CN1694380A - 时分同步码分多址系统组网中小区码字资源的配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的TD－SCDMA系统组网中小区码字资源的配置方法，主要是在分析TD－SCDMA系统码组中码字的互相关特性的基础上，先利用SYNC－DL码特性进行第一次码字规划，在去掉扩频扰码的重码后，再利用扰码特性进行二次码字规划，在进行小区码字复用后，得到一种蜂窝结构的码字配置图。由于本发明的方法利用码字间的不同互相关特性进行码字资源配置，因此能够降低UE小区搜索时的干扰，使UE能够正确接入，同时还可以降低用户连接状态时的邻小区间干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种码分多址(Code Division Multiple Access)(以下简称CDMA)系统组网中小区码字资源的配置方法，尤其涉及移动通信领域中时分同步码分多址(Time Division-Sync Code Division Multiple Access)(以下简称TD-SCDMA)系统的小区码字资源的配置方法。本发明适用于移动通信领域的TD-SCDMA系统，还适用于移动通信领域中所有的CDMA系统，特别是时分双工码分多址(Time Division Duplex mode ofCDMA)(简称TDD-CDMA)系统和所有的同步码分多址(Sync CodeDivision Multiple Access)(简称SCDMA)系统。
背景技术
在现有的所有移动通信系统中，通常利用无线资源的频分多址(Frequency Division Multiple Access)(简称FDMA)、时分多址(TimeDivision Multiple Access)(简称TDMA)或CDMA特性的一种或几种组合来构成多址系统，为大量的移动用户提供服务。对于以CDMA为主要特征的第三代(the third Generation)(简称3G)移动通信系统而言，通常会给每个小区配置一定的上行同步(SYNC-Uplink)(以下简称SYNC-UL)码、下行同步(SYNC-Downlink)(以下简称SYNC-DL)码和扰码等小区码字。不同小区所占有的码字资源是不同的，而码字资源又是有限的，这样就极大地限制了系统的频带利用率，限制了单位频带内的用户容量。但同时也可以看出，任何能引进无线资源独立特性的做法都将提高频带利用率，如TD-SCDMA系统采用FDMA/TDMA/CDMA的方式配置资源，有利于提高频带利用率。
CDMA系统的容量优势主要体现在多小区无线环境。早期的移动通信系统使用一个大功率基站覆盖较大区域，系统带宽严重受限，不能满足移动业务的需求。而在蜂窝系统中，一个大功率基站发射机被许多小功率发射机所代替，每个小功率发射机覆盖一个蜂窝状小区。在CDMA蜂窝系统中一定距离外的小区所配置的码字是可以复用的，这样将会大大地增加系统容量，提高频带利用率。
由于接收端接收到的数据除了含有本小区的码组数据外，还有其他小区的码组数据，这样就引入了邻小区间干扰，不同码组间的干扰大小不同，因此有必要研究码组间的相互干扰，以得到一种较优的码组配置方法使小区间码组干扰降至最小。如何在CDMA蜂窝系统中优化配置小区码字资源将是我们解决码字资源紧缺，提高系统容量的一个良好途径。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于结合TD-SCDMA系统的码字特点，提出一种TD-SCDMA系统组网中小区码字的配置方法，解决码字的配置问题，从而降低用户设备(User Equipment)(以下简称UE)小区搜索时的干扰，使UE能够正确接入，同时还可以降低用户连接状态时的邻小区间干扰。其他系统的码字配置也可以参照本发明进行。
为实现上述目的，本发明的TD-SCDMA系统组网中小区码字资源的配置方法，其主要是在分析TD-SCDMA系统码组中码字的互相关特性的基础上，先利用SYNC-DL码特性进行第一次码字规划，在去掉扩频扰码的重码后，再利用扰码特性进行二次码字规划，在进行小区码字复用后，如复用簇的小区个数为3、4、7、12、13、19等，得到一种蜂窝结构的码字配置图。由于本发明的方法利用码字间的不同互相关特性进行码字资源配置，因此能够降低UE小区搜索时的干扰，使UE能够正确接入，同时还可以降低用户连接状态时的邻小区间干扰。
本发明的TD-SCDMA系统组网中小区码字资源的配置方法，包括如下步骤：
步骤S1：利用SYNC-DL码特性进行第一次码字规划，确定小区码字所在的码组号；
步骤S2：根据所需的小区复用模式1×K，依据上述步骤S1得到的结果，生成用以复用的小区蜂窝结构图，其中该小区蜂窝结构图中每个小区的码组号已固定生成，且对应SYNC-DL码号；其中上述K为复用的小区个数，且K大于1；
步骤S3：对扩频扰码的重码进行搜索；
步骤S4：在4×K个扰码中去除有重码的扰码对，并利用扰码特性进行二次码字规划，确定小区码字号；
步骤S5：生成码字复用的小区蜂窝结构图。
其中，上述步骤S1包括如下步骤：
步骤S11：计算第i组SYNC-DL码与其他组的互相关特性，找出互相关特性的均值，组成一个1×31的数组，其中上述i＝1，2，...，32；
步骤S12：按照上述步骤S11将其余的31组SYNC-DL码分别和其他组做互相关特性计算；
步骤S13：找出和当前SYNC-UL码组互相关特性的均值的最小值所对应的码组序号，并设置相应的互相关特性门限进行最小集搜索，寻找满足条件的和当前SYNC-UL码字互相关特性最小的码字，生成一个最小集；
步骤S14：逐层对小区进行码字配置，首先找出所有码字的最小集的“准交集”中出现次数最多的码字并将其作为第一层中心小区，其中上述“准交集”是在不同码字的最小集中出现的相同码字号组成的集合；
步骤S15：对上述第一层中心小区周围的六个小区再以各自为中心，即被称为第二层中心小区的最小集中进行选择配置，且不能出现第一层的中心小区号，其中已用过的中心小区号的再次出现被称为重复；
S16：对上述第二层中心小区重复执行上述步骤S14，不能出现已选用的中心小区号。
此外，上述步骤S13中设置不同的互相关特性门限，将得到不同的最小集，则利用SYNC-DL码特性进行第一次码字规划，规划的小区码字所在的码组号不同，最终得到的蜂窝结构小区码字配置组也不同。
上述步骤S2中的小区复用模式例如为1×3、1×4、1×7、1×12、1×13和1×19等。
其中，上述步骤S3包括如下步骤：
S31：将128个扰码分别和所有的扩频码相乘；
S32：将上述相乘得到的扩频扰码两两进行比对，记录相同扩频扰码所对应的扰码对号。
上述扩频码是不相同的复数化的扩频码，其中扩频码对应的扩频因子为Q，Q包括1、2、4、8、16，共31个扩频码，扩频因子小于16的扩频码要进行长度扩展，扩展后的长度统一为16，不同的扩频码复数化时所乘的加权因子不同，复数化后的扩频码中有24个是不同的；
其中，上述步骤S4包括如下步骤：
S41：选出由上述步骤S2生成的小区蜂窝结构图中下行同步码号所对应的所有扰码，共有4×K个；
S42：从上述步骤S41得到的4×K个扰码中，将上述步骤S32得到的相同扩频扰码所对应的扰码组去除掉；
S43：计算上述步骤S42中剩余扰码的两两互相关特性；
S44：选择互相关特性小的扰码号作为各个小区的小区化码，即扰码。
这样，每个小区都占用一个码字配置组(a，b)，其中，a代表由上述步骤S1进行SYNC-DL码字规划的结果——即小区码字所在的码组号，b代表由上述步骤S4进行扰码规划的结果——即小区码字所在的码组号中对应的码字号。
当用SYNC-DL码确定组号后，由于每个码组中有8个SYNC-UL码，且这8个SYNC-DL码在一个小区中被全部使用，不需要另加规划。
当用扰码确定了码组中的码字号后，由于每个小区所使用的基本训练序列码(下称基本Midamble码)号和扰码号是一一对应的，当确定码组号后，以扰码的互相关特性进行码字号确定时，对扰码做互相关特性进行码字号选取的方法同样适用于对基本Midamble码做互相关特性确定码字号。
本发明对码字资源进行了优化配置，使用两次码字规划、采用蜂窝结构模式，得到了系统中的各个相邻小区所使用的码字配置方法，该方法降低了UE小区搜索时的干扰，使UE能够正确接入，降低了系统中的干扰，提高了频带利用率，节省了频率资源。
下面结合附图，以较佳实施例对本发明所述方法的具体实施作进一步的详细说明。对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明方法的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
附图说明
图1是采用本发明的码字规划方法流程图；
图2是进行SYNC-DL码规划后得到的12小区的蜂窝结构图；
图3是进行扰码规划后得到的12小区的蜂窝结构图；
图4是12小区复用模式蜂窝结构图。
具体实施方式
下面以1×12的小区复用模式为例，并结合附图和具体实施例对本发明所述的技术方案的实施作进一步的说明。
在TD-SCDMA系统中，不同的小区有不同的码组配置，小区码组配置是指小区所特有的码组，不同的邻近小区将配置不同的码组。在TD-SCDMA系统中，共定义了32个SYNC-DL码，虽然SYNC-DL码在选取时已经进行了优化筛选，但是1到32个SYNC-DL码集合中的两两互相关特性仍会存在差异。当UE位于两个基站的下行导频信号覆盖的交界处，并且UE与两基站之间的距离接近相等且阴影衰落互相关特性较强，那么上述基站的下行导频电平功率相当，此时如果两个基站的下行导频码有很强的互相关特性，将会给UE的小区搜索增加难度，这是因为下行导频码的互相关特性越强，则互干扰就越大，导频信号的信噪比也越低，那么将会影响SYNC-DL码匹配滤波器的输出和判决。
为了尽量克服这个问题，在配置相邻小区的SYNC-DL码时，应当考虑不同的SYNC-DL码之间的互相关特性，使它们的互相关特性尽可能的弱，这将有利于UE的小区搜索，降低UE接入过程中的干扰。
一个码组内只有一个SYNC-DL码，只要确定了小区使用的SYNC-DL码，也就知道使用哪些SYNC-UL码、基本Midamble码和扰码(也即小区化码)。此外，还需进一步地配置扰码。TD-SCDMA系统的扰码是每个小区所特有的，其主要目的是克服来自相邻小区的干扰，白化相邻小区的干扰信号，使基带功率谱基本一致，降低信号峰平比。由于扰码是用来识别小区的，每个小区只配置一个扰码序列。在TD-SCDMA系统中，共定义了128个扰码，并被分为32组，每个码组中都有4个扰码，优先选取互相关特性小的扰码作为相邻小区使用的小区化码，即扰码。
由于小区间用户的扩频码和扰码的长度都是16，它们进行点积生成16长的扩频扰码，由于128个扰码被使用的可能都是有的，如果某个扰码被选用了，那么它就要与小区使用的所有扩频码相乘，这样不同的扰码乘以不同的扩频码就有可能生成相同的扩频扰码，我们将这样的码字称为重码，如果这样的码字被相邻小区使用，那么这样的2个用户互相之间将会是很强的干扰，无法正确解调用户数据。所以在码字配置时不但要考虑SYNC-DL码的互相关特性对UE小区搜索的影响，还要考虑不同的扩频扰码组之间有无重码或互相关特性很强的码对，并且不将这些码字配置至覆盖区交叠的相邻小区/扇区。于是在配置扰码之前要将重码去掉。
在CDMA蜂窝系统中小区所配置的码字是可以复用的，这样将会大大地增加系统容量，提高频带利用率。只要两个小区之间的距离大到一定程度，它们就可以使用相同的码字而不产生明显的相互干扰。本发明采用码字复用的蜂窝结构来实现TD-SCDMA系统中的码字组网。
本发明的TD-SCDMA系统组网中小区码字的配置方法在选用不同的互相关特性门限时，将得到不同的小区复用模式码字配置方案结果。
按照图1所示的码字规划的流程图，并根据码字特性分析与计算机仿真，一种1×12的小区复用模式码字配置方法与结果如下：
首先，利用SYNC-DL码特性进行第一次码字规划，确定小区码字所在的码组号，主要包括如下步骤：
1)计算第i组SYNC-DL码与其他组的互相关特性，找出互相关特性的均值，组成一个1×31的数组，其中i＝1，2，...，32；
2)选出当前SYNC-DL码i与第j个SYNC-DL码互相关特性均值最小的码字，并设置合适的互相关特性门限进行最小集搜索，寻找满足条件的和当前码字互相关特性最小的码字，生成一个最小集；
3)逐层对小区进行码字配置，首先，找出所有码字的最小集的“准交集”中出现次数最多的码字并将其作为第一层中心小区；
4)对上述第一层中心小区周围的六个小区再以各自为中心(称为第二层中心小区)的最小集中进行选择配置，且不能有第一层的中心小区号出现，其中已用过的中心小区号的再次出现被称为重复；
5)对第二层中心小区重复步骤4，不能出现前面已选用的中心小区号；
依次执行下去，直到选出12个小区的码字。
依据32组SYNC-DL码的互相关特性，选出12组SYNC-DL码生成12小区的蜂窝结构图，如图2所示。选出的12组SYNC-DL码号是：6、7、8、11、13、18、19、21、28、29、31、32。
然后，搜索这12组中4×12＝48个扰码对应的48×24＝1152个扩频扰码的重码，将有重码的扰码对的码字号记录下来，在组网中和其他扰码有重码的扰码对不能配置在网络中，去除这些码字后，再依据扰码的互相关特性进行二次码字规划，选择互相关特性小的扰码号作为各个小区的小区化码，即扰码。如图3所示，进行扰码规划后得到的12小区的码字配置为(29，4)、(11，4)、(32，3)、(21，2)、(28，3)、(6，3)、(13，4)、(19，2)、(7，4)、(8，1)、(18，1)、(31，1)，以图中码字配置组(29，4)为例说明，码字配置组(29，4)表示第29组码组的第4个码字，其它类似。
最后，将12小区的蜂窝结构图进行复用，得到小区组网的复用蜂窝结构图，如图4所示。
这样便完成了TD-SCDMA系统组网中小区码字资源的配置，组网中每个小区所使用的SYNC-DL码、SYNC-UL码、基本Midamble码和扰码全部都被确定了。其中，SYNC-UL码有八个，SYNC-DL码、基本Midamble码和扰码均为一个。
以上详细说明了本发明的工作原理，但这只是为了便于理解而举的一个形象化的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的普通专业人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，设计出相应的信道估计装置和做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1、时分同步码分多址系统组网中小区码字资源的配置方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤S1：利用下行同步码特性进行第一次码字规划，确定小区码字所在的码组号；
步骤S2：根据所需的小区复用模式1×K，依据上述步骤S1得到的结果，生成用以复用的小区蜂窝结构图，其中该小区蜂窝结构图中每个小区的码组号已固定生成，且对应下行同步码号；其中上述K为复用的小区个数，且K大于1；
步骤S3：对扩频扰码的重码进行搜索；
步骤S4：在4×K个扰码中去除有重码的扰码对，并利用扰码特性进行二次码字规划，确定小区码字号；
步骤S5：生成码字复用的小区蜂窝结构图。
2、根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于上述步骤S1包括如下步骤：
步骤S11：计算第i组下行同步码与其他组的互相关特性，找出互相关特性的均值，组成一个1×31的数组，其中上述i＝1，2，...，32；
步骤S12：按照上述步骤S11将其余的31组下行同步码分别和其他组做互相关特性计算；
步骤S13：找出和当前上行同步码组互相关特性的均值的最小值所对应的码组序号，并设置相应的互相关特性门限进行最小集搜索，寻找满足条件的和当前上行同步码字互相关特性最小的码字，生成一个最小集；
步骤S14：逐层对小区进行码字配置，首先找出所有码字的最小集的“准交集”中出现次数最多的码字并将其作为第一层中心小区，其中上述“准交集”是在不同码字的最小集中出现的相同码字号组成的集合；
步骤S15：对上述第一层中心小区周围的六个小区再以各自为中心，即被称为第二层中心小区的最小集中进行选择配置，且不能出现第一层的中心小区号，其中已用过的中心小区号的再次出现被称为重复；
S16：对上述第二层中心小区重复执行上述步骤S14，不能出现已选用的中心小区号。
3、根据权利要求2所述的配置方法，其特征在于在上述步骤S13中设置不同的互相关特性门限，将得到不同的最小集，则利用下行同步码特性进行第一次码字规划，规划的小区码字所在的码组号不同，最终得到的蜂窝结构小区码字配置组也不同。
4、根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于上述步骤S2中的小区复用模式包括1×3、1×4、1×7、1×12、1×13或1×19。
5、根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于上述步骤S3包括如下步骤：
S31：将128个扰码分别和所有的扩频码相乘；
S32：将上述相乘得到的扩频扰码两两进行比对，记录相同扩频扰码所对应的扰码对号。
6、根据权利要求5所述的配置方法，其特征在于上述扩频码是不相同的复数化的扩频码。
7、根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于在上述步骤S4包括如下步骤：
S41：选出由上述步骤S2生成的小区蜂窝结构图中下行同步码号所对应的所有扰码，共有4×K个；
S42：从上述步骤S41得到的4×K个扰码中，将上述步骤S32得到的相同扩频扰码所对应的扰码组去除掉；
S43：计算上述步骤S42中剩余扰码的两两互相关特性；
S44：选择互相关特性小的扰码号作为各个小区的小区化码，即扰码。
8、根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于每个码组中有8个上行同步码，且这8个上行同步码在一个小区中被全部使用，不需要另加规划。
9、根据权利要求1所述的配置方法，其特征在于每个小区所使用的基本Midamble码号和扰码号是一一对应的，当确定码组号后，以扰码的互相关特性进行码字号确定时，对扰码做互相关特性进行码字号选取的方法同样适用于对基本Midamble码做互相关特性确定码字号。
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