高速數據分組接入系統中的解調方法和解調器的製作方法

2023-08-10 00:26:26

專利名稱：高速數據分組接入系統中的解調方法和解調器的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，具體涉及一種HSDPA(高速數據分組接入)系統中的解調方法和解調器。

背景技術：
在HSDPA系統中，為了提高小區的吞吐量及頻譜利用率，採用了自適應調製及編碼(AMC)技術。該技術使得基站Node-B能夠根據用戶設備UE反饋的當前無線信道狀況及時地調整調製方式和編碼效率，從而使數據傳輸速率與信道狀況相匹配。在當前版本的HSDPA中有兩種調製方式QPSK(正交相移鍵控)和16QAM(正交幅度調製)。
16QAM調製的星座圖如圖1所示。
由圖1可以看出，16QAM調製是一種幅度與相位相結合正交幅度調製，所以如果要正確的解調16QAM方式調製的信號，不但要正確的補償出信號的相位，還要正確的估計出信號的幅度。
基於公共導頻信道CPICH的信道估計與信道補償能夠得出當前信號的相位，同樣基於CPICH的功率估計也可以給在HSDPA中的HS-DSCH(高速數據共享信道)提供幅度參考。一般說來，16QAM解調都是基於CPICH的相位和功率幅度來判決數據的符號的，通常採用軟判決，即給出的是數據符號的多比特量化的置信度。
另外，從圖中也可以看出，採用16QAM調製，映射到16QAM調製符號的各個比特有不同的置信度，前兩個比特比後兩個比特具有更高的置信度。一般專利都側重於改善後兩個比特的置信度，以提高整體解碼性能，但是還沒有對幅度判決線的估計給出改善的方法。
在HSDPA中，CPICH與HS-DSCH的功率偏置見公式(1)。
PHS-PDSCH＝PCPICH+ψ+δ(1) 其中ψ是RRC(無線資源控制)信令配置的測量功率偏移，δ由UE依據UE的能力類型進行查表得到，該表格就是CQI(信道質量指示)映射表，見表一。
表一、CQI映射表(UE能力類型為1到6)
因為CQI反映的是HS-DSCH的信噪比，所以根據公式(1)，可以得出基於CPICH信噪比估算CQI的方法，見公式(2)。
CQI＝(Ec/No)CPICH*ψ*δ+16(2) 由公式(1)可以看出，HS-DSCH與CPICH的功率偏置是隨CQI變化的，而CQI變化又是很頻繁的。另外，由公式(2)進行CQI估計也是基於CPICH的信噪比的，即δ值是基於CPICH信噪比得出的，這樣使用公式(1)進行基於CPICH功率的幅度估計將導致估計誤差多級放大，從而降低了解調性能。


發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種高速數據分組接入系統中的解調方法和解調器，針對採用16QAM方式調製的信號，能夠提高解調性能。
為了解決上述問題，本發明提供了一種高速數據分組接入系統中的解調方法，適用於解調16QAM方式調製的信號，包括 根據接收的信號確定軟比特b3等於I，b2等於Q，b1為2a減去b3的絕對值得到的差；b0為2a減去b2的絕對值得到的差； I、Q分別為接收信號轉化得到的高速物理下行鏈路共享信道的同相信號和正交相信號，2a是判決線 其中，P為多碼信道數；N為用於平均的符號數。
進一步的，所述的解調方法還包括 令功率估計值的和為x 則 採用分段線性逼近的方法將該2a與x的關係曲線近似為若干段直線，x的值在不同區間時對應於不同段的直線，得到各段直線的斜率A和偏移量B，則2a等於A乘以x的乘積與B的和。
進一步的，所述的解調方法還包括 保存與不同P、N、x所在區間對應的A和B，在計算2a時根據P、N和x所在區間查找到相應的A和B，根據x得到2a。
進一步的，所述的解調方法還包括 根據信道條件確定2a的估計區間，根據2a的估計區間確定用於平均的符號數量N。
進一步的，根據2a的估計區間確定用於平均的符號數量N是指 當一個時隙估X個2a值時，N等於該時隙中的符號總個數除以X； 當一個時隙估計一個2a值時，N等於一個時隙中的符號總個數； 當多個時隙估計一個2a值時，N等於多個時隙中的符號總個數。
本發明還提供了一種高速數據分組接入系統中的解調器，包括 存儲模塊，用於保存由接收信號轉化得到的高速物理下行鏈路共享信道的I，Q符號數據； 判決線計算模塊，用於根據I、Q符號數據，以及多碼信道數P、用於平均的符號數N計算判決線2a的值 軟比特計算模塊，用於根據存儲器中保存的I、Q符號數據和判決線2a的值生成軟比特b3等於I，b2等於Q，b1為2a減去b3的絕對值得到的差；b0為2a減去b2的絕對值得到的差。
進一步的，判決線計算模塊包括 平方累加單元，用於根據存儲模塊中保存的I、Q符號數據，以及多碼信道數P、用於平均的符號數N得到功率估計值的和x為 判決線計算單元，用於計算判決線2a為A乘以x的乘積與B的和；其中，A和B分別為2a與x的關係曲線採用分段線性逼近方法近似而成的直線的斜率和偏移量。
進一步的，判決線計算模塊還包括 存儲單元，用於保存與不同P、N、x所在區間對應的A和B； 所述判決線計算單元計算判決線是指判決線計算單元根據x、多碼信道數P、和用於平均的符號數N在存儲單元中查找到相應的A和B，然後計算判決線。
進一步的，所述的解調器還包括 估計區間調整模塊，用於根據信道條件確定2a的估計區間，根據2a的估計區間確定用於平均的符號數量N。
進一步的，估計區間調整模塊根據2a的估計區間確定用於平均的符號數量N是指 當一個時隙估X個2a值時，N等於該時隙中的符號總個數除以X； 當一個時隙估計一個2a值時，N等於一個時隙中的符號總個數； 當多個時隙估計一個2a值時，N等於多個時隙中的符號總 本發明的技術方案直接使用HS-DSCH信道的符號進行幅度估計，能夠提高解調性能；其優化方案進一步為16QAM解調提供了簡單準確的判決線獲得方法，無需估計兩種信道，也不用濾波，因此更易於硬體實現。



圖1是16QAM調製星座圖； 圖2是本發明中的一種2a估值範圍的示意圖； 圖3是本發明的高速數據分組接入系統中的解調器的具體實施框圖。

具體實施例方式 下面將結合附圖及實施例對本發明的技術方案進行更詳細的說明。
本發明提供了一種高速數據分組接入系統中的解調方法，適用於解調16QAM方式調製的信號，包括 根據接收的信號確定軟比特如下 b3＝re(r)＝I b2＝im(r)＝Q b1＝2a-|re(r)|＝2a-|I|(3) b0＝2a-|im(r)|＝2a-|Q| 其中r是接收數據的符號，2a是判決線的值，I、Q分別為接收信號轉化得到的HS-PDSCH(高速物理下行鏈路共享信道)的同相信號和正交相信號，如圖1所示。
當軟比特生成後，發送給HS-DSCH信道解碼器作進一步處理。
其中，2a直接根據HS-DSCH信道補償後的符號按下面的方法估算2a，這樣更易於硬體實現；在下面的方法中，P為多碼信道數；N為用於平均的符號數，根據實際系統情況而定。
先估計信號的平均功率再計算2a 其中Power_est為信號的平均功率， 可以推導出 設每次功率估計值的和為 則(5)式可以寫成 也就是說，2a隨x變化而變化，形成一關係曲線，採用分段線性逼近的方法將該曲線近似為若干段直線，x的值在不同區間時對應於不同段的直線；可以得到各段直線的斜率A和偏移量B，從而可以根據x近似計算2a的值，利於硬體實現。(7)式中，A和B是由P、N和x所在區間來決定的已知常數，將與不同P、N、x所在區間對應的A和B保存在存儲器(MEMORY)中，在計算2a時根據P、N、x所在區間即可查找到相應的A和B，從而根據x得到2a，簡易快捷。實際應用中不排除將2a和x的關係曲線近似為一條直線，此時的A、B均僅有一種取值，可以不考慮x的區間。
其中，獲得2a時，可根據信道條件來變更2a的估計區間，從而調整用於平均的符號數量N，來找出最優的估計，比如當信道變化較快時，減小N的值，以快速估計出2a，而當信道基本不變化時，則可以增大N的值；可以一個時隙中估計多個值(假設一個時隙估X個值，則N等於該時隙中的符號總個數除以X，通常取能整除的情況)，如圖2所示；也可以一個時隙估計一個值(此時N等於該時隙中的符號總個數)，或多個時隙估計一個值(此時N等於多個時隙中的符號總個數)。一般情況下，可以默認為一個時隙估計一次，性能也不錯。
本發明所述方法不限於硬體或軟體實現。
本發明還提供了一種高速數據分組接入系統中的解調器，適用於解調16QAM方式調製的信號，如圖3所示，包括 存儲模塊，用於保存由接收信號轉化得到的HS-PDSCH(高速物理下行鏈路共享信道)的I，Q符號數據；這裡的接收機通常為Rake接收機或高級接收機(如Equalizer)；可以為各信道建立對應的暫存區，來保存該信道中接收轉化來的I、Q符號數據； 判決線計算模塊，用於根據存儲模塊中保存的I、Q符號數據，以及多碼信道數P、用於平均的符號數N計算判決線2a的值 軟比特計算模塊，用於根據存儲器中保存的I、Q符號數據和判決線2a的值生成軟比特b0、b1、b2和b3 b3＝re(r)＝I b2＝im(r)＝Q b1＝2a-|re(r)|＝2a-|I| b0＝2a-|im(r)|＝2a-|Q| 其中，解調器還可以包括估計區間調整模塊，用於根據信道條件的變化變更2a的估計區間，從而調整用於平均的符號數量N來，可以一個時隙中估計多個值(假設一個時隙估X個值，則N等於該時隙中的符號總個數除以X，通常取能整除的情況)，也可以一個時隙估計一個值(此時N等於該時隙中的符號總個數)，或多個時隙估計一個值(此時N等於多個時隙中的符號總個數)。一般情況下，可以默認N等於該時隙中的符號總個數。
其中，判決線計算模塊可以具體包括 存儲單元，用於保存與不同P、N、x所在區間對應的A和B；其中A和B分別為2a與x的關係曲線採用分段線性逼近方法近似而成的直線的斜率和偏移量。實際應用時，該存儲單元物理上可以集成在解調器的其它模塊中。
平方累加單元，用於根據存儲模塊中保存的I、Q符號數據，以及多碼信道數P、用於平均的符號數N得到功率估計值的和x為 判決線計算單元，用於根據x、多碼信道數P、和用於平均的符號數N在存儲單元中查找到相應的A和B，然後計算判決線2a的值 下面用本發明的一個應用實例進一步加以說明。
本應用示例包括 首先Rake接收機或高級接收機端送出信道補償後的符號數據，該符號數據為轉化成HS-PDSCH(高速物理下行鏈路共享信道)的I，Q符號數據，並存入存儲器。
如圖2所示，軟比特解調電路先讀取I，Q符號，對I，Q符號分別求平方並累加，再用分段線性的逼近法來求2a。累加的次數是由物理信道個數P及估算數據量N來決定。當2a算出後，軟比特生成電路再次讀取I，Q符號，並按照公式(3)計算出軟比特b3、b2、b1、b0。
將計算出軟比特b3、b2、b1、b0送交HS-DSCH解碼和Turbo解碼作進一步處理。
當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明的權利要求的保護範圍。
權利要求
1、一種高速數據分組接入系統中的解調方法，適用於解調16QAM方式調製的信號，包括
根據接收的信號確定軟比特b3等於I，b2等於Q，b1為2a減去b3的絕對值得到的差；b0為2a減去b2的絕對值得到的差；
I、Q分別為接收信號轉化得到的高速物理下行鏈路共享信道的同相信號和正交相信號，2a是判決線
其中，P為多碼信道數；N為用於平均的符號數。
2、如權利要求1所述的解調方法，其特徵在於，還包括
令功率估計值的和為x
則
採用分段線性逼近的方法將該2a與x的關係曲線近似為若干段直線，x的值在不同區間時對應於不同段的直線，得到各段直線的斜率A和偏移量B，則2a等於A乘以x的乘積與B的和。
3、如權利要求2所述的解調方法，其特徵在於，還包括
保存與不同P、N、x所在區間對應的A和B，在計算2a時根據P、N和x所在區間查找到相應的A和B，根據x得到2a。
4、如權利要求1到3中任一項所述的解調方法，其特徵在於，還包括
根據信道條件確定2a的估計區間，根據2a的估計區間確定用於平均的符號數量N。
5、如權利要求2所述的解調方法，其特徵在於，根據2a的估計區間確定用於平均的符號數量N是指
當一個時隙估X個2a值時，N等於該時隙中的符號總個數除以X；
當一個時隙估計一個2a值時，N等於一個時隙中的符號總個數；
當多個時隙估計一個2a值時，N等於多個時隙中的符號總個數。
6、一種高速數據分組接入系統中的解調器，其特徵在於，包括
存儲模塊，用於保存由接收信號轉化得到的高速物理下行鏈路共享信道的I，Q符號數據；
判決線計算模塊，用於根據I、Q符號數據，以及多碼信道數P、用於平均的符號數N計算判決線2a的值
軟比特計算模塊，用於根據存儲器中保存的I、Q符號數據和判決線2a的值生成軟比特b3等於I，b2等於Q，b1為2a減去b3的絕對值得到的差；b0為2a減去b2的絕對值得到的差。
7、如權利要求6所述的解調器，其特徵在於，判決線計算模塊包括
平方累加單元，用於根據存儲模塊中保存的I、Q符號數據，以及多碼信道數P、用於平均的符號數N得到功率估計值的和x為
判決線計算單元，用於計算判決線2a為A乘以x的乘積與B的和；其中，A和B分別為2a與x的關係曲線採用分段線性逼近方法近似而成的直線的斜率和偏移量。
8、如權利要求7所述的解調器，其特徵在於，判決線計算模塊還包括
存儲單元，用於保存與不同P、N、x所在區間對應的A和B；
所述判決線計算單元計算判決線是指判決線計算單元根據x、多碼信道數P、和用於平均的符號數N在存儲單元中查找到相應的A和B，然後計算判決線。
9、如權利要求6到8中任一項所述的解調器，其特徵在於，還包括
估計區間調整模塊，用於根據信道條件確定2a的估計區間，根據2a的估計區間確定用於平均的符號數量N。
10、如權利要求9所述的解調器，其特徵在於，估計區間調整模塊根據2a的估計區間確定用於平均的符號數量N是指
當一個時隙估X個2a值時，N等於該時隙中的符號總個數除以X；
當一個時隙估計一個2a值時，N等於一個時隙中的符號總個數；
當多個時隙估計一個2a值時，N等於多個時隙中的符號總個數。
全文摘要
本發明公開了一種高速數據分組接入系統中的解調方法，適用於解調16QAM方式調製的信號，包括根據接收的信號確定軟比特b3等於I，b2等於Q，b1為2a減去b3的絕對值得到的差；b0為2a減去b2的絕對值得到的差；I、Q分別為接收信號轉化得到的高速物理下行鏈路共享信道的同相信號和正交相信號，2a是判決線(式見右下)其中，P為多碼信道數；N為用於平均的符號數。本發明的技術方案直接使用HS-DSCH信道的符號進行幅度估計，能夠提高解調性能；其優化方案進一步為16QAM解調提供了簡單準確的判決線獲得方法，無需估計兩種信道，也不用濾波，因此更易於硬體實現。
文檔編號H04L27/38GK101626361SQ20081013771
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月11日 優先權日2008年7月11日
發明者陶建平, 杜凡平 申請人:中興通訊股份有限公司