CN101420743A - 一种生成空闲比特的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生成空闲比特的方法，通过采用随机序列作为空闲比特，使得各序列所使用空闲比特应不同，或者，空闲比特采用预设固定序列并通过对信道总功率进行加权或采用非空闲比特数据序列替换空闲比特的数据序列，较好地抑制了E－HICH信道中空闲比特位置的功率，符合协议标准中训练序列域与数据域功率一致的要求，同时减小对同时隙其他信道的干扰，提高系统的性能，克服了现有空闲比特添加方式带来的高峰均比及对同时隙其他信道TFCI和TPC/SS干扰造成性能下降的缺点。对于采用预设固定序列的情况，进一步对空闲比特进行修正，更好地削弱了峰均比，抑制了空闲比特位置的功率的大幅增加，同时减小了对同时隙其他信道的干扰，提高了系统的性能。

Description

一种生成空闲比特的方法

技术领域

本发明涉及高速上行分组接入(HSUPA，High-Speed Uplink PacketAccess)技术，尤指一种混合自动重传(HAQR)中生成E-HICH(E-DCHHARQ)指示信道的空闲比特的方法。

背景技术

为了适应日益增长的高速率上行分组业务的需要，提高频谱利用率，3GPP在时分同步码分多址(TD_SCDMA，Time Division—Synchronous CodeDivision Multiple Access)系统规范中引入了HSUPA技术，称为增强专用信道(E-DCH，Enhanced Dedicated Channel)，从而提高了上行链路空中接口容量的使用效率，增加小区吞吐量。

HSUPA通过采用多种关键技术来提高上行传输速率，增加覆盖范围，减小时延，比如：基于基站NodeB的上行链路快速分组调度、HARQ，以及高阶调制编码等。系统在物理层引入三个新的物理信道：(1)增强的上行物理信道(E-PUCH)，用于传输E-DCH类型的编码组合传输信道(CCTrCH)；(2)E-DCH绝对授权信道(E-AGCH)，用于携带用户调度指令；(3)E-DCHHARQ指示信道(E-HICH)，用于传输HARQ过程需要的正确应答/错误应答指示(ACK/NACK)确认反馈消息，非调度传输的E-HICH除传输ACK/NACK外，还包括E-PUCH信道的TPC/SS指令，扩频因子(SF)固定为16，调制方式为QPSK。系统可根据需要配置多个E-HICH，分别用于调度传输和非调度传输。

由于E-HICH信道用于携带上行E-DCH HARQ指示信息，为了保证该信息的正确接收，同时兼顾节省下行码道资源，E-HICH信道采用二次扩频的方式生成。按照3GPP TR25.827协议中规定的方式，一个E-HICH信道可以同时承载一个或多个用户的HARQ应答指示。E-HICH信道的生成方式大致描述为：首先计算一个20×20的哈达码矩阵和另一个4×4哈达码矩阵的克拉克积，以生成80个相互正交的长80bit的序列。如果是调度传输，按照协议规定，从80个序列中为每个用户选取对应的1个应答指示序列(签名序列)dh指示ACK/NACK；如果是非调度传输，按照协议规定，为每个用户选取2个应答指示序列dh₁和dh₂，分别用于指示ACK/NACK和TPC/SS指令。因此，对于用于调度传输的E-HICH信道，某个子帧可能需要承载N个用户的ACK/NACK指示，由N个80bit的正交序列叠加而成；对于用于非调度传输的E-HICH信道，某个子帧可能需要承载M个用户的ACK/NACK指示以及TPC/SS指令，由2×M个80bit的正交序列叠加而成。

E-HICH信道占用一个扩频因子为16的下行码道，采用QPSK调制，所以扩频调制前应有88bit信息(一个扩频因子为16、调制方式为QPSK的码道，在一个时隙可承载88bit的信息)，而上述按照协议规定生成的序列只有80bit，因此根据协议(TS25.222，4.11.2.3节)规定，将上述80bit的序列分成两部分，在两部分中间填充8个空闲比特，以形成扩充后的应答指示序列。

对于调度传输：将签名序列b_h，0，b_h，1，...，b_h，79分为两部分，即b_h，0，...，b_h，39，和b_h，40，...，b_h，79，8个空闲比特z_u(u＝0...7)插入两部分中间，扩充后的应答指示序列d_h如公式(1)所示：

d_h＝{b_h，0，b_h，1，...，b_h，39，z₀，z₁，...z₇，b_h，40，b_h，41，...，b_h，79}            (1)

对于非调度传输：相应的应答指示序列d_h1和d_h2分别如公式(2)和(3)所示：

d_h1＝{c_h，0，c_h，1，...，c_h，39，z₀，z₁，...z₇，c_h，40，c_h，41，...，c_h，79}         (2)

d_h2＝{e_h，0，e_h，1，...，e_h，39，z₀，z₁，...z₇，e_h，40，e_h，41，...，e_h，79}   (3)

然后应答指示序列d_h或d_h1/d_h2使用与版本R4相同的机制进行比特加扰，分别形成应答指示序列s_h，n或s_h1，n/s_h2，n，n＝0，1，...，87。之后使用扩频因子进行扩频，加权叠加，最后形成E-HICH信道，图1是现有E-HICH信道的结构示意图。

在现有协议中，没有对上述过程中的空闲比特的生成方式做出规定，按照上式的结构，通常会选用同样的z_u(u＝0...7)，插入每个序列中间，然后进行后续的加扰、扩频。这样，由于同一个E-HICH信道上承载的多个应答指示序列使用相同的序列进行比特扰码，并使用同样的扩频码扩频，会造成空闲比特对应的64个chip是同相叠加，从而形成很大的峰均比，使得空闲比特位置的功率大幅增加。

另外，引入的一个问题是，对于与E-HICH信道同在一个时隙的码道A1，如果只承载TFCI，不承载TPC/SS，则其TFCI所在位置与E-HICH的空闲比特所在位置恰好一致，如图2所示，图2是无TPC/SS的业务信道中TFCI码字的位置示意图。空闲比特位的高峰值功率会对解码A1的TFCI带来很大干扰，造成TFCI译码错误进而该信道译码错误，导致码道A1的功率进一步抬升，从而对同时隙其他码道产生更大的干扰；

对于与E-HICH同在一个时隙的码道A2既承载TFCI，又承载TPC/SS命令，则TFCI和TPC/SS所在位置分别与E-HICH的空闲比特前半部分和后半部分重合，如图3所示，图3是业务信道中TFCI和TPC/SS码字的位置示意图。空闲比特位的高峰值功率会使用户设备(UE)解码TFCI和提取TPC/SS命令出错，造成译码性能的下降和功率/同步的误调，进而造成码道A2的功率进一步抬升，相应UE的功率/同步出现误差，形成恶劣的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种生成空闲比特的方法，能够较好地抑制E-HICH信道中空闲比特位置的功率，减小对同时隙其他信道的干扰，提高系统的性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种生成空闲比特的方法，该方法包括：

A.基站根据调度信息及增强的上行物理信道E-PUCH译码结果，确定E-HICH信道需承载的用户应答指示；确定各用户的应答指示序列；

B.根据系统当前资源情况选择空闲比特生成方式生成空闲比特，以获取E-HICH信道的数据域；

C.根据各用户的E-HICH信道的功率确定整个E-HICH信道的总功率，利用该总功率加权E-HICH信道的训练序列，生成E-HICH的发送数据序列。

步骤B中所述生成空闲比特的方法为：采用已有的随机序列生成功能为每个应答指示序列生成一个8bit的随机序列，并分别插入每个应答指示序列的中部。

步骤B中所述生成空闲比特的方法为：预先设置一个固定的8bit序列，插入每个应答指示序列中部。

该方法还包括：

任意选择一个8bit的序列，将该序列经过QPSK调制和扩频后，用所述计算得到的信道总功率进行加权，新生成长64chip的数据序列；将所述发送数据序列中空闲比特的64chip替换成新生成的64chip数据序列，得到最终的E-HICH信道的发送数据序列。

该方法还包括：

从704chip的E-HICH信道的发送数据序列中，任意选取64chip的非空闲比特数据序列，用于替换空闲比特的64chip数据序列，得到最终的E-HICH信道的发送数据序列。

步骤B中所述获取E-HICH信道的数据域的方法为：

对每个应答指示序列，进行比特加扰及QPSK调制，得到44个符号的数据序列；

将E-HICH信道的扩频前数据序列使用SF为16的扩频码进行扩频、使用小区扰码进行加扰操作，即可生成704chip的E-HICH信道的数据域。

所述8bit的序列为全1、或全0、或1和0任意组合的序列。

对于调度用户，所述应答指示序列为：用户的应答指示和所使用的签名序列进行乘运算得到用户需要发送的应答指示序列d_h；

对于非调度用户，所述应答指示序列为：用户需要发送ACK/NACK应答指示序列d_h1和TPC/SS指示序列d_h2。

对于调度用户，所述E-HICH信道的扩频前数据序列为：每个用户44个符号的数据序列经幅度加权后叠加在一起形成的；

对于非调度用户，所述E-HICH信道的扩频前数据序列为：每个用户的TPC/SS数据序列与一个基站配置的加权因子相乘后与该用户的ACK/NACK数据序列相加，然后用该用户的幅度加权因子与相加后得到的和序列相乘，再与其它用户的数据序列叠加后形成的。

由上述技术方案可见，本发明这种TD-SCDMA系统中上行混合自动重传过程必需的HARQ应答指示信道E-HICH的空闲比特生成方法中，通过采用随机序列作为空闲比特，使得各序列所使用空闲比特应不同，或者，空闲比特采用预设固定序列并通过对信道总功率进行加权或采用非空闲比特数据序列替换空闲比特的数据序列，较好地抑制了E-HICH信道中空闲比特位置的功率，符合协议标准中训练序列域与数据域功率一致的要求，同时减小来对同时隙其他信道的干扰，提高来系统的性能。克服了现有空闲比特添加方式带来的高峰均比及对同时隙其他信道TFCI和TPC/SS干扰造成性能下降的缺点。

对于采用预设固定序列的情况，进一步地，对空闲比特进行修正，更好地削弱了峰均比，抑制了空闲比特位置的功率的大幅增加，同时减小了对同时隙其他信道的干扰，提高了系统的性能。

附图说明

图1是现有E-HICH信道的结构示意图；

图2是无TPC/SS的业务信道中TFCI码字的位置示意图；

图3是业务信道中TFCI和TPC/SS码字的位置示意图；

图4是本发明生成空闲比特的流程图；

图5是本发明生成空闲比特的实施例一的流程图；

图6是本发明生成空闲比特的实施例二的流程图；

图7是本发明生成空闲比特的实施例三的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图4是本发明生成空闲比特的流程图，如图4所示，包括以下步骤：

步骤400：基站根据调度信息及E-PUCH译码结果，确定E-HICH信道需承载的用户应答指示；根据协议确定各用户的应答指示序列。

本步骤的实现按照协议规定执行，在子帧T，根据系统配置的上行HARQ定时关系确定该子帧需要发送应答指示的用户。大致过程描述如下：

对于调度用户，获取该用户E-PUCH的译码结果，如果译码正确，该用户的应答指示为ACK，否则为NACK。根据TS25.222中4.11.2.2节描述的方法，从80个签名序列中选取一个作为该用户使用的签名序列。将用户的应答指示和所使用的签名序列进行乘运算得到用户需要发送的应答指示序列d_h。

对于非调度用户，获取该用户E-PUCH的译码结果，如果译码正确，该用户的应答指示为ACK，否则为NACK，并且获取该用户E-PUCH信道的功控/同步命令。然后按照高层配置给该用户的签名序列组(由4个签名序列组成)，根据TS25.221中5A.3.17节描述的方法，得到用户需要发送ACK/NACK应答指示序列d_h1和TPC/SS指示序列d_h2。

为描述方便，下文不再区分调度用户和非调度用户，ACK/NACK应答指示序列及TPC/SS指示序列，统称为应答指示序列S_h。

步骤401：根据系统当前资源情况选择空闲比特生成方式生成空闲比特，以获取E-HICH信道的数据域。

首先，根据系统当前资源情况选择空闲比特生成方式。如果系统现有资源已存在随机序列生成功能，且较难进行后续chip数据的修正过程，可以采用空闲比特生成方式一；如果系统现有资源便于进行chip级数据的修正过程，即可采用空闲比特生成方式二。

空闲比特生成方式一：采用系统已有的随机序列生成功能为每个应答指示序列S_h生成一个8bit的随机序列，按照图1所示方式分别插入每个应答指示序列S_h中部，形成88bit的序列。由于在现有协议中，没有对上述过程中的空闲比特的生成方式做出规定，通常会选用同样的z_u(u＝0...7)，插入每个序列中间，然后进行后续的加扰、扩频。现有技术中，同一个E-HICH信道上承载的多个应答指示序列使用相同的序列进行比特扰码，并使用同样的扩频码扩频，会造成空闲比特对应的64个chip是同相叠加，从而形成很大的峰均比，使得空闲比特位置的功率大幅增加。而本发明由于选用8bit的随机序列，各序列所使用空闲比特应不同，一定程度上避免了空闲比特对应的64个chip的同相叠加，从而较好地削弱了峰均比，抑制了空闲比特位置的功率的大幅增加，同时减小了对同时隙其他信道的干扰，提高了系统的性能。

空闲比特生成方式二：预先设置一个固定的8bit序列，比如全1，全0、1和0任意组合等序列，插入每个应答指示序列S_h中部。

然后，对每个应答指示序列S_h，都按照TS25.222中4.2.9节描述的方法进行比特加扰及QPSK调制，得到44个符号的数据序列：

对于调度用户，每个用户44个符号的数据序列经幅度加权后叠加在一起，形成该E-HICH的扩频前数据序列。各用户的幅度加权因子由基站控制。

对于非调度用户，每个用户的TPC/SS数据序列与一个基站配置的加权因子相乘后与该用户的ACK/NACK数据序列相加，然后用该用户的幅度加权因子与上述和序列相乘，再与其它用户的数据序列叠加，形成该E-HICH的扩频前数据序列。各用户的幅度加权因子由基站控制。

最后，将E-HICH信道的扩频前数据序列使用SF为16的扩频码进行扩频、使用小区扰码进行加扰操作，即可生成44×16＝704chip的E-HICH信道的数据域(或称为E-HICH信道的发送数据序列)。

步骤402：根据各用户的E-HICH信道的功率确定整个E-HICH信道的总功率，利用该总功率加权E-HICH信道的训练序列，生成E-HICH的发送数据序列。

根据E-HICH信道上复用的用户签名序列数及各签名序列的幅度，计算该信道的总功率，用此功率加权该E-HICH信道的训练序列，然后按照图1的格式得到E-HICH信道的发送数据序列T_E-HICH。

进一步地，在步骤401中，如果空闲比特是采取方式二生成的，可以对空闲比特对应的64chip进行修正。修正可以有两种方法：

一种方法：任意选择一个8bit序列，可是全1，全0等，将该序列经过QPSK调制和扩频后，用步骤402中计算得到的信道总功率进行加权，新生成长64chip的数据序列；将数据序列T_E-HICH中空闲比特的64chip替换成新生成的64chip数据，得到最终的E-HICH信道的发送数据序列。第一种方法中，由于加权是针对总功率进行的，相比于各信号单独实现加权来讲，较好地削弱了峰均比，抑制了空闲比特位置的功率的大幅增加，同时减小了对同时隙其他信道的干扰，提高了系统的性能。

另一种方法：从704chip的E-HICH信道的发送数据序列中，任意选取64chip的非空闲比特数据序列，用于替换空闲比特的64chip数据序列，得到最终的E-HICH信道的发送数据序列。由于非空闲比特的功率小于空闲比特的，因此较好地削弱了峰均比，抑制了空闲比特位置的功率的大幅增加，同时减小了对同时隙其他信道的干扰，提高了系统的性能。

下面结合三个实施例进一步描述本发明方法。

图5是本发明生成空闲比特的实施例一的流程图，如图5所示，以一个E-HICH需要承载4个非调度用户U₁、U₂、U₃和U₄的应答指示为例，包括以下步骤：

步骤500：在子帧T，根据系统配置的上行HARQ定时关系确定该子帧T需要发送应答指示的用户U₁、U₂、U₃、U₄。

步骤501：获取各用户的E-PUCH译码结果。

这里，假设4个用户的E-PUCH均译码正确，4个用户的应答指示均为ACK。查询用户的E-PUCH功控/同步命令，这里，假设4个用户的功控命令分别为down、up、down、up，同步命令分别为down、up、up、do nothing。

根据TS25.221协议规定，用户U₁选用签名序列组中的第一个序列的正序列指示ACK，选用第二个序列的正序列指示TPC/SS；用户U₂选用签名序列组中的第一个序列的正序列指示ACK，选用第三个序列的反序列指示TPC/SS；用户U₃选用签名序列组中的第一个序列的正序列指示ACK，选用第三个序列的正序列指示TPC/SS；用户U₄选用签名序列组中的第一个序列的正序列指示ACK，选用第四个序列的反序列指示TPC/SS。

步骤502：采用随机序列生成函数生成8个8bit长的随机序列，分别插入步骤501生成的8个序列中。

随机序列生成函数的具体实现属于本领域技术人员惯用技术手段，这里不再赘述。

步骤503：对插入随机序列的8个序列分别进行比特加扰、QPSK调制。

步骤504：用基站NodeB配置的加权因子分别对每个用户的TPC/SS指示序列加权后，再分别与各自的ACK指示序列相加，得到个用户的叠加序列。

步骤505：各用户的叠加序列分别与各自的幅度加权因子相乘，再叠加在一起作为该E-HICH信道的扩频前数据序列。

步骤506：按照协议规定，将E-HICH信道的扩频前数据序列使用扩频码进行扩频，使用小区扰码进行加扰，得到704chip的码片级数据。

步骤507：根据信道所承载的各签名序列的功率计算该码道训练序列的功率，对训练序列进行加权，按照图1的结构生成E-HICH信道的发送序列。

图6是本发明生成空闲比特的实施例二的流程图，如图6所示，以一个E-HICH需要承载4个非调度用户U₁、U₂、U₃和U₄的应答指示为例，包括以下步骤：

步骤600～步骤601与实施例一中的步骤500～步骤501完全一致，这里不再重述。

步骤602：假设对步骤600～步骤601中生成的8个序列均分别插入8bit全1序列。

步骤603：对插入8bit全1序列的8个序列分别进行比特加扰、QPSK调制。

步骤604：用基站NodeB配置的加权因子分别对每个用户的TPC/SS指示序列加权后，再分别与各自的ACK指示序列相加，得到个用户的叠加序列。

步骤605：各用户的叠加序列分别与各自的幅度加权因子相乘，再叠加在一起作为该E-HICH信道的扩频前数据序列。

步骤606：按照协议规定，将E-HICH信道的扩频前数据序列使用扩频码进行扩频，使用小区扰码进行加扰，得到704chip的码片级数据。

步骤607：根据信道所承载的各签名序列的功率计算该码道训练序列的功率，对训练序列进行加权；生成1个8bit全1的数据，并对其进行QPSK调制、扩频和加扰，用训练序列域的功率对其进行加权，产生64chip的数据序列，用此64chip序列替换步骤606中704chip序列的空闲比特对应位置。按照图1的结构生成E-HICH信道的发送序列。

图7是本发明生成空闲比特的实施例三的流程图，如图7所示，以一个E-HICH需要承载4个非调度用户U₁、U₂、U₃和U₄的应答指示为例，包括以下步骤：

步骤700～步骤706的实现与实施例二中步骤600～步骤607完全一致，这里不再重述。

步骤707：根据信道所承载的各签名序列的功率计算该码道训练序列的功率，对训练序列进行加权。选取步骤700～步骤706完成后生成的704chip数据中的chip1～chip31分别替换步骤700～步骤706完成后中704chip序列的空闲比特对应位置。按照图1的结构生成E-HICH信道的发送序列。

综上所述，本发明主要之处是TD-SCDMA的上行HARQ混合自动重传指示信道空闲比特生成方法，采用本发明可以克服现有方法的两大缺点，从而提高系统稳定性，保证系统性能。

以上所述为本发明的具体实例，而非限定本发明的使用，虽然目前只是适用于TD-SCDMA系统，但是不局限于此系统。熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种改变和变形，但凡是在本发明的精神和原则之内做的修改，和改进等，都包含在本发明的保护范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生成空闲比特的方法，其特征在于，该方法包括：

A.基站根据调度信息及增强的上行物理信道E-PUCH译码结果，确定E-HICH信道需承载的用户应答指示；确定各用户的应答指示序列；

B.根据系统当前资源情况选择空闲比特生成方式生成空闲比特，以获取E-HICH信道的数据域；

C.根据各用户的E-HICH信道的功率确定整个E-HICH信道的总功率，利用该总功率加权E-HICH信道的训练序列，生成E-HICH的发送数据序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述生成空闲比特的方法为：采用已有的随机序列生成功能为每个应答指示序列生成一个8bit的随机序列，并分别插入每个应答指示序列的中部。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述生成空闲比特的方法为：预先设置一个固定的8bit序列，插入每个应答指示序列中部。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

任意选择一个8bit的序列，将该序列经过QPSK调制和扩频后，用所述计算得到的信道总功率进行加权，新生成长64chip的数据序列；将所述发送数据序列中空闲比特的64chip替换成新生成的64chip数据序列，得到最终的E-HICH信道的发送数据序列。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

从704chip的E-HICH信道的发送数据序列中，任意选取64chip的非空闲比特数据序列，用于替换空闲比特的64chip数据序列，得到最终的E-HICH信道的发送数据序列。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤B中所述获取E-HICH信道的数据域的方法为：

对每个应答指示序列，进行比特加扰及QPSK调制，得到44个符号的数据序列；

将E-HICH信道的扩频前数据序列使用SF为16的扩频码进行扩频、使用小区扰码进行加扰操作，即可生成704chip的E-HICH信道的数据域。

7.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述8bit的序列为全1、或全0、或1和0任意组合的序列。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对于调度用户，所述应答指示序列为：用户的应答指示和所使用的签名序列进行乘运算得到用户需要发送的应答指示序列d_h；

对于非调度用户，所述应答指示序列为：用户需要发送ACK/NACK应答指示序列d_h1和TPC/SS指示序列d_h2。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对于调度用户，所述E-HICH信道的扩频前数据序列为：每个用户44个符号的数据序列经幅度加权后叠加在一起形成的；

对于非调度用户，所述E-HICH信道的扩频前数据序列为：每个用户的TPC/SS数据序列与一个基站配置的加权因子相乘后与该用户的ACK/NACK数据序列相加，然后用该用户的幅度加权因子与相加后得到的和序列相乘，再与其它用户的数据序列叠加后形成的。

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