專利名稱：涉及移動(dòng)電信系統(tǒng)的或移動(dòng)電信系統(tǒng)中的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)電信系統(tǒng)或移動(dòng)電信系統(tǒng)中的改進(jìn)，具體而言是涉及運(yùn)行于碼分多址的這種系統(tǒng)。
UMTS陸地?zé)o線接入(UTRA)-時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)基于碼分多址(CDMA)和混合時(shí)分多址(TDMA)和TDD的組合。(UMTS是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的通用移動(dòng)電信系統(tǒng)的縮寫。)在時(shí)分多址(TDMA)中，時(shí)間軸被劃分成多個(gè)時(shí)隙，并且用戶被允許在這些時(shí)隙的特定時(shí)隙中傳輸。另一方面，碼分多址(CDMA)使用直接序列擴(kuò)頻(DSSS)，其中一個(gè)數(shù)據(jù)碼元在傳輸之前要被乘以一個(gè)長度為M比特的偽隨機(jī)噪聲碼。
在UTRA-TDD系統(tǒng)中，正交碼被用于提供一個(gè)唯一的用戶碼，即對(duì)于運(yùn)行于該系統(tǒng)中的每個(gè)移動(dòng)終端一個(gè)唯一碼。在這種特定情況下，每個(gè)用戶唯一碼對(duì)應(yīng)于小區(qū)內(nèi)的一個(gè)用戶唯一通路。眾所周知，這種系統(tǒng)包括多個(gè)電信小區(qū)，每個(gè)小區(qū)具有至少一個(gè)基站和至少一個(gè)移動(dòng)終端。不過，當(dāng)這些碼未被及時(shí)調(diào)整時(shí)，將出現(xiàn)高的互相關(guān)。
用于減小互相關(guān)的一種方法是為每個(gè)正交用戶碼乘以另一個(gè)唯一碼，另外的唯一碼對(duì)應(yīng)于一個(gè)小區(qū)唯一通路。既然這樣，所得的碼保持其正交性。
不過，當(dāng)系統(tǒng)從單個(gè)小區(qū)擴(kuò)展到多小區(qū)系統(tǒng)時(shí)，相同的碼被用于不同的小區(qū)。這可能導(dǎo)致由于這些碼之間的互相關(guān)而引起的小區(qū)間干擾。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種混合系統(tǒng)，它使用TDMA和CDMA，以允許用戶通過提供改進(jìn)的互相關(guān)的碼分和時(shí)分的組合而共享一個(gè)射頻(RF)載波。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種方法，用于減小碼分多址移動(dòng)電信系統(tǒng)中的互相關(guān)，該系統(tǒng)包括多個(gè)電信小區(qū)，每個(gè)小區(qū)具有至少一個(gè)基站和至少一個(gè)移動(dòng)終端，它利用多個(gè)數(shù)據(jù)幀通信，該方法包括步驟將每個(gè)幀劃分成為多個(gè)時(shí)隙；使用用于每個(gè)幀中的每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)擴(kuò)展碼，每個(gè)擴(kuò)展碼對(duì)于與其相關(guān)的數(shù)據(jù)信號(hào)是唯一的，并是從一組擴(kuò)展碼中選擇的；
使用用于每個(gè)數(shù)據(jù)幀中的每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)擾碼，以減小小區(qū)間和小區(qū)內(nèi)干擾，每個(gè)擾碼是從一組擾碼中選擇的；其特征在于該方法還包括周期地改變用于每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的每個(gè)時(shí)隙的擾碼，以有效地?cái)U(kuò)展可用的一組擾碼。
有利地，該方法還包括根據(jù)擴(kuò)展碼來設(shè)置擾碼的長度。
最好是為每個(gè)電信小區(qū)分配不同的一組擾碼。用于每個(gè)電信小區(qū)的該組擾碼可以包括從單一的一組擾碼中選擇的擾碼的排列。可替代地，用于每個(gè)電信小區(qū)的該組擾碼可以包括離散的一組擾碼。
碼分多址移動(dòng)電信系統(tǒng)可以包括混合時(shí)分雙工/時(shí)分多址系統(tǒng)。
為了更好地理解本發(fā)明，下面舉例參考附圖來進(jìn)行討論，其中

圖1說明根據(jù)本發(fā)明的碼分多址的操作；以及圖2說明擴(kuò)展碼和擾碼在具有周期碼跳躍的載波上的分配。
圖1表示包括碼10、20、30的傳輸?shù)囊粋€(gè)幀的一部分。碼10包括碼k，并具有分別對(duì)應(yīng)于時(shí)隙(m-1)、m和(m+1)的三個(gè)時(shí)隙12、14和16。同樣，碼20包括碼(k+1)，并具有對(duì)應(yīng)于時(shí)隙(m-1)、m和(m+1)的三個(gè)時(shí)隙22、24和26，碼30包括碼(k+2)，并具有分別對(duì)應(yīng)于時(shí)隙(m-1)、m和(m+1)的三個(gè)時(shí)隙32、34和36。
在一個(gè)指定時(shí)隙，以下列方式描述已調(diào)波形周期Ts的第i個(gè)數(shù)據(jù)碼元由di表示，并且根據(jù)所使用的數(shù)據(jù)調(diào)制類型可以采用來自一個(gè)有限集合的復(fù)數(shù)值。例如，如果使用QPSK(四相移相鍵控)，則di采用來自集合[1，j，-1，-j]的值。
擴(kuò)展碼Sn(k)(其中n∈
)被定義包括周期Ts/N的N個(gè)碼片，并與時(shí)隙中的第k個(gè)用戶有關(guān)。根據(jù)所使用的擴(kuò)展調(diào)制的類型，擴(kuò)展碼中的碼片通常采用來自一個(gè)有限集合的復(fù)數(shù)值。此外，還定義了與移動(dòng)終端與其通信的基站相關(guān)的所謂的擴(kuò)展碼。
擾碼Cn(P)包括N個(gè)碼片，并通常采取來自一個(gè)有限集合的復(fù)數(shù)值。后面將解釋索引P的重要性。
來自已調(diào)和M個(gè)碼元的擴(kuò)展數(shù)據(jù)塊的所發(fā)送波形由下式給出s(k)(t)=Σi=0M-1di(k)Σn=0N-1cn(p)sN(k)g(t-nTc)]]>其中g(shù)(t)是脈沖整形函數(shù)。
在蜂窩無線系統(tǒng)中，希望避免對(duì)于碼分配的需要。這可以通過提供一個(gè)大的碼集合來達(dá)到，以便只有非常遠(yuǎn)的基站才重用相同的碼。在每個(gè)小區(qū)中的擴(kuò)展碼相同是很常見的。實(shí)際上，希望使用一組正交擴(kuò)展碼(其中只有一個(gè)數(shù)等于擴(kuò)展因數(shù))。因此，小區(qū)差別被留給擾碼的使用。通過將一個(gè)用戶(移動(dòng)終端)的唯一通路碼乘以一個(gè)小區(qū)唯一通路碼來獲得擾碼。
當(dāng)使用正交擴(kuò)展碼時(shí)，擾碼有多個(gè)用途。首先，擾碼可以避免來自相鄰小區(qū)傳輸之間的高的互相關(guān)，即它們的使用減小了小區(qū)間干擾，其次，擾碼可以減小擴(kuò)展碼之間的對(duì)于這些碼的非零時(shí)移的高的互相關(guān)，即減小小區(qū)內(nèi)干擾。當(dāng)時(shí)間擴(kuò)散出現(xiàn)在通信信道上時(shí)，后者是重要的。
除非N非常大，否則不可能選擇一個(gè)大的擾碼集合，從而導(dǎo)致擾碼和擴(kuò)展碼的乘積的所有對(duì)之間的低互相關(guān)。因此，擾碼P的集合的尺寸必須比擾碼序列N的長度小得多。應(yīng)當(dāng)指出，擾碼是固定的。
為了避免碼分配，需要相反的，即擾碼集合必須比擾碼序列的長度大得多。因此，不可避免地，可以在擾碼和擴(kuò)展碼的乘積對(duì)之間找到非常高的互相關(guān)。這從用戶的觀點(diǎn)來看是不希望的情況，因?yàn)楦鶕?jù)分配給用戶的擴(kuò)展碼，可以獲得非常好的性能，因?yàn)榕c用戶小區(qū)和相鄰小區(qū)內(nèi)使用的其它碼的互相關(guān)特性是好的，相反因?yàn)榇a選擇將會(huì)導(dǎo)致非常差的性能。
根據(jù)本發(fā)明，通過使得擾碼在周期基礎(chǔ)上每個(gè)時(shí)隙都改變，可能克服與固定擾碼的使用相關(guān)的問題。在這種情況下，因?yàn)樗褂玫拇a，用戶可能經(jīng)歷在指定時(shí)隙內(nèi)的差性能，而在其它時(shí)隙則有好的性能。如果擾碼在其上改變的周期較長，則每個(gè)用戶應(yīng)當(dāng)經(jīng)歷平均相同的性能。此外，擾碼的長度被有效地增加，因此，可能易于獲得一個(gè)大的擾碼集合。定義一組擾碼含有P代碼{C(0)，…，C(P-1)}，其中C(P)＝[C0(P)，…，CN-1(P)]，則在第j個(gè)時(shí)隙中使用擾碼C(P)，其中p＝mod(j，p)。
每個(gè)小區(qū)(或基站)被分配一組不同的擾碼，它們可以簡單地是單一的一組P擾碼的排列，或者含有與其它集合中的那些完全不同的擾碼。
還可能改變每個(gè)數(shù)據(jù)碼元上的擾碼，不過，這為接收機(jī)增加了復(fù)雜度，特別是如果檢測過程運(yùn)行在包括M個(gè)碼元的數(shù)據(jù)塊上。利用其擾碼在每個(gè)時(shí)隙上改變的方法足夠提供由改變擾碼而不會(huì)影響接收機(jī)復(fù)雜度所提供的所有優(yōu)點(diǎn)。
如果擴(kuò)展因數(shù)是依賴用戶的，則擾碼的長度應(yīng)當(dāng)被設(shè)置為所使用的最大擴(kuò)展因數(shù)。由于使用的多個(gè)擴(kuò)展因數(shù)，選擇一組固定擾碼的復(fù)雜度被增加很多倍。根據(jù)本發(fā)明的方法周期地改變擾碼，從而避免了獲得一組提供相同的性能而不管擴(kuò)展碼和擴(kuò)展因數(shù)的選擇的擾碼。
圖2說明在具有周期碼跳躍的載波上擴(kuò)展碼和擾碼的分配。其中給出了一個(gè)幀的一部分，其代表三個(gè)擴(kuò)展碼50、60和70。以類似于圖1的方式，每個(gè)碼50、60和70具有三個(gè)對(duì)應(yīng)于時(shí)隙(m-1)、m和(m+1)的時(shí)隙。碼50在其時(shí)隙52、54和56的每一個(gè)中具有相同的碼k。碼60在其時(shí)隙62、64和66的每一個(gè)具有相同的碼(k+1)。碼70在其時(shí)隙72、74和76的每一個(gè)中具有相同的碼(k+2)。除了具有擴(kuò)展碼50、60、70之外，每個(gè)時(shí)隙還包括一個(gè)擾碼。例如，時(shí)隙64具有時(shí)隙m、擴(kuò)展碼k+1和擾碼p。
盡管參考一個(gè)混合時(shí)分雙工/時(shí)分多址移動(dòng)電信系統(tǒng)描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明同樣適用于其它碼分多址系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種減小碼分多址移動(dòng)電信系統(tǒng)中的碼之間的互相關(guān)的方法，該系統(tǒng)包括多個(gè)電信小區(qū)，每個(gè)小區(qū)具有至少一個(gè)基站和至少一個(gè)移動(dòng)終端，其利用多個(gè)數(shù)據(jù)幀通信，該方法包括步驟將每個(gè)幀劃分成多個(gè)時(shí)隙；使用用于每個(gè)幀中的每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)擴(kuò)展碼，每個(gè)擴(kuò)展碼被對(duì)于與其相關(guān)的數(shù)據(jù)信號(hào)是唯一的，并是從一組擴(kuò)展碼中選擇的；使用用于每個(gè)數(shù)據(jù)幀中的每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)擾碼，以減小小區(qū)間和小區(qū)內(nèi)干擾，每個(gè)擾碼是從一組擾碼中選擇的；其特征在于該方法還包括周期地改變用于每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)的每個(gè)時(shí)隙的擾碼，以有效地?cái)U(kuò)展可用的一組擾碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括根據(jù)擴(kuò)展碼設(shè)置擾碼的長度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括為每個(gè)電信小區(qū)分配一組不同的擾碼。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中用于每個(gè)電信小區(qū)的所述一組擾碼包括從單一一組擾碼中選擇的擾碼的一個(gè)排列。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中用于每個(gè)電信小區(qū)的所述一組擾碼包括一組離散的擾碼。
6.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求的方法，其中碼分多址電信系統(tǒng)包括一個(gè)混合時(shí)分雙工/時(shí)分多址系統(tǒng)。
7.一種基本上參考附圖在上面描述的方法。
全文摘要
這里描述了一種混合TDMA/TDD移動(dòng)電信系統(tǒng),其中使用擾碼和擴(kuò)展碼來減小同時(shí)占用一個(gè)時(shí)隙的用戶之間的互相關(guān)。將一個(gè)包括多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)(50、60、70)的幀劃分成多個(gè)時(shí)隙(52、54、56、62、64、66、72、74、76),每個(gè)時(shí)隙用于包括相同擴(kuò)展碼的一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)。每個(gè)擴(kuò)展碼從一組擴(kuò)展碼中選擇。每個(gè)時(shí)隙中的每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)還具有與其相關(guān)的一個(gè)擾碼,每個(gè)擾碼從一組擾碼中選擇。用于每個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)(50、60、70)的擾碼被周期地改變,以擴(kuò)展可以有效地用于令人滿意的互相關(guān)的一組擾碼。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1353887SQ00808210
公開日2002年6月12日 申請(qǐng)日期2000年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月29日
發(fā)明者S·W·威爾士 申請(qǐng)人:羅克馬諾爾研究有限公司