CN1115807C - 码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，以帧为单位进行，每帧分为若干个时隙，其特点是，所述的导频码元采用导频图案，该导频图案为非全1的导频码字，以帧或时隙为周期重复，进行帧或时隙同步的证实；所述的导频码元在每个时隙开始的T时段不发送，以减少对同步信道的干扰。
Description
本发明涉及一种公共导频码元生成和发送方法，尤其涉及一种在码分多址通信系统中减少对同步信道干扰及具有帧、时隙同步验证功能的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法。
码分公共导频信道(CPICH)在码分多址(CDMA)通信系统中可以用作信道估计、跟踪伪随机(PN)码字的相位，从而对信号进行相干检测。在同步码分多址系统中，如IS-95(北美的窄带码分多址系统的标准)系统中，各个小区发送的导频信道为具有一定相位偏移的伪随机(PN)码字信号，该伪随机(PN)码对于所有的小区是一样的，它连续地发送，对各个小区的识别是通过区分各个小区发射的导频信道的相位偏移来决定的。移动台在该导频信道上进行主径捕获和多径搜索，从而获得对小区的同步在异步的码分多址系统中，不同的小区采用小区特有的扰码，移动台必须首先识别小区的扰码，才能从广播信道上解出有关小区的信息。移动台获得对小区的同步是通过小区搜索来完成的，即通过一个辅助的同步信道(包括主同步信道和次同步信道)来首先获得时隙同步和帧同步。然后，根据时隙同步和帧同步的信息，在广播信道上进行扰码的识别。
一般的码分公共导频信道(CPICH)是连续发射的，并且采用的导频码元为全1码字，如IS-95系统的导频信道和第三代移动通信标准3GPP组织(3GPP：3rdGenerationPartnershipProject)所制定的提案中的码分公共导频信道(CPICEi)。其中3GPP中的码分公共导频信道(CPICH)的结构如图1所示，它在时间上连续地发送，即在每个时隙连续发送20个码元，而且导频码元采用全1码字。在需要用三步的小区搜索来获得扰码的异步系统中，由于同步信道的主、次同步码与导频信道的伪随机码的互相关一般不为零，采用连续发送的公共导频信道会对小区搜索有影响。
由于公共的导频信道(CPICH)的功率一般比较大，因此导频信道的随机码字和主、次同步码的互相关而引起的干扰功率就比较大，由此会影响小区搜索的时隙同步和帧同步的正确检测概率。又由于导频码元采用全1的码字，虽然可以简化捕获和伪随机(PN)码字跟踪，但采用这种码字却不能够证实是否真正获得了时隙同步和帧同步。
本发明的目的就是为了克服现有公共导频信道码元生成和发送方法的不足，而提出的一种可减少对同步信道干扰及具有帧、时隙同步验证功能的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明所采取的技术方案是：码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，以帧为单位进行，每帧分为若干个时隙，其特点是，所述的导频码元采用导频图案，该导频图案为非全1的导频码字，以帧或时隙为周期重复，进行帧或时隙同步的证实；所述的导频码元在每个时隙开始的T时段不发送，以减少对同步信道的干扰。
上述码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其中，所述的导频图案以帧为周期进行重复时，导频图案的生成方式为：先根据本原码字生成多项式得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于一帧时隙数目的码字，并从上述码字中选取出若干个具有良好自相关特性的码字，然后将这若干个码字分别放在每个时隙的第i个码元位置上。
上述码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其中，所述的每个时隙的第i个码元位置中i的取值为1到M的整数，其中M为一个时隙的码元数目。
上述码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其中，所述的导频图案以帧为周期进行重复时，导频图案的生成方式为：先根据本原码字生成多项式得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于一帧码元数目的码子，并从上述码字中选取出一个具有良好自相关特性的码字，然后将这个码字按顺序放在一帧的每个时隙的每个码元位置上。
上述码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其中，所述的导频图案以时隙为周期进行重复时，其生成方式为：先根据本原码字生成多项式得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于一个时隙码元数目的码字，并从上述码字中选取出一个具有良好自相关特性的码字，然后将该码字放在一个时隙上每个码元位置上。
上述码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其中，所述的每个时隙开始的T时段不发送导频码元是指：在同步信道每个时隙开始的T时段发送数据的时候公共导频信道为空。
上述码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其中，所述的每个时隙开始的T时段不发送的导频码元的个数为N个，其中N为偶数。
上述码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其中，所述的导频图案以帧为周期进行重复时，采用下述方法进行帧同步验证：在接收到一帧的导频码元后，抽取每个时隙的第i个码元组成长度为一帧的时隙数目的码字，然后与本地存储的码字作相关，并对相关值求和，如果相关值大于门限，则认为达到了帧同步；其中：i的取值为1到M的整数，M为一个时隙的码元数目。
上述码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其中，所述的导频图案以帧为周期进行重复时，采用下述方法进行帧同步验证：在接收到一帧的导频码元后组成的码字后，将该码字与本地存储的码字作相关，如果相关值大于门限，则认为达到了帧同步。
上述码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其中，所述的导频图案以时隙为周期进行重复时，采用下述方法进行时隙同步验证：在接收到一个时隙的导频码元组成的码字后，将该码字与本地存储的码字作相关，如果相关值大于门限，则认为达到了时隙同步。
由于本发明采用了以上的技术方案，提出了一种新的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其产生的优点是明显的：
1、在每个时隙开始的T时段没有数据(同步信道仅在每个时隙开始的T时段有数据)，从而减低对同步信道的干扰。
2、与一般采用全1码字的码分公共导频码元生成和发送方法不同，它采用非全1的导频图案，该导频图案以一帧为周期进行重复，或一时隙为周期进行重复，从而可以进行帧同步或时隙同步证实。
为充分了解本发明的特征、特点，现结合较佳实施例及其附图进一步说明如下：
图1是已有技术的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明较佳实施例的结构示意图。
图4为本发明用于帧同步证实的导频图案的码字生成示意图。
请参阅附图2，本发明公共导频码元生成和发送方法为：先将公共导频信道的每一帧分成L个时隙，每个时隙有M个导频码元。这些导频码元经串并变换后分成两路信号，这两路信号分别采用沃尔什(wash)码进行扩频，然后用扰码进行加扰。本发明在每个时隙开始的T时段没有数据，该T时段没有数据是指每个时隙开始的T时段不发送导频码元，该不发送的导频码元的个数为N个(N为偶数)，以降低对同步信道的干扰。
图3为本发明实施例的结构示意图，本实施例中公共导频信道一帧为10ms，分成15个时隙，每个时隙的长度为2560个码片。每个时隙实际发送的导频码元有18个，实际发送的每个导频码元的长度为128个码片。这些导频码元经串并变换后分成两路信号(分成两路之后，导频码元的长度为256码片)。这两路信号分别采用沃尔什(wash)码进行扩频，然后用扰码进行加扰。本发明采用间断发射数据的方法，即在每个时隙开始的T时段不发送导频码元。本实施例是在每个时隙的头2个码元即256码片的时间段内没有信息数据，从而降低对同步信道的干扰，增加小区搜索成功的概率，提高系统的容量。
公共导频信道(CPICH)在整个小区中发射，在小区搜索获得了时隙同步和帧同步后，要在广播信道上解小区的扰码。其方法是利用已有的时隙同步、帧同步的信息、扰码的组号和已知的导频码元信息，将接收信号和扰码组号内所有的可能的扰码作相关，选择输出最大相关值的扰码作为识别的扰码。但是，当信噪比很低、且处于多径深衰落条件下，无论是时隙同步还是帧同步都可能发生错误检测，因此可能会识别出错误的扰码，从而解不出广播信道上的信息。因此，本发明提出了采用公共导频信道作帧、时隙同步证实，即公共导频信道的结构为导频码元采用非全1的码字，即采用导频图案作为帧或时隙的同步证实。
当采用导频图案作为帧的同步证实时，导频图案以一帧为周期进行重复。所述的导频图案以帧为周期进行重复时，导频图案的组成方式之一为：先根据本原码字生成多项式(该本原码字生成多项式的阶数可以取大于12的整数)得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于一帧时隙数目的码字，并采用计算机模拟的方法从上述码字中选取出若干个具有良好自相关特性的码字。然后将这若干个码字分别放在每个时隙的第i(i的取值为1到M的整数，其中M为一个时隙的码元数目)个码元位置上。作帧同步验证时，采用下述方法进行帧同步验证：在接收到一帧的导频码元后，抽取每个时隙的第i(i的取值为1到M的整数，其中M为一个时隙的码元数目)个码元组成长度为一帧的时隙数目的码字，然后与本地存储的码字作相关，并对相关值求和，如果相关值大于门限，则认为达到了帧同步。
图4为本发明采用的用于帧同步证实的导频图案的码字生成示意图，阴影部分可以用来作帧同步证实。例如，导频图案的生成是：
先根据本原码字生成多项式(该本原码宇生成多项式的阶数可以取大于12的整数)得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于15码字，并采用计算机模拟的方法从上述码字中选取出8个具有良好自相关特性的码字。然后将这8个码字分别放在每个时隙的第i(i的取值为1到15的整数)个码元位置上。如CI放在每个时隙的第3个码元位置上，如C2放在每个时隙的4个码元位置，…c8放在每个时隙的16个码元位置)，见图4的阴影部分，除了这些码元以外的其他码元为1，见图4的非阴影部分。作帧同步证实时，其方式为：在一帧的15个时隙内，抽取每个时隙的第3个码元组成长度为15的码字CI’，同样，抽取每个时隙的第4个码元组成长度为15的码字C2’，…，抽取每个时隙的第16个码元组成长度为15的码字C8’。我们一共可8个这样的码字，本地接收机将存储这8个码字，作帧同步证实时，将本地存储的8个码字与接收得到的8个码字作相关，得到8个相关值，对得到的8个相关值求和，如果和值大于门限，则认为达到了帧同步。
当采用导频图案作为帧的同步证实时，导频图案以一帧为周期进行重复。所述的导频图案以帧为周期进行重复时，导频图案的组成方式之二为：
先根据本原码字生成多项式(该本原码字生成多项式的阶数可以取大于12整数)得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于270(一帧码元数目的码字)，并采用计算机模拟的方法从上述码字中选取出一个具有良好自相关特性的码字。然后将这个码字按顺序放在一帧的每个时隙的每个码元位置上。作帧同步验证时，采用下述方法进行帧同步验证：在接收到一帧的导频码元后组成的码字后，将该码字与本地存储的长度为270的码字作相关，如果相关值大于门限，则认为达到了帧同步。
当采用导频图案作为时隙的同步证实时，导频图案以时隙为周期进行重复所述的导频图案以时隙为周期进行重复时，其组成方式为：先根据本原码字生成多项式(该本原码字生成多项式的阶数可以取大于12的整数)得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于18(一个时隙码元数目的码字)，并采用计算机模拟的方法从上述码字中选取出一个具有良好自相关特性的码字。然后将该码字放在一个时隙上每个码元位置上。作时隙同步验证时，将接收到一个时隙的导频码元组成的码字与本地存储的码字作相关，如果相关值大于门限，则认为达到了时隙同步。
这样，识别出扰码后，通过解公共导频信道(CPICH)上的信息，可以进二步证实是否达到了时隙同步或帧同步。
本发明提出的上述新的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，在每个时隙开始的T时段不发射信号，从而减低对同步信道的干扰。而且，采用非全1的导频码字作为导频码元，并以一帧为周期进行重复、或以一时隙为周期进行重复，从而进行帧同步或时隙同步的证实。
Claims (10)
1.码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，以帧为单位进行，每帧分为若干个时隙，其特征在于，所述的导频码元采用导频图案，该导频图案为非全1的导频码字，以帧或时隙为周期重复，进行帧或时隙同步的证实；所述的导频码元在每个时隙开始的T时段不发送，以减少对同步信道的干扰。
2.根据权利要求1所述的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其特征在于，所述的导频图案以帧为周期进行重复时，导频图案的生成方式为：先根据本原码字生成多项式得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于一帧时隙数目的码字，并从上述码字中选取出若干个具有良好自相关特性的码字，然后将这若干个码字分别放在每个时隙的第i个码元位置上。
3.根据权利要求2所述的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其特征在于，所述的每个时隙的第i个码元位置中i的取值为1到M的整数，其中M为一个时隙的码元数目。
4.根据权利要求1所述的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其特征在于，所述的导频图案以帧为周期进行重复时，导频图案的生成方式为：先根据本原码字生成多项式得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于一帧码元数目的码子，并从上述码字中选取出一个具有良好自相关特性的码字，然后将这个码字按顺序放在一帧的每个时隙的每个码元位置上。
5.根据权利要求1所述的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其特征在于，所述的导频图案以时隙为周期进行重复时，其生成方式为：先根据本原码字生成多项式得到线性反馈移位寄存器的结构，再设置线性反馈移位寄存器的初始状态，再从线性反馈移位寄存器的输出端截取长度等于一个时隙码元数目的码字，并从上述码字中选取出一个具有良好自相关特性的码字，然后将该码字放在一个时隙上每个码元位置上。
6.根据权利要求1所述的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其特征在于，所述的每个时隙开始的T时段不发送导频码元是指：在同步信道每个时隙开始的T时段发送数据的时候公共导频信道为空。
7.根据权利要求1所述的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其特征在于，所述的每个时隙开始的T时段不发送的导频码元的个数为N个，其中N为偶数。
8.根据权利要求1或2所述的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其特征在于，所述的导频图案以帧为周期进行重复时，采用下述方法进行帧同步验证：在接收到一帧的导频码元后，抽取每个时隙的第i个码元组成长度为一帧的时隙数目的码字，然后与本地存储的码字作相关，并对相关值求和，如果相关值大于门限，则认为达到了帧同步；其中：i的取值为1到M的整数，M为一个时隙的码元数目。
9.根据权利要求1或4所述的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其特征在于，所述的导频图案以帧为周期进行重复时，采用下述方法进行帧同步验证：在接收到一帧的导频码元后组成的码字后，将该码字与本地存储的码字作相关，如果相关值大于门限，则认为达到了帧同步。
10.根据权利要求1或5所述的码分多址系统中公共导频码元的生成和发送方法，其特征在于，所述的导频图案以时隙为周期进行重复时，采用下述方法进行时隙同步验证：在接收到一个时隙的导频码元组成的码字后，将该码字与本地存储的码字作相关，如果相关值大于门限，则认为达到了时隙同步。
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