CN103812549A - 一种多径合并方法、装置及通信系统 - Google Patents

一种多径合并方法、装置及通信系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多径合并方法、装置及通信系统，用于解决当前多径接收合并技术中不能动态设定各支路加权系数的问题。该装置包括：用于通过多个支路接收移动终端发送通信信号的通信信号接收模块，用于依次根据各支路的信道参数及其接收的通信信号计算该支路加权系数的加权系数计算模块，及用于根据各支路的加权系数对接收到的通信信号进行最大比合并的多径合并模块。通过本发明的实施，提供了一种根据各支路的信道参数及该支路接收的通信信号动态计算该支路加权系数的多径接收合并技术，比现有固定加权系数的合并方案具有更佳的合并效果，增加了用户的使用体验。

Description

一种多径合并方法、装置及通信系统
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种多径合并方法、装置及通信系统。
背景技术
由于移动终端与通信基站之间通过多径传输信号，当移动终端与通信基站进行通信过程中，信号到达通信基站会存在时间差，当时间差达到0.26us以上，通信基站就能够区分多径分量，并可以将其合并在一起。分集技术就是指通信基站同时接收多个衰落不相关的信号，对这些不相关的多径信号进行合并获得分集增益，可以获得更好的解调能力。
分集技术通过将不同支路的信号能量进行合并累加，合并方式主要包括选择性合并、等增益合并和最大比合并，其中，最大比合并可以获得比其他两种合并方式更好的合并效果；在进行合并累加时，需要对各支路的加权系数进行选择，当前选择各支路加权系数的方式为针对每一个接收支路都设定固定的加权系数，在通信业务进行时，利用设定的加权系数对此支路接收的通信信号进行加权计算；但是，这种设定固定加权系数的方式存在这样的问题：如某一支路的加权系数很大时，而该支路由于种种原因出现没有接收到信号或信号很弱时，会大大降低最后的合并结果，降低用户的使用体验。
因此，如何提供一种动态设定各支路加权系数的方法，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种多径合并方法、装置及通信系统。
本发明提供了一种移动通信中的多径接收合并方法；在一个实施例中，该多径接收合并方法包括：
依次选择接收通信信号的支路；
根据该支路的信道参数，利用其接收的通信信号计算该支路的信道估计值，将该信道估计值作为该支路的加权系数；
利用各支路的加权系数，对各支路接收到的通信信号进行最大比合并。
进一步的，上述实施例中的信道参数包括支路所在信道的信道类型和/或信道模式。
进一步的，上述实施例中的根据支路的信道参数对其接收的通信信号进行信道估计的步骤，包括：
读取该支路所在信道的信道参数；
根据信道参数，对该支路接收的通信信号进行解扰解扩处理；
对解扰解扩处理后的通信信号进行信道估计，计算该支路的信道估计值。
进一步的，当支路的信道类型为专用物理控制信道时，计算该支路的信道估计值的步骤为：
对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理；
对解扰解扩处理后的通信信号进行粗糙信道估计，得到粗糙信道估计值；该粗糙信道估计值包括导频粗糙信道估计值和非导频粗糙信道估计值；
根据信道模式，选择相应的粗糙信道估计值作为该支路的加权系数。
进一步的，上述实施例中的信道模式包括导频模式和非导频模式；当信道模式为导频模式时，选择导频粗糙信道估计值作为该信道的加权系数；当信道模式为非导频模式时，选择非导频粗糙信道估计值作为该信道的加权系数。
进一步的，当支路的信道类型为增强专用物理控制信道时，计算该支路的信道估计值的步骤为：
对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理；
对解扰解扩处理后的通信信号进行精确信道估计；
选择该精确信道估计值作为该支路的加权系数
针对信道类型为高速专用物理控制信道的支路，本发明也提供了一种多径接收合并装置，在一个实施例中，该方法包括：
依次选择接收通信信号的支路；
判断该支路是否处于Boosting信道模式；
是，则接收外部设备下发的比例参数作为该支路的加权系数；否，则对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理，对解扰解扩处理后的通信信号进行精确信道估计，选择该精确信道估计值作为该支路的加权系数；
利用各支路的加权系数，对各支路接收的通信信号进行最大比合并
为了使用上述实施例中提供的多径接收合并方法，本发明也提供了一种多径接收合并装置；在一个实施例中，该多径接收合并装置包括依次连接的通信信号接收模块、加权系数计算模块和多径合并模块；其中，
通信信号接收模块用于通过多个支路接收移动终端发送的通信信号；
加权系数计算模块用于依次根据各支路的信道参数，利用其接收的通信信号计算该支路的信道估计值，将信道估计值作为该支路的加权系数；
多径合并模块用于根据各支路的加权系数，对接收到的通信信号进行最大比合并。
在其他实施例中，上述实施例中的加权系数计算模块包括依次连接的读取单元、解调单元及计算单元；其中，
读取单元用于读取支路所在信道的信道参数；
解调单元用于根据信道参数，对该支路接收的通信信号进行解扰解扩处理；
计算单元用于对解调单元处理后的通信信号进行信道估计，计算该支路的加权系数。
相应的，本发明也提供了一种通信系统，用于应用本发明提供的多径接收合并技术；在一个实施例中，该通信系统包括至少一个移动终端及至少一个通信基站，通信基站包括本发明提供的多径接收合并装置；通信基站利用多径接收合并装置接收并处理移动终端发送的通信信号。
通过本发明的实施，提供了一种多径接收合并技术，在进行各支路的加权系数技术时，根据该支路的信道参数及该支路接收的通信信号进行计算，计算得到的加权系数随着该支路的信道参数及接收通信信号的动态变化而变化，比现有固定加权系数的合并方案具有更佳的合并效果。
附图说明
图1为本发明一个实施例中的移动终端系统1的结构示意图；
图2为图1中的通信基站11的结构示意图；
图3为图2中的多径接收合并装置111的结构示意图；
图4为图3中的加权系数计算模块1112的结构示意图；
图5为图3中的多径合并模块1113的结构示意图；
图6为本发明一个实施例中的多径接收合并方法的流程图；
图7为本发明一个实施例中的多径接收合并方法的流程图。
具体实施方式
在当前移动通信领域所利用的多径接收合并技术中，其对各支路是采用设置固定加权系数的方式也实现最大比合并的，这种合并方式存在：如某一支路被设置的加权系数很大，而该支路由于种种原因没有接收到信号或信号很弱时，就大大降低最后的合并结果，降低用户的使用体验；为了解决这种针对支路设定固定加权系数带来的问题，本发明提供了一种动态设置各支路加权系数的多径合并方法、装置及通信系统；下面通过具体实施方式结合附图的方式对本发明做出进一步的诠释说明。
图1为本发明一个实施例中移动通信系统1的结构示意图；由图1可知，在这个实施例中，本发明提供的移动通信系统1包括至少一个通信基站11及至少一个与通信基站11进行通信业务的移动终端12；其中，
移动终端12与通信基站11进行通信业务时，至少通过二个支路进行通信信号的传输；传输的通信信号包括导频通信信号、非导频通信信号等，移动终端12可以是手机、PDA等设备；可以预见的是，多个通信基站11之间也是可以相互通信的。
图2为图1中通信基站11的结构示意图；由图2可知，在这个实施例中，本发明提供的通信基站11包括多径接收合并装置111及本体112；其中，
本体112用于实现通信基站11的基本通信功能，如接收通信信号、中转通信信号等；多径接收合并装置111用于对各支路接收到的通信信号进行合并；通信基站11利用多径接收合并装置111接收并处理移动终端12发送的通信信号。
图3为图2中多径接收合并装置111的结构示意图；由图3可知，在这个实施例中，本发明提供的多径接收合并装置111包括依次连接的通信信号接收模块1111、加权系数计算模块1112和多径合并模块1113；其中，
通信信号接收模块1111用于通过多个支路接收移动终端12发送的通信信号；这些支路的信道参数可以相同，也可以不同，由移动通信系统自行设置或人为选择，
加权系数计算模块1112用于依次根据各支路的信道参数，利用其接收的通信信号计算该支路的加权系数；
多径合并模块1113用于根据各支路的加权系数，对接收到的符号通信信号进行最大比合并。
图4为图3中加权系数计算模块1112的结构示意图；由图4可知，在这个实施例中，本发明提供的加权系数计算模块1112包括依次连接的读取单元11121、解调单元11122及计算单元11123；其中，
读取单元11121用于读取支路所在信道的信道参数，并将该信道参数传送到解调单元11122；
解调单元11122用于根据读取单元11121读取的信道参数，对该支路接收的通信信号进行解扰解扩处理，将处理后的通信信号传送到计算单元11123；
计算单元11123用于对解调单元11122处理后的通信信号进行信道估计，计算该支路的加权系数。
上述实施例中的信道参数包括支路所在信道的信道类型和/或信道模式等参数。
由于本发明的目的是提供一种动态计算各支路加权系数的技术，至于如何计算加权系数，本发明仅给出了一种最佳实施例，在该实施例中计算单元11123通过以下方式计算各支路的加权系数：
利用接收到的通信信号中的频域导频解调参考信号和本地的频域导频解调参考信号，获取通信用户在导频位置的M个频域信道估计值，M为导频子载波的总数；
从M个频域信道估计值中抽取R个值，利用抽取得到的R个值对M个频域信道估计值进行扩展，得到M+R个频域信道估计值，其中，R为相同时频资源块上承载的用户数的整数倍；
将M+R个频域信道估计值变换到时域，得到M+R个时域信道估计值；
利用通信用户的信道估计窗对M+R个时域信道估计值进行降噪处理，得到降噪后的M+R个时域信道估计值；
将降噪后的M+R个时域信道估计值变换到频域，从中提取有效子载波上的信道估计值，将该信道估计值记为该支路的加权系数。
本发明在获取到各支路的加权系数之后，利用加权系数对各支路接收到的通信信号进行合并计算，至于如何进行最大比合并，本发明仅给出了一种最佳实施例，如图5所示；从图5可以看出，在一个实施例中，本发明提供的多径合并模块1113包括依次连接的乘加单元11131、选择单元11132、合并单元11133及输出单元11134；其中，
乘加单元11131用于将计算单元11123计算得到的加权系数与该支路接收到的通信信号进行复数乘加处理，将得到的通信信号传输到选择单元11132进行选择；
选择单元11132根据该支路的信道参数选择通信信号中的实部或虚部；如当该支路为专用物理控制信道（下文简称为DPCCH）类型的信道时，因为其通信信号在Q路上，选择通信信号的虚部；同理的，当支路为增强专用物理控制信道（下文简称为E-DPCCH）类型时，因为其通信信号在I路上，选择通信信号的实部；当支路为高速专用物理控制信道（下文简称为HS-DPCCH）类型时，其通信信号在Q路上，选择通信信号的虚部；
合并单元11132用于将选择单元11132选择的所有通信信号进行累加，并将累加结果传送到输出单元11134；
输出单元11134对合并单元11132传送的累加结果进行截位及饱和处理，输出规定位宽的最大比合并符号，至此完成该通信通道的最大比合并操作。
可以预见的是，上述所有实施例中的各功能模块在相互不冲突的前提下，可以相互组合和/或替换，其形成的所有实施方式都是本发明所记载的技术方案。
同时，本发明也提供了一种多径接收合并方法，在一个实施例中，其流程如图6所示；由图6可知，在该实施例中，本发明提供的多径接收合并方法包括以下步骤：
步骤601：移动终端与通信基站进行通信。
步骤602：通信基站通过至少两个支路接收移动终端发送的通信信号。
通信基站根据其处理能力及运行成本，计算通过几条支路来接收移动终端发送的通信信号，能够满足通信性能的指标，如下文实施例中的通信基站通过8个支路接收移动终端发送的通信信号。
步骤603：通信基站依次选择接收移动终端发送通信信号的支路。
具体的为，按照一定次序依次选择本次通信中，接收通信信号的支路，选择方式可以是通信基站随机选取，或者按照前次通信的加权系数由大到小依次选择；因为每条支路都要进行选择计算，选择的先后并不影响最后的输出结果。
步骤604：通信基站读取选择的支路所在信道的信道参数。
信道参数是指该支路所在信道的信道类型及信道模式等，信道类型包括DPCCH、HS-DPCCH、E-DPCCH等信道类型，信道模式包括HS-DPCCH的Boosting模式及非Boosting模式、DPCCH信道的导频模式及非导频模式等。
步骤605：通信基站根据选择支路的信道参数及其接收到的通信信号，计算本次通信中该支路的加权系数。
步骤606：通信基站根据计算得到的各支路的加权系数，对各支路分别接收到的通信信号进行最大比合并，流程结束。
在其他实施例中，上述实施例所示的多径接收合并方法的步骤605包括以下步骤：
根据选择支路的信道参数，对该支路接收的通信信号进行解扰解扩处理；
对解扰解扩处理后的通信信号进行信道估计，计算该支路的加权系数。
下面针对常用的三种信道类型进行说明，当支路为此三种信道时，计算加权系数的具体步骤：
当所选支路的信道类型为DPCCH信道时，步骤605为：
对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理；
对解扰解扩处理后的通信信号进行粗糙信道估计；
根据该支路的信道模式，选择相应的粗糙信道估计值作为该支路的加权系数。
进一步的，当所选支路的信道类型为DPCCH信道时，该支路的信道模式包括导频模式和非导频模式；当信道模式为导频模式时，选择导频粗糙信道估计值作为该信道的加权系数；当信道模式为非导频模式时，选择非导频粗糙信道估计值作为该信道的加权系数。
当所选支路的信道类型为E-DPCCH信道时，步骤605为：
对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理；
对解扰解扩处理后的通信信号进行精确信道估计；
选择该精确信道估计值作为该支路的加权系数。
当所选支路的信道类型为HS-DPCCH信道时，步骤605为：
判断该支路是否处于Boosting信道模式；
是，则接收外部设备下发的比例参数作为该支路的加权系数；
否，则对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理，对解扰解扩处理后的通信信号进行精确信道估计，选择该精确信道估计值作为该支路的加权系数。
下面结合实际应用及图7，对本发明做进一步的诠释说明。
在本实施例中，做如下假设：
通信基站通过8条支路接收移动终端发送的通信信号，分别记为L1、L2、L3、……、L8，且，这8条支路的信道参数（信道类型及信道模式）都一致；根据上文的记载，按照支路信道参数的不同，可以将支路分为5个类型，即，类型A：支路为DPCCH信道、其信道模式为导频模式；类型B：支路为DPCCH信道、其信道模式为非导频模式；类型C：支路为E-DPCCH信道；类型D：支路为HS-DPCCH信道、其信道模式为Boosting模式；类型E支路为HS-DPCCH信道、其信道模式为非Boosting模式。
通信基站接收到的8条支路输入的信号的振幅分别为：R1、R2、R3、R4、……、R7、R8；多径接收合并装置输出的合并信号的振幅为R：
R=K1*R1+K2*R2+……+K8*R8；此公式中的K1至K8为各支路的加权系数。
现主要针对如何计算上述公式中的加权系数来做详细的说明，获取各支路的加权系数之后的合并过程在上文对多径合并模块1113的结构说明部分中做了详细的说明，不再赘述。
步骤701：通信基站通过8条支路接收移动终端发送的通信信号。
步骤702：依次选择8条支路中的一条支路i。
步骤703：读取所选支路i的信道参数，选择计算方式。
当支路i为类型A时，其计算方式为：对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理，对解扰解扩处理后的通信信号进行粗糙信道估计，选择导频粗糙信道估计值作为该信道的加权系数；
当支路i为类型B时，其计算方式为：对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理，对解扰解扩处理后的通信信号进行粗糙信道估计，选择非导频粗糙信道估计值作为该信道的加权系数；
当支路i为类型C时，其计算方式为：对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理，对解扰解扩处理后的通信信号进行精确信道估计，选择该精确信道估计值作为该支路的加权系数；
当支路i为类型D时，其计算方式为：接收外部设备下发的比较参数作为该支路的加权系数；
当支路i为类型E时，其计算方式为：对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理，对解扰解扩处理后的通信信号进行精确信道估计，选择该精确信道估计值作为该支路的加权系数。
步骤704：根据选择的计算方式，计算该支路i的加权系数Ki。
步骤705：将支路i的通信信号与加权系数Ki乘加计算得到复数。
步骤706：根据信道参数选择步骤705得到复数中的实部或虚部。
针对信道类型为DPCCH信道或HS-DPCCH信道的支路，由于其得到的复数通信信号在Q路上，选择复数中的虚部作为累加和的因子；针对信道类型为E-DPCCH信道的支路，由于其得到的复数通信信号在I路上，选择复数中的实部作为累加和的因子。
步骤707：将步骤706所选择的8个数字进行累加和计算。
步骤708：对累加和结果进行截位及饱和处理，输出多径接收合并结果，流程结束。
由上述记载的方案可知，通过本发明的实施，至少具备以下显著的进步：
提供了一种多径接收合并技术，在进行各支路的加权系数技术时，根据该支路的信道参数及该支路接收的通信信号进行计算，计算得到的加权系数随着该支路的信道参数及接收通信信号的动态变化而变化，比现有固定加权系数的合并方案具有更佳的合并效果。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现，这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上仅是本发明的具体实施方式而已，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任意简单修改、等同变化或修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动通信中的多径接收合并方法，其特征在于，所述多径接收合并方法包括：
依次选择接收通信信号的支路；
根据该支路的信道参数，对其接收的通信信号进行信道估计，将计算得到的信道估计值作为该支路的加权系数；
利用各支路的加权系数，对各支路接收的通信信号进行最大比合并。
2.如权利要求1所述的多径接收合并方法，其特征在于，所述多径接收合并方法中的信道参数包括支路所在信道的信道类型和/或信道模式。
3.如权利要求2所述的多径接收合并方法，其特征在于，所述多径接收合并方法中根据支路的信道参数对其接收的通信信号进行信道估计的步骤，具体包括：
读取该支路所在信道的信道参数；
根据所述信道参数，对该支路接收的通信信号进行解扰解扩处理；
对解扰解扩处理后的通信信号进行信道估计，计算该支路的信道估计值。
4.如权利要求3所述的多径接收合并方法，其特征在于，当所述支路的信道类型为专用物理控制信道时，所述计算该支路的信道估计值的步骤为：
对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理；
对解扰解扩处理后的通信信号进行粗糙信道估计，得到粗糙信道估计值；所述粗糙信道估计值包括导频粗糙信道估计值和非导频粗糙信道估计值；
根据信道模式，选择相应的粗糙信道估计值作为该支路的加权系数。
5.如权利要求4所述的多径接收合并方法，其特征在于，所述信道模式包括导频模式和非导频模式；当所述信道模式为导频模式时，选择导频粗糙信道估计值作为该信道的加权系数；当所述信道模式为非导频模式时，选择非导频粗糙信道估计值作为该信道的加权系数。
6.如权利要求3所述的多径接收合并方法，其特征在于，当所述支路的信道类型为增强专用物理控制信道时，所述计算该支路的信道估计值的步骤为：
对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理；
对解扰解扩处理后的通信信号进行精确信道估计；
选择该精确信道估计值作为该支路的加权系数。
7.一种移动通信中的多径接收合并方法，其特征在于，所述多径接收合并方法包括：
依次选择接收通信信号的支路，所述支路为高速专用物理控制信道；
判断该支路是否处于Boosting信道模式；
是，则接收外部设备下发的比例参数作为该支路的加权系数；否，则对该支路接收到的通信信号进行解扰解扩处理，对解扰解扩处理后的通信信号进行精确信道估计，选择该精确信道估计值作为该支路的加权系数；
利用各支路的加权系数，对各支路接收的通信信号进行最大比合并。
8.一种多径接收合并装置，其特征在于，所述多径接收合并装置包括依次连接的通信信号接收模块、加权系数计算模块和多径合并模块；其中，
所述通信信号接收模块用于通过多个支路接收移动终端发送的通信信号；
所述加权系数计算模块用于依次根据各支路的信道参数，利用其接收的通信信号计算该支路的信道估计值，将该信道估计值作为该支路的加权系数；
所述多径合并模块用于根据各支路的加权系数，对各支路接收到的通信信号进行最大比合并。
9.如权利要求8所述的多径接收合并装置，其特征在于，所述加权系数计算模块包括依次连接的读取单元、解调单元及计算单元；其中，
所述读取单元用于读取支路所在信道的信道参数；
所述解调单元用于根据所述信道参数，对该支路接收的通信信号进行解扰解扩处理；
所述计算单元用于对所述解调单元处理后的通信信号进行信道估计，计算该支路的信道估计值，将所述信道估计值作为该支路的加权系数。
10.一种移动通信系统，包括至少一个移动终端及至少一个通信基站，其特征在于，所述通信基站包括实现其基本通信功能的本体及如权利要求8或9所述的多径接收合并装置；所述通信基站利用所述多径接收合并装置接收并处理所述移动终端发送的通信信号。
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