引言

作為第三代移動通信系統(tǒng)(3G) 主要無線傳輸技術的WCDMA 上行鏈路采用了導頻信道輔助的BPSK相干解調技術。雖然通過導頻信道可以獲得精確的信道估計,但是它增加了每個要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號的能量。在保持信號總能量不變的前提下,一方面增加導頻信道的功率可以提高信道估計的精度,但它對數(shù)據(jù)信道和別的用戶的干擾也會增加。同時,隨著導頻信道功率的增加,分給數(shù)據(jù)信道的功率必然會減少,造成解調時信噪比的下降。另一方面,降低導頻信道的功率雖然可以減小其產(chǎn)生的干擾并提高數(shù)據(jù)信道的功率,從而提高解調時的信噪比,但此時信道估計的精度卻會有所降低,特別是在移動臺高速移動時。

由此可見,導頻信道與數(shù)據(jù)信道之間的功率比(Pilot-to-data Channel Power Ratio) 對系統(tǒng)的性能有著很大的影響,是一個急待優(yōu)化的重要參數(shù)。另外,既然信道估計的精度影響著系統(tǒng)的誤碼概率,那么它與最優(yōu)功率比的確定顯然也有著很強的聯(lián)系。由于實際系統(tǒng)的信道估計器一般是采用滑動平均濾波器,所以本文的主要目的是分析在最小誤碼概率準則下如何確定最優(yōu)的功率比和滑動平均濾波器的最佳平均長度。

WCDMA上行鏈路的發(fā)送結構

圖1 顯示了WCDMA上行專用物理信道(DPCH) 的基帶發(fā)送結構。I 路承載用戶數(shù)據(jù)的專用數(shù)據(jù)信道(DPDCH) 和Q 路承載導頻等控制信息的專用控制信道(DPCCH) (由于DPCCH 中導頻所占的比例較大,所以為了簡化處理,在以下的分析中我們認為它就是一個連續(xù)的導頻信道) 。分別被不同的實Walsh 碼Wd 和Wc 擴頻到Chip 速率后相加,然后被第n個用戶特定的復數(shù)擾碼Sdpch , n加擾。其中β表示導頻信道相對數(shù)據(jù)信道的功率比,通常它小于1 以減小對I 路的DPDCH以及別的用戶的干擾。

無線傳播環(huán)境可看成是頻率選擇性的瑞利衰落信道。為了方便下面的分析,我們這里假設信道有L 個功率相等的路徑,并且每個路徑之間都是非相關的。在接收機的輸入端,考慮到WCDMA 上行鏈路不同用戶之間是異步操作的, 所以可以把接收信號疊加的由熱噪聲和其它用戶多址干擾(MAI) 所產(chǎn)生的噪聲看成是白高斯噪聲, 它的單邊功率譜設為N0 。由于多徑干擾( IPI) 與熱噪聲和多址干擾相比可忽略,所以我們這里不再考慮信號多徑傳播所引起的干擾,并假設接收機知道每一徑準確的時延信息。