CN102111184A

CN102111184A - 一种多径信号处理方法、上行接收机及基站

Info

Publication number: CN102111184A
Application number: CN2011100448391A
Authority: CN
Inventors: 王荣华
Original assignee: Shanghai Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd; Shanghai Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: CN102111184B

Abstract

本发明公开了一种多径信号处理方法，包括：接收用户发送的多径信号；根据多径信号中径信号的数量为用户分配若干个群组资源，其中每个群组资源包括连续的设定数量的径资源；对每个群组资源对应的径信号进行并行处理。本发明实施例还提供相应的上行接收机和基站。本发明技术方案因基于群组进行信号处理，而每个群组包括多条径，实现了对每个群组资源对应的的多条径信号进行集中处理，从而可以提高多径信号的处理效率。

Description

一种多径信号处理方法、上行接收机及基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种多径信号处理方法、上行接收机及基站。

背景技术

宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)系统中，基站(NodeB)的上行接收机对基带物理层信号的处理普遍采用RAKE合并方法。请参考图1，RAKE合并方法包括：对接收到的来自用户的基带输入信号进行多径搜索，分离出多径(Finger)信号，并得到每一条径信号的多径时延；分别对每一条径信号进行调解处理，该调解处理包括码相关、信道估计和延迟均衡等，得到每一条径的输出信号；然后对多条径的输出信号进行RAKE合并，得到最终的接收信号。可见，系统对上行基带物理层信号的处理基于对径的处理，通过将多径的处理结果进行RAKE合并得到最终结果。

来自一个用户的信号可以分离成若干条径信号，对每一条径信号的处理，将占用系统一定的开销和资源，这些开销和资源是一种基带资源，可称为径资源。每一个径资源有其自身的基本参数，包括径相位、径能量、径所属的天线号等。基于不同的业务以及每个用户经过的信道环境不同，每个用户的径数目是频繁变化的。在一定的系统规格下，为了使径资源能够最大程度的被利用，上行的径资源组成资源池架构，每一条径资源对应着资源池中的一个编号(FingerID)。系统中，一个用户对应着径资源池中的某几条径。由于径数目的变化将会产生径资源的释放和分配，从而一个用户的径资源编号是离散的。

通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)中，各个用户的定时即数据的起始发送时刻不相同，传输时间间隔(Transmission Time Interval，TTI)也不一样，对径信号的处理是按照用户进行的。由于每一个用户的径资源是离散的，那么针对每条径信号的处理、数据的存储和访问都是离散的，这就会使数据访问的效率低，指令的效率低，并导致整个系统效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种多径信号处理方法、上行接收机及基站。

一种多径信号处理方法，包括：

接收用户发送的多径信号；

根据所述多径信号中径信号的数量为所述用户分配若干个群组资源，其中每个群组资源包括连续的设定数量的径资源；

对每个群组资源对应的径信号进行并行处理。

一种上行接收机，包括：

接收单元，用于接收用户发送的多径信号；

分配单元，用于根据所述多径信号中径的数量为所述用户分配若干个群组资源，其中每个群组资源包括连续的设定数量的径资源；

并行处理单元，对每个群组资源对应的径信号进行并行处理。

一种基站，包括上述的上行接收机。

本发明实施例提供的多径信号处理方法基于群组进行信号处理，而每个群组包括多条径，对每个群组资源对应的多条径信号集中进行并行处理，相对于现有技术基于径的处理方法，将现有的部分离散处理改进为在一个群组中集中处理，从而可以提高多径信号的处理效率。

附图说明

图1是现有技术中RAKE合并方法的示意图；

图2是本发明一个实施例提供的多径信号处理方法的流程图；

图3是本发明一个实施例中Group与径的关系示意图；

图4是本发明一个实施例中Group的数据存储的示意图；

图5是本发明一个实施例提供的上行接收机的示意图；

图6是本发明另一实施例提供的上行接收机的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种多径信号处理方法，该方法基于群组进行信号处理，而每个群组包括多条径，从而实现了对每个群组包括的多条径进行集中处理，相对于现有技术基于径的处理方法，将现有的部分离散处理改进为在一个群组中集中处理，从而可以提高多径信号的处理效率。本发明实施例还提供相应的上行接收机和基站。以下分别进行详细说明。

请参考图2，本发明实施例提供一种多径信号处理方法，包括：

101、接收用户发送的多径信号。

本步骤具体可以包括：基站的上行接收机接收用户发送的基带输入信号，从该基带输入信号种分离出多径信号。分离多径信号的方法可采用现有技术。所说的基站可以是UMTS系统的基站，也可以是LTE系统的基站，还可以是其它通信系统的基站。

102、根据所述多径信号中径的数量为所述用户分配若干个群组资源，其中每个群组资源包括连续的设定数量的径资源。

本发明实施例中，将多径信号的多条径设置在一起作为一组进行相关处理，将多条径组成的组命名为群组(Group)。由于可以把系统对每一条径信号的处理占用的开销和资源视为径资源，相应的，也可以把系统对多条径组成的Group进行处理占用的开销和资源视为群组(Group)资源。本实施例中，在为用户分配径资源时，按照Group进行分配，即使多径信号的径的数量未达到一个Group包括的径的数量，也同样分配一个Group资源给该用户；多径信号的径的数量在经过分配后，若剩余的径的数量未达到一个Group包括的径的数量，仍分配一个Group资源给剩余的径。在资源释放时，只有当某个Group资源中的所有径资源都释放，才认为该Group需要释放。

为了使Group资源能够被最大程度的利用，Group资源组成资源池的架构，每一个Group在资源池中有对应的编号，称为GroupID。Group资源池的大小依赖于系统的径资源规格以及每个用户的平均径数目的规格。需要注意的是，一个用户占用的Group经过多次释放和分配后，该用户的多个GroupID可能是离散的。

在某个用户发送的多径信号中径的数量为N，而每个Group资源包括的径资源为M条时，可以为该用户分配

个Group资源，其中，N和M均为正整数。

表示向上取整，即，取不小于N/M的最小整数。

目前主流的数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)或者中央处理器(Central Processing Unit，CPU)都提供并行处理指令，包括并行的乘法或者加法处理指令，比如最常见的4路并行的32*32bit、16*16bit、4路16*16乘加运算、以及4路并行的标量和矢量运算指令等。因而在一个实施例中，可以取M＝4，即，每个Group包括4条径。当然，在其它实施例中，M也可以取其它值，只要上行接收机的处理器支持对应的并行处理即可。

下面举例说明，请参考图3，假定在某时刻用户1有6径，用户2有4径。则可以为用户1分配两个Group，GroupID分别为0和2，其中编号为0的Group对应包括4条径，这4条径的编号分别为0、1、2和3；编号为2的Group对应包括2条径，这2条径的编号分别为8和9。可以为用户2分配1个Group，GroupID为3，对应包括4条径，编号分别为12、13、14和15。

103、依次对每个Group资源对应的径信号进行并行处理。

本实施例中，物理层径上的算法都以Group为单位进行处理。即对用户多径信号的处理不再是一条径一条径这样的处理顺序，而是一个Group一个Group这样的处理顺序，而对每个Group资源对应的径信号则利用DSP或者CPU提供的并行处理指令进行并行处理。当每个Group包括4条径，每条径信号的数据不超过32bit，例如为32bit或者16bit时，通过一条4路并行处理指令就可以完成对一个Group内4条径的算法处理。

需要注意的是，对每个Group处理完毕后，还可以进一步释放该Group资源。另外，对每个Group处理完毕后，还可以将对各个Group处理后得到的输出信号进行合并得到最终的接收信号。

采用本发明实施例的方法，UMTS的上行物理层算法最终都是由标量或者矢量的乘、乘加等并行运算组成的。该方法基于Group进行信号处理，而每个Group包括多条径，从而实现了对每个Group包括的多条径进行集中处理，相对于现有技术基于径的处理方法，将现有的部分离散处理改进为在一个群组中集中处理，从而可以提高多径信号的处理效率。

需要说明的是，在步骤102之后，以及在对Group资源对应的径信号进行并行处理之前，还可以包括一个存储多径信号数据的步骤。

在一个实施例中，当一个Group资源对应的径的数量未达到设定数量M时，存储多径信号数据的步骤包括：在其中未对应径信号的径资源包括的数据存储空间中写入无效值(NULL)，例如可以写入无效值0。

这样，在后续的并行处理步骤中，将忽略Group对应的径的数量不足4条这一情况，按照普通的Group处理。下面结合附图说明，请参考图3，为用户1分配的编号为2的Group包括4个径资源，但仅对应2条径，这2条径的编号分别为8和9，另2个径资源未对应径信号，于是可以将另2个径资源包括的数据存储空间中写入无效值例如0。

在另一个实施例中，存储多径信号数据的步骤包括：将每个Group资源对应的多条径信号数据存储在连续的存储空间中。从而方便后续的对径信号进行并行处理的步骤。

请参考图4，由上往下，第一个slot0表示的存储空间用于存储某一Group对应的径信号的数据，该Group对应包括4条径，编号分别是0、1、2和3，其中，第一行的4个存储空间表示S0时刻这4条径信号的数据，第2行表示S1时刻这4条径信号的数据，以下类同。第二个slot0表示的存储空间用于存储另一Group对应的径信号的数据，该Group对应包括4条径，编号分别是4、5、6和7。

当一条径的数据是16bit时，某一时刻一个Group的数据量是64bit，用2个32bit的指令即可完成对该64bit数据的存储；当一条径的数据是32bit时，某一时刻一个Group的数据量是128bit，利用提供矢量运算的DSP或者CPU，可以用4*32bit的一个矢量指令即可完成该128bit数据的存储。

本发明实施例的方法，基于Group进行信号处理，而每个Group包括多条径，从而实现了对每个Group包括的多条径进行集中处理，相对于现有技术基于径的处理方法，将现有的部分离散处理改进为在一个群组中集中处理，从而可以提高多径信号的处理效率。下面举例说明，以下示例中均假定每个Group包括4条径：

例1：假定某用户有6径，现有技术按照径依次处理，需要执行6次相应的算法处理；而本发明实施例按照Group依次处理，6径占用2个Goup资源，需要执行2次Group运算，由于一条4路并行处理指令就可以完成对一个Group内4条径的算法处理，因此1个Group运算指令的运算量与现有技术中1条径的运算量相当。此种情况下效率提升了约3倍。

例2：假定某用户有8径，现有技术按照径依次处理，需要执行8次相应的算法处理；而本发明实施例按照Group依次处理，8径占用2个Goup资源，需要执行2次Group运算，1个Group运算指令的运算量与现有技术中1条径的运算量相当。此种情况下效率提升了约4倍。

例3：假定某用户有6径，每径的数据是16bit，现有技术按照径存储数据，需要执行6次相应的存取；而本发明实施例按照Group存取数据，6径占用2个Goup资源，每个Group只需执行2次32bit指令即可完成相应的存取，总共只需要执行4次相应的存取。此种情况下效率提升约1.5倍。

例4：假定用户有6径，每径的数据是32bit，现有技术按照径存储数据，需要执行6次相应的存取；而本发明实施例按照Group存取数据，6径占用2个Goup资源，每个Group只需执行1次4*32bit矢量指令即可完成相应的存取，总共只需要执行2次相应的存取。此种情况下效率提升约3倍。

请参考图5，本发明实施例还提供用于系统基站中的上行接收机，包括：

接收单元201，用于接收用户发送的多径信号；

分配单元202，用于根据所述多径信号中径的数量为所述用户分配若干个Group资源，其中每个Group资源包括连续的设定数量的径资源；

并行处理单元203，对每个Group资源对应的径信号进行并行处理。

请参考图6，在一个实施例中，上行接收机还可以包括：存储单元204。

该存储单元204用于存储径信号数据，每个Group资源对应的多条径信号数据在存储单元204中连续存放。

进一步的，存储单元204还可以用于当一个群组资源对应的径信号的数量未达到设定数量时，存储为未对应径信号的径资源设置的无效值。

在上述各个实施例基础上，上行接收机还可以包括：

释放单元205，用于在所述并行处理单元203对一个群组资源对应的径信号进行并行处理后，释放所述Group资源。

本发明实施例的上行接收机，基于Group进行信号处理，而每个Group包括多条径，从而实现了对每个Group包括的多条径进行集中处理，相对于现有技术基于径的处理，将现有的部分离散处理改进为在一个群组中集中处理，从而可以提高多径信号的处理效率。

本发明实施例还提供用于一种基站，包括上述实施例提供的上行接收机。该接收机用于接收用户发送的多径信号，根据多径信号中径的数量为用户分配若干个群组资源，其中每个群组资源包括连续的设定数量的径资源，对每个群组资源对应的径信号进行并行处理。

另外，对每个Group处理完毕后，还可以将对各个Group处理后得到的输出信号进行合并得到最终的接收信号。

本发明实施例的基站，基于Group进行信号处理，而每个Group包括多条径，从而实现了对每个Group包括的多条径进行集中处理，相对于现有技术基于径的处理，将现有的部分离散处理改进为在一个群组中集中处理，从而可以提高多径信号的处理效率。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存存储器、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的多径信号处理方法、上行接收机及基站进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种多径信号处理方法，其特征在于，包括：。

接收用户发送的多径信号；

对每个群组资源对应的径信号进行并行处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多径信号中径的数量为所述用户分配若干个群组资源，其中每个群组资源包括连续的设定数量的径资源包括：

所述多径信号中径的数量为N，每个群组资源包括M条径资源时，为所述用户分配

个群组资源，其中，N和M均为正整数，

表示向上取整。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述多径信号中径的数量为所述用户分配若干个群组资源，其中每个群组资源包括连续的设定数量的径资源之后还包括：

将每个群组资源对应的多条径信号数据存储在连续的存储空间中。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述多径信号中径的数量为所述用户分配若干个群组资源，其中每个群组资源包括连续的设定数量的径资源之后还包括：

当一个群组资源对应的径信号的数量未达到设定数量M时，在其中未对应径信号的径资源中的数据存储空间中写入无效值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于：

所述群组资源为4径资源，所述对每个群组资源对应的径信号进行并行处理包括：

对每个群组资源对应的径信号采用1条4路并行指令处理。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述对每个群组资源对应的径信号进行并行处理之后还包括：

释放所述群组资源。

7.一种上行接收机，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收用户发送的多径信号；

8.根据权利要求7所述的上行接收机，其特征在于，还包括：

存储单元，用于存储径信号数据，每个群组资源对应的多条径信号数据在所述存储单元中连续存放。

9.根据权利要求8所述的上行接收机，其特征在于，所述存储单元还用于当一个群组资源对应的径信号的数量未达到设定数量时，存储为未对应径信号的径资源设置的无效值。

10.根据权利要求7所述的上行接收机，其特征在于，还包括：

释放单元，用于在所述并行处理单元对一个群组资源对应的径信号进行并行处理后，释放所述群组资源。

11.一种基站，其特征在于，包括根据权利要求8-10中任一项所述的上行接收机。