一種wcdma系統中用於多用戶接收裝置的網格編碼調製方法
2023-11-04 02:28:12 2
專利名稱：一種wcdma系統中用於多用戶接收裝置的網格編碼調製方法
技術領域：
本發明涉及通信系統，尤其涉及寬帶碼分多址(WCDMA)蜂窩移動通信系統中上行專用物理信道的信道編碼技術、調製技術和基站的多用戶檢測技術。
背景技術：
3GPP的協議匯集了WCDMA系統的全套標準。按照3GPP的協議，上行專用物理信道中專用物理數據信道(DPDCH)的信息比特先進行信道編碼，然後進行二相移相鍵控(BPSK)映射和擴頻。而專用物理控制信道(DPCCH)的信息比特直接進行BPSK映射和擴頻，其擴頻因子為256。圖7顯示的是現有的WCDMA協議中12.2kbps上行專用物理信道的擴頻加擾過程的示意圖。如圖7所示，擴頻後的DPDCH信道碼片和DPCCH信道碼片構成I、Q兩路數據，一起進行加擾處理。加擾後的I、Q兩路碼片分別進行脈衝成型，然後分別通過載波調製發送給基站。在3GPP的25.104、25.944和25.212協議中，規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頻、加擾、脈衝成型和調製方法見3GPP的25.213協議。
以上是WCDMA系統中用戶端(UE)在上行專用物埋信道上發送比特的過程。在WCDMA系統的基站端對UE在上行專用物理信道上發送的比特的接收可以採用RAKE接收技術。RAKE接收技術的裝置如圖1所示。但是傳統的單用戶RAKE接收裝置在用戶數目增多和遠近效應下接收性能降低。
多用戶檢測技術是克服多址幹擾的影響，提高WCDMA系統容量的一種增強型技術。它對多個用戶信號進行聯合檢測，從而儘可能地減小多址幹擾對接收機性能的影響，提高系統的容量。文獻1提出了專利申請號為02151067.9的一種上行專用物理信道的多用戶接收裝置，該裝置採用多用戶檢測技術，將雙層加權並行幹擾對消方法的簡化方法應用於上行專用物理信道的信號接收，具有高於傳統的單用戶RAKE接收裝置的性能。而且該裝置採用的雙層加權並行幹擾對消方法，包括BPSK調製下的雙層加權並行幹擾對消方法和MPSK調製下的雙層加權並行幹擾對消方法，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。當本級用戶的RAKE合併結果的信噪比較高時，RAKE合併的軟判決結果就比較準確，用戶的符號級再生信號和碼片級再生信號就比較準確，因而本級幹擾對消的性能就越好，這使得下一級PIC的性能也會相應提高。反之，本級幹擾對消的性能就降低，這使得下一級PIC的性能也會相應降低。因此，提高用戶RAKE合併結果的信噪比，可以提高多用戶接收裝置的性能。這裡的性能指用戶DPDCH信道的解調誤碼率。
圖6顯示的是現有的WCDMA協議中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協議中，規定了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。然後，這兩個信道的數據復用在一起進行第二次交織和時隙分割。在這種編碼方法下，DPDCH信道的擴頻因子為64。1/3速率卷積編碼器的框圖見協議25.212；速率匹配採用均勻重複方式。該編碼方法中，第一次交織、無線幀分割、速率匹配、數據復用、第二次交織和時隙分割的具體方法參見協議25.212。
表1是現有的WCDMA協議中12.2kbps上行專用物理信道的信道編碼方法的參數表
在WCDMA系統中，UE端在12.2kbps上行專用物理信道中發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送過程。在發送過程中採用如圖6所示的信道編碼方法進行DPDCH信道的編碼、並按擴頻因子64對DPDCH信道進行擴頻。
WCDMA系統的基站端，採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行解碼。
研究表明在多用戶接收裝置中採用如圖6所示的現有的WCDMA協議中12.2kbps上行專用物理信道的信道編碼方法效果並不是最佳的，該信道編碼方法還可以改進。本文針對12.2kbps上行專用物理信道提供了一種WCDMA系統中用於多用戶接收裝置的網格編碼調製方法。
網格編碼調製把編碼和調製作為一個整體考慮，得到該整體的最佳設計。1974年Massey根據香農資訊理論，首先證明將編碼和調製作為一個整體考慮時的最佳設計，可以大大提高系統的性能。Ungeboech和今井秀樹等在70年代後期進行這方面的研究，並於1982年提出將碼率為k/(k+1)的格狀碼(卷積碼)映射為2(k+1)個調製信號集中一個信號的方法。該編碼與調製相結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。因為調製信號是網格碼，故這種體制就稱為網格編碼調製，簡記為TCM(Trellis Coded Modulation)。
TCM不僅是編碼和調製作為整體考慮時的最佳設計，可以提高系統的性能；而且可以極大地降低符號速率，提高擴頻因子。本發明將它引入12.2kbps上行專用物理信道的編碼調製方法中，提出該信道的編碼調製新方法——網格編碼調製方法。
發明內容
本發明的目的在於針對12.2kbps上行專用物理信道提供一種WCDMA系統中用於多用戶接收裝置的網格編碼調製方法，該網格編碼調製方案可以大大提高擴頻因子，而且該網格編碼調製方案在提高解碼性能和提高多用戶檢測系統性能方面具有很大潛力。
本發明是通過下面的方法實現的，該方法包括以下步驟a、在12.2kbps上行專用物理信道下，專用業務信道(DTCH)和專用控制信道(DCCH)分別先對輸入的信息序列進行循環冗餘校驗(CRC)比特添加；b、將CRC比特添加後的DTCH信道信號進行網格編碼調製處理，得到I、Q兩路數據；同時將CRC比特添加後的DCCH信道信號進行1/3速率卷積編碼和8PSK調製，得到I、Q兩路數據；c、對網格編碼調製處理後的DTCH信道的I路數據和Q路數據分別進行第一次交織、無線幀分割和速率匹配，同時對1/3速率卷積編碼和8PSK調製後的DCCH信道的I路數據和Q路數據分別進行第一次交織、無線幀分割和速率匹配；d、將速率匹配後的DTCH信道的I路數據和速率匹配後的DCCH信道的I路數據復用在一起進行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的I路數據，並將速率匹配後的DTCH信道的Q路數據和速率匹配後的DCCH信道的Q路數據復用在一起進行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的Q路數據。
上述網格編碼調製處理由2/3速率卷積編碼和8PSK調製構成，先進行2/3速率卷積編碼後進行8PSK調製，其中8PSK調製指M＝8的MPSK調製。8PSK調製可以和不同狀態數的2/3速率卷積編碼搭配。
在網格編碼調製方法中，1/3速率卷積編碼根據3GPP的25.212協議中的規定操作。第一次交織、無線幀分割、速率匹配、數據復用、第二次交織和時隙分割均根據3GPP的25.212協議中的規定操作。速率匹配採用3GPP的25.212協議中的速率匹配方法，具體採用均勻重複方式。
對經過網格編碼調製後得到所述DPDCH信道的I路數據和Q路數據進行擴頻，擴頻因子為256。其擴頻過程是從1～255的正整數中任意選擇兩個數分別作為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的兩個信道碼分別對DPDCH信道I路和Q路數據進行擴頻。
本發明通過採用由2/3速率卷積編碼和8PSK調製構成的網格編碼調製處理不僅大大提高了DPDCH信道的擴頻因子，而且該網格編碼調製方案在提高解碼性能和提高多用戶檢測系統性能方面具有很大潛力。
圖1是現有的上行專用物理信道單用戶RAKE接收裝置示意圖；圖2是現有的上行專用物理信道多用戶接收裝置示意圖；圖3是現有的上行專用物理信道多用戶接收裝置中第一級PIC結構示意圖；圖4是現有的上行專用物理信道多用戶接收裝置中中間級PIC結構示意圖；圖5是現有的上行專用物理信道多用戶接收裝置中最後一級PIC結構示意圖。
圖6是現有的WCDMA協議中12.2kbps上行專用物理信道的信道編碼方法的示意圖；圖7是現有的WCDMA協議中12.2kbps上行專用物理信道的擴頻加擾過程的示意圖；圖8是本發明的12.2kbps上行專用物理信道的網格編碼調製方法的示意圖；圖9是本發明的12.2kbps上行專用物理信道在網格編碼調製下的擴頻加擾過程示意圖；圖10是狀態數為8的2/3速率編碼器框圖；圖11是本發明的TCM和BPSK調製下1/3速率卷積編碼的性能比較圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。
在WCDMA系統的發送端，用戶設備(UE)按照以下過程在12.2kbps上行專用物理信道上發送信息比特專用物理數據信道(DPDCH)的信息比特先按照本發明的網格編碼調製方法進行信道編碼調製，該網格編碼調製方法包含以下步驟a、在12.2kbps上行專用物理信道下，專用業務信道(DTCH)和專用控制信道(DCCH)分別先對輸入的信息序列進行CRC比特添加；b、將CRC比特添加後的DTCH信道信號進行網格編碼調製處理，即對CRC比特添加後的DTCH信道信號進行2/3速率卷積編碼和8PSK調製，得到I、Q兩路數據；同時將CRC比特添加後的DCCH信道信號進行1/3速率卷積編碼和8PSK調製，得到I、Q兩路數據；c、對網格編碼調製處理後的DTCH信道的I路數據和Q路數據分別進行第一次交織、無線幀分割和速率匹配，同時對1/3速率卷積編碼和8PSK調製後的DCCH信道的1路數據和Q路數據分別進行第一次交織、無線幀分割和速率匹配；d、將速率匹配後的DTCH信道的I路數據和速率匹配後的DCCH信道的I路數據復用在一起進行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的I路數據，並將速率匹配後的DTCH信道的Q路數據和速率匹配後的DCCH信道的Q路數據復用在一起進行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的Q路數據。
圖9顯示的是本發明的12.2kbps上行專用物理信道在網格編碼調製下的擴頻加擾過程。在網格編碼調製方法下，DPDCH信道按照如圖9所示進行擴頻，擴頻因子為256。具體擴頻過程如下從1～255的正整數中選擇兩個數分別作為DPDCH信道I路和Q路的信道碼的碼號，用相應的兩個信道碼分別對DPDCH信道I路和Q路數據擴頻。而DPCCH信道的信息比特直接進行BPSK映射和擴頻，擴頻因子為256。擴頻後的DPDCH信道Q路碼片和DPCCH信道碼片疊加在一起構成上行信道的Q路數據，該路數據和擴頻後的DPDCH信道I路碼片一起進行加擾處理。加擾後的I、Q兩路碼片分別進行脈衝成型，然後分別通過載波調製發送給基站。上行專用物理信道的擴頻、加擾、脈衝成型和調製方法見3GPP的25.213協議。
在網格編碼調製方法中，1/3速率卷積編碼器的框圖見協議25.212；速率匹配採用均勻重複方式；第一次交織、無線幀分割、速率匹配、數據復用、第二次交織和時隙分割的具體方法參見協議25.212。
8PSK調製可以和不同狀態數的2/3速率卷積編碼相結合，表2給出了2/3速率卷積編碼和8PSK調製相結合的多種方法。
從表2中可以看到8PSK調製可以和不同狀態數的2/3速率卷積編碼相結合。隨著編碼器狀態數的增加，8PSK調製和2/3速率卷積編碼構成的網格編碼調製(TCM)的性能在提高當狀態數為4時，8PSK調製和2/3速率卷積編碼構成的TCM的性能相對於未編碼QPSK調製提高約3.0dB；當狀態數為256時，8PSK調製和2/3速率卷積編碼構成的TCM的性能相對於未編碼QPSK調製提高約5.7dB。隨著2/3速率卷積編碼器狀態數的增加，2/3速率卷積編碼器和相應的解碼器的複雜度也相應地增加。
狀態數為8的2/3速率卷積編碼器如圖10所示。該編碼器結構簡單、複雜度很低，而且它和8PSK調製構成的TCM的性能相對於未編碼QPSK調製提高約3.6dB。該性能與3GPP協議25.212中1/3速率卷積碼在BPSK調製下的性能相差不大，如圖11所示，曲線1表示狀態數為8的2/3速率卷積編碼和8PSK調製構成的TCM的性能，曲線2表示1/3速率卷積碼在BPSK調製下的性能。因此，隨著狀態數增加，8PSK調製和2/3速率卷積編碼構成的TCM的性能也將進一步提高，並超過3GPP協議25.212中1/3速率卷積碼在BPSK調製下的性能。因此，本發明的網格編碼調製方法不僅可以大大提高擴頻因子而且具有提高自身解碼性能的很大潛力，因而也就具有提高多用戶檢測系統性能的很大潛力。
在實現本發明的網格編碼調製方法時，可以根據對編解碼器複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，或者採用表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調製可以構成TCM，就可以實現本發明的網格編碼調製方法。表2列出的2/3速率卷積編碼器在文獻2即西安電子科技大學出版社於1991年出版的由王新梅、肖國鎮編寫的《糾錯碼一原理與方法》，以及文獻3即清華大學出版社於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顯示的是實現本發明的12.2kbps上行專用物理信道的網格編碼方法的具體實例。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比特的信息數據進行16比特的CRC比特添加後形成260比特的信號，同時對DCCH信道信號即100比特的信息數據進行12比特的CRC比特添加後形成112比特的信號；b、對CRC比特添加後的260比特的DTCH信道信號進行4M比特的尾比特添加形成260+4M比特的信號，同時對CRC比特添加後的112比特的DCCH信道信號進行8比特的尾比特添加形成120比特的信號；c、對尾比特添加後的260+4M比特的DTCH信道信號進行2/3速率卷積編碼形成3(130+2M)比特的信號，同時對尾比特添加後的120比特的DCCH信道信號進行1/3速率卷積編碼形成360比特的信號；d、對2/3速率卷積編碼後的3(130+2M)比特的DTCH信道信號進行8PSK調製，生成130+2M個復符號，該復序列也可以看成由I/Q兩路數據構成的覆信號；同時對1/3速率卷積編碼後的360比特進行8PSK調製，生成120個復符號，該復序列也可以看成由I/Q兩路數據構成的覆信號；e、對經過8PSK調製生成的130+2M個DTCH信道復符號序列進行第一次交織即改變覆信號序列的排列順序，同時對8PSK調製後的120個DCCH信道復符號序列進行第一次交織即改變覆信號序列的排列順序；f、對第一次交織後的130+2M個復符號的DTCH信道信號進行無線幀分割形成大小為65+M個復符號的2幀信號，同時對第一次交織後的120個復符號的DCCH信道信號進行無線幀分割形成大小為30復符號的4幀信號；g、採用均勻重複方式對無線幀分割後的每幀大小為65+M個復符號的2幀DTCH信道信號進行速率匹配，形成對應的每幀大小為a個復符號的2幀信號；同時採用均勻重複方式對無線幀分割後的大小為每幀30復符號的4幀DCCH信道信號進行速率匹配，形成每幀大小為b個復符號的4幀信號；h、將速率匹配後的DTCH信道覆信號和DCCH信道覆信號的數據復用在一起形成大小為(a+b)個符號的2幀信號，進行第二次交織；並將第二次交織後的4幀信號進行時隙分割形成專用物理數據信道(DPDCH)信號，每幀信號被分割成大小為10比特、時隙數為15的覆信號。
當採用圖10所示的狀態數為8的2/3速率卷積編碼器時，M＝1。
表3是本發明的12.2kbps上行專用物理信道的網格編碼調製方法的的參數表
在WCDMA系統的基站端，採用如圖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，天線的接收信號經過解調和匹配濾波器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結構202和中間各級PIC結構203。
多徑搜索器組205搜索得到每個用戶的徑時延信息，並將所有用戶的徑時延信息同時送給第一級PIC結構202、中間級PIC結構203和最後一級PIC結構204。如圖2所示，基帶信號進入多徑搜索器組205，設系統有K個用戶，多徑搜索器組205就有K個多徑搜索器。每個用戶對應一個多徑搜索器，其中K是大於1的正整數。
第一級PIC結構的處理圖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結構。第一級PIC結構202由K個用戶信號處理單元300和一個幹擾對消單元320構成。每個用戶對應一個用戶信號處理單元300。如圖3所示，進入第一級PIC結構202的基帶信號並行進入各用戶的信號處理單元300，進入第一級PIC結構202的各用戶的多徑時延信息分別進入相應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入DPDCH處理通道和DPCCH處理通道。
DPCCH解擴單元302根據DPCCH信道的擴頻碼即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行多徑解擴，並將多徑解擴結果送給信道估計單元304、功率控制單元303、噪聲功率估計單元308和DPCCH信道的RAKE合併單元307。
信道估計單元304由DPCCH各徑的解擴結果得到各徑的信道估計，並將信道估計結果同時送給DPDCH信道的RAKE合併單元305、DPCCH信道的RAKE合併單元307。
功率控制單元303由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到功率控制指令，並將功率控制指令作為第一級PIC的一個輸出，反饋給用戶的發送端。
噪聲功率估計單元308由DPCCH各徑的解擴結果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計，並將噪聲功率的估計結果同時送給DPDCH軟判決與軟判決加權單元309和DPCCH軟判決與軟判決加權單元310。
DPCCH信道的RAKE合併單元307，用於結合輸入的信道估計結果對輸入的DPCCH解擴結果進行去信道調製和RAKE合併，並將合併結果分別送給DPCCH軟判決與軟判決加權單元310和TFCI解碼單元306。
TFCI解碼單元306，用於對輸入的DPCCH信道的RAKE合併結果進行TFCI解碼，得到DPDCH信道的擴頻因子，並將擴頻因子送給DPDCH解擴單元301。
DPDCH解擴單元301的解擴分成I、Q兩路。I路解擴根據DPDCH信道的I路擴頻碼即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TFCI解碼後得到的擴頻因子，對基帶信號進行多徑解擴，並將I路多徑解擴結果送給DPDCH信道的RAKE合併單元305。Q路解擴根據DPDCH信道的Q路擴頻碼即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TFCI解碼後得到的擴頻因子，對基帶信號進行多徑解擴，並將Q路多徑解擴結果送給DPDCH信道的RAKE合併單元305。
DPDCH的RAKE合併單元305，用於結合輸入的信道估計結果分別對DPDCH的I路和Q路解擴結果進行去信道調製和RAKE合併，並將I路和Q路合併結果同時送給DPDCH軟判決與軟判決加權單元309。I路和Q路去信道調製和RAKE合併的過程與通常的RAKE合併過程完全一樣。
DPDCH軟判決與軟判決加權單元309由DPDCH的I路和Q路RAKE合併結果和噪聲功率的估計結果得到DPDCH每個符號的軟判決，然後進行軟判決加權。在DPDCH軟判決與軟判決加權中，DPDCH的I路和Q路RAKE合併結果可以看成復符號，軟判決的計算按照文獻[3]中MPSK調製下雙層加權方法進行。軟判決結果是個複數，再進行加權(加權的權值是個實數)，所以軟判決加權結果還是個複數。
DPCCH軟判決與軟判決加權單元310由DPCCH的RAKE合併結果和噪聲功率的估計結果得到DPCCH每個符號的軟判決，然後進行軟判決加權。
DPDCH信道的軟判決加權的權值和DPCCH信道軟判決加權的權值可以取不同的數值。DPDCH信道在計算軟判決時，首先要由DPCCH信道噪聲功率的估計折算出DPDCH信道的噪聲功率。
信號再生單元311由DPDCH信道軟判決結果、DPCCH信道的軟判決結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，並將碼片級再生信號送入幹擾對消單元320；將符號級再生信號輸送給中間級PIC結構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信道的軟判決加權結果的實部生成DPDCH的I路符號級再生信號，由DPDCH信道的軟判決加權結果的虛部生成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。只是在網格編碼調製下，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。
對於DPCCH信道，由DPCCH的軟判決加權結果生成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入幹擾對消單元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行求和，然後將求和結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製部分採用的成型濾波器，匹配濾波器就是上行專用物理信道接收端採用的匹配濾波器。濾波結果送入殘差計算單元323。基帶信號也進入殘差計算單元。殘差計算單元323從基帶信號中減去濾波結果，得到殘差信號，並將殘差信號作為本級PIC的輸出信號送給下一級PIC結構，在下一級PIC結構中，該信號被並行送給各用戶的信號處理單元。
對第一級PIC結構，TFCI解碼得到的擴頻因子可以只供本級PIC結構使用，也可以傳輸給後續各級PIC結構，供後續PIC結構中DPDCH解擴單元使用。
中間各級PIC結構的處理中間各級PIC的結構完全一樣，下面以第二級PIC結構為例來說明中間各級PIC結構的處理過程。
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結構。第一級PIC結構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入中間級PIC結構203。中間級PIC結構203依舊由K個用戶信號處理單元400和一個幹擾對消單元420構成。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結構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解擴單元401的解擴分成I路解擴和Q路解擴，並將DPDCH信道的I路和Q路擴結果同時送給DPDCH信道的RAKE合併單元405。
DPCCH解擴單元402根據DPCCH信道的擴頻碼即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行多徑解擴，並將解擴結果送給信道估計單元403、噪聲功率估計單元404和DPCCH信道的符號修正單元406。
信道估計單元403由DPCCH各徑的解擴結果得到各徑的信道估計，並將信道估計結果同時送給DPDCH信道的RAKE合併單元407、DPCCH信道的RAKE合併單元408。
噪聲功率估計單元404由輸入的DPCCH信道的各徑解擴結果得到DPCCH信道的噪聲功率的估計，並將噪聲功率的估計結果同時送給後面的兩個軟判決與軟判決加權單元。
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路解擴結果進行符號級修正，即將DPDCH信道I路某徑的解擴結果和I路該徑的符號級再生信號相加。
對輸入的DPDCH信道的Q路解擴結果進行符號級修正，即將DPDCH信道Q路某徑的解擴結果和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信道的解擴結果進行符號級修正，即將DPCCH信道某徑的解擴結果和該徑的符號級再生信號相加。
DPDCH信道的RAKE合併單元407和DPCCH信道的RAKE合併單元408，分別對DPDCH符號修正結果和DPCCH符號修正結果進行去信道調製和多徑合併，並將合併結果分別送給DPDCH軟判決與軟判決加權單元409和DPCCH軟判決與軟判決加權單元410。DPDCH信道的RAKE合併單元407的RAKE合併分成I路RAKE合併和Q路RAKE合併。
DPDCH軟判決與軟判決加權單元409由輸入信號即DPDCH信道的I路和Q路RAKE合併結果以及噪聲功率的估計結果得到DPDCH每個復符號的軟判決，然後進行軟判決加權。
DPCCH軟判決與軟判決加權單元410由輸入信號即DPCCH信道的RAKE合併結果以及噪聲功率的估計結果得到DPCCH每個符號的軟判決，然後進行軟判決加權。
DPDCH信道的軟判決加權的權值和DPCCH信道軟判決加權的權值可以取不同的數值。但本級DPDCH的軟判決加權的權值要大於前一級軟判決加權的權值。DPCCH信道的軟判決加權的權值也是如此。
信號再生單元411由DPDCH信道軟判決結果、DPCCH信道的軟判決結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，並將碼片級再生信號送入幹擾對消單元420；將符號級再生信號輸送給後一級PIC結構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結構所述。
所有用戶的碼片級再生信號和基帶信號進入幹擾對消單元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行求和，然後將求和結果送給成型與匹配濾波單元422。該成型與匹配濾波單元422對輸入信號進行成型濾波和匹配濾波。濾波結果送入殘差計算單元423。基帶信號也進入殘差計算單元。殘差計算單元423從基帶信號中減去濾波結果，得到殘差信號，並將殘差信號作為本級PIC的輸出信號送給下一級PIC結構，在下一級PIC結構中，該信號被並行送給各用戶的信號處理單元。
DPDCH的解擴單元需要知道DPDCH的擴頻因子，擴頻因子可以使用第一級PIC結構中TFCI解碼得到的擴頻因子，也可以由本級PIC的擴頻因子計算單元得到。本級PIC的擴頻因子計算單元430包括TFCI解碼器431，通過對DPCCH信道的RAKE合併結果進行TFCI解碼，得到DPDCH信道的擴頻因子。經過前一級PIC結構的幹擾對消，本級PIC結構中DPCCH信道的RAKE合併結果的信噪比應該比前一級PIC結構中DPCCH信道的RAKE合併結果的信噪比高，所以，本級TFCI解碼得到的擴頻因子的誤碼率將更小。因此，在本級採用擴頻因子計算單元430，並使用該單元得到的擴頻因子進行DPDCH的解擴，對用戶的檢測將更有利。但是，TFCI解碼不僅增加了複雜度，而且增加了時延。可以根據需要確定是否在本級採用擴頻因子計算單元。
以後的各中間級PIC結構進行完成相同的操作。
最後一級PIC結構的處理圖5顯示的是上行專用物理信道多用戶接收裝置中最後一級PIC結構。最後一級PIC結構204由K個用戶信號處理單元500構成。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解擴單元501的解擴分成I路解擴和Q路解擴，並將I路和Q路解擴結果同時送給DPDCH信道的符號修正單元504；DPCCH解擴單元502根據DPCCH信道的擴頻碼即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行多徑解擴，並將解擴結果送給信道估計單元503和DPCCH信道的符號修正單元505。
信道估計單元503由DPCCH各徑的解擴結果得到各徑的信道估計，並將信道估計結果同時送給DPDCH信道的RAKE合併單元506、DPCCH信道的RAKE合併單元507。
DPDCH信道的符號修正單元504對輸入的DPDCH信道的I路和Q路解擴結果分別進行符號修正，並將I路和Q路符號修正結果同時送給DPDCH信道的RAKE單元506。DPCCH信道的符號修正單元505對輸入的DPCCH信道的解擴結果進行符號級修正，即將DPCCH信道某徑的解擴結果和該徑的符號級再生信號相加。
DPDCH信道的RAKE合併單元506和DPCCH信道的RAKE合併單元507，分別結合信道估計結果對DPDCH的I/Q符號修正結果和DPCCH符號修正結果進行去信道調製和多徑合併。將DPDCH信道的I/Q合併結果送入DPDCH通道的信道解碼器508，DPCCH信道的合併結果送給DPCCH通道的硬判決器509。
信道解碼器508對輸入信號進行信道解碼得到DPDCH信道發送的信息比特。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。只是對於TCM方法，2/3速率卷積編碼和8PSK調製是整體最佳的設計，所以在解碼時，在得到反第一次交織的結果後，直接進行TCM解碼，即進行TCM方式解碼，具體解碼方法見文獻3。TCM具體過程參照文獻2、3。
硬判決器509對輸入信號進行硬判決，得到DPCCH信道發送的信息比特。
其中DPDCH的解擴單元501需要知道DPDCH的擴頻因子，擴頻因子可以使用前一級PIC結構中TFCI解碼得到的擴頻因子，也可以由本級PIC的擴頻因子計算單元510得到。可以根據需要確定是否在本級採用擴頻因子計算單元。
PIC結構的級數可以根據需要確定。可以只採用第一級和最後一級PIC結構，也可以採用更多級的PIC結構。
權利要求
1.一種寬帶碼分多址(WCDMA)系統中用於多用戶接收裝置的網格編碼調製方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟a、在12.2kbps上行專用物理信道下，專用業務信道(DTCH)和專用控制信道(DCCH)分別先對輸入的信息序列進行循環冗餘校驗(CRC)比特添加；b、將CRC比特添加後的DTCH信道信號進行網格編碼調製處理，得到I、Q兩路數據；同時將CRC比特添加後的DCCH信道信號進行1/3速率卷積編碼和8PSK調製，得到I、Q兩路數據；c、對網格編碼調製處理後的DTCH信道的I路數據和Q路數據分別進行第一次交織、無線幀分割和速率匹配，同時對1/3速率卷積編碼和8PSK調製後的DCCH信道的I路數據和Q路數據分別進行第一次交織、無線幀分割和速率匹配；d、將速率匹配後的DTCH信道的I路數據和速率匹配後的DCCH信道的I路數據復用在一起進行第二次交織和時隙分割，形成專用物理數據信道(DPDCH)的I路數據，並將速率匹配後的DTCH信道的Q路數據和速率匹配後的DCCH信道的Q路數據復用在一起進行第二次交織和時隙分割，形成DPDCH信道的Q路數據。
2.如權利要求1所述的網格編碼調製方法，其進一步特徵在於，所述網格編碼調製處理由2/3速率卷積編碼和8PSK調製構成，先進行2/3速率卷積編碼後進行8PSK調製。
3.如權利要求1或2所述的網格編碼調製方法，其進一步特徵在於，所述8PSK調製指M＝8的MPSK調製。
4.如權利要求2所述的網格編碼調製方法，其進一步特徵在於，8PSK調製可以和不同狀態數的2/3速率卷積編碼搭配。
5.如權利要求1所述的網格編碼調製方法，其進一步特徵在於，所述第一次交織、無線幀分割、速率匹配、數據復用、第二次交織和時隙分割均根據3GPP的25.212協議中的規定操作。
6.如權利要求1或5所述的網格編碼調製方法，其進一步特徵在於，所述速率匹配採用3GPP的25.212協議中的速率匹配方法，具體採用均勻重複方式。
7.如權利要求1所述的網格編碼調製方法，其進一步特徵在於，所述1/3速率卷積編碼根據3GPP的25.212協議中的規定操作。
8.如權利要求1所述的網格編碼調製方法，其進一步特徵在於，對經過網格編碼調製後得到所述DPDCH信道的I路數據和Q路數據進行擴頻，擴頻因子為256。
9.如權利要求8所述的網格編碼調製方法，其進一步特徵在於，所述擴頻過程是從1～255的正整數中任意選擇兩個數分別作為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的兩個信道碼分別對DPDCH信道I路和Q路數據進行擴頻。
全文摘要
本發明針對12.2kbps上行專用物理信道提供了一種寬帶碼分多址(WCDMA)系統中用於多用戶接收裝置的網格編碼調製方法，該網格編碼調製方法採用由2/3速率卷積編碼和8PSK調製構成的網格編碼調製處理，不僅大大提高了專用物理數據信道(DPDCH)的擴頻因子，而且該網格編碼調製方案在提高解碼性能和提高多用戶檢測系統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 優先權日2003年1月13日
發明者魏立梅 申請人:華為技術有限公司