CN101192877B - Td-scdma系统中下行同步和功控信息实现方法 - Google Patents

Td-scdma系统中下行同步和功控信息实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种TD-CDMA系统中下行同步和功控信息实现方法,包括:步骤一,对每一用户分别生成TPC和SS所用的第一次扩频序列码组,并根据第一次扩频序列码组得到第一次扩频码序列;步骤二,根据不同用户选择相应的第一次扩频码序列,并根据该第一次扩频码序列分别对TPC、SS中的比特进行第一次扩频、加扰处理;步骤三,将经过第一次扩频、加扰处理得到的序列进行调制叠加,并对调制叠加后的序列进行信道的第二次扩频、加扰处理;及步骤四,根据经过第二次扩频、加扰处理得到的TPC和SS填充同一码道时隙。采用本发明既节省下行信道化码资源,又确保UE对E-DCH的控制信息有较好的接收性能,并可充分利用码道资源。

Description

TD-SCDMA系统中下行同步和功控信息实现方法
技术领域
本发明涉及时分同步码分多址接入系统,特别是涉及时分同步码分多址接入系统中HSUPA(High Speed Uplink Packet Access,高速上行分组接入)的多个用户同步和功控信息的下行信道传输方法。
背景技术
在第三代移动通信系统中,为了提供更高速率的上行分组业务,提高频谱利用效率,3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)在WCDMA(Wide Code Division Multiple Access,宽带码分多址)和TD-SCDMA(Time Division-Synchronized Code Division Multiple Access,时分同步码分多址)系统的规范中引入了高速上行分组接入HSUPA特性,即上行增强特性。
HSUPA系统又被称为上行增强系统(上行E-DCH),E-DCH(EnhancedDedicated Channel)为增强专用信道。在TD-SCDMA系统中,HSUPA系统物理层引入E-PUCH物理信道,用于传输E-DCH类型的CCTrCH(CodedComposite Transport Channel,编码合成传输信道),E-PUCH(E-DCH PhysicalUplink Channel)为增强专用信道-上行物理信道。新引入下行信令信道为E-DCH绝对准予信道(E-DCH Absolute Grant Channel,E-AGCH)和E-DCH混合自动重传应答指示信道(E-DCH HARQ Acknowledgement IndicatorChannel,E-HICH),其中,E-AGCH用于传输授权信息;E-HICH用于携带上行E-DCH HARQ指示信息,HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)为混合自动重传。
由于E-HICH中不仅携带上行E-DCH HARQ指示信息,还有多个UE(UserEquipment,用户设备)的TPC(Transmit power control,传输功率控制)和SS(Synchronization Shift,同步偏移)信息,而现有技术不能在确保多个UE的TPC和SS准确接收的同时,灵活充分地利用码道资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种TD-SCDMA系统中下行同步和功控信息实现方法,用于解决现有技术不能在确保多个UE的TPC和SS准确接收的同时,灵活充分地利用码道资源的缺陷。
为了实现上述目的,本发明提供了一种TD-SCDMA系统中下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,包括:
步骤一,对每一用户分别生成传输功率控制(TPC)和同步偏移(SS)所用的第一次扩频序列码组,并根据所述第一次扩频序列码组得到第一次扩频码序列;
步骤二,根据不同用户选择相应的第一次扩频码序列,并根据该第一次扩频码序列分别对所述TPC、所述SS中的比特进行第一次扩频、加扰处理;
步骤三,将经过第一次扩频、加扰处理得到的序列进行调制叠加,并对调制叠加后的序列进行信道的第二次扩频、加扰处理;及
步骤四,根据经过第二次扩频、加扰处理得到的TPC和SS填充同一码道时隙。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,所述步骤一中,所述TPC所用的第一次扩频序列码组为40×40哈达码扩频序列,所述SS所用的第一次扩频序列码组为48×48哈达码扩频序列。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,所述步骤一中,所述40×40哈达码扩频序列通过20×20哈达码序列与2×2哈达码序列进行卡氏乘积得到。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,所述步骤一中,所述48×48哈达码扩频序列通过12×12哈达码序列与4×4哈达码序列进行卡氏乘积得到。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,所述40×40哈达码扩频序列与所述系统的E-DCH之间的时隙、码道分配关系如下:
r=8×(t0-1)+q0
r表示第k个用户的TPC所对应的扩频码序列号,r=[1,L,40];
t0为第k个用户占用的E-DCH最小时隙号,t0=[1,Λ,4];
q0为第k个用户占用的E-DCH中时隙t0的最小码道号,q0=[1,Λ,16]。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,当所述SS是1比特时,所述48×48哈达码扩频序列与所述系统的E-DCH之间的时隙、码道分配关系如下:
r=8×t0+q0
r表示第k个用户的SS所对应的扩频码序列号,r=[1,L,48];
t0为第k个用户占用的E-DCH最小时隙号,t0=[1,Λ,4];
q0为第k个用户占用的E-DCH中时隙t0的最小码道号,q0=[1,Λ,16]。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,当所述SS是2比特时,所述48×48哈达码扩频序列与所述系统的E-DCH之间的时隙、码道分配关系如下:
rk,1=2×t0+q0
rk,2=2×t0+q0+24
rk,1表示第k个用户的SS的第1个比特所对应的扩频码序列号,r=[1,L,24];
rk,2表示第k个用户的SS的第2个比特所对应的扩频码序列号,r=[25,L,48];
t0为第k个用户占用的E-DCH最小时隙号,t0=[1,Λ,4];
q0为第k个用户占用的E-DCH中时隙t0的最小码道号,q0=[1,Λ,16]。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,所述步骤一中,所述每一用户的TPC为1比特。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,所述步骤一中,当所述每一用户的SS包括0状态、1状态时,所述每一用户的SS为1比特,当所述每一用户的SS包括中间状态时,所述每一用户的SS为2比特。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,当所述每一用户的SS为1比特时,则N个用户的SS共是N个比特;当所述每一用户的SS为2比特时,则N个用户的SS共是2N个比特,N为自然数。
所述的下行同步和功控信息实现方法,其中,所述步骤四中,还包括:将所述SS分为第一部分、第二部分,并分别放置于所属码道时隙结构中的训练码前后;
所述第一部分包括:2个复数符号,与所述TPC的20个复数符号放置于所述训练码的前面;
所述第二部分包括:22个复数符号,放置于所述训练码的后面。
本发明的有益技术效果:
本发明提供了一种时分同步码分多址系统的多用户的同步和功控信息的传输方法,采用该方法后,通过两次扩频来实现时分同步码分多址接入系统的TPC和SS的传输,既节省下行信道化码资源,又确保UE对E-DCH的控制信息有较好的接收性能;其次,可以支持更多的用户,满足调度和非调度业务的需求,同时在不同用户数的情况下,码道资源都能被充分利用。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明TD-SCDMA系统的HSUPA的同步和功控信息码道时隙结构示意图;
图2为本发明TD-SCDMA系统的HSUPA的下行同步和功控信息方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明的核心思想和各较佳实施例进行进一步详细的描述与说明。
如图1所示,为本发明TD-SCDMA系统的HSUPA的同步和功控信息码道时隙结构示意图。本发明是采用SF=16的信道化码,最大比特容量为88个比特(bit)。由于传输的信息由TPC和SS构成,因此为了充分利用信道资源,分别采用长度为40和48的序列进行第一次扩频。在对每一码道时隙进行填充时,SS被分为两个部分(SS field1、SS field2),分别放在训练序列(Midamble码)的两边进行传输。其中,第一个部分包含32个chip,第二个部分包含352个chip。其中,SF(Spread Factor)为扩频因子。
该时隙结构中,20symbol是TPC第一次扩频、QPSK调制后的复数符号,采用40×40序列作第一次扩频,经过QPSK调制后的序列由20个复数符号组成;SS采用48×48序列作第一次扩频,经过QPSK调制后的序列由24个复数符号组成,分别放在Midamble码的后半部分(22个复数符号,即22symbol)和前半部分(2个复数符号,即2symbol)。
144chip是Midamble码,320chip是SF=16,20个复数符号的扩频码片,即320个码片;GP(Guard Period)是指保护间隔。
本发明采用的扩频码序列方式:
TPC采用CH为40×40哈达码,为了节省用户设备存储空间,用户设备可以采用CH1为20×20哈达码序列和CH2为2×2哈达码序列进行卡氏乘积(Kroneker)(如式1),直接得到40×40的第一次扩频码序列;其中,CH1为20×20的哈达码序列集合如表1所示,CH2为2×2的哈达码序列集合如表2所示。
SS采用CH为48×48哈达码,为了节省用户设备存储空间,用户设备可以采用CH3为12×12哈达码序列和CH4为4×4哈达码序列进行卡氏乘积(如式2),直接得到48×48的第一次扩频码序列;其中,CH3为12×12的哈达码序列集合如表3所示,CH4为4×4的哈达码序列集合如表4所示。其中,CH4为4×4的哈达码序列与HICH所使用的4×4哈达码序列相同。
表1为20×20哈达码扩频序列集合CH1;
 k   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19
 C1,0,k   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1
 C1,1,k   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1
 C1,2,k   1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1
 C1,3,k   1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1
 C1,4,k   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1
 C1,5,k   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1
 C1,6,k   1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1
 C1,7,k   1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1
 C1,8,k   1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1
 C1,9,k   1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1
 C1,10,k   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1
 C1,11,k   1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1
 C1,12,k   1   -1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1
 C1,13,k   1   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1
 C1,14,k   1   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1
 C1,15,k   1   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1
 C1,16,k   1   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1
 C1,17,k   1   -1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1
 C1,18,k   1   -1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1
C1,19,k   1   1   -1   -1   1   1   -1   -1   -1   -1   1   -1   1   -1   1   1   1   1   -1   -1
表2为2×2哈达码扩频序列集合CH2;
 m     0     1
 C2,0,m     1     1
 C2,1,m     1     -1
表3为12×12哈达码扩频序列集合CH3;
 k   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
 C1,0,k   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1
 C1,1,k   1   -1   1   -1   1   1   1   -1   -1   -1   1   -1
 C1,2,k   1   -1   -1   1   -1   1   1   1   -1   -1   -1   1
 C1,3,k   1   1   -1   -1   1   -1   1   1   1   -1   -1   -1
 C1,4,k   1   -1   1   -1   -1   1   -1   1   1   1   -1   -1
 C1,5,k   1   -1   -1   1   -1   -1   1   -1   1   1   1   -1
 C1,6,k   1   -1   -1   -1   1   -1   -1   1   -1   1   1   1
 C1,7,k   1   1   -1   -1   -1   1   -1   -1   1   -1   1   1
 C1,8,k   1   1   1   -1   -1   -1   1   -1   -1   1   -1   1
 C1,9,k   1   1   1   1   -1   -1   -1   1   -1   -1   1   -1
 C1,10,k   1   -1   1   1   1   -1   -1   -1   1   -1   -1   1
 C1,11,k   1   1   -1   1   1   1   -1   -1   -1   1   -1   -1
表4为4×4哈达码扩频序列集合CH4。
 m     0     1     2     3
 C2,0,m     1     1     1     1
 C2,1,m     1     -1     1     -1
 C2,2,m     1     1     -1     -1
 C2,3,m     1     -1     -1     1
C 40 × 40 = C 20 × 20 ⊗ C 2 × 2 - - - ( 1 )
C 48 × 48 = C 12 × 12 ⊗ C 4 × 4 - - - ( 2 )
哈达码扩频序列分配方案如下:
TPC所用的哈达码扩频序列与E-DCH之间的时隙、码道分配关系如下:
r=8×(t0-1)+q0   (3)
其中,r表示第k个UE的TPC所对应的扩频码序列号,r=[1,L,40];
t0为第k个UE占用的E-DCH最小时隙号,t0=[1,Λ,4];
q0为第k个UE占用的E-DCH中时隙t0的最小码道号,q0=[1,Λ,16]。
每个用户的TPC和SS通过E-AGCH分配。
若SS为1bit,那么,SS所用的第一次扩频码序列与E-DCH之间的时隙、码道分配关系如下:
r=8×t0+q0       (4)
其中,
r表示第k个UE的SS所对应的扩频码序列号,r=[1,L,48];
t0为第k个UE占用的E-DCH最小时隙号,t0=[1,Λ,4];
q0为第k个UE占用的E-DCH中时隙t0的最小码道号,q0=[1,Λ,16]。
若SS为2bit,那么,SS所用的第一次扩频码序列与E-DCH之间的时隙、码道分配关系如下:
rk,1=2×t0+q0   (5)
rk,2=2×t0+q0+24
其中,
rk,1表示第k个UE的SS的第1个比特所对应的扩频码序列号,r=[1,L,24];
rk,2表示第k个UE的SS的第2个比特所对应的扩频码序列号,
r=[25,L,48];
t0为第k个UE占用的E-DCH最小时隙号,t0=[1,Λ,4];
q0为第k个UE占用的E-DCH中时隙t0的最小码道号,q0=[1,Λ,16]。
图2为本发明TD-SCDMA系统的HSUPA的下行同步和功控信息传输流程图。该流程描述了一种用于TD-SCDMA系统中HSUPA技术的上行多用户控制信息的传输方法,在此方法中,多个用户的TPC和SS采用了二次扩频的方法在一个SF=16的码道上传输,具体实现包括以下步骤:
步骤201,产生第一次扩频码序列;
该步骤中,系统分别生成TPC和SS所用的第一次扩频序列码组,并根据第一次扩频序列码组得到第一次扩频码序列;TPC所用的扩频序列码组是40×40的哈达码;SS所用的扩频序列码组是48×48的哈达码。
步骤202,根据式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)及t0,q0选择对应的第一次扩频码序列r;
该步骤中,系统对不同用户选择其相应的第一次扩频序列。
该步骤中,式(1)和式(2)分别是40和48两种第一次扩频序列的产生方式,可分别用于TPC和/或SS,而式(3)、(4)、(5)则是40和48两种扩频序列的选择方式,40×40码序列与48×48码序列的选择公式不同。
步骤203,系统根据第一次扩频序列及式(6),分别对TPC和SS中的bit进行第一次扩频;
该步骤中,因采用哈达码序列扩频,故第一次扩频是实数扩频,其分别对不同用户的TPC和SS进行实数扩频,扩频因子分别为40(TPC),48(SS),或者48(TPC),SS(40),故第一次扩频的码序列长度分别为40、48。
步骤204,对第一次扩频得到的数据进行比特加扰;
步骤205,对第一次比特加扰后的数据进行QPSK(Quadrature Phase-ShiftKeying,四相相移键控)调制;
该步骤中,进行QPSK调制后的多个QPSK序列变为复数符号序列。
步骤206,对多个QPSK序列进行加权叠加;
该步骤中,经过加权叠加处理后得到的序列是与复数符号序列长度相同的复数序列。
步骤207,将多个QPSK序列叠加后的序列进行信道的第二次扩频、加扰,扩频因子SF为16;
该步骤中,因多个QPSK序列叠加后的序列为复数序列,故第二次扩频是复数扩频。
步骤208,按照图1的HICH时隙帧结构进行排列,即,将对应的TPC和SS码片放入对应的位置,如TPC采用40×40序列,则将第二次扩频叠加后的序列放入前面的20*16个chip中。
步骤209,与其他同一个时隙内的信道扩频序列一起发出;及
步骤210,结束。
设:TPC的数据为a,先对CH1,CH2进行卡氏乘积,得到40×40的码序列CH,第一次扩频方法为:
s q = a ⊕ C i , q , i , q = 1,2 , L , 40 - - - ( 6 )
所述的sq为对a扩频得到的序列中的第q个元素,所述的Ci,q为40×40第一次扩频码序列中的第i行第q个元素,i为40×40第一次扩频码序列中扩频所需行的行序数。
上述实施例中,第一次扩频是把一个或两个bit扩展为40或者48个比特,而第二次扩频是将1个复数符号扩展为16个复数码片,20个复数符号可以扩展为320个复数码片。
第二次扩频方法与现有协议25.223中的扩频方法相同。
上述实施例中,每个用户的TPC无需重复编码,因此每个用户的TPC为1bit;而SS有如下两种情况:
第一种是SS包括“0”状态、“1”状态两个状态,因此SS只需要1bit来标识;“0”状态表示上调,“1”状态表示下调;
第二种是SS包括中间状态-“do nothing”状态,因此需要2bit来标识。“do nothing”状态表示不作任何调整。
如果SS是1bit,那么N个用户的SS总共是N个比特,对其进行第二次扩频并加扰。可以看出,此时系统理论上最多可以支持40个用户的控制信息传输。
如果SS是2bit,那么N个用户的SS总共是2×N个bit,对其进行第二次扩频并加扰。可以看出,此时系统理论上最多可以支持24个用户的控制信息传输。
本发明提出了一种能够确保信息正确接收,且用户数取不同值时都能充分利用信道资源,同时无需随用户数变化而改变信息的编码方法与传输结构的下行控制信息传输方法;另外,本发明可根据TPC和SS传输错误对系统影响不同,对TPC和SS提供不同的误码性能。
当然,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种TD-SCDMA系统中下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,包括:
步骤一,对每一用户分别生成传输功率控制TPC和同步偏移SS所用的第一次扩频序列码组,并根据所述第一次扩频序列码组得到第一次扩频码序列;
步骤二,根据不同用户选择相应的第一次扩频码序列,并根据该第一次扩频码序列分别对所述TPC、所述SS中的比特进行第一次扩频、加扰处理;
步骤三,将经过第一次扩频、加扰处理得到的序列进行调制叠加,并对调制叠加后的序列进行信道的第二次扩频、加扰处理;及
步骤四,根据经过第二次扩频、加扰处理得到的TPC和SS填充同一码道时隙。
2.根据权利要求1所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,所述步骤一中,所述TPC所用的第一次扩频序列码组为40×40哈达码扩频序列,所述SS所用的第一次扩频序列码组为48×48哈达码扩频序列。
3.根据权利要求2所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,所述步骤一中,所述40×40哈达码扩频序列通过20×20哈达码序列与2×2哈达码序列进行卡氏乘积得到。
4.根据权利要求2所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,所述步骤一中,所述48×48哈达码扩频序列通过12×12哈达码序列与4×4哈达码序列进行卡氏乘积得到。
5.根据权利要求2或3所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,所述40×40哈达码扩频序列与所述系统的E-DCH之间的时隙、码道分配关系如下:
r=8×(t0-1)+q0
r表示第k个用户的TPC所对应的扩频码序列号,r=[1,L,40];
t0为第k个用户占用的E-DCH最小时隙号,t0=[1,Λ,4];
q0为第k个用户占用的E-DCH中时隙t0的最小码道号,q0=[1,Λ,16]。
6.根据权利要求2或4所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,当所述SS是1比特时,所述48×48哈达码扩频序列与所述系统的E-DCH 之间的时隙、码道分配关系如下:
r=8×t0+q0
r表示第k个用户的SS所对应的扩频码序列号,r=[1,L,48];
t0为第k个用户占用的E-DCH最小时隙号,t0=[1,Λ,4];
q0为第k个用户占用的E-DCH中时隙t0的最小码道号,q0=[1,Λ,16]。
7.根据权利要求2或4所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,当所述SS是2比特时,所述48×48哈达码扩频序列与所述系统的E-DCH之间的时隙、码道分配关系如下:
rk,1=2×t0+q0
rk,2=2×t0+q0+24
rk,1表示第k个用户的SS的第1个比特所对应的扩频码序列号,r=[1,L,24];
rk,2表示第k个用户的SS的第2个比特所对应的扩频码序列号,r=[25,L,48];
t0为第k个用户占用的E-DCH最小时隙号,t0=[1,Λ,4];
q0为第k个用户占用的E-DCH中时隙t0的最小码道号,q0=[1,Λ,16]。
8.根据权利要求1-4任一所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,所述步骤一中,所述每一用户的TPC为1比特。
9.根据权利要求1-4任一所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,所述步骤一中,当所述每一用户的SS包括0状态、1状态时,所述每一用户的SS为1比特,当所述每一用户的SS包括中间状态时,所述每一用户的SS为2比特。
10.根据权利要求9所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,当所述每一用户的SS为1比特时,则N个用户的SS共是N个比特;当所述每一用户的SS为2比特时,则N个用户的SS共是2N个比特,N为自然数。
11.根据权利要求1、2、3、4或10所述的下行同步和功控信息实现方法,其特征在于,所述步骤四中,还包括:将所述SS分为第一部分、第二部分,并分别放置于所属码道时隙结构中的训练码前后;
所述第一部分包括:2个复数符号,与所述TPC的20个复数符号放置于所述训练码的前面;
所述第二部分包括:22个复数符号,放置于所述训练码的后面。 
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