CN1953595B - 一种导频信道传输方法及码分多址移动通信系统 - Google Patents

Abstract

提供一种导频信道传输方法，通过包括基站的CDMA移动通信系统中来自基站的下行链路发射导频信道。每个基站安装在多个小区之一中，使用唯一分配给该信道的正交码划分其信道。每个小区通过将分配给每个基站的扩展码乘以正交码控制信道来识别。在导频信道传输方法中，当每个都包括分配给它的多个扩展码的多个正交码组被每个基站使用时，对每个正交码组分配导频信道，和至少一个导频信道被发射。可以对导频信道提供高于系统所限定的最小码元速率的码元速率。

Description

一种导频信道传输方法及码分多址移动通信系统

本申请是申请号为00128190.9、申请日为2000年10月20日、发明名称为“一种导频信道传输方法及码分多址移动通信系统”的中国专利申请的分案申请。 

本发明涉及在CDMA移动通信系统中下行链路导频信道的CDMA(码分多址)传输方法，还涉及CDMA移动通信系统，基站和移动站。

图1是说明在CDMA移动通信系统中扩频码排列的示意图。

如图1所示，小区分割通常是通过具有长周期的扩频码实现的(从现在起称为“扰码”)，该码被唯一地分配给每个小区，信道分割是通过具有短周期的扩频码实现的(从现在起称为“信道化码”)，该码被唯一地分配给每个小区中的信道。

尽管信道化码通常由相互正交的码组成，这种码的数量有限，因此可能发生信道化码短缺。在此情况下，即当一组正交码被用完时，通过对每个小区指定多个扰码产生新的信道化码组。将参照图1进行描述。在小区#1中，尽管对应信道CH#1-#N的信道化码组由于扰码SCCODE#1，信道CH#N+1和以上信道使用扰码SCCODE#2产生新的信道化码组#2。

接着，参照图2和3，将略述常规技术中每个信道的下行导频信道的排列和传输功率的示例。

图2是说明常规技术的下行导频信道排列的图。在图2中，每个信道的高度示意性地代表该信道的码元速率，这意味着较密的信道具有较高的码元速率。CDMA移动通信系统通过使用信道化码扩频各个信道的数据码元来执行正交化，以相同的传输速率传输这些信道。在此，扩频后的相同传输速率称为“码片速率”，而扩频前的数据码元传输速率称为“码元速率”。通常，如果信道的总码元速率等于或小于N，具有N码片/秒的码片速率的系统可以获得唯一序列的小区正交码组。

为获得用于解调下行链路业务信道的相位信息，检测所接收的路径和获得业务信道的干扰功率以执行传输功率控制而提供下行导频信道CH#1。该导频信道具有该系统所提供的最小码元速率(CH1在图2中代表最稀疏信道)，因为其或者经历由已知码型进行的数据调制或完全不经历任何数据调制。

图3是说明在常规技术中下行信道传输功率的图。在图3中，每个信道的高度示意性地表示信道的传输功率。因此，较高的信道具有较高的传输功率。由于导频信道CH#1被用于上述目的，通常在高于其它业务信道的传输功率的传输功率上传输，如图3所示。

为实现干扰功率测量以高精度控制传输功率，必须产生用于测量的信号的许多样本。可是，由于常规导频信道具有系统的最小码元速率，不可能获得足够的样本，出现了阻碍高精度测量的问题。

另外，当在下行链路中使用多个正交码组时，尽管属于相同正交码组的信道在相同的接收路径上不会相互干扰，他们可能会在其它路径上相互干扰。另一方面，属于不同正交码组的信道可以相互干扰而不论是在相同路径或在其它路径上。因此，由业务信道所接收的干扰功率依据业务信道所属于的正交码组而不同。可是，由于在图2中只对一个正交码组提供了导频信道，这就产生了其它正交码组中的信道阻碍用于传输功率控制的精确干扰功率测量的问题。

另外，由于导频信道是不传输任何信息的开销信道，以超过必要传输功率发射它将对其它信道施加压力，出现减少信道容量的问题。另一方面，当使用导频信道用于其它目的而非干扰功率测量时，即使传输功率为零通过测量信道差异也可以实现干扰功率测量，它是否属于相同正交码组或不属于通常无关紧要。

实施本发明以解决上述问题。因此本发明的一个目的是提供一种在CDMA移动通信系统中下行链路导频信道的传输方法，和一种CDMA移动通信系统，一种基站和一种移动站，能够通过提供高于系统最小码元速率的码元速率给导频信道在干扰测量中预定时间段内增加可测量的码元数量而增加传输功率控制的精度从而增加系统的总容量。

本发明的另一个目的是提供一种在CDMA移动通信系统中下行链 路导频信道的传输方法，和一种CDMA移动通信系统，一种基站和一种移动站，通过对每个正交码组提供导频信道作为信道指导通信使用属于相同正交码组的导频信道能够实现干扰功率测量，还能够通过增加传输功率控制的精确度增加系统的总容量。

本发明的又一个目的是提供一种在CDMA移动通信系统中下行链路导频信道的传输方法，和一种CDMA移动通信系统，一种基站和一种移动站，能够通过在第二和随后正交码组中关闭导频信道发射限制下行链路传输总功率而增加系统的总容量(而不实际发射该信道尽管它们被保留)。

按照本发明的第一方面，提供了通过包括基站的CDMA移动通信系统中的来自基站的下行链路发射导频信道的导频信道传输方法，其中每个基站安装在多个小区之一中，使用相同频率，和使用唯一指定给该信道的正交码分割其信道，而且每个小区通过将指定给每个基站的扩展码乘以正交码的信道扩展来识别，该导频信道传输方法包括步骤：

当对每个基站提供多个正交码组时，对多个正交码组的每个指定导频信道，和在至少导频信道之一上发射，对多个正交码组指定了多个扩展码。

按照本第一方面，当移动站利用该信道进行干扰测量执行传输功率控制时，它能够使用属于相同正交码组作为该信道的导频信道实现干扰功率测量，使改善传输功率控制精确度成为可能。

按照本发明的第二方面，提供了通过包括基站的CDMA移动通信系统中的来自基站的下行链路发射导频信道的导频信道传输方法，其中每个基站安装在多个小区之一中，使用相同频率，和使用唯一指定给该信道的正交码分割其信道，和每个小区通过将指定给每个基站的扩展码乘以正交码的信道扩展来识别，该导频信道传输方法包括步骤：

提供高于CDMA移动通信系统中限定的最小码元速率的码元速率给导频信道。

按照本发明的第三方面，高于最小码元速率的更高码元速率可以按照每个信道和信道容量的传输功率之间的关系确定。

按照第二和第三方面，通过增加导频信道的码元速率改善干扰测 量的精确度而产生对传输功率控制精确度的改善，引起系统容量的增加。

按照本发明的第四方面，指定给第二和随后正交码组的导频信道可以不发射。

按照第四方面，只发射指定给多个正交码组的导频信道的一个而不发射所保留码的其它导频信道，这能够使系统避免发射过多功率用于干扰功率测量，使增加系统容量成为可能。

按照本发明第五方面，提供了通过包括基站的CDMA移动通信系统中的一种基站，其中每个基站安装在多个小区之一中，使用相同频率，和使用唯一指定给该信道的正交码分割其信道，和每个小区通过将指定给每个基站的扩展码乘以正交码的信道扩展来识别，该基站包括：

一个发射机，当对每个基站提供多个正交码组时用于对多个正交码组的每个指定导频信道，和用于在至少导频信道之一上发射。

按照第五方面，当移动站利用该信道执行传输功率控制而进行干扰测量时，它能够使用属于相同正交码组作为该信道的导频信道实现干扰功率测量，使改善传输功率控制的精确度成为可能。

按照本发明的第六方面，提供了通过包括基站的CDMA移动通信系统中的一种基站，其中每个基站安装在多个小区之一中，使用相同频率，和使用唯一指定给该信道的正交码分割其信道，和每个小区通过将指定给每个基站的扩展码乘以正交码的信道扩展来识别，该基站包括：

一个发射机，用于对导频信道提供高于在CDMA移动通信系统中限定的最小码元速率的码元速率，和用于发射该导频信道。

按照本发明的第七方面，高于最小码元速率的码元速率可以按照每个信道和信道容量传输功率之间的关系确定。

按照第六和第七方面，提供增加导频信道码元速率改善干扰测量的精确度可以表示传输功率控制的精确度，产生系统容量的增加。

按照本发明的第八方面，指定给第二和随后正交码的导频信道可以不发射。

按照第八方面，只发射指定给多个正交码组的导频信道的一个而 不发射保留码的其它导频信道，这能够使系统避免发射过多功率用于干扰功率测量，使增加系统容量成为可能。

按照本发明第九方面，提供了包括基站的一种CDMA移动通信系统。

按照本发明的第十方面，提供了一种移动站执行与基站的无线电通信同时执行传输功率控制，该移动站包括：

一个测量部分，用于使用从基站所接收的导频信道实现属于导频信道所属于的相同正交码组的业务信道的干扰测量。

按照本发明的第十一方面，提供了一种移动站执行与基站的无线电通信同时执行传输功率控制，该移动站包括：

一个测量部分，用于使用从基站接收的导频信道码元周期实现干扰测量。

本发明提供了一种导频信道传输方法，通过包括基站的CDMA移动通信系统中来自基站的下行链路发射导频信道，其中每个基站安装在多个小区之一中，使用相同频率，和使用唯一分配给信道的正交码划分其信道，和每个小区通过将分配给每个基站的扩展码乘以正交码扩展的信道来识别，所述导频信道传输方法包括步骤：对所述导频信道提供高于在所述CDMA移动通信系统中所限定的最小码元速率的码元速率。

本发明提供了一种基站，在包括多个基站的CDMA移动通信系统中，其中每个基站安装在多个小区之一中，使用相同频率，和使用唯一分配给信道的正交码划分其信道，及每个小区通过将分配给每个基站的扩展码乘以正交码扩展的信道而识别，所述基站包括：一个发射机，用于对导频信道提供高于在所述CDMA移动通信系统中所限定的最小码元速率的码元速率，和用于发射该导频信道。

本发明提供了一种CDMA移动通信系统，包括如同以上所述的基站。

本发明提供了一种移动站，执行与如上所述的基站的无线电通信，同时执行传输功率控制，所述移动站包括：一个测量部分，用于使用从所述基站接收的导频信道执行与导频信道属于相同正交码组的业务信道的干扰测量。

本发明提供了一种移动站，执行与如上所述的基站的无线电通信，同时执行传输功率控制，所述移动站包括：一个测量部分，用于使用从所述基站接收的导频信道的码元周期执行干扰测量。

通过结合附图阅读下列实施例说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更明显。

图1是说明在CDMA移动通信系统中扩展码排列的图；

图2是说明在常规技术中下行链路导频信道的排列的图；

图3是说明在常规技术中下行链路导频信道传输功率的图；

图4是示出按照本发明基站配置的方框图；

图5是说明按照本发明第一实施例中导频信道排列的图；

图6是说明按照本发明第一实施例中导频信道和业务信道传输功率示例的图；

图7是说明导频信道码元速率与用于业务信道所需要传输功率之间关系的图，以执行传输功率控制。

图8是说明按照本发明第二实施例导频信道和业务信道传输功率示例的图；

图9是示意性说明本发明中码元速率示例的图；

图10是表示按照本发明的基站配置的方框图；

图11是表示按照本发明移动站配置的方框图；

图12是表示按照本发明在移动站中所接收SIR测量部分配置的方框图。

现在将参照附图描述本发明。

图4是表示按照本发明的基站配置的方框图，在该图中只概述了与本发明有关的基站部分。尽管图4说明了包括仅两个扰码的情况，本发明不限于此，任何数量的扰码都可以应用于本发明中。

基站400包括至少一个导频信道数据码元发生器402，一个数据码元发生器404，一个信道化码发生器406，第一乘法器408，第一加法器410，一个扰码发生器412，第二乘法器414，一个第二加法器416和一个无线电发射机418。

导频信道数据码元发生器402产生数据码元用于导频信道，数据码元发生器404产生数据码元用于信道而非导频信道。导频信道数据 码元发生器402产生其码元模式，而数据码元发生器404按照信道指标执行纠错码和数据码元的成帧处理，和确定码元速率。

信道化码发生器406为小区中的每个信道产生一个信道化码，即唯一指定给该信道的一个短周期扩展码。信道化码通常是相互正交的。信道化码发生器406对应每个扰码产生新的信道化码组。

第一乘法器408的每个将一个数据码元序列乘以对应的信道化码，该序列由导频信道数据码元发生器402或数据码元发生器404产生。

第一加法器410每个将合并从第一乘法器408输出的数据码元序列计算出每个信道化码组。

扰码发生器412产生一个扰码，即唯一指定给每个小区的长周期扩展码。尽管给每个小区指定的多个扰码，第二和随后的扰码可以与第一扰码不同，例如，在发生器多项式，或尽管多项式相同而在相位上不同(即仅仅移位寄存器的初始值不同)。

第二乘法器414将第一加法器410的输出信号乘以扰码。

第二加法器416计算信道化码组。

无线电发射机418将第二加法器416合并的信号发射给移动站。移动站响应由基站400发射的信号执行传输功率控制。

尽管保留了这些导频信道的信道化码，当关闭这些导频信道的发射时通过开关SW(见图4中虚线所代表的方框)控制抑制与第二和随后导频信道有关的数据码元的发射。

接着，参照图5到9，将详细描述按照本发明的基站的导频信道传输方法。

图5是说明按照本发明第一实施例的导频信道排列的示意图。在图5中，每个信道的高度示意性地代表该信道的码元速率，因此较密的信道具有较高的码元速率。导频信道CH#1和CH#N+1被指定了高于最小码元速率的码元速率。如图9中示意性表示，通过减少码元周期可以增加码元速率，即通过减少每个码元的码片数量而保持码片速率，即扩展带宽。导频信道的最佳码元速率可以通过图7所示的方法确定。

图7是说明导频信道码元速率与业务信道所需要传输功率之间关系的图，以执行传输功率控制。

如上所述，由于导频信道的码元速率增加，改善了干扰功率测量的精确度，因此实现的高精确的传输功率控制，减少了业务信道的传输功率。可是，由于增加了导频信道的码元速率而可以指定给业务信道的码元速率的总量减少，有可能减少信道容量。这样，为导频信道通过的码元速率将依据容量优化两类信道之间的关系。

图6是示意图，说明了按照本发明第一实施例导频信道和业务信道传输功率的示例。在图6中，每个信道的高度示意性地代表该信道的传输功率：较高信道具有较高传输功率。在此，导频信道CH#1和CH#N+1提供了各自的扰码，除了只一个导频信道CII#1外，第二和随后导频信道CH#N+1被关闭。

如上所述，指定导频信道给每个扰码可能实现考虑信道化码正交性的干扰测量。

另外，以高于系统所限定的最小码元速率的速率设置导频信道的码元速率可以增加干扰测量的样本数量，由此改善干扰测量精确度。精确的干扰测量可以实现精确的传输功率控制，增加信道容量。此外，关闭除了一个导频信道外的其余导频信道的发射可以防止增加对其它信道和小区的干扰。

图8是说明按照本发明第二实施例的导频信道和业务信道传输功率示例的图。

在此，假设导频信道和业务信道的信道排列与第一实施例中相同。

如图8所示，在本实施例中，指定给扰码的每个导频信道以规定的功率发射。

如上所述，发射分配给扰码的导频信道能够利用相同扰码中的每个导频信道进行干扰测量，路径检测和信道估算，由此防止增加移动站的硬件。

尽管通过采用增加导频信道的码元速率的示例描述了上述实施例，本发明不限于这些实施例。例如，它可以应用于不增加码元速率的情况中。

另外，如同图4中虚线表示的方框当关闭第二和随后导频信道的发射时，尽管通过采用由开关SW抑制保留的导频信道信道化码的这些信道发射的上述实施例，本发明不限于这些实施例。例如如图10所 示，导频信道数据码元发生器402也可以应用于不产生第二和随后导频信道的数据码元的情况。在图4和10中由于相同参考数字代表相同功能，在此省略了其说明。

现在将参照图11和12描述用于按照本发明的上述实施例的移动站的配置。

图11是表示按照本发明的移动站配置的方框图，在图中只表示了与本发明有关的移动站部分。

移动站1100包括至少一个天线1102，一个无线电接收机1104，一个解扩器1106，一个接收数据解调器1108，一个接收SIR测量部分1110，一个SIR比较器1112和一个传输功率控制器1114，并且具有进行与多个基站400的无线电通信功能同时执行传输功率控制。该天线1102连接到无线电接收机1104，和接收从基站400发射的无线电波。无线电接收机1104连接在该天线1102和解扩器1106之间，和通过该天线1102接收来自基站400的信号。连接到无线电接收机1104的解扩器1106、接收数据解调器1108和接收SIR测量部分1110对由无线电接收机1104所接收信号解扩，和将其输出提供给接收数据解调器1108和接收SIR测量部分1110。图11中的密箭头代表它们包括多个解扩序列。接收数据解调器1108连接到解扩器1106，和将由解扩器1106解扩的接收信号解调。接收SIR测量部分1110连接到解扩器1106与SIR比较器1112之间，和测量接收的SIR，将在后面结合图12进行描述。SIR比较器1112连接到接收SIR测量部分1110和传输功率控制器1114之间，和比较由接收SIR测量部分1110测量出的接收SIR和基准SIR。基准SIR可以事先存储在移动站1100的存储器中。传输功率控制器1114连接到SIR比较器1112，和执行传输功率控制，例如响应由SIR比较器1112的比较结果确定传输功率控制位。

图12是表示图11的接收SIR测量部分1110配置的方框图。

接收SIR测量部分1110包括至少一个接收信号功率测量部分1202，一个噪声干扰功率测量部分1204和除法器1206。接收信号功率测量部分1202接收由解扩器1106解扩的业务信道接收解扩信号，并且测量所接收信号的功率A。连接到乘法器1206的噪声功率测量部分1204接收由解扩器1106解扩的导频信道的接收解扩信号并且测量 其功率以获得噪声干扰功率B。连接到接收信号功率测量部分1202和噪声干扰功率测量部分1204的除法器1206将接收信号功率A除以噪声干扰功率B以确定所接收的SIR。

接着，将描述按照本发明配置的移动站的操作。

通过下列两个方法之一，移动站能够进行传输功率控制：第一，当基站发射指定给每个信道化码组的导频信道时，移动站使接收SIR测量部分1110使用每个扰码的导频信道测量干扰功率，由此执行传输功率控制；第二，当基站不发射导频信道时，移动站使用由规定扩展码解扩的码元测量干扰功率，由此执行传输功率控制。

除此之外，移动站通过测量每个码元周期上的干扰功率I(n)使用下列表达式可以执行传输功率控制：

$I\left(n\right)={\stackrel{\‾}{\{\stackrel{\‾}{x\left(n\right)}-x\left(n\right)\}}}^2...\left(1\right)$

其中I(n)是干扰功率，和x(n)是解扩后导频信道码元的电压。

如上所述，按照本发明，每个导频信道的码元速率设置得高于系统的最小码元速率。这使在干扰测量中预定时间段内增加测量码元的数量成为可能，而且改善了传输功率控制的精确度，由此增加了系统的总容量。

另外，对每个正交码组指定导频信道利用属于与当前业务信道相同的正交码组的导频信道可以实现干扰功率测量。这改善了传输功率控制的精确度，由此增加了系统容量。

另外，关闭第二和随后正交码组(保留信道但实际上不发射它们)的导频信道的发射可以抑制下行链路总传输功率，由此增加系统容量。

已经针对优选实施例详细描述了本发明，现在对于本领域技术人员将更清楚本发明可以进行改变和修改而不脱离本发明范围，因此权利要求书将覆盖所有这些落入本发明精神范围内的修改和改变。

Claims (7)

1.一种导频信道传输方法，通过包括基站的CDMA移动通信系统中来自基站的下行链路发射导频信道，其中每个基站安装在多个小区之一中，使用相同频率，和使用唯一分配给信道的正交码划分其信道，和每个小区通过将分配给每个基站的扩展码乘以正交码扩展的信道来识别，所述导频信道传输方法包括步骤：

对所述导频信道提供高于在所述CDMA移动通信系统中所限定的最小码元速率的码元速率。

2.如同权利要求1所述的导频信道传输方法，其中按照每个信道的传输功率和信道容量之间的关系确定高于最小码元速率的码元速率。

3.一种基站，在包括多个基站的CDMA移动通信系统中，其中每个基站安装在多个小区之一中，使用相同频率，和使用唯一分配给信道的正交码划分其信道，及每个小区通过将分配给每个基站的扩展码乘以正交码扩展的信道而识别，所述基站包括：

一个发射机，用于对导频信道提供高于在所述CDMA移动通信系统中所限定的最小码元速率的码元速率，和用于发射该导频信道。

4.如同权利要求3所述的基站，其中按照每个信道的传输功率和信道容量之间的关系确定高于最小码元速率的码元速率。

5.一种CDMA移动通信系统，包括如同权利要求3所述的基站。

6.一种移动站，执行与权利要求3所述的基站的无线电通信，同时执行传输功率控制，所述移动站包括：

一个测量部分，用于使用从所述基站接收的导频信道执行与导频信道属于相同正交码组的业务信道的干扰测量。

7.一种移动站，执行与权利要求3所述的基站的无线电通信，同时执行传输功率控制，所述移动站包括：

一个测量部分，用于使用从所述基站接收的导频信道的码元周期执行干扰测量。

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