CN114268392B - 一种上行控制信道的dtx检测判决方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上行控制信道的DTX检测判决方法，包括以下具体步骤：将接收到的时域数据进行DFT运算变换到频域；将变换到频域的数据进行资源解映射，得到用户的资源分配位置，将资源分配位置上的信号序列提取出来；归一化信号序列；构造新函数，将幅度归一化后相邻子载波上的信号幅度的平方相减，并计算噪声方差；根据噪声方差估计SNR；进行DTX判决，判断SNR估计值是否大于预设门限，若是，则认为非DTX；若否，则认为DTX。本发明不考虑相位差异，相邻子载波之间的信道响应近似相同，利用相邻子载波信号幅度的平方差的方差，可以一定程度反映噪声方差，根据噪声方差和SNR之间对应关系，可以查表对SNR进行估计。

Description

一种上行控制信道的DTX检测判决方法

技术领域

本发明涉及5G通信技术领域，尤其涉及一种上行控制信道的DTX检测判决方法。

背景技术

在5GNR中，使用PUCCH来传输UCI，PUCCH的DTX检测的目的，是为了防止UE未发射UCI信息而基站错误检测带来的“虚警”，显然提高DTX检测的门限，可以更好的抑制“虚警”，但门限越高，“漏检”概率就越高，即UE发射了UCI信息，但基站因为未过DTX门限而错过解调。如果基站没有进行正确检测，将可能出现以下情况影响系统整体性能：ACK被错误解析为DTX，对被正确接收的数据包进行重传，浪费系统资源；UE未发射UCI信息但基站错误检测，认为携带控制信息，导致系统运行故障，发送或接受非预期数据、上行HARQ反馈错误甚至导致高层状态不可预知的错误等。

现有的DTX检测方法有时域信噪比检测算法，将频域信道响应估计值通过离散傅里叶变换转换到时域，然后通过选径的方法计算信噪比对状态信息进行判断：将所得信噪比送入DTX判决模块，进行当前UE的DTX判决。如果当前UE计算得到的SNR大于判决门限，那么判定该UE的DTX为假，即发射数据需进行后续数据均衡解调、解码等处理；否则判定该UE的DTX为真，即没有发射数据，那么该UE对应的收端流程就已结束。此方法存在的缺陷是，在时频域转换过程中出现的“频谱泄漏”的现象以及选径过程中对干扰径判断的错误会造成信噪比计算的偏差，从而影响检测性能。另一种是频域信噪比检测算法，通过估计频域信道冲激响应功率和噪声功率，结合多天线合并对DTX情况进行判断，解调出用户传输的反馈信息。此方法存在的缺陷是，检测性能的好坏与信道估计的精确度强相关，一旦信道估计误差大，检测性能将会受到严重影响。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供了一种上行控制信道的DTX检测判决方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种上行控制信道的DTX检测判决方法，包括以下具体步骤：

将接收到的时域数据进行DFT运算变换到频域；

将变换到频域的数据进行资源解映射，得到用户的资源分配位置，将资源分配位置上的信号序列提取出来；

归一化信号序列；

构造新函数，将幅度归一化后相邻子载波上的信号幅度的平方相减，并计算噪声方差；

根据噪声方差估计SNR；

进行DTX判决，判断SNR估计值是否大于预设门限，若是，则认为非DTX；若否，则认为DTX。

一种上行控制信道的DTX检测判决方法，还包括判定为非DTX后，将解资源映射后的数据分别进行信道估计、均衡、解调、解扰、解速率匹配和译码处理。

所述归一化信号序列具体为：

，

其中，k为子载波索引，y’（k）为归一化后的信号序列，y（k）为提取出的信号序列，E{x}为x的期望。

所述新函数表达式为：

。

所述噪声方差计算公式为：

，其中，V _i 为天线i的噪声方差，var(x)为方差函数，i为天线索引，k为子载波索引，N _SC 是数据子载波的数量。

所述根据噪声方差估计SNR具体步骤为：

多天线合并：

，其中V为噪声方差，N _ant 是天线数量；

估计SNR：

，其中

是描述噪声方差V和SNR估计值之间关系的函数。

本发明的有益效果：

本发明不考虑相位差异，相邻子载波之间的信道响应近似相同，利用相邻子载波信号幅度的平方差的方差，可以一定程度反映噪声方差，根据噪声方差和SNR之间对应关系，可以查表对SNR进行估计。

本发明与现有技术相比的优点在于：基于接收信号相邻子载波功率差的方差与SNR之间的关系估计SNR，降低系统复杂性，克服了信道估计，噪声估计不准确影响检测率的缺点，实现有效估计SNR，从而降低虚警率，有效提高非连续发射DTX检测率，提升系统性能。

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示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例中的PUCCH误检判决方法流程图；

图2是噪声方差和SNR的关系示意图；

图3是现有方法流程图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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作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。

本发明的技术解决问题是：在信道估计不精确造成的SNR估计出现较大误差或不进行信道估计的情况下，基于接收信号估计SNR，以提高精确度或降低复杂度，从而进行有效的PUCCH的DTX检测，降低虚警率，提高信道传输可靠性。

本发明的技术解决方案是：一种上行控制信道的DTX检测判决方法——基于接收信号的SNR估计改进，主要包括将接收到的时域数据进行DFT运算变换到频域；将变换到频域的数据进行资源解映射，得到用户的资源分配位置，将资源分配位置上的信号序列提取出来；归一化信号序列：

，k为子载波索引，y’（k）为归一化后的信号序列，y（k）为提取出的信号序列，E{x}为x的期望；构造新函数，将幅度归一化后相邻子载波上的信号幅度的平方相减：

，并计算方差：

，

等价噪声方差，该等式中V _i 为天线i的噪声方差，var(x)为方差函数，i为天线索引，k为子载波索引，N _SC 是数据子载波的数量；多天线合并：

，该等式中N _ant 是天线数量；使用以下等式估计SNR：

，

是描述噪声方差V和SNR估计值之间关系的函数（如图2所示）。

进行DTX判决，判断SNR估计值是否大于预设门限，若是，则认为非DTX；若否，则认为DTX。非DTX：将解资源映射后的数据进行信道估计，均衡，解调，解扰，解速率匹配，译码。DTX：收端流程就已结束。

不考虑相位差异，相邻子载波之间的信道响应近似相同，利用相邻子载波信号幅度的平方差的方差，可以一定程度反映噪声方差，根据噪声方差和SNR之间对应关系，可以查表对SNR进行估计。

现有发明专利一种用于5G基站系统的PUCCH的SNR估计方法（申请号为2020111287119）利用各用户的候选循环偏移集合的互斥特性，通过IDFT到时域进行计算，可以准确计算噪声功率。如图3所示，一种用于5G基站系统的PUCCH的SNR估计方法，包括如下步骤：对接收到的数据进行DFT运算，将时域数据变换到频域；将变换到频域的数据进行资源解映射，得到用户的资源分配位置，从资源分配位置上将信号序列提取出来；去相关运算，进行IDFT运算，确定每个用户的候选循环偏移集合Mset；SNR计算，根据每个用户的候选循环偏移集合Mset，根据计算的信号功率和噪声功率得到每个用户的SNR；得到的每个用户的SNR与预先设定的SNR门限进行比较，得出用户是否存在DTX；对不存在DTX的用户，根据信号功率最大值对应的序列循环偏移，得到相应的发送信息。

上述现有发明专利首先将接收信号变换到时域，利用PUCCH基序列的性质即不同用户码道的循环移位差异在时域上表现为峰值位置不同，来区分不同用户的信号和噪声；基于此分别计算噪声和信号的功率，进而计算出SNR。

而本发明与常规技术方案不同的是，将接收信号相邻子载波的功率相减，利用相邻子载波的信道近似相等，且发送的信号恒模，区分信号和噪声功率。相邻子载波的功率相减的结果的方差即可近似认为是噪声方差，与上述发明专利相比，不用分别计算信号和噪声，而是直接根据SNR和噪声方差的对应关系(根据仿真经验值得出)，即可以准确估计SNR。

故上述现有发明专利所记载方法，在用户间存在不同时延的场景下并不能准确估计出噪声功率，将影响后续DTX检测。而本发明所述方法可以有效克服时延场景下噪声功率估计不准确的问题，并降低了复杂度，减少了运算量。

如图1所示，该PUCCH误检判决方法，主要包括以下步骤：

步骤一：DFT，将时域数据变换到频域；

步骤二：资源解映射，得到用户的资源分配位置，将资源分配位置上的信号序列提取出来；

步骤三：归一化信号，对信号进行归一化处理，得到归一化后的信号；

步骤四：构造新函数，新函数定义为相邻子载波的平方差；

步骤五：计算函数值的方差，反映噪声方差；

步骤六：估计SNR，根据噪声方差与SNR的对应关系，查表进行SNR估计，得到SNR估计值；

步骤七：DTX检测，根据估计的SNR与预设的SNR进行比较，大于预设的SNR，认为非DTX，则执行步骤八，小于预设的SNR则认为DTX；

步骤八：解调、解扰、译码。

本发明与现有技术相比的优点在于：基于接收信号相邻子载波功率差的方差与SNR之间的关系估计SNR，降低系统复杂性，克服了信道估计，噪声估计不准确影响检测率的缺点，实现有效估计SNR，从而降低虚警率，有效提高非连续发射DTX检测率，提升系统性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种上行控制信道的DTX检测判决方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1：将接收到的时域数据进行DFT运算变换到频域；

S2：将变换到频域的数据进行资源解映射，得到用户的资源分配位置，将资源分配位置上的信号序列提取出来；

S3：归一化信号序列；

S4：构造新函数，将幅度归一化后相邻子载波上的信号幅度的平方相减，并计算噪声方差；

所述新函数表达式为：

；

噪声方差计算公式为：

，其中，V _i 为天线i的噪声方差，var(x)为方差函数，i为天线索引，k为子载波索引，N _SC 是数据子载波的数量；

S5：根据噪声方差估计SNR；

S6：进行DTX判决，判断SNR估计值是否大于预设门限，若是，则认为非DTX；若否，则认为DTX。

2.根据权利要求1所述的一种上行控制信道的DTX检测判决方法，其特征在于，还包括判定为非DTX后，将解资源映射后的数据分别进行信道估计、均衡、解调、解扰、解速率匹配和译码处理。

3.根据权利要求1所述的一种上行控制信道的DTX检测判决方法，其特征在于，所述归一化信号序列具体为：

，

其中，k为子载波索引，y’（k）为归一化后的信号序列，y（k）为提取出的信号序列，E{x}为x的期望。

4.根据权利要求1所述的一种上行控制信道的DTX检测判决方法，其特征在于，所述根据噪声方差估计SNR具体步骤为：

多天线合并：

，其中V为噪声方差，N _ant 是天线数量；

估计SNR：

，其中

是描述噪声方差V和SNR估计值之间关系的函数。

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