CN100389551C - 一种信道盲检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种信道盲检测方法，该方法包括以下步骤：A.将解调信号向量与编码输出矩阵进行相关运算，得到投影长度向量；B.从投影长度向量中选择最大投影长度和次大投影长度，并将选择的两个投影长度之比作为检测度量值；C.将检测度量值与设置的检测门限进行比较，确定检测是否成功。本发明利用简单的相关运算实现了信道盲检测，大大降低了检测复杂性；并且，采用投影长度的比值作为检测度量值进行检测，避免了高速共享控制信道功率大小对检测过程的影响，大大提高了检测稳健性。

Description

一种信道盲检测方法

技术领域

本发明涉及高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access，HSDPA)技术领域，尤其涉及一种信道盲检测方法。

背景技术

HSDPA是为了满足上下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法，主要采用了混合自动重传请求(Hybrid ARQ，HARQ)和自适应调制编码(Adaptive Modulation and Coding，AMC)技术，它可以在不改变已经建设的宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)网络结构的情况下，提高下行数据业务速率，是WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一项重要技术。

HSDPA在下行增加了两个物理信道：一个是高速物理下行共享信道(High Speed Physical Downlink Shared Channel，HS-PDSCH)，主要用于承载用户的数据信息；另一个是高速共享控制信道(High Speed SharedControl Channel，HS-SCCH)，主要用于承载解调伴随数据信道HS-PDSCH所需的信令。在HSDPA系统中，用户设备(User Equipment，UE)最多监测四条来自网络侧的HS-SCCH信道，在被监测的四条HS-SCCH信道中，只有一条信道承载了发往该UE的高速下行共享信道(High Speed DownlinkShared Channel，HS-DSCH)信令信息，包括HS-PDSCH信道码集7比特、调制方式1比特、编码块长度6比特、HARQ进程3比特、冗余和星座图版本参数3比特、新数据指示1比特，以及相应UE的标识(UE_ID)16比特。其中，信道码集和调制方式单独进行1/3卷积编码、速率匹配，并由UE_ID加掩后，承载在HS-SCCH子帧第一时隙；编码块长度、HARQ进程、冗余和星座图版本参数、以及新数据指示等单独进行1/3卷积编码、速率匹配，并由UE_ID加掩后，承载在HS-SCCH子帧第二、三时隙。

参见图1，网络侧形成HS-SCCH子帧第一时隙的过程主要包括以下几个步骤：

步骤101：对8比特的信道码集和调制方式即8比特的编码块进行约束长度为9，编码速率为1/3的卷积编码，得到48比特的编码结果；

步骤102：对48比特的编码结果进行速率匹配，得到40比特的调制信号；

步骤103：利用UE_ID加掩调制信号，并将加掩后的结果承载在HS-SCCH子帧第一时隙。

参见图2，UE监测HS-SCCH信道时，处理HS-SCCH子帧第一时隙的过程主要包括以下几个步骤：

步骤201：利用UE_ID对HS-SCCH子帧第一时隙进行解掩，得到40比特的解掩结果；

步骤202：对40比特的解掩结果进行解速率匹配，得到48比特的解调信号；

解调信号y₁、y₂、...、y₄₈可以表示成如下形式：

y_i＝ax_i+n_i，i＝1，2，....，48。

其中，a为一常数，表示信号幅度；x_i为编码后的信号，以±1表示；n_i为噪声。

步骤203：对48比特的解调信号进行译码，得到8比特的译码结果，所述译码采用卷积编码的最佳译码方式维特比译码；并且，为了判断该信道是否承载了发往该UE的HS-DSCH信令信息，UE对每个HS-SCCH子帧第一时隙进行检测，并判断检测是否成功，如果检测成功，则说明该信道承载了发往该UE的HS-DSCH信令信息，UE继续处理HS-SCCH子帧第二、三时隙；如果检测失败，则说明该信道没有承载发往该UE的HS-DSCH信令信息，UE放弃处理HS-SCCH子帧第二、三时隙。

由于HS-SCCH子帧第一时隙信息单独编码，且不含有循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)比特或者专门的导频比特等训练序列，因此，若要检测HS-SCCH信道上是否有信令信息发送，则需要借助盲检测技术，即在没有任何训练序列的情况下进行检测。针对HS-SCCH信道，常用的盲检测方法主要存在以下几种：

一、在维特比译码的最后一步进行HS-SCCH信道检测，即计算交汇于维特比译码最后一个节点的两条路径的度量差，并将此度量差作为检测度量值，如果此检测度量值大于设置的检测门限，则认为检测成功；否则，认为检测失败。

但是，该方法的检测稳健性较差，主要体现在以下几个方面：其一，HS-SCCH信道的发射功率越高，路径度量越大，那么，路径度量差可能也就越大，也就是说，发射功率较高HS-SCCH信道的检测度量值大于检测门限的概率较高，通过检测的概率较大，因此，在UE同时检测的多条HS-SCCH信道中，若发往该UE的HS-SCCH信道功率较低，而其它HS-SCCH信道的功率较高，那么功率较高的HS-SCCH信道通过检测的概率就会增加，从而加大了检测的复杂度；并且，交汇于维特比译码最后一个节点的两条路径中，路径度量较小的路径并不一定是次优路径，因此，以这两条路径的度量差作为检测度量值并不稳健。

二、HS-SCCH信道检测与维特比译码同步进行，即维特比译码时，在网格图每一级的每一个节点处，计算交汇于节点的所有路径的度量，并保留路径度量最大的一条路径，丢弃其余路径，其中，保留的路径称为幸存路径，丢弃的路径称为被弃路径。同时，计算幸存路径与被弃路径中具有最大度量的路径之间的度量差，将此度量差作为检测度量值，并与检测门限相比较，以进行路径标记。如果检测度量值大于设置的检测门限，且该幸存路径未曾被标记为bad，则将该幸存路径标记为good；如果该幸存路径未曾被标记为bad，但检测度量值不大于设置的检测门限，则将该幸存路径标记为bad；如果该幸存路径曾被标记为bad，则直接将该幸存路径标记为bad。每一级路径依次进行，当译码结束时，如果幸存路径标记为good，则认为检测成功；否则，认为检测失败。

但是，该方法的检测稳健性同样较差，在同时检测的多条HS-SCCH信道中，若发往该UE的HS-SCCH信道功率较低，而其它HS-SCCH信道的功率较高，那么功率较高的HS-SCCH信道通过检测的概率就会增加，从而加大了检测的复杂度；并且，该方法的实现比较复杂，在维特比译码的每一级的每一节点处均需要计算最大度量与次大度量的度量差，并与门限比较，以进行路径标记，另外，还需要增加额外的存储开销，以存储路径标记。

三、在维特比译码结束时进行HS-SCCH信道检测，即将HS-SCCH子帧第一时隙的译码结果重新进行1/3卷积编码，并将重新编码结果与解调信号进行硬判决，得到误码率，将误码率作为检测度量值，如果误码率低于检测门限，则认为检测成功；否则，认为检测失败。

但是，该方法的实现比较复杂，需要在UE侧额外增加编码和硬判决的过程；并且，硬判决过程并不稳健，受噪声水平的影响较大，且在噪声较大的情况下，误码率统计也存在较大误差，从而影响检测性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种信道盲检测方法，降低检测复杂性，提高检测稳健性。

为达到上述目的，本发明提供的信道盲检测方法主要包括以下几个步骤：

A、将解调信号向量与编码输出矩阵进行相关运算，得到投影长度向量；

B、从投影长度向量中选择最大投影长度和次大投影长度，并将选择的两个投影长度之比作为检测度量值；

C、将检测度量值与设置的检测门限进行比较，确定检测是否成功。

其中，步骤A所述相关运算为将解调信号向量与编码输出矩阵相乘。

若所述检测度量值为次大投影长度与最大投影长度之比；则所述步骤C为：将次大投影长度与最大投影长度之比同检测门限相比较，如果次大投影长度与最大投影长度之比小于检测门限，则检测成功，否则，检测失败。

若所述检测度量值为最大投影长度与次大投影长度之比；则所述步骤C为：将最大投影长度与次大投影长度之比同检测门限相比较，如果最大投影长度与次大投影长度之比大于检测门限，则检测成功，否则，检测失败。

所述检测门限根据检测性能要求设置。

所述检测成功以后进一步包括：处理高速共享控制信道子帧的第二、三时隙。

由此可见，本发明利用简单的相关运算实现了信道盲检测，大大降低了检测复杂性；并且，由于没有采用比较维特比译码的路径度量差作为检测度量值，而是采用了投影长度的比值作为检测度量值进行检测，从而避免了HS-SCCH信道功率大小对检测过程的影响，大大提高了检测稳健性。

附图说明

图1为现有技术中网络侧形成HS-SCCH子帧第一时隙的过程示意图；

图2为现有技术中UE侧处理HS-SCCH子帧第一时隙的过程示意图；

图3为本发明实施例中信道盲检测方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

从背景技术可以看出，现有盲检测方法主要是通过比较维特比译码的路径度量差实现的，但现有盲检测过程较为复杂；由于UE侧的解调信号与网络侧的编码结果具有相关性，因此，本发明利用UE侧解调信号与网络侧可能编码结果的相关性，通过简单的相关运算实现盲检测。

为便于后续检测过程的描述，下面先对网络侧所有可能的编码块组合、编码结果及两者之间的关系进行说明。

HS-SCCH子帧第一时隙的编码块长为8比特，则所有可能的编码块最多有2⁸即256种，将这256种编码块组合在一起可形成一个256行8列的编码输入矩阵S₂₅₆×8，S_256×8的每一行对应一种编码块。8比特的编码块进行1/3卷积编码后得到的编码结果为48比特，因此，将256种编码块都进行1/3卷积编码，即编码输入矩阵S_256×8的每一行都经过1/3卷积编码后，可得到一个256行48列的编码输出矩阵C_256×48，C_256×48的每一行对应一种编码结果。

其中，S_256×8与C_256×48的行与行之间一一对应，比如，对S_256×8的第一行进行编码，则得到的编码结果与C_256×48的第一行相同。也就是说，任何一次编码过程，都是从S_256×8中选取一行进行编码，得到的编码结果为C_256×48中对应的同一行。

参见图3，本发明实施例中的信道盲检测方法主要包括以下几个步骤：

步骤301：利用UE_ID对HS-SCCH子帧第一时隙进行解掩，得到40比特的解掩结果；

步骤302：对40比特的解掩结果进行解速率匹配，得到48比特的解调信号；

其中，步骤301与步骤302与现有技术相同，这里不再赘述。

步骤303：将解调信号向量Y_48×1与编码输出矩阵C_256×48进行相关运算，得到投影长度向量W_256×1；

解调信号y₁、y₂、...、y₄₈可以表示成一个列向量Y_48×1，即解调信号向量

$Y_{48\×1}=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ \·\\ \·\\ \·\\ y_{48}\end{array}\right].$

UE得到Y_48×1后，将Y_48×1与C_256×48相乘，即进行相关运算，可得到一个256行1列的向量W_256×1：

$W_{256\×1}=C_{256\×48}\×Y_{48\×1}=\left[\begin{array}{c}{w}_1\\ w_2\\ \·\\ \·\\ \·\\ w_{256}\end{array}\right].$

其中，W_256×1中的元素相当于Y_48×1在C_256×48内所有维度即各行上的投影长度。这里为便于描述，将W_256×1称为投影长度向量，并将W_256×1中值最大的元素称为最大投影长度w_Optimum，W_256×1中值第二大的元素称为次大投影长度w_Sub-optimum。

为便于检测过程的进行，UE可预先存储各种编码块对应编码结果的组合C_256×48；或者预先存储各种编码块的组合S_256×8，然后对S_256×8进行1/3卷积编码获得C_256×48。S_256×8或C_256×48的存储开销非常小，几乎可以忽略不计。

显然，由以上描述可见，得到最大投影长度w_Optimum的C_256×48中对应的行与Y_48×1所示的48比特最为接近，比如，w_Optimum＝w₂，说明解调信号向量Y_48×1与C_256×48第二行最为接近，得到次大投影长度w_Sub-optimum的C_256×48中对应的行与Y_48×1所示的48比特第二接近，因此，可利用w_Optimum与w_Sub-optimum的关系判断检测是否成功。

步骤304：从投影长度向量W_256×1中选择两个投影长度，并将选择的两个投影长度之比作为检测度量值Det.Metric；

其中，选择的两个投影长度为最大投影长度w_Optimum与次大投影长度w_Sub-optimum。

Det.Metric可为W_256×1中的次大投影长度w_Sub-optimum与最大投影长度w_Optimum之比，即 $\mathrm{Det}.\mathrm{Metric}=\frac{w_{\mathrm{Sub}-\mathrm{optimum}}}{w_{\mathrm{optimum}}};$

或者，Det.Metric为W_256×1中的最大投影长度w_Optimum与次大投影长度w_Sub-optimum之比，即 $\mathrm{Det}.\mathrm{Metric}=\frac{w_{\mathrm{optimum}}}{w_{\mathrm{Sub}-\mathrm{optimum}}}.$

由于使用路径度量差作为检测度量值的盲检测方法，受HS-SCCH信道功率大小的影响较为严重，因此，为避免HS-SCCH信道功率大小对检测结果的影响，此处采用投影长度的比值作为检测度量值，因为相对于差值而言，比值更容易保持在一个恒定的水平。

步骤305：比较检测度量值Det.Metric与检测门限，确定检测是否成功；

若 $\mathrm{Det}.\mathrm{Metric}=\frac{w_{\mathrm{Sub}-\mathrm{optimum}}}{w_{\mathrm{optimum}}},$ 则将Det.Metric与检测门限T₁进行比较，如果Det.Metric＜T₁，则认为检测成功，否则，认为检测失败；

若 $\mathrm{Det}.\mathrm{Metric}=\frac{w_{\mathrm{optimum}}}{w_{\mathrm{Sub}-\mathrm{optimum}}},$ 则将Det.Metric与检测门限T₂进行比较，如果Det.Metric＞T₂，则认为检测成功，否则，认为检测失败。

其中，检测门限主要是根据检测性能的要求进行设置，比如通过仿真获得某一检测性能要求所对应的检测门限。

如果检测成功，则步骤305之后进一步包括：

步骤306：继续处理HS-SCCH子帧第二、三时隙。

如果检测失败，则步骤305之后进一步包括：

步骤307：放弃处理HS-SCCH子帧第二、三时隙。

其中，步骤306和步骤307的具体处理过程与现有技术相同，这里不再赘述。

另外，根据w_Optimum与C_256×48行之间的对应关系、以及C_256×48与S_256×8的行与行之间的对应关系，可以得到HS-SCCH子帧第一时隙的译码结果。比如，w_Optimum＝w₂，则说明解调信号向量Y_48×1与C_256×48第二行最为接近，而C_256×48第二行是S_256×8第二行的编码结果，因此，可以将S_256×8第二行看作是Y_48×1的译码结果，即HS-SCCH子帧第一时隙的译码结果。

可见，本发明大大降低了检测的复杂性，且避免了HS-SCCH信道功率大小对检测过程的影响，大大提高了检测的稳健性。并且，可利用简单的对应关系获得译码结果，同时降低了译码的复杂性。

以上所述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种信道盲检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、将解调信号向量与编码输出矩阵进行相关运算，得到投影长度向量；

B、从投影长度向量中选择最大投影长度和次大投影长度，并将选择的两个投影长度之比作为检测度量值；

C、将检测度量值与设置的检测门限进行比较，确定检测是否成功。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述相关运算为将解调信号向量与编码输出矩阵相乘。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测度量值为次大投影长度与最大投影长度之比；

则所述步骤C为：将次大投影长度与最大投影长度之比同检测门限相比较，如果次大投影长度与最大投影长度之比小于检测门限，则检测成功，否则，检测失败。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测度量值为最大投影长度与次大投影长度之比；

则所述步骤C为：将最大投影长度与次大投影长度之比同检测门限相比较，如果最大投影长度与次大投影长度之比大于检测门限，则检测成功，否则，检测失败。

5.根据权利要求1、3或4所述的方法，其特征在于，所述检测门限根据检测性能要求设置。

6.根据权利要求1、3或4所述的方法，其特征在于，所述检测成功以后进一步包括：处理高速共享控制信道子帧的第二、三时隙。

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