CN1983915A - 一种信号检测的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号检测的方法，包括：反馈信号并行经过各个反馈信号相关器；根据各个反馈信号相关器的输出通过网格图获得反馈信号组合，所述的网格图为所有的反馈信号组合。本发明还公开了一种信号检测的装置。根据本发明，通过已知反馈信号形成规则形成的网格图，然后根据网格图和反馈信号相关器的输出获得反馈信号的组合，由于所述的网格图为所有反馈信号的组合，没有包含不可能的反馈信号，这样，在获得反馈信号组合时，便减少了检测反馈时占用存储量，提高了检测反馈信号的效率，易于用硬件实现。

Description

一种信号检测的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种通信技术，尤其涉及一种信号检测的方法和装置。

背景技术

在WCDMA(宽带码分多址接入)系统中，采用HARQ(混合自动重传请求)技术可以有效地提高分组数据的吞吐量，即，对于发送方发送的数据，接收方将根据接收情况，分别向发送方反馈ACK(确认应答)、NACK(不确认应答)或DTX(无应答)信号。其中，ACK表示数据接收正确；NACK表示数据接收错误；DTX表示没有接收到数据。发送方通过检测接收方的反馈信号，然后确定是否重传。

发送方为了将ACK、NACK和DTX信号区分开来，接收方需要较大的发射功率以发射反馈信号。

为了使发送方能够区分ACK、NACK和DTX言号，且降低接收方发射反馈信号的发射功率，目前有一种改进方法，即在反馈ACK或NACK时，重复发送ACK或NACK，并在重复发送ACK或NACK之前附加1个或2个前缀(PRE)，在重复发送ACK或NACK之后附加1个或2个后缀(POST)。如果在同一个位置上有多个信号(ACK、NACK、PRE、POST或DTX)可能被发送，将按以下的优先级从各信号中选择一个发送：ACK＝NACK＞PRE＞POST＞DTX。在反馈信号中发送PRE和POST的个数与ACK/NACK的重复次数N_acknack_transmit有关。当N_acknack_transmit＝1时，如果接收方在子帧N上发送了一个ACK/NACK信号，那么其将在子帧N-1上待发送一个PRE，在子帧N+1上待发送1个POST。当N_acknack_transmit＞1时，如果接收方在子帧N至子帧N+N_acknack_transmit-1上重复发送了一个ACK/NACK信号，那么将分别在子帧N-2和子帧N-1上分别待发送一个PRE，在于帧N+2*N_acknack_transmit-2和N+2*N_acknack_transmit-1上分别待发送1个POST。

在现有技术中，发送方为了提高检测反馈信号的精度，通常将信号的PRE部分和ACK/NACK部分做为一个整体进行检测。具体方法是先将PRE部分和ACK/NACK部分的所有可能的信号组合列出，再对所有的组合做匹配相关判决。这样，当N_acknack_transmit＞1时，在子帧N-2至子帧N+N_acknack_transmit-1上，所有可能的信号组合多达上百种。如果将这上百种组合全部列出再进行判决的话，会有很大的计算量，且硬件实现的复杂度很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种信号检测的方法和装置，可降低检测信号的复杂度，易于硬件实现。

本发明公开了一种信号检测的方法，包括：

A、反馈信号并行经过各个反馈信号相关器；

B、根据各个反馈信号相关器的输出通过网格图获得反馈信号组合，所述的网格图为所有的反馈信号组合。

所述的反馈信号相关器包括：确认应答相关器、不确认应答相关器、前缀相关器和后缀相关器。

在所述的网格图中，行为反馈信号的种类，列为不同时刻，当相邻两列的反馈信号之间具有可能的组合时，则在所述的两列的反馈信号之间具有连线。

所述的步骤B具体包括：

B1、根据反馈信号相关器的输出获得反馈信号的概率度量值；

B2、根据反馈信号的概率度量值通过网格图获得反馈信号组合。

所述的步骤B2具体包括：

B21、将反馈信号的概率度量值赋给网格图中对应的网格节点；

B22、对网格图采用维特比译码算法获得最小概率度量路径；

B23、将最小概率度量路径对应的各个节点串连成反馈信号的组合。

所述的步骤B具体包括：

B3、根据反馈信号相关器的输出获得反馈信号的概率；

B4、根据反馈信号的概率通过网格图获得反馈信号组合。

所述的步骤B4具体包括：

B41、将反馈信号的概率赋给网格图中对应的网格节点；

B42、对网格图采用维特比译码算法获得最大概率路径；

B43、将最大概率路径对应的各个节点串连成反馈信号的组合。

所述的方法还包括：根据反馈信号形成规则形成网格图，所述的反馈信号形成规则包括反馈信号重复次数规则、反馈信号前缀和后缀的个数和位置规则和反馈信号优先级规则。

所述的方法还包括：在形成网格图时分裂反馈信号节点。

本发明还公开了一种信号检测的装置，包括：

反馈信号相关器，其包括：确认应答相关器、不确认应答相关器、前缀相关器和后缀相关器，反馈信号并行经过所述的各个反馈信号相关器；

处理单元，用于接收各个反馈信号相关器的输出，并根据反馈信号相关器的输出通过网格图获得反馈信号组合。

所述的装置还包括：网格图形成单元，用于根据反馈信号形成规则形成网格图。

根据本发明，通过已知反馈信号形成规则形成的网格图，然后根据网格图和反馈信号相关器的输出获得反馈信号的组合，由于所述的网格图为所有反馈信号的组合，没有包含不可能的反馈信号，这样，在获得反馈信号组合时，便减少了检测反馈时占用存储量，提高了检测反馈信号的效率，易于用硬件实现。

附图说明

图1示出了根据本发明的重复次数为4网格图。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

对于发送方发送的数据，接收方将根据是否正确接收，分别向发送方反馈ACK或NACK信号；如果没有接收到数据，则向发送方反馈DTX信号(相当于什么都不发送)。如果在同一个位置上有多个信号(ACK、NACK、PRE、POST或DTX)可能被发送，将按以下的优先级从各信号中选择一个发送：ACK＝NACK＞PRE＞POST＞DTX，即ACK与NACK优先级相同，ACK和NACK的优先级大于前缀的优先级，前缀的优先级大于无应答的优先级。在反馈信号中发送PRE和POST的个数与ACK/NACK的重复次数N_acknack_transmit有关。当N_acknack_transmit＝1时，如果接收方在子帧N上发送了一个ACK/NACK信号，那么其将在子帧N-1上待发送一个PRE，在子帧N+1上待发送1个POST。当N_acknack_transmit＞1时，如果接收方在子帧N至子帧N+N_acknack_transmit-1上重复发送了一个ACK/NACK信号，那么将分别在子帧N-2和子帧N-1上分别待发送一个PRE，在子帧N+2*N_acknack_transmit-2和N+2*N_acknack_transmit-1上分别待发送1个POST。另外，假设发送一帧数据和接收一帧数据的时间相等，发送方只能在间隔大于等于重复次数帧的时间帧里发送下一帧数据。

假设根据上述的反馈信号的形成规则，在第n个时刻发送方发送了一帧数据，以反馈信号的重复次数为4为例来描述本发明。

在描述本发明之前，首先描述本发明的网格图的形成过程。由于重复次数为4，有两个前缀，即网格图有6列；由于有5个反馈信号，所以网格图至少有5行，根据本发明，分裂DTX，即将一行DTX分为2行DTX，这样可以避免产生不必要的连接。如图1所示，行表示反馈信号，即每一行表示一种反馈信号。列表示出现反馈信号的次序。相邻两列之间的连线表示可能出现的两个相邻的反馈信号。连线上的T_i表示在i时刻发送了一帧数据。

当反馈信号的重复次数为4，发送方在第n个时刻发送了一帧数据时，则发送方将接收T_n-2时刻至T_n+3时刻的反馈信号，在T_n-2时刻和T_n-1时刻接收的反馈信号可能是前缀或是因T_n-9时刻至T_n-4时刻发送数据所引起的反馈信号。发送方在T_n-2时刻至T_n+3时刻接收的反馈信号情况详见图1。下面以T_n-2时刻为例描述本发明的网格图的形成过程，假设在T_n-4时刻发送了一帧数据，那么在T_n-2时刻仅可能出现ACK、NACK、DTX或PRE反馈信号；若在T_n-2时刻出现ACK反馈信号，则在T_n-1时刻只能出现ACK反馈信号，这时，需要在T_n-2时刻的ACK与T_n-1时刻的ACK之间连上一条连线，且连线上标有T_n-4；若在T_n-2时刻出现NACK反馈信号，则在T_n-1时刻只能出现NACK反馈信号，这时，需要在T_n-2时刻的NACK与T_n-1时刻的NACK之间连上一条连线，且连线上标有T_n-4；若在T_n-2时刻出现DTX反馈信号，则在T_n-1时刻只能出现DTX反馈信号，这时，需要在T_n-2时刻的DTX与T_n-1时刻的DTX之间连上一条连线；若在T_n-2时刻出现PRE反馈信号，则在T_n-1时刻只能出现PRE反馈信号，这时，需要在T_n-2时刻的PRE与T_n-1时刻的PRE之间连上一条连线。假设在T_n-5时刻发送了一帧数据，那么在T_n-2时刻仅可能出现ACK、NACK、DTX或PRE反馈信号；若在T_n-2时刻出现ACK反馈信号，则在T_n-1时刻只能出现DTX反馈信号，这时，需要在T_n-2时刻的ACK与T_n-1时刻的DTX之间连上一条连线，且连线上标有T_n-5；若在T_n-2时刻出现NACK反馈信号，则在T_n-1时刻只能出现PRE反馈信号，这时，需要在T_n-2时刻的NACK与T_n-1时刻的PRE之间连上一条连线，且连线上标有T_n-5；若在T_n-2时刻出现DTX反馈信号，则在T_n-1时刻只能出现DTX反馈信号，这时，需要在T_n-2时刻的DTX与T_n-1时刻的DTX之间连上一条连线，且连线上标有T_n-5；若在T_n-2时刻出现PRE反馈信号，则在T_n-1时刻只能出现PRE反馈信号，这时，需要在T_n-2时刻的PRE与T_n-1时刻的PRE之间连上一条连线。依此类推，可产生如图1所示的网格图。

这样，通过上述方法形成的网格图为所有反馈信号的组合，没有包含不可能的反馈信号，因此，在利用网格图获得反馈信号组合时，便减少了检测反馈时占用存储量，提高了检测反馈信号的效率。

本发明提供了一种检测反馈信号的方法，在发送方采用4个反馈信号相关器：ACK相关器、NACK相关器、PRE相关器和POST相关器。当发送方接收到接收方的反馈信号时，反馈信号同时进入上述四个相关器。根据反馈信号相关器的输出获得反馈信号的概率度量值。接着将反馈信号的概率度量值放在网格图的对应的节点上，然后根据网格图获得反馈信号组合。

现假设反馈信号经过ACK相关器、NACK相关器、PRE相关器和POST相关器后的输出分别为r₁、r₂、r₃和r₄。当反馈信号ACK经过ACK相关器后，ACK相关器的输出信号为ACK的条件概率密度函数为：

$p\left(r_1\right|\mathrm{ACK})={\frac{1}{\sqrt{\mathrm{\π}{N}_0}}e}^{\frac{{-(r_1-\mathrm{\μ})}^2}{N_0}}---\left(1\right)$

当反馈信号ACK经过NACK相关器、PRE相关器和POST相关器后，NACK相关器、PRE相关器和POST相关器的输出信号为ACK的条件概率密度函数为可忽略。

当反馈信号NACK经过NACK相关器后，NACK相关器的输出信号为NACK的条件概率密度函数为：

$p\left(r_2\right|\mathrm{NACK})={\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\πN}}_0}}e}^{\frac{{-(r_2-\mathrm{\μ})}^2}{N_0}}---\left(2\right)$

当反馈信号NACK经过ACK相关器、PRE相关器和POST相关器后，ACK相关器、PRE相关器和POST相关器的输出信号为ACK的条件概率密度函数为可忽略。

当反馈信号DTX经过ACK相关器后，ACK相关器的输出信号为DTX的条件概率密度函数为：

$p\left(r_1\right|\mathrm{DTX})={\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\πN}}_0}}e}^{\frac{{-\left(r_1\right)}^2}{N_0}}---\left(3\right)$

当反馈信号DTX经过NACK相关器、PRE相关器和POST相关器后，NACK相关器、PRE相关器和POST相关器的输出信号为DTX的条件概率密度函数为可忽略。

当反馈信号PRE经过PRE相关器后，PRE相关器的输出信号为PRE的条件概率密度函数为：

$p\left(r_3\right|\mathrm{PRE})={\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\πN}}_0}}e}^{\frac{{-(r_3-\mathrm{\μ})}^2}{N_0}}---\left(4\right)$

当反馈信号PRE经过NACK相关器、ACK相关器和POST相关器后，NACK相关器、ACK相关器和POST相关器的输出信号为PRE的条件概率密度函数为可忽略。

当反馈信号POST经过POST相关器后，POST相关器的输出信号为POST的条件概率密度函数为：

$p\left(r_4\right|\mathrm{POST})={\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\πN}}_0}}e}^{\frac{{-(r_4-\mathrm{\μ})}^2}{N_0}}---\left(5\right)$

当反馈信号POST经过NACK相关器、ACK相关器和PRE相关器后，NACK相关器、ACK相关器和PRE相关器的输出信号为POST的条件概率密度函数为可忽略。

在上述五个式中，μ为解扩解码后的信号能量。当反馈信号未知时，由上式(1)-(5)可知，可以根据ACK相关器、NACK相关器、PRE相关器和POST相关器的输出r₁、r₂、r₃和r₄来求出反馈信号是ACK、NACK、DTX、PRE、POST的概率为P(ACK)、P(NACK)、P(DTX)、P(PRE)、P(POST)。然后将P(ACK)、P(NACK)、P(DTX)、P(PRE)、P(POST)赋给网格图的对应的列的ACK、NACK、DTX、PRE、POST位置上，这样，当反馈信号接收完毕时，网格图上各个节点的赋值已完成，下面可根据赋值的网格图求出反馈信号的组合。

下面描述根据赋值的网格图求出反馈信号的组合的过程。将网格图中从T_n-2时刻到T_n+3时刻的每一路径上的各节点的概率值相加，得到各个通路的概率和，最大的概率和对应的通路上各个节点即为所求的反馈信号的组合；本发明采用维特比译码算法获得最大概率和的路径。为了计算方便，可直接利用概率度量(r₁-μ)²、(r₂-μ)²、r₁ ²、(r₃-μ)²、(r₄-μ)²来代替其对应的P(ACK)、P(NACK)、P(DTX)、P(PRE)、P(POST)。根据概率度量与概率的关系，对网格图中从T_n-2时刻到T_n+3时刻的每一通路上的各节点的概率度量相加，得到各个通路的概率度量和，其中，最小的概率度量和对应的路径上各个节点即为所求的反馈信号的组合。本发明采用维特比译码算法获得最小概率度量和的路径。

本发明还公开了一种信号检测的装置，包括：反馈信号相关器，其包括：确认应答相关器、不确认应答相关器、前缀相关器和后缀相关器，反馈信号并行经过各个反馈信号相关器；处理单元，用于接收各个反馈信号相关器的输出，并根据反馈信号相关器的输出通过网格图获得反馈信号组合。所述的装置还包括：网格图形成单元，用于根据反馈信号形成规则形成网格图。

应该注意到，所述的反馈信号形成规则包括反馈信号重复次数规则(在发送反馈信号时，重复发送反馈信号的次数)、反馈信号前缀和后缀的个数和位置规则(在反馈信号的前面所加的前缀的个数，在反馈信号的后面所加的后缀的个数，以及在什么位置上加前缀和后缀)和反馈信号优先级规则(当在同一位置上有多个反馈信号待发送时，选择发送反馈信号的次序)。

根据本发明，通过已知反馈信号形成规则形成的网格图，然后根据网格图和反馈信号相关器的输出获得反馈信号的组合，由于所述的网格图为所有反馈信号的组合，没有包含不可能的反馈信号，这样，在获得反馈信号组合时，便减少了检测反馈时占用存储量，提高了检测反馈信号的效率，易于用硬件实现。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。

Claims (11)

1、一种信号检测的方法，其特征在于，包括：

A、反馈信号并行经过各个反馈信号相关器；

B、根据各个反馈信号相关器的输出通过网格图获得反馈信号组合，所述的网格图为所有的反馈信号组合。

2、根据权利要求1所述的信号检测的方法，其特征在于，所述的反馈信号相关器包括：确认应答相关器、不确认应答相关器、前缀相关器和后缀相关器。

3、根据权利要求1所述的信号检测的方法，其特征在于，在所述的网格图中，行为反馈信号的种类，列为不同时刻，当相邻两列的反馈信号之间具有可能的组合时，则在所述的两列的反馈信号之间具有连线。

4、根据权利要求1所述的信号检测的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

B1、根据反馈信号相关器的输出获得反馈信号的概率度量值；

B2、根据反馈信号的概率度量值通过网格图获得反馈信号组合。

5、根据权利要求4所述的信号检测的方法，其特征在于，所述的步骤B2具体包括：

B21、将反馈信号的概率度量值赋给网格图中对应的网格节点；

B22、对网格图采用维特比译码算法获得最小概率度量路径；

B23、将最小概率度量路径对应的各个节点串连成反馈信号的组合。

6、根据权利要求1所述的信号检测的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

B3、根据反馈信号相关器的输出获得反馈信号的概率；

B4、根据反馈信号的概率通过网格图获得反馈信号组合。

7、根据权利要求6所述的信号检测的方法，其特征在于，所述的步骤B4具体包括：

B41、将反馈信号的概率赋给网格图中对应的网格节点；

B42、对网格图采用维特比译码算法获得最大概率路径；

B43、将最大概率路径对应的各个节点串连成反馈信号的组合。

8、根据权利要求1至7其中之一所述的信号检测的方法，其特征在于，所述的方法还包括：根据反馈信号形成规则形成网格图，所述的反馈信号形成规则包括反馈信号重复次数规则、反馈信号前缀和后缀的个数和位置规则和反馈信号优先级规则。

9、根据权利要求8所述的信号检测的方法，其特征在于，所述的方法还包括：在形成网格图时分裂反馈信号节点。

10、一种信号检测的装置，其特征在于，包括：

反馈信号相关器，其包括：确认应答相关器、不确认应答相关器、前缀相关器和后缀相关器，反馈信号并行经过所述的各个反馈信号相关器；

处理单元，用于接收各个反馈信号相关器的输出，并根据反馈信号相关器的输出通过网格图获得反馈信号组合。

11、根据权利要求10所述的信号检测的装置，其特征在于，所述的装置还包括：网格图形成单元，用于根据反馈信号形成规则形成网格图。

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