CN1268082C - 一种单极性调制信号的解调方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单极性调制信号的解调方法，该方法首先利用公共导频信道(CPICH)的信息获取寻呼指示信道(PICH)的单极性解调信号，同时利用多普勒频率估计传播信道的衰落周期，根据所述衰落周期获取CPICH的基准参考电平，再利用CPICH和PICH的功率偏置和上述基准参考电平确定PICH的硬判门限，最后利用所述硬判门限对单极性解调信号进行判决，得到解调后的单极性信号；上述方法能够克服衰落对单极性调制信号统计门限准确度的影响，从而提高对单极性调制信号的解调性能和可靠性。本发明同时还提供了一种单极性调制信号的解调装置。

Description

一种单极性调制信号的解调方法及装置

技术领域

本发明涉及一种通信***中的信号处理方法，尤其是信号的解调方法和装置。

背景技术

在宽带码分多址(WCDMA)***中，对于寻呼指示信道(PICH)之类的下行公共信道来说，该类信道的最大特点就是其大部分的寻呼指示信号为0，只有少数时其寻呼指示信号为1。由于目前***中应用双极性调制信号的方法调制信号，寻呼指示只有在为1时才指示相关的终端读取随路的S-CCPCH(辅助公共控制物理信道)信号，或者说只有这时寻呼指示才有意义，因此在这种调制方法下很多时候该信道都是在发射无用信息0。即很多时候该信道都在发射无用信息。

为了节省***基站的下行发射功率，通常期望调制端可以在寻呼指示Pq为0时不发射信号，Pq为1时才发射信号。这就需要采用单极性信号调制的方法调制信号，以使基站在寻呼指示Pq为0时不发射信号，Pq为1时才发射信号。专利号为CN 01126233.8、名称为“一种寻呼指示信道传输方法”的专利文献就提出了对PICH信道进行单极性信号调制的思想。但是，这种方法与双极性信号调制方法相比，解码性能要下降，例如在源数据信号0、1等概率分布时的解码性能要下降6dB，因此单极性信号调制方法对解调端提出了更高的要求，不仅需要能有效解调目标信道的接收信号，而且由于实际衰落信道中衰落的随机性，决定了单极性解调信号的电平也是衰落变化的，也就需要解调信号硬判时能够准确地估计出最佳硬判门限。

如对单极性信号的解调采用双极性信号的解调方法，由于下行公共信道中同时还含有采用双极性调制方法的公共导频信道(CPICH)，因此在解调端可以根据本地产生的导频符号估计出CPICH的信道衰落，由于在无线衰落信道中CPICH与PICH的衰落变化是相同的，那么就可以相应求出PICH信道的衰落并通过衰落纠偏、多径合并而得到PICH的解调信号。但是对于单极性调制信号来说，由于信道衰落随机性的影响，不可能象双极性调制信号的解调那样，通过简单地将硬判门限设置为0，即可硬判出PICH信道的寻呼指示。

作为上述方法的一个替代，如果采用首先求出参考信道的某个指标，如SIR或者需要的信号电平，然后减去目标信道与参考信道的功率偏置的方法去解调单极性方法调制的信号，由于单极性调制信号是起伏变化的，且硬判是每个符号都需要作的，如果直接采用上述方法，就需要两个信道之间要频繁地传送信号，并且由于参考信道解调出来的每个符号受噪声干扰较大，会使门限判决的准确性下降，从而会影响整个解调结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种够准确解调单极性调制信号的解调方法，使用该方法能够克服衰落对单极性信号统计门限准确度的影响，从而提高对单极性调制信号的解调性能和可靠性。本发明同时还提供了一种单极性调制信号的解调装置。

为达到上述目的，本发明提供的单极性调制信号的解调方法，包括：

利用公共导频信道(CPICH)的信息获取寻呼指示信道(PICH)的单极性解调信号；

获取传播信道的衰落周期，根据所述衰落周期获取CPICH的基准参考电平；

利用CPICH和PICH的功率偏置和上述CPICH的基准参考电平确定PICH的硬判门限；

利用所述硬判门限对单极性解调信号进行判决，得到解调后的单极性信号。

所述传播信道的衰落周期为公共导频信道(CPICH)的衰落周期。

所述利用CPICH的信息获取PICH的单极性解调信号的方法是：

信号接收机对CPICH进行信道衰落估计，根据估计结果对CPICH进行衰落纠偏和多径合并后，得到CPICH的解调信号；

PICH利用CPICH的信道衰落估计信息进行衰落纠偏、多径合并得到单极性解调信号。

在上述操作中，利用信号接收机本地产生的公共导频符号估计CPICH的信道衰落。

所述方法还包括：

信号接收机根据不同的码字提取出CPICH和PICH信道的信号。

利用多普勒频率估计的方法得到估计的多普勒频率，根据上述频率得到CPICH的衰落周期。

所述CPICH的基准参考电平为相干衰落周期内的CPICH信号的电平均值。

本发明提供的单极性调制信号的解调装置，包括：

参考信道估计模块，用于根据本地产生的公共导频符号估计CPICH的信道衰落；

第一纠偏合并模块，用于对CPICH信号进行衰落纠偏和多径合并；

第二纠偏合并模块，利用CPICH的信道衰落信息对PICH信号进行衰落纠偏和多径合并；

还包括多普勒频率估计模块、电平统计模块、电平调整模块和硬判模块，其中：

多普勒频率估计模块，用于获得多普勒频率估计值；

电平统计模块，用于根据多普勒频率估计值得到CPICH的信号衰落周期；

电平调整模块，用于根据CPICH的信号衰落周期和CPICH与PICH间的功率偏置获得相干周期内的基准参考电平；

硬判模块，用于根据上述基准参考电平对单极性解调信号进行判决，得到解调后的单极性信号。

由于本发明采用多普勒频率估计来确定信道衰落周期的方法，因此可以得到较为准确的参考基准电平作为硬判门限，从而可以大大提高衰落信道中单极性调制信号解调的准确性，以及提高***的性能和可靠性，同时又减少了信道之间的信息传递量。

附图说明

图1是本发明所述方法的实施例流程图；

图2是本发明所述装置的实施例框图。

具体实施方式

在传统的双极性信号调制方式下，将信号调制成+(正)1和-(负)1信号，例如将原始信息1调制成-1，原始信息0调制成+1，无论正负信号，+1或-1都是需要功率发射，由于PICH的大部分寻呼指示信号为0，不可避免地导致该信道在多数时间内的无用信息的发射。因此采用单极性信号调制的方法，即在寻呼指示信号为0时不调制，或者说在寻呼指示信号为0时相当于不用发射功率，为1时将该信号调制成+1或-1发射，就可以大大节约PICH的发射功率。例如，为了与原***尽量一致，选择将1调制到-1。

上述单极性调制方法对解调端提出了更高的要求，这不仅表现在需要能有效解调目标信道的信号，即PICH之类的信道的信号，而且实际中由于衰落信道中衰落的随机性，决定了单极性调制信号的电平是衰落变化的，这就需要解调信号时能够准确地获取最佳硬判门限，才能保证对单极性调制信号解调的准确性。但是对单极性调制信号解调与双极性调制信号的解调是不同的。在对双极性调制信号的解调过程中，如在扩频***中，在硬判前的解调信号是正负信号，比如+200，+300，-200，由于硬判就是要选择一个中间门限，大于这个门限的所有解调信号判决成0，小于这个门限的所有解调信号判决成1，因此如果要恢复原始信息0、1，因此在双极性调制***中可以以0为硬决门限，将大于0的信号判决成0，小于0的信号判决成1，这样就恢复了原始信息；而在单极性***中，如果在信道无衰落情况下解调出来的信号是0，0，-300，-400，等等，且需要把小于-150的信号判决成1，大于-150的判决成0，但是实际衰落信道中的解调信号可能是从负十几到负几千，0也可能因为噪声而在正负几十波动，因此需要在硬判每个符号时找到一个较好的硬判门限再硬判，这对于单极性调制信号的解调来说是困难的。本发明的实质，就是针对单极性调制信号解调的过程中，针对传播信道的衰落特性，采用多普勒频率估计的结果来准确地估计硬判门限，以克服传播信道的衰落特性对硬判门限准确度的影响，从而能够准确地解调、判决出单极性调制信号，提高***的性能和可靠性。

以WCDMA***为例，如果现有下行发射***中的PICH采用单极性调制的方法调制信号，由于下行公共信道中同时还含有采用双极性调制方法的CPICH，可以认为在无线衰落信道中CPICH与PICH的衰落变化是相同的，也就是说，可以将CPICH作为目标信道PICH的参考信道，以获取PICH的衰落变化信息；同时，在解调端可以根据本地产生的导频符号估计出CPICH的信道衰落，那么就可以相应求出PICH信道的衰落并通过衰落纠偏、多径合并而得到PICH的解调信号，最后根据多普勒频率估计的结果来对PICH的解调信号进行判决，得到准确的PICH解调信号。

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。

图1是本发明所述方法的实施例流程图。按照图1，首先信号接收机在步骤1根据不同的码字区分出参考信道CPICH和目标信道PICH的接收信号，这是因为CPICH和PICH采用不同的正交码，所以根据不同的正交码完全可以将CPICH和PICH区分开来。然后在步骤2根据本地产生的公共导频符号估计出参考信道CPICH的信道衰落，然后对参考信道进行衰落纠偏和多径合并，得到CPICH的解调信号。由于认为无线衰落信道中CPICH与PICH的衰落变化是相同的，因此将参考信道的信道衰落信息作为PICH的信道衰落信息，在步骤3利用上述参考信道的信道衰落信息对PICH进行衰落纠偏、多径合并得到PICH的单极性解调信号。因为实际信道是衰落变化的，导致参考信道PICH的解调信号的电平也是起伏变化的，因此在单极性调制信号解调时需要准确的参考信道电平统计，具体说就是要求统计出的参考信道电平能够自适应信道衰落周期的变化，可以根据信号起伏变化的周期性而调整统计长度，从而使参考信道的电平统计值与信道的衰落变化相适应。所以在步骤4首先利用多普勒频率估计的方法获得参考信道的多普勒频率估计值，再根据估计的多普勒频率得到CPICH的衰落周期。实际中，由于在小于1/8或1/4衰落周期内可以认为接收信号电平的变化很小，因此在步骤5利用上述CPICH的衰落周期，统计相干周期内参考信道信号电平的均值，得到一个受噪声干扰较小的基准参考电平，用以作为对PICH解调信号的硬判门限的参考电平。电平均值的准确性要求其统计长度小于相干周期，上述相干周期一般为衰落周期的1/4或1/8，具体根据信道衰落的情况确定。在步骤6根据上层传递下来的参考信道CPICH与目标信道PICH间功率偏置和步骤5获得的基准参考电平估计出目标信道解调信号的基准参考电平，再根据目标信道的实际要求乘以一个相应的调整系数(如0.5)得到针对PICH解调信号相干周期内的硬判门限。最后在步骤7利用上述硬判门限对PICH解调信号进行判决输出，如将大于硬判门限的信号判为0，小于硬判门限的信号判为1，最终得到PICH的目标信号，即得到有用的寻呼指示。

图2是本发明所述装置的实施例框图。图2所述的装置中包括参考信道估计模块11、第一纠偏合并模块12、第二纠偏合并模13、多普勒频率估计模块14、电平统计模块15、电平调整模块16和硬判模块17，其中：

参考信道估计模块11，用于根据本地产生的公共导频符号，利用信号接收机本地产生的参考信道CPICH的接收信号，估计出CPICH的信道衰落信息；

第一纠偏合并模块12，用于对CPICH信号进行衰落纠偏和多径合并，得到CPICH的解调信号；

第二纠偏合并模块13，利用参考信道估计模块11估计出的CPICH的信道衰落信息对PICH信号进行衰落纠偏和多径合并，得到解调后的PICH单极性信号；

多普勒频率估计模块14，用于获得CPICH的多普勒频率估计值，该估计值被传送到电平统计模块15，由电平统计模块15根据多普勒频率估计值得到CPICH的信号衰落周期，并根据CPICH的信号衰落周期确定电平统计周期，电平统计模块15统计电平统计周期内的CPICH信号的平均电平，并将统计出的平均电平传输至电平调整模块16，由电平调整模块16根据上述统计出的平均电平和上层传来的CPICH与PICH之间的功率偏置获得相干周期内PICH的电平估计值，即用输入的每个基准参考电平直接减去功率偏置就可以了，将该电平估计值根据目标信道PICH的实际要求乘以一个相应的调整系数后作为硬判门限送到硬判模块17，由其根据该硬判门限对第二纠偏合并模块13输出的单极性解调信号进行判决，得到解调后的单极性信号。

在上述装置中，电平统计模块的统计周期是与实际衰落周期相关的，在多普勒频率估计来确定衰落周期的基础上，具体的统计周期长度选取原则与***的实现要求紧密相关。在衰落变化较慢时，衰落周期较长，统计时间也相应较长，则单位时间内CPICH和PICH信道之间的信息传输量大大减少，同时统计时间长对噪声可以有效地平滑，实际中也可以在统计周期长度内抽取少量样本进行平均。由于当信道衰落变化较快时，多普勒频率估计可以快速反应这种变化，从而控制电平统计模块进行统计长度的调整，确保电平统计的准确性，进而保证了对PICH单极性调制信号的解调的准确性。

Claims (8)

1、一种单极性调制信号的解调方法，其特征在于包括：

利用公共导频信道CPICH的信息获取寻呼指示信道PICH的单极性解调信号；

获取传播信道的衰落周期，根据所述衰落周期获取CPICH的基准参考电平；

利用CPICH和PICH的功率偏置和上述CPICH的基准参考电平确定PICH的硬判门限；

利用所述硬判门限对单极性解调信号进行判决，得到解调后的单极性信号。

2、根据权利要求1所述的单极性调制信号的解调方法，其特征在于，所述传播信道的衰落周期为公共导频信道CPICH的衰落周期。

3、根据权利要求1所述的单极性调制信号的解调方法，其特征在于，所述利用CPICH的信息获取PICH的单极性解调信号的方法是：

信号接收机对CPICH进行信道衰落估计，根据估计结果对CPICH进行衰落纠偏和多径合并后，得到CPICH的解调信号；

PICH利用CPICH的信道衰落估计信息进行衰落纠偏、多径合并得到单极性解调信号。

4、根据权利要求3所述的单极性调制信号的解调方法，其特征在于，利用信号接收机本地产生的公共导频符号估计CPICH的信道衰落。

5、根据权利要求4所述的单极性调制信号的解调方法，其特征在于，所述方法还包括：信号接收机根据不同的码字提取出CPICH和PICH信道的信号。

6、根据权利要求3、4或5所述的单极性调制信号的解调方法，其特征在于，所述方法还包括：利用多普勒频率估计的方法得到估计的多普勒频率，根据上述频率得到CPICH的衰落周期。

7、根据权利要求6所述的单极性调制信号的解调方法，其特征在于，所述CPICH的基准参考电平为相干衰落周期内的CPICH信号的电平均值。

8、一种单极性调制信号的解调装置，包括：

参考信道估计模块，用于根据本地产生的公共导频符号估计CPICH的信道衰落；

第一纠偏合并模块，用于对CPICH信号进行衰落纠偏和多径合并；

第二纠偏合并模块，利用CPICH的信道衰落信息对PICH信号进行衰落纠偏和多径合并；

其特征在于，还包括多普勒频率估计模块、电平统计模块、电平调整模块和硬判模块，其中：

多普勒频率估计模块，用于获得多普勒频率估计值；

电平统计模块，用于根据多普勒频率估计值得到CPICH的信号衰落周期，根据所述衰落周期确定电平统计周期，并对所述电平统计周期内的CPICH信号进行电平统计；

电平调整模块，用于根据所述CPICH信号的电平统计结果和CPICH与PICH间的功率偏置获得PICH的硬判门限；

硬判模块，用于根据所述硬判门限对PICH的单极性解调信号进行判决，得到解调后的单极性信号。