ПРИЕМНИК RAKE И СПОСОБ ПРИЕМА ПРИЕМНИКОМ RAKE СМЕШАННЫХ СЛУЖБ НА БАЗЕ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СИСТЕМЫ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ
RAKE RECEIVER AND METHOD OF RECEIVING WITH RAKE RECEIVER MIXED SERVICES BASED ON CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS BROADBAND SYSTEM

Область техники
Настоящее изобретение относится к технологии обработки сигнала базовой полосы частот на базовой станции в широкополосной системе множественного доступа с кодовым разделением каналов (WCDMA) и, в частности, к приемнику RAKE и способу приема смешанных служб на базе системы WCDMA.
Предпосылки изобретения
В системе беспроводной связи WCDMA вследствие сложной и подверженной ошибкам беспроводной среды передачи приемник RAKE обычно используется для демодуляции многолучевых сигналов и выполнения оптимального весового сложения (Maximum Ratio Combining, сложение по максимальному отношению сигнал/шум) для восстановления сигнала.
В обычном процессоре сигнала базовой полосы частот на базовой станции в системе WCDMA для приемника RAKE существует два режима демодуляции:
(1) Режим, при котором демодуляция канала DPCCH (Dedicated Physical Control Channel - выделенный физический канал управления) и демодуляция канала DPDCH (Dedicated Physical Data Channel - выделенный физический канал данных) выполняются одновременно.
Когда применяется такой режим, демодуляция должна выполняться в соответствии с минимальным коэффициентом SF, поскольку коэффициент SF (Spreading Factor - коэффициент расширения) канала DPDCH текущего фрейма является неизвестным, а после того как произведена демодуляция каналов DPCCH и DPDCH целого фрейма, все полученные данные символов TFCI (Transport Format Combination Indicator - индикатор комбинации транспортного формата) декодируются, чтобы получить фактический коэффициент SF, и в результате выполняется повторное интегрирование демодулированного канала DPDCH этого фрейма.
(2) Режим с задержкой, при котором демодуляция канала DPDCH выполняется на один фрейм позже, чем демодуляция канала DPCCH.
Когда применяется такой режим, демодуляция канала DPCCH выполняется как обычно, а после того как выполнена демодуляция целого фрейма, все полученные данные символов TFCI декодируются, чтобы получить фактический коэффициент SF, и затем выполняется демодуляция канала DPDCH, причем демодуляция канала DPDCH выполняется в соответствии с фактическим коэффициентом SF.
В протоколе R99 отсутствует жесткое требование по времени обработки выделенного физического канала (DPCH), более того, система имеет предельные значения минимального коэффициента SF, соответствующие требованиям различных служб, например, минимальный SF для передачи данных - 4, а диапазон значений, соответствующих фактическому SF - 4, 8 и 16. Поэтому приемник RAKE, применяющий режим демодуляции с задержкой, требует меньше аппаратных ресурсов, чем приемник RAKE, применяющий режим одновременной демодуляции, поскольку демодуляция и сохранение данных выполняются с использованием фактического SF, а процедура повторного интегрирования пропускается. По этой причине в большинстве систем связи применяется режим демодуляции с задержкой.
rd
Однако в протоколе R6 и последующих протоколах 3GPP (3Generation Partnership Project - проект партнерства 3-го поколения) добавлены высокоскоростные службы восходящей линии, и процедуры приема таких высокоскоростных служб восходящей линии в этих протоколах определяются относительно строго, а общая задержка на обработку в системе базовой станции в значительной степени сокращена. Например, в протоколе R6 добавляется восходящий расширенный выделенный физический канал (E-DPCH), на обработку которого существует жесткое ограничение по времени. В соответствии со спецификацией 3GPP для интервала TTI (Transmission Time Interval - интервал времени передачи) в 2 мс, общая задержка обработки в системе базовой станции не должна превышать 8,3 мс; а для TTI 10 мс общая задержка обработки в системе базовой станции не должна превышать 24,3 мс. В соответствии с данным ограничением, обработка канала E-DPCH в приемнике RAKE, применяющем режим демодуляции с задержкой, не удовлетворяет требованию по времени системной обработки. Приемник RAKE, применяющий режим демодуляции с задержкой, не удовлетворяет требованию по времени системной обработки также и для недавно добавленных каналов в протоколах, следующих за R6.
Помимо этого коэффициент SF высокоскоростной службы восходящей линии изменяется очень быстро, и это изменение является динамическим в реальном времени. Например, в протоколе R6 3GPP определено, что фактический коэффициент SF канала E-DPDCH может изменяться случайным образом в диапазоне 2~256, а необходимость повторного установления беспроводного канала отсутствует. Другими словами минимальный коэффициент SF для всех пользователей составляет 2, но фактический коэффициент SF может принимать значения 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 и 256. В соответствии с этим при применении режима одновременной демодуляции все пользователи должны производить демодуляцию канала Е-DPDCH на базе SF = 2 до тех пор, пока не завершится демодуляция канала E-DPCCH в одном интервале TTI, не будут собраны все индикаторы ETFCI (Enhanced Transport Format Combination Indicator - индикатор комбинации расширенного транспортного формата) и не будет определен фактический коэффициент SF посредством декодирования, и тогда выполняется повторное интегрирование. Если SF = 2, интервал TTI длительностью 10 мс имеет 19200 элементов данных, и если число пользователей достигает 128, то необходимо хранить большой объем данных; более того, для обработки большого объема данных в одном интервале ТТ1 требуется рабочая частота порядка 250 МГц. Поэтому когда существует большое число пользователей, для удовлетворения указанного требования требуется большой объем ресурсов памяти и очень высокая частота обработки данных, что увеличивает сложность и стоимость реализации системы.
Далее подробно рассматриваются два доступных в настоящее время режима приемника RAKE в предположении, что длина корреляции в модуле многолучевой демодуляции составляет m чипов.
На фиг.1 представлена блок-схема приемника RAKE, применяющего режим одновременной демодуляции в стандартной системе WCDMA; этот приемник удовлетворяет требованию по времени обработки восходящих каналов данных высокоскоростной службы по протоколу R6 и последующим протоколам 3GPP, но требует большого объема ресурсов для хранения данных.
На фиг.1 видно, что в стандартном приемнике RAKE, применяющем режим одновременной демодуляции, данные от антенны поступают прямо в модуль буферизации антенных данных для буферизации, затем m чипов антенных данных передается в модуль многолучевой демодуляции в каждом цикле синхронизации; одновременно, под управлением модуля управления параметрами пользователей, соответствующие скремблирующий и каналообразующий коды, формируемые модулем формирования скремблирующего и каналообразующего кодов, также поступают в модуль многолучевой демодуляции. В модуле многолучевой демодуляции выполняется операция накопления корреляции входных антенных данных и скремблирующего и каналообразующего кодов. При этом операция накопления корреляции канала данных осуществляется в соответствии с минимальным коэффициентом SF. Также извлекаются данные символов канала управления (DPCCH) и данные символов канала данных (DPDCH), соответственно. Данные символов канала управления передают в модуль обработки символов канала управления для оценки канала, сложения по максимальному отношению сигнал/шум и извлечения символов TFCI, и в результате получают все данные символов TFCI одного фрейма. Все данные символов TFCI одного фрейма передаются в модуль декодирования TFCI для осуществления декодирования, и после завершения декодирования определяется фактический коэффициент SF соответствующего канала данных, и затем фактический коэффициент SF передается в модуль повторного интегрирования канала данных. Поскольку модуль повторного интегрирования канала данных хранит все данные символов канала данных до момента получения фактического коэффициента SF, он считывает эти данные для осуществления повторного накопления символов в соответствии с фактическим коэффициентом SF для получения окончательных символов канала данных.
На фиг.2 показана схема устройства стандартного приемника RAKE, применяющего режим демодуляции с задержкой в системе WCDMA; где приемник сохраняет антенные данные в течение одного фрейма, чтобы осуществить их демодуляцию после того, как соответствующий канал DPDCH получит фактический коэффициент SF, при этом входные данные непосредственно от антенны (называемые также незадержанными антенными данными) используются для демодуляции канала управления, а сохраненные антенные данные (называемые задержанными антенными данными) используются для демодуляции канала данных. По этой причине требуется два фрейма для демодуляции канала управления и канала данных одного фрейма, и для высокоскоростной службы передачи данных по восходящей линии на демодуляцию затрачивается слишком много времени, и поэтому общее время системной обработки не удовлетворяет требованию протоколов 3GPP.
На фиг.2 видно, что в стандартном приемнике RAKE, применяющем режим демодуляции с задержкой, под управлением модуля управления считыванием-записью антенных данных входные антенные данные сохраняются в памяти антенных данных, при этом незадержанные антенные данные и сохраненные задержанные антенные данные передаются в модуль буферизации антенных данных для последующей многолучевой демодуляции. Модуль буферизации антенных данных буферизирует задержанные антенные данные и незадержанные антенные данные и посылает m чипов антенных данных в модуль многолучевой демодуляции в каждом цикле синхронизации; одновременно под управлением модуля управления параметрами пользователей соответствующие скремблирующий и каналообразующий коды, формируемые модулем формирования скремблирующего и каналообразующего кодов, также передаются в модуль многолучевой демодуляции. Модуль управления многолучевыми параметрами также посылает многолучевые параметры в модуль многолучевой демодуляции. Модуль многолучевой демодуляции управляет операцией накопления корреляции входных антенных данных и скремблирующего и каналообразующего кодов в соответствии с многолучевыми параметрами, предоставляемыми модулем управления многолучевыми параметрами, и в результате определяются данные символов канала управления (DPCCH) и данные символов канала данных (DPDCH). Символы канала управления передаются в модуль обработки символов канала управления для оценки канала, сложения по максимальному отношению сигнал/шум и получения символов TFCI, и в результате определяются все данные символов TFCI одного фрейма. Все данные символов TFCI одного фрейма передаются в модуль декодирования TFCI для осуществления декодирования, и после завершения декодирования определяется фактический коэффициент SF соответствующего канала данных, затем фактический коэффициент SF данного канала данных передается в модуль управления параметрами пользователей для управления формированием скремблирующего и каналообразующего кодов.
В результате ни один из двух стандартных типов приемников RAKE не способен удовлетворить требованиям протокола R6 и последующих протоколов стандарта WCDMA и, следовательно, требуется разработать новый приемник RAKE и соответствующий способ приема, который будет не только удовлетворять требованию по ограничению времени, но также не потребует большого объема ресурсов памяти.
Сущность изобретения
Технической проблемой, которую требуется решить посредством настоящего изобретения, является преодоление недостатков существующего уровня техники и создание приемника RAKE и соответствующего способа приема, который не только удовлетворяет требованию протокола R6 и последующих протоколов стандарта WCDMA по ограничению времени, но также не требует большого объема ресурсов памяти.
Чтобы решить указанную техническую проблему настоящее изобретение предлагает приемник RAKE для смешанных служб на базе широкополосной системы множественного доступа с кодовым разделением каналов, включающий модуль управления считыванием-записью антенных данных, память антенных данных, модуль буферизации антенных данных, модуль многолучевой демодуляции, модуль формирования скремблирующего и каналообразующего кодов, модуль управления параметрами пользователей, модуль обработки символов канала управления и модуль декодирования TFCI, а также включающий модуль ускоренного считывания/повторения антенных данных, связанный с модулем управления считыванием-записью антенных данных, и модуль управления многолучевыми параметрами, соответственно связанный с модулем буферизации антенных данных, модулем многолучевой демодуляции и модулем формирования скремблирующего и каналообразующего кодов, при этом:
модуль ускоренного считывания/повторения антенных данных конфигурирован для передачи управляющего сигнала в модуль управления считыванием-записью антенных данных дважды в течение одного фрейма; и каждый раз, когда модуль управления считыванием-записью антенных данных получает этот управляющий сигнал, один фрейм задержанных антенных данных, хранящихся в памяти антенных данных, ускоренно выводится в модуль буферизации антенных данных;
модуль управления многолучевыми параметрами конфигурирован для хранения многолучевых параметров для различных типов служб, для передачи многолучевых параметров в модуль буферизации антенных данных с целью управления считыванием антенных данных в соответствии с различными типами служб, для передачи многолучевых параметров в модуль многолучевой демодуляции и для управления, совместно с модулем управления параметрами пользователей, формированием в модуле формирования скремблирующего и каналообразующего кодов соответствующих скремблирующего и каналообразующего кодов, которые необходимы модулю многолучевой демодуляции;
модуль буферизации антенных данных конфигурирован для временного хранения незадержанных антенных данных и антенных данных, которые ускоренно вводятся после задерживающей памяти; причем для антенных данных канала управления каждому многолучевому компоненту назначается один блок памяти, и каждый блок памяти хранит m чипов данных; для антенных данных, которые ускоренно вводятся после задерживающей памяти, каждому многолучевому компоненту назначается один блок памяти, и каждый блок памяти хранит 2m чипов данных; где
m - это число чипов в корреляторе модуля многолучевой демодуляции.
Модуль ускоренного считывания/повторения антенных данных посылает управляющий сигнал через каждый интервал времени, равный половине фрейма, чтобы соответственно позволить модулю управления считыванием-записью антенных данных ускорить вывод задержанных антенных данных, хранящихся в памяти антенных данных, для демодуляции восходящего канала данных высокоскоростной службы, а также ускорить вывод задержанных антенных данных, хранящихся в памяти антенных данных, для демодуляции восходящего канала данных службы по протоколу R99.
В соответствии с многолучевыми параметрами, предоставляемыми модулем управления многолучевыми параметрами, и соответствующими скремблирующим и каналообразующим кодами, формируемыми модулем формирования скремблирующего и каналообразующего кодов, модуль многолучевой демодуляции выполняет корреляционную демодуляцию незадержанных антенных данных и ускоренно вводимых задержанных антенных данных и соответственно выводит данные канала управления и данные канала данных; при этом для задержанных антенных данных в каждом цикле синхронизации производится вычисление корреляционной демодуляции 2m чипов антенных данных на базе 2m чипов скремблирующего и каналообразующего кодов; а для незадержанных антенных данных в каждом цикле синхронизации производится вычисление корреляционной демодуляции m чипов антенных данных на базе m чипов скремблирующего и каналообразующего кодов.
Далее, память антенных данных конфигурирована для хранения задержанных антенных данных;
модуль управления считыванием-записью антенных данных конфигурирован для ускорения считывания задержанных антенных данных, хранящихся в памяти антенных данных, под управлением модуля ускоренного считывания/повторения антенных данных, а также для передачи задержанных антенных данных в модуль буферизации антенных данных;
модуль обработки символов канала управления конфигурирован для выполнения оценки канала и сложения по максимальному отношению сигнал/шум данных канала управления, а также для получения данных символов TFCI в канале управления и передачи данных символов TFCI в модуль декодирования TFCI;
модуль декодирования TFCI конфигурирован для декодирования входных данных символов TFCI, чтобы получить фактический коэффициент расширения (SF) канала данных, соответствующего данному каналу управления, и для передачи фактического коэффициента SF в модуль управления параметрами пользователей;
модуль управления параметрами пользователей конфигурирован для передачи фактического коэффициента SF канала данных в модуль формирования скремблирующего и каналообразующего кодов; и
модуль многолучевой демодуляции конфигурирован для вывода окончательных символов канала данных в соответствии с данными канала данных, полученными посредством вычисления корреляционной демодуляции на базе скремблирующего и каналообразующего кодов, формируемых с использованием фактического коэффициента SF.
При этом отношение числа чипов канала данных в блоке памяти к числу чипов канала управления в блоке памяти в модуле буферизации антенных данных равно отношению скорости ввода задержанных антенных данных в модуль буферизации антенных данных к скорости ввода незадержанных антенных данных в модуль буферизации антенных данных; и
отношение числа чипов задержанных антенных данных, демодулированных модулем многолучевой демодуляции за цикл синхронизации, к числу чипов незадержанных антенных данных, демодулированных модулем многолучевой демодуляции за цикл синхронизации, равно отношению скорости ввода задержанных антенных данных в модуль буферизации антенных данных к скорости ввода незадержанных антенных данных в модуль буферизации антенных данных.
Настоящее изобретение также предлагает способ приема приемником RAKE смешанных служб на базе широкополосной системы множественного доступа с кодовым разделением каналов, включающий следующие шаги:
шаг 1, буферизация задержанных антенных данных одного и того же фрейма, который дважды ускоренно считывается и используется для демодуляции каналов данных различных типов служб, а также буферизация незадержанных антенных данных для демодуляции канала управления;
шаг 2, многолучевая демодуляция буферизованных антенных данных в соответствии с многолучевыми параметрами, антенными данными соответствующих многолучевых компонентов, скремблирующим и каналообразующим кодами, и соответствующий вывод данных канала управления и данных канала данных; причем демодуляция задержанных антенных данных, относящихся к каналу данных, ускоряется; и
шаг 3, получение фактического коэффициента расширения (SF) данных канала данных в соответствии с символами многолучевой демодуляции канала управления, выполнение оценки канала и сложение по максимальному отношению сигнал/шум, получение символов TFCI из канала управления, декодирование символов TFCI с целью получения фактического коэффициента SF соответствующего канала данных, формирование скремблирующего и каналообразующего кодов, демодуляция и окончательный вывод данных канала данных.
Многолучевые компоненты включают многолучевые компоненты канала управления, многолучевые компоненты восходящего канала данных высокоскоростной службы и многолучевые компоненты восходящего канала данных службы по протоколу R99.
Указанный способ может также включать:
на шаге 1, ускорение считывания задержанных антенных данных одного фрейма, используемых для демодуляции восходящего канала данных высокоскоростной службы, в первой половине интервала фрейма, и ускорение считывания задержанных антенных данных данного фрейма, используемых для демодуляции восходящего канала данных службы по протоколу R99, во второй половине интервала фрейма.
Указанный способ также включает:
на шаге 1 во время буферизации, предоставление одного блока памяти для каждого многолучевого компонента незадержанных антенных данных, причем каждый блок памяти хранит m чипов данных, а также предоставление одного блока памяти для каждого многолучевого компонента задержанных антенных данных, причем каждый блок памяти хранит 2m чипов данных;
на шаге 2 во время многолучевой демодуляции, для задержанных антенных данных - выполнение вычисления корреляционной демодуляции 2m чипов антенных данных на базе 2m чипов скремблирующего и каналообразующего кодов в соответствии с надлежащими многолучевыми параметрами в каждом цикле синхронизации, а также вывод данных канала данных; а для незадержанных антенных данных - выполнение вычисления корреляционной демодуляции m чипов антенных данных на базе m чипов скремблирующего и каналообразующего кодов в соответствии с надлежащими многолучевыми параметрами в каждом цикле, а также вывод данных канала управления и данных канала данных; где
m - число чипов в корреляторе многолучевой демодуляции.
Помимо этого,
на шаге 1 отношение числа чипов в блоке памяти, хранящем чипы канала данных, к числу чипов в блоке памяти, хранящем чипы канала управления, равно отношению скорости буферизации задержанных антенных данных к скорости буферизации незадержанных антенных данных;
на шаге 2 во время многолучевой демодуляции отношение числа чипов задержанных антенных данных, демодулированных за цикл синхронизации, к числу чипов незадержанных антенных данных, демодулированных за цикл синхронизации, равно отношению скорости буферизации задержанных антенных данных к скорости буферизации незадержанных антенных данных.
В настоящем изобретении преодолеваются недостатки стандартного приемника RAKE, применяющего режим одновременной демодуляции, который требует относительно большого объема ресурсов памяти, а также стандартного приемника RAKE, применяющего режим демодуляции с задержкой, который требует относительно большого времени на обработку; а также удовлетворяется требование по времени обработки восходящих каналов данных высокоскоростных служб по протоколу R6 и последующим протоколам стандарта WCDMA, помимо этого в настоящем изобретении добавляется незначительный объем аппаратных ресурсов, а управление и исполнение являются относительно простыми.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлена блок-схема стандартного приемника RAKE, применяющего режим одновременной демодуляции в системе WCDMA.
На фиг.2 представлена блок-схема стандартного приемника RAKE, применяющего режим демодуляции с задержкой в системе WCDMA.
На фиг.3 представлена блок-схема приемника RAKE для смешанных служб, поддерживающего восходящий канал данных высокоскоростной службы и восходящий канал данных службы по протоколу R99 в системе WCDMA в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4(а) представлена схема, поясняющая синхронизацию управления ускорением/повторением в модуле ускоренного считывания/повторения антенных данных в приемнике RAKE в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.4(b) представлена схема, поясняющая синхронизацию модуля многолучевой демодуляции в приемнике RAKE для ускоренной демодуляции восходящего канала данных высокоскоростной службы/канала данных службы по протоколу R99 в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.5 представлена схема, иллюстрирующая сравнение структуры буферизации антенных данных канала управления в модуле буферизации антенных данных в приемнике RAKE существующего уровня техники и в приемнике RAKE в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.6 представлена схема, иллюстрирующая сравнение структуры буферизации антенных данных канала данных в модуле буферизации антенных данных в приемнике RAKE существующего уровня техники и в приемнике RAKE в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.7 представлена схема, иллюстрирующая сравнение синхронизации многолучевой обработки канала управления в модуле многолучевой демодуляции в приемнике RAKE существующего уровня техники и в приемнике RAKE в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.8 представлена схема, иллюстрирующая сравнение синхронизации управления многолучевыми параметрами канала данных в модуле управления многолучевыми параметрами в приемнике RAKE существующего уровня техники и в приемнике RAKE в соответствии с настоящим изобретением.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Для стандартных приемников RAKE, представленных на фиг.1 и фиг.2, видно, что основным преимуществом приемника RAKE, применяющего режим одновременной демодуляции, является то, что он удовлетворяет требованию по времени обработки восходящих каналов данных высокоскоростной службы по протоколу R6 и последующим протоколам 3GPP, а основным преимуществом приемника RAKE, применяющего режим демодуляции с задержкой, является то, что такой приемник не требует передачи и хранения больших объемов данных.
При этом время обработки приемника RAKE, применяющего режим демодуляции с задержкой, не удовлетворяет требованию по времени обработки восходящих каналов данных высокоскоростной службы протокола R6 и последующих протоколов 3GPP, и, таким образом, необходимо сократить время обработки приемника RAKE, применяющего режим демодуляции с задержкой. Приемник RAKE, применяющий режим демодуляции с задержкой, сохраняет антенные данные за время одного фрейма, чтобы выполнить их демодуляцию после того, как соответствующий канал DPDCH получит фактический коэффициент SF, а скорость ввода и демодуляции задержанных антенных данных в стандартном приемнике RAKE, применяющем режим демодуляции с задержкой, равна скорости ввода незадержанных антенных данных, и, следовательно, общее время выполнения демодуляции является достаточно большим. Таким образом, если скорость ввода и многолучевой демодуляции задержанных антенных данных в восходящем канале данных высокоскоростной службы увеличить, то общее время выполнения демодуляции восходящего канала данных высокоскоростной службы сократится, и требование по времени обработки восходящих каналов данных высокоскоростной службы протокола R6 и последующих протоколов 3GPP может быть удовлетворено.
На базе вышеприведенного анализа в технической схеме настоящего изобретения применяется следующий подход.
С одной стороны, применяется режим демодуляции с задержкой, который устраняет проблему того, что в режиме одновременной демодуляции может использоваться только минимальный коэффициент SF для демодуляции канала E-DPDCH и поэтому генерируется большое число символов данных, а также большой объем данных для передачи и хранения.
С другой стороны, для сокращения времени демодуляции на базе режима демодуляции с задержкой применяется режим ускоренной демодуляции для задержанных антенных данных в восходящем канале данных высокоскоростной службы, в результате время обработки восходящего канала данных высокоскоростной службы (такого как E-DPCH в протоколе R6) способно удовлетворять требованию протокола R6 и последующих протоколов.
Например, скорость ввода задержанных антенных данных может быть удвоена; при этом ввод задержанных антенных данных в первой половине фрейма используется для демодуляции восходящего канала данных высокоскоростной службы, а ввод задержанных антенных данных во второй половине фрейма используется для демодуляции канала данных службы по протоколу R99; аналогично, демодуляция ускоряется так, что демодуляция данных одного фрейма производится за половину интервала фрейма.
Далее подробно описывается техническая схема настоящего изобретения с использованием сопровождающих чертежей и вариантов осуществления. В данном варианте осуществления предполагается, что скорость ввода задержанных антенных данных в два раза выше скорости ввода незадержанных антенных данных, и длина корреляции в модуле многолучевой демодуляции составляет m чипов.
На фиг.3 представлена схема приемника RAKE для смешанных служб, поддерживающего восходящий канал данных высокоскоростной службы и восходящий канал данных службы по протоколу R99 в системе WCDMA в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг.3, приемник RAKE для смешанных служб включает: модуль ускоренного считывания/повторения антенных данных, модуль управления считыванием-записью антенных данных, память антенных данных, модуль буферизации антенных данных, модуль управления многолучевыми параметрами, модуль многолучевой демодуляции, модуль формирования скремблирующего и каналообразующего кодов, модуль обработки символов канала управления, модуль управления параметрами пользователей и модуль декодирования TFCI.
При этом модуль многолучевой демодуляции связан с модулем управления многолучевыми параметрами, модулем буферизации антенных данных, модулем обработки символов канала управления и модулем формирования скремблирующего и каналообразующего кодов; память антенных данных связана с модулем буферизации антенных данных и модулем управления считыванием-записью антенных данных; модуль ускоренного считывания/повторения антенных данных связан с модулем управления считыванием-записью антенных данных; модуль декодирования TFCI связан с модулем обработки символов канала управления и модулем управления параметрами пользователей; модуль управления параметрами пользователей связан с модулем формирования скремблирующего и каналообразующего кодов, и модуль управления многолучевыми параметрами связан с модулем буферизации антенных данных, модулем многолучевой демодуляции и модулем формирования скремблирующего и каналообразующего кодов.
Память антенных данных, модуль управления считыванием-записью антенных данных, модуль многолучевой демодуляции, модуль формирования скремблирующего и каналообразующего кодов, модуль управления параметрами пользователей, модуль обработки символов канала управления и модуль декодирования TFCI в приемнике RAKE для смешанных служб, представленном на фиг.3, являются идентичными соответствующим модулям в стандартном приемнике RAKE, применяющем режим демодуляции с задержкой.
Модуль ускоренного считывания/повторения антенных данных является новым модулем, введенным в настоящем изобретении; а модуль буферизации антенных данных и модуль управления многолучевыми параметрами в приемнике RAKE для смешанных служб в соответствии с настоящим изобретением имеют новые функции по сравнению со своими аналогами в стандартном приемнике RAKE, применяющем режим демодуляции с задержкой. При этом:
Модуль ускоренного считывания/повторения антенных данных используется для формирования управляющего сигнала, который заставляет модуль управления считыванием-записью антенных данных ускорить считывание или повторить ускоренное считывание задержанных антенных данных, хранимых в памяти антенных данных. Он делит интервал времени одного фрейма ровно на две части, т.е. каждая часть равна половине интервала времени фрейма, и эти две части являются соответственно интервалом времени ускоренной обработки и интервалом времени повторной ускоренной обработки.
Модуль управления многолучевыми параметрами используется для передачи многолучевых параметров каналов данных различных служб в модуль многолучевой демодуляции два раза в соответствии с различными типами служб с целью управления скоростью демодуляции канала управления и канала данных в модуле многолучевой демодуляции. При этом при демодуляции канала управления и канала данных используется различная чиповая длина. Параметры, предоставляемые модулем управления многолучевыми параметрами, управляют демодуляцией канала управления с длиной m чипов, а параметры, предоставляемые для канала данных, управляют демодуляцией с длиной 2m чипов; тогда как стандартный приемник RAKE использует одинаковую чиповую длину для демодуляции канала данных и канала управления. Более того, модуль управления многолучевыми параметрами посылает многолучевые параметры в модуль буферизации антенных данных в соответствии с различными типами служб, чтобы управлять буферизацией антенных данных. Также модуль управления многолучевыми параметрами совместно с модулем управления параметрами пользователей управляет формированием в модуле формирования скремблирующего и каналообразующего кодов соответствующих скремблирующего и каналообразующего кодов, которые необходимы соответствующему модулю многолучевой демодуляции.
Модуль буферизации антенных данных отличается от своего аналога в стандартном приемнике RAKE способом буферизации антенных данных, поскольку ввод задержанных антенных данных ускоряется; во время буферизации каждый многолучевой компонент канала управления требует только одного блока памяти, который хранит антенные данные длиной m чипов для последующей многолучевой демодуляции; для многолучевых компонентов канала данных ввод задержанных антенных данных ускоряется в два раза, поэтому каждый многолучевой компонент требует один блок памяти, который хранит данные длиной 2m чипов для последующей многолучевой демодуляции.
В приемнике RAKE, представленном на фиг.3, память антенных данных используется для хранения задержанных антенных данных. Задержанные антенные данные записываются в память антенных данных под управлением модуля управления считыванием-записью антенных данных. Модуль ускоренного считывания/повторения антенных данных посылает управляющий сигнал ускорения/повторения антенных данных в модуль управления считыванием-записью антенных данных, чтобы ускорить в два раза вывод задержанных антенных данных, хранимых в памяти антенных данных, в модуль буферизации антенных данных, при этом выводимые антенные данные каждый раз являются идентичными.
Под управлением модуля управления считыванием-записью антенных данных ускоренно выведенные задержанные антенные данные передаются из памяти антенных данных в модуль буферизации антенных данных для буферизации, и антенные данные соответствующих многолучевых компонентов считываются в соответствии с многолучевыми параметрами, предоставляемыми модулем управления многолучевыми параметрами. Считанные антенные данные передаются в модуль многолучевой демодуляции. Одновременно под управлением модуля управления многолучевыми параметрами модуль формирования скремблирующего и каналообразующего кодов генерирует в соответствии с многолучевыми параметрами, предоставляемыми модулем управления многолучевыми параметрами, скремблирующий и каналообразующий коды, используемые для демодуляции соответствующих многолучевых компонентов, и передает их в модуль многолучевой демодуляции.
Модуль многолучевой демодуляции выполняет операцию корреляции входных антенных данных, скремблирующего и каналообразующего кодов в соответствии с многолучевыми параметрами, предоставляемыми модулем управления многолучевыми параметрами, и выводит данные канала управления и данные канала данных, соответственно. При этом данные канала управления передаются в модуль обработки символов канала управления для оценки канала и сложения по максимальному отношению сигнал/шум, а полученные данные символов TFCI канала управления пересылаются в модуль декодирования TFCI.
Модуль декодирования TFCI выполняет декодирование входных символов, получает фактический коэффициент SF канала данных, соответствующего данному каналу управления, и передает его в модуль управления параметрами пользователей. Модуль управления параметрами пользователей получает фактический коэффициент SF канала данных и передает его в модуль формирования скремблирующего и каналообразующего кодов для генерирования каналообразующего кода. В результате модуль многолучевой демодуляции выводит символы канала данных.
Фиг.3 представляет собой схему способа приема каналов смешанных служб в приемнике RAKE для смешанных служб в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на фиг.3, данный способ включает следующие шаги:
S301, сохранение входных антенных данных в памяти антенных данных под управлением модуля управления считыванием-записью антенных данных, а также передача входных незадержанных антенных данных и задержанных антенных данных, хранящихся в памяти антенных данных, далее в модуль буферизации антенных данных для последующей многолучевой демодуляции.
При этом антенные данные в канале управления поступают прямо в модуль буферизации антенных данных, а антенные данные с задержкой, хранимые в памяти антенных данных, выводятся в модуль буферизации антенных данных под управлением модуля ускоренного считывания/повторения антенных данных. Если требуется ускорить вывод задержанных антенных данных в модуль буферизации антенных данных, то модуль управления считыванием-записью антенных данных увеличивает скорость считывания задержанных антенных данных из памяти антенных данных в первой половине интервала фрейма и выводит задержанные антенные данные в модуль буферизации антенных данных; и после того, как ускоренное считывание задержанных антенных данных в течение первого интервала завершено, модуль управления считыванием-записью антенных данных получает команду повторить во вторую половину фрейма ускоренное считывание задержанных антенных данных, которые уже были ускоренно считаны в первую половину фрейма, и выводит эти задержанные антенные данные в модуль буферизации антенных данных.
S302, сохранение в модуле буферизации антенных данных, в соответствии с длиной корреляции в модуле многолучевой демодуляции, непосредственно входных антенных данных канала управления (незадержанные антенные данные) и антенных данных канала данных, которые ускоренно вводят после задерживающей памяти; а также хранение в модуле управления многолучевыми параметрами многолучевых параметров каждого типа в соответствии с типами служб каналов антенных данных.
Типы служб каналов антенных данных включают канал управления, восходящий канал данных высокоскоростной службы, восходящий канал данных службы по протоколу R99 (стандартный восходящий канал данных службы).
При этом для непосредственно вводимых антенных данных канала управления каждый блок буферизации антенных данных хранит m чипов антенных данных. Для ввода задержанных антенных данных с удвоенной скоростью каждый блок буферизации антенных данных хранит 2m чипов антенных данных, поскольку объем антенных данных за единицу времени является удвоенным по сравнению с прямыми входными антенными данными канала управления, и в результате удовлетворяется требование ускоренной демодуляции многолучевых компонентов, соответствующих этим антенным данным.
S303, в каждом цикле синхронизации считывание антенных данных (m чипов для канала управления и 2m чипов для канала данных), хранимых в одном буферном блоке антенных данных, модулем буферизации антенных данных и вывод этих антенных данных в модуль многолучевой демодуляции, считывание модулем управления многолучевыми параметрами многолучевого параметра и вывод его в модуль многолучевой демодуляции; а также управление модулем управления параметрами пользователей, совместно с модулем управления многолучевыми параметрами, формированием в модуле формирования скремблирующего и каналообразующего кодов соответствующих скремблирующего и каналообразующего кодов, которые необходимы соответствующему модулю многолучевой демодуляции.
При этом модуль управления параметрами пользователей управляет формированием скремблирующего и каналообразующего кодов главным образом в соответствии с числом скремблера и фактическим коэффициентом SF пользователя. Модуль управления многолучевыми параметрами главным образом управляет длиной генерируемых скремблирующего и каналообразующего кодов. Для канала управления в каждый цикл синхронизации генерируются скремблирующий и каналообразующий коды размером m чипов, в то время как для канала данных в каждый цикл синхронизации генерируются скремблирующий и каналообразующий коды размером 2m чипов, и модуль формирования скремблирующего и каналообразующего кодов получает команду передать сформированные скремблирующий и каналообразующий коды в модуль многолучевой демодуляции.
S304, выполнение модулем многолучевой демодуляции корреляционной демодуляции входных антенных данных на базе скремблирующего и каналообразующего кодов под управлением модуля управления многолучевыми параметрами; и в соответствии с различным каналообразующим кодом, накопление результатов многолучевой демодуляции каналов DPCCH и E-DPCCH в символы; или накопление результатов многолучевой демодуляции канала DPDCH службы по протоколу R99 и канала E-DPDCH высокоскоростной службы (такой как R6) передачи данных восходящей линии в символы, и передачу этих символов в соответствующие модули последующей обработки.
При этом для каналов DPCCH и E-DPCCH в каждом цикле синхронизации требуется операция корреляции m чипов антенных данных и m чипов скремблирующего и каналообразующего кодов; а для DPDCH в службе по протоколу R99 и E-DPDCH в высокоскоростной службе передачи данных восходящей линии в каждом цикле синхронизации требуется операция корреляции 2m чипов антенных данных и 2m чипов скремблирующего и каналообразующего кодов.
S305, передача символов, полученных в результате многолучевой демодуляции канала управления, в модуль обработки символов канала управления для оценки канала, сложения по максимальному отношению сигнал/шум и извлечения символов TFCI с целью получения всех символов TFCI в одном фрейме или одном интервале ТТI; передача символов TFCI в модуль декодирования TFCI для их декодирования, получение фактического коэффициента SF соответствующего канала DPDCH и E-DPDCH и передача фактического коэффициента SF в модуль управления параметрами пользователей для управления генерированием скремблирующего и каналообразующего кодов для DPDCH и E-DPDCH; а также непосредственно вывод символов, полученных в результате многолучевой демодуляции канала данных, для последующей системной обработки.
На фиг.4(а) представлена схема, иллюстрирующая тайминг управления ускорением/повторением для модуля ускоренного считывания/повторения антенных данных в приемнике RAKE настоящего изобретения. На фиг.4(b) представлена схема, иллюстрирующая синхронизацию модуля многолучевой демодуляции в приемнике RAKE настоящего изобретения для ускоренной демодуляции восходящего канала данных высокоскоростной службы/канала данных службы по протоколу R99. На фиг.4 видно, что под управлением модуля ускоренного считывания/повторения антенных данных скорость ввода антенных данных после задержки t равна удвоенной скорости ввода незадержанных антенных данных, таким образом для антенных данных в одном фрейме только половина времени, т.е. половина интервала времени фрейма, требуется для ускоренного считывания антенных данных. Соответствующему модулю многолучевой демодуляции требуется только половина интервала времени фрейма, чтобы выполнить демодуляцию восходящего канала данных высокоскоростной службы (такого как E-DPDCH в протоколе R6). Во вторую половину интервала времени фрейма повторяется ускоренное считывание антенных данных, и соответствующий модуль многолучевой демодуляции также выполняет демодуляцию канала данных службы по протоколу R99 за эту половину интервала времени фрейма.
На фиг.5 представлена схема, иллюстрирующая сравнение структуры буферизации антенных данных канала управления в модуле буферизации антенных данных в приемнике RAKE существующего уровня техники и в приемнике RAKE настоящего изобретения. На чертеже числа 0, 1, …, n-1 - это номера входных антенн, соответствующих потокам антенных данных с номерами 0, 1, …, n-1.
В стандартном приемнике RAKE каждый многолучевой компонент канала управления соответствует одному блоку памяти, и каждый блок памяти хранит m чипов данных для последующей многолучевой демодуляции, как показано на фиг.5(а).
В приемнике RAKE настоящего изобретения каждый многолучевой компонент канала управления также соответствует одному блоку памяти, и каждый блок памяти хранит m чипов данных для последующей многолучевой демодуляции, как показано на фиг.5(b).
На фиг.6 представлена схема, иллюстрирующая сравнение структуры буферизации антенных данных канала данных в модуле буферизации антенных данных в приемнике RAKE существующего уровня техники и в приемнике RAKE настоящего изобретения.
В стандартном приемнике RAKE каждый многолучевой компонент канала данных соответствует одному блоку памяти, и каждый блок памяти хранит m чипов данных для последующей многолучевой демодуляции, как показано на фиг.6(а).
В приемнике RAKE настоящего изобретения для многолучевых компонентов канала данных каждый блок памяти, соответствующий одному многолучевому компоненту, хранит 2m чипов данных для последующей многолучевой демодуляции, поскольку задержанные антенные данные вводятся с удвоенной скоростью, как показано на фиг.6(b).
На фиг.7 представлена схема, иллюстрирующая сравнение синхронизации многолучевой обработки канала управления в модуле многолучевой демодуляции в приемнике RAKE существующего уровня техники и в приемнике RAKE настоящего изобретения.
В стандартном приемнике RAKE многолучевые параметры канала управления сформированы в последовательность, заданную пользователем, и затем модуль многолучевой демодуляции производит многолучевую демодуляцию в соответствии с параметрами, последовательно посылаемыми модулем управления многолучевыми параметрами, как показано на фиг.7(а).
В приемнике RAKE настоящего изобретения канал управления имеет алгоритм управления многолучевыми параметрами, аналогичный стандартному приемнику RAKE, как показано на фиг.7(b).
На фиг.8 представлена схема, иллюстрирующая сравнение синхронизации управления многолучевыми параметрами канала данных в модуле управления многолучевыми параметрами в приемнике RAKE существующего уровня техники и в приемнике RAKE настоящего изобретения.
В стандартном приемнике RAKE многолучевые параметры канала данных сформированы в последовательность, заданную пользователем, и затем модуль многолучевой демодуляции производит многолучевую демодуляцию в соответствии с многолучевыми параметрами, последовательно посылаемыми модулем управления многолучевыми параметрами, как показано на фиг.8(а).
В приемнике RAKE настоящего изобретения для канала данных создается список многолучевых параметров восходящего канала данных высокоскоростной службы (такого как E-DPDCH) и список многолучевых параметров канала данных службы по протоколу R99. При этом список многолучевых параметров восходящего канала данных высокоскоростной службы (такого как E-DPDCH) используется для управления демодуляцией в модуле многолучевой демодуляции в первой половине фрейма, а список многолучевых параметров канала данных службы по протоколу R99 используется для управления демодуляцией в модуле многолучевой демодуляции во второй половине фрейма. Следовательно, в первой половине фрейма модуль многолучевой демодуляции считывает многолучевые параметры из списка многолучевых параметров восходящего канала данных высокоскоростной службы (такого как E-DPDCH) для выполнения многолучевой демодуляции, как показано на фиг.8(b); а во второй половине фрейма модуль многолучевой демодуляции считывает многолучевые параметры из списка многолучевых параметров канала данных службы по протоколу R99 для выполнения многолучевой демодуляции, как показано на фиг.8(с).
Таким образом, время обработки восходящего канала данных высокоскоростной службы уменьшается на половину фрейма, и в результате удовлетворяется требование по времени обработки восходящих каналов данных высокоскоростных служб протокола R6 и последующих протоколов WCDMA, а также экономятся аппаратные ресурсы по сравнению со стандартным приемником RAKE.
Промышленная применимость
В настоящем изобретении устраняются недостатки стандартного приемника RAKE, применяющего режим одновременной демодуляции, в котором требуется относительно большой объем ресурсов памяти, и стандартного приемника RAKE, применяющего режим демодуляции с задержкой, в котором требуется относительно большое время обработки; а также в настоящем изобретении удовлетворяется требование по времени обработки восходящих каналов данных высокоскоростной службы протокола R6 и последующих протоколов стандарта WCDMA, более того, настоящее изобретение требует добавления только незначительного объема аппаратных ресурсов, а управление ими и их реализация являются относительно простыми.