CN116827490A - 一种信号检测方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种信号检测方法、装置及电子设备，所述方法包括：重构候选混合自动重传请求应答HARQ‑ACK序列的软比特；计算所述候选HARQ‑ACK序列的软比特与目标HARQ‑ACK序列的软比特之间的度量值，所述目标HARQ‑ACK序列为接收信号中与所述候选HARQ‑ACK序列对应的HARQ‑ACK序列；基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果；其中，所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。本申请可以提升信号检测性能。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种信号检测方法、装置及电子设备。
背景技术
在无线移动通信***中，由于信道环境较差，传输数据会出现错误，通常采用差错控制技术来改善物理链路的服务质量。长期演进(long term evolution，LTE)***和新空口(New Radio，NR)***采用了混合自动重传技术(Hybrid Automatic Repeat Request，HARQ)，这是一种前向纠错编码(Forward Error Correction，FEC)和自动重传请求(Automatic Repeat reQuest，ARQ)相结合而形成的技术。业务信息以码字为单位添加循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check，CRC)并编码，在下行传输中基站通过物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)向终端发送。终端接收到PDSCH的下行数据后，通过完整码字的CRC校验结果得知该码字是否正确接收。若CRC校验正确则终端需做出确认ACK接收反馈，否则终端进行非确认NACK接收反馈,或者终端没有收到PDSCH的下行数据时，终端将不发任何反馈，即非连续性发射DTX(Discontinuous Transmission，DTX)。当基站接收到此反馈时，就可根据ACK/NACK/DTX来判断是否需要重传或新传，这样的机制使得***的吞吐率得到了大幅提高。
因此，基站接收端需要对终端发送的反馈进行ACK/NACK/DTX检测，以确定是否存在ACK/NACK。上行控制信息(Uplink Control Information，UCI)在上行物理共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)承载时，通过将被挑选出的控制信道信息输入到相应的检测模块根据本地的应答(acknowledgement，ACK)/否定应答(negativeacknowledgement，NACK)序列的软比特和接收的ACK/NACK信号的软比特相减求ACK/NACK上噪声功率，用这个噪声功率去与在PUSCH上测量的噪声功率做比较来判定是否ACK/NACK或非连续性发射DTX，现有的检测门限一般是计算机离线在各种衰落信道模型下搜索然后在近似抽象出一些特定配置下的适用门限，对检测门限的获取方法还比较粗放，导致检测性能较差。
发明内容
本申请提供一种信号检测方法、装置及电子设备，以解决信号检测性能较差的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种信号检测方法，包括：
重构候选混合自动重传请求应答HARQ-ACK序列的软比特；
计算所述候选HARQ-ACK序列的软比特与目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，所述目标HARQ-ACK序列为接收信号中与所述候选HARQ-ACK序列对应的HARQ-ACK序列；
基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果；
其中，所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。
第二方面，本申请实施例还提供一种信号检测装置，其特征在于，包括：
重构模块，用于重构候选混合自动重传请求应答HARQ-ACK序列的软比特；
计算模块，用于计算所述候选HARQ-ACK序列的软比特与目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，所述目标HARQ-ACK序列为接收信号中与所述候选HARQ-ACK序列对应的HARQ-ACK序列；
第一确定模块，用于基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果；
其中，所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。
第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：收发机、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器，用于读取存储器中的程序实现如本申请实施例第一方面所述方法中的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序，所述程序被处理器执行时实现如本申请实施例第一方面所述方法中的步骤。
本申请实施例中，通过计算所述候选HARQ-ACK序列的软比特与目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，并基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果，且所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。也即所述目标检测门限可以通过所述目标检测参数确保所述目标检测门限的检测性能，并利用所述度量值的信号统计特性得到的所述检测门限的闭式解，提升所述目标检测门限的准确度，从而提升信号检测性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种信号检测方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种信号处理流程的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种信号检测装置的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，本申请中使用“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，例如A和/或B和/或C，表示包含单独A，单独B，单独C，以及A和B都存在，B和C都存在，A和C都存在，以及A、B和C都存在的7种情况。
在5G新空口(New Radio，NR)等通信***中，为了提高数据的解调性能引入了HARQ，用户设备(User Equipment，UE)收到基站(gNB)发送的数据包时会对其进行检错，若正确接收到数据包，则UE反馈ACK信号；若没有正确接收到数据包则反馈NACK信号；若UE未收到gNB发送的数据包，则进行不连续发射(Discontinuous Transmission，DTX)即不发射任何信号。gNB收到UE侧的反馈ACK信号则发送新的数据，收到NACK信号则重传上次传输的数据包的不同版本。若gNB检测UE的反馈为DTX，gNB则认为UE没有收到物理下行共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)数据包，gNB会再次以初传方式发送数据包。
在5G NR***中，上行控制信息(Uplink Control Information，UCI)有两种承载或发送途径。一种是上行控制信道信息承载在物理上行链路控制信道(Physical UplinkControl Channel，PUCCH)发送。PUCCH支持多种格式，它能承载不同类型的控制信息，如ACK，NACK，信道质量指示(Channel Quality Indication，CQI)，秩指示(Rank Indication，RI)，预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator，PMI)和调度请求(ScheduleRequest，SR)等。PUCCH能在无物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)调度的子帧或时隙上调度，也可以在发送PUSCH的调度子帧或时隙上调度。
当上行控制信道信息承载在被调度的PUSCH资源的子帧或时隙上时，上行控制信息将采用另一种方法发送。在这种场景中，UCI和上行共享信道(Uplink Shared Channel，UL-SCH)频分复用，这种方式称为UCI on PUSCH。控制信息CQI/PMI、HARQ、ACK/NAK和RI，与PUSCH复用在一个子帧。
需要说明的是，本申请实施例应用于基站，对接收的上行控制信息(UplinkControl Information，UCI)进行检测，以确定是否存在UCI中是否存在ACK/NACK或DTX。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种信号检测方法的流程示意图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤101、重构候选混合自动重传请求应答HARQ-ACK序列的软比特。
其中，上述候选混合自动重传请求应答(Hybrid Automatic Repeat Request-Acknowledgement，HARQ-ACK)序列的软比特可以根据本地所有可能的候选HARQ-ACK比特序列生成，也即通过列举本地所有可能的候选HARQ-ACK比特序列的软比特的方式进行重构，得到上述候选HARQ-ACK序列的软比特。具体的，如图2所示，通过对上述候选HARQ-ACK序列进行信道编码、重复速率匹配、复用或绑定、加扰和调制生成上述候选HARQ-ACK序列的软比特。
例如：对于1比特(bit)的HARQ-ACK比特序列，可以表示为：
对于2bit的HARQ-ACK比特序列，可以表示为：
其中，表示本地的候选HARQ-ACK比特序列；k表示ACK/NACK重复的次数；表示生成的候选HARQ-ACK序列的软比特，/>N表示/>的长度，N等于速率匹配重复的次数；F(.)表示信号生成函数，包括信道编码、速率匹配的重复、复用或绑定、加扰和调制。
步骤102、计算所述候选HARQ-ACK序列的软比特与目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，所述目标HARQ-ACK序列为接收信号中与所述候选HARQ-ACK序列对应的HARQ-ACK序列。
其中，图2表示在单载波正交频分复用技术(Single Carrier-OrthogonalFrequency Division Multiplexing，SC-OFDM)传输方式的情况下，利用IDFT变换降低峰均比以保持单载波信号特性，从而抽取上述目标HARQ-ACK序列，并得到上述目标HARQ-ACK序列的软比特。例如：如图2所示，通过最小均方误差(Minimum Mean Squared Error，MMSE)算法和最大比合并(Maximal Ratio Combining，MRC)算法，以及离散傅立叶逆变换(DiscreteInverse Fourier Transform，IDFT)，对接收信号进行均衡处理，并从均衡处理后的信号中抽取对应的HARQ-ACK序列，并计算目标HARQ-ACK序列的软比特。
可以理解，图2也可以使用其他信道估计算法实现，例如：使用迫零(Zro-Forcing，ZF)算法代替MMSE算法，MRC算法也可以使用干扰合并(Interference Ratio Combing，IRC)算法来代替。
需要说明的是，在循环前缀正交频分复用(Cyclic Prefix OrthogonalFrequency Division Multiplexing，CP-OFDM)传输方式的情况下，无需IDFT变换，即可抽取得到上述目标HARQ-ACK序列，并得到上述目标HARQ-ACK序列的软比特。
可以理解，上述目标HARQ-ACK序列与上述候选HARQ-ACK序列相匹配，上述目标HARQ-ACK序列可以是根据上述候选HARQ-ACK比特序列在交织器中的位置，从对上述接收信号进行均衡处理后的信号中抽取对应的HARQ-ACK序列。
其中，上述度量值表示上述候选HARQ-ACK序列的软比特与目标HARQ-ACK序列的软比特之间的距离，例如：上述度量值可以基于欧式距离或简化的欧式距离(如叉乘距离)确定。
步骤103、基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果；
其中，所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。
应理解的是，上述接收信号的检测结果包括：上述接收信号中存在ACK/NACK信号，或上述接收信号中不存在ACK/NACK信号(也即DTX)。通过上述度量值与上述目标检测门限的比较，若上述度量值与上述目标检测门限的差值小于0(也即上述度量值小于上述目标检测门限)，可以确定上述接收信号中包括ACK/NACK信号；若上述度量值与上述目标检测门限的差值大于或等于0(也即上述度量值大于上述目标检测门限)，可以确定上述接收信号中不包括ACK/NACK信号，也即DTX。
其中，上述检测结果的准确度可以通过误检概率和虚检概率评价，误检概率表示在上述接收信号包括ACK/NACK信号的情况下，信号检测结果误检为没有ACK/NACK信号(即DTX)的概率；虚检概率表示在上述接收信号不包括ACK/NACK信号(即DTX)的情况下，信号检测结果虚检为有ACK/NACK信号。可以理解，为提高信号检测性能，既要降低误检概率，也要降低虚检概率。
其中，上述目标检测参数可以根据实际需求预先确定，例如：可以将误检概率小于0.1％、虚检概率小于0.05％作为上述信号检测所对应的检测参数。
需要说明的是，上述预先获取的检测门限的闭式解可以在高斯信道下进行推导，而衰落信道下的检测门限的闭式解，可以根据上述在高斯信道下得到的检测门限的闭式解做相应调整得到。上述目标检测门限也可以基于预先获取的检测门限的闭式解，在不同的无线信道进行离线仿真以及优化，从而得到不同信道下的检测门限，这样，本申请实施例可以根据预先得到的不同信道下的检测门限以及目标检测参数，确定目标检测门限。
本申请实施例中，通过对上述度量值的推导，可以将上述度量值分布的统计学特性，预先通过概率分布和最大似然检测算法或简化的最大似然检测算法，确定上述检测门限的闭式解，并按照上述信号检测方法所对应的目标检测参数，确定上述目标检测门限，提高所述目标检测门限的准确度。
本申请实施例中，通过计算所述候选HARQ-ACK序列与目标HARQ-ACK序列之间的度量值，并基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果，且所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。也即所述目标检测门限可以通过所述目标检测参数确保所述目标检测门限的检测性能，并利用所述度量值的信号统计特性得到的所述检测门限的闭式解，提升所述目标检测门限的准确度，从而提升信号检测性能。
可选地，步骤103中所述基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果之前，所述方法还可以包括如下步骤：
获取度量值分布；
在所述度量值分布满足概率分布的情况下，确定所述度量值分布的累积分布函数以及所述累积分布函数的闭式解；
基于信号检测的误检参数和虚检参数，以及所述累积分布函数的闭式解，使用所述最大似然检测算法确定所述检测门限的闭式解；
基于所述检测门限的闭式解和所述目标检测参数，得到所述目标检测门限。
可以理解，通过对上述候选HARQ-ACK序列与目标HARQ-ACK序列之间的度量值推导，利用度量值分布的统计学特性，获取呈概率分布(如卡方分布)的度量值分布的累积分布函数(cumulative distribution function，CDF)，以及上述累积分布函数的闭式解。
其中，上述误检参数和上述虚检参数在上述检测门限的闭式解推导过程中可以分别使用变量代入，这样，在基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限时，上述目标检测参数可以包括目标误检参数和目标虚检参数，将上述目标误检参数和上述目标虚检参数分别代入上述检测门限的闭式解中的对应变量，即可确定上述目标检测门限。
该实施方式中，在所述度量值分布满足概率分布的情况下，确定所述度量值分布的累积分布函数以及所述累积分布函数的闭式解；基于信号检测的误检参数和虚检参数，以及所述累积分布函数的闭式解，使用所述最大似然检测算法确定所述检测门限的闭式解；基于所述检测门限的闭式解和所述目标检测参数，得到所述目标检测门限。也即可以利用所述度量值分布的概率分布特性，并结合最大似然检测算法，确定所述检测门限的闭式解，进而确定所述目标检测门限，提高所述目标检测门限的准确程度。
可选地，所述度量值包括欧式距离；
所述确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，包括：
确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的欧式距离。
需要说明的是，在计算上述候选HARQ-ACK序列的软比特与上述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的欧式距离时，具体过程如下：
计算ACK/NACK的重复次数为k时的度量值： k＝1，…，M；其中，/>表示目标HARQ-ACK序列的软比特，/>表示候选HARQ-ACK序列的软比特，N表示第k次ACK/NACK编码时可能存在的情况数量，M表示ACK/NACK重复的总次数；
计算ACK/NACK的所有重复次数的度量值序列：I＝[I1，…，IM]；
确定度量值序列中的最小度量值：[Imin，m]＝min(I)；
根据度量值与门限的比较，确定是否为ACK/NACK：
该实施方式中，通过将所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的欧式距离作为距离度量值，可以提高所述度量值的准确度，进而提高所述信号检测结果的准确性。
可选地，所述度量值包括叉乘距离；
所述确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，包括：
确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的叉乘距离。
可以理解，计算信号a和信号b之间的度量值时，信号a和信号b的欧式距离d可以表示为d＝(a-b)2＝a2-2ab+b2。当信号a和信号b的可能情况的星座图幅度都相等时，判断d的相对大小，a2和b2可忽略，直接考虑ab就行，也即ab越小d越大，因此本申请可以使用两个信号的叉乘距离作为两个信号之间的度量值，以减少计算量。在计算上述候选HARQ-ACK序列的软比特与上述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的叉乘距离时，具体过程如下：
计算ACK/NACK的重复次数为k时的度量值： k＝1，…，M；其中，/>表示目标HARQ-ACK序列的软比特，/>表示目标HARQ-ACK序列的软比特，N表示第k次ACK/NACK编码时可能存在的情况数量，M表示ACK/NACK重复的总次数，Re表示实部；
计算ACK/NACK的所有重复次数的度量值序列：I＝[I1，…，IM]；
确定度量值序列中的最大度量值：[Imax，m]＝max(I)；
根据度量值与门限的比较，确定是否为ACK/NACK：
应理解的是，通过将上述候选HARQ-ACK序列的软比特与上述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的叉乘距离作为度量值，也即简化了最大似然检测算法的计算。
该实施方式中，通过将所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的叉乘距离作为度量值，确保所述信号检测结果的准确性的同时，还可以减少所述度量值计算的数据量，提高所述度量值的获取效率，也即提高所述信号检测的效率。
可选地，所述目标检测参数包括目标误检参数和目标虚检参数；
所述基于所述检测门限的闭式解和所述目标检测参数，得到所述目标检测门限，包括：
基于所述检测门限的闭式解和所述目标误检参数，得到第一检测门限；
基于所述检测门限的闭式解和所述目标虚检参数，得到第二检测门限；
基于所述第一检测门限和所述第二检测门限，得到所述目标检测门限。
可以理解，上述目标误检参数和上述目标虚检参数可以是信号检测结果需满足的检测误差，即上述得到的信号检测结果的误检概率需小于上述目标误检参数，上述得到的信号检测结果的虚检概率需小于上述目标虚检参数。
该实施方式中，通过基于所述检测门限的闭式解和所述目标误检参数，得到第一检测门限；基于所述检测门限的闭式解和所述目标虚检参数，得到第二检测门限；基于所述第一检测门限和所述第二检测门限，得到所述目标检测门限。即所述目标检测门限使得检测结果可以满足所述目标误检参数和所述目标虚检参数，确保信号检测性能。
可选地，在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为正交相移键控的情况下，所述检测门限的闭式解为第一闭式解；
在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为正交幅度调制的情况下，所述检测门限的闭式解为第二闭式解；
在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为相正交振幅调制的情况下，所述检测门限的闭式解为第三闭式解。
其中，对于不同的信号调制方式，上述度量值分布的均值和方差会不同，从而计算得到所述检测门限的闭式解也会不同，以欧式距离作为上述度量值为例，获取检测门限的闭式解的推导过程如下：
假定，其中，/>表示抽取的HARQ-ACK序列，SACK(n)表示接收的ACK/NACK信号，w(n)表示均值为0、方差为σ2的白噪声。
当有ACK/NACK发送时，
可以理解，此处I满足自由度为2N的卡方分布：
其中，D(I)＝σ2；E(I)＝0，D表示均值，E表示方差。
当没有ACK/NACK发送即DTX时，
此时，令
那么
可以理解，此处I满足自由度为2N的卡方分布，实部和虚部有相同的均值和方差：E(rn)＝E(in)＝0；
在正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)的情况下，从而D(I)＝σ2+2；
在正交幅度调制(16Quadrature Amplitude Modulation，16QAM)的情况下，从而D(I)＝σ2+2.8；
在相正交振幅调制(64Quadrature Amplitude Modulation，64QAM)的情况下，从而D(I)＝σ2+3.4。
该实施方式中，所述检测门限的闭式解基于所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式确定，可以进一步提高所述检测门限的闭式解的准确性。
可选地，所述目标检测门限包括多个速率匹配重复次数对应的检测门限；
所述基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果，包括：
获取所述接收信号的信道参数信息，以及所述候选HARQ-ACK序列的目标速率匹配重复次数；
基于所述信道参数信息，确定所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限；
基于所述度量值与所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果。
需要说明的是，本申请中上述预先获取的检测门限的闭式解可以以高斯信道为前提进行推导计算，在上述信道为衰落信道的情况下，可以基于信道参数信息对上述检测门限的闭式解进行相应调整，以使信号检测过程中所述度量值与所述目标检测门限的差值计算更精确。其中，上述信道参数信息可以用于确定上述接收信号的信道。
该实施方式中，基于所述信道参数信息，确定所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限；基于所述度量值与所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果。即所述目标检测门限可以根据信道参数信息和所述目标速率匹配重复次数相应调整，进一步提高所述检测结果的准确度。
本申请实施例中介绍的多种可选的实施方式，在彼此不冲突的情况下可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本发明实施例不作限定。
为方便理解，具体示例如下：
本申请提供一种上行控制信息中ACK/NACK/DTX的检测方法，具体可以包括以下过程：
对所有候选的HARQ-ACK比特(1比特或2比特)，根据第三代合作伙伴计划(ThirdGeneration Partnership Project，3GPP)通信协议，通过信道编码、重复速率匹配、复用或绑定、加扰和调制生成HARQ-ACK调制符号的软比特。如下所示，
其中，为根据候选的HARQ-ACK比特序列/>复现的HARQ-ACK符号序列的软比特；/>N表示/>的长度，N等于速率匹配重复的次数；F(.)是信号生成函数，包括信道编码、速率匹配的重复、复用或绑定、加扰和调制。
根据候选HARQ-ACK比特在交织器中的位置，从对接收信号的均衡处理后的信号中抽取对应的HARQ-ACK符号的软比特。
其中，表示抽取的HARQ-ACK符号序列的软比特，N表示重复次数。
作为一种可选的实施方式，本申请可以基于欧式距离进行最大似然检测算法，具体过程如下：
计算ACK/NACK的重复次数为k时的度量值： k＝1，…，M；
计算ACK/NACK的所有重复次数的度量值序列：I＝[I1，…，iM]；
确定度量值序列中的最小度量值：[Imin，m]＝min(I)；
根据度量值与门限的比较，确定是否为ACK/NACK：
获取检测门限的闭式解的推导过程如下：
以高斯信道为例，假定其中，SACK(n)表示接收的ACK/NACK信号，w(n)表示均值为0、方差为σ2的白噪声。
当有ACK/NACK发送时，
可以理解，此处I满足自由度为2N的卡方分布：
其中，D(I)＝σ2；E(I)＝0。
当没有ACK/NACK发送即DTX时，
此时，令
那么
可以理解，此处I满足自由度为2N的卡方分布，实部和虚部有相同的均值和方差：E(rn)＝E(in)＝0；
在QPSK的情况下，从而D(I)＝σ2+2；
在16QAM的情况下，从而D(I)＝σ2+2.8；
在64QAM的情况下，从而D(I)＝σ2+3.4。
根据数字通信原理的相关推导，卡方分布的CDF函数有闭式子解，如下，
从而可得，
当有ACK/NACK传输时，ACK/NACK检测为DTX的概率P(ACK/NACK→DTX)＜P1，从而F(Ithreshold)＜P1；
当没有ACK/NACK传输即DTX时，DTX被检测为ACK/NACK的概率P(DTX→ACK/NACK)＜P2，从而F(Ithreshold)＜P2；
其中，P1表示目标误检概率，P2表示目标虚检概率。
假定
从而可得，I＝F-1(P，N)×D(I)，/>
其中，SINR表示PUSCH信号均衡和天线合并后处理的信号与干扰加噪声比(Signalto Interference plus Noise Ratio，SINR)。
符合误检概率的第一检测门限：Ithreshold1＝F-1(P1，N)×D(I)；
符合虚检概率的第二检测门限：Ithreshold2＝F-1(P2，N)×D(I)；
目标检测门限：Ithreshold＝max(Ithreshold1，Ithreshold2)。
作为另一种可选的实施方式，本申请可以基于叉乘距离进行最大似然检测算法，应理解的是，计算信号a和信号b之间的度量值时，信号a和信号b的欧式距离d可以表示为d＝(a-b)2＝a2-2ab+b2。当信号a和信号b的可能情况的星座图幅度都相等时，判断d的相对大小，a2和b2可忽略，直接考虑ab就行，也即ab越小d越大，因此本申请可以使用两个信号的叉乘距离作为两个信号之间的度量值，具体过程如下：
计算ACK/NACK的重复次数为k时的度量值： k＝1，…，M；
此处.
计算ACK/NACK的所有重复次数的度量值序列：I＝[I1，…，IM]；
确定度量值序列中的最大度量值：[Imax，m]＝max(I)；
根据度量值与门限的比较，确定是否为ACK/NACK：
选取IThreshold满足下式：
漏检概率：P(DTX→ACK/NACK)≤0.01；
误检概率：P(ACK/NACK→DTX)≤0.01。
Ik的概率分布：
当有ACK/NACK发送时，E(Ik)＝1，
当发送的常规PUSCH数据，如DTX时，E(Ik)＝0，
其中，差错概率包括：
其中，Q(.)表示CDF函数，P1表示信号检测需满足的误检概率，P2表示信号检测需满足的虚检概率。
因此，Ithreshold2≤Ithreshold≤Ithreshold1；
其中，符合误检概率的检测门限
符合虚检概率的检测门限
而且Ithreshold2≤Ithreshold1满足：
目标检测门限Ithreshold＝min(Ithreshold1，Ithreshold2)。
本申请根据不同ACK/NACK重复次数的接收信号和候选的调制信号之间的功率差，从理论上推导出了ACK/NACK/DTX信号的误检概率和虚警概率的闭式解，在该理论的指引下，经过简化最大似然比运算和采用简化的接收信号比候选信号之间的叉乘运算代替欧氏距离计算，可以同时提升ACK/NACK/DTX的检测精度以及抑制DTX的误检率。
并且，经离线仿真验证和外场实测，在不同信道环境下可以采用不同ACK/NACK重复次数时的判定门限，从而自适应地根据不同配置调整门限，从而获得了显著超越现有存在解决方案的检测性能。根据离线仿真验证和外场实测，采用了本申请实施例方法后的上行控制信息中的ACK/NACK/DTX检测性能比3GPP通信协议的检测性能对信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)的需求降低了1.5～2dB，本申请实施例明显提升了信号检测性能。
本申请还可以在获取上述解调信号的闭式解的基础上，通过在不同的无线衰落信道进行离线仿真、验证并总结出不同ACK/NACK重复次数时，接收信号与不同候选信号之间的度量差，从而在对信号进行ACK/NACK/DTX检测时，按照信道环境和ACK/NACK的调制方式自适应比较确定接收信号为ACK/NACK或DTX。
参见图3，图3是本申请实施例提供的一种信号检测装置的结构示意图。如图3所示，信号检测装置300包括：
重构模块301，用于重构候选混合自动重传请求应答HARQ-ACK序列的软比特；
计算模块302，用于计算所述候选HARQ-ACK序列的软比特与目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，所述目标HARQ-ACK序列为接收信号中与所述候选HARQ-ACK序列对应的HARQ-ACK序列；
第一确定模块303，用于基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果；
其中，所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。
可选地，信号检测装置300还包括：
第一获取模块，用于获取度量值分布；
第二确定模块，用于在所述度量值分布满足概率分布的情况下，确定所述度量值分布的累积分布函数以及所述累积分布函数的闭式解；
第三确定模块，用于基于信号检测的误检参数和虚检参数，以及所述累积分布函数的闭式解，使用所述最大似然检测算法确定所述检测门限的闭式解；
第二获取模块，用于基于所述检测门限的闭式解和所述目标检测参数，得到所述目标检测门限。
可选地，所述度量值包括欧式距离；
所述第一确定模块303，具体可以包括：
第一确定单元，用于确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的欧式距离。
可选地，所述度量值包括叉乘距离；
所述第一确定模块303，具体可以包括：
第二确定单元，用于确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的叉乘距离。
可选地，所述目标检测参数包括目标误检参数和目标虚检参数；
所述第二获取模块，具体可以包括：
第一获取单元，用于基于所述检测门限的闭式解和所述目标误检参数，得到第一检测门限；
第二获取单元，用于基于所述检测门限的闭式解和所述目标虚检参数，得到第二检测门限；
第三获取单元，用于基于所述第一检测门限和所述第二检测门限，得到所述目标检测门限。
可选地，在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为正交相移键控的情况下，所述检测门限的闭式解为第一闭式解；
在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为正交幅度调制的情况下，所述检测门限的闭式解为第二闭式解；
在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为相正交振幅调制的情况下，所述检测门限的闭式解为第三闭式解。
可选地，所述目标检测门限包括多个速率匹配重复次数对应的检测门限；
所述第一确定模块303，具体可以包括：
第四获取单元，用于获取所述接收信号的信道参数信息，以及所述候选HARQ-ACK序列的目标速率匹配重复次数；
第三确定单元，用于基于所述信道参数信息，确定所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限；
第四确定单元，用于基于所述度量值与所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果。
信号检测装置300能够实现本申请实施例中图1方法实施例的各个过程，以及达到相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。
本申请实施例还提供一种电子设备。由于电子设备解决问题的原理与本申请实施例中图1所示的信号检测方法相似，因此该电子设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。如图4所示，本申请实施例的电子设备，包括存储器420，收发机410，处理器400；
存储器420，用于存储计算机程序；收发机410，用于在所述处理器400的控制下收发数据；处理器400，用于读取所述存储器420中的计算机程序并执行以下操作：
重构候选混合自动重传请求应答HARQ-ACK序列的软比特；
计算所述候选HARQ-ACK序列的软比特与目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，所述目标HARQ-ACK序列为接收信号中与所述候选HARQ-ACK序列对应的HARQ-ACK序列；
基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果；
其中，所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。
其中，在图4中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器400代表的一个或多个处理器和存储器420代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如***设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机410可以是多个元件，即包括发送机和收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器400负责管理总线架构和通常的处理，存储器420可以存储处理器400在执行操作时所使用的数据。
处理器400可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable LogicDevice，CPLD)，处理器也可以采用多核架构。
可选地，处理器400还用于读取存储器420中的程序，执行如下步骤：
获取度量值分布；
在所述度量值分布满足概率分布的情况下，确定所述度量值分布的累积分布函数以及所述累积分布函数的闭式解；
基于信号检测的误检参数和虚检参数，以及所述累积分布函数的闭式解，使用所述最大似然检测算法确定所述检测门限的闭式解；
基于所述检测门限的闭式解和所述目标检测参数，得到所述目标检测门限。
可选地，所述度量值包括欧式距离；
所述确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，包括：
确定所述候选HARQ-ACK序列与所述目标HARQ-ACK序列之间的欧式距离。
可选地，所述度量值包括叉乘距离；
所述确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，包括：
确定所述候选HARQ-ACK序列与所述目标HARQ-ACK序列之间的叉乘距离。
可选地，所述目标检测参数包括目标误检参数和目标虚检参数；
所述基于所述检测门限的闭式解和所述目标检测参数，得到所述目标检测门限，包括：
基于所述检测门限的闭式解和所述目标误检参数，得到第一检测门限；
基于所述检测门限的闭式解和所述目标虚检参数，得到第二检测门限；
基于所述第一检测门限和所述第二检测门限，得到所述目标检测门限。
可选地，在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为正交相移键控的情况下，所述检测门限的闭式解为第一闭式解；
在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为正交幅度调制的情况下，所述检测门限的闭式解为第二闭式解；
在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为相正交振幅调制的情况下，所述检测门限的闭式解为第三闭式解。
可选地，所述目标检测门限包括多个速率匹配重复次数对应的检测门限；
所述基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果，包括：
获取所述接收信号的信道参数信息，以及所述候选HARQ-ACK序列的目标速率匹配重复次数；
基于所述信道参数信息，确定所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限；
基于所述度量值与所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果。
本申请实施例提供的电子设备，可以执行上述图1所示的方法实施例，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
本申请明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如图1中方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述收发方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种信号检测方法，其特征在于，包括：
重构候选混合自动重传请求应答HARQ-ACK序列的软比特；
计算所述候选HARQ-ACK序列的软比特与目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，所述目标HARQ-ACK序列为接收信号中与所述候选HARQ-ACK序列对应的HARQ-ACK序列；
基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果；
其中，所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果之前，所述方法还包括：
获取度量值分布；
在所述度量值分布满足概率分布的情况下，确定所述度量值分布的累积分布函数以及所述累积分布函数的闭式解；
基于信号检测的误检参数和虚检参数，以及所述累积分布函数的闭式解，使用所述最大似然检测算法确定所述检测门限的闭式解；
基于所述检测门限的闭式解和所述目标检测参数，得到所述目标检测门限。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述度量值包括欧式距离；
所述确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，包括：
确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的欧式距离。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述度量值包括叉乘距离；
所述确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，包括：
确定所述候选HARQ-ACK序列的软比特与所述目标HARQ-ACK序列的软比特之间的叉乘距离。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标检测参数包括目标误检参数和目标虚检参数；
所述基于所述检测门限的闭式解和所述目标检测参数，得到所述目标检测门限，包括：
基于所述检测门限的闭式解和所述目标误检参数，得到第一检测门限；
基于所述检测门限的闭式解和所述目标虚检参数，得到第二检测门限；
基于所述第一检测门限和所述第二检测门限，得到所述目标检测门限。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为正交相移键控的情况下，所述检测门限的闭式解为第一闭式解；
在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为正交幅度调制的情况下，所述检测门限的闭式解为第二闭式解；
在所述候选HARQ-ACK序列的信号调制方式为相正交振幅调制的情况下，所述检测门限的闭式解为第三闭式解。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标检测门限包括多个速率匹配重复次数对应的检测门限；
所述基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果，包括：
获取所述接收信号的信道参数信息，以及所述候选HARQ-ACK序列的目标速率匹配重复次数；
基于所述信道参数信息，确定所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限；
基于所述度量值与所述目标速率匹配重复次数对应的检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果。
8.一种信号检测装置，其特征在于，包括：
重构模块，用于重构候选混合自动重传请求应答HARQ-ACK序列的软比特；
计算模块，用于计算所述候选HARQ-ACK序列的软比特与目标HARQ-ACK序列的软比特之间的度量值，所述目标HARQ-ACK序列为接收信号中与所述候选HARQ-ACK序列对应的HARQ-ACK序列；
第一确定模块，用于基于所述度量值与目标检测门限的差值，确定所述接收信号的检测结果；
其中，所述目标检测门限为基于预先获取的检测门限的闭式解和目标检测参数得到的目标检测门限，所述检测门限的闭式解基于概率分布和最大似然检测算法确定。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：收发机、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，
所述处理器，用于读取存储器中的程序实现如权利要求1至7中任一项所述的方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法中的步骤。
Priority Applications (1)
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