CN100344194C - 一种正确获取捕获指示的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正确获取捕获指示的装置，包括：AICH数据处理模块和AI判决模块。AICH数据处理模块包括：并串变换模块，将接收的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH数据；解复用模块，从接收的AICH数据中删除无效噪声数据；AI互干扰消除模块，计算来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收的AICH数据与计算出的信道估计能量值相除，消除接收的AICH数据的AI互干扰。AI判决模块对经AICH数据处理模块合并、删除无效噪声、消除AI互干扰处理后的AICH数据进行AI判决，获取对应于通信终端的AI。本发明还公开了一种正确获取捕获指示的方法。本发明能够有效提高通信终端整个物理随机接入过程的性能。

Description

一种正确获取捕获指示的装置及方法

技术领域

本发明涉及物理随机接入技术，特别是指一种应用于宽带码分多址(WCDMA)通信系统中的正确获取捕获指示的装置及方法。

背景技术

在WCDMA通信系统中，通信终端的物理随机接入过程包括以下步骤：通信终端通过基站向网络发起接入请求，不同通信终端的接入请求通过不同签名进行标识；基站收到通信终端的接入请求后，解析出接入请求中的签名，然后向网络层发送该签名；网络层收到签名后，根据网络资源情况确定是否允许对应于该签名的通信终端接入网络，然后通过基站向通信终端返回接入响应，这种接入响应可称为捕获指示(AI)，AI的取值可为+1、-1或0，分别对应于允许接入响应、拒绝接入响应和不响应；基站收到网络层向通信终端发送的捕获指示后，将多个通信终端的捕获指示通过承载捕获指示的物理信道(AICH)进行混合编码，然后将混合编码后的捕获指示发送给小区内的所有通信终端；小区内的通信终端对AICH信道的数据进行解调，然后从包含多个捕获指示的AICH数据中获取对应于自身接入请求的捕获指示，如果捕获指示的解析值为+1，则表明网络允许该通信终端接入，该通信终端进行后续的信息传输，如果捕获指示的解析值为-1，则表明网络拒绝该通信终端接入，该通信终端退出当前物理随机接入过程，如果捕获指示的解析值为0，则该通信终端随机地选择一个可用签名，重新向网络发起接入请求。

AICH信道中传输的数据经过通信终端中的RAKE接收机解调并多径合并，多径合并后的I、Q两路AICH数据送入AI判决装置中，AI判决装置对I、Q两路AICH数据进行变换并解析，最终获取该通信终端的AI，以确定网络是否允许该通信终端接入。AI判决装置即为获取通信终端AI的装置。

图1为现有技术中AI判决装置结构示意图，如图1所示，AI判决装置1由并串变换模块11、解复用模块12、AI信息提取模块13、噪声计算模块14、滤波器15、判决门限计算模块16和三值判决模块17组成。

其中，并串变换模块11用于将RAKE接收机多径合并后的I、Q两路AICH数据进行合并，成为一路AICH数据，然后将一路AICH数据送往解复用模块12；解复用模块12用于将接收的一路AICH数据的每20个符号数据中，最后4个描述噪声信息的无效符号数据删除，然后以16个有效符号数据为单位分别送往AI信息提取模块13和噪声计算模块14；AI信息提取模块13用于从接收的16个有效符号数据中提取出对应于该通信终端的AI信息，然后将提取出的AI信息送往三值判决模块17；噪声计算模块14用于计算接收的16个有效符号数据的参考噪声，然后将计算出的参考噪声送往滤波器15；滤波器15用于对接收的参考噪声进行滤波，然后将经过滤波的参考噪声送往判决门限计算模块16；判决门限计算模块16用于根据预先存储的门限系数和接收的参考噪声，计算AI判决门限，然后将计算出的判决门限送往三值判决模块17；三值判决模块17用于将接收的AI信息与接收的AI判决门限进行比较，通过AI信息与AI判决门限的比较最终得到AI，实现通信终端对AI的获取，从而使得通信终端确定网络是否允许其接入。并串变换模块11、解复用模块12可统称为AICH数据处理模块。

下面引入数学公式，进一步描述通信终端的AI判决装置对AI的获取过程。

并串变换模块接收经过RAKE接收机多径合并后的I、Q两路AICH数据，将I、Q两路AICH数据合并为一路AICH数据，然后送往解复用模块。AI判决器的处理单位为AICH信道的一个时隙，共20个符号数据，解复用模块根据协议规定，将接收的一路AICH数据的20个符号数据中的最后4个无效的噪声符号数据删除，然后以16个有效符号数据为单位分别送往AI信息提取模块和噪声计算模块。

如果解调AICH信道时，每一条径的前16个有效符号数据的每一符号数据信道估计值为h_jl，即h_il为第l条径第j个符号数据的信道估计值，其中，j＝0…15，l＝1…L，L为无线信道环境的多径数。由于信号通过无线信道环境传输，因此信号会产生幅度衰减和路径损耗等变形，在接收时需要对信号传输过程经过的无线信道环境进行估计，从而对信号的变形程度进行估计，h_jl即为来自公共导频信道(CPICH)的对信号变形程度进行估计的估计值。由于最后4个无效的噪声符号数据会被删除，因此这4个噪声符号数据不给出数学表述形式。

经过RAKE接收机解调，多径合并后的I、Q两路AICH数据送入AI判决装置的并串变换模块中，并串变换模块将接收的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH数据，即AICH复数数据，然后送往解复用模块，解复用模块删除接收的AICH数据中最后4个无效噪声符号数据，删除4个无效噪声符号数据后的信号数据为 $r_j=\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}(\sqrt{E_A}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2{A}_j+h_{\mathrm{jl}}{n}_{\mathrm{jl}}),$ 其中，

为仅与AICH信道发射功率有关的幅度信息；n_jl为第l条径第j个位置的符号数据的噪声；

A_j＝a_2j+i×a_2j+1，j＝0…15，其中， $a_j=\underset{s=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{AI}}_s{b}_{s,j},$ a_j为基站将多个通信终端的捕获指示混和编码后的数据，AI_s为捕获指示，s＝0…15，取值为+1、-1或0，b_s，j为基站对捕获指示进行混和编码的签名序列，此处j＝0…31。在无线通信中，共有16种签名序列，基站每次对捕获指示进行混和编码时，随机地从中选取1种签名序列。r_j的实部即为输入AI判决装置的I路AICH数据的前16个有效符号数据，虚部即为输入AI判决装置的Q路AICH数据的前16个有效符号数据。解复用模块将r_j分别送往AI信息提取模块和噪声计算模块。

如果通信终端发起接入请求时使用的签名为s₀，0≤s₀≤15，则该通信终端的AI信息提取模块使用对应于s₀的签名序列b_s0，j去乘以r_j，然后将各乘积累加，就可提取出对应于该通信终端签名s₀的捕获指示信息

$I_{s_0}=\underset{j=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Re}\left(r_j\right)\×b_{s_0,2j}+\mathrm{Im}\left(r_j\right)\×b_{s_0,2j+1})=\sqrt{E_A}\underset{s=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{AI}}_s\underset{j=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}\left(\underset{l=0}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2(b_{s,2j}{b}_{s_0,2j}+b_{s,2j+1}{b}_{s_0,2j+1})\right)+n,$

n为噪声的累加。

噪声计算模块通常使用5阶Hadamard矩阵，计算16个有效符号数据的参考噪声，此处的Hadamard矩阵为32行、32列的矩阵。噪声计算模块使用5阶Hadamard矩阵的任一奇数行数据，对应去乘解复用模块输出的32个AICH实数数据，即前面所述的r_j的实部和虚部，然后累加这32个乘积得到和值，求出该和值的平方，得到的该平方值即为参考噪声。

噪声计算模块计算出的参考噪声送往滤波器。通常使用Alpha滤波器对参考噪声进行平滑处理，滤波使得噪声计算模块计算出的参考噪声更接近理论上的噪声方差。经滤波器滤波后得到的噪声方差为σ²，滤波器将噪声方差σ²送往判决门限计算模块。如果判决门限计算模块中的固定门限系数为w，则判决门限计算模块计算出判决门限thr＝w×σ。

最后，AI信息提取模块将提取出的I_s0送往三值判决模块，判决门限计算模块同样将计算出的thr送往三值判决模块，三值判决模块对接收的I_s0和thr进行比较，如果 $I_{s_0}>\mathrm{thr},$ 则捕获指示 ${\mathrm{AI}}_{s_0}=1;$ 如果 $I_{s_0}<-\mathrm{thr},$ 则捕获指示 ${\mathrm{AI}}_{s_0}=-1;$ 如果 $-\mathrm{thr}\&le;I_{s_0}\&le;\mathrm{thr},$ 则捕获指示 ${\mathrm{AI}}_{s_0}=0.$

由以上引入数学公式后，对通信终端获取捕获指示过程的描述可见，如果无线信道环境恶劣，例如无线信道环境障碍物较多，或通信终端高速运动，如通信终端以每小时120公里的速度高速运动，则无线信道环境的性能非常差。当无线信道环境恶劣到一定程度时，无线信道环境将成为快衰落信道，信道估计值h_jl的平方，即信道估计的能量值|h_jl|²，在连续16个有效符号数据周期的时间范围内无法维持常量，而且变化较快。无线信道环境的快衰落越严重，信道估计的能量值|h_jl|²在连续16个有效符号数据周期的时间范围内变化越大。这样，将导致通信终端的捕获指示信息I_s0，不仅包括对应于该通信终端签名s₀的捕获指示信息 $2\sqrt{E_A}{\mathrm{AI}}_{s_0}\underset{j=0}{\overset{15}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{l=0}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2,$ 还包括对应于其他通信终端签名s≠s₀的捕获指示信息 $\sqrt{E_A}\underset{s\&NotEqual;s_0}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{AI}}_s\underset{j=0}{\overset{15}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(\underset{l=0}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2(b_{s,2j}{b}_{s_0,2j}+b_{s,\mathrm{sj}+1}{b}_{s_0,2j+1})\right),$ 这些对应于其他通信终端签名s≠s₀的捕获指示信息，对该通信终端捕获指示信息造成了干扰，以下将这种干扰称作AI的互干扰。

AI的互干扰使得通信终端获取AI的正确率大大降低，对网络造成无为的处理负担，导致通信终端物理随机接入过程整体性能的恶化，如果通信终端将AI＝1错误解析为AI＝-1，将导致该通信终端整个接入过程时间的延长；如果通信终端将AI＝-1错误解析为AI＝1，该通信终端进行后续的信息传输，导致网络无为的处理负担。只有当信道估计的能量值|h_jl|²在连续16个符号数据周期的时间范围内保持常量，AI的互干扰才会消除。但实际应用中的无线信道环境，根本无法保证信道估计的能量值|h_jl|²在连续16个符号数据周期的时间范围内保持常量。如何提高通信终端获取捕获指示的正确性，成为亟待解决的问题。

另外，在判决门限计算模块中的门限系数是预先设定的，并且是始终不变的，这将使得获取AI的虚警概率不变。虚警是指通信终端向网络发送接入请求后，对网络返回的AI＝0捕获指示的错误获取；虚警概率即为通信终端错误获取网络返回的AI＝0捕获指示的概率。如果改变AICH信道和CPICH信道的功率偏差，也仅仅是改变了获取AI的正确检测概率，判决门限计算模块中的门限系数仍然是不变的。如果在保持CPICH信道发射功率不变的条件下，改变AICH信道和CPICH信道的功率偏差，则改变了获取AI的正确检测概率，而获取AI的虚警概率则保持不变，如降低AICH信道和CPICH信道的功率偏差，则获取AI的正确检测概率降低了，这将会影响通信终端物理随机接入过程的整体性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种正确获取捕获指示的装置，本发明的另一目的在于提供一种正确获取捕获指示的方法，使得通信终端能够正确获取捕获指示，提高通信终端整个物理随机接入过程的性能。

为了达到上述目的，本发明提供了一种正确获取捕获指示的装置，该装置至少包括：AICH数据处理模块和AI判决模块，所述AICH数据处理模块包括：并串变换模块、解复用模块以及AI互干扰消除模块；其中，

所述并串变换模块，用于将接收的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH数据，解复用模块，用于从接收的AICH数据中删除无效噪声数据，AI互干扰消除模块，计算来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收到的AICH数据与计算出的信道估计能量值相除，消除接收到的AICH数据的AI互干扰；

所述AI判决模块，用于对经过所述AICH数据处理模块合并、删除无效噪声、消除AI互干扰处理后的AICH数据进行AI判决，获取对应于通信终端的AI。

所述并串变换模块，将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH复数数据，并且将合并后的AICH复数数据送往解复用模块；所述解复用模块，从接收的AICH复数数据中删除无效的噪声数据，并且将删除无效噪声数据后的AICH复数数据送往AI互干扰消除模块；所述AI互干扰消除模块，计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收的AICH复数数据与所述信道估计能量值相除，并且将相除后的AICH复数数据送往AI判决模块。

所述并串变换模块，将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH复数数据，并且将合并后的AICH复数数据送往AI互干扰消除模块；所述AI互干扰消除模块，计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收的AICH复数数据与所述信道估计能量值相除，并且将相除后的AICH复数数据送往解复用模块；所述解复用模块，从接收的AICH复数数据中删除无效的噪声数据，并且将删除无效噪声数据后的AICH复数数据送往AI判决模块。

所述AI互干扰消除模块，计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收的I、Q两路AICH数据与所述信道估计能量值相除，并且将相除后的I、Q两路AICH数据送往并串变换模块；所述并串变换模块，将接收的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH复数数据，并且将合并后的AICH复数数据送往解复用模块；所述解复用模块，从接收的AICH复数数据中删除无效的噪声数据，并且将删除无效噪声数据后的AICH复数数据送往AI判决模块。

所述AI互干扰消除模块包括：信道估计能量模块和信道估计归一模块。其中，所述信道估计能量模块，用于计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，并且将计算出的每一径信道估计能量值送往信道估计归一模块；所述信道估计归一模块，用于将接收的AICH数据与接收的信道估计能量值相除，消除AI的互干扰。

当所述AI互干扰消除模块设置于RAKE接收机之前时，所述AI互干扰消除模块，接收RAKE多径合并前的每一径I、Q两路AICH数据，计算RAKE多径合并前的每一径来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收的每一径I、Q两路AICH数据与所述信道估计能量值相除，并且将相除后的每一径I、Q两路AICH数据送往RAKE接收机；所述RAKE接收机，对接收的每一径I、Q两路AICH数据进行RAKE多径合并，并且将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据送往并串变换模块；所述并串变换模块，将接收的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH复数数据，并且将合并后的AICH复数数据送往解复用模块；所述解复用模块，从接收的AICH复数数据中删除无效的噪声数据，并且将删除无效噪声数据后的AICH复数数据送往AI判决模块。

所述AI互干扰消除模块包括：信道估计能量模块和信道估计归一模块。其中，所述信道估计能量模块，用于计算RAKE多径合并前的每一径来自CPICH信道的信道估计能量值，并且将计算出的每一径信道估计能量值送往信道估计归一模块；所述信道估计归一模块，用于将接收的每一径I、Q两路AICH数据与接收的每一径信道估计能量值相除，并且将相除后的每一径I、Q两路AICH数据送往RAKE接收机。

所述AI判决模块包括：AI信息提取模块、噪声计算模块、判决门限计算模块和三值判决模块。其中，所述AI信息提取模块，用于根据接收的AICH数据，提取对应于通信终端的AI信息，并且将所述AI信息送往三值判决模块；噪声计算模块，用于根据接收的AICH数据，计算所述AICH数据的参考噪声，并且将所述参考噪声送往判决门限计算模块；所述判决门限计算模块，用于根据接收的参考噪声和预先设定的门限系数，计算判决门限，并且将所述判决门限送往所述三值判决模块；所述三值判决模块，用于对接收的AI信息与接收的判决门限进行比较，获取对应于通信终端的AI。

所述判决门限计算模块，根据预先设定的AICH信道与CPICH信道的功率偏差与门限系数的对应关系，动态选取与当前AICH信道与CPICH信道的功率偏差相对应的门限系数，并且根据选取的门限系数计算判决门限。

所述AI判决模块进一步包括：滤波器，所述滤波器，对来自噪声计算模块的参考噪声进滤波获取噪声方差，并且将所述噪声方差送往判决门限计算模块；在这种情况下，所述判决门限计算模块，根据接收的噪声方差和预先设定的门限系数，计算判决门限，并且将所述判决门限送往三值判决模块。

本发明还提供了一种正确获取捕获指示的方法，该方法包含以下步骤：

A、将I、Q两路AICH数据合并为一路AICH数据；删除所述合并后的一路AICH数据中的无效噪声数据；计算来自CPICH信道的信道估计能量值，通过将计算出的信道估计能量值与原始的AICH数据或处理后的AICH数据相除，消除所述原始的AICH数据或所述处理后的AICH数据中的AI互干扰；

B、对经过所述步骤A处理的AICH数据进行AI判决，获取对应于通信终端的AI。

所述步骤A包括以下步骤：

A11、将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并成一路AICH复数数据，然后删除所述AICH复数数据中的无效噪声数据，获取有效AICH复数数据；

A12、计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将所述有效AICH复数数据与所述信道估计能量值相除，获取消除AI互干扰后的有效AICH复数数据。

所述步骤A包括以下步骤：

A21、将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并成一路AICH复数数据，并计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，然后将AICH复数数据与所述信道估计能量值相除，获取消除AI互干扰后的AICH复数数据；

A22、删除消除AI互干扰后的AICH复数数据中的无效噪声数据，获取消除AI互干扰后的有效AICH复数数据。

所述步骤A包括以下步骤：

A31、计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据与所述信道估计能量值相除，获取消除AI互干扰后的I、Q两路AICH数据；

A32、将消除AI互干扰后的I、Q两路AICH数据合并成一路AICH复数数据，并删除所述AICH复数数据中的无效噪声数据，获取消除AI互干扰后的有效AICH复数数据。

所述步骤A包括以下步骤：

A41、计算RAKE多径合并前的每一径来自CPICH信道的信道估计能量值，将每一径I、Q两路AICH数据与所述信道估计能量值相除，获取消除AI互干扰后的每一径I、Q两路AICH数据；

A42、将消除AI互干扰后的每一径I、Q两路AICH数据进行RAKE多径合并，获取RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据，然后将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并成一路AICH复数数据，并删除所述AICH复数数据中的无效噪声数据，获取消除AI互干扰后的有效AICH复数数据。

所述步骤B包括以下步骤：

B1、从消除AI互干扰后的AICH数据中提取AI信息；

B2、计算消除AI互干扰后的AICH数据的噪声方差，选取预先设定的门限系数，根据所述噪声方差和所述门限系数计算判决门限；

B3、通过比较所述AI信息与所述判决门限，获取对应于通信终端的AI。

步骤B2中所述选取预先设定的门限系数包括：根据预先设定的AICH信道与CPICH信道的功率偏差与门限系数的对应关系，选取与当前AICH信道与CPICH信道的功率偏差相对应的门限系数。

本发明中，通过增加信道估计能量模块，用于计算信道估计能量值；和信道估计归一模块，用于将接收的信号数据与来自信道估计能量模块的信道估计能量值相除，消除了AI的互干扰，使得通信终端获取AI的正确概率大大提高，从而提高了获取AI的正确检测概率，并降低了获取AI的虚警概率，提高了通信终端整个物理随机接入过程的性能。

另外，本发明中还提供了可根据当前AICH信道与CPICH信道的功率偏差，动态选取门限系数的判决门限计算模块，使得获取AI的门限系数能够灵活选择，实现了获取AI的正确检测概率与获取AI的虚警概率之间的相互平衡，从而改善了通信终端整个物理随机接入过程的性能。

附图说明

图1为现有技术中AI判决装置结构示意图；

图2为本发明第一实施例AI获取装置的结构示意图；

图3为本发明第二实施例AI获取装置的结构示意图；

图4为本发明第三实施例AI获取装置的结构示意图；

图5为本发明第四实施例AI获取装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明中，在原有的AI获取装置中增加信道估计能量模块，用于计算信道估计能量值；设置信道估计归一模块，用于将接收的信号数据与来自信道估计能量模块的信道估计能量值相除，用以消除AI的互干扰。另外，本发明中涉及的判决门限计算模块，还可根据当前AICH信道与CPICH信道的功率偏差，动态选取门限系数。

图2为本发明第一实施例AI获取装置的结构示意图，如图2所示，本实施例中的AI获取装置包括：信道估计能量模块20、并串变换模块11、解复用模块12、信道估计归一模块21、AI信息提取模块13、噪声计算模块14、滤波器15、判决门限计算模块220和三值判决模块17。

其中，并串变换模块11、解复用模块12、AI信息提取模块13、噪声计算模块14、滤波器15和三值判决模块17实现的功能均与现有技术中介绍的相同，在此不再一一赘述。信道估计能量模块20用于计算RAKE接收机多径合并后的来自CPICH信道的信道估计值的信道估计能量值，然后将计算出的信道估计能量值送往信道估计归一模块21；本图中所示的AI获取装置2，信道估计归一模块21位于解复用模块12与AI信息提取模块13之间，也就是位于解复用模块12与噪声计算模块14之间，用于将来自解复用模块12的16个有效数据符号，与来自信道估计能量模块20的信道估计能量值相除，用以消除AI的互干扰，然后将相除后得到的信号数据分别送往AI信息提取模块13和噪声计算模块14。判决门限计算模块220中的门限系数是可动态选取的，即判决门限计算模块220可根据当前AICH信道与CPICH信道的功率偏差，选取当前需要使用的门限系数。

下面引入数学公式，对上述AI获取装置2的AI获取过程进行详细描述。

RAKE接收机多径合并后的I、Q两路AICH数据，经过并串变换模块11和解复用模块12的处理之后，得到的信号数据为 $r_j=\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}(\sqrt{E_A}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2{A}_j+h_{\mathrm{jl}}{n}_{\mathrm{jl}}),$ 其中，

为仅与AICH信道发射功率有关的幅度信息；n_jl为第l条径第j个位置的符号数据的噪声；A_j＝a_2j+i×a_2j+1，j＝0…15，其中， $a_j=\underset{s=0}{\overset{15}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{AI}}_s{b}_{s,j},$ a_j为基站将多个通信终端的捕获指示混和编码后的数据，AI_s为捕获指示，s＝0…15，取值为+1、-1或0，b_s，j为基站对捕获指示进行混和编码的签名序列，此处j＝0…31。解复用模块将r_j送往信道估计归一模块。

信道估计能量模块20接收经RAKE接收机多径合并后的来自CPICH信道的信道估计值，计算信道估计能量值

其中，j＝0…15，然后将

送往信道归一模块21。

信道估计归一模块21将接收的r_j与接收的

相除，即 $r_j^{\&prime;}=r_j/\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2=\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}(\sqrt{E_A}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2{A}_j+h_{\mathrm{jl}}{n}_{\mathrm{jl}})/\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2=\sqrt{E_A}{A}_j+\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{h}_{\mathrm{jl}}{n}_{\mathrm{jl}}/\left(\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2\right),$ 其中，A_j＝a_2j+i×a_2j+1，j＝0…15。信道估计归一模块21将计算出的r_j′分别送往AI信息提取模块13和噪声计算模块14。

如果通信终端发起接入请求时使用的签名为s₀，0≤s₀≤15，则该通信终端的AI信息提取模块13使用对应于s₀的签名序列b_s0，j去乘以r_j′，然后将各乘积累加，就可提取出对应于该通信终端签名s₀的捕获指示信息 $I_{s_0}^{\&prime;}=\underset{j=0}{\overset{15}{\mathrm{\&Sigma;}}}(\mathrm{Re}\left(r_j\right)\&times;b_{s_0,2j}+\mathrm{Im}\left(r_j\right)\&times;b_{s_0,2j+1})=32\sqrt{E_A}{\mathrm{AI}}_{s_0}+n,$ n为噪声的累加。此时，对应于签名s＝s₀的通信终端AI_s0的捕获指示信息I_s0′，仅包括对应于该通信终端签名s₀的捕获指示信息

不再包括对应于其他通信终端签名s≠s₀的捕获指示信息 $\sqrt{E_A}\underset{s\&NotEqual;s_0}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{AI}}_s\underset{j=0}{\overset{15}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left(\underset{l=0}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|h_{\mathrm{jl}}\right|}^2(b_{s,2j}{b}_{s_0,2j}+b_{s,\mathrm{sj}+1}{b}_{s_0,2j+1})\right),$ 已经消除了AI的互干扰，即AI的互干扰为0。

r_j′经过噪声计算模块14和滤波器15后得到的噪声方差σ^′2，送往判决门限计算模块220。此处的判决门限计算模块220中的门限系数是可动态选取的。

如果网络层设定的AICH信道与CPICH信道的功率偏差有m种，分别是p₀、p₁…p_(m-1)，单位为dB，则本发明设定m种门限系数与之相对应，w₀、w₁…w_(m-1)。门限系数w与功率偏差p的对应关系可通过仿真获得。如果网络规划在不同小区设定不同功率偏差p，或在同一小区的不同时间段设定不同功率偏差p，则判决门限计算模块220选取与当前功率偏差p相对应的门限系数w，例如，网络层设定某小区的AICH信道与CPICH信道的功率偏差为p_i，其中，0 ≤i≤m-1，判决门限计算模块220选取与功率偏差p_i相对应的门限系数w_i，其中，0≤i≤m-1，最终判决门限计算模块220计算判决门限thr′＝w_i×σ′。

判决门限计算模块220可根据当前AICH信道与CPICH信道的功率偏差，动态选取门限系数，使得获取AI的虚警概率能够根据AICH信道与CPICH信道的功率偏差进行调整。设定系统要求通信终端获取AI的正确检测概率P_d＞97％，获取AI的虚警概率P_fa＜3％。当AICH信道与CPICH信道的功率偏差为-15.0dB时，判决门限计算模块220中的门限系数为w_i，其中，0≤i≤m-1，获取AI的正确检测概率P_d＝99％，获取AI的虚警概率P_fa＝1％，能够满足以上所述的系统设定要求。如果网络将AICH信道与CPICH信道的功率偏差减小为-17.0dB，此时，若判决门限计算模块220中仍然使用门限系数w_i，则获取AI的虚警概率P_fa保持不变，获取AI的正确检测概率P_d将降低，例如，P_fa＝1％，P_d＝96％，这样，获取AI的正确检测概率P_d已不满足系统设定的要求。因此，本发明中的判决门限计算模块220可根据当前AICH信道与CPICH信道的功率偏差，动态选取与之相对应的门限系数。本发明中，当AICH信道与CPICH信道的功率偏差由-15.0dB减小至-1 7.0dB时，判决门限计算模块220将不再使用与-15.0dB相对应的w_i，而是选取与-17.0dB相对应的w_j，其中，0≤j≤m-1，w_j＜w_i，此时，获取AI的虚警概率P_fa将升高，如P_fa＝2％，但仍然小于3％，获取AI的正确检测概率P_d将不会降低，获取AI的虚警概率P_fa和获取AI的正确检测概率P_d仍然满足系统设定的要求。

最后，AI信息提取模块13将提取出的I_s0′送往三值判决模块，判决门限计算模块220同样将计算出的thr′送往三值判决模块，三值判决模块对接收的I_s0′和thr′进行比较，如果 $I_{s_0}^{\&prime;}>{\mathrm{thr}}^{\&prime;},$ 则捕获指示 ${\mathrm{AI}}_{s_0}^{\&prime;}=1;$ 如果 $I_{s_0}^{\&prime;}<-{\mathrm{thr}}^{\&prime;},$ 则捕获指示 ${\mathrm{AI}}_{s_0}^{\&prime;}=-1;$ 如果 $-{\mathrm{thr}}^{\&prime;}\&le;I_{s_0}^{\&prime;}\&le;{\mathrm{thr}}^{\&prime;},$ 则捕获指示 ${\mathrm{AI}}_{s_0}^{\&prime;}=0.$

图3为本发明第二实施例AI获取装置的结构示意图，如图3所示，本实施例中的AI获取装置同样包括：信道估计能量模块20、并串变换模块11、解复用模块12、信道估计归一模块21、AI信息提取模块13、噪声计算模块14、滤波器15、判决门限计算模块220和三值判决模块17。其中，信道估计归一模块21位于并串变换模块11与解复用模块12之间，用于将来自并串变换模块11的含4个无效噪声符号数据的20个AICH复数符号数据，与来自信道估计能量模块20的信道估计能量值相除，然后将相除后得到的信号数据送往解复用模块12，解复用模块12将收到的每20个复数符号数据中，最后4个描述噪声信息的无效符号数据删除。判决门限计算模块220中的门限系数是可动态选取的，即可根据AICH信道与CPICH信道的功率偏差，选取判决门限计算模块220中的门限系数，门限系数的设定与选取原则与第一实施例AI获取装置中所述相同。

图4为本发明第三实施例AI获取装置的结构示意图，如图4所示，本实施例中的AI获取装置同样包括：信道估计能量模块20、并串变换模块11、解复用模块12、信道估计归一模块21、AI信息提取模块13、噪声计算模块14、滤波器15、判决门限计算模块220和三值判决模块17。信道估计归一模块21位于并串变换模块11之前，用于将接收的RAKE接收机多径合并后的I、Q两路AICH数据，与来自信道估计能量模块20的信道估计能量值相除，然后将相除后得到的信号数据送往并串变换模块11。并串变换模块11将接收的相除后的I、Q两路AICH数据，合并为一路AICH复数数据，然后将合并后的AICH复数数据送往解复用模块12。判决门限计算模块220中的门限系数是可动态选取的，即可根据AICH信道与CPICH信道的功率偏差，选取判决门限计算模块220中的门限系数，门限系数的设定与选取原则与第一实施例AI获取装置中所述相同。

每20个符号数据中的最后4个无效噪声符号数据没有给出数学表述形式，但前16个有效符号数据的基于第二实施例AI获取装置和第三实施例AI获取装置的数学公式描述，与基于第一实施例AI获取装置的数学公式描述完全相同，在此不再一一描述。

图5为本发明第四实施例AI获取装置的结构示意图，如图5所示，本实施例中的AI获取装置包括：信道估计能量模块50、信道估计归一模块51、并串变换模块11、解复用模块12、AI信息提取模块13、噪声计算模块14、滤波器15、判决门限计算模块220和三值判决模块17。信道估计能量模块50位于RAKE接收机之前，用于计算RAKE接收机多径合并前的每一径来自CPICH信道的信道估计值的信道估计能量值，然后将计算出的每一径信道估计能量值送往信道估计归一模块51；信道估计归一模块51位于RAKE接收机之前，用于将RAKE接收机多径合并前的每一径I、Q两路AICH数据，与来自信道估计能量模块50的每一径信道估计能量值相除，用以消除AI的互干扰，然后将相除后得到的每一径信号数据送往RAKE接收机。RAKE接收机将相除后的每一径信号数据进行多径合并，得到相除并合并后的I、Q两路AICH数据，然后将该I、Q两路AICH数据送往并串变换模块11。

如果RAKE接收机多径合并前的每一径I路AICH数据为r_jl的实部，每一径Q路AICH数据为r_jl的虚部，r_jl为第l条径第j个符号数据，其中，j＝0…15，l＝1…L，L为无线信道环境的多径数，则前面所述的 $r_j=\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{r}_{\mathrm{jl}}.$ 信道估计能量模块接收经RAKE接收机多径合并前的每一径I、Q两路AICH数据的信道估计值，计算每一径信道估计能量值|h_jl|²，其中，j＝0…15，l＝1…L，L为无线信道环境的多径数，然后将|h_jl|²送往信道估计归一模块。

信道估计归一模块将接收的r_jl的实部与虚部分别与接收的|h_jl|²相除，然后将相除后得到的每一径信号数据送往RAKE接收机52。RAKE接收机52将相除后的每一径信号数据进行多径合并，得到相除并多径合并后的I、Q两路AICH数据，

的实部为多径合并后的I路AICH数据，

的虚部为多径合并后的Q路AICH数据，然后将该I、Q两路AICH数据送往并串变换模块11。并串变换模块11将接收的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH数据。

判决门限计算模块220中的门限系数是可动态选取的，即可根据AICH信道与CPICH信道的功率偏差，选取判决门限计算模块220中的门限系数，门限系数的设定与选取原则与第一实施例AI获取装置中所述相同。

基于第四实施例AI获取装置的后续数学公式描述，与基于第一实施例AI获取装置的数学公式描述基本相同，在此不再一一描述。

以上所述的各AI获取装置中的并串变换模块11、解复用模块12、信道估计能量模块和信道估计归一模块可统称为AICH数据处理模块；信道估计能量模块和信道估计归一模块可统称为AI互干扰消除模块；AI信息提取模块13、噪声计算模块14、滤波器15、判决门限计算模块220和三值判决模块17可统称为AI判决模块22。

为了描述方便，将经过RAKE多径合并前的AICH数据称为原始AICH数据；将经过RAKE多径合并后的AICH数据，或经过RAKE多径合并，且将RAKE多径合并后的两路AICH数据合并为一路AICH数据处理的AICH数据，或经过RAKE多径合并，且将RAKE多径合并后的两路AICH数据合并为一路AICH数据，以及删除合并为一路AICH数据中的无效噪声数据处理的AICH数据称为处理后的AICH数据。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (17)

1、一种正确获取捕获指示的装置，其特征在于，该装置至少包括：AICH数据处理模块和AI判决模块，所述AICH数据处理模块包括：并串变换模块、解复用模块以及AI互干扰消除模块；其中，

所述并串变换模块，用于将接收的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH数据，

所述解复用模块，用于从接收的AICH数据中删除无效噪声数据，

所述AI互干扰消除模块，用于计算来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收到的AICH数据与计算出的信道估计能量值相除，消除接收到的AICH数据的AI互干扰；

所述AI判决模块，用于对经过所述AICH数据处理模块合并、删除无效噪声、消除AI互干扰处理后的AICH数据进行AI判决，获取对应于通信终端的AI。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述并串变换模块，将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH复数数据，并且将合并后的AICH复数数据送往解复用模块；

所述解复用模块，从接收的AICH复数数据中删除无效的噪声数据，并且将删除无效噪声数据后的AICH复数数据送往AI互干扰消除模块；

所述AI互干扰消除模块，计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收的AICH复数数据与所述信道估计能量值相除，并且将相除后的AICH复数数据送往AI判决模块。

3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述并串变换模块，将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH复数数据，并且将合并后的AICH复数数据送往AI互干扰消除模块；

所述AI互干扰消除模块，计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收的AICH复数数据与所述信道估计能量值相除，并且将相除后的AICH复数数据送往解复用模块；

所述解复用模块，从接收的AICH复数数据中删除无效的噪声数据，并且将删除无效噪声数据后的AICH复数数据送往AI判决模块。

4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述AI互干扰消除模块，计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收的I、Q两路AICH数据与所述信道估计能量值相除，并且将相除后的I、Q两路AICH数据送往并串变换模块；

所述并串变换模块，将接收的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH复数数据，并且将合并后的AICH复数数据送往解复用模块；

所述解复用模块，从接收的AICH复数数据中删除无效的噪声数据，并且将删除无效噪声数据后的AICH复数数据送往AI判决模块。

5、根据权利要求2、3或4中任一项所述的装置，其特征在于，所述AI互干扰消除模块包括：信道估计能量模块和信道估计归一模块；其中，

所述信道估计能量模块，用于计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，并且将计算出的信道估计能量值送往所述信道估计归一模块；

所述信道估计归一模块，用于将接收的AICH数据与接收的信道估计能量值相除，消除AI的互干扰。

6、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述AI互干扰消除模块设置于RAKE接收机之前时，

所述AI互干扰消除模块，接收RAKE多径合并前的每一径I、Q两路AICH数据，计算RAKE多径合并前的每一径来自CPICH信道的信道估计能量值，将接收的每一径I、Q两路AICH数据与所述信道估计能量值相除，并且将相除后的每一径I、Q两路AICH数据送往所述RAKE接收机；

所述RAKE接收机，对接收的每一径I、Q两路AICH数据进行RAKE多径合并，并且将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据送往所述并串变换模块；

所述并串变换模块，将接收的I、Q两路AICH数据合并为一路AICH复数数据，并且将合并后的AICH复数数据送往所述解复用模块；

所述解复用模块，从接收的AICH复数数据中删除无效的噪声数据，并且将删除无效噪声数据后的AICH复数数据送往所述AI判决模块。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述AI互干扰消除模块包括：信道估计能量模块和信道估计归一模块；其中，

所述信道估计能量模块，用于计算RAKE多径合并前的每一径来自CPICH信道的信道估计能量值，并且将计算出的每一径信道估计能量值送往所述信道估计归一模块；

所述信道估计归一模块，用于将接收的每一径I、Q两路AICH数据与接收的每一径信道估计能量值相除，并且将相除后的每一径I、Q两路AICH数据送往所述RAKE接收机。

8、根据权利要求1、2、3、4、6或7中任一项所述的装置，其特征在于，所述AI判决模块包括：AI信息提取模块、噪声计算模块、判决门限计算模块和三值判决模块；其中，

所述AI信息提取模块，用于根据接收的AICH数据，提取对应于通信终端的AI信息，并且将所述AI信息送往所述三值判决模块；

所述噪声计算模块，用于根据接收的AICH数据，计算所述AICH数据的参考噪声，并且将所述参考噪声送往所述判决门限计算模块；

所述判决门限计算模块，用于根据接收的参考噪声和预先设定的门限系数，计算判决门限，并且将所述判决门限送往所述三值判决模块；

所述三值判决模块，用于对接收的AI信息与接收的判决门限进行比较，获取对应于通信终端的AI。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述判决门限计算模块，根据预先设定的AICH信道与CPICH信道的功率偏差与门限系数的对应关系，动态选取与当前AICH信道与CPICH信道的功率偏差相对应的门限系数，并且根据选取的门限系数计算判决门限。

10、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述AI判决模块进一步包括：滤波器，

所述滤波器，对来自所述噪声计算模块的参考噪声进行滤波获取噪声方差，并且将所述噪声方差送往所述判决门限计算模块；

在这种情况下，所述判决门限计算模块，用于根据接收的噪声方差和预先设定的门限系数，计算判决门限，并且将所述判决门限送往所述三值判决模块。

11、一种正确获取捕获指示的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

A、将I、Q两路AICH数据合并为一路AICH数据；删除所述合并后的一路AICH数据中的无效噪声数据；计算来自CPICH信道的信道估计能量值，通过将计算出的信道估计能量值与原始的AICH数据或处理后的AICH数据相除，消除所述原始的AICH数据或所述处理后的AICH数据中的AI互干扰；

B、对经过所述步骤A处理的AICH数据进行AI判决，获取对应于通信终端的AI。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：

A11、将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并成一路AICH复数数据，然后删除所述AICH复数数据中的无效噪声数据，获取有效AICH复数数据；

A12、计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将所述有效AICH复数数据与所述信道估计能量值相除，获取消除AI互干扰后的有效AICH复数数据。

13、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：

A21、将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并成一路AICH复数数据，并计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，然后将AICH复数数据与所述信道估计能量值相除，获取消除AI互干扰后的AICH复数数据；

A22、删除消除AI互干扰后的AICH复数数据中的无效噪声数据，获取消除AI互干扰后的有效AICH复数数据。

14、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：

A31、计算RAKE多径合并后的来自CPICH信道的信道估计能量值，将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据与所述信道估计能量值相除，获取消除AI互干扰后的I、Q两路AICH数据；

A32、将消除AI互干扰后的I、Q两路AICH数据合并成一路AICH复数数据，并删除所述AICH复数数据中的无效噪声数据，获取消除AI互干扰后的有效AICH复数数据。

15、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：

A41、计算RAKE多径合并前的每一径来自CPICH信道的信道估计能量值，将每一径I、Q两路AICH数据与所述信道估计能量值相除，获取消除AI互干扰后的每一径I、Q两路AICH数据；

A42、将消除AI互干扰后的每一径I、Q两路AICH数据进行RAKE多径合并，获取RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据，然后将RAKE多径合并后的I、Q两路AICH数据合并成一路AICH复数数据，并删除所述AICH复数数据中的无效噪声数据，获取消除AI互干扰后的有效AICH复数数据。

16、根据权利要求11、12、13、14或15中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤：

B1、从消除AI互干扰后的AICH数据中提取AI信息；

B2、计算消除AI互干扰后的AICH数据的噪声方差，选取预先设定的门限系数，根据所述噪声方差和所述门限系数计算判决门限；

B3、通过比较所述AI信息与所述判决门限，获取对应于通信终端的AI。

17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤B2中所述选取预先设定的门限系数包括：根据预先设定的AICH信道与CPICH信道的功率偏差与门限系数的对应关系，选取与当前AICH信道与CPICH信道的功率偏差相对应的门限系数。

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