CN101931969B - 一种高速下行共享控制信道的信息检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速下行共享控制信道(HSSCCH)的信息检测方法及装置，实现在任意用户UEID组合下低虚警概率和低漏警概率HSSCCH part1检测。该方法为：将终端HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道part1的前端检测信号进行去速率匹配，得到对应的去速率匹配信息；将每个HSSCCH监测信道的去速率匹配信息进行去用户掩码处理；将经过去用户掩码处理的每个去速率匹配信息进行Viterbi译码，得到HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的Viterbi译码0状态累积度量，并将经去用户掩码处理得到的每个HSSCCH监测信道的软信息绝对值分别求和；根据每个HSSCCH信道的Viterbi 0状态累积度量以及对应的软信息绝对值之和获得每个HSSCCH信道的判决变量；从HSSCCH信道的判决变量中取最大值，并将该最大值与设定的门限比较，判断是否检测到本用户HSSCCH信道。

Description

一种高速下行共享控制信道的信息检测方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域的信号检测技术，一种高速下行共享控制信道(HSSCCH)的信息检测方法和装置。
背景技术
高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access，HSDPA)技术是宽带码分多址(WCDMA)和时分复用码分多址(TD-SCDMA)的高速下行分组接入技术，为提高资源的利用率，其主要物理资源为在不同用户间分享的共享信道，下行包括高速下行链路共享信道(HSDSCH)和高速下行共享控制信道(HSSCCH)，对不同用户的高速下行数据业务提供支持，HS-SCCH为HSDSCH的共享控制信道，用于在不同用户间对HS-DSCH的使用进行调度。WCDMA基站根据每个用户在下个HSDSCH传输时间间隔(TTI)是否有数据发送在用户监控的HSSCCH码道集的某一码道上发送相应的控制信息，并采用用户特定的用户标识(UEID)对控制信息进行掩码模2和扰乱，相应控制信息分为第一部分控制信息(part1)和第二部分控制信息(part2)两个部分先后发送，如附图1所示。接收端每个高速下行链路分组接入(HSDPA)接入用户在每个HSSCCH TTI检测相应HSSCCH码道集的所有码道，并根据本用户UEID判断是否有自己的HSSCCH信道part1信息出现，若检测到本用户part1信息，立即采用相应解码信息启动对相应HSDSCH码道的解扰解扩，并同时启动相应HSSCCH part2的解码过程，获取相应HSDSCH信道的相关解码信息，之后HSDSCH信道收集完毕后根据HS-SCCH解码信息启动其解码过程。因此HSSCCH信道的准确接收是接收HS-DSCH信道数据信息的先决条件。HSSCCH信息的错误接收或丢失都将严重影响HSDSCH信道的接收。而HSSCCH的准确接收与否依赖与其part1信息的检测，HSSCCH part1检测的高漏警率将导致HSDSCH信息的大量丢失，高虚警率将导致HSDSCH的频繁启动，增加耗电量，且高虚警率将导致频繁误检其它用户的HSSCCH码道而丢失本用户的HSSCCH信息，同样导致HSDSCH信息的大量丢失。
HSSCCH信道part1的检测算法主要采用part1 Viterbi译码结束时的累积状态度量信息进行，如采用最大累积状态度量max_metric与最小累积状态度量min_metric的差值与最小累积状态度量的比值进行检测，
(zero_metric-min_metric)/min_metric＞threshold1
但是该方法虚警概率很高，漏警概率也不够理想。而标准中盲检测采用如下的算法，
(zero_metric-min_metric)/(max_metric-min_metric)＞threshold2
即最大累积状态度量max_metric与最小累积状态度量min_metric差值与零状态累积度量与最小累积状态度量差值的比值与门限的比较判断本用户HSSCCH信息的有无。该检测算法基于被掩码扰乱的码字在Viterbi译码结束时最大度量近似等概的分布于任意维特比(Viterbi)状态，在WCDMA卷积编码中是等概的分布于256个状态，因此在非本用户HSSCCH时最大度量收敛于0状态的概率为1/256，因此虚警概率大致接近1/256，其中threshold2非常接近1时。该方法有较好的漏检概率，平均虚警概率也较好。但是在发送的用户UEID与本用户UEID满足特定的关系时，虚警概率较高。因此HSSCCH part1的检测方案仍然用可以进一步改进提高。
发明内容
本发明提供一种高速下行共享控制信道的信息检测方法及装置，用以实现HSSCCH的part1的检测，并且在任意用户组合下具有较低的虚警概率和漏警概率。
本发明实施例提供的一种高速下行共享控制信道的信息检测包括：
将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配，得到每个HSSCCH监测信道前端检测信号对应的去速率匹配信息；将每个去速率匹配信息进行去用户掩码处理；
将经过去用户掩码处理的每个去速率匹配信息进行Viterbi译码，得到每个HSSCCH监测信道前端检测信号对应的Viterbi译码0状态累积度量，并将经过去用户掩码处理得到的每个HSSCCH信息中的软信息绝对值分别求和；
将每个HSSCCH信道前端检测信号对应的Viterbi 0状态累积度量分别除以对应的软信息绝对值之和，得到每个HSSCCH信道的判决变量；从得到的HSSCCH信道的判决变量中选取最大值，并将该最大值与设定的门限比较，判断是否检测到本用户HSSCCH信道。
本发明实施例提供的一种高速下行共享控制信道的信息检测装置，包括：
去速率匹配单元，用于将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配，得到每个HSSCCH监测信道的去速率匹配信息；
去用户掩码单元，用于将每个去速率匹配信息进行去用户掩码处理；
译码器，用于将经过去用户掩码处理的每个去速率匹配信息进行Viterbi译码，得到每个HSSCCH监测信道前端检测信号对应的Viterbi译码0状态累积度量；
计算单元，用于将经过去用户掩码处理得到的每个HSSCCH信息中的软信息绝对值分别求和；
判决变量获取单元，用于将每个HSSCCH信道前端检测信号对应的Viterbi0状态累积度量分别除以对应的软信息绝对值之和，得到每个HSSCCH信道的判决变量；
检测单元，用于从得到的HSSCCH信道的判决变量中选取最大值，并将该最大值与设定的门限比较，判断是否检测到本用户HSSCCH信道。
本发明充分利用了HSSCCH信道part1的编码和用户掩码特点，实现了HSSCCH信道是否存在本用户信号的准确的检测。
本发明实施例可以在任意用户UEID组合下低虚警概率和低漏警概率的实现WCDMA HSSCCH part1检测，在低的虚警概率以及漏警概率同时，可以降低虚警漏警导致的吞吐量损失。
附图说明
图1为本发明实施例方法的流程示意图；
图2为本发明实施例装置的结构示意图；
图3为图2所示装置中除检测单元部分的一具体实施例的结构示意图；
图4为图2所示装置中检测单元的一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例是利用HSSCCH信道part1用户掩码的特征及Viterbi译码器的特征对本用户HSSCCH信道的有无进行检测，在任意用户UEID组合下实现低虚警概率和低漏警概率的检测方式。
具体包括：将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配，得到每个前端检测信号对应的去速率匹配信息；将每个去速率匹配信息进行去用户掩码处理；将经过去用户掩码处理的每个去速率匹配信息进行Viterbi译码，得到每个HSSCCH监测信道前端检测信号对应的HSSCCH信道的Viterbi译码0状态累积度量，并将经过去用户掩码处理得到的每个HSSCCH信息中的软信息绝对值分别求和；根据每个HSSCCH信道的0状态累积度量以及对应的软信息绝对值之和获得每个HSSCCH信道的判决变量；从得到的HSSCCH信道的判决变量中选取最大值，并将该最大值与设定的门限比较，判断是否检测到本用户HSSCCH信道。
参见图1所示，本发明实施例的具体实现过程如下：
步骤101：将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配，得到每个HSSCCH监测信道前端检测信号对应的去速率匹配信息。
去速率配置可以这样实现：将每个HSSCCH监测信道前端检测信号中的第一部分控制信息的部分编码过程中打孔去掉的比特相应位置填0。
步骤101之前，可以进一步包括：将每个前端检测信号进行归一化处理，比如：将每个前端检测信号进行缓存和位宽压缩，压缩后的位宽与后续Viterbi译码的输入位宽一致，以便后续译码。
步骤102：将每路去速率匹配信息进行去用户掩码处理。
比如：采用WCDMA标准1/2码率卷积码对本用户UEID进行编码，并映射到正负1，即：将0映射为1，1映射为-1，并与得到的每路去速率匹配信息中的序列相乘。
步骤103：将经过去用户掩码处理的每路去速率匹配信息进行Viterbi译码，得到每个HSSCCH信道前端检测信号的Viterbi译码0状态累积度量，并将经过去用户掩码处理得到的每个HSSCCH信息中的软信息绝对值分别求和。
步骤104：根据每个HSSCCH信道的Viterbi0状态累积度量以及对应的软信息绝对值之和获得每个HSSCCH信道的判决变量。
比如：将每个HSSCCH信道的Viterbi 0状态累积度量分别除以对应的软信息绝对值之和，得到每个HSSCCH信道的判决变量。
步骤105：从得到的HSSCCH信道的判决变量中选取最大值，并将该最大值与设定的门限比较，判断是否检测到本用户HSSCCH信道。
具体可以这样实现：将该最大值与设定的门限比较，如果大于门限，则确定检测到本用户HSSCCH，并将选择的判决变量对应的HSSCCH信道作为本用户HSSCCH，否则，确定没有检测到本用户HSSCCH。
而且，如果确定检测到本用户HSSCCH信道，可以进一步将经过Viterbi译码得到的译码信息以及根据所述译码信息得到的起始码道和码道数以及调制信息输出。
根据所述译码信息得到的码道信息和调制方式信息具体如下：
将每个HSSCCH译码信息进行分流得到对应的码道信息和调制信息，并根据每个码道信息计算对应的起始码道和码道数。
参见图2所示，本发明实施例的一种高速下行共享控制信道的信息检测装置，包括：
去速率匹配单元21，用于将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配，得到每个前端检测信号对应的去速率匹配信息；
去用户掩码单元22，用于将每个去速率匹配信息进行去用户掩码处理；
译码器23，用于将经过去用户掩码处理的每个去速率匹配信息进行Viterbi译码，得到每个前端检测信号对应的HSSCCH信道的Viterbi译码0状态累积度量；
计算单元24，用于并将经过去用户掩码处理得到的每个HSSCCH信息中的软信息绝对值分别求和；
判决变量获取单元25，用于根据每个HSSCCH信道的Viterbi 0状态累积度量以及对应的软信息绝对值之和获得每个HSSCCH信道的判决变量；
检测单元26，用于从得到的HSSCCH信道的判决变量中选取最大值，并将该最大值与设定的门限比较，判断是否检测到本用户HSSCCH信道。
该装置进一步包括：
归一化处理单元20，用于在所述去速率匹配单元21将检测到的HSSCCH信道的第一部分控制信息的每个前端检测信号进行去速率匹配之前，将每个前端检测信号进行归一化处理后输出给所述去速率匹配单元。
所述归一化处理单元20用于：将每个前端检测信号进行缓存和位宽压缩，压缩后的位宽与后续Viterbi译码的输入位宽一致。
所述去速率匹配单元21用于将每个前端检测信号中的第一部分控制信息的部分编码过程中打孔去掉的比特相应位置填0。
所述去用户掩码单元21用于采用1/2码率卷积码对本用户UEID进行编码，并映射到正负1，并与得到的每路去速率匹配信息中的序列逐点相乘。
所述判决变量获取单元25用于将每个HSSCCH信道的0状态累积度量分别除以对应的软信息绝对值之和，得到每个HSSCCH信道的判决变量。
该装置进一步包括：
分流单元27，用于对每个HSSCCH译码信息进行分流得到对应的码道信息和调制信息；
起始码道和码道数获取单元28，用于根据每个码道信息计算对应的起始码道和码道数；
输出信息选择单元29，用于将经过Viterbi译码得到的译码信息以及根据所述译码信息得到的起始码道和码道数以及调制信息输出。
为了能使本发明的技术方案及其技术优势更加清晰，下面将结合附图，以3个HSSCCH信道为例，对本发明的技术方案进行更详细的说明。
如图3，图4所示，给出了本发明实施例在WCDMA HSSCCH信道中利用HSSCCH信道part1的编码和用户掩码特点，实现了HSSCCH信道是否有本用户信号的准确的检测。具体工作原理如下：
均衡器(EQ)或者Rake接收机输出3个HSSCCH监控码道part1的前端检测信号，其中，每个HSSCCH 40比特。
归一化单元对收到的前端检测信号进行缓存并将3个HSSCCH信道的位宽分别压缩至与Viterbi译码器输入位宽一致，便于译码器译码。
去速率匹配单元对每一个HSSCCH信道的40比特信息去速率匹配至48比特，第1，2，4，8，42，45，47，48填0，其它40比特接收信息顺次填入，并输出3个HSSCCH码道的去速率匹配信息。
编码单元采用WCDMA规定的1/2码率卷积码对本用户的16比特UEID进行编码，映射单元采用1-2*code(code为编码所得码字)的方式映射为±1输出，乘法单元利用映射单元输出的信号与去速率匹配单元输出的3个HSSCCH码道的去速率匹配信息相乘后输出。
将乘法单元输出的3个去速率匹配信息分别送入Viterbi译码器译码，得到各自的Viterbi 0状态累积度量及3个HSSCCH的译码信息。
分流单元将3个HSSCCH的译码信息分别分流得到码道信息(ccs)和调制信息(ms)，起始码道和码道数获取单元根据ccs分别计算各自的起始码道P和码道数O。
计算单元包括取绝对值单元(abs)和求和单元(sum)，取绝对值单元用于对乘法单元输出的3个HSSCCH信息序列取绝对值，求和单元用于对每个HSSCCH信息序列中的绝对值分别求和。
将Viterbi译码器输出的每个HSSCCH信道的Viterbi 0状态累积度量分别除以各自从计算单元得到的绝对值和得到每个HSSCCH信道的判决变量。
最大值选择单元，用于从所得3个HSSCCH信道的判决变量中选取最大值，并输出最大值的HSSCCH索引和选择的判决变量中的最大值，比较单元利用收到的判决变量中的最大值与一预设的门限(threshold)比较，若大于门限，认为检测到本用户HSSCCH，输出信息选择单元利用收到的最大值的HSSCCH索引选择对应的HSSCCH信道的P，O，ms及译码信息为所需信息，并输出给后续处理，否则认为没有检测到本用户HSSCCH。
需要说明的是，由于在信噪比较高，噪声不导致比特软信息符号位发生反转的情况下，在无掩码及编码过程中采用0比特将最终状态归0的条件下，Viterbi译码器0状态的累积度量为码字比特软信息(ck)绝对值之和。此时随机反转其中k个比特的符号位(k小于二分之一最小码距)将导致0状态的累积度量平均缩小2k*mean(abs(ck))。
HSSCCH part1信息采用WCDMA中打孔的1/3码率编码，其最小汉明距离为13。掩码采用打孔的1/2码率编码，其码字与打孔的1/3码率编码的码字的最小汉明距离为5(非全零码)。因此若所发码字非本用户信息，采用本用户掩码(demask)之后的Viterbi译码结果将导致0状态累积度量最少平均减少10*mean(abs(ck))。
本发明实施例所用检测方法如下：
zero_metric/sum(abs(ck))＞threshold
zero_metric为Viterbi译码器0状态累积度量，sum(abs(ck))为Viterbi输入软信息绝对值之和。门限threshold需要合适的选取，若门限选的太高，会导致漏警概率增加，虚警概率下降，若选的太低则反之，从理论上粗略的来看在高信噪比时门限取值应该大致在30/40，但是低信噪比时由于噪声也会导致信号极性反转，门限值需要上调，具体需要通过仿真或者其它方法在虚警漏警概率之间折中确定。
针对现有WCDMA HSSCCH part1检测在特定用户UEID组合下虚警概率高的问题，本发明实施例的HSSCCH part1检测方法利用用户掩码的特征及Viterbi译码器的特征对本用户HSSCCH信道的有无进行检测，解决了HSDSCH频繁误启动、耗电量较高，及误检其它用户HSSCCH导致本用户HSSCCH丢失，进而导致HSDSCH丢失并损失吞吐量的问题。由于虚警概率和漏警概率对门限的选择有一定敏感性，可以通过配置在虚警概率和漏警概率之间进行折中，较为灵活；在任意UEID组合下都能够通过适当选择门限保证低的虚警概率和漏警概率；本发明实现简单，能够在较低的硬件复杂度下实现。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种高速下行共享控制信道HSSCCH的信息检测方法，其特征在于，该方法包括：
将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配，得到每个HSSCCH监测信道前端检测信号对应的去速率匹配信息；将每个去速率匹配信息进行去用户掩码处理；
将经过去用户掩码处理的每个去速率匹配信息进行维特比Viterbi译码，得到每个HSSCCH监测信道前端检测信号对应的Viterbi译码0状态累积度量，并将经过去用户掩码处理得到的每个HSSCCH信息中的软信息绝对值分别求和；
将每个HSSCCH信道前端检测信号对应的Viterbi 0状态累积度量分别除以对应的软信息绝对值之和，得到每个HSSCCH信道的判决变量；从得到的HSSCCH信道的判决变量中选取最大值，并将该最大值与设定的门限比较，判断是否检测到本用户HSSCCH信道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配之前，进一步包括：
将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行归一化处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行归一化处理，包括：
将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行缓存和位宽压缩，压缩后的位宽与后续Viterbi译码的输入位宽一致。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配，包括：
将每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号中的第一部分控制信息的部分编码过程中打孔去掉的比特相应位置填0。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将每个去速率匹配信息进行去用户掩码处理，包括：
采用1/2码率卷积码对本用户UEID进行编码，并映射到正负1，并与得到的每个HSSCCH监测信道去速率匹配信息序列逐点相乘。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果确定检测到本用户HSSCCH信道，则该方法进一步包括：
将所述HSSCCH信道的判决变量中的最大值对应的经过Viterbi译码得到的译码信息以及根据所述译码信息得到的起始码道和码道数以及调制信息输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述译码信息得到码道信息和调制方式信息，包括：
将每个HSSCCH译码信息进行分流得到对应的码道信息和调制信息，并根据每个码道信息计算对应的起始码道和码道数。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将该最大值与设定的门限比较，判断是否检测到本用户HSSCCH信道，包括：
将该最大值与设定的门限比较，如果大于门限，则确定检测到本用户HSSCCH，并将选择的最大判决变量对应的HSSCCH信道作为本用户HSSCCH，否则，确定没有检测到本用户HSSCCH。
9.一种高速下行共享控制信道的信息检测装置，其特征在于，该装置包括：
去速率匹配单元，用于将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配，得到每个HSSCCH监测信道的去速率匹配信息；
去用户掩码单元，用于将每个去速率匹配信息进行去用户掩码处理；
译码器，用于将经过去用户掩码处理的每个去速率匹配信息进行Viterbi译码，得到每个HSSCCH监测信道前端检测信号对应的Viterbi译码0状态累积度量；
计算单元，用于将经过去用户掩码处理得到的每个HSSCCH信息中的软信息绝对值分别求和；
判决变量获取单元，用于将每个HSSCCH信道前端检测信号对应的Viterbi0状态累积度量分别除以对应的软信息绝对值之和，得到每个HSSCCH信道的判决变量；
检测单元，用于从得到的HSSCCH信道的判决变量中选取最大值，并将该最大值与设定的门限比较，判断是否检测到本用户HSSCCH信道。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：
归一化处理单元，用于在所述去速率匹配单元将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行去速率匹配之前，将每个HSSCCH信道前端检测信号进行归一化处理后输出给所述去速率匹配单元。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述归一化处理单元用于：将HSSCCH监测集中每个HSSCCH信道的第一部分控制信息的前端检测信号进行缓存和位宽压缩，压缩后的位宽与后续Viterbi译码的输入位宽一致。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述去速率匹配单元用于将每个前端检测信号中的第一部分控制信息在编码过程中打孔去掉的比特相应位置填0。
13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述去用户掩码单元用于采用1/2码率卷积码对本用户UEID进行编码，并映射到正负1，并与得到的每个去速率匹配信息中的序列逐点相乘。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：
分流单元，用于将每个HSSCCH信道译码信息进行分流得到对应的码道信息和调制信息；
起始码道和码道数获取单元，用于根据每个码道信息计算对应的起始码道和码道数；
输出信息选择单元，用于将最大值对应的经过Viterbi译码得到的译码信息以及根据所述译码信息得到的起始码道和码道数以及调制信息输出。
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