CN101741412B - 一种扩频码的构造方法及多小区联合检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复帧结构下的邻小区用户扩频码的构造方法及以此为基础的多小区联合检测方法。由于邻小区用户时分复用相同的码道时，无线网络控制器和本小区节点B交互所有复用码道信息需要耗费很大的交互空间，并且计算复杂度高，因此本发明提出了只要当有邻小区多个用户时分复用同一个码道，且多个用户的扩频因子不相同时，无线网络控制器只和节点B交互扩频因子小的扩频码信息；利用扩频因子小的扩频码构造扩频因子大的扩频码，从而达到简化扩频码的构造，降低复杂度。这样做可以达到多小区联合检测的目的，使用简单，复杂度低。

Description

一种扩频码的构造方法及多小区联合检测方法

技术领域

本发明涉及第三代移动通信领域，具体涉及在TD-CDMA和TD-SCDMA移动通信中，一种在上行复帧结构配置下，扩频码的构造方法及多小区联合检测方法。

背景技术

目前第三代移动通信系统大都采用了码分多址技术，发送端利用正交的扩频码将信号扩频后发送出去，接收端利用已知的扩频码序列将发送信号检测出来，如图1所示。在目前的TD-SCDMA系统中，扩频码采用OVSF码，如图3所示。该扩频码的生成过程是：同一个码树中的某一根树枝是由它上一个节点的树枝产生的，例如，第一级码树

生成第二级码树

第二级码树生成第三级码树 $c_{Q=4}^{2*(i-1)+j}(i=\mathrm{1,2};j=\mathrm{1,2}),$ 第三级码树 $c_{Q=4}^{2*(i-1)+j}(i=\mathrm{1,2};j=\mathrm{1,2})$ 生成第四级码树 $c_{Q=8}^{4*(i-1)+2*(j-1)+k}(i=\mathrm{1,2};j=\mathrm{1,2};k=\mathrm{1,2}),$ 第四级码树 $c_{Q=8}^{4*(i-1)+2*(j-1)+k}(i=\mathrm{1,2};j=\mathrm{1,2};k=\mathrm{1,2})$ 生成第五级码树 $c_{Q=16}^{8*(i-1)+4*(j-1)+2*(k-1)+m}(i=\mathrm{1,2};j=\mathrm{1,2};k=\mathrm{1,2};m=\mathrm{1,2}).$ 由于同一个时隙中的不同用户需要使用相互正交的扩频码进行扩频，因此，并非码树中的每一个码都能够在同一个时隙中使用。

对于TD-CDMA和TD-SCDMA移动通信系统，在同频多小区干扰存在的情况下，接收端可以采用多小区联合检测技术。上行接收到的多小区多用户信号为e＝Td+n，其中矩阵T是扩频矩阵和信道冲击响应矩阵的组合阵，d为发送的多小区多用户信号矩阵，n为噪声矩阵，若接收端采用最小均方误差准则，则多小区多用户联合检测算法的公式为：

${\hat{d}}_{c,\mathrm{MMSE}-\mathrm{BLE}}={(T^H{R}_n^{-1}T+R_d^{-1})}^{-1}{T}^H{R}_n^{-1}e={(I+{\left(R_d{T}^H{R}_n^{-1}T\right)}^{-1})}^{-1}{\left(T^H{R}_n^{-1}T\right)}^{-1}{T}^H{R}_n^{-1}e$

$={(I+{\left(R_d{T}^H{R}_n^{-1}T\right)}^{-1})}^{-1}d+{(I+{\left(R_d{T}^H{R}_n^{-1}T\right)}^{-1})}^{-1}{\left(T^H{R}_n^{-1}T\right)}^{-1}{T}^H{R}_n^{-1}n$

这种检测方法在检测出发送信号，去除干扰的同时，还能够避免迫零算法存在噪声放大的缺点。

如在中国2007年11月21日公告的专利CN101075843中提出了在邻小区用户集合中，通过将邻小区用户能量排序，选择参与本小区联合检测的邻小区用户可以使参与扩展的联合检测的小区选择更具有全面性，以便对干扰较强的小区进行干扰抵消和联合检测。

在2007年10月17日中国公告的专利CN101056118中提出了本地小区获得相邻小区信息的方法，这种方法使得在整个系统结构不改变的情况下，共享邻小区的信息，提供了多小区联合检测的基础，并提高了多小区联合检测的性能。但在上行复帧结构配置下，无线网络控制器通知特定的小区节点B有关邻小区所有用户的信息是非常困难的，这就要求小区节点B和无线网络控制器交互很多的数据，同时节点B需要根据当前子帧邻小区的复帧结构造出矩阵T，从而使多小区联合检测的复杂度大大提高。

发明内容

本发明解决的技术问题是现有技术中在用户时分复用相同码道时，无线网络控制器和本小区节点B交互所有复用码道信息需要很大的数据交互空间，并且矩阵T计算复杂度高，因此，提出了一种扩频码的构造方法及多小区联合检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明的扩频码构造方法采用当有多个用户时分复用同一个码道，且多个用户的扩频因子不相同时，利用扩频因子小的用户扩频码信息生成复帧用户的扩频码信息。

进一步的讲，上述方法还可以具有以下特点，所述的扩频因子小的用户扩频码信息由无线网络控制器选择并生成复帧用户的扩频码信息。

进一步的讲，上述方法还可以具有以下特点，所述的扩频因子小的用户扩频码信息由本小区节点B选择并生成复帧用户的扩频码信息。

为了解决上述技术问题，本发明使用上述构造方法的多小区联合检测方法是：

步骤S101利用Midamble码估计信道冲击响应，无线网络控制器保证邻小区时分复用的码道用户使用相同的Midamble码偏移；

步骤S102新建邻小区用户时，比较当前时分复用码道用户信息，若新建邻小区用户的扩频因子小于已有用户，则无线网络控制器更新复帧用户扩频码信息为扩频因子小的扩频码信息；

步骤S103无线网络控制器和本小区节点B交互邻小区复帧用户扩频码信息；

步骤S104本小区节点B利用复帧用户中扩频因子最小的扩频码信息完成多小区联合检测。

进一步的讲，上述方法还可以具有以下特点，无线网络控制器将与本小区节点B交互的邻小区复帧用户扩频码信息保存为历史信息；当所述的邻小区用户在无线网络控制器端被删除的时候，若该用户的扩频因子为最小，则删除该用户的扩频码信息，并且将历史信息更新为扩频因子次小的扩频码，建立起该码道邻小区联合检测的扩频码信息；若该用户的扩频因子不是最小，则删除该扩频码信息，历史信息不变化；如果该码道不再承载用户使用，则删除该码道。

为了解决上述技术问题，本发明使用上述构造方法的另一种多小区联合检测方法是：

步骤A101利用Midamble码估计信道冲击响应，无线网络控制器保证邻小区时分复用的码道用户使用相同的Midamble码偏移；

步骤A102无线网络控制器和本小区节点B交互邻小区复帧用户扩频码信息；

步骤A103新建邻小区用户时，比较当前时分复用码道用户信息，若新建邻小区用户的扩频码因子小于已有用户，则在本小区节点B更新复帧用户扩频码信息为扩频因子小的扩频码信息；

步骤A104本小区节点B利用复帧用户中扩频因子最小的扩频码信息完成多小区联合检测。

进一步的讲，上述方法还可以具有以下特点，本小区节点B将邻小区复帧用户扩频码信息保存为历史信息；当所述的邻小区用户在本小区节点B被删除的时候，若该用户的扩频因子为最小，则删除该用户的扩频码信息，并且将历史信息更新为扩频因子次小的扩频码，建立起该码道邻小区联合检测的扩频码信息；若该用户的扩频因子不是最小，则仅删除历史信息中的扩频码信息；如果该码道不再承载用户使用，则删除该码道。

本发明提出的复帧结构下的邻小区用户扩频码的构造方法以及以扩频码的构造方法为基础的多小区联合检测方法能够保证本小区和邻小区用户扩频码的正交性，检测出本小区用户信号，消除邻小区用户对于本小区用户信号的干扰，从而达到多小区联合检测的目的，使用简单，复杂度低。

附图说明

图1是现有技术中码分通信示意图

图2是本发明复帧结构示意图

图3是TD-SCDMA系统扩频码示意图

图4是现有技术中Midamble码和扩频码的对应关系示意图

图5是本发明无线网络控制器端构造扩频码信息流程示意图

图6是本发明小区节点B端构造扩频码信息流程示意图

具体实施方式

本发明提出了复帧结构下的邻小区用户使用扩频码的构造方法，以及以此为基础的多小区联合检测方法。下面将具体说明本发明的实现方法，技术特征和功能特色。

扩频码的构造方法：

第一种方法，在无线网络控制器生成邻小区复帧用户的扩频码信息。

步骤1.1新建邻小区用户时，无线网络控制器如果发现分配给该用户的码道已经被占用并且相对于已占用用户的扩频因子发生了变化，则保存新建用户的信息，并且比较新用户的扩频因子和已有用户的扩频因子大小；

步骤1.1.1若新用户的扩频因子大于已有用户，则和节点B交互的用户扩频码信息不变化，并且保存的历史交互信息不变化，进入步骤1.2；

步骤1.1.2若新用户的扩频因子小于已有用户，则将和节点B交互的用户扩频码信息更新为新用户的信息，同时将此交互的用户信息保存在历史信息中，进入步骤1.2；例：见图3，如果对于某条码道，已有用户使用的扩频码为

新建用户使用的扩频码是

则认为该码道使用的扩频码为后者；

步骤1.2无线网络控制器将保存在历史信息中的扩频码信息和节点B进行交互。

第二种方法，若无线网络控制器能将邻小区所有的复帧用户信息与本小区节点B进行交互，则可以在节点B生成邻小区复帧用户的扩频码信息。

步骤a1.1新建邻小区用户时，无线网络控制器和本小区节点B交互邻小区复帧用户的扩频码信息；

步骤a1.2本小区节点B发现分配给该用户的码道已经被占用并且相对于已占用用户的扩频因子发生了变化，则比较新用户的扩频因子和已有用户的扩频因子大小。若新用户的扩频因子大于已有用户，则用户信息不变化，若新用户的扩频因子小于已有用户，则将已有用户信息更新为新用户的信息；同时将更新后的用户信息保留在历史信息中。

使用上述方法的多小区联合检测方法：

图5表示第一种方法，在无线网络控制器生成邻小区复帧用户的扩频码信息。

步骤S101在TD-SCDMA系统中，利用Midamble码估计信道冲击响应，无线网络控制器保证邻小区时分复用的码道用户使用相同的Midamble码偏移，这样才能够为构造用户的T矩阵提供正确的信道冲击响应。图4给出了扩频码道和Midamble码的对应关系示意图；

步骤S102.1新建邻小区用户时，无线网络控制器如果发现分配给该用户的码道已经被占用并且相对于已占用用户的扩频因子发生了变化，则保存新建用户的信息，并且比较新用户的扩频因子和已有用户的扩频因子大小；

步骤S102.1.1若新用户的扩频因子大于已有用户，则和节点B交互的用户扩频码信息不变化，并且保存的历史交互信息不变化，进入步骤S102.2；

步骤S102.1.2若新用户的扩频因子小于已有用户，则将和节点B交互的用户扩频码信息更新为新用户的信息，同时将此交互的用户信息保存在历史信息中，进入步骤S102.2。例：见图3，如果对于某条码道，已有用户使用的扩频码为

新建用户使用的扩频码是

则认为该码道使用的扩频码为后者；

步骤S102.2无线网络控制器将保存在历史信息中的扩频码信息和节点B进行交互；

步骤S103节点B利用交互的扩频码信息生成矩阵T进行多小区联合检测，去除本小区用户中的邻小区干扰；

步骤S104删除邻小区用户时，无线网络控制器比较当前待删除的邻小区用户和存放在历史信息中的扩频因子大小；

步骤S104.1如果该用户为最小扩频因子对应的用户，则删除该用户的扩频码信息，并且将历史信息更新为扩频因子次小的扩频码，并建立起该码道邻小区联合检测需要的码信息；

步骤S104.2如果该用户不是最小扩频因子对应的用户，则删除该用户的扩频码信息，历史信息不变化；

步骤S104.3如果该码道不再承载用户使用，则删除该码道。

这种实现方法是在无线网络控制器进行扩频码信息构造，然后将构造好的扩频码信息和节点B进行交互，待节点B完成多小区联合检测后，无线网络控制器再删除邻小区用户信息，这样无线网络控制器和节点B的交互信息最小化，同时简化了矩阵T的构造复杂度。

图6表示第二种方法，若无线网络控制器能将邻小区所有的复帧用户信息与本小区节点B进行交互，则可以在节点B生成邻小区复帧用户的扩频码信息。

步骤A101在TD-SCDMA系统中，利用Midamble码估计信道冲击响应，无线网络控制器保证邻小区时分复用的码道用户使用相同的Midamble码偏移，这样才能够为构造用户的T矩阵提供正确的信道冲击响应。图4给出了扩频码道和Midamble码的对应关系示意图；

步骤A102.1新建邻小区用户时，无线网络控制器和本小区节点B交互邻小区复帧用户的扩频码信息；

步骤A102.2本小区节点B发现分配给该用户的码道已经被占用并且相对于已占用用户的扩频因子发生了变化，则比较新用户的扩频因子和已有用户的扩频因子大小；若新用户的扩频因子大于已有用户，则用户信息不变化，若新用户的扩频因子小于已有用户，则将已有用户信息更新为新用户的信息；同时将更新后的用户信息保留在历史信息中；

步骤A103节点B利用新的扩频码信息生成矩阵T进行多小区联合检测，去除本小区用户中的邻小区干扰；

步骤A104删除邻小区用户时，本小区节点B判断如果该用户为最小扩频因子对应的用户，则删除该用户的扩频码信息，并且查询历史信息中扩频因子次小的扩频码，并建立起该码道邻小区联合检测需要的码信息；如果该用户不是最小扩频因子对应的用户，则仅删除历史信息中的扩频码信息；如果该码道不再承载用户使用，则删除该码道。

本发明提出了复帧结构下的邻小区用户扩频码的构造方法及多小区联合检测方法。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种扩频码的构造方法，其特征在于：

当有多个用户时分复用同一个码道，且多个用户的扩频因子不相同时，利用扩频因子小的用户扩频码信息生成复帧用户的扩频码信息。

2.按照权利要求1所述的构造方法，其特征在于：所述扩频因子小的用户扩频码信息由无线网络控制器选择并生成复帧用户的扩频码信息。

3.按照权利要求1所述的构造方法，其特征在于：所述扩频因子小的用户扩频码信息由本小区节点B选择并生成复帧用户的扩频码信息。

4.一种复帧结构配置下的多小区联合检测方法，其特征在于，包括：

步骤S101利用Midamble码估计信道冲击响应，无线网络控制器保证邻小区时分复用的码道用户使用相同的Midamble码偏移；

步骤S102新建邻小区用户时，比较当前时分复用码道用户信息，若新建邻小区用户的扩频因子小于已有用户，则无线网络控制器更新复帧用户扩频码信息为扩频因子小的扩频码信息；

步骤S103无线网络控制器和本小区节点B交互邻小区复帧用户扩频码信息；

步骤S104本小区节点B利用复帧用户中扩频因子最小的扩频码信息完成多小区联合检测。

5.按照权利要求4所述的多小区联合检测方法，其特征在于，进一步包括：无线网络控制器将与本小区节点B交互的邻小区复帧用户扩频码信息保存为历史信息；当所述的邻小区用户在无线网络控制器端被删除的时候，若该用户的扩频因子为最小，则删除该用户的扩频码信息，并且将历史信息更新为扩频因子次小的扩频码，建立起该码道邻小区联合检测的扩频码信息；若该用户的扩频因子不是最小，则删除该用户的扩频码信息，历史信息不变化；如果该码道不再承载用户使用，则删除该码道。

6.一种复帧结构配置下的多小区联合检测方法，其特征在于，包括：

步骤A101利用Midamble码估计信道冲击响应，无线网络控制器保证邻小区时分复用的码道用户使用相同的Midamble码偏移；

步骤A102无线网络控制器和本小区节点B交互邻小区复帧用户扩频码信息；

步骤A103新建邻小区用户时，比较当前时分复用码道用户信息，若新建邻小区用户的扩频因子小于已有用户，则在本小区节点B更新复帧用户扩频码信息为扩频因子小的扩频码信息；

步骤A104本小区节点B利用复帧用户中扩频因子最小的扩频码信息完成多小区联合检测。

7.按照权利要求6所述的多小区联合检测方法，其特征在于，进一步包括：本小区节点B将邻小区复帧用户扩频码信息保存为历史信息；当所述的邻小区用户在本小区节点B被删除的时候，若该用户的扩频因子为最小，则删除该用户的扩频码信息，并且将历史信息更新为扩频因子次小的扩频码，建立起该码道邻小区联合检测的扩频码信息；若该用户的扩频因子不是最小，则仅删除历史信息中的扩频码信息；如果该码道不再承载用户使用，则删除该码道。

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