专利名称：一种vamos用户设备检测旋转角度和scpir的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及GSM无线通信领域中的检测技术，尤其涉及一种VAMOS (Voice services over Adaptive Multi-user Channels on One Slot,一个时隙上承载自适应 的多个用户信道的语音服务)用户设备突发旋转角度检测和子信道功率比(Sub Channel Power Imbalance Ratio, SCPIR)检测的方法。
背景技术：
随着无线通讯的成本越来越低，用户越来越多，导致无线通讯的需求越来越大，相 应的无线通讯频谱资源逐渐成为瓶颈。对于全球应用最广泛的无线通信制式GSM面临着非 常严峻的提高用户容量的压力。为了缓解GSM的频谱压力，提高频谱利用率，提出了 VAMOS 技术，也曾称为MUROS (Multi-UserReusing One Slot)技术。VAMOS技术支持两个用户同时 共用相同频率一个时隙。在不增加频谱和时隙的情况下能够将频谱利用率提升一倍。VAMOS 技术既可以应用于全速率(FULL RATE)语音也可以应用于半速率(HALF RATE)语音，在两 者基础上都可以将支持的用户数增加一倍。VAMOS技术下行采用了 α-QPSK技术，上行为 MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output，多用户多输入多输出)技术。图 1为VAMOS两用户共用一个时隙示意图。目前VAMOS技术正成为GSM技术研究的重点。采用VAMOS技术的用户设备可以兼容老GSM用户，也可以采用更高级的接收机 来提高信号检测的性能。共用一个时隙的两个用户称为配对用户。配对的两个用户中 的每一个用户都有一个独立的用户接收机。用户接收机会收到配对两个用户的信号，但 是对于每个用户接收机来说只有包含本用户的信号才是最终需要的信号，另外一个配对 用户的信号在接收机可能会作解调，但是在后续译码部分会作丢弃处理。为了充分利用 VAMOS提升容量的能力，需要复用或者称配对的两个用户中至少一个用户支持SAIC (Single AntennaInterference Cancellation，单天线干扰消除)等高级接收机。VAMOS占用相同 时隙的两个用户占用的信道称为两个子信道。为了能够精确的解调信号，高级的联合检 测接收机需要检测占用相同时隙的两个子信道的功率比SCP^。为了降低信令开销，3GPP TR45. 914建议由用户设备自行检测SCP^。同时为了降低下行发射功率的要求，TR45. 914 提议根据用户的功率比度量α (Alpha)值来选择下行信号的旋转角度，α为配对的两个用 户功率比的反正切函数值。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种VAMOS用户设备突发旋转角度检测和 SCP^检测的方法。用于用户设备实现旋转角度检测和SCP^m检测，进而为先进的联合检 测接收机提供实现可能。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种VAMOS用户设备检测旋转角度的方法，该方法包括用户设备利用VAMOS两配对用户下行信号旋转角度和子信道功率比(SCPIR)满足最小峰值平均比的限制条件检测及验证旋转角度和子信道功率比，所述检测及验证具体 为A、对两配对用户分别进行训练序列的旋转角度检测，获得两配对用户的旋转角 度；B、根据所获得的两个配对用户的旋转角度值计算两配对用户的SCP^ ；C、验证所述SCP^和所述旋转角度是否满足最小峰值平均比要求，若满足则验证 成功。 进一步地，所述步骤A之前还包括两个配对用户的发射模块检测步骤，具体为分别判断两个配对用户是否进入不连续发射(DTX)模式，若两个配对用户都未进 入DTX模式，则执行步骤A。进一步地，步骤A中获得用户旋转角度的方法具体为Al、在接收信号窗内提取训练序列部分；A2、针对旋转角度检测列表中的每个角度值采用最小均方误差的方式计算所述训 练序列的信噪比(SIR)，并对计算结果进行排序；A3、选取所述计算结果中最大的WR值所对应的角度值作为此用户的旋转角度值 的检测结果值。进一步地，步骤B中所述计算两配对用户的SCP^方法为根据所获得两配对用户 的旋转角度值计算两配对用户的训练序列的功率比，并将训练序列的功率比作为两配对用 户的SCPIR0进一步地，步骤B中所述计算两配对用户的SCP^方法为计算两配对用户的信道 估计的多径之和能量比，并将该比值作为两配对用户的SCP^。进一步地，步骤C中，若所述SCP^和所述旋转角度不满足最小峰值平均比要求， 则从所述旋转角度检测列表中删除所述旋转角度值，再次执行检测及验证步骤。进一步地，经验证的所述旋转角度和SCP^用于接收信号的处理或者信号解调。基于上述方法，本发明还提出一种VAMOS用户设备检测旋转角度的装置，包括旋转角度检测单元，用于对两配对用户进行训练序列的旋转角度检测，获得两配 对用户的旋转角度；SCP^计算单元，用于根据所获得的两个配对用户的旋转角度值计算两用户的 SCPIR ；最小峰值平均比验证单元，用于验证所述SCP^和所述旋转角度是否满足最小峰 值平均比要求，若满足，则输出所述SCP^和所述旋转角度，用于接收信号的处理或者信号解调。进一步地，所述装置还包括发射模式判断单元，用于两个配对用户的发射模式的 判断，若该模块判断到两个配对用户都未进入DTX模式，则通知旋转角度检测单元执行相 应功能。进一步地，所述旋转角度检测单元包括提取模块，用于在接收信号窗内提取训练序列部分；信噪比计算模块，用于针对旋转角度检测列表中的每个角度值采用最小均方误差 的方式计算所述训练序列的信噪比(SIR)，并对计算结果进行排序；
旋转角度确定模块，用于选取所述计算结果中最大的WR值所对应的角度值作为 此用户的旋转角度值的检测结果值。进一步地，若所述最小峰值平均比验证单元验证所述SCP^和所述旋转角度不满 足最小峰值平均比要求，则从所述旋转角度检测列表中删除所述旋转角度值，并通知所述 旋转角度检测单元再次执行。进一步地，所述SCPIR计算单元根据所获得两配对用户的旋转角度值计算两配对 用户的训练序列的功率比，并将其作为两配对用户的SCP^;或所述30 顶计算单元计算所 述两配对用户的信道估计的多径之和能量比，并将其作为两配对用户的SCP^。采用本发明所述方法和装置，实现了对旋转角度和SCP^W检测，在不需要基站 信令通知用户设备的情况下，用户设备可以自行检测突发旋转角度和SCP^值，节省了信 令开销；同时通过SCP^* α值是否符合最小峰值平均比(PeakAverage Ratio,PAR)的验 证能够进一步保证检测的精确性。
图1为两个用户共用一个载频一个时隙的VAMOS方案示意图；图2本发明VAMOS用户设备旋转角度检测和SCP^检测的方法流程图；图3为本发明一实施例中验证旋转角度和SCP^是否符合最小PAR的验证图；图4为本发明VAMOS用户设备旋转角度检测和SCP^检测装置结构图。
具体实施例方式本发明的基本思想是用户设备利用VAMOS两配对用户下行信号旋转角度和 Alpha-QPSK下行调制信号满足最小峰值平均比的限制条件检测并验证旋转角度和子信道 功率比(SCPIR)。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对 本发明进一步详细说明。图1为两个用户共用一个载频一个时隙的VAMOS方案示意图，图中两个用户MSl 禾口 MS2 占用相同的载频，载频号(Absolute Radio Frequency ChanneINumber，ARFCN)为 160，占用相同的时隙(Time Slot, TS)为第3时隙，两个用户分配不同的训练序列(Time Slot Counter, TSC)分别为 0 和 5。基于图1的场景，用户设备在解调信道数据时，最终只需要解调本用户对应子信 道的信息，但是为了消除另外一个用户的子信道对本用户的干扰，需要解调或者知道另外 一个用户的功率、训练序列等信息，需要对另外一个用户的旋转角度进行检测并检测两个 子信道的SCPIR。图2为本发明VAMOS用户设备突发旋转角度检测和SCP^检测的方法流程图，具 体步骤如下步骤201 判断基站对应的本用户下行是否进入不连续发射 (DiscontinuousTransmission, DTX)模式，若是则流程结束；否则执行步骤202 ；用户是否进入DTX模式由信令通知用户设备或者用户设备可以通过其他方式有 效检测，所以DTX信息作为本方法一个已知输入条件。
当本用户下行进入DTX模式，本用户不再需要检测旋转角度并且不需要进行 SCPIR的计算。步骤202 判断另一个配对用户是否进入DTX模式，若是则执行步骤203 ；否则执 行步骤204 ；当本用户没有进入DTX而另外一个用户进入DTX，则只需要检测本用户的旋转角 度，相应的后续解调同现有技术中的单用户信号解调。步骤203 对本用户进行训练序列的旋转角度检测，并令SCP^为无穷大，然后执 行步骤208 ；步骤204:对两配对用户进行训练序列的旋转角度检测，分别获得两配对用户的 旋转角度；当本用户和另外一个用户的子信道都没有进入DTX状态，则需要检测两个用户的 旋转角度并计算二者的SCP^供解调接收机使用。检测另外一个用户的旋转角度的目的是只有正确的确定了另外一个用户的旋转 角度才能正确的检测另外一个用户的信号功率，有了另外一个用户的信号功率才能计算两 个用户的SCP^。每个用户的可能的旋转角度值为有限状态的几个离散角度值，有限状态几个离散 角度值构成用于检测用户旋转角度的旋转角度检测列表，每个突发在从步骤202进入本步 骤时需对旋转角度检测列表进行初始化。本发明对用户的旋转角度的检测方法包含以下几个步骤Stepl 在接收信号窗内提取训练序列部分；以旋转角度检测列表中的旋转值为准，针对列表中的每个角度值采用最小 均方误差的方式计算训练序列的信噪比(Signal Interference Ratio, SIR)，并对计算结 果进行排序；St印3 选取结果中最大的S^值所对应的角度值作为此用户的旋转角度值的检 测结果值。本发明一优选实施例中检测用户旋转角度的详细步骤为假设接收数据为C，训 练序列分别为0和5，则每个用户针对每个协议规定的可能的旋转角度值进行一次最小均 方差估计，得到每个用户的信道冲击响应；然后根据信道冲击响应和训练序列卷积的结果 计算信号的能量(S)；接收信号e减去上述卷积结果得到干扰(I)，S和I的功率比值即为 相应角度的SIR。针对两个用户中的每个用户，选取S^最大的对应旋转角度值作为后续检 测的旋转角度值。步骤205 根据所获得的两个配对用户的旋转角度值计算两用户的训练序列的功 率比进而获得两用户的SCP^，并计算相应的α值；根据所获得的旋转角度值计算两用户的训练序列的功率比，并将其作为两个子信 道的功率比(SCPIR)，训练序列功率比可以直接利用两个用户的信道估计的多径之和能量 比代替，所以本发明中两个子信道的功率比的计算方法为计算两个配对用户的信道估计 的多径之和能量比，并将该比值作为两个配对用户的SCP^。步骤206 验证SCP^和旋转角度(由GSM物理层协议规定，如图3中的PI/2、PI/4 等有限的几个离散值，若协议规定的VAMOS用户角度旋转值可选范围为其他值，则图3需要增加其他角度旋转值的峰值平均比的测试或者仿真曲线，但不影响专利的有效性)的关系 是否符合3GPP TR45. 914最小峰值平均比(Peak Average Ratio,PAR)要求，若符合则进入 步骤208 ；否则执行步骤207 ；图3为本发明一实施例中验证旋转角度和SCP^是否符合最小PAR的验证图，其 中横坐标为同两用户的子信道的功率比(SCPIR)相关的α (Alpha)值，纵坐标为PAR，该验 证图中的函数曲线为经模拟器模拟获得的不同旋转角度下的α与PAR的函数关系曲线。图 中虚线为旋转角度为PI/4时的α与PAR的函数关系曲线，图中的实线为旋转角度为PV2 时的α与PAR的函数关系曲线。以图3为例，根据协议规定，执行最小PAR验证的步骤为根据检测的SCP^对应的α值分别获得旋转角度值为ΡΙ/4和ΡΙ/2的两个PAR 值，找出这两个PAR值中最小的一个值，如果该最小的一个值所对应的旋转角度同步骤203 确定的旋转角度值相等，则检测正确，否则需要尝试其他旋转角度值。步骤207 若SCP^和旋转角度的关系不符合PAR要求，则从旋转角度检测列表中 删除当前的旋转角度值，然后执行步骤204 ；从旋转角度检测列表中删除当前的旋转角度值的目的是在剩余的可能的旋转角 度中再次选择S^值最大的旋转角度进行步骤206的验证。步骤208 将经验证的旋转角度和SCP^用于接收信号的处理或信号解调。图4为本发明VAMOS用户设备检测旋转角度的装置结构示意图，所述装置包括发 射模式判断单元、旋转角度检测单元、SCPIR计算单元、最小峰值平均比验证单元。发射模式判断单元，用于两个配对用户的发射模式的判断，若该模块判断到两个 配对用户都未进入DTX模式，则通知旋转角度检测单元执行相应功能；若判断到本用户进 入DTX模式，则不进行旋转角度及SCP^的验证步骤；若判断到本用户未进入DTX模式而另 一配对用户进入，则只需要调用旋转角度检测单元对本用户进行训练序列的旋转角度检测 即可，检测结果可直接用于接收信号的处理或者信号解调。旋转角度检测单元，连接于发射模式判断单元，用于对两配对用户进行训练序列 的旋转角度检测，获得两配对用户的旋转角度；该单元进一步包括序列提取模块、信噪比 计算模块、旋转角度确定模块。序列提取模块，用于在信道估计窗内提取训练序列部分；信噪比计算模块，用于针对旋转角度检测列表中的每个角度值采用最小均方误差 的方式计算所述训练序列的信噪比(SIR)，并对计算结果进行排序；旋转角度确定模块，用于选取所述计算结果中最大的WR值所对应的角度值作为 此用户的旋转角度值的检测结果值。SCP^计算单元，连接于旋转角度检测单元，用于根据旋转角度检测单元所获得的 两个配对用户的旋转角度值计算两用户的SCP^ ；最小峰值平均比验证单元，连接于SCP^计算单元，用于验证SCP^计算单元获得 的SCP^和旋转角度检测单元获得的旋转角度是否满足最小峰值平均比要求，若满足，则 输出所述SCP^和所述旋转角度，用于接收信号的处理或者信号解调。若所述最小峰值平均比验证单元验证所述SCP^和所述旋转角度不满足最小峰 值平均比要求，则从所述旋转角度检测列表中删除所述旋转角度值，并通知所述旋转角度检测单元再次进行旋转角度检测的检测，并再次执行后续的SCP^和旋转角度的验证操作。 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明保护范围。
权利要求
1.一种VAMOS用户设备检测旋转角度的方法，其特征在于，用户设备利用VAMOS两配对用户下行信号旋转角度和子信道功率比(SCPIR)满足最小 峰值平均比的限制条件检测及验证旋转角度和子信道功率比，所述检测及验证具体为A、对两配对用户分别进行训练序列的旋转角度检测，获得两配对用户的旋转角度；B、根据所获得的两个配对用户的旋转角度值计算两配对用户的SCP^；C、验证所述SCP^和所述旋转角度是否满足最小峰值平均比要求，若满足则验证成功。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括两个配对用户的发 射模块检测步骤，具体为分别判断两个配对用户是否进入不连续发射(DTX)模式，若两个配对用户都未进入 DTX模式，则执行步骤A。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中获得用户旋转角度的方法具体为Al、在接收信号窗内提取训练序列部分；A2、针对旋转角度检测列表中的每个角度值采用最小均方误差的方式计算所述训练序 列的信噪比(SIR)，并对计算结果进行排序；A3、选取所述计算结果中最大的WR值所对应的角度值作为此用户的旋转角度值的检 测结果值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述计算两配对用户的SCP^S 法为根据所获得两配对用户的旋转角度值计算两配对用户的训练序列的功率比，并将训 练序列的功率比作为两配对用户的SCP^。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述计算两配对用户的SCP^ 方法为计算两配对用户的信道估计的多径之和能量比，并将该比值作为两配对用户的 SCPIRo
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤C中，若所述SCP^和所述旋转角度 不满足最小峰值平均比要求，则从所述旋转角度检测列表中删除所述旋转角度值，再次执 行检测及验证步骤。
7.根据权利要求1至6中任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，经验证的所述旋 转角度和SCP^用于接收信号的处理或者信号解调。
8.—种VAMOS用户设备检测旋转角度的装置，其特征在于，包括旋转角度检测单元，用于对两配对用户进行训练序列的旋转角度检测，获得两配对用 户的旋转角度；SCPIR计算单元，用于根据所获得的两个配对用户的旋转角度值计算两配对用户的 SCPIR ；最小峰值平均比验证单元，用于验证所述SO^R和所述旋转角度是否满足最小峰值 平均比要求，若满足，则输出所述SCP^和所述旋转角度，用于接收信号的处理或者信号解调。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括发射模式判断单元，用于两个配对用户的发射模式的判断，若该模块判断到两个配对用户都未进入DTX模式，则通知旋转角度检测单元执行相应功能。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述旋转角度检测单元包括提取模块，用于在接收信号窗内提取训练序列部分；信噪比计算模块，用于针对旋转角度检测列表中的每个角度值采用最小均方误差的方 式计算所述训练序列的信噪比(SIR)，并对计算结果进行排序；旋转角度确定模块，用于选取所述计算结果中最大的^R值所对应的角度值作为此用 户的旋转角度值的检测结果值。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，若所述最小峰值平均比验证单元验证 所述SCP^和所述旋转角度不满足最小峰值平均比要求，则从所述旋转角度检测列表中删 除所述旋转角度值，并通知所述旋转角度检测单元再次执行。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述SCP^计算单元根据所获得两配对 用户的旋转角度值计算两配对用户的训练序列的功率比，并将其作为两配对用户的SCP^ ； 或所述SCP^计算单元计算所述两配对用户的信道估计的多径之和能量比，并将其作为两 配对用户的SCP^。
全文摘要
本发明公开了一种VAMOS用户设备检测旋转角度和SCPIR的方法及装置，用于用户设备实现旋转角度检测和SCPIR的检测。本发明中用户设备利用GSM下行信号旋转角度和两用户Alpha-QPSK下行调制信号是否满足最小峰平比的限制来检测并验证旋转角度。本发明不需要基站信令通知用户设备，用户设备可以自行检测突发旋转角度和SCPIR值，节省了信令开销；同时通过SCPIR和α值是否符合最小峰值平均比率的验证能够进一步保证检测的精确性。
文档编号H04W24/08GK102098717SQ20091025218
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者刘磊, 肖炼斌, 谢文武 申请人:中兴通讯股份有限公司