一种E-UCCH的信道质量估计方法和传输方法

摘要

本发明公开了一种E-UCCH的信道质量估计方法，利用分集合并后得到的E-UCCH的译码输出序列Y(t)，对E-UCCH进行信道质量估计，将该输出序列的峰均比作为E-UCCH信道的当前信道质量估计结果。本发明还公开了一种基于上述信道质量估计方法进行E-UCCH传输的方法。应用本发明，能够简化E-UCCH信道质量估计的实现，提高信道质量估计的准确性，并改善E-UCCH的传输性能。

权利要求

1.一种HSUPA中E-UCCH的信道质量估计方法，其特征在于，该方法包括：对当前子帧接收的所有E-UCCH进行译码，输出所判决的译码码字对应的快速哈达玛变换的输出序列Y(t)，其中，t为当前子帧的帧号；

确定所述输出序列Y(t)的最大幅值Ymax，并计算所述输出序列的峰均比，将计算得到的峰均比作为E-UCCH的当前信道质量估计结果，其中，所述输出序列的平均能量为 y(t，m)为输出序列Y(t)中的第m个实数。

2.一种HSUPA中E-UCCH的传输方法，其特征在于，该方法包括：a、对当前子帧接收的所有E-UCCH进行译码，输出所判决的译码码字对应的快速哈达玛变换的输出序列Y(t)，其中，t为当前子帧的帧号；确定所述输出序列Y(t)的最大幅值Ymax，并计算所述输出序列的峰均比 将计算得到的峰均比作为E-UCCH的当前信道质量估计结果EbN0_current；其中，所述输出序列的平均能量为 y(t，m)为输出序列Y(t)中的第m个实数；

b、利用所述当前信道质量估计结果预测下次E-DCH传输的E-UCCH信道质量EbN0_next=EbN0_current+P1-P0，其中，P0为NodeB为接收到当前子帧E-DCH所分配的功率增益，P1为NodeB为下次E-DCH传输分配的功率增益；

c、若EbN0_next大于预设的第一门限，则将当前子帧的E-UCCH个数减1，作为下次E-DCH传输的E-UCCH个数；若EbN0_next小于预设的第二门限，则将当前子帧的E-UCCH个数加1，作为下次E-DCH传输的E-UCCH个数；其它情况，将当前子帧的E-UCCH个数作为下次E-DCH传输的E-UCCH个数；

d、将确定的下次E-DCH传输的E-UCCH个数下发给UE，用于所述UE 进行E-UCCH的编码和传输。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据网络规划、HSUPA的业务类型、HSUPA用户数目、系统资源的占用情况和E-UCCH的目标误码率，确定所述第一门限和第二门限。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当NodeB为下次E-DCH传输分配的时隙和码道资源无法满足步骤c所确定的E-UCCH个数时，在步骤c和d之间，该方法进一步包括：根据NodeB为下次E-DCH传输分配的时隙和码道资源，对确定的E-UCCH个数进行调整。

5.根据权利要求2到4中任一所述的方法，其特征在于，对于调度用户的第一次E-DCH传输，预测该第一次E-DCH传输的E-UCCH信道质量的方式为：根据E-RUCCH的当前信道质量预测所述第一次E-DCH传输的E-UCCH信道质量EbN0_1st＝EbN0_Erucch+PRXdes_base+βe-PRXdes_erucch；其中，EbN0_Erucch为E-RUCCH的信道质量，PRXdes_base为高层配置的第一次E-DCH传输时E-PUCH的基准期望接收功率，βe为第一次E-DCH传输时对应E_TFC传输块大小所分配的E_PUCH的物理资源、调制方式和HRAQ偏置的增益因子，PRXdes_erucch为高层配置的E-RUCCH的期望接收功率；

当预测的信道质量EbN0_1st>6+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为1；

当预测的信道质量3+Δ≤EbN0_1st<6+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为2；

当预测的信道质量Δ≤EbN0_1st<3+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为

3；

当预测的信道质量-3+Δ≤EbN0_1st<Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为

4；

当预测的信道质量-6+Δ≤EbN0_1st<-3+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为5； 当预测的信道质量-9+Δ≤EbN0_1st<-6+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为6；

当预测的信道质量-12+Δ≤EbN0_1st<-9Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为7；

当预测的信道质量EbN0_1st<-12+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为8；

其中，Δ代表为补偿E-UCCH的非理想功控所回退的功率增益。

说明书

一种E-UCCH的信道质量估计方法和传输方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高速分组上行接入(HSUPA)技术，特别涉及一种HSUPA中E-UCCH的信道质量估计方法和传输方法。

背景技术

[0002] HSUPA系统中，用户数据以传输块的形式在每个5毫秒的传输时间间隔内到达EDCH传输信道单元进行编码，然后承载在专用物理信道(E-PUCH)传输。由于采用自适应调制编码(AMC)和混合自动请求重传(HARQ)技术，E-PUCH在不同的传输时间间隔内采用不同的调制方式，同时，E-DCH也采用不同的编码方式。这样，就需要专门的上行控制信道(E-UCCH)承载关于E-DCH的上行控制信息。

[0003] 协议规定E-UCCH采用二阶(32，10)Reed-Muller编码及QPSK调制，并映射到E-PUCH。在每个E-DCH发射时间间隔内，用一条或多条E-PUCH承载上行E-DCH传输信道和相关的控制信息(E-UCCH)，即在一个发射时间间隔内，可能存在多个E-UCCH。

[0004] E-UCCH信道质量对于E-DCH的正确解调显然是非常重要的。根据协议的要求，E-UCCH的信道质量主要取决于NodeB的调度器在每个E-DCH传输时间间隔所配置的E-UCCH的个数，通过多个E-UCCH的分集增益对E-UCCH的信道质量进行调整。在实际系统中，NodeB对E-UCCH进行译码和信道质量估计，并根据信道质量估计结果确定下一次E-DCH传输时的E-UCCH个数，在下一次传输时，依据该确定的E-UCCH个数进行传输。

[0005] 对于E-UCCH的译码过程如图1所示，联合检测接收机接收每个用户在每个时间间隔内接收到的E-PUCH信号，根据所配置的E-UCCH的个数，提取出一个或者多个E-UCCH信号，也即E-UCCH的QPSK符号，采用特定准则(如等比例合并或最大比合并准则)进行分集合并，构成一个32维的软比特信息序列R(t)，其中，t表示子帧号，然后乘以每一掩码组合序列(共有16种)以去除掩码的贡献，之后进行快速哈达码(Hardarmard)变换获得接收序列与Walsh序列的相关值序列Y(t)，包括32个实数，其中最大值所对应的一阶(32，6)Reed-Muller码字与掩码的组合判定为所发送的二阶(32，10)Reed-Muller的码字，其对应的信息位为所发送的E-UCCH信息位。

[0006] 目前，E-UCCH的信道质量估计方式为：利用提取的E-UCCH的QPSK符号进行信道质量估计。其中，由于QPSK符号是在进行分集合并处理前得到的，因此，对应每个E-UCCH，会得到一组QPSK符号。具体地，对应每个E-UCCH，会得到17个QPSK符号，每个符号利用2个数值表示，n个E-UCCH就需要利用34×n个数值表示，利用这些数值进行E-UCCH的信道质量估计，一方面，随着E-UCCH个数的增加，需要处理的数据量大大增加，而由于E-UCCH个数无法限定，因此，对于确定信道质量所需的计算量会上下波动的比较大；另一方面，进行信道质量估计还需要进一步考虑多个E-UCCH带来的分集增益，通常考虑分集增益时根据E-UCCH个数的增加，认为分集增益呈线性增长，但事实上，实际的分集增益却并非与E-UCCH个数呈线性关系，因此，对于分集增益的估计往往会存在偏差，并导致最终的信道质量估计结果准确性降低。

[0007] 在进行下次E-DCH传输时的E-UCCH个数选择时，依据上述确定的E-UCCH信道质量估计结果进行。因此，信道质量估计结果的不准确，将会导致E-UCCH个数选择不够合理，从而影响E-UCCH的传输性能，进而导致系统E-DCH传输的接收性能。

发明内容

[0008] 有鉴于此，本发明提供一种HSUPA中E-UCCH的信道质量估计方法，能够简化E-UCCH信道质量估计的实现，提高信道质量估计的准确性。

[0009] 本发明还提供一种HSUPA中E-UCCH的传输方法，能够改善E-UCCH的传输性能。

[0010] 为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

[0011] 一种HSUPA中E-UCCH的信道质量估计方法，包括：

[0012] 对当前子帧接收的所有E-UCCH进行译码，输出所判决的译码码字对应的快速哈达玛变换的输出序列Y(t)，其中，t为当前子帧的帧号；

[0013] 确定所述输出序列Y(t)的最大幅值Ymax，并计算所述输出序列的峰均比，将计算得到的峰均比作为E-UCCH的当前信道质量估计结果，其中，所述输出序列的平均能量为y(t，m)为输出序列Y(t)中的第m个实数。

[0014] 一种HSUPA中E-UCCH的传输方法，包括：

[0015] a、对当前子帧接收的所有E-UCCH进行译码，输出所判决的译码码字对应的快速哈达玛变换的输出序列Y(t)，其中，t为当前子帧的帧号；确定所述输出序列Y(t)的最大幅值Ymax，并计算所述输出序列的峰均比 将计算得到的峰均比作为E-UCCH的当前信道质量估计结果EbN0_current；其中，所述输出序列的平均能量为y(t，m)为输出序列Y(t)中的第m个实数；

[0016] b、利用所述当前信道质量估计结果预测下次E-DCH传输的E-UCCH信道质量EbN0_next＝EbN0_current+P1-P0，其中，P0为NodeB为接收到当前子帧E-DCH所分配的功率增益，P1为NodeB为下次E-DCH传输分配的功率增益；

[0017] c、若EbN0_next大于预设的第一门限，则将当前子帧的E-UCCH个数减1，作为下次E-DCH传输的E-UCCH个数；若EbN0_next小于预设的第二门限，则将当前子帧的E-UCCH个数加1，作为下次E-DCH传输的E-UCCH个数；其它情况，将当前子帧的E-UCCH个数作为下次E-DCH传输的E-UCCH个数；

[0018] d、将确定的下次E-DCH传输的E-UCCH个数下发给UE，用于所述UE进行E-UCCH的编码和传输。

[0019] 较佳地，根据网络规划、HSUPA的业务类型、HSUPA用户数目、系统资源的占用情况和E-UCCH的目标误码率，确定所述第一门限和第二门限。

[0020] 较佳地，当NodeB为下次E-DCH传输分配的时隙和码道资源无法满足步骤c所确定的E-UCCH个数时，在步骤c和d之间，该方法进一步包括：根据NodeB为下次E-DCH传输分配的时隙和码道资源，对确定的E-UCCH个数进行调整。

[0021] 较佳地，对于调度用户的第一次E-DCH传输，预测该第一次E-DCH传输的E-UCCH信道质量的方式为：

[0022] 根据E-RUCCH的当前信道质量预测所述第一次E-DCH传输的E-UCCH信道质量EbN0_1st＝EbN0_Erucch+PRXdes_base+βe-PRXdes_erucch；其中，PRXdes_base为高层配置的第一次E-DCH传输时E-PUCH的基准期望接收功率，βe为第一次E-DCH传输时对应E_TFC传输块大小所分配的E_PUCH的物理资源、调制方式和HRAQ偏置的增益因子，PRXdes_erucch为高层配置的E-RUCCH的期望接收功率

[0023] 当预测的信道质量EbN0_1st＞6+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为1；

[0024] 当预测的信道质量3+Δ≤EbN0_1st＜6+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为2；

[0025] 当预测的信道质量Δ≤EbN0_1st＜3+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为3；

[0026] 当预测的信道质量-3+Δ≤EbN0_1st＜Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为4；

[0027] 当预测的信道质量-6+Δ≤EbN0_1st＜-3+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为5；

[0028] 当预测的信道质量-9+Δ≤EbN0_1st＜-6+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为6；

[0029] 当预测的信道质量-12+Δ≤EbN0_1st＜-9Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为7；

[0030] 当预测的信道质量EbN0_1st＜-12+Δ时，确定第一次E-DCH传输的E-UCCH个数为8；

[0031] 其中，Δ代表为补偿E-UCCH的非理想功控所回退的功率增益。

[0032] 由上述技术方案可见，本发明中，利用分集合并后得到的E-UCCH的译码输出序列Y(t)，对E-UCCH进行信道质量估计，将该输出序列的峰均比作为E-UCCH信道的当前信道质量估计结果。一方面，Y(t)为分集合并后的相关处理得到的结果，Y(t)峰均比的计算不受E-UCCH个数的影响，可见，该信道质量估计方式实现简单、计算复杂度可以预测；另一方面，多个E-UCCH的分集增益已经反映在Y(t)中，不需要再额外考虑分集增益，并且该输出序列Y(t)反映E-UCCH译码结果的软判决信息，因此据此得到的信道质量估计结果更加准确。再基于上述准确的信道质量估计结果确定下次E-DCH传输时E-UCCH的个数，从而使选择的E-UCCH个数更加合理，改善E-UCCH的传输性能，进而提高系统E-DCH传输的接收性能。

附图说明

[0033] 图1为E-UCCH译码过程的示意图。

[0034] 图2为本发明中E-UCCH的信道质量估计和传输方法的具体流程图。

[0035] 图3为不同E-UCCH个数下本发明信道质量估计的绝对偏差示意图。

[0036] 图4为不同E-UCCH个数下本发明信道质量估计的方差。

具体实施方式

[0037] 为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

[0038] 在图1所示的E-UCCH译码方法中，输出的Y(t)是所判决的译码码字对应的快速哈达玛变换的输出序列，也就是接收序列与Walsh序列进行相关操作得到的32维的相关序列，其中，相关序列中的最大值对应E-UCCH的译码结果。可见，Y(t)反映E-UCCH的译码结果，也就直接表征了E-UCCH的当前信道状况。

[0039] 基于此，本发明的基本思想是：利用输出序列Y(t)进行E-UCCH的信道质量估计，从而简化E-UCCH的信道质量估计，并提高信道质量估计的准确性。再基于该准确的信道质量估计结果进行E-UCCH个数选择，从而提高E-UCCH传输性能。

[0040] 接下来对本发明的具体实现进行详细描述。

[0041] 图2为本发明中E-UCCH的信道质量估计和传输方法的具体流程图，如图2所示，该方法包括：

[0042] 步骤201，对当前子帧接收的所有E-UCCH进行译码，输出所判决的译码码字对应的快速哈达玛变换的输出序列Y(t)。

[0043] 本步骤中，按照现有方式对E-UCCH进行译码，得到输出序列Y(t)，t为当前子帧的帧号。由图1所示的译码流程可见，该输出序列Y(t)是已经过分集合并处理的，因此，该Y(t)中已经反映了分集增益，并且无论参与译码的E-UCCH的个数是多少，得到的Y(t)的数据量都是一致的，即是一个包括32个实数的序列。

[0044] 步骤202，搜索输出序列Y(t)的最大幅值Ymax。

[0045] 这里序列Y(t)的最大值对应E-UCCH的译码结果。

[0046] 步骤203，计算输出序列中去除Ymax对应能量后的序列平均能量En。

[0047] 如前所述，Y(t)的最大值对应E-UCCH的译码结果，Ymax对应的能量也就是E-UCCH译码中有用信号的能量；输出序列中去除有用信号能量后的序列平均能量即为噪声能量。

[0048] 具体En的计算方式为： 其中，y(t，m)为输出序列Y(t)中的第m个实数。

[0049] 步骤204，计算输出序列的峰均比，将计算得到的峰均比作为E-UCCH的当前信道质量估计结果EbN0_current。

[0050] 由前述步骤202～203可知，E-UCCH的有用信号能量和噪声能量，显然二者的比值即为E-UCCH的信道质量估计结果Eb/N0，这里，以dB为单位表示，即[0051] 至此，本发明中的E-UCCH信道质量估计方法流程结束。由上述信道质量估计流程可见，利用Y(t)进行信道质量估计时，处理的复杂度与E-UCCH个数无关，无论E-UCCH个数是多少，需要处理的数据量始终为32个实数，即与Y(t)包括的数据量相等，从而使信道质量估计的实现更加简单，复杂度也是可以预测的。同时，由于Y(t)中已经反映了E-UCCH的分集增益，不需要额外考虑E-UCCH分集增益，从而避免估计的分集增益与实际分集增益为信道质量估计带来的偏差，因此提高了信道质量估计的准确性；进一步地，Y(t)本身是E-UCCH译码提供的软判决信息，能够更准确地反映E-UCCH信道质量，因此直接利用Y(t)进行估计，进一步提高了信道质量估计的准确性。

[0052] 下面，基于上述信道质量估计的结果进行下次E-DCH传输时E-UCCH的个数选择。

[0053] 步骤205，根据步骤204中得到的当前信道质量估计结果，预测下次E-DCH传输的E-UCCH信道质量EbN0_next。

[0054] 上述对于信道质量的估计，是基于当前子帧接收的E-UCCH信号的译码结果进行的，因此反映的是当前E-UCCH信道质量。而进行E-UCCH个数选择时，是为下次E-DCH传输进行选择，因此，该选择的E-UCCH个数应当是与下次E-DCH传输时的E-UCCH信道质量相适应的，也就需要对下次E-DCH传输时的E-UCCH信道质量进行预测。

[0055] 由于两次E-DCH传输间的传输时间间隔通常比较短，可以认为信道环境没有发生变化，因此两次E-DCH传输的无线信道环境可以认为是不变的。但同时，由于HSUPA调度器对被调度用户每次调度所分配的功率增益并不相同，这样，NodeB调度器在预测下次E-DCH传输E-UCCH的信道质量时，需要考虑调度器为接收到本次E-DCH所分配的功率增益P0及为下次EDCH传输分配的功率增益P1。具体地，预测下次E-DCH传输时E-UCCH信道质量的方式为：EbN0_next＝EbN0_current+P1-P0。

[0056] 步骤206，根据步骤205中预测的E-UCCH信道质量结果，确定下次E-DCH传输的E-UCCH个数。

[0057] 采用自适应控制方法决定下次E-DCH传输选择EUCCH的个数N_next。其中，如前述背景技术中所述的，通过多个E-UCCH来实现分集增益，从而提高信号接收质量。若信道质量较好，则可以通过较少的E-UCCH个数进行控制信息的传输，从而节省系统资源；若信道质量较差，则需要通过增加E-UCCH的个数来获得更大的分集增益，从而改善E-UCCH的接收性能。

[0058] 而在前述对于E-UCCH信道质量估计的过程中，得到的信道质量估计结果中已经包括了分集增益，也就是说，步骤205中预测的E-UCCH信道质量结果包括了最近一次E-DCH传输中多个E-UCCH带来的分集增益。因此，在确定下次E-DCH传输时的E-UCCH个数时，均是以最近一次E-DCH传输的E-UCCH个数为基础进行选择的。

[0059] 具体地，假设步骤201中当前子帧的E-DCH传输时E-UCCH的个数为N_current，则N_next的确定方式如下：

[0060] 如果EbN0_next＞EbN0_Thr1，N_next＝N_current-1；

[0061] 如果EbN0_next＜EbN0_Thr2，N_next＝N_current+1；

[0062] 除了上述情况，N_next＝N_current。

[0063] 其中，门限值EbN0_Thr1和EbN0_Thr2需要根据网络规划、HSUPA的业务类型及当前系统情况来定，一般可以取EbN0_Thr1为10，EbN0_Thr2为5来保证EUCCH的误字率在10^-3水平。其中，当前系统情况可以包括HSUPA用户个数、系统资源的调度情况、信道状况等。

[0064] 步骤207，将步骤206确定的E-UCCH个数下发给UE，用于该UE进行E-UCCH的编码和传输。

[0065] 本步骤的实现与现有方式相同，这里就不再赘述。

[0066] 至此，本发明中E-UCCH的传输方法流程结束。在上述流程中，如果NodeB调度器为下次EDCH传输分配的时隙资源及码道资源无法满足步骤206中确定的EUCCH的个数，需要进一步调整EUCCH的个数，使其满足NodeB调度器所分配的资源。

[0067] 在上述进行E-UCCH个数选择时，均是基于对下次E-DCH传输时E-UCCH的信道质量预测结果进行的，而且该信道质量预测是基于最近一次E-DCH传输的E-UCCH信道质量估计结果进行的。但是，如果对于调度用户而言，需要为第一次E-DCH传输确定E-UCCH个数时，显然不能通过上述方式，本发明中，根据E-RUCCH的信道质量预测第一次E-DCH传输时的E-UCCH信道质量，并基于预测结果进行E-UCCH的个数选择。

[0068] 具体地，第一次E-DCH传输的信道质量预测方式为：EbN0_1st＝EbN0_Erucch+PRXdes_base+βe-PRXdes_erucch；其中，PRXdes_base为高层配置的第一次E-DCH传输时E-PUCH的基准期望接收功率，βe为第一次E-DCH传输时对应E_TFC传输块大小所分配的E_PUCH的物理资源、调制方式和HRAQ偏置的增益因子，PRXdes_erucch为高层配置的E-RUCCH的期望接收功率。

[0069] 根据该预测的EbN0_1st确定第一次E-DCH传输时E-UCCH个数的方式如表1所示：

[0070]预测的EUCCH信道质量所在的区间 EUCCH的个数N0
EbN0_1st＞6+Δ 1
3+Δ≤EbN0_1st＜6+Δ 2
Δ≤EbN0_1st＜3+Δ 3
-3+Δ≤EbN0_1st＜Δ 4
-6+Δ≤EbN0_1st＜-3+Δ 5
-9+Δ≤EbN0_1st＜-6+Δ 6
-12+Δ≤EbN0_1st＜-9+Δ 7
EbN0_1st＜-12+Δ 8

[0071] 其中，由于上述确定的第一次E-DCH传输时的E-UCCH信道质量，对应的是一个开环功控的过程，由于开环功控的功控准确性偏差，引入Δ代表为补偿非理想功率控制所回退的功率增益，此数值需要根据网络规划及NodeB系统设计综合考虑。具体可以根据各种不同误码率下的计算结果进行仿真来确定Δ的取值。

[0072] 如上，即可以对各次E-DCH传输时的E-UCCH个数进行合理的选择，从而改善E-UCCH的传输性能，进而提高E-DCH的接收性能。

[0073] 对典型环境(例如用户的实际信道质量值为4dB)下依照本发明的信道质量估计方法进行了仿真，得到估计的信道质量与实际信道质量的对比关系。其中，图3为不同E-UCCH个数下信道质量估计的绝对偏差示意图，图4为不同E-UCCH个数下信道质量估计的方差。由图4可见，依照本发明的方法进行E-UCCH的信道质量估计，与实际信道质量之间的偏差仅在0.05dB左右，明显优于现有的信道质量估计结果。并且，0.05dB左右的信道质量估计偏差，对于后续处理基本不会造成影响。

[0074] 同时，由图3和图4可见，利用译码信息估计用户E-UCCH信道质量的方法获得的EUCCH信道质量的估计为渐进有效的估计。

[0075] 另外，本发明还对按照本发明的方法进行E-UCCH个数选择后的E-UCCH接收性能进行仿真，在3GPP信道模型Casell的场景下，即使在不理想功率控制的情况下，也可以保证E-UCCH的误字率在1*10^-2以下。

[0076] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。