CN102007697B - 电信方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电信,更具体地,涉及生成码字和决定码字在电信系统中传输的信息符号的技术。本发明的实施例提供的方法和设备允许生成给定码符号集内最大数量的码字。本发明的实施例还提供确定码字信息符号的方法和设备。
Description
技术领域
本发明涉及电信,更具体地,涉及生成码字和决定码字在电信系统中传输的信息符号的技术。
背景技术
在大多数电信系统中,当用户终端开始访问系统时,首先确定包括符号定时和帧定时在内的时间同步,所述帧包含若干个符号。在一个示例性3GPP蜂窝系统中,符号定时是通过检测主同步信道P-SCH传输的主同步信号来获取的,而帧定时是通过解码从同步信道S-SCH传输的从同步信号而确定的。从同步信号通常也传输有关小区标识或小区群标识的信息。小区群标识用来识别包含一个或多个小区的群组。
在一个蜂窝通信系统(如正交频分复用OFDM系统)中,符号在无线帧中传输。在一个示例性OFDM系统中,无线帧的时间间隔为10ms且同步符号按5ms等距分隔。可能需要其确定单个S-SCH符号的帧定时和小区专用信息。在另一个示例性3GPP系统中,两个从同步码SSC序列被复用到一个S-SCH符号中。SSC序列是从一组31位m序列中获取的且应用了小区专用加扰。一个S-SCH符号中两个SSC序列的指数m0和m1可视为长度为2的码字的表征码元。每个这种S-SCH码字用[m0,m1]表示。
图1为覆盖了小区1(102)和小区2(103)的一个蜂窝通信系统的基站(101)图。小区是指基站无线覆盖的区域,每个基站通过一个或多个天线(105)、(106)覆盖一个或多个小区。小区通过小区标识来识别。在小区边界处,UE(104)可能会接收到从基站(101)传输的强度相似的S-SCH信号。如果UE(104)执行单个码元检测,则可能从不同小区中检测到这两个码元。例如,如果基站(101)在小区1(102)中传输码字[m0 (1),m1 (1)],在小区2(103)中传输码字[m0 (2),m1 (2)],那么UE(104)可能错误地检测到[m0 (1),m1 (2)]或[m0 (2),m1 (1)]。这称为模糊事件。
为了避免模糊事件的发生,[m0 (1),m1 (2)]和[m0 (2),m1 (1)]最好是无效的码字。FT=0的码字在帧的一个OFDM符号中传输,而FT=1的码字在同帧的另一个OFDM符号中传输。否则,UE(104)不识别小区1也不识别小区2,而是从[m0 (1),m1 (2)]和[m0 (2),m1 (1)]获取到错误的小区群标识和帧定时。
图2是码字二维空间分割的示意图。斜线以上的码字帧定时FT假设值编码为0,斜线以下的码字帧定时FT假设值编码为1。因此构建的代码使对于给定的S-SCH符号,特定FT假设值的所有可能的码字均存在一种m0<m1或m0>m1关系。码字内码元间的小距离|m0-m1|形成了斜线码字区。
另一种代码设计标准是将冲突事件的数量降至最低。当两个码字共享同一码元,如[mk,ml]和[mk,mn],则发生冲突事件。
在一个E-UTRA系统中,采用了上述斜线区代码设计,并指定下述代码结构将小区群IDNID映射到码元:
m0=m′mod31
其中,0≤NID≤167。
现有技术条件下,群ID编码的代码结构生成0≤NID≤167的码字,其满足m0<m1。
发明内容
电信系统可能需要扩大码字集。例如,可能需要将新的小区ID或小区群ID编入码字。此外,还需要码字承载其他类型的小区专用信息(例如天线配置)或承载其他潜在信息,同时需要增加码字的数量。
在本发明的一个优选实施例中,提供了一种在电信系统的传输中生成一个或多个码字的方法,所述一个或多个码字包含码元m0和m1。所述一个或多个码字与码元所代表的一个或多个格点对应生成,且所述一个或多个码字与m0<m1条件下至少一条格斜线的一个或多个格点对应生成。所述一个或多个码字的数量给定情况下,对于0≤m0≤L-1,0≤m1≤L-1,格斜线的数量保持在最小,其中L是一个预定义非负整数。L是码符号集数量大小。优选方法最多允许生成L(L-1)/2个码字,这一数量是m0<m1条件下的最大码字数。
提供了一种在电信系统的传输中生成一个或多个码字的优选设备。所述设备最好包含一个处理器,该处理器配置为生成一个或多个与m0<m1条件下至少一条格斜线的一个或多个格点对应的码字,且在一个或多个码字数量给定情况下,格斜线的数量保持在最小。
本发明的一些其他优选实施例提供了一种用来确定字码信息符号的方法和设备。
附图说明
图1为现有技术条件下一个蜂窝通信系统的示意图;
图2为现有技术条件下,码字二维空间分割的示意图;
图3为根据本发明的一个实施例,由频域内插入的一组副载波传输的码元的示意图;
图4为根据本发明的一个实施例,由采用不同频域的一组副载波传输的码元的示意图;
图5为根据本发明的一个实施例,L=5条件下生成的直线方向的码字;
图6为根据本发明的一个实施例,L=5条件下生成的之字形方向的码字;
图7为根据本发明的一个优选实施例将信息符号X编入码字的流程图;
图8为根据本发明的第一个实施例,L=5条件下生成的码字;
图9为根据本发明的第二个实施例,L=5条件下生成的码字;
图10为根据本发明的第三个实施例,L=5条件下生成的码字;
图11为根据本发明的第四个实施例,L=5条件下生成的码字;
图12a至图12c为根据本发明的第一个实施例,L=31条件下生成的码字;
图13a至图13c为根据本发明的第二个实施例,L=31条件下生成的码字;
图14a至图14c为根据本发明的第三个实施例,L=31条件下生成的码字;
图15a至图15c为根据本发明的第四个实施例,L=31条件下生成的码字;
图16为根据本发明的一个实施例为帧定时编码的一组码字的分割示例图;
图17为根据本发明的一个实施例为帧定时编码的一组码字的另一个分割示例图;
图18为根据本发明的一个优选实施例确定码字的信息符号X的流程图;
图19为根据本发明的一个实施例生成一个或多个码字的一个优选设备的示意图;
图20为根据本发明的一个实施例确定码字的信息符号X的一个优选解码器的示意图;
图21为根据本发明的一个实施例传输码字的一个优选系统的示意图。
具体实施方式
下文参照附图进一步详细阐释了本发明的优选实施例。
本发明的一个示例性实施例提供了一种在蜂窝通信系统的传输中生成一个或多个码字的方法。码字由码元m0和m1组成。码元m0和m1是非负整数。
在该示例性实施例中,一个或多个码字与码元所代表的一个或多个格点对应生成,码字与格点一一对应。所述一个或多个码字与m0<m1条件下至少一条格斜线的一个或多个格点对应生成,且在所述一个或多个码字数量给定情况下,对于0≤m0≤L-1,0≤m1≤L-1,格斜线的数量保持在最小,其中L是一个预定义非负整数。例如,L是码符号集大小。该方法允许生成m0<m1条件下的最大码字数。此最大数量为L(L-1)/2。
本发明的一个典型优点是可生成给定码符号集内最大数量的码字。
对于所谓的闭合用户群(CSG),可能需要为Home eNodeB保留某些当前小区ID或向其中加入新的小区ID。若是后者,则需要对大量小区群ID进行编码,可通过向S-SCH添加更多的码字来实现这一目的。
生成可提供帧定时的码字并允许最大的码字数才满足增加码字数的需求。
可通过变换码元的顺序来提供码字,例如[m0,m1]或[m1,m0]。在一个示例应用中,码元m0和m1与从一组m序列获取的m序列相对应,组中m序列的数量为L。这不排除应用码元代表其他序列的情况,例如Golay序列、Hadamard序列和Zadoff-Chu序列。
如图3和图4所示,在一个无线通信系统中,码字序列最好通过若干无线副载波组来传输。在一个示例性OFDM系统中,一个与m0对应的序列由第一组副载波(31)、(41)传输,一个与m1对应的序列由第二组副载波(32)、(42)传输。在图3中,分别与m0和m1对应的不同组示例副载波(31)、(32)最好在频域中交错分隔。图4显示分别与m0和m1传输相对应的不同组示例副载波(41)、(42),其被连续地分配到频域中。
图5为根据本发明的一个实施例,L=5条件下生成的直线方向的码字的示意图。图中的点代表格点,即码字。
码字与格点对应生成。欧几里得空间的离散子群的示例格点包含子群{m0v0+m1v1},其中m0和m1为整数,v0和v1为线性无关矢量。若给出矢量v0和v1,则各格点仅可用两个码元m0和m1来表示。此外,格点集Sk中的整数k根据Sk={(m0,m1):m1=m0+k}来定义。对于各个整数k,可以将Sk视为格斜线或第k条格斜线。对于k=0,将该格斜线视为主格斜线。主格斜线包含m0=m1条件下的格点。对于k>0,将格斜线视为第k条格上的斜线。第k条格上斜线包含m0<m1条件下的格点。对于k<0,将格斜线视为第k条格下的斜线。第k条格下斜线包含m0>m1条件下的格点。在获取到足够的码字前,最好将码字生成在主格斜线附近。
为了尽量减少模糊事件的发生,应定义使用整个m0和m1值范围的码字且(对于m0=m1)应将码字分配在尽量靠近主格斜线的位置。码字中码元间的小距离|m0-m1|形成斜线码字区。这可能导致某些模糊码字落在码字区外。由于斜线码字区使用整个m0和m1范围内的值,冲突事件的发生概率将降至最低。
当分配与一条或多条格斜线的格点对应的码字时,码字分配可按顺序沿格斜线排列。
如图5所示,对于第一条格上斜线,k等于1,m1根据m1=m0+1生成。对于L=5的码字符集,m0和m1的值小于5。因此,第一条格上斜线生成的码字为[0,1]、[1,2]、[2,3]、[3,4]。而后第二条格上斜线的k增加1,即k=2,生成一组新的码字[0,2]、[1,3]、[2,4]。如图5所示,所有码字是沿每条格上斜线的直线方向从左下至右上而获取的。生成最大码字数的偏移量k的范围是1至4。m0<m1条件下可生成的最大码字数为L(L-1)/2=10。考虑到m0<m1条件下的最大码字数,可生成的所有码字为[0,1]、[1,2]、[2,3]、[3,4]、[0,2]、[1,3]、[2,4]、[0,3]、[1,4]和[0,4]。
码字还可沿着各条格上斜线的相反方向从右上至左下来获取。例如,在第一条格上斜线上生成的码字为[3,4]、[2,3]、[1,2]、[0,1]。鉴于m0<m1条件下的最大码字数,可生成的所有码字与上文所描述的相同。但对于少于最大码字数的情况,码字集可能不同。
图6为根据本发明的另一实施例,L=5条件下获取的之字形方向码字的示意图。
在该实施例中,码字沿各条奇数格上斜线的左下至右上获取,沿各条偶数格上斜线的右上至左下获取。对于第一条格上斜线,整数k等于1,m1根据m1=m0+1得出。码字的获取方向为从左下至右上。因此,第一条格上斜线生成的码字为[0,1]、[1,2]、[2,3]、[3,4]。随后第二条格上斜线的k增加1,即k=2,码字的获取方向为右上至左下。因此,第二条格上斜线生成的码字为[2,4]、[1,3]、[0,2]。
码字还可沿各条奇数格上斜线的右上至左下获取,沿各条偶数格上斜线的左下至右上获取。
上述实施例生成了码字集,且在码字数确定的情况下,格上斜线数保持在最小。
如图5和图6所示,可以生成最大数量的码字数。如果生成的码字数(例如前两条格上斜线生成的码字)小于最大码字数,则会得到图2所示的斜线码字区,其可以减少模糊和冲突事件的发生。
在一个蜂窝电信系统中,可将小区专用信息和天线配置等编入码字。
为了防止或尽量避免在蜂窝系统出现编码错误,最好确保[m0 (1),m1 (2)]或[m0 (2),m1 (1)]是无效的码字。
图7是将信息符号X编入码字的示例的流程图,可根据所应用的(702)、(703)函数f(X),提供信息符号和码字的一一对应。在此实施例中,m0是根据信息符号X在(701)确定的,整数k是根据k=f(X)在(702)得出的,m1是在(703)根据m1=m0+f(X)确定的。
码元m0、m1也可通过(704)确定,无需考虑顺序。最好不经由中间步骤确定整数k,由信息符号X直接确定码元。
m0=m1条件下的格斜线与码字的格斜线间的偏移值用信息相关整数k表示,其根据k=f(X)生成,其中f(X)是将信息符号指定到特定一个或多个格点集的某一适用函数。函数f(X)最好从数列产生。如以下数列:
数列可用闭合公式表达,该公式通过采用整数变量X的不同整数值的函数f(X)表示序列的各个要素。数列要素的变量指数与X的整数值对应。单位阶跃函数u(n)
形成下面的闭合表达式示例:
在不涉及单位阶跃函数明确求解的情况下,为给定连续整数值范围的X确定上述序列和子列的函数f(X)可定义如下:
该函数相当于
在第一个实施例中,通过将各个格上斜线的码字从左下至右上分配到下一个信息符号来将信息符号映射到码字。码元m0是与信息符号X的值成线性比例的,其通过减去分配了所有码字的格上斜线的码字数量来映射至一条格上斜线的一个对应格点进而确定的。因此,最好根据以下方程式确定m0和m1:
m1=X-(f(X)-1))(L-f(X)/2)+f(X). (4)
图8为根据第一个实施例,示例性码字符集大小L=5条件下生成的码字。
在第二个实施例中,是沿着右上至左下的方向从各条格上斜线将码字分配到下一个信息符号。因此,m0和m1是根据以下方程式确定的:
m1=f(X)L-f(X)(1+f(X))/2-1-X+f(X). (6)
图9为根据第二个实施例,示例性码字符集大小L=5条件下生成的码字。
在第三个实施例中,码字沿各条奇数格上斜线的左下至右上分配到下一个信息符号,沿各条偶数格上斜线的右上至左下分配到下一个信息符号。因此,m0和m1是根据以下方程式确定的:
图10为根据第三个实施例,示例性码字符集大小L=5条件下生成的码字。
在第四个实施例中,码字沿各条奇数格上斜线的右上至左下分配到下一个信息符号,沿各条偶数格上斜线的左下至右上分配到下一个信息符号。因此,m0和m1是根据以下方程式确定的:
图11为根据第四个实施例,示例性码字符集大小L=5条件下生成的码字。
在一个示例性OFDM系统中,码字符集大小L=31。m0<m1条件下可生成的最大码字数为L(L-1)/2=465。这465个码字可唯一地表示465个信息符号。在信息符号X为标识ID(如小区标识或小区群标识)的情况下,所述465个码字可唯一地表示465个ID。
在第一个实施例中,通过将格上斜线的码字从左下至右上分配到下一个信息符号来将信息符号映射到码字。由方程式3和4生成码字。图12a至图12c为根据第一个实施例,L=31条件下生成的码字。
在第二个实施例中,码字是沿着右上至左下的方向格上斜线分配到下一个信息符号的。由方程式5和6生成码字。图13a至图13c为根据第二个实施例,L=31条件下生成的码字。
在第三个实施例中,码字沿各条奇数格上斜线的左下至右上分配到下一个信息符号,沿各条偶数格上斜线的右上至左下分配到下一个信息符号。由方程式7和8生成码字。图14a至图14c为根据第三个实施例,L=31条件下生成的码字。
在第四个实施例中,码字沿各条奇数格上斜线的右上至左下分配到下一个信息符号,沿各条偶数格上斜线的左下至右上分配到下一个信息符号。由方程式9和10生成码字。图15a至图15c为根据第四个实施例,L=31条件下生成的码字。
根据某些优选实施例,第一个码字为单个信息符号提供,所述第一个码字的码元按第一顺序排列,提供的第二个码字的码元按第二顺序排列。例如,第一个码字为[m0,m1],第二个码字为[m1,m0]。不同顺序的码元代表不同的信息,例如代表不同的帧定时假设值。
在一个实施例中,帧定时被编入一个码字。码字[m0,m1]与[m1,m0]交换,具体取决于帧定时假设值。交换生成了一组新的L(L-1)/2个唯一码字。码字[m0,m1]表示帧定时假设值0,码字[m1,m0]表示帧定时假设值1,或码字[m0,m1]表示帧定时假设值1,码字[m1,m0]表示帧定时假设值0。
优选地,码字[m0,m1]在帧的一个OFDM信号中发送,码字[m1,m0]在该帧的另一个OFDM信号中发送。
但是,交换码字不是帧定时编码的唯一方法。根据其他实施例,码字集被分割,不交换任何元素即对帧定时进行编码。
图16是为帧定时编码的一组码字的一个分割示例的示意图。例如,1≤k≤n1条件下格斜线上的码字表示帧定时假设值1,n1≤k≤n2条件下格斜线上的码字表示帧定时假设值0。n1、n2为预定义非负整数且n1<n2<L。
图17是为帧定时编码的一组码字的另一分割示例的示意图。斜线m0+m1=L-1下的码字表示帧定时假设值0,斜线m0+m1=L-1上的码字表示帧定时假设值1。
也可考虑采用图16和图17之外的其他码字分割来为帧定时编码。
本发明的实施例还提供一种确定根据上述任何实施例生成的码字的信息符号X的方法。信息符号X是根据码字码元m0和m1及m0和m1间的差值确定的。
图18为根据本发明的一个实施例确定一个码字的信息符号X的流程图。最初从码字得到m0和m1后(181),通过k=|m1-m0|在(182)得到整数k,通过信息符号至编码器码字的映射在(183)得到信息符号X。
信息符号X也可直接从码元m0、m1得到,无需通过中间步骤确定整数k。
根据第一个实施例,如果X被编入码字,则信息符号X在(183)通过以下方程式得出:
X=min{m0,m1}+(k-1))(L-k/2), (11)
其中,min{m0,m1}表示m0和m1的最小值。方程式11与m0和m1对称,交换m0和m1的位置不会影响信息符号X。
根据第二个实施例,如果X被编入码字,则信息符号X在(183)通过以下方程式得出:
X=kL-k(1+k)/2-1-min{m0,m1}, (12)
其中min{m0,m1}仍表示m0和m1的最小值,k=|m1-m0|,|·|表示绝对值。
根据第三个实施例,如果X被编入码字,则信息符号X在(183)通过以下方程式得出:
其中min{m0,m1}仍表示m0和m1的最小值,k=|m1-m0|,|·|表示绝对值。
根据第四个实施例,如果X被编入码字,则信息符号X在(183)通过以下方程式得出:
其中min{m0,m1}仍表示m0和m1的最小值,k=|m1-m0|,|·|表示绝对值。
本发明的实施例还提供一种在电信系统中生成一个或多个码字的设备。
在一个实施例中,所述设备包含一个处理器。该处理器配置为生成一个或多个与m0<m1条件下至少一条格斜线的一个或多个格点对应的码字,最多允许生成L(L-1)/2个码字,且在一个或多个码字数量给定情况下,格斜线的数量保持在最小。
优选地,设备的处理器配置为将信息符号X编入码字。在一个示例性实施例中,X表示小区标识或小区群标识。如上文所述,信息符号X为整数,且最好满足以下条件:
图19为生成一个或多个码字的一个优选设备的示意图。
根据第一个实施例,处理器(191)配置为根据方程式1或2确定整数k,根据方程式3和4确定m0和m1。
根据第二个实施例,处理器(191)配置为根据方程式1或2确定整数k,根据方程式5和6确定m0和m1。
根据第三个实施例,处理器(191)配置为根据方程式1或2确定整数k,根据方程式7和8确定m0和m1。
根据第四个实施例,处理器(191)配置为根据方程式1或2确定整数k,根据方程式9和10确定m0和m1。
在另一个实施例中,设备还包含存储工具(192),用来存储图12a至图12c所示的码字或码字子集。该存储工具(192)还可存储图13a至图13c、图14a至图14c或图15a至图15c所示的码字或码字子集。但存储工具(192)不是所述设备的必要组成部分。尤其是在通过闭合表达式(如方程式3至10中的表达式)生成码字的实施例中,不需要将整个码字表存储为编码查询表(如图12至图15所示的码字表示例)。
图20为确定码字的信息符号X的一个优选解码器的示意图。该解码器包含一个处理设备(201),例如处理器,其配置为根据码字码元m0和m1以及m0和m1间差值来确定信息符号X。
可根据方程式11、12、13和14中任意一个来确定信息符号X。
在另一个实施例中,解码器还包含存储工具(202),用来存储图12a至图12c所示的码字或码字子集。存储工具(202)还可存储图13a至图13c、图14a至图14c或图15a至图15c所示的码字或码字子集。可根据存储工具(202)中存储的码字来确定信息符号X。然而,存储工具(202)不是所述设备的必要组成部分,例如,当具体根据闭合表达式(如方程式11、12、13或14)进行运算时,就不需要编码查询表。
根据本发明的一个实施例,提供了一种在蜂窝电信系统中传输码字的系统。该系统至少包括两个设备。系统中的第一个设备传输仅用来表示第一个信息符号的第一个码字,第二个设备传输仅用来表示第二个信息符号的第二个码字。所述第一个信息符号和第二个信息符号均为小区标识或小区群标识。所述设备可以是基站或其他某发射机。
图21为在蜂窝电信系统中传输码字的一个优选系统的示意图。
该系统包含第一基站(211)和第二基站(212)。这两个基站都覆盖了一个或多个小区。
基站传输码字且每个码字只表示一个小区标识或小区群标识。例如,所述第一基站(211)传输第一个码字,第一个小区群标识被编入第一个码字,所述第二基站(212)传输第二个码字,第二个小区群标识被编入第二个码字。
虽然本发明提供了若干个示例性实施例,但应当理解,在不背离本发明范围的前提下,可采用其他多种具体方式实施本发明公开的方法、设备和系统。提供的示例仅仅起解释说明作用而非加以限制,其目的并非限制于本文所述的细节。例如,多个元素或组件可能组合或集成在另一系统中,或某些功能可能缺少或未实现。
此外,在不背离本发明范围的前提下,不同实施例分别或单独阐述或附图说明的技术、系统、设备和方法可能与其他系统、模块、技术或方法相结合或集成。所显示或论述的耦合或直接耦合或互相通信的其他器件可能通过某个接口、设备或中间组件以电动、机械或其他方式间接地耦合或通信。本领域的技术人员可在不背离独立权利要求范围的前提下,做出其他更改、替换和变更。
Claims (1)
1.一种在电信系统的传输中生成一个或多个码字的方法,其中,码字包含码元m0和m1,其特征在于,
生成与码元所代表的一个或多个格点相对应的一个或多个码字;
所述一个或多个码字与m0<m1条件下的至少一条格斜线的一个或多个格点对应生成;
在一个或多个码字数给定情况下,格斜线的数量保持在最小,以及
所述方法最多允许生成L(L-1)/2个码字,
其中,m0和m1是非负整数,0≤m0≤L-1,0≤m1≤L-1且L是预定义非负整数;
所述方法还包括:
将信息符号X编入码字,其中X为整数且
其中所述码字的码元m0和m1根据以下方程式确定:
m0=f(X)L-f(X)(1+f(X))/2-1-X,和
m1=f(X)L-f(X)(1+f(X))/2-1-X+f(X),
其中f(X)的值为表示m0=m1条件下的格斜线与码字格斜线之间的偏移量的一个整数。
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