CN1145399C - 码分多址连接方式移动通信系统 - Google Patents

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Abstract

在应用码分多址连接方式(CDMA方式)的移动通信系统中，利用长码掩蔽符号进行扩展符号的检测及帧/时隙定时的检测(小区搜索)，长码掩蔽符号(CSC 132、GISC 133)的扩展比设定为较其他通常的符号的扩展比为低的值。因此，就可以减小移动终端的电路的规模和耗能，并且可以执行高速的小区搜索。

Description

码分多址连接方式移动通信系统
技术领域
本发明涉及码分多址连接(CDMA)方式的移动通信系统，特别涉及导频信道中使用长码掩蔽符号(搜索代码)的小区搜索方法。
背景技术
在CDMA方式的移动通信系统中，在移动终端开始通信之际，或移动终端从现在正在通信的1个基站地区(小区)移动(越区切换)到相邻的小区之际，必须检测基站(在越区切换的场合为相邻基站)所使用的扩展码及检测帧/时隙定时。这种处理称为小区搜索。
作为现有的小区搜索方法的例子，在IEICE技术报告DSP96-116，SAT96-111，RCS96-122(1997-01)中揭示了一种只是时隙末尾的一个符号，不是通常的长码·短码，并称为长码掩蔽符号(搜索代码)的特殊短码的扩展方法。
下面对使用这种长码掩蔽符号的小区搜索方法予以说明。
小区搜索使用如图1所示的导频信道。所谓导频信道是通知由基站测定的反向链路功率值及系统帧号的控制信道。另外，此导频信道通过以确定的发送功率发送信号。由于导频信道的控制信号也可用作基站和移动终端之间进行同步的基准信号，也可执行如下的扩展。导频信道可被多路复用为第一导频信道和第二导频信道。第一导频信道106的长码掩蔽符号区间101(搜索代码的位置)映射为CSC(公共短码)104即第一搜索代码，而第二导频信道107的长码掩蔽符号位置101映射为GISC(组识别短码)105即第二搜索代码。在数据符号区间102(也就是说，该区间102指1个间隙区间中除去长码掩蔽符号区间(搜索代码)的区间)中，利用长码及短码103来扩展传输给移动终端的控制信号。
长码是分配给基站的固有的长周期扩展符号，短码是分配给该基站处于通信中的各信道(包含控制信道和传输信道)的短周期扩展符号。由于长码包含长度符号长的多种码，其时间同步容易，可分类为多个组。GISC是对应长码的分类而设置的短周期符号。在移动终端同步捕捉导频信道的场合，通过检测GISC将长码缩小到一定范围即通过限定被使用的可能的某长码的候补，可以减轻该基站所使用的长码的检测负荷即减轻长码检测处理中所必须的时间、电路、功率等负荷。另外，CSC是在移动通信系统中固有地设定的短周期扩展符号。
利用这一导频信道的基站所使用的长码检测处理及检测帧/时隙定时的方法如下。(1)移动终端利用CSC对导频信道进行解扩展并根据相关值的大小检测时隙定时。(2)对应于检测的时隙定时，对所有的GISC执行解扩展，并根据相关值的大小检测GISC。(3)利用属于与GISC对应的组的所有的长码执行解扩展，并根据相关值的大小检测长码。
图2示出现有的导频信道的格式及传输功率。导频信道的符号率，因为在也包含长码掩蔽符号的整个区间内为16kps(扩展比：256)，是固定的。另外，该传输功率，通过在第二导频信道传输的长码掩蔽符号区间中，按照第二导频信道的传输功率大小P2降低第一导频信道传输功率P1，使多路复用后的导频信道的传输功率固定。
在以与数字符号区间相同的符号率在长码掩蔽符号区间中执行扩展处理的现有方式中，在小区搜索的第一阶段(时隙定时检测)中，最需要时间。为使定时检测在短时间内执行，大多采用可以一次得到多个定时的相关结果的匹配滤波器(MF)。
图13示出在通过使用64抽头的MF，对扩展比为256的导频信道进行解扩展来执行小区搜索的场合，小区搜索的各阶段需要的所需时间。最需要时间的是时隙定时检测1301。为使小区搜索高速化，必须解决的问题是要缩短定时检测所需要的时间。在使用MF执行定时检测中，利用多个时隙的CSC将1个符号(256码片)区间的所有定时的相关值累加并以尽可能高的精度检测时隙定时。比如，对48个时隙大小的CSC得到的相关值执行累加。在图13中，在定时检测的1个周期1301中可对和MF的抽头数相同的64码片大小的定时得到累加值。
如使用64抽头的MF，存在为得到所有的定时的相关值必须切换系数模式，检测定时所需要时间比小区搜索所用的时间更要花费时间的问题。与此相对，如使用256抽头的MF，就可以在将MF设定为1个符号分量的系数的不变的情况下执行接收信号的解扩展，由于不需要系数模式的切换，就可以高速度地得到所有定时的相关，但MF电路的规模和耗能都会非常之大。
为了能在抑制电路规模及耗能的同时执行高速小区搜索，要使长码掩蔽符号的扩展比比较导频信道的其他部分的扩展比为小。
特别是要决定对应于移动终端所使用的一般的MF的抽头数的符合率。比如，在掩蔽符号的扩展比为64的场合，采用64段的MF执行定时检测。在此场合，为使符号长度和MF的抽头数一致，可以在把MF设定为1个符号分量的系数这种不变的情况下执行接收信号的解扩展，并执行64码片区间所有定时的搜索。这样，就可以不加大电路的规模和耗能而执行高速小区搜索。
发明内容
本发明提供一种码分多址连接方式移动通信系统的时隙定时的检测方法，在该通信系统中，基站利用导频信道发送将1个时隙的第一区间利用分配给上述基站的长周期符号扩展、将第二区间利用规定的短周期符号扩展的控制信号，移动终端利用上述规定的短周期符号将上述控制信号解扩展，利用由解扩展的结果所得到的相关值检测时隙定时，其特征在于：上述规定的短周期符号的扩展比设定为比扩展上述第一区间的长周期符号及短周期符号的扩展比更低的值。
本发明提供一种码分多址连接方式移动通信系统的小区搜索方法，在该通信系统中，基站利用导频信道发送将其1个时隙的第一区间利用分配给上述基站的长周期符号扩展，将第二区间利用第一短周期符号(CSC)和第二短周期符号(GISC)扩展而获得，移动终端对上述控制信号利用上述第一短周期符号(CSC)解扩展，利用由解扩展的结果所得到的相关值检测时隙定时，其特征在于：上述第一短周期符号具有比上述长周期符号的扩展比低的扩展比，上述第二短周期符号具有与上述长周期符号的扩展比相等，或者比上述长周期符号的扩展比低的扩展比。
本发明提供一种码分多址连接方式移动通信系统的移动终端，包括：将利用天线接收的载波频率的接收信号变换为基带带域的接收信号的RF单元和接收上述基带带域的接收信号的输入，将上述接收信号解扩展而输出相关值的匹配滤波器，并且在上述接收信号中包含1个时隙的第一区间由分配给上述基站的长周期符号扩展，第二区间由第一短周期符号(CSC)和第二短周期符号(GISC)扩展的控制信号，其特征在于：上述第一短周期符号具有比上述长周期符号的扩展比低的扩展比，上述第二短周期符号具有与上述长周期符号的扩展比相等，或者比上述长周期符号的扩展比低的扩展比。
本发明提供一种码分多址连接方式移动通信系统的移动终端，包括：将利用天线接收的载波频率的接收信号变换为基带频带的接收信号的RF单元和接收上述基带频带的接收信号的输入，将上述接收信号解扩展而输出相关值的匹配滤波器，并且在上述接收信号中包含将1个时隙的第一区间由分配给上述基站的长周期符号扩展，第二区间利用规定的短周期符号扩展的控制信号，其特征在于：上述匹配滤波器的抽头数较上述控制信号的上述长周期符号的扩展比为小。
本发明提供一种移动通信系统，采用码分多址连接方式，具有移动终端及多个基站，移动终端具有进行帧/时隙定时的检测的定时同步单元及进行扩展符号的检测的符号检测单元，该多个基站发送用于进行帧/时隙定时的检测用的长码掩蔽符号，当移动终端从一个基站区域移动到其它的基站区域时，利用长码掩蔽符号，检测相邻基站使用的扩展符号及帧/时隙定时，其特征在于，将长码掩蔽符号的扩展比设定为比其它通常的符号的扩展比低的值。
本发明提供一种控制信号发送方法，在基站发送在导频信道的1个时隙区间中的数据符号区间用长码及短码扩展的控制信号，其特征在于，将在上述1时隙区间的长码屏蔽符号区间中对应于长码的分类而设计的短周期符号进行循环后得到的符号进行发送。
本发明的这一目的以及其他目的、特征、优点可通过参照附图对优选实施例进行的详细说明而更清楚。
附图说明
图1为示出导频信道的信道格式的示图。
图2为示出现有方式的导频信道格式及传输功率的示图。
图3为示出第一实施形态的导频信道格式及传输功率的示图。
图4为示出第二实施形态的导频信道格式及传输功率的示图。
图5为示出第3实施形态的导频信道格式及传输功率的示图。
图6为示出第4实施形态的导频信道格式及传输功率的示图。
图7为示出缩短搜索时间和减小路规模·传输功率的示图。
图8为移动终端的构成图。
图9为示出移动终端的小区搜索定时检测单元的构成例的示图。
图10为示出移动终端的小区搜索GISC检测单元的构成例的示图。
图11为示出移动终端的第一长码检测单元的构成例的示图。
图12为示出移动终端的第二长码检测单元的构成例的示图。
图13为示出小区搜索的各个阶段必需的所需时间的示图。
具体实施方式
首先，利用图8说明涉及本发明的CDMA方式的移动通信系统所使用的移动终端的构成。利用天线接收的载波频率的接收信号在RF单元801中降低频率，通过RF接口单元802将基带带域的接收信号输入到小区搜索单元805及接收单元804。小区搜索单元805执行上述的小区搜索。接收单元804执行导频信道以外的物理信道的时间同步、解扩展及纠错等。译码后的传输信号通过用户接口单元807输出供以后处理。另外，发送给基站的发送信号通过用户接口单元807输入到发送单元803。发送单元803执行发送信号的编码和扩展。控制单元806利用DSP(数字信号处理器)执行各单元的初始值的设定及定时管理。
在图9～12中示出搜索单元各块的构成例。图9示出定时检测单元810的构成。在定时检测单元，由于必须取得1个符号的定时的相关值，所以采用可以一次得到多个定时的相关结果的MF901。采用由CSC编码器902所生成的CSC作为MF901的系数。累加器903对多个时隙将由MF输出的相关值累加。最大值判断单元904检测累加所得的相关值最大的定时作为时隙定时。
图10示出GISC检测单元811、图11示出第一长码检测单元、图12示出第二长码检测单元的构成例的示图。长码检测单元812包含第一长码检测单元和第二长码检测单元。这些电路，由于利用定时检测单元已经了解帧/时隙定时，通过将利用检测出的第一定时执行解扩展的相关器1001并联就可进行高效处理。
GISC检测单元811(图10)将长码掩蔽符号的接收信号存储于RAM1002，利用DSP对GISC编码器1003顺次指定GISC，求出每个码片的相关，利用累加器1004求出1个符号的相关值。这些处理，通过适当的并行处理，可进行高速处理。从求出的相关值中选择出最高的就可检测GISC。
第一长码检测单元(图11)大约对10个符号算出相关值而从那些属于与检测的GISC对应的分类的长码中检测基站所使用的长码。利用DSP顺次指定长码编码器1102生成的长码与短码编码器1103生成的导频信道的短码相乘，利用相关器1001求出每个定时的相关值，利用累加器1101求出10个符号量的相关值。此处理是累加的长码的并行处理，根据大约10个符号的相关值的累加结果可定出确切的长码。
第二长码检测单元(图12)通过对由第一长码检测单元定出的长码经过1帧区间执行和第一长码检测单元同样的处理，在得到规定的累加值的场合，小区搜索就结束。
下面只对在执行利用长码掩蔽符号的小区搜索方法的CDMA通信系统中，以通常以16ksps(扩展比256)发送的导频信道的长码掩蔽符号部分变为扩展比64为例进行说明。
不仅是扩展比64，扩展比为256以下时也可得到同样的效果。
图3示出作为第一实施形态，与导频信道的其它符号相比CSC及GISC的扩展比一起减小(示例中为64)并在不同的定时插入的场合下的信道格式及发送功率。为了不对其它通常的符号部分产生影响，长码掩蔽符号区间131与现在的情况一样设为256个码片。CSC及GISC在将掩蔽符号区间以每个为64码片进行分割而成的4个位置(133、134、135、136)之中插入哪一个区间都可以。由于GISC的符号长度变短，在GISC的数目对于应分配的长码的分类数而言不足的场合，也可以采取根据插入到4个插入位置的何处而区分长码识别组的方法。在掩蔽符号区间使CSC和GISC以外的区间无信号。
因为如果符号长度缩短累加的次数减少，要得到相同的接收灵敏度就必须增加发送功率。然而，由于导频信道常时一直以固定的功率发送，并且长码掩蔽符号部分作为正交性差的干扰功率容易对其他信道产生影响，所以发送功率最好是控制为尽可能低。于是，在本实施形态中CSC和GISC不进行多路复用，将长码掩蔽符号部分进行时间分割而发送CSC和GISC。此时，即使将扩展比定为1/4，CSC的发送功率P3可以获得当功率等于现有技术的发送功率的2倍时可以获得的同样的接收灵敏度。GISC的发送功率P4也一样。
图4示出作为第二实施形态，与导频信道的其它符号相比，CSC及GISC的扩展比充分地小(示例中为16)时多路复用发送场合的信道格式及发送功率。CSC的发送功率P5和GISC的发送功率P6必须相应于扩展比而加大。如导频信道以外的符号率快，则由于导频信道的功率加大而受影响的符号数增多。在此种场合，如本实施形态中，利用将CSC和GISC多路复用而使发送功率增大的区间缩短，虽然导频信道对其他信道的影响增加，当通过将受到影响的符号区间缩短，也可减轻整体所受到的影响。
图5示出作为第3实施形态，与导频信道的其它符号相比，CSC及GISC的扩展比一起减小(示例中为64)，并且GISC多次(示例中为3次)反复的场合的信道格式及发送功率。通过GISC反复发送n次，可增加累积次数，可以照着那样使1次的GISC的发送功率P8成为CSC的发送功率P7的1/n。这样就可以降低对其他信道的影响。
图6示出作为第4实施形态，CSC的扩展比较之GISC的扩展比为小的场合(示例中CSC的扩展比为64，GISC的扩展比为256)的信道格式及发送功率。在前述的小区搜索的3个阶段中，由于GISC的检测仅仅由CSC指定定时进行解扩展就可以了，所以大多不是采用MF而是使用相关器(比如图10)。因此，如本实施形态中，通过减小影响MF抽头数的CSC的扩展比，而由于GISC扩展比可降低发送功率将其加大为比前者更大，就可以在降低对其他信道干扰的同时达到高速化。
图7示出在改变长码掩蔽符号的扩展比和所使用的MF的抽头数时小区搜索的各个阶段的所需时间。
这样，通过减小长码掩蔽符号的扩展比，就可以比现有方法缩短检测定时所需要的时间，并且可以由于减少MF的抽头数而削减电路的规模和耗能。
本发明的公开是联系优选实施例进行的，本领域技术人员根据所公开的内容可能对此实施例进行各种改变。在本发明的精神实质及范围内的各种变形例多包含在所有权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种码分多址连接方式移动通信系统的时隙定时的检测方法，在该移动通信系统中，
基站利用导频信道发送将一个时隙的第一区间利用分配给上述基站的长周期符号扩展、将第二区间利用规定的短周期符号扩展而得到的控制信号，
移动终端利用上述规定的短周期符号将上述控制信号解扩展，利用由解扩展的结果所得到的相关值检测时隙定时，
其特征在于：上述规定的短周期符号的扩展比设定为比扩展上述第一区间的长周期符号的扩展比更低的值。
2.权利要求1中所述的时隙定时的检测方法，其特征在于基站使上述第二区间的发送功率较上述第一区间的发送功率为大。
3.权利要求1中所述的时隙定时的检测方法，其特征在于上述第二区间是利用移动通信系统所包含的基站的公共第一短周期符号和对应于扩展上述第一区间的长周期符号的分类的第二短周期符号进行扩展。
4.权利要求3中所述的时隙定时的检测方法，其特征在于上述第一短周期符号的扩展比设定为较上述第二短周期符号的扩展比为低的值。
5.权利要求3中所述的时隙定时的检测方法，其特征在于将上述第二区间时分割为多个部分区间，将第一部分区间用上述第一短周期符号扩展，将第二部分区间用上述第二短周期符号扩展。
6.权利要求5中所述的时隙定时的检测方法，其特征在于利用上述第二短周期符号及扩展上述第二短周期符号的部分区间的位置定出扩展上述第一区间的长周期符号的分类。
7.一种码分多址连接方式移动通信系统的小区搜索方法，在该移动通信系统中，
基站利用导频信道发送将一个时隙的第一区间利用分配给上述基站的长周期符号扩展、将第二区间利用第一短周期符号和第二短周期符号扩展而获得的控制信号，
移动终端对上述控制信号利用上述第一短周期符号解扩展，利用由解扩展的结果所得到的相关值检测时隙定时，
其特征在于：
上述第一短周期符号具有比上述长周期符号的扩展比低的扩展比，
上述第二短周期符号具有与上述长周期符号的扩展比相等，或者比上述长周期符号的扩展比低的扩展比。
8.权利要求7中所述的小区搜索方法，其特征在于
上述第一短周期符号是移动通信系统所包含的基站的公共短周期符号，上述第二短周期符号是由对应于扩展上述第一区间的长周期符号的分类的多个短周期符号构成，
移动终端在上述检测的时隙定时，利用第二短周期符号的分类的长周期符号将上述控制信号解扩展，利用由解扩展的结果特定扩展上述第一区间的长周期符号。
9.一种在码分多址连接方式移动通信系统中使用的移动终端，包括：
将利用天线接收的载波频率的接收信号变换为基带带域的接收信号的RF单元，和
接收上述基带带域的接收信号的输入，将上述接收信号解扩展而输出相关值的匹配滤波器，并且
在上述接收信号中包含将一个时隙的第一区间由分配给上述基站的长周期符号扩展、第二区间由第一短周期符号和第二短周期符号扩展所得到的控制信号，
上述匹配滤波器，用上述第一短周期符号，将上述控制信号解扩展，
其特征在于：
上述第一短周期符号具有比上述长周期符号的扩展比低的扩展比，
上述第二短周期符号具有与上述长周期符号的扩展比相等、或者比上述长周期符号的扩展比低的扩展比。
10.权利要求9中所述的移动终端，其特征在于：
上述第一短周期符号是移动通信系统所包含的基站的公共短周期符号，上述第二短周期符号是由对应于扩展上述第一区间的长周期符号的分类的多个短周期符号构成。
11.一种在码分多址连接方式移动通信系统中使用的移动终端，包括：
移动终端及多个基站，移动终端具有进行帧/时隙定时的检测的定时同步单元及进行扩展符号的检测的符号检测单元，该多个基站发送用于进行帧/时隙定时的检测用的长码掩蔽符号，
将利用天线接收的载波频率的接收信号变换为基带频带的接收信号的RF单元，和
接收上述基带频带的接收信号的输入，将上述接收信号解扩展而输出相关值的匹配滤波器，并且
在上述接收信号中包含将一个时隙的第一区间由分配给上述基站的长周期符号扩展、第二区间利用规定的短周期符号扩展而得到的控制信号，
其特征在于：上述匹配滤波器的抽头数较上述控制信号的上述长周期符号的扩展比为小。
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