CN101986744B - 一种长期演进系统中信号检测的方法及装置 - Google Patents

一种长期演进系统中信号检测的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种长期演进LTE系统中信号检测的方法，包括：根据正交序列W3、用户设备(UE)在信道资源上所发信号的数据部分、分配给UE的恒包络零自相关序列(CAZAC)和分配给UE的正交序列计算得到信号功率Ps和噪声功率Pn；将Ps与Pn的比值与预设门限值进行比较，根据比较结果确定对应的检测结果。本发明还同时公开了一种LTE系统中信号检测的装置，运用该方法和装置可用于准确、简便地检测UE是否发起调度请求，或是否出现DTX，以便eNodeB确定是否继续发送后续消息还是重新下发UE接收失败的消息，因此，提高了eNodeB的调度性能。

Description

一种长期演进系统中信号检测的方法及装置
技术领域
本发明涉及信号检测技术，尤其涉及一种长期演进(LTE，Long TermEvolution)系统中信号检测的方法及装置。
背景技术
LTE系统是第三代移动通信(3G)系统的演进，它改进并增强了3G系统的空中接入技术，采用正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(MIMO)作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，改善了小区边缘用户的性能，提高了小区容量并降低了系统延迟。
在现有LTE系统中，用户设备(UE，User Equipment)在调度请求周期上时可根据用户需求，如：需要扩展资源，通过物理上行控制信道(PUCCH，Physical Uplink Control Channel)在上行子帧中的向演进型基站(eNodeB，evolved Node B)发起调度请求，此时采用格式为1的PUCCH向eNodeB发起调度请求；如果用户没有需求，则UE即使在调度请求周期上，也不会向eNodeB发送信息。这里，所述PUCCH根据传输内容的不同分为多种格式，如：1、1a、1b等等。因此，现有技术中，eNodeB需要检测UE是否发送调度请求，以便进行后续消息的处理。
LTE系统运行过程中，UE在反馈周期上需要对eNodeB下行子帧中的物理下行控制信道(PDCCH)和物理下行共享信道(PDSCH)进行反馈：如果UE检测到PDCCH，且PDSCH的循环冗余码校验(CRC)校验正确，则UE在上行子帧中反馈的确认信息为正确应答(ACK，Acknowledge)信息；如果UE检测到PDCCH，且PDSCH的循环冗余码校验(CRC)校验错误，则UE在上行子帧中反馈的确认信息为错误应答(NACK，Non-Acknowledge)信息。这里，如果UE反馈一个比特的ACK信息或NACK信息，则采用格式为1a的PUCCH；如果UE反馈两个比特的ACK信息或NACK信息，则采用格式为1b的PUCCH。如果UE没有检测到PDCCH，则UE就不会反馈ACK信息或NACK信息，即出现了断续发射(DTX)的情况，证明eNodeB所发的数据有丢包现象。如果UE反馈ACK信息或NACK信息，则会出现连续发射(CTX)的情况。因此，现有技术中，eNodeB需要检测UE是否出现了DTX的情况，以便进行后续消息的处理。
目前，现有技术中存在不能对UE是否已发送调度请求、或UE是否出现DTX进行检测的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种LTE系统中信号检测的方法及装置，可用于准确、简便地检测UE是否发起调度请求，或是否出现DTX。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种长期演进LTE系统中信号检测的方法，该方法包括：
演进基站eNodeB接收用户设备UE在信道资源上所发信号的数据部分；
eNodeB根据接收到的UE在信道资源上所发信号的数据部分，以及自身存储的正交序列W3、分配给UE的恒包络零自相关序列CAZAC和分配给UE的正交序列计算得到信号功率Ps和噪声功率Pn；
将Ps与Pn的比值与预设门限值进行比较，根据比较结果确定对应的检测结果。
其中，所述计算Ps具体为：
将所述UE在信道资源上所发信号数据部分与所述CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述分配给UE的正交序列的共轭相乘并求和；取第二次求和结果的模的平方即得到Ps。
其中，所述计算Pn具体为：
将所述UE在信道资源上所发信号的数据部分与所述CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述正交序列W3的共轭相乘并求和；取第二次求和结果的模的平方即得到Pn。
上述方案中，所述UE在调度请求周期上时，所述根据比较结果确定对应的检测结果为：
如果Ps与Pn的比值大于等于所述预设门限值，则确定UE发送了调度请求；如果Ps与Pn的比值小于所述预设门限值，则确定UE没有发送调度请求。
上述方案中，所述UE在反馈周期上时，所述根据比较结果确定对应的检测结果为：
如果Ps与Pn的比值大于等于所述预设门限值，则确定UE为连续发射CTX；如果Ps与Pn的比值小于所述预设门限值，则确定UE为断续发射DTX。
上述方案中，所述UE在调度请求周期上且同时也在反馈周期上时，所述根据比较结果确定对应的检测结果为：
如果UE在调度请求周期上计算所得的Ps与Pn的比值大于等于所述预设门限值，则确定UE发送了调度请求且UE为CTX，信号检测结束；如果Ps与Pn的比值小于所述预设门限值，则比较UE在反馈周期上计算所得的Ps与Pn的比值与所述预设门限值的大小；
如果UE在反馈周期上计算所得的Ps与Pn的比值大于等于所述预设门限值，则确定UE为CTX，且没有发送调度请求；如果UE在反馈周期上计算所得的Ps与Pn的比值小于所述预设门限值，则确定UE为DTX，且没有发送调度请求；
其中，所述在调度周期和反馈周期中分别与Ps与Pn的比值进行比较的预设门限值的大小不同。
本发明还提供了一种LTE系统中信号检测的装置，该装置包括：接收模块、功率计算模块、求比模块和比较模块；其中，
所述接收模块，用于接收UE在信道资源上所发信号的数据部分，并将收到的UE在信道资源上所发信号的数据部分发送到功率计算模块；
所述功率计算模块，用于根据接收模块发来的UE在信道资源上所发信号的数据部分，以及eNodeB自身存储的正交序列W3、分配给UE的恒包络零自相关序列CAZAC和分配给UE的正交序列计算得到信号功率Ps和噪声功率Pn，并将计算结果发送到求比模块；
所述求比模块，用于计算功率计算模块发送的Ps与Pn的比值，并将计算所得的比值发送到比较模块；
所述比较模块，用于将求比模块发送的比值与预设门限值进行比较，并根据不同的比较结果确定对应的检测结果。
其中，所述功率计算模块进一步包括相乘求和模块和取模平方模块；其中，
所述相乘求和模块，用于将接收模块发来的UE在信道资源上所发信号的数据部分与eNodeB自身存储的CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与eNodeB自身存储的分配给UE的正交序列的共轭相乘并求和，并将最终计算结果发送到取模平方模块；或，
将接收模块发送的UE在信道资源上所发信号的数据部分与eNodeB自身存储的CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与eNodeB自身存储的正交序列W3的共轭相乘并求和，并将最终计算结果发送到取模平方模块；
所述取模平方模块，用于对相乘求和模块发送的结果进行取模并求平方，并将计算结果发送到求比模块；
相应的，所述求比模块，进一步用于计算取模平方模块发送的Ps与Pn的比值，并将计算所得的比值发送到比较模块。
其中，所述功率计算模块计算Ps具体为：根据所述UE在信道资源上所发信号的数据部分与所述CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述分配给UE的正交序列的共轭相乘并求和，取第二次求和结果的模的平方即得到Ps。
其中，所述功率计算模块计算Pn具体为：根据所述UE在信道资源上所发信号的数据部分与所述CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述正交序列W3的共轭相乘并求和，取第二次求和结果的模的平方即得到Pn。
本发明所提供的LTE系统中信号检测的方法及装置，根据正交序列W3、UE在信道资源上所发信号的数据部分、分配给UE的恒包络零自相关序列(CAZAC)和分配给UE的正交序列计算得到信号功率Ps和噪声功率Pn，再计算Ps与Pn的比值，将所得比值与预设门限值进行比较，根据比较结果确定对应的检测结果。本发明可用于eNodeB检测UE是否发起调度请求，或是否出现DTX，以便eNodeB确定是否继续发送后续消息还是重新下发UE接收失败的消息。
本发明方案中，由于引入了正交序列W3，使得计算噪声功率Pn时，不需再对未使用的信道资源进行搜索，这样，使得检测复杂度降低；同时，由于使用信道资源来计算噪声功率，使得计算所得噪声功率的精确度得到提高，从而提高了门限判决的准确度，最终提高了eNodeB的调度性能。
附图说明
图1为本发明LTE系统中信号检测的方法实现流程示意图；
图2为本发明LTE系统中信号检测的装置结果示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：根据正交序列W3、UE在信道资源上所发信号的数据部分、分配给UE的恒包络零自相关序列(CAZAC)和分配给UE的正交序列计算得到信号功率Ps和噪声功率Pn；计算Ps与Pn的比值，将所得比值与预设门限值进行比较，根据比较结果确定对应的检测结果。
本发明中，所述正交序列W3为序列[+1+1-1-1]，为eNodeB所分配；所述分配给UE的正交序列为：W0＝[+1+1+1+1]，W1＝[+1-1+1-1]和W2＝[+1-1-1+1]，对于不同用户分配给UE的正交序列可为W0、W1、或W2中的任意一个，其中，所述0、1、2为正交序列的索引，所述CAZAC、W0、W1、或W2均为eNodeB所分配。
在实际应用中，UE将eNodeB分配的CAZAC、正交序列W0、W1、或W2等相关参数生成数据，然后UE在分配的信道资源上将生成数据作为所发信号的数据部分发送到eNodeB，eNodeB根据接收的数据部分及自身存储的正交序列W3、分配给UE的CAZAC以及分配给UE的正交序列计算Ps和Pn。其中，CAZAC、正交序列W0、W1、或W2以及正交序列W3在eNodeB和UE两侧均有存储。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明LTE系统中信号检测的方法实现流程示意图，如图1所示，该流程包括以下步骤：
步骤101：eNodeB接收用户设备UE在信道资源上所发信号的数据部分；
这里，所述UE在信道资源上所发信号的数据部分为：UE在分配的信道资源上将eNodeB分配的参数生成的数据；
其中，所述eNodeB分配的参数为：CAZAC、正交序列W0、W1、或W2。
步骤102：eNodeB将UE在信道资源上所发信号的数据部分与CAZAC的共轭相乘并求和；
本步骤可表示为公式(1)：Y′＝∑YC*            (1)
这里，所述Y为UE在信道资源上所发信号数据部分，C即为CAZAC，Y与C的共轭相乘求和结果为Y′。
步骤103：将Y′与分配给UE的正交序列的共轭相乘并求和；
本步骤可表示为公式(2)：Y1″＝∑Y′Wx*     (2)
这里，所述Wx为分配给UE的正交序列，可为W0、W1、或W2，Y′与Wx的共轭相乘求和结果为Y1″。
步骤104：将Y′与正交序列W3的共轭相乘并求和；
本步骤可表示为公式(3)：Y2″＝∑Y′W3*                (3)
这里，所述W3为序列[+1+1-1-1]，Y′与W3的共轭相乘求和结果为Y2″。
步骤105：取Y1″的模的平方得到Ps，取Y2″的模的平方得到Pn，并计算Ps与Pn的比值；
本步骤可表示为公式(4)：Ps＝|Y1″|2，Pn＝|Y2″|2和f＝Ps/Pn       (4)
这里，将Ps与Pn的比值记为f。
步骤106：将f与预设门限值f1进行比较，根据比较结果确定对应的检测结果。
本发明中，所述预设门限值f1为预先设置的已有数据，该预设门限值能够保证，在系统要求的最低信噪比下：当UE没有发送格式为1、1a、或1b的PUCCH时，eNodeB检测结果到UE发送格式为1、1a、或1b的PUCCH的概率小于0.01；当UE发送格式为1、1a、或1b的PUCCH时，eNodeB检测到UE发送格式为1、1a、或1b的PUCCH的概率大于0.99。
为实现上述方法，本发明还提供了一种LTE系统中信号检测的装置，如图2所示，该装置包括：接收模块、功率计算模块、求比模块和比较模块；其中，
所述接收模块，用于接收UE在信道资源上所发信号的数据部分，并将收到的UE在信道资源上所发信号的数据部分发送到功率计算模块；
所述功率计算模块，用于根据接收模块发来的UE在信道资源上所发信号的数据部分，以及eNodeB自身存储的正交序列W3、分配给UE的CAZAC和分配给UE的正交序列计算得到Ps和Pn，并将计算结果发送到求比模块；
其中，所述功率计算模块计算Ps具体为：根据UE在信道资源上所发信号的数据部分与分配给UE的CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述分配给UE的正交序列的共轭相乘并求和，取第二次求和结果的模的平方即得到Ps；
所述功率计算模块计算Pn具体为：根据UE在信道资源上所发信号的数据部分与分配给UE的CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述正交序列W3的共轭相乘并求和，取第二次求和结果的模的平方即得到Pn。
所述求比模块，用于计算功率计算模块发送的Ps与Pn的比值，并将计算所得的比值发送到比较模块；
所述比较模块，用于存储预设门限值，并将求比模块发送的比值与预设门限值进行比较，并根据不同的比较结果确定对应的检测结果。
所述功率计算模块进一步包括相乘求和模块和取模平方模块；其中，
所述相乘求和模块，用于将接收模块发来的UE在信道资源上所发信号数据部分与eNodeB自身存储的分配给UE的CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与eNodeB自身存储的分配给UE的正交序列的共轭相乘并求和，并将最终计算结果发送到取模平方模块；或，
将接收模块发来的UE在信道资源上所发信号数据部分与eNodeB自身存储的分配给UE的CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与eNodeB自身存储的正交序列W3的共轭相乘并求和，并将最终计算结果发送到取模平方模块；
所述取模平方模块，用于对相乘求和模块发送的结果进行取模并求平方，并将计算结果发送到求比模块；
相应的，所述求比模块，进一步用于计算取模平方模块发送的Ps与Pn的比值，并将计算所得的比值发送到比较模块。
下面结合三个实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
本实施例中，UE在调度请求周期上，此时eNodeB接收到UE在信道资源CH1上所发信号的数据部分为Y、分配给UE的正交序列为W0＝[+1+1+1+1]。本实施例确定的检测结果是UE是否发送调度请求，进而确定eNodeB是否需要回复调度请求。
本实施例的实现流程为：将Y与分配给UE的CAZAC的共轭相乘并求和得到Y′，将Y′与W0的共轭相乘并求和得到Y1″；将Y′与正交序列W3的共轭相乘并求和得到Y2″，取Y1″的模的平方得到Ps，取Y2″的模的平方得到Pn；计算Ps与Pn的比值得到f，将f与预设门限值f1进行比较；如果f≥f1，则确定此时UE发送了调度请求，那么，此时eNodeB需要回复调度请求；如果f＜f1，则确定此时UE没有发送调度请求，那么，此时eNodeB不需要回复调度请求，可继续发送后续消息。
实施例二：
本实施例中，UE在反馈周期上，此时eNodeB接收到UE在信道资源CH2上所发信号的数据部分为Y、分配给UE的正交序列为W1＝[+1-1+1-1]。本实施例确定的检测结果是UE为CTX还是DTX。
本实施例的实现流程为：将Y与分配给UE的CAZAC的共轭相乘并求和得到Y′，将Y′与W1的共轭相乘并求和得到Y1″；将Y′与正交序列W3的共轭相乘并求和得到Y2″，取Y1″的模的平方得到Ps，取Y2″的模的平方得到Pn；计算Ps与Pn的比值得到f，将f与预设门限值f1进行比较，如果f≥f1，则确定此时UE为CTX；如果f＜f1，则确定此时UE为DTX，eNodeB需要重新发送UE接收失败的消息。
实施例三：
本实施例中，UE在调度请求周期上且同时也在反馈周期上，此时eNodeB接收到UE在调度请求周期上所发信号的信道资源为CH1、在反馈周期上所发信号的信道资源为CH2；相应的，信道资源CH1上的数据部分为Y、信道资源CH2上的数据部分为Y；分配给UE的正交序列为W2＝[+1-1-1+1]。这里，所述信道资源CH1和CH2上的数据部分Y的值不同。本实施例确定的检测结果是UE是否发送调度请求，且UE为CTX还是DTX。
本实施例的实现流程如下：
步骤1：eNodeB首先检测UE在调度请求周期上所发的信号；
具体为：将UE在信道资源CH1上所发信号的数据部分Y与分配给UE的CAZAC的共轭相乘并求和得到Y′，将Y′与W2的共轭相乘并求和得到Y1″；将Y′与正交序列W3的共轭相乘并求和得到Y2″；取Y1″的模的平方得到Ps，取Y2″的模的平方得到Pn；计算Ps与Pn的比值得到f，并将f与预设门限值f1进行比较，如果f≥f1，则确定此时UE发送了调度请求且UE为CTX，信号检测结束；如果f＜f1，则执行步骤2。
步骤2：eNodeB检测UE在反馈周期上所发的信号；
具体为：将UE在信道资源CH2上所发信号上的数据部分Y与分配给UE的CAZAC的共轭相乘并求和得到Y′；将Y′与W2的共轭相乘并求和得到Y1″，将Y′与正交序列W3的共轭相乘并求和得到Y2″；取Y1″的模的平方得到Ps，取Y2″的模的平方得到Pn，并求Ps与Pn的比值得到f；将f与预设门限值f1进行比较，如果f≥f1，则确定此时UE为CTX，且没有发送调度请求；如果f＜f1，则确定此时UE为DTX，且没有发送调度请求。这里，所述的预设门限值f1与步骤1中所述的预设门限值f1大小不同。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长期演进LTE系统中信号检测的方法，其特征在于，该方法包括：
演进基站eNodeB接收用户设备UE在信道资源上所发信号的数据部分；
eNodeB根据接收到的UE在信道资源上所发信号的数据部分，以及自身存储的正交序列W3、分配给UE的恒包络零自相关序列CAZAC和分配给UE的正交序列计算得到信号功率Ps和噪声功率Pn；
将Ps与Pn的比值与预设门限值进行比较，根据比较结果确定对应的检测结果。
2.根据权利要求1所述的LTE系统中信号检测的方法，其特征在于，所述计算Ps具体为：
将所述UE在信道资源上所发信号数据部分与所述CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述分配给UE的正交序列的共轭相乘并求和；取第二次求和结果的模的平方即得到Ps。
3.根据权利要求1所述的LTE系统中信号检测的方法，其特征在于，所述计算Pn具体为：
将所述UE在信道资源上所发信号的数据部分与所述CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述正交序列W3的共轭相乘并求和；取第二次求和结果的模的平方即得到Pn。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的LTE系统中信号检测的方法，其特征在于，所述UE在调度请求周期上时，所述根据比较结果确定对应的检测结果为：
如果Ps与Pn的比值大于等于所述预设门限值，则确定UE发送了调度请求；如果Ps与Pn的比值小于所述预设门限值，则确定UE没有发送调度请求。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的LTE系统中信号检测的方法，其特征在于，所述UE在反馈周期上时，所述根据比较结果确定对应的检测结果为：
如果Ps与Pn的比值大于等于所述预设门限值，则确定UE为连续发射CTX；如果Ps与Pn比值小于所述预设门限值，则确定UE为断续发射DTX。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的LTE系统中信号检测的方法，其特征在于，所述UE在调度请求周期上且同时也在反馈周期上时，所述根据比较结果确定对应的检测结果为：
如果UE在调度请求周期上计算所得的Ps与Pn的比值大于等于所述预设门限值，则确定UE发送了调度请求且UE为CTX，信号检测结束；如果Ps与Pn的比值小于所述预设门限值，则比较UE在反馈周期上计算所得的Ps与Pn的比值与所述预设门限值的大小；
如果UE在反馈周期上计算所得的Ps与Pn的比值大于等于所述预设门限值，则确定UE为CTX，且没有发送调度请求；如果UE在反馈周期上计算所得的Ps与Pn的比值小于所述预设门限值，则确定UE为DTX，且没有发送调度请求；
其中，所述在调度周期和反馈周期中分别与Ps与Pn的比值进行比较的预设门限值的大小不同。
7.一种LTE系统中信号检测的装置，其特征在于，该装置包括：接收模块、功率计算模块、求比模块和比较模块；其中，
所述接收模块，用于接收UE在信道资源上所发信号的数据部分，并将收到的UE在信道资源上所发信号的数据部分发送到功率计算模块；
所述功率计算模块，用于根据接收模块发来的UE在信道资源上所发信号的数据部分，以及eNodeB自身存储的正交序列W3、分配给UE的恒包络零自相关序列CAZAC和分配给UE的正交序列计算得到信号功率Ps和噪声功率Pn，并将计算结果发送到求比模块；
所述求比模块，用于计算功率计算模块发送的Ps与Pn的比值，并将计算所得的比值发送到比较模块；
所述比较模块，用于将求比模块发送的比值与预设门限值进行比较，并根据不同的比较结果确定对应的检测结果。
8.根据权利要求7所述的LTE系统中信号检测的装置，其特征在于，所述功率计算模块进一步包括相乘求和模块和取模平方模块；其中，
所述相乘求和模块，用于将接收模块发来的UE在信道资源上所发信号的数据部分与eNodeB自身存储的CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与eNodeB自身存储的分配给UE的正交序列的共轭相乘并求和，并将最终计算结果发送到取模平方模块；或，
将接收模块发送的UE在信道资源上所发信号的数据部分与eNodeB自身存储的CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与eNodeB自身存储的正交序列W3的共轭相乘并求和，并将最终计算结果发送到取模平方模块；
所述取模平方模块，用于对相乘求和模块发送的结果进行取模并求平方，并将计算结果发送到求比模块；
相应的，所述求比模块，进一步用于计算取模平方模块发送的Ps与Pn的比值，并将计算所得的比值发送到比较模块。
9.根据权利要求7或8所述的LTE系统中信号检测的装置，其特征在于，所述功率计算模块计算Ps具体为：根据所述UE在信道资源上所发信号的数据部分与所述CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述分配给UE的正交序列的共轭相乘并求和，取第二次求和结果的模的平方即得到Ps。
10.根据权利要求7或8所述的LTE系统中信号检测的装置，其特征在于，所述功率计算模块计算Pn具体为：根据所述UE在信道资源上所发信号的数据部分与所述CAZAC的共轭相乘并求和，再将所得求和结果与所述正交序列W3的共轭相乘并求和，取第二次求和结果的模的平方即得到Pn。
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