CN101340620B - 一种无线通信系统中群发业务的发射与接收方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线通信系统中群发业务的发射与接收方法，包括：步骤1，基站采用广播方式向本小区内目标用户组发送数据，所述目标用户组至少包含一个用户设备；步骤2，每个小区配置一个训练序列，基站对本小区内用户组都采用相同的训练序列进行发射; 步骤3，所述用户设备根据各个小区的信息，得到各个小区所对应的信道冲激响应；步骤4，所述用户设备对各个小区的信道冲激响应进行功率评估，依据评估结果和门限的要求选择码分信道，将所选择的码分信道对应的扩频码及扰码与相应的信道冲激响应组成系统矩阵；步骤5，所述用户设备对系统矩阵进行联合检测，得到目标用户设备的期望数据。本发明能够有效抑制群发业务中用户间干扰及小区间干扰。

Description

一种无线通信系统中群发业务的发射与接收方法及装置

技术领域

本发明涉及通信系统，尤其涉及一种无线通信系统中群发业务的发射与接收方法及装置。

背景技术

无线通信系统中，下行群发业务是一类以广播形式传输的业务，可以同时向多个用户传送数据。在群发业务中，由于上行反馈信息较少，基站无法准确获得各个用户的信道信息，所以通常的功率控制等闭环方法无法实施，下行广播在一定时间内通常以恒定的功率进行发射。

在目前的时分双工通信系统的群发业务中，有两类方法：一是在基站端不使用智能天线技术，这种方法实现简单，但是由于用户间干扰和小区间干扰严重，制约了小区的用户容量和用户设备的接收性能。对于这类方法最主要的任务就是抑制用户间干扰，提高同频同时隙下小区所能支持的最大用户组数。

还有一类是基站端使用智能天线，采用波束赋形，根据上行信息，记录用户组内各个用户设备的位置，通过多波束实现群发功能。这类方法采用智能天线技术虽然减小了用户间干扰，但是由于上行信息很有限，不能很好的适用于用户移动的情况下。这类方法的关键就是设计算法使得基站端能够及时地准确地获得用户设备的位置，从而提高波束赋形的准确度。

在时分双工通信系统的群发业务中，由于基站无法准确获得各个用户的信道信息，也就无法很好的发挥智能天线下行波束赋形的优势。相对于下行单播业务的传输，群发业务一般要求覆盖整个小区，下行接收无法获得智能天线的波束赋形的增益。基站端通过覆盖波束发射广播信息，会使得用户间干扰比较严重，同样，小区间干扰也较大，进而影响群发业务的小区容量和通信质量。

专利申请号为200510076683.X的中国专利申请“用于群播业务系统的下行波束赋形方法”，存在以下不足：

该专利申请根据数字集群通信下行群发的特点，预先设定一定级别的多波束权值，然后根据群业务用户的实际分布情况选择其中一个波束进行波束赋形。由于集群通信下行群发业务是突发性的，所以用户具体位置信息是无法具体得到的，所以发明中用户空间信息的获得无法保证，从而波束赋形的准确性也无法保证。

如果要准确赋形，基站端需要较多的上行信息，那样会占用较多的频域和时域资源，增加系统得复杂度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线通信系统中群发业务的发射与接收方法及装置，解决无线通信系统的群发业务中用户间干扰及小区间干扰的问题。

本发明提供了一种无线通信系统中群发业务的发射与接收方法，包括：

步骤1，基站采用广播方式向本小区内目标用户组发送数据，所述目标用户组至少包含一个用户设备；

步骤2，每个小区配置一个训练序列，基站对本小区内用户组都采用相同的训练序列进行发射；

步骤3，所述用户设备根据各个小区的信息，得到各个小区所对应的信道冲激响应；

步骤4，所述用户设备对各个小区的信道冲激响应进行功率评估，依据评估结果和门限的要求选择码分信道，将所选择的码分信道对应的扩频码及扰码与相应的信道冲激响应组成系统矩阵；

步骤5，所述用户设备对系统矩阵进行联合检测，得到目标用户设备的期望数据。

所述无线通信系统是时分双工无线通信系统。

本小区中，用户组之间的数据通过码分信道区分。

所述各个小区包括本小区和邻小区。

所述步骤3中，用户设备检测本小区和邻小区系统信息，同时得到本小区和邻小区的训练序列、扩频码和扰码信息，根据训练序列信息对接收训练序列信号进行信道冲激响应估计，得到各个小区所对应的信道冲激响应；

所述步骤4中，用户设备选取信道冲激响应功率值超过门限的小区的码道，按照码道信道冲激响应功率的大小顺序以及设定的码道数目门限选择码分信道，将其对应的扩频码及扰码与相应的信道冲激响应组成系统矩阵。

所述步骤3中，用户设备检测本小区和周围小区的公共下行信息功率。

所述公共下行信息为主公共控制物理信道。

所述步骤4中，如果所有用户组占用的码道数不超过最大码道数，则选取所有用户组占用的码道；否则将按照码道数目门限的值优先选取信道冲激响应功率值大的码道。

一种发射与接收方法的装置，其特征在于，包括：

待发送数据前期处理模块，用于基站采用广播方式向本小区内目标用户组发送数据，所述目标用户组至少包含一个用户设备；待发送数据经过编码、调制、扩频加扰；

训练序列设置及数据发射模块，用于每个小区配置一个训练序列，基站对本小区内各个用户组都采用相同的训练序列进行发射；

信道冲激响应获取模块，用于用户设备根据各个小区的信息，得到各个小区所对应的信道冲激响应；

码道选择及系统矩阵计算模块，用于用户设备对各个小区的信道冲激响应进行功率评估，依据评估结果和门限要求选择码分信道，将所选择的码分信道对应的扩频码及扰码与相应的信道冲激响应组成系统矩阵；

联合检测模块，用于用户设备对系统矩阵进行联合检测，得到目标用户设备的期望数据。

本发明基于基站端广播发射，能够有效地在无线通信系统的群发业务中抑制用户间干扰及小区间干扰。本发明能够大大的降低业务干扰及用户设备(UE)端运算的复杂度，在保证性能的前提下，把多小区的联合检测简化进行，从而提高群发业务传输性能及小区容量。

附图说明

图1是本发明的网络结构图；

图2是本发明的第n个小区的基站端基带处理训练序列流程图；

图3是本发明的UE端检测基带处理流程图；

图4是本发明的群发业务发射和接收流程图；

图5是本发明的群发业务发射和接收装置图。

具体实施方式

本发明提供了一种群发业务发射和接收的方法，如图4所示，包括：

步骤401，基站采用广播方式向本小区内某目标用户组发送数据，此用户组由多个UE组成。一个小区内存在多个用户组，用户组之间的数据通过码分信道区分，并且不同用户组的业务类型可以相同也可以不同；

步骤402，每个小区配置一个训练序列，基站对本小区内各个用户组都采用相同的训练序列进行发射；

步骤403，接收用户设备检测本小区和邻小区系统信息，同时得到本小区和邻小区的训练序列、扩频码和扰码信息，根据训练序列信息对接收训练序列信号进行信道冲激响应估计，得到各个小区所对应的信道冲激响应；

步骤404，用户设备(UE)将步骤403得到的各个小区的信道冲激响应进行功率评估，选取其中信道冲激响应功率值超过一定门限的码道，按照码道信道冲激响应功率的大小顺序以及设定的码道(即码分信道)数目门限选择码分信道，将其对应的扩频码及扰码与相应的信道冲激响应组成系统矩阵；

步骤405，用户设备根据步骤404形成的系统矩阵进行联合检测，得到目标UE的期望数据，目标UE是目标用户组中的一个成员。

集群通信是群发业务的一种，本发明的是实施例中，以TD-SCDMA通信系统中的集群通信为例进行具体的描述：

图1是本发明的网络结构图，UE处在本小区中，周围还有邻小区1，......，邻小区n。在TD-SCDMA系统中，对于特定的某个频点和时隙，基站向特定的用户组发送数据，每个基站采用广播发射，设一个小区内有NUM₁个用户组，每个用户组需要下行下发的数据为

，m＝1，2…NUM₁，经过扩频后数据为 $d_{\mathrm{cell}1}^m=d_1^m\⊗C_1^m$

是第i个小区的第m个用户对应码道的扩频码，m＝1，2…NUM₁，在TD-SCDMA系统中，扩频码长度选为16，由此可以支持的码道数最大为16。各个用户组的数据同时下发，发送的数据是多个用户组的下行数据的混合， ${\mathrm{data}}_{\mathrm{cell}1}=\underset{m=1}{\overset{{\mathrm{NUM}}_1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_{\mathrm{cell}1}^m.$ 同时由于邻小区的存在，小区间数据通过扰码S_i区分。UE除接收到本小区的数据信息外，还接收了周围邻小区数据信息。邻小区i的下发数据为 ${\mathrm{data}}_{\mathrm{celli}}=\underset{m=1}{\overset{{\mathrm{NUM}}_i}{\mathrm{\Σ}}}{d}_{\mathrm{celli}}^m,$ 设其中N-1个邻小区信号功率较强，即本小区和信号功率较强邻小区数总共为N，每个邻小区内的用户组数目为NUM_i，i＝2，3…N，那么对于某个UE来说，接收到的数据信息为 $e_{\mathrm{data}}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{data}}_{\mathrm{celli}}\⊗h_{\mathrm{celli}}+n,$ i＝2，3…N，h_celli是小区i到UE端的实际信道冲激响应值；

图2是本发明的第n个小区的基站端训练序列处理流程图，对于某一个特定的小区cell_n，小区内的所有用户组配置相同的基本训练序列(midamble)码，并且使用同一种midamble偏移，即小区内所有用户组采用同一个公共的信道估计训练序列；图2中，生成训练序列203，用户1经过扩频加扰数据201和用户1经过扩频加扰数据202，经过插入训练序列204，形成待发射基带数据205。

图3是本发明的UE端检测基带处理流程图，接收用户设备UE检测周围小区系统信息，同时得到多个小区的训练序列、扩频码和扰码信息。

步骤301，UE端接收到多个小区的数据信息；

步骤302，提取接收数据中的训练序列码；

步骤303，由于UE进行本小区和邻小区的公共下行信息进行功率测量，例如主公共控制物理信道(PCCPCH)，根据测量的功率大小对小区进行排序，在做信道估计时，可以按照这种小区顺序进行串行干扰消除的信道估计算法，由于一个小区内所有码道经过的信道相同，得到第i个小区的信道冲激响应估计值 $\hat{H}\_{\mathrm{vc}}_i,i=\mathrm{2,3}\·\·\·N.$

步骤304，对于不同的用户组，由于所传输的业务可以有所不同，那么每个用户组传输所占用的码道数也是不同的。本小区用户组数为NUM₁，所有N-1个邻小区内的所有用户组数目为 ${\mathrm{NUM}}_{\mathrm{adj}}=\underset{i=2}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{NUM}}_i,$ 总共有NUM个用户组。每个用户组所占用的码道数为vc_m，m＝1，2…，NUM。如果所有用户组所占用的码道数 $\mathrm{vc}=\underset{m=1}{\overset{\mathrm{NUM}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{vc}}_m$ 不超过最大码道数16，即vc≤16，则选取这vc个码道进行下个步骤的操作；如果所有用户组所占用的码道数 $\mathrm{vc}=\underset{m=1}{\overset{\mathrm{NUM}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{vc}}_m$ vc超过最大码道数16，即vc>16，本小区用户组所占用的码道数 ${\mathrm{vc}}_{\mathrm{tar}}=\underset{m=1}{\overset{{\mathrm{NUM}}_1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{vc}}_m,$ 0<m≤NUM₁代表本小区用户组序号，NUM₁<m≤NUM代表邻小区用户组序号。根据vc_tar设定一个码道数目门限Thr_num，将所有本小区和邻小区各个码道的信道冲激响应功率按大小顺序排定码道的优先级，即先选取信道冲激响应功率值大的码道，如果两码道的信道冲激响应功率相同，根据需要在其中任意选取，取出Thr_num个码道；

步骤305，这些被选出的码分信道所在小区的复合扩频码

，i＝2，3…N， $B_i^m=C_i^m\&CircleTimes;S_i$ ，和对应估计出的信道冲激响应构成一个复合系统矩阵

其中

是第i个小区的第m个用户对应码道的扩频码，S_i是第i个小区的扰码。

步骤306和步骤307，以步骤305中组成的系统矩阵进行联合检测，得到目标UE的期望数据。将UE接收到的数据部分e_data和复合系统矩阵进行联合检测处理，得到估计的符号级群发业务数据

t为目标用户在小区内所有用户中的编号。

其中(·^H)表示共轭转置操作。

本发明还提供了一种群发业务的发射和接收装置，如图5所示，包括：

待发送数据前期处理模501，用于基站采用广播方式向本小区内目标用户组发送数据，所述目标用户组至少包含一个用户设备；待发送数据经过编码、调制、扩频加扰；

训练序列设置及数据发射模块502，用于每个小区配置一个训练序列，基站对本小区内各个用户组都采用相同的训练序列进行发射；

信道冲激响应获取模块503，用于用户设备根据各个小区的信息，得到各个小区所对应的信道冲激响应；

码道选择和系统矩阵计算模块504，用于用户设备对各个小区的信道冲激响应进行功率评估，依据评估结果和码道数目门限要求选择码分信道，将所选择的码分信道对应的扩频码及扰码与相应的信道冲激响应组成系统矩阵；

联合检测模块505，用于用户设备对系统矩阵进行联合检测，得到目标用户设备的期望数据。

综上所述，本发明可以避免TDD模式下群发业务之间的同频干扰问题，提高用户设备在群发业务时的检测能力，同时提高群发业务时小区用户容量。采用本发明的方法，可以在TD-SCMDA系统中支持群发业务。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (10)

1.一种无线通信系统中群发业务的发射与接收方法，其特征在于，包括：

步骤1，基站采用广播方式向本小区内目标用户组发送数据，所述目标用户组至少包含一个用户设备；

步骤2，每个小区配置一个训练序列，基站对本小区内用户组都采用相同的训练序列进行发射；

步骤3，所述用户设备根据各个小区的信息，得到各个小区所对应的信道冲激响应；

步骤4，所述用户设备对各个小区的信道冲激响应进行功率评估，依据评估结果和门限的要求选择码分信道，将所选择的码分信道对应的扩频码及扰码与相应的信道冲激响应组成系统矩阵；

步骤5，所述用户设备对系统矩阵进行联合检测，得到所述用户设备的期望数据。

2.如权利要求1所述的发射与接收方法，其特征在于，所述无线通信系统是时分双工无线通信系统。

3.如权利要求2所述的发射与接收方法，其特征在于，本小区中，用户组之间的数据通过码分信道区分。

4.如权利要求3所述的发射与接收方法，其特征在于，所述各个小区包括本小区和邻小区。

5.如权利要求4所述的发射与接收方法，其特征在于，所述步骤3中，用户设备检测本小区和邻小区系统信息，同时得到本小区和邻小区的训练序列、扩频码和扰码信息，根据训练序列信息对接收训练序列信号进行信道冲激响应估计，得到各个小区所对应的信道冲激响应。

6.如权利要求5所述的发射与接收方法，其特征在于，所述步骤4中，用户设备选取信道冲激响应功率值超过门限的小区的码道，按照码道信道冲激响应功率的大小顺序以及设定的码道数目门限选择码分信道，将其对应的扩频码及扰码与相应的信道冲激响应组成系统矩阵。

7.如权利要求5所述的发射与接收方法，其特征在于，所述步骤3中，还包括用户设备检测本小区和邻小区的公共下行信息功率。

8.如权利要求7所述的发射与接收方法，其特征在于，所述公共下行信息通过主公共控制物理信道发送。

9.如权利要求6所述的发射与接收方法，其特征在于，所述步骤4中，如果所有用户组占用的码道数不超过最大码道数，则选取所有用户组占用的码道；否则将按照码道数目门限的值优先选取信道冲激响应功率值大的码道。

10.一种用于如权利要求1至9中任意一项所述的发射与接收方法的装置，其特征在于，包括：

待发送数据前期处理模块，用于基站采用广播方式向本小区内目标用户组发送数据，所述目标用户组至少包含一个用户设备；待发送数据经过编码、调制、扩频加扰；

训练序列设置及数据发射模块，用于每个小区配置一个训练序列，基站对本小区内各个用户组都采用相同的训练序列进行发射；

信道冲激响应获取模块，用于用户设备根据各个小区的信息，得到各个小区所对应的信道冲激响应；

码道选择及系统矩阵计算模块，用于用户设备对各个小区的信道冲激响应进行功率评估，依据评估结果和门限要求选择码分信道，将所选择的码分信道对应的扩频码及扰码与相应的信道冲激响应组成系统矩阵；

联合检测模块，用于用户设备对系统矩阵进行联合检测，得到所述用户设备的期望数据。

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