一种上行控制信道干扰消除的装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种上行控制信道干扰消除的装置和方法，所述装置包括：多径选择模块和上行控制信道干扰消除模块；所述多径选择模块，用于选择能量值满足预设高能量径选择条件的径作为使能径；所述上行控制信道干扰消除模块，用于对所述使能径进行重构和叠加，并进行上行控制信道的干扰消除。本方案中选取尽可能多的高能量径进行重构，高效的利用硬件重构资源，提升解调增益。
【专利说明】一种上行控制信道干扰消除的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种上行控制信道干扰消除的调度方法和装置，尤其涉及一种上行控 制信道干扰消除的装置和方法。
【背景技术】
[0002]在宽带码分多址(WCDMA)系统中，用户之间存在一定的多址干扰，这种干扰随着 用户数目的增加而增大。与之相应的是，从接受信号中去掉部分信道的基带数据，其它信道 就更加容易解调出来。实际解调过程中，控制信道先被解出来，在其解调结果基础上模拟无 线信道的多径衰落，对用户控制信道进行重构和多径合并，还原出用户控制信道在基带信 号中的数据，再从其中减去，达到去干扰目的。在去干扰后的基带信号中对其它信道进行解 调，可以提升系统容量。
[0003]实际系统实现中，理论上重构能力越大，所能获得的系统容量提升越大，但是重构 能力受重构、带宽等资源限制，并不能无限放大。此外，用户信号到达基站是存在多条路径 的，且用户的多径能量不一，能量越高，对其它信道的干扰就越大，显然重构高能量径所带 来的效益更好，这就需要一种合理的调度机制对有限资源进行管理。
[0004]目前，众多专利都有涉及到上行控制信道的干扰消除，主要体现在对系统的描述， 原理性的说明和性能分析，具体分析如下:
[0005]申请号为02111500.1且发明名称为“一种宽带码分多址系统上行信道的部分 干扰抵消方法及装置”的上海贝尔有限公司的专利中，重点强调利用专用物理控制信道 (Dedicated Physical Control CHannel,简称DPCCH)解调结果进行反调制和部分干扰消 除，关注原理的说明。
[0006]申请号为200510115916.2且发明名称为“基于控制信道进行并行干扰对消的方 法”的华为技术有限公司的专利中，提出了一种对DPCCH信道进行重构和干扰对消的方法， 重点是一次解调和基于时隙的重构机制。
[0007]申请号为200580048587.2且发明名称为“导频、开销和业务信道的联合干扰消 除”的高通股份有限公司的专利，提出了一种联合干扰消除的系统，包括对控制信道和业务 信道的干扰消除，侧重于系统层次分析干扰消除的原理和性能。
[0008]申请号为201110111338.0且发明名称为“一种基于分组的业务信道干扰消除调 度方法、装置及系统”的中兴通信有限公司的专利，主要针对业务信道干扰消除，提出了一 种基于分组的调度方法和装置。
[0009]如何提高干扰消除过程中的资源利用率是需要解决的问题。
【发明内容】
[0010]本发明要解决的技术问题是提供一种上行控制信道干扰消除的装置和方法，提高 干扰消除过程中的资源利用率。
[0011]为解决上述技术问题，本发明提供了一种上行控制信道干扰消除的装置，所述装置包括:多径选择模块和上行控制信道干扰消除模块；所述多径选择模块，用于选择能量值满足预设高能量径选择条件的径作为使能径；所述上行控制信道干扰消除模块，用于对所述使能径进行重构和叠加，并进行上行控制信道的干扰消除。
[0012]进一步地，上述装置还可以具有以下特点:
[0013]所述预设高能量径选择条件包括:选取各用户中能量值最大的N条径，N为正整数；选取能量值大于预设能量门限的径。
[0014]进一步地，上述装置还可以具有以下特点:
[0015]所述上行控制信道干扰消除模块包括调度子模块和处理子模块；
[0016]所述调度子模块包括定时计算单元、重构参数计算单元、任务调度单元；
[0017]所述处理子模块包括任务数据流处理单元；
[0018]定时计算模块，用于计算重构定时以及所述使能径对应到重构定时的用户时间；
[0019]所述重构参数计算单元，用于计算用户的以符号为单位的重构参数；
[0020]所述任务调度单元，用于根据所述重构定时将符号的重构时间资源进行拆分后调度重构任务和抵消任务，重构任务用于以符号为单位进行使能径的重构和叠加，抵消任务用于处理上一重构符号内一天线的干扰抵消；
[0021]所述处理子模块，用于根据所述任务调度单元的调度完成重构任务和抵消任务的数据流处理。
[0022]进一步地，上述装置还可以具有以下特点:
[0023]所述任务调度单元，还用于调度重构任务于用户使能径的符号头对应的系统符号内进行重构操作，并以系统时间作为重构的定时基准。
[0024]进一步地，上述装置还可以具有以下特点:
[0025]所述上行控制信道包括专用物理控制信道和/或高速专用物理控制信道。
[0026]进一步地，上述装置还可以具有以下特点:
[0027]所述处理子模块，还用于以多时间片为单位进行并行的数据流处理。
[0028]为解决上述技术问题，本发明还提供了一种上行控制信道干扰消除的方法，包括:选择能量值满足预设高能量径选择条件的径作为使能径；对所述使能径进行重构和叠加并进行上行控制信道的干扰消除。
[0029]进一步地，上述方法还可以具有以下特点:
[0030]所述预设高能量径选择条件包括:选取各用户中能量值最大的N条径，N为正整数；选取能量值大于预设能量门限的径。
[0031]进一步地，上述方法还可以具有以下特点:
[0032]所述对所述使能径进行重构和叠加并进行上行控制信道的干扰消除具体包括:
[0033]计算重构定时以及所述使能径对应到重构定时的用户时间；
[0034]计算用户的以符号为单位的重构参数；
[0035]根据所述重构定时将符号的重构时间资源进行拆分后调度重构任务和抵消任务，重构任务用于以符号为单位进行使能径的重构和叠加，抵消任务用于处理上一重构符号内一天线的干扰抵消；
[0036]根据所述任务调度单元的调度完成重构任务和抵消任务的数据流处理。
[0037]进一步地，上述方法还可以具有以下特点:[0038]调度重构任务于用户使能径的符号头对应的系统符号内进行重构操作，以系统时间作为重构的定时基准。
[0039]本方案中选取尽可能多的高能量径进行重构，高效的利用硬件重构资源，提升解调增益；以系统符号(256chip)为单位，采用多时间片的并行处理方式进行重构和抵消，减少缓存开销和其它信道解调的等待时延；以系统时间为重构的定时基准，采用时序驱动的方式对用户径进行重构和抵消，系统鲁棒性好；以多径为重构的最小单元，最大限度利用重构资源，同时使得重构能力的限制仅在于多径数，与小区数、天线数、用户数无关。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1是上行控制信道干扰消除方法流程图；
[0041]图2是控制信道干扰消除启动重构的时序关系图；
[0042]图3是控制信道干扰消除系统和用户径定时关系图；
[0043]图4是上行控制信道干扰消除方法的装置结构图。
【具体实施方式】
[0044]本发明中，选择高能量径进行重构，最大限度的利用硬件重构资源，完成控制信道DPCCH 和高速专用物理控制信道(High Speed-Dedicated Physical Control CHannel,简称HS-DPCCH)干扰消除功能，提高系统容量，目前主要应用在第三代移动通信UMTS系统中。
[0045]如图1所示，上行控制信道干扰消除的方法包括:选择能量值满足预设高能量径选择条件的径作为使能径；对所述使能径进行重构和叠加并进行上行控制信道的干扰消除。
[0046]预设高能量径选择条件包括:选取各用户中能量值最大的N条径，N为正整数；选取能量值大于预设能量门限的径。
[0047]选择高通量径的过程包括:接收解调参数，包括信道估计参数、频偏补偿参数、多径定时信息、扰码信息、硬判决结果，并根据其中的信道估计计算所有用户所有多径的能量值，对用户多径进行选择，在不超过硬件重构能力的前提下，尽量调度最多的高能量径进行重构，例如从中选取能量最大的N条径进行重构。N必须小于等于实际硬件的重构能力对应的整数值。
[0048]对于每个用户每条径是否为使能径的信息，记为静态参数，静态参数的更新周期可以是一个IOms帧，也可以是一个时隙(UMTS系统中，一个IOms帧包括15个时隙，一个时隙包括10个符号)，甚至可以与重构的基本时间单位(符号)一致，静态参数更新越快，对能量计算和选径的性能要求就越高。
[0049]本方案中，对所述使能径进行重构和叠加并进行上行控制信道的干扰消除具体包括:计算重构定时以及所述使能径对应到重构定时的用户时间；
[0050]计算用户的以符号为单位的重构参数；
[0051]根据所述重构定时将符号的重构时间资源进行拆分后调度重构任务和抵消任务，重构任务用于以符号为单位进行使能径的重构和叠加，抵消任务用于处理上一重构符号内一天线的干扰抵消；具体的，在每一个系统符号头，根据重构启动延时、系统时间计算出重构的系统符号，根据多径信息计算对应的每条重构多径的用户符号，获取并计算基于用户符号的重构参数，以径为单位调度重构任务，以天线为单位调度抵消任务。
[0052]根据所述任务调度单元的调度完成重构任务和抵消任务的数据流处理。具体的，以符号为单位完成重构和抵消任务的数据流处理。重构任务完成用户信道一个符号内数据的还原，抵消任务完成某一天线一个符号内实时天线数据与重构数据的相减操作，得到去除DPCCH和HS-DPCCH干扰的数据。在去干扰的延时上行天线数据基础上对其它信道进行解调，可提升解调增益。
[0053]其中，调度重构任务于用户使能径的符号头对应的系统符号内进行重构操作，以系统时间作为重构的定时基准。
[0054]下面对相关步骤进行详细说明。
[0055]以系统时间为基准。
[0056]在每一个系统符号头，根据系统重构的启动延时要求和当前系统时间，计算重构的系统定时，再根据用户的多径信息和静态参数，计算需要重构用户径的用户时间，获取对应的信道估计、频偏补偿、扰码信息、硬判决结果，并将这些参数计算到符号边界，最后按照定时调度抵消和重构子任务。由于DPCCH和HSDPCCH这两个信道的扩频因子都是256，因此以系统符号(256chip)为基准进行调度，每次处理完一个符号中的所有重构使能用户径，再处理下一个符号中的所有用户径。
[0057]重构定时计算
[0058]在每一个系统符号头，根据重构启动延时，计算当前系统符号时间内重构的是哪个系统符号。由于所有重构径参数计算到符号边界需要花费时间，此处还需要计算启动参数读取和计算的时间，可留出一定的时间余量，比如一个符号时间，在该符号时间内完成所有使能用户径的参数计算。由于DPCCH和HS-DPCCH解调时间不一，重构启动时间也是不一样的，需要分别进行计算，具体时序关系见图2。其中，DELAYO是获得DPCCH信道估计的等待延时，由解调模块决定；DELAY1是DPCCH重构启动延时；DELAY2是获得HS-DPCCH硬判决结果等待延时，由解调模块决定；DELAY3是HS-DPCCH重构启动延时，上述几种延时的大小关系是:DELAY3 > DELAY2 ； DELAY I > DELAYO ；DELAY2 > DELAYO。
[0059]静态参数更新分析
[0060]静态参数是以一定的周期进行更新的，为此，需要对静态参数进行实时分析，确保每个更新周期内重构的都是能量最高的用户径，分析结果用于后续的用户定时计算和重构任务调度。
[0061]用户定时计算
[0062]根据静态参数分析结果和当前系统的重构定时，计算所有使能用户径对应到当前重构定时的用户时间。UMTS中，用户时间和系统时间存在一定的偏移，用户时间计算的原则是，用户多径的符号头落在哪个系统符号，则该用户多径就在哪个系统符号内重构，具体时序关系见图3，图中与系统符号相同编号的用户符号即在该系统符号内重构。
[0063]重构参数计算
[0064]根据重构和用户定时获取所有多径重构需要的频偏参数、扰码信息、多径参数和信道估计参数。重构过程以符号位单位进行，但是解调参数并不完全是以符号为单位提供的，这就需要将多径重构所需要用到的频偏补偿、扰码序列、信道估计、硬判决结果、多径等参数换算到符号内。[0065]重构和抵消任务调度
[0066]根据重构定时计算结果，将每一个符号的重构时间资源进行拆分，调度重构和抵消任务。抵消任务以天线号区分，分别处理上一个重构符号内某一天线的干扰抵消。重构拆分为以径为单元的子任务进行调度，同时保证各个子任务之间无间隙切换，使得硬件重构资源利用率最大。重构任务同时将上一步骤计算得到的重构参数下发，数据流处理利用这些参数还原出多径在基带信号中的数据形式。抵消和重构任务可以串行进行，也可以并行处理，取决于缓存资源是否充足。如果是串行处理，抵消操作在符号边界进行处理比较简单，可以在符号头，也可以在符号尾。如果抵消在符号头进行，那么抵消的是上一个符号内重构出来的结果，否则抵消的是当前符号内的重构结果，且必须给抵消保留足够的时间。本方案中只处理DPCCH信道干扰时，可以从系统符号开始，调度DPCCH抵消任务，再调度所有使能径的DPCCH重构任务。本方案中只处理HS-DPCCH信道干扰时，可以从系统符号开始，调度HS-DPCCH抵消任务，再调度所有使能径的HS-DPCCH重构任务。本方案中处理DPCCH信道和HS-DPCCH信道干扰时，从系统符号开始，调度DPCCH抵消任务和HS-DPCCH抵消任务，再调度所有使能径的DPCCH重构任务和HS-DPCCH重构任务。
[0067]任务的数据流处理
[0068]在调度的指导下完成抵消和重构子任务的数据流处理，其处理速度直接关系到重构能力。采用并行处理方式加速重构进程，在重构能力和硬件资源之间进行权衡选择，可采用8/16/32/64/96chip等并行处理方式。重构能力同时还取决于系统的工作时钟。重构过程包括调制、IQ映射、扩频、加扰、功率加权、滤波，得到某一条多径一个符号内的重构结果，再根据重构参数中的多径信息进行多径合并，将重构结果累加到对应天线数据的对应位置上，累加结果按照天线号和系统时间缓存在内部缓存中。抵消子任务需要完成某一天线号的去除DPCCH或HS-DPCCH干扰操作，即在实时天线数据上减去上一个符号内所有径重构累加结果。
[0069]下面以抵消和重构串行进行为例说明重构能力的计算方式:假设系统支持12天线的干扰抵消，由于DPCCH和HS-DPCCH的重构启动时间不同，两个信道重构结果需要分别进行抵消，就需要调度24个抵消任务。假定整个系统工作在64chip (UMTS中，Ichip时钟速率等效于3.84MHz)时钟域下，数据流采用32chip并行处理方式，加上多径对齐到系统时间所需要多消耗的一个cycle，用户径一个符号的重构需要9cycle，那么系统的重构能力以多径数来计算为:64*32* (8/9)-24 = 1796，也就是说最多可以选择1796条用户多径进行重构。
[0070]如图4所示，上行控制信道干扰消除的装置包括多径选择模块和上行控制信道干扰消除模块；所述多径选择模块，用于选择能量值满足预设高能量径选择条件的径作为使能径；所述上行控制信道干扰消除模块，用于对所述使能径进行重构和叠加，并进行上行控制信道的干扰消除。
[0071]其中，预设高能量径选择条件包括:选取各用户中能量值最大的N条径，N为正整数；选取能量值大于预设能量门限的径。
[0072]本装置中还可包括解调参数缓存单元，用于接收并保存解调参数；多径选择模块根据解调参数缓存单元中的解调参数选择能量值满足预设高能量径选择条件的径，或者多径选择模块直接接收解调参数。[0073]上行控制信道干扰消除模块包括调度子模块和处理子模块；调度子模块包括静态参数分析单元、定时计算单元、重构参数计算单元、任务调度单元；处理子模块包括任务数据流处理单元。
[0074]静态参数分析单元，用于保存并实时更新用户的使能径信息。或者本装置可不包括静态参数分析单元，多径选择模块直接与定时计算模块和重构参数计算单元相交互。
[0075]定时计算模块，用于计算重构定时以及所述使能径对应到重构定时的用户时间；
[0076]重构参数计算单元，用于计算用户的以符号为单位的重构参数；
[0077]所述任务调度单元，用于根据所述重构定时将符号的重构时间资源进行拆分后调度重构任务和抵消任务，重构任务用于以符号为单位进行使能径的重构和叠加，抵消任务用于处理上一重构符号内一天线的干扰抵消；具体的，调度重构任务于用户使能径的符号头对应的系统符号内进行重构操作，并以系统时间作为重构的定时基准。
[0078]所述处理子模块，用于根据所述任务调度单元的调度完成重构任务和抵消任务的数据流处理；以多时间片为单位进行并行的数据流处理。
[0079]本装置中还可以包括初始配置单元用于保存高层配置信息，如重构启动延时信息；还可以包括天线数据缓存单元用于保存实时上行天线数据和去除上行控制信道干扰的延时天线数据。
[0080]所述上行控制信道包括专用物理控制信道和/或高速专用物理控制信道。
[0081]具体实施例:
[0082]设置以下前提条件:
[0083]DPCCH启动延时为28符号，HS-DPCCH启动延时为58符号，DPCCH任务处理优先级高于HS-DPCCH任务。
[0084]在符号头进行干扰抵消，支持12天线。
[0085]重构数据流按照32chip并行处理，系统工作在64chip时钟域下，重构能力为1796条径。
[0086]具体执行方式如下:
[0087]多径选择单元根据信道估计参数计算出所有用户径能量，从中选出高能量径进行重构，假设选择用户O?99各8条径进行DPCCH和HS-DPCCH重构，即两个信道各调度800条径进行重构，并将上述选择信息以静态参数方式配置下去。
[0088]静态参数分析单元将分析得到的实时多径使能信息下发给定时计算单元和参数计算单元。
[0089]定时计算单元在每个符号边界计算出DPCCH和HS-DPCCH重构时间，并根据重构使能多径的多径定时信息计算每条重构使能多径的用户时间。由于DPCCH和HS-DPCCH重构时间不同，对应的用户时间也不同。
[0090]参数计算单元完成重构使能多径的重构参数获取和计算。对于DPCCH信道，延迟27符号到解调参数缓存中读取所有重构用户的频偏补偿、信道估计、扰码信息和硬判决结果，并将这些参数计算到重构的用户符号内。对于HS-DPCCH信道，延时57符号到解调参数缓存中读取重构参数并换算到重构符号内。
[0091]任务调度单元完成重构和抵消任务调度。对于DPCCH信道，调度29符号前的系统符号的抵消任务，完成该符号内12天线DPCCH重构结果的干扰消除，接下来调度28符号前的系统符号内800条径进行重构和累加；对于HS-DPCCH信道，调度59符号前的系统符号的抵消任务，完成该符号内12天线HS-DPCCH重构结果的干扰消除，接下来调度58符号前的系统符号内800条径进行重构和累加。
[0092]任务数据流处理单元完成重构数据的生成和抵消操作。从时间上看，对于DPCCH信道，任何系统符号延迟29符号后，可得到该符号下所有重构多径的DPCCH重构累加结果，延时29符号多一点(抵消任务的执行需要花费时间)，可得到该系统符号的去DPCCH干扰结果，存入天线数据缓存中；对于HS-DPCCH信道，任何系统符号延迟59符号后，可得到该系统符号下所有重构多径的HS-DPCCH重构累加结果,延时59符号多一点,得到该系统符号的去DPCCH和HS-DPCCH干扰结果，存入天线数据缓存单元中。
[0093]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相
互任意组合。
[0094]当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
[0095]本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
【权利要求】
1.一种上行控制信道干扰消除的装置，其特征在于，所述装置包括:多径选择模块和上行控制信道干扰消除模块；所述多径选择模块，用于选择能量值满足预设高能量径选择条件的径作为使能径； 所述上行控制信道干扰消除模块，用于对所述使能径进行重构和叠加，并进行上行控制信道的干扰消除。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预设高能量径选择条件包括:选取各用户中能量值最大的N条径，N为正整数；选取能量值大于预设能量门限的径。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上行控制信道干扰消除模块包括调度子模块和处理子模块；所述调度子模块包括定时计算单元、重构参数计算单元、任务调度单元；所述处理子模块包括任务数据流处理单元；定时计算模块，用于计算重构定时以及所述使能径对应到重构定时的用户时间；所述重构参数计算单元，用于计算用户的以符号为单位的重构参数；所述任务调度单元，用于 根据所述重构定时将符号的重构时间资源进行拆分后调度重构任务和抵消任务，重构任务用于以符号为单位进行使能径的重构和叠加，抵消任务用于处理上一重构符号内一天线的干扰抵消；所述处理子模块，用于根据所述任务调度单元的调度完成重构任务和抵消任务的数据流处理。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述任务调度单元，还用于调度重构任务于用户使能径的符号头对应的系统符号内进行重构操作，并以系统时间作为重构的定时基准。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上行控制信道包括专用物理控制信道和/或高速专用物理控制信道。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理子模块，还用于以多时间片为单位进行并行的数据流处理。
7.一种上行控制信道干扰消除的方法，其特征在于，选择能量值满足预设高能量径选择条件的径作为使能径；对所述使能径进行重构和叠加并进行上行控制信道的干扰消除。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预设高能量径选择条件包括:选取各用户中能量值最大的N条径，N为正整数；选取能量值大于预设能量门限的径。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述使能径进行重构和叠加并进行上行控制信道的干扰消除具体包括:计算重构定时以及所述使能径对应到重构定时的用户时间；计算用户的以符号为单位的重构参数；根据所述重构定时将符号的重构时间资源进行拆分后调度重构任务和抵消任务，重构任务用于以符号为单位进行使能径的重构和叠加，抵消任务用于处理上一重构符号内一天线的干扰抵消；根据所述任务调度单元的调度完成重构任务和抵消任务的数据流处理。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于， 调度重构任务于用户使能径的符号头对应的系统符号内进行重构操作，以系统时间作为重构的定时基准。
【文档编号】H04B1/7117GK103580722SQ201210259593
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2012年7月25日
【发明者】彭贵福, 范丽珍, 余金清, 匡小波, 皮强 申请人:中兴通讯股份有限公司