CN1554206A - Cdma通信系统中时间共享信道化码的方法和设备 - Google Patents

Cdma通信系统中时间共享信道化码的方法和设备 Download PDF

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Abstract

在多个终端中时间共享一公共信道化码用于压缩模式的传输的技术。每个终端起始分别被分配一信道化码用于信道化该终端在非压缩帧中发射的数据。也选择一公共信道化码用于信道化该终端在压缩帧中发射的数据。每个压缩帧包括一个或多个压缩传输和一个传输间隙的全部或部分。用于终端的压缩帧被调度以使压缩帧的压缩传输不重叠。此后，用于每个终端的非压缩帧被使用分配给该终端的信道化码所信道化，而用于该终端的压缩帧被使用公共信道化码信道化。压缩帧可被调度为(1)在它们的帧边界处不重叠，(2)各个压缩传输不重叠和/或(3)交错。

Description

CDMA通信系统中时间共享信道化码的方法和设备
发明背景
技术领域
本发明涉及数据通信，更具体地说，涉及在多个处于压缩模式的终端中时间共享一公共信道化码的技术，以更有效地利用现存可用的信道化码。
背景技术
无线通信系统被广泛地使用以提供多种类型的通信，包括语音和分组数据服务。这些系统可能是基于码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)或其他一些多重接入技术。CDMA系统可提供优于其它类型的系统的某些优势，包括增加系统容量。一个CDMA系统一般按照一个或多个标准设计，比如IS-95、cdma2000和W-CDMA标准，所有这些标准是业内所熟知的并通过引用结合于此。
W-CDMA标准支持下行链路上的“压缩模式”操作，在下行链路上，数据在缩短的时间段内从基站发射到终端(即时间压缩)。WCDMA使用压缩模式以允许正在与系统进行活动状态通信的终端(即在话务信道上)暂时离开系统以进行关于不同频率和/或不同无线接入技术(RAT)的测量而不丢失米自系统的数据。在压缩模式中，数据仅在一(10毫秒)帧的一部分被发射到终端，因此该帧的其余部分(称为传输间隙)可被终端用来进行测量。
按照W-CDMA标准，对于一个给出的压缩帧，其传输时间的减少可通过下述方法来实现：(1)减少帧中要发射到终端的数据量，(2)增加码速率，或者(3)增加数据速率。所有上述可供用于发射压缩帧的机制都与某些会影响性能的折衷相关联，下面会讨论。
首先，减少一个压缩帧中发射的数据量可通过在更高层的信令层中进行调度来实现，但是减少数据量可能是一些应用所不希望的。例如，对于语音用户，减少数据量会导致自适应多速率(AMR)声码器的速率相应地降低，会下降到显著降低服务质量的程度(例如，5.15kbps)。
第二，增加码速率可通过“截短处理”或删除一些被编码的位来实现(该机制仅可供下行链路使用)。然而，随着传输间隙的增加(直到一帧可能的15个时隙中有7个时隙是传输间隙)，更多的被编码位需要被截去，码速率增加，且需要更高的发射能量以使未截去的位在终端达到希望水平的性能(即，特定的比特差错率或帧差错率)。为了进行频率间/RAT间的测量，很有可能要求长的传输间隙(例如，差不多有半个帧的长度)。然而，由于所要求的发射功率过分地高，截短对于这些较长传输间隙是不切实际的。
第三，增加数据速率可通过使用一长度较短的信道化码来对将要发射的数据进行信道化来实现。W-CDMA标准在数据被发射到终端之前使用不同长度的正交可变扩展因子(OVSF)码将其信道化。OVSF码的扩展因子或者长度的范围从4到512码片，较短长度的码可以支持相应较高的数据速率。按照W-CDMA标准，一特定终端的压缩帧可使用相当于用于该终端的非压缩帧的信道化码一半长度(即，SF/2)的信道化码进行信道化。而且，W-CDMA标准定义了用于非压缩帧的长度为SF的信道化码和用于压缩帧的长度为SF/2的信道化码之间的特定关系。
使用专门定义的用于压缩帧的SF/2长度的信道化码降低了系统中可被其它用户使用的信道化码的数量。通常，当扩展因子减少时，可用的码就变少了，例如，如果扩展因子减少一半，可用的信道化码的就是原来的一半。传统的，一个长度为SF/2的信道化码被分配给每一个操作于压缩模式的终端并在该终端处于该模式期间始终维持。由于一个长度为SF/2的信道化码占据了两个长度为SF的信道化码的“码空间”，每个处于压缩模式的终端有效地使用了两个长度为SF的信道化码。由于W-CDMA在下行链路上是受码限制的，为每个用于传输压缩帧的终端分配一个长度为SF/2的信道化码是不可取的。
因此业内就需要一种能更有效地利用信道化码的技术，尤其是在由W-CDMA标准定义的压缩模式中。
发明概述
本发明的一些方面提供了在多个用于压缩模式传输的终端中时间共享一公共信道化码的技术。在许多情况下，一个给出的终端进行压缩数据传输仅占该终端处于压缩模式中的总时间的一小部分，在这种情况下，在整个压缩模式操作期间为该终端分配一个较短长度的信道化码将导致该信道化码的低效率利用。因此这里提供时间共享一个用于多个终端的压缩模式传输的信道化码的技术。
在一个方面，基站保留一个具有特定扩展因子的专用信道化码并将其用于与该基站进行通信的多个终端的压缩模式传输。该公共信道化码可随同一组定义终端的压缩模式传输的参数的值一起发送给操作于压缩模式的终端。其后，每当基站以压缩帧的形式向给出的终端发射数据时，使用该公共信道化码来代替分配给该终端用于正常模式的信道化码。
本发明的一特定实施例提供了一种在无线(例如，W-CDMA)通信系统中向多个终端发射数据的方法。按照该方法，每个终端分别起始分配一信道化码用于信道化该帧以非压缩帧的形式发射的数据。同样还选择一个特定的公共信道化码用于信道化该终端以压缩帧形式发射的数据。每一个压缩帧包括一个或多个压缩传输和所有或部分的传输间隙，以及在该压缩传输中要发射的每个压缩帧的数据。然后调度用于该终端的压缩帧，这样该压缩帧的压缩传输不会重叠。其后，每个终端的非压缩帧用分配给该终端的信道化码进行信道化，而用于该终端的压缩帧用公共信道化码进行信道化。
可使用多种方案来调度压缩帧。例如，调度压缩帧以使(1)在帧边界处没有重叠，(2)压缩帧可以重叠但是压缩的传输没有重叠，和/或(3)压缩帧是交错的。公共信道化码一般具有分配给该终端的最短的信道化码一半的长度。对于每一个处于压缩模式中的终端，一般同时确定其调度和对应的传输间隙模式序列参数，这些参数的值被提供给终端用于得到压缩模式传输的定时和配置。
本发明还提供实施本发明的多个方面、实施例和特征的其它方法和设备，下面进一步详细描述。
附图概述
本发明的特征、性质和优势将在以下的结合附图的说明之后变得更加明显，附图中相同的标记表示相同的组成部分，其中：
图1是支持多个用户并能实施本发明的多个方面和实施例的无线通信系统图；
图2是一个实施例中基站和终端的简化框图；
图3是基站中调制器的框图；
图4是说明由W-CDMA标准定义的并用作信道化码的OVSF码的结构；
图5是用于由W-CDMA标准定义的下行链路专用物理信道(DPCH)的帧格式和时隙格式图；
图6是说明按照W-CDMA标准的压缩模式传输图；
图7A到7E是说明按照本发明的不同实施例在多个终端中时间共享一公共信道化码的方案；以及
图8是使用公共信道化码的时间共享来支持压缩模式的处理的流程图。
较佳实施例详述
图1是支持多个用户并能实施本发明的多个方面和实施例的无线通信系统100的图。系统100包括多个基站104，其提供对于多个地理区域102的覆盖。基站通常也称为基站收发机系统(BTS)，而基站和/或其覆盖区域一般称为小区。系统100可设计为用以实施诸如IS-95、cdma2000、W-CDMA或其他标准中的任何一个或它们的组合。
如图1所示，各个终端106分布在系统中。在一个实施例中，根据该终端是否处于活动状态以及是否处于软切换中，每个终端106可与一个或多个基站在下行链路或上行链路上于任何给定的时刻进行通信。下行链路(即前向链路)是指从基站到终端的传输，而上行链路(即反向链路)是指从终端到基站的传输。
如图1所示，基站104a在下行链路上向终端106a发射，基站104b向终端106b、106c和106i发射，基站104c向终端106d、106e和106f发射，等等。在图1中，带箭头的实线表示以基站到终端的用户专用数据的发送带箭头的虚线表示该终端正在接收导频和其它信令，但是没有来自基站的用户专用数据传输。为了简明，图1中没有示出上行链路通信。
图2是一个实施例中基站104和终端106的简化框图，其能实施本发明的各个方面和实施例。在下行链路上，在基站104，发送(TX)数据处理器214接收不同类型的话务(例如，来自数据源212的用户专用数据和来自控制器230的消息)，TX数据处理器214接下来基于一个或多个编码方案格式化并编码该数据和消息以提供编码的数据。每个编码方案可包括循环冗余校验(CRC)、卷积、Turbo、分组以及其它编码方式的任意组合，或者根本不编码。一般而言，不同类型的话务使用不同的编码方案进行编码。
编码的数据然后被提供给调制器(MOD)216进行进一步处理一产生调制数据。对于W-CDMA，调制器216进行的处理包括(1)使用信道化码覆盖编码数据以将用户专用数据和消息信道化至它们各自的(专用和控制)物理信道上，以及(2)使用扰码扰乱信道化的数据，相当于IS-95中使用短伪噪声(PN)序列来扩展信道化数据。调制数据然后被提供给发射器单元(TMTR)218并进行调整(例如，转化成一个或多个模拟信号、放大、滤波以及正交调制)以产生适合于通过天线220在无线链路上传输到终端的下行链路调制信号。
在终端106，下行链路调制信号由天线250接收并提供给接收器单元(RCVR)252。接收器单元252调整(例如，滤波、放大、下变频以及数字化)该接收信号并提供样本。解调器(DEMOD)254接下来接收并处理该样本以提供恢复的码元。对于W-CDMA，解调器254进行的处理包括(1)使用和将要恢复的物理信道使用的相同的扰码来对样本进行去扰乱(即，相当于使用短PN序列对样本进行去扩展)(2)对去扰乱的样本进行去覆盖以将接收数据和消息信道化至它们各自的专用和公共信道，以及(3)使用从接收信号中恢复的导频对信道化数据进行解调。
解调器254可实现一瑞克(rake)接收器，其能处理接收信号的多个实例并组合来自各个用于要进行去覆盖的物理信道的码元以提供去覆盖的码元。发射信号可通过多个信号路径接收，并且每一个接收的强度足够的信号实例(或多径)被分配给并分别由瑞克(rake)接收器的各个指处理器进行处理。每个指处理器处理(例如，去扩展、去覆盖以及导频解调)该分配的多径以提供用于该多径的解调码元。来自所有分配用于特定物理信道的指处理器的解调码元接下来被组合以提供用于该信道的去覆盖码元。
接收(RX)数据处理器256接收并解码该去覆盖码元以恢复在下行链路上发射的用户专用数据和消息。恢复的数据可提供给控制器260并被用于控制后续数据传输的处理。解调器254和RX数据处理器256进行的处理分别与基站中的调制器216和TX数据处理器214进行的处理互补。
图3是调制器216a的框图，其是图2所示的调制器216的一个实施例。用于特定的物理信道的编码数据(即编码的信道数据)被提供给I/Q多路分解器(DEMUX)312以将数据分解成同相(I)和正交(Q)数据分量。I和Q数据分量然后被分别提供给乘法器314a和314b，并使用分配给该物理信道用以发射数据的信道化码，Cch，SF，m，进行覆盖(即相乘)。
来自乘法器314b的覆盖的Q数据分量被提供给乘法器316并与复数码元j相乘以产生信道化数据的虚部。来自乘法器314a的的实部和来自乘法器316的虚部由加法器318组合以提供复数的信道化数据。信道化数据然后由乘法器320使用复数扰码Sn进行扰乱并进一步由乘法器322使用权重G进行定标。权重G被选择用于要进行处理的物理信道并被用于调整该物理信道的发射功率。
对于下行链路，用于多个终端的数据可同时发射。来自乘法器322的经扰乱和加权的数据，来自其它物理信道的经扰乱和加权的数据(可被用于其它终端)，和用于其它一些物理信道(例如，公共控制物理信道)的其它数据由加法器324进行组合以产生复合的数据。每一个天线的用于数据传输的复合数据还由乘法器326与复数权重W相乘以提供调制的数据。权重W用于闭环模式1中的相位调整和闭环模式2中的相位/幅度调整，上述两个模式是由W-CDMA标准定义的空间时间分组编码发射天线分集模式(STTD)的模式。
在CDMA系统中，在下行链路上发射的数据被信道化使得多个物理信道上的数据(例如，用于多个终端)能互不干扰地被发射和接收。每个物理信道被分配一个从一组可能的信道化码中选择的特定的信道化码。该组中的信道化码一般被设计成相互正交，这样某个码与自己相乘并在该码的长度上积分将产生一个高(能量)的值，但与该阻中的其它码相乘并在该码的长度上积分将产生一个0值。非正交的信道化码也可以用于信道化但并非是CDMA标准所指定的。
为了进行信道化，要发射的编码数据使用分配给该物理信道用于发射数据的信道化码进行覆盖(或相乘)。在接收器处，发射的数据通过将接收的样本与相同的信道化码进行去覆盖(或相乘)并在该码的长度上积分而恢复。仅仅在发射机处使用和在接收机处用于去覆盖的相同码进行信道化的数据比特才会产生高的值，而来自其它物理信道并使用其它码进行信道化的数据比特将被积分成低的值(例如，接近于0)。
图4是表示由W-CDMA标准定义并用作信道化码的正交可变扩展因子(OVSF)码的结构的图例。每个OVSF码由指定的记号Cch，SF，m专门标识，其中SF是扩展因子(相当于码的长度)而m是用于扩展因子SF的特定码的标识(即m＝0，1，2，...SF-1)。OVSF码是“结构”码，并且连续的较长OVSF码可由较短的OVSF码按照一组规则来生成。为了生成两倍长度的OVSF码，每个直接的较短长度OVSF用于生成两个新的较长长度的OVSF码。第一个新的OVSF码通过重复两次该短长度的OVSF码而获得(即，Cch，2SF，2m＝Cch，SF，m，Cch，SF，m)，而第二个新的OVSF码通过重复该较短长度的OVSF码两次并对第二次重复的部分取反而获得(即Cch，2SF，2m+1＝Cch，SF，m，-Cch，SF，m)。基于该码生成方案，OVSF码具有因子为2的扩展因子(或码长度)。
如图4所示，仅由2个OVSF码被定义用于码长度为1(即，Cch，1，0＝1)。2个OVSF码被定义用于码长度为2(即，Cch，2，0＝1，1和Cch，2，1＝1，-1)，并且是从长度为1(即，Cch，1，0)的OVSF码中生成的。类似的，4个OVSF码被定义用于码长度为4(SF＝4)，其中OVSF码(Cch，4，0＝1，1，1，1)和(Cch，4，1＝1，1，-1，-1)是从OVSF码(Cch，2，0＝1，1)中生成的，而OVSF码(Cch，4，2＝1，-1，1，-1)和(Cch，4，3＝1，-1，-1，1)是从OVSF码(Cch，2，1＝1，1)中生成的。W-CDMA支持使用长度范围从4至512码片的OVSF码。
OVSF码和用于IS-95的Walsh码是一致的，除了识别OVSF码(SF，m)的索引和用于Walsh码(SF，m’)的索引是比特反转的。例如，对于长度为64的码，Walsh码(64，5)(5＝b000101)相当于OVSF码(64，40)(40＝b101000)。
图5是由W-CDMA标准定义的用于下行链路专用物理信道(DPCH)的帧格式和时隙格式的图示，可用于向终端于发射用户专用数据。将要在DPCH上发射的数据被分成无线帧，每个无线帧包括15个时隙，标记为时隙0至时隙14。每个时隙被进一步分成一定数目的字段用于携带话务数据、信令，和导频数据，或者是它们的组合。
如图5所示，对于DPCH，每个时隙包括第一和第二数据字段(数据1和数据2)520a和520b、发射功率控制(TPC)字段522、传递格式组合指示符(TFCI)字段524、和导频字段526。数据字段520a和520b被用于发送用户专用数据。发射功率控制字段522被用于发送功率控制信息以指示终端调整其上行链路发射功率，提高或降低以在最小化对其他终端干扰的情况下实现期望的性能。传输格式组合指示符字段524用于发送指示与DPCH相关的共享物理信道的格式(例如，比特率、信道化码等等)。而导频字段526用于发送对于DPCH的导频数据。
如上面所提到的，W-CDMA标准支持压缩模式，用户专用数据在较短的时间段内被发射到终端。本方案的一部分用于更有效地分配系统资源，该系统(即W-CDMA术语中的UMTS无线接入网络(UTRAN))能命令终端(即W-CDMA术语中的用户设备(UE))在该终端支持的其他频率和/或其他无线接入技术(RATs)上监测基站。其他这种RATs可包括时分双工(TDD/UMTS)，全球移动通信系统(GSM)，和其他可能的系统。为了允许终端进行要求的测量并且基于终端容量的必需，系统可能命令终端操作于压缩模式。
图6是说明按照W-CDMA标准的压缩模式传输的图示。在压缩模式中，终端的用户专用数据被按照传输间隙模式序列610发射，该序列由交替传输间隙模式1和2组成，分别为612a和612b。每个传输间隙模式612进一步包括一系列一个或多个压缩帧，后面跟随0个或多个非压缩帧。每个压缩帧包括一个或多个压缩传输以及传输间隙的全部或部分。用于每一个压缩传输的数据在压缩传输中被发射，而非压缩帧的数据在整个(10毫秒)的帧中被发射。
用于每个传输间隙模式的压缩帧序列包括由一个或两个传输间隙614间隔的压缩数据传输。传输间隙模式序列610的参数如下：
TGSN(传输间隙起始时隙号)——传输间隙模式(时隙1至14)中的第一无线帧的第一传输间隙时隙的时隙号。
TGL1(传输间隙长度1)——在传输间隙模式(1至14时隙)中的第一传输间隙的持续时间。如果TGL1＞8，用于传输间隙的时隙必须分布在两个帧上中，因为一个帧中最多可包括7个传输间隙时隙。
TGL2(传输间隙长度2)——在传输间隙模式(1至14时隙)中的第一传输间隙的持续时间。对TGL1应用相同的限制。
TGD(传输间隙距离)——在一个传输间隙模式(15至269时隙，或1至18个帧)中两个连续的传输间隙的起始时隙之间的相隔时间。
TGPL1(传输间隙模式长度1)——传输间隙模式1(1至144帧)的持续时间。
TGLP2(传输间隙模式长度2)——传输间隙模式2(1至144帧)的持续时间。
该压缩模式在文件Nos.3GPP TS 25.212(章节4.4)，25.213(章节5.2.1和5.2.2)，以及25.215(章节6.1)中进一步描述，可从3GPP组织处获得并通过引用结合于此。
在压缩模式中，压缩帧的数据可使用和非压缩帧使用的相同的(常规)扰码或另一个(第二)扰码进行扰乱。进一步，一个具有较低扩展因子(或者更具体的，其长度是用于正常操作期间的信道化码的一半)的信道化码可用于压缩传输。W-CDMA标准定义了用于压缩帧的信道化码和用于非压缩帧的信道化码之间的特定关系可表示为：
Cch，SF，m——用于非压缩帧的信道化码，
         ——如果使用常规扰码，用于压缩帧的信道化码，
则Cch，SF/2，m mod SF/2——如果使用其它的扰码，用于压缩帧的信道化码。
按照W-CDMA标准，在下行链路上，同一组常规的和其它的扰码被用于到终端的所有数据。对于处于压缩模式的终端，在传输之前可使用其它扰码来扰乱数据。如果其它扰码是依赖于实现压缩模式的终端和正常模式的终端分离的话，则用于压缩模式终端的信道化码不需要与使用常规扰码的其它终端的信道化码正交。然而，使用两种扰码以实现分离对于下行链路可能不是可行的解决方法，因为这两个扰码不是正交的并且实现分离的量是有限的。在下行链路上，到不同终端的传输一般根据至该终端的路径损耗以不同的功率电平发射。这样，由(非正交)的常规扰码扰乱的高功率的传输可导致其对于由其它扰码扰乱的低功率的传输的高交叉信道干扰，这将会降低性能。实际上，为了实现最佳的分离量，对于压缩和非压缩的帧应该使用相同的扰码和不同的信道化码。
如上所示，用于压缩帧的信道化码的长度是用于非压缩帧的信道化码的长度的一半。而且，用于压缩帧的信道化码是由W-CDMA标准专门指定的，并且依赖于常规和第二扰码是否用于压缩帧。这样，就需要保留具有较低扩展因子(即Cch，SF/2，x)的信道化码用于每个操作于压缩模式的终端。这可使下行链路码码空间利用率加倍。
在一个共同操作情况中，语音用户当前要求下行链路上具有SF＝128的信道化码以支持12.2kbps的语音数据。假设由于软切换而引起现存的信道化码以因子2降低，则64个信道化码可供使用。当使用SF/2的压缩模式被系统使用并且每个用户被有效地分配了两倍的信道化码以使用压缩模式，则在最差的情况下使用正交信道化码在一个扇区内可支持32个用户，远远少于同等带宽下cdma2000可以支持的每个扇区192个用户。
而且，在位于系统覆盖区(即UNTS覆盖)边缘的小区中或者在给出的信道频率覆盖区的边沿区域，很有可能有许多，即使不是全部的终端也会有很多终端，在即使不是全部的时间也会在很多时间内操作于压缩模式。由于可以预见在密集的城区，系统覆盖区即使在初始部署以后很久也是相当有限的，所以这种类型的边缘小区将是很常见的。
本发明的一些方面提供在多个处于压缩模式传输的终端中时间共享信道化码的技术。注意到在许多情况下压缩传输仅占传输间隙模式序列的一小部分。在这些情况下，为每个终端在整个压缩模式操作期间分配长度较短的信道化码将导致信道化码的低效率利用。因此这里提供公共信道化码的时间共享技术用于多个终端的压缩模式传输，其可使其它信道化码可用于其他用户。
对于上述的传输间隙模式序列参数，最长的传输间隙模式可使用下列参数值定义：TGL1＝14时隙，TGL2＝14，而TGPL1＝TGPL2＝144帧。在这种情况下，14个时隙的传输间隙分布在两个压缩帧上，而数据是在这两个压缩帧中的16个时隙中传输，因此用于传输间隙模式的压缩模式传输的百分比为16/(144*15)＝1.4％，是一个很小的百分比。相反，最短的传输间隙模式可由下列参数值定义：TGL1＝7时隙，TGL2＝7，而TGPL1＝TGPL2＝2帧。对于这种情况，用于传输间隙模式的压缩模式传输的百分比为8/15＝53％。然而，这种情况是不现实的。
一种更加实际的情况可能是一般在GSM系统中使用的测量间隔，该测量将每200毫秒进行一次。进行该任务的压缩模式配置为：TGPL1＝TGPL2＝40帧且TGL1＝TGL2＝14帧以及TGD＝20帧。在这种情况下，压缩传输的百分比为16/(20*15)＝5.3％。对于这种情况，一个操作于压缩模式的终端将被分配额外的信道化码但是仅用于5.3％的时间，这是极其低效率的。
按照本发明的一个方面，系统可保留一个具有特定扩展因子的专用信道化码并将其用于压缩模式传输。公共信道化码可和传输间隙模式序列参数一起发送给操作于压缩模式的终端(例如，进行频率间/RAT间测量)。用于终端的序列可进行仔细地选择以使它们的压缩传输不互相重叠。当系统(即UTRAN)在其压缩帧期间向给出的终端发射数据，使用具有较低扩展因子的公共信道化码来代替一般信道化码。
各种方案可被用于在多个终端中进行时间共享公共信道化码，这些方案可被设计为考虑各种因素诸如，例举，将要被发射的压缩帧的类型(例如，使用单帧或双帧压缩模式形式，下面将描述)，用于该终端的帧是否按时间对齐，将要发射的压缩帧的传输间隙长度和其他规范，等等。其中的一些方案在下面描述。
图7A是说明按照本发明的一个实施例用于在多个终端中时间共享一信道化码的第一方案。为了简明，在图7A中仅图示了3个终端，尽管该方案可根据用于终端的传输间隙模式序列参数扩展到覆盖任何数量的终端。对于该方案，发射到终端的下行传输是时间对准的(即，用于所有3个终端的无线帧的起始点在时间上是对准的并进一步与基站的基准时间对准)。而且对该压缩帧传输使用单个压缩模式形式，此时传输间隙全部位于一个单个的压缩帧之内。
对于每个压缩帧，压缩传输被示为一个阴影框而传输间隙被示为位于阴影框旁边以及在压缩帧的尾部。然而，传输间隙也可以位于压缩帧的头部或者中部。压缩传输的发射功率被图示为高于非压缩帧以保证对于所有接收的无线帧的相等的性能(例如，BER或PER)。单个帧压缩模式形式在3GPP文件No.TS25.212，第4.4.2部分中详细描述。
如图7A所示，各终端的压缩帧是交错排列的以使在任何给出的帧中仅有一个压缩的帧被传输到任何一个终端。公共信道化码，Cch，SF/2，x，被时间共享使得其在帧k中用于终端1的压缩帧，在帧k+1中用于终端2的压缩帧，在帧k+2中用于终端3的压缩帧，等等。每个终端也被分配各自的信道化码，Cch，SF，m，以用于它们的非压缩帧。
选择公共信道化码以使其与分配给终端的信道化码正交。例如，公共信道化码可被选为一个具有较低扩展因子(例如，Cch，SF/2，x)的特定OVSF码，而分配给终端用于非压缩帧的信道化码可从由剩余的具有较低扩展因子OVSF码(即，Cch，SF，m其中m＝0，1，...SF-1以及m≠2x或2x+1)生成的一组OVSF码中选择。
在软切换中，终端同时从多个基站接收数据传输(即，无线帧)。为了保帧无线帧能在特定的时间窗中到达终端以使其能被正确地处理并恢复，W-CDMA标准提供了一种机制，从每个基站发射到终端的用户专用无线帧的起始时间可以调整。一般而言，在一个新的基站被加入到该终端的活动组之前，该基站与参考基站的定时关系由终端确定并报告给系统。系统能指令新的基站调整其用于终端的发射定时以使从该新基站发射的无线帧能在时间上大约对准到从其他活动基站发射的无线帧，如在终端所观测到的。
每一个从基站到终端的数据传输可与一特定的“帧偏移”相关，该“帧偏移”可根据不同的因素取任何的值。由于在W-CDMA中基站可异步操作，应用于每个基站的用于发射到终端的帧偏移量是根据(1)该基站的定时和终端的基准基站的定时的差异，以及(2)从两个基站到该终端的传播延迟的差异。因而，从每个基站的角度看，与基站通信的每个终端的发射定时可与各自的帧偏移(来自基站的基准定时，其被用于基站的公共信道)相关联，而该帧偏移可取任何值。
如果这些信号是时间对准的并使用了正交信道化码，就可实现在终端接收的多个信号的正交性。这样，为了保持正交性，帧偏移被选择为信道化码长度的整数倍。
图7B是说明通过重叠压缩帧来实现在多个终端中进行时间共享公共信道化码的第二方案。对于该方案，发射到终端的下行链路传输可进行或不进行时间对准，并且用于终端的压缩传输被调度到尽可能近的时间上。这样压缩帧可能重叠，但是压缩传输不会。
对于每个压缩的帧，数据仅仅在帧的一部分中发射而在组成帧的其他部分的传输间隙中没有数据发射。这样，仅仅在真正发射数据(即压缩传输)的那部分压缩帧期间公共信道化码才被有效利用。在这种情况下，可通过在之前的压缩帧不再使用信道化码时马上重新利用该码来提供公共信道化码的利用率。
通过将压缩帧调度到时间上尽可能靠近的位置，可实现信道化码的更有效的利用。基站知晓(并可能对分配进行了一些控制)用于所有终端的帧偏移并进一步感知用于每一个操作于压缩模式中的终端的传输间隙模式序列参数。基于可供使用的信息，可调度用于终端的压缩帧以使压缩传输在最小化这些部分的时间分布(以扩展可能性)时不会出现重叠。
由于传输间隙模式序列参数是由系统确定的(例如，无线网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC))并提供给终端，系统也可以选择合适的参数值以实现上述的不重叠压缩传输并最小化时间分开的目的。传输间隙可通过选择合适的参数值来调整，并相应地控制了用于压缩传输的专用时隙。
由于通信链路中的延迟的扩散，发射的信号可通过多个信号路径(即，多径)到达一终端。而且，由于各基站不同的传播延迟，处于软切换中的终端的各个活动基站之间存在时间差异。为了降低时间差异和延迟扩散带来的反面影响，不同终端的压缩传输之间的时间分开ΔtX，Y可选择为大于等于时间差异和/或延迟扩散。这个时间间隔一般对于CDMA系统为十分之一个时隙或者更小，并且表示不同终端的压制传输之间的“保护时间”。如果如图7A所示帧偏移为零，那么保卫时间为零会使公共信道化码的再用最大。
图7C是说明使用双帧压缩模式形式来实现在多个终端中时间共享公共信道化码的第三方案。对于该方案，到终端的下行链路传输是时间对准的。在双帧压缩模式形式中，传输间隙跨越了两个连续的压缩帧并可能位于这两帧之间的任何位置上，在每个帧中包括最多7个传输间隙。当传输间隙较大时(即，大于8个时隙宽度)可使用双帧压缩模式形式。双帧压缩模式形式在前述的3GPP文件No.TS 25.212，第4.4.2部分中进一步详细描述。
如图7C所示，用于终端的压缩帧被交错以使一对压缩帧依次被发射到每个终端并且在任何给出的帧中只有一个压缩帧被发射到任何一个终端。如图7C所示，公共信道化码，Cch，SF/2，x，可被共享使得它可在帧k和k+1中用于终端1的压缩帧，在帧k+2和k+3中用于终端2的压缩帧，在帧k+4和k+5中用于终端3的压缩帧，等等。由于用于终端的无线帧大致是时间对准的，用于这些终端的压缩帧可以调度成任何顺序。
图7D是说明使用双帧压缩模式形式来实现在具有不同帧偏移的多个终端中时间共享公共信道化码的第四方案。对于该方案，到终端的下行链路传输不是时间对准的并且每个终端和各自的帧偏移相关，帧偏移确定了其无线帧的起始时间。如图7D所示，用于终端1的无线帧的起始是与基站的定时对准的(即，T1≈0)(对于此图作为一个例子)，用于终端2的无线帧的起始点是从基站的定时被偏移了T2，而终端3的无线帧的起始点是基站定时被偏移了T3。
在一个实施例中，对于用于终端的压缩帧的调度部分地基于它们相关的帧偏移。起始时，终端根据它们的帧偏移量和在列表中的位置进行排列。如图7D中所示的例子，由于T1≤T2≤T3，表中的顺序为终端1、终端2、终端3、等等。用于终端的压缩帧接下来基于该终端在排序表中的位置进行调度。公共信道化码被分配给每个调度的终端用于其压缩帧。对于该实施例，如果N个终端操作于压缩模式，则用于该N个终端的N个压缩帧可在最少N+1个帧中被发射，仅仅一个附加帧被用于计及不同终端之间的不同帧偏移。
图7E是说明使用交错压缩帧传输来实现在多个终端中时间共享公共信道化码的第五方案。对于该方案，到终端的下行链路传输可以进行或不进行时间对准，而双帧压缩模式形式被用于压缩帧。如图7E的图形说明，图果某个特定终端的压缩帧的传输间隙足够大，则它可能在该传输间隙中适配用于其他终端的压缩帧的压缩传输。
如果相同的传输间隙模式序列参数被用于各个终端并且传输间隙位于两个压缩帧的中间，且如果传输间隙(TGL)的长度大于等于压缩传输的长度(其为15-TGL/2)，则用于一个终端的传输帧的压缩传输可在用于其他终端的压缩帧的传输间隙中适配。该条件可表示为：
TGL＞15-TGL/2，
其可被重新调度并表示为：
TGL＞10.
上面使用不等号“＞”因为通常很难准确对准压缩传输。
如图7E所示，通过交错用于两个终端的压缩帧，可能可以在3个帧中(例如，k，k+1，k+2)中发射用于这些终端的压缩帧，而不是像图7D和7E中所示的那样要使用4个帧。这种交错进一步改善了公共信道化码的利用率。
图8是按照本发明的实施例使用时间共享一公共信道化编码来支持压缩模式传输的处理800的流程图。处理800可由每个基站实施以支持多个终端的压缩模式。起始时，在步骤812，一用于所有被考虑的终端的压缩帧的公共信道化码被选择并保留。该码可被选为低扩展因子(例如，Cch，SF/2，0)的码空间中的第一编码。对于正常操作，所有与基站通信的终端被分别分配信道化码。
在步骤814，一个操作于压缩模式的终端的列表被确定。用于终端的压缩帧接下来被基于任何一个上述的方案并进一步基于终端的要求和容量而调度，如步骤816。在对于压缩帧的传输的调度中，用于终端的帧偏移可被选择(如果没有被例如软切换要求而限制)以实现该公共信道化码的有效再利用。如果用于终端的无线帧没有进行时间对准，则终端可基于它们的帧偏移值进行排列而对于压缩帧的调度可以考虑按列表中终端的次序而进行，如上所述。调度也可被用于进行压缩帧的重叠，如图7B所示，或进行压缩帧的交错，如图7E所示。对于每个处于压缩模式的终端，传输间隙模式序列参数接下来基于该调度而被确定，如步骤818。
在压缩帧传输到终端之前，要用于该压缩帧的传输间隙模式序列参数值和公共信道化码的标识被发射到终端，如步骤820。在接收了该信息后，每个处于压缩模式的终端能使用参数值中的定时信息和标识的公共信道化码来正确地处理并恢复其压缩帧。基站然后在调度的时间(或帧)使用该信道化码向终端发射压缩帧，如步骤822。
这里描述的使用时间共享技术来改善信道化码的利用率可用一个例子来量化。在该例子中，支持多个语音用户并向它们分配SF＝128的信道化码。该操作情况是使用具有SF/2的压缩模式是至关重要的任务中的一种。在该例子中，具有SF＝64(即，Cch，64，0或Cch(64，0))的特定信道化码被保留作为公共信道化码用于压缩模式。对于该例子，传输间隙模式序列参数被选择为：TGPL1＝TGPL2＝400毫秒＝40帧而TGL1＝TGL2＝14时隙。在该例子中，10个终端需要进行频率间/RAT间测量。
对于压缩模式的常规实施，10个SF＝128的信道化码被分配给10个终端用于它们的正常操作的非压缩帧。而对于压缩模式，10个SF＝64的信道化码也被分配给10个终端。然而，由于由W-CDMA标准定义的用于每个终端的SF＝64的码与分配给该终端的SF＝128的码相关(即，SF＝128的码从SF＝64的码中生成并与其重叠)，每个终端这样就有效地分配了两个SF＝64的码。因此，20个SF＝128的码被用于10个终端的压缩模式和正常模式。
这里描述的时间共享技术能降低所要求的信道化码的数量。对码的利用率的提高量是根据各种因素，诸如将要用于该压缩模式的特定方案。一些方案的提高将在下面描述。
如图7C所示的第三方案，用于终端的无线帧是时间对准的(即，对于所有终端的帧偏移为0)，而用于不同终端的(双)压缩帧可每两个帧调度一次。10个终端可时间共享一公共信道化码用于压缩模式。该公共信道化码被选择为SF＝64的信道化码并与10个分配给10个终端用于正常操作的SF＝128的码正交。用于该例子和该方案的码就是12个SF＝128的码(即，10个SH＝128的码用于正常模式加上2个SF＝128的码用于SF＝64的公共信道化码)。这样，与上述的传统实施方式相比，该时间共享技术就使码的要求降低40％(即，(20-12)/20＝0.40)。同样，使用这里描述的时间共享技术可用于服务更多的终端。
对于图7D中图示的第四方案，用于终端的无线帧没有进行时间对准而用于10个终端的压缩帧能被基于它们关于基站基准定时的帧偏移进行调度。如果用于10个终端的压缩帧被按次序调度，从具有最小帧偏移的终端开始并以具有最大帧偏移的终端结束，则对于上述的参数值，可调度9个终端共享一个公共信道化码。在这种情况下用于9个终端的18个压缩帧可被调度于20个帧中而2个帧由于未对准的无线帧而丢失。将使用11个SF＝128的码(即，9个SF＝128的码用于9个终端进行正常模式加上2个SF＝128的码用于SF＝64的公共信道化码)来代替传统实施方式中的18个SF＝128的码。这使要求的码降低了38％(即，(18-11)/18＝0.38)。
对于上述的第四和第五方案，上述的码利用率的提高可独立于传输间隙而实现。
对于图7E所示的第五方案，如果TGL＞10(在上述例子中TGL＝14时隙)，用于终端的压缩传输可被交错。在这种情况下，可交错压缩帧，并可将用于每对终端的4个压缩帧在3个帧中发射而不是在4个帧中发射，如图7E所示。对于上面描述的参数值，可在至少14个终端中时间共享公共信息码。用于14个终端的码可为16个SF＝128的码(即，14个用于正常模式的SF＝128的码和2个用于公共码的SF＝128的码)而不是传统实施方式需要的28个SF＝128的码。这就使使用的码减少了42％(即，(28-16)/28)。
下行链路的码空间被视为W-CDMA中一个潜在的重要的对于系统容量的限制。如上面所提到的，位于系统覆盖区边缘的小区或者位于给出的信道频率覆盖区的边带的小区，很有可能许多或者全部的终端在许多或者全部的时间内处于压缩模式。传统的支持使用SF/2的压缩模式的实施方式中，由于另一个信道化码被有效地用于每个处于压缩模式的终端中而进一步加剧了这种限制。这里描述的技术能使码空间的使用明显降低并能在对当前设计产生很小影响的情况下实施。
为了清楚，在多个终端中时分公共信道化码的多个方面和实施例被描述为用于W-CDMA中的专门应用(即，压缩帧的传输)。这里描述的技术也可被用于其他类型的数据传输。通常，将要发射到终端的无线帧被调度为不重叠，则公共信道化码可以时间共享的方式使用以处理(例如，信道化)用于终端的无线帧。这里描述的技术也可用于其他类型的用在传输前处理数据的码(例如，扰码)。
回到图2和3，终端106和基站104的元件可被设计为实施本发明的各个方面和实施例，如上所述。终端或基站的元件可使用数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、处理器、微处理器、控制器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备、其它电子元件，或者任何它们的组合来实施。这里描述的一些功能和处理也可通过处理器执行的软件来实施。例如，选择特定的信道化码用作公共信道化码，对操作于压缩模式的终端的压缩帧的调度，等等，都可由控制器230执行。
前面对于公开的实施例的描述是提供给熟悉本领域的技术人员来实现或使用本发明的。对于熟悉本领域的人员来说，对于这些实施例的多种改变是显而易见的，而这里所定义的一般原理可应用于其他实施例而不需要进行创造性地劳动。所以，本发明不应该被这里所示的实施例所限，而应该符合这里所公开的原理和创造性特征的最宽的范围。

Claims (30)

1.无线通信系统中，一种用于向多个终端发射数据的方法，包括：
为多个终端中的每一个分别分配信道化码，用于信道化用于该终端的在非压缩帧中发射的数据，其中用于每个非压缩帧的数据在定义的时间周期内发射；
选择一公共信道化码用于信道化用于多个终端的在压缩帧中发射的数据，其中用于每个压缩帧的数据在相比较于定义的非压缩帧的时间周期较短的时间周期内发射；
调度用于多个终端的压缩帧的传输以使压缩传输不重叠；
使用分配给该终端的信道化码信道化用于每个终端的非压缩帧；以及
使用公共信道化码信道化用于多个终端的压缩帧。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
使用特定的扰码扰乱用于多个终端的压缩和非压缩的帧。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述公共信道化码的长度为分配给多个终端的最短信道化码的长度的一半。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述公共信道化码与分配给所述多个终端的信道化码正交。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述信道化码包括由W CDMA标准定义的正交可变扩展因子(OVSF)码。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述用于多个终端的压缩帧被调度成不重叠的。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于每个压缩帧包括一个或多个压缩传输和一个传输间隙，其中调度用于多个终端的压缩帧以使压缩传输不重叠。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于用于第一终端的的压缩帧的压缩传输至少与用于第二终端的压缩帧的传输间隙的一部分重叠。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于每个压缩帧包括一个或多个压缩传输和一个传输间隙，且其中所述用于多个终端的压缩帧被调度成交错的以使用于第一终端的第一压缩帧的压缩传输和传输间隙分别与用于第二终端的第二压缩帧的传输间隙和压缩传输重叠。
10.如权利要求1所述的方法，还包括：
对于每个终端，确定指示用于所述终端的压缩帧的起始和一基准时间之间的时间差异的帧偏移，其中用于多个终端的压缩帧被部分地基于确定的用于所述终端的帧偏移而调度。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
排序用于所述多个终端的所述帧偏移，其中用于所述多个终端的所述压缩帧是基于所述帧偏移的排序而被调度，以使用于终端的具有较短帧偏移的压缩帧被调度为在用于所述终端的具有较长帧偏移的压缩帧之前。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于用于每个终端的所述非压缩帧在该终端专用的编码信道上发射并由分配给所述终端的信道化码识别。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于用于每个终端的所述压缩帧在该终端专用的编码信道上发射并由所述公共信道化码识别。
14.如权利要求1所述的方法，还包括：
对于每个终端，为用于定义发射到所述终端的所述压缩帧的传输的定时选择一组参数值。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
对于每个终端，在将所述压缩帧传输到所述终端之前发射所述参数值。
16.如权利要求1所述的方法，还包括：
在向所述终端传输所述压缩帧之前向所述多个终端发射所述公共信道化码的标识。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述压缩帧使用单帧压缩模式形式来生成，其中每个压缩帧中完整地包括一个传输间隙。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述压缩帧使用双帧压缩模式形式来生成，其中一个传输间隙跨越了一对压缩帧。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述通信系统是一个CDMA通信系统。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于所述CDMA通信系统实施W-CDMA标准。
2 1.在W-CDMA通信系统中，一种用于向多个终端发射数据的方法，包括：
为多个终端中的每一个分别分配信道化码，用于信道化用于该终端的在非压缩帧中发射的数据，其中用于每个非压缩帧的数据在定义的时间周期内发射；
选择一公共信道化码用于信道化用于多个终端的在压缩帧中发射的数据，其中每个压缩帧包括一个或多个压缩传输和一个传输间隙，且其中所述公共信道化码与分配给多个终端的所述信道化码正交且具有长度为分配给所述终端的最短的信道化码的一半；
调度用于多个终端的压缩帧的传输以使压缩传输不重叠；
使用分配给该终端的信道化码信道化用于每个终端的非压缩帧；以及
使用公共信道化码信道化用于多个终端的压缩帧。
22.在无线通信系统中，一种用于向多个终端发射数据的方法，包括：
为多个终端中的每一个分别分配信道化码，用于信道化用于至该终端的第一类型数据传输；
选择一公共信道化码用于信道化用于至多个终端的第二类型的数据传输；
调度用于多个终端的第二类型的数据传输以使用于所述第二类型的发射数据不重叠；
使用分配给该终端的信道化码信道化用于每个终端的第一类型的数据传输；以及
使用公共信道化码信道化用于多个终端的所述第二类型的数据传输。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述第一类型的数据传输包括非压缩帧，且其中所述用于每个非压缩帧的数据在定义的时间周期内被发射。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于所述第二类型的数据传输包括压缩帧，而其中所述用于每个压缩帧的数据在相比较于定义的非压缩帧的时间周期较短的时间周期内发射。
25.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述信道化码包括由W-CDMA标准定义的正交可变扩展因子(OVSF)码。
26.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述公共信道化码长度为分配给多个终端的最短信道化码的长度的一半。
27.无线通信系统中的基站，包括：
一控制器操作于
为多个终端中的每一个分别分配信道化码，用于信道化用于该终端的在非压缩帧中发射的数据，
选择一公共信道化码用于信道化用于多个终端的在压缩帧中发射的数据，以及，
调度用于多个终端的压缩帧的传输以使用于压缩帧的发射数据不重叠，其中所述用于每个非压缩帧的数据在一个定义的持续时间的帧中发射而用于每个压缩帧的数据在帧的一部分中发射；以及
耦合于所述控制器的调制器并可操作以
使用分配给该终端的信道化码信道化用于每个终端的非压缩帧；以及
使用公共信道化码信道化用于多个终端的压缩帧。
28.如权利要求27所述基站，其特征在于所述控制器进一步操作于为每个终端确定一个帧偏移，其中所述帧偏移指示用于终端的所述压缩帧的起始点和用于所述基站的基准时间之间的时间差异，其中所述用于多个终端的压缩帧被部分地基于所述确定的用于各终端的帧偏移而调度。
29.如权利要求27所述的基站，其特征在于所述控制器被进一步操作于选择一组参数值用于定义每个终端的压缩帧的传输的定时。
30.如权利要求27所述的基站，其特征在于所述无线通信系统实施W-CDMA标准。
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