CN1157858C - 涉及移动电信系统的或移动电信系统中的改进 - Google Patents

Abstract

这里描述了一种混合TDMA/TDD移动电信系统，其中使用扰码和扩展码来减小同时占用一个时隙的用户之间的互相关。将一个包括多个数据信号(50、60、70)的帧划分成多个时隙(52、54、56、62、64、66、72、74、76)，每个时隙用于包括相同扩展码的一个数据信号。每个扩展码从一组扩展码中选择。每个时隙中的每个数据信号还具有与其相关的一个扰码，每个扰码从一组扰码中选择。用于每个数据信号(50、60、70)的扰码被周期地改变，以扩展可以有效地用于令人满意的互相关的一组扰码。

Description

涉及移动电信系统的或移动电信系统中的改进

本发明涉及移动电信系统或移动电信系统中的改进，具体而言是涉及运行于码分多址的这种系统。

UMTS陆地无线接入(UTRA)-时分双工(TDD)系统基于码分多址(CDMA)和混合时分多址(TDMA)和TDD的组合。(UMTS是本领域的技术人员已知的通用移动电信系统的缩写。)

在时分多址(TDMA)中，时间轴被划分成多个时隙，并且用户被允许在这些时隙的特定时隙中传输。另一方面，码分多址(CDMA)使用直接序列扩频(DSSS)，其中一个数据码元在传输之前要被乘以一个长度为N比特的伪随机噪声码。

在UTRA-TDD系统中，正交码被用于提供一个唯一的用户码，即对于运行于该系统中的每个移动终端一个唯一码。在这种特定情况下，每个用户唯一码对应于小区内的一个用户唯一通路。众所周知，这种系统包括多个电信小区，每个小区具有至少一个基站和至少一个移动终端。不过，当这些码未被及时调整时，将出现高的互相关。

用于减小互相关的一种方法是为每个正交用户码乘以另一个唯一码，另外的唯一码对应于一个小区唯一通路。既然这样，所得的码保持其正交性。

不过，当系统从单个小区扩展到多小区系统时，相同的码被用于不同的小区。这可能导致由于这些码之间的互相关而引起的小区间干扰。

因此，本发明的一个目的是提供一种混合系统，它使用TDMA和CDMA，以允许用户通过提供改进的互相关的码分和时分的组合而共享一个射频(RF)载波。

根据本发明的一个方面，提供了一种方法，用于减小码分多址移动电信系统中的互相关，该系统包括多个电信小区，每个小区具有至少一个基站和至少一个移动终端，它利用多个数据帧通信，该方法包括步骤：

将每个帧划分成为多个时隙；

使用用于每个帧中的每个数据信号的一个扩展码，每个扩展码对于与其相关的数据信号是唯一的，并是从一组扩展码中选择的；

使用用于每个数据帧中的每个数据信号的一个扰码，以减小小区间和小区内干扰，每个扰码是从一组扰码中选择的；

其特征在于该方法还包括周期地改变用于每个数据信号的每个时隙的扰码，以有效地扩展可用的一组扰码。

有利地，该方法还包括根据扩展码来设置扰码的长度。

最好是为每个电信小区分配不同的一组扰码。用于每个电信小区的该组扰码可以包括从单一的一组扰码中选择的扰码的排列。可替代地，用于每个电信小区的该组扰码可以包括离散的一组扰码。

码分多址移动电信系统可以包括混合时分双工/时分多址系统。

为了更好地理解本发明，下面举例参考附图来进行讨论，其中：

图1说明根据本发明的码分多址的操作；以及

图2说明扩展码和扰码在具有周期码跳跃的载波上的分配。

图1表示包括码10、20、30的传输的一个帧的一部分。码10包括码k，并具有分别对应于时隙(m-1)、m和(m+1)的三个时隙12、14和16。同样，码20包括码(k+1)，并具有对应于时隙(m-1)、m和(m+1)的三个时隙22、24和26，码30包括码(k+2)，并具有分别对应于时隙(m-1)、m和(m+1)的三个时隙32、34和36。

在一个指定时隙，以下列方式描述已调波形：

周期T_s的第i个数据码元由d_i表示，并且根据所使用的数据调制类型可以采用来自一个有限集合的复数值。例如，如果使用QPSK(四相移相键控)，则d_i采用来自集合[1，j，-1，-j]的值。

扩展码S_n ^(k)(其中n∈[0，N-1])被定义包括周期T_s/N的N个码片，并与时隙中的第k个用户有关。根据所使用的扩展调制的类型，扩展码中的码片通常采用来自一个有限集合的复数值。此外，还定义了与移动终端与其通信的基站相关的所谓的扩展码。

扰码C_n ^(P)包括N个码片，并通常采取来自一个有限集合的复数值。后面将解释索引P的重要性。

来自已调和M个码元的扩展数据块的所发送波形由下式给出：

$s^{\left(k\right)}\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{d}_i^{\left(k\right)}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{c}_n^{\left(P\right)}{s}_n^{\left(k\right)}g(t-n{T}_c)$

其中g(t)是脉冲整形函数。

在蜂窝无线系统中，希望避免对于码分配的需要。这可以通过提供一个大的码集合来达到，以便只有非常远的基站才重用相同的码。在每个小区中的扩展码相同是很常见的。实际上，希望使用一组正交扩展码(其中只有一个数等于扩展因数)。因此，小区差别被留给扰码的使用。通过将一个用户(移动终端)的唯一通路码乘以一个小区唯一通路码来获得扰码。

当使用正交扩展码时，扰码有多个用途。首先，扰码可以避免来自相邻小区传输之间的高的互相关，即它们的使用减小了小区间干扰，其次，扰码可以减小扩展码之间的对于这些码的非零时移的高的互相关，即减小小区内干扰。当时间扩散出现在通信信道上时，后者是重要的。

除非N非常大，否则不可能选择一个大的扰码集合，从而导致扰码和扩展码的乘积的所有对之间的低互相关。因此，扰码P的集合的尺寸必须比扰码序列N的长度小得多。应当指出，扰码是固定的。

为了避免码分配，需要相反的，即扰码集合必须比扰码序列的长度大得多。因此，不可避免地，可以在扰码和扩展码的乘积对之间找到非常高的互相关。这从用户的观点来看是不希望的情况，因为根据分配给用户的扩展码，可以获得非常好的性能，因为与用户小区和相邻小区内使用的其它码的互相关特性是好的，相反因为码选择将会导致非常差的性能。

根据本发明，通过使得扰码在周期基础上每个时隙都改变，可能克服与固定扰码的使用相关的问题。在这种情况下，因为所使用的码，用户可能经历在指定时隙内的差性能，而在其它时隙则有好的性能。如果扰码在其上改变的周期较长，则每个用户应当经历平均相同的性能。此外，扰码的长度被有效地增加，因此，可能易于获得一个大的扰码集合。

定义一组扰码含有P代码：{C⁽⁰⁾，…，C^(P-1)}，其中C^(P)＝[C₀ ^(P)，…，C_N-1 ^(P)]，则在第j个时隙中使用扰码C^(P)，其中p＝mod(j，P)。

每个小区(或基站)被分配一组不同的扰码，它们可以简单地是单一的一组P扰码的排列，或者含有与其它集合中的那些完全不同的扰码。

还可能改变每个数据码元上的扰码，不过，这为接收机增加了复杂度，特别是如果检测过程运行在包括M个码元的数据块上。利用其扰码在每个时隙上改变的方法足够提供由改变扰码而不会影响接收机复杂度所提供的所有优点。

如果扩展因数是依赖用户的，则扰码的长度应当被设置为所使用的最大扩展因数。由于使用的多个扩展因数，选择一组固定扰码的复杂度被增加很多倍。根据本发明的方法周期地改变扰码，从而避免了获得一组提供相同的性能而不管扩展码和扩展因数的选择的扰码。

图2说明在具有周期码跳跃的载波上扩展码和扰码的分配。其中给出了一个帧的一部分，其代表三个扩展码50、60和70。以类似于图1的方式，每个码50、60和70具有三个对应于时隙(m-1)、m和(m+1)的时隙。码50在其时隙52、54和56的每一个中具有相同的码k。码60在其时隙62、64和66的每一个具有相同的码(k+1)。码70在其时隙72、74和76的每一个中具有相同的码(k+2)。除了具有扩展码50、60、70之外，每个时隙还包括一个扰码。例如，时隙64具有时隙m、扩展码k+1和扰码p。

尽管参考一个混合时分双工/时分多址移动电信系统描述了本发明，但应当理解，本发明同样适用于其它码分多址系统。

Claims (9)

1.一种减小码分多址移动电信系统中的码之间的互相关的方法，该系统包括多个电信小区，每个小区具有至少一个基站和至少一个移动终端，其利用多个数据帧通信，该方法包括步骤：

将每个帧划分成多个时隙；

为每个帧中的每个数据信号使用一个扩展码，每个扩展码对于与其相关的数据信号在其时隙中是唯一的，并是从一组扩展码中选择的；

使用用于每个数据帧中的每个数据信号的一个扰码，以减小小区间和小区内干扰，每个扰码是从一组扰码中选择的；

其特征在于该方法还包括周期地改变用于每个数据信号的每个时隙的扰码，以有效地扩展可用的所述一组扰码。

2.如权利要求1所述的方法，还包括根据扩展码设置扰码的长度。

3.如权利要求1或2所述的方法，还包括为每个电信小区分配一组不同的扰码。

4.如权利要求3所述的方法，其中用于每个电信小区的所述一组扰码是从同一组扰码中选择的扰码的不同排列。

5.如权利要求3所述的方法，其中用于每个电信小区的所述一组扰码包括一组离散的扰码。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中码分多址电信系统包括一个混合时分双工/时分多址系统。

7.如权利要求3所述的方法，其中码分多址电信系统包括一个混合时分双工/时分多址系统。

8.如权利要求4所述的方法，其中码分多址电信系统包括一个混合时分双工/时分多址系统。

9.如权利要求5所述的方法，其中码分多址电信系统包括一个混合时分双工/时分多址系统。

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