CN102468911B - 一种上行控制信道的解码方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上行控制信道的解码方法及装置，包括：网络侧从上行控制信道的接收数据中解出整体用户数据，并从所述整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据；为所述独立用户数据确定基准导频符号，以该基准导频符号为参考计算导频符号的频偏估计值，采用该频偏估计值对所述基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿；采用每个用户的基准导频符号和频偏补偿后的其他导频符号计算每个数据符号的信道估计值，并根据所述导频符号的频偏估计值，计算数据符号的相位偏移，采用所述数据符号的信道估计值补偿对应的相位偏移。本发明在大频偏情况下，能够在很大程度上改善解码性能。

Description

一种上行控制信道的解码方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种上行控制信道的解码方法和装置。

背景技术

LTE(Long Term Evolution，长期演进)项目是3G(第三代移动通讯技术)的演进，是3G与4G之间的一个过渡，LTE的技术目标可以概括为：容量提升；覆盖增强；移动性提高，如0～15km/h性能最优，15～120km/h高性能，支持120～350km/h，甚至在某些频段支持500km/h等等。

快速移动将会引入大的多普勒频移，目前，对于上行控制信道(PUCCH)，多个用户复用在同一个资源块(RB)上，在没有频偏或者小频偏的情况下可以获得高性能，然而随着移动速度的提高，当用户在高速移动的环境中，上行的解码性能将会恶化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种上行控制信道的解码方法和装置，解决大频偏下解码性能恶化的问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种上行控制信道的解码方法，包括：

网络侧从上行控制信道的接收数据中解出整体用户数据，并从所述整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据；

采用 $\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\mathrm{\γ}}_{u,v}^{\left({\mathrm{\α}}^{\mathrm{ue}}(l,t)\right)*}\left(n\right)=\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}(Y_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{u,v}^{*}\left(n\right))e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{12}\·n_{\mathrm{cs}}(l.t)\·n}$ 公式，从接收数据中解出整体用户数据，其中，Y_ant(n，l，t)为频域接收数据，ant＝0，…AntNum-1为天线索引号，n＝0，…，11为子载波索引号，l＝0，…，6，t＝0，1为时隙索引号，为母码序列；

为所述独立用户数据确定基准导频符号，以该基准导频符号为参考计算导频符号的频偏估计值，采用该频偏估计值对所述基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿；

确定导频符号1为基准导频符号，采用公式 ${\mathrm{FOE}}_{\mathrm{Curr}}^{\mathrm{ue}}=\mathrm{angle}({\mathrm{Hp}}_5^{\mathrm{ue}}\·\mathrm{conj}\left({\mathrm{Hp}}_1^{\mathrm{ue}}\right)/(2\·\mathrm{\π}\·(4/14)\·{10}^{-3})),$ 计算频偏估计值，其中conj(·)表示取共轭，angle(·)表示取相位，表示用户的第5个导频符号，表示用户的第1个导频符号；

采用每个用户的基准导频符号和频偏补偿后的其他导频符号计算每个数据符号的信道估计值，并根据所述导频符号的频偏估计值，计算数据符号的相位偏移，采用所述数据符号的信道估计值补偿对应的相位偏移。

进一步地，该方法还包括：

所述网络侧解出整体用户数据后，还消除不同符号间的循环移位偏移，通过区分循环移位从所述整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据。

进一步地，该方法还包括：

在所述为独立用户数据确定基准导频符号前，还对所述独立用户数据取所述循环移位上的复值数据，并从该复值数据中取出导频符号和数据符号。

进一步地，该方法还包括：

所述以该基准导频符号为参考计算导频符号的频偏估计值后，还采用已保存的历史值对所述导频符号的频偏估计值进行滤波，采用滤波后的频偏估计值对基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿。

进一步地，所述网络侧解出整体用户数据的步骤为根据ZC序列，从上行控制信道的接收数据中解出所述整体用户数据。

进一步地，一种上行控制信道的解码装置，包括：数据分离单元、导频符号补偿单元和数据符号补偿单元，其中：

所述数据分离单元，用于从上行控制信道的接收数据中解出整体用户数据，并从所述整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据；

采用 $\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\mathrm{\γ}}_{u,v}^{\left({\mathrm{\α}}^{\mathrm{ue}}(l,t)\right)*}\left(n\right)=\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}(Y_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{u,v}^{*}\left(n\right))e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{12}\·n_{\mathrm{cs}}(l.t)\·n}$ 公式，从接收数据中解出整体用户数据，其中，Y_ant(n，l，t)为频域接收数据，ant＝0，…AntNum-1为天线索引号，n＝0，…，11为子载波索引号，l＝0，…，6，t＝0，1为时隙索引号，为母码序列；

所述导频符号补偿单元，用于在所述数据分离单元分离出独立用户数据后，为所述独立用户数据确定基准导频符号，以该基准导频符号为参考计算导频符号的频偏估计值，采用该频偏估计值对所述基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿；

确定导频符号1为基准导频符号，采用公式 ${\mathrm{FOE}}_{\mathrm{Curr}}^{\mathrm{ue}}=\mathrm{angle}({\mathrm{Hp}}_5^{\mathrm{ue}}\·\mathrm{conj}\left({\mathrm{Hp}}_1^{\mathrm{ue}}\right)/(2\·\mathrm{\π}\·(4/14)\·{10}^{-3})),$ 计算频偏估计值，其中conj(·)表示取共轭，angle(·)表示取相位，表示用户的第5个导频符号，表示用户的第1个导频符号；

所述数据符号补偿单元，用于在所述导频符号补偿单元对所述其他导频符号进行频偏补充后，采用每个用户的基准导频符号和频偏补偿后的其他导频符号计算每个数据符号的信道估计值，并根据所述导频符号的频偏估计值，计算数据符号的相位偏移，采用所述数据符号的信道估计值补偿对应的相位偏移。

进一步地，所述数据分离单元，还用于在解出整体用户数据后，消除不同符号间的循环移位偏移，通过区分循环移位从所述整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据。

进一步地，所述导频符号补偿单元，还用于在为每个用户确定基准导频符号前，对所述独立用户数据取所述循环移位上的复值数据，并从该复值数据中取出导频符号和数据符号。

进一步地，所述导频符号补偿单元，还用于在以所述基准导频符号为参考计算频偏估计值后，采用已保存的历史值对所述导频符号的频偏估计值进行滤波，采用滤波后的频偏估计值对基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿。

进一步地，所述数据分离单元，解出整体用户数据的步骤为根据ZC序列，从上行控制信道的接收数据中解出所述整体用户数据。

综上所述，本发明对于上行控制信道，在网络侧通过增加频偏估计和补偿，在无频偏或者小频偏的情况下仅有小的性能损失；在大频偏情况下，能够在很大程度上改善解码性能。

附图说明

图1是现有上行控制信道格式2时导频和CQI数据的分布示意图；

图2为本发明实施方式上行控制信息的解码方法的流程图；

图3为本发明实施方式上行控制信息的解码装置的结构图。

具体实施方式

上行控制信道PUCCH包含格式1/1a/1b和格式2/2a/2b六种，下面以PUCCH格式2为例，对本实施方式进行说明。

图1为LTE系统中的上行控制信道PUCCH格式2的导频位和数据位的分布示意图，其中，上行控制信道采用的是标准循环前缀(Normal CP)，符号1，5为导频符号，符号0，2，3，4和6为CQI数据符号。

图2为本实施方式的上行控制信息的解码方法，包括：

步骤201，网络侧根据Zadoff-Chu(ZC)序列，从上行控制信道的RB上的接收数据中解出整体用户数据；

可以采用 $\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\mathrm{\γ}}_{u,v}^{\left({\mathrm{\α}}^{\mathrm{ue}}(l,t)\right)*}\left(n\right)=\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}(Y_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{u,v}^{*}\left(n\right))e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{12}\·n_{\mathrm{cs}}(l.t)\·n}$ 公式，从接收数据中解出整体用户数据，其中，Y_ant(n，l，t)为频域接收数据，ant＝0，…AntNum-1为天线索引号，n＝0，…，11为子载波索引号，l＝0，…，6，t＝0，1为时隙索引号，为母码序列。

步骤202，消除不同符号间的循环移位偏移，通过区分循环移位将复用在同一个RB上的用户数据进行分离，得到独立用户数据；

关于循环移位偏移的定义，请参考3GPP TS36.212协议，演进的通用陆地无线接入(Evolved Universal Terrestrial Radio Access，E-UTRA)，PhysicalChannels and Modulation(物理信道和调制)中的有关内容。

步骤203，对于每个独立用户数据，取相应循环移位上的复值数据，记作其中，l＝0，1，2，3，4，5，6，取每个用户的导频符号 $H{p}_l^{\mathrm{ue}}={\mathrm{Sym}}_l^{\mathrm{ue}},l=\mathrm{1,5}$ 和CQI数据符号 $D_l^{\mathrm{ue}}={\mathrm{Sym}}_l^{\mathrm{ue}},l=\mathrm{0,2,3,4,6};$

步骤204，为每个独立用户数据，确定一个基准导频符号，利用各自的基准导频符号进行频偏估计，计算频偏估计值；

例如，本实施例中确定导频符号1为基准导频符号，采用公式 ${\mathrm{FOE}}_{\mathrm{Curr}}^{\mathrm{ue}}=\mathrm{angle}({\mathrm{Hp}}_5^{\mathrm{ue}}\·\mathrm{conj}\left({\mathrm{Hp}}_1^{\mathrm{ue}}\right)/(2\·\mathrm{\π}\·(4/14)\·{10}^{-3})),$ 计算频偏估计值，其中conj(·)表示取共轭，angle(·)表示取相位。

步骤205，利用历史值对每个用户的频偏估计值进行滤波，得到最终的频偏估计值；

如采用 ${\mathrm{FreOffEst}}^{\mathrm{ue}}=(1-p)\·{\mathrm{FOE}}_{\mathrm{Last}}^{\mathrm{ue}}+p\·{\mathrm{FOE}}_{\mathrm{Curr}}^{\mathrm{ue}}$ 进行滤波，其中户为滤波因子。

步骤206，对于每个用户数据，对基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿；

如采用 $\stackrel{\‾}{H}{p}_5^{\mathrm{ue}}=H{p}_5^{\mathrm{ue}}\·e^{-j2\mathrm{\π}\·\mathrm{Fre}{\mathrm{OffEst}}^{\mathrm{ue}}\·\frac{4}{14}\·{10}^{-3}}$ 进行频偏补偿。

对于PUCCH格式2，每个时隙有两个导频，对于每个时隙以第一个导频为基准，利用两个导频的相位差计算频偏估计值，计算出频偏估计值后，由于第一个导频符号为基准导频符号，即频偏对第一个导频符号引起的相位偏移为0，对每个时隙的第二个导频符号引起的相位偏移为所以对第二个导频符号按照 $\stackrel{\‾}{H}{p}_5^{\mathrm{ue}}=H{p}_5^{\mathrm{ue}}\·e^{-j\·\mathrm{\Δ\φ}}=H{p}_5^{\mathrm{ue}}\·e^{-j2\mathrm{\π}\·\mathrm{Fre}{\mathrm{OffEst}}^{\mathrm{ue}}\·\frac{4}{14}\·{10}^{-3}}$ 进行频偏补偿。

步骤207，采用基准导频符号和频偏补偿后的其他导频符号计算每个用户的数据符号信道估计值；

例如，采用对PUCCH格式2将两个导频符号进行线性内插得到数据符号信道估计值其中l_data＝0，2，3，4，6，线性内插的公式如下：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\Δ}}^{\mathrm{ue}}=\frac{1}{4}({\stackrel{\‾}{H}p}_5^{\mathrm{ue}}-H{p}_1^{\mathrm{ue}})\\ \stackrel{\‾}{H}{d}_{\mathrm{tmp},0}^{\mathrm{ue}}=H{p}_1^{\mathrm{ue}}-{\mathrm{\Δ}}^{\mathrm{ue}}\\ \stackrel{\‾}{H}{d}_{\mathrm{tmp},2}^{\mathrm{ue}}=H{p}_1^{\mathrm{ue}}+{\mathrm{\Δ}}^{\mathrm{ue}}\\ \stackrel{\‾}{H}{d}_{\mathrm{tmp},3}^{\mathrm{ue}}=H{p}_1^{\mathrm{ue}}+2{\mathrm{\Δ}}^{\mathrm{ue}}\\ \stackrel{\‾}{H}{d}_{\mathrm{tmp},4}^{\mathrm{ue}}=H{p}_5^{\mathrm{ue}}-{\mathrm{\Δ}}^{\mathrm{ue}}\\ \stackrel{\‾}{H}{d}_{\mathrm{tmp},6}^{\mathrm{ue}}=H{p}_5^{\mathrm{ue}}+{\mathrm{\Δ}}^{\mathrm{ue}}\end{array}$

步骤208，根据每个用户的频偏估计值FreOffEstue，计算由于频偏引起每个数据符号的相位偏移，具体公式如下；

${\mathrm{PhaseOffset}}^{\mathrm{ue}}=\left[\begin{array}{ccccc}-1& 1& 2& 3& 5\end{array}\right]\·2\mathrm{\π}\·{\mathrm{FreOffEst}}^{\mathrm{ue}}\·\frac{2196}{30720\·{10}^3}.$

步骤209，对于每个用户，分别采用数据符号的信道估计值补偿对应的相位偏移；

如采用公式， $\stackrel{\‾}{H}{d}_{\mathrm{data}}^{\mathrm{ue}}=\stackrel{\‾}{H}{d}_{\mathrm{tmp},l_{\mathrm{data}}}^{\mathrm{ue}}\·e^{j\·\mathrm{Phase}{\mathrm{Offset}}^{\mathrm{ue}}}.$

步骤210，执行均衡合并、解扰和RM译码等后续流程，得到CQI译码比特。

图3为本实施方式的上行控制信息的解码装置，包括：数据分离单元、导频符号补偿单元和数据符号补偿单元，其中：

数据分离单元，用于根据ZC序列，从上行控制信道的接收数据中解出整体用户数据，消除不同符号间的循环移位偏移，通过区分循环移位从整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据。

导频符号补偿单元，用于在数据分离单元分离出独立用户数据后，对独立用户数据取循环移位上的复值数据，并从该复值数据中取出导频符号和数据符号，为独立用户数据确定基准导频符号，以该基准导频符号为参考计算导频符号的频偏估计值，采用已保存的历史值对导频符号的频偏估计值进行滤波，采用滤波后的频偏估计值对基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿。

数据符号补偿单元，用于在导频符号补偿单元对其他导频符号进行频偏补充后，采用每个用户的基准导频符号和频偏补偿后的其他导频符号计算每个数据符号的信道估计值，并根据所述导频符号的频偏估计值，计算数据符号的相位偏移，采用所述数据符号的信道估计值补偿对应的相位偏移。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

当然，本发明还可有多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的更改或变化，但凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种上行控制信道的解码方法，包括：

网络侧从上行控制信道的接收数据中解出整体用户数据，并从所述整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据；

采用 $\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\mathrm{\γ}}_{u,v}^{\left({\mathrm{\α}}^{\mathrm{ue}}(l,t)\right)*}\left(n\right)=\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}(Y_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{u,v}^{*}\left(n\right))e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{12}\·n_{\mathrm{cs}}(l.t)\·n}$ 公式，从接收数据中解出整体用户数据，其中，Y_ant(n，l，t)为频域接收数据，ant＝0，...AntNum-1为天线索引号，n＝0，...，11为子载波索引号，l＝0，…，6，t＝0，1为时隙索引号，为母码序列；

为所述独立用户数据确定基准导频符号，以该基准导频符号为参考计算导频符号的频偏估计值，采用该频偏估计值对所述基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿；

确定导频符号1为基准导频符号，采用公式 ${\mathrm{FOE}}_{\mathrm{Curr}}^{\mathrm{ue}}=\mathrm{angle}({\mathrm{Hp}}_5^{\mathrm{ue}}\·\mathrm{conj}\left({\mathrm{Hp}}_1^{\mathrm{ue}}\right)/(2\·\mathrm{\π}\·(4/14)\·{10}^{-3})),$ 计算频偏估计值，其中conj(·)表示取共轭，agle(·)表示取相位，表示用户的第5个导频符号，表示用户的第1个导频符号；

采用每个用户的基准导频符号和频偏补偿后的其他导频符号计算每个数据符号的信道估计值，并根据所述导频符号的频偏估计值，计算数据符号的相位偏移，采用所述数据符号的信道估计值补偿对应的相位偏移。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

所述网络侧解出整体用户数据后，还消除不同符号间的循环移位偏移，通过区分循环移位从所述整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述为独立用户数据确定基准导频符号前，还对所述独立用户数据取所述循环移位上的复值数据，并从该复值数据中取出导频符号和数据符号。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

所述以该基准导频符号为参考计算导频符号的频偏估计值后，还采用已保存的历史值对所述导频符号的频偏估计值进行滤波，采用滤波后的频偏估计值对基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧解出整体用户数据的步骤为根据ZC序列，从上行控制信道的接收数据中解出所述整体用户数据。

6.一种上行控制信道的解码装置，包括：数据分离单元、导频符号补偿单元和数据符号补偿单元，其中：

所述数据分离单元，用于从上行控制信道的接收数据中解出整体用户数据，并从所述整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据；

采用 $\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\mathrm{\γ}}_{u,v}^{\left({\mathrm{\α}}^{\mathrm{ue}}(l,t)\right)*}\left(n\right)=\underset{n=0}{\overset{11}{\mathrm{\Σ}}}(Y_{\mathrm{ant}}(n,l,t)\·{\stackrel{\‾}{\mathrm{\γ}}}_{u,v}^{*}\left(n\right))e^{-j\frac{2\mathrm{\π}}{12}\·n_{\mathrm{cs}}(l.t)\·n}$ 公式，从接收数据中解出整体用户数据，其中，Y_ant(n，l，t)为频域接收数据，ant＝0，…AntNum-1为天线索引号，n＝0，…，11为子载波索引号，l＝0，…，6，t＝0，1为时隙索引号，为母码序列；

所述导频符号补偿单元，用于在所述数据分离单元分离出独立用户数据后，为所述独立用户数据确定基准导频符号，以该基准导频符号为参考计算导频符号的频偏估计值，采用该频偏估计值对所述基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿；

确定导频符号1为基准导频符号，采用公式 ${\mathrm{FOE}}_{\mathrm{Curr}}^{\mathrm{ue}}=\mathrm{angle}({\mathrm{Hp}}_5^{\mathrm{ue}}\·\mathrm{conj}\left({\mathrm{Hp}}_1^{\mathrm{ue}}\right)/(2\·\mathrm{\π}\·(4/14)\·{10}^{-3})),$ 计算频偏估计值，其中conj(·)表示取共轭，agle(·)表示取相位，表示用户的第5个导频符号，表示用户的第1个导频符号；

所述数据符号补偿单元，用于在所述导频符号补偿单元对所述其他导频符号进行频偏补充后，采用每个用户的基准导频符号和频偏补偿后的其他导频符号计算每个数据符号的信道估计值，并根据所述导频符号的频偏估计值，计算数据符号的相位偏移，采用所述数据符号的信道估计值补偿对应的相位偏移。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述数据分离单元，还用于在解出整体用户数据后，消除不同符号间的循环移位偏移，通过区分循环移位从所述整体用户数据中分离出每个用户的独立用户数据。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述导频符号补偿单元，还用于在为每个用户确定基准导频符号前，对所述独立用户数据取所述循环移位上的复值数据，并从该复值数据中取出导频符号和数据符号。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述导频符号补偿单元，还用于在以所述基准导频符号为参考计算频偏估计值后，采用已保存的历史值对所述导频符号的频偏估计值进行滤波，采用滤波后的频偏估计值对基准导频符号外的其他导频符号进行频偏补偿。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述数据分离单元，解出整体用户数据的步骤为根据ZC序列，从上行控制信道的接收数据中解出所述整体用户数据。