专利名称：Edge系统的多天线检测调制类型的方法
技术领域：
本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种适用于EDGE系统的多天线检测调制类型的方法。
背景技术：
GSM作为第二代移动蜂窝通信系统，在全世界范围内已经得到了广泛的应用。但随着移动通信技术的发展和业务的多样化，人们对数据业务的需求不断增加。GSM系统采用的是GMSK(高斯最小频移键控)的调制方式，与第三代移动通信系统的384kbit/s数据速率的广域覆盖和大约2Mbit/s数据率的局域覆盖还相去甚远。目前，ETSI(欧洲电信标准协会)已决定发展增强数据速率的GSM演进方案-EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution)作为GSM未来的演进方向。
为了在现有蜂窝系统中提供更高的数据通信速率，EDGE引入了多电平数字调制方式--8PSK调制。由于8PSK调制是一种线性调制，3个连续比特映射到I/Q坐标的一个符号，从而能提供更高的比特率和频谱效率。同时，GSM系统中使用的GMSK的调制方式也是EDGE调制方式的一部分。两种调制方式的符号速率都是271kbit/s，每时隙的净比特率分别为22.8kbit/s(GMSK)和69.2kbit/s(8PSK)。EDGE系统在不同的信道情况下，可以提供9种不同的调制编码方式-MCS(Modulation and Coding Scheme)，其中MCS1～4使用的仍然是GSM系统中的GMSK调制方式，而MCS5～9使用的是8PSK调制方式。
在EDGE系统中，分组业务信道(PDTCH)是在分组交换模式下承载用户数据。所有的分组信道都是基于由52个TDMA帧构成的复帧结构，其中包含了12个数据块，而每个数据块由4个连续的TDMA帧组成。基站对于终端设备所发送的分组业务数据块，并不知道其所使用的调制方式是GMSK调制还是8PSK调制。现有的做法是采用判断噪声方差的方法，即首先采用GMSK符号旋转的方式来计算噪声方差，然后再采用8PSK符号旋转的方式计算噪声方差，两者进行比较，判断出GMSK和8PSK的调制类型。这种做法的好处在于复杂度比较低，在实际应用中能够较好的保证每个上行的NB解调的正确性。但此种方法的缺点就是在信号比较小的时候，容易出现调制类型判断错误，这样会导致解调完全失败。
在公开号为WO2005/109808的“Detection of Modulation Type”专利申请中，公开一种在EDGE系统中判断GMSK和8PSK调制类型的方法。其使用接收信号的I部分和Q部分的相关性来计算出能够反映出干扰能量的度量，并通过此度量来判断是GMSK调制类型还是8PSK调制类型。此技术采用Whittle-Wiggins-Robinson算法循环迭代来进行白噪声处理，计算出GMSK和8PSK的干扰能量的度量。但是由于采用了循环迭代算法，复杂度非常的高，在实际系统中很难采用。
在公开号为2006/0215789的美国专利申请“Detection of SignalModulation Format Type”中，公开了一种在EDGE系统中判断GMSK和8PSK调制类型的方法。其在判断当前脉冲的调制类型时，需要根据在同一块上前一脉冲或者前几个脉冲的调制类型检测结果来一起判断，其中要使用到前面脉冲的信噪比或者噪声能量信息来进行判断。此相对于传统的单脉冲独立进行调制类型检测的方法，有3-5dB的性能提高。但是由于在检测当前脉冲的调制类型时，需要根据前面的结果进行综合判断，会出现误判累计的情况。另外，后面若干个脉冲调制类型的判断取决于第一个脉冲调试类型的判断。因此，并没有从根本上解决第一个脉冲调制类型的成功率。
在专利02803159.8的“确定调制类型的接收器”中，公开了一种确定发送信号的调制的方法。对于所发送的信号，针对每种解调信号进行信道的估计，信道估计值包括m个抽头，选择各个信道估计抽头中的能量最大的n个，其中n<m；根据n个抽头用最小二乘法估计各个解调信号的方差，通过比较方差来确定发送信号的调制方式。其主要应用于GMSK和8PSK信号的确定上。但是这种方法首先要对信号进行两次解调，然后再根据所计算出来的方差来判断调制信号的类型。主要缺点是只是利用单天线进行GMSK和8PSK调制类型的判断，没有充分利用到多天线的增益。
综上所述，现有技术的缺点就是没有充分利用到多天线的优势，容易受到多经干扰的影响，复杂度比较高。人们迫切需要一种简单而有效的检测GMSK和8PSK调制类型的方法，其既可以保证上行数据的正确解调，又能降低基带系统的运算复杂度。同时，对于EDGE系统，可以以更为简单而有效的方式来检测GMSK和8PSK调制类型。即利用多天线计算出的噪声方差来区分上行分组业务数据块中的GMSK和8PSK调制类型，这样既能保证基带系统的性能，又能降低运算复杂度。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种EDGE系统的多天线检测调制类型的方法，其在满足移动通信系统协议规范的前提下，大大减低了计算复杂度，同时保证了基带系统的性能。
本发明的一个方面提供了一种用于EDGE系统的多天线检测调制类型的方法，其包括以下步骤步骤1，对于上行分组业务数据块中的第一个常规突发脉冲，分别计算多天线的GMSK的合成噪声方差和8PSK的合成噪声方差；步骤2，将GMSK的合成噪声方差和8PSK的合成噪声方差进行比较，并根据比较结果确定第一个常规突发脉冲的调制类型；以及步骤3，根据第一个常规突发脉冲的调制类型来确定后续三个常规突发脉冲的调制类型。
在上述步骤1中包括分别计算多天线中的每个天线上的接收信号强度指示值；以及判断接收信号强度指示值是否大于预定阈值，如果大于预定阈值，则对接收信号强度指示值所对应的天线上的信号分别进行GMSK处理以及8PSK处理，否则，忽略天线上的信号。
上述GMSK处理包括将天线上的信号进行-π/2符号翻转处理并对翻转处理后的信号进行信道参数估计。
并且，当进行上述GMSK处理时，采用滑动相关方法进行信道参数估计，通过以下公式进行计算其中，
为GMSK处理时信道参数的估计值，
是翻转处理后的信号，k的范围为
，M为实际信道弥散长度，a(k)为训练序列，以及Lh为估计信道参数所需长度，小于训练序列的长度。
上述8PSK处理包括将天线上的信号进行-3π/8符号翻转处理，并对翻转处理后的信号进行信道参数估计。
并且，当进行8PSK处理时，采用滑动相关方法进行信道参数估计，通过以下公式进行计算其中，
为GMSK处理时信道参数的估计值，
是翻转处理后的信号，k的范围为
，M为实际信道弥散长度，a(k)为训练序列，以及Lh为估计信道参数所需长度，小于训练序列的长度。
其中，GMSK的合成噪声方差是通过以下公式计算的其中，N为天线个数，Nσ为进行合成噪声方差计算的训练序列个数，
为翻转处理后的信号，
为估计的信道参数，以及a(k)为训练序列。
并且，8PSK的合成噪声方差是通过以下公式计算的其中，N为天线个数，Nσ为进行合成噪声方差计算的训练序列个数，
为翻转处理后的信号，
为估计的信道参数，以及a(k)为训练序列。
此外，在步骤2中，在8PSK的合成噪声方差大于GMSK的合成噪声方差的情况下，包括以下处理确定第一个常规突发脉冲的调制类型为GMSK，进行GMSK解调，并将Demod_Flag置为GMSK。
在步骤2中，在8PSK的合成噪声方差不大于GMSK的合成噪声方差的情况下，包括以下处理确定第一个常规突发脉冲的调制类型为8PSK，进行8PSK解调，并将Demod_Flag置为8PSK。
在步骤3中包括以下处理在第一个常规突发脉冲解调完成后，根据Demod_Flag确定后续三个常规突发脉冲的调制类型，并按照调制类型对后续三个常规突发脉冲进行解调。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中 图1是根据本发明的EDGE系统的多天线检测调制类型的方法的流程图； 图2是移动通信系统的信道模型基本示意图； 图3是EDGE系统中的常规突发脉冲的数据格式的示图； 图4是根据本发明实施例的多天线检测GMSK和8PSK调制类型的流程图； 图5是根据本发明实施例的、当实际发送调制类型是GMSK时，采用多天线检测GMSK和8PSK调制类型方法，在TU50下的性能曲线的示意图；以及 图6是根据本发明实施例的、当实际发送调制类型是8PSK时，采用多天线检测GMSK和8PSK调制类型方法，在TU50下的性能曲线的示意图。
具体实施例方式 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是根据本发明的EDGE系统的多天线检测调制类型的方法的流程图。如图1所示，EDGE系统的多天线检测调制类型的方法包括以下步骤步骤S102，对于上行分组业务数据块中的第一个常规突发脉冲，分别计算多天线的GMSK的合成噪声方差和8PSK的合成噪声方差；步骤S104，将GMSK的合成噪声方差和8PSK的合成噪声方差进行比较，并根据比较结果确定第一个常规突发脉冲的调制类型；以及步骤S106，根据第一个常规突发脉冲的调制类型来确定后续三个常规突发脉冲的调制类型。
在上述步骤S102中包括分别计算多天线中的每个天线上的接收信号强度指示值；以及判断接收信号强度指示值是否大于预定阈值，如果大于预定阈值，则对接收信号强度指示值所对应的天线上的信号分别进行GMSK处理以及8PSK处理，否则，忽略天线上的信号。
上述GMSK处理包括将天线上的信号进行-π/2符号翻转处理并对翻转处理后的信号进行信道参数估计。
并且，当进行上述GMSK处理时，采用滑动相关方法进行信道参数估计，通过以下公式进行计算其中，
为GMSK处理时信道参数的估计值，
是翻转处理后的信号，k的范围为
，M为实际信道弥散长度，a(k)为训练序列，以及Lh为估计信道参数所需长度，小于训练序列的长度。
上述8PSK处理包括将天线上的信号进行-3π/8符号翻转处理，并对翻转处理后的信号进行信道参数估计。
并且，当进行8PSK处理时，采用滑动相关方法进行信道参数估计，通过以下公式进行计算其中，
为GMSK处理时信道参数的估计值，
是翻转处理后的信号，k的范围为
，M为实际信道弥散长度，a(k)为训练序列，以及Lh为估计信道参数所需长度，小于训练序列的长度。
其中，GMSK的合成噪声方差是通过以下公式计算的其中，N为天线个数，Nσ为进行合成噪声方差计算的训练序列个数，
为翻转处理后的信号，
为估计的信道参数，以及a(k)为训练序列。
并且，8PSK的合成噪声方差是通过以下公式计算的其中，N为天线个数，Nσ为进行合成噪声方差计算的训练序列个数，
为翻转处理后的信号，
为估计的信道参数，以及a(k)为训练序列。
此外，在步骤S104中，在8PSK的合成噪声方差大于GMSK的合成噪声方差的情况下，包括以下处理确定第一个常规突发脉冲的调制类型为GMSK，进行GMSK解调，并将解调标志Demod_Flag置为GMSK。
在步骤S104中，在8PSK的合成噪声方差不大于GMSK的合成噪声方差的情况下，包括以下处理确定第一个常规突发脉冲的调制类型为8PSK，进行8PSK解调，并将Demod_Flag置为8PSK。在步骤S106中包括以下处理在第一个常规突发脉冲解调完成后，根据Demod_Flag确定后续三个常规突发脉冲的调制类型，并按照调制类型对后续三个常规突发脉冲进行解调。
具体而言，图2是移动通信系统的信道模型基本示意图。基带接收机接收的是经过无线信道口传来的数据，该数据首先由调制类型模块对接收到的多天线基带I、Q信号进行调制类型的判断，然后根据所得到的调制类型进行分集合并和解调，解调后的结果经过解交织后，再送至信道译码模块进行信道的译码。对于分组业务信道来说，一个数据块包含4个连续的NB，需要将4个NB的解调结果输出到解交织和解码器中。
图3是EDGE系统中的常规突发脉冲的数据格式的示图。对于NB来说，其信息分成两组各58个符号，其中57位为数据，另一位为偷帧标志在CS业务中表示此数据是用户数据还是信令。在这两段数据之间插入了26位的训练序列，用来估计信道参数和时间提前量。3位“0”的尾比特加于信息段的两侧。NB数据的最后有8.25位的时间，不发任何信号，作为相邻时隙的保护段。NB可以用GMSK或者8PSK调制信号。
图4是根据本发明实施例的多天线检测GMSK和8PSK调制类型的流程图。在EDGE系统中，对于接收信号而言，信号模型可以表示为其中，
为第i个天线上的接收信号，k为符号点位置，其中1≤i≤N，N为天线个数，实际系统可以为1、2、4等。x(k)为发送的信号，hi(k)为第i个天线上合成的信道参数，ni(k)为噪声，M为实际信道弥散长度。
首先需要对上行分组业务数据块中的第一个NB中每个天线上的信号进行RSSI的估算。可以在一定的窗口范围内计算接收信号的能量和，并采用查表的方式获取RSSI的值。如果此天线上的RSSI值小于一定的阈值Threshold，即RSSI<Threshold，那么此天线的信号可以忽略，不进行后续处理。其中Threshold可以设置为固定值，例如Threshold＝-120。
如果此天线上的RSSI值大于Threshold，则需要分别计算GMSK和8PSK的合成噪声方差。对于第i个天线上而言，首先进行GMSK的符号翻转处理，即翻转完成之后，进行信道参数估计。信道参数估计可以采用滑动相关的方法，即利用训练序列进行滑动相关来获取信道的参数。公式为其中，
为GMSK处理时信道参数的估计值，k的范围为
，M为实际信道弥散长度，a(k)为训练序列，而Lh为估计信道参数所需长度，一般小于训练序列的长度。
在此天线的GMSK处理完成之后，进行此天线的8PSK处理，首先同样进行符号翻转处理，计算公式为然后同GMSK的处理一样进行信道估计。8PSK处理时的信道参数估计值为
公式为当所有N个天线的GMSK处理和8PSK处理都完成之后，进行GMSK和8PSK的合成噪声方差计算。
其中，GMSK的合成噪声方差计算公式为其中，N为天线个数，Nσ为进行合成噪声方差计算的训练序列个数，
为翻转处理后的信号，
为估计的信道参数，以及a(k)为训练序列。
8PSK的合成噪声方差计算公式为其中，N为天线个数，Nσ为进行合成噪声方差计算的训练序列个数，
为翻转处理后的信号，
为估计的信道参数，以及a(k)为训练序列。
当多天线的合成噪声方差计算完成之后，对两者进行判断，若Q8PSK>QGMSK，则判断当前NB的调制类型为GMSK，进行GMSK解调，并置Demod_Flag为GMSK。反之，则进行8PSK解调，并置Demod_Flag为8PSK。
当上行数据块中的第一个NB解调完成后，需要根据保存的Demod_Flag来判断后续3个NB的解调方式。如果Demod_Flag等于GMSK，那么后续3个NB都进行GMSK解调。反之，则后续3个NB进行8PSK解调。最后将4个NB解调的结果解交织后送至译码器。
图5是根据本发明实施例的、当实际发送调制类型是GMSK时，采用多天线检测GMSK和8PSK调制类型方法，在TU50下的性能曲线的示意图。如图5所示，采用双天线进行调制类型检测时，出现误判的概率要远小于单天线传统的检测方法。如果当天线个数N>2，那么误判的概率将更小。
图6是根据本发明实施例的、当实际发送调制类型是8PSK时，采用多天线检测GMSK和8PSK调制类型方法，在城市模型TU50(50代表移动台的速度为50km/h)下的性能曲线的示意图。同图5一样，如图6所示，采用双天线进行调制类型检测时，出现误判的概率要远小于单天线传统的检测方法。如果当天线个数N>2，那么误判的概率会更小。
综上所述，本发明针对EDGE系统，提出一种简单而有效的检测GMSK和8PSK调制类型的方法。即基于多天线对上行分组业务数据块中第一个NB进行GMSK和8PSK合成噪声方差的计算，并根据合成噪声方差判断调制类型。同时，根据第一个NB中的调制类型，来确定上行数据块中其它3个NB的解调方式。其在满足移动通信系统协议规范的前提下，大大减低了计算复杂度，同时保证了基带系统的性能。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于EDGE系统的多天线检测调制类型的方法，其特征在于，包括以下步骤
步骤1，对于上行分组业务数据块中的第一个常规突发脉冲，分别计算多天线的GMSK的合成噪声方差和8PSK的合成噪声方差；
步骤2，将所述GMSK的合成噪声方差和所述8PSK的合成噪声方差进行比较，并根据比较结果确定所述第一个常规突发脉冲的调制类型；以及
步骤3，根据所述第一个常规突发脉冲的调制类型来确定后续三个常规突发脉冲的调制类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括
分别计算所述多天线中的每个天线上的接收信号强度指示值；以及
判断所述接收信号强度指示值是否大于预定阈值，如果大于所述预定阈值，则对所述接收信号强度指示值所对应的天线上的信号分别进行GMSK处理以及8PSK处理，否则，忽略所述天线上的信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述GMSK处理包括
将天线上的信号进行-π/2符号翻转处理并对翻转处理后的信号进行信道参数估计。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用滑动相关方法进行所述信道参数估计，通过以下公式进行计算
其中，
为GMSK处理时信道参数的估计值，
是翻转处理后的信号，k的范围为
，M为实际信道弥散长度，a(k)为训练序列，以及Lh为估计信道参数所需长度，小于所述训练序列的长度。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述8PSK处理包括
将天线上的信号进行-3π/8符号翻转处理，并对翻转处理后的信号进行信道参数估计。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用滑动相关方法进行所述信道参数估计，通过以下公式进行计算
其中，
为8PSK处理时信道参数的估计值，
是翻转处理后的信号，k的范围为
，M为实际信道弥散长度，a(k)为训练序列，以及Lh为估计信道参数所需长度，小于所述训练序列的长度。
7.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述GMSK的合成噪声方差是通过以下公式计算的
其中，N为天线个数，Nσ为进行合成噪声方差计算的训练序列个数，
为翻转处理后的信号，
为估计的信道参数，以及a(k)为训练序列。
8.根据权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述8PSK的合成噪声方差是通过以下公式计算的
其中，N为天线个数，Nσ为进行合成噪声方差计算的训练序列个数，
为翻转处理后的信号，
为估计的信道参数，以及a(k)为训练序列。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2在所述8PSK的合成噪声方差大于所述GMSK的合成噪声方差的情况下，包括以下处理
确定所述第一个常规突发脉冲的调制类型为GMSK，进行GMSK解调，并将解调标志Demod_Flag置为GMSK。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2在所述8PSK的合成噪声方差不大于所述GMSK的合成噪声方差的情况下，包括以下处理
确定所述第一个常规突发脉冲的调制类型为8PSK，进行8PSK解调，并将Demod_Flag置为8PSK。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括以下处理
在所述第一个常规突发脉冲解调完成后，根据所述Demod_Flag确定所述后续三个常规突发脉冲的调制类型，并按照所述调制类型对所述后续三个常规突发脉冲进行解调。
全文摘要
本发明提供了一种EDGE系统的多天线检测调制类型的方法，包括以下步骤步骤1，对于上行分组业务数据块中的第一个常规突发脉冲，分别计算多天线的GMSK的合成噪声方差和8PSK的合成噪声方差；步骤2，将GMSK的合成噪声方差和8PSK的合成噪声方差进行比较，并根据比较结果确定第一个常规突发脉冲的调制类型；以及步骤3，根据第一个常规突发脉冲的调制类型来确定后续三个常规突发脉冲的调制类型。因而，采用本发明，在满足移动通信系统协议规范的前提下，可以大大减低计算复杂度，同时可以保证基带系统的性能。
文档编号H04B17/00GK101370224SQ200710145240
公开日2009年2月18日 申请日期2007年8月17日 优先权日2007年8月17日
发明者岚 马, 岗 熊, 单淑伟, 萌 倪 申请人:中兴通讯股份有限公司