CN107017961A - 一种信号检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种信号检测方法及装置，用以降低信号检测的复杂度，提高信号检测效率，并降低信号检测设备的功耗。本发明提供的一种信号检测方法，包括：对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值；通过盲检测确定干扰小区的信息参数；根据所述服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、通过盲检测确定的干扰小区的信息参数、以及预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。

Description

一种信号检测方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号检测方法及装置。
背景技术
在增强长期演进(Long Term Evolution Advanced，LTE-A)版本12(Rel 12)系统中，为了提升干扰场景下的系统吞吐量，网络侧会通过信令下发一些干扰小区的信息给用户设备(User Equipment，UE)，使得UE对干扰小区的下行共享信道(Physical downlinkshared channel，PDSCH)的干扰信号进行抑制或者删除的检测(Network AssistedInterference Cancellation and Suppression，NAICS)，这种场景是对服务小区的信号和干扰小区的信号进行联合接收，将联合接收服务小区的信号和干扰小区的信号的接收机称为NAICS接收机。
然而，在LTE或LTE-A网络中，部分传输参数是动态参数，如果将这部分参数在信令周期内保持不变并下发给UE，会使得网络侧丧失灵活性。因此，网络侧不会下发这些动态参数，UE需要对这部分动态参数进行盲检测。其中，干扰小区的PDSCH传输数据所采用的调制方式，是UE进行联合检测的关键参数，而该参数同时也是一个动态参数，网络侧并不会下发该参数。所以，UE需要对该参数进行盲检测。然而，目前已有的调制方式盲检测的方案的复杂度较高，并且不能获得很好的盲检测性能。
目前调制方式盲检测的方案，需要根据已有信息，在正交相移编码(QuadraturePhase Shift Keying，PSK)、16正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)、64QAM三种调制方式中选出概率最大的调制方式，从目前已有的调制方式盲检测方案分析，这些方案和最大似然检测方案的思路比较类似，即调制方式盲检测方案和联合检测的算法更相似。这类方案是一种基于似然信息的最大似然调制方式判断方法(Full ML)，分别计算干扰小区为三种不同的调制方式的概率，选出概率最大的调制方式。方法由下式描述：
其中，y(l)表示第l个资源元素(Resource Element，RE)的接收信号，Hs(l)表示服务小区的信道，HI(l)表示干扰小区的信道，Nnm表示服务小区和干扰小区的联合调制星座点组合数目，表示服务小区和干扰小区星座符号组合的向量，n和m分别表示服务小区和干扰小区对应调制方式的阶数，σ2表示噪声方差，Pm表示这L个符号为m对应的调制方式的联合概率。
从公式[1]可知，传统的方案相当于对每个RE采用最大似然准则，计算出每一种调制方式的概率，并进一步计算出多个RE为该调制方式的联合概率。由于该方法需要计算干扰小区传输数据所采用的调制方式分别为QPSK、16QAM、64QAM的概率，所以该过程相当于做了三遍最大似然检测，使得运算量大大增加。而最大似然检测本身的复杂度就很高，如果在传统接收机进行联合检测时使用复杂度较高的最大似然类检测算法的情况下，再加入一个调制方式盲检测功能模块，将使得接收机整体的复杂度极高。
此外，若采用上述调制方式盲检测方案，会使得接收机的设计面临如下问题：
(1)调制方式盲检测算法方案的复杂度过高，产品难以实现。
(2)即使实现了该调制方式盲检测模块，该模块和联合检测模块的最大似然检测算法有相似的地方，两者之间会存在重复的计算，而如果将这两个模块进行融合，必然会对已有的联合检测模块带来较大的修改，不能很好的利用已有的算法模块。
(3)研究表明，现有的调制方式盲检测方案仍然会造成不可忽略的对干扰小区对应的调制方式盲检测错误的概率。
综上所述，现有的信号检测方法，在对服务小区的信号和干扰小区的信号进行联合检测之前，需要采用复杂的算法对干扰小区传输数据时采用的调制方法进行盲检测，大大增加了信号检测的整体复杂度，使得信号检测的效率降低，并增加了信号检测设备的功耗。
发明内容
本发明实施例提供了一种信号检测方法及装置，用以降低信号检测的复杂度，提高信号检测效率，并降低信号检测设备的功耗。
本发明实施例提供的一种信号检测方法，包括：
对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值；
通过盲检测确定干扰小区的信息参数；
根据所述服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、通过盲检测确定的干扰小区的信息参数、以及预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
本发明实施例提供的该方法，在通过对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值，以及通过盲检测确定干扰小区的信息参数之后，根据服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、干扰小区的信息参数以及预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测，从而无需执行对干扰小区传输数据所采用的调制方式进行盲检测的过程，并且也不需要对现有的接收机的结构进行修改，便可以降低信号检测的整体复杂度，提高信号检测效率，由于该方案整体的运算量降低，因而可以降低信号检测设备的功耗。
较佳地，该方法还包括：
从对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测得到的结果中分离并输出服务小区信号的检测结果。
从而，可以得出最终的服务小区信号的检测结果。
较佳地，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为：干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式；或者，比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式。
由于将干扰小区传输数据所采用的调制方式预设为干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式，或者比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式，即使干扰信号实际传输时是采用的低阶的调制方式，在预设的高阶调制方式对应的星座点符号中也必然存在与实际数据传输采用的低阶调制方式对应的星座点符号很接近的星座点符号。因此这种预设不会降低检测性能，通过给干扰小区预设传输数据时所采用的调制方式，可以省去对干扰小区传输数据所采用的调制方式的盲检测的过程，从而降低运算量，进而降低信号检测的复杂度。
较佳地，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为64QAM或者256QAM。
较佳地，采用最大似然检测算法对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
本发明实施例提供的一种信号检测装置，包括：
信道估计模块，用于对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值；
盲检测模块，用于通过盲检测确定干扰小区的信息参数；
联合检测模块，用于根据所述服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、通过盲检测确定的干扰小区的信息参数、以及预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
由于盲检测模块无需对干扰小区传输数据所采用的调制方式进行盲检测，因此可以降低运算量，进而降低信号检测的整体复杂度，提高信号检测效率，并降低信号检测设备的功耗。
较佳地，所述联合检测模块还用于：
从对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测得到的结果中分离并输出服务小区信号的检测结果。
从而，可以得出最终的服务小区信号的检测结果。
较佳地，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为：干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式；或者，比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式。
较佳地，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为64QAM或者256QAM。
较佳地，所述联合检测模块采用最大似然检测算法对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种NAICS接收机的设计框架示意图；
图2为本发明实施例提供的一种信号检测方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种信号检测装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种信号检测装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种信号检测方法及装置，用以降低信号检测的复杂度，提高信号检测效率，并降低信号检测设备的功耗。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在干扰场景下，本发明实施例提供了一种信号检测方法，可通过NAICS接收机实现该信号检测过程。
图1所示为本发明实施例提供的一种NAICS接收机的设计框架示意图。
该NAICS接收机包括三个模块，依次为信道估计模块、盲检测模块、联合检测模块。其中，信道估计模块用于对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值；盲检测模块，用于通过盲检测确定干扰小区的信息参数，干扰小区的信息参数包括但不限于：干扰是否存在、数据传输模式、码本、干扰小区的层数等；联合检测模块，用于根据服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、通过盲检测确定的干扰小区的信息参数、以及预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
也就是说，盲检测模块不对干扰小区传输数据所采用的调制方式进行盲检测，只对干扰是否存在、数据传输模式、码本、干扰小区的层数等参数进行盲检测。由于联合检测模块在对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测时，需要根据干扰小区传输数据所采用的调制方式对信号进行检测，因此，本发明实施例直接给联合检测模块输入预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，并且该预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式，或者是比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式，比如64QAM或者比64QAM更高阶的256QAM，使得联合检测模块根据该预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式完成对信号的检测过程。
从而，盲检测模块无需执行复杂的对干扰小区传输数据所采用的调制方式进行盲检测的过程，在保证检测性能的前提下，大大简化了信号检测过程中的运算量，使得信号检测的整体复杂度降低。
参见图2，本发明实施例提供的一种信号检测方法，包括：
S101、对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值；
S102、通过盲检测确定干扰小区的信息参数；
具体地，可通过在每个物理资源块(Physical Resource Block，PRB)上对接收到的信号进行盲检测，进而确定干扰小区的信息参数，该干扰小区的信息参数例如可以包括：干扰是否存在、数据传输模式、码本、干扰小区的层数等参数。
S103、根据所述服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、通过盲检测确定的干扰小区的信息参数、以及预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
此外，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测时，还需要根据服务小区传输数据所采用的调制方式，该服务小区传输数据所采用的调制方式可以预先确定好，具体可通过现有技术实现，在此不再赘述。
较佳地，预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为：干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式；或者，比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式。
根据星座图的分布情况，不难得知，调制阶数越高，则对应的星座图中的星座点的覆盖越密集，因此，即使干扰信号实际传输时是采用的低阶的调制方式，在高阶调制方式对应的星座点符号中也必然存在与实际数据传输采用的低阶调制方式对应的星座点符号很接近的星座点符号。因此，本发明实施例将干扰小区传输数据所采用的调制方式预设为干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式，或者比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式，并不会降低检测性能。
目前来讲，干扰小区传输数据时可以采用的调制方式包括：QPSK、16QAM、64QAM，这些调制方式可以理解为是本领域技术人员约定使用的调制方式，其中，64QAM为最高阶的调制方式，比64QAM更高阶的调制方式为256QAM。
因此，较佳地，可以将干扰小区传输数据所采用的调制方式预设为64QAM，或者比64QAM更高阶的256QAM。当然，若后续干扰小区传输数据可以采用的调制方式包括比64QAM更高阶的调制方式，则相应地将干扰小区传输数据所采用的调制方式预设为比64QAM更高阶的调制方式。
较佳地，可采用最大似然检测算法对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测，并从对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测得到的结果中分离以及输出服务小区信号的检测结果。
所述最大似然检测算法由于为现有技术，在此不作过多介绍。
下面给出具体的实施例。
假设在LTE-A系统中，服务小区为1层闭环传输(TM4)，干扰小区也为TM4传输，NAICS接收机完成了对服务小区和干扰小区的信道估计，并且盲检测模块在每个PRB上完成了干扰是否存在、数据传输模式、码本，干扰小区层数等参数的盲检测，得到干扰小区的信息参数。联合检测模块获取服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、通过盲检测获得的干扰小区的信息参数以及服务小区传输数据所采用的调制方式，并假设干扰小区传输数据所采用的调制方式为64QAM，根据这些参数，将服务小区的信号和干扰小区的信号一起进行基于最大似然检测算法的联合检测，并从对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测得到的结果中分离以及输出服务小区信号的检测结果。
此外，联合检测模块除可以直接假设干扰小区传输数据所采用的调制方式外，也可以是盲检测模块在完成干扰是否存在、数据传输模式、码本，干扰小区层数等参数的盲检测之后，设定一干扰小区传输数据所采用的调制方式(例如为64QAM)，将设定的干扰小区传输数据所采用的调制方式和通过盲检测获得的干扰小区的信息参数一起发送给联合检测模块，进而由联合检测模块根据这些参数对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
在另一个实施例中：
假设在LTE-A系统中，服务小区为空频块编码(TM2)传输，干扰小区也为TM2传输，NAICS接收机完成了对服务小区和干扰小区的信道估计，并在每个PRB上完成了干扰是否存在、数据传输模式、码本，干扰小区层数等参数的盲检测，得到干扰小区的信息参数。联合检测模块获取服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、通过盲检测获得的干扰小区的信息参数以及服务小区传输数据所采用的调制方式，并假设干扰小区传输数据所采用的调制方式为256QAM，根据这些参数，将服务小区的信号和干扰小区的信号一起进行基于最大似然检测算法的联合检测，并从对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测得到的结果中分离以及输出服务小区信号的检测结果。
通过本发明实施例提供的信号检测方法，无需对现有的NAICS接收机的结构进行修改，便可以降低信号检测过程中的运算量，进而降低信号检测的整体复杂度。
与上述信号检测方法相对应，参见图3，本发明实施例提供的一种信号检测装置包括：
信道估计模块11，用于对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值；
盲检测模块12，用于通过盲检测确定干扰小区的信息参数；
联合检测模块13，用于根据所述服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、通过盲检测确定的干扰小区的信息参数、以及预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
本发明实施例提供的信号检测装置，例如可以为NAICS接收机。
较佳地，所述联合检测模块13还用于：
从对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测得到的结果中分离并输出服务小区信号的检测结果。
较佳地，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为：干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式；或者，比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式。
较佳地，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为64QAM或者256QAM。
较佳地，所述联合检测模块13采用最大似然检测算法对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
本发明实施例中，可通过硬件处理器等实体设备实现上述各功能模块。
本发明实施例还提供了一种信号检测装置，参见图4。其中，该信号检测装置例如可以为用户设备。
在图4中，处理器600，用于读取存储器620中的程序，执行下列过程：
对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值；
以及，对PRB上接收到的信号进行盲检测，确定干扰小区的信息参数；
以及，根据服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值、通过盲检测确定的干扰小区的信息参数、预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
收发机610，用于在处理器600的控制下接收服务小区和干扰小区的信号，以及输出服务小区信号的检测结果。
较佳地，所述处理器600还用于：
从对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测得到的结果中分离并输出服务小区信号的检测结果。
较佳地，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为：干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式；或者，比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式。
较佳地，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为64QAM或者256QAM。
较佳地，所述处理器600采用最大似然检测算法对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
在图4中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器600代表的一个或多个处理器和存储器620代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机610可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。针对不同的用户设备，用户接口630还可以是能够外接内接需要设备的接口，连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。
处理器600负责管理总线架构和通常的处理，存储器620可以存储处理器600在执行操作时所使用的数据。
可选地，处理器600可以是中央处埋器(CPU)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)等。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种信号检测方法，其特征在于，该方法包括：
对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值；
通过盲检测确定干扰小区的信息参数；
根据所述服务小区的信道估计值和所述干扰小区的信道估计值、所述通过盲检测确定的干扰小区的信息参数、以及预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
从对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测得到的结果中分离并输出服务小区信号的检测结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为：干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式；或者，比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为64正交振幅调制或者256正交振幅调制。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用最大似然检测算法对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
6.一种信号检测装置，其特征在于，该装置包括：
信道估计模块，用于对服务小区的信号和干扰小区的信号进行信道估计，分别得到服务小区的信道估计值和干扰小区的信道估计值；
盲检测模块，用于通过盲检测确定干扰小区的信息参数；
联合检测模块，用于根据所述服务小区的信道估计值和所述干扰小区的信道估计值、所述通过盲检测确定的干扰小区的信息参数、以及预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式，对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述联合检测模块还用于：
从对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测得到的结果中分离并输出服务小区信号的检测结果。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为：干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式；或者，比干扰小区传输数据时可以采用的多种调制方式中最高阶的调制方式更高阶的调制方式。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设的干扰小区传输数据所采用的调制方式为64正交振幅调制或者256正交振幅调制。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述联合检测模块采用最大似然检测算法对服务小区的信号以及干扰小区的信号进行联合检测。
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