激活码检测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种激活码检测方法和装置。一种用于在通信系统的下行链路接收机中，从接收信号的激活窗中检测激活码的方法包括以下步骤：匹配滤波步骤，对接收信号进行匹配滤波以得到激活窗中的多个码道的每一个的滤波输出；码道功率计算步骤，针对每个码道，使用该码道的滤波输出来计算该码道的功率；补偿因子计算步骤，针对每个码道，使用该码道的扩频码和信道冲激响应，来计算该码道的补偿因子；功率补偿步骤，针对每个码道，通过将该码道的功率除以该码道的补偿因子，得到该码道的补偿后的功率；以及激活码检测步骤，根据每个码道的补偿后的功率来检测激活的码道。
【专利说明】激活码检测方法和装置
[0001] 本申请是2009年7月16日递交中国专利局的、申请号为200910140071.0的专利 申请的分案申请。
【技术领域】
[0002] 本发明一般地涉及时分同步码分多址（TD-SCDMA)无线通信系统，更具体地，本发 明涉及TD-SCDMA接收机中的激活码检测方法和装置。
【背景技术】
[0003] TD-SCDMA是中国标准化组织向国际电联提交的第三代移动通信无线接口标准。它 己被国际电联接收，并作为CDMA-TDD模式的一部分被写入国际规范。其采用的关键技术包 括：同步CDMA、智能天线、联合检测、软件无线电、接力切换等。TD-SCDMA系统采用时分双工 (TDD)模式，上行和下行是在同一载频的不同时隙来传送的，上行与下行信道之间用保护间 隔来分离，具有TDMA特性。在TD-SCDMA系统中，若干用户可以在同一时隙发送多个不同的 突发。不同的扩频码使得信号可以在接收机处被分离。根据所需的数据速率，用户可使用 若干码道和/或时隙。由于移动信道的多径效应和用户之间的相关性，TD-SCDMA系统存在 码间干扰和多址干扰。为此，TD-SCDMA接收机在采用训练序列进行信道估计的基础上，充 分利用所有用户的相关先验信息（如各用户的扩频码序列及相关性等），将所有用户的信 号联合起来进行检测，以减少上述干扰。
[0004] 由信道估计得到的信道冲激响应可划分成对应于不同训练序列的窗。接收机进行 激活窗检测后便可以知道哪些窗是激活的。一个窗内可以有多个码道，这些码道不一定都 被使用，即不一定都是激活的。非激活窗的码道一般被认为是非激活的。而激活窗的码道， 仍需进一步检测以确定哪些码道是确实激活的。激活码检测的目的就是检测激活窗中的激 活码以确定激活的码道。
[0005] 根据TD-SCDMA的码道分配方式，每个窗都存在一个必然使用的码道，称为首选码 道。传统的检测激活码方式仅简单地将首选码道的匹配滤波器输出功率与其他码道的匹配 滤波器输出功率进行比较。然而，由于无线环境对接收信号的污染，接收到的信号中常常含 有噪声，在恶劣的条件下更是如此。而且，在检测激活码之前对接收到的信号的接收机处理 分别会改变每个信道的功率。这些因素导致了激活码检测精度的下降。
【发明内容】
[0006] 考虑到上述问题，本发明公开了在通信系统的下行链路接收机中，从接收信号的 激活窗中更高精度地检测激活码的方法和装置。
[0007] 根据本发明的一个方面，提供了一种用于在通信系统的下行链路接收机中，从接 收信号的激活窗中检测激活码的方法，包括以下步骤：匹配滤波步骤，对接收信号进行匹配 滤波以得到激活窗中的多个码道的每一个的滤波输出；码道功率计算步骤，针对每个码道， 使用该码道的滤波输出来计算该码道的功率；补偿因子计算步骤，针对每个码道，使用该码 道的扩频码和信道冲激响应，来计算该码道的补偿因子；功率补偿步骤，针对每个码道，通 过将该码道的功率除以该码道的补偿因子，得到该码道的补偿后的功率；以及激活码检测 步骤，根据每个码道的补偿后的功率来检测激活的码道。其中，所述多个码道包括一个己知 的首选码道和一个或多个非首选码道，首选码道是激活的；激活码检测步骤进一步包括功 率比计算步骤和码道检测步骤，所述功率比计算步骤分别计算每个所述非首选码道的补偿 后的功率与所述首选码道的补偿后的功率之比；所述码道检测步骤，将所述功率比大于等 于一检测阈值的码道的扩频码检测为激活码，将所述功率比小于所述检测阈值的码道的扩 频码检测为非激活码。
[0008] 根据本发明的一个方面，提供了一种用于在通信系统的下行链路接收机中，从接 收信号的激活窗中检测激活码的方法，包括以下步骤：匹配滤波步骤，对接收信号进行匹配 滤波，以得到激活窗中的多个码道的每一个的复数形式的滤波输出向量；向量旋转步骤，将 每个码道的滤波输出向量所包含的元素进行45度相位旋转，得到旋转后的输出向量；软信 息获取步骤，提取每个码道的旋转后的输出向量的实部和虚部，并分别计算它们的绝对值， 从而获得该码道的实数形式的软信息向量；中值计算步骤，针对每个码道，计算软信息向量 所包含的各个元素的中值；软信息清除步骤，对于每个码道，将该码道的软信息向量中比中 值计算步骤中针对该码道计算出的中值小的元素置为〇,以获得清除后的软信息向量；码 道功率计算步骤，针对每个码道，使用该码道的清除后的软信息向量来计算该码道的功率； 以及激活码检测步骤，根据码道功率计算步骤计算出的每个码道的功率来检测激活的码 道。其中，所述多个码道包括一个已知的首选码道和一个或多个非首选码道，首选码道是激 活的；激活码检测步骤进一步包括功率比计算步骤和码道检测步骤，所述功率比计算步骤 分别计算每个所述非首选码道的功率与所述首选码道的功率之比，所述码道检测步骤将所 述功率比大于等于一检测闭值的码道的扩频码检测为激活码，将所述功率比小于所述检测 闽值的码道的扩频码检测为非激活码。
[0009] 根据本发明的又一个方面，一种用于在通信系统的下行链路接收机中，从接收信 号的激活窗中检测激活码的装置，包括：匹配滤波模块，对接收信号进行匹配滤波以得到激 活窗中的多个码道的每一个的滤波输出；码道功率计算模块，针对每个码道，使用该码道的 滤波输出来计算该码道的功率；补偿因子计算模块，针对每个码道，使用该码道的扩频码和 信道冲激响应，来计算该码道的补偿因子；功率补偿模块，针对每个码道，通过将该码道的 功率除以该码道的补偿因子，得到该码道的补偿后的功率；以及激活码检测模块，根据每个 码道的补偿后的功率来检测激活的码道。其中，所述多个码道包括一个己知的首选码道和 一个或多个非首选码道，首选码道是激活的；激活码检测模块进一步包括功率比计算模块 和码道检测模块，所述功率比计算模块分别计算每个所述非首选码道的补偿后的功率与所 述首选码道的补偿后的功率之比；所述码道检测模块，将所述功率比大于等于一检测阈值 的码道的扩频码检测为激活码，将所述功率比小于所述检测阈值的码道的扩频码检测为非 激活码。
[0010] 根据本发明的再一个方面，提供了一种用于在通信系统的下行链路接收机中，从 接收信号的激活窗中检测激活码的方法，包括以下模块：匹配滤波模块，对接收信号进行匹 配滤波，以得到激活窗中的多个码道的每一个的复数形式的滤波输出向量；向量旋转模块， 将每个码道的滤波输出向量所包含的元素进行45度相位旋转，得到旋转后的输出向量；软 信息获取模块，提取每个码道的旋转后的输出向量的实部和虚部，并分别计算它们的绝对 值，从而获得该码道的实数形式的软信息向量；中值计算模块，针对每个码道，计算软信息 向量所包含的各个元素的中值；软信息清除模块，对于每个码道，将该码道的软信息向量中 比中值计算模块中针对该码道计算出的中值小的元素置为0,以获得清除后的软信息向量； 码道功率计算模块，针对每个码道，使用该码道的清除后的软信息向量来计算该码道的功 率；以及激活码检测模块，根据码道功率计算模块计算出的每个码道的功率来检测激活的 码道。其中，所述多个码道包括一个已知的首选码道和一个或多个非首选码道，首选码道是 激活的；激活码检测模块进一步包括功率比计算模块和码道检测模块，所述功率比计算模 块分别计算每个所述非首选码道的功率与所述首选码道的功率之比，所述码道检测模块将 所述功率比大于等于一检测阑值的码道的扩频码检测为激活码，将所述功率比小于所述检 测闭值的码道的扩频码检测为非激活码。
[0011] 综上所述，本发明在进行激活码检测时，通过将激活码检测之前由接收机处理累 积的功率考虑在内，调整判决之前的功率，并且/或者在判决之前降低噪声，来以更高的精 度进行激活码检测，从而取得了更精确的检测结果。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 通过参考以下仅用于说明性目的的附图，可以更全面地理解本发明，其中：
[0013] 图1是例示TD-SCDMA无线通信系统的简要框图；
[0014] 图2是例示图1所示的用户设备的具体结构的简要框图；
[0015] 图3是例示TD-SCDMA数据接收信号模型中信道矩阵T的结构的示意图；
[0016] 图4是示出根据本发明一个实施例的激活码检测装置的框图；
[0017] 图5是示出根据本发明一个实施例的激活码检测方法的流程图；
[0018] 图6是示出根据本发明另一个实施例的激活码检测装置的框图；并且 [0019] 图7是示出根据本发明另一个实施例的激活码检测方法的流程图；
【具体实施方式】
[0020] 下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述 中，例示了许多具体细节，以便本领域技术人员能够全面地理解本发明。但是，很明显的是， 本发明的实施可以在不需要这些具体细节中的某些细节。对具体实施例的描述仅作为示例 而非限制来提供。这里描述的示例的各种修改和组合对本领域技术人员来说显而易见，而 且这里定义的一般原理在不脱离本发明的精神和范围的前提下可应用到其他示例和应用 中。因此，不打算将本发明限制在描述和示出的示例上，而是给予其符合此处公开的原理和 特征的最宽范围。为了不模糊对本描述的理解，没有详细示出公知的结构和技术。
[0021] 图1示出了 TD-SCDMA无线通信系统的简要框图。如图1所示，该无线通信系统主 要包括核心网102、无线接入网104以及用户设备106。核心网102主要处理无线通信系统 内的语音呼叫、数据连接和交换、用户位置信息管理、网络特性和业务控制、信令和用户信 息传输机制、及与其它网络的连接和路由等。无线接入网104提供用户设备和核心网的连 接，并负责无线资源的管理和调配，包括基站和无线网络控制器两类节点。用户设备106例 如可以是移动电话、个人数字助理（PDA)、或者其他具有在TD-SCDMA无线通信系统中进行 通信的功能的便携式数据处理设备。
[0022] 图2示出了图1所示用户设备的具体结构的简要框图。如图2所示，该用户设备主 要包括：射频模块202,成形滤波器204,信道估计模块206,多径跟踪模块208,激活检测模 块210,联合检测模块212,频偏估计模块214, AN侧SNR测量模块216,解映射（demapping) 模块218以及解码模块220。射频模块202对所接收的模拟信号进行去载波和模-数转换 处理，以将所接收的模拟信号变换为基带数字信号输入到下级。成形滤波器204,即根升余 弦滤波器（SRRC)对基带数字信号进行脉冲成形。信道估计模块206对于脉冲成形后的信 号中的训练码序列进行多个小区的信道估计。多径跟踪模块208利用信道估计结果，确定 最佳采样点，并进行各小区的多径窗位置跟踪。激活检测模块210用于进行窗激活检测和 码道激活检测。联合检测模块212对混叠在一起的各码道的数据进行一定的计算，得到每 个码道上的传输符号。频偏估计模块214利用联合检测结果估计频率偏移。AN侧SNR测量 模块216利用联合检测结果进行幅噪比（ANR)和信噪比（SNR)测量。解映射（demapping) 模块218将联合检测模块输出的符号转换为软比特送到解码模块。解码模块220对将解映 射模块输出的软比特结果进行解码，得到信息比特。
[0023] 本公开主要针对激活检测模块210中执行的激活码的检测。需要注意，虽然上面 给出了如图1和图2所示的TD-SCDMA无线通信系统和用户设备的配置示例，但是能够认识 至IJ，可在其中使用本发明的通信系统和用户设备并不限于该具体示例，而是可以适合于需 要检测激活码的各种系统和设备。
[0024] 图3是例示TD-SCDMA数据接收信号模型中信道矩阵T的结构300的示意图，其中 矩阵块V表示用于构造信道矩阵T的基本矩阵块。下面参考图3对信道矩阵T的生成过程 进行数学描述。
[0025] 【信道矩阵T】
[0026] 令hk表示与第k个码道相关的信道冲激响应（CIR)。
[0027] hk = [hk(1)hk(2)...hk( w)]，k = 1，2，......，K (1)
[0028] 其中，Κ为激活窗检测后被检测为激活的窗中的码道数目，W为信道冲激响应的长 度。
[0029] 设与信道冲激响应hk相关的扩频码用向量ck表示，则c k可以用下式表示成如下 的QX1维列向量，Q为扩频因子：
[0030] ck = wk · 0VSFk · vk, k = 1,2, ......, K (2)
[0031] 其中0VSFk表示QX 1维的信道码向量，wk表示与信道码有关的乘子向量，vk表示 QX1维的扰码向量，其中符号?表示点乘，即逐元素相乘。
[0032] 将信道冲激响应hk和扩频码ck的卷积表示成向量b k :
[0033]
【权利要求】
1. 一种用于在通信系统的下行链路接收机中，从接收信号的激活窗中检测激活码的方 法，包括以下步骤： 匹配滤波步骤，对所述接收信号进行匹配滤波，以得到所述激活窗中的多个码道的每 一个的复数形式的滤波输出向量； 向量旋转步骤，将每个码道的滤波输出向量所包含的元素进行45度相位旋转，得到旋 转后的输出向量； 软信息获取步骤，提取每个码道的旋转后的输出向量的实部和虚部，并分别计算它们 的绝对值，从而获得该码道的实数形式的软信息向量； 中值计算步骤，针对每个码道，计算软信息向量所包含的各个元素的中值； 软信息清除步骤，对于每个码道，将该码道的软信息向量中比所述中值计算步骤中针 对该码道计算出的中值小的元素置为0,以获得清除后的软信息向量； 码道功率计算步骤，针对每个码道，使用该码道的清除后的软信息向量来计算该码道 的功率；以及 激活码检测步骤，根据所述码道功率计算步骤计算出的每个码道的功率来检测激活的 码道。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述多个码道包括一个己知的首选码道和一个或多 个非首选码道，所述首选码道是激活的， 所述激活码检测步骤进一步包括如下两个步骤： 功率比计算步骤，分别计算每个所述非首选码道的功率与所述首选码道的功率之比； 以及 码道检测步骤，将所述功率比大于等于一检测闕值的码道的扩频码检测为激活码，将 所述功率比小于所述检测阂值的码道的扩频码检测为非激活码。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述向量旋转步骤的旋转是通过将所述滤波输出向 量乘以（1-j)来进行的。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述码道功率计算步骤按如下方式计算每个码道的 功率P :
其中，an为该码道的清除后的软信息向量中的非零分量，N为所述非零分量的个数。
5. 如权利要求2所述的方法，其中所述检测闕值是0. 71。
6. -种用于在通信系统的下行链路接收机中，从接收信号的激活窗中检测激活码的装 置，包括： 匹配滤波模块，对所述接收信号进行匹配滤波，以得到所述激活窗中的多个码道的每 一个的复数形式的滤波输出向量； 向量旋转模块，将每个码道的滤波输出向量所包含的元素进行45度相位旋转，得到旋 转后的输出向量； 软信息获取模块，提取每个码道的旋转后的输出向量的实部和虚部，并分别计算它们 的绝对值，从而获得该码道的实数形式的软信息向量； 中值计算模块，针对每个码道，计算软信息向量所包含的各个元素的中值； 软信息清除模块，对于每个码道，将该码道的软信息向量中比所述中值计算步骤中针 对该码道计算出的中值小的元素置为0,以获得清除后的软信息向量； 码道功率计算模块，针对每个码道，使用该码道的清除后的软信息向量来计算该码道 的功率；以及 激活码检测模块，根据所述码道功率计算步骤计算出的每个码道的功率来检测激活的 码道。
7. 如权利要求6所述的装置，其中所述多个码道包括一个己知的首选码道和一个或多 个非首选码道，所述首选码道是激活的， 所述激活码检测模块进一步包括如下两个模块； 功率比计算模块，分别计算每个所述非首选码道的功率与所述首选码道的功率之比； 以及 码道检测模块，将所述功率比大于等于一检测闕值的码道的扩频码检测为激活码，将 所述功率比小于所述检测闕值的码道的扩频码检测为非激活码。
8. 如权利要求6所述的装置，其中所述向量旋转模块进行的旋转是 通过将所述滤波输出向量乘以（1-j)来进行的。
9. 如权利要求6所述的装置，其中所述码道功率计算模块按如下方式计算码道功率 P ：
其中，an为该码道的清除后的软信息向量中的非零分量，N为所述非零分量的个数。
10. 如权利要求7所述的装置，其中所述检测闕值是0. 71。
【文档编号】H04B1/7105GK104092479SQ201410357080
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2009年7月16日 优先权日:2008年7月18日
【发明者】沈立芸, 朱学庆, 刘石, 陈晓春 申请人:美满电子科技(上海)有限公司