專利名稱：基于閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA)系統(tǒng)發(fā)射分集反饋信息的確定方法，特別是寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)中基于閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定方法及裝置。
背景技術：
由于移動通信環(huán)境存在著嚴重的多徑衰落，這將會影響系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃?，為解決這個問題，在接收機處引入了分集技術。由于移動臺存在體積、價格以及電池容量等方面的限制，使得多天線的空間分集幾乎不可行。但是如果把無線信道近似視為時變線形系統(tǒng)，則可利用線形系統(tǒng)的等效變換，將接收端的天線(接收)分集等效為發(fā)射端的天線(發(fā)射)分集。在WCDMA中，為了減少FDD(Frequency Division Duplex，頻分雙工)對于發(fā)射分集的惡化影響，一般建議采用閉環(huán)控制方式來實現(xiàn)發(fā)射分集。WCDMA中定義了兩種閉環(huán)發(fā)射分集，即閉環(huán)發(fā)射分集模式1和模式2。
在第三代移動通信合作組織(3GPP)的標準中，對發(fā)射分集技術有如下規(guī)定支持專用物理信道(DPCH，Dedicated Physical Channel)閉環(huán)模式發(fā)射分集的發(fā)射機的一般結構如圖1所示。圖1中的信道編碼、交織和擴頻與非分集模式相同。擴頻后的復信號送到兩個發(fā)射天線，并被天線的特定加權因子w1和w2加權。通常情況下加權因子為復數(shù)，即wi＝ai+jbi。加權因子(對應的閉環(huán)模式1下的相位調整量和閉環(huán)模式2下的相位/幅度調整量)由用戶設備(UE)決定，并利用上行專用物理控制信道(DPCCH，Dedicated Physical Control Channel)的反饋信息(FBI，F(xiàn)eedback Information)字段的比特通知通用陸地無線接入網(wǎng)(UTRAN)接入點，即小區(qū)收發(fā)信機。
對閉環(huán)模式1，兩個不同的天線發(fā)射的DPCCH的專用導頻符號不同(正交)；對閉環(huán)模式2，在兩個不同的天線上發(fā)射的DPCCH上的專用導頻符號相同。對于閉環(huán)發(fā)射分集模式2，3GPP標準規(guī)定在閉環(huán)模式2，相位和幅度調整量共有16種組合方式，UE可以根據(jù)下述表1和表2選擇其中的一種。表1是閉環(huán)模式2信令消息的FSMpo(反饋發(fā)射信息-幅度)子字段，表2是閉環(huán)模式2信令消息的FSMph(反饋發(fā)射信息-相位)子字段。與模式1不同的是，模式2在UE端沒有進行星座圖的旋轉，在UTRAN端不用對接收到的加權進行濾波。
表1

表2


為了得到最好的性能，UE和UTRAN接入點都要不斷更新調整量。例如，每一個時隙，UE都要從預先給定的允許的FSM發(fā)射比特集中重新選擇FSM，這個集合如圖2所示，其中，bi(0＜＝i＜＝3)，對應從MSB(高位比特)到LSB(低位比特)排列的FSM比特，參考上述表1和表2，m＝0，1，2，3。
在發(fā)送FSM之前，UE先從16種可能中選擇一個最好的FSM，即反饋發(fā)射信息，然后在上行DPCCH的4個(FSM消息長度)時隙中根據(jù)MSB到LSB的順序發(fā)送這個FSM。在FSM的發(fā)送過程中，UE要不斷優(yōu)化FSM的選擇，優(yōu)化選擇過程如下設FSM在時隙k到時隙k+3之中發(fā)射，定義其4個比特為{b3(k)b2(k+1)b1(k+2)b0(k+3)}，其中k＝0，4，8，12。設接收信號強度P＝wHHHHw+中定義的估計接收功率代價函數(shù)p為p({x3，x2x1x0})，其中{x3x2x1x0}是16種FSM中的一個，函數(shù)p定義了依據(jù)上述表1和表2所采用的相位和功率偏置。上述b3(k)、b2(k+1)、b1(k+2)、b0(k+3)和x3，x2x1x0的值為0或1。
則一幀中的第m個(m取0，1，2，3)FSM的比特為從16種{x3x2x1x0}中選擇一個使p({x3x2x1x0})最大的一個，然后選擇X3作為b3(4m)；從8種{b3(4m)x2x1x0}中選擇一個使p({b3(4m)x2x1x0})最大的一個，然后選擇X2作為b2(4m+1)；再從4種{b3(4m)b2(4m+1)x1x0}中選擇一個使p({b3(4m)b2(4m+1)x1x0})最大的一個，然后選擇X1作為b1(4m+2)；從2種{b3(4m)b2(4m+1)b1(4m+2)x0}中選擇一個使p({b3(4m)b2(4m+1)b1(4m+2)x0})最大的一個，然后選擇X0作為b0(4m+3)；UTRAN在每個時隙，根據(jù)最近接收到的FSM字的每個位置的比特重新構造FSM，并且根據(jù)表1和表2定義的方法用于相位和幅度(由功率得到)的調整。UTRAN的操作過程是，UTRAN維護一個寄存器z＝{z3z2z1z0}，這個寄存器根據(jù)zi＝bi(ns)(i＝0--3，ns＝0--14)每一時隙更新一次，zi為FSM判決值對應比特，其內容用于確定相位和幅度調整量，如表1和表2所示。其中FSMph＝{z3z2z1}，F(xiàn)SMpo＝Z0。加權因子w按下述公式計算w‾=[power_ant1power_antw2exp(j phase_diff)]]]>一般常用的閉環(huán)發(fā)射分集模式2的FBI判決方法是利用對兩根天線無線信道的信道估計模塊得到的估計參數(shù)h1和h2，求取對應接收信道的相角差，再選擇所需的加權因子w2的權值。具體方法是選擇權值點w2′使得UE的接收信號強度最大，即，使下述的P具有最大值P＝wHHHHw2；其中，H＝[h1h2]且w＝[w1，w2]T，列矢量h1和h2分別代表估計出來的兩個發(fā)射天線1和2的信道沖激響應，長度與信道沖激響應的長度相同。w對應UE計算出的相位和幅度調整量。(·)H為共軛轉置運算。
上述具體調整量對應w的判決方法為取一個時隙的各多徑的信道估計結果作為信道參數(shù)H，分別對于該時隙允許的w計算對應的接收信號強度P，以對應P值最大的w為判決結果。
由上述可知，現(xiàn)有模式2的加權因子判決技術均建立在線性平滑/濾波方法基礎上，無法有效抑制信道估計以及計算幅角中非線性運算對于誤差的放大。這樣，由于實際系統(tǒng)中必然存在的噪聲的影響，在信道估計以及判決方法中被放大，不容易得到準確的判決結果。
另外，由于P的計算中需要信道估計的結果，會對判決帶來一定的延時，不利于該技術在移動臺速度較高情況下的應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定方法及裝置，以使系統(tǒng)閉環(huán)模式發(fā)射分集發(fā)射機獲得較高的權值判決可靠性。
為達到上述目的，本發(fā)明提供的WCDMA系統(tǒng)中閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定方法，包括步驟1設置CPICH信號對應的閉環(huán)發(fā)射分集模式2的權值點判決函數(shù)；步驟2用戶設備(UE)對接收到的公共導頻信道(CPICH)信號進行解調，得到CPICH信號的各個多徑的解調結果信號；
步驟3計算上述CPICH信號的各個多徑的解調結果信號對應的判決函數(shù)，根據(jù)計算結果和所需要的精度確定反饋信息(FBI)并通過上行信道輸出，然后返回步驟2。
步驟1設置下述公式所述的判決函數(shù)閉環(huán)發(fā)射模式2的第1個判決函數(shù)H21=H1cosπ8+H2sinπ8;]]>閉環(huán)發(fā)射模式2的第2個判決函數(shù)H22=H2cosπ8-H1sinπ8;]]>閉環(huán)發(fā)射模式2的第3個判決函數(shù)H23＝|H22|-|H21|；閉環(huán)發(fā)射模式2的第4個判決函數(shù)H24=(sI12+sQ12)-(sI22+sQ22);]]>其中H1＝sQ1sI2-sI1sQ2；H2＝sI1SI2+sQ1sQ2；式中，SI1、SQ1、SI2和SQ2分別為UE解調后得到的對應兩個天線CPICH的I路和Q路的導頻符號。
所述步驟3進一步包括步驟31對應CPICH第i個符號的第j條徑計算閉環(huán)發(fā)射分集模式2的4個判決函數(shù)H21ij、H22ij、H23ij和H24ij的值；步驟3.2對上述4個所有多徑的判決函數(shù)按照下述公式進行相加求和，獲得第i個符號的判決函數(shù)H21i、H22i、H23i和H24i的值；H2ki=Σj=1NpathH2kij,]]>k＝1、2、3、4；Npath為多徑個數(shù)；步驟33對上述4個判決函數(shù)H21i、H22i、H23i和H24i按照下述公式分別進行所有符號判決函數(shù)值的累加，得到H21、H22、H23和H24；H2k=Σi=nNcounter+n-1H2ki,]]>k＝1，2，3，4，n為開始計數(shù)的符號，Ncounter為預先根據(jù)需要反饋的FBI精度設置的所需累加的次數(shù)；
步驟3.4判斷是否達到所需的累加次數(shù)Ncounter，如果達到進行步驟35，否則回到步驟2繼續(xù)處理下一個符號；步驟35對應判決函數(shù)H21、H22、H23、H24值的符號獲得FBI值； 上式中，根據(jù)時隙號確定FBI選擇的sk，其中， k＝1，2，3，4；步驟36通過上行信道發(fā)射FBI。
本發(fā)明提供的基于閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定裝置，包括多條徑的判決函數(shù)H21、H22、H23和H24的計算模塊、上述判決函數(shù)計算模塊對應的4個多徑相加器及其對應的4個累加器以及選擇判決模塊，其中判決函數(shù)H21、H22、H23和H24的計算模塊，分別用于完成相應徑導頻符號對應的閉環(huán)發(fā)射模式2的第1個到第4個判決函數(shù)值的計算；所述閉環(huán)發(fā)射模式2的第1個到第4個判決函數(shù)H21、H22、H23和H24分別為H21=H1cosπ8+H2sinπ8;]]>H22=H2cosπ8-H1sinπ8;]]>H23＝|H22|-|H21|；H24=(sI12+sQ12)-(sI22+sQ22);]]>
其中H1＝sQ1sI2-sI1sQ2；H2＝sI1sI2+sQ1sQ2；式中，SI1、SQ1、SI2和SQ2分別為UE解調后得到的對應兩個天線CPICH的I路和Q路的導頻符號。
多徑相加器，分別用于完成上述判決函數(shù)H21、H22、H23和H24計算模塊輸出的判決函數(shù)值的求和操作；累加器，分別用于對上述多徑相加器輸出的求和結果按照預定的次數(shù)進行累加，當累加次數(shù)達到預定次數(shù)后，輸出累加結果；選擇判決模塊，用于根據(jù)上述累加器的輸出結果判決得到反饋信息。
由于本發(fā)明采用對4個判決函數(shù)進行分別累加，根據(jù)累加結果所處的時隙確定FBI，這樣可以有效地控制噪聲對FBI判決結果的影響，同時由于上述判決函數(shù)的參數(shù)敏感性較小，因此可以獲得較準確的FBI，進而使系統(tǒng)閉環(huán)模式發(fā)射分集發(fā)射機獲得較高的權值判決可靠性。


圖1是支持DPCH閉環(huán)模式發(fā)射分集的下行發(fā)射機的一般結構；圖2是閉環(huán)模式2下UE端優(yōu)化選擇方案示意圖；圖3是閉環(huán)發(fā)射分集模式2中加權因子w2可能出現(xiàn)的位置圖；圖4是圖3經(jīng)過旋轉后，閉環(huán)發(fā)射分集模式2中加權因子w2可能出現(xiàn)的位置圖；圖5是本發(fā)明所述方法的實施例流程圖；圖6是本發(fā)明所述裝置的實施例框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述閉環(huán)發(fā)射分集模式2的權值點如圖3所示，其分布在16個點上，并且僅存在角度判決以及幅度判決。由于判決點位于坐標軸上，所以在判決時需要先將圖3中的各個判決點的位置逆時針旋轉π/8，如圖4所示。
根據(jù)3GPP(第三代移動通信合作組織)協(xié)議，將控制判決劃分為四個，即可以設置4個公共導頻信道(CPICH)信號對應的閉環(huán)發(fā)射分集模式2的權值點判決函數(shù)為；H1所需權值在旋轉后的上半平面上；H2所需權值在旋轉后的右半平面上；H3所需權值在旋轉后的各個象限接近水平軸的位置；H4所需權值位于內部圓周上。
由圖4可知，上述4個判決對應等價于以下判決函數(shù)大于0第1個判決函數(shù)H21=H1cosπ8+H2sinπ8;]]>第2個判決函數(shù)H22=H2cosπ8-H1sinπ8;]]>第3個判決函數(shù)H23＝|H22|-|H21|；以及，第4個判決函數(shù)H24=(sI12+sQ12)-(sI22+sQ22);]]>其中H1＝sQ1sI2-sI1sQ2；H2＝sI1sI2+sQ1sQ2；式中，SI1、SQ1、SI2和SQ2分別為解調后得到的對應兩個天線CPICH的I路和Q路的導頻符號。由于上述判決函數(shù)中僅存在乘法和加法運算，所以可以認為是參數(shù)不敏感的。
本發(fā)明所述方法的實施例參考圖5。首先用戶設備(UE)在步驟1對接收到的公共導頻信道(CPICH)信號進行解調，得到CPICH信號的各個多徑的解調結果信號；在步驟2對上述各個多徑的解調結果信號進行加權處理，然后即可計算CPICH信號的各個多徑的加權后的解調結果信號對應的判決函數(shù)，根據(jù)計算結果和所需要的精度確定反饋信息(FBI)并通過上行信道輸出。因此，在步驟3完成CPICH第i個符號的第j條徑的閉環(huán)發(fā)射分集模式2的4個判決函數(shù)H21ij、H22ij、H23ij和H24ij的值的計算，以得到更加準確的FBI，從而獲得更加理想的下行接收效果；在步驟4對上述4個所有多徑的判決函數(shù)按照下述公式進行相加求和，獲得第i個符號的判決函數(shù)H21i、H22i、H23i和H24i的值，這樣通過單個符號的多徑判決函數(shù)的增加，易于獲得更加準確的FBI；H2ki=Σj=1NpathH2kij,]]>k＝1、2、3、4；Npath為多徑個數(shù)；接著在步驟5對上述4個判決函數(shù)按照下述公式分別進行所有符號判決函數(shù)值的累加，得到多個符號判決函數(shù)的累加結果H21、H22、H23和H24；H2k=Σi=nNcounter+n-1H2ki,]]>k＝1，2，3，4，n為開始計數(shù)的符號，Ncounter為預先根據(jù)需要反饋的FBI精度設置的所需累加的次數(shù)；在步驟6判斷是否達到所需的累加次數(shù)Ncounter，由于Ncounter通常為通過仿真獲得的達到一定接收效果所需要的累加次數(shù)，達到Ncounter，說明達到了權值判決需要的判決函數(shù)累加精度，因此，如果達到則在步驟7對應閉環(huán)發(fā)射分集模式2的權值點判決函數(shù)H1、H2、H3、H4對應的判決函數(shù)H21、H22、H23和H24值的符號的獲得FBI值，然后通過上行信道發(fā)射FBI。如果在步驟6判斷對判決函數(shù)H21、H22、H23和H24的累加未達到所需的累加次數(shù)Ncounter，否則返回步驟1繼續(xù)下一個符號的判決。
上述FBI值參考下述公式獲得 上式是基站發(fā)射的依據(jù)，式中根據(jù)時隙號確定FBI選擇的sk，根據(jù)3GPP協(xié)議25.214中的規(guī)定，確定了時隙號(這是系統(tǒng)已知信息，由系統(tǒng)同步性保證，即一旦系統(tǒng)可以工作，則UE就知道當前時刻的時隙號)與FSM(FBI為其中的一個比特)的當前發(fā)射比特(即FBI)的關系。同時，H2k(k＝1，2，3，4)在物理意義上與FBI的比特位置有對應的關系。所以，時隙號(0-14)與判決函數(shù)H2k就存在唯一對應的關系。如此確定了根據(jù)時隙號確定FBI選擇的sk。
k＝1，2，3，4。
圖6是本發(fā)明所述裝置的實施例框圖。圖6所述的基于閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定裝置，包括N條多徑的閉環(huán)發(fā)射分集模式2的判決函數(shù)H21、H22、H23和H24函數(shù)計算模塊611到61N、621到62N、631到63N以及641到64N，對應上述4個判決函數(shù)的多徑相加器651、652、653、654，上述多徑相加器對應的累加器661、662、663、664以及選擇判決模塊67。
上述N條多徑的H21、H22、H23和H24函數(shù)計算模塊，即模塊611到61N、621到62N、631到63N以及641到64N，分別用于完成相應徑導頻符號對應的閉環(huán)發(fā)射模式2的第1個到第4個判決函數(shù)值的計算，其輸入分別為對應徑導頻符號，輸出對應徑的判決函數(shù)計算結果分別至多徑相加器651、652、653和654。；所述閉環(huán)發(fā)射模式2的第1個到第4個判決函數(shù)H21、H22、H23和H24分別為
H21=H1cosπ8+H2sinπ8;]]>H22=H2cosπ8-H1sinπ8;]]>H23＝|H22|-|H21|；H24=(sI12+sQ12)-(sI22+sQ22);]]>其中H1＝sQ1sI2-sI1sQ2；H2＝sI1sI2-Sq1sQ2；式中，SI1、SQ1、SI2和SQ2分別為UE解調后得到的對應兩個天線CPICH的I路和Q路的導頻符號。
多徑相加器651、652、653、654，分別用于完成上述判決函數(shù)H21、H22、H23和H24計算模塊輸出的判決函數(shù)值的求和操作；其輸入為所有多徑的對應判決函數(shù)的值，輸出對應判決函數(shù)至對應的累加器(661、662、663、和664)。
累加器661、662、663、和664，分別用于對上述多徑相加器651、652、653、654輸出的求和結果按照預定的次數(shù)進行累加，當累加次數(shù)達到預定次數(shù)后，輸出累加結果。也就是說，上述累加器完成對應總判決函數(shù)的總的累加功能，其輸入為對應4個判決的總判決函數(shù)的值，其輸出均到選擇判決模塊67。
選擇判決67，用于根據(jù)上述累加器的輸出結果判決得到反饋信息，即完成根據(jù)對應4個判決函數(shù)的值所對應的FBI，其輸入為對應4個判決的和判決，輸出判決反饋的FBI比特至UE的發(fā)射單元。
權利要求
1.一種WCDMA系統(tǒng)中閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定方法，其特征在于，包括步驟1設置CPICH信號對應的閉環(huán)發(fā)射分集模式2的權值點判決函數(shù)；步驟2用戶設備(UE)對接收到的公共導頻信道(CPICH)信號進行解調，得到CPICH信號的各個多徑的解調結果信號；步驟3計算上述CPICH信號的各個多徑的解調結果信號對應的判決函數(shù)，根據(jù)計算結果和所需要的精度確定反饋信息(FBI)并通過上行信道輸出，然后返回步驟2。
2.根據(jù)權利要求1所述的反饋信息的確定方法，其特征在于，步驟1設置下述公式所述的判決函數(shù)閉環(huán)發(fā)射模式2的第1個判決函數(shù)H21=H1cosπ8+H2sinπ8;]]>閉環(huán)發(fā)射模式2的第2個判決函數(shù)H22=H2cosπ8-H1sinπ8;]]>閉環(huán)發(fā)射模式2的第3個判決函數(shù)H23＝|H22|-|H21|；閉環(huán)發(fā)射模式2的第4個判決函數(shù)H24=(sI12+sQ12)-(sI22+sQ22);]]>其中H1＝SQ1SI2-SI1SQ2；H2＝SI1SI2+SQ1SQ2；式中，SI1、SQ1、SI2和SQ2分別為UE解調后得到的對應兩個天線CPICH的I路和Q路的導頻符號。
3.根據(jù)權利要求2所述的反饋信息的確定方法，其特征在于，所述步驟3進一步包括步驟31對應CPICH第i個符號的第j條徑計算閉環(huán)發(fā)射分集模式2的4個判決函數(shù)H21ij、H22ij、H23ij和H24ij的值；步驟3.2對上述4個所有多徑的判決函數(shù)按照下述公式進行相加求和，獲得第i個符號的判決函數(shù)H21i、H22i、H23i和H24i的值；H2ki=Σj=1NpathH2kij,]]>k＝1、2、3、4；Npath為多徑個數(shù)；步驟33對上述4個判決函數(shù)H21i、H22i、H23i和H24i按照下述公式分別進行所有符號判決函數(shù)值的累加，得到H21、H22、H23和H24；H2k=Σi=nNcounter+n-1H2ki,]]>k＝1，2，3，4，n為開始計數(shù)的符號，Ncounter為預先根據(jù)需要反饋的FBI精度設置的所需累加的次數(shù)；步驟3.4判斷是否達到所需的累加次數(shù)Ncounter，如果達到進行步驟35，否則返回步驟2；步驟35對應判決函數(shù)H21、H22、H23、H24值的符號獲得FBI值； 上式中，根據(jù)時隙號確定FBI選擇的sk，其中， 步驟36通過上行信道發(fā)射FBI。
4.一種基于閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定裝置，包括多條徑的判決函數(shù)H21、H22、H23和H24的計算模塊、上述判決函數(shù)計算模塊對應的4個多徑相加器及其對應的4個累加器以及選擇判決模塊，其中判決函數(shù)H21、H22、H23和H24的計算模塊，分別用于完成相應徑導頻符號對應的閉環(huán)發(fā)射模式2的第1個到第4個判決函數(shù)值的計算；所述閉環(huán)發(fā)射模式2的第1個到第4個判決函數(shù)H21、H22、H23和H24分別為H21=H1cosπ8+H2sinπ8;]]>H22=H2cosπ8-H1sinπ8;]]>H23＝|H22|-|H21|；H24=(sI12+sQ12)-(sI22+sQ22);]]>其中H1＝SQ1SI2-SI1SQ2；H2＝SI1SI2+SQ1SQ2；式中，SI1、SQ1、SI2和SQ2分別為UE解調后得到的對應兩個天線CPICH的I路和Q路的導頻符號。多徑相加器，分別用于完成上述判決函數(shù)H21、H22、H23和H24計算模塊輸出的判決函數(shù)值的求和操作；累加器，分別用于對上述多徑相加器輸出的求和結果按照預定的次數(shù)進行累加，當累加次數(shù)達到預定次數(shù)后，輸出累加結果；選擇判決模塊，用于根據(jù)上述累加器的輸出結果判決得到反饋信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種WCDMA系統(tǒng)中閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定方法，該方法首先設置CPICH信號對應的閉環(huán)發(fā)射分集模式2的權值點判決函數(shù)，這樣，UE對接收到的公共導頻信道(CPICH)信號進行解調，得到CPICH信號的各個多徑的解調結果信號，計算上述各個多徑的解調結果信號對應的判決函數(shù)，根據(jù)計算結果和所需要的精度確定FBI并通過上行信道輸出；由于可以根據(jù)權值判決函數(shù)的計算結果確定FBI，這樣可以有效地控制噪聲對FBI判決結果的影響，可以獲得較準確的FBI，進而使系統(tǒng)閉環(huán)模式發(fā)射分集發(fā)射機獲得較高的權值判決可靠性。本發(fā)明還公開了一種WCDMA系統(tǒng)中閉環(huán)發(fā)射分集模式2的反饋信息的確定裝置。
文檔編號H04W52/40GK1520076SQ0310179
公開日2004年8月11日 申請日期2003年1月20日 優(yōu)先權日2003年1月20日
發(fā)明者吳濤, 濤 吳 申請人:華為技術有限公司