CN101300769B - 用于增强型专用信道的专用控制信道检测 - Google Patents

用于增强型专用信道的专用控制信道检测 Download PDF

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Abstract

在一种检测信号的方法中，解码与物理信道相关联的控制信道以生成至少一个解码度量。然后基于解码度量可以检测在控制信道上的控制信道信号。

Description

用于增强型专用信道的专用控制信道检测
背景技术
蜂窝通信网络典型地包括由无线或有线连接耦组合通过不同类型的通信信道接入的多种通信节点。每个通信节点包括处理在通信信道上发送和接收的数据的协议栈。根据通信***的类型，各种通信节点的操作和结构可能不同，并经常称作不同的名字。例如这个通信***包括码分多址2000(CDMA2000)***和通用移动通信***(UMTS)。
第三代无线通信协议标准(如3GPP-UMTS，3GPP2-CDMA2000等)可以使用上行链路(如在移动台(MS)或用户设备(UE)，下文中称作用户，和基站(BS)或节点B之间的通信流)中的专用业务信道。专用信道可以包括数据部分(如依照UMTS Release 4/5协议的专用物理数据信道(DPDCH)，依照CDMA2000协议的基本信道或补充信道等)和控制部分(如依照UMTS Release4/5协议的专用物理控制信道(DPCCH)，依照CDMA2000协议的导频/功率控制子信道等)。
这些标准的较新版本，例如UMTS Release 6规定高数据率上行链路信道，称作增强型专用信道(E-DCH)。E-DCH可以包括增强型数据部分(如依照UMTS协议的E-DCH专用物理数据信道(E-DPDCH))和增强型控制部分(如依照UMTS协议的E-DCH专用物理控制信道(E-DPCCH))。
图1示出了依照UMTS协议运行的传统无线通信***100。参考图1，无线通信***100可以包括若干节点B，如节点B 120，122和124，每个节点B在它们各自的覆盖区域中服务于第一类型用户110和第二类型用户105的通信需求。第一类型用户110可以是较高数据率用户，如UMTS Release 6用户，在下文称作增强型用户。第二类型用户可以是较低数据率用户，如UMTS Release4/5用户，在下文可以称作传统用户。节点B连接到RNC，如RNC130和132，RNC连接到MSC/SGSN140。RNC处理某些呼叫和数据处理功能，如自治管理切换而不涉及MSC和SGSN。MSC/SGSN 140处理将呼叫和/或数据路由到网络中的其它部件(如RNC130/132和节点B 120/122/124)或到外部网络。图1进一步示出了这些部件之间的接口Uu，Iub，Iur和Iub。
图2中示出了上行链路方向上增强型专用信道(如E-DPCCH和E-DPDCH)帧结构的例子。例如每帧200可以具有10毫秒(ms)的长度，并可以划分成5个子帧，每个子帧包括3个时隙。每个时隙205可以具有例如2560码片的长度并可以具有例如2/3ms的持续时间。因此，每个子帧可以具有2ms的持续时间。
如上所述，E-DCH包括E-DPDCH 240和E-DPCCH 220，E-DPCCH 220和E-DPDCH 240的每个都可以是码分多路的。
E-DPCCH 220承载相关联的E-DPDCH 240的控制信息。这个控制信息包括三部分：重传序列号(RSN)，传输格式指示(TFI)和满意比特(happy bit)。RSN指示在E-DPDCH上传输的相关联的分组的传输指数，具有最大值3并由两个比特表示。TFI指示由相关联的E-DPDCH承载的传输信道的数据格式(例如传输块大小，传输时间间隔(TTI)等)，并由7个比特来表示。满意比特是二进制指示符，用户可利用它向一个或多个节点B通知用户是否满意E-DCH信道的当前配置，并由单一比特表示。例如，图1中的UE 110可以使用此指示符通知节点B 120/122/124中的一个，UE 110可以处理更大的数据容量。换句话说，满意比特是速率增加请求比特。
图3示出了位于图1中增强型UE 110的传统UMTS上行链路发射机300和位于节点B 120/122/124之一的接收机350。图3中传统发射机300和接收机350可以发送和接收E-DCH。
如图3所示，与上层增强型专用传输信道(E-DCH)相关联的数据在传输信道处理块303可以被处理成E-DPDCH帧。帧可以在调制和正交扩展单元304处被二进制相移键控(BPSK)调制和正交扩展。扩展调制帧由增益单元315接收，其中扩展调制帧的幅度可以调节。组合器320接收增益单元315的输出。
仍然参考图3，2个RSN比特、7个TFI比特和1个满意比特映射成10比特E-DPCCH字，其可以是相关联的E-DPDCH帧的控制信息，相关联的E-DPDCH帧具有如2毫秒或10毫秒的TTI。然后，可在FEC单元301将10比特的E-DPCCH字编码成30比特的编码序列。就是说，例如，利用第二顺序Reed-Muller码的(32，10)子码将与单一E-DPDCH帧相关联的10比特E-DPCCH字首先编码成32比特E-DPCCH码字。然后穿孔32比特码字为(30，10)码以产生要传输的30个编码符号(在这种情况下1个比特将表示1个符号)。这些30个编码符号在一个子帧(如每时隙10比特的3个时隙)中传输。
回到图3，30比特编码序列在BPSK调制器305进行调制并在正交扩展单元310进行正交扩展。来自正交扩展单元310的输出在增益单元316调节增益，并输出到组合器320。与上述E-DPCCH类似，众所周知的用于例如确定信道估计的DPCCH帧在BPSK调制器306进行调制，并且已调制帧在正交扩展单元311进行正交扩展。扩展调制帧由增益单元317接收，其中扩展调制帧的振幅可以调节。
通过组合器单元320将每个增益单元315，316和317的输出组合(码分复用)成组合信号。结合信号由整形滤波器325加扰并滤波，整形滤波器325的输出通过传播信道330(如通过空中)发送给接收器350。
传输信号通过传播信道330在接收器350接收并输入到E-DPDCH处理块335、E-DPCCH软符号生成块345和DPCCH信道估计块355。如本领域众所周知的，DPCCH信道估计块利用在DPCCH上传输的导频产生信道估计。信道估计可以以众所周知的任意方式产生，为了简短将不再次进一步讨论。在DPCCH信道估计块335中产生的信道估计可以输出到E-DPDCH处理块335和E-DPCCH软符号生成块345的每一个中。
在软符号生成块345中，接收的控制信号可以被解扰、解扩、取消旋转/解复用以生成软符号序列。E-DPCCH软符号可以表示接收信号的估计，或者换句话说，由发射器300发送的30个符号的估计。可以进一步处理E-DPCCH软符号以恢复发送的E-DPCCH字。
E-DPCCH软符号输出到E-DPCCH不连续发射(DTX)检测单元365。E-DPCCH DTX检测单元365利用门限操作来确定在E-DPCCH上接收的信号是否实际存在。
例如E-DPCCH DTX检测单元365可以归一化接收到的E-DPCCH帧的信号能量(如，2毫秒的给定TTI上的信号能量)，并将归一化的信号能量与门限进行比较。如果归一化的信号能量比门限大，那么E-DPCCH DTX检测单元365确定控制信号在E-DPCCH上存在；否则E-DPCCH DTX检测单元365确定控制信号在E-DPCCH上不存在，并随后宣布不连续发射。
如果E-DPCCH DTX检测单元365检测到控制信号在E-DPCCH上存在，那么从软符号生成块345输出的软符号由E-DPCCH解码块375处理以恢复(如，估计)由发射机300发送的10比特E-DPCCH字。
例如，在恢复发送的10比特E-DPCCH字时，E-DPCCH解码块375可以确定软符号序列和所有1024个可能的E-DPCCH码字(其可能已由发射机300发送)的子集(例如2，4，8，16，32等)中每个30比特码字之间的相关值或相关距离，在下文称作相关性。这个码字子集可以称作码本。在确定软符号序列和码本中每个码字之间的相关性后，E-DPCCH解码块375选择与30比特E-DPCCH码字相对应的、与E-DPCCH软符号有最高相关性的10比特E-DPCCH字。然后10比特E-DPCCH字输出到E-DPDCH处理块335用于处理E-DPDCH。
图3所示的传统的E-DPCCH处理用于生成E-DPCCH性能结果和/或设置Release 6UMTS标准的一致性(conformance)测试需求。然而，由这个E-DPCCH处理方案获得的性能可由图3中的E-DPCCH DTX检测单元365来规定，并且可能不能提供足够的性能。例如，如果E-DCH具有2毫秒TTI长度，那么对于要在E-DPCCH DTX检测单元365检测的E-DPCCH控制信号需要较高的发送功率。另一方面，E-DPCCH解码块375可以成功地解码功率等级比E-DPCCH DTX检测单元365所要求的功率等级低的E-DPCCH控制信号。
因此，由于E-DPCCH解码块375仅在E-DPCCH DTX检测单元365指示控制信号在E-DPCCH上存在时解码E-DPCCH，所以E-DPCCH发送功率必须基于E-DPCCH检测的性能需求来设置。这可能导致较高的功率消耗和/或对其它用户的较高干扰。
发明内容
在本发明的实施例中，一种检测信号的方法可以包括将与物理信道相关联的控制信道进行解码以产生至少一个解码度量并基于解码度量检测在控制信道上是否存在控制信道信号。
在本发明的另一个实施例中，一种用于检测信号的设备可以包括解码器和检测器。解码器可以将与物理信道相关联的控制信道进行解码以产生至少一个解码度量，并且检测器可以基于解码度量检测在控制信道上是否存在控制信道信号。
在本发明的实施例中，解码度量可以是表示多个码字中的相应码字存在于在控制信道上接收的信号中的可能性的相关性。
在本发明的实施例中，解码度量可以是多个码字的最高相关性。
在本发明的实施例中，可以基于最高相关性计算能量度量，并基于能量度量检测在控制信道上存在的控制信道信号。
在本发明的实施例中，将最高相关性平方以生成能量值。将能量值归一化以生成能量度量。归一化的能量值可以基于在控制信道上接收的帧的信号能量和噪声能量来生成。
在本发明的实施例中，在控制信道上存在的控制信道信号可以基于能量度量和门限来检测。门限可以依赖于与控制信道相关联的多个码字中的码字数量，可以依赖于与在控制信道上接收的帧相关联的传输格式组大小和/或可以基于传输信道分组的最大发送数量来确定。
在本发明的实施例中，如果能量度量大于或等于门限，那么可以检测在控制信道上存在的控制信道信号。
在本发明的实施例中，可以基于检测步骤来生成指示在控制信道上是否存在控制信道信号的指示符，可以基于生成的指示符来处理在与控制信道相关联的数据信道上接收的数据。
在本发明的实施例中，解码器可以是增强型解码器，检测器可以是不连续发射检测器。物理信道可以是增强型专用信道。
附图说明
从下面给出的详细描述和附图中可以更全面的理解本发明，其中相同的部件由相同的附图标记表示，其仅作为示例，因此并不是对本发明的限制，其中：
图1示出了根据UMTS协议运行的传统无线通信***100；
图2示出了传统的增强型上行链路专用物理信道帧结构的示例；
图3示出了传统UMTS上行链路发射机和接收机；以及
图4示出了根据本发明实施例的UMTS上行链路接收机。
具体实施方式
如图1的上述讨论，多用户环境至少可包括可以是较高数据率用户的第一类型用户110，如UMTS Relase 6用户，这里称作增强型用户，和可以是较低数据率用户的第二类型用户105，如UMTS Relase 4/5用户，这里称作传统用户。增强型用户110和传统用户105分别通过增强型专用信道(如，E-DPDCH和E-DPCCH)和专用信道(如DPDCH和DPCCH)同时将信号发送到服务节点B 120/122/124。如上所述，这些增强型和传统专用物理信道可以通过相应的传播信道来传输，每个传播信道可以包括多个传播路径。
图4示出了根据本发明实施例的上行链路UMTS接收机450。图4中示出的接收机450例如可以位于图1中示出的节点B 120/122/124中的任意一个或所有中。为了示例性目的，本发明的实施例将关于图1中的传统无线***进行讨论；然而，可以理解本发明的实施例可以结合任意适当的无线电信网络(如UMTS，CDMA2000等)来实现。
如图4所示，通过传播信道330来接收发送的信号，并输入到E-DPDCH处理块435、E-DPCCH软符号生成块345和DPCCH信道估计块355。如本领域众所周知的，DPCCH信道估计块355利用在DPCCH上传输的导频生成信道估计。信道估计可以以任意众所周知的方式生成，为了简短这里将不会进一步讨论。在DPCCH信道估计块355生成的信道估计可以输出到E-DPDCH处理块435和E-DPCCH软符号生成块345的每一个。
在软符号生成块345，接收的信号(如接收的控制信号)可以被解扰、解扩、取消旋转/解复用以生成软符号序列。E-DPCCH软符号可以表示接收信号的估计，或者换句话说，由发射器300发送的30个符号的估计。可以进一步处理E-DPCCH软符号以恢复发送的E-DPCCH字。
从块345输出的软符号可以由E-DPCCH解码单元475接收。E-DPCCH解码单元475可以生成在软符号(如，在给定帧或TTI上的接收信号)和已知码本中的每个30比特码字之间的相关值或者相关距离(下文称作相关性)。每个相关性可以表示相应30比特码字已由发射机300发送的可能性或概率。已知码本可以包括多个30比特码字，每个码字对应于1024个可能的10比特E-DPCCH字中的一个。已知码本中码字的数量可以是所有1024个可能的E-DPCCH码字的子集(如，2，4，8，16，32等)。码本中的码字可以以任何众所周知的适当方式来确定，并且可在发送和接收之前被UE和节点B知晓。
然后E-DPCCH解码单元475比较每个相关性来确定最高相关性。码本中的与最高相关性相关联的码字是发射机300最有可能发送的码字。最高相关性可以用作解码度量。
在确定了最高相关性以及码本中的相关联码字之后，E-DPCCH解码单元475可以选择与具有最高相关性度量的30比特码字相对应的10比特码字。然后E-DPCCH解码单元475可以将解码度量(例如最高相关性)输出到E-DPCCHDTX检测单元465并将选择的10比特E-CPCCH字输出到E-DPDCH处理块435。
在示例操作中，E-DPCCH DTX检测单元465可以基于解码度量生成能量度量。就是说，例如，E-DPCCH DTX检测单元465可以从E-DPCCH解码单元475接收最高相关性，并可以将最高相关性平方以生成能量值。能量值可以表示在给定帧或TTI上的E-DPCCH的信号能量。
E-DPCCH DTX检测单元465还可以计算在同样E-DPCCH帧或TTI内的噪声能量。信号能量可以用计算的噪声能量来除，以生成给定E-DPCCH帧或TTI的信噪比或归一化能量值。这个归一化能量值或信噪比可以用作能量度量。
E-DPCCH DTX检测单元465基于能量度量和门限来确定是否已经在E-DPCCH帧或TTI中接收控制信号。就是说，例如，对于给定的E-DPCCH帧或TTI，E-DPCCH DTX检测单元465可以将能量度量和门限进行比较以确定是否已经在E-DPCCH上接收了控制信号。如果能量度量大于或等于门限，那么E-DPCCH DTX检测单元465可以确定已经在E-DPCCH上接收了控制信号。另一方面，如果能量度量小于门限，那么E-DPCCH DTX检测单元465可以确定在E-DPCCH上没有接收信号(如，没有控制信号存在)。
然后E-DPCCH DTX检测单元465可以输出指示在E-CPCCH上是否已经接收控制信号的二进制DTX指示符。二进制DTX指示符可以具有二进制值‘1’或‘0’。例如，二进制值‘1’可以将在E-DPCCH上已经接收控制信号指示给E-DPDCH处理块435，和二进制‘0’可以将在E-DPCCH上没有接收控制信号指示给E-DPDCH处理块435。
如果E-DPDCH处理块435接收指示在E-DPCCH上已经接收控制信号的二进制DTX指示符，那么E-DPDCH处理块435可以假定在相关联的E-DPDCH上在相同帧或TTI内已经接收了数据信号。然后E-DPDCH处理块435可以开始处理相关联的E-DPDCH。另一方面，如果二进制DTX指示符指示在E-DPCCH上在给定帧或TTI内没有接收控制信号(如，仅接收噪声)，那么E-DPDCH处理块可以丢弃接收信号。
在本发明的实施例中，门限可以依赖于和/或成比例于码本中的码字数量。就是说，码本中码字数量越大，门限越高。例如，基于具有64个码字的码本确定的门限可能比基于具有4个码字的码本确定的门限大。如本领域众所周知的，传输格式组大小和/或在E-DPDCH上传送的传输信道分组的发送数量可以表示码本大小(即，用于解码接收信号的码字子集中的码字数量)。因此，在本发明的实施例中，传输格式组大小和/或传输信道分组的最大发送数量越小，码本的大小越小，从而门限越小。因此，在本发明的实施例中或替代实施例中，还可以基于传输格式组大小和/或传输信道分组的最大发送数量来确定门限。
在本发明的实施例中，门限可以基于错误告警概率来确定。错误告警可以是当检测到码字、但是节点B没有实际接收到UE的发送的情况。例如，错误告警概率可以基于***性能需求由网络操作员根据经验来确定。例如错误告警概率可以由网络操作员在RNC指定并可以传递到网络中的节点B。在本发明的实施例中，节点B可以维持查找表，其可以用来将错误告警概率转换为相对应的门限或门限值。
本发明的一个或多个实施例例如通过倒转E-DPCCH DTX检测和E-DPCCH解码的顺序，提供了在功率方面更有效的UE。本发明的一个或多个实施例提供了改进的***性能(例如针对3GPP工作组(WG)4，以设置***性能需求)，减少了用户间的干扰，增加了小区容量，增加了数据吞吐量，增加了电池寿命和/或增加了对话/冲浪时间。
因此描述了本发明的实施例，显然的，同样的描述可以以多种方式变化。这些变化认为没有脱离本发明，所有这些修改包括在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种检测信号的方法，包括：
在解码器处解码与数据信道相关联的控制信道以生成至少一个解码度量，所述解码度量是表示多个码字中的相应码字存在于所述控制信道上接收的信号中的可能性的相关性；和
基于所述解码度量在检测器处检测在所解码的控制信道上是否存在控制信道信号；其中
检测到在所解码的控制信道上存在控制信道信号表明数据信号存在于相关联的数据信道的相同帧或者传输时间间隔上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述解码度量是所述多个码字的最高相关性。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
基于所述最高相关性计算能量度量；和其中
所述检测步骤基于所述能量度量检测在所解码的控制信道上是否存在所述控制信道信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述计算步骤进一步包括：
将所述最高相关性平方以生成能量值；和
归一化所述能量值以生成所述能量度量。
5.根据权利要求4所述方法，其中所述归一化的能量值基于在所述控制信道上接收的帧的信号能量和噪声能量来生成。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述检测步骤基于所述能量度量和门限检测在所解码的控制信道上是否存在所述控制信道信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述门限依赖于所解码的控制信道相关联的多个码字中的码字的数量。
8.根据权利要求6所述的方法，其中：
如果所述能量度量大于或等于所述门限，那么所述检测步骤检测在所解码的控制信道上存在所述控制信道信号。
9.一种用于检测信号的设备，包括：
解码器，用于解码于物理信道相关联的控制信道以生成至少一个解码度量，所述解码度量是表示多个码字中的相应码字存在于所述控制信道上接收的信号中的可能性的相关性；和
检测器，用于基于所述解码度量检测在所解码的控制信道上是否存在控制信道信号；其中
检测到在所解码的控制信道上存在控制信道信号表明数据信号存在于相关联的数据信道的相同帧或者传输时间间隔上。
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