CN101944968B - 一种应答消息的检测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种应答消息的检测方法和装置。该检测方法包括：对E-HICH上符号序列的估计进行解调和解扰，并去除空闲比特，得到不含空闲比特的软判决比特序列，计算所述软判决比特序列与应答消息对应的签名序列之间的相关值c，基于非确认NACK消息的先验概率P_NACK和确认ACK消息的先验概率P_ACK以及相关值c确定检测阈值，并根据所述检测阈值判断接收到的应答消息是NACK消息还是ACK消息。该装置包括相关值c获取模块、检测阈值确定模块和应答消息类型确定模块。应用本发明能够提高E-HICH上应答消息的检测性能。

Description

一种应答消息的检测方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种应答消息的检测方法和装置。

背景技术

目前，在高速上行链路分组接入(High Speed Uplink Packet Access，HSUPA)系统中调度的E-HICH信道和非调度的E-HICH信道上，基站(NodeB)发送应答消息的方法是相同的，其中的应答消息包括确认应答(ACK)消息和非确认应答(NACK)消息。

具体地讲，无论是调度的E-HICH还是非调度的E-HICH，NodeB发送ACK消息和NACK消息的方法均为：

在确定的E-HICH子帧，NodeB需要根据UE在E-PUCH信道上发送的数据块的译码结果反馈应答消息，具体地，NodeB为UE确定E-HICH信道上的一个签名序列，并根据所述数据块的译码结果是正确还是错误确定需要反馈的应答消息是ACK消息还是NACK消息。如果需要反馈NACK消息，则NodeB将所述签名序列发给UE，如果需要反馈ACK消息，则将所述签名序列的反序列发给UE。

所述签名序列或签名序列的反序列的长度均为80个比特。在发送所述签名序列或签名序列的反序列时，需要按照如下步骤发送：

(1)E-HICH上可以同时承载多个UE的应答消息。NodeB首先为每个需要在E-HICH上反馈应答消息的UE确定一个签名序列。每个UE的签名序列是不同的。然后，NodeB根据UE需要反馈的应答消息是ACK消息还是NAC消息，确定需要反馈的序列是该UE的签名序列还是该UE的签名序列的反序列。在为每个UE确定了需要反馈的序列以后，NODEB由每个UE需要反馈的序列生成该UE的符号序列，然后将所有UE的符号序列加权合并。每个符号序列的加权值为相应UE的符号序列的幅度。

(2)NodeB将所有UE的符号序列的加权合并结果通过E-HICH信道发送出去。

其中，NodeB为每个UE生成一个符号序列的方法包括：

(3)NodeB将该UE需要反馈的序列分成两段，第一段由该序列的前40个比特构成，第二段由该序列的最后40个比特构成。在这两段之间添加8个空闲比特形成长度为88比特的序列。每个空闲比特可以在0和1之间任意取值。

(4)NodeB对(3)中得到的长度为88的序列先进行比特加扰，然后对加扰得到的比特序列进行QPSK调制。经过QPSK调制得到长度为44的符号序列。

图1是目前UE在E-HICH信道上检测应答消息的方法流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101，UE在确定的E-HICH子帧接收NodeB发送的E-HICH信号，对接收信号进行联合检测，得到E-HICH上承载的符号序列的估计。该符号序列的估计是E-HICH上所有UE的符号序列的加权合并结果的估计。所述符号序列的长度是44。

步骤102，UE对E-HICH上符号序列的估计进行解调和解扰，得到长度为88的软判决比特序列。

本步骤中，UE通过对长度为44的符号序列的估计进行QPSK解调，然后对解调结果进行解扰就得到所述软判决比特序列u(i)，i＝1，2，......，88。

步骤103，UE将长度为88的软判决比特序列中8个空闲比特对应的软判决比特丢弃，得到长度为80比特的软判决比特序列 $v\left(i\right)=\left\{\begin{array}{c}u\left(i\right),i=\mathrm{1,2},......,40\\ u(i+8),i=\mathrm{41,42},......,80\end{array}\right..$

步骤104，UE计算所述长度为80的软判决比特序列与所述应答消息对应的签名序列之间的相关值c。

其中，UE与基站预先约定了基站用于反馈应答消息的签名序列，因此，UE知晓所述签名序列。UE在计算相关值时，需要先通过BPSK调制将该签名序列变成调制序列x(i)，这里， $x\left(i\right)=\left\{\begin{array}{c}-1,s_i=0\\ +1,s_i=1\end{array}\right.,$ s_i是所述签名序列中的第i个元素值。然后，UE计算软判决比特序列v(i)和x(i)的相关值： $c=\underset{n=1}{\overset{80}{\mathrm{\Σ}}}v\left(i\right)x\left(i\right).$

步骤105，UE根据相关值c是否大于0判断NodeB反馈的是ACK消息还是NACK消息。

本步骤中，如果UE判断出c＞0，则UE确定NodeB反馈的是签名序列的反序列，即NodeB反馈的是ACK消息，如果UE判断出c≤0，则NodeB反馈的是签名序列的原序列，即NodeB反馈的是NACK信息。

由上述方案可见，现有检测应答消息的方法中没有考虑到NodeB反馈ACK消息和NACK消息的先验概率，或者说，现有方法是在假定NodeB反馈ACK消息和NACK消息的先验概率相同的基础上进行应答消息检测的。

实际上，由于E-PUCH信道既有内环功率控制又有外环功率控制，E-PUCH上数据块的BLER目标值通常为1％，至多不会大于10％。因此，NodeB反馈NACK信息的先验概率应该远远小于反馈ACK信息的先验概率。

由于现有检测应答消息的方法是基于ACK消息和NACK消息的先验概率相同这一假定进行应答消息检测的，而这一假定与实际情况不符，因此导致E-HICH上应答消息的检测性能不高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种应答消息的检测方法和装置，以提高E-HICH上应答消息的检测性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：一种应答消息的检测方法，包括：通过联合检测得到E-HICH上承载的符号序列的估计，对符号序列的估计进行解调和解扰，得到软判决比特序列。从软判决比特序列中去掉中间的8个空闲比特，得到不含空闲比特的软判决比特序列，计算所述软判决比特序列与应答消息对应的签名序列之间的相关值c，该方法还包括：

基于非确认NACK消息的先验概率P_NACK和确认ACK消息的先验概率P_ACK以及相关值c确定检测阈值，并根据所述检测阈值判断接收到的应答消息是NACK消息还是ACK消息。

一种应答消息的检测装置，该装置包括相关值c获取模块、检测阈值确定模块和应答消息类型确定模块；

所述相关值c获取模块，通过联合检测得到E-HICH上承载的符号序列的估计；对符号序列的估计进行解调和解扰，得到软判决比特序列；从软判决比特序列中去掉中间的8个空闲比特，得到不含空闲比特的软判决比特序列；计算所述软判决比特序列与应答消息对应的签名序列之间的相关值c；

所述检测阈值确定模块，基于NACK消息的先验概率P_NACK和ACK消息的先验概率P_ACK以及相关值c确定检测阈值；

所述应答消息类型确定模块，根据所述检测阈值判断接收到的应答消息是NACK消息还是ACK消息。

可见，由于本发明根据ACK消息和NACK消息真实的先验概率来检测应答消息类型，因此，与现有技术中基于ACK消息和NACK消息的先验概率相同这一与实际不符的假定来检测应答消息类型相比，能够提高应答消息检测性能。其中，ACK消息和NACK消息真实的先验概率可以根据E-PUCH信道的外环功率控制的BLER目标值得到。比如：E-PUCH的外环功率控制的BLER目标值为BLER＝1％时，可以认为ACK消息和NACK消息的先验概率分别为：(1-BLER)＝99％和BLER＝1％。再比如：E-PUCH的外环功率控制的BLER目标值为10％时，可以认为ACK消息和NACK消息的先验概率分别为：(1-BLER)＝90％和BLER＝10％。

附图说明

图1是目前UE在E-HICH信道上检测应答消息的方法流程图。

图2是本发明提供的检测应答消息的方法流程图。

图3是本发明提供的应答消息检测装置结构图。

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，以下参照附图，并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明根据NodeB发送NACK消息和ACK消息的先验概率检测E-HICH上的应答消息是NACK消息还是ACK消息。其中，NodeB发送NACK消息和ACK消息的先验概率可以通过E-PUCH的外环功率控制的BLER目标值得到。ACK的先验概率在数值上等于1减去BLER目标值，NACK的先验概率在数值上等于BLER目标值。

图2是本发明提供的检测应答消息的方法流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤201～步骤204，同步骤101～104。

通过步骤201～204，UE通过联合检测得到E-HICH上承载的符号序列的估计；对所述符号序列的估计进行解调和解扰，得到软判决比特序列；从所述软判决比特序列中去掉中间的8个空闲比特，得到不含空闲比特的软判决比特序列；计算所述软判决比特序列与应答消息对应的签名序列之间的相关值c；

步骤205，基于NACK消息和ACK消息的先验概率以及相关值c确定检测阈值。

首先，给出检测阈值的推导过程：

相关值c可以表示成：

上式中，n表示噪声，σ²表示噪声项n的噪声功率；A＝80A_m，A_m是E-HICH上与该UE的应答消息对应的符号序列的信号幅度。

用P{NACK/c}表示在相关值为c的情况下，NodeB发送的应答消息是NACK消息的条件概率，用P{ACK/c}表示在相关值为c的情况下，NodeB发送的应答消息是ACK消息的条件概率，用P_NACK表示NodeB反馈NACK消息的先验概率，用P_ACK表示NodeB反馈ACK消息的先验概率，则可以得到如下结论：

如果 $\frac{P\left\{\mathrm{NACK}\right|c\}}{P\left\{\mathrm{ACK}\right|c\}}\&GreaterEqual;1,$ 则判定NodeB反馈的是NACK消息，如果 $\frac{P\left\{\mathrm{NACK}\right|c\}}{P\left\{\mathrm{ACK}\right|c\}}<1,$ 则判定NodeB反馈的是ACK消息。

根据以下各式，对

进行化简。

$\left(1\right),p\{\mathrm{NACK}/c\}=\frac{P\{\mathrm{NACK},c\}}{P\left\{c\right\}}=\frac{P_{\mathrm{NACK}}P\{c/\mathrm{NACK}\}}{P\left\{c\right\}}$

上式中，P{c}表示相关值为c的概率；

P{NACK，c}表示发送的消息为NACK，相关值为c这两件事情同时发生的概率。

P{c/NACK}表示发送NACK消息的情况下相关值为c的概率；

$\left(2\right),p\{\mathrm{ACK}/c\}=\frac{P\{\mathrm{ACK},c\}}{P\left\{c\right\}}=\frac{P_{\mathrm{ACK}}P\{c/\mathrm{ACK}\}}{P\left\{c\right\}}$

P{ACK，c}表示发送的消息为ACK，相关值为c这两件事情同时发生的概率；

P{c/ACK}表示发送ACK消息的情况下相关值为c的概率；

(3)根据信道模型

可以得到：

$P\{c/\mathrm{NACK}\}=\frac{1}{\mathrm{\&sigma;}\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}\exp \{-\frac{{(c+A)}^2}{2{\mathrm{\&sigma;}}^2}\}$

$P\{c/\mathrm{ACK}\}=\frac{1}{\mathrm{\&sigma;}\sqrt{2\mathrm{\&pi;}}}\exp \{-\frac{{(c-A)}^2}{2{\mathrm{\&sigma;}}^2}\}$

化简结果如下：

$\frac{P\{\mathrm{NACK}/c\}}{P\{\mathrm{ACK}/c\}}=\frac{P_{\mathrm{NACK}}}{P_{\mathrm{ACK}}}\&CenterDot;\exp \{-\frac{{(c+A)}^2-{(c-A)}^2}{2{\mathrm{\&sigma;}}^2}\}$

将 $\frac{P\{\mathrm{NACK}/c\}}{P\{\mathrm{ACK}/c\}}=\frac{P_{\mathrm{NACK}}}{P_{\mathrm{ACK}}}\&CenterDot;\exp \{-\frac{{(c+A)}^2-{(c-A)}^2}{2{\mathrm{\&sigma;}}^2}\}$ 代入 $\frac{P\left\{\mathrm{NACK}\right|c\}}{P\left\{\mathrm{ACK}\right|c\}}\&GreaterEqual;1$ 并对代入后的不等式两端分别取对数可知， $\frac{P\left\{\mathrm{NACK}\right|c\}}{P\left\{\mathrm{ACK}\right|c\}}\&GreaterEqual;1$ 等价于 $c\&le;\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{2A}\&CenterDot;\ln \left(\frac{P_{\mathrm{NACK}}}{P_{\mathrm{ACK}}}\right).$ 因此， $\frac{P\left\{\mathrm{NACK}\right|c\}}{P\left\{\mathrm{ACK}\right|c\}}<1$ 等价于 $c>\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{2A}\&CenterDot;\ln \left(\frac{P_{\mathrm{NACK}}}{P_{\mathrm{ACK}}}\right).$

所以，根据 $\frac{P\left\{\mathrm{NACK}\right|c\}}{P\left\{\mathrm{ACK}\right|c\}}\&GreaterEqual;1$ 时判定NodeB反馈的是NACK消息， $\frac{P\left\{\mathrm{NACK}\right|c\}}{P\left\{\mathrm{ACK}\right|c\}}<1$ 时判定NodeB反馈的是ACK消息，可得到如下结论：

当 $c\&le;\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{2A}\&CenterDot;\ln \left(\frac{P_{\mathrm{NACK}}}{P_{\mathrm{ACK}}}\right)$ 时，则判断NodeB反馈的是NACK消息；当 $c>\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{2A}\&CenterDot;\ln \left(\frac{P_{\mathrm{NACK}}}{P_{\mathrm{ACK}}}\right)$ 时，则判断NodeB反馈的是ACK消息。

由于A_m无法准确测得，因此，无法得到A的精确值。只能够通过估计得到A的估计值。根据

可以得到A的估计值如下：

A＝|c|

由上式可以得到：A的估计值等于相关值c的模。

由上述推导过程可知，本步骤中的检测阈值是

其中A＝|c|，σ²的估计方法是现有技术。P_NACK和P_ACK可以通过E-PUCH的外环功率控制目标值得到。

步骤206，UE根据所述检测阈值判断接收到的应答消息是NACK消息还是ACK消息。

本步骤中，判断 $c\&le;\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{2A}\&CenterDot;\ln \left(\frac{P_{\mathrm{NACK}}}{P_{\mathrm{ACK}}}\right)$ 是否成立，如果是，则判定NodeB反馈的是NACK消息，否则判定NodeB反馈的是ACK消息。

图3是本发明提供的应答消息检测装置结构图，如图3所示，该装置包括相关值c获取模块301、检测阈值确定模块302和应答消息类型确定模块303。

相关值c获取模块301，UE通过联合检测得到E-HICH上承载的符号序列的估计；对所述符号序列的估计进行解调和解扰，得到软判决比特序列；从所述软判决比特序列中去掉中间的8个空闲比特，得到不含空闲比特的软判决比特序列；计算所述软判决比特序列与应答消息对应的签名序列之间的相关值c。

检测阈值确定模块302，基于NACK消息的先验概率P_NACK和ACK消息的先验概率P_ACK以及相关值c确定检测阈值。

应答消息类型确定模块303，根据所述检测阈值判断接收到的应答消息是NACK消息还是ACK消息。

其中的检测阈值确定模块302，将检测阈值确定为

其中，σ²是噪声功率，A＝|c|。

其中的应答消息类型确定模块303，判断 $c\&le;\frac{{\mathrm{\&sigma;}}^2}{2A}\&CenterDot;\ln \left(\frac{P_{\mathrm{NACK}}}{P_{\mathrm{ACK}}}\right)$ 是否成立，如果是，则判定NodeB反馈的是NACK消息，否则判定NodeB反馈的是ACK消息。

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，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)

1.一种应答消息的检测方法，包括：通过联合检测得到E-HICH上承载的符号序列的估计，对符号序列的估计进行解调和解扰，得到软判决比特序列；从软判决比特序列中去掉中间的8个空闲比特，得到不含空闲比特的软判决比特序列，计算所述软判决比特序列与应答消息对应的签名序列之间的相关值c，其特征在于，该方法还包括：

基于非确认NACK消息的先验概率P_NACK和确认ACK消息的先验概率P_ACK以及相关值c，将检测阈值确定为

其中，σ²是噪声功率，A=|c|，|c|是相关值c的模；并根据所述检测阈值判断接收到的应答消息是NACK消息还是ACK消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述检测阈值判断接收到的应答消息是NACK消息还是ACK消息包括：

判断

是否成立，如果是，则判定NodeB反馈的是NACK消息，否则判定NodeB反馈的是ACK消息。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

P_NACK的值等于E-PUCH的外环功率控制的误块率BLER目标值；

P_ACK的值等于1减去所述BLER目标值得到的差。

4.一种应答消息的检测装置，其特征在于，该装置包括相关值c获取模块、检测阈值确定模块和应答消息类型确定模块；

所述相关值c获取模块，通过联合检测得到E-HICH上承载的符号序列的估计；对符号序列的估计进行解调和解扰，得到软判决比特序列；从软判决比特序列中去掉中间的8个空闲比特，得到不含空闲比特的软判决比特序列；计算所述软判决比特序列与应答消息对应的签名序列之间的相关值c；

所述检测阈值确定模块，基于NACK消息的先验概率P_NACK和ACK消息的先验概率P_ACK以及相关值c，将检测阈值确定为

其中，σ²是噪声功率，A=|c|，|c|是相关值c的模；

所述应答消息类型确定模块，根据所述检测阈值判断接收到的应答消息是NACK消息还是ACK消息。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，

所述应答消息类型确定模块，判断

是否成立，如果是，则判定NodeB反馈的是NACK消息，否则判定NodeB反馈的是ACK消息。

6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，

所述检测阈值确定模块，将P_NACK的值确定为E-PUCH的外环功率控制的误块率BLER目标值；将P_ACK的值确定为1减去所述BLER目标值得到的差。

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