[发明专利]自适应选择Grake抽头数的接收机及其接收信号检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统的接收机技术领域，特别涉及在高速下行分组接入(HSDPA)系统的接收机及接收信号的检测方法。

背景技术

HSDPA是3GPP Release 5提出的一种增强技术，其主要目标是获得更低的延迟，更高的系统吞吐容量和更有力的服务质量(QoS)保证。从技术角度来看，HSDPA主要是通过引入高速下行共享信道(HS-DSCH)增强空中接口，并在全球移动通信系统无线接入网(UTRAN)中增加相应的功能实体来完成。从底层来看，主要是引入自适应调制编码(AMC)和混合自动重传请求(HARQ)技术来增加数据吞吐量。从整体构架上来看，主要是增强基站(Node B)的处理功能，在Node B的媒体访问控制(MAC)层中引入一个新的MAC-hs实体，专门完成高速下行共享信道(HS-DSCH)的相关参数和HARQ协议等相关处理，在高层和接口加入相关操作信令。

AMC的原理是在系统限制的范围内，根据信道质量情况的改变，调整调制与编码方式，信道质量状况由接收机的反馈而获得。在AMC系统中，基站给每个用户发送数据的调制和编码方式根据当前信道条件自适应改变。在误码率一定的条件下，高阶的调制编码方案(MCS)要求的信噪比也很高，一般处于基站附近的用户信道条件较好，会被赋予更高的调制方式和编码速率；随着用户离基站距离增加信道条件恶化，信噪比会逐渐降低，为达到相同的误码率或者QoS保证，调制方式和编码速率都应适当降低。

现有AMC实现流程如下：

1.发射端根据接收到的信道质量指示(CQI)反馈，基站存储MCS选择表，表中包含各种MCS的切换点信息，根据各种MCS的切换点和基站接收到的CQI反馈，在发射端进行MCS选择，确定当前传输所选择的MCS；

2.发射端根据当前选用的MCS进行编码调制，以及扩频，加扰和发送滤波；

3.信号到达接收端，首先通过信道估计获得信道信息，接收端通过控制信道获得当前传输数据选用的MCS和信号的接收信噪比；

4.利用3中信道估计获得的信道信息对接收数据进行检测，并根据当前的MCS进行解调和译码，从而得到发送信息；

5.利用接收信噪比和信道估计得到的信道信息计算接收端的后处理信噪比(post SNR)，通过CQI形式反馈到发送端，选择将来传输时的MCS。

在多输入多输出(MIMO)理论中，多根发射和接收天线采用复用结构能够大幅度的提高系统的容量，3GPP Release 7将MIMO技术加入到HSDPA系统，以进一步提升系统容量。对于复用结构的MIMO接收机检测通常采用最小均方误差(MMSE)准则，复杂度比较低。但是对于HSDPA系统，由于多径信道环境使得系统产生严重的码间干扰(ISI)，多码道复用又引入了严重的码间干扰(ICI)。现在常用的检测方法是对接收端滤波器输出的码片数据先进行解扩得到符号级数据，对解扩后的符号进行多天线检测。相对于传统的对码片级数据进行天线检测的做法，对符号级数据检测的复杂度要低很多，而且在复用码数不多的情况下有明显的分集增益优势。IEEEJournal on Selected Areas in Communications，VOL.18，NO.8，2000中名称为“A generalized RAKE receiver for interference suppression”的文章中公开的Grake接收机就是一种在符号级检测接收数据的接收机结构。

Grake接收机应用于HSDPA-MIMO系统中时系统结构如图1所示，在发射端首先根据反馈的CQI选择当前的MCS，进行编码调制，接下来进行扩频、加扰并经过发送滤波器发出多根天线信号。接收机是Grake符号级检测接收机的MMSE检测模型。检测的过程为接收滤波之后，进行信道估计，估计出来的信道用于后面进行检测处理，同时通过控制信道获得接收信噪比(Rx SNR)，之后对接收数据解扰、解扩，Grake接收机的MMSE检测，通过估计的信道信息和接收信噪比计算后处理信噪比，通过量化的CQI反馈到基站端，来选择将来发送数据的MCS，最后通过解调，译码，得到输出数据。

和传统的Rake接收机比较而言，Grake接收机考虑到系统中存在的各种干扰，通过增加抽头个数和有效的设计各个抽头的加权系数，从而在检测过程中可以有效的抑制干扰。但从复杂度角度而言，Grake接收机通常会选取多于传统Rake接收机的抽头数量，从而导致了需要检测的数据量的增多，相对传统的Rake接收机增加了检测的复杂度。因此，需要在性能和复杂度之间做一个很好的平衡。

发明内容