专利名称：基于闭环发射分集模式2的反馈信息的确定方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及码分多址(CDMA)系统发射分集反馈信息的确定方法，特别是宽带码分多址(WCDMA)系统中基于闭环发射分集模式2的反馈信息的确定方法及装置。
背景技术：
由于移动通信环境存在着严重的多径衰落，这将会影响系统信息传输的可靠性，为解决这个问题，在接收机处引入了分集技术。由于移动台存在体积、价格以及电池容量等方面的限制，使得多天线的空间分集几乎不可行。但是如果把无线信道近似视为时变线形系统，则可利用线形系统的等效变换，将接收端的天线(接收)分集等效为发射端的天线(发射)分集。在WCDMA中，为了减少FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)对于发射分集的恶化影响，一般建议采用闭环控制方式来实现发射分集。WCDMA中定义了两种闭环发射分集，即闭环发射分集模式1和模式2。
在第三代移动通信合作组织(3GPP)的标准中，对发射分集技术有如下规定支持专用物理信道(DPCH，Dedicated Physical Channel)闭环模式发射分集的发射机的一般结构如图1所示。图1中的信道编码、交织和扩频与非分集模式相同。扩频后的复信号送到两个发射天线，并被天线的特定加权因子w1和w2加权。通常情况下加权因子为复数，即wi＝ai+jbi。加权因子(对应的闭环模式1下的相位调整量和闭环模式2下的相位/幅度调整量)由用户设备(UE)决定，并利用上行专用物理控制信道(DPCCH，Dedicated Physical Control Channel)的反馈信息(FBI，Feedback Information)字段的比特通知通用陆地无线接入网(UTRAN)接入点，即小区收发信机。
对闭环模式1，两个不同的天线发射的DPCCH的专用导频符号不同(正交)；对闭环模式2，在两个不同的天线上发射的DPCCH上的专用导频符号相同。对于闭环发射分集模式2，3GPP标准规定在闭环模式2，相位和幅度调整量共有16种组合方式，UE可以根据下述表1和表2选择其中的一种。表1是闭环模式2信令消息的FSMpo(反馈发射信息-幅度)子字段，表2是闭环模式2信令消息的FSMph(反馈发射信息-相位)子字段。与模式1不同的是，模式2在UE端没有进行星座图的旋转，在UTRAN端不用对接收到的加权进行滤波。
表1
表2
为了得到最好的性能，UE和UTRAN接入点都要不断更新调整量。例如，每一个时隙，UE都要从预先给定的允许的FSM发射比特集中重新选择FSM，这个集合如图2所示，其中，bi(0＜＝i＜＝3)，对应从MSB(高位比特)到LSB(低位比特)排列的FSM比特，参考上述表1和表2，m＝0，1，2，3。
在发送FSM之前，UE先从16种可能中选择一个最好的FSM，即反馈发射信息，然后在上行DPCCH的4个(FSM消息长度)时隙中根据MSB到LSB的顺序发送这个FSM。在FSM的发送过程中，UE要不断优化FSM的选择，优化选择过程如下设FSM在时隙k到时隙k+3之中发射，定义其4个比特为{b3(k)b2(k+1)b1(k+2)b0(k+3)}，其中k＝0，4，8，12。设接收信号强度P＝wHHHHw+中定义的估计接收功率代价函数p为p({x3，x2x1x0})，其中{x3x2x1x0}是16种FSM中的一个，函数p定义了依据上述表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的值为0或1。
则一帧中的第m个(m取0，1，2，3)FSM的比特为从16种{x3x2x1x0}中选择一个使p({x3x2x1x0})最大的一个，然后选择X3作为b3(4m)；从8种{b3(4m)x2x1x0}中选择一个使p({b3(4m)x2x1x0})最大的一个，然后选择X2作为b2(4m+1)；再从4种{b3(4m)b2(4m+1)x1x0}中选择一个使p({b3(4m)b2(4m+1)x1x0})最大的一个，然后选择X1作为b1(4m+2)；从2种{b3(4m)b2(4m+1)b1(4m+2)x0}中选择一个使p({b3(4m)b2(4m+1)b1(4m+2)x0})最大的一个，然后选择X0作为b0(4m+3)；UTRAN在每个时隙，根据最近接收到的FSM字的每个位置的比特重新构造FSM，并且根据表1和表2定义的方法用于相位和幅度(由功率得到)的调整。UTRAN的操作过程是，UTRAN维护一个寄存器z＝{z3z2z1z0}，这个寄存器根据zi＝bi(ns)(i＝0--3，ns＝0--14)每一时隙更新一次，zi为FSM判决值对应比特，其内容用于确定相位和幅度调整量，如表1和表2所示。其中FSMph＝{z3z2z1}，FSMpo＝Z0。加权因子w按下述公式计算w‾=[power_ant1power_antw2exp(j phase_diff)]]]>一般常用的闭环发射分集模式2的FBI判决方法是利用对两根天线无线信道的信道估计模块得到的估计参数h1和h2，求取对应接收信道的相角差，再选择所需的加权因子w2的权值。具体方法是选择权值点w2′使得UE的接收信号强度最大，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分别代表估计出来的两个发射天线1和2的信道冲激响应，长度与信道冲激响应的长度相同。w对应UE计算出的相位和幅度调整量。(·)H为共轭转置运算。
上述具体调整量对应w的判决方法为取一个时隙的各多径的信道估计结果作为信道参数H，分别对于该时隙允许的w计算对应的接收信号强度P，以对应P值最大的w为判决结果。
由上述可知，现有模式2的加权因子判决技术均建立在线性平滑/滤波方法基础上，无法有效抑制信道估计以及计算幅角中非线性运算对于误差的放大。这样，由于实际系统中必然存在的噪声的影响，在信道估计以及判决方法中被放大，不容易得到准确的判决结果。
另外，由于P的计算中需要信道估计的结果，会对判决带来一定的延时，不利于该技术在移动台速度较高情况下的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于闭环发射分集模式2的反馈信息的确定方法及装置，以使系统闭环模式发射分集发射机获得较高的权值判决可靠性。
为达到上述目的，本发明提供的WCDMA系统中闭环发射分集模式2的反馈信息的确定方法，包括步骤1设置CPICH信号对应的闭环发射分集模式2的权值点判决函数；步骤2用户设备(UE)对接收到的公共导频信道(CPICH)信号进行解调，得到CPICH信号的各个多径的解调结果信号；
步骤3计算上述CPICH信号的各个多径的解调结果信号对应的判决函数，根据计算结果和所需要的精度确定反馈信息(FBI)并通过上行信道输出，然后返回步骤2。
步骤1设置下述公式所述的判决函数闭环发射模式2的第1个判决函数H21=H1cosπ8+H2sinπ8;]]>闭环发射模式2的第2个判决函数H22=H2cosπ8-H1sinπ8;]]>闭环发射模式2的第3个判决函数H23＝|H22|-|H21|；闭环发射模式2的第4个判决函数H24=(sI12+sQ12)-(sI22+sQ22);]]>其中H1＝sQ1sI2-sI1sQ2；H2＝sI1SI2+sQ1sQ2；式中，SI1、SQ1、SI2和SQ2分别为UE解调后得到的对应两个天线CPICH的I路和Q路的导频符号。
所述步骤3进一步包括步骤31对应CPICH第i个符号的第j条径计算闭环发射分集模式2的4个判决函数H21ij、H22ij、H23ij和H24ij的值；步骤3.2对上述4个所有多径的判决函数按照下述公式进行相加求和，获得第i个符号的判决函数H21i、H22i、H23i和H24i的值；H2ki=Σj=1NpathH2kij,]]>k＝1、2、3、4；Npath为多径个数；步骤33对上述4个判决函数H21i、H22i、H23i和H24i按照下述公式分别进行所有符号判决函数值的累加，得到H21、H22、H23和H24；H2k=Σi=nNcounter+n-1H2ki,]]>k＝1，2，3，4，n为开始计数的符号，Ncounter为预先根据需要反馈的FBI精度设置的所需累加的次数；
步骤3.4判断是否达到所需的累加次数Ncounter，如果达到进行步骤35，否则回到步骤2继续处理下一个符号；步骤35对应判决函数H21、H22、H23、H24值的符号获得FBI值； 上式中，根据时隙号确定FBI选择的sk，其中， k＝1，2，3，4；步骤36通过上行信道发射FBI。
本发明提供的基于闭环发射分集模式2的反馈信息的确定装置，包括多条径的判决函数H21、H22、H23和H24的计算模块、上述判决函数计算模块对应的4个多径相加器及其对应的4个累加器以及选择判决模块，其中判决函数H21、H22、H23和H24的计算模块，分别用于完成相应径导频符号对应的闭环发射模式2的第1个到第4个判决函数值的计算；所述闭环发射模式2的第1个到第4个判决函数H21、H22、H23和H24分别为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分别为UE解调后得到的对应两个天线CPICH的I路和Q路的导频符号。
多径相加器，分别用于完成上述判决函数H21、H22、H23和H24计算模块输出的判决函数值的求和操作；累加器，分别用于对上述多径相加器输出的求和结果按照预定的次数进行累加，当累加次数达到预定次数后，输出累加结果；选择判决模块，用于根据上述累加器的输出结果判决得到反馈信息。
由于本发明采用对4个判决函数进行分别累加，根据累加结果所处的时隙确定FBI，这样可以有效地控制噪声对FBI判决结果的影响，同时由于上述判决函数的参数敏感性较小，因此可以获得较准确的FBI，进而使系统闭环模式发射分集发射机获得较高的权值判决可靠性。
图1是支持DPCH闭环模式发射分集的下行发射机的一般结构；图2是闭环模式2下UE端优化选择方案示意图；图3是闭环发射分集模式2中加权因子w2可能出现的位置图；图4是图3经过旋转后，闭环发射分集模式2中加权因子w2可能出现的位置图；图5是本发明所述方法的实施例流程图；图6是本发明所述装置的实施例框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述闭环发射分集模式2的权值点如图3所示，其分布在16个点上，并且仅存在角度判决以及幅度判决。由于判决点位于坐标轴上，所以在判决时需要先将图3中的各个判决点的位置逆时针旋转π/8，如图4所示。
根据3GPP(第三代移动通信合作组织)协议，将控制判决划分为四个，即可以设置4个公共导频信道(CPICH)信号对应的闭环发射分集模式2的权值点判决函数为；H1所需权值在旋转后的上半平面上；H2所需权值在旋转后的右半平面上；H3所需权值在旋转后的各个象限接近水平轴的位置；H4所需权值位于内部圆周上。
由图4可知，上述4个判决对应等价于以下判决函数大于0第1个判决函数H21=H1cosπ8+H2sinπ8;]]>第2个判决函数H22=H2cosπ8-H1sinπ8;]]>第3个判决函数H23＝|H22|-|H21|；以及，第4个判决函数H24=(sI12+sQ12)-(sI22+sQ22);]]>其中H1＝sQ1sI2-sI1sQ2；H2＝sI1sI2+sQ1sQ2；式中，SI1、SQ1、SI2和SQ2分别为解调后得到的对应两个天线CPICH的I路和Q路的导频符号。由于上述判决函数中仅存在乘法和加法运算，所以可以认为是参数不敏感的。
本发明所述方法的实施例参考图5。首先用户设备(UE)在步骤1对接收到的公共导频信道(CPICH)信号进行解调，得到CPICH信号的各个多径的解调结果信号；在步骤2对上述各个多径的解调结果信号进行加权处理，然后即可计算CPICH信号的各个多径的加权后的解调结果信号对应的判决函数，根据计算结果和所需要的精度确定反馈信息(FBI)并通过上行信道输出。因此，在步骤3完成CPICH第i个符号的第j条径的闭环发射分集模式2的4个判决函数H21ij、H22ij、H23ij和H24ij的值的计算，以得到更加准确的FBI，从而获得更加理想的下行接收效果；在步骤4对上述4个所有多径的判决函数按照下述公式进行相加求和，获得第i个符号的判决函数H21i、H22i、H23i和H24i的值，这样通过单个符号的多径判决函数的增加，易于获得更加准确的FBI；H2ki=Σj=1NpathH2kij,]]>k＝1、2、3、4；Npath为多径个数；接着在步骤5对上述4个判决函数按照下述公式分别进行所有符号判决函数值的累加，得到多个符号判决函数的累加结果H21、H22、H23和H24；H2k=Σi=nNcounter+n-1H2ki,]]>k＝1，2，3，4，n为开始计数的符号，Ncounter为预先根据需要反馈的FBI精度设置的所需累加的次数；在步骤6判断是否达到所需的累加次数Ncounter，由于Ncounter通常为通过仿真获得的达到一定接收效果所需要的累加次数，达到Ncounter，说明达到了权值判决需要的判决函数累加精度，因此，如果达到则在步骤7对应闭环发射分集模式2的权值点判决函数H1、H2、H3、H4对应的判决函数H21、H22、H23和H24值的符号的获得FBI值，然后通过上行信道发射FBI。如果在步骤6判断对判决函数H21、H22、H23和H24的累加未达到所需的累加次数Ncounter，否则返回步骤1继续下一个符号的判决。
上述FBI值参考下述公式获得 上式是基站发射的依据，式中根据时隙号确定FBI选择的sk，根据3GPP协议25.214中的规定，确定了时隙号(这是系统已知信息，由系统同步性保证，即一旦系统可以工作，则UE就知道当前时刻的时隙号)与FSM(FBI为其中的一个比特)的当前发射比特(即FBI)的关系。同时，H2k(k＝1，2，3，4)在物理意义上与FBI的比特位置有对应的关系。所以，时隙号(0-14)与判决函数H2k就存在唯一对应的关系。如此确定了根据时隙号确定FBI选择的sk。
k＝1，2，3，4。
图6是本发明所述装置的实施例框图。图6所述的基于闭环发射分集模式2的反馈信息的确定装置，包括N条多径的闭环发射分集模式2的判决函数H21、H22、H23和H24函数计算模块611到61N、621到62N、631到63N以及641到64N，对应上述4个判决函数的多径相加器651、652、653、654，上述多径相加器对应的累加器661、662、663、664以及选择判决模块67。
上述N条多径的H21、H22、H23和H24函数计算模块，即模块611到61N、621到62N、631到63N以及641到64N，分别用于完成相应径导频符号对应的闭环发射模式2的第1个到第4个判决函数值的计算，其输入分别为对应径导频符号，输出对应径的判决函数计算结果分别至多径相加器651、652、653和654。；所述闭环发射模式2的第1个到第4个判决函数H21、H22、H23和H24分别为
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分别为UE解调后得到的对应两个天线CPICH的I路和Q路的导频符号。
多径相加器651、652、653、654，分别用于完成上述判决函数H21、H22、H23和H24计算模块输出的判决函数值的求和操作；其输入为所有多径的对应判决函数的值，输出对应判决函数至对应的累加器(661、662、663、和664)。
累加器661、662、663、和664，分别用于对上述多径相加器651、652、653、654输出的求和结果按照预定的次数进行累加，当累加次数达到预定次数后，输出累加结果。也就是说，上述累加器完成对应总判决函数的总的累加功能，其输入为对应4个判决的总判决函数的值，其输出均到选择判决模块67。
选择判决67，用于根据上述累加器的输出结果判决得到反馈信息，即完成根据对应4个判决函数的值所对应的FBI，其输入为对应4个判决的和判决，输出判决反馈的FBI比特至UE的发射单元。
权利要求
1.一种WCDMA系统中闭环发射分集模式2的反馈信息的确定方法，其特征在于，包括步骤1设置CPICH信号对应的闭环发射分集模式2的权值点判决函数；步骤2用户设备(UE)对接收到的公共导频信道(CPICH)信号进行解调，得到CPICH信号的各个多径的解调结果信号；步骤3计算上述CPICH信号的各个多径的解调结果信号对应的判决函数，根据计算结果和所需要的精度确定反馈信息(FBI)并通过上行信道输出，然后返回步骤2。
2.根据权利要求1所述的反馈信息的确定方法，其特征在于，步骤1设置下述公式所述的判决函数闭环发射模式2的第1个判决函数H21=H1cosπ8+H2sinπ8;]]>闭环发射模式2的第2个判决函数H22=H2cosπ8-H1sinπ8;]]>闭环发射模式2的第3个判决函数H23＝|H22|-|H21|；闭环发射模式2的第4个判决函数H24=(sI12+sQ12)-(sI22+sQ22);]]>其中H1＝SQ1SI2-SI1SQ2；H2＝SI1SI2+SQ1SQ2；式中，SI1、SQ1、SI2和SQ2分别为UE解调后得到的对应两个天线CPICH的I路和Q路的导频符号。
3.根据权利要求2所述的反馈信息的确定方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括步骤31对应CPICH第i个符号的第j条径计算闭环发射分集模式2的4个判决函数H21ij、H22ij、H23ij和H24ij的值；步骤3.2对上述4个所有多径的判决函数按照下述公式进行相加求和，获得第i个符号的判决函数H21i、H22i、H23i和H24i的值；H2ki=Σj=1NpathH2kij,]]>k＝1、2、3、4；Npath为多径个数；步骤33对上述4个判决函数H21i、H22i、H23i和H24i按照下述公式分别进行所有符号判决函数值的累加，得到H21、H22、H23和H24；H2k=Σi=nNcounter+n-1H2ki,]]>k＝1，2，3，4，n为开始计数的符号，Ncounter为预先根据需要反馈的FBI精度设置的所需累加的次数；步骤3.4判断是否达到所需的累加次数Ncounter，如果达到进行步骤35，否则返回步骤2；步骤35对应判决函数H21、H22、H23、H24值的符号获得FBI值； 上式中，根据时隙号确定FBI选择的sk，其中， 步骤36通过上行信道发射FBI。
4.一种基于闭环发射分集模式2的反馈信息的确定装置，包括多条径的判决函数H21、H22、H23和H24的计算模块、上述判决函数计算模块对应的4个多径相加器及其对应的4个累加器以及选择判决模块，其中判决函数H21、H22、H23和H24的计算模块，分别用于完成相应径导频符号对应的闭环发射模式2的第1个到第4个判决函数值的计算；所述闭环发射模式2的第1个到第4个判决函数H21、H22、H23和H24分别为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分别为UE解调后得到的对应两个天线CPICH的I路和Q路的导频符号。多径相加器，分别用于完成上述判决函数H21、H22、H23和H24计算模块输出的判决函数值的求和操作；累加器，分别用于对上述多径相加器输出的求和结果按照预定的次数进行累加，当累加次数达到预定次数后，输出累加结果；选择判决模块，用于根据上述累加器的输出结果判决得到反馈信息。
全文摘要
本发明公开了一种WCDMA系统中闭环发射分集模式2的反馈信息的确定方法，该方法首先设置CPICH信号对应的闭环发射分集模式2的权值点判决函数，这样，UE对接收到的公共导频信道(CPICH)信号进行解调，得到CPICH信号的各个多径的解调结果信号，计算上述各个多径的解调结果信号对应的判决函数，根据计算结果和所需要的精度确定FBI并通过上行信道输出；由于可以根据权值判决函数的计算结果确定FBI，这样可以有效地控制噪声对FBI判决结果的影响，可以获得较准确的FBI，进而使系统闭环模式发射分集发射机获得较高的权值判决可靠性。本发明还公开了一种WCDMA系统中闭环发射分集模式2的反馈信息的确定装置。
文档编号H04W52/40GK1520076SQ0310179
公开日2004年8月11日 申请日期2003年1月20日 优先权日2003年1月20日
发明者吴涛, 涛 吴 申请人:华为技术有限公司