CN103369655B - 一种提高lte pucch dtx检测性能的方法 - Google Patents

Abstract

一种提高LTE PUCCH DTX检测性能的方法，对UE均衡解调数据先进行时隙间、天线间的NI拉平处理，然后再进行DTX检测以及PUCCH解调处理；使用本发明方案后，在ＮＩ差异较大场景下，仿真和实现环境都看到了非常大的性能增益；在ＮＩ差异较小场景下，仿真和实现环境性能保证不损失，综合看在保证“虚警”概率达标的前提下，大大降低了PUCCH的“漏警”概率，从而提升了PUCCH信道的无线性能，进而提升整个LTE***的吞吐量性能。

Description

一种提高LTE PUCCH DTX检测性能的方法

技术领域

本发明涉及无线通信***中的无线性能提升技术领域，具体涉及一种提高LTE PUCCH DTX检测性能的方法。

背景技术

LTE一直受到移动通信产业的青睐。随着LTE技术的发展，越来越多的全球领先运营商纷纷将LTE作为网络面向未来的演进方向，设备制造商也纷纷加大了在LTE领域的投入，从而推动了LTE的不断前进。与3G(3rd Generation)相比，LTE具有以下的技术特征：(1)降低每比特成本，提高上下行通信数据速率；(2)频谱效率提高，灵活使用现有的和新的频段；(3)QoS(Quality of Service)保证，扩展业务的提供能力，以更低的成本、更佳的用户体验提供更多的业务；(4)降低无线网络时延，简化架构，开放接口；(5)增加小区边缘比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边缘比特速率等。

LTE PUCCH承载上行控制信息UCI(Uplink Control Information)，具体包括CQI(Channel Quality Indication)信息、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Quest)确认信息、及SR(Schedule Request)信息等。我们知道，无线信道多径传输、终端UE的移动以及天线的不同空间位置必然会分别造成无线信道的频率选择性衰落、时间选择性衰落以及空间选择性衰落，那么，PUCCH性能的改善必须要充分考虑好这些衰落。

PUCCH的DTX检测的目的，是为了防止UE未发射UCI信息而基站错误去检测带来的“虚警”，显然提高DTX检测的门限，可以更好的抑制“虚警”，降低“虚警”概率，但门限越高，“漏警”概率越高，即UE发射了UCI信息，但基站因为未过DTX门限而错过解调。因此，如何在保证“虚警”的概率下，尽量降低门限，从而保证漏警尽量小是衡量 DTX检测算法的唯一标准。

从LTE中PUCCH协议看，PUCCH必然存在时隙间跳频，明显这样设计目的就是为了获取频率分集增益，就是为了提升时隙间不平衡干扰下的PUCCH解调性能；对于PUCCH部分UCI内容，在不同时隙间分别传输相同的内容，这也是为了获取时间分集增益，抵抗时间选择性衰落的目的；那么PUCCH解调性能要想得到最大的提升，不仅要考虑以上各个维度，而且要在各个维度上加权合并(等比例合并一定不是最优的)；本专利提到的对均衡解调前数据先进行时隙间、天线间NI拉平处理然后再进行PUCCH DTX检测和解调处理的方法，其实就是在各个维度上的加权合并处理。

基于目前PUCCH解调合并采用时隙间、天线间的直接合并，即等比例合并的现状，无法大幅提升PUCCH信道的无线性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种方法对UE均衡解调数据先进行时隙间、天线间的NI拉平处理，然后再进行DTX检测以及PUCCH解调处理；使用本发明方案后，在NI差异较大场景下，仿真和实现环境都看到了非常大的性能增益；在NI差异较小场景下，仿真和实现环境性能保证不损失，综合看在保证“虚警”概率达标的前提下，大大降低了PUCCH的“漏警”概率，从而提升了PUCCH信道的无线性能，进而提升整个LTE***的吞吐量性能。

解决上述技术问题所采用的技术方案由以下步骤组成：

1、分别计算出所有UE在不同时隙、不同天线上的NI功率，计作P_n(slot_i,ant_j)，其中i＝0,1；j＝0,1,...,M-1；M为收端基站天线数。

2、置用户索引Index_User为1，即从第一个UE开始，通过本方案计算得到每个UE经NI拉平处理后的DTX检测性能和PUCCH数据解调性能。

3、计算出当前UE在对应的第一步计算出所有P_n值中的最小值，记为 P_n_min。

4、计算出当前UE不同时隙、不同天线数据对应的NI拉平加权因子，计算方法为按下式进行计算：

$div({\mathrm{slot}}_i,{\mathrm{ant}}_j)=sqrt\left(\frac{P_n\_\min }{P_n({\mathrm{slot}}_i,{\mathrm{ant}}_j)}\right)$

5、对当前UE不同时隙、不同天线对应的信道估计值及解调数据分别用上述计算得到的div(slot_i,ant_j)加权均衡，即进行相应的NI拉平处理。

6、将经上述NI拉平后的信道估计值及解调数据送入功率计算模块，得到当前UE进行DTX判决所需要的信号功率以及噪声功率，进而得到DTX判决所需信噪比。

7、:送入DTX判决模块，进行当前UE的DTX判决。

8、对DTX判决后过DTX门限的当前UE相应数据进行均衡合并，即进行时隙间、天线间的数据均衡合并处理。

9、判断所有UE是否都已遍历完毕，如是，转至步骤11。

10、当前UE索引Index_User加1，转至步骤3。

11、返回(送入后续数据解调解码等处理模块)。

本发明带来的有益效果是：在NI差异较大场景下，仿真和实现环境都看到了非常大的解调性能增益；在NI差异较小场景下，仿真和实现环境解调性能保证不损失；另外，使用本发明方案后，PUCCH DTX检测门限在不同场景下保持不变，从而大大提升了PUCCH的DTX检测性能；因此使用本发明方案后在NI差异较大时可以大大提升***无线性能。

附图说明

图1是本发明方案的总体处理流程示意图。

图2是本发明方案的当前UE的DTX判决流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但发明不限于这些实施例。

实施例1

参见图1，本实施例提高LTE PUCCH DTX检测性能的方法步骤如下：

第一步，初始化(步骤11)，分别计算出所有UE在不同时隙、不同天线上的NI功率(步骤12)，计作P_n(slot_i,ant_j)，其中i＝0,1；j＝0,1,...,M-1；M为收端基站天线数；计算公式简单示意如下：

Power_Win_ant(t,s,c)＝|win_ant(t,s,c)|²

$P_{slot0}=\underset{ant}{\Σ}\underset{s_{pilot}}{\Σ}Power\_{\mathrm{Win}}_{ant}(0,s_{pilot},c)+\underset{ant}{\Σ}\underset{s_{data}}{\Σ}Power\_{\mathrm{Win}}_{ant}(0,s_{data},c)$

$P_{slot1}=\underset{ant}{\Σ}\underset{s_{pilot}}{\Σ}Power\_{\mathrm{Win}}_{ant}(1,s_{pilot},c)+\underset{ant}{\Σ}\underset{s_{data}}{\Σ}Power\_{\mathrm{Win}}_{ant}(1,s_{data},c)$

其中，P_slot0表示第0个slot上有第0,1,…M-1个天线上的NI，P_slot1表示第1个slot上有第0,1,…M-1个天线上的NI，Win_ant(t,s,c)对应当前UE接收噪声窗，s_pilot、s_data分别表示当前时隙导频、数据符号，c表示所有UE没有用到的通道对应循环移位值，P_n(slot_i,ant_j)表示第i个slot，第j根天线上的NI功率，转至第二步；

第二步，置用户索引Index_User为1(步骤13，即从第一个UE开始，通过本方案计算得到每个UE经NI拉平处理后的DTX检测性能和PUCCH数据解调性能)，转至第三步；

第三步，计算出当前UE在对应的第一步计算出所有P_n值中的最小值(步骤14)，记为P_n_min，即P_n_min＝min(P_n(slot_i,ant_j))，转至第四步；

第四步，计算出当前UE不同时隙、不同天线数据对应的NI拉平加权因子(步骤15)，按下式进行计算：

$div({\mathrm{slot}}_i,{\mathrm{ant}}_j)=sqrt\left(\frac{P_n\_\min }{P_n({\mathrm{slot}}_i,{\mathrm{ant}}_j)}\right)$

考虑到对实现的位宽要求，将P_n_min作为NI拉平方案的拉平基准，转至第五步；

第五步，对当前UE不同时隙、不同天线对应的信道估计值及解调数据分别用上述计算得到的div(slot_i,ant_j)加权均衡，即进行相应的NI拉平处 理，(步骤16)即有：

H(slot_i，ant_j)＝H(slot_i，ant_j).*div(slot_i，ant_j)

d0(slot_i，ant_j)＝d0(slot_i，ant_j).*div(slot_i，ant_j)

其中H(slot_i,ant_j),d0(slot_i,ant_j)分别对应当前UE在第i个slot、第j根天线上的信道估计值和接收数据，转至第六步；

第六步，将经上述NI拉平后的信道估计值及解调数据送入功率计算模块，得到当前UE进行DTX判决所需要的信号功率以及噪声功率，进而得到DTX判决所需信噪比(步骤17)，其信号功率计算公式简单示意如下：

Power_Win_ant(t，s，c)＝|Win_ant(t，s，c)|²

$P_{slot0}=\underset{ant}{\Σ}\underset{s_{pilot}}{\Σ}Power\_{\mathrm{Win}}_{ant}(0,s_{pilot},c)+\underset{ant}{\Σ}\underset{s_{data}}{\Σ}Power\_{\mathrm{Win}}_{ant}(0,s_{data},c)$

$P_{slot1}=\underset{ant}{\Σ}\underset{s_{pilot}}{\Σ}Power\_{\mathrm{Win}}_{ant}(1,s_{pilot},c)+\underset{ant}{\Σ}\underset{s_{data}}{\Σ}Power\_{\mathrm{Win}}_{ant}(1,s_{data},c)$

其中，Win_ant(t,s,c)对应当前UE接收信号窗(包括数据、导频窗)，s_pilot、s_data分别表示当前时隙导频、数据符号，c表示当前UE占用通道对应循环移位值，P_slot0、P_slot1分别表示时隙0、时隙1当前通道信号功率，ant表示天线索引；噪声功率计算方法同上，区别在于噪声功率计算所用循环移位c对应为UE所有未占用通道(即空闲通道)的循环移位值；转至第七步；

第七步，如图2送入DTX判决模块，首先初始化(步骤31)，获取当前UE进行DTX判决所需的SNR(步骤32)，进行当前UE的DTX判决。如果当前UE计算得到的DTX判决所需SNR大于判决门限(步骤33)，那么判定该UEDTX为假，即发射数据，即需进行后续数据均衡解调、解码等处理(步骤34)；否则判定该UE DTX为真，即没有发射数据，那么该UE对应的收端流程就已结束，则结束(步骤35)；转至第八步；c

第八步，对DTX判决后过DTX门限的当前UE相应数据进行均衡合并，即进行时隙间、天线间的数据均衡合并处理，公式简单示意如下：

$Yeq=\underset{{\mathrm{slot}}_i}{\Σ}\underset{{\mathrm{ant}}_j}{\Σ}d0({\mathrm{slot}}_i,{\mathrm{ant}}_j).*H{({\mathrm{slot}}_i,{\mathrm{ant}}_j)}^H$

其中Yeq为当前UE数据经均衡合并后的结果；转至第九步；

第九步，判断所有UE是否都已遍历完毕(步骤19)，如是，转至第十一步，反之，转至第十步；

第十步，当前UE索引Index_User加1(步骤20)，转至第三步；

第十一步，返回(步骤21，送入后续数据解调解码等处理模块)。

本发明包含了LTE PUCCH DTX检测及解调性能提升的整个方案以及具体的实施步骤。

Claims (1)

1.一种提高LTE PUCCH DTX检测性能的方法，其特征在于它是由以下步骤组成：

(1)分别计算出所有UE在不同时隙、不同天线上的ＮＩ功率，计作P_n(slot_i,ant_j)，其中i＝0,1;j＝0,1,...,M-1;M为收端基站天线数；

(2)置用户索引Index_User为1，即从第一个UE开始，通过本方案计算得到每个UE经ＮＩ拉平处理后的ＤＴＸ检测性能和ＰＵＣＣＨ数据解调性能；

(3)计算出当前ＵＥ在对应的第一步计算出所有P_n值中的最小值，记为P_n_min；

(4)计算出当前ＵＥ不同时隙、不同天线数据对应的ＮＩ拉平加权因子，计算方法为按下式计算：

$\mathrm{div}({\mathrm{slot}}_i,{\mathrm{ant}}_j)=\mathrm{sqrt}\left(\frac{P_n\_\min }{P_n({\mathrm{slot}}_i,{\mathrm{ant}}_j)}\right)$

(5)对当前ＵＥ不同时隙、不同天线对应的信道估计值及解调数据分别用上述计算得到的div(slot_i,ant_j)加权均衡，即进行相应的ＮＩ拉平处理；

(6)将经上述ＮＩ拉平后的信道估计值及解调数据送入功率计算模块，得到当前ＵＥ进行ＤＴＸ判决所需要的信号功率以及噪声功率，进而得到ＤＴＸ判决所需信噪比；

(7)送入ＤＴＸ判决模块，进行当前ＵＥ的ＤＴＸ判决；

(8)对ＤＴＸ判决后过ＤＴＸ门限的当前ＵＥ相应数据进行均衡合并，即进行时隙间、天线间的数据均衡合并处理；

(9)判断所有UE是否都已遍历完毕，如是，转至步骤(11)；

(10)当前UE索引Index_User加1，转至步骤(3)；

(11)返回。