背景技术
第3代移动通信系统广泛采用了以CDMA为基础的多址接入方式,其基本特征就是以不同的码字来区别不同的用户。为了实现蜂窝组网结构,不同的CDMA系统都定义了各自不同的码字使用和分配方案。
其中,TD-SCDMA系统所使用的码按类型可以分为:下行导频码、上行导频码、小区扰码、中置(midamble)码和正交可变长扩频码(OVSF)。下行导频码、上行导频码、扰码和基本midamble码间的对应关系参见表一。
扰码组编号 |
相关码字 |
下行导频码序号(SYNC_DLID) |
上行导频码序号(SYNC_ULID) |
扰码序号(Scrambling CodeID) |
基本中置码序号(BasicMidamble Code ID) |
1 |
0 |
0~7(000~111) |
0 |
0 |
1 |
1 |
2 |
2 |
3 |
3 |
2 |
1 |
8~15(000~111) |
4 |
4 |
5 | 5 |
6 |
6 |
7 |
7 |
… |
32 |
31 |
248~255(000~111) |
124 |
124 |
125 |
125 |
126 |
126 |
127 |
127 |
表一
如表一所示,下行导频码一共有32个,用于区分不同的小区,上行导频码一共有256个。上行导频码由用户设备(UE)在随机接入过程中使用,每个小区的上行导频码与小区所使用的下行导频码有一定的对应关系,一个下行导频码对应8个上行导频码。扰码和基本midamble码的数量都是128个,每个小区在下行导频码确定后,即可从每个下行导频码对应的4个扰码中选择一个作为本小区的扰码,同时这样也就确定了相应的基本midamble码,小区中不同信道的midamble码是由基本midamble码按照一定的偏移产生的。OVSF扩频码用于区分同一信号源中不同的信道,midamble码用于每个信道进行信道估计。
通常小区码字的分配方法是先为小区分配下行导频码(SYNC-DL),然后根据表一所示各种码字间的关系确定上行导频码、扰码和基本midamble码。具体地说,对下行导频码(SYNC-DL)的分配可以按照一定的复用方式,如7个小区为一个簇或者19小区为一个簇的复用方式等进行码字分配,在整个规划区内则按照这样的小区复用簇进行拓展。参见图1,图1为19小区为一个簇的复用方式示意图。首先按下行导频的序号,顺序分别给1-19小区分配下行导频,在确定了小区的下行导频码之后,就可以根据表一所示各种码字间的关系确定其余类型码的ID。
然而,由于TD-SCDMA系统采用的扰码长度有限,仅为16个码片(chip),同时TD-SCDMA系统的所支持的最大扩频因子也是16个chip,这样,由扰码和OVSF扩频码组合而成的复合码之间就不一定具有很好的互相关性,在某些情况下,相邻小区间的复合码会出现完全重合的情况,此时如果到达接收机的不同小区的用户信号强度比较接近,则这两个用户的信号将很难被区分,这样就会造成相应的码道不能工作,从而造成容量的损失。
尽管在实际中,由于扰码之间的不同步和信道中的时延扩散以及到达接收机的不同用户信号路径损耗的差异,这种强干扰会被平均和弱化,但这种容量的损失总是客观存在的。
总之,由于现有的小区码字分配方法没有考虑由扰码和OVSF扩频码组合而成的复合码重合的问题,因此会造成TD-SCDMA系统同频组网时的容量损失。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种TD-SCDMA系统的小区扰码分配方法,减少TD-SCDMA系统同频组网时可能出现的容量损失。
为达到上述目的,本发明的技术方案具体是这样实现的:
一种时分-同步码分多址TD-SCDMA系统的小区扰码分配方法,该方法将复合码可能出现重码的扰码组成多个基扰码组;并根据基扰码组的分组情况获得基扰码组与下行导频码的对应关系;系统分配小区码字的过程包括以下步骤:
1)为相邻的小区分配不同的基扰码组;
2)根据基扰码组与下行导频码的对应关系,为小区分配一个与相邻小区下行导频码不同的下行导频码;
3)根据小区分配的下行导频码及其与基扰码组的对应关系,确定本小区的扰码。
其中,所述的将扰码组成多个基扰码组的方法可以为:对所有扰码和OVSF扩频码组合而成的复合码两两进行相关性计算,将复合码可能重合的扰码分为一组,共分为12组。
所述根据基扰码组的分组情况获得基扰码组与下行导频码的对应关系的方法为:先将基扰码组中每个扰码用其所在的码组号替代,得到基扰码组与码组的对应关系,再根据TD-SCDMA标准中码组与下行导频的一一对应关系,得到基扰码组与下行导频的对应关系。
所述步骤1)可以包括以下步骤:
11)确定需要分配基扰码组的小区;
12)检查该小区的相邻小区已经分配了哪些基扰码组,将未被相邻小区使用的基扰码组确定为能分配给该小区的基扰码组;
13)在能分配的基扰码组中按预定义的顺序挑选一个基扰码组分配给该小区;
14)依次检查该小区的所有相邻小区,确定该基扰码组是否可用;如果可用则执行步骤15);否则执行步骤17);
15)更新分配结果并检查是否所有小区都已分配;如果所有小区都已分配,则分配成功结束;否则执行步骤16);
16)选择下一个小区,并返回步骤12);
17)判断是否所有能分配的基扰码组都已检查完毕,如果是则分配失败结束;否则执行步骤18);
18)选择下一个能分配的基扰码组,并执行步骤14)。
步骤13)所述预定义的顺序可以为基扰码组的排列顺序。
步骤14)所述的检查所有相邻小区确定该基扰码组是否可用的方法可以为:依次对每个相邻小区进行检查,看该基扰码组是否已经在周围相邻小区中使用,如果已经被使用,则该基扰码组为不可用;否则该基扰码组可用。
所述步骤2)可以包括以下步骤:
21)确定需要分配下行导频码的小区;
22)根据该小区已分配的基扰码组与下行导频码的对应关系,获得该基扰码组对应的所有下行导频码,并检查该小区的相邻小区已经分配了哪些该基扰码组对应的下行导频码,将未被相邻小区使用的该基扰码组对应的下行导频码确定为能分配给该小区的下行导频码;
23)在能分配的下行导频码中按预定义的顺序挑选一个下行导频码分配给该小区;
24)依次检查该小区的所有相邻小区,确定该下行导频码是否可用;如果可用则执行步骤25);否则执行步骤27);
25)更新分配结果并检查是否所有小区都已分配;如果所有小区都已分配,则分配成功结束;否则执行步骤26);
26)选择下一个小区,并返回步骤22);
27)判断是否所有能分配的下行导频码都已检查完毕,如果是则分配失败结束;否则执行步骤28);
28)选择下一个能分配的下行导频码,并执行步骤24)。
步骤23)所述预定义的顺序可以为下行导频码的排列顺序。
步骤24)所述的检查所有相邻小区确定该下行导频码是否可用的方法可以为:依次对每个相邻小区进行检查,看该下行导频码是否已经在周围相邻小区中使用,如果已经被使用,则该下行导频码为不可用;否则该下行导频码可用。
所述步骤3)可以包括以下步骤:
31)根据小区分配的下行导频码及其与基扰码组的对应关系,获得该下行导频码对应的码组中的各个扰码分别属于哪个基扰码组;
32)选出小区分配的基扰码组和下行导频码都对应的所有扰码;从这些扰码中选择一个与相邻小区的扰码不同的扰码,确定为本小区的扰码。
由上述的技术方案可见,本发明的这种TD-SCDMA系统的小区扰码分配方法,将扰码和OVSF扩频码组合而成的复合码可能出现重码的扰码组成多个基扰码组;为相邻的小区分配不同的基扰码组;根据该基扰码组选择一个与相邻小区下行导频码不同的下行导频码作为本小区的下行导频码;根据下行导频码确定本小区的扰码。这样,相邻小区分配了根据不同基扰码组选择的下行导频码及扰码,避免了相邻小区分配的扰码和OVSF扩频码组合而成的复合码出现重码的情况,从而减少了TD-SCDMA系统同频组网时可能出现的容量损失。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明进一步详细说明。
本发明的这种TD-SCDMA系统的小区扰码分配方法,将复合码可能出现重码的扰码分别组成基扰码组。例如,将TD-SCDMA系统的128个扰码组成12个基扰码组。为相邻的小区分配不同的基扰码组,再根据基扰码组为各小区分配下行导频码,进一步确定小区的扰码。
TD-SCDMA系统的扰码是128个,通过与16个SF=16的扩频码组合,一共可以得到2048个复合码。这些复合码之间的互相关性各不相同,申请人经过研究发现,在完全同步且不考虑信道时延扩散的情况下,复合码之间的互相关值(绝对值)共有0、4、8、16等四种情况,不同的扰码同扩频码组成的复合码之间的互相关特性表现为如表二、三、四所示的形式之一。表格中横向表示对应一个扰码的16个SF=16的扩频码,纵向表示对应另一个扰码的16个SF=16的扩频码,表格中的取值就是两个扰码分别与SF=16的OVSF扩频码组成的复合码的互相关值,计算方法是把16个chip内分别得到的互相关值进行求和,因此最大值的绝对值是16。不同扰码间的复合码互相关值在表格中出现上述特征值的位置可以不同,但都可以归纳为这3种特征。
表二
表三
表四
表二的特征是,每一行中都会出现一个复合码互相关值为16,而其余15个复合码的互相关值为0。表三的特征是,每一行中都会出现4个复合码互相关值为8,而其余12个复合码的互相关值为0。表四的特征是,每一行中所有复合码的互相关值都为4。
表二中出现互相关值为16的复合码就是所谓的重码,这在实际中就意味着,如果相邻小区分别分配了具有表二所示互相关特性的扰码,则一个小区中的每个信道码都在这个相邻小区中存在一个具有强干扰的信道化码,此时就会造成相邻小区间容量的损失。
因此本发明的主要目的就是避免将复合码可能出现重合的扰码分配给相邻的小区,从而降低相邻小区间容量的损失。
申请人对所有不同扰码与OVSF扩频码组合而成的复合码之间互相关性计算后,得出所有可能出现重合的情况,参见表五。表五中的数字为扰码序号,每一行中对于任意两个序号的扰码,它们和OVSF扩频码组合而成的复合码都表现出如表二所示的形式,也就是说每一行扰码的复合码互相重合。
A |
0 |
4 |
25 |
26 |
28 |
29 |
33 |
39 |
41 |
42 |
48 |
52 |
54 |
56 |
84 |
89 |
B |
1 |
5 |
7 |
10 |
15 |
20 |
40 |
46 |
47 |
49 |
61 |
64 |
75 |
82 |
118 |
126 |
C |
2 |
3 |
6 |
11 |
12 |
17 |
22 |
23 |
34 |
35 |
36 |
38 |
45 |
50 |
65 |
86 |
D |
8 |
9 |
13 |
14 |
18 |
19 |
24 |
27 |
32 |
37 |
44 |
67 |
70 |
104 |
116 |
117 |
E |
16 |
21 |
30 |
31 |
43 |
59 |
78 |
85 |
92 |
94 |
99 |
105 |
107 |
109 |
124 |
125 |
F |
51 |
58 |
102 |
127 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
G |
53 |
80 |
91 |
100 |
120 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
H |
55 |
60 |
71 |
83 |
87 |
112 |
115 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
I |
57 |
77 |
81 |
88 |
96 |
97 |
101 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
J |
62 |
68 |
69 |
76 |
108 |
122 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
K |
63 |
66 |
72 |
79 |
93 |
95 |
106 |
110 |
113 |
123 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
L |
73 |
74 |
90 |
98 |
103 |
111 |
114 |
119 |
121 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
表五
表五中的每一行扰码分为一组。即将TD-SCDMA系统的128个扰码分为A-L共12个组,这种分组称为基扰码组。这样,只要保证相邻的小区不分配同一基扰码组中的扰码,就可以保证相邻小区扰码的复合码不出现重合的情况。
参见图2,图2为理想7小区复用方式示意图。本发明并没有改变小区复用方式,而是对码字分配的流程进行了改进。以下对图2所示的复用方式中,码字分配的流程进行详细说明。
参见图3,图3为本发明一个较佳实施例的码字分配流程图。本实施例中,小区码字的分配流程包括以下步骤:
步骤301,对小区进行基扰码组分配。
如图2所示,可见对于理想的小区结构,12个基扰码组完全可以保证服务小区与周围第1层的六个小区间不出现复合码重合。实际网络中由于基站的位置不可能是理想的蜂窝分布,而且还有宏蜂窝和微蜂窝交叠的网络结构,因此相邻小区信息是根据覆盖预测产生的,这样每个服务小区的邻小区数目都是不同的,根据所采用评估准则的不同,邻小区的数目也会发生变化,但可以通过设定应考察的主要相邻小区数目如6个或者其它数量,或者也可以根据相邻小区的选择准则而使每个服务小区应考察的邻小区数量分别不同,但只要是低于11个,就可以进行基扰码组的规划。例如,对于图2,可以给小区1分配基扰码组A,小区1周围相邻的小区2-7可以从基扰码组B-L中选择,只要保证相邻的小区不分配同一个基扰码组即可。
步骤302,对小区的下行导频码进行分配。在确定了小区的基扰码组后,就可以根据码组与下行导频码的关系进一步确定小区的下行导频码。根据表一,一个码组对应一个下行导频码,一个码组对应4个扰码。对于表五,将每一行中的每个扰码序号用其对应的码组编号来替代,得到表六。表六示出了基扰码组成员在码组中的分布情况。
基扰码组 |
码组编号 |
A |
1 2 7 8 9 11 13 14 15 22 23 |
B |
1 2 3 4 6 11 12 13 16 17 19 2130 32 |
C |
1 2 3 4 5 6 9 10 12 13 1722 |
D |
3 4 5 7 9 10 12 17 18 27 30 |
E |
5 6 8 11 15 20 22 24 25 27 28 32 |
F |
13 15 26 32 |
G |
14 21 23 26 31 |
H |
14 16 18 21 22 29 |
I |
15 20 21 23 25 26 |
J |
16 18 20 28 31 |
K |
16 17 19 20 24 27 28 29 31 |
L |
19 23 25 26 28 29 30 31 |
表六
根据表六中基扰码组和码组的关系,和表一中一个码组对应一个下行导频码的关系,得到基扰码组与下行导频的对应关系,根据该关系来为小区分配下行导频码。对于表六,小区在基扰码组确定后,则小区的下行导频码就只能在相应行中右边给出的各个码组编号对应的下行导频码中选择。下行导频码的分配可以采用与基扰码组不同的复用准则,如在理想小区情况下,服务小区的下行导频码不仅与周围第1层的6个小区不同,而且也应该与周围第二层的12个相邻小区不同。但在实际中,同样也由于相邻小区数目不同的缘故,那么在考察在确定下行导频码时所需考察的相邻小区也可以设置为最主要的若干个相邻小区,如18个或者其它数量,或者也可以根据相邻小区的选择准则而使每个服务小区应考察的相邻小区数量分别不同,但只要是低于31个,就可以进行下行导频码的规划,这样可以充分利用32个下行导频码进行覆盖。
例如:图2采用服务小区的下行导频码与周围第1层的6个小区不同的复用准则。图2中小区1分配了基扰码组A,与其相邻的小区2分配了基扰码组B,其他小区尚未分配码字。如果小区1分配的下行导频码是码组编号1对应的下行导频码,则小区2从基扰码组B对应的码组编号中选择一个组码编号,将该码组编号对应的下行导频码作为本小区的下行导频码,此时选择的码组编号不能为1。
步骤303,确定本小区的扰码等其他码字。可以按TD-SCDMA系统所使用的码类型之间的关系确定上行导频码和相应的基本midamble码,并进一步根据基本midamble码产生midamble码。而扰码则可以由下行导频码对应的码组和小区的基扰码组确定。具体的方法是:先根据小区分配的下行导频码及其与基扰码组的对应关系,获得该下行导频码对应的码组中的各个扰码分别属于哪个基扰码组,然后选出小区分配的基扰码组和下行导频码都对应的所有扰码;从这些扰码中选择一个与相邻小区的扰码不同的扰码,确定为本小区的扰码。
参照表六,根据码组中每个扰码分属于哪个基扰码组又得到表七。表七示出了每个码组中的4个扰码分别属于哪个基扰码组。例如:码组1的4个扰码分别属于基扰码组A、B、C、C;码组2的4个扰码分别属于基扰码组A、B、C、B。
这样,对于图2所示的情况:如果小区1分配了基扰码组A,与其相邻的小区2分配了基扰码组B,其他小区尚未分配码字。小区1分配的下行导频码是码组编号1对应的下行导频码,小区2分配的是码组编号2对应的下行导频码。
则小区1的扰码可以从码组编号1对应的4个扰码中选择,由表七可知,码组编号1对应的4个扰码中只有第1个扰码属于基扰码组A,所以小区1的扰码确定为码组编号1对应的第1个扰码。对于小区2来说,可以从码组编号2对应的4个扰码中选择,由表七可知,码组编号2对应的4个扰码中第2个和第4个扰码都属于基扰码组B,所以小区2的扰码可以从这两个扰码中选择一个。
表七
在图3所示的基扰码组分配和下行导频码分配两个步骤中,可以根据需要引入不同的优化方法,从而提高码字规划的总体综合性能和分配成功的概率。这里,本发明对基扰码组分配和下行导频码分配分别提出了一种简单而有效的分配方法。对基扰码组分配和下行导频码分配的方法的基本出发点是考察能否搜索到相应的基扰码组/下行导频码,使待分配小区和需要考虑的一定数量的相邻小区中,保证不出现相同的基扰码组/下行导频码。
本发明对基扰码组分配方法参见图4,图4为图3所示实施例中基扰码组的分配流程图。该流程包括以下步骤:
步骤401,确定需要分配基扰码组的小区。
步骤402,检查该小区能分配的基扰码组。检查的方法是:检查该小区的相邻小区已经分配了哪些基扰码组,只有未被相邻小区使用的基扰码组才可以被分配。例如,基扰码组分为A、B、C、D...等12个,相邻小区有6个,但只有一个相邻小区已经分配为基扰码组A,则该小区能分配的基扰码组就是基扰码组B、C、D...等11个。
步骤403,在能分配的基扰码组中按预定义的顺序挑选一个基扰码组。目前,最简便的方法就是按基扰码组的顺序来选择。
步骤404,依次检查该小区的所有相邻小区,确定该基扰码组是否可用。如果可用则执行步骤405;否则执行步骤408。检查的方法是:依次对每个相邻小区进行检查,看该基扰码组是否已经在周围相邻小区中使用,如果已经被使用,则该基扰码组就不能在待分配小区使用。
步骤405,更新分配结果并检查是否所有小区都已分配。如果所有小区都已分配,则执行步骤406成功结束;否则执行步骤407。
步骤407,选择下一个小区,并返回步骤402。
步骤408,判断是否所有能分配的基扰码组都已检查完毕,如果是则执行步骤409分配失败结束;否则执行步骤410。
步骤410,选择下一个能分配的基扰码组,并执行步骤404。
所有小区的基扰码组确定后,就可以进行下一步的下行导频码的分配,这时所采用的分配方法是完全一致的。本发明对下行导频码分配方法参见图5,图5为图3所示实施例中下行导频码的分配流程图。该流程包括以下步骤:
步骤501,确定需要分配下行导频码的小区。
步骤502,确定该小区能分配的下行导频码。具体的方法是:先根据该小区已分配的基扰码组与下行导频码的对应关系,获得该基扰码组对应的所有下行导频码,然后检查该小区的相邻小区已经分配了哪些该基扰码组对应的下行导频码,将未被相邻小区使用的该基扰码组对应的下行导频码确定为能分配给该小区的下行导频码。
例如,如果小区的基扰码组为A,则根据表六,可选的下行导频码是码组编号为1、2、7、8、9、11、13、14、15、22、23对应的共11个下行导频码,检查周围的相邻小区是否已经分配了其中的一些下行导频码,没有被周围相邻小区使用的下行导频码就是该小区能分配的下行导频码范围。
步骤503,在能分配的下行导频码中按预定义的顺序挑选一个下行导频码。目前,最简便的方法就是按下行导频码的顺序来选择。
步骤504,依次检查该小区的所有相邻小区,确定该下行导频码是否可用。如果可用则执行步骤505;否则执行步骤508。检查的方法是:依次对该小区的每个相邻小区进行检查,看该下行导频码是否已经在周围相邻小区中使用,如果已经被使用,则该下行导频码就不能在待分配小区使用。
步骤505,更新分配结果并检查是否所有小区都已分配。如果所有小区都已分配,则执行步骤506成功结束;否则执行步骤507。
步骤507,选择下一个小区,并返回步骤502。
步骤508,判断是否所有能分配的下行导频码都已检查完毕,如果是则执行步骤509分配失败结束;否则执行步骤510。
步骤510,选择下一个能分配的下行导频码,并执行步骤504。
图4所示的基扰码组分配和图5所示的下行导频码分配方法,简单而有效,可以快速地实现实际小区分布的码字规划。
由上述的实施例可见,本发明的这种本发明的这种TD-SCDMA系统的小区扰码分配方法,避免了相邻小区分配的扰码和OVSF扩频码组合而成的复合码出现重码的情况,从而减少了TD-SCDMA系统同频组网时可能出现的容量损失。