CN101296022A

CN101296022A - E-hich信道的特征码分配方法

Info

Publication number: CN101296022A
Application number: CNA2007100938040A
Authority: CN
Inventors: 张爱民; 陈志群; 师延山
Original assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Current assignee: Spreadtrum Communications Shanghai Co Ltd
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: US8305982B2; CN101296022B; WO2008128481A1; US20100220672A1

Abstract

本发明公开了一种E－HICH信道的特征码分配方法，可消除由于码字分配所带来的不公平现象，使得在E－HICH信道上使用的UE特征码的使用均匀化，从而使得不同UE在E－HICH信道上检测其特征码的平均检测性能趋于公平化，降低各个UE对发送给它的反馈信息的平均误检率。该方法包括：首先，为各个UE分配E－HICH逻辑特征码序号r；然后，使用随机置换函数将所述逻辑特征码序号r分别转换成随时间变化的物理特征码序号r’；之后，将所述物理特征码序号r’所对应的特征码分别分配给各UE。

Description

E-HICH信道的特征码分配方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统中的特征码分配方法，尤其涉及一种在TD-SCDMA系统中用于发送对E-DCH信道的反馈信息的E-HICH信道中特征码的分配方法。

背景技术

在3GPP Release 7版本中，对于1.28Mcps的选项(即TD-SCDMA系统)，引入了高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access，HSUPA)技术，该技术的主要特征是引入增强的上行专用传输信道(EnhancedDedicated Channel，E-DCH)及若干相关的物理信道，并采用快速Node-B调度、混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repetition Request，HARQ)等技术，使得上行链路的容量得以大大提高。

根据UE发送上行业务时采用预先分配好还是临时调度的方式，HSUPA可分为两种方式：第一种方式为调度方式，在这种方式中UE每次在E-DCH信道上发送上行数据时，是根据NodeB(基站)在E-AGCH信道上的指示在相应的物理信道上进行发送的；另一种方式为非调度方式，在这种方式中NodeB在给UE分配E-DCH信道时，也给UE分配了固定的物理信道，因此UE不需要监听E-AGCH信道。

在TD-SCDMA系统中，HSUPA涉及到的下行物理信道包括E-DCH绝对资源分配信道(E-DCH Absolute Grant Channel，E-AGCH)和E-DCH HARQ指示符信道(E-DCH HARQ Indi cator Channel，E-HICH)；涉及到的上行物理信道包括E-DCH上行物理信道(E-DCH Physical Uplink Channel，E-PUCH)，E-DCH上行控制信道(E-DCH Upl ink Control Channel，E-UCCH)和E-DCH上行随机接入控制信道(E-DCH Random Access Uplink ControlChannel，E-RUCCH)。其中，E-AGCH用于NodeB发送调度信令，调度信令包含UE标识，物理信道参数等参数，对于调度方式，所述E-AGCH还发送对E-PUCH信道的功率控制和同步控制指令；E-HICH用于发送对E-DCH信道的反馈信息，对于非调度用户，所述E-HICH还用该信道发送上行功率控制(TPC)和上行同步控制(SS)等命令；E-UCCH用于发送与上行E-DCH传输相关的信令；E-PUCH用于发送E-DCH和E-UCCH的数据；E-RUCCH用于UE向网络侧请求物理资源。

如图1所示，对于调度方式，HSUPA过程包括以下步骤：

1、NodeB在E-AGCH上发送UE的标识和相关的物理信道参数；

2、UE如果在E-AGCH信道上监听到分配给自己的物理资源，经过适当的延时后(具体的延时由协议规定)，在相应的物理资源上发送E-DCH数据和相关的上行控制信息(E-UCCH)；

3、NodeB收到E-DCH数据后，根据是否正确接收，经过适当延时后，在E-HICH信道上，使用相应的特征码发送反馈信息，反馈信息包括确认(Acknowledgement，ACK)或非确认(Negative Acknowl edgement，NAK)，当NodeB正确收到E-DCH数据时发送ACK，否则发送NAK。

而非调度方式与调度方式有所不同，主要区别在于：在非调度方式中，UE用于发送E-DCH数据的物理信道是由NodeB预先分配好的，因此不需要监听E-AGCH信道；另外，NodeB在E-HICH上除了需要反馈ACK/NAK信息外，还需要反馈对E-PUCH信道的功率控制和同步控制指令。

在上述HSUPA过程中，E-HICH上传输了NodeB对多个UE的反馈信息，对于不同UE的反馈信息使用不同的“特征码(signature sequence)”进行扩频，由于特征码的选取是与分配给该UE的用于传输E-DCH数据的物理信道(E-PUCH)参数一一对应的，因此各UE可根据分配给自己的物理信道知道自己的特征码，从而在E-HICH信道上检测出自己发送给自己的反馈信息。

特征码取自于一个大小为80×80的正交矩阵C₈₀，矩阵的第k行为第k个特征码，因此，每个特征码的长度为80比特，特征码的序号等于其在矩阵C₈₀中对应的行号。C₈₀由两个哈达玛(Hadamard)矩阵的张量积(tensor product，也称为Kronecker积)构成，即

C_{80} = C_{20} &CircleTimes; C_{4},

其中

表示张量积，C₂₀为大小为20×20的哈达玛矩阵，C₄为大小为4×4的哈达玛矩阵。

对于调度方式，NodeB在E-HICH信道上发送对UE发送的E-DCH数据的反馈信息ACK/NAK，编码后的反馈信息为1比特，NodeB对UE的反馈信息用该UE对应的特征码C_80，r扩频后，进行QPSK调制，再经过扩频码扩频后，将各个UE的反馈信息叠加后发送出去。其中，C_80，r表示第r个特征码，r由以下公式确定：

r = 16 (t_{0} - 1) + (q_{0} - 1) \frac{16}{Q_{0}}

其中，t₀为分配给该UE用于传输E-DCH数据的第一个(编号最低的)时隙号，其取值范围为1，2，…，5；Q₀为在时隙t₀分配给该UE用于传输E-DCH数据使用的扩频因子，其取值范围为1，2，4，8，16；q₀为分配的码道号，取值范围为1，2，…，Q₀。

对于非调度方式，NodeB在E-HICH信道上不仅发送对UE发送的E-DCH数据的反馈信息ACK/NAK，还反馈对E-DCH信道的功率控制(TPC)和同步控制信息(SS)。这时候，80个特征码被等分成20组，每组由4个特征码组成。且每组中的第一个特征码用于反馈信息ACK/NAK的扩频，其余三个特征码及其补码共6个码构成用于表示TPC/SS的6种状态，每个状态可以用1比特标识。NodeB对UE的反馈信息和TPC/SS指令用相应的特征码扩频后，进行QPSK调制，再经过扩频码扩频后，将各个UE的反馈信息叠加后发送出去。对于非调度方式，UE的特征码分配是由高层信令告知的，而不是采用固定的公式计算得到。

从E-HICH信道特征码分配的方法可以看出，对于调度方式，当分配给UE用于传输E-DCH数据的物理信道固定之后，其特征码便固定下来；对于非调度方式的HSUPA过程，高层信令给UE分配特征码后，在此次HSUPA过程中，其特征码便一直不变。

对特征码的互相关性进行分析发现，当将两个特征码相差一个比特进行互相关运算时，得到的互相关值与这两个码的序号有关，当序号之差小于等于8时，两个码之间的互相关值较大，而大于8时互相关性较小。这种特性与特征码的构造方法有关。熟悉通讯知识的人都知道，两个信号之间的互相关性越大，则越难检测出这两个信号。这是因为无线信道通常是多径信道，即接收端收到的信号为发送端发送的信号经过不同延时的叠加，这导致了接收信号存在符号间干扰(Inter Symbol Interference，ISI)，接收端在进行信号检测之前，通常需要使用均衡器对接收信号进行均衡，以减小ISI，从而提高检测性能，然而，实际的均衡器的延时是有限，对接收信号进行均衡后，不可能完全消除ISI。这时，如果两个信号的互相关性能不好，则导致各UE的接收端的对发送给它的反馈信息的误检测率较高。

在HSUPA过程中，如果UE使用的特征码一直不变，则意味着各个特征码之间的互相关特性保持不变，这样，将导致互相关性能好的码字使得UE对发送给它的反馈信息的误检测率低，而互相关性较差的码字使得UE对发送给它的反馈信息的误检测率较高，从而造成了某些UE的HSUPA传输性能好，而另外一些UE的传输性能差的不公平现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种E-HICH信道的特征码分配方法，可消除TD-SCDMA系统中由于码字分配的所带来的不公平现象，使得在E-HICH信道上使用的UE特征码的使用均匀化，从而使得不同UE在E-HICH信道上检测其特征码的平均检测性能趋于公平化，降低各个UE对发送给它的反馈信息的平均误检率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种E-HICH信道的特征码分配方法，包括：

首先，为各个UE分配逻辑特征码序号r；

然后，使用随机置换函数将所述逻辑特征码序号r分别转换成随时间变化的物理特征码序号r’；

之后，将所述物理特征码序号r’所对应的特征码分别分配给各UE。

并且，所述随机置换函数对于NodeB和各UE都是已知的，通过将所使用的随机置换函数固化在NodeB和各UE中，或者由NodeB将所使用的随机置换函数通过信令告知各个UE的方式来实现。

本发明由于采用了上述技术方案，具有这样的有益效果，即在E-HICH特征码进行分配时，通过使得E-HICH信道上使用的各UE的特征码按照一种伪随机的方式随着时间发生变化，实现了UE特征码使用的均匀化，降低了UE对于发送给它的反馈信息的平均误检率，从而避免了某些UE的HSUPA传输性能好，而另外一些UE的传输性能差的不公平现象，即使得不同的UE在E-HICH信道上检测其特征码的平均检测性能趋于公平化；并且本发明所述方法提高了用户的满意度，并间接提高了TD-SCDMA系统的容量。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为TD-SCDMA系统中HSUPA的过程示意图；

图2为根据本发明对E-HICH信道的特征码进行分配的流程框图；

图3为根据本发明实施例一生成随机数时移位寄存器的示例性原理图。

具体实施方式

本发明针对现有协议E-HICH特征码分配的问题，在现有协议的基础上，增加随机置换变换过程，使得E-HICH信道上使用的各UE的特征码按照一种伪随机的方式随着时间发生变化，从而使得各个UE检测其E-HICH信道特征码的平均检测性能趋于公平。

如图2所示为根据本发明对E-HICH信道的特征码进行分配的流程框图，其实现步骤如下：

首先，根据现有协议中的方法分别为各个UE分配特征码序号，在本发明中，将该通过现有技术分配所得的特征码序号称为逻辑特征码序号r；

然后，为了使检测性能趋于公平，因此使用一个随机置换函数，将所述逻辑特征码序号分别转换成随时间变化的物理特征码序号r’，因此在本发明中转换后的所述物理特征码序号r’可用如下公式表示：

r’＝P(r，SFN’)

其中，SFN’表示所述E-HICH所在的子帧号，P表示一种由UE和NodeB约定好的随机置换函数。所述随机置换函数的选取应确保经过转换的特征码随时间的变化越均匀越好。

之后就可以将所述物理特征码序号r’所对应的特征码分别分配给各UE了。

本发明所述分配E-HICH信道特征码的方法，即适用于调度方式的HSUPA，也适用于非调度方式的HSUPA，具体实现方式如下：

对于调度方式，本发明中，NodeB和UE计算特征码序号的方法如下：

首先，根据协议中规定的公式：

r = 16 (t_{0} - 1) + (q_{0} - 1) \frac{16}{Q_{0}}

计算出该UE的逻辑特征码序号；

然后，采用如下公式

r’＝P(r，SFN’)

计算出该UE的物理特征码序号，因此该UE的特征码为C_80，r’。

对于非调度方式，UE的逻辑特征码序号r由NodeB分配，然后采用公式：

r’＝P(r，SFN’)

计算得到该UE的物理特征序号。

在本发明中，所述随机置换函数P对于NodeB和小区中的各个UE应该都是已知的，因为在本发明中通过将所使用的随机置换函数P固化在NodeB和各UE中，或者由NodeB通过信令将所使用的随机置换函数告知各个UE的方式来实现；因此对同一小区的所有UE而言，这种随机变换关系对于NodeB和UE都是一样的，各个UE都能准确地知道分配给自己的特征码。

在本发明的所述实现方法中，随机置换函数P可以采用有多种形式来实现，以下列举为几种可行的实施例：

实施例一：

在该实施例中随机置换函数的具体步骤如下：

(1)对置换序列进行初始化，主要是指设置所述置换序列的长度M＝80，并初始化所述置换序列P，其中P(0)＝0，P(1)＝1，…，P(M-1)＝M-1；然后，设置i＝0；

(2)计算得到一个与SFN’有关的置换序列P，在本实施例中其具体实现步骤如下：

循环执行下面的步骤a到c，直到i＝M-2；

a、产生取值范围为0～M-i的随机数k，生成随机数的方法对NodeB和UE必须是已知的，这可以使用系统子帧号SFN’作为种子来产生；

b、置换P(i)与P(k+i)，即tmp＝P(i)，P(i)＝P(k+i)，P(k+i)＝tmp；

c、将i加1。

在上述步骤a中，生成随机数的方法有很多，但生成的随机数必须是收发双方都是已知的，具体的方法有很多，如图3所示为一种利用移位寄存器的方法，其具体步骤为：

I、取移位寄存器的长度为N，用系统子帧号SFN’的N比特初始化该移位寄存器；

II、选取p，使之满足i＜2^p；

III、对移位寄存器连续移位s次，其中s≥p，优选的，可以选取s＝3N，得到输出序列x，设置k＝x的低p位；

IV、如果k＞M-i，则设置k＝k-(M-i)。

其中，在步骤(I)中，移位寄存器的选取有很多种，一般而言，移位寄存器越长，得到的伪随机序列的周期也越长，但是计算量也越大。移位寄存器通常用其生成多项式来表示，比如，对于图3所示的移位寄存器，其生成多项式为1+x³+x⁷，关于移位寄存器的原理可以参见相关文献。

在步骤(I)中，在初始化移位寄存器时，除了使用上述方法外，还可以使用小区基本中置扰码(Basic midamble code)，小区扰码(Scramblingcode)等任何对NodeB和UE都已知的码与SFN’相组合进行运算得到的N比特来初始化移位寄存器。

实施例二：随机置换函数具体步骤如下：

(1)收发双方约定好一个长度为M＝80的初始置换序列Q(0)，Q(1)…，Q(M-1)；

(2)对于任意0≤r＜M，设置P(r，SFN’)＝Q((r+SFN’)mod 80)，这样，在序列Q的基础上，得到一个随时间变化的置换序列。

作为一个例子，初始随机置换序列可以设置为Q＝{1，41，21，61，11，51，31，71，6，46，26，66，16，56，36，76，4，44，24，64，14，54，34，74，9，49，29，69，19，59，39，79，3，43，23，63，13，53，33，73，8，48，28，68，18，58，38，78，5，45，25，65，15，55，35，75，10，50，30，70，20，60，40，80，2，42，22，62，12，52，32，72，7，47，27，67，17，57，37，77}，当然在本实施例中初始随机置换序列的具体设置并不局限于此，可以根据具体应用情况，如根据一个小区中UE数量来进行选择。

实施例三，随机置换函数具体步骤如下：

对于任意0≤r＜M，设置P(r，SFN’)＝(r+SFN’)mod 80，这样，得到一个随时间变化的置换序列。

Claims

1、一种E-HICH信道的特征码分配方法，包括：

首先，为各个UE分配逻辑特征码序号r；

其特征在于，该方法还包括：

2、根据权利要求1所述的E-HICH信道的特征码分配方法，其特征在于，所述随机置换函数对于NodeB和各UE都是已知的，通过将随机置换函数固化在NodeB和各UE中，或者由NodeB将所使用的随机置换函数通过信令告知各个UE的方式来实现。

3、根据权利要求2所述的E-HICH信道的特征码分配方法，其特征在于，所述随机置换函数用如下公式表示：r’＝P(r，SFN’)，其中SFN’表示所述E-HICH所在的系统子帧号，P表示随机置换函数。

4、根据权利要求3所述的E-HICH信道的特征码分配方法，其特征在于，所述随机置换函数通过以下方法来实现：

(1)将置换序列进行初始化；

(2)计算得到一个与系统子帧号SFN’有关的置换序列P。

5、根据权利要求4所述的E-HICH信道的特征码分配方法，其特征在于：

所述步骤(1)具体是通过如下方法来进行初始化的：

设置所述置换序列的长度M＝80，并初始化所述置换序列为P，其中P(0)＝0，P(1)＝1，…，P(M-1)＝M-1；然后，设置i＝0；

而所述步骤(2)通过如下方法来实现：

即循环执行步骤a到c，直到i＝M-2，

a、使用系统子帧号SFN’作为种子产生取值范围为0～M-i的随机数k；

b、置换P(i)与P(k+i)；

c、将i加1。

6、根据权利要求5所述的E-HICH信道的特征码分配方法，其特征在于，利用移位寄存器来生成所述随机数k，包括如下步骤：

I、取所述移位寄存器的长度为N，并初始化该移位寄存器；

II、选取p，使之满足i＜2^p；

III、对所述移位寄存器连续移位s次，其中s≥p，得到输出序列x，设置k＝x的低p位；

IV、如果k＞M-i，则设置k＝k-(M-i)。

7、根据权利要求6所述的E-HICH信道的特征码分配方法，其特征在于：

使用系统子帧号SFN’的N比特来初始化所述移位寄存器；或者，

使用小区基本中置扰码或小区扰码与SFN’相组合进行运算后得到的N比特数据来初始化所述移位寄存器。

8、根据权利要求3所述的E-HICH信道的特征码分配方法，其特征在于，所述随机置换函数通过如下步骤来实现：

(2)对于任意0≤r＜M，设置P(r，SFN’)＝Q((r+SFN’)mod 80)。

9、根据权利要求3所述的E-HICH信道的特征码分配方法，其特征在于，所述随机置换函数通过如下步骤来实现：对于任意0≤r＜M，设置P(r，SFN’)＝(r+SFN’)mod 80。