CN1917408A - 一种同步码分多址系统的小区码资源规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种同步码分多址系统的小区码资源规划方法，其包括以下步骤：第一步，下行同步码规划；第二步，上行同步码规划；第三步，设置检测门限，得到最优或准最优的小区码资源规划方法。本发明提出的方法根据码组之间的互相关特性，通过对下行同步码和上行同步码的联合规划，在一定程度上降低下行小区搜索与同步建立以及上行随机接入等过程中的邻小区干扰，提高系统的可靠性和稳健性。

Description

一种同步码分多址系统的小区码资源规划方法

技术领域

本发明涉及一种码分多址(CDMA)通信系统的小区码资源规划方法，尤其涉及于无线通信领域的时分同步码分多址(TD-SCDMA)通信系统中在同频组网与网络规划过程中的小区码资源规划方法。

背景技术

在现有无线通信系统中，通常利用无线资源的频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)等特性的某一种或多种组合来构成多址系统，从而为移动用户提供业务服务。对于以CDMA为主要特征的第三代(3G)移动系统而言，则需为每个小区分配一定的小区码字，不同小区对应的码字资源也不相同，然而码资源非常有限，任何能够引进无线资源独立特性的措施都将明显地提高系统容量。

在CDMA蜂窝系统中，一个大的区域被划分为几个小区(Cell)，每个小区均使用低功率的发射机为该小区提供服务，一定距离外的小区所配置的小区码可以复用。接收机接收到的数据除了包含本小区的用户数据外，还有其它邻近小区的用户数据，此称为邻小区干扰。不同码资源之间的干扰程度不同，因此必须研究适用于特定CDMA系统的小区码资源的规划方法，从而在一定程度上降低邻小区干扰。

在下列文献中介绍了关于小区码资源的内容：

[1]3GPP TS 25.221.Physical channels and mapping of transport chanelsonto physical channels(TDD)，V4.7.0

[2]3GPP TS 25.223.Spreading and modulation(TDD)，V4.5.0

[3]专利“一种宽带码分多址系统中扩频码的分配方法”.中国专利，公告号：CN1142648C，公告日：2004年3月17日

[4]专利“用于通信系统切换的扰码分配方法”.中国专利，公开号：CN1581748A，公开日：2005年2月16日

[5]专利“时分同步码分多址系统组网中小区码字资源的配置方法”.中国专利，申请号：200510075270.X，申请日：2005年6月9日

在上述文献[1]和[2]中论述了TD-SCDMA通信系统的码资源，包括下行同步(下行同步)码、上行同步(上行同步)码、扰码、扩频码、基本中间码等。文献[3]和[4]分别给出了扩频码、扰码的分配方法。文献[5]在分析下行同步码和扰码的互相关特性的基础上，给出了一种TD-SCDMA通信系统的组网码字配置方法。但是现有技术中并未综合考虑下行同步码和上行同步码的特性对上、下行同步码进行规划，因此可能会对下行小区搜索与同步建立以及上行随机接入等过程造成影响，并导致邻小区干扰增加。

因此，现有技术还存有缺陷，而有待于改进和发展。

发明内容

本发明所要解决的是小区码资源规划不合理导致邻小区干扰增加的问题，提出一种同步码分多址系统的小区码资源规划方法。

本发明的技术方案为：

一种同步码分多址系统的小区码资源规划方法，包括以下步骤：

第一步，下行同步码规划；

第二步，上行同步码规划；

第三步，设置检测门限，得到最优或准最优的小区码资源规划方法。

所述的方法，其中，所述第一步还包括：

A1、计算两个码组对应的下行同步码之间的互相关特性；

B1、改变码组序号，重复步骤A1，直至任意两个码组均分析完毕；

C1、将下行同步码之间互相关模值的方差按由小至大进行排序，并记录对应的码组序号。

所述的方法，其中，所述步骤A1还包括：

设本小区配置码组m，邻小区配置码组k，k≠m，计算对应的两个下行同步码之间的互相关特性，互相关的表达式为

$R^{(m,k)}\left(l\right)=\underset{i,j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C}^{\left(m\right)}\left(i\right)\·{\left(C^{\left(k\right)}(l+j)\right)}^{*}$

式中C^(m)和C^(k)分别表示第m、k个下行同步码，R^(m，k)表示两个下行同步码之间的互相关序列，(·)^*表示共轭运算，N表示下行同步码的长度。

所述的方法，其中，所述第二步又包括：

A2、两个码组分别对应本小区和邻小区，分析邻小区对应的上行同步码通过本小区的同步检测条件的情况，统计出现随机接入错误的数目；

B2、改变码组序号，重复步骤A2，直至任意两个码组均分析完毕；

C2、将出现随机接入错误的数目按由小至大进行排序，并记录对应的本小区码组序号和邻小区码组序号。

所述的方法，其中，所述第三步又包括：

A3、设置互相关模值方差的检测门限，得到下行同步码规划的码组集合；

B3、设置随机接入错误数的检测门限，得到上行同步码规划的码组集合；

C3、计算下行同步码规划码组集合和上行同步码规划码组集合之间的交集；

D3、判断交集中的码组数是否满足要求，即交集中的码组数在不低于复用簇的小区数的前提下尽可能少；若不满足要求，则需要根据实际情况修改检测门限，即重复所述步骤A3至C3，重新计算对应的交集，直至码组数满足要求为止。

所述的方法，其中，所述互相关模值方差的检测门限设置为8～18。

所述的方法，其中，所述随机接入错误数的检测门限设置为0～2。

本发明所提供的一种同步码分多址系统的小区码资源规划方法，根据码组之间的互相关特性，通过对下行同步码和上行同步码的联合规划，在一定程度上降低下行小区搜索与同步建立以及上行随机接入等过程中的邻小区干扰，提高系统的可靠性和稳健性。

附图说明

图1是本发明方法的同步CDMA通信系统中物理信道无线帧结构的示意图；

图2是本发明方法的小区码资源规划方法流程图。

具体实施方式

下面通过参照和结合下面本发明各附图将对本发明具体实施例做详细说明。

本发明提出的同步码分多址系统的小区码资源规划方法，包括以下步骤：

第一步，下行同步码规划。

本步骤又可以包括下列子步骤：

[1]计算两个码组对应的下行同步码之间的互相关特性；

[2]改变码组序号，直至任意两个码组均分析完毕；

[3]将下行同步码之间互相关模值的方差按由小至大进行排序，并

记录对应的码组序号。

第二步，上行同步码规划。

本步骤又可以包括下列子步骤：

[1]两个码组分别对应本小区和邻小区，分析邻小区对应的上行同步码通过本小区的同步检测条件的情况，统计出现随机接入错误的数目；

[2]改变码组序号，直至任意两个码组均分析完毕；

[3]将出现随机接入错误的数目按由小至大进行排序，并记录对应的本小区码组序号和邻小区码组序号。

第三步，设置检测门限，得到最优或准最优的小区码资源规划方法。

本步骤又可以包括下列子步骤：

[1]设置互相关模值方差的检测门限，得到下行同步码规划的码组集合；

[2]设置随机接入错误数的检测门限，得到上行同步码规划的码组集合；

[3]计算下行同步码规划码组集合和上行同步码规划码组集合之间的交集；

[4]判断交集中的码组数是否满足要求，即交集中的码组数在不低于复用簇的小区数的前提下尽可能少；若不满足要求，则需要根据实际情况修改检测门限，即重复第三步中的子步骤[1]至[3]，重新计算对应的交集，直至码组数满足要求为止。那么该交集中所包含的码组即为最优或准最优的下行同步码和上行同步码联合规划方法。

通常情况下，互相关模值方差的检测门限可设置为8～18；随机接入错误数的检测门限可设置为0～2。

如图1所示，同步CDMA通信系统的无线帧包括若干子帧，在每一个子帧中除了多个常规时隙外，还包括3个特殊时隙，即下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP)时隙和上行导频时隙(UpPTS)，下行同步码、上行同步码分别在DwPTS和UpPTS发射。

在第三代移动通信系统中，TD-SCDMA是同步CDMA通信系统的一个典型。TD-SCDMA通信系统包括32个码组，其中一个下行同步码唯一标识一个小区和一个码组，每个码组包含8个上行同步码、4个扰码等，另外各个小区均配置相同的31个不同扩频因子的扩频码。实际应用的过程中，用户数据依次需要经过扩频、加扰的过程，因此扩频码和扰码的复合序列简称为扩频扰码，而且扩频扰码数等于扰码数。

TD-SCDMA通信系统中所采用的码组与下行同步码、上行同步码、扰码、基本中间码之间的对应关系如表1所示。

              表1  TD-SCDMA通信系统中码组的对应关系

码组序号	关联码
					下行同步码序号	上行同步码序号	扰码序号	基本中间码序号
	码组1	0	0...7	0					0
1					1
				2		2
3					3
				码组2		1	8...15	4	4
5	5
		6	6
7	7
		...
码组32	31						248...255	124	124
		125	125
				126	126
		127	127

一个小区唯一地对应一个下行同步码，下行同步码是一组伪随机噪声(PN)序列，用于区分相邻小区，从而实现下行同步、码识别和主公共控制物理信道(PCCPCH)的确定等过程。虽然32个下行同步码已经进行了优化筛选，但是不同下行同步码之间难以达到完全不相关，而且任意两个下行同步码的互相关性仍然存在明显的差异。在同频组网与网络规划时，应当充分考虑下行同步码之间互相关性，为相邻小区分配互相关特性尽可能弱的下行同步码，否则可能会对用户终端(UE)的小区搜索及其下行同步建立造成影响。

各个小区包含不同的8个上行同步码，上行同步码也是一组PN序列，用于实现随机接入(同步检测)、上行同步建立等过程。随机接入过程的关键在于签名识别，这与同步检测条件以及上行同步码的相关性有关，其中上行同步码相关特性的影响最为显著。不同码组之间的上行同步码难以满足完全不相关的理想条件，因此就可能出现邻小区的UE通过本小区同步检测条件的现象，从而导致同步检测过程中出现干扰，造成随机接入错误。所以，在同频组网与网络规划时，同样需要考虑不同码组之间的上行同步码互相关特性，相邻小区所分配的码组中上行同步码的互相关特性尽可能弱。

下面以TD-SDMA通信系统为例，对本发明的具体实施作进一步的详细描述，如图2所示：

步骤21，下行同步码规划。

本步骤又可以包括下列子步骤：

步骤2101，本小区配置码组m，邻小区配置码组k，k≠m，计算对应的两个下行同步码之间的互相关特性，互相关的表达式为

$R^{(m,k)}\left(l\right)=\underset{i,j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C}^{\left(m\right)}\left(i\right)\·{\left(C^{\left(k\right)}(l+j)\right)}^{*}$

式中C^(m)和C^(k)分别表示第m、k个下行同步码，R^(m，k)表示两个下行同步码之间的互相关序列，(·)^*表示共轭运算，N表示下行同步码的长度。

步骤2102，保持序号m不变，改变序号k取值，分析其余邻小区与本小区的下行同步码之间的互相关特性；

步骤2103，改变序号m取值，重复步骤2101至步骤2102，直至任意两个下行同步码的互相关性均分析完毕；

步骤2104，将下行同步码之间互相关模值的方差按由小至大进行排序，并记录对应的码组序号。步骤22，上行同步码规划。

本步骤又可以包括下列子步骤：

步骤2201，本小区配置码组m，邻小区配置码组k，k≠m，分别计算邻小区的8个上行同步码与本小区的8个上行同步码两两之间的互相关性，分析邻小区的8个上行同步码通过本小区的同步检测条件的情况，统计出现随机接入错误的数目；

步骤2202，保持序号m不变，改变序号k取值，分析其余邻小区上行同步码出现随机接入错误的情况；

步骤2203，改变序号m取值，重复步骤2201至步骤2202，直至任意两个码组均分析完毕；

步骤2204，将出现随机接入错误的数目按由小至大进行排序，并记录对应的本小区码组序号和邻小区码组序号；

步骤23，设置检测门限，得到最优或准最优的小区码资源规划方法。

本步骤又可以包括下列子步骤：

步骤2301，设置互相关模值方差的检测门限，得到下行同步码规划的码组集合；

步骤2302，设置随机接入错误数的检测门限，得到上行同步码规划的码组集合；

步骤2303，计算上述检测门限条件下下行同步码规划码组集合和上行同步码规划码组集合之间的交集；

步骤2304，判断交集中的码组数是否满足要求，即交集中的码组数在不低于复用簇的小区数的前提下尽可能少；若不满足要求，则需要根据实际情况修改检测门限，即重复步骤2301至步骤2303，重新计算对应的交集，直至码组数满足要求为止。那么该交集中所包含的码组即为最优或准最优的下行同步码和上行同步码联合规划方法。

对于TD-SCDMA通信系统，若复用簇的小区数为12，则一种小区码资源规划方法包括码组1、5、9、10、11、14、15、24、26、27、30、31。

本发明针对邻小区干扰所存在的问题，给出了一种同步CDMA通信系统的小区码资源规划方法，根据码组之间的互相关特性，通过对下行同步码和上行同步码联合规划，从而在一定程度上降低邻小区干扰。

应当理解的是，本发明适用于同步CDMA通信系统，尤其适用于第三代移动通信系统中的TD-SCDMA通信系统(1.28Mcps TDD)和3.84McpsTDD系统，但是也同样适用于采用同步CDMA的频分多址和时分多址的系统，任何具有信号处理、通信等知识背景的工程师，都可以根据本发明技术构思设计相应的小区码资源规划方法，其均应包含在本发明的思想和范围中。

Claims (7)

1、一种同步码分多址系统的小区码资源规划方法，其包括以下步骤：

第一步，下行同步码规划；

第二步，上行同步码规划；

第三步，设置检测门限，得到最优或准最优的小区码资源规划方法。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一步具体包括：

A1、计算两个码组对应的下行同步码之间的互相关特性；

B1、改变码组序号，重复步骤A1，直至任意两个码组均分析完毕；

C1、将下行同步码之间互相关模值的方差按由小至大进行排序，并记录对应的码组序号。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A1还包括：

设本小区配置码组m，邻小区配置码组k，k≠m，计算对应的两个下行同步码之间的互相关特性，互相关的表达式为

$R^{(m,k)}\left(l\right)=\underset{i,j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{C}^{\left(m\right)}\left(i\right)\·{\left(C^{\left(k\right)}(l+j)\right)}^{*}$

式中C^(m)和C^(k)分别表示第m、k个下行同步码，R^(m，k)表示两个下行同步码之间的互相关序列，(·)^*表示共轭运算，N表示下行同步码的长度。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二步具体包括：

A2、两个码组分别对应本小区和邻小区，分析邻小区对应的上行同步码通过本小区的同步检测条件的情况，统计出现随机接入错误的数目；

B2、改变码组序号，重复步骤A2，直至任意两个码组均分析完毕；

C2、将出现随机接入错误的数目按由小至大进行排序，并记录对应的本小区码组序号和邻小区码组序号。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三步具体包括：

A3、设置互相关模值方差的检测门限，得到下行同步码规划的码组集合；

B3、设置随机接入错误数的检测门限，得到上行同步码规划的码组集合；

C3、计算下行同步码规划码组集合和上行同步码规划码组集合之间的交集；

D3、判断交集中的码组数是否满足要求，即交集中的码组数在不低于复用簇的小区数的前提下尽可能少；若不满足要求，则需要根据实际情况修改检测门限，即重复所述步骤A3至C3，重新计算对应的交集，直至码组数满足要求为止。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述互相关模值方差的检测门限设置为8～18。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机接入错误数的检测门限设置为0～2。