CN1980070A - 改善多频点小区射频发射性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善多频点小区射频发射性能的方法，该方法包括：从多频点小区的所有载波中选定一个参考载波，并根据小区标识ID确定该参考载波的基本训练序列midamble码；确定其他载波与参考载波的相邻关系；根据所述相邻关系对所述参考载波的基本midamble码进行循环移位，生成各其他载波的基本midamble码；将采用不同基本midamble码的各载波信号共用一套发射机发送。利用本发明，可以简单有效地提高多载波TD－SCDMA系统射频发射性能。

Description

改善多频点小区射频发射性能的方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种改善多频点小区射频发射性能的方法。

背景技术

在移动通信系统中，使用多载波技术可以使基站设备能够支持更多的用户，或提供更大的小区覆盖范围，提高系统容量，因而可以大大减少基站数目，减少运营商投资，减轻安装维护的负担。

TD-SCDMA(时分-同步码分多址)系统是目前3GPP标准的三大主流技术之一。TD-SCDMA采用TDD(时分双工)方式，可实现上下行资源的非对称分配，具有很高的频带利用率，是一种理想的蜂窝网分组数据传输系统。在3GPP规范Rlease 5版本中，TD-SCDMA系统的HSDPA最大分组数据传输速率为2.8Mbps。

TD-SCDMA系统的基本帧结构如图1所示：

一个无线帧分成2个持续时间为5ms的子帧。每个子帧由7个持续时间为675μs的业务时隙和3个特殊的时隙：DwPTS(下行导频时隙)、GP(保护时隙)和UpPTS(上行导频时隙)组成。时隙TS0总是用于下行链路，时隙TS1总是用于上行链路，其他的时隙则根据转换点的灵活配置来确定是用于上行或是下行链路。每个业务时隙由两个数据符号区和一个长度为144个码片的基本midamble(训练序列)码及长度为16个码片的保护区组成。

在TD-SCDMA系统中，在每个业务时隙中最多同时有16个不同的扩频用户单元。在信号接收时，利用基本midamble码来做解相关运算得到各个用户对移动信道的信道估计，然后对每个时隙中的所有信号同时进行联合检测，得到所需的信号。

信道估计码midamble是按以下方式生成的：

对于同一个小区的同一个时隙，给定一个基本的midamble码作为基本码，不同的用户采用这个相同基本码的不同的循环移位版本作为它的信道估计码。由同一个单独的基本码m_P导出的K个特定的中间码m_P ^(k)；k＝1，...，K，构成中间码码集，简称为码集。

根据现有TD-SCDMA多载波方案，对于同一小区支持的多个载波有如下约定：主载波和辅载波使用相同的扰码和基本midamble(训练序列)码，对于多载波小区，射频端共用一套发射机。

现有多载波TD-SCDMA系统时隙信号形成如图2所示：

各个载波的基本midamble码位置是完全对齐的，同时每个载波的基本midamble码都为相同的二进制序列向量。

多个基本midamble码相同的载波作为基带信号，还需要经过两次调制：载波调制(或者称为中频调制)和射频调制。其中，载波调制是将各载波信号调制到不同的频率上；射频调制是将经过载波调制后的中频宽带信号调制到射频上。经过射频调制后的高频信号经由天线发送出去。

由于TD-SCDMA是同步系统，这样在天线发射端就会出现由于峰峰迭加产生较强的信号峰均比(信号峰值功率与平均功率的比值)。峰值功率太大，会使得射频发射进入非线性区，从而产生信号失真和较强的频谱扩散，降低系统性能。频谱扩散的程度通常用ACLR(Adjacent Channel Leakage power Ratio，邻信道泄漏功率比)指标来表示，ACLR为载波所在信道的功率与相邻信道上泄漏的功率的比值。

为了降低信号峰均比，减小信号失真和频谱泄露，现有技术中主要有以下几种方法：块编码方法、削波方法、降低概率的方法。对于TD-SCDMA系统，块编码的方法实现起来非常复杂。削波的方法是对幅度较大的载波或者所有载波进行削减或者压缩来降低峰均比，通常有两种实现方案：一种是在基带处理中，对基带信号就进行限幅削波，另一种是在射频部分用削波器件对信号进行限幅。这两种方案都会使信号波形变形，损失大信号的精度，对于系统的性能影响较大。而降低概率的方法中主要有部分发射序列和选择映射两种方案，对于不同的系统，其实现上是不相同的。目前，对于TD-SCDMA系统，还没有具体有效的改善多载波信号峰均比，从而提高多频点小区射频发射性能的方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善多频点小区射频发射性能的方法，以克服现有技术中多载波信号发射时由于多个载波采用相同的midamble码，从而产生较强的ACLR，影响系统性能的缺点，简单有效地提高多载波TD-SCDMA系统射频发射性能。

为此，本发明提供如下的技术方案：

一种改善多频点小区射频发射性能的方法，所述方法包括步骤：

A、从多频点小区的所有载波中选定一个参考载波，并根据小区标识ID确定该参考载波的基本训练序列midamble码；

B、确定其他载波与参考载波的相邻关系；

C、根据所述相邻关系对所述参考载波的基本midamble码进行循环移位，生成各其他载波的基本midamble码；

D、将采用不同基本midamble码的各载波信号共用一套发射机发送。

可选地，将主载波作为参考载波。

可选地，将辅载波其中之一作为参考载波。

所述步骤B包括：

计算其他载波频点与参考载波频点的差值，并依其由低到高对各载波进行排序；

根据排序确定各载波与参考载波的频点数。

所述步骤C包括：

C1、根据所述频点单位带宽以及根据单位带宽计算的间隔数确定各载波基本midamble码对应的偏移量；

C2、根据所述偏移量将参考载波的基本midamble码循环移位，生成各其他载波的基本midamble码。

可选地，所述步骤C2包括：

对于频点高于参考载波频点的载波，将参考载波的基本midamble码循环左移，获得该载波的基本midamble码；

对于频点低于参考载波频点的载波，将参考载波的基本midamble码循环右移，获得该载波的基本midamble码。

可选地，所述步骤C2包括：

对于频点高于参考载波频点的载波，将参考载波的基本midamble码循环右移，获得该载波的基本midamble码；

对于频点低于参考载波频点的载波，将参考载波的基本midamble码循环左移，获得该载波的基本midamble码。

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明对于多频点小区中的N个载波，通过小区ID配置信息确定一个参考载波使用的基本midamble码，然后对该参考载波的基本midamble码进行循环移位产生其他辅载波上的基本midamble码，从而使各载波使用不同的基本midamble码，有效地降低射频信号峰峰叠加出现较大峰值的概率，改善了多载波TD-SCDMA系统的射频发射性能。而对于用户终端，只需根据该移位规则，即可得到各载波采用的基本midamble码，正确进行信道估计，获得所需信号。

附图说明

图1是TD-SCDMA时隙结构示意图；

图2是现有多载波TD-SCDMA系统时隙信号形成过程示意图；

图3是本发明方法的实现流程图。

具体实施方式

本发明的核心在于在TD-SCDMA系统中，对于多频点小区中的N个载波，首先确定其中一个载波作为参考载波，并根据小区ID配置信息确定该载波使用的基本midamble码，然后通过对该参考载波的基本midamble码进行循环移位产生其他辅载波上的基本midamble码，从而使各载波使用不同的基本midamble码，降低射频信号峰峰叠加出现较大峰值的概率。作为参考载波的频点可以是主频点，也可以是辅频点。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参照图3，图3示出了本发明方法的实现流程，包括以下步骤：

步骤301：从多频点小区的所有载波中选定一个参考载波，并根据小区ID确定该参考载波的基本midamble码。

可以将主载波作为参考载波，也可以将辅载波其中之一作为参考载波，比如，将多频点小区中与主载波频点数相差m的载波定为参考载波，采用基本midamble码。

步骤302：确定其他载波与参考载波的相邻关系。

首先，计算其他载波频点与参考载波频点的差值，并依其由低到高对各载波进行排序；根据排序即可确定各载波与参考载波的频点数。

比如，主载波为2010.8MHz，三个辅载波分别为：辅载波1：2009.2MHz、辅载波2：2012.4MHz、辅载波3：2014.0MHz。

将主载波作为参考载波，三个辅载波与主载波的频点间隔为-1.6MHz、1.6MHz、3.2MHz。由低到高对各载波进行排序，得到的载波序列为：辅载波1，主载波，辅载波2，辅载波3。TD-SCDMA的频带为1.6MHz，可将这三个辅载波的频点数分别记为-1、+1、+2。

将辅载波2作为参考载波，其他载波与该参考载波的频点间隔为-3.2MHz、-1.6MHz、1.6MHz。由低到高对各载波进行排序，得到的载波序列为辅载波1，主载波，辅载波2，辅载波3。可将这三个载波，即辅载波1、主载波、辅载波3的频点数分别记为-2，-1，+1。

步骤303：根据相邻关系对参考载波的基本midamble码进行循环移位，生成各其他载波的基本midamble码。

首先，根据该载波的频点单位带宽以及单位带宽计算的间隔数确定其基本midamble码对应的偏移量。

所谓频点单位带宽是指以多少频宽为单位进行频点索引的编号，而该编号则表示以该单位带宽计算的间隔数。比如，按照时分系统载波宽度应该是1.6MHz，如果2010.8MHz为主载波，则2009.2MHz间隔为-1；2012.4MHz间隔为1；2014.0MHz间隔为2。如果按照200Hz单位为一个频点，则间隔就比较大。

然后再根据该偏移量将参考载波的基本midamble码循环移位，生成各其他载波的基本midamble码。也就是说，参考载波使用基本midamble码，其他频点的载波根据与参考载波频点的相邻关系自动生成，生成规则如下：

根据与参考载波频点的相邻关系，将参考载波的基本midamble码依次循环移位+/-n1，+/-n2，+/-n3，...个码片，生成其他相应载波的基本midamble码，各个频点在此基础上再根据码道和用户关系对各自的基本midamble码进行循环移位，生成各个用户的midamble码。其中，n1、n2、n3的最佳值可以根据仿真分析选取。

比如，根据与参考载波的相邻关系，如果其他三个载波比参考载波频点高，并且对应高1、2、3...个频点，则分别在参考载波基本midamble码基础上依次循环左移1、3、5，...个码片，得到其他三个载波的基本midamble码；如果比参考载波频点低，并且对应低1、2、3...个频点，则分别在参考载波基本midamble码基础上依次循环右移1、3、5，...个码片，得到其他三个载波的基本midamble码。

当然，也可以对频点比参考载波频点高的载波，在参考载波基本midamble码基础上依次循环右移相应的码片，得到该载波的基本midamble码；对频点比参考载波频点低的载波，在参考载波基本midamble码基础上依次循环左移相应的码片，得到该载波的基本midamble码。

通过上述处理，当小区支持多个载波时，选定其中的一个载波作为参考载波，并根据小区ID确定该参考载波的基本midamble码，根据其他载波与该载波的相邻关系，将参考载波的基本midamble码循环移动，自动生成其他载波的基本midamble码。

各载波的基本midamble码不同，在使用同一个发射机发射时，信号迭加就不会产生较强的信号峰均比。

步骤304：将采用不同基本midamble码的各载波信号共用一套发射机发送。

参考载波及相邻关系规则可以预先约定，配置在基站和用户终端上，当用户终端接收信号时，也只需根据上述约定规则，计算出各载波与参考载波的频点间隔，从而计算出工作载波上需要恢复的偏移，得出各其他载波采用的基本midamble码，从而实现正确的信道估计。

为了增加实现的灵活性，也可以通过消息通知的方式，将规则下发给用户终端，比如将基站设定的参考载波及频点间隔单位以及利用相邻关系计算方法下发给用户终端，当用户终端接收信号时，根据接收到的上述规则，计算出各载波与参考载波的频点间隔，从而计算出工作载波上需要恢复的偏移，得出各其他载波采用的基本midamble码，从而实现正确的信道估计。

例如，某载波应采用的基本midamble码为m₀，利用本发明方法，将m₀移位得到该载波实际采用的基本midamble码为m₁，并且m₁＝m₀-t1。

对应于该载波，用户终端应接收的信号为：e_m0＝m₀h+n，其中h为用户的实际信道响应，n为噪声。

而实际接收的信号为：e_m＝m₁h+n＝m_0(t-t1)h+n＝m₀h₁+n，

其中，h₁为用m₀估计出的信道响应，

将时域卷积变换到频域做乘法运算，时域的移位反映到频域为相位变化，因此，对接收到的信号进行频域变化为：

$E_m=H*M_1$

$=\left({\mathrm{He}}^{\frac{j*2\mathrm{\π}*w}{p}}\right)*M_0=H_1*M_0$

其中，E_m是对接收数据的midamble部分的FFT(快速傅立叶变换)结果，P为midamble循环码的周期，W为m₀与m₁之间的偏移距离。M₀是对原来m₀的FFT结果，M₁是对原来m₁的FFT结果，H是对原来h的FFT结果。

设G^-1＝1/M₀，

对E_mG^-1求IFFT(快速傅立叶反变换)，即由频域再变换到时域，得到：

$\mathrm{IFFT}\left(E_m{G}^{-1}\right)=\mathrm{IFFT}(H_1*M_0*G^{-1})=h_1$

$=\mathrm{IFFT}({\mathrm{He}}^{\frac{j*2\mathrm{\π}*w}{P}}*M_0*G^{-1})$

$=h_{(t+w)}$

得到真正信道响应h为：h＝h_1，(t-w)。

这样只需用原来m₀计算出的信道估计h₁，在此基础上进行偏移即可计算得到真正的信道响应。

由此可见，利用本发明，通过多频点小区内各载波频点之间的相邻关系，由一个载波的基本midamble码循环移位产生其他载波的基本midamble码，使各载波使用不同的基本midamble码，不仅有效地降低射频信号峰峰叠加出现较大峰值的概率，改善了多载波TD-SCDMA系统的射频发射性能。而且实现简单，对于用户终端，只需根据该移位规则，即可正确进行信道估计，获得所需信号。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (7)

1、一种改善多频点小区射频发射性能的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

A、从多频点小区的所有载波中选定一个参考载波，并根据小区标识ID确定该参考载波的基本训练序列midamble码；

B、确定其他载波与参考载波的相邻关系；

C、根据所述相邻关系对所述参考载波的基本midamble码进行循环移位，生成各其他载波的基本midamble码；

D、将采用不同基本midamble码的各载波信号共用一套发射机发送。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将主载波作为参考载波。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将辅载波其中之一作为参考载波。

4、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

计算其他载波频点与参考载波频点的差值，并依其由低到高对各载波进行排序；

根据排序确定各载波与参考载波的频点数。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

C1、根据所述频点单位带宽以及根据单位带宽计算的间隔数确定各载波基本midamble码对应的偏移量；

C2、根据所述偏移量将参考载波的基本midamble码循环移位，生成各其他载波的基本midamble码。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤C2包括：

对于频点高于参考载波频点的载波，将参考载波的基本midamble码循环左移，获得该载波的基本midamble码；

对于频点低于参考载波频点的载波，将参考载波的基本midamble码循环右移，获得该载波的基本midamble码。

7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤C2包括：

对于频点高于参考载波频点的载波，将参考载波的基本midamble码循环右移，获得该载波的基本midamble码；

对于频点低于参考载波频点的载波，将参考载波的基本midamble码循环左移，获得该载波的基本midamble码。