CN1273723A - 异步码分多址通信系统中移动台的信道通信设备和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种异步CDMA通信系统中基站的通信设备。其中包括:公共短码产生器(517),产生由多个基站共同使用的公共短码;模式产生器(519),用于产生唯一调制模式;长扩展码产生器(513),用于在预定周期,产生唯一长扩展码;特殊信道发送器,用于用所述长扩展码扩展(515)在特殊公共信道上的传输信号;和公共短码插入器,用于用所述调制模式调制(521)所述公共短码,在预定的周期穿孔(523)所述公共信道上的传输信号,并且在所述穿孔的传输信号中插入所述调制的短公共码。

Description

异步码分多址通信系统中 移动台的信道通信设备和方法
                      发明背景
1.发明领域
本发明一般涉及异步CDMA通信系统，并且特别涉及使用公共短码快速搜索基站的设备和方法。
2.相关技术的描述
在其中各基站相互同步操作的IS-95CDMA(码分多址)通信系统中，各基站时间同步到全球定位系统(GPS)，并且用唯一偏移值发送相同的扩展码，以使移动台区分各基站。然而，在异步CDMA通信系统中，基站发送与GPS系统不同步的扩展码。在此情况下，在执行通信之前，移动台应该搜索最优基站(即小区)，即搜索接收功率电平最高的扩展码，以便获得码同步。因此，对于异步移动台，小区搜索时间是扩展码搜索时间和码同步获取时间之和。于是，为了执行快速小区搜索，减少扩展码搜索时间和码同步获取时间二者是很重要的。为此，应该合适设计扩展码。
图1示出了在传统异步CDMA通信系统中用于基站的前向信道发送器，它公开于IEEE由K.Higuchi等所著题为“Fast Cell Search Algorithm in DS-CDMA Mobile Radio Using Long Spreading Codes(使用长扩展码的在CDMA移动无线中的快速小区搜索算法)”论文中。
参照图1，前向信道包括属于基站的所有用户共同使用或指定给所有用户的公共信道和给各用户唯一指定的专用信道。公共信道包括导频信道、同步信道、寻呼信道和公共控制信道(CCH)；专用信道包括传输话音和数据的业务信道(TCH)。
每个信道发送器使用唯一正交码将其自己的信道与其它信道发送器的信道区分开。正交码通常采用Walsh(沃尔什)码。
因此，每个基站使用指定的唯一长扩展码(LSC)扰频信道传输信号，以区别基站。在此，对于公共信道中的特殊信道，公共短码(CSC)周期插入穿孔之后的扩展码或LSC，以便使移动台迅速搜索基站。在此，特殊公共信道假定是公共控制信道。因此，按照掩蔽控制信号，在穿孔相应时间周期之后，CSC周期插入在先前已经用LSC扰频的公共控制信道中。CSC长度比LSC短，并且为每个基站共同使用。此外，对于CSC，每个基站具有相同的穿孔(即插入)周期。LSC的周期是CSC周期的倍数。
移动台搜索从最优基站发送的CSC，即，使用CSC匹配接收器用最高功率接收的CSC，以检测其精确的周期。由于LSC周期是CSC周期的倍数，移动台用CSC插入其中的位置的知识搜索LSC。因此，在搜索具有最高信号强度的最优基站中，移动台通过搜索在特殊预定公共信道上插入的CSC，可减少搜索时间。
图2示出了从基站传输的公共控制信道(图1)，其中CSC在穿孔之后插入。如图所示，在CSC插入LSC的周期期间不发送公共控制信道信号。因此，应该考虑CSC插入周期，仔细设计原始公共控制信道信号。
图3A和3B示出了在异步系统中使用从多个基站(即小区)A、B和C发送的公共CSC，接收公共控制信道信号的例子。在此，示出了一个LSC周期的接收的公共控制信号。更具体地说，图3A示出了从多个基站接收的CSC时间不对准的情况，并且图3B示出了从多个基站接收的CSC时间对准的情况。在图3B中，我们忽略从基站C接收的公共控制信道信号，以强调来自基站A和B的CSC的时间对准。如果多于两个从多个基站接收的CSC信号时间对准，情况相同。在图3A中，从多个基站接收的CSC时间不对准，这样移动台在搜索最强CSC中可能没有困难。
每个基站使用相同CSC插入周期，在LSC扰频公共控制信道信号中插入相同CSC。因此，一旦从多个基站接收的CSC时间对准，CSC相互重复中突，如图4A和4B所示。当从多个基站接收的CSC同相，以及时间对准时，如图4A所示，移动台在搜索最强CSC功率和CSC周期方面没有困难。然而，当从多个基站接收的CSC时间对准，但是不同相时，如图4B所示，由于相位偏移接收功率在CSC周期期间减少，这样移动台可能在搜索最强CSC和周期方面有困难。具体地说，当两个对准时间的CSC反相时，从两个不同基站A和B接收的CSC相互偏移，并且最终干扰了重复CSC搜索。
                         本发明简述
因此，本发明的目的是提供一种设备和方法，用于防止在用长扩展码(LSC)扩展的预定特殊公共信道中插入的公共短码(CSC)与来自其它基站的CSC重复相位偏移。本发明将用在异步CDMA通信系统中。
本发明的另一个目的是提供一种设备和方法，用于通过按照唯一调制模式调制公共短码CSC，并且将调制的公共短码(CSC)插到用长扩展码扰频的公共控制信道的特殊位置，防止由于信道中发生的相移导致的重复相移。
为了实现上述目的，提供了一种使用公共短码快速搜索基站的通信设备和相关方法。本发明将用在异步CDMA通信系统中。模式产生器产生每个基站的唯一调制模式，用于调制公共短码，并且长扩展码产生器在预定周期产生每个基站唯一的长扩展码。基站信道发送器使用产生的长扩展码，扩展特殊公共信道上的传输信号。公共短码产生器产生由多个基站共同使用的公共短码。公共短码插入器用每个基站唯一的调制模式调制公共短码，并且在预定的周期，穿孔由长扩展码扰频的公共信道上的传输信号，以在所述穿孔的传输信号中插入所述调制的公共短码。
                           附图简述
参照下列附图详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更清楚，其中：
图1是传统异步CDMA通信系统中用于基站的前向信道发送器图；
图2是在具有图1信道结构的基站设备中公共信道的信号格式示意图；
图3A是从多个基站接收的插入公共信道信号中的公共短码时间对准的示意图；
图3B是从多个基站接收的插入公共信道信号中的公共短码时间不对准的示意图；
图4A是从多个基站接收的插入公共信道信号中的公共短码时间对准并且同相的示意图；
图4B是从多个基站接收的插入公共信道信号中的公共短码时间对准但不同相的示意图；
图5是按照本发明实施例的异步CDMA通信系统中用于基站的信道发送设备示意图；
图6是在图5的基站通信设备中，穿孔公共信道信号并且在穿孔的公共信道信号中插入公共短码的操作图；
图7是按照本发明实施例在基站通信设备中公共信道信号被穿孔、以在其中插入依据唯一调制模式调制的公共短码的示意图；和
图8是按照本发明实施例当插入不同基站的公共信道中的公共短码彼此时间上对准时，如何防止接收的公共短码重复相偏移的示意图。
                     优选实施例的详细描述
在基站间异步DS-CDMA通信系统中，使用公共载波频率的多个基站在预定的周期穿孔为前向链路指定的由长扩展码扰频的特殊预定公共信道，以在其中插入按照每个基站唯一的特殊调制模式调制的公共短码。通过对各公共短码施加的唯一调制，防止在移动台接收的公共短码由相移引起的相互偏移，移相可能发生在基站搜索过程期间的通信信道中。
总之，在穿孔之后，各基站在相同时间周期，在由长扩展码(LSC)扰频的公共控制信道中插入公共短码(CSC)，以减少基站(即小区)在移动台的搜索时间。公共短码CSC在插入穿孔的公共控制信道之前，由每个基站唯一的特殊模式修改。因此，当从多个基站接收的CSC变得完全相互对准时，可通过对CSC应用的唯一修改，防止公共短码的重复相位偏移。
图5示出了按照本发明实施例的基站前向信道发送器，其中，前向信道发送器包括：调制模式产生器，特殊公共信道和业务信道。此处，假设特殊公共信道是公共控制信道(CCH)，并且正交码采用Walsh码。
参照图5，乘法器511将公共控制信道上的传输信号与指定给公共控制信道的Walsh码相乘，以便公共控制信道变成相对于其它业务信道正交。LSC产生器513产生具有周期NLSC的长扩展码(LSC)，用于鉴别基站。乘法器515将乘法器511的输出与LSC产生器输出相乘。CSC产生器517产生公共短码(CSC)，在穿孔之后该公共短码在NCSC周期，插入在由长扩展码扰频的公共控制信道上的传输信号中。调制模式产生器519存储每个基站唯一的调制模式，以防止CSC在移动台接收器的多个基站的重复偏移。在穿孔控制器525的控制下，调制模式产生器519在预定周期使能，以输出调制模式。乘法器521将从CSC产生器517输出的CSC与从调制模式产生器519输出的调制模式相乘。接收乘法器515和521输出的穿孔器523，响应于从穿孔控制器525输出的穿孔控制信号，穿孔在公共控制信道上的传输信号，以在其中插入从乘法器521输出的调制CSC。穿孔控制器525产生穿孔控制信号，用于在预定周期穿孔公共控制信道，以在穿孔的公共控制信道中插入CSC。
乘法器551-55N将在相应业务信道上的传输信号与指定给业务信道的相关Walsh码相乘，以便公共控制信道变成相对于其它业务信道正交。乘法器561-56N将相应乘法器551-55N的输出与从LSC产生器513输出的LSC相乘，以在相应业务信道上扩展传输信号。加法器571将从乘法器561-56N输出的各业务信道上的扩展传输信号相加。加法器573将从加法器571输出的相加传输信号与公共控制信道上的插入CSC的传输信号相加，并且发送输出信号。
图6示出了穿孔图5的公共控制信道，以在穿孔的公共控制信道中插入调制的CSC。
参照图6，在公共控制信道上具有周期NLSC的LSC被穿孔，并且具有周期NCSC的CSC被插入穿孔的公共控制信道信号中。在此，CSC之间的间隔是NP *NCSC码片。此外，在NCSC周期中，穿孔控制器525同时使能调制模式产生器519和穿孔器523，以便公共控制信道被穿孔，并且从乘法器521输出的调制CSC插入穿孔的公共控制信道中。
参照图5和6，在公共控制信道CCH和业务信道TCH上的传输信号用相应Walsh码正交扩展，用于信道分离，并且正交扩展的信道信号与从LSC产生器513输出的LSC相乘，用于扰频。
在公共控制信道CCH上的传输信号提供给穿孔器523。每个基站包括相同的CSC产生器517，用于产生要插入穿孔的LSC的CSC，以及调制模式产生器519，用于产生包括“+1”和“-1”的唯一调制模式。在穿孔器控制器525的控制下，调制模式与CSC相乘。穿孔器523在每个NCSC插入周期被激活等于CSC码长度的输出持续期。在穿孔器控制器525的控制下，在插入CSC之前，CSC与指定给基站的唯一调制模式相乘。调制CSC插入输入给穿孔器523的、在公共控制信道CCH上的穿孔传输信号中。
表1借助例子示出了指定给基站A、B和C的唯一调制模式。图7示出了按照表1的调制模式，CSC被插入的公共控制信道。
表1
基站 调制模式
小区A +1-1+1-1+1-1+1-1
小区B +1+1-1-1+1+1-1-1
小区C +1+1-1-1-1-1+1+1
移动台接收器应该具有所有基站的调制模式以及长扩展码。因此，通过使用表1的调制模式调制CSC，能够防止重复相位偏移，即使基站的公共控制信道上输出的CSC彼此时间对准也能如此。
图8示出了在两个基站A和B的公共控制信道上接收的CSC彼此对准的状态。如图所示，带虚线部分表示小区A和B的接收CSC同相以及时间对准的状态，而平白部分表示小区A和B的接收CSC时间对准但是反相的状态。为了简化，图8示出了调制模式具有5个码片的周期的情况。即，假定在每个LSC周期，5个CSC码片插入扩展到公共控制信道信号的穿孔LSC。此外，为了简化，图8没有示出非穿孔公共控制信道信号。
在图8中，小区A使用调制模式(+1+1-1-1+1)，并且小区B使用调制模式(-1+1-1+1+1)。此外，参考标号812表示小区A的公共控制信道，其中穿孔之后插入CSC。参考标号822-830表示所有可能相对位置，其中小区B的公共控制信道的CSC可相对于小区A的公共控制信道的CSC定位。
小区B的公共信道信号中虚线部分表示在传输期间不出现相移的情况下，公共信道信号时间对准，并且与小区A的公共信道信号同相的部分。非虚线部分表示小区A和B的CSC反相，而它们时间对准的情况。在此情况下，CSC是在具有反相的部分的偏移。然而，该偏移不重复发生。即，由于施加给每个CSC码的唯一调制，从不同基站的CSC码的连续比较将导致在某些情况下发生并且在其它情况下不发生的相位偏移。因此，基于LSC总是在与CSC相同位置开始，能够搜索LSC的码同步。如果两个基站中的一个的公共控制信道信号由于在传输期间相移，而相移180度，虚线部分变成相同相位，使得它仍然能够搜索码同步。因此，不管在传输期间是否有相移，都能够避免由于相位差导致的CSC不重复检测的情况。
如上所述，在异步CDMA通信系统中，基站传输设备穿孔由LSC扩展的特殊公共信道，以在传输之前在其中插入公共短码，然后移动台使用在特殊公共信道上接收的传输信号中穿孔的公共短码，搜索基站。基站的特殊公共信道传输设备使用唯一调制模式插入CSC，这样，能够防止由于传输期间的相移而导致CSC的重复相位偏移，即使基站的CSC时间上彼此对准也能如此。在此方式中，移动台能够迅速搜索基站获得码同步。
尽管参照某优选实施例，示出和描述了本发明，本领域技术人员应理解可对其进行形式和细节上的各种变化，而不脱离由所附权利要求定义的本发明的实质和范围。

Claims (13)

1、一种在异步码分多址(CDMA)通信系统中基站的通信设备，所述基站包括：
产生器，用于产生由多个基站中共同使用的公共短码；
调制器，具有用于调制所述公共短码的所述基站唯一的调制模式；和
穿孔器-插入器，用于穿孔由长扩展码扩展的特殊公共信道上的传输信号，用于所述公共短码的传输持续期，并且在所述穿孔的传输信号中插入所述调制的公共短码。
2、如权利要求1所述的通信设备，其中，所述调制器包括：
调制模式产生器，具有所述调制模式；和
乘法器，用于将所述公共短码与所述调制模式相乘，以调制所述公共短码。
3、如权利要求2所述的通信设备，其中所述公共短码在预定周期在长扩展码持续期插入所述穿孔的传输信号。
4、如权利要求1所述的通信设备，其中，所述特殊公共信道是公共控制信道。
5、一种CDMA通信系统中基站的通信方法，包括下列步骤：
将在特殊公共信道上的传输信号与长扩展码相乘，以扩展所述传输信号；
产生公共短码，并且按照唯一调制模式调制产生的公共短码；和
穿孔在所述特殊公共信道上的传输信号，并且在所述穿孔传输信号中插入所述调制的公共短码。
6、一种异步CDMA通信系统中基站的通信设备，包括：
短码产生器，用于产生由多个基站共同使用的公共短码；
模式产生器，用于产生唯一调制模式；
长扩展码产生器，用于在预定周期，产生唯一长扩展码；
特殊信道发送器，用于用所述长扩展码扩展在特殊公共信道上的传输信号；和
公共短码插入器，用于用所述调制模式调制所述公共短码，在预定的周期，穿孔所述公共信道上的传输信号，并且在所述穿孔的传输信号中插入所述调制的公共短码。
7、如权利要求6所述的通信设备，其中，所述公共短码插入器包括：
乘法器，用于将所述公共短码与所述调制模式相乘；和
穿孔器-插入器，在预定周期，在用所述长扩展码扩展的特殊公共信道上，穿孔所述传输信号，并且在所述穿孔的传输信号中插入所述调制的公共短码。
8、如权利要求7所述的通信设备，其中，所述穿孔周期等于所述公共短码的周期。
9、如权利要求7所述的通信设备，其中，所述特殊公共信道是公共控制信道。
10、一种异步CDMA通信系统中基站的通信方法，该基站包括：长扩展码产生器，用于在预定周期产生唯一长扩展码；和一信道发送器，用于用所述长扩展码扩展特殊公共信道上的传输信号，所述方法包括下列步骤：
产生由多个基站共同使用的公共短码；
产生所述多个基站的每一个的唯一调制模式；
按照所述调制模式调制所述公共短码；
在预定周期穿孔在所述特殊公共信道上的传输信号；和
在所述穿孔的传输信号中插入所述调制的公共短码。
11、如权利要求10所述的通信方法，其中，所述公共短码插入步骤包括下列步骤：
将所述公共短码与所述调制模式相乘；和
在预定周期，穿孔用所述长扩展码扩展的所述特殊公共信道上的传输信号，并且在所述穿孔的传输信号中插入所述调制的公共短码。
12、如权利要求11所述的通信设备，其中，所述穿孔周期等于所述公共短码的周期。
13、如权利要求12所述的通信方法，其中，所述特殊公共信道是公共控制信道。
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