专利名称：Hsupa系统e-hich sir估计方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access，简称 HSUPA)系统中增强专用信道(Enhanced Dedicated Channel，简称 E-DCH)混合自动重传确认指示信道(E-DCH Hybrid ARQ Acknowledgement Indicator Channel，简称 E-HICH)的信干比(Signal-to-Interference Ratio，简称 SIR)估计方法及
直ο
背景技术：
信干比即信号功率与干扰功率比，表征了信号的接收质量。作为通信系统中一个基本的测量指标，具有广泛的用途和重要的意义；随着通信技术的发展，高速无线数据传输的需求日益高涨。为适应这样的需求，第三代移动通信系统(3G)应运而生；3G大多以码分多址接入(Code Dividing Multi-address Access，简称CDMA)技术为基础，可认为是自干扰系统；在3G系统中，各用户设备的发射功率受功率控制的严格限制，其目的在于使得本用户业务正常开展的前提下，其他用户受到尽可能小的干扰，从而使整个网络性能达到较佳的状态，在3G系统中普遍使用测量接收信号的信干比作为功率控制的依据，信干比由此成为提升网络性能、监控网络状态的基本测量指标之一，另一方面，信干比指标在提升译码性能，动态资源调配方面也发挥着重要作用。3GPP在Release 6标准中引入了 HSUPA技术，这使得高速上行数据传输成为可能； HSUPA存在两种资源分配方式，调度传输和非调度传输，无论哪种资源分配方式下，UE在发送上行增强专用信道E-DCH后，Node B都会通过E-DCH混合自动重传确认指示信道E-HICH 发送ACK/NACK进行接收确认；特别的，在非调度传输时，E-HICH还承载TPC/SS命令用于上行发送功率和同步的调整，另一方面，HSUPA允许多个用户的ACK/NACK应答消息(非调度还包括TPC/SS)复用到同一条E-HICH信道上以节省码道资源；E-HICH的简要基带处理流程如下(1)各用户的信令消息单独编码，同一用户的ACK/NACK消息与TPC/SS命令分别编码；(2)各消息或命令根据收发双方约定的已知信息选择扩展序列(80bit长)完成编码扩展，扩展序列是矩阵C80 (80行80列)的某个行向量。C80矩阵由两个正交的Hadamard 哈达码矩阵C20 (20行20列)和C4 (4行4列)作Kronecker克罗内克张量积得到，表示为C80-C20 C4(3)扩展后的序列各自完成插入哑比特、比特扰码、物理信道映射、调制；(4)在完成调制之后，承载各用户信息的序列进行功率加权叠加，通过扩频，突发成形后完成基带处理过程；由上述描述可知，由于多个序列调制后的星座图混叠，E-HICH发送星座图不再有确定的基本形式，UE端接收的星座点也不再呈现预定调制星座图的特征，这使得以确知发送星座图为前提的信干比估计无法实现。 上述情况从客观上成为E-HICH无法进行内环功率控制的原因之一；同样也阻碍了利用信干比信息对E-HICH译码性能的提升，中国专利《E-DCH中信道的信号检测方法》 (授权专利公告号100574506)中涉及一种E-HICH信干比估计方法。该方法需要网络端发送E-HICH相对于专用控制信道的功率偏置信息，通过估计专用控制信道的信干比间接计算得到E-HICH的信干比，该信干比计算方法不仅需要网络端额外发送功率偏置信息，信令开销大，而且间接估计出的信干比也不能准确反映E-HICH信道的信号质量。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种信令开销小、准确反映E-HICH信道的信号质量的信干比估计方法及装置，适用于HSUPA系统；为解决以上问题，本发明提供一种HSUPA系统E-HICH SIR估计方法，包括编码矩阵向量相关性扫描，发送编码向量识别，发送星座图重构和信干比估计。所述编码矩阵向量相关性扫描为，完成C80矩阵的双极性转换，并将解扰码之后的软信息序列进行去 比特操作，然后将去 比特后的软信息序列依次与双极性C80矩阵行向量逐一完成内积运算，内积运算的模值计为相关性扫描结果。所述发送编码向量识别为，求相关性运算结果均值，计算编码向量识别门限，将相关性扫描结果与编码向量识别门限比较，相关性扫描结果超过编码向量识别门限的C80矩阵向量计为发送编码向量，得到发送编码向量集；所述计算编码向量识别门限为，编码向量识别加权值与相关性运算结果均值乘积；其中，所述编码向量识别加权值为预设值；特别地，在得到发送编码向量集后，若本用户编码的矩阵向量未完全包含在发送编码向量集中，则根据网络端下发的已知信息将本用户编码的矩阵向量加入发送编码向量集中，对发送编码向量集进行修正。所述发送星座图重构为，根据发送编码向量集元素个数和向量对应相关性扫描结果，通过排列组合的加法运算得到重构的第一象限发送星座图，进一步包括将各发送编码向量对应的相关性扫描结果除以向量长度80，得到各发送序列的幅度，将幅度取反，得到相应的负幅度；将各发送编码向量的正负幅度根据发送星座图的可能形式进行有效的排列组合， 并将各有效排列组合的正负幅度分别进行累加；所述根据发送星座图的可能形式进行有效的排列组合的方法为，对每个发送编码向量仅选择正负幅度其中之一，每个发送编码向量选择的正负幅度集合即为有效排列组合之一；根据上述原则遍历所有可能的排列组合得到有效的排列组合；将各累加结果求绝对值，合并绝对值相同的结果，保留各异的绝对值作为星座图重构的基本幅度；分别构建与各基本幅度模值相同的正虚数，计为虚数基本幅度，选择基本幅度集任意元素作为实部，选择虚数基本幅度集任意元素作为虚部，两者组合的复数，即为星座图一象限星座点；遍历所有可能的组合，完成发送星座图重构。特别地，作为一种优选改进方式，仅重构发送星座图第一象限星座点。
特别地，对采用菱形星座图调制的系统，重构发送星座图为菱形星座图旋转90度后落在第一象限内的星座点。所述信干比估计为，将解扰码之后的软信息序列的绝对值恢复成接收星座点复数形式，根据复数序列在星座图上的硬判决结果完成信号功率和干扰功率计算，得到信干比估计结果，进一步包括 将解扰码之后的软信息序列求绝对值，并将结果按实部虚部交替的顺序两两组合成复数；将复数序列依次在星座图上作硬判决，映射到矢量距离最近的星座点上；将历次在星座图上映射的目标星座点功率平均得到信号功率，将历次映射目标星座点与复数之间的矢量距离求平方均值得到干扰功率。优选地，作为一种改进方式，将接收端解调前的符号序列实虚部分别求绝对值，映射到星座图一象限替代软信息序列作硬判决。特别地，对采用菱形星座图调制的系统，在将接收端解调前的符号序列实虚部分别求绝对值之前，先将符号序列相位旋转90度。为解决以上问题，本发明还提供一种HSUPA系统E-HICH SIR估计装置，包括编码矩阵向量相关性扫描模块，完成C80矩阵双极性转换，并将解扰码之后的软信息序列进行去 比特操作，然后将去 比特后的软信息序列依次与双极性C80矩阵行向量逐一完成内积运算，输出内积运算结果的模值作为向量相关性运算结果；发送编码向量识别模块，求相关性运算结果均值，计算编码向量识别门限，将相关性扫描结果与编码向量识别门限比较，相关性扫描结果超过编码向量识别门限的C80矩阵向量计为发送编码向量，输出发送编码向量集；特别地，在得到发送编码向量集后，若本用户编码的矩阵向量未完全包含在发送编码向量集中，则根据网络端下发的已知信息将本用户编码的矩阵向量加入发送编码向量集中，对发送编码向量集进行修正。发送星座图重构模块，根据发送编码向量集元素个数和向量对应相关性扫描结果，通过排列组合的加法运算得到重构的第一象限发送星座图；优选地，对采用菱形星座图调制的系统，所述发送星座图重构模块还包括星座图旋转单元，重构发送星座图为菱形星座图旋转90度后落在第一象限内的星座点；信干比估计模块，将解扰码之后的软信息序列的绝对值恢复成接收星座点复数形式，根据复数序列在星座图上的硬判决结果完成信号功率和干扰功率计算，得到信干比估计结果。优选地，作为一种改进方式，所述信干比估计模块为将接收端解调前的符号序列实虚部分别求绝对值，映射到星座图一象限替代软信息序列作硬判决，根据硬判决结果完成信号功率和干扰功率计算，得到信干比估计结果。优选地，对采用菱形星座图调制的系统，所述信干比估计模块还包括相位旋转单元，在将接收端解调前的符号序列实虚部分别求绝对值之前，先将符号序列相位旋转90度。与现有相比，本发明不需要网络端发送E-HICH相对于专用控制信道的功率偏置信息，通过估计专用控制信道的信干比间接计算得到E-HICH的信干比，而是在接收端将解扰码之后的软信息序列以及双极性C80矩阵行作变换后进行内积运算得到相关扫描结果， 通过相关扫描结果获取编码向量识别门限，进而得到发送编码向量集以及重构的第一象限发送星座图，最后利用解扰码之后的软信息序列以及重构的第一象限发送星座图获得信干比估计结果，不需要网络端额外发送功率偏置信息且利用接收到的信息直接计算信干比， 信令开销小且实时性强，能够解决HSUPA系统多个信息序列复用同一 E-HICH信道时，由于调制星座图混叠，造成信干比无法估计的问题。
图1是本发明E-HICH SIR估计方法优选实施例流程图；图2是本发明E-HICH SIR估计装置结构图；图3是本发明E-HICH SIR估计装置优选实施例结构图；图4是本发明E-HICH SIR估计装置另一优选实施例结构图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明一种HSUPA系统E-HICH SIR估计方法及装置作进一步详细说明，公知实现方式不再详述，以避免与本发明的内容存在不必要的混淆。本发明提供一种HSUPA系统E-HICH SIR估计方法，如图1所示，包括步骤301 编码矩阵向量相关性扫描。首先完成C80矩阵的双极性变换，即将C80矩阵中的元素“0”转换为“_1”，“1”转换为“0”，双极性转换后的C80矩阵计为C80_r，将解扰码之后的软信息序列R进行去哑比特操作得到序列R_rem，而后将R_rem依次与双极性C80_r矩阵行向量逐一完成内积运算， 内积运算的模值计为相关性扫描结果CorRes [η]，η = 0、1. . . . . 79。计算表达式如下Cor Res [n] = abs (C80_r [n]TR_rem)(1)其中，abs表示取模值运算，T表示矩阵转置。步骤302 发送编码向量识别进一步包括求相关性运算结果均值
1 80CorAvr = -YdCor Resf η]
8υ =ι(2 )计算编码向量识别门限CorThr = th_w · CorAvr(3)其中，th_w为预设的编码向量识别加权值，优选地，th_w = 3，将相关性扫描结果CorRes [η]依次与编码向量识别门限CorThr比较，由于向量之间具有良好的互相关性，大于功率判决门限的编码向量可计为发送编码向量CodeVeC[i]，i =0,2,...，化1^为满足条件的向量个数)。其中，本用户信息编码向量不参与功率判决直接纳入CodeVec数组。本用户信息编码向量根据预知信息计算求得。CodeVeC[i]使用逻辑比较对应的CorRes [η]赋值。步骤303 发送星座图重构
首先设定矩阵SeqAmp [i] [j]，i = 0，1 ； j = 0，1，· · ·，N_l。赋值如下SeqAmp
[j] = CorVec[j]/80(4)SeqAmp [1] [j] = -CorVec [j]/80 (5)矩阵形式为
权利要求
1.一种HSUPA系统E-HICH SIR估计方法，其特征在于，包括编码矩阵向量相关性扫描， 发送编码向量识别，发送星座图重构和信干比估计。
2.如权利要求1所述HSUPA系统E-HICHSIR估计方法，其特征在于，所述编码矩阵向量相关性扫描为，完成C80矩阵的双极性转换，并将解扰码之后的软信息序列进行去 比特操作，然后将去 比特后的软信息序列依次与双极性C80矩阵行向量逐一完成内积运算，内积运算的模值计为相关性扫描结果。
3.如权利要求1所述HSUPA系统E-HICHSIR估计方法，其特征在于，所述发送编码向量识别为，求相关性运算结果均值，计算编码向量识别门限，将相关性扫描结果与编码向量识别门限比较，相关性扫描结果超过编码向量识别门限的C80矩阵向量计为发送编码向量，得到发送编码向量集；所述计算编码向量识别门限为，编码向量识别加权值与相关性运算结果均值乘积；其中，所述编码向量识别加权值为预设值。
4.如权利要求3所述HSUPA系统E-HICHSIR估计方法，其特征在于，在得到发送编码向量集后，若本用户编码的矩阵向量未完全包含在发送编码向量集中，则根据网络端下发的已知信息将本用户编码的矩阵向量加入发送编码向量集中，对发送编码向量集进行修正。
5.如权利要求1所述HSUPA系统E-HICHSIR估计方法，其特征在于，所述发送星座图重构为，根据发送编码向量集元素个数和向量对应相关性扫描结果， 通过排列组合的加法运算得到重构的第一象限发送星座图，进一步包括将各发送编码向量对应的相关性扫描结果除以向量长度80，得到各发送序列的幅度， 将幅度取反，得到相应的负幅度；将各发送编码向量的正负幅度根据发送星座图的可能形式进行有效的排列组合，并将各有效排列组合的正负幅度分别进行累加；所述根据发送星座图的可能形式进行有效的排列组合的方法为，对每个发送编码向量仅选择正负幅度其中之一，每个发送编码向量选择的正负幅度集合即为有效排列组合之一；根据上述原则遍历所有可能的排列组合得到有效的排列组合；将各累加结果求绝对值，合并绝对值相同的结果，保留各异的绝对值作为星座图重构的基本幅度；分别构建与各基本幅度模值相同的正虚数，计为虚数基本幅度；选择基本幅度集任意元素作为实部，选择虚数基本幅度集任意元素作为虚部，两者组合的复数，即为星座图一象限星座点；遍历所有可能的组合，完成发送星座图重构。
6.如权利要求5所述HSUPA系统E-HICHSIR估计方法，其特征在于，仅重构发送星座图第一象限星座点。
7.如权利要求6所述HSUPA系统E-HICHSIR估计方法，其特征在于，对采用菱形星座图调制的系统，重构发送星座图为菱形星座图旋转90度后落在第一象限内的星座点。
8.如权利要求1所述HSUPA系统E-HICHSIR估计方法，其特征在于，所述信干比估计为，将解扰码之后的软信息序列的绝对值恢复成接收星座点复数形式，根据复数序列在星座图上的硬判决结果完成信号功率和干扰功率计算，得到信干比估计结果，进一步包括将解扰码之后的软信息序列 求绝对值，并将结果按实部虚部交替的顺序两两组合成复数；将复数序列依次在星座图上作硬判决，映射到矢量距离最近的星座点上，将历次在星座图上映射的目标星座点功率平均得到信号功率，将历次映射目标星座点与复数之间的矢量距离求平方均值得到干扰功率。
9.如权利要求8所述HSUPA系统E-HICHSIR估计方法，其特征在于，将接收端解调前的符号序列实虚部分别求绝对值，映射到星座图一象限替代软信息序列作硬判决。
10.如权利要求9所述HSUPA系统E-HICHSIR估计方法，其特征在于，对采用菱形星座图调制的系统，在将接收端解调前的符号序列实虚部分别求绝对值之前，先将符号序列相位旋转90度。
11.一种HSUPA系统E-HICH SIR估计装置，其特征在于，包括编码矩阵向量相关性扫描模块，完成C80矩阵双极性转换，并将解扰码之后的软信息序列进行去 比特操作，然后将去 比特后的软信息序列依次与双极性C80矩阵行向量逐一完成内积运算，输出内积运算结果的模值作为向量相关性运算结果；发送编码向量识别模块，求相关性运算结果均值，计算编码向量识别门限，将相关性扫描结果与编码向量识别门限比较，相关性扫描结果超过编码向量识别门限的C80矩阵向量计为发送编码向量，输出发送编码向量集；特别地，在得到发送编码向量集后，若本用户编码的矩阵向量未完全包含在发送编码向量集中，则根据网络端下发的已知信息将本用户编码的矩阵向量加入发送编码向量集中，对发送编码向量集进行修正；发送星座图重构模块，根据发送编码向量集元素个数和向量对应相关性扫描结果，通过排列组合的加法运算得到重构的第一象限发送星座图；信干比估计模块，将解扰码之后的软信息序列的绝对值恢复成接收星座点复数形式， 根据复数序列在星座图上的硬判决结果完成信号功率和干扰功率计算，得到信干比估计结果。
12.如权利要求11所述E-HICHSIR估计装置，其特征在于，对采用菱形星座图调制的系统，所述发送星座图重构模块还包括星座图旋转单元，重构发送星座图为菱形星座图旋转90度后落在第一象限内的星座点。
13.如权利要求11所述E-HICHSIR估计装置，其特征在于，所述信干比估计模块为将接收端解调前的符号序列实虚部分别求绝对值，映射到星座图一象限替代软信息序列作硬判决，根据硬判决结果完成信号功率和干扰功率计算，得到信干比估计结果。
14.如权利要求13所述E-HICHSIR估计装置，其特征在于，对采用菱形星座图调制的系统，所述信干比估计模块还包括相位旋转单元，在将接收端解调前的符号序列实虚部分别求绝对值之前，先将符号序列相位旋转90度。
全文摘要
本发明属于移动通信领域，提供一种HSUPA系统E-HICH SIR估计方法及装置，所述方法在接收端将解扰码之后的软信息序列以及双极性C80矩阵行作变换后进行内积运算得到相关扫描结果，通过相关扫描结果获取编码向量识别门限，进而得到发送编码向量集以及重构的第一象限发送星座图，最后利用解扰码之后的软信息序列以及重构的第一象限发送星座图获得信干比估计结果；本发明还提供一种HSUPA系统E-HICH SIR估计装置；本发明不需要网络端额外发送功率偏置信息且利用接收到的信息直接计算信干比，信令开销小且实时性强，且能够解决由于调制星座图混叠，造成信干比无法估计的问题。
文档编号H04L27/38GK102271101SQ20101019224
公开日2011年12月7日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者王茜竹, 谭舒, 陈鑫 申请人:重庆重邮信科通信技术有限公司