CN101388683B

CN101388683B - 一种码分多址***中码道检测的方法

Info

Publication number: CN101388683B
Application number: CN2007100771339A
Authority: CN
Inventors: 李萍
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2027-09-14
Also published as: CN101388683A

Abstract

本发明公开了一种码分多址***中码道检测的方法，该方法为：a：将接收到用户数据的训练序列进行信道估计；b：根据信道估计结果，确定对应的训练序列偏移，并根据其配置信息找到相应的扩频码类；c：用训练序列偏移对应的扩频码类中各个扩频码分别对抽头对应的接收数据段解扩，得到符号能量；d：将符号能量按大小排序，和最小扩频因子解扩的符号能量值一样的所有扩频因子中最大的那个扩频因子对应的扩频码为用户使用的扩频码。本发明利用训练序列偏移和扩频码集的对应关系及接收数据的解扩，实现用户占用码道信息的盲检测，避免了通过信令传递用户使用码道信息，为***节省了空口资源，而且实现复杂度小、使用便捷，减轻了基站控制器的负担。

Description

一种码分多址***中码道检测的方法

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种时分同步码分多址(TD-SCDMA)***中码道检测的方法。

背景技术

TD-CDMA(时分码分多址，特别是TD-SCDMA)是基于时分双工(TDD)的第三代移动通信***，其中涉及很多关键技术，如快速信道估计技术、联合检测技术、智能天线技术等。在TD-SCDMA***中应用联合检测技术，可以有效抑制多址干扰(MAI)和码间干扰(ISI)，这些关键技术应用的基础就是要知道***中用户占用的码道，即使用的信道化码。

在TD-SCDMA***中，多小区联合检测算法需要知道邻小区处于激活状态的移动终端使用的扩频码，才能进行干扰的抑制。目前的做法是各个邻小区将自己小区里的激活用户的信息通过信令传给本小区基站，增加了信令开销。在高速上行分组接入(HSUPA)中，由于UE可以在不同的时隙自动的改变上行的扩频因子和码道，这样以来本小区的基站很难通过信令的方式获取邻小区手机用户的扩频因子和扩频码。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种码分多址***中码道检测的方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种码分多址***中码道检测的方法，包括以下步骤：

a：将接收到用户数据的训练序列进行信道估计；

b：根据信道估计结果，确定对应的训练序列偏移(Midamble shift)，并根据Midamble shift的配置信息找到相应的扩频码类；

c：用Midamble shift对应的扩频码类中各个扩频码分别对抽头对应的接收数据段进行解扩，得到符号能量；

d：将符号能量根据其大小进行排序，和最小扩频因子解扩的符号能量值一样的所有扩频因子中最大的那个扩频因子对应的扩频码为用户使用的扩频码。

其中，步骤a中所述训练序列可表示为：

e＝Gh+n

其中，G矩阵是由一个基本Midamble码构成的循环右移矩阵，h是用户的信道冲激响应，n是高斯白噪声；

得到信道估计为：

\hat{h} = {(G^{* T} G)}^{- 1} G^{* T} e

由于G矩阵是循环右移矩阵，所以得到

\hat{h} = G^{- 1} e .

其中，步骤b中所述根据Midamble shift的配置信息找到相应的扩频码类具体为：在Midamble码default(缺省)分配方式下，根据协议给出了midamble码shift和信道化码在不同K值情况下的配置方式，依据这个对应关系找出midamble码shift相应的扩频码类，其中K是一个时隙中可用训练序列码的最大数目。

其中，步骤c中对抽头对应的接收数据段进行解扩具体为：用户k的发送数据矢量为

d_k＝(d₁，d₂，…，d_N)

其中N表示每个码道中每个数据块的符号数；

经扩频码 c_k＝(c₁，c₂，…，c_Q)

扩频后，成为已扩信号S_k＝d_c＝(S₁，S₂，...，S_NQ)

得到符号能量为：

{SE}_{Qi} = {Sc}_{r}^{*}

= Σ_{k = 1}^{NQ} S_{k} c_{r}^{*}

= Σ_{k = 1}^{NQ} d_{k} c_{s} c_{r}^{*}

= Σ_{k = 1}^{NQ} d_{k} Σ_{l = 1}^{16 / Qi} c_{s, l} c_{r, l}^{*}

其中Q表示扰码周期，c_r表示接收的扩频码，c_s表示发射的扩频码，^*表示共轭。

本发明具有以下有益效果：

采用本发明所述的利用minamble shift和扩频码集对应的关系及接收数据的解扩，完成对用户上行使用的扩频码的检测的方案，可以实现用户占用码道信息的盲检测。这样避免了通过信令传递用户使用码道信息，为***节省了宝贵的空口资源，该方案实现复杂度小、使用便捷，减轻了基站控制器的负担，简单易行的完成对用户所使用码道的检测。

附图说明

图1为上行信道码和上行midamble码的default对应关系图；

图2为本发明方法流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想：通过接收到用户数据中含有的Midamble序列估计出邻小区UE使用的码道情况。首先进行邻小区信道估计，利用上行信道码和midamble码间的对应关系，并结合对用户数据解扩，根据解扩的符号能量大小不同的方式来检测用户使用码道的方法。如果全网使用这种对应关系，本小区基站不需要经过Iub(RNC和Node B之间的逻辑接口)口传递这一信息，就能实现邻小区激活的移动终端上行使用的扩频码的检测。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的描述：

从基站接收到的数据中分离出训练序列接收信号，完成对邻小区各个用户的信道估计和信道后处理。接收到的训练序列可表示为

e＝Gh+n (1)

其中，G矩阵是由一个基本Midamble码(邻小区使用的训练序列)构成的循环右移矩阵，h是用户的信道冲激响应，n是高斯白噪声。

用式(2)完成信道冲激响应h的最大似然估计

即

\hat{h} = {(G^{* T} G)}^{- 1} G^{* T} e - - - (2)

由于G矩阵是循环右移矩阵，有

\hat{h} = G^{- 1} e - - - (3)

因此，利用矩阵的循环移位特性，上述信道估计可以采用快速傅立叶变换/快速反傅立叶变换(FFT/IFFT)快速方法实现，从而显著的提高了运算速度。

如下式(4)：

\hat{h} = ifft (fft (e) / fft (m)) - - - (4)

根据信道估计

的结果，有抽头的窗口即为激活的Midamble shift，可以知道Midamble shift的使用情况。

在依据Midamble码default分配方式，协议25.221中给出了midamble码shift和信道化码在不同K值情况下的配置方式，根据这个对应关系找出一个midamble码shift相应的信道化码类(也称扩频码类)。

其中，K值为一个时隙中可用Midamble码的最大数目。

下面以K＝8情况为例，在其他K值情况下，码道检测的方法是相同的。具体介绍一下根据midamble shift的配置信息来估计码道的过程。Midamble码default分配方式下，上行信道码和上行midamble码的对应关系如图1所示，这样有下面的上行信道码类和上行midamble码的default对应关系(K＝8)，如表1：

表1

1

2

3

4

5

6

7

8

c₁ ⁽¹⁾，c₂ ⁽¹⁾，c₄ ⁽¹⁾，c₈ ⁽¹⁾，c₁₆ ⁽¹⁾

c₈ ⁽²⁾，c₁₆ ⁽³⁾，

c₄ ⁽²⁾，c₈ ⁽³⁾c₁₆ ⁽⁵⁾

c₈ ⁽⁴⁾，c₁₆ ⁽⁷⁾，

c₂ ⁽²⁾，c₄ ⁽³⁾，c₈ ⁽⁵⁾，c₁₆ ⁽⁹⁾

c₈ ⁽⁶⁾，c₁₆ ⁽¹¹⁾，

c₄ ⁽⁴⁾，c₈ ⁽⁷⁾，c₈ ⁽¹³⁾

c₈ ⁽⁸⁾，c₁₆ ⁽¹⁵⁾

m⁽¹⁾

m⁽²⁾

m⁽³⁾

m⁽⁴⁾

m⁽⁵⁾

m⁽⁶⁾

m⁽⁷⁾

m⁽⁸⁾

信道化码是直接用生成OVSF码的码树来定义的，码树中的每一级都对应了一个扩频因子Q。TD-SCDMA***要求：如果码树中某一级的某一条树枝被使用，那么必须保证该树枝左边直到根节点的所***都没有被使用，且该树枝右边所有子树的码也不能再被使用。根据***的这样特点，在上面表1中每一个上行信道化码类中，只有一个扩频因子会被使用，相同扩频因子的不同扩频码可以被同时使用。因此，同一个midamble shift对应的扩频码类中，只有一个扩频码会被当前时隙的用户使用到。

由于TD-SCDMA***中扩频码是变长的，因此要对各用户的扩频码进行预处理。将扩频码扩展为16位长。如果Q＝2，则将扩频码重复8次；如果Q＝4，则将扩频码重复4次，依次类推。扩频码扩展前后对照，如表2所示：

表2

扩频因子	扩展前的扩频码c_i	扩展后的扩频码c_i′
			Q＝1	(c₁)	(c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁，c₁)
Q＝2	(c₁，c₂)	(c₁，c₂，c₁，c₂，c₁，c₂，c₁，c₂，c₁，c₂，c₁，c₂，c₁，c₂，c₁，c₂)
			Q＝4	(c₁，c₂，c₃，c₄)	(c₁，c₂，c₃，c₄，c₁，c₂，c₃，c₄，c₁，c₂，c₃，c₄，c₁，c₂，c₃，c₄)
Q＝8	(c₁，c₂，c₃，c₄，c₅，c₆，c₇，c₈)	(c₁，c₂，c₃，c₄，c₅，c₆，c₇，c₈，c₁，c₂，c₃，c₄，c₅，c₆，c₇，c₈)
			Q＝16	(c₁，c₂，c₃，c₄，c₅，c₆，c₇，c₈，c₉，c₁₀，c₁₁，c₁₂，c₁₃，c₁₄，c₁₅，c₁₆)	(c₁，c₂，c₃，c₄，c₅，c₆，c₇，c₈，c₉，c₁₀，c₁₁，c₁₂，c₁₃，c₁₄，c₁₅，c₁₆)

如果知道midamble shift对应的扩频码类，然后用同一扩频码类中各个扩频码分别对抽头对应数据段进行解扩，计算可能的符号能量。根据解扩得到的符号能量，再确定将最大值对应的扩频码判决为这个抽头对应的扩频码。

发射端，用户k的发送数据矢量为

d_k＝(d₁，d₂，…，d_N) (5)

其中N表示每个码道中每个数据块的符号数。

经扩频码 c_k＝(c₁，c₂，…，c_Q) (6)

扩频后，成为已扩信号

S_k＝d_c＝(S₁，S₂，...，S_NQ) (7)

用midamble shift对应的扩频码类中所有的扩频码，对抽头对应的接收数据段进行解扩，得到符号能量，用SE_Qi(symbol energy)表示，i代表Q的值。

对接收信号进行解扩

{SE}_{Qi} = {Sc}_{r}^{*}

= Σ_{k = 1}^{NQ} S_{k} c_{r}^{*}

= Σ_{k = 1}^{NQ} d_{k} c_{s} c_{r}^{*}

= Σ_{k = 1}^{NQ} d_{k} Σ_{l = 1}^{16 / Qi} c_{s, l} c_{r, l}^{*} - - - (8)

其中Q表示扰码周期，c_r表示接收的扩频码，c_s表示发射的扩频码，^*表示共轭。解扩的符号长度可以小于NQ，数据长度越大，可靠性越高。

由表1，表2可知，每一个midamble shift对应的扩频码类中的码字具有这样的特征，小扩频因子的扩频码再经过简单的复制扩展可以生成和大扩频因子相同的码字。

结合上式，于是就有，接收端用小扩频因子解调发射端发射的大扩频因子得到的SE_小Q和用实际发射使用的扩频因子解调得到的SE_大Q是一样的，但是反之则不然，由于发射的符号的统计特性是0.5的概率在{0，1}集合中随机发送的，相邻的两个符号会不同，因此当发射端使用小扩频因子发射的时候，当用大扩频因子来解调的时候，符号能量会有损失，SE_大Q小于SE_小Q。

以第一个midamble shift对应的扩频码类为例：

假设用户使用的扩频因子是8，那么就会有SE₁₆＜SE₈＝SE₄＝SE₂＝SE₁；

假设用户使用的扩频因子是4，那么就会有SE₁₆≤SE₈＜SE₄＝SE₂＝SE₁；

假设用户使用的扩频因子是16，那么就会有SE₁₆＝SE₈＝SE₄＝SE₂＝SE₁。

由此，在解扩的时候，对SE_Qi进行排序，和最小扩频因子解扩的符号能量值，SE₁值一样的所有扩频因子中最大的那个扩频因子就是用户发射端使用的扩频因子，在对应的midamble shift扩频码类中使用这个扩频因子的扩频码就是用户使用的信道化码。

***中网络建立的时候，码字分配方案的具体步骤参阅图2所示：

步骤201：将接收数据的训练序列提出做信道估计；

信道冲激响应的最大似然估计，

\hat{h} = G^{- 1} e;

步骤202：根据信道估计

的结果，确定出激活窗口所对应的Midamble shift。有抽头的窗口即为激活的Midamble shift，可以到Midamble shift的使用情况；在Midamble码default分配方式下，根据协议给出了midamble码shift和信道化码在不同K值情况下的配置方式，依据这个对应关系找出一个midamble码shift相应的信道化码类；

步骤203：用同一midamble shift对应的扩频码类中各个扩频码分别对抽头对应数据段进行解扩，计算可能的符号能量，记为SE_Qi；

步骤204：根据大小，对SE_Qi进行排序，和最小扩频因子解扩的符号能量值，SE₁一样的所有扩频因子中最大的那个扩频因子就是用户发射端使用的扩频因子，在对应的midamble shift扩频码类中使用这个扩频因子的扩频码就是用户使用的信道化码；返回步骤202，直到完成所有Midamble shift下用户使用信道化码的检测。

采用本发明所述的利用minamble shift和扩频码集对应的关系及接收数据的解扩，完成对用户上行使用的扩频码的检测的方案，可以实现用户占用码道信息的盲检测。这样避免了通过信令传递用户使用码道信息，为***节省了宝贵的空口资源。

本发明还可以用于移动通信领域中所有CDMA***，特别是TDD-CDMA***和所有的SCDMA***。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种码分多址***中码道检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a：将接收到用户数据的训练序列进行信道估计；

b：根据信道估计结果，确定对应的训练序列偏移，并根据训练序列偏移的配置信息找到相应的扩频码类；

c：将训练序列偏移对应的扩频码类中各个扩频码进行长度扩展预处理，用扩展后的各个扩频码分别对抽头对应的接收数据段进行解扩，得到符号能量；

d：将符号能量根据其大小进行排序，和最小扩频因子解扩的符号能量值一样的所有扩频因子中最大的那个扩频因子对应的扩频码为用户使用的扩频码；

步骤a中所述训练序列表示为：

e＝Gh+n

其中，G矩阵是由一个基本训练序列码构成的循环右移矩阵，h是用户的信道冲激响应，n是高斯白噪声；

得到信道估计为：

\hat{h} = {(G^{* T} G)}^{- 1} G^{* T} e

由于G矩阵是循环右移矩阵，所以得到

\hat{h} = G^{- 1} e;

步骤b中根据信道估计结果，确定对应的训练序列偏移具体为：根据信道估计结果，有抽头的窗口即为激活的训练序列偏移；

步骤c中对抽头对应的接收数据段进行解扩具体为：用户k的发送数据矢量为

d_k＝(d₁，d₂，…，d_N)

其中N表示每个码道中每个数据块的符号数；

经扩频码 c_k＝(c₁，c₂，…，c_Q)

扩频后，成为已扩信号S_k＝dc＝(S₁，S₂，...，S_NQ)

得到符号能量为：

{SE}_{Qi} = {Sc}_{r}^{*}

= Σ_{k = 1}^{NQ} S_{k} c_{r}^{*}

= Σ_{k = 1}^{NQ} d_{k} c_{s} c_{r}^{*}

= Σ_{k = 1}^{NQ} d_{k} Σ_{l = 1}^{16 / Qi} c_{s, l} c_{r, l}^{*}

其中Q表示扰码周期，c_r表示接收的扩频码，c_s表示发射的扩频码，*表示共轭。

2.如权利要求1所述的码分多址***中码道检测的方法，其特征在于，步骤b中所述根据训练序列偏移的配置信息找到相应的扩频码类具体为：在训练序列码缺省分配方式下，根据协议给出训练序列偏移和信道化码在不同K值情况下的配置方式，依据这个对应关系找出训练序列偏移相应的扩频码类，其中K是一个时隙中可用训练序列码的最大数目。