专利名称：检测无信号子帧的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种检测无信号子帧的方法和装置。
背景技术：
无线通信系统中，降低信道间的干扰是实现提高系统容量的一个重要的手段。据统计， 一般地，人在通话过程中大约只有40%的时间发声，针对该特点，现有的无线通信系统采用 不连续发射(Discontinuous Transmission, DTX)技术，具体为在通话过程的沉默期间， 发射机不需要发送数据，此时，将发射机的发射功率降低到极低的限度，甚至将发射机关闭， 这样可以较大地降低发射功率，进而降低信道间的干扰，提高系统容量；另外，由于降低了 发射机的发射功率，还可以达到节电的目的。当然，DTX也可以应用于数据业务的传输中并 得到同样效果。
以下以时分同步的码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access, TD-SCDMA)系统为例说明。TD-SCDMA系统中，信号以无线帧的形式在空中传播，图 1示出了无线帧和突发的结构。如图所示， 一个无线帧分为两个子帧(sub-frame),每个子 帧中有三个特殊时隙(Time Slot, TS)和TS0到TS6七个常规时隙，发射机将信号以突发 (Burst)的形式在某个时隙上发送出去。并且，如图所示，突发中可以包括发射功率控制 (Transmission Power Control, TPC)和同步偏移(Synchronization Shift, SS)命令， 接收端根据这些命令进行发射功率控制和同步偏移控制。本领域技术人员知道，实现发射功 率和同步的正确控制在无线系统中是最基本的，也是十分重要的要求。
在上行/下行DTX过程中的发送端，即用户终端(User Equipment, UE) /基站(NodeB) 中，发射机周期性的发送特殊突发(Special Burst)到接收端，以表示该过程是DTX过程。 在相邻的两个Special Burst之间，发射机不发送信号。这里，把发射机没有发送信号的每 个子帧称为无信号子帧(no-signal-sub-f，e)。
由于在DTX过程中，发射机在两个相邻特殊突发之间不发送信号，因此，在接收端，接 收机需要对DTX期间接收到的信号进行检测，确定发射机在哪些子帧发送了信号，哪些子帧 没有发送信号。
但是，目前接收端接收到每个子帧的信号以后，并没有判断无信号子帧的机制。如果在 DTX过程中，仍不对每个子帧接收到的信号进行无信号子帧的判断，就会造成从无信号子帧 中提取错误的TPC/SS命令，并执行这样提取的错误的TPC/SS命令的情况。接收端执行错误 的TPC/SS命令的结果会导致功率、同步等发生错误，进而影响通话质量，甚至导致通话失败。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测无信号子帧的方法和装置，以解决在DTX过程中需要对接 收到的无信号子帧进行检测的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种检测无信号子帧的方法和装置是这样实现的 一种检测无信号子帧的方法，包括 设置门限值；计算本子帧的信号功率；
比较信号功率与门限值，当信号功率小于或等于门限值时，判断该子帧为无信号子帧。
所述设置门限值由以下方式实现
检测本子帧的噪声功率；
将检测到的噪声功率增加一个偏置值后作为门限值。 所述偏置值可以根据经验预先设定为一个大于0的值。 所述计算本子帧的信号功率由以下方式实现
估计本子帧的信道冲击响应，并根据该信道冲击响应得到本子帧的信号功率。 所述估计本子帧的信道冲击响应并根据该信道冲击响应得到本子帧的信号功率由以下方 式实现
由每根天线的接收信号估计每根天线上从发射机到接收机的信道冲击响应； 由估计的每根天线上的信道冲击响应按照如下公式计算发射机发送信号的接收功率
p(")^iii歌")12
其中，k为天线号，K为接收天线的总数，n表示信道冲击响应中第n径，N表示信道冲 击响应窗口内总径数，WA:,n)为第k根天线上信道冲击响应窗口内第n径的信道冲击响应，
为复数，l&(fc,n)ll为对该信道冲击响应做取模运算，1/z(fc,nf为第k根天线上信道冲击响应窗
口内第n径信道冲击响应的功率。
所述比较信号功率与门限值还包括
当信号功率大于门限值，则判断该子帧为特殊突发子帧或数据子帧。 所述当判断该子帧为无信号子帧时进一步包括忽略该子帧。
一种检测无信号子帧的装置，包括信号功率计算单元，门限值设置单元和子帧判断单元, 其中，
信号功率计算单元用于计算本子帧的信号功率； 门限值设置单元用于设置门限值；子帧判断单元用于比较所述信号功率和门限值，当信号功率小于或等于门限值时判断该 子帧为无信号子帧。
所述信号功率计算单元包括信道冲击响应估计单元和信号功率求和平均单元，其中， 信道冲击响应估计单元用于估计每根天线上的信道冲击响应；
信号功率求和平均单元用于由信道冲击响应估计单元估计的每根天线上的信道冲击响应 求得每径信号的功率，并对每根天线上每径的信号功率进行求和平均计算后得到本子帧的信 号功率。
所述门限值设置单元包括噪声功率检测单元与增加偏置单元，其中， 噪声功率检测单元用于检测本子帧的噪声功率；
增加偏置单元用于将噪声功率检测单元检测到的噪声功率增加一个偏置后作为门限值。 所述子帧判断单元还用于比较所述信号功率和门限值，当信号功率大于门限值时判断该
子帧为特殊突发子帧或数据子帧。
所述装置还包括子帧处理单元，用于当子帧判断单元判断子帧为无信号子帧时，忽略该
无信号子帧。
由以上本发明提供的技术方案可见，本发明检测本子帧的噪声功率，并根据该噪声功率 设置门限值，估计本子帧的信道冲击响应，并根据该信道冲击响应计算得到信号功率，之后， 比较得到的信号功率和门限值，当信号功率小于等于门限值时判断该子帧为无信号子帧，这 样，接收端可以知道接收到的子帧是否为无信号子帧，进而可以忽略该无信号子帧，即不执 行该无信号子帧内的TPC/SS命令，从而保证了 DTX过程中传输功率控制和同步偏移控制的正 确性。
图1为帧、子帧、突发原理图2为本发明方法实施例的流程图3为本发明装置实施例的结构图。
具体实施例方式
本发明的核心是提供一种检测无信号子帧的方法和装置，检测本子帧的噪声功率，并根 据该噪声功率设置门限值，估计本子帧的信道冲击响应，并根据该信道冲击响应计算得到信 号功率，之后，比较得到的信号功率和门限值，当信号功率小于等于门限值时判断该子帧为 无信号子帧，反之，当信号功率大于门限值时判断该子帧为特殊突发子帧或数据子帧。具体 地，可以将检测到的本子帧的噪声功率增加一个偏置后设置为门限值；可以由信道冲击响应 估计单元估计的每根天线上的信道冲击响应求得每径信号的功率，并对每根天线上每径的信号功率进行求和平均计算后得到本子帧的信号功率。
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的方案，以下以TD-SCDMA为例，结合附图和具 体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
本领域技术人员知道，现有的TD-SCDMA中的规范规定，DTX过程中，无论上行还是下行 方向上，发送端(对应的为UE和NodeB)首先发射Special Burst帧到接收端(对应的为NodeB 和UE)，其中，每个Special Burst帧包括两个Specail Burst子帧，接收端收到第一个Special Burst帧后，认为上行/下行DTX开始。之后，发送端关闭发射机。 一定时间后，发射端打开 发射机，再次发送Special Burst帧，随后发送端关闭发射机。DTX期间，发送端就是这样 按照一定周期间隔发送Special Bursts帧。发送端每隔一定的周期发送的Special Burst帧 中的TPC/SS命令才是接收端应该接收的正确命令。而接收端在整个DTX过程中一直接收每个 子帧，当接收到的不是Special Burst子帧，而是无信号子帧时，仍然按照正常的数据处理 过程从无信号子帧中提取TPC/SS命令并执行，因此导致了前述的技术问题。
以下介绍本发明方法的具体实施例。
图2示出了本发明方法实施例的流程。
步骤201:检测本子帧的噪声功率，并将检测到的噪声功率增加一个偏置后作为门限值。
本领域技术人员知道，对本子帧噪声功率的检测是现有技术中较为成熟的技术，例如可 以采用空窗口 (empty-window)技术或其它适合的技术，在此不再赘述。
可以设置一个偏置，将检测到的噪声功率与该偏置相加后作为门限值。该偏置值应当是 —个大于0的值，其大小可以作为一个操作维护(Operation & Maintenance, 0&M)参数， 根据经验预先设定。例如，可以设置偏置值为3dB (以下都以dB表示)，将检测到的噪声功 率增加3dB后作为门限值(Threshold)。
步骤202:估计本子帧的信道冲击响应，并根据该信道冲击响应计算得到本子帧的信号 功率。
本领域技术人员知道，对信道冲击响应(Channel Impulse Response, CIR)的估计也是 现有技术中较为成熟的技术，因此在此不再赘述。
接收端可能一共有K个天线，每个天线都能够接收到发送端发送的信号。由于无线信道 的多径效应，每根天线上接收到的信号都是发送端发送的信号经过多径传播得到的多径信号 的迭加。接收端将分别由每个天线上的接收信号估计得到从发送端到该天线的无线信道的冲 击响应。如前所述，每根天线上信道冲击响应的估计为现有技术。之后，由这K个天线上的 信道冲击响应得到本子帧的信号功率。
本子帧的信号功率SignalPower的计算方法为其中，第k个天线上编号为n的径上的信道冲击响应为/;(yt,")， W)t,")为复数，因此需
要对其进行取模运算，即公式中的I/7(A:,")11， IW、"f为第k根天线上信道冲击响应窗口内第
n径信道冲击响应的功率。N表示信道冲击响应窗口内总径数。 每个径在时间上的间隔为Tc=Ichip=l/(1280000)=0.78125us。
可见，由信道冲击响应估计单元估计的每根天线上的信道冲击响应求得每径信号的功率， 并对每根天线上每径的信号功率进行求和平均计算后得到本子帧的信号功率。 这样，就得到了本子帧的信号功率。
步骤203:比较得到的信号功率和门限值，当信号功率小于或等于门限值，则判断该子 帧为无信号子帧。
反之，当信号功率大于门限值，则判断该子帧为Special Burst子帧或数据子帧。 进一步的，接收端判断得到的子帧为无信号子帧时，忽略该子帧，即不对该子帧进行常 规处理，即不提取其中的TPC/SS命令，进而不执行传输功率和同步控制。
上述步骤201与202之间没有固定的先后顺序，也可以先计算信号功率，后计算噪声功率。
如果门限值设置得过高，则Special Burst子帧和数据子帧会丢失，使在这些子帧中携 带的TPC/SS命令丢失，造成系统功率控制和同步控制性能下降。如果门限值设置得过低，则 会造成虛警，即把无信号子帧当成SB和数据子帧，进而会使接收机响应错误的TPC/SS命令， 因此，门限值的合理设定关系到提高检测概率、降低虚警概率。
以下介绍本发明装置的具体实施例。
图3示出了本发明装置实施例的结构图。
如图所示，本发明提供的装置包括信号功率计算单元31，门限值设置单元32和子帧判 断单元33，其中，
信号功率计算单元31与子帧判断单元33相连，用于计算本子帧的信号功率。 信号功率计算单元31包括信道冲击响应估计单元311和信号功率求和平均单元312，其
中，
信道冲击响应估计单元311与信号功率求和平均单元312相连，用于估计每根天线上从 发送端到该天线的信道冲击响应，并将所述估计的信道冲击响应值发送到信号功率求和平均 单元312。信号功率求和平均单元312与信道冲击响应估计单元311相连，由信道冲击响应估计单 元估计的每根天线上的信道冲击响应求得每径信号的功率，并对每根天线上每径的信号功率 进行求和平均计算后得到本子帧的信号功率，并将该信号功率发送到子帧判断单元33。 门限值设置单元32与子帧判断单元33相连，用于设置门限值。 门限值设置单元32包括噪声功率检测单元321与增加偏置单元322，其中， 噪声功率检测单元321用于检测本子帧的噪声功率，并将该噪声功率发送到增加偏置单 元322。
增加偏置单元322用于将收到的噪声功率增加一个偏置后作为门限值，并将该门限值发 送到子帧判断单元33。
子帧判断单元33用于比较收到的信号功率和门限值，当信号功率小于或等于门限值时判 断该子帧为无信号子帧。
子帧判断单元33还用于比较所述信号功率和门限值，当信号功率大于门限值时判断该子
帧为特殊突发子帧或数据子帧。
所述装置还包括子帧处理单元34，与子帧判断单元33相连，用于当子帧判断单元33判
断子帧为无信号子帧时，忽略该无信号子帧。
所述子帧处理单元34相关的对子帧进行处理的单元忽略无信号子帧，即停止对无信号子 帧进行处理，这里，更确切地，包括停止执行无信号子帧内的TPC/SS命令。
利用本发明的装置检测无信号子帧的具体过程与前述本发明的方法类似，在此不再赘述。 由以上实施例可见，本发明检测本子帧的噪声功率，并根据该噪声功率设置门限值，估 计本子帧的信道冲击响应，并根据该信道冲击响应得到信号功率，之后，比较得到的信号功 率和门限值，当信号功率小于等于门限值时判断该子帧为无信号子帧，这样，接收端可以知 道接收到的子帧是否为无信号子帧，进而可以忽略该无信号子帧，即不执行该无信号子帧内 的TPC/SS命令，从而保证了 DTX过程中传输功率控制和同步偏移控制的正确性。
权利要求
1、 一种检测无信号子帧的方法，其特征在于，包括 设置门限值；计算本子帧的信号功率；比较信号功率与门限值，当信号功率小于或等于门限值时，判断该子帧为无信号子帧。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述设置门限值由以下方式实现 检测本子帧的噪声功率；将检测到的噪声功率增加一个偏置值后作为门限值。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述偏置值可以根据经验预先设定为一个大 于0的值。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算本子帧的信号功率由以下方式实现 估计本子帧的信道冲击响应，并根据该信道冲击响应得到本子帧的信号功率。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述估计本子帧的信道冲击响应并根据该信道冲击响应得到本子帧的信号功率由以下方式实现由每根天线的接收信号估计每根天线上从发射机到接收机的信道冲击响应 由估计的每根天线上的信道冲击响应按照如下公式计算发射机发送信号的接收功率-其中，k为天线号，K为接收天线的总数，n表示信道冲击响应中第n径，N表示信道冲 击响应窗口内总径数，/z(it,")为第k根天线上信道冲击响应窗口内第n径的信道冲击响应，为复数，1/K^n)l为对该信道冲击响应做取模运算，H/2(A:,"f为第k根天线上信道冲击响应窗口内第n径信道冲击响应的功率。
6、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述比较信号功率与门限值还包括-当信号功率大于门限值，则判断该子帧为特殊突发子帧或数据子帧。
7、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当判断该子帧为无信号子帧时进一步包 括忽略该子帧。
8、 一种检测无信号子帧的装置，其特征在于，包括信号功率计算单元，门限值设置单元和子帧判断单元，其中，信号功率计算单元用于计算本子帧的信号功率；门限值设置单元用于设置门限值；子帧判断单元用于比较所述信号功率和门限值，当信号功率小于或等于门限值时判断该 子帧为无信号子帧。
9、 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述信号功率计算单元包括信道冲击响应估 计单元和信号功率求和平均单元，其中，信道冲击响应估计单元用于估计每根天线上的信道冲击响应；信号功率求和平均单元用于由信道冲击响应估计单元估计的每根天线上的信道冲击响应 求得每径信号的功率，并对每根天线上每径的信号功率进行求和平均计算后得到本子帧的信 号功率。
10、 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述门限值设置单元包括噪声功率检测单元与增加偏置单元，其中，噪声功率检测单元用于检测本子帧的噪声功率；增加偏置单元用于将噪声功率检测单元检测到的噪声功率增加一个偏置后作为门限值。
11、 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述子帧判断单元还用于比较所述信号功 率和门限值，当信号功率大于门限值时判断该子帧为特殊突发子帧或数据子帧。
12、 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括子帧处理单元，用于当子 帧判断单元判断子帧为无信号子帧时，忽略该无信号子帧。
全文摘要
本发明提供一种检测无信号子帧的方法，应用于不连续发射过程中，包括设置门限值；计算本子帧的信号功率；比较信号功率与门限值，当信号功率小于或等于门限值时，判断该子帧为无信号子帧。其中，设置门限值可以检测本子帧的噪声功率，将检测到的噪声功率增加一个偏置后作为门限值；计算本子帧信号功率可以估计本子帧的信道冲击响应，由信道冲击响应求得每径信号的功率，并对每径的信号功率进行求和平均计算后得到本子帧的信号功率。本发明还提供一种检测无信号子帧的装置。利用本发明，接收端可以判断接收到的子帧是否为无信号子帧，进而不执行无信号子帧内的传输功率控制和同步偏移命令，保证了不连续发射过程中传输功率和同步偏移的正确性。
文档编号H04B7/005GK101312368SQ200710107699
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者佟学俭, 李向宁, 魏立梅 申请人:鼎桥通信技术有限公司