CN1694374A

CN1694374A - 重用扩展码的方法

Info

Publication number: CN1694374A
Application number: CNA2005100667618A
Authority: CN
Inventors: 袁弋非
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2005-11-09
Also published as: EP1784033A1; EP1592274A3; KR20060047624A; US20050243896A1; JP2005318625A; EP1592274A2; US20090110032A1

Abstract

本发明公开了一种无线数据通信方法。该方法包括在两个或更多个空间点从两个或更多个发射路径接收反馈指示符信号的步骤。每个发射路径可以对应于一个无线单元，该无线单元试图在下行链路和/或上行链路上通信。从而，该方法包括测量两个或更多个发射路径的反馈指示信号之间的相对相差的步骤。随后，如果它们的反馈指示符信号之间的测量的相对相差对应于最小相互干扰，则一个扩展码可以被分配到两个或更多个发射路径。因此，例如，具有在大约90度到270度范围内的测量相对相差的两个或更多个无线单元至少可以使用相同的扩展码。

Description

重用扩展码的方法

技术领域

本发明涉及电信，更具体地说，涉及无线通信。

背景技术

无线通信系统向位于一个地理区域内的多个无线或移动单元提供无线服务。由无线通信系统支持的该地理区域在空间上被划分为通常称为“小区”的不同区域。理想地，每个小区可以由蜂窝模式的六边形表示。但是，实际中，每个小区可以具有不规则的形状，这取决于包括小区周围的地形的各种因素。进一步地，每个小区可以进一步被分为两个或更多个扇区。每个小区通常被划分为三个扇区，每个扇区具有120度的角跨度。

传统蜂窝系统包括多个地理分布的小区站或基站以支持与无线或移动单元之间的通信信号的发射和接收。每个小区站处理小区内的语音通信。进一步地，蜂窝系统的整个覆盖区域可以由所有小区站的小区的组合来定义，其中，邻近小区站的覆盖区域交叠以保证，如果可能的话，系统的覆盖区域的外边界内的连续的通信覆盖。

每个基站包括至少一个无线电设备和至少一个天线以与该小区中的无线单元通信。进一步地，每个基站还包括用于与移动交换中心(“MSC”)通信的发射设备。除了其他作用，移动交换中心还负责在无线单元之间，通过公共交换电话网(“PSTN”)在无线单元和有线单元以及在无线单元和诸如互联网之类分组数据网(“PDN”)之间建立和维护呼叫。基站控制器(“BSC”)为一个或多个基站管理无线电资源，并中继该信息到MSC。

当活动时，无线单元在前向链路或下行链路上从至少一个基站或小区站接收信号，并且在反向链路或上行链路上发射信号到至少一个小区站或基站。有许多定义蜂窝通信系统的无线链路或信道的策略。这些策略包括，例如，TDMA(时分多址)、OFDMA(正交频分多址)和CDMA(码分多址)策略。

在TDMA通信系统中，无线电频谱被划分为时隙。每个时隙允许一个用户发射和/或接收。从而，TDMA在发射机和接收机之间要求精确的计时以使得每个用户可以在他们所分配的时间内发射他们的信息。

在OFDMA系统中，载波信号可以由使用一组数学上时间正交连续波形来发射的多个(例如1024个)子载波或单音来定义。每个无线信道可以通过不同的信道化单音来区分。通过利用正交连续波形，可以实现单音的发射和/或接收，这是因为它们的正交性避免了它们彼此干扰。

在CDMA策略中，每个无线信道由用于对不同信息流编码的不同扩展码(例如，信道化码、扩频码或Walsh码)来区分。接着，这些信息流可以在一个或多个不同的载波频率上调制以同时发射。接收机可以通过使用适合的Walsh码对接收信号解码，从接收信号恢复特定的流。

每个使用诸如CDMA之类扩频策略的基站在小区的每个扇区内提供多个Walsh码，从而可以服务对应数目的用户。例如，在CDMA20003G-1X系统中，在每个扇区可用于语音的Walsh码的数目可以由基站所利用的无线电配置(“RC”)来定义。适用于RC3分配的Walsh码的最大数目是64，不同的是，RC4分配支持最多128个Walsh码。在特定条件下，例如当大多数用户处于良好的RF(射频)环境中，用户集中在天线附近或大多数用户是静止的等时，CDMA 20003G-1X的RF容量可以超过RC3(无线电配置3)分配的Walsh码能力。当引入诸如发射分集、智能天线和/或可选模式声音合成机等技术时，可以期望超过RC3分配。

在基站可用的Walsh码的数量可以考虑不同的变量，包括与所选无线电配置相关联的发射功率需求。例如，与RC3分配相比，RC4分配一般要求相对较长的扩展码并且可以具有较大的发射功率需求，RC3分配要求相对较短的扩展码。因此，在基于所使用的RC配置的基站的功率效率和小区的每个扇区内可用的扩展码的长度/数量之间存在折衷。例如，RC4分配可以通过支持比RC3分配更弱的编码率而劣化容量。

随着互联网的爆炸式增长和对数据需求的增长，资源管理已经成为蜂窝通信系统中的一个不断增长的问题。人们期望下一代无线通信系统，例如使用高速下行链路分组访问(“HSDPA”)和高速上行链路分组访问(“HSUPA”)的系统提供数据服务以支持互联网访问和多媒体通信。但是，与语音不同，数据通信相对容忍延迟，并且有潜在的突发性。因此，在上行链路和下行链路上使用专用链路的数据通信是低效率的。如果系统使用由多个无线单元共享的一个或多个信道，可以得到更有效的数据通信。通过这种配置，例如，在下行链路上的每个无线单元共享可用的资源。要被共享的资源包括，例如，扩展码。

随着对诸如HSDPA和HSUPA等的数据服务的需求持续增长，人们越来越关注扩展码的共享。虽然不同的无线电配置可以提供更大的可用扩展码池，不过它们的使用可以到达性能折衷。因此，需要管理诸如扩展码之类共享可用资源的方法以增强系统性能。

发明内容

本发明提供一种能够在两个或更多个无线单元之间共享至少一个扩展码的方法。更具体的，本发明提供一种测量两个或更多个无线单元之间的相对相差的方法。每个无线单元的测量可以依赖于通过在空间中的两个或更多点检查每个无线单元的信道条件进行的空间分集。一旦测量了相对相差，无线单元就可以被一起分组以提供最小相互干扰。对于本发明，最小相互干扰是指第一无线单元使用的信道的相位相对于被第二无线单元使用的信道的相位的准正交性。

在本发明的一个实施例中，方法包括测量至少两个数据发射路径之间的至少一个相对相差的步骤。对于本发明，数据发射路径可以对应于在上行链路和/或下行链路上与无线架构(例如，基站或节点B)通信的无线单元。对应于每个数据发射路径，反馈指示符信号可以在两个或更多个空间点(例如，两个或更多个天线)上被接收。此后，如果至少两个数据发射路径的相关反馈指示符信号之间的测量相对相差对应于最小相互干扰，则它们可以被分组到一起。该方法还可以包括把一个扩展码分配给一组数据发射路径的步骤。从而，已经被分组到一起的发射路径可以共享至少一个扩展码。因此，如果第一和第二数据发射路径的反馈指示符信号之间的测量相对相差例如在大约90度和大约270度的范围内，则这些路径可以被分组到一起以共享一个或多个扩展码。

在本发明的了一个实施例中，方法包括发射反馈指示符信号的步骤。此后，可以接收扩展码共享信号。可以响应与发射的反馈指示符信号相关联的测量相对相差来生成扩展码共享信号。扩展码共享信号可以标识供一个以上的无线单元使用的共享扩展码。响应接收该共享扩展码信号，无线单元可以使用共享扩展码来在下行链路和/或上行链路上通信。

通过结合权利要求和附图来阅读下面的详细说明，本领域技术人员可以清楚各个实施例。

附图说明

通过并参照附图阅读下面的非限制性实施例的说明，本发明将更容易理解，在附图中：

图1描述了本发明的一个实施例；

图2描述了本发明的另一个实施例；和

图3描述了本发明的另一个实施例。

应该强调，本申请的附图不是按比例的，而只是示意性的表示，从而并是意图描述本发明的具体大小，本发明的具体大小可以由本领域技术人员通过查看这里的公开来确定。

具体实施方式

本发明提供了能够在两个或更多个无线单元之间实现至少一个扩展码的共享的方法。更具体的说，本发明提供了测量两个或更多个无线单元之间的相对相差的方法。每个无线单元的测量可以依赖于通过在空间中的两个或更多点检查每个无线单元的信道条件进行的空间分集。一旦测量了相对相差，则无线单元可以被一起分组以支持最小相互干扰。对于本发明，最小相互干扰是指由第一无线单元使用的信道的相位相对于由第二无线单元使用的信道的相位的准正交性。

参照图1，其图示了描述了本发明的一个实施例的流程图。更具体地说，示出了用于使得能够在两个或更多个无线单元之间共享至少一个扩展码的算法(10)。应该注意，在本发明的一个实施例中，一个或多个扩展码的共享可以出现于诸如高速下行链路分组访问(“HSDPA”)和/或高速上行分组访问(“HSUPA”)的数据服务中。

图1的算法(10)初始可以包括接收关于每个数据发射路径的反馈指示符信号(步骤20)。对于本发明，数据发射路径可以对应于在上行链路和/或下行链路上与无线架构通信的无线单元。反馈指示符信号可以包括关于其相关无线单元的各种数据，例如，包括由基站的多个天线生成的接收信号之间的相对相位信息。进一步，反馈指示符信号可以在两个或更多个空间点上被接收以支持空间分集。这里，每个点可以对应于至少一个天线。应该注意，在一个例子中，至少两个天线中的每一个垂直间隔大约10个波长。在一个可替换的配置中，天线可以交叉倾斜配置定位。

一旦从每个无线单元接收到反馈指示符信号，之后图1的算法(10)就可以测量每个发射路径之间的相对相差(步骤30)。这里，可以检查每个数据发射路径的反馈指示符信号之间的相对相差。在此过程中，可以比较用于在每个无线单元和对应的基站之间进行通信的信道的相对相位。

在一个示例中，图1的算法(10)随后可以包括根据发射路径的相对相差来对发射路径分组的步骤(步骤40)。更具体地说，可以通过检查相对相差来对两个或更多个发射路径分组。该分组步骤可以以不同的相位增量来进行，例如，45度、90度或180度。从而，在一个示例中，彼此间具有45度的相对相差的发射路径落在一个分组中，而具有100度的相对相差的路径落在第二分组中，其中用于分组的相位增量统一地设置为90度。应该注意，在本发明的一个示例中，相位增量可以作为数据流量的函数而变化。

随着基站的小区内的发射路径被分为两个或更多个组，图1的算法(10)接着可以选择具有对应于最小相互干扰的相对相差的一组两个或更多个发射路径(步骤50)。对于本发明，最小相互干扰是指由第一无线单元使用的信道的相位相对于由第二无线单元使用的信道的相位的准正交性。因此，可以选择具有反映准正交性的测量相对相差的一组两个或更多个发射路径。例如，可以选择具有在大约90度到大约270度范围内的测量相差的两个或更多个发射路径。

在选择了对应于最小相互干扰的一组两个或更多个发射路径之后，图1的算法(10)随后可以分配一个或多个扩展码(步骤60)。这里，给定发射路径的信道的相位的准正交性，可以指定每个发射路径来共享扩展码。通过选择多组彼此准正交的发射路径，每个用户所经历的交叉干扰可以被最小化。因此，图1的算法(10)可以通过重用可用的扩展码空间以提高效率。

参照图2，其图示了描述了本发明的另一个实施例的流程图。所示出的算法(100)支持在两个或更多个无线单元之间共享至少一个扩展码。更具体地说，算法(100)可以与图1的算法(10)联合执行。

图2的算法(100)初始包括传送每个数据发射路径的反馈指示符信号的步骤(步骤110)。如上文中提到的，反馈指示符信号可以包括，例如，关于发射反馈指示符信号的无线单元所经历的信道质量的信息。应该注意，反馈指示符信号被发射到两个或更多个天线以支持空间分集。

一旦无线单元发射了反馈指示符信号，图2的算法(100)包括接收扩展码共享信号的步骤(步骤120)。例如，扩展码共享信号是由基站响应于图1的算法(10)而生成的。扩展码共享信号向无线单元标识该无线单元可以与另一无线单元共享的一个或多个扩展码。此后，图2的算法(100)可以包括使用共享的扩展码在上行链路和/或下行链路上通信(步骤130)

对于宽带码分多址下行传输，正交码空间是重要的系统资源。通过分配扩展码到不同的控制和数据信道可以实现正交传输。对于诸如HS-DSCH之类的高速下行链路共享信道，例如，具有扩展因子16的多个码可以用于2ms的子帧内的下行链路传输。HS-DSCH可以提供高频谱效率的无线电链路，并且可以潜在地支持大量用户。但是，由于缺乏可用的正交码，HS-DSCH的容量可能大大受限。例如，对于扩展因子16，可能只有15个码可用于HS-DSCH。

但是，在上述情况，可用扩展码的数量可能比15个码更少。这可归因于HSDPA用户的相关联的专用物理信道(例如“DPCH”)的低效率码空间使用(例如，承载导频或功率控制信息)。在某些数据服务设计中，可以利用不活动定时器来保证为其他用户释放码资源。但是，对于某些数据应用(例如，聊天应用，TCP应答)，可能需要长的不活动定时器以保证小的延迟。结果，这些应用倾向于使用相当大部分的码空间，但是也具有相对很低的功率需求。例如语音用户，也可能低效率地使用码空间，这是因为在不活动期间码仍然被分配。对于诸如HS-DSCH之类的下行共享信道，这可能在可用发射功率和可用扩展码之间导致不平衡，该效应可能进一步混合了下行链路上的软切换。诸如波束成形或封闭环发射分集等提供功率益处的增强还可能要求提高正交码大小以使得可以实现系统容量益处。所有的这些效应可能导致与正交码相比，可用于诸如HS-DSCH之类的下行共享链路的不相称的大量功率。

考虑到这些问题，通过利用两个发射天线并重用可用的正交码空间，可使预定给不同无线单元(例如，用户的设备)的数据的调度在上行链路和/或下行链路上同时进行。这里，共享同一组正交码的多个用户的同时调度可以保证所选择的用户具有最小相互干扰的信道-例如，连接到第一无线单元的信道的相位可以与连接到第二无线单元的信道的相位准正交。该性质可以使得每个用户所经历的交叉干扰很低。在足够负载的情况下，很有可能在小区中可以发现满足该条件的用户组。应该注意，这里假定每个无线单元具有一个接收天线。

可以使用不同的技术来实现相互干扰。这里，可以通过第一天线从具有相对高质量的信道来调度第一无线单元，也可以通过第二天线从相对弱的信道来调度第一无线单元。其他使用第二天线的无线单元可以类似地被选择。尽管足够的负载可以使得很可能在小区中发现满足该条件的用户组，但是对于多径(例如，频率选择)信道，所需的负载可能变得相对非常大。另外，支持如此大量的无线单元的开销(例如，相关联的DPCH)可以容易地耗尽HS-DSCH流量的容量。除非在两个天线上的用户具有类似的信道强度，来自每个天线的发射功率应该不同以最大化整个系统容量。因此，在两个天线之间优化分配功率的努力可能与无线电资源调度中的其他优化算法牵扯在一起，从而增大了调度器的复杂性。另外，两个天线间的不平衡的功率分配可能限制了RF放大器的效率。

参照图3，图示了本发明的另一个实施例。更具体的，所示出的流程图300描述了两用户广播封闭环发射分集(“BC-CLTD”)策略。这里，例如，B-CLTD方法可被用于例如HSDPA流量信道，其中具有类似几何条件的两个CLTD模式1用户可以同时被调度并共享相同的扩展码。

如流程图300所详细描述的，可以对每个子帧(例如，每2ms)进行对两个或更多个无线用户的搜索。考虑有两个具有类似几何条件的无线用户，该组的第一单元可以具有最高的信扰比。可以从该组选择具有可能大约180度的相对相差的该组的第二用户。如果不存在这样的组，具有大约90度的相对相差的用户支持具有最高信扰比的用户的选择。如果没有这样的组，则这些用户不能共享同一扩展码。但是，应该注意，如果小区中的用户总数很大，那么发现两用户组的概率很高。

应该注意，在典型的正交码受限环境中，本发明可以比传统技术提高小区吞吐量/容量大约50％。在无线单元(例如，用户设备)或在基站的信道编码/调制中都不需要实质性的改变以支持本发明。BC-CLTD可以建立在传统的两天线发射分集上，并且可以由不同的产品设计支持。应该注意，随后，高速介质访问信道(“MAC-hs”)可能要求改变。MAC-hs为包括HS-DSCH的各种信道管理无线电资源。并且还可调度高速共享用户。MAC-hs可以是可编程的，从而可能需要使用软代码从传统的非广播CLTD移动到BC-CLTD。

虽然已经参照图示的实施例描述了特定的发明，但是，描述不应被认为是限制的含义。应该理解，尽管已经描述了本发明，但是本领域普通技术人员一旦参照本发明并且不偏离权利要求中阐述的本发明的构思，就会清楚图示实施例的各种修改以及本发明的其他实施例。因此，方法、系统及其各部分可以在不同的位置实现，例如网络元件、无线单元、基站、基站控制器、移动交换中心和/或雷达系统。另外，利用本公开，本领域普通技术人员应该理解实现并使用所述系统所需的处理电路可以用专用集成电路、软件驱动的处理电路、固件、可编程逻辑器件、硬件、分离元件或上述元件的组合来实现。类似地，这里所使用的相位扩展码考虑正交连续波。本领域技术人员将容易地意识到可以对本发明进行各种修改、组合和方法，而不严格按照这里所图示和描述的示例性应用，并且不偏离本发明的构思和范围。从而，权利要求将覆盖落在本发明的真实范围内的任何这样的修改和实施例。

Claims

1.一种数据通信方法，包括：

测量至少两个数据发射路径之间的至少一个相对相差；和

响应所述测量的至少一个相对相差，分配一个扩展码到每个数据发射路径。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述相对相差由空间分集来测量。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述测量步骤包括：

在至少两个空间点接收关于每个数据发射路径的反馈指示符信号，其中，每个点对应于至少一个天线。

4.如权利要求3所述的方法，包括：

响应所述至少两个反馈指示符信号之间的所述测量的相对相差，分组所述至少两个数据发射路径。

5.如权利要求4所述的方法，其中如果相关联的反馈指示符信号之间的所述相对相差对应于最小相互干扰，则所述一个扩展码被分配到所述至少两个数据发射路径。

6.如权利要求1所述的方法，其中每个数据发射路径对应于使用所述分配的一个扩展码在下行链路和上行链路的至少一个上通信的无线单元。

7.一种数据通信方法，包括：

发射反馈指示符信号；

响应与所述反馈指示符信号相关联的测量的相对相差，接收扩展码共享信号，其中，扩展码共享信号标识共享扩展码。

8.如权利要求7所述的方法，包括：

使用所述共享扩展码在下行链路和上行链路的至少一个上通信。

9.如权利要求7所述的方法，其中，所述反馈指示符信号被发射到至少两个空间点，每个空间点对应于至少一个天线。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述测量的相对相差对应于最小相互干扰。