣， 可取 0-5chip中任 意数量的旁瓣， 取 0 时即无采样偏差的情况。 进一步地， 结合实际情况， 可将旁瓣的索引有效范围限定在最强径左右各 15chip之内， 超过该范围的 径， 在旁瓣判断处理中不予考虑。

上述处理的目的是将有效径中的一部分确定为 旁瓣， 对于选出的最强 径本身， 无论是否存在上述确定旁瓣的过程， 都将进入下一级的主径选择 处理， 最强径本身不会当成旁瓣考虑。

在下一级迭代中， 在进行到步骤 7时， 即图 2的 A节点处， 为主径选 择步骤， 对于在上一级迭代中在 B节点被确定为旁瓣的径， 全部予以保留， 进入下一步； 对于其它径， 以主径门限处理， 处理方法与常规方法相同， 处理后进入下一步。

然后， 再次到达 B节点处时， 进行以下 "旁瓣选择" 处理过程： 对于被确定为旁瓣的径， 以一最终门限进行旁瓣处理， 通过旁瓣处理 的得以保留进入后续处理， 没能通过旁瓣处理的置零。 其中， 最终门限是 指前级迭代中得到的主径旁瓣门限和降噪旁瓣 门限两者之中的较大者； 所 谓的旁瓣处理即将被确定为旁瓣的径与最终门 限作比较， 大于等于最终门 限的通过， 小于最终门限的置零。

对于其它径， 以降噪门限进行处理， 处理方法与常规方法相同。 至此， 本实施例实现了无线通信系统信道估计的抗采 样偏差处理。 在本发明的较佳实施例中， "旁瓣判断" 处理不需要在各级迭代中都进 行， 而只在次最后一级才进行（即仅在倒数第二级 进行）， 自然地， "旁瓣 选择" 处理就只在最后一级迭代中进行， 其它各级迭代均不起作用。 这样 安排的原因是， 在实际中， 考虑到系统精度要求和硬件、 时间等的成本平 衡， 在前级迭代累加完成后， 最后进行一次旁瓣判断和旁瓣选通处理即可， 输出参与解调， 达到提高接收机性能的目的。

为了解决现有技术中在信道估计中不考虑采样 偏差的问题， 本发明相 应地提供了一种无线通信系统信道估计中的抗 采样偏差处理装置， 图 3 为 结构示意图， 其包括：

主径门限确定模块 201，配置为基于信道估计过程中的逆快速傅里 叶变 换 IFFT的结果， 获得主径门限和第一旁瓣门限， 其中第一旁瓣门限小于主 径门限；

降噪门限确定模块 202，配置为基于信道估计过程中的干扰信号码 功率 ISCP测量结果， 获得降噪门限和第二旁瓣门限， 其中第二旁瓣门限小于降 噪门限；

旁瓣判断处理模块 203，配置为从根据所述主径门限和所述降噪门 限确 定的主径中选出预定条数的最强径， 将与所述最强径相邻的预定数量的径 标记为旁瓣；

旁瓣选择处理模块 204，配置为根据一最终门限对标记为旁瓣的径 进行 选择， 保留大于等于所述最终门限的径， 以参与后续解调， 其中， 所述最 终门限为所述第一旁瓣门限和所述第二旁瓣门 限二者中的较大者。

在本发明的实施例中， 所述主径门限确定模块 201 基于下式确定所述 主径门限和第一旁瓣门限：

_Λ (

其中， 为针对第 _/·个小区的第 级信道估计过程中的 IFFT的结果， Λ 为 门限因子， 其中/ ^〜/^为主径门限因子， 对应的 ⁰ 为主径门限， ^为 第一旁瓣门限因子， 对应的 ^为第一旁瓣门限； 其中， 第一旁瓣门限因子 的值小于主径门限因子的值。

在本发明的实施例中， 所述降噪门限确定模块 202基于下式确定所述 降噪门限和第二旁瓣门限：

其中， ²⁰ 为第 级信道估计过程中的 ISCP噪声测量结果，？ 为门限因子， 其中 〜/^为降噪门限因子， 对应的 Ω ^(ί) 为降噪门限， 为第二旁瓣门 限因子， 对应的 Ω ^(ί) 为第二旁瓣门限； 其中， 第二旁瓣门限因子的值小于降 噪门限因子的值。 在本发明的实施例中， 所述预定数量的径包含在所述最强径的左右各 相同数量的径， 所述相同数量为 0-5chip中任一。 在本发明的实施例中， 所述最强径的所述预定条数为 0-3中任一整数， 且最强径不标记为旁瓣。

在本发明的实施例中， 所述旁瓣判断处理模块 203仅在信道估计的次 最后一级迭代过程中起作用， 所述旁瓣选择处理模块 204仅在最后一级迭 代过程中起作用。

实际应用中， 所述抗采样偏差处理装置可设置于无线通信系 统设备中； 上述主径门限确定模块 201、降噪门限确定模块 202、旁瓣判断处理模块 203、 旁瓣选择处理模块 204， 均可由无线通信系统设备的 CPU、 数字信号处理 器 （ DSP， Digital Signal Processor ) 或可编程门阵歹' J ( FPGA， Field Programmable Gate Array ) 实现。

图 4示出了应用本发明抗采样偏差处理装置的信� �估计装置结构框图， 其中， FFT计算单元对数据进行快速傅里叶变换 FFT; 干扰清除单元对 FFT 计算单元的输出结果进行干扰抵消处理； ISCP测量单元针对干扰清除单元 的输出进行干扰信号码功率 ISCP计算； 抗采样偏差处理装置可确定主径门 限、 主径旁瓣门限、 降噪门限、 降噪旁瓣门限、 还可判断将哪些径作为旁 瓣处理， 并根据最终门限保留一部分旁瓣， 与经过主径选择单元和降噪单 元处理的径一同输出， 参与后续解调， 达到提高接收机性能的目的。 另夕卜， 其中的干扰重构单元可确定干扰重构信号， 输出给干扰清除单元用于干扰

4氐消处理。

尽管为示例目的， 已经公开了本发明的优选实施例， 本领域的技术人 员将意识到各种改进、 增加和取代也是可能的， 因此， 本发明的范围应当 不限于上述实施例。 因此， 凡按照本发明原理所作的任何修改、 等同替换 和改进等， 均包含在本发明的保护范围之内。 工业实用性

本发明实施例中， 基于 IFFT的结果获得主径门限和第一旁瓣门限， 其 中第一旁瓣门限小于主径门限；基于 ISCP测量结果获得降噪门限和第二旁 瓣门限， 其中第二旁瓣门限小于降噪门限； 从根据主径门限和降噪门限确 定的主径中选出预定条数的最强径， 将与所述最强径相邻的预定数量的径 标记为旁瓣； 根据一最终门限对标记为旁瓣的径进行选择， 保留大于等于 所述最终门限的径， 以参与后续解调。 如此， 将信号旁瓣纳入解调过程， 可提升无线通信系统终端接收性能。