引言

作為第三代移動通信系統(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送的數據信號的能量。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,但它對數據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,分給數據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生的干擾并提高數據信道的功率,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,導頻信道與數據信道之間的功率比(Pilot-to-data Channel Power Ratio) 對系統的性能有著很大的影響,是一個急待優化的重要參數。另外,既然信道估計的精度影響著系統的誤碼概率,那么它與最優功率比的確定顯然也有著很強的聯系。由于實際系統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上行鏈路的發送結構

圖1 顯示了WCDMA上行專用物理信道(DPCH) 的基帶發送結構。I 路承載用戶數據的專用數據信道(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個用戶特定的復數擾碼Sdpch , n加擾。其中β表示導頻信道相對數據信道的功率比,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。