CN101783717B - Td-scdma语音信号的盲检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种TD-SCDMA语音信号的盲检测方法及设备，所述方法包括：物理层连续对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测；在所述码道检测的时间达到交织帧的长度后，根据联合检测的结果对所述码道的多个子帧的相同时隙的数据进行联合译码；如果译码正确，则将译码后的数据发送给高层处理。利用本发明，无需获取终端的上下行资源配置信息即可实现空口上下行语音业务的接收。

Description

TD-SCDMA语音信号的盲检测方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术，具体涉及一种TD-SCDMA语音信号的盲检测方法及装置。

背景技术

在TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步的码分多址）系统中，现有的终端对信号的检测机制如图1所示，其主要工作过程为：

1.高层获取资源配置信息，并将获取的资源配置信息传送给物理层，所述资源配置信息主要包括：子帧号、时隙号、扰码号、midamble序列窗号和码道号；

2.物理层得到配置给该终端的资源后，根据子帧号和时隙号接收时隙数据；根据分配给该终端的midamble序列窗号和码道号进行联合检测，得到该终端对应码道的解调数据；

3.检测完一个时隙的数据之后，判决是否达到交织帧长度，若是则将交织帧内各个时隙的数据联合进行译码；否则，继续接收下一个配置时隙的数据；

4.译码后的数据送往高层进行处理。

将上述对信号的检测机制应用于空口接收语音信号时，可能会出现以下问题：

由于高层获取资源配置信息是在终端进行随机接入过程中获取的，（1）若此时信道条件较差，则不能有效地得到终端的资源配置信息；（2）若空口信号接收设备在开机时终端已经在通信，此时随机接入过程已经错过，也无法获取该终端的资源配置。如果不能获取终端的资源配置信息，也就无法利用上述现有机制接收语音信号。

发明内容

本发明实施例提供一种TD-SCDMA语音信号的盲检测方法及装置，无需获取终端的上下行资源配置信息即可实现空口上下行语音业务的接收。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

一种TD-SCDMA语音信号的盲检测方法，包括：

连续对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测；

在所述码道检测的时间达到交织帧的长度后，根据联合检测的结果对所述码道的多个子帧的相同时隙的数据进行联合译码；

如果联合译码的结果正确，则将译码后的数据发送给高层处理。

优选地，所述方法还包括：

通过广播信息获取小区的midamble序列和扰码；

所述对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测包括：

由所述midamble序列进行信道估计得到信道冲激响应；

将所述信道冲激响应分解为对应各估计窗的信道响应；

根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应及所述扰码构造系统矩阵；

根据所述系统矩阵进行联合检测。

优选地，所述方法还包括：

在将所述信道冲激响应分解为各估计窗的响应之前，对所述信道冲激响应进行降噪处理。

优选地，所述根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应及所述扰码构造系统矩阵包括：

根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应计算组合信道响应得到：

其中，c表示扩频序列与扰码的点乘，长度为Q＝16，h表示c所对应的信道响应，W为信道估计窗的长度，其中，W＝16,b为组合信道响应，长度为Q+W-1＝31；

由组合信道响应b构造系统矩阵。

优选地，所述方法还包括：

如果联合译码的结果正确，则记录交织帧头；

在后续对空口接收的各子帧的相同时隙的相同码道进行联合检测时，根据所述交织帧头，选择子帧组进行联合检测。

一种TD-SCDMA语音信号的盲检测装置，包括：

检测单元，用于连续对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测；

译码单元，用于在所述码道检测的时间达到交织帧的长度后，根据联合检测的结果对所述码道的多个子帧的相同时隙的数据进行联合译码；

判断单元，用于判断联合译码的结果是否正确，如果是，则向发送单元发送通知，如果否，则向所述检测单元发送通知；

发送单元，用于在收到所述判断单元发送的通知后，将所述译码单元译码后的数据发送给高层处理。

优选地，所述装置还包括：

获取单元，用于通过广播信息获取小区的midamble序列和扰码；

所述检测单元包括：

信道估计子单元，用于由所述midamble序列进行信道估计得到信道冲激响应；

分解子单元，用于将所述信道冲激响应分解为对应各估计窗的信道响应；

系统矩阵构造子单元，用于根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应及所述扰码构造系统矩阵；

联合检测子单元，用于根据所述系统矩阵进行联合检测。

优选地，所述检测单元还包括：

降噪处理子单元，分别与所述信道估计子单元和所述分解子单元相连，用于对所述信道冲激响应进行降噪处理，并将降噪处理后的信道冲激响应输出到所述分解子单元。

优选地，所述系统矩阵构造子单元包括：

组合信道响应计算子单元，用于根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应计算组合信道响应得到：

其中，c表示扩频序列与扰码的点乘，长度为Q＝16，h表示c所对应的信道响应，W为信道估计窗的长度，其中，W＝16,b为组合信道响应，长度为Q+W-1＝31；

构造子单元，用于由组合信道响应b构造系统矩阵。

优选地，所述装置还包括：

帧头记录单元，用于在所述判断单元判断译码的结果正确后，记录交织帧头；

所述检测单元，还用于在后续对空口接收的各子帧的相同时隙的相同码道进行联合检测时，根据所述交织帧头，选择子帧组进行联合检测。

本发明实施例提供的TD-SCDMA语音信号的盲检测方法及装置，由物理层连续对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测；在所述码道检测的时间达到交织帧的长度后，根据联合检测的结果对所述码道的多个子帧的相同时隙的数据进行联合译码；如果译码正确，则将译码后的数据发送给高层处理。从而无需获取终端的上下行资源配置信息即可实现空口上下行语音业务的接收。

附图说明

图1是现有技术TD-SCDMA系统中终端对信号的检测机制示意图；

图2是TD-SCDMA系统的帧结构示意图；

图3是本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测方法的流程图；

图4是本发明实施例中联合译码结构示意图；

图5是本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测方法的一个具体实现流程图；

图6是本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测装置的一种结构示意图；

图7是本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测装置的一种具体实现结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

如图2所示，是TD-SCDMA系统的帧结构示意图。

一个TD-SCDMA的帧长为10ms，分成两个结构相同的子帧。每个子帧分为长度为0.675ms的7个常规时隙和3个特殊时隙。其中，常规时隙包括：1个下行广播时隙（TS0）和6个数据时隙（TS1、TS2、…、TS6）。3个特殊时隙分别为：DwPTS（下行导频时隙）、GP（保护时隙）以及UpPTS（上行导频时隙）。广播时隙以及数据时隙的时间长度均为675us，DwPTS和GP的长度均为75us，UpPTS的长度为125us。如图2所示，一个常规时隙包括2个数据段、一个midamble序列、一个保护间隔（GP）。

在TD-SCDMA中，语音业务的交织帧长度为20ms，包括4个子帧，语音业务的业务映射是以交织帧为单位，即每20ms编码一次。交织帧头是语音业务4个子帧中第1个子帧，所以可以通过交织帧头来进行语音业务的搜索和检测。TD-SCDMA扩频码为OVSF（正交变扩频因子）码，扩频因子下行为16，上行为8（一个扩频因子为8的码道对应一对虚码道）。一路语音需要配置的信道资源为：一个子帧配置一个时隙，一个时隙配置一对码道，并且一路语音配置的基本都是连续子帧相同时隙下的相同码道。语音业务一个交织帧长度共配置的码道数为2×4＝8个。为了正确检测某一路语音业务，需要获取的资源配置包括扰码号、midamble序列号、码道号和码道对应的midamble序列窗号。

对于一个特定终端，上述这些信息都可以通过资源配置信息来得到。但在某些特殊应用需求下，需要通过其他设备来获取空口的上下行语音信号。

由于小区的midamble序列和扰码可以通过解广播来获取，这两种信息可以认为是已知的。联合检测的前提需要获取midamble序列窗号和码道号的对应关系，现网中midamble序列分配方式基本都为默认方式（在默认方式中，码道号决定窗号），可以认为这种对应关系也是已知的。虽然不确定某一终端与码道号的对应关系，但是可以将所有子帧所有业务时隙的所有码道数据都按语音业务解调出来，然后按照语音业务方式译码。这样只要当前空口存在语音业务，都可以通过这种全局搜索的方法搜索到并正确接收，达到空口接收的目的。

为此，本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测方法，基于上述原理，由物理层连续对空口接收的各子帧的相同时隙的相同码道进行联合检测，在所述码道检测的时间达到交织帧的长度后，根据联合检测的结果对所述码道的多个子帧的相同时隙的数据进行联合译码，如果译码正确，则将译码后的数据发送给高层处理，从而实现对TD-SCDMA语音信号的接收。

如图3所示，是本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测方法的流程图，包括以下步骤：

步骤301，物理层连续对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测。

假设所有终端使用的码道号均未知，接收序列可以表示为：

e=Ad+n

其中e，d，n分别表示接收序列、发送序列、噪声序列。矩阵A称为系统传输矩阵，由组合信道响应构成。则联合检测算法的流程如下：

（1）原始信道估计

由midamble序列进行信道估计得到信道冲激响应h ⁿ =[h ⁿ ₀，h ⁿ ₁，…，h ⁿ _P-1]^T，其中P＝128，表示midamble序列的长度，中括号右上角的T表示对矩阵进行转置操作。

（2）降噪处理

设

为降噪后的信道冲激响应，计算降噪门限

${\mathrm{\Γ}}_{\mathrm{CHE}}^2={\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{CHE}}^2{\stackrel{\‾}{\mathrm{\σ}}}_n^2/P$

其中，

是信噪比门限，

是由测量模块给出的递归平均的噪声功率，降噪处理算法如下：

（3）窗响应获取

根据估计窗分配信息将降噪处理后的信道估计

分解为各个估计窗的响应，得到对应信道估计窗的信道响应h ^t 。

其中，K_m和W分别表示窗的数目和长度，在默认方式下一般取K_m＝8，W=16。

（4）构造系统矩阵

将h ^t 中所有的非零的窗信道响应都保留，得到K≤K_m个窗的信道冲激响应。具体地，可以按照k_m从小到大循环操作如下：

若

则k=k+1,k_m=k_m+1；

若则k_m=k_m+1。

根据窗和码道的对应关系计算组合信道响应得到：

其中，c表示扩频序列与扰码的点乘，长度为Q＝16，b为组合信道响应，长度为Q+W-1=31。其中，窗和码道的对应关系可以采用现有协议中的默认值。

然后由b按照现有方法构造系统矩阵A。

（5）联合检测的算法可表示为

其中，A^H表示对A矩阵进行转置共轭操作，I表示单位矩阵。

需要说明的是，上述步骤（2）是可选步骤。

步骤302，在所述码道检测的时间达到交织帧的长度后，根据联合检测的结果对所述码道的多个子帧的相同时隙的数据进行联合译码。

联合译码由N个语音译码模块构成，N的数目取决于系统的处理能力。每个语音译码模块都由8部分组成：循环冗余校验、信道解码、第1次解交织、解速率匹配、解业务复用、第2次解交织、子帧分解、物理信道解映射。

联合译码的结构框图如图2所示，其中，d⁽ⁿ⁾和b⁽ⁿ⁾分别表示第n对码道的4个子帧联合检测后的数据和译码处理后的数据。

步骤303，如果译码正确，则将译码后的数据发送给高层处理。

译码后的数据经过层2、层3的处理，进行业务还原，即可得到实际的语音信号。

本发明实施例在联合检测中保留了所有非零的窗信道响应，无需按照传统的方法进行激活检测，能够达到对小功率窗的信道冲激响应的保护；译码器包括了多个语音译码模块，能够对多对码道的解调数据并行译码，检测和译码方案都能保证最大限度地在空口接收语音信号。

下面结合一个具体实例进一步详细说明本发明。

假设语音业务的交织帧长度为4个子帧，每一路语音时隙配置的码道数为2。

如图5所示，是本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测方法的一个具体实现流程，包括以下步骤：

步骤501，接收当前子帧的当前时隙的数据。

步骤502，对该时隙的数据进行联合检测。

假设当前子帧号为n，当前时隙为TS4，接收的码道号为0，1。物理层首先对子帧n的TS4的数据进行联合检测。

步骤503，对于每对码道，判断检测的时间是否达到了交织帧的长度；如果是，则执行步骤504；否则返回步骤501。

也就是说，物理层需要继续接收子帧n+1、n+2、n+3的TS4数据进行联合检测，得到（n，n+1，n+2，n+3）共4帧的TS4中码道0，1的解调数据。

步骤504，对得到的每对码道的多个连续子帧相同时隙的数据进行联合译码。

如上所述，经过联合检测后得到了（n，n+1，n+2，n+3）共4帧的TS4中码道0，1的解调数据，然后将这些数据进行联合译码。

步骤505，对译码后的数据进行CRC校验，并判断CRC校验是否正确。如果正确，则执行步骤506；否则返回步骤501。

步骤506，将译码后的数据送往高层处理。

步骤507，获取交织帧头。然后，返回步骤503。

如果CRC校验正确，则说明码道0，1上存在一路语音，此时，可以得到交织帧头，记录该交织帧头，这样，就可以根据该交织帧头，分别检测并译码子帧组（n+4，n+5，n+6，n+7）,（n+8，n+9，n+10，n+11）…；否则，需要继续检测子帧n+4，n+5，…的数据，将（n+1，n+2，n+3，n+4）,（n+2，n+3，n+4，n+5），…TS4码道0，1的解调数据联合进行译码，直到找到交织帧头为止。

本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测方法，通过对连续的子帧相同时隙相同码道不断进行检测译码来判断是否存在语音业务，因而无需获取终端的资源配置信息，即可接收到空口的语音信号。进一步地，利用CRC校验结果寻找交织帧头，在寻找到交织帧头后，以该交织帧头为参考点进行译码，从而简化了译码过程。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

相应地，本发明实施例还提供一种TD-SCDMA语音信号的盲检测装置，如图6所示，是该装置的一种结构示意图。

在该实施例中，所述装置包括：检测单元601、译码单元602、判断单元603和发送单元604。其中：

检测单元601，用于连续对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测；

译码单元602，用于在所述码道检测的时间达到交织帧的长度后，根据联合检测的结果对所述码道的多个子帧的相同时隙的数据进行联合译码；

判断单元603，用于判断联合译码的结果是否正确，如果是，则向发送单元604发送通知，如果否，则向所述检测单元601发送通知；

发送单元604，用于在收到所述判断单元发送的通知后，将所述译码单元602译码后的数据发送给高层处理。

在本发明实施例中，所述装置还可进一步包括：

获取单元605，用于通过广播信息获取小区的midamble序列和扰码；

相应地，所述检单元测601的一种优选结构包括：

信道估计子单元611，用于由所述midamble序列进行信道估计得到信道冲激响应；

分解子单元613，用于将所述信道冲激响应分解为对应各估计窗的信道响应；

系统矩阵构造子单元614，用于根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应及所述扰码构造系统矩阵；

联合检测子单元615，用于根据所述系统矩阵进行联合检测。

为了进一步优化信道估计结果，如图6所示，所述检单元测601还可进一步包括：

降噪处理子单元612，用于对所述信道冲激响应进行降噪处理，得到信道估计结果。

所述系统矩阵构造子单元614的一种优选结构包括：组合信道响应计算子单元和构造子单元（未图示）。其中，所述组合信道响应计算子单元，用于根据所述对应估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应计算组合信道响应得到：

其中，c表示扩频序列与扰码的点乘，长度为Q＝16，b为组合信道响应，长度为Q+W-1=31；所述构造子单元，用于由组合信道响应b构造系统矩阵。

本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测装置，通过对连续的子帧相同时隙相同码道不断进行检测译码来判断是否存在语音业务，因而无需获取终端的资源配置信息，即可接收到空口的语音信号。

如图7所示，是本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测装置的一种具体实现结构示意图。

与图6所示实施例不同的是，在该实施例中，所述装置还包括：

帧头记录单元606，用于在所述判断单元603判断译码的结果正确后，记录交织帧头。

相应地，所述检测单元601，还用于在后续对空口接收的各子帧的相同时隙的相同码道进行联合检测时，根据所述交织帧头，选择子帧组进行联合检测。

本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测装置，通过对连续的子帧相同时隙相同码道不断进行检测译码来判断是否存在语音业务，因而无需获取终端的资源配置信息，即可接收到空口的语音信号。进一步地，利用CRC校验结果寻找交织帧头，在寻找到交织帧头后，以该交织帧头为参考点进行译码，从而简化了译码过程。

需要说明的是，本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测方法和设备的应用环境需要满足以下前提：

1.语音业务信道资源分配满足连续子帧的相同时隙的相同码道会分配给同一个终端；

2.Midamble分配方式为默认方式。

另外，上述各实施例是以单小区为例进行说明，本发明实施例TD-SCDMA语音信号的盲检测方法及装置不仅可以适用于单小区的情况，而且也可以通过简单扩展，适用于多小区的情况。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种TD-SCDMA语音信号的盲检测方法，其特征在于，包括：

通过广播信息获取小区的midamble序列和扰码；

连续对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测；

在所述码道检测的时间达到交织帧的长度后，根据联合检测的结果对所述码道的多个子帧的相同时隙的数据进行联合译码；

如果联合译码的结果正确，则将译码后的数据发送给高层处理；

所述对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测包括：

由所述midamble序列进行信道估计得到信道冲激响应；

将所述信道冲激响应分解为对应各估计窗的信道响应；

根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应及所述扰码构造系统矩阵；

根据所述系统矩阵进行联合检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将所述信道冲激响应分解为对应各估计窗的信道响应之前，对所述信道冲激响应进行降噪处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应及所述扰码构造系统矩阵包括：

根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应计算组合信道响应得到:

其中，c表示扩频序列与扰码的点乘，长度为Q＝16，h表示对应估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应，W为信道估计窗的长度，其中，W＝16,b为组合信道响应，长度为Q+W-1＝31；

由组合信道响应b构造系统矩阵。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果联合译码的结果正确，则记录交织帧头；

在后续对空口接收的各子帧的相同时隙的相同码道进行联合检测时，根据所述交织帧头，选择子帧组进行联合检测。

5.一种TD-SCDMA语音信号的盲检测装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于通过广播信息获取小区的midamble序列和扰码；

检测单元，用于连续对空口接收的各子帧的所有相同时隙的所有相同码道进行联合检测；

译码单元，用于在所述码道检测的时间达到交织帧的长度后，根据联合检测的结果对所述码道的多个子帧的相同时隙的数据进行联合译码；

判断单元，用于判断联合译码的结果是否正确，如果是，则向发送单元发送通知，如果否，则向所述检测单元发送通知；

发送单元，用于在收到所述判断单元发送的通知后，将所述译码单元译码后的数据发送给高层处理；

所述检测单元包括：

信道估计子单元，用于由所述midamble序列进行信道估计得到信道冲激响应；

分解子单元，用于将所述信道冲激响应分解为对应各估计窗的信道响应；

系统矩阵构造子单元，用于根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应及所述扰码构造系统矩阵；

联合检测子单元，用于根据所述系统矩阵进行联合检测。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述检测单元还包括：

降噪处理子单元，分别与所述信道估计子单元和所述分解子单元相连，用于对所述信道冲激响应进行降噪处理，并将降噪处理后的信道冲激响应输出到所述分解子单元。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述系统矩阵构造子单元包括：

组合信道响应计算子单元，用于根据所述对应各估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应计算组合信道响应得到：

其中，c表示扩频序列与扰码的点乘，长度为Q＝16，h表示对应估计窗的信道响应中非零的估计窗的信道响应，W为信道估计窗的长度，其中，W＝16,b为组合信道响应，长度为Q+W-1＝31；

构造子单元，用于由组合信道响应b构造系统矩阵。

8.根据权利要求5至7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

帧头记录单元，用于在所述判断单元判断译码的结果正确后，记录交织帧头；

所述检测单元，还用于在后续对空口接收的各子帧的相同时隙的相同码道进行联合检测时，根据所述交织帧头，选择子帧组进行联合检测。

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