CN1855796A - 选择n个加扰码块中的一个 - Google Patents

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Abstract

在接收整个数据块之前，确定加扰数据信道的选择的装置和方法。译码在多个加扰数据信道之一中接收的数据块的初始部分，然后再编码。基于译码/再编码的数据和相应接收数据的比较，计算一个与不匹配的数据码元的数量有关的值。基于超出指定阈值的计算值，选择多个数据信道中的最佳一个。

Description

选择n个加扰码块中的一个
技术领域
本发明涉及在接收整个数据块和循环冗余校验(CRC)可用之前解释数据。更具体地说，涉及在接收整个数据块和校验错误之前，从传输中的多个控制信道中检测和选择一个加扰(scramble)的控制信道。
背景技术
设计成与第三代合作伙伴项目(“3GPP”)UMTS标准的第5版的HSDPA扩展兼容的终端设备(手机)必须能接收达四个高速下行链路分组接入(HSDPA)控制信道(称为高速共享控制信道(HS-SCCH))并选择0或1个用于进一步处理。(3GPP标准可在www.3gpp.org获得)。选择所接收的HS-SCCH中的一个不直接，因为在必须进行选择时，不可获得嵌入的标识(“ID”)或循环冗余校验(“CRC”)。本发明提供用于进行这种选择的方法。
这是相对新的问题，因为它仅自3GPP标准的第5版以来才出现。
在标准化的过程中，必须多次提交给标准团体(即3GPP)会议。最著名地，在来自Motorola[1]和Lucent[2][3](下面引用的文献)的提交中，论述和比较不同度量的性能。在学术文献[4][5]中提供了另外的分析。所提出的方法包括Yamamoto-Itoh度量和直接来自Viterbi译码器的平方Euclidean距离度量。
该问题还与一些现有技术[6][7][8]的盲传输格式检测(BTFD)具有相似性。
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标准提交[1]-[5]的推荐作出结论，应当使用Yamamoto-Itoh或平方Euclidean距离度量来选择HS-SCCH用于进一步处理。
Yamamoto-Itoh度量涉及对Viterbi译码器的内部的实质改变。因此，必须修改一般Viterbi译码器设计并增加了复杂度。使用通过网格(trellis)的最大似然路径的平方Euclidean度量(当用于适当终止的码块的Viterbi译码结束时的最终零状态度量)被发现提供较差性能。
由于依赖数据块中的CRC分析而不能独立地区分正确和不正确译码的数据，限制了用于BTFD的大多数现有技术。HS-SCCH中的CRC早期不足以可用[6][7]。一些方法[6][8]还需要在这种情况下不可能获得的精确的信道知识。
还需要在完整接收数据块之前，更好地从包含多个HS-SCCH的传输中检测和选择一个HS-SCCH(或不选择)的方法和装置。
发明内容
根据本发明的原理，在接收整个数据块之前选择多个加扰的数据信道之一的装置包括译码模块，译码来自多个加扰数据信道之一的输入码元。再编码模块，再编码从译码模块输出的译码的码元。比较模块，比较接收码元的特征(aspect)与译码/再编码的码元的相应特征并累加这些特征。判决模块，基于比较模块的累加输出，选择多个加扰数据信道中的最佳一个。
根据本发明的另一方面，在接收整个数据块之前计算确定加扰数据信道的选择的度量的方法包括：解扰和译码在多个数据信道之一中接收的数据块的初始部分。再编码数据块的初始部分。通过基于译码/再编码数据和相应的接收和解扰数据的比较而累加不匹配数据样本的大小，来计算一个值。基于好于其他信道也可能超出指定阈值的计算的值，选择多个数据信道中的最佳一个。
附图说明
本发明的特征和优点从下述结合附图的详细描述，对本领域的技术人员来说将变得更显而易见，其中：
图1表示根据本发明的原理，在接收整个块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的电路的实施例的框图。
图2表示根据本发明的原理，在接收整个块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的示例性方法。
图3表示根据本发明的原理，用于HS-SCCH的第1部分的译码器的示例性帧误差率性能。
图4表示表明区分正确的HS-SCCH和属于另一用户的HS-SCCH的可靠性的建议的度量(称为“度量2”)的结果的平均情形。
图5表示通过测量基于度量的选择如何可靠地选择正确块，确认使用度量2的技术的可靠性。
图6表示用于度量2的概率密度函数，具有1dB信噪比(SNR)。
具体实施方式
本发明技术通过较低复杂度和不需要精确的信道参数或单独的CRC校验，允许与先前描述的方法类似或更好的性能。
设计成与3GPP UMTS标准的第5版中的HSDPA扩展兼容的终端设备(手机)必须能接收达4个HSDPA控制信道(称为HS-SCCH)并选择0或1个以便进一步处理。选择所接收的HS-SCCH之一不直接，因为在必须进行选择时，不可获得嵌入的ID或CRC。本发明提供用于进行这种选择的方法。
根据3GPP UMTS标准的第5版，用户设备(UE)必须能接收达4个HSDPA控制信道(称为HS-SCCH)。除非允许相当大的缓冲，UE必须能通过仅观察HS-SCCH传输的部分1来选择0或1个HS-SCCH信道用于进一步处理。选择所接收的HS-SCCH中的一个不直接，因为在必须进行选择时，不可获得嵌入的ID或CRC。(在稍后的时间可获得CRC以便校验HS-SCCH的正确接收，然而，在当前实例中，这不是相关信息，因为HS-SCCH包含配置接收机所需的信息，在传送CRC之前，接收机开始接收主HSDPA数据信道。因此，在CRC可用之前，必须选择正确的HS-SCCH。因此，CRC不能用作选择过程中的标准。)
在传输前加扰HS-SCCH，加扰屏蔽码(scrambling mask)由目标手机的ID号而定，并广播给小区内的多个手机。手机将以传输时间间隔(TTI)接收达4个加扰的HS-SCCH，然而，至多一个(以及可能0个)打算用于任何一个手机。手机解扰所接收的数据(根据其自己的ID)，然后译码(达4个)块。仅能正确地接收正确解扰的数据，然而，由于传输信道中的噪声，难以确定如果有的话，哪个块打算用于所述手机。
建议了一种新的度量并用来便于HS-SCCH选择过程。所述度量可靠地用于短块长度(对于3GPP HSDPA应用，块长度仅为8位)是很重要的。
根据本发明的原理，对于每个接收的HS_SCCH信道的部分1：
步骤1.1：解扰所接收的数据(根据自己的ID)
步骤1.2：译码所接收的数据
步骤1.3：再编码译码器的输出
步骤1.4：计算下述度量：
Figure A20051011354800101
其中，当sign(received_sample)＝sign(re-encoded_bit)时，yi＝0；否则，yi＝absolute_value(received_sample)。
步骤2：根据步骤1.4选择最佳HS-SCCH信道，即，具有最小度量的信道。
一旦选择了HS-SCCH，需要判决继续处理信道(对应于所述UE)，还是完全放弃传输(没有打算用于所述UE的HS-SCCH)。能将一个阈值应用于所述度量以帮助该判决。在指定实施例中，可以以经验为主地确定该阈值。
图1表示根据本发明的原理，在接收整个块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的电路的实施例的示例性框图。
特别地，如图1所示，接收和解扰输入信号的样本。将解扰的信号的每个码元输入到译码块102。
所公开的实施例中所示的译码块102表示去穿孔(depuncturing)的附加功能。穿孔(puncture)是允许使用标准的固定速率(例如速率1/3)编码器和译码器来编码和译码较高速率码的技术。穿孔块从编码位流中移除位从而增加码率。尽管通过去穿孔示出，本发明的原理同样适用于不要求和/或包括穿孔/去穿孔的实施例。
由相关设备(例如移动电话)以任何其他传统的方式利用从译码块102输出的译码位。然而，根据本发明的原理，还将译码块102的输出馈送到再编码块103。在所公开的实施例中的再编码块103包括与存在于译码块102中的去穿孔功能互补的穿孔功能。
将所接收的样本的延时版本输送到度量计算块104、106、110、108、112。块104、106用来确定从再编码块103输出的译码和再编码样本是否与输入到译码块102的初始码元具有相同的符号。块108、110、112用来计算度量的值，仅当再编码样本的符号与所接收的样本的符号不匹配时，才发生累加步骤112。
如果译码的数据信道(例如HS-SCCH的相关一个)用于特定移动设备，则所接收的样本很大程度上与译码和再编码的样本相同，由此两个样本的符号将相同。在这种情况下，累加器112将累加一个小值。如果解码数据信道不用于特定的移动设备，很可能更多输入样本将是不同符号，在累加器112中累加一个较大值。
在所公开的实施例中，度量计算逻辑块包括硬判决发生器104、XNOR门106、绝对值块108、乘法器110和累加器112，尽管在本发明的原理内可以实现其他特定的逻辑设备。
有能计算本发明的度量的许多其他方式。例如，通过在Viterbi译码的追溯阶段生成码字和度量累加。一旦已经选择了正确的HS-SCCH(如果有的话)，该另一计算手段消除了需要单独的再编码块，会导致更低等待时间，由于需要立即译码HS-SCCH的部分2的重要设计考虑。
图2表示根据本发明的原理，在接收整个块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的示例性方法。
特别地，如图2的步骤202所示，输入数据流的样本并且经设备的解扰码进行解扰。在所公开的实施例中，解扰包括根据设备ID来改变所选择的样本的符号。在所公开的实施例中，数据流是广播给多个移动设备的多个可用数据流之一。数据流可以是例如高速下行链路分组接入(HSDPA)控制信道。在指定的实施例中，HSDPA控制信道被称为高速共享控制信道(HS-SCCH)，以及有达四个(4)广播到移动设备。本发明的目的是，允许移动设备快速和精确地选择广播给它的控制信道中的仅一个(或不选择)。
在步骤204，经与特定移动设备有关的解密，译码输入的码元。如果使用穿孔技术，则在步骤204，另外去穿孔输入的码元。
在步骤206，经与相关移动设备有关的加密，再编码译码器的输出。如果使用穿孔技术，则在步骤206可以另外穿孔编码的码元。
在步骤208，比较译码和再编码的码元与初始解扰的接收数据。在所公开的实施例中，比较码元的符号。如果它们不同，则表示相关控制信道不是适当的信道。但由于噪声环境，单个码元比较不是决定性的。越多码元用于比较，从最终选择判决中消除越多环境约束。
在步骤210，如果比较码元的符号不同，则累加它们的大小。
在步骤212，判决有关哪个HS-SCCH将由相关移动设备接收。块212选择具有最小度量的HS-SCCH，但在所有度量超过或者超出指定阈值的情况下，不选择HS-SCCH以及对于当前时间周期，移动设备忽略所有控制信道。可以经验地确定所述阈值。
理论上，同时测试所有可用的控制信道，以便允许以最短可能时间选择控制信道。用这种方式，对于包括4个HS-SCCH的系统，例如，重复四次图1的电路，每个HS-SCCH控制信道一次。当然，接收的控制信道的一系列测试也在本发明的原理内。
性能结果
图3表示根据本发明的原理，对HS-SCCH的部分1的译码器的帧误差率性能。
特别地，如图3所示，当信噪比(SNR)条件改进时，不正确地解扰属于其他UE的数据(用’x’标记的点)和可能不适当地译码，而正确地译码感兴趣的数据(用圆圈标记的点)具有显著改进的帧误差率(FER)。
为了确定提供最可靠信息的度量，实现五(5)个不同的译码器度量。这六个译码器度量定义如下：
度量1：再编码的输出和接收的数据之间的符号差的计数值。
度量2：与再编码的数据具有不同符号的那些接收样本的大小总和。
度量3：与再编码的数据具有不同符号的那些接收样本的平方大小总和。
度量4：被乘以再编码的数据的符号的接收样本总和。
度量5：平方Euclidean距离度量(网格结束处的零状态度量的原始值)。
检查上述度量的每一个的性能以便确定在噪声环境下，正确的HS-SCCH和属于另一用户的HS-SCCH之间的可能区别有多可靠。
特别地，发明人发现在区别正确的HS-SCCH和属于另一用户的HS-SCCH方面，度量2将是最可靠的。
图5表示通过测量基于度量的选择如何可靠地选择正确的译码块，确认使用度量2的技术的可靠性。
特别地，如图5所示，通过测量基于度量的选择如何可靠地选择正确译码块，确认该度量的可靠性。
图6表示度量2的概率密度函数，具有1dB信噪比(SNR)。特别地，图6表示度量2区别正确的HS-SCCH(左曲线)和不正确的HS-SCCH(右曲线)的能力。
通过比较包括度量选择的影响的用于正确UE的帧误差率(FER)(用三角形标记的点)与假定理想选择的用于所需手机的FER(用圆圈标记的点)，在图3中，能看出对进行错误选择的整个系统性能的影响。观察到基于度量2的选择和理想选择之间存在几乎不可测量的差别。
此外，度量2提供估计何时无HS-SCCH用于当前UE的机制，尽管没有CRC可用。能使用一个阈值允许确定无接收的HS-SCCH被正确译码或用于当前UE，因此，不应当选择HS-SCCH的情形。
若度量低于预定阈值(例如，在模拟的信道条件下，可用阈值8(参见图6))，使用上述两个的组合，选择具有最小度量的HS-SCCH块。
本发明非常简单以实现小的数字电路，提供比现有技术系统更多的优点。本发明不需要有关信道的事先知识(例如不需要估计噪声变化)。而选择对应于具有高可靠性的最佳块的具有最小度量的块。使用度量阈值会帮助判定是否任一HS-SCCH用于所需UE。
本发明特别适合于任何3GPP第5版手机，以及可以内置在ASIC或固件中，例如手机的固件中。
尽管已经参考其示例性实施例描述了本发明，本领域的技术人员在不背离本发明的真实精神和范围的情况下，将能对本发明的所述实施例进行各种改进。

Claims (23)

1.用于在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，包括：
译码模块，译码来自所述多个加扰数据信道之一的输入码元；
再编码模块，再编码从所述译码模块输出的译码的码元；
比较模块，比较接收的码元的特征与所述译码/再编码的码元的相应特征，并计算一个值作为输出；以及
判决模块，基于所述比较模块的累加输出，选择所述多个加扰数据信道中的最佳一个。
2.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
所述译码模块基于对于指定移动设备唯一的密码进行译码。
3.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
所述特征是所述码元的符号。
4.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
所述值计算为：
当sign(received_sample)＝sign(re-encoded_bit)时，yi＝0；
否则，yi＝absolute_value(received_sample)。
5.如权利要求3所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，所述判决模块包括：
累加器，累加来自比较模块的输出。
6.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
所述译码器在没有受益于与所述数据块有关的任何循环冗余校验(CRC)数据的情况下，译码所述数据块的接收部分。
7.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
能使用不多于40个接收样本来进行选择。
8.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
所述多个加扰数据信道包括达四个控制信道。
9.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
所述数据块是高速下行链路分组接入(HSDPA)控制信道的一部分。
10.如权利要求9所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
所述HSDPA控制信道是高速共享控制信道(HS-SCCH)。
11.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
在完成接收所述数据信道中嵌入的ID之前进行所述选择。
12.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
在完成接收循环冗余校验(CRC)值之前进行所述选择。
13.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
在传输前加扰所述数据信道。
14.如权利要求13所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
所述加扰由与目标移动设备ID有关的唯一屏蔽码而定。
15.如权利要求1所述的在接收整个数据块之前，选择多个加扰数据信道之一的装置，其中，
所述数据信道被广播到多个移动设备。
16.一种在接收整个数据块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的方法，包括：
译码在多个数据信道之一中接收的数据块的初始部分；
再编码所述数据块的所述初始部分；
基于译码/再编码的数据与相应的接收数据的比较，计算一个与不匹配的数据码元的数量有关的值；以及
基于超出指定阈值的所述计算值的累加，选择所述多个数据信道中的最佳一个。
17.如权利要求16所述的在接收整个数据块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的方法，其中，
所述计算所述值是基于：
当sign(received_sample)＝sign(re-encoded_bit)时，yi＝0；
否则，yi＝absolute_value(received_sample)。
18.如权利要求17所述的在接收整个数据块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的方法，其中，
通过不选择所述多个数据信道中的任何一个，执行所述选择。
19.如权利要求17所述的在接收整个数据块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的方法，其中，
由编码器和译码器采用穿孔和去穿孔来改变码率。
20.在接收整个数据块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的装置，包括：
用于译码在多个数据信道之一中接收的数据块的初始部分的部件；
用于再编码所述数据块的所述初始部分的部件；
用于基于译码/再编码的数据与相应的接收数据的比较，计算一个与不匹配的数据码元的数量有关的值的部件；以及
用于基于超出指定阈值的所述计算值的累加，选择所述多个数据信道中的最佳一个的部件。
21.如权利要求20所述的在接收整个数据块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的装置，其中，
所述用于计算所述值的部件使所述值基于码元符号的比较和码元大小。
22.如权利要求20所述的在接收整个数据块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的装置，其中，
所述用于选择的部件通过不选择所述多个数据信道中的任何一个，执行所述选择。
23.如权利要求20所述的在接收整个数据块之前，计算确定加扰数据信道的选择的度量的装置，其中，
能使用不多于40个接收样本来进行选择。
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