CN103118430B - 一种进行空分判决的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种进行空分判决的方法及装置，通过在空分判决中引入滑窗对每帧的前N帧的无效帧概率进行计算，并根据计算得到的概率进行空分判决，提高了空分判决的准确性，从而提高了实际通道隔离度很大情况下的空分概率，并降低了实际通道隔离度很小情况下的空分概率。

Description

一种进行空分判决的方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种进行空分判决的方法及装置。

背景技术

在室内环境下，如果两个通道间的隔离度很大，则可以认为两个用户之间的干扰很小，满足空分条件，这两个用户可以使用相同的上行资源(例如：同时调度两个使用相同资源的HSUPA用户)或者下行资源(例如：同时调度两个使用相同资源的HSDPA用户)。

图1为两个用户的空分示意图。图1以上行HSUPA空分为例，其中：

UE1和UE2分别表示两个用户；

i是UE1的最强通道组号，j是UE2的最强通道组号；

M是UE1的最强通道组内的通道数目，N是UE2的最强通道组内的通道数目；

φ_1i是UE1在通道组i上的路损，φ_1j是UE1在通道组j上的路损；

φ_2i是UE2在通道组i上的路损，φ_2j是UE2在通道组j上的路损。

UE1和UE2可以空分的条件是：

(1)UE1解扩后的信号强度-UE2对UE1的干扰＞UE1的解调门限；

(2)UE2解扩后的信号强度-UE1对UE2的干扰＞UE2的解调门限。

即：

(1)(UE1的发射功率-φ_1i+天线增益+扩频增益)-(UE2的发射功率-φ_2i)＞UE1的解调门限；

(2)(UE2的发射功率-φ_2j+天线增益+扩频增益)-(UE1的发射功率-φ_1j)＞UE2的解调门限。

UE的发射功率等于接收功率+路损，因此，上面的两个公式可以变换为：

(1)(UE1在通道组i的接收功率+天线增益+扩频增益)-(UE2到通道组j的接收功率+φ_2j-φ_2i)＞UE1的解调门限

(2)(UE2在通道组j的接收功率+天线增益+扩频增益)-(UE1到通道组i的接收功率+φ_1i-φ_1j)＞UE2的解调门限

上述两个公式称为空分公式。上述空分公式中的(φ_1i-φ_1j)为UE1到两个通道组的路损差，(φ_2j-φ_2i)为UE2到两个通道组的路损差，路损差需要估计得到。对HSUPA和HSDPA业务来说，首先是估计对应的伴随信道到两个通道组的接收功率，进而求接收功率之差得到上述公式中的路损差值。

接收功率的估计准确度与信噪比相关。信噪比越大，所估计的接收功率越准确；信噪比越低，即有用信号相比于噪声越小，淹没在噪声中，所估计的接收功率偏大，误差较大。

当通道间隔离度较大时，UE到其中一个通道组的信噪比较大，而到另一个通道组的信噪比较低，因此，UE到两个通道组的路损差在通道间隔离度较大的情况下存在估计误差较大，路损差估计偏大的情况，导致空分概率较低。图2示出了实际隔离度很大，即信噪比(CI)很小的条件下，采用两种现有的接收功率估计算法得到的接收功率估计值与接收功率理想值的对比图。图2中，ideal为理想值，alphawinner和alpha为现有的两种接收功率估计算法。由图2可以看出，接收功率估计值比接收功率理想值偏大，误差很大。

现有空分判决方法为：

首先判断每一个子帧是无效帧还是有效帧。如果当前子帧用户在此通道上的信道估计结果(滤波或者瞬时径功率)没有超过一定门限(如噪声功率基础上3db)，则判定此帧为无效帧；否则判定此帧为有效帧，对此帧进行接收功率的估计。

如果是无效帧，认为对应涉及的路损差为无穷大，可以无条件空分。

如果是有效帧，根据接收功率的估计结果进行路损差估计，并根据路损差估计结果进行空分公式计算，判断是否满足空分条件。

但是根据测试和仿真结果来看，现有空分判决方法存在以下问题：

在通道间隔离度较大的情况下，尽管通道间隔离度较大，还是会存在一定数量的有效帧，而对于有效帧将需要根据对接收功率的估计计算路损差，如前所述，这种情况下估计误差较大，这将导致空分概率偏低。

而在通道间隔离度较小的情况下，尽管通道间隔离度较小，还是会存在一定数量的无效帧，由于对于无效帧是无条件空分的，导致在通道间隔离度较小的情况下还将存在一定的空分概率，而事实上通道间隔离度较小时是不满足空分条件的。

图3为采用两种现有的无效帧判决准则进行无效帧判决的结果对比图。图3中，一种无效帧判决准则为：如果当前子帧用户在此通道的滤波径功率没有超过门限，即认为该帧为无效帧；另一种无效帧判决准则为：如果当前子帧用户在此通道的滤波径功率或者瞬时径功率没有超过门限，则认为该帧为无效帧。

图3中所述另一种无效帧判决准则方法是基于滤波径功率没有超过门限或者瞬时径功率没有超过门限都认为是无效帧，此处判断是双门限，只要有一个值没有超过门限则认为该帧无效，所以无效帧概率很高，并且，在实际隔离度很大，即CI很小的条件下，仍存在一定比例的有效帧。而图3所述一种无效帧判决准则是只考虑单门限即滤波径功率没有超过门限，才认为是无效帧。由图3可以看出，即使放宽判断条件，在CI很大的条件下仍然存在一定的无效帧概率。

发明内容

本发明提供了一种进行空分判决的方法及装置，以提高空分判决的准确性，从而提高实际通道隔离度很大情况下的空分概率，并降低实际通道隔离度很小情况下的空分概率。

本发明提供的一种进行空分判决的方法，用于对两个用户进行空分判决，将从第N帧开始的每一帧作为当前帧，执行如下操作：

采用滑窗方法统计当前帧的前N帧的无效帧概率；

如果当前帧的无效帧概率大于第一概率门限，则对所述两个用户进行空分；

如果当前帧的无效帧概率小于第二概率门限，则根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

否则，如果当前帧为无效帧，则对所述两个用户进行空分；如果当前帧为有效帧，则根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

其中，N为滑窗长度，第一概率门限大于第二概率门限。

该方法可以进一步包括：

将第N帧之前的每一帧作为当前帧，执行如下操作：

如果当前帧为无效帧，则对所述两个用户进行空分；

如果当前帧为有效帧，则根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分。

本发明提供的一种进行空分判决的装置，用于对两个用户进行空分判决，包括：

概率计算模块，用于对从第N帧开始的每一帧采用滑窗方法统计当前帧的前N帧的无效帧概率；

空分判决模块，用于将从第N帧开始的每一帧作为当前帧执行如下操作：

在当前帧的无效帧概率大于第一概率门限时，用于对所述两个用户进行空分；

在当前帧的无效帧概率小于第二概率门限时，用于根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

在当前帧的无效帧概率小于等于第一概率门限、且大于等于第二概率门限时，用于判断当前帧是否为无效帧，在当前帧为无效帧时，用于对所述两个用户进行空分，在当前帧为有效帧时，用于根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

其中，N为滑窗长度，第一概率门限大于第二概率门限。

较佳地，所述空分判决模块，还可以用于将第N帧之前的每一帧作为当前帧，执行如下操作：

在当前帧为无效帧时，用于对所述两个用户进行空分；

在当前帧为有效帧时，用于根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分。

由上述技术方案可见，本发明通过在空分判决中引入滑窗对每帧的前N帧的无效帧概率进行计算，并根据计算得到的概率进行空分判决，提高了空分判决的准确性，从而提高了实际通道隔离度很大情况下的空分概率，并降低了实际通道隔离度很小情况下的空分概率。

附图说明

图1为两个用户的空分示意图；

图2为实际隔离度很大的条件下，接收功率估计值与理想值的对比示意图；

图3为采用两种现有的无效帧判决准则进行无效帧判决的结果对比图；

图4为本发明采用滑窗方法统计每帧的前N帧的无效帧概率的示意图；

图5为本发明与现有技术的空分判决结果对比图；

图6为本发明一较佳进行空分判决的装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

本发明在空分判决中引入滑窗对每帧的前N帧的无效帧概率进行计算，并根据计算得到的概率进行空分判决。其中，N为滑窗长度。

本发明进行空分判决的方法具体包括以下步骤：

第1步：对前N-1帧采用现有空分判决方法判定是否进行空分。

也就是说，对于前N-1帧，首先判断每一个子帧是无效帧还是有效帧。如果当前子帧用户在此通道上的信道估计结果(滤波或者瞬时径功率)没有超过一定门限(如噪声功率基础上3db)，则判定此帧为无效帧；否则判定此帧为有效帧，对此帧进行接收功率的估计。

如果为无效帧，则认为对应涉及的路损差为无穷大，可以无条件空分。

如果是有效帧，则根据空分公式判断是否满足空分条件，即：需要根据接收功率的估计结果进行路损差估计，并根据路损差估计结果进行空分公式计算，判断是否满足空分条件。

第2步：从第N帧开始，采用滑窗方法统计每帧的前N帧的无效帧概率，如图4所示。

如果无效帧概率大于一定概率门限Pth_high(如0.7)，认为通道间隔离度较大，判定可以无条件空分；

如果无效帧概率小于一定概率门限Pth_low(如0.2)，认为通道间隔离度很小，则根据空分公式判断是否满足空分条件，即：需要根据接收功率的估计结果进行路损差估计，并根据路损差估计结果进行空分公式计算，判断是否满足空分条件；

如果无效帧概率介于Pth_high(如0.7)和Pth_low(如0.2)之间，认为通道间隔离度不是极大或者极小值，需要结合无效帧判决结果和空分公式进行空分判决。具体地：

如果为无效帧，则认为对应涉及的路损差为无穷大，可以无条件空分。

如果是有效帧，则根据空分公式判断是否满足空分条件，即：需要根据接收功率的估计结果进行路损差估计，并根据路损差估计结果进行空分公式计算，判断是否满足空分条件。

图5为本发明与现有技术的空分判决结果对比图。图5的仿真条件是：

在室内3km/h环境下，滑窗长度为100。设通道组i的信噪比(CI)为-3db，通道组j与通道组i的隔离度相差达到22db以上认为可以空分，即通道组j的信噪比(CI)低于-25db时，可以与通道组i空分，使用相同资源。

图5中，new scheme曲线是采用本发明空分判决准则以及基于滤波径功率没超过门限即为无效帧的无效帧判决准则得到的空分概率曲线；LCR60scheme曲线是采用现有对无效帧无条件空分的空分判决准则以及基于滤波或瞬时径功率没超过门限即为无效帧的无效帧判决准则得到的空分概率曲线。由图5可以看出，采用本发明技术方案，在实际隔离度很大，即CI很小的条件下，空分概率接近100％；在实际隔离度很小，即CI很大的条件下，空分概率接近0，可见，空分判决的准确性较高，能够获得较好的空分性能。

对应于上述方法，本发明还提供一种如图6所示的进行空分判决的装置，该装置用于对两个用户进行空分判决，包括：概率计算模块610和空分判决模块620，其中：

概率计算模块610，用于对从第N帧开始的每一帧采用滑窗方法统计当前帧的前N帧的无效帧概率；

空分判决模块620，用于将从第N帧开始的每一帧作为当前帧执行如下操作：

在当前帧的无效帧概率大于第一概率门限时，用于对所述两个用户进行空分；

在当前帧的无效帧概率小于第二概率门限时，用于根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

在当前帧的无效帧概率小于等于第一概率门限、且大于等于第二概率门限时，用于判断当前帧是否为无效帧，在当前帧为无效帧时，用于对所述两个用户进行空分，在当前帧为有效帧时，用于根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

其中，N为滑窗长度，第一概率门限大于第二概率门限。

较佳地，图6所示装置中的空分判决模块620，还用于将第N帧之前的每一帧作为当前帧，执行如下操作：

在当前帧为无效帧时，用于对所述两个用户进行空分；

在当前帧为有效帧时，用于根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分。

由上述实施例可见，本发明通过在空分判决中引入滑窗对每帧的前N帧的无效帧概率进行计算，并根据计算得到的概率进行空分判决，提高了空分判决的准确性，从而提高了实际通道隔离度很大情况下的空分概率，并降低了实际通道隔离度很小情况下的空分概率。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种进行空分判决的方法，用于对两个用户进行空分判决，其特征在于，将从第N帧开始的每一帧作为当前帧，执行如下操作：

采用滑窗方法统计当前帧的前N帧的无效帧概率；

如果当前帧的前N帧的无效帧概率大于第一概率门限，则对所述两个用户进行空分；

如果当前帧的前N帧的无效帧概率小于第二概率门限，则根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

否则，如果当前帧为无效帧，则对所述两个用户进行空分；如果当前帧为有效帧，则根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

其中，N为滑窗长度，第一概率门限大于第二概率门限。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

将第N帧之前的每一帧作为当前帧，执行如下操作：

如果当前帧为无效帧，则对所述两个用户进行空分；

如果当前帧为有效帧，则根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分。

3.一种进行空分判决的装置，用于对两个用户进行空分判决，其特征在于，包括：

概率计算模块，用于对从第N帧开始的每一帧采用滑窗方法统计当前帧的前N帧的无效帧概率；

空分判决模块，用于将从第N帧开始的每一帧作为当前帧执行如下操作：

在当前帧的前N帧的无效帧概率大于第一概率门限时，用于对所述两个用户进行空分；

在当前帧的前N帧的无效帧概率小于第二概率门限时，用于根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

在当前帧的无效帧概率小于等于第一概率门限、且大于等于第二概率门限时，用于判断当前帧是否为无效帧，在当前帧为无效帧时，用于对所述两个用户进行空分，在当前帧为有效帧时，用于根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分；

其中，N为滑窗长度，第一概率门限大于第二概率门限。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：

所述空分判决模块，还用于将第N帧之前的每一帧作为当前帧，执行如下操作：

在当前帧为无效帧时，用于对所述两个用户进行空分；

在当前帧为有效帧时，用于根据空分公式判断所述两个用户是否满足空分条件，如果满足，对所述两个用户进行空分，如果不满足，不对所述两个用户进行空分。