CN101056117A - 一种时分双工系统中对广播信道的多小区联合检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种时分双工系统中对广播信道的多小区联合检测方法。为了解决多小区之间的TSO时隙的BCH信道的干扰问题，本发明包括以下步骤，移动终端通过逐个相邻小区参数索引所对应的参数对该相邻小区的主公共控制物理信道进行估计，并进行匹配滤波；将匹配滤波结果并行输出给一联合检测器；在所述联合检测器中进行多小区的联合检测，并输出本小区的主公共控制物理信道信号。本发明有益效果在于，通过本发明出现在TSO的相邻小区的干扰可以被有效的减小，能够通过重新利用常规的联合检测设备以不增加接收端的算法复杂度，能够节省功率，扩大系统的电磁波覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及通信网络领域，特别涉及第三代无线通信领域，具体的讲是一种时分双工系统中对广播信道的多小区联合检测方法。
背景技术
TD-SCDMA的中文含义为时分同步码分多址接入，该项通信技术也属于一种无线通信的技术标准，它是由中国第一次提出并在此无线传输技术(RTT)的基础上与国际合作，完成了TD-SCDMA标准，成为CDMA时分双工模式(CDMA TDD)标准的一员的，这是中国移动通信界的一次创举，也是中国对第三代移动通信发展的贡献。在与欧洲、美国各自提出的3G标准的竞争中，中国提出的TD-SCDMA已正式成为全球3G标准之一，这标志着中国在移动通信领域已经进入世界领先之列。
TD-SCDMA采用了智能天线、联合检测、动态信道分配、接力切换和软件无线电等最新技术，是一个非常先进的3G系统。TD-SCDMA系统完全可以独立组建3G网络，并且完全满足国际电信联盟(ITU)和第三代合作伙伴计划(3GPP)对3G系统的覆盖、系统共存、支持高速移动、提供高数据速率等方面的要求。通过采用新的和改进的技术，TD-SCDMA在这些方面的能力可以得到进一步的提高。
影响一个移动通信系统组网能力的因素包括系统的抗干扰能力、切换、覆盖能力、对高移动性和高数据速率的支持等。CDMA系统是一个干扰受限的系统，但是TD-SCDMA系统采用了智能天线、联合检测技术、上行同步以及动态信道分配等干扰抑制和躲避技术，使干扰对TD-SCDMA系统性能的影响大大减弱。
在时分双工方式具有上述优点的同时，时分双工的方式对于TD-SCDMA LCR系统也产生一些特有的要求，例如为了使小区内的上、下行链路之间不会互相干扰，要求在小区内建立上、下行链路的双向同步：在用户终端开机后，用户终端通过检测下行导频时隙中的下行同步信道确定其所在的小区并建立与其所在小区基站间的下行链路的同步；然后，用户终端通过其接收到的下行同步信道估计上行同步信道所需的发送功率以及大致的发送时间，在上行导频时隙中向基站发送上行同步信道，基站在上行导频时隙中检测上行同步信道生成对用户终端发送时间的调整指令，用户终端根据基站的指令进行调整从而建立与基站间的上行链路同步。再例如，为了使小区间的上、下行链路之间不会相互干扰，要求各小区的基站间同步工作，各小区基站间的同步可通过全球定位系统(GPS)或者类似的系统实现。
为了使非同步工作的不同无线运营商的系统间上、下行链路之间不会相互干扰，有关当局为不同无线运营商的系统分配不同的频段，属于各个无线运营商系统的基站和用户终端通过与其所分配频段相匹配的滤波器过滤掉来自于其他无线运营商系统的无线信号。理想情况下，在TD-SCDMA系统下，各个无线运营商系统的信号应该可以通过基站和用户终端中的滤波器完全相互分隔，使彼此之间互不干扰。然而在实际情况中，考虑到实现成本的限制，基站和用户终端中滤波器的滤波特性并不能达到理想滤波的要求，因而相邻频段无线运营商系统的信号不能被理想地完全分隔开来进而产生干扰。
在通用移动通信系统(UMTS)的频分双工(FDD)和时分双工(TDD)系统中，广播信道(Broadcast channel)是一种下行传输信道，用来发送通用地面无线接入(UTRA)网络或某一给定小区的特定信息，一般载有小区系统参数或核心网域说明信息。BCH信道由主公共控制物理信道(P-CCPCH：Primary Common Control Physical Channel)承载，特别对于1.28McpsUMTS TDD系统来说，例如低码片速率TDD(LCR TDD)，P-CCPCH被定义为具有信标信道(beacon-wise)特征的物理信道，只出现在时隙TS0的具有扩频因子为16的前两个信道化码(channelization code)中，具体LCR TDD帧结构在3GPP TS 25.221中有详细描述。
除了在时隙TS0以外的时隙TS1-TS6业务信道，小区间的干扰能够通过一些先进的技术得到减小，比如通过智能天线(SA)，动态信道分配(DCA)等技术。但是BCH信道在TS0中无法使用上述的技术以减小小区间的干扰，使得BCH信道的覆盖面积减小。以至于在一些情况下BCH信道的覆盖范围甚至小于业务信道(TCH)，特别是在Node B中多载波，输出信号被多个载波共享，这使得BCH信道的覆盖范围更小。所以急需一种新的技术方案以提高BCH信道的覆盖范围，并且在同一个Node B中实现多载波。
特别当移动台处于小区的边缘时，会有很长一段时间内无法接听或呼出，这是因为移动台由于处于小区边缘其BCH信道不安全，而导致了检索系统信息块的完整集的时间增长，而在这段时间里移动台是无法进行接听或呼出的操作。
在现有的UTRA TDD系统中(包括LCR和HCR)，联合检测在解决小区内部干扰的问题上起到了很大作用，但是现有的联合检测不能解决小区间的干扰，所以现在的小区间干扰是在LCR和HCR系统中最主要的干扰。最近，出现了新的联合检测算法，称之为多小区联合检测，这种联合检测算法不仅检测本地小区的信号，并且同样检测来自相邻小区的信号。但是，由于联合检测算法的复杂度太高，影响了整个系统，所以多小区的联合检测主要尽可能降低多小区联合检测的算法复杂度。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一方法，用于提高BCH信道的覆盖范围，提供在同一个Node B中实现多载波，并且能够提高BCH信道接收器性能避免出现上述情况。
一种时分双工系统中对广播信道的多小区联合检测方法，包括如下步骤：
(1)移动终端通过系统广播消息中的测量信息，或者无线网络控制器下发的专用控制消息，或者小区信号检测方式来维护多小区联合检测小区列表，并将相邻小区参数索引保存于多小区联合检测小区列表；
(2)所述移动终端通过该相邻小区参数索引对应的参数对该相邻小区的主公共控制物理信道进行估计，并进行匹配滤波；
(3)对多小区联合检测小区列表中的所有小区的进行步骤(2)，并将信道估计结果并行输出给一联合检测器；
(4)在所述联合检测器中进行多小区的联合检测，并输出本小区的主公共控制物理信道信号。
在所述步骤(1)之前还包括一移动终端更新该多小区联合检测小区列表的步骤，将系统广播消息中的测量信息，或者无线网络控制器下发的专用控制消息，或者小区信号检测方式中主公共控制物理信道信号的接收码功率与一预定的门限值1相比较，如果超过该预定门限值1的小区作为本地小区。
在步骤(1)中还包括一优化步骤，所述移动终端扫描同频的相邻小区，利用所述相邻小区信号的参数与一预定的门限值2比较，如果超过该门限值2，则将该相邻小区的参数索引加入多小区联合检测小区列表。所述的门限值可以由用户终端自己设定。
在步骤(1)中还包括一优化步骤，所述移动终端扫描同频的相邻小区，利用所述相邻小区信号的参数与一预定的门限值2比较，如果低于该门限值2，则将该相邻小区的参数索引从多小区联合检测小区列表中删除。
在步骤(1)中还包括一优化步骤，所述移动终端扫描同频的相邻小区，利用所述相邻小区信号的参数与一预定的门限值2比较，如果超过该门限值2，则将该相邻小区的参数索引加入多小区联合检测小区列表，如果低于该门限值2，则将该相邻小区的参数索引从多小区联合检测小区列表中删除。
所述相邻小区信号的参数为：主公共控制物理信道的接收信号码功率，或通用移动通信系统接收信号场强指示。
在步骤(2)中所述相邻小区参数索引对应的参数包括：该相邻小区的扰码和基本训练序列。
所述步骤4中联合检测器所使用的联合检测算法为最小均方差算法或迫零算法。
本发明的有益效果在于，解决了本小区受到相邻小区的干扰问题，并且不改变现有系统的结构，成本低，并且能够提高联合检测的性能。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面，结合附图对于本发明进行如下详细说明。
本发明的目的在于提供一种LCR TDD系统的用户端(UE)在TS0时隙重新使用一常规的联合检测接收机，对时隙TS0中固定的广播信道进行多小区联合检测，因此能够很大程度上解决在广播信道的小区间干扰问题，并且增加BHC信道的覆盖面积。主公共控制物理信道必须出现在TS0中，而它上面承载的就是BCH的数据，同时，常规的联合检测能够在满载荷时隙并行处理信号(如果对于TCH系统为下行链路中的时隙)，例如在语音服务中，8个用户占用2个资源单元RU(每一个RU的扩散因子SF＝16)，每一个RU都能够被并行的检测出来。因此，从算法复杂度的角度来说，由于广播信道在时隙TS0中是固定的，所以处理本地小区和相邻小区的至少2个BCH信道对于现有用户终端UE来说是不成问题的。
实施例一：
1.移动终端开机；
2.移动终端根据以前存储的测量和小区信息，扫描其支持的TDD频段，或者没有储存测量和小区信息，则需要重新建立一个多小区联合检测列表；
3.移动终端根据接收系统广播消息中的测量信息，或者无线网络控制器下发的专用控制消息，或者小区信号检测方式在频率f1上发现一个质量较好小区，满足小区选择准则S(在3GPP TS 25.304中定义)，即该小区的P-CCPCH信道接收信号码功率(RSCP)大于一预定的门限值，则选择该小区作为本地小区(协议要求终端一旦发现一个小区满足小区选择准则S就选择该小区为服务小区)。并将该小区的小区参数索引(cell_parameter_ID)驻留于多小区联合检测列表(MCJD cell list)中，而该门限值可以内置于用户终端，并且可以由用户终端设定；由于协议要求终端发现一个小区满足条件就驻留，所以这个小区肯定是这个频率上质量最好的小区，而在小区搜索的过程中，在同一频率上的相邻小区都驻留于多小区联合检测列表。
下面的步骤4是为了降低算法复杂度，可以直接进入步骤5。
4.在频率上，除了驻留小区，如果还有其它的同频小区其P-CCPCH信道接收信号码功率(RSCP)，或者通用移动通信系统(UTRA)接收信号场强指示(RSSI：Received SignalStrength Indication)超过一预定义门限值ΔP-CCPCH或者ΔRSSI，将这些同频小区的小区参数索引更新到多小区联合检测的小区列表(MCJD cell list)中，P-CCPCH信道接收信号码功率(RSCP)或通用移动通信系统接收信号场强指示(RSSI)在3GPP TS 25.225中已有定义，而该门限值ΔP-CCPCH或者ΔRSSI可以内置于用户终端，并且可以由用户终端设定；
5.移动终端对MCJD cell list中的小区，分别对P-CCPCH信号的训练序列(midamble)做信道估计；
6.移动终端分别对从MCJD cell list中小区收到的P-CCPCH信号做匹配滤波，并将滤波后的结果并行输入到常规的联合检测器中；
7.该联合检测器可采用最小均方差(MMSE)或迫零(ZF)算法对并行多小区信号进行解调，只输出本小区的P-CCPCH信号。
其中，多小区联合检测的小区列表(MCJD cell list)由具有相同频率的本地小区和相邻小区构成，该多小区联合检测的小区列表可以只包含小区参数索引(cell_parameter_ID)，但不限于该一项参数。
实施例二：
1.移动终端从小区1向小区边界移动，其周期性的同频检测发现新的质量更好同频小区2，且小区2的P-CCPCH RSCP满足小区重选准则R(在3GPP TS 25.304中有定义)；
2.移动终端选择小区2驻留，即该小区2的P-CCPCH信道接收信号码功率(RSCP)大于一预定的门限值，则选择该小区2作为本地小区，并将小区2的小区参数索引(cell_parameter_ID)驻留于多小区联合检测列表(MCJD cell list)中，而该门限值可以内置于用户终端，并且可以由用户终端设定，更新MCJD cell list，其中在MCJD cell list中包含的小区是在小区1收到的最新的系统信息块类型11或者类型12(SIB11或SIB12)中的同频小区(包含小区1)，所述系统信息块类型11或类型12的详细内容参见3GPP TS 25.331；
3.如果其它同频的相邻小区其P-CCPCH信道接收信号码功率(RSCP)，或者通用移动通信系统(UTRA)接收信号场强指示(RSSI)超过一门限值，则将该相邻小区参数索引更新到多小区联合检测的小区列表(MCJD cell list)中；
4.移动终端从SIB11或SIB12中获得MCJD cell list中小区的小区参数索引(cell_parameter_ID)，并对该相邻小区参数索引进行解码。小区参数索引通过与基本midamble码和扰码是一对一映射关系，所以能够唯一确定一个小区。因此，该索引可以唯一的确定该小区P-CCPCH使用的扰码和基本midamble序列；
5.移动终端利用这些已知的扰码和基本midamble信息分别对MCJD cell list中小区的P-CCPCH信号进行信道估计并分别完成匹配滤波，将匹配滤波后的结果并行输入到联合检测器中；
6.该联合检测器可采用最小均方差(MMSE)或迫零(ZF)算法对并行多小区信号进行解调，只输出本小区的P-CCPCH信号。
实施例三：
1.移动终端从小区1向小区边界移动，其周期性的同频检测发现新的质量更好同频小区2，且小区2的P-CCPCH RSCP满足小区重选准则R(在3GPP TS 25.304中有定义)；
2.移动终端选择小区2驻留，同时更新MCJD cell list，其中包含的小区是在小区1收到的最新的SIB11或SIB12中的同频小区(包含小区1)；
下面的步骤3是为了降低算法复杂度，可以直接进入步骤4。
3.如果MCJD cell list中的小区其P-CCPCH RSCP，或者通用移动通信系统接收信号场强指示低于一预定义阈值ΔP-CCPCH或者ΔRSSI，将这些同频小区从MCJD cell list中删除；
4.移动终端从SIB11或SIB12中获得更新后MCJD cell list中小区的小区参数索引，该索引可以唯一的确定该小区P-CCPCH使用的扰码和基本midamble序列；
5.移动终端利用这些已知的扰码和基本midamble信息分别对MCJD cell list中小区的P-CCPCH信号进行信道估计并分别完成匹配滤波，将匹配滤波后的结果并行输入到联合检测器中；
6.该联合检测器可采用最小均方差或迫零算法对并行多小区信号进行解调，只输出本小区的P-CCPCH信号。
实施例四：当移动终端接收到通过寻呼类型I/II从网络中接收到系统信息更新通告时，(用户终端已经存在了多小区联合检测小区列表)
下面的步骤1是为了降低算法复杂度，可以直接进入步骤2。
1.移动终端UE对所有多小区联合检测的小区列表中的相邻小区的P-CCPCH信道的接收信号码功率(RSCP：Received Signal Code Power)，或通用移动通信系统载波接收信号场强指示(RSSI)参考数据进行测量，对那些超过预定门限值的相邻同频小区所对应的多小区联合检测小区列表的表项进行更新。
2.移动终端利用这些已知的扰码和基本midamble信息分别对MCJD cell list中小区的P-CCPCH信号进行信道估计。
3.移动终端对这些接收到的来自多小区联合检测小区列表中的小区的P-CCPCH信号进行匹配滤波，并且向常规联合检测设备并行的输出结果。
4.采用的联合检测算法为一种常规的联合检测算法，例如基于最小均方误差(MMSE)或迫零(ZF)算法，只输出本小区的P-CCPCH信号。
如图1所示，为本发明方法流程图。移动终端更新自己的MCJD cell list，以确定哪个小区作为本地小区，并确定哪些小区与其相邻，如果是刚开机，则可能重新建立一个MCJD celllist，设置一个本地小区，或者根据已经存储的MCJD cell list进行更新，步骤101。将相邻小区的P-CCPCH RSCP或UTRA RSSI与门限值相比，步骤102。判断如果超过该门限值(步骤103)，则进入步骤105。判断如果低于该门限值(步骤104)，则进入步骤106。步骤105，将该超过门限值的小区加入MCJD cell list，并更新该MCJD cell list。步骤106，将该低于门限值的小区从MCJD cell list中删除，并更新该MCJD cell list。步骤107，在更新后的MCJD cell list中所列出的相邻小区中获得扰码和基本训练序列。步骤108，利用获得的扰码和基本训练序列对该相邻小区的P-CCPCH信号进行估计，并匹配滤波，并循环执行步骤107和108，直到MCJDcell list中的小区都进行过P-CCPCH信号估计和匹配滤波为止。步骤109，将以上的多个结果并行向一联合检测器输出。步骤110，利用联合检测器对多个匹配滤波结果进行联合检测，并输出本地小区的P-CCPCH信号。
本发明的有益效果在于，通过本发明出现在TS0的相邻小区的干扰可以被有效的减小，并且可以提高P-CCPCH信道信号的解调性能，能够提高BCH信道的覆盖面积和降低Node B中多载波的耗电。本发明另一优点在于，本发明能够通过重新利用常规的联合检测设备以不增加接收端算法复杂度，能够节省功率，扩大系统的电磁波频率。
以上具体实施方式仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
Claims (7)
1.一种时分双工系统中对广播信道的多小区联合检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)移动终端通过系统广播消息中的测量信息，或者无线网络控制器下发的专用控制消息，或者小区信号检测方式来维护多小区联合检测小区列表，并将相邻小区参数索引保存于多小区联合检测小区列表；
(2)所述移动终端通过该相邻小区参数索引对应的参数对该相邻小区的主公共控制物理信道进行估计；
(3)对多小区联合检测小区列表中的所有小区的进行步骤(2)，并将信道估计结果并行输出给一联合检测器；
(4)在所述联合检测器中进行多小区的联合检测，并输出本小区的主公共控制物理信道信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(1)之前还包括一移动终端更新该多小区联合检测小区列表的步骤，将系统广播消息中的测量信息，或者无线网络控制器下发的专用控制消息，或者小区信号检测方式中主公共控制物理信道信号的接收码功率与一预定的门限值1相比较，如果超过该预定门限值1的小区作为本地小区。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中还包括一优化步骤，所述移动终端扫描同频的相邻小区，利用所述相邻小区信号的参数与一预定的门限值2比较，如果超过该门限值2，则将该相邻小区的参数索引加入多小区联合检测小区列表。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中还包括一优化步骤，所述移动终端扫描同频的相邻小区，利用所述相邻小区信号的参数与一预定的门限值2比较，如果低于该门限值2，则将该相邻小区的参数索引从多小区联合检测小区列表中删除。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中还包括一优化步骤，所述移动终端扫描同频的相邻小区，利用所述相邻小区信号的参数与一预定的门限值2比较，如果超过该门限值2，则将该相邻小区的参数索引加入多小区联合检测小区列表，如果低于该门限值2，则将该相邻小区的参数索引从多小区联合检测小区列表中删除。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中所述相邻小区参数索引对应的参数包括：该相邻小区的扰码和基本训练序列。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中联合检测器所使用的联合检测算法为最小均方差算法或迫零算法。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090902 Termination date: 20160414 |
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