移动通信系统中的改进 本发明与移动通信系统中的一些改进有关,特别是涉及按码分-时分多址工作的这种系统。
UMTS陆地无线电接入(UTRA)-时分双工(TDD)系统综合了码分多址(CDMA)和混合时分多址(TDMA)技术,这在这个技术领域内称为码分-时分多址(CTDMA)。(UMTS是通用移动电信系统的首字母组合词,为熟悉该技术领域的人们所周知。)
在时分多址(TDMA)中,时间轴被分成多个时隙,用户可以在这些时隙中的一定的时隙内发送信号。在另一方面,码分多址(CDMA)利用直接序列扩频(DSSS),在传输前将数据乘以一个扩频因子(Q)予以编码。
当前的移动通信系统包括多个通信小区,每个小区具有至少一个基站和至少一个移动终端。基站和移动终端都能发射和接收射频(RF)信号。
在一个CTDMA系统中,允许若干用户在相同的时隙期间发送数据组。在一个给定时隙内的各个数据组以扩频码区分。
为了接收在每个时隙内的传输,接收机必须估计在发射机与接收机之间的传输信道的特性。在移动通信应用中,可能出现多路径失真,因此需要发送一些训练序列或某些内容已知的数据,以便接收机进行信道估计。估计传输信道特性所需的信息包含在信道的脉冲响应内,这是在该技术领域内众所周知的。训练序列可以称为训练码、Midamble码或领示码,这也是在该技术领域内众所周知的。在以下对现有技术和本发明的说明中,在说到如上面定义的训练序列时将用训练码这个术语。
在从移动终端至基站地上行链路和从基站至移动终端的下行链路上都需要训练码,以便估计去至和来自每个用户的每个传输路径的情况。
一种与训练码独立和不同的码是信道化码。信道化码是一些取自Walsh码集合的正交码,这是在该技术领域内众所周知的。信道化码含有一个指数和一个扩频因子,都用来对传输前的数据进行编码。因此,为了判读用户的数据在上行链路和下行链路期间也需要知道信道化码。
为了使多个扩频因子能应用于在同一个时隙内的不同用户的数据,信道化码以一种特定的方式指配。在该技术领域内众所周知的指配信道化码的优选方法是正交可变扩频因子(OVSF)码关系,如图1中的树结构所示。
通常,在下行链路期间,在一个给定时隙内有单个训练码与所有用户数据组一起发送。接收机对所有这些数据组与单个训练码一起进行检测。这在该技术领域内称为联合检测,这种检测提高了检测一个特定的移动终端用户所关注的数据组的概率。接收到所有的数据组后,接收机必须知道所有当前在用的信道化码,以便确保能判读所关注的数据组。
这种现行方法的问题是,如果接收机配置成检测8个信道化码,而当前只有2个数据组在用,那末系统的性能就会有所降低。类似,如果接收机配置成检测2个信道化码,而有6个数据组在用,那末系统的性能也会有所降低。
通常,在具有一个专用信道的上行链路上,基站将知道它所指配的信道化码和训练码。基站在早先的下行链路传输中将这信道化码和训练码传送给移动终端。
然而,在具有一些非专用的信道的上行链路上,例如在移动终端最初接通时,由于通常没有指配信道化码的信令机制,移动终端就随机地选取一个信道化码进行发送。在这种情况下,训练码和信道化码之间必须有一个固定的关系。
因此,本发明的一个目的是提供一种在一个移动通信系统内使一个训练码与一个信道化码关联的方法,使得在检测到训练码时就知道信道化码。
按照本发明,所提供的是一种用于包括一个基站和一个移动终端的移动通信系统的使一个训练码与一个信道化码关联的方法,这种方法包括下列步骤:
选择一个信道化码;按照这个信道化码对数据进行编码;根据一个预定选择过程选择一个训练码;将这个训练码与数据一起发送;检测训练码和数据;以及将一组规则应用于训练码从而知道信道化码,以便判读数据。
按照本发明的一种情况,移动通信系统工作在上行链路模式,这些步骤包括:
移动终端从多个可用的信道化码中随机地选择一个信道化码;所述预定选择过程使得为向基站传输而选择的训练码由所选的信道化码确定;以及对基站检测到的训练码所用的这组规则使得从每个检测到的训练码可以知道对与这个训练码一起接收的数据编码所用的信道化码。
按照本发明的另一个方面,移动通信系统工作在下行链路模式,这些步骤包括:
基站按一个预定指配顺序为一些在一个给定的时隙内的用户指配训练码,这个预定指配顺序具有一个与之关联的扩频因子;以及,基站和移动终端知道这个预定指配顺序和关联的扩频因子,因此移动终端检测到训练码也就知道对数据编码所用的信道化码。
按照本发明设计的这种方法可以用于码分多址移动通信系统。
这种方法也可以用于码分-时分多址移动通信系统。
这种方法也可以用于时分双工移动通信系统。
这种方法也可以用于UMTS移动通信系统。
有益的是,本发明不需要在移动通信系统处在上行链路工作模式期间用专用信道明显地传输训练码。
此外,在具有移动终端可以随机选择信道化码的非专用信道的系统中,这种训练码与信道化码的关联是固定的,因此使这样检测数据成为可能。
有益的是,本发明由于确保接收机知道在一个给定的时隙内在用的信道化码的数量,从而改善了移动通信系统的性能。
虽然上面说明了本发明的实质性优点和特色,但从以下仅作为例子示出的附图和优选实施例的详细说明中可以对本发明有更为全面的理解。在这些附图中;
图1为已知的正交可变扩频因子信道化码关系的示意图;
图2为按照本发明设计的在上行链路工作模式时训练码与信道化码之间关联情况的示意图;以及
图3为按照本发明设计的在下行链路工作模式时训练码与信道化码之间关联情况的示意图。
在图1中,以树形结构(10)示出了一种已知的表示具有不同扩频因子的信道化码的方法。可用的信道化码表示为Sk,Q,其中k为指数,而Q为扩频因子。按照这种已知的方法,为了指配一个信道化码,沿着树的这个码所在的同一个分支不可以有较高或较低的扩频因子的码是已经指配了的。
例如,如果要指配的是码S0,4,那末S0,8、S1,8、S0,2、和S0,1不可以是已经指配了的。
如上面所述,发射机和接收机必需知道所用的是哪一个训练码和哪一个信道化码。训练码与信道化码之间的关系的复杂性将取决于通信系统是工作在下行链路模式(基站至移动终端)还是上行链路模式(移动终端至基站),因此将分别处理这两种工作模式。
在图2中,以树形结构(20)示出了按照本发明设计的对于上行链路工作模式的在训练码与信道化码之间的关联情况。如在图1中那样,可用的信道化码标为Sk.Q,其中k为指数,而Q为扩频因子。可用的训练码标为mj,其中j为一个整数,表示在一个给定的时隙内最多可供使用的训练码的个数。熟悉该技术领域的人员可以理解,可以有多个训练码和多个信道化码可用。
按照本发明,如图2所示的在上行链路工作模式中训练码与信道化码之间的关联将结合以下例子进行说明。
在本发明的一个优选实施例中,始终就使用一个扩频因子。在本发明的一个优选实施例的以下例子中,始终使用一个为16的扩频因子。正如熟悉该技术领域的人员可以看到的那样,也可以使用其他的扩频因子,这并不超出本发明的专利保护范围。在一个用户最初将移动终端接通时,他以上行链路模式在一个非专用信道上工作。移动终端将随机地选择一个扩频因子为16的信道化码,在最初向基站传输期间使用。基站和移动终端都知道如图2所示的这些码的关联情况。因此一旦随机选择了一个扩频因子为16的信道化码,训练码就一定是一个按照图2与这个信道化码关联的训练码。例如,如果选择了信道化码S6,16,那末就必须使用训练码m6。数据按照信道化码S6,16编码,与训练码m6一起发送。基站于是对数据和训练码进行检测。确定了所用的是哪一个训练码,基站根据图2所示的码的关联情况就能确定所用的是哪一个信道化码,于是就能判读数据。
在下行链路工作模式期间,码关联的情况要稍为复杂一些。如果移动终端要执行联合检测,它就必需知道哪些是在用的信道化码和哪些是没有在用的信道化码。由于开销的要求,向所有用户广播这信息并不是可取的。相反,如果为各个信道化码指配不同的训练码,于是一个用户通过与已知的训练码的相互关系很容易发现哪些是在用的码,而不用试图去测量所有可能的码的功率。然而,多个扩频因子意味着在信道化码与训练码之间有多对一的关系。采用一对一关系要求用户与多个训练码进行相关。然而,如果采用如图3所示的关系再加上决定指配信道化码的辅助规则,移动终端就可以确定在训练码与信道化码之间的模糊度。
在图3中,以树形结构(30)示出了按照本发明的另一种情况设计的对于下行链路工作模式的在训练码与信道化码之间的关联情况。图3中所用的符号与图1和2中所用的相同。
结合图1所示OVSF树的规则采用一种指配顺序,使得对于一个要使用的信道化码,沿着树的相同的分支没有其他的具有一个比这个要指配的信道化码大或小的扩频因子的码也可以是指配的。对于在训练码与信道化码之间的关联的优选指配顺序如下:
Q=16:{m1,m0,m5,m4,m3,m2,m7,m6}
Q=8:{m6,m2,m4,m0}
Q=4:{m2,m0}
Q=2:{m0}
正如熟悉该技术领域的人员可以看到的那样,也可以使用其他的指配顺序,这并不超出本发明的专利保护范围。
对于一个特定的扩频因子在以上这些顺序中从左至右进行指配。因此,如果第一个信道化码采用训练码m1,那末随后的采用训练码m0就意味着它一定是与一个为16的扩频因子关联的,直到训练码m1释放。类似,在训练码m1前采用训练码m0意味着扩频因子为2。上面的指配次序与OVSF树的规则一起意味着只要能够可靠地检测出所出现的这些训练码就可以确定信道化码。
按照本发明,如图3所示的在下行链路工作模式中训练码与信道化码之间的关联将结合以下例子进行说明。
在一个用户接通他的移动终端建立了与基站的接触后,基站就为这个用户指配一个信道化码和一个训练码。然而,正如熟悉该技术领域的人员可以看到的那样,在一个CDMA或CTDMA系统中,若干个用户可以各用基站为它们指配的各自的信道化码和训练码在相同的时隙内进行工作。基站将同时发送在这个给定时隙内工作的这些用户的所有数据。按照本发明的一种情况,基站将只随每个用户的数据发送单个训练码。此外,基站将按上面给定的指配顺序指配训练码。基站和移动终端都将知道如图3所示的这些码的关联情况和指配顺序。以联合检测进行工作的移动终端可以检测基站发送的所有数据和训练码。根据接收训练码的次序,移动终端可以知道是用哪个扩频因子对数据编码的。知道了训练码和扩频因子,移动终端就可以确定参考图3所示的码的关联情况确定在用的信道化码。
例如,如果移动终端检测到训练码m6、m2、m4和m0,于是根据上面给定的指配顺序,移动终端就知道扩频因子是8。现在通过参照图3所示的码的关联情况,移动终端可以知道在这个时隙内在用的信道化码是S3,8、S2,8、S1,8和S0,8,因此期待4组数据。
在该技术领域内众所周知训练码是较容易检测的,因为它具有一个固定的序列。
如上面所述,在接收机知道在一个给定的时隙内哪些信道化码在用时,系统的性能就可以得到提高。本发明提供了一种可以实现这种功能的方法。
正如熟悉该技术领域的人员可以看到的那样,按照本发明使码关联的方法可用于以CDMA或CTDMA工作的移动通信系统。
此外,按照本发明设计的这种方法也可用于UMTS。
正如熟悉该技术领域的人员可以看到的那样,可以对以上说明的实施例作各种修改,这些都应属于本发明的专利保护范围之内。