一种PCCPCH载干比的计算方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域,更具体地说,涉及一种TD-SCDMA系统中PCCPCH载干比的计算方法和装置。
背景技术
对于现有的移动TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code DivisionMultiple Access,时分同步码分多址)系统,在进行网络优化以及网络故障排查时,需要大量地使用各类测试仪表对现网环境进行测量,其常用的测量仪表包括扫频仪、测试手机等。在诸如扫频仪这类测量仪表中,对PCCPCH(Primary Common Control Physical Channel,主公共控制物理信道)载干比(C/I,Carrier and Interference ratio)参数的测量尤为重要,因为该参数直接反应了基站的覆盖情况和无线信号质量,因此该参数测量的准确性直接影响了对基站系统的性能指标的评估判断。
现有技术中关于PCCPCH C/I的计算方法主要包括如下两种:
第一种计算方法:
可以参阅专利公开号为CN101013908A,发明名称为《一种载干比C/I估计的方法》的专利申请文件和专利公开号为CN101227694A,发明名称为《TD-SCDMA系统噪声功率、信躁比和信干比的获取方法及装置》的专利申请文件等,其主要采用基于信道冲击响应的计算方法,具体地基于midamble(中导码)进行信道估计,得到信道冲击响应,进而按一定的方法设定门限值,门限值及以上的信道冲击响应抽头为有用信号,计入midamble RSCP(Received Signal Chip Power,接收信号码片功率),门限值及以下的信道冲击响应抽头计入midamble ISCP(Interference Signal Chip Power,干扰信号码片功率),根据PCCPCHRSSI(Received Signal Strength Indicator,接收信号强度指示)和midamble RSSI的比例关系换算得到PCCPCH_RSCP和PCCPCH_ISCP,两者相除得到PCCPCH C/I。
然而对于上述第一种计算方法得到的PCCPCH C/I,由于其门限值无法准确确定,造成RSCP和ISCP的计算不够准确。尤其在复杂的信道环境下,信道冲击响应中有用信号抽头和干扰信号抽头之间的界限变得模糊,门限值的确定变得越发困难,用现有方法很难找出一个非常准确的门限值来,因而造成计算出来的midamble_RSCP和midamble_ISCP值不准,最终导致PCCPCH C/I的准确性降低。
第二种计算方法:
主要采用基于频域的估算方法。该方法也是先使用midamble进行信道估计,根据信道估计重构出频域的midamble有用信号,求取midamble RSSI和midamble RSCP,两者相减得到midamble ISCP,然后按比例换算得到PCCPCH_RSCP和PCCPCH_ISCP,两者相除得到PCCPCH C/I。
然而由于在高信噪比时,RSSI和RSCP的值与ISCP的值相差很大,不在一个量级。例如C/I为20dB时,RSSI、RSCP约为ISCP的100倍。此时,如果RSCP计算不准,RSSI和RSCP相减后造成的误差对ISCP而言是不可忽略的,这种误差影响很容易达到ISCP的一倍以上,从而造成PCCPCH C/I的误差达到3dB以上。而目前业界对PCCPCH C/I的测量要求的动态范围为-10~30dB(Decibel,分贝),并进一步要求在[-5dB,25dB]测量区间内的测量精度要求是±1dB,显然现有技术中的第二种计算方法在高信噪比时测量准确性差,无法满足±1dB的精度要求。
发明内容
有鉴于此,本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算方法和装置,以解决现有技术中,尤其在高信噪比时计算得到的PCCPCH C/I的准确性低的问题。技术方案如下:
基于本发明的一方面,本发明提供一种PCCPCH载干比的计算方法,包括:
对基带数据进行小区搜索和同频信号检测,获得各个同频小区的帧头位置frmPos和扰码midNum;
依据所述frmPos,获取单个小区时隙TS0的第一数据域数据、第二数据域数据和中导码midamble数据;
依据所述midNum,对所述第一数据域数据和第二数据域数据进行解扰解扩运算,以获得所述小区的主公共控制物理信道接收信号码片功率PCCPCH_RSCP;
对所述midamble数据进行信道估计,以获得信道冲击响应值cir;
从每个窗中选取预设位置预设数量的抽头,依据所述cir和选取的抽头,计算噪声功率midamble_ISCP;
依据换算公式计算得到主公共控制物理信道干扰信号码片功率PCCPCH_ISCP;其中所述PCCPCH_RSSI和midamble_RSSI分别由相应数据域码片、midamble域码片计算得到;
依据公式PCCPCH_C/I=10*log10(PCCPCH_RSCP/PCCPCH_ISCP),计算PCCPCH载干比PCCPCH_C/I;
判断所述PCCPCH_C/I是否小于预设阈值;
若所述PCCPCH_C/I小于预设阈值,生成与所述midNum对应的基本midamble码的循环移位共轭序列组;
将所述midamble数据分别与所述循环移位共轭序列组中的循环移位共轭序列进行相关计算得到有用功率midamble_RSCP;
利用公式midamble_ISCP=midamble_RSSI-midamble_RSCP,计算新的midamble_ISCP,并利用所述换算公式重新计算得到新的PCCPCH_ISCP;
利用所述公式PCCPCH_C/I=10*log10(PCCPCH_RSCP/PCCPCH_ISCP),重新计算得到新的PCCPCH_C/I。
较优的,所述依据所述midNum,对所述第一数据域数据和第二数据域数据进行解扰解扩运算,以获得所述小区的主公共控制物理信道接收信号码片功率PCCPCH RSCP包括:
将主公共控制物理信道第一码道对应的第一扩频序列sprd1i,与所述主公共控制物理信道第二码道对应的第二扩频序列sprd2i,分别与所述midNum对应的扰码序列srcbi相乘,得到新的序列Sprd1Srcbi和Sprd2Srcbi;其中Sprd1Srcbi=sprd1i*srcbi,Sprd2Srcbi=sprd2i*srcbi,i为大于等于1,小于等于16的正整数;
分别对所述新的序列Sprd1Srcbi和Sprd2Srcbi取共轭得到Sprd1SrcbConji和Sprd2SrcbConji;其中Sprd1SrcbConji=conj(Sprd1Srcbi),Sprd2SrcbConji=conj(Sprd2Srcbi);
利用公式
分别计算得到主公共控制物理信道第一码道的PCCPCH1_RSCP和主公共控制物理信道第二码道的PCCPCH2_RSCP;其中x为1或2;
将所述计算得到的PCCPCH1_RSCP和PCCPCH2_RSCP求和,得到PCCPCH_RSCP。
较优的,所述对所述midamble数据进行信道估计,以获得信道冲击响应值cir包括:
利用公式cir(1:128)=128IFFT(128FFT(midSelectChip(1:128))./mid_inv_code(1:128))计算得到所述cir;
其中,mid_inv_code(1:128)为对基本中导码作快速傅立叶变换FFT运算得到的序列,midSelectChip(1:128)为所述midamble数据中的第9个至第136个码片;IFFT()为快速傅里叶反变换。
较优的,所述从每个窗中选取预设位置预设数量的抽头,依据所述cir和选取的抽头,计算噪声功率midamble_ISCP包括:
从每个窗中选取前三个抽头和后两个抽头,依据公式:
计算噪声功率midamble_ISCP,其中L等于16。
较优的,所述生成与所述midNum对应的基本midamble码的循环移位共轭序列组包括:
利用公式m i=(j)i×mi,将所述基本midamble码换算为复数序列,其中i为大于等于1,小于等于128的正整数;
将所述复数序列进行整序列重复拓展;
利用公式m i (k)=m i+(16-k)×8,以步长Step等于8取得原始循环移位序列:其中k为大于等于1,小于等于16的正整数;
对所述原始循环移位序列取共轭得新的循环移位共轭序列组m i (k)。
较优的,所述将所述midamble数据分别与所述循环移位共轭序列组中的循环移位共轭序列进行相关计算得到有用功率midamble_RSCP包括:
将所述midamble数据分别与所述循环移位共轭序列组中的循环移位共轭序列进行相关计算得到一组RSCP值;
判断所述一组RSCP值中的各个RSCP值是否大于设定阈值;
当所述RSCP值大于设定阈值时,将所述RSCP值累加到总的midamble_RSCP中;当所述RSCP值不大于设定阈值时,不将所述RSCP值累加到总的midamble_RSCP中;
确定累加后的总的midamble_RSCP为有用功率midamble_RSCP。
基于本发明的另一方面,本发明还提供一种PCCPCH载干比的计算方法,采用如上权利要求任一项所述的方法对小区内连续的三个子帧进行测量,获得所述三个子帧分别对应的三组PCCPCH_C/I;
对所述三组PCCPCH_C/I求均值,得到
确定所述为所述小区的PCCPCH_C/I。
基于本发明的再一方面,本发明还提供一种PCCPCH载干比的计算装置,包括:
检测模块,用于对基带数据进行小区搜索和同频信号检测,获得各个同频小区的帧头位置frmPos和扰码midNum;
数据获取模块,用于依据所述frmPos,获取单个小区时隙TS0的第一数据域数据、第二数据域数据和中导码midamble数据;
解扰解扩运算模块,用于依据所述midNum,对所述第一数据域数据和第二数据域数据进行解扰解扩运算,以获得所述小区的主公共控制物理信道接收信号码片功率PCCPCH_RSCP;
信道估计运算模块,用于对所述midamble数据进行信道估计,以获得信道冲击响应值cir;
抽头选取模块,用于从每个窗中选取预设位置预设数量的抽头;
噪声功率计算模块,用于依据所述cir和所述抽头选取模块选取的抽头,计算噪声功率midamble_ISCP;
PCCPCH_ISCP计算模块,用于依据换算公式 计算得到主公共控制物理信道干扰信号码片功率PCCPCH_ISCP;其中所述PCCPCH_RSSI和midamble_RSSI分别由相应数据域码片、midamble域码片计算得到;
PCCPCH_C/I计算模块,用于依据公式PCCPCH_C/I=10*log10(PCCPCH_RSCP/PCCPCH_ISCP),计算PCCPCH载干比PCCPCH_C/I;
判断模块,用于判断所述PCCPCH_C/I是否小于预设阈值;
生成模块,用于在所述判断模块判断所述PCCPCH_C/I小于预设阈值时,生成与所述midNum对应的基本midamble码的循环移位共轭序列组;
有用功率计算模块,用于将所述midamble数据分别与所述循环移位共轭序列组中的循环移位共轭序列进行相关计算得到有用功率midamble_RSCP;
所述噪声功率计算模块还用于,利用公式midamble_ISCP=midamble_RSSI-midamble_RSCP,计算新的midamble_ISCP;
此时所述PCCPCH_ISCP计算模块还用于利用所述换算公式 重新计算得到新的PCCPCH_ISCP。
较优的,所述解扰解扩运算模块包括:
第一计算子模块,用于将主公共控制信道第一码道对应的第一扩频序列sprd1i,与主公共控制信道第二码道对应的第二扩频序列sprd2i,分别与所述midNum对应的扰码序列srcbi相乘,得到新的序列Sprd1Srcbi和Sprd2Srcbi;其中Sprd1Srcbi=sprd1i*srcbi,Sprd2Srcbi=sprd2i*srcbi,i为大于等于1,小于等于16间的正整数;
第二计算子模块,用于分别对所述新的序列Sprd1Srcbi和Sprd2Srcbi取共轭得到Sprd1SrcbConji和Sprd2SrcbConji;其中Sprd1SrcbConji=conj(Sprd1Srcbi),Sprd2SrcbConji=conj(Sprd2Srcbi);
第三计算子模块,用于利用公式 分别计算得到主公共控制信道第一码道的PCCPCH1_RSCP和主公共控制信道第二码道的PCCPCH2_RSCP;其中x为1或2;
第四计算子模块,用于将所述计算得到的PCCPCH1_RSCP和PCCPCH2_RSCP求和,得到PCCPCH_RSCP。
较优的,所述信道估计运算模块具体用于,利用公式cir(1:128)=128IFFT(128FFT(midSelectChip(1:128))./mid_inv_code(1:128))计算得到所述cir;
其中,mid_inv_code(1:128)为对基本中导码作快速傅立叶变换FFT运算得到的序列,midSelectChip(1:128)为所述midamble数据中的第9个至第136个码片;IFFT()为快速傅里叶反变换。
较优的,所述抽头选取模块具体用于,从每个窗中选取前三个抽头和后两个抽头;
所述噪声功率计算模块具体用于,依据公式:
计算噪声功率midamble_ISCP,其中L等于16。
较优的,所述生成模块包括:
第五计算子模块,用于利用公式m i=(j)i×mi,将所述基本midamble码换算为复数序列,其中i为大于等于1,小于等于128的正整数;
第六计算子模块,用于将所述复数序列进行整序列重复拓展;
第七计算子模块,用于利用公式m i (k)=m i+(16-k)×8,以步长Step等于8取得原始循环移位序列:其中k为大于等于1,小于等于16的正整数;
第八计算子模块,用于对所述原始循环移位序列取共轭得新的循环移位共轭序列组m i (k)。
较优的,所述有用功率计算模块包括:
第九计算子模块,用于将所述midamble数据分别与所述循环移位共轭序列组中的循环移位共轭序列进行相关计算得到一组RSCP值;
判断子模块,用于判断所述一组RSCP值中的各个RSCP值是否大于设定阈值;
累加模块,用于当所述判断子模块判断所述RSCP值大于设定阈值时,将所述RSCP值累加到总的midamble_RSCP中;当所述RSCP值不大于设定阈值时,不将所述RSCP值累加到总的midamble_RSCP中;
确定模块,用于确定累加后的总的midamble_RSCP为有用功率midamble_RSCP。
应用本发明的上述技术方案,本发明在计算PCCPCH_RSCP时,采用对TS0中的第一数据域数据和第二数据域数据进行解扰解扩运算得到,避免了现有技术中由于门限值选择不准导致的PCCPCH_RSCP计算不准的问题,同时本发明关于PCCPCH_ISCP的计算采用了两种不同计算方法,对于PCCPCH_C/I不小于预设阈值,即在高信噪比时,采用信道冲击响应上两窗交界的指定几个抽头计算midamble_ISCP,最大限度地减少了多径干扰等因素的影响,防止将有用信号功率误算入干扰信号功率中,解决了现有技术在高信噪比下测量准确性差,计算精度不高的问题;对于PCCPCH_C/I小于预设阈值,即在低信噪比时,本发明通过相关运算方法计算得到midamble域的有用信号功率midamble_RSCP,并将其从midamble_RSSI中减去,得到midamble_ISCP,进而按比例换算得到新的PCCPCH_ISCP。在复杂信道环境下,由于midamble码具有良好的互相关性,因而计算结果准确,同时避免了现有技术中门限值选取不准导致的计算精度损失的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算方法的一种流程图;
图2为本发明中TD-SCDMA系统子帧和时隙的结构示意图;
图3为本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算方法的另一种流程图;
图4为本发明中PCCPCH C/I=25dB时的信道冲击响应示意图;
图5为本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算方法的再一种流程图;
图6为本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算方法的再一种流程图;
图7为本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算方法的再一种流程图;
图8为本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算装置的结构示意图;
图9为本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算装置中解扰解扩运算模块的结构示意图;
图10为本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算装置中生成模块的结构示意图;
图11为本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算装置中有用功率计算模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
PCCPCH(Primary Common Control Physical Channel,主公共控制物理信道)是TD-SCDMA系统中广播信道(BCH)的承载者,它在每个5ms无线子帧的时隙0上发射。PCCPCH占用时隙0的码道1和码道2,分别称为PCCPCH1和PCCPCH2。PCCPCH作为广播信道的承载者,其对整个小区范围内的发射功率是一致的,因此可以作为该小区无线覆盖情况的一个衡量。它的衡量一般借助于PCCPCH_RSCP、PCCPCH_ISCP和PCCPCH C/I进行。相关参数定义如下:
PCCPCH_RSCP定义为PCCPCH的双码道接收功率,PCCPCH_ISCP定义为时隙0内的midamble上测量的接收信号中的干扰信号码功率,干扰信号码功率包含白噪声和同频干扰,PCCPCH C/I定义为PCCPCH_RSCP与该时隙上PCCPCH_ISCP的比,以上三个参数的参考点必须是接收机天线连接器。需要说明的是,在PCCPCH_ISCP的计算过程中,由于PCCPCH承载的是BCH而非参考信号midamble,PCCPCH_ISCP无法直接计算出来,而是需要先计算出midamble_ISCP,由PCCPCH和midamble的功率关系按比例估算出来。
现有技术包括基于信道冲击响应的计算方法以及基于频域的估算方法来计算得到PCCPCH C/I。基于信道冲击响应的计算方法中,由于其门限值无法准确确定可能造成RSCP和ISCP的计算不够准确,尤其在复杂的信道环境下,信道冲击响应中有用信号抽头和干扰信号抽头之间的界限变得模糊,门限值更无法准确确定,因此造成计算出来的midamble_RSCP和midamble_ISCP值不准,最终导致PCCPCH C/I的准确性降低。基于频域的估算方法中,在高信噪比时,RSSI和RSCP的值与ISCP的值相差很大,如果RSCP计算不准,RSSI和RSCP相减后造成的误差对ISCP而言的影响非常大,这种误差影响很容易达到ISCP的一倍以上,从而造成PCCPCH C/I的误差达到3dB以上,显然其测量准确性差,无法满足±1dB的精度要求。
基于此,本发明提供一种PCCPCH C/I的计算方法,如图1所示,包括:
步骤101,对基带数据进行小区搜索和同频信号检测,获得各个同频小区的帧头位置(frmPos)和扰码(midNum)。
本发明中,关于小区搜索和同频信号检测的具体实现方法可参阅现有技术,本发明不再详细赘述。
步骤102,依据frmPos,获取单个小区TS(Time Slot,时隙)0的第一数据域数据、第二数据域数据和中导码midamble数据。
为了便于后续说明,本发明将第一数据域数据、第二数据域数据和中导码midamble数据分别记为data1Chip、data2Chip和midChip,具体的时隙结构可参阅图2所示。
步骤103,依据midNum,对第一数据域数据和第二数据域数据进行解扰解扩运算,以获得PCCPCH_RSCP。
本发明在获得data1Chip和data2Chip后,对data1Chip和data2Chip进行解扰解扩运算,获得PCCPCH_RSCP。具体地实现方法如图3所示,包括:
步骤1031,将主公共控制物理信道第一码道对应的第一扩频序列sprd1i,与主公共控制物理信道第二码道对应的第二扩频序列sprd2i,分别与midNum对应的扰码序列srcbi相乘,得到新的序列Sprd1Srcbi和Sprd2Srcbi。其中i为大于等于1,小于等于16的正整数。
在本发明中,对于TS0,其扩频因子SF=16,PCCPCH承载在码道1和码道2上,每个数据域的长度为352个码片,由22个符扩频而来。码道1、码道2的扩频因子分别为SF16-1和SF16-2。将这两个长度为16的扩频序列sprd1i、sprd2i(i=1,2,…,16)分别与midNum对应的扰码序列srcbi(i=0,1,…,16)相乘,即:
Sprd1Srcbi=sprd1i*srcbi;
Sprd2Srcbi=sprd2i*srcbi; 公式(1)
步骤1032,分别对新的序列Sprd1Srcbi和Sprd2Srcbi取共轭得到Sprd1SrcbConji和Sprd2SrcbConji。
具体地:
Sprd1SrcbConji=conj(Sprd1Srcbi);
Sprd2SrcbConji=conj(Sprd2Srcbi); 公式(2)
步骤1033,利用公式 分别计算得到主公共控制物理信道第一码道的PCCPCH1_RSCP和主公共控制物理信道第二码道的PCCPCH2_RSCP。其中x为1或2。
具体地,本发明以16个码片为运算单元,用Sprd1SrcbConji序列依次与码道1上的第一数据域和第二数据域的码片进行乘累加运算,然后除以16求平均并求功率,这样得到一个符号的功率,即单个PCCPCH符号的RSCP。对于单个数据域来说,一共可求得352/16=22个功率值。最后对第一数据域和第二数据域上的功率值求平均运算,得到主公共控制物理信道第一码道的PCCPCH1RSCP。以计算主公共控制信道第一码道的功率值为例,公式如下:
公式(3)
同理,可得PCCPCH2_RSCP。
步骤1034,将计算得到的PCCPCH1_RSCP和PCCPCH2_RSCP求和,得到PCCPCH_RSCP。
具体地,利用公式PCCPCH_RSCP=PCCPCH1_RSCP+PCCPCH2_RSCP 公式(4)求得PCCPCH_RSCP。
显然,本发明在计算PCCPCH_RSCP时,采用TS0码道1和码道2解扰解扩的方法获得,由于PCCPCH固定在时隙0码道1和码道2上发射,加扰加扩方式固定,接收端只需知道帧头位置和扰码编号,即可将其计算出来,计算非常简便。同时,本发明提供的计算PCCPCH_RSCP的方法避免了选取门限值,即避免了现有技术由于门限值选取不准导致的PCCPCH_RSCP计算不准的问题。
步骤104,对midamble数据进行信道估计,以获得信道冲击响应值cir。
具体地本发明利用公式cir(1:128)=128IFFT(128FFT(midSelectChip(1:128))./mid_inv_code(1:128)) 公式(5)计算得到cir。
公式(5)中,cir(1:128)是估计得到的信道冲击响应值,mid_inv_code(1:128)为对基本中导码作FFT(快速傅立叶变换)运算得到的序列,midSelectChip(1:128)为midChip(1:144)中的第9至第136个码片,即midChip(9:136),IFFT()为快速傅里叶反变换。本发明通过选取midChip(1:144)中的第9至第136个码片,可以使得cir的峰值落在每个窗(窗长L=16)的中间,便于指定计算ISCP的抽头。如图4所示,图4为一个PCCPCH C/I=25dB时的cir示例图。
步骤105,从每个窗中选取预设位置预设数量的抽头,依据cir和选取的抽头,计算噪声功率midamble_ISCP。
考虑到多径效应的影响,本发明需要尽量避开多径峰值位置的选取,而去选择每个窗的边界点的信道冲击响应值来计算噪声功率。具体地,本发明可以选择每个窗中的前三个抽头和后两个抽头,进而依据公式: 公式(6)计算噪声功率midamble_ISCP,其中L等于16。
步骤106,依据换算公式 公式(7),计算得到PCCPCH_ISCP。其中PCCPCH_RSSI和midamble_RSSI分别由相应数据域码片、midamble域码片计算得到。
因此本发明先根据信道估计得到信道冲击响应值cir,进而依据cir和选取的抽头计算得到噪声功率midamble_ISCP,最后根据换算公式,即PCCPCH和midamble的功率关系比例估算出PCCPCH_ISCP。
步骤107,依据公式PCCPCH_C/I=10*log10(PCCPCH_RSCP/PCCPCH_ISCP)公式(8),计算PCCPCH_C/I。
步骤108,判断PCCPCH_C/I是否小于预设阈值。如果小于,执行步骤109,如果不小于,执行步骤113,进入下一子帧的测量,并返回步骤102重新计算下一子帧的PCCPCH_C/I。
本发明中,预设阈值可以为12dB,当然也可以为其他值,该预设阈值的大于可根据实际需要灵活设定。
当PCCPCH_C/I小于12dB时,表示当前处于低信噪比环境中,当PCCPCH_C/I不小于12dB时,表示当前处于高信噪比环境中。
那么因此,本发明在高信噪比时,采用信道冲击响应上两窗交界的指定几个抽头计算midamble_ISCP,这样最大限度的减少了多径干扰等因素的影响,防止将有用信号功率误算入干扰信号功率中,同时解决了现有技术中在高信噪比下计算精度不高的问题。
步骤109,生成与midNum对应的基本midamble码的循环移位共轭序列组。
具体地,如图5所示,步骤109包括:
步骤1091,利用公式m i=(j)i×mi,将基本midamble码换算为复数序列。其中i为大于等于1,小于等于128的正整数。
步骤1092,将复数序列进行整序列重复拓展。
本发明中,拓展后的序列总长度为144+(8-1)×16=256。
步骤1093,利用公式m i (k)=m i+(16-k)×8,以步长Step等于8取得原始循环移位序列。其中k为大于等于1,小于等于16的正整数。
步骤1094,对原始循环移位序列取共轭得新的循环移位共轭序列组m i (k)。
步骤110,将midamble数据分别与循环移位共轭序列组中的循环移位共轭序列进行相关计算得到有用功率midamble_RSCP。
具体地,如图6所示,步骤110包括:
步骤1101,将midamble数据分别与循环移位共轭序列组中的循环移位共轭序列进行相关计算得到一组RSCP值。
步骤1102,判断一组RSCP值中的各个RSCP值是否大于设定阈值。如果大于,执行步骤1103,如果不大于,执行步骤1105。
步骤1103,将RSCP值累加到总的midamble_RSCP中。
步骤1104,确定累加后的总的midamble_RSCP为有用功率midamble_RSCP。
步骤1105,不将RSCP值累加到总的midamble_RSCP中。
因此本发明将上述步骤1092中的midChip(1:128),分别与上述16个循环移位共轭序列进行乘累加,求平均再求功率,得到一组RSCP值midamble(i)_rscp,i=1,2,…,16,由于各midamble码具有很好的互相关性,因而它代表了TS0各码道的midamble码的有用功率。进一步本发明通过设定阈值MID_THD=1/31.6,当midamble(i)_rscp大于MID_THD*midamble_RSSI,则确定该值有效,可以累加到总的midamble_RSCP中,否则认为无效,不进行累加。最终确定累加后的总的midamble_RSCP为有用功率midamble_RSCP。
步骤111,利用公式midamble_ISCP=midamble_RSSI-midamble_RSCP公式(9),计算新的midamble_ISCP,并利用换算公式重新计算得到新的PCCPCH_ISCP。
在本发明中,当计算得到有用功率midamble_RSCP后,将midamble_RSSI减去得到的midamble_RSCP,得到新的midamble_ISCP,进而再次利用换算公式(7)计算得到新的midamble_ISCP。
步骤112,利用公式PCCPCH_C/I=10*log10(PCCPCH_RSCP/PCCPCH_ISCP) 公式(8),重新计算得到新的PCCPCH_C/I。
当再次计算得到新的midamble_ISCP后,再次依据公式(8)重新计算得到新的PCCPCH_C/I,将其作为低信噪比下的PCCPCH C/I。
因此本发明在低信噪比时,通过相关运算计算midamble域的有用信号功率midamble_RSCP,将其从midamble_RSSI中减去,即可得到midamble_ISCP,然后按比例换算得到PCCPCH_ISCP。在复杂信道环境下,由于midamble码具有良好的互相关性,因而计算结果准确,避免了现有技术中门限值选取不准导致的计算精度损失问题。同时本发明相对于完整的信道估计,本发明提供的计算方法过程实现简单。
步骤113,选取相邻的下一子帧,进入下一子帧的测量,返回步骤102。
因此应用本发明的上述技术方案,本发明在计算PCCPCH_RSCP时,采用对TS0中的第一数据域数据和第二数据域数据进行解扰解扩运算得到,避免了现有技术中由于门限值选择不准导致的PCCPCH_RSCP计算不准的问题,同时本发明关于PCCPCH_ISCP的计算采用了两种不同计算方法,对于PCCPCH_C/I不小于预设阈值,即在高信噪比时,采用信道冲击响应上两窗交界的指定几个抽头计算midamble_ISCP,最大限度地减少了多径干扰等因素的影响,防止将有用信号功率误算入干扰信号功率中,解决了现有技术在高信噪比下测量准确性差,计算精度不高的问题;对于PCCPCH_C/I小于预设阈值,即在低信噪比时,本发明通过相关运算方法计算得到midamble域的有用信号功率midamble_RSCP,并将其从midamble_RSSI中减去,得到midamble_ISCP,进而按比例换算得到新的PCCPCH_ISCP。在复杂信道环境下,由于midamble码具有良好的互相关性,因而计算结果准确,同时避免了现有技术中门限值选取不准导致的计算精度损失的问题。
此外发明人对现有技术进行研究时还发现,现有技术还包括一种基于EVM(ErrorVector Magnitude,误差矢量幅度)的计算方法,如参阅专利公开号为CN101719891B,发明名称为《一种信干比估计方法》的专利申请,其方法需要对数据进行解调,获取星座图,根据星座点的偏移计算出PCCPCH C/I。
然而该种计算方法需要较多的接收端调制符号,无法满足测量设备对测量速度的要求。其为了达到计算精度,需要对多个子帧TS(Time Slot,时隙)0的调制符号数据进行运算,按照《一种信干比估计方法》(专利公开号:CN101719891B)中所述,QPSK下的优选符号数为1408,而一个TS0的PCCPCH的接收符号数为88个,因此需要16个子帧的数据,不计入其它时间,单是基带数据的采集耗时就为16*5=80ms,然而目前业界对测量仪表工作的实时性,即测量速度也提出了要求,例如扫频仪由于路测的需要,对TD-SCDMA系统的测量速度为60ms/频点,显然现有技术中的该种计算方法无法满足扫频仪等测量设备的实时性要求。
基于此,本发明还提供一种PCCPCH载干比的计算方法,如图7所示,包括:
步骤201,依据上述实施例提供的PCCPCH C/I计算方法,对小区内连续的三个子帧进行测量,获得三个子帧分别对应的三组PCCPCH_C/I。
步骤202,对三组PCCPCH_C/I求均值,得到
步骤203,确定为小区的PCCPCH_C/I。
在本实施例中,本发明只采用连续3个子帧的测量数据作平均处理,为保证输入数据的完整性,最多只需采集4个子帧共20ms的基带数据,因而耗时较短,避免了上述现有技术耗时严重的问题。通过仿真和实际测试表明,采用本发明提供的PCCPCH C/I计算方法,其PCCPCH C/I测量范围可以达到-10~30dB,在[-5dB,25dB]区间测量精度满足±1dB要求,且单频点测量速度满足60ms/频点的要求。因此本发明在计算PCCPCH C/I时采用连续3个子帧求平均,测量速度可以很好地保证。
此外发明人还需要说明的是,在上述实施例中,如果需要求取PCCPCH_RSCP、PCCPCH_ISCP等功率值,需要补偿上链路AGC增益,而由于PCCPCHC/I为一个比值,不需要补偿链路AGC增益值。
基于前文本发明提供的一种PCCPCH载干比的计算方法,本发明还提供一种PCCPCH载干比的计算装置,如图8所示,包括:检测模块100、数据获取模块200、解扰解扩运算模块300、信道估计运算模块400、抽头选取模块500、噪声功率计算模块600、PCCPCH_ISCP计算模块700、PCCPCH_C/I计算模块800、判断模块900、生成模块1000和有用功率计算模块1100。其中,
检测模块100,用于对基带数据进行小区搜索和同频信号检测,获得各个同频小区的帧头位置frmPos和扰码midNum;
数据获取模块200,用于依据frmPos,获取单个小区时隙TS0的第一数据域数据、第二数据域数据和中导码midamble数据;
解扰解扩运算模块300,用于依据midNum,对第一数据域数据和第二数据域数据进行解扰解扩运算,以获得小区的PCCPCH_RSCP;
信道估计运算模块400,用于对midamble数据进行信道估计,以获得信道冲击响应值cir;
抽头选取模块500,用于从每个窗中选取预设位置预设数量的抽头;
噪声功率计算模块600,用于依据cir和抽头选取模块500选取的抽头,计算噪声功率midamble_ISCP;
PCCPCH_ISCP计算模块700,用于依据换算公式 计算得到PCCPCH_ISCP;其中PCCPCH_RSSI和midamble_RSSI分别由相应数据域码片、midamble域码片计算得到;
PCCPCH_C/I计算模块800,用于依据公式PCCPCH_C/I=10*log10(PCCPCH_RSCP/PCCPCH_ISCP),计算PCCPCH_C/I;
判断模块900,用于判断PCCPCH_C/I是否小于预设阈值;
生成模块1000,用于在判断模块900判断PCCPCH_C/I小于预设阈值时,生成与midNum对应的基本midamble码的循环移位共轭序列组;
有用功率计算模块1100,用于将midamble数据分别与循环移位共轭序列组中的循环移位共轭序列进行相关计算得到有用功率midamble_RSCP;
此时噪声功率计算模块600还用于,利用公式midamble_ISCP=midamble_RSSI-midamble_RSCP,计算新的midamble_ISCP;
PCCPCH_ISCP计算模块700还用于利用换算公式 重新计算得到新的PCCPCH_ISCP。
其中较优的,如图9所示,解扰解扩运算模块300包括:
第一计算子模块301,用于将主公共控制信道第一码道对应的第一扩频序列sprd1i,与主公共控制信道第二码道对应的第二扩频序列sprd2i,分别与所述midNum对应的扰码序列srcbi相乘,得到新的序列Sprd1Srcbi和Sprd2Srcbi;其中Sprd1Srcbi=sprd1i*srcbi,Sprd2Srcbi=sprd2i*srcbi,i为大于等于1,小于等于16间的正整数;
第二计算子模块302,用于分别对所述新的序列Sprd1Srcbi和Sprd2Srcbi取共轭得到Sprd1SrcbConji和Sprd2SrcbConji;其中Sprd1SrcbConji=conj(Sprd1Srcbi),Sprd2SrcbConji=conj(Sprd2Srcbi);
第三计算子模块303,用于利用公式 分别计算得到主公共控制信道第一码道的PCCPCH1_RSCP和主公共控制信道第二码道的PCCPCH2_RSCP;其中x为1或2;
第四计算子模块304,用于将所述计算得到的PCCPCH1_RSCP和PCCPCH2_RSCP求和,得到PCCPCH_RSCP。
此时所述信道估计运算模块400具体用于,利用公式cir(1:128)=128IFFT(128FFT(midSelectChip(1:128))./mid_inv_code(1:128))计算得到所述cir;其中,mid_inv_code(1:128)为对基本中导码作快速傅立叶变换FFT运算得到的序列,midSelectChip(1:128)为所述midamble数据中的第9个至第136个码片;IFFT()为快速傅里叶反变换。
抽头选取模块500具体用于,从每个窗中选取前三个抽头和后两个抽头;
噪声功率计算模块600具体用于,依据公式:
计算噪声功率midamble_ISCP,其中L等于16。
较优的,如图10所示,生成模块1000包括:
第五计算子模块1001,用于利用公式m i=(j)i×mi,将所述基本midamble码换算为复数序列,其中i为大于等于1,小于等于128的正整数;
第六计算子模块1002,用于将所述复数序列进行整序列重复拓展;
第七计算子模块1003,用于利用公式m i (k)=m i+(16-k)×8,以步长Step等于8取得原始循环移位序列:其中k为大于等于1,小于等于16的正整数;
第八计算子模块1004,用于对所述原始循环移位序列取共轭得新的循环移位共轭序列组m i (k)。
较优的,如图11所示,有用功率计算模块1100包括:
第九计算子模块1101,用于将所述midamble数据分别与所述循环移位共轭序列组中的循环移位共轭序列进行相关计算得到一组RSCP值;
判断子模块1102,用于判断所述一组RSCP值中的各个RSCP值是否大于设定阈值;
累加模块1103,用于当所述判断子模块判断所述RSCP值大于设定阈值时,将所述RSCP值累加到总的midamble_RSCP中;当所述RSCP值不大于设定阈值时,不将所述RSCP值累加到总的midamble_RSCP中;
确定模块1104,用于确定累加后的总的midamble_RSCP为有用功率midamble_RSCP。
需要说明的是,本发明中各个模块可以是独立的硬件设备,也可以为多个模块集成于一个硬件设备,由一个硬件设备实现多个模块的功能,本发明对于各个模块的实现方式不做限定。
还需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种PCCPCH载干比的计算方法和装置进行了详细介绍,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;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。