专利名称：一种时分－同步码分多址接入系统中的联合检测方法
技术领域：
本发明涉及一种检测方法，更具体地说涉及一种时分-同步码分多址接入(TimeDivision-Synchronous Code Division Multiple Access)系统中的联合检测(Joint Detection)方法，用于在时分-同步码分多址接入系统中，用户设备(User Equipment)对其接收到的下行链路(Downlink)信号进行联合检测，可以显著改进用户设备的检测性能，提高系统容量。
背景技术：
在时分-同步码分多址接入第三代移动通信系统标准中，无线信号在物理层(PhysicalLayer或Layer 1)中以帧(Radio Frame)的形式进行传输，每个所述时分-同步码分多址接入系统的帧在时间轴上又被进一步划分为子帧(Subframe)及每个子帧中的时隙(Time Slot)。时隙作为最基本的时间单元，用于在时间上区分同一小区(Cell)内不同用户的数据同一小区内不同用户的数据可在不同的时隙中进行传输。当同一小区内不同用户的数据在同一时隙中传输时，则进一步通过所述时隙中的不同突发(Burst)对其进行区分同一小区内同一时隙中不同用户的数据在不同的突发中进行传输。一个突发的持续时间为一个时隙，其中包括一个训练序列部分(Midamble Part)、两个数据部分(Data Parts)和保护间隔(GuardPeriod)；突发的数据部分中传输用户的数据，同一小区内同一时隙中不同用户突发的数据部分使用不同的信道码(Channelisation Codes)及该小区特定(Cell Specific)的扰码(Scrambling Code)对其中传输的数据进行扩频(Spreading)；突发的训练序列部分不携带用户数据，用于传输训练序列，同一小区内同一时隙中不同用户突发的训练序列部分使用不同的训练序列码(Midamble Codes)作为训练序列。所述的一个时隙中的一个突发即是时分-同步码分多址接入系统中的一个物理信道(Physical Channel)，因此在时分-同步码分多址接入系统中，同一小区内不同用户的物理信道可在不同的时隙中或者同一时隙的不同突发中进行传输。
在时分-同步码分多址接入系统中，当同一小区内不同用户的物理信道在同一时隙的不同突发中进行传输时，所有用户突发的数据部分所使用的信道码集为一个沃什码(Walsh Codes)集，其两两之间相互正交(Orthogonal)。根据所述沃什码的互相关(Cross Correlation)特性，由理论上分析，在接收机端通过解扩(De-spreading)操作即可对不同用户突发的数据部分进行分离。然而在实际的移动通信系统中，当无线信号在物理层中传输时，无线信道的衰落(Fading)特性会使其中传输的无线信号产生畸变，从而在接收机端，经过衰落的不同用户突发的扩频数据间不再完全正交，当接收机对经过衰落的不同用户突发的数据部分进行解扩操作时，接收机不能将一个用户突发的数据部分从其他用户突发的数据部分中完全分离出来，即对不同用户突发的数据部分的检测之间会相互干扰，所述的同一小区内同一时隙中不同用户间的相互干扰会增大接收机的误码率，降低接收机的检测性能。
为了在当同一小区内不同用户的物理信道在同一时隙的不同突发中传输时，提高接收机对不同用户突发的检测性能，改进接收机的误码性能，在接收上行(Uplink)链路信号时，在小区的节点B(Node B)端，联合检测方法被越来越多的采用，由于联合检测方法可对不同用户突发间的相互干扰加以利用，相比于所述的解扩操作，可大大提高节点B的接收机对于上行链路接收信号中不同用户突发的检测性能，提高系统容量。但在接收下行链路信号时，在用户设备端，除去每个用户突发各自所分配的信道码，各用户设备不能直接得知同一小区中其它用户突发的存在以及为其用户突发所分配的信道码，因此不能在其接收机中直接使用联合检测的方法，从而影响了用户设备端接收机的检测性能。
对于时分-同步码分多址接入系统中有关帧、子帧、时隙、突发、物理信道、信道码、训练序列码、扰码及扩频和解扩操作的详细描述请参见时分-同步码分多址接入第三代移动通信系统标准文档3GPP TS 25.221和25.223(3GPP网站www.3gpp.org中提供文档的下载)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种时分-同步码分多址接入系统中的联合检测方法，用于在时分-同步码分多址接入系统中，使用户设备能够对其接收到的下行链路信号进行联合检测，可以显著改进用户站的检测性能，提高系统容量。
上述的发明目的是通过本发明的以下方法实现的一种时分-同步码分多址接入系统中的联合检测方法，其中在时分-同步码分多址接入系统的一个小区中，当不同用户的突发在同一个下行时隙中传输时，所述不同用户突发的数据部分中使用不同的信道码，所述不同用户突发的训练序列部分中使用不同的训练序列码；在下行链路中，所述不同用户突发的训练序列部分中所使用的训练序列码按照系统默认的训练序列码分配方式进行分配；其特征在于在一个用户设备的接收机检测其用户突发的过程中，对于其在所述一个时隙中的下行链路接收信号，所述用户设备的接收机首先检测除去其用户突发所使用的训练序列码之外的其余训练序列码的存在；然后，所述用户设备的接收机根据检测到的训练序列码，按照各训练序列码与各信道码之间默认的关联关系，推断除去为其用户突发所分配的信道码之外的其余信道码的存在；最后，所述用户设备使用为其用户突发所分配的信道码，以及上述推断所得的其余信道码，对其在所述一个时隙中的下行链路接收信号进行联合检测。
根据本发明的一个方面，所述用户设备的接收机依次检测所述的下行链路接收信号在除去其用户突发所使用的训练序列码之外的其余训练序列码上的信道冲激响应，并将所得的各信道冲激响应峰值功率与一个设定的门限值相比较，当信道冲激响应峰值功率大于设定的门限值时即认为所述的下行链路接收信号中存在相应的训练序列码。
根据本发明的另一个方面，所述用户设备的接收机依次使用除去其用户突发所使用的训练序列码之外的其余训练序列码，与所述的下行链路接收信号进行滑动相关，并将所得的各滑动相关值归一化，所得的各归一化后的滑动相关值即为所述的下行链路接收信号在所述各训练序列码上的信道冲激响应。
根据本发明的又一个方面，所述的门限值通过所述用户设备的接收机测量的噪声功率设定；所述的门限值为所述的噪声功率值的两倍。
根据本发明的再一个方面，所述的联合检测使用任何一种已有的联合检测算法；所述的联合检测算法为最大似然联合检测算法或迫零联合检测算法。
具体实施例在时分-同步码分多址接入第三代移动通信系统UTRA TDD 1.28Mcps中，当一个小区内不同用户的物理信道在同一时隙的不同突发中进行传输时，不同用户突发的数据部分所使用的信道码由系统网络侧(Network)进行分配；不同用户突发的训练序列部分所使用的训练序列码由该小区特定的基本训练序列码(Basic Midamble Code)经过不同的循环移位(CyclicShifts)产生，所述的基本训练序列码由系统网络侧在4个可能的基本训练序列码中进行分配，所述的4个基本训练序列码为一组与该小区下行同步信道(DwPCH)中使用的下行同步码(SYNC-DL Code)一一对应，用户在小区搜索(Cell Search)过程中完成对该小区特定的基本训练序列码的识别；由所述小区特定的基本训练序列码的不同循环移位所产生的训练序列码集，通过下述3种方式，在不同用户突发的训练序列部分中进行分配1.各用户特定的训练序列码分配(UE specific midamble allocation)在上、下行链路中，不同用户突发的训练序列部分所使用的训练序列码由高层(Higher Layers)信令通知各用户。
2.默认的训练序列码分配(Default midamble allocation)在上、下行链路中，不同用户突发的训练序列部分所使用的训练序列码按照系统默认的方式进行分配，所述各训练序列码与各用户突发的数据部分所分配的信道码之间存在默认的关联关系。
3.公共的训练序列码分配(Common midamble allocation)在下行链路中，不同用户突发的训练序列部分所使用的训练序列码根据所述时隙中存在的信道码个数进行分配。
若在上、下行链路中，不同用户突发的训练序列部分所使用的训练序列码未由高层信令进行通知，且公共的训练序列码分配方式也未由高层信令进行指示，则不同用户突发的训练序列部分所使用的训练序列码将按照默认的训练序列码分配方式，由其与所述各用户突发的数据部分所分配的信道码之间默认的关联关系确定。
例如在扩频增益(Spreading Factor)为16，同一小区内同一时隙中最大的用户突发数为16时，在上述默认的训练序列码分配方式下，各训练序列码与各信道码之间默认的关联关系如下表所示
其中C16(i)表示信道码，角标16表示扩频增益为16，i＝1，2，…，16表示信道码的序号；M(i)表示训练序列码，i＝1，2，…，16表示训练序列码的序号，各训练序列码由各小区特定的基本训练序列码经过16次不同的循环移位(Cyclic Shifts)产生。
设定在扩频增益为16，同一小区内同一时隙中最大的用户突发数为16时，在一个小区的下行链路中，同一时隙中共传输了16个不同的用户突发，其中C16(1)分配给用户突发1使用，C16(2)分配给用户突发2使用，C16(3)分配给用户突发3使用，C16(4)分配给用户突发4使用，C16(5)分配给用户突发5使用，C16(6)分配给用户突发6使用，C16(7)分配给用户突发7使用，C16(8)分配给用户突发8使用，C16(9)分配给用户突发9使用，C16(10)分配给用户突发10使用，C16(11)分配给用户突发11使用，C16(12)分配给用户突发12使用，C16(13)分配给用户突发13使用，C16(14)分配给用户突发14使用，C16(15)分配给用户突发15使用，C16(16)分配给用户突发16使用；所述的16个不同用户突发所使用的训练序列码按照默认的训练序列码分配方式进行分配，根据各用户突发所分配的信道码，按照上表中各训练序列码与各信道码之间默认的关联关系，即可确定各用户突发所使用的训练序列码，其中M(1)由用户突发1使用，M(2)由用户突发2使用，…，依此类推M(16)由用户突发16使用。
根据本发明的方法，在用户设备1的接收机检测其用户突发1的过程中，对于其在所述一个时隙中的下行链路接收信号，用户设备1的接收机首先检测除去其用户突发1所使用的训练序列码M(1)之外的其余训练序列码M(2)、M(3)、…、M(16)的存在用户设备1的接收机依次检测所述的下行链路接收信号在训练序列码M(2)、M(3)、…、M(16)上的信道冲激响应(Channel Impulse Response)，例如用户设备1的接收机依次使用训练序列码M(2)、M(3)、…、M(16)与所述的下行链路接收信号进行滑动相关(Slide Correlation)并将所得的各滑动相关值归一化(Normalize)，所得的各归一化后的滑动相关值即为所述的下行链路接收信号在训练序列码M(2)、M(3)、…、M(16)上的信道冲激响应，将各信道冲激响应峰值功率与一个设定的门限值(Threshold)相比较，所述的门限值通过用户设备1的接收机测量的噪声功率设定，例如所述的门限值为所述的噪声功率值的两倍，当信道冲激响应峰值功率大于设定的门限值时即认为所述的下行链路接收信号中存在相应的训练序列码；然后，用户设备1的接收机根据检测到的训练序列码，按照上述的各训练序列码与各信道码之间默认的关联关系，推断除去为其用户突发1所分配的信道码C16(1)之外的其余信道码的存在；最后，用户设备1使用为其用户突发1所分配的信道码C16(1)，以及上述推断所得的其余信道码，对其在所述一个时隙中的下行链路接收信号进行联合检测所述的联合检测可使用任何一种已有的联合检测算法，例如最大似然(Maximum Likelihood)联合检测算法或迫零(Zero Forcing)联合检测算法。通过上述的3个步骤，用户设备1的接收机即可从联合检测的检测结果中分离出其用户突发1中的数据部分，完成对其用户突发1的检测过程。
在本发明的方法中，通过检测所述各训练序列码的存在，一个用户设备能够间接得知同一小区内的同一时隙中其它用户突发的存在以及为其用户突发所分配的信道码，因此能够在其接收机中使用联合检测的方法，从而可以显著改进用户设备的检测性能，提高系统容量。
权利要求
1.一种时分-同步码分多址接入系统中的联合检测方法，其中在时分-同步码分多址接入系统的一个小区中，当不同用户的突发在同一个下行时隙中传输时，所述不同用户突发的数据部分中使用不同的信道码，所述不同用户突发的训练序列部分中使用不同的训练序列码；在下行链路中，所述不同用户突发的训练序列部分中所使用的训练序列码按照系统默认的训练序列码分配方式进行分配；其特征在于在一个用户设备的接收机检测其用户突发的过程中，对于其在所述一个时隙中的下行链路接收信号，所述用户设备的接收机首先检测除去其用户突发所使用的训练序列码之外的其余训练序列码的存在；然后，所述用户设备的接收机根据检测到的训练序列码，按照各训练序列码与各信道码之间默认的关联关系，推断除去为其用户突发所分配的信道码之外的其余信道码的存在；最后，所述用户设备使用为其用户突发所分配的信道码，以及上述推断所得的其余信道码，对其在所述一个时隙中的下行链路接收信号进行联合检测。
2.如权利要求1所述的一种时分-同步码分多址接入系统中的联合检测方法，其特征在于所述用户设备的接收机依次检测所述的下行链路接收信号在除去其用户突发所使用的训练序列码之外的其余训练序列码上的信道冲激响应，并将所得的各信道冲激响应峰值功率与一个设定的门限值相比较，当信道冲激响应峰值功率大于设定的门限值时即认为所述的下行链路接收信号中存在相应的训练序列码。
3.如权利要求2所述的一种时分-同步码分多址接入系统中的联合检测方法，其特征在于所述用户设备的接收机依次使用除去其用户突发所使用的训练序列码之外的其余训练序列码，与所述的下行链路接收信号进行滑动相关，并将所得的各滑动相关值归一化，所得的各归一化后的滑动相关值即为所述的下行链路接收信号在所述各训练序列码上的信道冲激响应。
4.如权利要求2所述的一种时分-同步码分多址接入系统中的联合检测方法，其特征在于所述的门限值通过所述用户设备的接收机测量的噪声功率设定。
5.如权利要求4所述的一种时分-同步码分多址接入系统中的联合检测方法，其特征在于所述的门限值为所述的噪声功率值的两倍。
6.如权利要求1所述的一种时分-同步码分多址接入系统中的联合检测方法，其特征在于所述的联合检测使用任何一种已有的联合检测算法。
7.如权利要求6所述的一种时分-同步码分多址接入系统中的联合检测方法，其特征在于所述的联合检测算法为最大似然联合检测算法或迫零联合检测算法。
全文摘要
本发明中提出了一种时分－同步码分多址接入系统中的联合检测方法，其中在一个小区的同一下行链路时隙中，不同用户突发的训练序列部分中所使用的训练序列码按照系统默认的训练序列码分配方式进行分配；在一个用户设备的接收机检测其用户突发的过程中，所述用户设备的接收机首先检测除去其用户突发所使用的训练序列码之外的其余训练序列码的存在；然后所述用户设备的接收机根据检测到的训练序列码，按照各训练序列码与各信道码之间默认的关联关系，推断除去为其用户突发所分配的信道码之外的其余信道码的存在；最后所述用户设备使用为其用户突发所分配的信道码，以及上述推断所得的其余信道码，对其在所述一个时隙中的下行链路接收信号进行联合检测。
文档编号H04B1/707GK1719740SQ20041006229
公开日2006年1月11日 申请日期2004年7月5日 优先权日2004年7月5日
发明者南卫国, 魏歆, 肖磊 申请人:西门子(中国)有限公司