[发明专利]时－频RAKE接收方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及CDMA通信系统领域，更具体地，涉及一种时-频RAKE接收方法和装置。

背景技术

由于CDMA扩频通信技术在高速移动多径传播环境下的良好接收性能，使其在无线通信系统中得到了广泛的应用，目前国际上几种主流的3G移动通信系统均采用CDMA作为其物理层的主要传输技术，3G移动通信系统由于普遍采用了较高的扩频频率，通过采用传统的RAKE接收机可获得较高的多径分辨精度，从而提高了多径分集接收能力，取得了较高的系统接收性能并有效提高了系统的容量。

如图1所示，CDMA系统的基带接收机通常包括多径搜索单元104、RAKE接收单元106、多径合并单元108和译码器单元110等，多径搜索单元104通过扩频序列的正交性来检测不同路径信号的延迟相位信息并提供给RAKE接收单元106，RAKE接收单元106对每条有效的路径分别进行解调处理并将结果送给多径合并单元108进行多径合并处理，最后将合并后的结果送给译码器单元110，译码器单元110完成最终接收信号的检测并输出译码结果。

作为基带接收机的重要组成部分之一，RAKE接收机的解调性能对最终接收机性能有着重要的影响。如图2所示，目前的RAKE接收系统主要通过时域处理来完成，通常包括频偏估计模块204，频偏补偿模块202，多径解调模块和多径合并模块212等，其中，多径解调模块分别针对每个多径单独处理，包括相关器206，信道估计208，信道补偿210等子模块。

上述结构在大部分系统应用中均能保证较高的接收性能，从而在实际系统中得到了广泛的应用，但同时也存在一些不足，例如，频偏估计误差对解调性能有着重要的影响，为了保证估计质量通常需对频偏估计结果进行较长时间的滤波来降低估计误差，但在一些系统应用(如随机接入系统Message解调)中，由于接收信号数据帧长度较短，不能通过长期的时域滤波来保证频偏估计的性能。

另外，其时域信道估计通常采用固定带宽的滤波器，难以保证在不同移动速度的多径环境下均保证较高的估计性能，如果采用变带宽的滤波器来适应不同移动速度，则需额外的移动多谱勒扩展估计模块来提供移动多谱勒扩展信息，增加了接收机的复杂度。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提出了一种时-频RAKE接收方案，其弥补了普通时域RAKE接收机在一些系统应用(尤其在较短数据帧的接收)中的不足，从而保证了整个基带接收机系统的整体性能。

本发明提供了一种时-频RAKE接收方法，包括以下步骤：步骤1，对每个多径信号的物理控制信道和数据信道分别进行解扰、解扩处理，得到对应于每个多径信号的时域符号数据结果；步骤2，对每个时域符号数据结果进行去导频符号处理，得到每个时域信道符号样本；步骤3，对每个时域信道符号样本进行频域转换，得到每个频域信道样本；步骤4，对每个频域信道样本分别进行第一次频域倒序处理得到第一输出序列；步骤5，对每个第一输出序列进行频偏和多普勒扩展联合估计，并对结果进行滤波处理；步骤6，将滤波处理后的序列进行第二次频域倒序得到第二输出序列；步骤7，将每个第二输出序列进行时域转换得到时域信道估计结果；以及步骤8，根据每个时域信道估计结果对每个多径数据信道的时域符号数据结果进行信道补偿处理，并输出补偿结果。

在步骤3中的频域转换是通过FFT运算来完成的。

其中，当时域符号数据样本不足2的整数次幂时，在进行频域转换之前，还包括：在时域符号数据样本的尾部补0，使时域符号数据样本的长度是2的整数次幂。

第一倒序处理是按照以下公式进行的：当0≤i≤(M-1)时，Y[i]＝X[i+M]，当M≤i≤(2M-1)时，Y[i]＝X[i-M]，其中，X[i]，0≤i≤(2M-1)为频域信道样本，Y[i]，0≤i≤(2M-1)为第一输出序列。

步骤5包括以下处理：分别针对每个第一输出序列计算相应的多普勒谱输出序列；累加每个多普勒谱输出序列得到总多普勒谱输出序列，并求成总多普勒谱输出序列的均值；在总多普勒谱输出序列中搜索峰值以及峰值对应的位置索引；以及计算门限值，并根据门限值估计频偏和多普勒谱扩展的起始点和结束点。

在本方法中，门限值是按照以下公式进行计算的：Threshold＝Max{AverCoef×Average，(1-PeakCoef)×Average+PeakCoef×PeakValue}，其中，Threshold表示门限值，Average表示总多普勒谱输出序列的均值，AverCoef和PeakCoef分别为门限计算系数。