专利名称：一种发射功率控制数据的瑞克接收装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种接收装置及方法，尤其涉及一种发射功率控制数据的瑞克接收装置及方法，用于WCDMA中的数字基带下行链路接收系统。
技术背景在WCDMA中数字基带下行链^4妄收系统如图1所示，由小区搜索/路 径搜索，rake (多径分集)接收，DSP处理组成。其中，下行链路的rake接 收包括信道的解扰解扩、信道估计/信道补偿、rake合并。传统的硬件rake接收装置处理如图2所示，在这种rake接收硬件结构 中，数据的处理时间最少也需要512 chip,即一对P-CPICH( Primary Common Pilot Channel,主公共导频信道)符号的宽度，这是进行信道估计所需要的 最少时间，如果加上一些性能优化的处理，处理时间更长。DPCH (Dedicated downlink physical channel,下行专用物理信道)信道 的帧格式如图3所示，DPCH中的TPC (Transmit Power Control,发射功率 控制)域是从基站侧发送过来的，用来进行上行实时的功率控制，TPC域的 发送值为全O或者全l,其功率控制的算法在3GPP协议中有详细描述。对 TPC的rake接收处理要求每个时隙一次，由于TPC处理的时序要求非常严 格，如图4所示，3GPP协议要求，从UE (userequipment,用户终端设备) 下行链路接收到TPC数据，到改变UE上行链路的发射功率(从导频数据开 始)，进行上行功控，只有512 chip的处理时间。因此，现在的TPC的rake 接收处理是由DSP软件实现的，即由DSP软件从DPCH信道中提取TPC符 号，然后用软件实现TPC的rake接收处理。由于DSP软件还要进行层1软 件的处理及层2/层3协议栈的处理。因此对DSP的性能要求比较高。如果用硬件实现这个经常使用并且功能单一的功能模块，可以减小DSP
的开销，降低DSP的工作频率，降低系统的功耗，对于WCDMA终端尤其 重要。发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种发射功率控制数据的瑞克接 收装置及方法，用于WCDMA中的数字基带下行链珞接收系统，以缩短TPC 的处理时间并减少DSP的开销，从而降低系统的功耗。为了解决上述技术问题，本发明提供一种发射功率控制数据的瑞克接收 装置，包括解扰解扩模块，用于根据系统进行小区搜索和路径搜索得到的路径信 息，以及上层协议栈配置的信道的扰码和扩频码，对各个路径的P-CPICH 信道和DPCH信道进行解扰解扩，分别得到各个路径的P-CPICH和DPCH 的数据符号；信道估计模块，用于使用P-CPICH信道的数据符号对各个路径进行信 道估计，得到各个路径的信道估计值；发射功率控制数据提取和补偿模块，用于根据DPCH信道的时隙格式信 息，对各个路径的DPCH信道进行解信道，提取发射功率控制数据，并使用 当前的信道估计值对发射功率控制符号进行信道补偿；瑞克合并模块，用于对补偿后的各个路径上的发射功率控制符号进行合并。其中，所述解扰解扩模块包括扰码产生器、扩频码产生器和解扰解扩器。其中，所述信道估计^t块，进一步包括滤波器，用于对信道估计值进行 滤波，滤除噪声的影响。其中，所述信道估计模块，进一步包括内插/抽取器，用于对信道估计 值进行内插/抽取处理，使信道估计值与发射功率控制符号一^"对应，速率 匹配。其中，所述发射功率控制数据提取和补偿模块在进行信道补偿时所使用 的信道估计值为当前信道估计模块的输出值。
其中，所述瑞克合并模块，采用最大合并比进行发射功率控制符号的合并。其中，所述瑞克合并模块在进行合并时，先进行时隙内部的发射功率控 制数据符号累加，再进行各条路径间发射功率控制符号的最大比合并。为了解决上述技术问题，本发明进而提供一种发射功率控制数据的瑞克接收方法，包括如下步骤(1) 根据系统进行小区搜索和路径搜索得到的路径信息，以及上层协 议栈配置的信道的扰码和扩频码，对各个路径的P-CPICH信道和DPCH信 道进行解扰解扩，分别得到各个路径的P-CPICH和DPCH的数据符号；(2) 使用P-CPICH信道的数据符号对各个路径进行信道估计，得到各 个路径的信道估计值；(3) 根据DPCH信道的时隙格式信息，对各个路径的DPCH,信道进 行解信道，提取发射功率控制数据，并使用当前的信道估计值对发射功率控 制符号进行信道补偿；(4) 对补偿后的各个路径上的发射功率控制符号进行合并。其中，所述步骤(2)进一步包括对信道估计值进行滤波，滤除噪声 的影响。其中，所述步骤(2)进一步包括对信道估计值进行内插/抽取处理， 使信道估计值与发射功率控制符号——对应，速率匹配。其中，步骤(3)所述的信道补偿过程中所使用的信道估计值为当前信 道估计得到的输出值。其中，所述步骤(4)，采用最大合并比进行发射功率控制符号的合并。其中，所述步骤(4)中，在进行合并时，先进行时隙内部的发射功率 控制数据符号累加，再进行各条路径间发射功率控制符号的最大比合并。本发明所述的接收装置及方法，对TPC的rake接收完全采用硬件实现， 才艮据具体实现不同，其中的解扰解扩模块和信道估计模块还可以和其他数据 的rake接收装置共享，结构简单，实现成本低，很大的缩短了 TPC的处理 时间，并减小了DSP开销，降低了功耗。
图1是WCDMA中数字基带下行链,收系统的方框示意图；图2是传统的硬件rake接收装置结构示意图；图3是下行DPCH帧格式示意图；图4是上行功率控制的时序要求示意图；图5是本发明实施例所述的一种发射功率控制数据的rake接收装置结 构示意图；图6是P-CPICH信道估计示意图；图7是传统的rake接收装置中的TPC补偿图；图8是本发明实施例所述一种发射功率控制数据的rake接收装置中的 TPC补偿图；图9是本发明实施例所述的一种发射功率控制数据的rake接收方法的 流程方框示意图；图IO是WCDMA的UE下行TPC接收系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。参考图5,为本发明实施例所述的一种发射功率控制数据的瑞克接收装 置结构示意图，具体包括解扰解扩模块、信道估计模块、TPC提取和补偿 模块、rake合并模块。解扰解扩模块，用于完成信道的解扰解扩过程，支持同时进行两个信道 (DPCH， P-CPICH)的解扰解扩。根据小区搜索和路径搜索得到的路径信 息，以及协议栈软件配置的信道的扰码和扩频码，完成对各个路径的 P-CPICH信道和DPCH信道的解扰解扩，分别得到各个路径的P-CPICH和 DPCH的数据符号。解扰解扩模块包括扰码产生器，扩频码产生器和解扰解
扩器三部分。信道估计模块，用于使用P-CPICH信道的数据符号对各个路径进行信 道估计，得到各个路径的信道估计值。信道估计模块包括信道估计值计算 器、信道估计值滤波器、内插/抽取器。所述信道估计值计算器，根据每两个P-CPICH符号，计算出一个信道 估计值，如图6所示。其计算公式如下2M上式为偶数对符号的信道估计值计算公式；上式为奇数对符号的信道估计值计算公式。其中，al和a2分别为天线1和天线2的信道估计值，rl和r2为解扰解 扩模块输出的一对CPICH符号，A=l+j。当P-CPICH信道为无发射分集时， 天线2的信道估计值为0。为了滤除信道估计值的噪声影响，就需要对计算得到的信道估计值进行 滤波处理，本实施例中所迷的信道估计值滤波器采用的是FIR滤波器。对信道估计值进行滤波处理之后，为了使TPC得到精确的信道估计值， 本发明还对信道估计值进行内插/抽取处理。对信道估计值的内插可以使用 零阶保持内插或者一阶线性内插。在完成内插/抽取后，得到最终的信道估计值，使其与TPC符号--对应，速率完全匹配。而在以往的TPCrake接收过程中，对信道估计值不进行内插/抽取过程，这样得到的信道估计值往 往不是很准确。TPC提取和补偿模块，用于根据DPCH信道的时隙格式信息，对各个 路径的DPCH信道进行解信道，从DPCH信道中提取相应的TPC符号，并 使用当前的信道估计值对TPC符号进行信道补偿。在一般的rake接收过程 中，往往对数据进行緩存，等待与它同时刻的信道估计值计算出来后，信道 数据使用与它同时刻的信道估计值进行信道补偿处理，这样得到的补偿后的 信道值会更准确，如图7所示。在本发明的TPC补偿时，由于TPC需要快 速处理，因此，TPC补偿时的信道估计值使用当前信道估计模块的输出值， 而不是与TPC对应的同时刻的信道估计值，如图8所示。这样，虽然此时 TPC使用的信道估计值不是很精确，但却大大的缩短了 TPC的处理时间。rake合并模块，用于对补偿后的各个路径上的TPC符号进行合并。本 发明采用最大比合并(MRC)进行TPC的合并。由于在进行UE上行功率 控制时，每个路径的每个时隙只会出现一个TPC命令，而根据DPCH的时 隙格式，每个时隙最多有8个TPC符号(16bit)，因此，在本发明进行rake 合并时，先进行时隙内部的TPC数据符号累加，再进行各条路径间TPC符 号的最大比合并，最后产生一个TPC符号。参考图9,为本发明实施例所述的一种发射功率控制数据的瑞克接收方 法流程方框示意图。具体过程如下步骤910:解扰解扩。根据系统进行小区搜索和路径搜索得到的路径信息，以及上层协议栈配 置的信道的扰码和扩频码，对各个路径的P-CPICH信道和DPCH信道进行 解扰解扩，分别得到各个路径的P-CPICH和DPCH的数据符号。步骤920:信道估计。使用P-CPICH信道的数据符号对各个路径首先进行信道估计值计算， 然后采用FIR滤波器进行滤波，最后对滤波后获得的信道估计值进行内插/ 抽取得到各个路径的最终信道估计值。步骤930:信道补偿。根据DPCH信道的时隙格式信息，对各个路径的DPCH信道进行解信 道，提取TPC符号，并使用当前的信道估计值对TPC符号进行信道补偿。步骤940: rake合并。
对补偿后的各个路径的TPC符号先进行时隙内的累加，再进行各个路 径间的最大比合并，得到最终的TPC符号。下面就以WCDMA UE下行数字基带处理为例，详细说明TPC硬件的 rake接收过程。设定当前的DPCH时隙格式中TPC为16 bit,即8个TPC 符号。TPC的rake接收系统中总共有6个路径的处理电路。参考图10,为 WCDMA的UE下行TPC接收系统结构示意图，由小区搜索/路径搜索单元， TPC硬件rake接收装置和DSP组成。下行TPC符号的rake接收过程如下首先，DSP软件发起一个小区搜索和路径搜索过程，小区搜索得到了 当前小区的扰码和扩频码等信息。反馈给DSP软件。同时，开始进行路径 搜索，把搜索到的路径信息发送给TPC硬件rake接收装置。接着，DSP给TPC硬件rake接收装置配置相应的扰码，扩频码信息和 DPCH时隙格式信息，同时，TPC硬件rake装置接收到路径搜索模块发送 过来的路径信息，开始进行解扰解扩。得到6个路径的解扰解扩后的 P-CPICH信道数据和DPCH信道数据。而信道估计模块使用6个路径的P-CPICH信道进行信道估计值计算， 滤波，得到6个路径的信道估计值，输出到TPC提取和补偿模块。然后TPC提取和补偿模块根据DSP提供的DPCH时隙格式进行6个路 径的TPC数据的提取，每个路径上都提取出8个TPC符号，使用信道估计 模块当前输出的信道估计值进行信道补偿。然后6个路径分别输出8个补偿 后的TPC符号。作为TPC的rake接收装置中最后一个模块的rake合并模块，先对每个 路径中的TPC符号进行处理，把每个路径中同一个时隙内的补偿后的TPC 符号进行累加，共8个符号。此时，每个路径只有一个累加后的TPC符号。 然后把6个路径的累加后的TPC符号进行最大比合并，得到一个最终的TPC 符号。最后把此TPC符号发送给DSP软件，进行后续处理。本发明完全用硬件来实现TPC数据的rake接收处理，处理时间短，结 构简单，而且一些硬件资源(如解扰解扩，信道估计等)还可以和其他数据
的rake接收模块共享，基本不占用DSP资源，使得DSP有充分的资源进行 其他的处理，或者可以降低DSP的处理时钟，以达到节省功耗的目的。
权利要求
1.一种发射功率控制数据的瑞克接收装置，用于WCDMA中的数字基带下行链路接收系统，其特征在于，包括解扰解扩模块，用于根据系统进行小区搜索和路径搜索得到的路径信息，以及上层协议栈配置的信道的扰码和扩频码，对各个路径的P-CPICH信道和DPCH信道进行解扰解扩，分别得到各个路径的P-CPICH和DPCH的数据符号；信道估计模块，用于使用P-CPICH信道的数据符号对各个路径进行信道估计，得到各个路径的信道估计值；发射功率控制数据提取和补偿模块，用于根据DPCH信道的时隙格式信息，对各个路径的DPCH信道进行解信道，提取发射功率控制数据，并使用当前的信道估计值对发射功率控制符号进行信道补偿；瑞克合并模块，用于对补偿后的各个路径上的发射功率控制符号进行合并。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述瑞克合并^^莫块在进行 合并时，先进行时隙内部的发射功率控制数据符号累加，再进行各条路径间 发射功率控制符号的最大比合并。
8. —种发射功率控制数据的瑞克接收方法，用于WCDMA中的数字基 带下行链路接收系统，其特征在于，包括(1) 根据系统进行小区搜索和路径搜索得到的路径信息，以及上层协 议栈配置的信道的扰码和扩频码，对各个路径的P-CPICH信道和DPCH信 道进行解扰解扩，分别得到各个路径的P-CPICH和DPCH的数据符号；(2) 使用P-CPICH信道的数据符号对各个路径进行信道估计，得到各 个路径的信道估计值；(3 )根据DPCH信道的时隙格式信息，对各个路径的DPCH信道进行 解信道，提取发射功率控制数据，并使用当前的信道估计值对发射功率控制 符号进行信道补偿；(4)对补偿后的各个路径上的发射功率控制符号进行合并。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)进一步包括 对信道估计值进行滤波，滤除噪声的影响。
10. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)进一步包 括对信道估计值进行内插/抽取处理，4吏信道估计值与发射功率控制符号 一一对应，速率匹酉己。
11. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述的信道补 偿过程中所使用的信道估计值为当前信道估计得到的输出值。
12. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)，采用最 大合并比进行发射功率控制符号的合并。
13. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在进 行合并时，先进行时隙内部的发射功率控制数据符号累加，再进行各条路径 间发射功率控制符号的最大比合并。
全文摘要
本发明公开了一种发射功率控制数据的瑞克接收装置，包括解扰解扩模块、信道估计模块、发射功率控制数据提取和补偿模块、瑞克合并模块。本发明还公开了一种发射功率控制数据的瑞克接收方法，具体过程为解扰解扩、信道估计、信道补偿、瑞克合并。应用本发明所述的接收装置及方法，缩短了发射功率控制数据的处理时间并减小了DSP的开销，从而降低了系统的功耗。
文档编号H04B7/005GK101110605SQ20061010326
公开日2008年1月23日 申请日期2006年7月20日 优先权日2006年7月20日
发明者坤 周 申请人:中兴通讯股份有限公司