CN1207221A

CN1207221A - 代码生成方法及代码选择方法

Info

Publication number: CN1207221A
Application number: CN97191594A
Authority: CN
Inventors: 上杉充; 永濑拓; 加藤修
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-02-03

Abstract

本发明涉及一种代码产生方法,用于组合用于CDMA的具有特定扩展因子的正交码和极性反转的扩展码,以产生另一个扩展因子比所述扩展码的扩展因子更大的扩展码。本发明涉及一种代码选择方法,用于组合用于CDMA的具有特定扩展因子的正交码和其极性反转的扩展码,以产生另一个扩展因子比所述扩展码的扩展因子更大的扩展码,然后按照具有较小扩展因子的正交码的用户的顺序,将所产生的正交码分配给用户。

Description

代码生成方法及代码选择方法

本发明涉及一种用于产生用于CDMA(码分多址)中的扩展码的方法和用于在所产生的代码中选择具有时间依赖性小的扩展码的方法，本发明尤其涉及一种用于产生和选择不同扩展因子的正交码的方法。

在CDMA系统中，用赋予所有用户的固有的扩展码扩展信息信号，该扩展码确定了他们中的每一个。这样做使得多个用户的信号在相同的频带中复用。在CDMA系统中，如果扩展码绝对地正交，则每个用户的信号之间不发生干扰。这允许在理想的传输条件下提供相应于正交码的数量的用户数量，这保证了在通信中无质量恶化。

而且，在CDMA系统中，在使用具有不同扩展因子的扩展码复用扩展信号的条件下，可能增加在相同的频带中复用具有不同速率的用户信号，因为当使用不同的扩展码时，信号的分割是可能的。使用Walsh码作为扩展码尤其使这样的通信成为可能，因为具有不同扩展因子的Walsh码相互正交。

图1描述了从用户#1到用户#7使用具有不同扩展因子的扩展码传输信息信号的情况。用户#1、#2和#3使用扩展因子为8的扩展码，用户#4和用户#5使用扩展因子为16的扩展码，而用户#6和用户#7使用扩展因子为32的扩展码。图1中从1到7的每个号码分别描述了用户#1到用户#7的每个用户的传输信号。

如图1中所述，当扩展码的扩展因子减串时，即，扩展因子由16变为8时，一个码元的时间变短。这使码元速率加倍，这导致信息容量加倍。但相对于其它的用户，不可能使用扩展因子为8的扩展码和其扩展因子为16的双组合(two-combined)扩展码来传输信号。因此，通过使扩展码的扩展因子减半，可传输的总信息容量未整体地提高。

图2描述了Walsh码的实例。在该实例中，扩展码的长度是16，这意味着存在16个相互正交的码。这些码是指W1到W16。

例如，当0000被用作扩展因子为4的扩展码时，该扩展码不和W4、W8、W12和W16正交。这意味着使用该扩展因子4的用户费了用于四个用户的四个扩展因子为16的代码。另一方面，传输信息容量为使用扩展因子为16的扩展码的情况下的4倍，在系统中传输信息的总量并无变化。即，当即使是通过组合任何的扩展因子而使用Walsh码时，总传输信息容量(扩展因子×传输信息容量)是恒定的。

但是，由于Walsh码的时间依赖性较大，其性能被延迟波大大恶化。为了防止这一点，尝试使用具有长码的Walsh码和其它代码的方法，但在这种情况下，获得同步方面的问题仍旧存在。

另一方面，被公知为正交码的正交Gold码的时间依赖性小于Walsh码的时间依赖性。相应地，其由延迟波引起的性能的恶化率小于Walsh码的。但是，在正交Gold码中，当那些具有相同的扩展因子的代码正交时，那些具有不同的扩展因子的代码必然正交。因此，用户的信号之间发生干扰，这导致了质量恶化和传输容量降低。

而且，在使用具有较大时间依赖性的码的情况下，由延迟波引起的代码间干扰变大，这带来质量降低。为补偿它而把传输功率增加得越大，则对其它用户的干扰也增加得越大。这导致在整个系统中质量恶化和传输容量降低。

考虑到上述问题而作出本发明，本发明的一个目的是提供用于产生扩展码的方法，它们即使在不同的扩展因子的情况下也正交，并具有较小的时间依赖性及本发明还提供一种用于从已产生的扩展码中选择具有较小时间依赖性的扩展码的方法。

这个目的通过一种代码产生方法来实现，该方法组合CDMA具有的特定扩展因子的正交码和其极性反转的正交码，以产生扩展因子比正交码的扩展因子更大的正交码。

而且，该目的通过一种代码选择方法来实现，该方法包括组合CDMA的具有特定扩展因子的正交码和其极性反转的正交码，以产生扩展因子比正交码的扩展因子更大的正交码的步骤，及对使用具有小扩展因子的正交码的用户分配，已产生的正交码步骤。

图1是描述在具有多个不同的扩展因子的扩展码的用户同时存在的情况下传输信号的图；

图2描述扩展因子为16的Walsh码的例子；

图3是描述执行本发明的方法的系统的框图；

图4是描述在图3所述的系统中基站处扩展码指令部分的框图；

图5是解释本发明中扩展码的产生方法的图；

图6是在本发明中分配代码的流程图；及

图7(a)到图7(b-1)是描述在本发明中用于代码选择的相关方法的图。

下面参照附图详细地解释本发明。

在本发明中，通过组合扩展因子较小的正交代码和其反极性码型(invertedpattern)来生成扩展因子较大的正交码。即使在使用不同扩展因子的代码的情况下，这样做也允许生成相互正交的正交码，而不减小总的传输信息容量。

而且在本发明中，计算已生成的正交码的时间依赖性的值，以选择时间依赖性的值较小的正交码。这样做允许选择时间依赖性的正交代码，以得到对延迟波具有较大抵抗能力的代码。

而且，通过给用户该用户使用抵抗延迟波较弱的具有较小扩展因子的扩展码分配按照上述方法选出的时间依赖性的值较小的正交码，使得可能在整个系统中改善传输质量，并增加传输量。

下面，即使本发明的实施例。

(第一实施例)

在实施例1中，解释一种产生扩展码(正交码)的方法，即使在CDMA系统中使用不同扩展因子的代码的情况下，这些扩展码也是相互正交的

图3是解释用于实施本发明的代码产生方法和代码选择方法的CDMA的示意框图。在系统中，发射侧包括用于代码扩展传输数据的扩展部分1、用于得到在扩展部分1处扩展传输数据中使用的扩展码的扩展码指令部分2、用于进一步用长码对扩展数据扰码的长码扩展部分3、用于调制用长码扩展的数据的调制部分4及用于传输已调制信号的传输天线5。

而在系统中，接收侧包括用于接收传输信号的接收天线6、用于检波接收到的信号的检测波部分7、用于用长码解除检波数据的扰码的长码去扩展部分8、用于再用扩展码对去扩展数据去扩展的去扩展部分9及用于把扩展码(该扩展码用于去扩展)提供至去扩展部分9的扩展码指令部分10。

在基站和移动电台之间的通信中，如图4所示，在基站处的扩展码指令部分包括用于存储多个扩展码的代码存储器11、用于管理每个用户分别与基站通信中使用的扩展码用户管理部分12、用于组合扩展因子较小的扩展码以产生扩展因子较大的扩展码的代码产生部分13、用于考虑到时间偏移执行已产生的扩展码的自相关以计算自相关值的相关值计算部分14、用于根据相关值进行选择的代码选择部分15、用于改变用户使用过的扩展代码和安排它的码安排部分16，及用于为用户分配已产生或者经选择的扩展代码的码分配部分17。

下面，解释在具有上述结构的CDMA系统中的工作。首先，传输数据在扩展部分1处用由扩展码指令部分2指令的扩展码扩展。然后，经扩展的传输数据在长码扩展部分3处用长码(LC)扰码。接着，把用这种方式得到的经扩展的数据提供到调制部分4中，该调制部分要通过诸如BPSK(二进制相移键控)和其他方法等调制方法调制。以调制的信号从传输天线5辐射。

经发射的信号在接收天线6处被接收。接收到的信号在检波部分7被检波，在长码扩展部分8处被解除扰码，还用代码指令部分10指令的扩展码去扩展，以得到接收数据。

下面，解释扩展码指令部分2和10的工作。解释扩展码指令部分2位于基站和扩展码指令部分10位于移动电台的情况。而且扩展因子为8的正交码用作基本正交码(base orthogonal code)。在扩展因子为8的情况下，有八个相互正交的正交码，而这八个码称为从(8.1)到(8.8)的扩展码。

这些从(8.1)到(8.8)的扩展码被存储在扩展码指令部分2的代码存储器11中。而且用户管理部分12对哪个用户使用哪个代码进行管理。代码产生部分13组合存储在代码存储器11中从(8.1)到(8.8)的扩展码以及它们的极性反转的扩展码，以产生扩展因子较大(例如扩展因子为16和32)的扩展码。在这个时候，得到的扩展码称为用户管理部分中使用的扩展码，然后，在使用的扩展码被包含在组合中的情况下，那些是不可以使用的。用这种方式产生的扩展码和扩展因子为8的所有扩展码正交。

产生上述扩展码的一种方法如下。通过把扩展码(8.1)重复一次而得到的扩展码称为扩展码(16.1)。通过连接扩展码(8.1)和它的反转扩展码 (8.1)而得到的扩展码称为扩展码(16.2)。这些扩展码(16.1)和(16.2)和扩展码(8.1)具有相关性，并且和从(8.2)到(8.8)的扩展码正交。并且扩展码(16.1)和(16.2)的前8位的相关值1，它们后8位的相关值是-1。这导致它们的16位的相关值是0，这意味着它们正交。上述产生方法允许产生扩展码(16.1)和(16.2)。但是，由于扩展码(16.1)和(16.2)是用扩展码(8.1)产生的，在具有扩展因子为8的扩展码的用户使用(8.1)的情况下，具有扩展因子为16的用户不能使用这个扩展码。

用和上述相同的方法，从(16.3)到(16.6)的扩展码是用从(8.2)到(8.8)的扩展码和它们的极性反转的扩展码产生的。而且，具有扩展因子为32的扩展码从(16.1)到(16.16)的扩展码，用和上述方法相同的方法产生的。在这种情况下，由于从(32.1)到(32.4)的扩展码是用扩展因子为8的扩展码(8.1)产生的，故它们不能用于具有扩展因子为8的扩展码的用户使用(8.1)的情况中。

另一方面，在移动电台处的扩展码指令部分10保持从基站传输的扩展码，并输出这个扩展码至去扩展部分9。

下面，解释一种用于把如上所述产生的扩展码分配给用户的方法。把在代码产生部分13所产生的扩展码传输到代码分配部分17中以分配给用户。

例如，在从A到G的用户分别使用扩展因子为8、16、16、16、32、32、32的扩展码的情况下，把代码(8.1)分配给使用最小扩展因子(8)的用户A。

把次最小扩展因子为16的扩展码分配给用户B使用。在这种情况下，由于用户A已经使用扩展码(8.1)，故用户B无法作为扩展码得到使用扩展码(8.1)产生的扩展码。相应地，用户B可得到扩展码(8.2)+(8.2)。而对于用户C，可分配扩展码(8.2)+(8.2)。

对于用户D，由于从(8.1)和(8.2)产生的扩展码已经被使用，故分配扩展码(8.3)+ (8.3)。对于用户E，由于不能得到从扩展码(8.3)+ (8.3)产生的扩展码，但可以得到(8.3)+(8.3)+(8.3)+ (8.3)的扩展码，故把它分配给用户E。另外，根据上述限制，把扩展码(8.3)+(8.3)+(8.3)+(8.3)分配给用户F而把扩展码(8.3)+(8.3)+(8.3)+(8.3)分配给用户G。如上所述，在给用户分配扩展码的情况下，按照具有较小扩展因子的扩展码的用户的顺序将扩展码分配给用户。

在不规则使用较大扩展因子的扩展码的情况下，例如，在扩展码(32.1)、(32.5)、(32.9)、(32.13)、(32.17)、(32.21)、(32.25)、和(32.29)被使用的情况下，把这些扩展码安排为可以从扩展码(8.1)产生的(32.1)到(32.8)。并且把经安排的扩展码按照上述具有较小扩展因子的扩展码的用户的顺序分配给用户。也就是，根据来自用户管理部分12的信息，在代码指定部分16处安排扩展码。随后，代码分配部分17根据来自代码安排部分16的信息，分配扩展码给用户。

扩展码的分配是根据如图6中所示的流程图执行的。首先，当呼叫出现时(S1)，检查是否可得到想要的扩展因子的扩展码，即，所有想要的扩展因子的扩展码都不被使用(S2)。当所有想要的扩展因子的扩展码被使用时，在代码安排部分16安排代码(S3)。还要再次检查是否可得到想要的扩展因子的扩展码，即，所有想要的扩展因子的扩展码都不被使用(S4)。但所有想要的扩展因子的扩展码被使用时，拒绝呼叫(S5)。另一方面，和是否安排扩展码毫无关系，当可得到想要的扩展因子的扩展码时，把一个可得到的扩展码分配给用户(S6)。

如上所述产生并分配给用户的代码的时间依赖性小于Walsh码的。而且保证扩展因子为2ⁿ的任何扩展码之间的正交。这允许在总传输信息容量之内，以用户信号和不同扩展因子的扩展码的任何组合来发送信息。

(第二实施例)

在实施例2中，解释从根据第一实施例的方法产生的扩展码中选择具有较小的时间依赖性的扩展码的方法。相应地，通过组合具有特定扩展因子的扩展码产生具有较大扩展因子的扩展码的产生方法和实施例1是相同的。

按照这种方法，在如图4所示的代码产生部分13处产生的扩展码被送入到相关值计算部分14，以得到自相关值，在代码选择部分15处根据相关值选择扩展码，然后把选出的扩展码在代码分配部分17处分配给用户。

具体地，如图7中所示，考虑到时间差而计算扩展码的自相关值。例如，在时间差τ是0的情况下，通过计算在扩展码的同一位置处的位的积聚而得到自相关结果101(如图7(a)所示)。

而在时间差τ是2的情况下，自相关值是通过使扩展码中从第一位到第八位分别相应于根据时间差为2移位的相同的扩展码中的第三位至第二位而得到。与此同时，在扩展数据中相邻的码元相同的情况下，在根据时间差移位的扩展码中的第一位和第二位分别和原来的扩展码中的第一位和第二位相同(相关值102)，如图7(b-1)中所示。另一方面，在扩展数据中相邻的码元不同的情况下，根据时间差移位的扩展码中第一位和第二位分别是原来的扩展码中极性反转的第一位和第二位(相关值103)，如图7(b-2)所示。

由于相邻的码元是不规则的，故考虑尽可能多的码型，算出所有码型的自相关值，于是，把绝对值最大的值是称为代码的最大相关值。另外，在此实施例中，由于调制的方法假设是BPSK，相邻码元的情况是两种，也就是，考虑如图7(b-1)所示的情况和如图7(b-2)所示的情况。另外，在使用其他的调制方法的情况下，相邻码元的情况可能超过两种。

如上所述，检查自相关直至时间差1～(扩展因子-1)。接下来，在所有代码中具有最小的相关值极大值的扩展码被分配给使用最小扩展因子的扩展码的用户。

因为，在扩展因子较小的情况下，由于扩展增益较小，故由延迟波产生的代码信号之间的干扰的抵取消的效果较小。为了保持传输质量，传输功率用一种传统的方式增加。但是，特定用户的传输功率的增加导致在整个系统中对其他用户的干扰增加和质量降低，这减小了传输容量。为了防止这样的问题，在本发明中，把有较小时间依赖性的扩展码首先分配给具有较小扩展因子的用户。

如上所述，通过计算已产生的扩展码的时间依赖性，及根据结果分配扩展码，使用较小扩展因子的扩展码的用户的数据传输的质量(它受代码信号之间干扰的影响最大)得到改善。这允许降低用户的传输功率和对其他用户的干扰，这导致整个系统中质量改善和传输容量的增加。

在上述实施例1和2中，解释了通过组合扩展码而产生具有较大扩展因子的扩展码的情况，而且如果一些已产生的扩展码已经被使用，则它们不再被使用。但是，在本发明中，可能预先辨认已经使用的扩展码，排除它们和使用其他的扩展码产生较大扩展因子的扩展码。

在上述实施例1和2中，作为扩展码序列，可使用正交Gold码序列和其他码序列。而且，在上述实施例1和2中，解释了将BPSK用作调制方法的情况，但本发明可以用其它的方法。

并且，在上述实施例1和2中，解释了将长码用于数据的情况，但本发明在不使用长码的情况下有相同的效果。

如上所述，在本发明的扩展码产生方法中，可能产生具有较小时间依赖性的不同扩展因子的扩展码。使用所产生的扩展码允许对具有不同的扩展因子的用户信号进行复用，而不降低总传输信息的容量。

而且，通过使用的本发明中扩展码的选择方法，降低了由延迟波引起的质量恶化，这允许在整个系统中改善质量和增加传输容量。

工业适用性

本发明中的代码产生方法和代码选择方法在使用诸如便携式电话等无线电通信装置的数据通信领域是有用的。

Claims

1.一种代码产生方法，用于组合用于CDMA的具有特定扩展因子的正交码和其极性反转的扩展码，以产生另一个扩展因子比所述扩展码的扩展因子更大的扩展码。

2.如权利要求1所述的代码产生方法，其特征在于在使用具有某一扩展因子的正交码的情况下，不使用具有某一扩展因子的正交的扩展码产生另一个扩展因子比所述扩展码的扩展因子更大的扩展码。

3.一种代码选择方法，其特征在于包括下述步骤：

组合用于CDMA的具有特定扩展因子的正交码和其极性反转的扩展码，以产生另一个扩展因子比所述扩展码的扩展因子更大的扩展码；及

按照具有较小扩展因子的正交码的用户的顺序，将所产生的正交码分配给用户。

4.如权利要求3所述的代码选择方法，其特征在于还包含检查用户想要的要分配给用户的正交码是否可得到的步骤，及在想要的正交码不可得到时安排正交码的步骤。

5.一种代码选择方法，其特征在于包括下述步骤：

组合用于CDMA的具有特定扩展因子的正交码和其极性反转的扩展码，以产生另一个扩展因子比所述扩展码的扩展因子更大的扩展码；

计算所产生的正交码的时间依赖性的值；及

选择算得的时间依赖性值转小的正交的扩展码。

6.如权利要求5所述的码选择方法，其特征在于按照具有较小扩展因子的正交码的用户的顺序，将正交码分配给用户。

7.一种基站设备，其特征在于包括：

代码产生装置，用于组合用于CDMA的具有特定扩展因子的正交码和其极性反转的扩展码，以产生另一个扩展因子比所述扩展码的扩展因子更大的扩展码；及

用于使用由所述代码产生装置产生的正交码来扩展数据的扩展装置。

8.如权利要求7所述的基站设备，其特征在于还包括管理装置，用于在通信中管理为用户使用的正交码。

9.如权利要求7所述的基站设备，其特征在于还包括分配装置，用于按照具有较小扩展因子的正交码的用户的顺序，把已产生的正交码分配给用户。

10.如权利要求7所述的基站设备，其特征在于还包括相关值计算装置，用于计算所产生的正交码的时间依赖性值。

11.如权利要求10所述的基站设备，还包括分配装置用于按照具有较小扩展因子的正交码的用户的顺序，把具有较小相关值的正交码分配给用户。

12.一种移动设备，其特征在于所述移动设备和从权利要求7到权利要求11的任一所述基站通信。

13.一种通信系统，其特征在于包括：

从权利要求7到权利要求11所述的基站中的任一种；及

与所述基站通信的移动电台。