CN1671081A - 向移动通信系统的基站分配辅助同步码的方法 - Google Patents

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Abstract

本方法包括：对N个可能的辅助同步码(SSC)和基本同步码(PSC)的自相关函数及/或互相关函数进行计算并评估的步骤；从所述N个可能的辅助同步码(SSC)中选择M个辅助同步码(SSC)，并使所述M个被选择的辅助同步码(SSC)至少具有一个在检测点最佳的自相关函数及互相关函数的统计学特征的步骤；将所述M个辅助同步码(SSC)的包含K个辅助同步码(SSC)的子集分配给所述基站的步骤。

Description

向移动通信系统的基站分配辅助同步码的方法
本申请是下述申请的分案申请：
发明名称：向移动通信系统的基站分配辅助同步码的方法
申请日：2001年5月8日
申请号：01801958.7(PCT/JP01/03841)
技术领域
本发明涉及向移动通信系统的基站分配辅助同步码的方法。
背景技术
本发明涉及包括很多能够与移动站进行通信的基站的移动通信系统。从移动站到基站的通信通过上行链路UL(up-link)进行；从基站向移动站的通信通过下行链路DL(down-link)进行。
本发明还涉及对不同用户的信号在时间区域及码区域两方面进行分隔的通信系统。这样的系统的例子有所谓的UMTS TDD系统(通用移动通信系统——时分双工)或W-CDMA TDD系统(宽带码分多址——时分双工)，这里时间区域由TDD-系统的结构要素表示，码区域由W-CDMA-系统的结构要素表示。
尤其是在时间区域，发送(传送)是基于例如由多个(如15个)时隙构成的无线帧而形成的。上行链路(移动站到基站)及下行链路(基站到移动站)双方使用同样频率。另外，下行链路和上行链路的区分是使用时分将各帧可用的所有时隙的子集排他性地分配给下行链路发送，其余的分配给上行链路发送。在帧内，至少有一个时隙经常分配给各下行链路及上行链路。
在这样的系统中，不同用户的信号可以在各个时隙中发送，例如，N个不同下行链路的时隙可以分配给N个不同下行链路的用户信号。这就是此系统的时分形态(aspect)。另外，若干个用户信号还可以通过使用不同的扩展码在一个时隙中发送。这就是该系统的码分形态。请注意，各用户分配有不同的扩展码，各用户的彼特作为所用扩展系数的函数而扩展至码片率。
在这样的系统中，网络将不同的小区参数分配给基站所覆盖的各小区，据此，任意一个试图与该基站建立连接的移动站都可以读取与基站通信所需要的的小区广播信息。这些小区参数例如可表示训练序列数及扰码。训练序列是复数值或实数值的码片序列，由接收方(下行链路的移动站)使用，用来对检索用户信号所需信道进行估测。扰码由发送方(下行链路的基站)使用，用来干扰用户信号，以均衡在相邻小区进行发送或接收的用户所引起的干扰。
移动站开机后，立刻检测出至少一个覆盖该站所在区域的小区的码片标时、隙标时及帧标时，接着，如果不检测出训练序列和扰码的使用，就不能解调并读取小区广播信息。然后，移动站与小区取得“同步”后，追踪装置尤其要确认不丢失码片标时。
各基站关于各小区在信道中发送广播信息，信道为一般所说的基本公共控制物理信道(P-CCPCH)。有时信道还可以是由基本公共控制物理信道P-CCPCH所表示的辅助公共物理信道(S-CCPCH)。
请注意，W-CDMA TDD中的基本公共控制物理信道P-CCPCH一般使用一个有固定扩展系数的、固定且预先分配的扩展码，例如该扩展码在W-CDMA TDD系统的所有小区中是相同的，因而总是为移动站所预先测知。
物理同步信道(PSCH)也在下行链路的这些时隙中被同时发送，在这里基本公共物理信道P-CCPCH为了与基本公共控制物理信道(P-CCPCH)取得同步而被发送。物理同步信道在本质上由基本同步码PSC及K个辅助同步码SSC的组这两个特殊信号构成。辅助同步码S SC的数K一般为3。基本公共物理信道P-CCPCH在基本同步信道PSCH不同时存在时不被分配给特定的时隙。移动站在检测出发送基本同步信道PSCH的时隙后就会测知基本公共物理信道P-CCPCH也存在于该时隙内。
并列发送的K个辅助同步码SSC分别扩展具有N个状态的符号即经过调制的4相相位调制(QPSK)符号，合计给出nk个QPSK代码字。
一方面，码集的组，例如扩展QPSK符号的(各个)不同的三连码组，另一方面，这些QPSK-符号的调制被用于指示下列内容。
·一个或多个小区参数，例如，一个或多个基本短训练序列码或长训练序列码与一个或多个扰码被赋与同一定义的码群。
·双重帧期间内的基本同步信道PSCH的位置。
·1帧内的当前基本同步信道PSCH时隙的位置。
最后，移动站在加载电源时首先通过执行相关程序检测出由覆盖小区的基站在基本同步信道PSCH上发送的基本同步码PSC的存在，并使用检测出的时间位置一般与16个所有可能的辅助同步码SSC相关化。例如，可以通过将基本同步码PSC作为辅助同步码SSC的相位基准的使用等进行一系列的检测，据此检测出由K个被检测出的辅助同步码SSC所扩展的QPSK符号。从这一信息可以导出帧期间内的基本同步信道PSCH隙的时间位置及基站所属的码群。在最后的步骤中，通过测试被检测出的码群中含有的所有仍然可能的扰码及基本训练序列码，移动站可以对基本公共控制物理信道P-CCPCH上的正弦波群进行解调。
各辅助同步码SSC为不同的二进位值的码片序列，可以用特定的索引进行参照。例如，16个辅助同步码SSC在移动通信系统内可能时，各辅助同步码SSC可以由下列各值之一来表示。
SSC0、SSC1、SSC2、......SSC15
例如，各辅助同步码SSC按照技术规格3GPP TSG RAN TS25.213v320“Spreading and Modulation(FDD)”的5.2.3.1节、21ff页以及3GPP TSG RAN TS25.223 v320“Spreading and Modulation(TDD)”的7.1节、10ff页所定义的规则形成。
所有可用的辅助同步码SSC并不在一个小区内被同时用于上述同步目的。为了选择分配给当前小区的K个辅助同步码SSC的各组，网络从N个可能的码中取出第1组K个辅助同步码SSC，接着是第2组K个辅助同步码SSC，以下相同。N个中有M个被选择，其余N-M个则不使用。关于W-CDMA TDD系统，K为3、N为16，为了简单说明，网络选择如下4个码群(例如SSC的三连码组)并分配给特定的小区。
码群1：SSC0、SSC1、SSC2
码群2：SSC3、SSC4、SSC5
码群3：SSC6、SSC7、SSC8
码群4：SSC9、SSC10、SSC11
因此，在N个可用的辅助同步码中，只有M＝K*L个辅助同步码被用于同步的目的。
上述同步处理的性能极易受到在发送期间或为了检索基本同步码PSC及辅助同步码SSC而执行的相关程序期间可能发生的失误的影响。
发明内容
本发明的目的就是提供向移动通信系统的基站分配辅助同步码的方法并提高同步处理的性能。
一般来说，在本发明所涉及的系统中，各基站连续发送分别分配给该基站所覆盖的小区的基本同步码PSC及K个辅助同步码SSC组。因此，无论哪个移动站在开机时都可以根据从该基站接收到的基本同步码PSC及辅助同步码的组至少与一个基站取得同步，并读出小区参数。此外，从所有的N个可用辅助同步码SSC中，只有规定的固定数M个辅助同步码SSC被使用。
根据本发明的一个特征，该方法包括：对N个可能的辅助同步码SSC和基本同步码PSC的自相关函数及/或互相关函数进行计算并评估的步骤；从该N个可能的辅助同步码SSC中选择M个辅助同步码SSC，并使被选择的M个辅助同步码SSC至少具有一个在检测点最优的自相关函数及互相关函数的统计学特征的步骤；将该M个辅助同步码SSC的包括K个辅助同步码SSC的子集分配给基站的步骤。
请注意，自相关函数及互相关函数可以在整个范围进行评估，也可以在限定的窗口进行评估。也就是说，可以取出所有可能的自相关值或互相关值的子集用以评估。
已经发现，这些同步码的统计学自相关函数特性直接影响到进行错误检测的概率，所以对小区检测的性能尤其重要。
另外，在并列发送基本同步码PSC及一个或多个辅助同步码SSC时，基本同步码PSC的自相关函数和辅助同步码SSC的自相关函数随时受到由于其他同步码的同时存在而引起的互相关函数的不良影响。
根据本发明的其他特征，选择步骤基于对下列相关函数中任意的统计学特征或特征组合的评估，该相关函数如下。
(1)  各辅助同步码SSC的自相关函数
(2)  各辅助同步码SSC与基本同步码PSC的交叉函数
(3)  各辅助同步码SSC与其他任意的辅助同步码SSC的交叉函数
上述基准有被个别应用的时候也有被组合应用的时候。
附图说明
图1为辅助同步码SSC3及辅助同步码SSC7的自相关函数的示意图。
图2为辅助同步码SSC3及辅助同步码SSC7分别与基本同步码PSC的互相关函数的示意图。
图3所示为关于辅助同步码SSC3与其他所有的辅助同步码SSC的互相关函数的统计学特性以及辅助同步码SSC7与其他所有的辅助同步码SSC的互相关函数的统计学特性所观察到的辅助同步码SSC3与辅助同步码SSC7的差别图(图3中以连续的顺序表示)。
图4所示为在W-CDMA TDD系统中可用的最新的同步码的自相关函数及互相关函数的统计学特性的示意表图。
具体实施方式
图1和图2所示分别为辅助同步码SSC3和辅助同步码SSC7的自相关函数以及其分别与基本同步码PSC的互相关函数。关于图1和图2所使用的同步码为W-CDMA TDD系统可用的、在目前的技术水准中最新的同步码。
从这些例子可以明显看出，辅助同步码SSC3和辅助同步码SSC7的自相关函数完全不同，在检测点辅助同步码SSC3的自相关函数为优。另外，基本同步码PSC与辅助同步码SSC3的互相关函数在检测点劣于基本同步码PSC与辅助同步码SSC7的互相关函数。
图3所示为关于辅助同步码SSC3与其他所有的辅助同步码SSC的互相关函数的统计学特征以及辅助同步码SSC7与其他所有的辅助同步码SSC的互相关函数的统计学特征所观察到的辅助同步码SSC3与辅助同步码SSC7的差别(图3中以连续的顺序表示)。
根据本发明的一种形态，该统计学特征为自相关函数及/或互相关函数所含总能量的一个或多个特征。
统计学上，自相关函数由其最大的自相关旁瓣值(MAS-值)赋与特征。而且，也由其最大旁瓣的多个值赋与特征。另外，也由所有的旁瓣峰(RMS)值所含总能量的均值平方根赋与特征。
与自相关函数相同，互相关函数也由最大的互相关峰(MCP)值、该最大峰的多个值、以及所有的互相关峰(RMS)值所含能量的均值平方根赋与特征。
一般来说，特定的同步码与其他所有可能的同步码的最大自相关旁瓣值(MAS)、以及自相关函数的能量(RMS)值的均值平方根、以及所有的最大互相关峰值(MCP)、以及该相关函数的能量峰(RMS)值的均值平方根如果减少，特定同步码的检测性能就会提高。伴有优异自相关特征和优异互相关特征的同步码的选择将整体性提高小区检测的性能，进而提高同步步骤的性能，并减少移动站的处理负荷和电池的寿命。
根据本发明的其他特征，本发明的方法包括如下步骤：在M个所使用的第2同步码SSC的子集内，从N个可用的辅助同步码SSC在所有可能的组合中选择由K个辅助同步码SSC构成的最佳的L个分组并使M＝K*L。
请注意，无论在何种情况，只要M＜N，那么关于所用同步码的子集的相关特征的选择并从而最优化就总是可能的。
根据本发明的其他特征，M个辅助同步码SSC的选择步骤包括对至少具有一个在检测点最劣的自相关函数和互相关函数的统计学特征的N-M个辅助同步码SSC进行废弃的步骤以及对其余M个辅助同步码SSC进行保存的步骤。
图4中的表1、表2和表3是对关于如下函数的统计学特征的一部分进行整理而成的，该函数为：在W-CDMA FDD及TDD系统内可以使用的、在技术规格3GPP TSG RAN TS25.213 v320“Spreading andModulation(FDD)”、5.2.3.1节、21ff页以及3GPP TSG RAN TS25.223v320“Spreading and Modulation(TDD)”7.1节、10ff页中所说明的当前技术水准中最新的同步码的自相关函数和所有的互相关函数。
参照图1，M＝12个辅助同步码SSC的选择在自相关函数中对具有最劣值的非峰最大自相关旁瓣值(MAS)的N-M＝4个辅助同步码SSC进行废弃，并保存其余，即得到如下结果：SSC0、SSC1、SSC2、SSC3、SSC6、SSC7、SSC8、SSC9、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15。
在自相关函数中对具有能量峰(RMS)值的均值平方根的最劣值的N-M＝4个辅助同步码SSC加以废弃，并保存其余，即得到如下结果：SSC0、SSC1、SSC2、SSC3、SSC6、SSC7、SSC8、SSC9、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15。
在与基本同步码PSC的互相关函数中对具有最劣的最大互相关峰值(MCP)的N-M＝4个辅助同步码SSC加以废弃并保存其余，即得到如下结果：SSC0、SSC1、SSC3、SSC4、SSC5、SSC6、SSC8、SSC10、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15。
在与基本同步码PSC的互相关函数中对具有能量峰(RMS)的均值平方根的最劣值的N-M＝4个辅助码SSC加以废弃并保存其余，则结果为：SSC0、SSC1、SSC4、SSC5、SSC6、SSC8、SSC10、SSC11、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15。
在与其他所有的辅助同步码SSC的互相关函数中对具有最劣的最大互相关峰值(MCP)的N-M＝4个辅助同步码SSC加以废弃并保存其余，则结果为：SSC0、SSC1、SSC2、SSC4、SSC8、SSC9、SSC10、SSC11、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15。
在与其他所有的辅助同步码SSC的互相关函数中对具有能量峰(RMS)的均值平方根的最劣值的N-M＝4个辅助同步码SSC加以废弃并保存其余，则结果为：SSC0、SSC2、SSC4、SSC5、SSC6、SSC7、SSC8、SSC10、SSC11、SSC12、SSC13、SSC14。
根据本发明的其他特征，M个辅助同步码SSC的选择步骤包括选择在检测点最佳的L个码群的步骤，各分组由K个不同的辅助码SSC构成，在系统的N个所有可用的辅助码SSC中，K满足M＝K*L。
例如，为使M＝L*K＜N，分别要考虑到由K个不同的辅助同步码SSC组成的L个码群的所有可能的组合，并决定各码群的辅助同步码SSC的自相关函数的统计学特征、其分别与相同码群内及其他码群内的所有其他的辅助同步码SSC的互相关函数的统计学特征、以及其分别与基本同步码PSC的互相关函数的统计学特征。进而对这些特征进行评估，并与已测知的码群的特征作比较，然后选择最佳组合的L(L＝M:K)个码群。
系统中可能的辅助同步码SSC数N为16，假设其为表1中所示。
根据下面给出的选择步骤的实施方式，从系统的N＝16个可用的辅助同步码SSC中，对分别由K＝3个不同的辅助同步码SSC组成的L＝4组的辅助同步码SSC的选择将给出如下结果：{SSC1、SSC2、SSC3；SSC12、SSC13、SSC14；SSC0、SSC6、SSC15；SSC5、SSC8、SSC11}。
根据本发明的其他特征，对M个辅助同步码SSC的选择步骤包括选择在检测点最佳的码群的步骤，各分组例如由本发明的上述选择步骤所预先选择的M个辅助同步码SSC中的K个不同的辅助同步码SSC构成。
同上述说明，其分别由满足M＝L*K＜N的K个不同的辅助同步码SSC构成，这将考虑到由M个预先选择的辅助同步码SSC所构成的L个码群的所有可能的组合，并决定各码群的辅助同步码SSC的自相关函数的统计学特征、其分别与相同码群内及其他码群内的所有其他的辅助同步码SSC的互相关函数的统计学特征、以及其分别与基本同步码PSC的互相关函数的统计学特征。进而对这些特征进行评估，并与已测知的码群的特征作比较，然后选择最佳组合的L(L＝M:K)个码群。
在这一过程，通过预先选择的辅助同步码SSC在自相关函数中对具有非峰最大自相关旁瓣值(MAS)的最劣值或能量峰(RMS)均值平方根的最劣值的4个辅助同步码SSC的废弃，将给出结果{SSC2、SSC9、SSC14；SSC6、SSC12、SSC15；SSC0、SSC1、SSC8；SSC3、SSC7、SSC13}。
其他解答应该成为{SSC7、SSC13、SSC14；SSC6、SSC12、SSC15；SSC0、SSC1、SSC8；SSC2、SSC3、SSC9}。
通过预先选择的辅助同步码SSC在与基本同步码PSC的互相关函数中对具有最劣的最大互相关峰值(MCP)或能量峰(RMS)均值的最劣平方根的4个辅助同步码SSC的废弃，将给出{SSC4、SSC6、SSC10；SSC12、SSC13、SSC14；SSC0、SSC1、SSC15；SSC5、SSC8、SSC11}。
如上所述，本发明所涉及的向移动通信系统的基站分配辅助同步码的方法，对于将移动通信系统中所使用的各种移动终端的辅助同步码分配给基站的系统是有用的。

Claims (3)

1.一种在通信系统中基站与移动终端进行通信的方法，其特征在于：
发送辅助同步码(SSCs)只来自下列由12个同步码构成的5组之中的一组：
{SSC0、SSC1、SSC2、SSC3、SSC6、SSC7、SSC8、SSC9、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15}；
{SSC0、SSC1、SSC3、SSC4、SSC5、SSC6、SSC8、SSC10、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15}；
{SSC0、SSC1、SSC4、SSC5、SSC6、SSC8、SSC10、SSC11、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15}；
{SSC0、SSC1、SSC2、SSC4、SSC8、SSC9、SSC10、SSC11、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15}；
{SSC0、SSC2、SSC4、SSC5、SSC6、SSC7、SSC8、SSC10、SSC11、SSC12、SSC13、SSC14}。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述发送步骤中，发送辅助同步码来自下列三连码组中的一组：
{(SSC2、SSC9、SSC14)(SSC6、SSC12、SSC15)(SSC0、SSC1、SSC8)(SSC3、SSC7、SSC13)}；
{(SSC7、SSC13、SSC14)(SSC6、SSC13、SSC15)(SSC0、SSC1、SSC8)(SSC2、SSC3、SSC9)}；
{(SSC4、SSC6、SSC10)(SSC12、SSC13、SSC14)(SSC0、SSC1、SSC15)(SSC5、SSC8、SSC11)}。
3.一种通信系统中基站与移动终端进行通信的方法，其特征在于：
发送辅助同步码(SSCs)选择下面的组：
{SSC0、SSC1、SSC3、SSC4、SSC5、SSC6、SSC8、SSC10、SSC12、SSC13、SSC14、SSC15}。
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