CN103546239A - 一种用于lte下行控制信道的盲检系统及其盲检方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于LTE下行控制信道的盲检系统及其盲检方法，该系统包括基站、下行控制信道以及用户端；盲检方法首先使用常规盲检测译码，包括维特比译码和CRC检验，如果盲检测结束后，没有通过CRC校验的有效序列，则使用CRC-aided OSD对部分候选位置再进行译码。本发明的盲检方法降低系统的平均盲检测次数以提升系统的效率，并且提升译码性能。

Description

一种用于LTE下行控制信道的盲检系统及其盲检方法

技术领域

本发明属于通信领域，主要涉及一种用于LTE下行控制信道的盲检系统及其盲检方法。 

背景技术

LTE是近年来提出的新一代移动通信标准，可以提供更高传输速率和更可靠的服务。下行控制信道是LTE系统下行链路的重要组成部分，主要支持下行资源调度和分配，对于系统的性能有很大影响。用户端需要检测对应的下行控制信息，但是由于受到系统资源的限制，用户端没有下行控制信息的位置，格式等配置内容等信息，因此要在一定的范围之内进行盲检。目前的盲检方法在盲检次数上比较多，影响了系统的效率，并且译码性能也有待改善。 

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足而公开了一种用于LTE下行控制信道的盲检系统及其盲检方法，从而能够降低系统的平均盲检测次数以提升系统的效率，并且提升译码性能。 

技术方案：为了实现发明的目的，本发明公开了一种用于LTE下行控制信道的盲检系统，包括基站、下行控制信道以及用户端；其中，用户端包括常规盲检模块、归一化欧式距离排序模块、咬尾卷积码算法译码模块以及译码结果模块；基站用于生成传输到用户端的下行控制信息；下行控制信道用于将基站生成的下行控制信息传送至用户端；用户端通过盲检的方法接收下行控制信息，常规盲检模块用于通过常规的维特比算法译码，维特比算法在获得每个候选位置的译码码字时计算接收序列的归一化欧氏距离，若所有候选位置的译码结果均错误，则进入归一化欧式距离排序模块，否则输出译码结果，结束译码；归一化欧式距离排序模块用于在每种聚合度下对不同候选位置维特比算法译码获得的归一化欧式距离进行排序；咬尾卷积码算法译码模块用于针对每种下行控制信息的候选信息格式，按聚合度优先级由高到低的顺序，在当前聚合度下，选择归一化欧氏距离最小的候选位置进行咬尾卷积码算法译码；译码结果模块则判断译码结果，若有译码结果正确则终止译码，如果所有的译码结果均错误，则译码结束，译码失败。 

为了实现发明的目的，本发明公开了一种用于LTE下行控制信道的盲检方法，包括以下步骤：（1）通过常规的维特比算法译码，维特比算法在获得每个候选位置的译码码字时计算接收序列的归一化欧氏距离，若所有候选位置的译码结果均错误，则进入步骤（2）；否则输出译码结果，结束译码；（2）在每种聚合度下，对不同候选位置维特比算法译码获得的归一化欧式距离进行排序；（3）针对每种下行控制信息的候选信息格式，按聚合度优先级由高到低的顺序，在当前聚合度下，选择归一化欧氏距离最小的候选位置进行咬尾卷积码算法译码；（4）若有译码结果正确则终止译码，如果所有的译码结果均错误，则译码结束，译码失败。 

其中，步骤（1）中所述的常规盲检方法包括以下步骤：（1.1）根据信道质量的大小确定聚合度的优先级，统计每种聚合度下的候选位置，根据用户终端预设的下行传输模式，确定当前可能的下行控制信息格式，下行控制信息最多有两种候选信息格式；（1.2）依次对下行控制信道的候选信息格式按聚合度优先级由高到低进行维特比算法译码；有候选位置的译码结果通过CRC校验，则输出译码结果，结束盲检测，否则继续译码。而步骤（3）中的咬尾卷积码算法为CRC-aided OSD算法，该算法包括以下步骤：（a）若已有存储的G矩阵，则进入步骤（b）；否则将单位化的CRC生成矩阵G_CRC和咬尾卷积码生成矩阵G_TBCC相乘获得矩阵G_CRC·TBCC=G_CRC·G_TBCC，然后添加K-L_CRC的单位矩阵获得 

进入步骤（b）；（b）使用MAP译码器进行咬尾卷积码的译码，获得码字软量L=(L₀,L₁,…,L_3K-1)及其硬判序列D=(D₀,D₁,…,D_3K-1)；（c）码字软量L取绝对值得到可靠度序列R=(r₀,r₁,…,r_3K-1),其中r_i=|L_i|,i=0,1,…,3K-1；对可靠度序列R进行降序排序，得到第一次排序顺序O₁。按照O₁对码字软量硬判序列D进行重排获得O₁(D)，按照O₁对G矩阵的前3K列进行列重排获得O₁(G)；（d）对步骤（c）中的O₁(G)进行高斯消去，将前K-L_CRC列消成单位阵，获得高斯消去后的生成矩阵G′，在高斯消去过程中需要进行列重排，获得第二次排序顺序O₂；按照O₂对码字的硬判序列O₁(D)重排，获得两次排序后的硬判序列O₂(O₁(D))；（e）使用O₂(O₁(D))前K-L_CRC个数据组成的序列u和G′相乘进行编码，获得编码序列

将最后K-L_CRC个数据作为没有添加CRC的译码结果；

前3K列进行两次逆序后获得候选 码字D′，即

根据需要可扩展至一阶、二阶乃至三阶OSD算法；P阶OSD即将序列u依次按1至P位翻转，重新进行反编码，最多可翻转的位数为P，这样可以获得

组候选码字；（f）选取候选码字和接收序列比较获得归一化欧氏距离最小的码字作为输出；（g）若步骤（f）中选定的码字不超过预设门限值D_min，则认为译码正确；否则认为译码错误。 

步骤（3）中的咬尾卷积码算法也可以为列表维特比算法。 

有益效果：本发明与现有技术相比，降低系统的平均盲检测次数，从而提升系统的效率，并且提升译码性能。 

附图说明

图1为本发明的用于LTE下行控制信道的盲检方法的流程； 

图2为本发明的CRC-aided OSD译码方法的流程图； 

图3为FDD下的第一个测试样例常规盲检方法和本发明盲检方法的测试结果； 

图4为FDD下的第二个测试样例常规盲检方法和本发明盲检方法的测试结果； 

图5为FDD下的第三个测试样例常规盲检方法和本发明盲检方法的测试结果。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。 

如图1所示，为盲检方法，其包括以下步骤： 

S1：假设Ω为记录信道质量的参数，根据Ω的大小确定聚合度的优先级，Ω和聚合度之间的关系Ω₀<Ω₁<Ω₂为3个信道质量的参数值，当Ω≤Ω₀时聚合度优先级为8,4,2,1，当Ω₀<Ω≤Ω₁时，聚合度优先级为4,8,2,1，当Ω₁<Ω≤Ω₂时，聚合度优先级为2,4,1,8，当Ω>Ω₂时，聚合度优先级为1,2,4,8。统计每种聚合度下的候选位置，根据用户终端预设的下行传输模式，确定当前可能的下行控制信道信息格式，最多有两种候选格式。 

S2：依次对下行控制信息的候选信息格式按聚合度优先级由高到低进行维特比译码，如果有候选位置的译码结果通过CRC校验则输出译码结果，结束盲检，否则继续译码。维特比算法在获得每个候选位置的译码码字时计算接收序列的归一化欧氏距离，假设接收的待译码序列为Y=(y₀,y₁,…,y_3K-1)，相应的硬判序列为Z=(z₀,z₁,…,z_3K-1)，维特比译码获得的译码序列为D=(D₀,D₁,…,D_3K-1)。将码字和接收序列比较获得归一化欧氏距离(NED)，记为T，计算方法为  $T={\mathrm{\&Sigma;}}_{z_i\&NotEqual;D_i,i=0}^{3K-1}\left|y_i\right|/{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=0}^{3K-1}\left|y_i\right|.$

S3：如果S2中有译码结果通过CRC判决则将其输出，结束盲检测；如果所有候选位置的译码结果均错误，则进行下一步。 

S4：在每种聚合度下，对不同候选位置维特比译码获得的归一化欧氏距离进行排序。 

S5：分别针对下行控制信息的候选信息格式，按聚合度优先级由高到低的顺序，在当前聚合度下，选择归一化欧氏距离最小的候选位置进行CRC-aided OSD译码。 

S6：如果S5中有译码结果正确则终止译码，如果所有的译码结果均错误，则译码结束，译码失败。 

如图3所示，为为CRC-aided OSD译码方法，其包括以下步骤： 

Sa：进行CRC-aided OSD前需要进行初始化，将单位化的CRC生成矩阵G_CRC的和咬尾卷积码生成矩阵G_TBCC相乘获得矩阵G_CRC·TBCC=G_CRC·G_TBCC，为了反编码后获得码字，在生成矩阵后添加K-L_CRC的单位矩阵获得 

初始化并不是每次都需要进行的，如果已有存储的G，则可以跳过此步。 

Sb：使用MAP译码器进行咬尾卷积码的译码，获得码字软量L=(L₀,L₁,…,L_3K-1)及其硬判序列D=(D₀,D₁,…,D_3K-1)。 

Sc：码字软量L取绝对值得到可靠度序列R=(r₀,r₁,…,r_3K-1),r_i=|L_i|,i=0,1,…,3K-1。对可靠度序列R进行降序排序，得到第一次排序顺序O₁。按照O₁对码字软量硬判序列D进行重排获得O₁(D)，按照O₁对G矩阵的前3K列进行列重排获得O₁(G)。 

Sd：对O₁(G)进行高斯消去，将前K-L_CRC列消成单位阵，获得高斯消去后的生成矩阵G′，由于矩阵列之间可能出现线性相关性，在高斯消去过程中需要进行列重排，获得第二次排序顺序O₂。按照O₂对码字的硬判序列O₁(D)重排，获得两次排序后的硬判序列O₂(O₁(D))。 

Se：使用O₂(O₁(D))前K-L_CRC个数据组成的序列u和G′相乘进行编码（反编码），获得编码序列

由于在两次排序中均没有对3K到4K-L_CRC 进行列操作，所以将最后K-L_CRC个数据做为没有添加CRC的译码结果。前3K列进行两次逆序后获得候选码字D′，即

根据需要可扩展至一阶、二阶乃至三阶OSD算法。P阶OSD即将序列u依次按1至P位翻转，重新进行反编码，最多可翻转的位数为P，这样可以获得组候选码字。 

Sf：选取候选码字和接收序列比较获得归一化欧氏距离最小的码字作为输出。 

Sg：使用归一化接收欧氏距对输出结果进行判定，如果该选定的码字归一化接收欧氏距小于或等于预设的门限D_min，则认为译码正确；否则认为译码输出错误。不同DCI格式和不同聚合度下的编码码率不同，因此每个聚合度下均要确定门限判决方法的门限值。 

如果不能确定聚合度的优先级，此算法仍可以使用，但是会带来较大的误判，并且使用OSD的平均次数较多，增加了译码延时。 

为了验证本发明的有益效果，进行了按照3GPP LTE的release11版本的仿真。如表1、表2以及表3所示，分别给出了测试规范中的基本参数设置、信道条件以及FDD三种测试范例的要求。表1、表2以及表3所示，在FER为10^-2时的独立点是协议给出的参考性能点，仿真中采用保留延时的信道估计；并且给出了常规的盲检测方法，使用VA表示，本论文提出的新的盲检测方法，使用MAP_CRC-aided OSD表示，同时本文使用的CRC-aided OSD译码算法使用SLVA表示。表1显示在协议中FDD下的第一个测试样例本发明的盲检方法及译码方法分别获得了0.2dB和0.23dB的增益；表2显示在协议中FDD下的第二个测试样例本发明的盲检方法及译码方法分别获得了0.6dB和0.8dB的增益；表3显示在协议中FDD下的第三个测试样例本发明的盲检方法及译码方法分别获得了0.5dB和0.7dB的增益。由此可见，本发明与现有技术相比，降低系统的平均盲检测次数，从而提升系统的效率，并且提升译码性能。 

表1 

表2 

表3 

Claims (6)

1.一种用于LTE下行控制信道的盲检系统，其特征在于，包括基站、下行控制信道以及用户端；

其中，用户端包括常规盲检模块、归一化欧式距离排序模块、咬尾卷积码算法译码模块以及译码结果模块；

基站用于生成传输到用户端的下行控制信息；

下行控制信道用于将基站生成的下行控制信息传送至用户端；

用户端通过盲检的方法接收下行控制信息，常规盲检模块用于通过常规的维特比算法译码，维特比算法在获得每个候选位置的译码码字时计算接收序列的归一化欧氏距离，若所有候选位置的译码结果均错误，则进入归一化欧式距离排序模块，否则输出译码结果，结束译码；归一化欧式距离排序模块用于在每种聚合度下对不同候选位置维特比算法译码获得的归一化欧式距离进行排序；咬尾卷积码算法译码模块用于针对每种下行控制信息的候选信息格式，按聚合度优先级由高到低的顺序，在当前聚合度下，选择归一化欧氏距离最小的候选位置进行咬尾卷积码算法译码；译码结果模块则判断译码结果，若有译码结果正确则终止译码，如果所有的译码结果均错误，则译码结束，译码失败。

2.一种用于LTE下行控制信道的盲检方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）通过常规的维特比算法译码，维特比算法在获得每个候选位置的译码码字时计算接收序列的归一化欧氏距离，若所有候选位置的译码结果均错误，则进入步骤（2）；否则输出译码结果，结束译码；

（2）在每种聚合度下，对不同候选位置维特比算法译码获得的归一化欧式距离进行排序；

（3）针对每种下行控制信息的候选信息格式，按聚合度优先级由高到低的顺序，在当前聚合度下，选择归一化欧氏距离最小的候选位置进行咬尾卷积码算法译码；

（4）若有译码结果正确则终止译码，如果所有的译码结果均错误，则译码结束，译码失败。

3.如权利要求2所述的一种用于LTE下行控制信道的盲检方法，其特征在于，步骤（1）中所述的常规盲检方法包括以下步骤：

（1.1）根据信道质量的大小确定聚合度的优先级，统计每种聚合度下的候选位置，根据用户终端预设的下行传输模式，确定当前可能的下行控制信息格式，下行控制信息最多有两种候选信息格式；

（1.2）依次对下行控制信道的候选信息格式按聚合度优先级由高到低进行维特比算法译码；有候选位置的译码结果通过CRC校验，则输出译码结果，结束盲检测，否则继续译码。

4.如权利要求2所述的一种用于LTE下行控制信道的盲检方法，其特征在于，步骤（3）中的咬尾卷积码算法为CRC-aided OSD算法。

5.如权利要求3所述的一种用于LTE下行控制信道的盲检方法，其特征在于，CRC-aided OSD算法包括以下步骤：

（a）若已有存储的G矩阵，则进入步骤（b）；否则将单位化的CRC生成矩阵G_CRC和咬尾卷积码生成矩阵G_TBCC相乘获得矩阵G_CRC·TBCC=G_CRC·G_TBCC，然后添加K-L_CRC的单位矩阵获得

进入步骤（b）；

（b）使用MAP译码器进行咬尾卷积码的译码，获得码字软量L=(L₀,L₁,...,L_3K-1)及其硬判序列D=(D₀,D₁,...,D_3K-1)；

（c）码字软量L取绝对值得到可靠度序列R=(r₀,r₁,...,r_3K-1),其中r_i=|L_i|,i=0,1,...,3K-1；对可靠度序列R进行降序排序，得到第一次排序顺序O₁。按照O₁对码字软量硬判序列D进行重排获得O₁(D)，按照O₁对G矩阵的前3K列进行列重排获得O₁(G)；

（d）对步骤（c）中的O₁(G)进行高斯消去，将前K-L_CRC列消成单位阵，获得高斯消去后的生成矩阵G′，在高斯消去过程中需要进行列重排，获得第二次排序顺序O₂；按照O₂对码字的硬判序列O₁(D)重排，获得两次排序后的硬判序列O₂O₁(D)；

（e）使用O₂(O₁(D))前K-L_CRC个数据组成的序列u和G′相乘进行编码，获得编码序列

将最后K-L_CRC个数据作为没有添加CRC的译码结果；

前3K列进行两次逆序后获得候选码字D′，即

根据需要可扩展至一阶、二阶乃至三阶OSD算法；P阶OSD即将序列u依次按1至P位翻转，重新进行反编码，最多可翻转的位数为P，这样可以获得

组候选码字；

（f）选取候选码字和接收序列比较获得归一化欧氏距离最小的码字作为输出；

（g）若步骤（f）中选定的码字不超过预设门限值D_min，则认为译码正确；否则认为译码错误。

6.如权利要求2所述的一种用于LTE下行控制信道的盲检方法，其特征在于，步骤（3）中的咬尾卷积码算法为列表维特比算法。

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