引言

作為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G) 主要無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的WCDMA 上行鏈路采用了導(dǎo)頻信道輔助的BPSK相干解調(diào)技術(shù)。雖然通過(guò)導(dǎo)頻信道可以獲得精確的信道估計(jì),但是它增加了每個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)的能量。在保持信號(hào)總能量不變的前提下,一方面增加導(dǎo)頻信道的功率可以提高信道估計(jì)的精度,但它對(duì)數(shù)據(jù)信道和別的用戶(hù)的干擾也會(huì)增加。同時(shí),隨著導(dǎo)頻信道功率的增加,分給數(shù)據(jù)信道的功率必然會(huì)減少,造成解調(diào)時(shí)信噪比的下降。另一方面,降低導(dǎo)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(diào)時(shí)的信噪比,但此時(shí)信道估計(jì)的精度卻會(huì)有所降低,特別是在移動(dòng)臺(tái)高速移動(dòng)時(shí)。

由此可見(jiàn),導(dǎo)頻信道與數(shù)據(jù)信道之間的功率比(Pilot-to-data Channel Power Ratio) 對(duì)系統(tǒng)的性能有著很大的影響,是一個(gè)急待優(yōu)化的重要參數(shù)。另外,既然信道估計(jì)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(qiáng)的聯(lián)系。由于實(shí)際系統(tǒng)的信道估計(jì)器一般是采用滑動(dòng)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(zhǔn)則下如何確定最優(yōu)的功率比和滑動(dòng)平均濾波器的最佳平均長(zhǎng)度。

WCDMA上行鏈路的發(fā)送結(jié)構(gòu)

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

無(wú)線(xiàn)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(shè)信道有L 個(gè)功率相等的路徑,并且每個(gè)路徑之間都是非相關(guān)的。在接收機(jī)的輸入端,考慮到WCDMA 上行鏈路不同用戶(hù)之間是異步操作的, 所以可以把接收信號(hào)疊加的由熱噪聲和其它用戶(hù)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(shè)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(hào)多徑傳播所引起的干擾,并假設(shè)接收機(jī)知道每一徑準(zhǔn)確的時(shí)延信息。