CN101297511A - Td-cdma系统中码的准正交分配 - Google Patents

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Abstract

描述了有助于在时分复用CDMA无线通信环境中提高吞吐量的系统和方法。可将一正交Walsh码序列集指派给网络扇区中的第一群用户，并且可将重复的正交Walsh码序列集指派给该扇区中的至少第二群用户。可部署数目等于或大于被指派的重复码集的数目的接收天线以线性地比例缩放系统容量来满足用户需求。另外，在服务该扇区的基站处采用重复Walsh码序列指派的用户设备可被彼此区分，并且可此类用户之间强制实施时基偏移以减轻基站接收机处的任何接收干扰效应。此外，扇区中的用户设备信道要求可被连续评价，并且适当数目的天线可被动态地部署以向所有此类用户设备提供比例可缩放的服务。

Description

TD-CDMA系统中码的准正交分配
在35U.S.C.§119下的优先权要求
本专利申请要求2005年10月27日提交的题为“QUASI-ORTHOGONALALLOCATION OF CODES IN TD-CDMA SYSTEMS(TD-CDMA系统中码的准正交分配)并已转让给本申请受让人并且因而被明确援引纳入于此的临时申请No.60/731,023的优先权。
背景
I.领域
以下描述一般涉及无线通信，尤其涉及使用Walsh码和多个接收天线来增加CDMA通信环境中的传输容量。
II.背景
无线通信系统已成为全世界范围内大多数人进行通信的普及手段。无线通信设备变得越来越小且越来越强大，以便满足消费者的需求并提高便携性和便利性。诸如蜂窝电话的移动设备中处理能力的提升导致了对无线网络传输系统的要求的提高。这些系统通常并非如在其上通信的蜂窝设备一样易于更新。由于移动设备能力的扩展，难以用促进更充分地利用新型的和改进的无线设备能力的方式维护较旧的无线网络系统。
更具体地，基于频分的技术通常通过将频谱分割成均匀的大块带宽来将其分成特异的信道，例如分配给无线通信的频带分区可被分割成30个信道，这些信道中的每一个可承载语音会话或在数字业务情况下可承载数字数据。每个信道在一个时间仅可被指派给一个用户。一种公知的变体是正交频分技术，它将系统总带宽有效地划分成多个正交子带。这些子带也称为频调、载波、副载波、频段和/或频道。每个子带与一可用数据调制的副载波相关联。使用基于时分的技术，频带沿时间方向被分割成顺序的时间片或即时隙。以循环方式向信道的每个用户提供用于传送和接收信息的时间片。例如，在任何给定时刻t，向一用户提供很短一阵对信道的接入。然后，接入切换给另一用户，其被提供了用于传送和接收信息的很短一阵时间。这种“依次”循环继续进行，并且最终向每个用户提供了多阵传送和接收。
基于码分的技术通常在任意时刻某一范围内可用的多个频率上传送数据。通常，数据被数字化并扩展在可用带宽上，其中多个用户可被重叠在信道上并且各个用户可被指派一唯一性序列码。用户可在同一大块宽带频谱上进行传送，其中每个用户的信号由其各自相应的唯一性扩展码扩展在整个带宽上。这种技术可为在其中一个或多个用户可并发地传送和接收的共享提供可能。这种共享可通过扩频数字调制来实现，在其中用户的比特流被编码并以伪随机方式跨非常宽的信道扩展。接收机被设计成识别相关联的唯一性序列码，并逆转此随机化以用相干方式收集特定用户的比特。
典型的无线通信网络(例如，采用频分、时分和码分技术)包括提供覆盖区域的一个或多个基站和可在该覆盖区域内传送和接收数据的一个或多个移动(例如，无线)终端。典型的基站可同时传送广播、多播和/或单播业务的多个数据流，其中数据流是对于移动终端有独立接收意义的数据的流。落在基站覆盖区域内的移动终端可能对接收由合成流携带的一个、多于一个、或所有数据流感兴趣。类似地，移动终端可向基站或另一移动终端传送数据。基站与移动终端之间或移动终端之间的这种通信可能因信道变化和/或干扰功率变化而降级。例如，前述变化会影响基站对一个或多个移动终端的调度、功率控制和/或速率预测。
常规网络传输协议易于受到调度限制和传输容量极限的影响，从而导致网络吞吐量的减损。因此，本领域中存在对提高无线网络系统中吞吐量的系统和/或方法的需求。
概述
以下给出了一个或多个实施例的简化概述以提供对这些实施例的基本理解。此概述并非所有构想到的方面的详尽综述，而且既非旨在标识出所有实施例的关键性或决定性要素，也非旨在刻划任一或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化形式给出一个或多个实施例的某些概念作为在稍后给出的更详细描述的前序。
根据一个或多个实施例以及其相对应的公开，描述了与提高无线通信环境中的扇区吞吐量有关的各个方面。根据一个方面，可对在扇区中一反向链路上通信的多个用户分配重复Walsh序列(例如，码)。被指派了相同Walsh码的不同用户可在服务该扇区的基站处的多个天线上激励起不同空间特征。此类用户即使在他们采用相同Walsh码的情况下也可由诸如匹配滤波器、最小均方误差技术、逐次消去技术等来分离。在采用重复Walsh码的用户具有相似空间技术的情况下，可在此类用户之间强制实施码跳跃和/或时基偏移以减轻服务该扇区的基站处潜在可能的接收干扰效应。这样，不是增加带宽来解决码限制，而是可重用Walsh码空间以在时隙中分配更多的码。
根据一个相关方面，一种提高码分多址无线通信环境中的通信吞吐量的方法可包括：将一正交Walsh码序列集指派给网络扇区中的第一群用户；将重复的一正交Walsh码序列集指派给该扇区中的至少第二群用户；以及部署数目与被指派的正交Walsh码序列集的数目相等的接收天线以按比例放大系统容量。另外，该方法可包括在服务该扇区的基站处区分采用重复Walsh码序列指派的用户设备，以及在这些用户设备之间强制实施时基偏移以减轻基站接收机处的任何接收干扰效应。此外，该方法可包括评定扇区中的用户设备信道要求，并部署适当数目的天线以向所有此类用户设备提供服务。
另一方面涉及一种无线通信装置，包括存储器，其存储与被指派给无线网络的扇区中诸用户设备的重复的各正交Walsh码集有关的信息；耦合至该存储器的处理器，其部署至少两个天线以至少使该扇区中码空间的量翻倍。该装置还可包括生成第一正交Walsh码集和至少第二重复正交Walsh码集的Walsh码生成器。该装置还可包括：跳跃组件，其在有重复Walsh码指派的用户设备之间强制实施时基偏移，以减轻接收到来自多个用户设备的重复Walsh码传输的基站处的接收干扰；以及接收机，其将有重复Walsh码指派的用户设备彼此区分开来以准许在它们之间强制实施时基偏移。该接收机可采用匹配滤波器接收机、最小均方误差技术、和逐次消去技术中的一个或多个以将被重复指派的用户设备彼此区分开来。
另一方面涉及一种无线通信装置，其包括：用于生成重复正交Walsh码集的装置；用于将第一正交Walsh码集指派给网络扇区中的用户设备的装置、用于将至少第二重复正交Walsh码集指派给该扇区中的用户的装置；以及用于部署数目与被指派的正交Walsh码集的数目相等的接收天线的装置。该装置还可包括将有重复Walsh码指派的用户设备彼此区分开来的装置、以及用于在此类用户设备之间强制实施时基偏移的装置。
又一方面涉及一种其上存储有用于执行以下操作的计算机可执行指令的计算机可读介质：将一正交Walsh码序列集指派给时分CDMA网络扇区中的第一群用户；将至少一个重复正交Walsh码序列集指派给该扇区中的至少第二群用户；以及部署数目与要被指派的正交Walsh码序列集的数目相等的接收天线。该计算机可读介质还可包括用于在服务该扇区的基站处区分采用重复Walsh码序列指派的用户设备的指令、以及用于在采用重复Walsh码序列的用户设备之间强制实施时基偏移以减轻接收来自这些用户设备的通信信号的基站处潜在可能的接收干扰效应的指令。
再一方面提供了一种执行用于提高无线通信环境中的吞吐量的指令的处理器，这些指令包括：将一正交Walsh码序列集指派给时分双工CDMA网络扇区中的第一群用户；将至少一个重复正交Walsh码序列集指派给该扇区中的至少第二群用户；为每个正交Walsh码序列集部署一接收天线，以使得该扇区中接收天线的数目等于要被指派的码集的数目；以及在服务该扇区的基站处区分采用重复Walsh码序列指派的用户设备并在其间强制实施时基偏移。
为了实现前述及相关目标，这一个或多个实施例包括在下文中充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了这一个或多个实施例的某些说明性方面。然而，这些方面仅指示了可采用各个实施例的原理的各种方式中的少数几种，并且所描述的实施例旨在包括所有此类方面及其等效方案。
附图简述
图1示出了根据本文中给出的各个实施例的无线网络通信系统。
图2是根据一个或多个实施例的多址无线通信系统的图示。
图3示出了根据本文中给出的一个或多个方面的用于提高无线通信环境中的网络吞吐量的方法。
图4是根据本文中描述的各个实施例的通过部署多个接收天线以满足扇区需要来提高无线通信环境中的吞吐量的方法的图示。
图5是根据本文中阐述的一个或多个方面的用于关于接收天线数目线性地增大系统容量的方法的图示。
图6示出了根据一个或多个方面的有助于比例缩放系统容量以满足用户需求的方法。
图7是可被生成、动态更新和/或存储在用户设备和基站中的任一方或双方中、并且包括与Walsh码序列、天线部署、用户设备指派等有关的信息的查找表的图示。
图8是根据本文中阐述的一个或多个实施例的有助于增大无线通信环境中的码空间以增大系统容量极限的系统的图示。
图9是根据各个方面的有助于增大WCDMA通信环境中的系统容量的系统的图示。
图10是可与本文中描述的各个系统和方法联用的无线网络环境的图示。
详细描述
现在参照附图描述各个实施例，其中贯穿始终使用相同附图标记来指代相近要素。在以下描述中，出于说明目的阐述了众多特定细节以提供对一个或多个实施例的透彻理解。然而，显而易见的，此类实施例在没有这些特定细节的情况下也可实践。在其它实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以帮助描述一个或多个实施例。
如本申请中所使用的，术语“组件”、“系统”等意指计算机相关实体，任其是硬件、硬件和软件的组合、软件、还是执行中的软件。例如，组件可以是，但不限于：在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行代码、执行的线程、程序、和/或计算机。一个或多个组件可驻留在进程和/或执行的线程内，并且组件可局部化在一台计算机上和/或分布于两台或多台计算机之间。而且，可从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行这些组件。这些组件可借助于本地和/或远程进程来通信，诸如根据具有一个或多个数据分组(例如，来自一个组件的数据，该组件借助于此信号与本地系统、分布式系统中的另一组件、和/或跨诸如因特网等的网络与其它系统进行交互)的信号来通信那样。
此外，这里是联系订户站来描述各个实施例。订户站也可称为系统、订户单元、移动站、移动台、远程站、接入点、基站、远程终端、接入终端、用户终端、用户代理、或用户装备。订户站可以是蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)电话、无线本地环路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持式设备、或连接至无线调制解调器的其它处理设备。
此外，本文中描述的各个方面或特征可使用标准编程和/或工程技术实现为方法、装置或制品。本文中所使用的术语“制品”旨在涵盖可从任何计算机可读设备、载波或媒介访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可包括但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁条……)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)……)、智能卡、和闪存设备(例如，记忆卡、记忆棒、钥匙驱动器……)。
现在参看图1，根据本文中给出的各个实施例示出了无线网络通信系统100。网络100可包括一个或多个基站102，这些基站在一个或多个扇区中彼此和/或从/向一个或多个移动设备104接收、传送、中继无线通信信号等。每个基站102可包括发射机链和接收机链，其中每条链可进而包括与信号传送和接收相关联的多个组件(例如，处理器、调制器、复用器、解调器、分用器、天线等)，正如本领域技术人员所理解的。移动设备104可以是例如蜂窝电话、智能电话、膝上机、手持型通信设备、手持型计算设备、卫星无线电、全球定位系统、PDA、和/或任何其他适合在无线网络100上通信的设备。
WCDMA是采用Walsh码——也称为正交可变扩展因子(OVSF)码——来编码前向链路(FL)和反向链路(RL)上的通信信道的通信技术。如本领域技术人员所理解的，Walsh码是有助于唯一性地标识各个通信信道的正交码。使用Walsh码编码的信号通常被未采用相同Walsh码来解码该信号的接收机解释为噪声。Walsh码的使用会限制系统维度并且当在基站处对发射/接收动作采用多个天线时会限制传输能力。为了克服这些与常规系统相关联的此类限制，可在WCDMA通信环境中的前向链路(FL)和反向链路(RL)上采用空分多址(SDMA)。此类技术可应用于时分双工(TDD)和频分双工(FDD)WCDMA环境中的FL和RL。
常规WCDMA系统中的FL和RL使用Walsh码复用，在其中多个用户被分配不同的码并被同时调度。在FL的情形中，基站向每个用户设备分配一个或多个Walsh码，并向被调度的诸用户设备同时传送。在RL的情况中，扇区内诸用户被分配不同的Walsh码，并且在基站处被同时(例如，使用MAC信道)接收。用户设备在基站处可使用CDMA的标准解扩-解码技术来分离。可被同时指派的码的数目受限于Walsh码的长度。例如，如果Walsh码的长度为N码片，则在给定时刻，最多达N个码可被指派给多个用户设备。这对可被同时指派的码的数目(例如，维度极限)强加了基本约束。典型WCDMA-TDD环境中的FL和RL允许长度最多达16个码片的Walsh码。因此，在任意给定时隙里能同时支持最多达16个用户设备。这种常规维度限制在基站具有多个接收天线时是有害的。
CDMA系统通常被设计成在线性区中工作，从而使得容量-解扩后SINR的关系是线性的。例如，如果系统在线性区中工作并且如果解扩后SINR增加3dB(例如，翻倍)，则系统的容量(吞吐量)也翻倍。增加接收天线的数目也提高了解扩后SINR。因此，假定系统在线性区中工作，则该系统的容量可随接收天线的数据线性地比例缩放。然而，当采用多个接收天线时，解扩后SINR中此接收天线阵和分集增益倾向于将系统推出线性区。一种强制该系统停留在线性区中的方法是增加干扰，这可通过增加同时支持的码的数目来实现。例如，如果接收天线的数目翻倍，则采用伪随机码的CDMA系统可简单地使码的数目翻倍(将每码发射功率减半，在此情况中用于实现扇区间干扰控制)。发射功率的减小可由与这多个接收天线相关联的SINR增益来补偿。这样，可在CDMA系统中实现关于接收天线数目的线性比例缩放。然而，在码的数目有限(例如，16个)的常规WCDMA-TDD系统中，增加接收天线的数目会最终并且不可取地将系统推出线性区，由此对系统容量的提升造成有害的影响。
现在参看图2，它示出了根据一个或多个实施例的多址接入无线通信系统200。三扇区基站202包括多个天线群：一群包括204和206，另一群包括天线208和210，而第三群包括天线212和214。根据此图，对每个天线群仅示出两个天线，但是可对每个天线群使用更多或更少的天线。移动设备216在与天线212和214通信，其中天线212和214通过前向链路220向移送设备216传送信息，并通过反向链路218从移动设备216接收信息。移动设备222在与天线206和208通信，其中天线206和208通过前向链路226向移动设备222传送信息，并通过反向链路224从移动设备222接收信息。
每个天线群和/或它们被指定在其中通信的区域常被称为基站202的扇区。在一个实施例中，天线群各自被设计成对在基站202覆盖的区域的一个扇区中的移动设备进行通信。在通过前向链路220和226的通信中，基站202的发射天线可利用波束成形技术以便为不同移动设备216和222提高前向链路的信噪比。另外，与通过单个天线向其覆盖区域中的所有移动设备发射的基站相比，使用波束成形向随机分散在其覆盖区域中各处的移动设备发射的基站对在邻蜂窝小区/扇区中的移动设备造成的干扰较小。基站可以是用于与终端通信的固定站并且还可称为接入点、B节点、或其它某个术语。移动设备还可称为移动站、用户装备(UE)、无线通信设备、终端、接入终端、用户设备、或其它某个术语。
参看图3-6，它们示出了与生成补充系统资源指派有关的方法。例如，方法可涉及在FDMA环境、OFDMA环境、CDMA环境、WCDMA环境、TDMA环境、SDMA环境或任何其它合适的无线环境中提供重复Walsh码集。具体而言，本文中所阐述的方法是关于宽带码分多址(WCDMA)无线通信环境来描述的，但是其它类型的通信环境也可与所描述的方面联用。虽然出于简化说明的目的，这些方法被示出并描述为一系列动作，但是应当明白和理解，这些方法并不受动作次序的限定，因为某些动作可根据一个或多个实施例以不同次序或与本文中示出和描述的其它动作并发地发生。例如，本领域技术人员应当明白和理解，方法可替换表示为诸如状态图中那样的一系列相互关联的状态或事件。此外，并非所有示出的动作都是实现根据一个或多个实施例的方法所必需的。
现在参看图3，它示出了根据本文中给出的一个或多个方面的用于提高无线通信环境中的网络吞吐量的方法300。如上面提及的，使用常规WCDMA-TDD系统的根本缺点是归因于可指派给用户的码数目有限而导致的维度极限。为了对抗这种缺点，可部署多个天线来准许多个码集被分发和/或指派给各用户设备。
根据此方面，在302处，多个Rx天线可被部署。例如，可部署四个Rx天线以准许总共64个Walsh码(例如，重复的四组16个码)被分发给无线通信环境的一个扇区中的各个用户设备。将可理解，取决于系统要求和/或用户设备数目等可分配更多或更少的天线。在304处，随机Walsh码可被指派给用户设备直至该扇区中的所有用户设备都已被指派了将经由其来通信的一个或多个Walsh码。在306处，时基偏移可被定义和/或强制实施以减小可能已被指派了重复Walsh码序列的任何用户设备之间的干扰。这样，多个码集可被定义并分配以比例缩放系统容量来满足用户需求。
尽管以上描述了WCDMA-TDD环境中的RL通信，但是这些技术可同样应用于WCDMA-FDD环境中的RL通信。另外，在FL通信期间，发射波束成形提供了随发射天线数目线性比例缩放系统容量的机会。因而，通过适当的调度/码空间增强来支持更大数目的用户的概念也适用于FL通信。另外，本领域技术人员应当理解，其它类型的码(例如，移位Walsh码、伪正交码、或其它某种类型的码)可为本文中的系统和方法所采用，并且这并不只限于Walsh码本身。
图4示出了根据本文中描述的各个实施例的用于通过部署多个接收天线以满足扇区需求来提高无线通信环境中的通信吞吐量的方法400。在402处，重复的Walsh码(OVSF码)可被指派给诸如采用WCDMA通信协议的网络的扇区等的无线通信扇区中的多个用户。与相同Walsh码序列对应的多个用户设备在服务该扇区的基站处的多个接收天线上会激励起不同的空间特征(例如，信道)。尽管此类用户设备采用相同Walsh码序列，但是在404，它们可被标识出并彼此区分开来。例如，如本领域技术人员所理解的，可使用匹配滤波器(例如，耙式接收机、……)、基于最小均方误差(MMSE)协议的接收机、逐次干扰消去技术、或适用于唯一性地标识出在同一扇区中经由相同Walsh码来通信的用户设备的任何其它协议来执行标识。
在被指派了相同Walsh码的两个或多个用户设备具有相似空间特征(例如，并因此可能彼此干扰)的情形中，在406处，可令每个用户设备通过独立信道。独立信道可由独立的Rx天线来提供，在408处提供这些天线以满足容量要求。例如，在给定时刻有40个用户设备尝试与单个扇区中的基站通信的情形中，可部署三个Rx天线来满足系统容量要求。根据此示例，每个Rx天线可至少部分地基于分配给其的16个Walsh码来提供16个独立信道，在这些信道上16个用户可进行通信。因此，呈现了总共48个信道来绰绰有余地容纳要求服务的这40个用户设备。此外，这三个Rx天线可用于区分采用重复Walsh码的用户设备的空间特征。本领域技术人员将可理解，前述示例并不限于部署了三个天线的情形，而是可部署任何数目的天线来帮助满足系统需求并将系统容量比例缩放至要求Walsh码指派的用户的数目。
图5是根据本文中阐述的一个或多个方面的用于关于接收天线数目线性地增大系统容量的方法500的图示。例如，如果给定Walsh码具有N个码片的长度——这准许指派N个码，则在每个用户被指派单个码的情形中这N个用户可得到支持。在采用此类Walsh码的常规WCDMA通信环境中，此极限通常为16。因而，在本文中描述16个码片的Walsh码长度来帮助对各个方面的理解。然而，应当理解，可使用具有更多或更少码片(例如，8个、32个、64个等)的更长或更短Walsh码，从而使得可由单个Walsh码支持的用户的数目仅受Walsh码长度的限定。
关于各个用户的空间特征，其地理位置彼此足够靠近从而暗示其间有干扰的概率很高的用户在502处可被指派单个码集内的正交Walsh序列。其空间特征指示他们彼此充分位移的用户在504处可被指派相同的Walsh序列。具有重复码指派的用户可如本领域技术人员所了解地使用耙式接收机、基于MMSE的接收机、逐次干扰消去技术等来标识和/或区分。通过在部署于扇区中的所有接收机处接收来自有重复Walsh码指派的用户设备的信号，这些信号可至少部分地基于跨所有部署的天线检测到的空间特征被分离出来和/或彼此区分开来——尽管码指派是重复的。
在506处，可令每个用户通过独立信道来减轻用户设备之间的干扰。例如，在有52个用户要求通信支持(例如，Walsh序列指派)的情景中，可为该扇区、蜂窝小区等中的通信分配最少四个接收天线以通过准许指派最多达四个包括重复正交码序列的重复码集来线性地比例缩放该扇区的容量。因而，可提供64个信道以将系统容量比例放大至足以满足扇区要求的水平。在508处，可执行码跳跃(code hopping)来减轻可能在服务该扇区的基站处接收到重复传输时由多重Walsh码指派引入的任何接收干扰效应。虽然前述示例是关于Walsh码描述的，但是应当理解移位Walsh码、伪正交码等也可与本文中所描述的系统和方法联用。
将可理解，根据本文中描述的一个或多个实施例，可作出关于系统比例缩放、码序列分配等的推论。如本文所用，术语“推论(动词)”或“推论(名词)”通常是指从经由事件和/或数据捕捉到的一组观测推理或推断系统、环境和/或用户的状态的过程。推论可用于标识特定上下文或动作，或者可生成例如状态上的概率分布。推论可以是概率性的——即为基于数据和事件考虑对感兴趣状态上的概率分布的计算。推论也可指用于从一组事件和/或数据组成高层事件的技术。此类推论导致从一组观测到的事件和/或所存储的事件数据构造出新的事件或动作，无论这些事件是否因时间接近度接近而相关，也无论这些事件和数据是来自一个还是数个事件和数据源。
根据一示例，以上所给出的一个或多个方法可包括至少部分地基于扇区中诸用户的地理接近度来作出关于要分配给特定扇区的接收天线的数目的推论。根据此示例，可确定有42个用户要求Walsh码序列指派来准许通信。如果系统容量被限于每码集16个码(例如，Walsh码、移位Walsh码、伪正交码等)，则可部署三个天线来线性地比例缩放系统容量以提供48个可指派码序列以满足系统需求。然而，在此情形中，可确定这42个用户的诸子集具有充分相异的空间特征证明使用额外天线有正当理由。例如，如果四群用户在地理上彼此隔离，但是每群内的用户在地理上彼此足够靠近从而需要正交Walsh序列，则可作出以下推论：这四群中的每一群内的用户应当被指派到同一码集。在此示例中，可部署四个接收天线来比例放大此系统(例如，可生成四个有16个码的码集来提供总共64个可用Walsh码)。这样，在有一个或多个外加的用户加入群中、群中的特定用户要求多于单个Walsh码序列等的情形中，可使额外的码序列可供每群所用。另外，在FL通信期间，可通过分配多个发射天线、使用波束成形等来作出关于通信的此类推论。
根据另一示例，可作出关于在天、周等的各个时间——诸如高峰时间等——要采用的最小数目的天线的推论，在预期数据话务会增长时比例放大系统容量等。应当理解，前述示例本质上是示例性的，而并非旨在限定可结合本文所描述的各个实施例和/或方法作出的推论是数目或是作出此类推论的方式。
图6是根据一个或多个方面的有助于比例缩放系统容量以满足用户需求的方法600的图示。在602处，可评价扇区中的系统需求，并且可部署足够数目的Rx天线来满足系统需求。例如，可将扇区中用户的数目除以集合中可用的Walsh码的数目——诸如16个，并且可将商上舍入到最近的整数，该最近的整数指示要对该扇区部署的最小数目的天线，并由此指示可被支持的最小数目的码集。在604处，正交Walsh码可被指派给第一群用户设备。例如，在集合中有16个Walsh码序列可用的情景中，所有16个可用码序列可被指派给第一用户集。在606处，正交Walsh码可被指派给第二到第N群用户设备。由此，先在604处指派整个第一Walsh码集之后，才在606处指派任何重复码。此指派方案使得正被不同用户设备采用的重复指派的Walsh码之间任何不可取的干扰潜在可能性最小化。
在608处，对多个用户设备的重复码可被标识出来以帮助确定是否期望用码跳跃或其它某种技术来减轻干扰。如果期望这样，诸如在有多个设备采用相同Walsh码序列的情形中那样，则在610处可执行码跳跃来确保使用相同Walsh码的多个传输在时间上有偏移以进一步减轻服务该扇区的基站中的接收机处的干扰和或接收干扰。
图7示出了可被生成、动态更新、和/或存储在用户设备和基站中的任一方或双方中的、并且包括与Walsh码序列、天线部署、用户设备指派等有关的信息的查找表700。根据此图，提供了多个码集C1-CN，这些码集中的每一个可包括标为0-15的16个Walsh码序列，这些序列可被指派给用户设备，并且此类用户设备借助于这些序列可与基站处的N个相对应的接收天线进行通信，其中接收天线的数目N等于码集的数目以便线性地比例缩放系统容量来满足用户需要。用户设备U1-U16已被指派了与码集C1相关联的正交Walsh序列。应注意：图7中提供用户设备的编号是为了说明每个用户设备是特异的。但是，将可理解，用户设备可被随机指派、至少部分地基于与其相关联的空间特征和/或根据任何其它合适的方案来指派，正如本领域技术人员所理解的。
还应注意：U25被指派了码集C2中的一对Walsh序列——序列9和10。这种指派可在用户设备需要多于单个Walsh序列来与指定接收天线进行通信的场合和/或由于U25的空间特征与U10和U11以及使用相同Walsh码通信的任何其它用户设备充分不同而作出。此外，可对使用相同和/或重复Walsh码的用户设备执行码跳跃以减轻基站接收机处潜在可能的接收干扰效应。
还应当注意，还以类似于将多个Walsh码指派给U25的方式对U7指派了一对Walsh码。然而，指派给U7的这一对Walsh码是相同的，从而使得U7采用两个不同码集——C1和C2——内相同的码进行通信。这种指派方案甚至进一步减轻干扰的潜在可能性，因为通过将两个码集上相同的Walsh码指派给单个设备，在一扇区内采用相同Walsh码的设备的数目被最小化。这进而减少了需要码跳跃等的设备的数目，还简化了按扇区传输要求作系统容量比例缩放。
另外，应当理解，用户设备传输可被部署在扇区中的所有接收天线接收到，从而例如U1、U17和UM可分别采用重复码集C1、C2和CN中的每一个中的相同Walsh码，但是可被所有接收天线接收到。用户设备U1、U17和UM中的每一个的空间特征将被每个接收天线觉察为不同，并且被各个接收天线觉察到的与每个用户设备的空间特征有关的聚合信息可用于将U1、U17和UM彼此区分开来。这样，扇区内诸用户的空间特征就可基于从接收机处所有接收天线接收到的信号来联合处理。这还可通过如本领域技术人员将可理解地采用例如匹配滤波器(耙式)接收机、MMSE协议、逐次消去等来获得帮助。此外，尽管以上已关于Walsh码进行了描述，但是其它合适的码(例如，移位Walsh、伪正交码等)也可与本文中所描述的各种实施例联用。
图8是根据本文中所阐述的一个或多个实施例的有助于增大无线通信环境中的码空间以增大系统容量极限的系统800的图示。系统800可如本领域技术人员所理解地那样驻留在基站和/或用户设备中。系统800可包括接收机802，其从例如接收天线接收信号并对所接收到的信号执行典型动作(例如，滤波、放大、下变频等)并数字化经调理信号以获得样本。解调器804可解调接收到的导频码元并将其提供给处理器806以进行信道估计。
处理器806可以是专用于分析由接收机组件802接收到的信息和/或生成由发射机816传送的信息的处理器、控制用户设备800的一个或多个组件的处理器、和/或既分析接收机802接收到的信息、生成由发射机816传送的信息、又控制用户设备800的一个或多个组件的处理器。
用户设备800可另外包括存储器808，其可操作地耦合至处理器806并存储与Walsh指派、Walsh码序列有关的信息、包括与其有关的信息的查找表、以及与本文中所描述的关于所用接收天线的数目线性地比例缩放系统容量有关的任何其它合适信息。存储器808可另外存储与生成查找表、用Walsh码调制码元、扰码等相关联的协议，以使得用户设备800可采用所存储的协议和/或算法来如本文中所描述地实现增大网络扇区中的码空间。应当理解，本文中所描述的数据存储(例如，存储器)组件或可以是易失性存储器或可以是非易失性存储器，或者可包括易失性和非易失性存储器两者。作为示例而非限定，非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)、或闪存。易失性存储器可包括用作外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)。作为示例而非限定，RAM有许多形式可用，诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、和直接存储器总线RAM(DRRAM)。本主题系统和方法的存储器808旨在包括而不限于这些以及任何其它合适类型的存储器。
处理器806还被耦合至Walsh码组件810，该组件可生成Walsh码序列并将其附加到可被部署在扇区中的多个接收天线接收的通信信号。因为Walsh码可结合本文中所描述的一个或多个方法来重复指派，以增大网络扇区中的码空间，扰码组件812可以操作性地与Walsh码组件810相关联，该Walsh码组件可附加对于用户设备800被指派到的码集而言唯一的扰码(如果需要)。扰码可被基站处理器和相关联的硬件/软件用来标识属于码集的用户设备800，并且附加到由用户设备800传送的信号的Walsh码序列可向基站标识用户设备800为与特定码集相关联的设备群中的特定设备。用户设备800还包括码元调制器814和传送带Walsh码——并且如有需要还带扰码标识符——的已调制信号的发射机。
图9是根据各个方面的有助于增大WCDMA通信环境中的系统容量的系统900的图示。系统900包括具有接收机910的基站902，该接收机经由多个接收天线906从一个或多个用户设备904接收信号并通过发射天线908向这一个或多个用户设备904传送。接收机910可从接收天线906接收信息并操作性地与解调接收到的信息的解调器912相关联。如本领域技术人员将可理解的，接收机910可是例如耙式接收机(例如，使用多个基带相关器来分别处理各个多径信号分量的技术，……)、基于MMSE的接收机、或用于分离出指派到其的用户设备的其它某种合适的接收机。已解调码元由处理器914来分析，该处理器类似于以上参照图8所描述的处理器，并且可被耦合至存储与码集指派、用户设备指派、与其有关的查找表、唯一性扰码序列等有关的信息的存储器。每个天线的接收机输出可由接收机910和/或处理器914联合处理。处理器914还被耦合到生成可被附加到信号以唯一性地标识目标用户设备的码序列的Walsh码生成器918。基站902还包括扰码生成器920，该扰码生成器可将扰码序列附加到信号以唯一性地标识用户设备被指派了其中的Walsh码序列的码集。调制器922可复用要由发射机924通过发射天线908向用户设备904传送的信号。
基站902还包括指派组件926，其可以是异于处理器914或与其整合的处理器，并且可评价由基站904服务的扇区中汇聚的所有用户设备，并可至少部分地基于各个用户设备的空间特征(例如，使用SDMA技术等)来将用户设备分组成子集(例如，诸如用户设备904的子集)。例如，在WCDMA-TDD或WCDMA-FDD通信环境中，Walsh码可用于唯一性地各别刻划每个设备，其中用户设备仅识别那些显现该用户设备的Walsh码序列的通信信号并使用相同Walsh码序列来进行传送以向基站标识其自身。然而，常规WCDMA系统在可被采用的Walsh码的数目方面受到限制(例如，通常为每扇区16个)，由此这些系统显现出不可取的关于系统容量的上限。
为了向此类WCDMA系统提供可缩放性，指派组件926可根据可由Walsh码集支持的用户数目将用户设备分组成子集。例如，扇区中的所有用户可至少部分地基于其在地理上彼此的接近度被划分成有16个或更少用户的子集，并且可给每个子集指派一码集中的Walsh序列。Walsh码发生器918可为给定码集被指派的子集中的每个设备生成一唯一性Walsh码序列。为了减轻有相同的但落在不同码集中的Walsh码序列的用户设备之间的任何不可取的干扰，扰码生成器920可向使用特定码集的传送的所有信号添加一唯一性扰码。这样，用户设备904就可识别由指派组件926指派的与其被指派到的码集相一致的特定扰码，并且由此可确定传送信号所用的Walsh序列是否与用户设备被指派的Walsh序列相匹配。如果如此，则用户设备可发起对此信号的解码和处理。如果并非如此，则对该用户设备而言，此信号将表现为伪噪声。
补充地和/或替换地，基站902可包括跳跃组件928，其可评价指派到单个Walsh码序列的所有用户设备(例如，跨所有接收天线)，并且可有助于码跳跃以减小基站处任何潜在可能的接收干扰效应。这样，在通信事件期间多个用户可在不彼此干扰的情况下被分配重复的Walsh码。
应当理解，尽管以上是关于随TDD和/或FDD WCDMA通信环境中接收天线的数目的增加而线性地比例缩放反向链路系统容量进行了描述，但是如本领域技术人员所理解的，此类技术也可应用于前向链路传输以及使用波束成形和增加发射天线数目。另外，码序列指派可如上所述地采用Walsh码、采用移位Walsh码、或其它某种合适的伪正交码类型。此外，根据各个方面，可采用多个接收机(例如，每接收天线一个)，并且此类接收机可彼此通信以提供对用户数据更好的估计。
图10示出了示例性无线通信系统1000。出于简要的目的，该无线通信系统1000描绘了一个基站和一个终端。然而，应当理解，该系统可包括多于一个基站和/或多于一个终端，其中另加的基站和/或终端可与以下所述的示例性基站和终端基本类似或不同。另外，应当理解，该基站和/或该终端可采用本文中所描述的系统(图8-9)和/或方法(图3-6)来促进其间的无线通信。
现在参看图10，下行链路上，在接入点1005处，发射(TX)数据处理器1010接收、格式化、编码、交织、并调制(或码元映射)话务数据并提供调制码元(“数据码元”)。码元调制器1015接收并处理数据码元和导频码元并提供码元流。码元调制器1020将数据和导频码元复用并将其提供给发射机单元(TMTR)1020。每个传送码元可以是数据码元、导频码元、或零值信号。这些导频码元可在每个码元周期里连续发送。导频码元可以被频分复用(FDM)、正交频分复用(OFDM)、时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、或码分复用(CDM)。
TMTR 1020接收并码元流并将其转换成一个或多个模拟信号，并且进一步调理(例如，放大、滤波、和上变频)这些模拟信号以生成适于在无线信道上传送的下行链路信号。该下行链路信号随后通过天线1025向终端发射。在终端1030处，天线1035接收该下行链路信号并将接收到的信号提供给接收机单元(RCVR)1040。接收机单元1040调理(例如，滤波、放大、和下变频)接收到的信号，并数字化经调理的信号以获得样本。码元解调器1045解调接收到的导频码元并将其提供给处理器1050以进行信道估计。码元解调器1045还从处理器1050接收对下行链路的频率响应估计，对接收到的数据码元执行数据解调以获得数据码元估计(其为对所传送的数据码元的估计)，并且将这些数据码元估计提供给RX数据处理器1055，处理器1055解调(即，码元解映射)、解交织、并解码这些数据码元估计以恢复所传送的话务数据。码元解调器1045和RX数据处理器1055进行的处理分别与接入点1005处由码元调制器1015和TX数据处理器1010进行的处理互补。
上行链路上，TX数据处理器1060处理话务数据并提供数据码元。码元调制器1065接收并将数据码元与导频码元多路复用，执行调制，并提供码元流。发射机单元1070随后接收并处理该码元流以生成将由天线1035向接入点1005发射的上行链路信号。
在接入点1005处，来自终端1030的上行链路信号由天线1025接收到并由接收机单元1075处理以获得样本。码元解调器1080随后处理这些样本并提供接收到的导频码元和针对上行链路的数据码元估计。RX数据处理器1085处理这些数据码元估计以恢复终端1030所传送的话务数据。处理器1090对在上行链路上进行传送的每个活跃终端执行信道估计。多个终端可在上行链路上在其各自被指派的导频子带集上并发地传送导频，其中这些导频子带集可被交织。
处理器1090和1050分别指导(例如，控制、协调、管理等)接入点1005和终端1030处的操作。相应各处理器1090和1050可与存储程序代码和数据的存储器单元(未示出)相关联。处理器1090和1050还可执行计算以分别导出针对上行链路和下行链路的频率和冲激响应估计。
对于多址系统(例如，FDMA、OFDMA、CDMA、TDMA等)，多个终端可在上行链路上并发地传送。对于这种系统，导频子带可在不同终端间被共享。信道估计技术可用在每个终端的导频子带跨越整个工作频带(可能频带边缘除外)的情形中。这种导频子带结构对于为每个终端获得频率分集而言将是可取的。本文中所描述的这些技术可通过各种手段来实现。例如，这些技术可在硬件、软件或其组合中实现。对于硬件实现，用于信道估计的这些处理单元可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计成执行本文中所描述的功能的其它电子单元、或其组合内实现。在采用软件的情况下，可通过执行本文中所描述的功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。软件代码可被存储在存储器单元中并由处理器1090和1050来执行。
对于软件实现，本文中所描述的技术可用执行本文中所描述的功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。软件代码可被存储在存储器单元中并由处理器来执行。该存储器单元可在该处理器之内实现，或者可在该处理器外部实现，在后一种情形中，其可经由如本领域中公知的各种手段通信地耦合到处理器。
以上所描述的包括一个或多个实施例的示例。当然，出于描述前述实施例的目的而要描述组件或方法的每一种可构想到的组合是不可能的，但是本领域普通技术人员可认识到，各个实施例的许多进一步组合和置换是可能的。因此，所描述的实施例旨在涵盖落在所附权利要求的精神和范围内的所有此类变更、修改、和变形。此外，就术语“包括”在本详细描述或权利要求书中所使用的范畴而言，此术语旨在以类似于术语“包含”的方式作包括在内之解，正如术语“包含”在权利要求中作为过渡词使用时所解释的那样。

Claims (37)

1.一种提高码分多址无线通信环境中的通信吞吐量的方法，包括：
将正交Walsh码序列集指派给网络扇区中的第一群用户；
将重复的正交Walsh码序列集指派给所述扇区中的至少第二群用户；以及
部署数目与被指派的正交Walsh码序列集的数目相等的接收天线以比例放大系统容量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在服务所述扇区的基站处区分采用重复Walsh码序列指派的用户设备。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在所述基站处采用将使用重复Walsh码序列的用户设备彼此区分开来的匹配滤波器接收机。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在所述基站的接收机处采用最小均方误差技术以将使用重复Walsh码序列的用户设备彼此区分开来。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在所述基站的接收机处采用逐次干扰消去技术以将使用重复Walsh码序列的用户设备彼此区分开来。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在有重复Walsh码序列的用户设备之间强制实施时基偏移以减轻所述基站处的接收干扰。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在指派所述重复集中的重复Walsh码序列之前所述第一正交Walsh码序列集先要被完全指派。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在Walsh码指派之前评定扇区信道要求，并部署数目动态确定的天线以满足所述扇区信道要求。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述动态确定的天线数目等于要求信道的用户设备的数目除以一集中Walsh码序列的数目并上舍入到最近的整数。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，每个Walsh码集包括16个正交Walsh码序列。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线通信环境是时分双工CDMA环境。
12.一种无线通信设备，包括：
存储器，其存储与被指派给无线网络一扇区中的各个用户设备的重复正交Walsh码集有关的信息；
耦合至所述存储器的处理器，其部署至少两个天线以至少使所述扇区中码空间的量翻倍。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述处理器部署最少四个接收天线并提供最少四个Walsh码集用于向用户设备指派，其中扇区容量是随天线数目线性地比例缩放的。
14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包括生成第一正交Walsh码集和至少第二重复正交Walsh码集的Walsh码生成器。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，每个Walsh码集包括可被指派给所述各个用户设备的16个Walsh码。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述处理器在指派下一重复Walsh码集中的任何Walsh码之前先要指派完全的Walsh码集，以使得被指派的重复Walsh码的数目最小化。
17.如权利要求15所述的设备，其特征在于，所述处理器评价扇区信道要求并部署足够数目的天线以满足所述扇区要求，所述数目是通过将要求Walsh码指派的用户设备的数目除以一集中Walsh码的数据并将商上舍入到最近的整数来确定的。
18.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包括跳跃组件，其在有重复Walsh码指派的用户设备之间强制实施时基偏移以减轻接收来自多个用户设备的重复Walsh码传输的基站处的接收干扰。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，还包括接收机，所述接收机将有重复Walsh码指派的用户设备彼此区分开来以准许在它们之间强制实施时基偏移。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述接收机是匹配滤波器接收机。
21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述接收机采用最小均方误差技术来将被重复指派的用户设备彼此区分开来。
22.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述接收机采用逐次消去技术来将被重复指派的用户设备彼此区分开来。
23.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述设备是在时分双工CDMA通信环境中采用的。
24.一种无线通信设备，包括：
用于生成重复的正交Walsh码集的装置；
用于将第一正交Walsh码集指派给网络扇区中的用户设备并用于将至少第二重复正交Walsh码集指派给所述扇区中的用户的装置；以及
用于部署数目与被指派的正交Walsh码集的数目相等的接收天线的装置。
25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，还包括用于将有重复Walsh码指派的用户设备彼此区分开来的装置。
26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述用于区分用户设备的装置包括耙式滤波器。
27.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述用于区分用户设备的装置包括用于执行最小均方误差技术以在被重复指派的用户设备之间进行区分的装置。
28.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述用于区分用户设备的装置包括用于执行逐次消去技术以在被重复指派的用户设备之间进行区分的装置。
29.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述用于指派的装置在指派重复Walsh码集中的任何Walsh码之前先要指派所述第一正交Walsh码集中的所有Walsh码。
30.如权利要求24所述的设备，其特征在于，还包括用于在有重复Walsh码指派的用户设备之间强制实施时基偏移以使此类用户设备之间的干扰最小化的装置。
31.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述用于部署的装置至少部分地基于所述扇区中要求通信信道的用户设备的数目和每一集中可用的Walsh码的数目来确定要部署的天线以及要生成的相关联的重复Walsh码集的恰当数目。
32.如权利要求31所述的设备，其特征在于，每个Walsh码集包括16个Walsh码。
33.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述网络扇区采用时分双工CDMA通信协议。
34.一种其上存储有用于执行以下操作的计算机可执行指令的计算机可读介质：
将正交Walsh码序列集指派给时分CDMA网络扇区中的第一群用户；
将至少一个重复正交Walsh码序列集指派给所述扇区中的至少第二群用户；以及
部署数目与要指派的正交Walsh码序列集的数目相等的接收天线。
35.如权利要求34所述的计算机可读介质，其特征在于，还包括用于在服务所述扇区的基站处区分采用重复Walsh码序列指派的用户设备的指令。
36.如权利要求35所述的计算机可读介质，其特征在于，还包括用于在采用重复Walsh码序列的用户设备之间强制实施时基偏移以减轻接收来自所述各用户设备的通信信号的基站处潜在可能的接收干扰的指令。
37.一种执行用于提高无线通信环境中的吞吐量的指令的处理器，所述指令包括：
将正交Walsh码序列集指派给时分双工CDMA网络扇区中的第一群用户；
将至少一个重复正交Walsh码序列集指派给所述扇区中的至少第二群用户；
为每个正交Walsh码序列集部署一接收天线，以使得所述扇区中接收天线的数目等于要被指派的码集的数目；以及
在服务所述扇区的基站处区分采用重复Walsh码序列指派的用户设备并在其间强制实施时基偏移。
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