CN101247139A - 联合检测测试设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种联合检测测试设备及方法，其中，本发明的联合检测测试设备包括：控制单元、数据存储单元和分析单元，其中，控制单元，用于控制预定数目个测试终端接入至小区A并保持预定时间，并通知基站测量当前预设参数，其中所述预定数目包含第一数目M和第二数目N，然后控制预定数目中第二数目个终端切换至相邻小区B并保持预定时间，并通知基站测量当前预设参数；数据存储单元，用于接收并存储基站测得的两种情况下的预设参数；分析单元，用于根据数据存储单元中的预设参数计算得到联合检测消除因子，分析联合检测效果。依照本发明的联合检测测试设备及方法，能够定量地描述联合检测算法的效果。

Description

联合检测测试设备及方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及第三代移动通信系统时分同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple，TD-SCDMA)系统中上行联合检测测试设备及方法。

背景技术

在码分多址(Code-Division Multiple Access，CDMA)移动通信系统中，由于用户信号在时域和频域上是混叠的，因此需要在数字域上采用一定的信号分离方法将要接收的各个用户的信号分离开。现有的信号分离方法大致可以分为两种：单用户检测技术和多用户检测(Multi-User Detection，MUD)技术。其中，多用户检测技术是通过消除干扰来改进系统性能，增加系统容量，还能有效地降低无线网络成本。而对于CDMA系统而言，干扰主要是指同频干扰，包括小区内部干扰(Intracell Interence)和小区间干扰(IntercellInterference)。其中，小区内部干扰是指同小区内部其他移动终端的信号造成的干扰，又称为多址干扰(Multiple Access Interference，MAI)；而小区间干扰是指其他同频小区的信号造成的干扰。对于小区间干扰可以通过合理的小区配置来减小其影响。

联合检测(Joint Detection)技术为多用户检测的一种，是充分利用多址干扰(Multiple Access Interference，MAI)，在一个过程内将所有用户的信号都分离开的一种信号分离技术，通过基于训练序列(Midamble)的信道估计值，通过同时处理多码道的干扰抵消，从而解调出用户数据。其中，信道估计值是对整个训练序列信道响应的一个均值，而且由于训练序列在整个突发中所处的特殊位置，可以认为信道估计值就是整个突发信道响应的均值，尤其是在慢速变化的信道中，利用该均值能够可靠地消除信道畸变。如图1所示，为现有的联合检测原理示意图。其中d^(k)表示第k个用户的数据矢量，c^(k)为每个用户的扩频码，h^(k)为信道时域复冲击响应，n为干扰和噪声，

为经过联合检测后的用户数据估计值。

联合检测技术可以降低干扰，因而提高了系统的容量。特别是对于容量受限的系统来讲，将减少基站设备的个数，因而大大降低整个网络的成本。如图2所示，为联合检测实际流程示意图，通过测量得到单用户的干扰信号码功率(Interference Signal Power，ISCP)与多用户的ISCP，再用单用户的ISCP与多用户的ISCP的变化进行比较，以定性得到联合检测带来的效果，具体如下：

1.选择终端能够正常接入的TD-SCDMA系统的一个小区作为测试小区；

2.在测试小区内，终端开机，并进入闲置(Idle)状态后，发起一个AMR12.2K语音呼叫，接入时指定上行时隙，这里假定接入时隙在上行第2时隙；

3.在基站侧，使用跟踪工具获取接入用户的ISCP，并进行统计平均，得出单用户条件下的ISCP_单用户；

4.挂断单用户后，使用N部TD-SCDMA终端在该测试小区的同一上行时隙，如还是在第2时隙发起N个AMR 12.2K语音呼叫并保持；

5.等待N个用户稳定保持后，在基站侧获取N个用户的ISCP，并进行统计平均，得出N个用户条件下的ISCP_多用户；

6.通过将ISCP_单用户与ISCP_多用户进行比较，以定性分析出联合检测的效果。例如，对于N个用户中的某个用户，ISCP_多用户并没有因为其它N-1个用户的接入而急剧增加，而是仅有1～2db左右的增大，因此可以定性地得出联合检测带来的效果。

但是，现有的联合检测测试方法存在以下缺点：在对联合检测算法进行测试时，仅能够测试N个用户使用联合检测和不使用联合检测的效果比较，无法得到其中一部分用户使用联合检测技术而另一部分用户不使用时联合检测技术的性能的比较，即联合检测是对所有用户进行的，不能仅仅部分关闭，因此无法根据测试小区的用户数变化得到联合检测带来的实际增益。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种联合检测测试设备，能够定量描述联合检测的效果。

本发明的另一目的在于，提供一种联合检测测试方法，能够定量描述联合检测的效果。

本发明的联合检测测试设备，包括：控制单元、数据存储单元和分析单元，其中，控制单元，用于控制预定数目个测试终端接入至小区A并保持预定时间，并通知基站测量当前预设参数，其中所述预定数目中包含第一数目M和第二数目N，然后控制所述预定数目中第二数目个终端切换至与小区A相邻的小区B并保持预定时间，并通知基站测量当前预设参数；数据存储单元，用于接收并存储基站测得的两种情况下的所述预设参数；分析单元，用于根据数据存储单元中的预设参数计算得到联合检测消除因子，分析联合检测效果。

其中，所述基站测得的预设参数包括：测量参数接收信号码功率RSCP、干扰信号码功率ISCP、信躁比SNR，其中，在预定数目个测试终端接入至小区A情况下测得的预设参数为RSCP_M测+N本、ISCP_M测+N本、SNR_M测+N本；在第二数目个测试终端切换至相邻小区B后测得的测量参数为RSCP_M测+N外、ISCP_M测+N外、SNR_M测+N外。

其中，所述控制单元控制切换的时间段与基站侧设定的切换时间段一致。

此外，所述控制单元以固定功率发射信号。

其中，所述分析单元，可以进一步用于根据预定数目个测试终端有联合检测情况下的信躁比

和第二数目个测试终端无联合检测情况下的信躁比计算得到所述联合检测消除因子为：

其中，N₀为白噪声；SF为上行扩频因子。

本发明的联合检测测试方法，包括下列步骤：

步骤1：控制预定数目个测试终端接入小区A并保持预定时间，并测量得到当前预设参数，其中所述预定数目中包含第一数目M和第二数目N，然后控制所述预定数目中第二数目个测试终端切换至与小区A相邻的小区B并保持预定时间，并测量得到当前预设参数；

步骤2：将两种情况下得到的测量参数进行比较，得出联合检测消除因子，以定量描述联合检测的效果。

其中，所述步骤1中所述预设参数包括：接收信号码功率RSCP、干扰信号码功率ISCP和信躁比SNR，其中，在预定数目个测试终端接入至小区A情况下测得的预设参数为RSCP_M测+N本、ISCP_M测+N本、SNR_M测+N本；在第二数目个测试终端强制切换至相邻小区B后测得的测量参数为RSCP_M测+N外、ISCP_M测+N外、SNR_M测+N外。

其中，在所述步骤1中，在控制所述测试终端接入小区A时，控制所述测试终端以固定功率发射信号。

其中，所述步骤2中将两种情况下得到的测量参数进行比较，得出联合检测消除因子，包括下列步骤：

根据预定数目个测试终端有联合检测情况下的信躁比和第二数目个测试终端无联合检测情况下的信躁比

计算得到所述联合检测消除因子为：

其中，N₀为白噪声；SF为上行扩频因子。

本发明的有益效果：本发明的联合检测测试设备和测试方法，利用联合检测技术仅是对本小区用户的有用信号进行联合检测，而将其他信号作为噪声的特点，通过对本小区的测试终端进行联合检测测试，得到测试终端在联合检测情况下的测量参数，然后将本小区的部分测试终端切换至相邻小区，得到部分测试终端无联合检测情况下的测量参数，并将二者进行比较，得到联合检测消除因子，实现了定量描述联合检测的效果。

附图说明

图1为现有的联合检测原理示意图；

图2为联合检测实际流程示意图；

图3为本发明的联合检测测试设备的工作示意图；

图4为本发明的联合检测测试设备；

图5为本发明的联合检测测试方法流程图。

具体实施方式

以下，结合附图2-5详细描述本发明的联合检测测试设备及方法。

本发明的核心思想是：利用联合检测技术仅是对本小区用户的有用信号进行联合检测，而将其他信号作为噪声的特点，通过对本小区的测试终端进行联合检测测试，得到联合检测情况下的测量参数，然后将本小区的部分测试终端切换至相邻小区，得到部分测试终端在无联合检测情况下的测量参数，并将二者进行比较，得到联合检测消除因子，以定量描述联合检测的效果。

如图3所示，为本发明的联合检测测试设备的工作示意图。如图4所示，为本发明的联合检测测试设备，该联合检测测试设备1包括：控制单元11、数据存储单元12和分析单元13，其中：控制单元11，用于控制预定数目个测试终端接入至小区A并保持预定时间，并通知基站测量数据跟踪单元21测量当前小区A中的预设参数，其中预定数目中第一数目为M，第二数目为N，然后控制预定数目中第二数目(N)个测试终端切换至相邻小区B并保持预定时间，并通知基站测量数据跟踪单元21测量当前小区A中的预设参数；数据存储单元12，用于接收并存储基站测量数据跟踪单元21测得的两种情况下测试终端的预设参数；分析单元13，用于根据数据存储单元12中的两种情况下的预设参数计算得到联合检测消除因子，以分析联合检测效果。

其中，基站测得的测试终端的预设参数包括：测量参数接收信号码功率(Received Signal Code Power，RSCP)、ISCP、信躁比(Signal to Noise Ratio，SNR)(参考图2)。其中：在预定数目(M+N)个测试终端接入至小区A情况下测得的预设参数通过时间统计平均后为RSCP_M测+N本、ISCP_M测+N本、SNR_{M 测+N本}，；在第二数目个测试终端强制切换至相邻小区B而第一数目个测试终端仍保持在小区A情况下测得的预设参数通过时间统计平均后为RSCP_{M测+N 外}、ISCP_M测+N外、SNR_M测+N外。此外，控制单元控制切换的时间段与基站侧设定的切换时间段一致。需要指出的是，基站测量测得的如上所述的测量参数现有技术已经实现，本发明不再详细描述。

由于邻小区用户使用的训练序列(Midamble)码对于小区A而言是未知的，因此小区A会将邻小区用户的上行发射功率看作是干扰，此时，联合检测没有产生效果。

因此，分析单元根据测量参数计算联合检测消除因子通过如下方式得到：

a、在预定数目(M+N)的测试终端有联合检测情况下的信躁比：

b、在第二数目测试终端(N个测试终端)无联合检测情况下的信躁比：

其中，N₀为白噪声，在预定数目(M+N)的测试终端有联合检测情况下与第二数目(N)的测试终端无联合检测情况下的白噪声相同；SF为上行扩频因子。

基于如前所述，在两次测试中的所有终端均以最大功率发射，因此可以得到干扰与联合检测消除因子β的关系如下：

I_测+N本＝(1-β)I_M测+N外(3)

将(3)带入(1)，使用(2)/(1)，整理后，得到联合检测消除因子：

由于I_M测+N外＞＞N₀，因此以上公式近似为：

需要指出的是，目前的测试终端已具备强制切换的功能。此外，本发明的联合检测测试设备可以逐级分析系统的用户数量变化，通过调整M和N的数量，可以获得不同情况下的联合检测的效果。

如图5所示，为本发明的联合检测测试方法，包括下列步骤：

步骤101：控制预定数目(M+N)个测试终端接入测试小区A，以固定功率发射信号，并测量得到当前小区A中测试终端在联合检测过程中的预设参数；

其中，由于现场环境下终端的发射功率是不可控制的，但最大发射功率是恒定的，因此，在步骤101中，要控制预定数目的测试终端以固定功率发射信号，可以使终端始终以最大发射功率发射信号。为保证终端始终以最大发射功率发射信号，较佳地，可以在网络侧设置终端上行目标信躁比最大(例如SirTarget＝18dB)，即基站收到的终端上行信号的目标信噪比最大，该信噪比可以保证终端始终以最大的功率发射。

另外，在步骤101中，测量得到当前测试终端在联合检测过程中的预设参数，可以包括下列步骤：

步骤11：在基站侧预先设定测量参数，并在测试终端接入到测试小区A后进行相应参数的测量，并在预定的时间内将测量结果输出。

以上所述预设参数为：预定数目(M+N)的测试终端在联合检测情况下的接收信号码功率、干扰信号码功率和信躁比，所述预设参数通过时间统计平均后为RSCP_M测+N本、ISCP_M测+N本、SNR_M测+N本。

步骤102：当预定数目(M+N)个测试终端在测试小区A保持预定时间后，控制预定数目中第二数目(N)个测试终端切换至与测试小区A相邻的小区B，而预定数目中第一数目(M)个测试终端仍保持在小区A，测量得到当前小区A中的预设参数；

其中，在步骤102中，小区B与小区A互为同频的邻小区。

此外，在步骤102中测量得到的预设参数为：预定数目中第二数目个测试终端(N个测试终端)在无联合检测情况下的接收信号码功率、干扰信号码功率和信躁比，所述预设参数经过时间统计平均后为RSCP_M测+N外、ISCP_{M 测+N外}、SNR_M测+N外。

在步骤102中得到的是在第二数目个测试终端无联合检测情况下的信躁比SNR，由于邻小区用户使用的训练序列(Midamble)码对于小区A而言是未知的，因此小区A会将邻小区用户的上行发射功率看作是干扰，此种情况下的联合检测没有产生效果。

步骤103：将步骤101与步骤102中得到的测量参数进行比较，并计算得出联合检测消除因子，以定量描述联合检测的效果。

其中，在步骤103中，将测量参数进行比较，并计算得出联合检测消除因子，具体如下：

a、在预定数目(M+N)的测试终端有联合检测情况下的信躁比：

b、在第二数目(N)个测试终端无联合检测情况下的信躁比：

其中，N0为白噪声，在a、b两种情况下的白噪声相同；SF为上行扩频因子。

基于如前所述，在两次测试中的所有终端均以最大功率发射，因此可以得到干扰与联合检测消除因子β的关系如下：

I_测+N本＝(1-β)I_M测+N外(3)

将(3)带入(1)，使用(2)/(1)，整理后，得到联合检测消除因子：

由于I_M测+N外＞＞N₀，因此联合检测消除因子可近似为：

其中，在步骤103中，对于TD-SCDMA系统来说，单时隙用户最大数量为8，本发明的测试方法可以逐级分析系统的用户数量变化，通过调整M和N的数量，可以获得不同情况下的联合检测的效果。

综上所述，本发明的联合检测测试设备和测试方法，利用联合检测技术仅是对本小区用户的有用信号进行联合检测，而将其他信号作为噪声的特点，通过对本小区的测试终端进行联合检测测试，得到测试终端联合检测情况下的测量参数，然后将本小区的部分测试终端切换至相邻小区，得到其中部分测试终端无联合检测情况下的测量参数，并将二者进行比较，得到联合检测消除因子，以定量描述联合检测的效果；并且，本发明合理地选取联合检测后的测量结果SNR来代替联合检测开始时的测量参数ISCP，对定量描述联合检测算法的效果更具有实际意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1. 一种联合检测测试设备，其特征在于，包括：控制单元、数据存储单元和分析单元，其中，

控制单元，用于控制预定数目个测试终端接入至小区A并保持预定时间，并通知基站测量当前预设参数，其中所述预定数目包含第一数目M和第二数目N，然后控制所述预定数目中第二数目个测试终端切换至与小区A相邻的小区B并保持预定时间，并通知基站测量当前预设参数；

数据存储单元，用于接收并存储基站测得的两种情况下的所述预设参数；

分析单元，用于根据所述数据存储单元中的预设参数计算得到联合检测消除因子，分析联合检测效果。

2. 如权利要求1所述的联合检测测试设备，其特征在于，所述基站测得的预设参数包括：测量参数接收信号码功率RSCP、干扰信号码功率ISCP、信躁比SNR，其中，

在预定数目个测试终端接入至小区A情况下测得的预设参数为RSCP_{M测 +N本}、ISCP_M测+N本、SNR_M测+N本；在第二数目个测试终端切换至相邻小区B后测得的测量参数为RSCP_M测+N外、ISCP_M测+N外、SNR_M测+N外。

3. 如权利要求1所述的联合检测测试设备，其特征在于，所述控制单元控制切换的时间段与基站侧设定的切换时间段一致。

4. 如权利要求1或2所述的联合检测测试设备，其特征在于，所述控制单元以固定功率发射信号。

5. 如权利要求2所述的联合检测测试设备，其特征在于，所述分析单元，进一步用于根据预定数目个测试终端有联合检测情况下的信躁比

和第二数目个测试终端无联合检测情况下的信躁比

计算得到所述联合检测消除因子为：

其中，N₀为白噪声；SF为上行扩频因子。

6. 一种联合检测测试方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1：控制预定数目个测试终端接入小区A并保持预定时间，并测量得到当前预设参数，其中所述预定数目中包含第一数目M和第二数目N，然后控制所述预定数目中第二数目个测试终端切换至与小区A相邻的小区B并保持预定时间，并测量得到当前预设参数；

步骤2：将两种情况下得到的测量参数进行比较，得出联合检测消除因子，以定量描述联合检测的效果。

7. 如权利要求6所述的联合检测测试方法，其特征在于，所述步骤1中所述预设参数包括：接收信号码功率RSCP、干扰信号码功率ISCP和信躁比SNR，其中，

在预定数目个测试终端接入至小区A情况下测得的预设参数为RSCP_{M测 +N本}、ISCP_M测+N本、SNR_M测+N本；在第二数目个测试终端强制切换至相邻小区B后测得的测量参数为RSCP_M测+N外、ISCP_M测+N外、SNR_M测+N外。

8. 如权利要求6所述的联合检测测试方法，其特征在于，在所述步骤1中，在控制所述测试终端接入小区A时，控制所述测试终端以固定功率发射信号。

9. 如权利要求7所述的联合检测测试方法，其特征在于，所述步骤2中将两种情况下得到的测量参数进行比较，得出联合检测消除因子，包括下列步骤：

根据预定数目个测试终端有联合检测情况下的信躁比

和第二数目个测试终端无联合检测情况下的信躁比

计算得到所述联合检测消除因子为：

其中，N₀为白噪声；SF为上行扩频因子。

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