CN1925376B - 宽带码分多址系统中的下行主扰码优化分配方法 - Google Patents

Abstract

一种宽带码分多址系统中的下行主扰码优化分配方法，当任意一小区的相邻小区数量均小于或等于可分配下行主扰码数量时，进行下行主扰扰码分配，分配规则为；对相邻的小区，分配不同下行主扰码组中的下行主扰码或相同下行主扰码组中的不同的下行主扰码，对不相邻的小区，分配相同的或不相同的下行主扰码；当某一小区的相邻小区数量大于可分配下行主扰码数量时，对该小区不进行下行主扰码分配。本发明具有扰码利用率高，相邻小区间辅同步码干扰小的优点。

Description

宽带码分多址系统中的下行主扰码优化分配方法

技术领域

本发明涉及宽带码分多址(WCDMA)移动通信技术，具体的说，涉及WCDMA系统下行主扰码的分配方法。

背景技术

Wideband-CDMA系统是一种基于CDMA技术的无线通讯系统。在WCDMA系统中，下行扰码数量共有2¹⁸-1＝262143个，其中被使用的下行扰码共有24576个，编号k＝0，…，24575。这24576个扰码分为三部分：

k＝0，1，2，…8191对应的是8192个普通扰码，用于正常模式；k+8192，k＝0，1，2，…8191是在压缩模式下当n＜SF/2时所使用的可替代扰码，称为左辅扰码；k+16384，k＝0，1，2，…8191是在压缩模式下当n≥SF/2时所使用的可替代扰码，称为右辅扰码；其中：n是信道化码中所对应的n值。

前8192个扰码分为512组，每组包括1个主扰码和跟随在主扰码之后的15个辅助扰码。

主扰码序列号：n＝16×i，i＝0，…，511；对应辅助扰码序列号：

l6×i+k，k＝1，…，15。

512个主扰码又分为64组，每组8个，编号与序号关系，J组K号主扰码：

8×J×16+K×16，J＝0，…，63，K＝0，…，7。

网络规划时，在下行方向为每个小区分配一个下行主扰码及其辅助扰码组用于区分不同小区。当在同一个小区内存在多个扇区，或使用智能天线产生多个波束时，采用不同的辅助扰码来区分不同的扇区和波束。

对于下行主扰码的分配，应考虑下行主扰码之间的互相关性，尽量保证每个小区与相邻小区的互相关性最小。同时，相邻小区间的扰码所在的扰码组应尽量不同，以减少UE在搜索小区扰码组时受到的干扰。相邻小区是指相互之间造成的干扰高于某门限值的两小区，该门限值的理论值与距离、地形和传播模型有关，并应在实际测量中进行修改。

Young-Ho Jung等(Scrambling code planning for 3GPP W-CDMA systems，Vehicular Technology Conference，2001.VTC 2001 Spring.IEEE VTS 53^rd)所提出的扰码分配方法考虑了下行主扰码复用时的扰码分配情况，可以充分利用512个主扰码。但是没有考虑相邻小区扰码组的分配情况：当相邻小区的扰码处于同一扰码组时，两小区在辅同步信道中将使用相同的辅同步码，这将增大小区间的干扰，使得UE在搜索小区的下行主扰码时出现错误。。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对蜂窝式网络结构的特点，提出一种在高效利用下行主扰码的同时，给出了在扰码组的复用条件下的下行主扰码优化分配方法，充分利用下行扰码及扰码组资源，降低小区间干扰。

本发明的技术方案为，当任意一小区的相邻小区数量均小于或等于可分配下行主扰码数量时，进行下行主扰扰码分配，分配规则为；对相邻的小区，分配不同下行主扰码组中的下行主扰码或相同下行主扰码组中的不同的下行主扰码，对不相邻的小区，分配相同的或不相同的下行主扰码；当某一小区的相邻小区数量大于可分配下行主扰码数量时，对该小区不进行下行主扰码分配。

在上述方案中，可以优先为相邻小区分配处于不同下行主扰码组的下行主扰码。

本发明更具体的技术方案可以表述为以下步骤：

第一步，对任意一个待分配主扰码的小区，分配的下行主扰码与其相邻小区的下行主扰码在不同的下行主扰码组中，且分配的下行主扰码组是可以分配给该小区的下行主扰码组集合中序号最小的，并将该下行主扰码组中使用次数最少的下行主扰码分配给该小区，如果分配成功，为下一待分配主扰码的小区分配下行主扰码，否则，将该下行主扰码组进行标记，执行第二步；

第二步，找出没有标记的下行主扰码组，为该小区分配使用次数最少的下行主扰码组中下行主扰码，如果分配成功，则继续为下一待分配主扰码的小区分配下行主扰码，否则，将该使用次数最少下行主扰码组进行标记，执行第三步；

第三步，重复执行第二步，如果分配成功，则为下一待分配主扰码的小区分配下行主扰码，同时删除下行主扰码组的标记；当所有下行主扰码组均被标记时，该小区下行主扰码分配失败，删除下行主扰码组的标记。

本发明具有扰码利用率高，相邻小区间辅同步码干扰小的优点。

附图说明

图1为本发明的一个具体实施方式的流程图；

图2为本发明的一个具体实施方式的更具体的流程图。

具体实施方式

图1为本发明的一个具体实施方式的流程图。

图1中的内容已在技术方案中描述。其中所述扰码复用规则为：当任意一小区的相邻小区数量均小于或等于可分配下行主扰码数量时，进行下行主扰扰码分配，对相邻的小区，分配不同下行主扰码组中的下行主扰码或相同下行主扰码组中的不同的下行主扰码，对不相邻的小区，分配相同的或不相同的下行主扰码；当某一小区的相邻小区数量大于可分配下行主扰码数量时，对该小区不进行下行主扰码分配。

下面介绍具体的操作方式。

假设服务区域内已经有N个分配好扰码的小区存在，另有M个小区需要还需要进行下行主扰码分配，并且它们都是同频小区。建立待分配扰码小区集合CELLS＝{N+1，N+2，N+33，…，N+M}，其中N+1～N+M分别为待分配扰码小区集中各小区的序列号。建立可分配扰码组集合和对应的可分配扰码集合，并为其中的扰码组和对应的扰码组中的扰码分配序列号。建立已分配下行主扰码组集合C＝{c_i}，i＝0，1，2，…，c，和已分配下行主扰码集合S＝{s_j}，j＝0，1，2，…，s，分别记录已经分配的扰码组和下行主扰码在可分配下行主扰码组集合以及可分配下行主扰码集中的序号。这里c和s表示已分配的下行主扰码组和下行主扰码的个数。

建立大小为M×M的矩阵D＝{d_ij}，其中i，j＝1，2，3，…，M。d_ij的取值为0或1。当第i个小区和第j个小区不为相邻小区时，d_ij＝0，反之d_ij＝1。对于每一个小区，标志符I_ki＝1或0表示序列号为k的下行主扰码分配给或未分配给第i个小区，标志符E_gi＝1或0表示表示序列号为g的下行主扰码组分配给或未分配给第i个小区。

在给定小区数目的情况下，最小化所需下行主扰码组数量c，表示为：

$\mathrm{Minimize\; c}=\underset{g\∈C,i\∈X}{\max }\left\{g\right|E_{\mathrm{gi}}=1\}$ (公式1)

在给定小区数目的情况下，最小化所需下行主扰码数量s,表示为：

$\mathrm{MinimizeS}=\underset{k\∈S,i\∈X}{\max }\left\{k\right|I_{\mathrm{ki}}=1\}$ (公式2)

其规则为：

∑_k∈SI_ki＝1，其中i∈X                     (公式3)

|g-f|≥d_ij其中g，f∈C，i，j∈X，E_gi＝E_fj＝1(公式4)

|k-n|≥d_ij其中k，n∈S，i，j∈X，I_ki＝I_nj＝1(公式5)

E_gi＝0或1，I_ki＝0或1                       (公式6)

公式(3)表明：每个小区只能占用一个下行主扰码，这也同时保证了一个小区只能占用一个下行主扰码组。

公式(4)表明：当d_ij＝0(满足扰码复用条件，不为相邻小区)时，上式表示两小区分配的下行主扰码所在下行主扰码组序号之差不小于0，即可以分配同一下行主扰码组(扰码组复用，此时分配的下行主扰码必须同时满足公式(5)，即进行扰码组复用的两小区的下行主扰码序号之差不小于0)；当d_ij＝1(不满足扰码组复用条件，被视为相邻小区)时，上式表示两小区分配的下行主扰码所在下行主扰码组序号不小于1，即两小区分配的下行主扰码不可处于同一下行主扰码组，不可进行扰码组复用(此时，两小区的扰码处于不同的下行主扰码组，则其下行主扰码也一定不相同，此时自动满足公式(5)，即不满足复用条件的两小区的下行主扰码序号之差不小于1，两小区分配到不同的下行主扰码)。在进行下行主扰码分配时，必须遵照以上规则。

下面结合图2对本发明的具体实施作更进一步的详细描述。

1)初始化：定义已分配扰码小区数目N和已分配扰码小区集合；定义待分配扰码小区数目M和待分配扰码小区集合；定义可分配下行主扰码集合和可分配下行主扰码组集合；构建D＝{d_ij}，其中i，j＝1，2，3，…，M+N；定义已分配下行主扰码集合S和已分配扰码组集合C。

2)对待分配扰码小区集合中的小区i，N+1≤i≤N+M，计算矩阵D的各行之和：

$d_i^{\′}=\underset{j=1}{\overset{M+N}{\mathrm{\Σ}}}{d}_{\mathrm{ij}}$

d_ij反映了两小区是否符合扰码复用条件，因此上式反映了与第i个小区不满足扰码复用条件的小区数目。当d’_i＝0时，表示第i个小区可以从给其他小区分配的扰码中分配相同的扰码(扰码组)；当d’_i＝M+N时，表示，第i个小区必须分配和其他所有小区都不同的下行主扰码(扰码组)。其值反映了为一个小区分配下行主扰码的难易程度。

3)对待分配扰码小区按照其d’_i值由大到小排序，i＝N+1，N+2，…，N+M。序列号i＝1，2，3，…，N的小区为已分配扰码小区集合中的小区。

4)为待分配扰码小区集合中的各小区分配扰码，分配方法如下：

(4.1)对第i个小区，N+1≤i≤N+M，将可分配扰码组集合中扰码组序号为g的扰码分配给它。g满足下面的条件：

          g＝min{g‖g-g_j|≥d_ij}       1≤j≤i-1

其中g_j是分配给第j个小区的下行主扰码组在可分配下行主扰码组集中的序列号。上式的含义是：g是所有让第i个小区的下行主扰码组与所有已经分配了下行主扰码的小区之间满足公式(5)的下行主扰码组中序号最小的那一个下行主扰码组。执行(4.2)；

(4.2)分配成功？是，则执行(4.3)。否，则执行(4.4)。

(4.3)在分配的第g组下行主扰码中找到已分配次数最小的下行主扰码，设其扰码序号为k，将其分配给第i个小区。执行(4.5)；

(4.4)在可分配扰码集中，找到分配次数最少的下行主扰码组g，令g_min＝g，执行(4.7)；

(4.5)更新下行主扰码和下行主扰码组的使用次数，更新已分配下行主扰码集合S和已分配下行主扰码组集合C；执行(4.6)；

(4.6)i＜M+N？是，则执行(4.12)。否，则下行主扰码分配完毕。执行(4.13)；

(4.7)对第i个小区，N+1≤i≤N+M，在序号为g_min的扰码组中，将该组中序列号为k的下行主扰码分配给它。k满足下面的条件：

          k＝min{k‖k-k_j|≥d_ij}  1≤j≤i-1

其中k_j是分配给第j个小区的下行主扰码在可分配下行主扰码集中的序列号。上式的含义是：k是在找到的使用次数最少的扰码组中让第i个小区的扰码与所有已经分配了扰码的小区之间满足公式(6)的下行主扰码中序号最小的那一个下行主扰码。执行(4.8)；

(4.8)分配成功？是，执行(4.5)；否，执行(4.9)；

(4.9)在可分配扰码组集合中，是否所有的下行主扰码组都已标记为“已搜索过g_min”？是，执行(10)；否，执行(4.11)。

(4.10)记录小区序号，将其小区扰码分配状态标记为失败。执行(4.6)。

(4.11)在可分配扰码组集中，找到未被标记“已搜索过g_min”的下行主扰码组中分配次数最小的扰码组g’，将序号为g_min的下行主扰码组标记为“已搜索过g_min”，令g_min＝g’，执行(4.7)。

(4.12)i＝i+1；清除可分配下行主扰码组集合中所有“已搜索过g_min”标记，执行(4.1)；

(4.13)分配完毕，返回各小区扰码分配结果。

Claims (4)

1.一种宽带码分多址系统中的下行主扰码优化分配方法，当任意一小区的相邻小区数量均小于或等于可分配下行主扰码数量时，进行下行主扰扰码分配，当某一小区的相邻小区数量大于可分配下行主扰码数量时，对该小区不进行下行主扰码分配；

其中，进行下行主扰扰码分配的规则为：对相邻的小区，分配不同下行主扰码组中的下行主扰码或相同下行主扰码组中的不同的下行主扰码，对不相邻的小区，分配相同的或不相同的下行主扰码。

2.权利要求1所述的宽带码分多址系统中的下行主扰码优化分配方法，其特征在于，优先为相邻小区分配处于不同下行主扰码组的下行主扰码。

3.权利要求1或2所述的宽带码分多址系统中的下行主扰码优化分配方法，其特征在于，所述进行下行主扰扰码分配包括下列步骤：

第一步，对任意一个待分配主扰码的小区，为其分配的下行主扰码与其相邻小区的下行主扰码在不同的下行主扰码组中，且分配的下行主扰码组是可以分配给该小区的下行主扰码组集合中序号最小的，然后将该下行主扰码组中使用次数最少的下行主扰码分配给该小区，如果分配成功，为下一待分配主扰码的小区分配下行主扰码，否则，将该下行主扰码组进行标记，执行第二步；

第二步，在没有标记的下行主扰码组中，为该小区分配被其相邻小区使用次数最少的下行主扰码组，然后将该下行主扰码组中使用次数最少的下行主扰码分配给该小区，如果分配成功，则清除所有下行主扰码组的标记，继续为下一待分配主扰码的小区分配下行主扰码，否则，对该使用次数最少的下行主扰码组进行标记，执行第三步；

第三步，如果所有下行主扰码组均被标记时，则表明该小区下行主扰码分配失败，清除所有下行主扰码组的标记，为下一待分配主扰码的小区分配下行主扰码；否则，执行第二步。 

4.权利要求3所述的宽带码分多址系统中的下行主扰码优化分配方法，其特征在于，通过标记为“已搜索”对下行主扰码组进行标记。 

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