专利名称：通讯信道特性估测方法
技术领域：
本发明涉及一种通讯信道特性估测方法与一种通讯接收终端机。更特别地，本发明涉及在一无线通讯系统中的一种通讯信道特性估测方法与一种通讯接收终端机。
背景技术：
在一通讯系统中，一发送端与一接收端系藉由一信道以传递一讯号。然而，在此通道传递的过程中，此讯号会因为衰落(fading)、干涉(interference)等原因而发生失真(distortion)的现象，而估测此失真的方法一般即称为“通讯信道特性估测”。利用此通讯信道特性估测方法，此接收端可依估测的通道特性对此失真的讯号进行补偿回复。
一般通讯的信道由多个多信道路径(multipath)所组成。其中每一个多信道路径具有各自的抵达时间(time of arrival，TOA)与多普勒频率(Doppler frequency)，因此一通讯信道特性估测需包含上述数据，以供接收端决定正确的每一个多信道路径的抵达时间、多普勒频率，以及对应的增益。特别对于一无线通讯系统来说，由于移动台(mobile station，MS)并非位于一固定位置，导致信道状态不断地改变，因此实时的通讯信道特性估测方法被广泛地使用。
参见图1，以一无线通讯系统为例以说明已知技术的通道估测方法。此无线通讯系统包含一发送端110与一接收端130，接收端130包含一信道特性估测模块132与一数据补偿修正模块134。此发送端110藉由通讯信道120以传递数据讯号至此接收端130，在传输数据讯号时会在传输数据中选择性插入通道特性训练序列(training sequence)TS(t)。此讯号中的信道特性训练序列是发送端110与接收端130所预先规划的数据型态(data format)；若实际通道特性为h(t)当此接收端130收到经过信道传输的信道特性训练序列为TS’(t)＝TS(t)*h(t)，因在接收端通道特性训练序列为已知，经由上述方程式，信道特性估测模块132根据此讯号中的信道特性训练序列，可估测此讯号在传送过程中被扭曲的状况，而得到一通道特性h’(t)。数据补偿修正模块134再根据此信道特性h’(t)对接收数据加以补偿修正进行接收端130回复此失真的讯号，后输出接收数据，但有时因接收端130速度太快或其它原因导致信道改变速度太快，所估测到的通道特性可能为暂时突发的现象并非实际上的通道特性，若使用于接收讯号的补偿修正，会导致于数据错误率升高，系统效能下降。
发明内容
本发明的一目的是提供一种通讯信道特性估测方法，以及使用此通讯信道特性估测方法的一通讯接收终端机。
本发明的另一目的是在一无线通讯系统中，提供一种通讯信道特性估测方法，以及使用此通讯信道特性估测方法的一通讯接收终端机。
本发明的又一目的是在一时分多址(TDMA)的通讯系统中，提供一种通讯信道特性估测方法，以及使用此通讯信道特性估测方法的一通讯接收终端机。
本发明提供一种通讯信道特性估测方法，供用于一发送端与一接收端之间选择通讯信道特性，此方法包含(a)在一第一时段中，此接收端接收一第一讯号并估算在此第一时段的一第一通道特性，此第一通道特性的估算，除了在第一时段所收到的第一讯号外，亦可包括第一时段前一预计时段内接收端收到的讯号。(b)在一第二时段中，此接收端接收一第二讯号并估算在此第二时段的一第二通道特性，此第二通道特性的估算，除了在第二时段所收到的第二讯号外，亦可包括第一时段与第一时段前一预计时段内接收端收到的讯号。(c)估算第一时段与第二时段通道特性相关的一相关系数。(d)根据此相关系数，选择性地在此接收端使用此第二信道特性或一预测信道特性；选择用来估算通道特性的时段大小依其系统所需的精密度而定，当此系统所需精密度高则时段可选择时段小，然而估算频率变高。
此外，由于在无线通讯的环境中，不同频率的信道特性也相异，因此本发明还提供一种供跳频(frequency hopping)通讯系统所使用的通讯信道特性估测方法，如同前述，此方法进一步包含(e)此第一讯号与此第二讯号以一第一频率传输，并估算此相关系数为X1。(f)此第一讯号与此第二讯号以一第二频率传输，并估算此相关系数为X2。(g)当此第二时段，此发送端与此接收端之间以此第一频率传输，根据X1以选择通道特性。(h)当该第二时段，此发送端与此接收端之间以此第二频率传输，根据X2以选择通道特性。
上述的此第一通道特性与此第二通道特性皆可由已知技术而产生。但本发明的概念在于先将此第一信道特性与此第二通道特性视为“初始”通道特性，再根据所需，估算相关系数，以判定此第一通道特性与此第二通道特性间的差异。当判定此第一通道特性与此第二通道特性为相近时，表示此第一时段与此第二时段中，此发送端与此接收端间的通讯信道变化的情况在可接受的范围内。因此根据此第一通道特性、此第二通道特性、以及此相关系数，以估算此预测通道特性，供此接收端所使用。然而当此第一通道特性与此第二通道特性被视为差异过大时，表示此第二时段中，此发送端与此接收端间的通讯信道变化剧烈，使得此第二通道特性估算并不具有参考价值，因此，此接收端即使用此第一通道特性。
本发明亦提供一种通讯接收终端机，在一通讯系统中，供与一通讯发送终端机进行通讯，此通讯接收终端机利用上述的通讯信道特性估测方法，以进行一通讯信道特性估测。
附图为配合说明书解释本发明。
图1为一已知技术的无线通讯系统；图2为本发明实施例的通讯信道估测方法流程图；图3是本发明一实施例的通讯信道特性估测方法的流程图。
附图符号说明110发送端120通讯信道130接收端132初始信道特性估测模块134数据估测模块 136通讯信道特性210通讯接收终端机212初始信道特性估测模块214内存 215第一信道特性216第二通道特性 218处理器230通讯发送终端机
具体实施例方式
本发明提供的一通讯信道特性估测方法供用于一发送端与一接收端之间以选择通讯信道特性，尤其适用于一时分多址(Time Division MultipleAccess，TDMA)无线通讯系统中的基站(base station)与移动台(mobilestation)。本领域的技术人员熟知，此发送端与此接收端可具有一般的通讯组件，例如处理器、编码器(coder)、译码器、调制器(modulators)、混合器(mixer)、滤波器(filter)、天线、与波导(waveguide)等。此外，亦可具有供运作上述通讯组件的硬件与软件。
图2是根据本发明实施例的通讯接收终端机210，在一通讯系统中，供与一通讯发送终端机230进行通讯。此通讯接收终端机210包含一初始信道特性估测模块212、一内存210、与一处理器218。此初始信道特性估测模块212供根据此通讯发送终端机230所发送的传送讯号在第一时段估算的一第一通道特性215以及根据在第二时段估算的第二通道特性216。此内存210供储存此第一通道特性215与此第二通道特性216。此处理器218利用图3所述的方法，以进行一通讯信道特性估测与选择，选择出来的信道特性则送到数据补偿修正模块234作数据的修正补偿，使得传输讯号到信道的影响最小。在一实施例中，此通讯系统为一移动电话通讯系统，此通讯接收终端机210为一移动电话或一移动电话基站。此通讯接收终端机210具有一数字讯号处理(DSP)芯片、一特殊应用集成电路(ASIC)。此处理器218可供执行一特定软件，以选择通讯信道特性。
图3是本发明一实施例的通讯信道特性估测方法的流程图。首先，步骤300中，在第一时段，一接收端接收一第一讯号，此第一讯号是由一发送端所发送。此第一讯号具有一信道特性训练序列(training sequence)，利用此第一讯号的信道特性训练序列，此接收端可利用一已知方法(例如美国专利6,542,560号中所述的方法)以估算一第一通道特性H1。接下来，步骤302中，在第二时段，此接收端接收一第二讯号，此第二讯号是由此发送端所发送。此第二讯号亦具有一信道特性训练序列(training sequence)，如同步骤300，此接收端可利用此第二讯号的信道特性训练序列以估算一第二通道特性H2。而此第一通道特性H1为h1，i序列，此第二通道特性H2为h2，i序列，其中i为多信道路径(multipath)的讯号数目。值得一提的是，在一时分多址通讯系统的实施例中，此第一时段与此第二时段的长度为一个时隙(timeslot)或为一时段(包含8个时隙)。
步骤304中，利用此第一通道特性H1与此第二通道特性H2以定义一相关系数为X1，X1＝[∑(dot(H1·H2))]/[∑(|H1|·|H2|)]，其中dot(H1·H2)表示H1与H2的内积运算(inner product)，|H1|、|H2|各自代表H1、H2的绝对值。而此相关系数X1大于等于0且小于等于1。当此相关系数X1接近0时，可视为H1与H2的相关程度低，相对地，当此相关系数X1接近1时，可视为H1与H2的相关程度高。
步骤306中，根据所需而设定一底限值Xth。接着在步骤308中，判断此相关系数X1是否大于此底限值Xth。若是，代表H1与H2具有所需的相关程度，则进行步骤310，此接收端使用一预测通道特性H2’，此预测通道特性定义为H2’＝(a·exp(j·angle(X1))·H1+(1-a)·|X1|·H2)/((a+(1-a)·|X1|)，其中j为一虚数单位(imaginary unit)，angle(X1)为X1的相位(phase)，a为介于0与1之间的一实数。若否，代表H1与H2不具有所需的相关程度，则进行步骤312，此接收端使用此第二通道特性H2。
在一无线通讯系统的实施例中，此发送端与此接收端间可藉由多种频率的无线电波以进行通讯。当此第一讯号与此第二讯号以一第一频率传输时，估算此相关系数为X1。而当此第一讯号与此第二讯号以一第二频率传输时，估算此相关系数为X2。当此第二时段，此发送端与此接收端之间以此第一频率传输，则根据X1以选择欲使用的通道特性。当此第二时段，此发送端与此接收端之间以此第二频率传输，则根据X2以选择欲使用的通道特性。
虽然本发明以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
权利要求
1.一种通讯信道特性估测方法，用于一发送端与一接收端之间选择通讯信道特性，该方法包含(a)在一第一时段中，该接收端接收该发射端发送的一第一讯号并估算在该第一时段的一第一通道特性H1；(b)在一第二时段中，该接收端接收该发射端发送的一第二讯号并估算在该第二时段的一第二通道特性H2；(c)估算该第一通道特性H1与该第二通道特性H2的一相关系数X1；以及(d)根据该相关系数X1，选择性地在该接收端使用该第二通道特性H2与一预测通道特性H2。
2.如权利要求1所述的方法，该预测通道特性H2’＝(a·exp(j·angle(X1))·H1+(1-a)·|X1|·H2)/((a+(1-a)·|X1|)，其中j为一虚数单位，a为介于0与1之间的一实数。
3.如权利要求1所述的方法，该第一通道特性H1为h1，i序列，该第二通道特性H2为h2，i序列，其中i为多信道路径的讯号数目。
4.如权利要求2所述的方法，该相关系数X1＝[∑(dot(H1·H2))]/[∑(|H1|·|H2|)]。
5.如权利要求1所述的方法，其中该相关系数X1大于等于0且小于等于1。
6.如权利要求1所述的方法，其中步骤(d)还包含(e)设定一底限值Xth；以及(f)当该相关系数X1大于该底限值Xth时选择该预测通道特性H2’，当该相关系数X1小于该底限值Xth时选择该第二通道特性H2。
7.如权利要求1所述的方法，其中该第一讯号与该第二讯号为该发送端所发送的通道特性训练序列。
8.如权利要求1所述的方法，其中还包含(g)该第一讯号与该第二讯号以一第一频率传输，并估算该相关系数为X1；(h)该第一讯号与该第二讯号以一第二频率传输，并估算该相关系数为X2；(i)当该第二时段，该发送端与该接收端之间以该第一频率传输，根据X1以选择通道特性；以及(j)当该第二时段，该发送端与该接收端之间以该第二频率传输，根据X2以选择通道特性。
9.一种通讯接收终端机，在一通讯系统中，用于与一通讯发送终端机进行通讯，该通讯接收终端机利用权利要求1至8项中任一权利要求所述的方法，以进行一通讯信道特性估测。
10.如权利要求9所述的通讯接收终端机，其中该通讯系统包含一移动电话通讯系统。
11.如权利要求10所述的通讯接收终端机，该通讯接收终端机为一移动电话。
12.如权利要求11所述的通讯接收终端机，该通讯接收终端机为一移动电话基站。
13.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(a)中该第一通道特性的估算依据该第一讯号与该第一时段前一预定时段内由该接收端收到的讯号。
14.如权利要求1所述的方法，其中该步骤(a)中该第二通道特性的估算依据该第二讯号外与该第二时段前一预定时段内由该接收端收到的讯号。
全文摘要
本发明提供一种通讯信道特性估测方法，用于一发送端与一接收端之间选择通讯信道特性，此接收端接收一第一讯号并估算在一第一通道特性，此接收端再接收一第二讯号并估算在一第二通道特性。接着估算一相关系数，然后根据此相关系数，选择性地在此接收端使用此第二信道特性与一预测信道特性。
文档编号H04B17/00GK1691558SQ200410042059
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者林哲立 申请人:明基电通股份有限公司