CN1533067A - 一种网格编码调制方法及多用户接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种网格编码调制方法及多用户接收装置，DTCH信道对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，然后进行TCM处理，第一次交织、无线帧分割和速率匹配；DCCH信道对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，然后对输入序列进行1/3速率卷积编码、8PSK调制，第一次交织、无线帧分割和速率匹配；将DTCH符号和DCCH符号复用成一路，对该路符号进行第二次交织和时隙分割；在所述TCM处理中，DPDCH信道扩频因子为64。本发明可以克服现有网格编码调制方案下符号能量差距很大的不足，同时，保持多用户接收装置的解调性能，可以进一步提高网格编码调制下多用户检测系统的性能。

Description

一种网格编码调制方法及多用户接收装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统，尤其涉及WCDMA系统中上行专用物理信道的信道编码技术、调制技术和基站的多用户检测技术。

技术背景

现有技术提出WCDMA系统中12.2kbps上行专用物理信道的网格编码调制方案和相应的多用户接收装置。该网格编码调制方案在提高多用户检测系统性能方面具有很大潜力。该网格编码调制方案如图1所示，该编码调制方案的参数见表1。

表1

从图1可以看到：在12.2kbps上行专用物理信道下，DTCH信道先对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，然后进行TCM处理，即：对输入序列进行2速率卷积编码和8PSK调制。经过TCM处理，得到I、Q两路数据。对I通道数据进行第一次交织、无线帧分割和速率匹配。对Q通道数据进行完全相同的处理。

DCCH信道先对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，然后对输入序列进行 速率卷积编码、8PSK调制。经过8PSK调制得到I、Q两路数据。对I路数据进行第一次交织、无线帧分割和速率匹配。对Q路数据也进行完全相同的处理。

在速率匹配之后，DTCH信道的I路数据和DCCH信道的I路数据复用在一起进行第二次交织和时隙分割。DTCH信道的Q路数据和DCCH信道的Q路数据也复用在一起进行第二次交织和时隙分割。

在这种TCM方案下，DPDCH信道扩频因子为256。具体扩频过程如下：从1～255中选择两个数分别作为DPDCH信道I路和Q路的信道码的码号，用相应的两个信道码分别对DPDCH信道I路和Q路数据扩频。经过扩频后，DPDCH信道的Q路数据和DPCCH信道的数据相加得到的数据作为整个上行信道的Q路数据。该路数据和DPDCH信道的I路数据一起进行加扰处理。具体编码调制过程如图2所示。

在网格编码调制方案中，1/3速率卷积编码器的框图见协议25.212；速率匹配采用均匀重复方式；第一次交织、无线帧分割、速率匹配、数据复用、第二次交织和时隙分割的具体方法参见协议25.212。DTCH信道在添加尾比特步骤(见图1中步骤Tail bit attachmeit)中，总共添加了4M个尾比特。尾比特用来使编码器回归零状态。尾比特的数目决定于编码器中状态数目和编码器的具体结构，M取能够使编码器归零的最小整数。

表2

2/3卷积编码的状态数	2/3卷积编码与8PSK调制相结合的编码增益(相对与未编码QPSK调制)
		4	3.0
8	3.6
		16	4.1
32	4.6
		64	5.0
128	5.4
		256	5.7

表2给出了2/3速率卷积编码和8PSK调制相结合的多种方案。从表2可以看到：8PSK调制可以和不同状态数的2/3速率卷积编码相结合。随着编码器状态数的增加，8PSK调制和2/3速率卷积编码构成的TCM的性能在提高：当状态数为4时，8PSK调制和2/3速率卷积编码构成的TCM的性能相对于未编码QPSK调制提高约3.0dB；当状态数为256时，8PSK调制和号速率卷积编码构成的TCM的性能相对于未编码QPSK调制提高约5.7dB。随着编码器状态数的增加，编码器和相应的译码器的复杂度也相应地增加。

状态数为8的2/3速率卷积编码器如图3所示。该编码器结构简单、复杂度很低，而且它和8PSK调制构成的TCM的性能相对于未编码QPSK调制提高约3.6dB。该性能与协议中1/3速率卷积码(具体结构参加3GPP协议25.212)在BPSK调制下的性能相差不大。因此，随着状态数增加，8PSK调制和2/3速率卷积编码构成的TCM的性能也将进一步提高，并超过协议中1/3速率卷积码(具体结构参见3GPP协议25.212)在BPSK调制下的性能。

在实现图1所示网格编码调制方案时，可以根据对编译码器复杂度和性能的要求从表2中选择一种编码器，或者采用表2中没有列出的编码器，只要用该编码器和8PSK调制可以构成TCM，就可以实现图1所示网格编码调制方案。当采用图3所示编码器时，M＝1。

在该网格编码调制方案下，基站的多用户接收装置如图4所示，该装置的第一级、第二级和最后一级PIC结构分别如图5、图6和图7所示。

从图4可以看到：该装置首先对天线的接收信号进行解调得到基带信号，然后对基带信号进行匹配滤波。匹配滤波后的基带信号同时送给多径搜索器组和第一、第二和最后一级PIC结构。

如图4所示，基带信号进入多径搜索器组，设系统有K个用户，多径搜索器组就有K个多径搜索器。每个搜索器负责搜索一个用户的径时延信息。所有用户的径时延信息被同时送给第一级、第二级和最后一级PIC结构。

第一级PIC结构由K个用户信号处理单元和一个干扰对消单元构成。每个用户拥有一个用户信号处理单元。如图5所示，进入第一级PIC结构的基带信号并行进入各用户的信号处理单元。进入第一级PIC结构的各用户的多径时延信息分别进入相应用户的信号处理单元。各用户的信号处理单元完成完全相同的功能。

如图5所示，用户信号处理单元由输入的基带信号和该用户的多径时延信息，经过一系列处理，得到该用户的功率控制指令、DPDCH/DPCCH符号级再生信号和码片级再生信号。用户的功控指令经下行链路分别反馈给发送端的UE，UE按照功控指令调整上行发射功率。用户的DPDCH/DPCCH符号级再生信号则被分别送给下一级PIC结构中同一用户的用户信号处理单元中的两个符号修正子单元。所有用户的码片级再生信号和基带信号进入干扰对消单元，该单元对输入信号进行处理得到残差信号。残差信号作为本级PIC的一个输出信号送给下一级PIC结构。

对第一级PIC结构，当已知用户的DPDCH信道的扩频因子时，就直接进行DPDCH信道的解扩；当并不知道DPDCH信道的扩频因子时，就先进行DPCCH信道的解扩、RAKE合并，由DPCCH信道的RAKE合并结果进行TFCI译码，通过TFCI译码得到DPDCH信道的扩频因子，将扩频因子送给该用户的DPDCH信道的解扩单元和后续PIC结构中同一用户的信号处理单元中DPDCH信道解扩子单元，使该用户的DPDCH信道的解扩都按照该扩频因子解扩。

第二级PIC结构依旧由K个用户信号处理单元和一个干扰对消单元构成。每个用户有一个用户信号处理单元。各用户的用户信号处理单元完成完全相同的功能。

如图6所示，第二级PIC结构中，用户的信号处理单元的输入信号为：残差信号、本用户的DPDCH/DPCCH符号级再生信号和本用户的径时延信息。输出为：用户的DPDCH/DPCCH符号级再生信号和码片级再生信号。DPDCH/DPCCH符号级再生信号被分别送给第三级PIC结构中同一用户的信号处理单元中的两个符号修正子单元，码片级再生信号被送入干扰对消单元。基带信号也进入干扰对消单元。该单元对所有用户的码片级再生信号和基带信号处理得到残差信号。残差信号作为本级PIC的一个输出信号送给下一级PIC结构。

第三级PIC结构由K个用户信号处理单元构成。用户的信号处理单元如图7所示。信号处理单元首先根据用户的多径时延信息对残差信号进行多径分离，得到多径信号。多径信号被同时送入DPDCH处理通道和DPCCH处理通道。DPDCH通道对输入的多径信号先进行DPDCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、多径合并。该结果被送入DPDCH信道的信道解码器，经信道解码得到DPDCH信道发送的信息比特。DPCCH通道对输入的多径信号先进行DPCCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、信道估计，最后进行多径合并。多径合并结果被送给DPCCH信道的硬判决器。硬判决器对输入信号进行硬判决，得到DPCCH信道发送的信息比特。

以上是在网格编码调制方案下，12.2kbps上行专用物理信道的多用户接收装置的信号处理过程。

上述网格编码调制方案也存在不足之处。在该网格编码调制方案下，扩频因子为256，速率匹配中符号的重复率为(55-M)/(95+M)。由于通常M＜10，所以，符号平均重复率约为50％。这表示：在网格编码调制方案下，约有一半的符号的能量为：256×一个码片的能量，另一半多符号的能量为：256×2×一个码片的能量。在速率匹配中没有被重复的符号和重复的符号的能量差距很大。这种符号能量的极大差距对网格编码调制方案的译码性能有影响。能量高的符号译码准确率高，能量低的符号译码准确率低，而译码性能是以误块率来衡量的。一个块中有一个比特译错，该块就算译错。以误块率衡量系统的译码性能使系统的译码性能在很大程度上取决于能量较低的符号的译码性能。因此，现有网格编码调制方案中符号能量的极大差距对提高译码的性能不利。

发明内容

本发明的目的就是提出一种网格编码调制方法、以及实现该网格编码调制方法的多用户接收装置。该网格编码调制方法和相应的多用户接收装置可以克服现有网格编码调制方案下符号能量差距很大的不足，同时，保持多用户接收装置的解调性能，可以进一步提高网格编码调制下多用户检测系统的性能。

一种网格编码调制方法，适用于WCDMA系统中12.2kbps上行专用物理信道(DPDCH)，包括以下步骤：

a、DTCH信道对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，进行TCM处理，其中DPDCH信道扩频因子为64，然后进行第一次交织、无线帧分割和速率匹配；

b、DCCH信道对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，然后对输入序列进行1/3速率卷积编码、8PSK调制，第一次交织、无线帧分割和速率匹配；

c、将DTCH符号和DCCH符号复用成一路，对该路符号进行第二次交织和时隙分割。

所述速率匹配中，符号平均重复率为(505-M)/(95+M)，其中M为小于10的正整数。

所述DTCH的输入符号数目为(65+M)，输出符号数目为(600-[30*600/(95+M)])。

所述DCCH的输入符号数目为30，输出符号数目为[30*600/(95+M)]。

一种实现权利要求1所述网格编码调制方法的多用户接收装置，包括解调单元、匹配滤波单元、多径搜索器组、第一级PIC结构、第二级PIC结构、第三级PIC结构，所述第一级PIC结构、第二级PIC结构包括DPDCH软判决与软判决加权单元，其特征在于：所述DPDCH软判决与软判决加权单元包括预处理单元、DTCH软判决与软判决加权单元、DCCH软判决与软判决加权单元、反处理单元，所述预处理单元对输入的DPDCH的RAKE合并结果进行处理，得到DTCH和DCCH两路信号，分别发送给DTCH软判决与软判决加权单元、DCCH软判决与软判决加权单元；预处理单元还对输入的噪声功率序列进行预处理，得到DTCH和DCCH两路信号，分别发送给DTCH软判决与软判决加权单元、DCCH软判决与软判决加权单元，DTCH软判决与软判决加权单元、DCCH软判决与软判决加权单元分别得出DTCH信道软判决加权结果、DCCH信道软判决加权结果并发送给所述反处理单元，所述反处理单元对两路信号进行反处理得到DPDCH信道的软判决加权结果。

所述预处理单元进一步包括DPDCH符号功率折算单元、解交织单元、解复用单元、DTCH速率反匹配单元、DCCH速率反匹配单元，所述DPDCH符号功率折算单元将输入的DPCCH信道的噪声功率折算出DPDCH信道每个符号的噪声功率；所述解交织单元对输入的DPDCH信道的RAKE合并结果和所述DPDCH信道噪声功率序列进行解第二次交织，并将结果发送给所述解复用单元；所述解复用单元对输入信号进行解复用，得到DTCH的RAKE合并结果和DCCH的RAKE合并结果以及DTCH噪声功率信号和DCCH噪声功率信号，并发送给DTCH速率反匹配单元、DCCH速率反匹配单元；所述DTCH速率反匹配单元、DCCH速率反匹配单元对输入信号进行速率反匹配，并将结果发送出去。

采用了本发明，可以克服了现有网格编码调制方案的不足，具有更好的译码性能；与该新方案相应的多用户接收装置利用速率反匹配中重复符号的分集作用可以使解调性能得到一定的提高；该新方案和相应的多用户接收装置可以进一步提高网格编码调制多用户检测系统的性能。

附图说明

图1是12.2kbps上行专用物理信道的网格编码调制方案示意图；

图2是12.2kbps上行专用物理信道在网格编码调制下的扩频加扰过程流程图；

图3是状态数为8的2/3速率编码器结构图；

图4是上行专用物理信道多用户接收装置结构图；

图5是上行专用物理信道多用户接收装置之第一级PIC结构示意图；

图6是上行专用物理信道多用户接收装置之第二级PIC结构示意图；

图7是上行专用物理信道多用户接收装置之最后一级PIC结构示意图；

图8是本发明12.2kbps上行专用物理信道的网格编码调制方案示意图；

图9是本发明DPDCH信道软判决与软判决加权单元结构示意图；

图10是本发明软判决与软判决加权单元的预处理单元结构示意图；

图11是本发明软判决与软判决加权单元的反处理单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明的具体实施方式。

网格编码调制的新方案如图8所示。在网格编码调制新方案下，扩频因子为64。网格编码调制新方案中，DTCH信道依旧先对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，然后进行TCM处理，第一次交织、无线帧分割和速率匹配。DCCH信道也先对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，然后对输入序列进行T速率卷积编码、8PSK调制、第一次交织、无线帧分割和速率匹配。

在速率匹配中，符号平均重复率为(505-M)/(95+M)。DTCH的输入符号数目依旧为(65+M)，输出符号数目则为a＝(600-[30*600/(95+M)])。设a除以(65+M)，商为Q1，余数为P1。在速率匹配中，有((65+M)-P1)个符号重复次数为(Q1-1)次，有P1个符号重复次数为Q1次。由于扩频因子为64，在速率匹配中重复(Q1-1)次的符号能量＝64×Q1×一个码片的能量，重复Q1次的符号能量＝64×(Q1+1)×一个码片的能量。重复次数多的符号与重复次数少的符号在能量上仅相差64码片的能量。

在速率匹配中，DCCH的输入符号数目依旧为30，输出符号数目则为b＝[30*600/(95+M)]。设b除以30，商为Q2，余数为P2。在速率匹配中，有(30-P2)个符号重复次数为(Q2-1)次，有P2个符号重复次数为Q2次。由于扩频因子为64，在速率匹配中重复(Q2-1)次的符号能量＝64×Q2×一个码片的能量，重复Q2次的符号能量＝64×(Q2+1)×一个码片的能量。重复次数多的符号与重复次数少的符号在能量上仅相差64码片的能量。

由于通常情况下，M＜10。所以，每个符号重复至少4次(符号平均重复率为(505-M)/(95+M))。因此，在网格编码调制新方案中，速率匹配前每个符号的能量等于或大于(64×5×一个码片的能量)。符号的最低能量得到提高。在网格编码调制新方案下，符号能量的差距减小。重复次数多的符号与重复次数少的符号在能量上相差64×一个码片的能量。

在速率匹配之后，将DTCH符号和DCCH符号复用成一路，对该路符号进行第二次交织和时隙分割。

本发明的网格编码调制新方案的参数表见表3：

                       表3

新的网格编码调制方案弥补了原有方案中符号能量差距很大的问题，并提高了符号的最低能量，这对于译码是有很大好处的。仿真结果表明：单独考察编码调制方案的性能，新编码调制方案和原有编码调制方案相比在译码BER＝0.00001时性能提高0.5dB以上。

但是新方案的扩频因子由256降为64，如果在新方案下采用原有的多用户接收装置，按照扩频因子为64进行相应的解调，多用户检测系统的解调性能将由于扩频因子的降低而降低。为解决该问题，本文采用的多用户接收装置如图4～图7所示。只是在图5～图6中，DPDCH信道的软判决与软判决加权单元采用新的结构。

DPDCH信道软判决与软判决加权单元的新结构如图9所示。从图9可以看到：该单元先对输入的DPDCH的RAKE合并结果和噪声功率进行预处理，得到DTCH的RAKE合并结果和DTCH的噪声功率、DCCH的RAKE合并结果和DCCH的噪声功率，然后对这两路信号分别进行软判决与软判决加权，得到两路软判决加权结果。最后，对两路软判决加权结果进行反处理，得到DPDCH信道的软判决加权结果，并将该结果送给信号再生单元。

预处理单元如图10所示，该单元对输入的DPDCH信道RAKE合并结果进行解第二次交织，然后解复用，将DPDCH信道的信号分解成两路信号：DTCH信号和DCCH信号。对这两路信号分别进行速率反匹配。并将两路速率反匹配的结果送给后续处理单元。

该单元还对输入的噪声功率进行了预处理：首先由输入的DPCCH信道的噪声功率折算中DPDCH信道每个符号(RAKE合并结果)的噪声功率(具体的折算方法不是本文研究内容)，然后对DPDCH信道噪声功率序列进行解第二次交织和解复用，将DPDCH信道的噪声功率序列解成两路信号：DTCH噪声功率信号和DCCH噪声功率信号。对这两路信号分别进行速率反匹配。并将两路速率反匹配的结果送给后续处理单元。

DTCH、DCCH软判决与软判决加权单元分别对输入的DTCH和DCCH信号进行软判决与软判决加权。软判决与软判决加权的计算方法不变。

反处理过程如图11所示。首先，分别对DTCH、DCCH软判决加权结果进行速率匹配，然后将两路信号复用在一起形成DPDCH信道的信号，对DPDCH信道的信号进行第二次交织，并将交织结果发送给信号再生单元。该交织结果就是DPDCH信道的软判决加权结果。

从本质上讲，上述预处理和反处理将对DPDCH信道RAKE合并结果的软判决与软判决加权转化成对DTCH/DCCH的RAKE合并结果的软判决与软判决加权。

速率反匹配是与速率匹配相对应的，速率反匹配定义如下：

i＝1，2，3，...，i2。速率匹配的方法参见协议25.212。在速率匹配为均匀重复的情况下，i1＜i2。设输入符号X(n)经过速率匹配的处理，在输出序列中被重复，即在输出序列中，有两个符号满足：Y(q1)＝Y(q2)＝X(m)。序号q1、q2的计算方法参见协议25.212。速率反匹配则是由序列Y1(i)，i＝1，2，3，...，i2，求出序列X1(i)，i＝1，2，3，...，i1。在速率反匹配中：X1(i)＝Y1(q1)+Y1(q2)。

从速率反匹配计算过程可以看到：对应于相同符号的Y1(q1)和Y1(q2)合并在一起。如果以Y1(q1)为原符号，以Y1(q2)为重复的符号，在速率反匹配中，Y1(q2)起到类似分集的作用。

本文中的速率反匹配与网格编码调制新方案中速率匹配相对应的。具体定义如下：

设输入符号X(n)经过速率匹配的处理，在输出序列中被重复(q-1)次，即在输出序列中，存在q个符号满足：Y(q1)＝Y(q2)＝...＝Y(qq)＝X(m)。序号q1、q2、...、qq的计算方法参见协议25.212。速率反匹配中：X1(i)＝Y1(q1)+Y1(q2)+...+Y1(qq)。

从上面的速率反匹配计算过程可以看到：对应于相同符号的Y1(q1)、Y1(q2)、...、Y1(qq)被合并在一起。如果以Y1(q1)为原符号，其他符号都是重复的符号，在速率反匹配中，Y1(q2)、...、Y1(qq)都起到类似分集的作用，在网格编码调制新方案下，这种分集的效应非常强。因为在网格编码调制新方案中每个符号的重复率高达 由于通常M＜10，所以，每个符号通常至少重复4次。这种分集作用使合并后符号的信噪比有很大的提高。

因此，确切地讲，预处理和反处理将对DPDCH信道RAKE合并结果的软判决与软判决加权转化成对信噪比更高的DTCH/DCCH的RAKE合并结果的软判决与软判决加权。

考虑传输信道为高斯信道的情况，在新方案的多用户接收装置下DTCH/DCCH的每个符号的RAKE合并结果汇聚了至少(64×5)个码片的能量，而在原有网格编码调制方案的多用户接收装置下DPDCH每个符号的RAKE量，而在原有网格编码调制方案的多用户接收装置下DPDCH每个符号的RAKE合并结果只汇聚了256个码片的能量。因此，DTCH/DTCH的每个符号的RAKE合并结果的信噪比要高于DPDCH中相应符号的信噪比。所以，对DTCH/DCCH的RAKE合并结果的软判决与软判决加权可以获得更好的解调性能。其他信道条件也可以得到类似的结论。

下面对多用户接收装置的结构作详细的描述。图中装置201是第一级PIC结构，装置202是第二级PIC结构，装置203是第三级PIC结构，它们的内部结构分别如附图3、附图4和附图5所示。图中装置204是多经搜索器组。

进入用户信号处理单元300的基带信号和用户的多径时延信息首先进入多径分离装置301，多径分离装置301根据多径时延信息从输入的基带信号中提取各径信号，并将多径信号同时送给DPDCH解扩单元302和DPCCH解扩单元303。

DPDCH解扩单元302用DPDCH信道的扩频码(DPDCH信道码和扰码之积)对输入的各径信号解扩，并将解扩结果送给DPDCH信道的RAKE合并单元307；DPCCH解扩单元303用DPCCH信道的扩频码(DPCCH信道码和扰码之积)对输入的各径信号解扩，并将解扩结果送给信道估计单元304、功率控制单元305、噪声功率估计单元306和DPCCH信道的RAKE合并单元308。

信道估计单元305由DPCCH各径的解扩结果得到各径的信道估计，并将信道估计结果同时送给DPDCH信道的RAKE合并单元307和DPCCH信道的RAKE合并单元308。

功率控制单元304由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到功率控制指令。功率控制指令作为第一级PIC的一个输出，反馈给同一用户的发送端(UE)。

噪声功率估计单元306由解扩结果得到DPCCH信道的噪声功率的估计。噪声功率的估计结果同时送给后面的两个软判决与软判决加权单元。

两个RAKE合并单元分别对DPDCH解扩结果和DPCCH解扩结果进行去信道调制和多径合并，并将合并结果分别送给DPDCH、DPCCH软判决与软判决加权单元。

DPDCH软判决与软判决加权单元309由输入信号得到每个符号的软判决，然后进行软判决加权；DPCCH软判决与软判决加权单元310由输入信号得到每个符号的软判决，然后进行软判决加权。DPDCH信道的软判决加权的权值和DPCCH信道软判决加权的权值可以取不同的数值。

信号再生单元311由DPDCH信道软判决加权结果、DPCCH信道的软判决加权结果和用户的各径时延信息得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号，并将码片级再生信号送入干扰对消单元320；将符号级再生信号输送给第二级PIC结构中同一用户的信号处理单元的符号修正子单元401。所有用户的码片级再生信号和基带信号进入干扰对消单元320中的信号求和装置321。该装置对输入的各用户的码片级再生信号进行求和，然后将求和结果送给成型与匹配滤波单元322。该单元对输入信号进行成型滤波和匹配滤波，并将滤波结果送入残差计算单元323。基带信号也进入残差计算单元323。残差计算单元323从基带信号中减去滤波结果，得到残差信号，并将残差信号作为本级PIC的输出信号并行送给下一级PIC结构中各用户的用户信号处理单元400。

对本文第一级PIC结构，当已知用户的DPDCH信道的扩频因子时，就直接进行DPDCH信道的解扩；当并不知道DPDCH信道的扩频因子时，就先进行DPCCH信道的解扩、RAKE合并，由DPCCH信道的RAKE合并结果进行TFCI译码，通过TFCI译码得到DPDCH信道的扩频因子，将DPDCH信道的扩频因子送给该用户的DPDCH信道解扩单元和后续PIC结构中该用户信号处理单元的DPDCH信道解扩子单元，使该用户DPDCH信道的解扩都按照该扩频因子解扩。

用户的信号处理单元400首先根据用户的径时延信息进行多径分离，从残差信号中提取多径信号。并把多径信号同时送给DPDCH信道处理通道和DPCCH信道处理通道。DPDCH处理通道对输入的多径信号先进行DPDCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、多径合并，最后进行软判决与软判决加权，并将软判决加权结果送入信号再生单元。DPCCH通道对输入的多径信号先进行DPCCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、信道估计、噪声功率估计、多径合并，最后进行软判决与软判决加权，也将软判决加权结果送入信号再生单元。信号再生单元由两个输入信号得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号。符号级再生信号是第三级PIC结构的一个输入信号，码片级再生信号被送入干扰对消单元。在本级PIC结构中，解扩、多径合并、软判决与软判决加权、信号再生等单元同第一级PIC结构。

DPDCH信道的符号修正单元401对输入的DPDCH信道的解扩结果进行符号级修正：将DPDCH信道某径的解扩结果和该径的符号级再生信号相加。DPCCH信道的符号修正单元402对输入的DPCCH信道的解扩结果进行符号级修正：将DPCCH信道某径的解扩结果和该径的符号级再生信号相加。

信号处理单元500首先根据用户的多径时延信息对残差信号进行多径分离，得到多径信号。多径信号被同时送入DPDCH处理通道和DPCCH处理通道。DPDCH通道对输入的多径信号先进行DPDCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、多径合并。该结果被送入DPDCH通道的信道解码器501，经信道解码得到DPDCH信道发送的信息比特。DPCCH通道对输入的多径信号先进行DPCCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、信道估计、多径合并。多径合并结果被送给DPCCH通道的硬判决器502。硬判决器502对输入信号进行硬判决，得到DPCCH信道发送的信息比特。

装置601对输入的DPDCH的RAKE合并结果进行预处理，得到DTCH和DCCH两路信号，然后将这两路信号分别送给装置602和装置603。装置601还对输入的噪声功率序列进行预处理，同样得到DTCH和DCCH两路信号，并将这两路信号分别送给给装置602和装置603。装置602由输入的两路信号计算得到DTCH信道软判决加权结果。装置603由输入的两路信号得到DCCH信道的软判决加权结果。装置604对输入的两路信号进行反处理得到DPDCH信道的软判决加权结果。

预处理单元分成两部分，对输入DPDCH信道RAKE合并结果的预处理和噪声功率的预处理。对DPDCH信道RAKE合并结果的预处理过程如下：首先装置701对输入的DPDCH信道的RAKE合并结果解第二次交织，并将结果送给装置702。装置702对输入信号进行解复用，得到DTCH的RAKE合并结果和DCCH的RAKE合并结果，并将这两路信号分别送给装置703和装置704。这两个装置分别对输入信号进行速率反匹配，并将速率反匹配的结果送给分别送给DTCH、DCCH软判决与软判决加权单元。

对噪声功率的预处理过程如下：首先装置710由输入的DPCCH信道的噪声功率折算出DPDCH信道每个符号(RAKE合并结果)的噪声功率，然后装置701对DPDCH信道噪声功率序列进行解第二次交织，并将结果送给装置702。装置702对输入信号进行解复用，得到DTCH噪声功率信号和DCCH噪声功率信号，并将这两路信号分别送给装置703和装置704。这两个装置分别对输入信号进行速率反匹配，并将速率反匹配的结果送给分别送给DTCH、DCCH软判决与软判决加权单元。

装置801对输入的DTCH的软判决加权结果进行能够速率匹配，并将速率匹配结果送给装置803。装置802对DCCH的软判决加权结果进行能够速率匹配，并将速率匹配结果也送给装置803。装置803对两路输入信号进行复用，得到的结果送给装置804。装置804对输入信号进行第二次交织，该结果就是DPDCH软判决与软判决加权结果。该结果是软判决与软判决加权单元的输出。

下面具体描述各级PIC结构的处理过程，在本实施方式中采用图9所示编码器。因此，在图8中，M＝1。

如图4所示，天线的接收信号经过解调得到基带信号，对基带信号进行匹配滤波，匹配滤波结果被同时送入多径搜索器组和第一级、第二级和第三级PIC结构。

多径搜索器组204搜索得到每个用户的径时延信息，并将所有用户的径时延信息同时送给第一级、第二级和最后一级PIC结构。如图4所示，基带信号进入多径搜索器组，设系统有K个用户，多径搜索器组就有K个多径搜索器。每个用户有一个多径搜索器。用户的多径搜索器负责搜索该用户的径时延信息。所有用户的径时延信息被同时送给第一级、第二级和最后一级PIC结构。

第一级PIC结构的处理

匹配滤波后的基带信号进入第一级PIC结构。第一级PIC结构由K个用户信号处理单元和一个干扰对消单元构成。每个用户有一个用户信号处理单元。如图5所示，进入第一级PIC结构的基带信号并行进入各用户的信号处理单元。进入第一级PIC结构的各用户的多径时延信息分别进入相应用户的信号处理单元。各用户的信号处理单元完成完全相同的功能。

进入用户信号处理单元300的基带信号和用户的多径时延信息首先进入多径分离装置301，多径分离装置301根据多径时延信息从输入的基带信号中提取各径信号，并将多径信号同时送给DPDCH解扩单元302和DPCCH解扩单元303。

DPDCH解扩单元303的解扩分成I/Q两路。I路用DPDCH信道的I路扩频码(DPDCH的I路信道码和扰码之积)的共轭对输入的各径信号解扩，并将解扩结果送给DPDCH信道的RAKE合并单元307；同理，Q路用DPDCH信道的Q路扩频码(DPDCH的Q路信道码和扰码之积)的共轭对输入的各径信号解扩，并将解扩结果送给DPDCH信道的RAKE合并单元307。

DPCCH解扩单元303用DPCCH信道的扩频码(DPCCH信道码和扰码之积)的共轭对输入的各径信号解扩，并将解扩结果送给信道估计单元305、功率控制单元304、噪声功率估计单元306和DPCCH信道的RAKE合并单元308。

信道估计单元305由DPCCH各径的解扩结果得到各径的信道估计，并将信道估计结果同时送给DPDCH信道的RAKE合并单元307、DPCCH信道的RAKE合并单元308。

功率控制单元304由输入的DPCCH信道的各径解扩结果得到功率控制指令。功率控制指令作为第一级PIC的一个输出，反馈给该用户的发送端。

噪声功率估计单元306由解扩结果得到DPCCH信道的噪声功率的估计。噪声功率的估计结果同时送给后面的两个软判决与软判决加权单元。

两个RAKE合并单元分别对DPDCH解扩结果和DPCCH解扩结果进行去信道调制和多径合并，并将合并结果分别送给DPDCH、DPCCH软判决与软判决加权单元。DPDCH信道的RAKE合并分成I/Q两路，对输入的I路解扩结果和Q路解扩结果分别进行RAKE合并，并将I/Q两路的合并结果送给DPDCH信道的软判决与软判决加权单元。

如图9所示，DPDCH软判决与软判决加权单元309由输入的I/Q两路信号先进行预处理，然后对预处理得到的每个符号进行软判决与软判决加权，最后，对软判决结果进行反处理，并将反处理结果送给信号再生单元。DPCCH软判决与软判决加权单元310由输入信号得到每个符号的软判决，然后进行软判决加权。DPDCH信道的软判决加权的权值和DPCCH信道软判决加权的权值可以取不同的数值。DPDCH信道在计算软判决时，首先要由DPCCH信道噪声估计折算出DPDCH信道的噪声功率。该折算公式不是本文讨论的问题。

信号再生单元311由DPDCH信道软判决结果、DPCCH信道的软判决结果和用户的各径时延信息得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号，并将码片级再生信号送入干扰对消单元；将符号级再生信号输送给第二级PIC结构中同一用户的信号处理单元的符号修正子单元401。

所有用户的码片级再生信号和基带信号进入干扰对消单元320中的信号求和装置321。该装置对输入的各用户的码片级再生信号进行求和，然后将求和结果送给成型与匹配滤波单元322。该单元对输入信号进行成型滤波和匹配滤波。成型滤波器同上行专用物理信道的调制部分采用的成型滤波器，匹配滤波器就是上行专用物理信道接收端采用的匹配滤波器。滤波结果送入残差计算单元323。基带信号也进入残差计算单元。残差计算单元323从基带信号中减去滤波结果，得到残差信号，并将残差信号作为本级PIC的输出信号送给下一级PIC结构，在下一级PIC结构中，该信号被并行送给各用户的信号处理单元400。

第二级PIC结构的处理

第一级PIC结构得到的残差信号、各用户的符号级再生信号和各用户的径时延信息进入第二级PIC结构。第二级PIC结构依旧由K个用户信号处理单元和一个干扰对消单元构成。每个用户有一个用户信号处理单元。各用户的用户信号处理单元完成完全相同的功能。

如图6所示，在第二级PIC结构中，用户的信号处理单400的输入信号为：残差信号、本用户的符号级再生信号和本用户的径时延信息。用户的信号处理单元400首先根据用户的径时延信息进行多径分离，从残差信号中提取多径信号。并把多径信号同时送给DPDCH信道处理通道和DPCCH信道处理通道。DPDCH通道对输入的多径信号先进行DPDCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、多径合并，最后进行软判决与软判决加权，并将软判决加权结果送入信号再生单元。DPCCH通道对输入的多径信号先进行DPCCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、信道估计、噪声功率估计、多径合并，最后进行软判决与软判决加权，也将软判决加权结果送入信号再生单元。信号再生单元由两个信道的软判决加权结果和径时延信息得到用户的符号级再生信号和码片级再生信号。符号级再生信号被送入第三级PIC结构中同一用户的信号处理单元的符号修正子单元。码片级再生信号被送入干扰对消单元。在本级PIC结构中，解扩、多径合并、软判决与软判决加权、信号再生等单元同第一级PIC结构。DPDCH信道软判决加权的权值和DPCCH信道软判决加权的权值可以不同。本级DPDCH的软判决加权的权值要大于前一级软判决加权的权值。DPCCH信道也是如此。

DPDCH信道的符号修正单元401对输入的DPDCH信道的解扩结果进行符号级修正：将DPDCH信道某路某径的解扩结果和该路该径的符号级再生信号相加。对I/Q两路输入信号并行进行这种符号修正。DPCCH信道的符号修正单元402对输入的DPCCH信道的解扩结果进行符号级修正：将DPCCH信道某径的解扩结果和该径的符号级再生信号相加。

最后一级PIC结构的处理

第三级PIC结构由K个用户信号处理单元构成。用户的信号处理单元如图7所示。信号处理单元500首先根据用户的多径时延信息对残差信号进行多径分离，得到多径信号。多径信号被同时送入DPDCH处理通道和DPCCH处理通道。DPDCH通道对输入的多径信号先进行DPDCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、多径合并。该结果被送入DPDCH通道的信道解码器501，经信道解码得到DPDCH信道发送的信息比特。信道解码器501按照图8所示DPDCH信道编码方案的反过程进行译码。DPCCH通道对输入的多径信号先进行DPCCH解扩，然后对解扩结果进行符号修正、信道估计、多径合并。该结果被送给DPCCH通道的硬判决器502。硬判决器502对输入信号进行硬判决，得到DPCCH信道发送的信息比特。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1、一种网格编码调制方法，适用于WCDMA系统中12.2kbps上行专用物理信道(DPDCH)，其特征在于包括以下步骤：

a、DTCH信道对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，进行TCM处理，其中DPDCH信道扩频因子为64，然后进行第一次交织、无线帧分割和速率匹配；

b、DCCH信道对输入信息序列进行CRC校验、添加尾比特，然后对输入序列进行1/3速率卷积编码、8PSK调制，第一次交织、无线帧分割和速率匹配；

c、将DTCH符号和DCCH符号复用成一路，对该路符号进行第二次交织和时隙分割。

2、如权利要求1所述的网格编码调制方法，其特征在于：所述速率匹配中，符号平均重复率为(505-M)/(95+M)，其中M为小于10的正整数。

3、如权利要求2所述的网格编码调制方法，其特征在于：所述DTCH的输入符号数目为(65+M)，输出符号数目为(600-[30*600/(95+M)])。

4、如权利要求2所述的网格编码调制方法，其特征在于：所述DCCH的输入符号数目为30，输出符号数目为[30*600/(95+M)]。

5、一种实现权利要求1所述网格编码调制方法的多用户接收装置，包括解调单元、匹配滤波单元、多径搜索器组、第一级PIC结构、第二级PIC结构、第三级PIC结构，所述第一级PIC结构、第二级PIC结构包括DPDCH软判决与软判决加权单元，其特征在于：所述DPDCH软判决与软判决加权单元包括预处理单元、DTCH软判决与软判决加权单元、DCCH软判决与软判决加权单元、反处理单元，所述预处理单元对输入的DPDCH的RAKE合并结果进行处理，得到DTCH和DCCH两路信号，分别发送给DTCH软判决与软判决加权单元、DCCH软判决与软判决加权单元；预处理单元还对输入的噪声功率序列进行预处理，得到DTCH和DCCH两路信号，分别发送给DTCH软判决与软判决加权单元、DCCH软判决与软判决加权单元，DTCH软判决与软判决加权单元、DCCH软判决与软判决加权单元分别得出DTCH信道软判决加权结果、DCCH信道软判决加权结果并发送给所述反处理单元，所述反处理单元对两路信号进行反处理得到DPDCH信道的软判决加权结果。

6、如权利要求5所述的多用户接收装置，其特征在于：所述预处理单元进一步包括DPDCH符号功率折算单元、解交织单元、解复用单元、DTCH速率反匹配单元、DCCH速率反匹配单元，所述DPDCH符号功率折算单元将输入的DPCCH信道的噪声功率折算出DPDCH信道每个符号的噪声功率；所述解交织单元对输入的DPDCH信道的RAKE合并结果和所述DPDCH信道噪声功率序列进行解第二次交织，并将结果发送给所述解复用单元；所述解复用单元对输入信号进行解复用，得到DTCH的RAKE合并结果和DCCH的RAKE合并结果以及DTCH噪声功率信号和DCCH噪声功率信号，并发送给DTCH速率反匹配单元、DCCH速率反匹配单元；所述DTCH速率反匹配单元、DCCH速率反匹配单元对输入信号进行速率反匹配，并将结果发送出去。

Images