专利名称：一种应答信号检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种应答信号检测方法及装置。
背景技术：
长期演进(LTE，long term evolution)即3G演进系统，或演进的通用陆基无线接 A (E-UTRAN, Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network),采用基于正交步页 分复用技术(0FDM，Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing)的空中接口设计,子载 波宽度为15kHz，通过不同的子载波数目实现了可变系统带宽，即可实现1. 4 20MHz的可 变系统带宽。同时，根据应用场景不同，LTE支持两种不同循环前缀(CP)长度，它们的长度 分别为4. 7us和16. 7us。参见图1，其是现有的一种LET多址方式的实现示意图，图中，每个阴影代表一个 用户，在具体的实现方式上，根据上下行通信和设备特点不同，LTE分别选择了 “多载波正交 频分多址(0FDMA，Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access) ” 和“单载波单载波 频分多址(SC-FDMA) ”作为上下行多址方式的具体实现。其中上行“单载波SC-FDMA”发送 信号具有较低的信号峰均比，可以降低终端的成本，提高功率效率。LTE 物理层采用衡包络零自相关(Constant Amplitude ZeroAuto-Correlation， CAZAC)特性的序列作为上行参考信号序列，为了保证不同小区用户上行参考信号之间的随 机性，LTE物理层设计了基序列跳频机制，包括“组跳频”和“序列跳频”两种方式。下行应 答(ACK/NACK)反馈可以由物理上行控制信道PUCCH信道承载，也可以由物理上行共享信道 PUSCH信道承载，其中PUCCH上承载ACK/NACK又分为格式(format) la/lb和format2a/2b 四种格式，formatla/lb只承载ACK/NACK，format2a/2b承载信道质量指示(CQI)和ACK/ NACK。不同用户终端(UE)的控制信息可以复用同一PUCCH资源，由于控制信息承载的信 息比特比较少，所以不同UE控制信息之间的复用是通过使用CAZAC序列调制、时域循环移 位(cyclic shift)、以及正交扩频码来实现的。例如formala/lb，在一个时隙里信息比特 经双相移相键控/四相相移键控(BPSK/QPSK)调制后与12位的频域CAZAC基序列相乘，在 SC-FDMA符号0、1、5、6上进行不同的循环移位，并且4条符号序列分别乘以各自的正交扩 频码元，最后经由快速傅里叶逆变换(IFFT)调制到时域上，并且由于formala/lb最多只承 载2比特信息，所以协议中使用3个SC-FDMA符号(2、3、4)发送导频，以此保证信道估计的 准确性。由于控制信息采用了上述频域码分复用(循环移位)与时域码分复用(正交扩频 码)相结合的复用方式，使得系统有效的支持多用户、小载荷的控制信息传输，并且提高了 系统在低信噪比情况下的工作能力。ACK/NACK信号的作用是由接收端发给发送端的数据接收反馈信号，即由接收端告 知发送端是否成功接收到数据，因此PUCCH承载的ACK/NACK信号检测是TD-LTE上行处理 技术中的关键环节，ACK/NACK承载下行数据混合式自动重送请求(HARQ)反馈，要确认UE是 否正确接收到下行数据，要求基站能够准确的检测到ACK/NACK信息。由于无论UE是否发
4送ACK/NACK信息，只要媒体接入控制(MAC)实体调度，基站都会按照协议规定计算出ACK/ NACK信息，所以需要为基站设计一种高效可靠的检测方法，既能保证较高ACK/NACK检测概 率，同时又能保证足够低的虚警概率。现有技术都是通过信噪比来判定ACK/NACK是否有效，这种方法可以保证比较高 的检测概率，但是同时也伴随着较高的虚警概率，所以基站一侧可能误检到ACK/NACK信 号，导致基站重发或者漏发数据块。
发明内容
本发明实施例在于提供一种应答信号的检测方法，既能保证较高ACK/NACK检测 概率，同时又能保证足够低的虚警概率。本发明实施例提供了一种应答信号的检测方法，所述方法包括将通过天线接收到的应答信号矢量转换为等效导频矢量；根据所述等效导频矢量计算噪声功率和信号功率，获得信噪比；将所述信噪比乘以所述信号功率，将获得的结果转换为以对数格式表示的数值；判断所述数值是否大于等于预设的门限值，若是，则判定所述应答信号有效。其中，所述将应答信号转换为等效导频矢量的步骤包括获得所述应答信号的承载信道格式以及所述应答信号矢量经信道均衡后的I、Q 两路数据特征；如果I路绝对值大于Q路绝对值且I路为正，则所述应答信号矢量不旋转，如果I 路绝对值大于Q路绝对值且I路为负则所述应答信号矢量旋转180° ；如果I路绝对值小于Q路绝对值且Q路为正，则所述应答信号矢量顺时针旋转 90°，如果I路绝对值小于Q路绝对值且Q路为负则所述应答信号矢量逆时针旋转90° ；经过旋转调整后的应答信号矢量即为等效导频矢量。其中，根据所述等效导频矢量计算噪声功率和信号功率，获得信噪比的步骤包 括将通过天线接收到的原始导频矢量与所述等效导频矢量差值的一半作为噪声矢 量，经模方运算后获得噪声功率；将通过天线接收到的原始导频矢量与所述噪声矢量作差，得到去噪后的导频矢 量，经模方运算后获得信号功率；计算所述信号功率与所述噪声功率的比值，所述比值即为信噪比。其中，所述将获得的结果转换为以对数格式表示的数值的方式为通过计算的方 式进行转换，或通过查表的方式进行转换。其中，所述预设的门限值由以下方式获得开启信号源，将获得的所述以对数格式表示的数值作为第一样本，对所述第一样 本进行大量统计，获得所述第一样本平均值；关闭信号源，将获得的所述以对数格式表示的数值作为第二样本，对所述第二样 本进行大量统计，获得所述第二样本平均值；计算所述第一样本平均值与所述第二样本平均值的平均值，将技术结果作为所述 预设的门限值。
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其中，若所述接收天线为多根，或者每根接收天线上存在多份样本，则所述信噪比 为所有天线或所有样本的统计平均值。本发明实施例还提供了 一种应答信号的检测装置，所述装置包括等效导频矢量生成模块，用于将通过天线接收到的应答信号矢量转换为等效导频
矢量；
信噪比计算模块，用于根据所述等效导频矢量计算噪声功率和信号功率，获得信 噪比；对数格式转换模块，用于将所述信噪比乘以所述信号功率，将获得的结果转换为 以对数格式表示的数值；判定模块，用于判断所述数值大于等于预设的门限值时，判定所述应答信号有效。其中，所述等效导频矢量生成模块包括信息提取模块，用于获得所述应答信号的承载信道格式以及所述应答信号矢量经 信道均衡后的I、Q两路数据特征；比较旋转模块，用于在I路绝对值大于Q路绝对值且I路为正时，所述应答信号矢 量不旋转，在I路绝对值大于Q路绝对值且I路为负时将所述应答信号矢量旋转180° ；在 I路绝对值小于Q路绝对值且Q路为正时，所述应答信号矢量顺时针旋转90°，在I路绝对 值小于Q路绝对值且Q路为负时将所述应答信号矢量逆时针旋转90° ；经过旋转调整后的 应答信号矢量即为等效导频矢量。其中，所述信噪比计算模块包括噪声功率计算模块，用于将通过天线接收到的原始导频矢量与所述等效导频矢量 差值的一半作为噪声矢量，经模方运算后获得噪声功率；信号功率计算模块，用于将通过天线接收到的原始导频矢量与所述噪声矢量作 差，得到去噪后的导频矢量，经模方运算后获得信号功率；比值计算模块，用于计算所述信号功率与所述噪声功率的比值，所述比值即为信 噪比。其中，若所述接收天线为多根，或者每根接收天线上存在多份样本，则所述信噪比 为所有天线或所有样本的统计平均值。应用本发明实施例提供的应答信号检测方法及装置，通过将信号的信噪比与绝对 功率相结合，以此判定ACK/NACK信号是否有效。与以往的检测方法相比，本发明所述方法 有更低的虚警概率，从而可以有效的提高系统稳定性及吞吐量。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附 图获得其他的附图。图1是根据本发明实施例的对应答信号的检测方法流程图；图2是根据本发明实施例的Format Ia格式下导频矢量与信号矢量图；图3是根据本发明实施例的噪声矢量图4是根据本发明实施例的门限值试验结果分布图；图5是根据本发明实施例的对应答信号的检测装置逻辑结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例所提供的应答(ACK/NACK)信号检测方法，其基本思想是综合考虑 接收到ACK/NACK信号的绝对功率和信噪比，以此来判定该ACK/NACK信号是否有效。 参见图1，其是根据本发明实施例的对应答信号的检测方法流程图，该方法具体包 括步骤101，将通过天线接收到的应答信号矢量转换为等效导频矢量；具体的，根据36211-860协议描述，PUCCH信道承载ACK/NACK信息时，信息比特经 由BPSK或者QPSK调制，生成的符号星座点虽然相位不同，但幅度均与导频符号一致，且幅 值为1，所以可以将ACK/NACK信号矢量理解成与导频矢量相差一定相位的另一导频矢量， 这样，将应答信号转换为等效导频矢量的步骤可以具体包括获得所述应答信号的承载信道格式以及所述应答信号矢量经信道均衡后的I、Q 两路数据特征；如果I路绝对值大于Q路绝对值且I路为正，则所述应答信号矢量不旋转，如果I 路绝对值大于Q路绝对值且I路为负则所述应答信号矢量旋转180° ；如果I路绝对值小于Q路绝对值且Q路为正，则所述应答信号矢量顺时针旋转 90°，如果I路绝对值小于Q路绝对值且Q路为负则所述应答信号矢量逆时针旋转90° ；经过旋转调整后的应答信号矢量即为等效导频矢量。步骤102，根据等效导频矢量计算噪声功率和信号功率，获得信噪比；具体的，将通过天线接收到的原始导频矢量与所述等效导频矢量差值的一半作为 噪声矢量，经模方运算后获得噪声功率；将通过天线接收到的原始导频矢量与所述噪声矢量作差，得到去噪后的导频矢 量，经模方运算后获得信号功率；计算所述信号功率与所述噪声功率的比值，所述比值即为信噪比。需要说明的是，上述计算是针对一份ACK/NACK信号样本而言的，如果接收天线为 多根，或者每根接收天线上存在多份样本，则上述信噪比为所有天线或所有样本的的统计 平均值。需要说明的是，此时如果单纯依靠信噪比判定ACK/NACK信号是否有效会导致过 高的虚警概率，这是因为信噪比本质上是一个比值，假设此时UE并没有发送ACK/NACK，但 由于协议特性及MAC层调度，物理层依然会按照协议规定算法计算的到一个假的ACK/NACK 矢量，并且由于假的ACK/NACK矢量本质上是噪声，所以幅度一般很小，但是如果此时计算 出的噪声矢量更小，而且小到足以产生超过基站判定门限的信噪比，基站就会判定该ACK/ NACK矢量有效，从而产生虚警。同样的，假设UE没有发送ACK/NACK，但此时恰好噪声功率很大，这样单纯按照信号绝对功率判断，也会产生虚警。实践证明，由以上两种方式产生的 虚警概率都会超过协议规定的最大虚警概率。因此，本发明实施例提供的检测方法还需包 括以下步骤步骤103，将所述信噪比乘以所述信号功率，将获得的结果转换为以对数格式表示 的数值；具体的，可以通过计算的方式或通过查表的方式将获得的结果转换为以对数格式 表示的数值，该以对数格式表示的数值可以是以dB为单位的。步骤104，判断所述数值是否大于等于预设的门限值，若是，则判定所述应答信号 有效。具体的，上述门限值可以通过下面的方法获得 开启信号源，将获得的所述以对数格式表示的数值作为第一样本，对所述第一样 本进行大量统计，获得所述第一样本平均值；关闭信号源，将获得的所述以对数格式表示的数值作为第二样本，对所述第二样 本进行大量统计，获得所述第二样本平均值；计算所述第一样本平均值与所述第二样本平均值的平均值，将技术结果作为所述 预设的门限值。需要说明的是，在判断所述数值小于预设的门限值时，则判定所述应答信号无效。需要说明的是，图1所示方法可以适用于对LTE系统PUCCH信道上的应答信号进 行检测，也可以应用于对其他类似系统上类似信道的应答信号进行检测。下面以两接收天线配置的TD-LTE基站，MAC层调度物理层解码formatla格式承 载的ACK/NACK信号为例，结合附图，对本发明再做详细描述。根据36211-860协议描述，使用format Ia格式发送ACK/NACK信号时，UE在同一 子帧的两个时隙上发送相同的ACK/NACK信号，即同一根天线上有两份信号样本。MAC调度 指示物理层PUCCH信道所占的物理资源块(RB)索引，物理层将对应RB上承载的数据进行 解扩频、解序列调制，得到两根天线上共四个时隙的信号矢量以及导频矢量。由于format Ia格式ACK/NACK信号调制后的星座符号矢量与导频矢量幅值都为 1，并且相位相同或反向，如图2所示，图2中实线为信号矢量，虚线为导频矢量，如果符号矢 量I路为正则不旋转，否则旋转180°，得到等效导频矢量，将原始导频矢量与等效导频矢 量差值的一半作为噪声矢量，记为nu，其中i代表天线端口号，j代表时隙号；噪声矢量如 图3所示，图3中实线为信号矢量，虚线为导频矢量，圆点线为噪声矢量。图3中第三象限 的虚线代表旋转前的应答信号矢量，由于应答信号矢量I路绝对值大于Q路绝对值，且I路 为负，所以需将应答信号矢量旋转180°，以此求得等效导频矢量。将噪声矢量进行模方运 算，并将所有样本统计平均，可得噪声功率N ；
I 1 1, 将原始导频矢量减去噪声矢量，得到去噪后的导频矢量su，将此导频矢量模方运 算并作统计平均，可得信号功率S ；
权利要求
一种应答信号的检测方法，其特征在于，所述方法包括将通过天线接收到的应答信号矢量转换为等效导频矢量；根据所述等效导频矢量计算噪声功率和信号功率，获得信噪比；将所述信噪比乘以所述信号功率，将获得的结果转换为以对数格式表示的数值；判断所述数值是否大于等于预设的门限值，若是，则判定所述应答信号有效。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将应答信号转换为等效导频矢量的 步骤包括获得所述应答信号的承载信道格式以及所述应答信号矢量经信道均衡后的I、Q两路 数据特征；如果I路绝对值大于Q路绝对值且I路为正，则所述应答信号矢量不旋转，如果I路绝 对值大于Q路绝对值且I路为负则所述应答信号矢量旋转180° ；如果I路绝对值小于Q路绝对值且Q路为正，则所述应答信号矢量顺时针旋转90°，如 果I路绝对值小于Q路绝对值且Q路为负则所述应答信号矢量逆时针旋转90° ； 经过旋转调整后的应答信号矢量即为等效导频矢量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述等效导频矢量计算噪声功率和 信号功率，获得信噪比的步骤包括将通过天线接收到的原始导频矢量与所述等效导频矢量差值的一半作为噪声矢量，经 模方运算后获得噪声功率；将通过天线接收到的原始导频矢量与所述噪声矢量作差，得到去噪后的导频矢量，经 模方运算后获得信号功率；计算所述信号功率与所述噪声功率的比值，所述比值即为信噪比。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将获得的结果转换为以对数格式表 示的数值的方式为通过计算的方式进行转换，或通过查表的方式进行转换。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的门限值由以下方式获得开启信号源，将获得的所述以对数格式表示的数值作为第一样本，对所述第一样本进 行大量统计，获得所述第一样本平均值；关闭信号源，将获得的所述以对数格式表示的数值作为第二样本，对所述第二样本进 行大量统计，获得所述第二样本平均值；计算所述第一样本平均值与所述第二样本平均值的平均值，将技术结果作为所述预设 的门限值。
6.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，若所述接收天线为多根，或者每 根接收天线上存在多份样本，则所述信噪比为所有天线或所有样本的统计平均值。
7.—种应答信号的检测装置，其特征在于，所述装置包括等效导频矢量生成模块，用于将通过天线接收到的应答信号矢量转换为等效导频矢量；信噪比计算模块，用于根据所述等效导频矢量计算噪声功率和信号功率，获得信噪比；对数格式转换模块，用于将所述信噪比乘以所述信号功率，将获得的结果转换为以对 数格式表示的数值；判定模块，用于判断所述数值大于等于预设的门限值时，判定所述应答信号有效。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述等效导频矢量生成模块包括信息提取模块，用于获得所述应答信号的承载信道格式以及所述应答信号矢量经信道 均衡后的I、Q两路数据特征；比较旋转模块，用于在I路绝对值大于Q路绝对值且I路为正时，所述应答信号矢量不 旋转，在I路绝对值大于Q路绝对值且I路为负时将所述应答信号矢量旋转180° ；在I路 绝对值小于Q路绝对值且Q路为正时，所述应答信号矢量顺时针旋转90°，在I路绝对值小 于Q路绝对值且Q路为负时将所述应答信号矢量逆时针旋转90° ；经过旋转调整后的应答 信号矢量即为等效导频矢量。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信噪比计算模块包括噪声功率计算模块，用于将通过天线接收到的原始导频矢量与所述等效导频矢量差值 的一半作为噪声矢量，经模方运算后获得噪声功率；信号功率计算模块，用于将通过天线接收到的原始导频矢量与所述噪声矢量作差，得 到去噪后的导频矢量，经模方运算后获得信号功率；比值计算模块，用于计算所述信号功率与所述噪声功率的比值，所述比值即为信噪比。
10.根据权利要求7至9任一所述的装置，其特征在于，若所述接收天线为多根，或者每 根接收天线上存在多份样本，则所述信噪比为所有天线或所有样本的统计平均值。
全文摘要
本发明公开了一种应答信号的检测方法及装置，所述方法包括将通过天线接收到的应答信号矢量转换为等效导频矢量；根据所述等效导频矢量计算噪声功率和信号功率，获得信噪比；将所述信噪比乘以所述信号功率，将获得的结果转换为以对数格式表示的数值；判断所述数值是否大于等于预设的门限值，若是，则判定所述应答信号有效。应用本发明，通过将信号的信噪比与绝对功率相结合，以此判定ACK/NACK信号是否有效。与以往的检测方法相比，本发明所述方法有更低的虚警概率，从而可以有效的提高系统稳定性及吞吐量。
文档编号H04L1/16GK101969368SQ201010531160
公开日2011年2月9日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者江世宇 申请人:北京北方烽火科技有限公司