CN1118963C - 用于分配扩频码的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在DS-CDMA通信系统中用于分配扩频码给具有可变比特速率的前向链路连接的方法。从第一正交码集(S1)分配第一数目的代码(x)给第一连接。分配第二数目的代码(y)给第二连接。从第一正交码集(S1)中取第二数目代码(y)的第一部分(y-k1)。从与第一码集(S1)非正交的第二正交码集(S2)中取第二数目代码(y)的第二部分(k1)。

Description

用于分配扩频码的方法
                    发明技术领域
本发明涉及用于把扩频码分配给DS-CDMA前向链路连接的方法。
                    相关技术描述
CDMA(码分多址)是无线通信系统中熟知的用于多址接入的方法。CDMA方法使用扩频技术，其中多个用户同时占用相同的频带以作为它们的射频信道。
在作为CDMA技术的一个特定的类型的DS-CDMA(直接序列-CDMA)系统中，每个用户被分配以特定的扩频码，通过该扩频码，可以把该用户与系统的其它用户区分开。扩频码的另一个名称是扩频序列或扩频码序列。
在发射机中，射频信号中所发送的信息由特定的扩频码进行编码(扩频)。在接收端，被编码的信息通过与相同的特定扩频码再次进行相关或通过在匹配滤波器中过滤所接收的信息而被译码(去扩频)。
具有与符号时间间隔相同的长度的扩频码被称为短扩频码。
正交码是那些在零时间偏移时的互相关值为零的代码。正交代码使用将减小在小区内的干扰，即在同一个小区中来自其它的前向链路信号的干扰。通常由于时间扩散将部分地破坏在用正交码编码的信号之间的正交性，因而小区内干扰将不能完全地被消除。
通常，一组正交码确实只包含有限数目的代码，其中代码数目总是小于或等于代码的长度。
因此，由于只有有限数目的正交扩频码可供使用，所以必须使用接近正交的或非正交的扩频码，以便增加同时工作的用户的数目或提高系统的比特速率。
在DS-CDMA前向链路(从基站到无线单元的传输)中，常常使用正交扩频码来区分开不同的射频信道。
当通过射频信道的连接使用一个以上的扩频码时，就称为使用了所谓的多码传输。
对于可变比特速率的连接(即在呼叫持续时间期间比特速率发生改变的连接)，实际上由每个连接使用的扩频码的数目将随时间以及在不同的连接之间发生改变。高的比特速率比起较低的比特速率使用更多的扩频码。
在卫星通信系统中分配扩频码给可变比特速率的连接的方案的一个例子是静态分配。
静态分配是指，每个连接在呼叫建立时被分配以所需要的那样多的扩频码，以便能够以所请求的最大的比特速率进行发送。
这意味着，少量的具有可变比特速率的连接可能指派所有可供使用的扩频码，即使它们并不必同时地使用所有这些扩频码。
分配扩频码给一个连接的方案的另一个例子是动态分配。
动态分配是指，所有的连接共享一个共同的扩频码库，这些扩频码由基站按照每个连接的瞬时需要连续地进行重新分配。
每当在一个连接中的比特速率要增加时，基站必须通知无线单元要接收哪个新的扩频码。这在基站与无线单元之间的通信中将需要很大的额外开销。
美国专利US 5 533 013描述了在组合的CDMA/TDMA或TDMA/CDMA通信系统中用于分配完全的正交扩频码和射频信道的方法和系统。所述的方法包括分配从一个完全的正交扩频码集选择的正交扩频码的步骤。所述系统包括用于分配从完全的正交扩频码的至少一个码集选择的正交扩频码的装置。如果有一个以上的码集，则这样地选择完全的正交扩频码的码集，以使得它们互相之间完全正交。
美国专利US 5 452 328描述了在多节点通信网络中用于分配二进制扩频码序列的不相交的集给不同的节点的方法。
网络中的每个节点被分配以从“接近正交的”二进制序列族中被选择的扩频序列。该专利也描述了用于通过组合第一和第二多级移位寄存器而产生所述序列族的设备和方法。
正如将在这里看到的，在这些专利中所揭示的每个方法具有与本发明的方法不同的结构。
所谓的无线单元包括打算用于无线通信的所有的便携式和非便携式设备，诸如移动电话、寻呼机、电传机、电子笔记本和通信器。这些设备可被使用在任何类型的无线通信系统中，例如蜂窝网、卫星或小型局域网。
                    发明概要
本发明解决有关在只有有限数目的正交扩频码可供使用的DS-CDMA通信系统中如何把特定的扩频码分配给前向链路连接的问题。
当该系统对于可变的比特速率连接使用静态分配时，出现了一个问题。即使实际上只有少量的扩频码被同时使用，该系统也可能用尽扩频码。每个连接分配了对于最大的比特速率所需要的扩频码量，而不管是否只在短时间内需要最大的比特速率。
当该系统对于可变的比特速率连接使用动态分配时，出现另一个问题。在基站与无线单元之间的通信中需要很大的额外开销，以便通知无线单元：在每次比特速率增加时要接收哪些新的扩频码。
从上述内容看来，本发明的一个主要目的是在具有可变比特速率连接的DS-CDMA通信系统中提供用于分配扩频码给无线单元的方法和装置。
本发明的另一个目的是提供不受在DS-CDMA通信系统中可供使用的正交扩频码数量限制的大量的可供使用的扩频码。
本发明的再一个目的是在DS-CDMA系统中避免在呼叫期间重新分配扩频码。
按照本发明的第一方面，只要在第一正交扩频码集内有可供使用的扩频码，就从该第一码集分配扩频码给前向链路连接。当第一码集内的所有的扩频码被分配时，与第一码集内的扩频码非正交的第二正交码集被加以使用，从该第二码集分配扩频码给前向链路连接。当适用时，可使用两个以上的扩频码集。
按照本发明的第二方面，被分配给前向链路连接的扩频码是从两个不同的码集被分配的。第一组扩频码是从第一码集分配的，以及第二组扩频码是从第二码集分配的。当适用时，可使用两个以上的扩频码集。
本发明包括用于分配扩频码给可变比特速率前向链路连接的方法。该方法包括从第一正交扩频码集分配扩频码的步骤。该方法也包括从与第一码集内的扩频码非正交的第二正交扩频码集分配扩频码的步骤。
按照本发明的第一方面，首先从第一扩频码集分配扩频码。当第一码集内的所有扩频码都已被分配时，然后从第二码集分配扩频码。码集数可以扩大到多于两个码集。
按照本发明的第二方面，扩频码是从两个不同的码集被分配的。
第一组扩频码是从第一码集分配的，以及第二组扩频码是从第二码集分配的。第一组扩频码包括最经常地被使用的那些代码。第二组包括其余的代码。可以使用两个以上的码集。
本发明的一个优点是，同时分配的扩频码数目并不受码集尺寸的硬性限制。
另一个优点是，在呼叫建立时每个连接被分配以多个扩频码。不需要再进行扩频码的重新分配。
                        附图简述
当结合附图参照以下的说明时，将容易地明白本发明的以上提到的这些目的和其它特性。
图1显示了DS-CDMA通信系统中的一个基站和四个无线单元。
图2显示了按照本发明的一个码集的例子。
图3是显示按照本发明的方法的第一实施例的流程图的第一部分。
图4是图3中的流程图的第二部分。
图5显示了按照图3和4中的第一实施例的带有分配的扩频码的一个码集。
图6a是显示按照本发明的方法的第二实施例的流程图的第一部分。
图6b是图6a中的流程图的第二部分。
图7显示了四组扩频码。
图8显示了按照图6a-b中的第二实施例的带有分配的扩频码的一个码集。
                    实施例的详细说明
本发明涉及DS-CDMA通信系统中用于分配扩频码给前向链路连接的方法。前向链路连接是无线连接，其中在呼叫持续时间期间比特速率可以进行改变(可变比特速率)。
在呼叫建立时和例如在越区切换时以及在附加业务建立期间，可以分配扩频码。
图1显示了在DS-CDMA通信系统中的基站B和四个无线单元U1-U4。每个无线单元U1-U4具有在基站B和各个单元U1-U4之间的、可变比特速率的前向链路连接C1-C4。
当要在基站B和无线单元U1之间建立第一前向链路连接C1时，特定的数目的扩频码由基站B或由通信系统的某些其它部分分配给第一前向链路连接Cl。被分配给这个前向链路连接C1的扩频码不能被分配给同一个小区内的新的前向链路连接C2-C4，只要第一前向链路连接C1是接通的。
被分配给每个连接的扩频码的数目是由想要的比特速率按照以下条件确定的：
具有高的比特速率的连接比起具有低的比特速率的连接需要更多的扩频码。
具有多码传输的连接并行地使用几个代码，以便提高比特速率。
图2显示了按照本发明的码集S1-Sn的一个码集20的例子。第一码集S1包括多个正交扩频码m1。
第二码集S2包括多个正交扩频码m2。这些扩频码是互相正交的，但与第一码集S1内的扩频码是非正交的。
第三码集S3也包括多个正交扩频码m3。这些扩频码是互相正交的，但与第一和第二码集S1和S2内的扩频码是非正交的。扩频码的码集数目n可以大于3。
图3和4显示了按照本发明的方法的第一实施例的流程图，其中相应于所请求的比特速率的多个扩频码被分配给可变的比特速率前向链路连接C1。
在步骤31a，确定在前向链路连接C1上在基站B与无线单元U1之间以所请求的比特速率传输所需要的扩频码数目。
在步骤31b，确定在所有可供使用的码集内可供使用的(未分配的)扩频码数目。如果可供使用的扩频码比起所需要的扩频码少，则该方法结束，否则，继续进行到步骤32。
在步骤32，确定在选择的第一正交扩频码集S1内可供使用的(未分配的)扩频码数目。如果在第一扩频码集S1内没有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤35。如果在第一扩频码集S1内有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤33。
在步骤33，不超过前向链路连接C1所需要的扩频码数目的多个扩频码从第一扩频码集S1被分配给前向链路连接C1。
在步骤34，把所需要的扩频码数目与从第一扩频码集S1分配的扩频码数目进行比较。如果所需要的扩频码数目等于从第一扩频码集S1分配的扩频码数目，则该方法结束，否则，继续进行到步骤35。
在步骤35，确定在选择的第二正交扩频码集S2内可供使用的扩频码数目。如果在第二扩频码集S2内没有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤38。如果在第二扩频码集S2内有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤36。
在步骤36，不超过前向链路连接C1所需要的扩频码数目的多个扩频码被分配给前向链路连接C1。
在步骤37，把所需要的扩频码数目与分别从第一和第二扩频码集S1、S2分配的扩频码数目进行比较。如果所需要的扩频码数目等于分别从第一和第二扩频码集S1、S2分配的扩频码数目，则该方法结束，否则，继续进行到步骤38。
在步骤38，如图4所示，确定码集的数目。如果码集数目是3，则该方法继续进行到步骤39，否则该方法结束。
在步骤39，确定在选择的第三正交扩频码集S3内可供使用的扩频码数目。如果在第三扩频码集S3内没有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤42。如果在第三扩频码集S3内有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤40。
在步骤40，不超过前向链路连接C1所需要的扩频码数目的多个扩频码从第三扩频码集S3被分配。
在步骤41，把所需要的扩频码数目与分别从第一、第二和第三扩频码集S1、S2和S3分配的扩频码数目进行比较。如果所需要的扩频码数目等于分别从第一、第二和第三扩频码集S1、S2、S3分配的扩频码数目，则该方法结束，否则，继续进行到步骤42。
在步骤42，确定码集的数目。如果码集数目是3，则该方法结束，否则继续进行类似于先前的步骤39-42的步骤。只要有更多的要被分配的扩频码和更多的可供使用的码集S1-Sn。
每当新的前向链路连接要被建立时，重复进行按照图3和4的方法。
图5显示了包括按照第一实施例的扩频码的码集S1-Sn中的一个码集50的图形。在基站B与无线单元U1之间的第一前向链路连接C1已经从第一扩频码集S1中分配了第一数目的扩频码x。第二前向链路连接C2已经分配了第二数目的扩频码y。从第一扩频码集S1中取第二数目的扩频码y的第一部分y-k1，并把它分配给第二前向链路连接C2。第二数目的扩频码y的第一部分y-k1包括至少一个完全的扩频码。从第二扩频码集S2中取第二数目的扩频码y的第二部分k1，并把它分配给第二前向链路连接C2。第二数目的扩频码y的第二部分k1包括至少一个完全的扩频码。在第一扩频码集S1内的非分配的扩频码的数目小于y，以使得在从第二扩频码集S2进行分配的情况下有更多的扩频码。
第三前向链路连接C3已经从第二扩频码集S2中分配了第三数目的扩频码z。
第四前向链路连接C4已经分配了第四数目的扩频码w。从第二扩频码集S2取出第四数目的扩频码w的第一部分w-k2，并把它分配给第四前向链路连接C4。第四数目的扩频码w的第一部分w-k2包括至少一个完全的扩频码。从第三扩频码集S3中取第四数目的扩频码w的第二部分k2，并把它分配给第四前向链路连接C4。第四数目的扩频码w的第二部分k2包括至少一个完全的扩频码。
图6a-b显示了按照本发明的方法的第二实施例的流程图，其中相应于所请求的比特速率的多个扩频码被分配给具有可变的比特速率的前向链路连接Cl。
在步骤61a，确定在前向链路连接C1上在基站B与无线单元U1之间以所请求的比特速率传输所需要的总的扩频码数目。
在步骤61b，确定在所有可供使用的码集内可供使用的(未分配的)扩频码数目。如果可供使用的扩频码比起所需要的总的扩频码数目少，则该方法结束，否则，继续进行到步骤62。
在步骤62，所需要的总的扩频码数目被划分为分别在第一组和第二组x1，x2中。在第一组x1中所需要的扩频码数目相应于在前向链路连接C1上最经常使用的扩频码的数目。在第二组x2中所需要的扩频码数目相应于在前向链路连接C1上不太经常使用的扩频码的数目。第一组x1和第二组x2合在一起包括前向链路连接C1所需要的总的扩频码数目。
在步骤63，确定在选择的第一正交扩频码集S1内可供使用的(未分配的)扩频码数目。如果在第一扩频码集S1内没有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤70，见下面。如果在第一扩频码集S1内有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤64。
在步骤64，不超过对于第一组x1所需要的扩频码数目的多个扩频码将从第一扩频码集S1被分配给第一扩频码组x1。
在步骤65，把第一组x1中所需要的扩频码数目与从第一扩频码集S1分配的扩频码数目进行比较。如果在第一组x1中所需要的扩频码数目等于从第一扩频码集S1分配的扩频码数目，则该方法继续进行到步骤66，以便把扩频码分配给第二组x2，否则，继续进行到步骤70，把更多的扩频码分配给第一组x1。
在步骤66，如图6b所示，确定在选择的第二正交扩频码集S2内可供使用的(未分配的)扩频码数目。如果在第二扩频码集S2内没有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤69。如果在第二扩频码集S2内有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到步骤67。
在步骤67，不超过对于第二组x2所需要的扩频码数目的多个扩频码从第二扩频码集S2被分配给第二组x2。
在步骤68，把第二组x2中所需要的扩频码数目与从第二扩频码集S2分配的扩频码数目进行比较。如果在第二组x2中所需要的扩频码数目等于从第二扩频码集S2分配的扩频码数目，则该方法结束，否则，继续进行到步骤69，把更多的扩频码分配给第二组x2。
在步骤69，确定码集数目。如果码集数目大于2，则该方法继续进行类似于先前的步骤63-69的步骤，否则该方法结束。
在步骤70，确定在选择的第二正交扩频码集S2内可供使用的扩频码数目。
如果在第二扩频码集S2内没有可供使用的扩频码，则该方法继续进行类似于步骤69的步骤，以搜索更多的码集。如果在第二扩频码集S2内有可供使用的扩频码，则该方法继续进行到把扩频码从第二码集S2分配到第一组x1的步骤。
然后，从第三码集S3把扩频码分配到第二组x2。
按照图6a-b的方法继续进行到类似于步骤63-70的步骤，只要有更多的要被分配的扩频码以及更多的可供使用的码集S1-Sn。每次新的具有可变比特速率的前向链路连接要被建立时，重复进行该方法。
图7显示了分别被分配给四个不同的可变比特速率前向链路连接C1-C4的四组扩频码G1、G2、G3、G4的例子。每组G1、G2、G3、G4分别包括在每个连接C1-C4中所需要的总的扩频码数目。在每个连接C1-C4中所需要的总的扩频码数目被划分为分别处在第一和第二扩频码组x1，y1，z1，w1，x2，y2，z2，w2之中，其中每个组x1，y1，z1，w1，x2，y2，z2，w2分别包括完全的扩频码。
图8显示了按照图6中的方法的第二实施例的码集S1-Sn的的一个码集80的图形。在基站B与无线单元U1之间的具有可变比特速率的第一前向链路连接C1(见图1)已经从第一和第二码集S1和S2分配了扩频码。从第一码集S1已经分配了第一组扩频码x1，以及从第二码集S2已经分配了第二组扩频码x2。
在基站B与无线单元U2之间的具有可变比特速率的第二前向链路连接C2(见图1)已经从第一和第二码集S1和S2分配了扩频码。从第一码集S1已经分配了第一组扩频码y1，以及从第二码集S2已经分配了第二组扩频码y2。
在基站B与无线单元U3之间的具有可变比特速率的第三前向链路连接C3(见图1)已经从第一和第二码集S1和S2中分配了扩频码。从第一码集S1中已经分配了第一组扩频码z1，以及从第二码集S2中已经分配了第二组扩频码z2。
在基站B与无线单元U4之间的具有可变比特速率的第四前向链路连接C4(见图1)已经从第一和第二码集S1和S3中分配了扩频码。从第一码集S 1中已经分配了第一组扩频码w1，以及从第三码集S3中已经分配了第二组扩频码w2。在第二码集中没有非分配的扩频码留下，这样，在从第三码集S3分配的情况下有更多的扩频码。
在按照本发明的方法中可以对由短的扩频码编码的信号进行扰码。在前向链路连接中的、由短的扩频码编码的信号是由共同的(长的)伪噪声码(PN码)来扰码的。扰码可使得小区之间的干扰随机化。扰码将不影响一个小区中的信号之间的正交性，因为所有的信号使用相同的PN码。相邻的小区使用不同的PN码。

Claims (7)

1.在具有多个无线单元(U1-U4)的DS-CDMA通信系统中，用于分配扩频码给相应的前向链路连接(C1-C4)的方法，包括以下步骤：
a)从第一正交扩频码集(S1)分配(33)第一数目的扩频码给第一前向链路连接(C1)；
其特征在于另一些步骤：
b)从所述第一扩频码集(S1)分配(33)第二数目的扩频码(y)的第一部分的完全扩频码(y-k1)给第二前向链路连接(C2)；
c)从所述第二正交扩频码集(S2)分配(36)所述第二数目的扩频码(y)的第二部分的完全扩频码(k1)给所述第二前向链路连接(C2)，其中所述第二码集(S2)的至少一个所述扩频码是与所述第一码集(S1)的至少一个所述扩频码非正交的。
2.在具有多个无线单元(U1-U4)的DS-CDMA通信系统中，用于分配多个扩频码给多个前向链路连接(C1-C4)中间的第一个相应的前向链路连接(C1)的方法，其特征在于以下的步骤：
a)从选择的第一正交扩频码集(S1)分配(64)第一组(x1)完全扩频码给所述第一前向链路连接(C1)，
b)从选择的第二正交扩频码集(S2)分配(67)第二组(x2)完全扩频码给所述第一前向链路连接(C1)，其中所述第二码集(S2)的至少一个所述扩频码是与所述第一码集(S1)的至少一个所述扩频码非正交的，以及其中第一组(x1)和第二组(x2)扩频码包括对于所述第一前向链路连接(C1)所需要的所述数目的扩频码。
3.如权利要求2中所要求的方法，其特征在于，按照步骤a)-b)的所述分配(64，67)是指在呼叫建立时把扩频码分配给所述第一前向链路连接(C1)。
4.如权利要求2或3中所要求的方法，其特征在于，对于所述第一前向链路连接(C1)所需要的所述的扩频码数目由所请求的最大比特速率确定。
5.如权利要求2-4中所要求的方法，其特征在于，所述前向链路连接(C1)是可变比特速率的前向链路连接(C1)。
6.如权利要求2-5中所要求的方法，其特征在于，所述DS-CDMA通信系统提供多码传输。
7.在具有多个无线单元(U1-U4)的DS-CDMA通信系统中，用于分配扩频码给相应的前向链路连接(C1-C4)的方法，其特征在于包括以下步骤：
a)从第一正交扩频码集(S1)分配(64)第一组(x1)完全扩频码给第一前向链路连接(C1)；
b)从所述第一正交扩频码集(S1)分配(64)第一组(y1)完全扩频码给第二前向链路连接(C2)；
c)从第二正交扩频码集(S2)分配(67)第二组(x2)完全扩频码给所述第一前向链路连接(C1)，其中所述第二码集(S2)的至少一个所述扩频码是与所述第一码集(S1)的至少一个所述扩频码非正交的，以及其中已分配给所述第一前向链路连接(C1)的所述第一组(x1)和第二组(x2)扩频码包括对于所述第一前向链路连接(C1)所需要的总的数目的扩频码；
d)从所述第二正交扩频码集(S2)分配(67)第二组(y2)完全扩频码给所述第二前向链路连接(C2)，其中已分配给所述第二前向链路连接(C2)的所述第一组(y1)和第二组(y2)扩频码包括对于所述第二前向链路连接(C2)所需要的总的数目的扩频码。
CN98808783A 1997-09-02 1998-08-28 用于分配扩频码的方法 Expired - Fee Related CN1118963C (zh)

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