專利名稱：一種wcdma系統(tǒng)中用于多用戶接收裝置的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及寬帶碼分多址(WCDMA)蜂窩移動通信系統(tǒng)中上行專用物理信道的信道編碼技術(shù)、調(diào)制技術(shù)和基站的多用戶檢測技術(shù)。
背景技術(shù)：
3GPP的協(xié)議匯集了WCDMA系統(tǒng)的全套標(biāo)準(zhǔn)。按照3GPP的協(xié)議，上行專用物理信道中專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)的信息比特先進(jìn)行信道編碼，然后進(jìn)行二相移相鍵控(BPSK)映射和擴(kuò)頻。而專用物理控制信道(DPCCH)的信息比特直接進(jìn)行BPSK映射和擴(kuò)頻，其擴(kuò)頻因子為256。圖7顯示的是現(xiàn)有的WCDMA協(xié)議中12.2kbps上行專用物理信道的擴(kuò)頻加擾過程的示意圖。如圖7所示，擴(kuò)頻后的DPDCH信道碼片和DPCCH信道碼片構(gòu)成I、Q兩路數(shù)據(jù)，一起進(jìn)行加擾處理。加擾后的I、Q兩路碼片分別進(jìn)行脈沖成型，然后分別通過載波調(diào)制發(fā)送給基站。在3GPP的25.104、25.944和25.212協(xié)議中，規(guī)定了上行專用物理信道中DPDCH信道的信道編碼方法。上行專用物理信道的擴(kuò)頻、加擾、脈沖成型和調(diào)制方法見3GPP的25.213協(xié)議。
以上是WCDMA系統(tǒng)中用戶端(UE)在上行專用物埋信道上發(fā)送比特的過程。在WCDMA系統(tǒng)的基站端對UE在上行專用物理信道上發(fā)送的比特的接收可以采用RAKE接收技術(shù)。RAKE接收技術(shù)的裝置如圖1所示。但是傳統(tǒng)的單用戶RAKE接收裝置在用戶數(shù)目增多和遠(yuǎn)近效應(yīng)下接收性能降低。
多用戶檢測技術(shù)是克服多址干擾的影響，提高WCDMA系統(tǒng)容量的一種增強(qiáng)型技術(shù)。它對多個用戶信號進(jìn)行聯(lián)合檢測，從而盡可能地減小多址干擾對接收機(jī)性能的影響，提高系統(tǒng)的容量。文獻(xiàn)1提出了專利申請?zhí)枮?2151067.9的一種上行專用物理信道的多用戶接收裝置，該裝置采用多用戶檢測技術(shù)，將雙層加權(quán)并行干擾對消方法的簡化方法應(yīng)用于上行專用物理信道的信號接收，具有高于傳統(tǒng)的單用戶RAKE接收裝置的性能。而且該裝置采用的雙層加權(quán)并行干擾對消方法，包括BPSK調(diào)制下的雙層加權(quán)并行干擾對消方法和MPSK調(diào)制下的雙層加權(quán)并行干擾對消方法，較大地提高了性能。
在上述上行專用物理信道的多用戶接收裝置中，只考慮DPDCH信道的處理過程。當(dāng)本級用戶的RAKE合并結(jié)果的信噪比較高時，RAKE合并的軟判決結(jié)果就比較準(zhǔn)確，用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號就比較準(zhǔn)確，因而本級干擾對消的性能就越好，這使得下一級PIC的性能也會相應(yīng)提高。反之，本級干擾對消的性能就降低，這使得下一級PIC的性能也會相應(yīng)降低。因此，提高用戶RAKE合并結(jié)果的信噪比，可以提高多用戶接收裝置的性能。這里的性能指用戶DPDCH信道的解調(diào)誤碼率。
圖6顯示的是現(xiàn)有的WCDMA協(xié)議中12.2kbps上行專用物理信道的信道編碼方法。在3GPP的25.212和25.104協(xié)議中，規(guī)定了12.2kbps上行專用物理信道的DPDCH信道編碼方法。如圖6所示，在12.2kbps上行專用物理信道中，DTCH信道和DCCH信道分別進(jìn)行CRC比特添加、尾比特添加、1/3速率卷積編碼、第一次交織、無線幀分割和速率匹配。然后，這兩個信道的數(shù)據(jù)復(fù)用在一起進(jìn)行第二次交織和時隙分割。在這種編碼方法下，DPDCH信道的擴(kuò)頻因子為64。1/3速率卷積編碼器的框圖見協(xié)議25.212；速率匹配采用均勻重復(fù)方式。該編碼方法中，第一次交織、無線幀分割、速率匹配、數(shù)據(jù)復(fù)用、第二次交織和時隙分割的具體方法參見協(xié)議25.212。
表1是現(xiàn)有的WCDMA協(xié)議中12.2kbps上行專用物理信道的信道編碼方法的參數(shù)表

在WCDMA系統(tǒng)中，UE端在12.2kbps上行專用物理信道中發(fā)送信息比特的過程如上所述上行專用物理信道的信息比特發(fā)送過程。在發(fā)送過程中采用如圖6所示的信道編碼方法進(jìn)行DPDCH信道的編碼、并按擴(kuò)頻因子64對DPDCH信道進(jìn)行擴(kuò)頻。
WCDMA系統(tǒng)的基站端，采用上述的多用戶接收裝置來接收UE端在12.2kbps上行專用物理信道發(fā)送的信息比特。在DPDCH信道信道解碼時，按照圖6所示編碼過程的反過程進(jìn)行解碼。
研究表明在多用戶接收裝置中采用如圖6所示的現(xiàn)有的WCDMA協(xié)議中12.2kbps上行專用物理信道的信道編碼方法效果并不是最佳的，該信道編碼方法還可以改進(jìn)。本文針對12.2kbps上行專用物理信道提供了一種WCDMA系統(tǒng)中用于多用戶接收裝置的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法。
網(wǎng)格編碼調(diào)制把編碼和調(diào)制作為一個整體考慮，得到該整體的最佳設(shè)計(jì)。1974年Massey根據(jù)香農(nóng)信息論，首先證明將編碼和調(diào)制作為一個整體考慮時的最佳設(shè)計(jì)，可以大大提高系統(tǒng)的性能。Ungeboech和今井秀樹等在70年代后期進(jìn)行這方面的研究，并于1982年提出將碼率為k/(k+1)的格狀碼(卷積碼)映射為2(k+1)個調(diào)制信號集中一個信號的方法。該編碼與調(diào)制相結(jié)合的方法在不增加帶寬和相同信息速率下可獲得3～6dB的增益。因?yàn)檎{(diào)制信號是網(wǎng)格碼，故這種體制就稱為網(wǎng)格編碼調(diào)制，簡記為TCM(Trellis Coded Modulation)。
TCM不僅是編碼和調(diào)制作為整體考慮時的最佳設(shè)計(jì)，可以提高系統(tǒng)的性能；而且可以極大地降低符號速率，提高擴(kuò)頻因子。本發(fā)明將它引入12.2kbps上行專用物理信道的編碼調(diào)制方法中，提出該信道的編碼調(diào)制新方法——網(wǎng)格編碼調(diào)制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對12.2kbps上行專用物理信道提供一種WCDMA系統(tǒng)中用于多用戶接收裝置的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，該網(wǎng)格編碼調(diào)制方案可以大大提高擴(kuò)頻因子，而且該網(wǎng)格編碼調(diào)制方案在提高譯碼性能和提高多用戶檢測系統(tǒng)性能方面具有很大潛力。
本發(fā)明是通過下面的方法實(shí)現(xiàn)的，該方法包括以下步驟a、在12.2kbps上行專用物理信道下，專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)和專用控制信道(DCCH)分別先對輸入的信息序列進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)比特添加；b、將CRC比特添加后的DTCH信道信號進(jìn)行網(wǎng)格編碼調(diào)制處理，得到I、Q兩路數(shù)據(jù)；同時將CRC比特添加后的DCCH信道信號進(jìn)行1/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制，得到I、Q兩路數(shù)據(jù)；c、對網(wǎng)格編碼調(diào)制處理后的DTCH信道的I路數(shù)據(jù)和Q路數(shù)據(jù)分別進(jìn)行第一次交織、無線幀分割和速率匹配，同時對1/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制后的DCCH信道的I路數(shù)據(jù)和Q路數(shù)據(jù)分別進(jìn)行第一次交織、無線幀分割和速率匹配；d、將速率匹配后的DTCH信道的I路數(shù)據(jù)和速率匹配后的DCCH信道的I路數(shù)據(jù)復(fù)用在一起進(jìn)行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的I路數(shù)據(jù)，并將速率匹配后的DTCH信道的Q路數(shù)據(jù)和速率匹配后的DCCH信道的Q路數(shù)據(jù)復(fù)用在一起進(jìn)行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的Q路數(shù)據(jù)。
上述網(wǎng)格編碼調(diào)制處理由2/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制構(gòu)成，先進(jìn)行2/3速率卷積編碼后進(jìn)行8PSK調(diào)制，其中8PSK調(diào)制指M＝8的MPSK調(diào)制。8PSK調(diào)制可以和不同狀態(tài)數(shù)的2/3速率卷積編碼搭配。
在網(wǎng)格編碼調(diào)制方法中，1/3速率卷積編碼根據(jù)3GPP的25.212協(xié)議中的規(guī)定操作。第一次交織、無線幀分割、速率匹配、數(shù)據(jù)復(fù)用、第二次交織和時隙分割均根據(jù)3GPP的25.212協(xié)議中的規(guī)定操作。速率匹配采用3GPP的25.212協(xié)議中的速率匹配方法，具體采用均勻重復(fù)方式。
對經(jīng)過網(wǎng)格編碼調(diào)制后得到所述DPDCH信道的I路數(shù)據(jù)和Q路數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻，擴(kuò)頻因子為256。其擴(kuò)頻過程是從1～255的正整數(shù)中任意選擇兩個數(shù)分別作為DPDCH信道I路和Q路的信道碼的碼號，用信道碼的碼號相對應(yīng)的兩個信道碼分別對DPDCH信道I路和Q路數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。
本發(fā)明通過采用由2/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制構(gòu)成的網(wǎng)格編碼調(diào)制處理不僅大大提高了DPDCH信道的擴(kuò)頻因子，而且該網(wǎng)格編碼調(diào)制方案在提高譯碼性能和提高多用戶檢測系統(tǒng)性能方面具有很大潛力。


圖1是現(xiàn)有的上行專用物理信道單用戶RAKE接收裝置示意圖；圖2是現(xiàn)有的上行專用物理信道多用戶接收裝置示意圖；圖3是現(xiàn)有的上行專用物理信道多用戶接收裝置中第一級PIC結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是現(xiàn)有的上行專用物理信道多用戶接收裝置中中間級PIC結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是現(xiàn)有的上行專用物理信道多用戶接收裝置中最后一級PIC結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是現(xiàn)有的WCDMA協(xié)議中12.2kbps上行專用物理信道的信道編碼方法的示意圖；圖7是現(xiàn)有的WCDMA協(xié)議中12.2kbps上行專用物理信道的擴(kuò)頻加擾過程的示意圖；圖8是本發(fā)明的12.2kbps上行專用物理信道的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法的示意圖；圖9是本發(fā)明的12.2kbps上行專用物理信道在網(wǎng)格編碼調(diào)制下的擴(kuò)頻加擾過程示意圖；圖10是狀態(tài)數(shù)為8的2/3速率編碼器框圖；圖11是本發(fā)明的TCM和BPSK調(diào)制下1/3速率卷積編碼的性能比較圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
在WCDMA系統(tǒng)的發(fā)送端，用戶設(shè)備(UE)按照以下過程在12.2kbps上行專用物理信道上發(fā)送信息比特專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)的信息比特先按照本發(fā)明的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法進(jìn)行信道編碼調(diào)制，該網(wǎng)格編碼調(diào)制方法包含以下步驟a、在12.2kbps上行專用物理信道下，專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)和專用控制信道(DCCH)分別先對輸入的信息序列進(jìn)行CRC比特添加；b、將CRC比特添加后的DTCH信道信號進(jìn)行網(wǎng)格編碼調(diào)制處理，即對CRC比特添加后的DTCH信道信號進(jìn)行2/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制，得到I、Q兩路數(shù)據(jù)；同時將CRC比特添加后的DCCH信道信號進(jìn)行1/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制，得到I、Q兩路數(shù)據(jù)；c、對網(wǎng)格編碼調(diào)制處理后的DTCH信道的I路數(shù)據(jù)和Q路數(shù)據(jù)分別進(jìn)行第一次交織、無線幀分割和速率匹配，同時對1/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制后的DCCH信道的1路數(shù)據(jù)和Q路數(shù)據(jù)分別進(jìn)行第一次交織、無線幀分割和速率匹配；d、將速率匹配后的DTCH信道的I路數(shù)據(jù)和速率匹配后的DCCH信道的I路數(shù)據(jù)復(fù)用在一起進(jìn)行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的I路數(shù)據(jù)，并將速率匹配后的DTCH信道的Q路數(shù)據(jù)和速率匹配后的DCCH信道的Q路數(shù)據(jù)復(fù)用在一起進(jìn)行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的Q路數(shù)據(jù)。
圖9顯示的是本發(fā)明的12.2kbps上行專用物理信道在網(wǎng)格編碼調(diào)制下的擴(kuò)頻加擾過程。在網(wǎng)格編碼調(diào)制方法下，DPDCH信道按照如圖9所示進(jìn)行擴(kuò)頻，擴(kuò)頻因子為256。具體擴(kuò)頻過程如下從1～255的正整數(shù)中選擇兩個數(shù)分別作為DPDCH信道I路和Q路的信道碼的碼號，用相應(yīng)的兩個信道碼分別對DPDCH信道I路和Q路數(shù)據(jù)擴(kuò)頻。而DPCCH信道的信息比特直接進(jìn)行BPSK映射和擴(kuò)頻，擴(kuò)頻因子為256。擴(kuò)頻后的DPDCH信道Q路碼片和DPCCH信道碼片疊加在一起構(gòu)成上行信道的Q路數(shù)據(jù)，該路數(shù)據(jù)和擴(kuò)頻后的DPDCH信道I路碼片一起進(jìn)行加擾處理。加擾后的I、Q兩路碼片分別進(jìn)行脈沖成型，然后分別通過載波調(diào)制發(fā)送給基站。上行專用物理信道的擴(kuò)頻、加擾、脈沖成型和調(diào)制方法見3GPP的25.213協(xié)議。
在網(wǎng)格編碼調(diào)制方法中，1/3速率卷積編碼器的框圖見協(xié)議25.212；速率匹配采用均勻重復(fù)方式；第一次交織、無線幀分割、速率匹配、數(shù)據(jù)復(fù)用、第二次交織和時隙分割的具體方法參見協(xié)議25.212。
8PSK調(diào)制可以和不同狀態(tài)數(shù)的2/3速率卷積編碼相結(jié)合，表2給出了2/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制相結(jié)合的多種方法。

從表2中可以看到8PSK調(diào)制可以和不同狀態(tài)數(shù)的2/3速率卷積編碼相結(jié)合。隨著編碼器狀態(tài)數(shù)的增加，8PSK調(diào)制和2/3速率卷積編碼構(gòu)成的網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)的性能在提高當(dāng)狀態(tài)數(shù)為4時，8PSK調(diào)制和2/3速率卷積編碼構(gòu)成的TCM的性能相對于未編碼QPSK調(diào)制提高約3.0dB；當(dāng)狀態(tài)數(shù)為256時，8PSK調(diào)制和2/3速率卷積編碼構(gòu)成的TCM的性能相對于未編碼QPSK調(diào)制提高約5.7dB。隨著2/3速率卷積編碼器狀態(tài)數(shù)的增加，2/3速率卷積編碼器和相應(yīng)的譯碼器的復(fù)雜度也相應(yīng)地增加。
狀態(tài)數(shù)為8的2/3速率卷積編碼器如圖10所示。該編碼器結(jié)構(gòu)簡單、復(fù)雜度很低，而且它和8PSK調(diào)制構(gòu)成的TCM的性能相對于未編碼QPSK調(diào)制提高約3.6dB。該性能與3GPP協(xié)議25.212中1/3速率卷積碼在BPSK調(diào)制下的性能相差不大，如圖11所示，曲線1表示狀態(tài)數(shù)為8的2/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制構(gòu)成的TCM的性能，曲線2表示1/3速率卷積碼在BPSK調(diào)制下的性能。因此，隨著狀態(tài)數(shù)增加，8PSK調(diào)制和2/3速率卷積編碼構(gòu)成的TCM的性能也將進(jìn)一步提高，并超過3GPP協(xié)議25.212中1/3速率卷積碼在BPSK調(diào)制下的性能。因此，本發(fā)明的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法不僅可以大大提高擴(kuò)頻因子而且具有提高自身譯碼性能的很大潛力，因而也就具有提高多用戶檢測系統(tǒng)性能的很大潛力。
在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法時，可以根據(jù)對編譯碼器復(fù)雜度和性能的要求從表2中選擇一種2/3速率卷積編碼器，或者采用表2中沒有列出的2/3速率卷積編碼器，只要使用的2/3速率卷積編碼器和8PSK調(diào)制可以構(gòu)成TCM，就可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法。表2列出的2/3速率卷積編碼器在文獻(xiàn)2即西安電子科技大學(xué)出版社于1991年出版的由王新梅、肖國鎮(zhèn)編寫的《糾錯碼一原理與方法》，以及文獻(xiàn)3即清華大學(xué)出版社于1992年出版的由曹志剛、錢亞生編寫的《通信原理》中有具體的生成方式。
圖8顯示的是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的12.2kbps上行專用物理信道的網(wǎng)格編碼方法的具體實(shí)例。如圖8所示，包括以下步驟
a、在12.2kbps專用物理信道下，對DTCH信道信號即244比特的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行16比特的CRC比特添加后形成260比特的信號，同時對DCCH信道信號即100比特的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行12比特的CRC比特添加后形成112比特的信號；b、對CRC比特添加后的260比特的DTCH信道信號進(jìn)行4M比特的尾比特添加形成260+4M比特的信號，同時對CRC比特添加后的112比特的DCCH信道信號進(jìn)行8比特的尾比特添加形成120比特的信號；c、對尾比特添加后的260+4M比特的DTCH信道信號進(jìn)行2/3速率卷積編碼形成3(130+2M)比特的信號，同時對尾比特添加后的120比特的DCCH信道信號進(jìn)行1/3速率卷積編碼形成360比特的信號；d、對2/3速率卷積編碼后的3(130+2M)比特的DTCH信道信號進(jìn)行8PSK調(diào)制，生成130+2M個復(fù)符號，該復(fù)序列也可以看成由I/Q兩路數(shù)據(jù)構(gòu)成的復(fù)信號；同時對1/3速率卷積編碼后的360比特進(jìn)行8PSK調(diào)制，生成120個復(fù)符號，該復(fù)序列也可以看成由I/Q兩路數(shù)據(jù)構(gòu)成的復(fù)信號；e、對經(jīng)過8PSK調(diào)制生成的130+2M個DTCH信道復(fù)符號序列進(jìn)行第一次交織即改變復(fù)信號序列的排列順序，同時對8PSK調(diào)制后的120個DCCH信道復(fù)符號序列進(jìn)行第一次交織即改變復(fù)信號序列的排列順序；f、對第一次交織后的130+2M個復(fù)符號的DTCH信道信號進(jìn)行無線幀分割形成大小為65+M個復(fù)符號的2幀信號，同時對第一次交織后的120個復(fù)符號的DCCH信道信號進(jìn)行無線幀分割形成大小為30復(fù)符號的4幀信號；g、采用均勻重復(fù)方式對無線幀分割后的每幀大小為65+M個復(fù)符號的2幀DTCH信道信號進(jìn)行速率匹配，形成對應(yīng)的每幀大小為a個復(fù)符號的2幀信號；同時采用均勻重復(fù)方式對無線幀分割后的大小為每幀30復(fù)符號的4幀DCCH信道信號進(jìn)行速率匹配，形成每幀大小為b個復(fù)符號的4幀信號；h、將速率匹配后的DTCH信道復(fù)信號和DCCH信道復(fù)信號的數(shù)據(jù)復(fù)用在一起形成大小為(a+b)個符號的2幀信號，進(jìn)行第二次交織；并將第二次交織后的4幀信號進(jìn)行時隙分割形成專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)信號，每幀信號被分割成大小為10比特、時隙數(shù)為15的復(fù)信號。
當(dāng)采用圖10所示的狀態(tài)數(shù)為8的2/3速率卷積編碼器時，M＝1。
表3是本發(fā)明的12.2kbps上行專用物理信道的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法的的參數(shù)表
在WCDMA系統(tǒng)的基站端，采用如圖2～圖5所示的多用戶接收裝置來接收UE端在12.2kbps上行專用物理信道發(fā)送的信息比特，其具體的接收過程如下如圖2所示，天線的接收信號經(jīng)過解調(diào)和匹配濾波器201處理得到基帶信號，將基帶信號同時送入多徑搜索器組205、第一級PIC結(jié)構(gòu)202和中間各級PIC結(jié)構(gòu)203。
多徑搜索器組205搜索得到每個用戶的徑時延信息，并將所有用戶的徑時延信息同時送給第一級PIC結(jié)構(gòu)202、中間級PIC結(jié)構(gòu)203和最后一級PIC結(jié)構(gòu)204。如圖2所示，基帶信號進(jìn)入多徑搜索器組205，設(shè)系統(tǒng)有K個用戶，多徑搜索器組205就有K個多徑搜索器。每個用戶對應(yīng)一個多徑搜索器，其中K是大于1的正整數(shù)。
第一級PIC結(jié)構(gòu)的處理圖3顯示的是上行專用物理信道多用戶接收裝置中第一級PIC結(jié)構(gòu)。第一級PIC結(jié)構(gòu)202由K個用戶信號處理單元300和一個干擾對消單元320構(gòu)成。每個用戶對應(yīng)一個用戶信號處理單元300。如圖3所示，進(jìn)入第一級PIC結(jié)構(gòu)202的基帶信號并行進(jìn)入各用戶的信號處理單元300，進(jìn)入第一級PIC結(jié)構(gòu)202的各用戶的多徑時延信息分別進(jìn)入相應(yīng)用戶的信號處理單元300。各用戶的信號處理單元300完成完全相同的功能。
進(jìn)入用戶信號處理單元300的基帶信號和用戶的多徑時延信息分別進(jìn)入DPDCH處理通道和DPCCH處理通道。
DPCCH解擴(kuò)單元302根據(jù)DPCCH信道的擴(kuò)頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的基帶信號進(jìn)行多徑解擴(kuò)，并將多徑解擴(kuò)結(jié)果送給信道估計(jì)單元304、功率控制單元303、噪聲功率估計(jì)單元308和DPCCH信道的RAKE合并單元307。
信道估計(jì)單元304由DPCCH各徑的解擴(kuò)結(jié)果得到各徑的信道估計(jì)，并將信道估計(jì)結(jié)果同時送給DPDCH信道的RAKE合并單元305、DPCCH信道的RAKE合并單元307。
功率控制單元303由輸入的DPCCH信道的各徑解擴(kuò)結(jié)果得到功率控制指令，并將功率控制指令作為第一級PIC的一個輸出，反饋給用戶的發(fā)送端。
噪聲功率估計(jì)單元308由DPCCH各徑的解擴(kuò)結(jié)果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計(jì)，并將噪聲功率的估計(jì)結(jié)果同時送給DPDCH軟判決與軟判決加權(quán)單元309和DPCCH軟判決與軟判決加權(quán)單元310。
DPCCH信道的RAKE合并單元307，用于結(jié)合輸入的信道估計(jì)結(jié)果對輸入的DPCCH解擴(kuò)結(jié)果進(jìn)行去信道調(diào)制和RAKE合并，并將合并結(jié)果分別送給DPCCH軟判決與軟判決加權(quán)單元310和TFCI譯碼單元306。
TFCI譯碼單元306，用于對輸入的DPCCH信道的RAKE合并結(jié)果進(jìn)行TFCI譯碼，得到DPDCH信道的擴(kuò)頻因子，并將擴(kuò)頻因子送給DPDCH解擴(kuò)單元301。
DPDCH解擴(kuò)單元301的解擴(kuò)分成I、Q兩路。I路解擴(kuò)根據(jù)DPDCH信道的I路擴(kuò)頻碼即DPDCH信道的I路信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和經(jīng)TFCI譯碼后得到的擴(kuò)頻因子，對基帶信號進(jìn)行多徑解擴(kuò)，并將I路多徑解擴(kuò)結(jié)果送給DPDCH信道的RAKE合并單元305。Q路解擴(kuò)根據(jù)DPDCH信道的Q路擴(kuò)頻碼即DPDCH信道的Q路信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息和經(jīng)TFCI譯碼后得到的擴(kuò)頻因子，對基帶信號進(jìn)行多徑解擴(kuò)，并將Q路多徑解擴(kuò)結(jié)果送給DPDCH信道的RAKE合并單元305。
DPDCH的RAKE合并單元305，用于結(jié)合輸入的信道估計(jì)結(jié)果分別對DPDCH的I路和Q路解擴(kuò)結(jié)果進(jìn)行去信道調(diào)制和RAKE合并，并將I路和Q路合并結(jié)果同時送給DPDCH軟判決與軟判決加權(quán)單元309。I路和Q路去信道調(diào)制和RAKE合并的過程與通常的RAKE合并過程完全一樣。
DPDCH軟判決與軟判決加權(quán)單元309由DPDCH的I路和Q路RAKE合并結(jié)果和噪聲功率的估計(jì)結(jié)果得到DPDCH每個符號的軟判決，然后進(jìn)行軟判決加權(quán)。在DPDCH軟判決與軟判決加權(quán)中，DPDCH的I路和Q路RAKE合并結(jié)果可以看成復(fù)符號，軟判決的計(jì)算按照文獻(xiàn)[3]中MPSK調(diào)制下雙層加權(quán)方法進(jìn)行。軟判決結(jié)果是個復(fù)數(shù)，再進(jìn)行加權(quán)(加權(quán)的權(quán)值是個實(shí)數(shù))，所以軟判決加權(quán)結(jié)果還是個復(fù)數(shù)。
DPCCH軟判決與軟判決加權(quán)單元310由DPCCH的RAKE合并結(jié)果和噪聲功率的估計(jì)結(jié)果得到DPCCH每個符號的軟判決，然后進(jìn)行軟判決加權(quán)。
DPDCH信道的軟判決加權(quán)的權(quán)值和DPCCH信道軟判決加權(quán)的權(quán)值可以取不同的數(shù)值。DPDCH信道在計(jì)算軟判決時，首先要由DPCCH信道噪聲功率的估計(jì)折算出DPDCH信道的噪聲功率。
信號再生單元311由DPDCH信道軟判決結(jié)果、DPCCH信道的軟判決結(jié)果和用戶的各徑時延信息得到用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，并將碼片級再生信號送入干擾對消單元320；將符號級再生信號輸送給中間級PIC結(jié)構(gòu)203中同一用戶的信號處理單元400的符號修正子單元。
碼片級再生信號生成過程如圖9所示。
DPDCH信道的符號級再生信號包括I路符號級再生信號和Q路符號級再生信號。由DPDCH信道的軟判決加權(quán)結(jié)果的實(shí)部生成DPDCH的I路符號級再生信號，由DPDCH信道的軟判決加權(quán)結(jié)果的虛部生成DPDCH的Q路符號級再生信號。生成方法與DPDCH信道只有一路符號級再生信號時相同，即與在WCDMA協(xié)議中編碼方法下，多用戶接收裝置中DPDCH信道的符號級再生信號生成方法一樣。只是在網(wǎng)格編碼調(diào)制下，符號級再生信號分成I路符號級再生信號和Q路符號級再生信號。
對于DPCCH信道，由DPCCH的軟判決加權(quán)結(jié)果生成DPCCH信道的符號級再生信號。
所有用戶的碼片級再生信號和基帶信號進(jìn)入干擾對消單元320中的信號求和裝置321。該信號求和裝置321對輸入的各用戶的碼片級再生信號進(jìn)行求和，然后將求和結(jié)果送給成型與匹配濾波單元322。該成型與匹配濾波單元322對輸入信號進(jìn)行成型濾波和匹配濾波。成型濾波器同上行專用物理信道調(diào)制部分采用的成型濾波器，匹配濾波器就是上行專用物理信道接收端采用的匹配濾波器。濾波結(jié)果送入殘差計(jì)算單元323?；鶐盘栆策M(jìn)入殘差計(jì)算單元。殘差計(jì)算單元323從基帶信號中減去濾波結(jié)果，得到殘差信號，并將殘差信號作為本級PIC的輸出信號送給下一級PIC結(jié)構(gòu)，在下一級PIC結(jié)構(gòu)中，該信號被并行送給各用戶的信號處理單元。
對第一級PIC結(jié)構(gòu)，TFCI譯碼得到的擴(kuò)頻因子可以只供本級PIC結(jié)構(gòu)使用，也可以傳輸給后續(xù)各級PIC結(jié)構(gòu)，供后續(xù)PIC結(jié)構(gòu)中DPDCH解擴(kuò)單元使用。
中間各級PIC結(jié)構(gòu)的處理中間各級PIC的結(jié)構(gòu)完全一樣，下面以第二級PIC結(jié)構(gòu)為例來說明中間各級PIC結(jié)構(gòu)的處理過程。
圖4顯示的是上行專用物理信道多用戶接收裝置中中間級PIC結(jié)構(gòu)。第一級PIC結(jié)構(gòu)202得到的殘差信號、各用戶的符號級再生信號和各用戶的徑時延信息進(jìn)入中間級PIC結(jié)構(gòu)203。中間級PIC結(jié)構(gòu)203依舊由K個用戶信號處理單元400和一個干擾對消單元420構(gòu)成。每個用戶有一個用戶信號處理單元400。各用戶的用戶信號處理單元400完成完全相同的功能。
如圖4所示，在中間級PIC結(jié)構(gòu)203中，用戶的信號處理單元400的輸入信號為殘差信號、本用戶的符號級再生信號和本用戶的徑時延信息。
用戶的信號處理單元400首先把用戶的多徑時延信息和殘差信號同時送給DPDCH信道處理通道和DPCCH信道處理通道。
DPDCH解擴(kuò)單元401的解擴(kuò)分成I路解擴(kuò)和Q路解擴(kuò)，并將DPDCH信道的I路和Q路擴(kuò)結(jié)果同時送給DPDCH信道的RAKE合并單元405。
DPCCH解擴(kuò)單元402根據(jù)DPCCH信道的擴(kuò)頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的殘差信號進(jìn)行多徑解擴(kuò)，并將解擴(kuò)結(jié)果送給信道估計(jì)單元403、噪聲功率估計(jì)單元404和DPCCH信道的符號修正單元406。
信道估計(jì)單元403由DPCCH各徑的解擴(kuò)結(jié)果得到各徑的信道估計(jì)，并將信道估計(jì)結(jié)果同時送給DPDCH信道的RAKE合并單元407、DPCCH信道的RAKE合并單元408。
噪聲功率估計(jì)單元404由輸入的DPCCH信道的各徑解擴(kuò)結(jié)果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計(jì)，并將噪聲功率的估計(jì)結(jié)果同時送給后面的兩個軟判決與軟判決加權(quán)單元。
DPDCH信道的符號修正單元405的符號修正過程分成I路符號修正和Q路符號修正。對輸入的DPDCH信道的I路解擴(kuò)結(jié)果進(jìn)行符號級修正，即將DPDCH信道I路某徑的解擴(kuò)結(jié)果和I路該徑的符號級再生信號相加。
對輸入的DPDCH信道的Q路解擴(kuò)結(jié)果進(jìn)行符號級修正，即將DPDCH信道Q路某徑的解擴(kuò)結(jié)果和Q路該徑的符號級再生信號相加。
DPCCH信道的符號修正單元406對輸入的DPCCH信道的解擴(kuò)結(jié)果進(jìn)行符號級修正，即將DPCCH信道某徑的解擴(kuò)結(jié)果和該徑的符號級再生信號相加。
DPDCH信道的RAKE合并單元407和DPCCH信道的RAKE合并單元408，分別對DPDCH符號修正結(jié)果和DPCCH符號修正結(jié)果進(jìn)行去信道調(diào)制和多徑合并，并將合并結(jié)果分別送給DPDCH軟判決與軟判決加權(quán)單元409和DPCCH軟判決與軟判決加權(quán)單元410。DPDCH信道的RAKE合并單元407的RAKE合并分成I路RAKE合并和Q路RAKE合并。
DPDCH軟判決與軟判決加權(quán)單元409由輸入信號即DPDCH信道的I路和Q路RAKE合并結(jié)果以及噪聲功率的估計(jì)結(jié)果得到DPDCH每個復(fù)符號的軟判決，然后進(jìn)行軟判決加權(quán)。
DPCCH軟判決與軟判決加權(quán)單元410由輸入信號即DPCCH信道的RAKE合并結(jié)果以及噪聲功率的估計(jì)結(jié)果得到DPCCH每個符號的軟判決，然后進(jìn)行軟判決加權(quán)。
DPDCH信道的軟判決加權(quán)的權(quán)值和DPCCH信道軟判決加權(quán)的權(quán)值可以取不同的數(shù)值。但本級DPDCH的軟判決加權(quán)的權(quán)值要大于前一級軟判決加權(quán)的權(quán)值。DPCCH信道的軟判決加權(quán)的權(quán)值也是如此。
信號再生單元411由DPDCH信道軟判決結(jié)果、DPCCH信道的軟判決結(jié)果和用戶的各徑時延信息得到用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號，并將碼片級再生信號送入干擾對消單元420；將符號級再生信號輸送給后一級PIC結(jié)構(gòu)204中同一用戶的信號處理單元的符號修正子單元。DPDCH信道的符號級再生分成I路符號級再生和Q路符號級再生，具體過程同第一級PIC結(jié)構(gòu)所述。
所有用戶的碼片級再生信號和基帶信號進(jìn)入干擾對消單元420中的信號求和裝置421。該信號求和裝置421對輸入的各用戶的碼片級再生信號進(jìn)行求和，然后將求和結(jié)果送給成型與匹配濾波單元422。該成型與匹配濾波單元422對輸入信號進(jìn)行成型濾波和匹配濾波。濾波結(jié)果送入殘差計(jì)算單元423。基帶信號也進(jìn)入殘差計(jì)算單元。殘差計(jì)算單元423從基帶信號中減去濾波結(jié)果，得到殘差信號，并將殘差信號作為本級PIC的輸出信號送給下一級PIC結(jié)構(gòu)，在下一級PIC結(jié)構(gòu)中，該信號被并行送給各用戶的信號處理單元。
DPDCH的解擴(kuò)單元需要知道DPDCH的擴(kuò)頻因子，擴(kuò)頻因子可以使用第一級PIC結(jié)構(gòu)中TFCI譯碼得到的擴(kuò)頻因子，也可以由本級PIC的擴(kuò)頻因子計(jì)算單元得到。本級PIC的擴(kuò)頻因子計(jì)算單元430包括TFCI譯碼器431，通過對DPCCH信道的RAKE合并結(jié)果進(jìn)行TFCI譯碼，得到DPDCH信道的擴(kuò)頻因子。經(jīng)過前一級PIC結(jié)構(gòu)的干擾對消，本級PIC結(jié)構(gòu)中DPCCH信道的RAKE合并結(jié)果的信噪比應(yīng)該比前一級PIC結(jié)構(gòu)中DPCCH信道的RAKE合并結(jié)果的信噪比高，所以，本級TFCI譯碼得到的擴(kuò)頻因子的誤碼率將更小。因此，在本級采用擴(kuò)頻因子計(jì)算單元430，并使用該單元得到的擴(kuò)頻因子進(jìn)行DPDCH的解擴(kuò)，對用戶的檢測將更有利。但是，TFCI譯碼不僅增加了復(fù)雜度，而且增加了時延?？梢愿鶕?jù)需要確定是否在本級采用擴(kuò)頻因子計(jì)算單元。
以后的各中間級PIC結(jié)構(gòu)進(jìn)行完成相同的操作。
最后一級PIC結(jié)構(gòu)的處理圖5顯示的是上行專用物理信道多用戶接收裝置中最后一級PIC結(jié)構(gòu)。最后一級PIC結(jié)構(gòu)204由K個用戶信號處理單元500構(gòu)成。用戶的信號處理單元500如圖5所示。
信號處理單元500的輸入為前一級得到的殘差信號和符號級再生信號，以及多徑時延信息。用戶信號處理單元500首先將多徑時延信息和殘差信號分別送入DPDCH處理通道和DPCCH處理通道。
DPDCH解擴(kuò)單元501的解擴(kuò)分成I路解擴(kuò)和Q路解擴(kuò)，并將I路和Q路解擴(kuò)結(jié)果同時送給DPDCH信道的符號修正單元504；DPCCH解擴(kuò)單元502根據(jù)DPCCH信道的擴(kuò)頻碼即DPCCH信道碼和擾碼之積，以及輸入的多徑時延信息，對輸入的殘差信號進(jìn)行多徑解擴(kuò)，并將解擴(kuò)結(jié)果送給信道估計(jì)單元503和DPCCH信道的符號修正單元505。
信道估計(jì)單元503由DPCCH各徑的解擴(kuò)結(jié)果得到各徑的信道估計(jì)，并將信道估計(jì)結(jié)果同時送給DPDCH信道的RAKE合并單元506、DPCCH信道的RAKE合并單元507。
DPDCH信道的符號修正單元504對輸入的DPDCH信道的I路和Q路解擴(kuò)結(jié)果分別進(jìn)行符號修正，并將I路和Q路符號修正結(jié)果同時送給DPDCH信道的RAKE單元506。DPCCH信道的符號修正單元505對輸入的DPCCH信道的解擴(kuò)結(jié)果進(jìn)行符號級修正，即將DPCCH信道某徑的解擴(kuò)結(jié)果和該徑的符號級再生信號相加。
DPDCH信道的RAKE合并單元506和DPCCH信道的RAKE合并單元507，分別結(jié)合信道估計(jì)結(jié)果對DPDCH的I/Q符號修正結(jié)果和DPCCH符號修正結(jié)果進(jìn)行去信道調(diào)制和多徑合并。將DPDCH信道的I/Q合并結(jié)果送入DPDCH通道的信道解碼器508，DPCCH信道的合并結(jié)果送給DPCCH通道的硬判決器509。
信道譯碼器508對輸入信號進(jìn)行信道解碼得到DPDCH信道發(fā)送的信息比特。對12.2kbps上行專用物理信道，信道解碼過程是圖8所示過程的反過程。只是對于TCM方法，2/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制是整體最佳的設(shè)計(jì)，所以在譯碼時，在得到反第一次交織的結(jié)果后，直接進(jìn)行TCM譯碼，即進(jìn)行TCM方式譯碼，具體譯碼方法見文獻(xiàn)3。TCM具體過程參照文獻(xiàn)2、3。
硬判決器509對輸入信號進(jìn)行硬判決，得到DPCCH信道發(fā)送的信息比特。
其中DPDCH的解擴(kuò)單元501需要知道DPDCH的擴(kuò)頻因子，擴(kuò)頻因子可以使用前一級PIC結(jié)構(gòu)中TFCI譯碼得到的擴(kuò)頻因子，也可以由本級PIC的擴(kuò)頻因子計(jì)算單元510得到。可以根據(jù)需要確定是否在本級采用擴(kuò)頻因子計(jì)算單元。
PIC結(jié)構(gòu)的級數(shù)可以根據(jù)需要確定?？梢灾徊捎玫谝患壓妥詈笠患塒IC結(jié)構(gòu)，也可以采用更多級的PIC結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)中用于多用戶接收裝置的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟a、在12.2kbps上行專用物理信道下，專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)和專用控制信道(DCCH)分別先對輸入的信息序列進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)比特添加；b、將CRC比特添加后的DTCH信道信號進(jìn)行網(wǎng)格編碼調(diào)制處理，得到I、Q兩路數(shù)據(jù)；同時將CRC比特添加后的DCCH信道信號進(jìn)行1/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制，得到I、Q兩路數(shù)據(jù)；c、對網(wǎng)格編碼調(diào)制處理后的DTCH信道的I路數(shù)據(jù)和Q路數(shù)據(jù)分別進(jìn)行第一次交織、無線幀分割和速率匹配，同時對1/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制后的DCCH信道的I路數(shù)據(jù)和Q路數(shù)據(jù)分別進(jìn)行第一次交織、無線幀分割和速率匹配；d、將速率匹配后的DTCH信道的I路數(shù)據(jù)和速率匹配后的DCCH信道的I路數(shù)據(jù)復(fù)用在一起進(jìn)行第二次交織和時隙分割，形成專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)的I路數(shù)據(jù)，并將速率匹配后的DTCH信道的Q路數(shù)據(jù)和速率匹配后的DCCH信道的Q路數(shù)據(jù)復(fù)用在一起進(jìn)行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的Q路數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，其進(jìn)一步特征在于，所述網(wǎng)格編碼調(diào)制處理由2/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制構(gòu)成，先進(jìn)行2/3速率卷積編碼后進(jìn)行8PSK調(diào)制。
3.如權(quán)利要求1或2所述的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，其進(jìn)一步特征在于，所述8PSK調(diào)制指M＝8的MPSK調(diào)制。
4.如權(quán)利要求2所述的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，其進(jìn)一步特征在于，8PSK調(diào)制可以和不同狀態(tài)數(shù)的2/3速率卷積編碼搭配。
5.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，其進(jìn)一步特征在于，所述第一次交織、無線幀分割、速率匹配、數(shù)據(jù)復(fù)用、第二次交織和時隙分割均根據(jù)3GPP的25.212協(xié)議中的規(guī)定操作。
6.如權(quán)利要求1或5所述的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，其進(jìn)一步特征在于，所述速率匹配采用3GPP的25.212協(xié)議中的速率匹配方法，具體采用均勻重復(fù)方式。
7.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，其進(jìn)一步特征在于，所述1/3速率卷積編碼根據(jù)3GPP的25.212協(xié)議中的規(guī)定操作。
8.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，其進(jìn)一步特征在于，對經(jīng)過網(wǎng)格編碼調(diào)制后得到所述DPDCH信道的I路數(shù)據(jù)和Q路數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻，擴(kuò)頻因子為256。
9.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，其進(jìn)一步特征在于，所述擴(kuò)頻過程是從1～255的正整數(shù)中任意選擇兩個數(shù)分別作為DPDCH信道I路和Q路的信道碼的碼號，用信道碼的碼號相對應(yīng)的兩個信道碼分別對DPDCH信道I路和Q路數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻。
全文摘要
本發(fā)明針對12.2kbps上行專用物理信道提供了一種寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)中用于多用戶接收裝置的網(wǎng)格編碼調(diào)制方法，該網(wǎng)格編碼調(diào)制方法采用由2/3速率卷積編碼和8PSK調(diào)制構(gòu)成的網(wǎng)格編碼調(diào)制處理，不僅大大提高了專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)的擴(kuò)頻因子，而且該網(wǎng)格編碼調(diào)制方案在提高譯碼性能和提高多用戶檢測系統(tǒng)性能方面具有很大潛力。
文檔編號H04L1/00GK1518256SQ0311486
公開日2004年8月4日 申請日期2003年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月13日
發(fā)明者魏立梅 申請人:華為技術(shù)有限公司