发明内容
本发明的目的是提供一种用于同频广播/组播的联合检测方法,以克服现有的检测方法检测性能低的缺点,降低同频相邻小区间的干扰强度,提高系统接收性能。
为此,本发明提供如下的技术方案:
一种用于同频广播/组播的联合检测方法,所述方法包括步骤:
A、根据对各同频相邻小区的测量,选取进行宏分集合并的相邻小区;
B、获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号,并对其进行多小区信道估计,得到本小区及所述相邻小区的信道响应结果;
C、根据各基站到用户设备的时延分别从所述信道响应结果中截取广播/组播信号对应的信道响应结果;
D、根据截取的信道响应结果分别获得本小区及所述相邻小区的传输矩阵并按公式i=0,1,2,....对得到的各传输矩阵进行合并,其中,βi为合并因子,Ai为得到的各小区的传输矩阵;
E、使用合并后的传输矩阵进行联合检测,获得检测数据。
所述步骤A包括:
A1、获取各同频相邻小区的配置信息及广播/组播的时隙信息,所述同频相邻小区的配置信息包括相邻小区基站的小区标识、广播/组播使用的物理码道;
A2、根据所述配置信息测量各同频相邻小区的下行导频信号;
A3、根据测量结果确定进行宏分集合并的相邻小区。
所述步骤A1具体为:
通过测量各同频相邻小区的公共无线信道或通过空口高层消息获取各同频相邻小区的配置信息及广播/组播的时隙信息。
在步骤A2包括:
接收各同频相邻小区基站的下行导频信号;
根据所述导频信号确定各基站到用户设备的时延及路径损耗。
所述A3具体为:
选取时延最小或者路径损耗最小的预定个数的基站所属的小区作为进行宏分集合并的相邻小区;或者
选取时延和路径损耗均最小的预定个数的基站所属的小区作为进行宏分集合并的相邻小区。
所述步骤B包括:
B1、根据所述广播/组播的时隙信息获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号;
B2、对所述获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号进行多小区信道估计,得到本小区及所述相邻小区的信道响应结果.
一种用于同频广播/组播的联合检测方法,所述方法包括步骤:
A′、根据对各同频相邻小区的测量,选取进行宏分集合并的相邻小区;
B′、获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号,并对其进行多小区信道估计,得到本小区及所述相邻小区的信道响应结果;
C′、根据各基站到用户设备的时延分别从所述信道响应结果中截取广播/组播信号对应的信道响应结果;
D′、根据截取的信道响应结果分别获得本小区及所述相邻小区的传输矩阵;
E′、根据得到的传输矩阵分别进行本小区及所述相邻小区的单小区联合检测,获得本小区及所述相邻小区的检测信号;
F′、按公式i=0,1,2,...对得到的各小区的检测信号进行合并,
其中,βi为合并因子,为得到的各小区的联合检测结果,得到检测结果。
所述步骤A′包括:
A1′、获取各同频相邻小区的配置信息及广播/组播的时隙信息,所述同频相邻小区的配置信息包括相邻小区基站的小区标识、广播/组播使用的物理码道;
A2′、根据所述配置信息测量各同频相邻小区的下行导频信号;
A3′、根据测量结果确定进行宏分集合并的相邻小区。
所述步骤A1′具体为:
通过测量各同频相邻小区的公共无线信道或通过空口高层消息获取各同频相邻小区的配置信息及广播/组播的时隙信息。
所述步骤A2′包括:
接收各同频相邻小区基站的下行导频信号;
根据所述导频信号确定各基站到本用户设备的时延及路径损耗。
所述步骤A3′具体为:
选取时延最小或者路径损耗最小的预定个数的基站所属的小区作为进行宏分集合并的相邻小区;或者
选取时延和路径损耗均最小的预定个数的基站所属的小区作为进行宏分集合并的相邻小区。
所述步骤B′包括:
B1′、根据所述广播/组播的时隙信息获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号;
B2′、对所述获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号进行多小区信道估计,得到本小区及所述相邻小区的信道响应结果。
所述步骤B和步骤B′中所述的多小区信道估计的过程具体为:
根据本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号进行多码集信道估计或者各小区分别进行单码集信道估计。
由以上本发明提供的技术方案可以看出,本发明充分利用广播和组播业务的特点,即各小区基站发送的信道编码调制前的数据源信号相同.一方面将相邻小区的同频干扰信号纳入联合检测,降低了干扰的强度;另一方面,对纳入联合检测的多小区信号进行宏分集合并,即将UE邻近各基站的信号进行合并,将干扰转化为有用信号,大大提高了UE的信号接收检测正确率,进而有效地提高了系统性能.利用本发明,可以将广播和组播业务的应用扩展到高速的业务.
对于时间分集发送广播/组播业务的方法,利用本发明,可进一步提高系统的检测性能;对于多个基站使用相同的载频、时隙和码道等物理资源传送广播/组播业务的方法,利用本发明,可以有效地降低邻小区的干扰,在保证系统资源利用率的情况下使广播和组播业务得到有效的应用。
具体实施方式
本发明的核心在于在时隙CDMA(码分多址)系统中,在现有联合检测的基础上,针对广播/组播业务的特点,通过各基站发送相同的信息,并且各基站发送的信道编码调制前的数据源信号相同,将UE邻近各基站的同频干扰信号纳入联合检测,并对纳入联合检测的多小区信号进行宏分集合并,即将UE邻近各基站的信号进行合并,将干扰转化为有用信号,从而提高系统检测性能。
为了使本技术领域人员更好地理解本发明,下面首先对现有联合检测方法做简单描述。
时隙CDMA系统接收机接收到的信号模型为:
e=Ad+n (1)
其中,e为接收机收到信号的采样数据,d为发送数据,n为接收到的噪声,矩阵A为传输矩阵。
传输矩阵A如图1所示:
传输矩阵A由各个码道的组合响应向量b(k)(矩阵中分布在对角线上的各个块中的一列)构成:
其中,
A=Ai,j i=1...N·Q+W-1;j=1...K·N
其中,k是码道编号,假设总共有K个码道。N为数据块中数据符号的个数,Q为扩频系数。Ldata=NQ为发送数据决的长度,W是信道估计窗长,Ldata+W-1为接收数据块e的长度。
向量b(k)对应为一个用户的组合信道响应:
k=1,…,K (2)
其中,C
(k)是对应的码道编号为k的用户码道的扩频码。
是卷积运算符,h
(k)是对应的码道编号为k的用户码道的信道响应,利用midamble(中间码)或类似导频进行信道估计得到.
如果系统使用扰码S,则(2)式可以写为:
k=1,…,K (3)
式中S为系统使用的扰码。
然后利用上述信息就可以进行联合检测。联合检测算法有多种,可以是干扰抵消的方法,或者线性块均衡的方法,或者两者方法的混合。
对线性块均衡的方法,经解调后的发送数据d估计的软输出值为:
其中,矩阵T由下式给出:
式中,*T是共轭转置,Rd=E{d·d*T},是数据序列d的协方差矩阵,对于相互独立的数据序列,Rd=I;Rn=E{n·n*T},是噪声序列n的协方差矩阵。对于相互独立且平稳的噪声序列(如白噪声)Rn=σ2I,I表示单位矩阵。
在Rd=I和Rn=σ2I的条件下,(4)、(5)式可以简化表示为:
其中,MF即匹配滤波,对应的就是单用户的匹配滤波的方法;ZF-BLE即迫零线性块均衡的方法,对应的是最大似然的线性解;MMSE-BLE即最小均方误差线性块均衡的方法,对应的是最小均方误差的线性解。
选择上述三种求解T的方法中的一种即可,通常选择第二种ZF-BLE或第三种MMSE-BLE方法。
在本发明方法中,由于各基站的发送信号相同,因此可以将现有的联合检测算法进行扩展,使其具有宏分集的能力。
根据上述原理,本发明将UE邻近各基站的同频干扰信号纳入联合检测,并对纳入联合检测的多小区信号进行宏分集合并,即将UE邻近各基站的信号进行合并,将干扰转化为有用信号,以提高UE的接收性能。
本发明提供的宏分集联合检测可以在现有联合检测方法的基础上将多小区的传输矩阵进行合并,然后对合并后的传输矩阵进行联合检测,获得检测数据;也可以先根据得到的传输矩阵分别进行本小区及所述相邻小区的单小区联合检测,然后将得到的各小区的联合检测结果进行合并,获得检测数据.
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参照图2,图2示出了本发明方法的第一实施例实现流程,包括以下步骤:
步骤201:根据对各同频相邻小区的测量,选取进行宏分集合并的相邻小区。
首先,通过测量各同频相邻小区的公共无线信道或通过空口高层消息获取各同频相邻小区的配置信息及广播/组播的时隙信息。同频相邻小区的配置信息包括相邻小区基站的小区标识、广播/组播使用的物理码道等。然后根据同频相邻小区基站的小区标识,接收各同频相邻小区基站的下行导频信号,对该信号进行测量确定各基站到本UE的时延及路径损耗。
根据测量得到的时延及路径损耗信息,按照时延较小或路径损耗较小的原则选取可以用于进行宏分集合并的同频相邻小区;也可以综合考虑时延及路径损耗,选取时延和路径损耗均最小的预定个数的基站所属的小区作为进行宏分集合并的相邻小区。
根据UE的实际接收能力及计算精度要求,可以选取一个或多个相邻小区进行宏分集合并。
步骤202:获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号,并对其进行多小区信道估计,得到本小区及所述各相邻小区的信道响应结果。
UE可以根据系统固定配置的广播/组播的时隙信息或通过空口高层消息获得的广播/组播的时隙信息获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号,对获取的本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号进行多小区信道估计,得到本小区及相邻小区的信道响应结果。
进行多小区信道估计的过程可以是根据本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号进行多码集信道估计,得到本小区及相邻小区的信道响应结果;也可以是各小区分别进行单码集信道估计,得到本小区及相邻小区的信道响应结果。单码集信道估计与多码集信道估计的主要区别在于单码集多小区信道估计不进行各小区信道估计的迭代干扰抵消。
步骤203:根据各小区的信道响应结果生成本小区及所述相邻小区的传输矩阵并对其进行合并。
当承载广播/组播信息的无线信道还承载有其他业务信息时,上述得到的本小区及所述相邻小区的信道响应结果为对应小区的总的信道响应结果。在进行联合检测时,还需要从这些总的信道响应结果中截取出广播/组播信号对应的信道响应结果。
此时,需要根据测得的时延信息分别从所述信道响应结果中截取广播/组播信号对应的信道响应结果;然后根据截取的信道响应结果分别获得本小区及所述相邻小区的传输矩阵;按公式i=0,1,2,....对得到的各传输矩阵进行合并,其中,βi为合并因子,Ai为得到的各小区的传输矩阵。
这样,就可以使用合并后的传输矩阵进行联合检测,将同频干扰信号转化为有用信号,提高UE的接收性能。
步骤204:使用合并后的传输矩阵进行联合检测,获得检测数据。
当各小区采用时间分集的方式在不同时隙发送相同的广播/组播信息时,在进行联合检测时还需要对接收的不同时隙的相邻小区的广播/组播信息进行缓存对齐,以便得到正确的检测结果。
扩展后的具有宏分集能力的联合检测方法如下:
根据上述现有联合检测原理,在广播/组播时,UE接收到的信号表示为:
e=(A0+A1+...Ai)d+n0 (8)
其中,e为接收机收到信号的采样数据,d为发送数据,n为接收到的噪声,矩阵Ai(i=1,2,...,用于标识不同的小区)为传输矩阵。
其中,A0为本小区传输矩阵,其余为邻小区传输矩阵。传输矩阵Ai由第i小区各个码道的组合响应向量bi (k)构成,k是码道编号,假设总共有K个码道(bi (k)是矩阵中分布在对角线上的各个块中的一列)。
每个向量bi (k)对应为一个码道编号为k的用户码道的组合信道响应:
k=1,…,K;i=0,1,2... (9)
式中,Ci为第i小区所使用的扩频码,hi为得到的各小区信道响应结果。
如果系统使用扰码S,则(9)式可以写为:
k=1...K i=0,1,2... (10)
式中,Ci为第i小区所使用的扩频码,Si为第i小区所使用的扰码,hi k为第i小区第k码道对应的信道相应。各小区用于发送广播组播业务的扩频码道不一定相同。
生成本小区及所述相邻小区的传输矩阵后,按以下公式对得到的各传输矩阵进行合并:
i=0,1,2,.... (11)
其中,βi为合并因子,可以为包含1在内的任何大于0的数值(βi值可以按照某种合并方法例如等增益合并,最大比合并等得到),Ai为得到的各小区的传输矩阵。
得到合并后的传输矩阵A后,即可对其进行联合检测。具体过程可参照前面公式(4)至(7),在此不再赘述。
由此即实现了多小区同频的广播/组播信息的联合检测。
当系统承载广播/组播业务的无线信道同时承载有其他业务时,可以将上述合并方法扩展。此时,传输矩阵的构造方法如下:
1)对于广播/组播业务,根据得到的各小区广播/组播使用的物理码道及信道估计,计算各小区的组合信道响应Si为第i小区所使用的扰码,k为广播组播所使用的物理码道,k=1,...,p,p为广播组播使用的码道总数;
2)将各小区广播/组播对应的组合信道响应进行合并,得到
3)计算其他非广播/组播业务的信道组合响应
k′表示用于本小区其他非广播组播业务所使用的物理码道,k′=p+1,...,K。K为本小区使用的码道总数,K-p为其他非广播组播业务所使用的物理码道总数;
4)构造传输矩阵。
得到组合相应b(k)和b(k′)后,按照下式的方式在传输矩阵对角线上的各个块中并行排列:
然后,根据构造的传输矩阵A进行联合检测,得到检测数据。
参照图3,图3示出了本发明方法的第一实施例实现流程,包括以下步骤:
步骤301:根据对各同频相邻小区的测量,选取进行宏分集合并的相邻小区。
首先,通过测量各同频相邻小区的公共无线信道或通过空口高层消息获取各同频相邻小区的配置信息及广播/组播的时隙信息。同频相邻小区的配置信息包括相邻小区基站的小区标识、广播/组播使用的物理码道等。然后根据同频相邻小区基站的小区标识,接收各同频相邻小区基站的下行导频信号,对该信号进行测量确定各基站到本UE的时延及路径损耗。
根据测量得到的时延及路径损耗信息,按照时延较小或路径损耗较小的原则选取可以用于进行宏分集合并的同频相邻小区;也可以综合考虑时延及路径损耗,选取时延和路径损耗均最小的预定个数的基站所属的小区作为进行宏分集合并的相邻小区。
根据UE的实际接收能力及计算精度要求,可以选取一个或多个相邻小区进行宏分集合并。
步骤302:获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号,并对其进行多小区信道估计,得到本小区及所述各相邻小区的信道响应结果。
UE可以根据系统固定配置的广播/组播的时隙信息或通过空口高层消息获得的广播/组播的时隙信息获取本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号,对获取的本小区及选取的相邻小区的广播/组播信号进行多小区信道估计,得到本小区及各相邻小区的信道响应结果。
步骤303:根据各小区的信道响应结果进行联合检测,获得本小区及所述相邻小区的检测信号。
当承载广播/组播信息的无线信道还承载有其他业务信息时,上述得到的本小区及所述相邻小区的信道响应结果为对应小区的总的信道响应结果。在进行联合检测时,还需要从这些总的信道响应结果中截取出广播/组播信号对应的信道响应结果。
此时,需要根据测得的时延信息分别从所述信道响应结果中截取广播/组播信号对应的信道响应结果;然后根据截取的信道响应结果分别获得本小区及所述相邻小区的传输矩阵;再根据得到的传输矩阵分别进行本小区及所述相邻小区的单小区联合检测,分别获得本小区及所述相邻小区的检测信号。
步骤304:对各小区的检测信号按以下公式进行合并:
i=0,1,2,... (12)
其中,β
i是按照某种准则(例如等增益合并或最大比合并的方法)计算的合并因子,可以是任何大于0的数值,
为得到的各小区的联合检测结果,合并后得到最终检测结果。
这样,对各小区的联合检测结果进行合并,同样起到了将同频干扰信号转化为有用信号的作用,提高了UE的接收性能。
当各小区采用时间分集的方式在不同时隙发送相同的广播/组播信息时,在进行联合检测时还需要对接收的不同时隙的相邻小区的广播/组播信息进行缓存对齐,以便得到正确的检测结果。
本发明方法也可以扩展到应用组呼/群呼的集群系统,当集群系统向多个用户发送相同信息时,由于其也具有相邻基站发送相同数据的特点,因此在同频情况下,也可以通过配置相邻小区使用相同的时隙资源进行组呼/群呼业务,或者采用时间分集的方式进行组呼/群呼业务。UE采用上述宏分集的联合检测方法对接收信号进行检测,以提高接收性能,降低干扰。
可见,利用本发明方法,解决了时隙CDMA系统中广播/组播业务全向发射对相邻小区的干扰,利用广播/组播业务的特点,通过宏分集方式,对多小区广播/组播信号进行合并接收,大大提高了UE的接收性能。
虽然通过实施例描绘了本发明,本领域普通技术人员知道,本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神,希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。