CN1332915A - 在蜂窝通信系统中分隙模式码的使用 - Google Patents

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Abstract

在工作于分隙模式(108)下时,在扩频或CDMA蜂窝系统中遇到的下行链路信道化码有限的问题,是通过使用来自不同的、非正交码集中的代码得到解决的。非正交码集可通过使用同一信道化码码树,但运用不同扰码(112,116)构造得到。

Description

在蜂窝通信系统中分隙模式码的使用
发明背景
发明的技术领域
本发明总地涉及移动通信领域，尤其是，涉及补偿蜂窝通信系统中分隙模式操作期间的信道化码有限的方法。
相关技术描述
在现有的扩频或码分多址(CDMA)系统中，频率内的软切换通常用于维持通信。为了实现这种频率内的软切换，移动台在与原基站终止通信前就开始和分配有相同CDMA频率的新基站开始通信。然而，在下一代的蜂窝系统中(包括，例如，宽带CDMA或WCIDMA系统)，基本的切换将使用频率间切换(频率之间的切换)。因而，在CDMA和所有其它类型的蜂窝系统中，需要频率之间的切换以便支持多种功能。例如，频率之间的切换用来支持热点情形(其中小区使用的载波多于周围的小区)、分层小区结构(其中宏小区、微小区和微微小区层分别工作在不同的频率)、不同操作者之间的切换、以及到其它系统的切换(如，切换到处于其它频段的全球移动通信系统或GSM)。提供频率间切换足够支持的关键是提供进行频率间测量的有效支持。因而，在扩频或CDMA系统中，为了支持移动台的频率间测量，规定在下行链路中采用分隙工作模式。
在ARIB、ETSI和TIA的关于CDMA系统的规范中，使用信道化码和扰码的组合来分离不同的物理信道。要被发送的数据首先使用信道化码扩展，然后再使用扰码加扰。特别是，一个基站对所有的物理信道只使用一种扰码，但额外的扰码可用来增加可使用代码的数量(例如，当引入自适应天线来提高容量时，用于避免代码的不足)。在瑞典的编号为PCT SE 98/01541的申请中公开了一种使用多个扰码产生多个码集的方法。
图1是信道化码的码树图(码树图是描述信道化码的最好方法)。在图1左上方所示的树给出了信道化码码树的构造原则。如图示，处在树中同一级的代码(例如，1，1和1，-1)彼此是正交的，并且都具有相同的扩展因子。如果一个物理信道使用树中的一个代码扩展，且另一个物理信道使用树中的另一个代码(该代码不是第一个代码下的分支代码，也不是第一个代码与树根之间路径上的代码)扩展时，则该扩展的物理信道是正交的。给每个物理信道从树中分配一个扩展码，扩展因子分别和各自的数据速率相匹配。在信道化处理之后，再应用扰码来扩展数据。
为了支持频率间的无缝切换，可能需要在其它频率上进行频率间的测量而不干扰正常的数据流。由于用户设备在连续不断地接收下行链路信号，所以使用普通的接收机就没有时间在其它频率上进行测量。可以使用第二接收机在其它频率上进行测量。然而，为了使单接收机终端能够进行频率问测量，在ARIB和ETSI的关于CDMA系统的两种技术规范中都规定了下行链路分隙模式。
当一个基站工作在下行链路分隙模式下时，为了降低连接的处理增益，它要么增加信道编码速率，要么以因子2降低扩展因子。然后，发送10ms的数据帧的时间就少于10ms，如图2所示的下行链路分隙模式发送图(示出的是降低扩展因子的解决方法)。因而，发送功率要较正常情况下高以便补偿处理增益的降低。使用这种方法，可以产生多达5ms的空闲时段，其间用户设备没有接收数据。这段空闲时间可用来将接收机调谐到其它频率，并对这些频率上的信号强度进行测量。
共同转让的编号为5553014的美国专利公开了通过改变扩展因子的方法实现分隙模式操作的使用。共同转让的申请序列号为636646的美国专利申请公开了应用提高的信道编码速率的方法。最后，共同转让的申请序列号为636648的美国专利申请公开了使用多码发送的方法实现分隙模式操作。
现有的分隙模式方法中存在有很大的问题。一般来说，现有的增加信道编码速率的解决方法总是需要一个使用较低扩展因子的后退解决方法，这是因为速率不能增加到一定的界限之上，该界限由质量劣化设定。例如，如果使用的编码速率是1/2，那么在分隙模式操作下再增加该速率将很困难。因此，可以推断对分隙模式操作，使用较低的扩展因子的模式是必须的。因而，该必要条件在EISI的技术规范中被确定为标准。
当扩展因子在分隙帧期间发生改变时，这可能导致信道化码不足的问题。在下行链路中，所有的用户共享相同的信道化码集。例如，有128个长度为128的可供使用的代码，其意味着用128的扩展因子可同时承载128个信道。因而，如果一个信道需要一个64的扩展因子，这将减少两个长度为128的可能的代码，因为这些代码将不再与长度为64的代码正交。如果由于分隙模式发送最低可能的扩展因子以因子2减少，这就意味着能够分配给不同信道的可供使用的代码数量减少了一半。因此，由于在一开始码资源就已经有限，所以在分隙模式操作下使用短码分配的结果是得到了一个代码有限的系统。换句话说，工作在分隙模式下的系统将使其下行链路的容量受到下行链路可供使用的信道化码数量的限制，而不是受干扰的限制。然而，正如下面详细描述的，本发明解决了上述问题。
发明概要
根据本发明，工作于分隙模式下时在扩频或CDMA蜂窝系统中遇到的下行链路信道化码有限的问题，是通过使用来自不同的、非正交码集中的代码得到解决的。非正交码集可通过使用同一信道化码码树，但运用不同扰码构造得到。
本发明在技术上的一个主要优点是，当工作在分隙模式下时，信道化码有限的问题得到了补偿。
本发明在技术上的另一个主要优点是，对于扩频或CDMA蜂窝通信系统中的分隙模式操作，其扩展因子可减半，但并没有减少可供使用的信道化码的数量。
本发明在技术上的又一个主要优点是，对于蜂窝通信系统中的所有服务可以进行频率间的无缝测量，而不管信道编码速率，等等。
本发明在技术上的又一个主要优点是，它使得在分隙模式操作下，没有必要进行复杂的码资源再分配。
本发明在技术上的又一个主要优点是，在分隙模式操作下的行为是确定性的，所以网络和用户设备只需要约定什么时候去执行分隙发送，而不用约定怎样去实现分隙发送。
附图简述
对本发明的装置和方法的更完整的理解，可参照下面的详细描述同时参照附图得到，其中：
图1是扩频或CDMA蜂窝通信系统的信道化码码树图；
图2是采用降低扩展因子的解决方法的下行链路分隙模式发送帧结构图；
图3是根据本发明的一个优选实施方案的一个流程图，说明了用于为分隙模式操作产生扰码的方法；以及，
图4是根据本发明的一个优选实施方案，用来产生正常的和分隙发送的扰码的移位寄存安排的实例图。
附图详述
参照附图1-4可以更好地理解本发明的优选实施方案和它的优点，相同的数字用于各个附图的相同和对应部分。
基本上，根据本发明，工作于分隙模式下时在扩频或CDMA蜂窝系统中遇到的下行链路信道化码有限的问题，是通过使用来自不同的、非正交码集中的代码得到解决的。非正交码集可通过使用同一信道化码码树，但运用不同扰码构造得到。
特别地，图3是根据本发明的一个优选实施方案的一个流程图，说明了在分隙模式操作下用于产生扰码的方法。在步骤102，Ci(I＝1，…，N)表示在一个小区内使用的扰码，N是该小区内能够使用的扰码的最大数量。在步骤104，使另两个扰码Cj，1和Cj，2与每一使用的扰码Ci相关联。在步骤106，给所有与某一确定扰码Cj相关联的物理信道分配一个信道化码，以便其在正常(即，非分隙)发送期间使用，但仍要保证码分配的结果是正交信道(即，正常分配)。
在步骤108，在分隙发送期间，要使用的信道化码在正常发送时使用的代码之上。换句话说，使用的信道化码是更接近码树树根的一级的代码。在步骤110，网络确定在正常发送期间使用的信道化码是否在码树的较低分支上(例如，右下分支，正如从在分隙发送期间使用的信道化码的角度看到的一样)。如果是这样的，则在步骤112必须使用扰码Cj，1加扰。另一方面，如果在步骤114，在正常发送期间使用的信道化码在码树的较高分支上(例如，右上分支，正如从在分隙发送期间使用的信道化码的角度看到的一样)，则在步骤116必须使用扰码Cj，2加扰。
举例来说，为了阐明本发明，再参照如图1所示的典型码树。如图示，在正常发送期间用码C4，3扩展、用码C1加扰的物理信道，在分隙发送期间将用码C2，2扩展、用码C1，2加。同样地，在正常发送期间用码C4，4扩展、用码C1加扰的物理信道，在分隙发送期间将用码C2，2扩展、用码C1，1加扰。
因而，分隙发送时使用的扰码(Cj，1和Cj，2)可容易地由正常发送时的扰码Cj导出。例如，在现有的CDMA系统中，通过在产生扰码的移位寄存器中存放不同的内容来产生不同的扰码。
例如，在现有系统中使用的典型扰码是由例如戈德码产生的，它保证了移位寄存器对不同初始值，输出序列不同。假设正常模式发送中的扰码Cj由使用某一确定初始值产生，那么，要用在分隙发送下的扰码Cj，1和Cj，2可通过在移位寄存器中存放有小的改动的值来产生。例如，如果正常模式发送下的扰码Cj的初始值的两个比特为“00”，与之相关联的分隙模式下的扰码Cj，1和Cj，2可分别通过将扰码产生器的移位寄存器的这两个比特变为“01”和“11”得到。为了产生使用在分隙发送下的扰码，对在移位寄存器中存放有小改动的值的替代方法是，使用与正常发送下相同的扰码，但其相位不同。
至于第一个替代方法，图4是根据本发明的一个优选实施方案，用来产生正常和分隙发送的扰码(例如，Cj，Cj，1，Cj，2)的移位寄存安排的实例图。参照如图4所示的典型的产生扰码的移位寄存器安排200，一个或更多的移位寄存器部件202、204连接到异或门206、208和210，以便产生使用在正常模式或分隙模式发送下的扰码。例如，扰码由在移位寄存器部件(202、204)存放初始值，然后再定时移位寄存器得到。作为一个例子，令n15...n2n1n0表示任一二进制数。这个数字特别与使用在正常发送下的扰码标号有关系(如，j)。为了产生正常发送模式下的扰码Cj：在一个移位寄存器(如，202)中存放x17x16x15...x2x1x0＝00n15...n2n1n0，在另一个移位寄存器(如，204)中存放y17y16y15...y2y1y0＝111...111(全为1)。为了产生分隙模式发送下的扰码Cj，1：在一个移位寄存器(如，202)中存放x17x16x15...x2x1x0＝01n15...n2n1n0，在另一个移位寄存器(如，204)中存放y17y16y15...y2y1y0＝111...111(全为1)。为了产生分隙发送下的第二个扰码Cj，2：在一个移位寄存器(如，202)中存放x17x16x15...x2x1x0＝11n15...n2n1n0，在另一个移位寄存器(如，204)中存放y17y16y15...y2y1y0＝111...111(全为1)。
另外，作为产生使用在分隙发送下的其它扰码的另一个替代方法，例如，在分隙发送下使用的码由一些码的组合构成，如信道化码加上扰码，再加上另一个码(如，Bent序列)。此外，本发明并不仅限于下行链路的发送，上面所描述的分隙模式发送下扰码的产生方法的概念同样也适用于上行链路。
虽然，本发明的方法和装置的一个优选实施方案在附图中进行了图解说明，并在前面进行了详细说明，但应该本发明并不限于本实施方案中所公开的内容，在不脱离如下面的权利要求所列出的和定义的本发明的精神的情况下，可能有许多重新安排、改进和替代。

Claims (24)

1.在扩频蜂窝通信系统中分配扰码的方法，包括步骤：
产生用于正常发送模式下的第一个扰码和第一个信道化码；以及
产生用于分隙发送模式下的第二个扰码和第二个信道化码。
2.权利要求1中的方法，其中所说的第一个扰码用码Cj来表示，以及所说的第二个扰码用码Cj，1或码Cj，2中的至少一个来表示。
3.权利要求1中的方法，其中所说的第二个信道化码较所说的第一个信道化码离信道化码的码树树根更近一级。
4.权利要求1中的方法，其中产生所说的第一个扰码、所说的第一个信道化码、所说的第二个扰码、以及所说的第二个信道化码用于物理信道的加扰和信道化。
5.权利要求1中的方法，其中所说的扩频系统包括CDMA系统。
6.权利要求2中的方法，其中所说的码Cj，1和所说的码Cj，2中每个都是通过修改至少其中一个或多个扰码产生器的移位寄存器中用于所说的正常发送模式的初始值而产生的。
7.权利要求2中的方法，其中产生所说的码Cj，1和所说的码Cj，2中的每个码，其相位与所说的第一个扰码的不同。
8.权利要求1中的方法，其中所说的分隙发送模式用于频率间的切换测量。
9.权利要求1中的方法，其中所说的第二个信道化码包括所说的第一个信道化码和一个修改的代码。
10.权利要求1中的方法，其中所说的第二个扰码包括所说的第一个扰码和一个修改的代码。
11.权利要求9或10中的方法，其中所说的修改的代码包括Bent序列。
12.权利要求2中的方法，进一步包括步骤：
如果所说的第一个信道化码位于信道化码码树的较低分支，则选择码Cj，1在分隙模式发送期间加扰；以及
如果所说的第一个信道化码位于所说的信道化码码树的较高分支，则选择码Cj，2在所说的分隙模式发送期间加扰。
13.一种扩频蜂窝通信系统包括
一个基站，所说的基站包括：
用于产生使用在正常发送模式下的第一个扰码和第一个信道化码的装置；以及
用于产生使用在分隙发送模式下的第二个扰码和第二个信道化码的装置。
14.权利要求13中的系统，其中所说的第一个扰码用码Cj来表示，以及所说的第二个扰码用码Cj，1和Cj，2中的至少一个来表示。
15.权利要求13中的系统，其中所说的第二个信道化码较所说的第一个信道化码离信道化码的码树树根更近一级。
16.权利要求13中的系统，其中产生所说的第一个扰码、所说的第一个信道化码、所说的第二个扰码、以及所说的第二个信道化码用于物理信道的加扰和信道化。
17.权利要求13中的系统，其中所说的扩频系统包括CDMA系统。
18.权利要求14中的系统，其中所说的码Cj，1和所说的码Cj，2中每个都是通过修改至少其中一个或多个扰码产生器的移位寄存器中用于所说的正常发送模式的初始值而产生的。
19.权利要求14中的系统，其中产生所说的码Cj，1和所说的码Cj，2中的每个码，其相位与所说的第一个扰码的不同。
20.权利要求13中的系统，其中所说的分隙发送模式用于频率间的切换测量。
21.权利要求13中的系统，其中所说的第二个信道化码包括所说的第一个信道化码和一个修改的代码。
22.权利要求13中的系统，其中所说的第二个扰码包括所说的第一个扰码和一个修改的代码。
23.权利要求21或22中的系统，其中所说的修改的代码包括Bent序列。
24.权利要求14中的系统，进一步包括步骤：
一种装置，用于确定所说的第一个信道化码是否位于信道化码码树的较低分支，并且如果是这样的，则选择码Cj，1在分隙模式发送期间加扰；以及
一种装置，用于确定所说的第一个信道化码是否位于信道化码码树的较高分支，并且如果是这样的，则选择码Cj，2在所说的分隙模式发送期间加扰。
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