CN1701525A - 用于umts信号检测的方法与设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用一个模式来检测接收信号中的一个第一信号的方法(和相应的设备)，所述接收信号包括至少一个信号群，每个信号群包括若干信号码元，所述模式包括至少一个模式群，每个模式群包括至少若干模式码元，其中所述方法包括如下步骤：对于每个信号群使每个信号码元与一个模式群的一个相应模式码元相乘并导出相乘乘积之和，把一个或多个加权因子中的一个加权因子应用到每个总和上给出一个加权和，在此选择所述一个或多个加权因子以便保持最小的一个模式群的所述模式码元的正交关系，和基于所述一个或多个加权和来确定是否检测到一个信号。

Description

用于UMTS信号检测的方法与设备

发明领域

本发明涉及一种在通信系统中用于信号检测的方法与设备。

发明背景

根据第三代合伙计划(3GPP)规范的捕获指示符信道(AICH)的检测是随机接入过程的一部分。该过程可以被描述如下。为了终端或用户装备(UE)发送一则随机接入信道(RACH)消息，它首先需要解码广播信道(BCH)以便找出什么是可用RACH子信道、扰码和签名(signature)。UE从它的接入类别允许它使用的群中随机选择一个RACH子信道。这意味着对何时能够发送一则RACH前置码有一个限制。然后随机选择签名。有十六个签名可用，这意味着十六个UE能够同时发送。下行链路功率电平然后被测量并且由于开环不准确性有适当余裕地设置上行链路功率电平。一个1毫秒RACH前置码与选定的签名一起发送。UE然后侦听来自基站的一个确认。该确认通过AICH而被发送。在没有检测到AICH的情况下，UE把前置码发射功率增加一个由基站给出的步幅。前置码然后在下一可用接入时隙中被重发。当最终在UE中检测到来自基站的一个AICH发射时，UE发射RACH发射的10毫秒或20毫秒信息部分。

一个瑞克接收机典型地被使用于数字无线通信系统中以便通过利用由许多多径分量传送的信号能量来改善CDMA(码分多址)接收机的性能。在瑞克接收机中，这通过让每个多径分量被分配一个解扩器来实现，其中解扩器的扩展码的参考拷贝与相应多径分量的路径延迟相等地被延迟。解扩器(分支)的输出然后被相干合并以便产生一个码元估计。瑞克接收机使用多径延迟的知识和所有路径的信道脉冲响应的值。

信号检测的一个现有技术方法和用于其的设备只使用已发送AICH码元的总和，其不够健壮并且由于衰减而不提供可靠的检测，特别是当检测器以一个相对高的速度移动时更是如此。

EP 1170880公开了一种无线电基站设备和无线电通信方法，其使能经由RACH的自适应天线阵(AAA)接收和经由AICH的AAA发射以及减少的与其它基站的干扰。

可是，由于未解决要避免使信号强度变化的衰落影响的问题，所以当以相对高的速度移动时，这个设备和方法不提供可靠的检测。进一步的加权未被导出。相反，该RACH的一个已知的信号部分(前置码部分)被使用。

发明目的和概述

本发明的一个目的是提供一种AICH检测和/或其它类型信号检测的完整方法和可用于其的设备。

本发明的另外一个目的是提供一种即使当物理检测器以相对大的速度移动时也使能捕获信号或另一类型的信号的检测的检测方法和检测设备。

本发明的一个另外的目的是提供一种具有更健壮信号的检测的检测方法和检测设备。

本发明的另外一个目的是提供捕获信号或另一类型信号的检测到相对未检测到的一个门限值。

这些目的尤其通过一种使用一个模式(pattern)来检测接收信号中的一个第一信号的方法来实现，所述接收信号包括至少一个信号群，每个信号群包括若干信号码元，所述模式包括至少一个模式群，每个模式群包括若干模式码元，其中所述方法包括如下步骤：

对于每个信号群，使每个信号码元与一个模式群的一个相应模式码元相乘并导出相乘乘积之和，

把一个或多个加权因子中的一个加权因子应用到每个总和上给出一个加权和，在此选择所述一个或多个加权因子以便保持所述至少一个模式群的所述模式码元的正交关系，和

基于所述一个或多个加权和来确定是否检测到一个信号。

用这种方式，提供一种完整的可靠检测方法。另外，提供一种检测方法，即使当物理检测器以相对大的速度移动时也使能捕获信号或另一类似类型信号的健壮检测，因为即使当衰落在签名模式的持续时间内产生可能引起错误检测的信号强度变化时，由于所应用的加权因子导致仍然保持了模式的正交性。

在一个实施例中，确定是否检测到一个信号的步骤包括：

相加所述一个或多个加权和，给出一个第一结果，和

比较所述第一结果与一个检测门限值以便确定是否检测到所述信号。

在一个实施例中，基于公共导频信道(CPICH)的信号干扰比来导出检测门限值。

在一个可选实施例中，基于信号干扰比来导出检测门限值，在此，根据应该为零的接收信号(y)的码元来估计干扰。用这种方式，可以获得一种简单的干扰估计，因为已知为零的具体码元值由于噪声/干扰而出现。

在一个实施例中，基于错误检测率因子和接收信号干扰标准偏差来导出检测门限值。

在一个实施例中，根据为公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比(SIR)导出一个或多个加权因子。

在一个实施例中，为公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比(SIR)取决于给定分支和给定群的干扰估计，在此，所述方法还包括下列步骤：

在根据为公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比(SIR)导出所述一个或多个加权因子之前平均一个预确定数目群(j)上的干扰估计。

这降低了干扰估计的不确定性，从而允许一个更好的检测。

优选地，该第一信号是一个捕获指示符信道(AICH)信号或一个碰撞检测/信道分配指示符信道(CD/CA-ICH)。

在一个实施例中，接收信号是根据一个或多个已加权信道估计和来自瑞克中的解扩码元而导出的一个估计信号，在其中一个或多个已加权信道估计基于一个公共导频信道(CPICH)。

在一个优选实施例中，接收信号(y)包括二或三个信号群而模式

包括至少二或三个模式群。两个或多个群以及因此的两个或多个加权因子(x)的使用允许另外被破坏的正交性的校正并因此在甚至更高的速度时错误的和/或不可靠的检测的消除。

本发明还涉及一种用于使用一个模式来检测接收信号中的一个第一信号的设备，所述接收信号包括至少一个信号群，每个信号群包括若干信号码元，所述模式包括至少一个模式群，每个模式群包括至少若干模式码元，其中所述设备包括：

适合于用来对于每个信号群使每个信号码元与一个模式群的一个相应模式码元相乘并导出相乘乘积之和的装置，

用于把一个或多个加权因子中的一个加权因子应用到每个总和上给出一个加权和，在此选择所述一个或多个加权因子以便保持所述至少一个模式群的所述模式码元的正交关系的装置，和

用于基于所述一个或多个加权和来确定是否检测到一个信号的装置。

在一个实施例中，确定是否检测到一个信号的装置还包括：

一个用于相加所述一个或多个加权和给出一个第一结果的求和电路，和

用于比较所述第一结果与一个检测门限值以便确定是否检测到所述信号的检测装置。

在一个实施例中，所述设备还包括用于基于公共导频信道的信号干扰比来导出所述检测门限值的处理装置。

在一个实施例中，所述设备还包括用于基于一个错误检测率因子和接收信号的干扰的标准偏差来导出所述检测门限值的处理装置。

在一个可选实施例中，所述设备还包括用于根据一个信号干扰比来导出所述检测门限值并且用于根据应该为零的接收信号的码元来估计干扰的处理装置。

在一个实施例中，所述设备还包括用于根据为公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比来导出一个或多个加权因子的处理装置。

在一个实施例中，为公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比(SIR)取决于用于给定分支和给定群的干扰估计，并且所述处理装置还适合于：

在根据为公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比(SIR)导出所述一个或多个加权因子之前平均一个预确定数目群上的干扰估计。

在一个实施例中，第一信号是一个捕获指示符信道(AICH)信号或一个碰撞检测/信道分配指示符信道(CD/CA-ICH)。

在一个实施例中，所述设备还包括一个组合电路，用于导出作为根据一个或多个已加权信道估计和来自瑞克中的解扩码元而导出的一个估计信号的所述接收信号，在其中一个或多个已加权信道估计基于一个公共导频信道(CPICH)。

在一个实施例中，所述接收信号包括二或三个信号群而模式包括至少二或三个模式群。

另外，本发明还涉及一种具有在那上面储存用于使一个或多个处理单元执行根据本发明的方法的指令的计算机可读介质。

信号检测本质上是一种相关。由相关输出的大小来判断，我们确定我们是否已经检测到一个信号。这需要门限值来辨别检测到与未检测到，这是本发明的一部分。

本发明把一个接收信号分解成为各部分，分配一个加权因子给每个部分，求和已加权部分并使用一个门限值以便确定是否检测到一个给定信号。

本发明的实施例可以有利地成为UMTS终端中基带芯片的部分。通常，本发明在与UMTS终端、用户装备、移动电话、智能电话、PDA等等有关的所有市场或产品中是有用的。

虽然AICH检测被使用在此说明书各处，但是本发明还可以被用于检测具有类似性质的其他类型信号。作为这样的一个信号的一个示例是根据第三代合伙计划(3GPP)规范的碰撞检测/信道分配指示符信道(CD/CA-ICH)。CD/CA-ICH先前也被表示为CD-ICH。

附图简述

图1说明了根据本发明检测电路的常规实施例的示意框图；

图2a说明了根据本发明一个实施例的累加器电路的更详细示意框图；

图2b说明了根据本发明一个优选实施例的累加器电路的更详细示意框图；

图3说明了根据本发明用于捕获指示符信道(AICH)检测的检测电路的实施例的示意框图；

图4说明了根据本发明的方法实施例的示意流程图；

图5说明了根据3GPP TS 25.211 V4.3.0(2201-12)的若干AICH签名模式。

发明详述

图1说明了根据本发明检测电路的常规实施例的示意框图。用于检测码元序列中的一个特定信号的检测电路(100)被示出，在此，电路(100)包括一个累加器电路(102)和一个处理单元(103)，处理单元(103)例如包括至少一个常规用途和/或至少一个专用处理单元和/或至少一个数字信号处理器(DSP)。

该累加器电路(102)经由一个连接(113)接收信号(y)，在此信号(y)包括在其上要执行信号检测的码元并且还经由另一连接(114)从DSP(103)中接收一个信号，在此这个信号包括一个序列、签名、模式等等 (今后只表示模式)，包括若干码元。信号(y)的码元可以被归组在一个或多个群中(即J个群，在此J是等于或大于1的一个正整数)，在此，每个群包括若干码元并且优选地与信号(y)的其它组(即使有)无关地被处理。不同组例如可以包括不同数目的码元。可替代地，所有的群可以包括同一数目的码元。同时，所有的群包括L个码元，例如形成一个信号接入时隙的码元，在此，L是正整数。

优选地，模式

包括至少与信号(y)的码元数目一样多的码元，即，至少L个码元。模式

也可以被归组在包括相同或不同数目码元的一个或多个群中。优选地，模式 被归组或分解在与其中要执行信号检测的信号(y)的码元一样多的群中，即J个群，并且优选地，模式

的一个给定群结合信号(y)的一个给定群而被使用。

在一个实施例中信号(y)的码元被组织在两个块中，即J＝2，在此，第一块包括10个码元而第二块包括6个码元。在这个实施例中，模式将包括16个码元，并且优选地将被分成两个群

和 在此，

包括10个码元而

包括6个码元。可替代地，可以使用其它编组的信号(y)和/或模式

优选地，若干加权因子(x)也由所述累加器电路(102)经由连接(114)从处理单元/DSP(103)或者可替代地从另一单元中和/或经由另一连接(未示出)接收。优选地，用于每个码元群的一个加权因子(x_j)被接收，即x_j，j∈1，...，J。在一个实施例中，根据信号干扰比(SIR)来生成加权因子(组)(x)，例如稍后结合图3所解释的。加权因子的目的是保持码元群的正交性例如以便补偿衰落的存在，否则衰落很容易破坏正交性以及由此的信号的可靠检测。

在累加器电路(102)中，信号(y)的每个码元与来自模式

中的一个相应码元相乘。一个加权因子(x)被应用到作为结果的L个乘积的每一个上，在这之后，生成已加权乘积之和导致表示第一结果的一个结果。不同或相同的加权因子(x)可以被应用到导致的乘积上。因此

在此，1列举了信号(y)的码元和模式

的码元。

优选地，代替直接在特定的码元上操作，累加器电路(102)对码元的群操作，在此，一个给定群的每个码元被应用同一加权因子(x_j)，即，优选地，信号(y)的一个给定群的码元与模式

的一个给定群的码元在码元级上相乘(即，给定信号群的第一码元与给定模式群的第一码元相乘等等)，并且在此，作为结果的乘积相加以便生成一个和，在这之后一个加权因子(x_j)被应用到所产生的和上。如果信号(y)群和模式

群两者都是矢量形式，则这对应于取标量积并应用一个加权因子。在这已经完成之后，每个块的作为结果的加权和相加以便给出第一结果。因此

如果信号(y)和模式 两者的每一块都包括K个码元(或者如果在最大块(组)中有K个码元并且剩余的其它块具有零插入以便给它们一个K码元的尺寸)。

在所述实施例中，其中信号(y)的码元被组织为两块(即，J＝2)，在此信号(y)的第一块和模式

的第一部分两者都包括10个码元并且在此信号(y)的第二块和模式 的第二部分包括6个码元，第一结果将为：

在此，y_k ^(j)是用于信号(y)的块j中的第k个码元而

是用于模式 的块j中的第k个码元。

第一结果然后与累加器电路(102)中经由连接(114)从DSP(103)或者可替代地从另一单元中和/或经由另一连接(未示出)接收到的一个门限值(τ)进行比较，以便确定是否检测到特定的信号。优选地，检测结果从累加器电路(102)经由连接(115)被发送给DSP，或者可替代地发送到另一单元(未示出)以便进一步使用、处理等等。

在一个实施例中，检测门限值(τ)取决于错误检测(FAR)的概率并且作为结果的FAR相关门限值在下面被表示为τ_FAR。

检测电路(100)的单元的功能可以取决于其上要执行信号检测的信号(y)的特性被修改。作为一个示例，单元的功能可以被修改以便考虑瑞克接收机中的不同分支(f)，每个分支对应于信号(y)沿着其在发射机和接收终端之间行进的一条路径。这使涉及的因子变得复杂，但是上面提及的原理是相同的。结合图3更详细地解释这一点，在此，按照第三代合伙计划(3GPP)规范的捕获指示符信道(AICH)的检测被描述。

图2a说明了根据本发明一个实施例的累加器电路的更详细示意框图。用于信号的检测的累加器电路(如图1所示)被示出。在此示范实施例中，其上要执行检测的信号(y)以及模式 分别被安排在两个群(y⁽¹⁾)，(y⁽²⁾)和 中。模式

经由连接(114)从处理单元、DSP等等(未示出)中被接收并且被接收到两个群

中或由累加器电路(102)分成这些。另外，信号(y)经由连接(113)被接收到两个群(y⁽¹⁾，y⁽²⁾)中或者由累加器电路(102)分成这些。信号(y⁽¹⁾)和模式

的第一个群被第一累加器电路/功能(201a)接收，第一累加器电路/功能(201a)把(y⁽¹⁾)的每个码元与 的相应码元相乘。在相乘之后，作为结果的码元乘积(y⁽¹⁾

相加在一起导致一个第一总和(∑₁)。

同样地，信号(y⁽²⁾)和模式 的第二个群被第二累加器电路/功能(201b)接收，第二累加器电路/功能(201b)把(y⁽²⁾)的每个码元与

的相应码元相乘，并且把乘积加在一起导致一个第二总和(∑₂)。

一个第一加权因子(x₁)(经由连接(114)从处理单元/DSP中接收到的)被一个第一乘法电路/功能(202a)应用到所述第一总和(∑₁)上。

以同样的方式，一个第二加权因子(x₂)(也从处理单元/DSP(103)中被接收)通过一个第二乘法电路/功能(202b)与所述第二总和(∑₂)相乘。

加法电路/功能(203)把两个加权和加在一起并且此相加的结果，即第一结果(x₁∑₁+x₂∑₂)被判定电路/功能(204)使用来确定是否检测到一个给定信号。

在一个实施例中，判定电路/功能(204)把第一结果与门限值(τ，τ_FAR)进行比较以便确定是否检测到一个特定的信号。

码元被加权因子(x₁，x₂)加权以便缓和在接入时隙上衰落的影响，所述接入时隙包括所有的群。

在备选实施例中，累加器电路(102)可以包括单个累加器或者与示出的(201a和201b)那些对应的两个以上累加器，即J个累加器。在另一备选实施例中，累加器电路(102)只包括单个累加器，一次处理来自J个群中的一个群。这样一个实施例结合图2b被示出和解释并且有降低硬件复杂性的优点。

如果终端以高速移动，则两个(或更多)群的使用是有益的，因为如果对于全部信号(y)和模式

只使用单个群，则衰落可能会破坏模式 的正交性。对于相对较小的终端速度，J＝1可能足够了，而对于较高速度时的可靠检测，将需要J＝2或J＝3(或者在某些情形下甚至更高)。

图2b说明了根据本发明优选实施例的累加器电路的更详细示意框图。用于检测信号的累加器电路(如图1所示)被说明。在这个示范实施例中，累加器电路(102)在一次处理一个群的意义上在一个群的基础上起作用，即，与图2a中实施例的′并行′形式相反，以′串行′的形式进行。累加器电路(102)包括累加器电路/功能(201)，其从处理单元、DSP或类似物(未示出)中经由连接(113)从信号(y)的给定群(y(j))中接收码元以及经由连接(114)从模式 的给定群 中接收码元。累加器电路/功能(201)使给定群(y^(j))的每个信号码元与给定群

的相应模式码元相乘。在相乘之后，作为结果的码元乘积(y^(j)

)相加在一起导致一个总和(∑_j)。

用于给定群的(例如从处理单元/DSP中经由连接(114)接收到的)给定加权因子(x_j)被一个乘法电路/功能(202)应用到总和(∑_j)上，给出一个加权和(x_j∑_j)。给出的加权和(x_j∑_j)可以被储存在一个适当的存储器(未示出)中直到所有的J个群已被处理为止。给定的加权因子(x_j)可以根据信号(y)和/或模式 被预先定义或生成，例如结合检测AICH信号的图3所解释的那样。

在给定群j已被处理之后，以类似的方式处理下一群(如果有)直到J个群已被处理并且为每个群已经导出一个相应的加权和(x_j∑_j)为止，在那之后，加法电路/功能(203)把加权和加在一起。此相加结果，即第一结果(x₁∑₁+...+x_J∑_J)被判定电路/功能(204)使用来确定是否检测到一个给定信号。在一个实施例中，判定电路/功能(204)把第一结果与门限值(τ，τ_FAR)进行比较以便确定是否检测到一个特定的信号。加法电路/功能(203)也可以累积地加上生成的加权和，即，在导出下一加权和之前把生成的加权和加到先前生成的加权和(组)上，因为这可以节省存储。

这个实施例使用比图2a中示出的更少的硬件。信号(y)和模式

的群可以被接收并储存(例如和中间结果一起))在一个或多个缓存器、存储电路等等(未示出)中，同时信号(y)和模式

的一个给定群被处理。

如果信号(y)是与时间有关的，即，在其它群之前一个或多个群可用，通信相关信号经常是这种情况，则不能够并行处理群的缺点极小、可以忽略或者根本不存在。

图3说明了根据第三代合伙计划(3GPP)规范用于检测捕获指示符信道(AICH)的、根据本发明的检测电路的一个实施例的示意框图。示出的是一个检测电路(100)，包括组合器电路(101)、累加器(102)和处理单元(103)，所述处理单元(103)例如包括至少一个常规用途和/或至少一个专用处理单元和/或至少一个数字信号处理器(DSP)。

累加器(102)对应于结合图1和2示出和解释的那个，并且处理单元(103)对应于结合图1示出和解释的那个。

组合器(101)被连接来经由连接(111)从瑞克中接收一个信号并且经由连接(112)从处理单元(103)接收一个信号。组合器(101)经由连接(113)输出一个信号给累加器(102)，累加器(102)还经由连接(114)从处理单元(103)中接收一个信号并且经由连接(115)提供另一信号给处理单元(103)。

典型地，使用一个为256的扩展因子来发送根据第三代合伙计划(3GPP)规范的捕获指示符信道(AICH)。总数16个码元在一个接入时隙期间发送，一个接入时隙对应于一个群中的10个码元和下一群中的6个码元。接入时隙的持续时间等于两个群。发送的码元的实部和虚部相等。高达16个不同的码元组合可以被发送。不同码元组合正交并且通常被称为签名模式；例如参见3GPP，第三代合伙计划规范，3GPP TS25.133，V3.3.0，2001年6月(在此引入作为参考)和图5。

更具体地说，与根据3GPP，第三代合伙计划规范的捕获指示符信道(AICH)的检测结合，组合器(101)经由连接(111)接收包括来自瑞克(未示出)中的已解扩AICH码元的一个AICH码元信号并且优选地基于公共导频信道(CPICH)从处理单元/所述DSP(103)中接收包括已加权信道估计(w)的一个信号(112)。

在下面，索引j列举K个码元的群，在此j＝1，...，J并且J是使J×K≥16的最小的整数，在此，数目16是由于在一个接入时隙中有16个码元。

AICH码元信号的已解扩AICH码元被表示为y_K，f ^(AICH)，在此，索引k列举包括K个码元的一个给定群的接收码元，而索引f∈[1，...，F]列举了多径延迟或瑞克分支。接收到的AICH码元在解扩之后由如下给出：

$y_{k,f}^{\left(\mathrm{AICH}\right)=}{h}_{k,f}\underset{\hat{s}=0}{\overset{15}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{\α}}_{\hat{s}}}{\sqrt{2}}{\mathrm{AI}}_{\hat{s}}{b}_{\hat{s},k}+n_{k,f}$

在此，索引k列举了接收码元而索引f列举了多径延迟或分支，无线电信道由h_k，f给出， 表示AICH签名 的发射码元能量，而复数 $b_{\hat{s},k}=\±(1+i)$ 是发送的AICH码元。签名

的捕获指示符由

给出并且等于-1、0或1。干扰由n_k，f来建模。参见图5的

和

的值，在此， $\hat{s}=s$ 而 $b_{\hat{s},k}=b_{s,2k}+{\mathrm{ib}}_{s,2k+1},$ 因为 是复数而图5中的b_s，n给出了这些复数的实部和虚部。

如果 ${\mathrm{AI}}_{\hat{s}}>0,$ 则基站承认它知道终端或用户设备并且一个RACH可以被发送。如果 ${\mathrm{AI}}_{\hat{s}}=0,$ 则基站听不见终端或用户装备。因此，在尝试一个新的发射之前增加前置码的功率。如果 ${\mathrm{AI}}_{\hat{s}}<0,$ 则基站听到终端或用户装备，但是命令它不发送RACH消息。

对于CPICH，在解扩之后接收信号(未示出)通过如下来给出(使用AICH和CPICH干扰是相等的近似，这是合理的，因为两个传送信道都具有相同的扩展因子)：

$y_{k,f}^{\left(\mathrm{CPICH}\right)}=h_{k,f}\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_{\mathrm{CPICH}}}{\sqrt{2}}c+n_{k,f}$

在此，c是复数(1+i)，无线电信道由h_k，f给出，干扰由n_k，f来建模，并且被平方了的α_CPICH表示CPICH信号的发射码元能量。

在一个优选实施例中，在下面在CPICH的基础上估计有关干扰的统计，因为实际上没有足够的AICH数据抽样。在一个可选实施例中，干扰估计可以基于这样一个事实：接入时隙中的最后四个码元是零并且因此y_k，f ^(CPICH)，k＝16，17，18，19等于干扰。用这种方式，基于信号干扰比可以导出检测门限值(τ，τ_FAR)，在此，根据应该为零的接收信号(y)的码元来估计干扰。

对于码元k和分支f，已加权信道估计(基于CPICH)被表示为w_k，f。已加权信道估计(w_k，f)可以根据用它的干扰加权了的每个分支(f)的信道估计来导出(详细的情形例如参见J.Proakis，数字通信，McGraw-HillInt.版本，第三版，1995(在此引入作为参考))，即已加权信道估计(w_k，f)可以由如下给出(假设无线电信道h_k，f在K个CPICH码元上是恒定的)：

$w_{k,f}=w_f^{\left(j\right)}=\frac{{\stackrel{\&OverBar;}{h}}_f^{\left(j\right)}}{N_f^{\left(j\right)}}\&ap;\frac{{\mathrm{\&alpha;}}_{\mathrm{CPICH}}{h}_{k,f}}{\sqrt{2}{\mathrm{\&sigma;}}_f^2};k=1+(j-1)K,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,\mathrm{jK};j=1,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,J$

在此， h_f ^(j)是群j上的一个无线电信道估计，而N_f ^(j)是分支f和群j的干扰估计，σ_f ²是干扰变化量。

正如所提及的，已加权信道估计(w)优选地在处理单元/DSP(103)中被导出并被提供给组合器(101)。

对于乘以已加权信道估计复共扼的y_k，f ^(CPICH)，在分支f上在组合器(101)中实行求和，即

它是发送AICH码元(组)的估计并且是组合器(101)的输出信号(113)。已发送AICH码元(组)的估计在图1和2的环境中将对应于信号(y)。直到现在，所述过程和对于根据第三代合伙计划(3GPP)规范的一个专用信道所完成的内容相同。

如果每个群中的码元数目很小，则有益的是在用它的倒数换算信道估计之前，即在导出已加权的信道估计(w_k，f)之前，在一个相对小的群数目上平均N_f ^(j)。这降低了干扰估计的不确定性，从而允许一个更好的检测。

累加器(102)经由连接(113)从组合器中接收码元(组) 并且经由连接(114)从处理单元/DSP(103)中接收使用的模式

在此，

是期望的签名模式

中的第K个码元。使用的特定模式

如3GPP规范中规定的那样被随机获取。

累加器电路(102)中的第一累加器(对应于图2a和2b中的常规电路/功能201a和201b)把第一个群中的组合器码元与图2a和2b中的相应签名模式码元

(分别对应于图2a和2b中的 和

)相乘并且把作为结果的乘积相加，给出第一总和(图2a和2b中分别的∑₁和∑_j)。然后，第二群中剩余的6个码元(对于AICH检测的这个特定示例)与相应的签名模式码元(分别对应于图2a和2b的 和 )相乘，作为结果的乘积在第二或同一累加器(分别对应于图2a中的电路/功能201b或者图2b中的电路/功能(201))被总计，给出一个第二总和(图2a和2b中分别的∑₂和∑_j)。

用这种方式，去旋转码元与

相乘(对于这个特定的示例，如果索引k＞16，让 $b_{\hat{s},k}=0$ )，并且结果在K个码元的群中相加在一起，即

$A_j={\mathrm{\&Sigma;}}_j=\mathrm{Re}\underset{k=1+(j-1)K}{\overset{\mathrm{jK}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{b}_{\hat{s},k}^{*}\underset{f=1}{\overset{F}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_{k,f}^{\left(\mathrm{AICH}\right)}{w}_{k,f}^{*}$

若干加权因子

j＝1，...J(对应于图2a所示实施例的1/x₁和1/x₂，在此J＝2；或者，对应于图2b所示实施例的1/x_j，在此j∈(1，...，J；J≥1))经由连接(114)从处理单元/DSP(103)中被累加器(102)接收并且来自第一累加器中的结果，即，第一总和，与第一加权因子

的倒数相乘同时来自第二或同一累加器中的结果，即，第二总和，与第二加权因子 的倒数相乘。优选地，加权因子从为CPICH计算出的信号干扰比(SIR)中导出。

${\hat{C}}_j=\frac{1}{x_j}=\mathrm{Re}\underset{f=1}{\overset{F}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left(w_{k,j}\right)}^{*}{\stackrel{\&OverBar;}{h}}_f^{\left(j\right)}$

在加权因子已经应用到总和上之后，J个作为结果的加权和相加，给出第一结果，即，

在一个优选实施例中，第一结果由如下给出：

在此，C是针对使除法

更易处理的一个变量。作为一个示例， $C=\max \{{\hat{C}}_1,\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;,{\hat{C}}_J\},$ 因为这降低了在电源有限的装备、设备等等中特别重要的计算复杂性。

有效地，累加值A_j与相应的CPICH信号干扰比(SIR)(由

近似)成比例，以便消除否则将破坏模式

正交性的衰落影响。

基于所述第一结果确定是否检测到一个信号。

优选地，第一结果与处理单元/DSP(103)提供的一个门限值τ_FAR进行比较并且根据比较做出捕获指示符

的判断。在一个实施例中，这个判断根据用于CPICH的SIR完成并且被提供给处理单元/DSP(103)用于进一步使用。

用这种方式，捕获指示符 由如下给出：

正如早先提及的，在累加器电路(102)中使用两个或更多群的原因是因为一个变化的信号强度和/或衰落破坏了签名模式 的正交性，那可能会引起错误的检测。两个或更多群以及因此两个或更多加权系数(x)的使用允许否则会被破坏的正交性的校正并因此消除了错误的和/或不可靠的检测。

用这种方式，提供一种AICH检测可用的完整方法和设备。另外，一种检测方法和检测设备被提供，即使当物理检测器以相对大的速度移动时它也能够实现捕获信号或另一类似类型信号的健壮检测，因为即使当衰落在签名模式的持续时间内使信号强度变化时，仍然保持了模式中的正交性。

在一个优选实施例中，根据用于码元群j的CPICH的SIR的倒数来生成门限值τ_FAR，即：

${\mathrm{ISR}}_j^{\left(\mathrm{CPICH}\right)}=\frac{1}{\underset{f=1}{\overset{F}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{|h_f^{\left(j\right)}{|}^2}{N_f^{\left(j\right)}}}$

在此，N_f ^(j)估计码元块j的干扰和多径延迟f。

另外，已过滤的值被导出：

${\mathrm{ISR}}_{\mathrm{filt},j}^{\left(\mathrm{CPICH}\right)}=(1-{\mathrm{\&lambda;}}_{\mathrm{ISR}}){\mathrm{ISR}}_{\mathrm{filt},j-1}^{\left(\mathrm{CPICH}\right)}+{\mathrm{\&lambda;}}_{\mathrm{ISR}}{\mathrm{ISR}}_j^{\left(\mathrm{CPICH}\right)}$

在此，λ_ISR是一个预定义参数，例如被设置为1/16。

假定 ${\mathrm{\&sigma;}}_{\mathrm{\&epsiv;}}=\sqrt{{8\mathrm{ISR}}_{\mathrm{filt},J}^{\left(\mathrm{CPICH}\right)}},$ 在这里，ISR_filt，J ^(CPICH)表示接入时隙中的最后一个已过滤值，并且

τ_FAR＝Cl_FARσ_ε

在此，l_FAR是一个预确定错误检测率因子，然后，捕获指示符由上面提及的表达式给出。

在这里，σ_ε估计由上述第一结果给出的信号的干扰的标准偏差。假定干扰能够被建模为高斯噪声，可以依靠错误检测(FAR)概率的一个特定值来选择l_FAR，例如对于FAR＝0.1，l_FAR＝1.6；对于FAR＝0.03，l_FAR＝2.2；或者对于FAR＝0.01，l_FAR＝2.6。实际上，典型地将总是需要某些微调，因为噪声不是完美高斯型的。

图4说明了根据本发明的方法实施例的示意流程图。该方法开始并且初始化于步骤(400)。在步骤(401)，确定使用哪个模式

如3GPP规范中规定的，使用的特定模式 被随机获取。

在步骤(402)，来自信号(y)的一个给定群(y^(j))中的码元和来自模式

的一个给定群 中的码元如早先所述相乘。

在步骤(403)，作为结果的码元乘积(y^(j)

)相加在一起导致一个和(∑_j)。

在步骤(404)，给定群的一个给定加权因子(x_j)被一个乘法电路/功能(202)应用到总和(∑_j)上给出一个加权和(x_j∑_j)。加权因子可以被预先确定或者如在别处所述的那样导出。

如结合图2a所述的或接着如图2b所述的那样，步骤(402，403和404)例如可以在不同群上并行执行。

在每个群已被处理并且为了每个群已经导出一个相应的加权和(x_j∑_j)之后，加权和(如果大于1)在步骤(405)相加给出一个第一结果。如果只有一个单个加权和生成，则第一结果就是那个总和。可替代地，可以逐渐地生成加权和的总和，例如初始化一个变量为第一生成的加权和，然后在它们生成时把这个变量加到生成的下一加权和。

在步骤(406)，第一结果被用来确定是否检测到一个给定信号。在一个实施例中，在第一结果和一个门限值(τ，τ_FAR)之间进行一个简单的比较以便确定是否检测到一个特定信号，如在别处所述。

图5说明了根据3GPP TS 25.211 V4.3.0(2201-12)的若干AICH签名模式。在这张图中，为根据3GPP规范的若干签名(

s∈0，...，15)列出了若干特定的值(b_s，n；n∈0，...，31)，在此 $b_{\hat{s},k}=b_{s,2k}+{\mathrm{ib}}_{s,2k+1}.$

应该强调：当使用于这个说明书中时，术语″包括/正包括″用来规定所述特征、整体、步骤或部件的存在但是不阻碍一个或多个其它特征、整体、步骤、组件或它们小组的存在或附加。

虽然本发明的优选实施例已经被描述和示出，但是本发明并不限制于此，而是还可以以其它方式在下列权利要求中定义的主题范围之内被具体化。

Claims (21)

1.一种使用一个模式()来检测接收信号(y)中的第一信号的方法，所述接收信号(y)包括至少一个信号群(y⁽¹⁾，...，y^(J))，每个信号群包括若干(K)信号码元，所述模式()包括至少一个模式群(⁽¹⁾，...，^(J))，每个模式群包括至少若干(K)模式码元，其中所述方法包括如下步骤：

对于每个信号群(y⁽¹⁾，...，y^(J))，使每个信号码元与一个模式群(⁽¹⁾，...，^(J))的一个相应模式码元相乘并导出相乘乘积之和(∑₁x，...，∑_J；A_j)，

把一个或多个加权因子(x₁，...，x_J；

)中的一个加权因子(x₁，...，x_J； )应用到每个总和(∑₁，...，∑_J；A_j)上给出一个加权和(x₁∑₁，...，x_J∑_J； )，在此选择所述一个或多个加权因子(x₁，...，x_J；

)以便保持所述至少一个模式群的所述模式码元的正交关系，和

基于所述一个或多个加权和(x₁∑₁，...，x_J∑_J； )来确定是否检测到一个信号。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：确定是否检测到一个信号的所述步骤包括：

相加所述一个或多个加权和(x₁∑₁，...，x_J∑_J；

)，给出一个第一结果(x₁∑₁+...+x_J∑_J； ${\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^J{A}_j/{\hat{C}}_j;$ ${\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^{J}C{A}_j/{\hat{C}}_j$ )，和

比较所述第一结果与一个检测门限值(τ，τ_FARx)以便确定是否检测到所述信号。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于：基于一个公共导频信道(CPICH)的信号干扰比来导出所述检测门限值(τ，τ_FAR)。

4.根据权利要求2的方法，其特征在于：基于一个信号干扰比来导出所述检测门限值(τ，τ_FAR)，在此，根据应该为零的接收信号(y)的码元来估计所述干扰。

5.根据权利要求2-4的方法，其特征在于：基于一个错误检测率因子(I_FAR)和接收信号(y)的干扰的标准偏差(σ_ε)来导出所述检测门限值(τ_FAR)。

6.根据权利要求1-5的方法，其特征在于：根据为一个公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比(SIR)来导出所述一个或多个加权因子(x₁，...，x_J；

)。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于：为公共导频信道(CPICH)计算出的所述信号干扰比(SIR)取决于给定分支(f)和给定群(j)的干扰(N_f ^(j))的估计，在此，所述方法还包括下列步骤：

在根据为公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比(SIR)导出所述一个或多个加权因子(x₁，...，x_J； )之前在预确定数目群上平均干扰(N_f ^(j))的估计。

8.根据权利要求1-7的方法，其特征在于：所述第一信号是一个捕获指示符信道(AICH)信号或者一个碰撞检测/信道分配指示符信道(CD/CA-ICH)。

9.根据权利要求1-8的方法，其特征在于：所述接收信号(y)是根据一个或多个已加权信道估计(w_k，f)和来自瑞克中的解扩码元(y_k，f ^(AICH))而导出的一个估计信号 $\left({\mathrm{\&Sigma;}}_{f=1}^F{y}_{k,f}^{\left(\mathrm{AICH}\right)}{w}_{k,f}^{*}\right),$ 其中，一个或多个已加权信道估计(w_k，f)基于一个公共导频信道(CPICH)。

10.根据权利要求1-9的方法，其特征在于：所述接收信号(y)包括二或三个信号群并且模式()包括至少二或三个模式群。

11.一种使用一个模式()来检测接收信号(y)中的第一信号的设备，所述接收信号(y)包括至少一个信号群(y⁽¹⁾，...，y^(J))，每个信号群包括若干(K)信号码元，所述模式()包括至少一个模式群(⁽¹⁾，...，^(J))，每个模式群包括至少若干(K)模式码元，其中所述设备包括：

适合对于每个信号群(y⁽¹⁾，...，y^(J))，使每个信号码元与一个模式群(⁽¹⁾，...，^(J))的一个相应模式码元相乘并导出相乘乘积之和(∑₁，...，∑_J；A_j)的装置(201，201a，201b)，

用于把一个或多个加权因子(x₁，...，x_J；

)中的一个加权因子(x₁，...，x_J；

)应用到每个总和(∑₁，...，∑_J；A_j)上而给出一个加权和(x₁∑₁，...，x_J∑_J；

)的装置(202，202a，202b)，在此选择所述一个或多个加权因子(x₁，...，x_J；

)以便保持所述至少一个模式群的所述模式码元的正交关系，和

用于基于所述一个或多个加权和(x₁∑₁，...，x_J∑_J；

)来确定是否检测到一个信号的装置(102；103)。

12.根据权利要求11的设备，其特征在于：用于确定是否检测到一个信号的所述装置(102；103)还包括：

用于相加所述一个或多个加权和(x₁∑₁，...，x_J∑_J； )而给出一个第一结果(x₁∑₁+...+x_J∑_J； ${\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^J{A}_j/{\hat{C}}_j;$ ${\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^{J}C{A}_j/{\hat{C}}_j$ )的一个求和电路(203)，和

用于比较所述第一结果与一个检测门限值(τ，τ_FAR)以便确定是否检测到所述信号的检测装置(204)。

13.根据权利要求12的设备，其特征在于：所述设备还包括处理装置(103)，用于基于公共导频信道(CPICH)的信号干扰比来导出所述检测门限值(τ，τ_FAR)。

14.根据权利要求12的设备，其特征在于：所述设备还包括处理装置(103)，用于根据一个信号干扰比来导出所述检测门限值(τ，τ_FAR)并且用于根据应该为零的接收信号(y)的码元来估计干扰。

15.根据权利要求12-14的设备，其特征在于：所述设备还包括处理装置(103)，用于基于一个错误检测率因子(I_FAR)和接收信号(y)的干扰的标准偏差(σ_ε)来导出所述检测门限值(τ_FAR)。

16.根据权利要求11-15的设备，其特征在于：所述设备还包括处理装置(103)，用于根据为公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比(SIR)来导出一个或多个加权因子(x₁，...，x_J； )。

17.根据权利要求16的设备，其特征在于：为公共导频信道(CPICH)计算出的所述信号干扰比(SIR)取决于给定分支(f)和给定群(j)的干扰(N_f ^(j))的估计，在此，所述处理装置(103)还适合于：

在根据为公共导频信道(CPICH)计算出的信号干扰比(SIR)导出所述一个或多个加权因子(x₁，...，x_J； )之前在预确定数目群上平均干扰(N_f ^(j))的估计。

18.根据权利要求11-17的设备，其特征在于：所述第一信号是一个捕获指示符信道(AICH)信号或者一个碰撞检测/信道分配指示符信道(CD/CA-ICH)。

19.根据权利要求11-18的设备，其特征在于：所述设备还包括一个组合器电路(101)，用于导出所述接收信号(y)为根据一个或多个已加权信道估计(w_k，f)和来自瑞克中的解扩码元(y_k，f ^(AICH))而导出的一个估计信号 $\left({\mathrm{\&Sigma;}}_{f=1}^F{y}_{k,f}^{\left(\mathrm{AICH}\right)}{w}_{k,f}^{*}\right),$ 其中，一个或多个已加权信道估计(w_k，f)基于一个公共导频信道(CPICH)。

20.根据权利要求11-19的设备，其特征在于：所述接收信号(y)包括二或三个信号群并且模式()包括至少二或三个模式群。

21.一种具有在那上面储存指令的计算机可读介质，所述指令用于使一个或多个处理单元执行根据权利要求1-10任何一个的方法。

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