专利名称：一种联合检测方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统中的联合检测技术，特别是涉及一种高速铁路等分布式 天线场景下的联合检测方法。
背景技术：
目前，已有的联合检测方法通常是通过对多天线数据进行最大比合并的方式实现 的，该方法适用于天线分布比较集中的场景。因为，在上述场景中不同天线上的功率偏差很 小，对联合检测的性能影响可以忽略。而在高速铁路等分布式天线场景中，不同天线上的功率偏差明显，各UE的信号主 要分布在一根或多根天线上，其余天线接收到的信号很小，甚至小于底噪。采用已有的联合 检测方法利用这些强度较小的信号进行联合检测，可能会使联合检测的性能受到天线底噪 的影响而较差，并且在基带信号处理器能力受限时，无法同时处理多根天线的多个用户联 合检测。由此可见，已有的联合检测方法无法适用于高速铁路等分布式天线场景中。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种联合检测方法，该方法适用于高速铁 路等分布式天线场景中。为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为一种联合检测方法，该方法包括以下步骤a、基站根据当前接入的用户设备(UE)数K和天线数KA，确定系统中的用户天线单 元&，1 1)，其中，1^为冊编号，1^= {1…K}，ka为天线编号，ka = {1…KA}；b、基站根据当前上行信号的信道估计结果，计算各所述用户天线单元所对应的信 道能量值P(k，ka)；C、基站判断所有所述用户天线单元中非零信道能量值对应的用户天线单元个数 是否小于预设的负载阈值Ioadlimit,如果是，则利用所有所述用户天线单元上的信号，进行 联合检测；否则，根据各所述用户天线单元的P(k，ka)和Ioadlimit，按照负载平衡的原则选 择进行联合检测的用户天线单元，利用所选择的用户天线单元上的信号，进行联合检测。较佳地，所述根据各用户天线单元的P (k，ka)和Ioadlimit，按照负载平衡的原则选 择进行联合检测的用户天线单元为xl、为各用户天线单元建立选择标识S(k，ka)，所述选择标识S(k，ka)的初始值为 1 ；x2、对于各UE，选择信道能量值最大的用户天线单元(k，SS(k))作为进行联合检 测的用户天线单元，将选择标识S(k，SS(k))设置为零，其中，SS(k)为第k个UE的信道能 量值最大的用户天线单元所对应的天线编号；
x3、根据
确定当前负载值load。urr，其中，Kc(k)为已选择的第k个
UE进行联合检测的用户天线单元数；x4、利用S(k，ka)，按照
计算当前每根天线
上的等效干扰I (ka)，其中，Ntl(ka)为第ka根天线的底噪，β为联合检测干扰残留因子；按照
计算各UE在每根天线上的信噪比SNR(k，ka)；X5、按照
,计算当前各UE在所有天线上的信噪比SNR(k)； x6、选择SNR(k)最小的UE中信道能量值最大的用户天线单元对应的天线 SS(kcurr)作为当前用于负载平衡的目标天线kalnext，其中，k。u *SNR(k)最小的UE编号； 在所述目标天线kalMxt对应的当前未被选择进行联合检测的用户天线单元中，确定出信道 能量值最大的用户天线单元(klnrart，kalnext)；x7、当P(klnrart，kalnext)为零时，退出所述选择进行联合检测的用户天线单元流 程；x8、按照
计算用户天线单元
(kcurr, kalnext)的信噪比增量Pl ；x9、将SNR(k)最小的UE作为当前用于负载平衡的目标UE，其编号记为k2next ；在 所述目标UE的当前未选择进行联合检测的用户天线单元中，确定出信道能量值最大的用 户天线单元(k2next，ka2next)；xlO、当P(k2mxt，ka2next)为零时，退出所述选择进行联合检测的用户天线单元流 程；
Ρ(] 2 ka2 )χ 、按照
计算用户天线单元(k2next，ka2next)的
信噪比增量P2;xl2、判断 Pl 是否大于 P2，如果是，则令 knext = klnext, kanext = kalnext,否则令 knext =k2next,kanext = ka2next ；将用户天线单元(kMxt，kaMxt)作为进行联合检测的用户天线单元， i^S S(knext, kanext) = O ；xl3、根据 Ioadcurr = 1 Oadcurr+1 更新 Ioadcurr,如果 Ioadcurr < Ioadlimit,则退出所述 选择进行联合检测的用户天线单元流程；χ 1 4、根 据 当 前 S ( k n e x t，k a n e x t )，按 照
更新第 kanra￡t 根天线上的等效干扰 I(ka
Kkanext)；按照
更新各 UE 在第 kanexl 根天线上的 SNR(k，kanext)；
1Vm next)
跳转至步骤x5。综上所述，本发明提出的联合检测方法，通过在联合检测中引入负载平衡的思想，
根据基站处理器的负载处理能力，对于各用户，仅选择在信号较强的部分天线上进行联合检测，而将信号强度较小的信号排除在联检过程之外，从而使本发明能在基带信号处理器 能力受限时，同时处理多根天线的多个用户联合检测，且能减少天线底噪的影响，确保各用 户检测性能在整体上接近最优。因此，本发明能克服不同天线上的功率差异对联合检测性 能的影响，从而适用于高速铁路等分布式天线场景。
图1为本发明实施例一的流程图；图2为图1中步骤105的具体流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对 本发明作进一步地详细描述。本发明的主要思想是根据负载平衡的思想基于基站实际的负载处理能力，选择 各天线上接收到的强度较大信号进行联合检测，而把对各天线上接收到的强度较小信号排 除在联检过程之外，这样，就减少了天线底噪对对联合检测性能的影响，从而克服不同天线 上的功率差异对联合检测性能的影响，使本发明适用于高速铁路等分布式天线场景。图1为本发明实施例一的流程图，如图1所示，该实施例一主要包括步骤101、基站根据当前接入的UE数K和天线数KA，确定系统中的用户天线单元 (k，ka)，其中，k为UE编号，k = {1…K}，ka为天线编号，ka= {1…KA}。鉴于本发明仅是对各用户的部分天线上的信号进行联合检测，为了便于描述，这 里先引入用户天线单元这一概念，以便此后通过选择参与联合检测的用户天线单元，来限 定用于联合检测的信号。本步骤中，基站根据其所服务的UE数K和天线数KA，确定出系统中的所有用户天 线单元(k，ka)，各用户天线单元分别对应一个UE和一根天线。步骤102、基站根据当前上行信号的信道估计结果，计算各用户天线单元(k，ka) 所对应的信道能量值P(k，ka)。本步骤的具体实现方法为本领域技术人员所掌握，在此不再赘述。步骤103、基站判断非零信道能量值对应的用户天线单元数是否小于预设的负载 阈值Ioadlimit,如果是，则执行步骤104，否则，执行步骤105 ；本步骤中，当非零信道能量值对应的用户天线单元数小于预设的Ioadlimit时，则说 明当前基站的处理能力能够确保较为准确地进行联合检测，因此，此时可以利用所有用户 天线单元上的信号，进行联合检测。而当非零信道能量值对应的用户天线单元数大于预设 的Ioadlimit时，则说明基于所有天线上的用户信号进行联合检测已经超出了基站的处理能 力，因此，需要在后续步骤中，通过采用负载平衡的思想，基于Ioadlimit选择出进行联合检测 的用户天线单元，以便仅利用所选择的用户天线单元上的信号进行联合检测。在实际应用中，所述Ioadlimit是根据基站处理器的实际处理能力预先设置的。步骤104、利用所有用户天线单元上的信号，进行联合检测。步骤105、根据各用户天线单元的P(k，ka)和Ioadlimit，按照负载平衡的原则选择 进行联合检测的用户天线单元。
本步骤中，将通过按照负载平衡的原则选择出进行联合检测的用户天线单元，所 选择的用户天线单元上的信号强度将大于相应的天线底噪，从而使本发明能排除天线底噪 对联合检测性能的影响，使各用户检测性能整体上接近最优。步骤106、利用所选择的用户天线单元上的信号，进行联合检测。在实际应用中，步骤105具体可以通过下述步骤实现步骤201、为各用户天线单元(k，ka)建立选择标识S (k，ka)，所述选择标识S (k， ka)的初始值为1。本步骤中通过为各用户天线单元建立选择标识S (k，ka)，来标识该用户天线单元 (k，ka)是否被选择进行联合检测，这里，S(k，ka)的初始值为1说明该用户天线单元(k， ka)未被选择用于进行联合检测。而在后续的步骤中，则通过将S(k，ka)设置为0，来标识 用户天线单元(k，ka)已被选择用于进行联合检测。步骤202、对于各UE，选择信道能量值最大的用户天线单元(k，SS(k))作为进行联 合检测的用户天线单元，将选择标识S(k，SS(k))设置为零。其中，SS(k)为第k个UE的信道能量值最大的用户天线单元所对应的天线编号， 即然(众)=arg「max (P (k, ka),ka = \- KA)\。
ka通过本步骤，首先将各UE的信道能量值最大(即信号强度最大)的用户天线单元 作为进行联合检测的用户天线单元，在实际应用中各UE的信道能量值最大的用户天线单 元可能为多个。步骤203、根据/oM· = ^^^)确定当前负载值load。UCT，其中，Kc(k)为已选择的
Jc=I
第k个UE进行联合检测的用户天线单元数。步骤204、利用 S(k，ka)，按照/(to) = f/^,to)=^(A:,A ) + >9iV。(to),计算当前每
Jt=I
根天线上的等效干扰I (ka)。其中，NcXka)为第ka根天线的底噪，β为联合检测干扰残留因子；按照
Pijc ka)
SNR(k,ka)=’计算各UE在每根天线上的信噪比SNR(k，ka)。
KA步骤205、按照^^(巧=；^5^^·^,计算当前各UE在所有天线上的信噪比
ka=i
SNR(k)。步骤206、选择SNR(k)最小的UE中信道能量值最大的用户天线单元对应的天线 SS(kcurr)作为当前用于负载平衡的目标天线kalnext，其中，k。u *SNR(k)最小的UE编号； 在所述目标天线kalMxt对应的当前未被选择进行联合检测的用户天线单元中，确定出信道 能量值最大的用户天线单元(klnrart，kalnext)。本步骤中，先确定出SNR(k)最小UE的信道能量值最大的用户天线单元，然后再在 与该用户天线单元同天线的，即天线ss(k。m)上的其他当前未被选择进行联合检测的用户 天线单元中，选择信道能量值最大的用户天线单元(klMxt，kalMxt)，作为当前备选的用户天 线单元之一，之后将根据后续步骤中所确定的其信噪比增量值来确定出其是否可以作为进 行联合检测用户天线单元。
由于信号越强其对其他信号产生的干扰也越强，本步骤中通过选择天线SS(k。m) 上当前未被选择的信道能量值最大的用户天线单元(klMxt，kalMxt)作为联合检测的备选用 户天线单元，也就是说，将用户天线单元(klMxt，kalMxt)上的信号作为有用信号进行联合检 测，可以有效地减少天线SS(k。UCT)上的干扰，提高系统的联合检测性能。步骤207、判断P(klnext，kalnext)是否为零，如果是则退出所述选择进行联合检测的 用户天线单元流程，否则执行步骤208。在实际应用中，利用当P (klnext, kalnext)为零时已选择的用户天线单元进行联合检 测能够确保获得较高的联合检测性能，因此，此时可以退出选择进行联合检测的用户天线 单元的流程。
POi / α\ \步骤208、按照Pl = ； curr^ next^ 1 ~SNR(kcurr,kalnexl)，计算用户天线单
1 (kaKext)-PikKext ^kal neXt)
元(kcurr, kaInext)的信噪比增量PI。本步骤中，计算如果将用户天线单元(klMxt，kalnext)作为进行联合检测的用户天 线单元，将为第k。m UE带来的信噪比增益值，以便在后续步骤中确定是否利用该用户天线 单元进行联合检测。 步骤209、将SNR(k)最小的UE作为当前用于负载平衡的目标UE，其编号记为 k2next ；在所述目标UE的当前未选择进行联合检测的用户天线单元中，确定出信道能量值最 大的用户天线单元(k2nrart，ka2next)。本步骤中，是考虑在与SNR(k)最小UE相关的未选择的用户天线单元中，选择信道 能量值最大的作为进行联合检测的候选单元之一，这样，可最大程度地提高该UE的联合检 测增益。步骤210、判断P(k2nrart，ka2Mxt)是否为零，如果是则退出所述选择进行联合检测的 用户天线单元流程。这里，当P (k2next,ka2next)为零时说明接收到第k2next个UE信号的所有用户天线单 元均已被选择进行联合检测，因此，此时可以退出所述选择进行联合检测的用户天线单元 流程。
P(k2 M2 )步骤211、按照P2=\Ι。、，计算用户天线单元(k2next，ka2next)
1 \kalnext) — F\kZnext，如 lnext )
的信噪比增量P2。本步骤，用于计算如果将用户天线单元(k2nra￡t，ka2next)作为进行联合检测的用户 天线单元，将带来的系统的信噪比增益值。步骤212、判断Pl是否大于P2，如果是，则令kMxt = klnext, kanext = kalnext,否则令 knext = k2next,kanext = ka2next ；将用户天线单元(knra￡t，kanra￡t)作为进行联合检测的用户天线 单元，设置 S(knext，kanext) = 0。本步骤，通过比较用户天线单元(klnext，kalnext)和(k2next，ka2next)的信噪比增益 值大小，选择出信噪比增益值最大的用户天线单元进行联合检测，以确保本发明的联合检 测性能接近最优。步骤213、根据 Ioadcurr = 1 oadcurr+1 更新 Ioadcurr,如果 Ioadcurr < Ioadlimit,则退 出所述选择进行联合检测的用户天线单元流程。
本步骤用于对当前负载值进行更新，并将更新后的负载值与预设的负载阈值比 较，如果当前的负载值已达到预设的负载阈值时，则结束该选择进行联合检测的用户天线 单元流程，如果当前的负载值未达到预设的负载阈值时，说明基站还有对更多用户天线单 元进行联合检测的能力，此时，还可以通过后续步骤继续选择新的进行联合检测的用户天 线单元。步骤2 14、根据 当前 S (kn t，kanext)，按照
更新第 kanrart 根天线上的等效干扰
更新各 UE 在第 kanext 根天线上的 SNR(k，kanext)；跳转至步骤205。在上述步骤中已选择了新的进行联合检测的用户天线单元S (knext，kanext)，该用户 天线单元S (knext, kanext)必然会改变其所在天线kanext上的等效干扰I (kaMxt)，相应地，也 将影响各UE在该天线上的信噪比SNR(k，kanext)的改变，因此，本步骤需要对I(kanext)和 SNR(k，kanext)进行更新，以便在新的选择中确定出下一个进行联合检测的用户天线单元。 本步骤中，通过转入步骤205，利用更新后的I (Icanext)和SNR(k，kanext)，计算出利用用户天 线单元S(knext，kanext)进行联合检测后各UE在所有天线上的信噪比SNR(k)，从而开始下一 个用户天线单元的选择。上述技术方案基于负载平衡的思想，根据基站处理器的负载处理能力，对于各用 户，仅选择在信号较强的部分天线上进行联合检测，而将信号强度较小的信号排除在联检 过程之外，从而使本发明能在基带信号处理器能力受限时，同时处理多根天线的多个用户 联合检测，且能减少天线底噪的影响，确保各用户检测性能在整体上接近最优。因此，本发 明能克服不同天线上的功率差异对联合检测性能的影响，从而适用于高速铁路等分布式天 线场景。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 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
一种联合检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤a、基站根据当前接入的用户设备(UE)数K和天线数KA，确定系统中的用户天线单元(k，ka)，其中，k为UE编号，k＝{1…K}，ka为天线编号，ka＝{1…KA}；b、基站根据当前上行信号的信道估计结果，计算各所述用户天线单元所对应的信道能量值P(k，ka)；c、基站判断所有所述用户天线单元中非零信道能量值对应的用户天线单元个数是否小于预设的负载阈值loadlimit，如果是，则利用所有所述用户天线单元上的信号，进行联合检测；否则，根据各所述用户天线单元的P(k，ka)和loadlimit，按照负载平衡的原则选择进行联合检测的用户天线单元，利用所选择的用户天线单元上的信号，进行联合检测。
2.根据权利要求1所述的联合检测方法，其特征在于，所述根据各用户天线单元的 P(k,ka)和Ioadlimit，按照负载平衡的原则选择进行联合检测的用户天线单元为xl、为各用户天线单元建立选择标识S(k，ka)，所述选择标识S(k，ka)的初始值为1 ； x2、对于各UE，选择信道能量值最大的用户天线单元(k，SS(k))作为进行联合检测的 用户天线单元，将选择标识S(k，SS(k))设置为零，其中，SS(k)为第k个UE的信道能量值 最大的用户天线单元所对应的天线编号；x3、根据/ ^·=!^^:)确定当前负载值load·，其中，Kc(k)为已选择的第k个UE k = \进行联合检测的用户天线单元数；x4、利用S(k，ka)，按照MR +存乂洳),计算当前每根天线上的 等效干扰I(ka)，其中，Njka)为第ka根天线的底噪，β为联合检测干扰残留因子；按照 SNR、k,ka、=，计算各UE在每根天线上的信噪比SNR(k，ka)； χ5、按照5A〖/ (A:) = Z5^(Ik)，计算当前各UE在所有天线上的信噪比SNR(k)； χ6、选择SNR(k)最小的UE中信道能量值最大的用户天线单元对应的天线SS(k。UCT)作 为当前用于负载平衡的目标天线kalnext，其中，k。UCT* SNR(k)最小的UE编号；在所述目标 天线kalnrart对应的当前未被选择进行联合检测的用户天线单元中，确定出信道能量值最大 的用户天线单元(klnext，kalnext)；x7、当P(klMxt，kalnext)为零时，退出所述选择进行联合检测的用户天线单元流程； x8、按照尸 1 = τ(, 1 ； currI,,. . -SNRikcurrMKext)，计算用户天线单元(k。m，`1 yhCl{next)—尸Kext，kalnex,)kalnext)的信噪比增量Pl ；x9、将SNR(k)最小的UE作为当前用于负载平衡的目标UE，其编号记为k2next ；在所述 目标UE的当前未选择进行联合检测的用户天线单元中，确定出信道能量值最大的用户天 线单元(k2 xlO、当P(k2nrart，ka2next)为零时，退出所述选择进行联合检测的用户天线单元流程；kci^ 、xll、按照^=Mfl2 \ "exPfk7 ""Ι,、，计算用户天线单元(k2next，ka2next)的信噪比增量P2 ；xl2、判断 Pl 是否大于 P2，如果是，则令 kMxt = klnext, kanext = kalnext,否则令 knext = k2next,kanext = ka2next ；将用户天线单元(kMxt，kaMxt)作为进行联合检测的用户天线单元，设 S S(knext, kanext) = 0 ；xl3、根据 Ioadcurr = 1 Oadcurr+1 更新 Ioadcurr，如果 Ioadcurr < Ioadlimit，则退出所述选择 进行联合检测的用户天线单元流程；χ 14、根据当前 S (knext，kanext)，按照/(KeJ = ；)) + Z^o (KeJ ,更Jfe=I新第kanext根天线上的等效干扰I Gcanext) 皿SNR{k,kanext)=，,虹“力，更新各UE在第 kanext根天线上的SNR(k，kanext)；跳转至步骤x5。
全文摘要
本发明公开了一种联合检测方法，该方法包括a、基站根据当前接入的用户设备(UE)数K和天线数KA，确定系统中的用户天线单元(k，ka)，其中，k为UE编号，k＝{1…K}，ka为天线编号，ka＝{1…KA}；b、基站根据当前上行信号的信道估计结果，计算各用户天线单元所对应的信道能量值P(k，ka)；c、基站判断所有所述用户天线单元中非零信道能量值对应的用户天线单元数是否小于预设的负载阈值loadlimit，如果是，则利用所有所述用户天线单元上的信号，进行联合检测；否则，根据各所述用户天线单元的P(k，ka)和loadlimit，按照负载平衡的原则选择进行联合检测的用户天线单元，利用所选择的用户天线单元上的信号，进行联合检测。本发明能克服不同天线上的功率差异对联合检测性能的影响，适用于高速铁路等分布式天线场景。
文档编号H04B1/707GK101931431SQ200910088349
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日
发明者张坚强, 柳斯白, 齐丙花 申请人:鼎桥通信技术有限公司