CN1300513A

CN1300513A - Cdma系统中与软切换相关的代码分配

Info

Publication number: CN1300513A
Application number: CN00800191.XA
Authority: CN
Inventors: 安蒂·托斯卡拉
Original assignee: Nokia Networks Oy
Current assignee: Nokia Oyj; Nokia Technologies Oy
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2001-06-20
Anticipated expiration: 2020-02-16
Also published as: FI990363A0; JP2002537737A; DE60002138D1; NO324978B1; CN1310556C; EP1078544B1; AU766784B2; FI990363A; FI107866B; US7079510B1; ES2195865T3; NO20005238L; JP4663123B2; NO20005238D0; WO2000049816A3; DE60002138T2; AU2675000A; ATE237913T1; WO2000049816A2; EP1078544A2

Abstract

本发明涉及一种基地收发信站以及一种在CDMA系统的从基地收发信站到移动站的下行链路方向上,用于分配与软切换相关的代码的方法,该方法包括:根据具体的代码树,在基地收发信站中分配代码,在该代码树中,具体的第一扩频因子(SF=2)对应于每个代码(C_2,1),并且可以得出具有具体扩频因子的一个代码,具有另一个更高扩展因子的两个代码(Q_4,1,C_4,2)。该方法还包括:使该基地收发信站在所有下行链路传输中将所述第一扩频因子(SF=2)用于代码分配;当接收移动站同时仅与一个基地收发信站相连时,使基地收发信站在下行链路传输中将具有所述第二扩展因子(SF=4)的两个代码(C_4,1,C_4,2)用于代码分配;当接收移动站同时与至少两个基地收发信站相连时,限制所述第二扩展因子(SF=4)用于下行链路传输中的代码分配,以便使基地收发信站仅使用具有所述第二扩展因子(SF=4)的两个代码(C_4,1和C_4,2)中的其中一个(C_4,1或C_4,2)。

Description

CDMA系统中与软切换相关的代码分配

本发明涉及CDMA系统中与软切换相关的代码分配。

在新的连接在一个以上的基地收发信站之间建立之前，蜂窝系统中与所谓的软切换相关的DS-CDMA(直接扩频-码分多址)使用要求同步的基地收发信站或者链路定时控制。

在当前正在被准备的UTRA(通用地面无线电接入)系统中(在3GPP项目中正在被标准化，例如由ETSI&ARIB标准化组织所建立的该项目)，所谓的信道化代码在下行链路传输(从基地收发信站到移动电话)上被用于分开不同的移动站。因而，到移动站的每个下行链路传输包含它自己的代码，在该代码的基础上，移动站接收属于它的正确消息(并且留下包含某些其他类型的代码的未被接收消息)。具体的扩频因子对应于每个代码。将被得到的扩频因子SF，即信道化代码的长度，是1；2；4；8；等的2倍，最经常建议采用的扩频因子是256或者512的数量。除了信道化代码，信号还被给定了一个特定于基站的代码，该代码对于整个代码树一般是相同的，如果码片速率为4,096Mcps，在该代码的长度通常大于10毫秒，即40960个码片。

当系统异步时，可能移动站MS在某一时刻与一个以上的基地收发信站相连。这种情况尤其产生于所谓的软切换期间。结果是，要求下行链路传输上的定时必须被正确地控制，以便移动站可以执行接收所需要的不同信号的组合，而不会使延迟太长。业已提出这一情况应该被实现，以便在基地收发信站利用最大扩频因子的分辨能力来控制到每个移动站的传输定时之后，移动站测量出不同基地收发信机的时间偏移。当需要采用更高的扩频因子时，例如从256到512，在利用整个代码数来改变到512个码片而不是256个码片的时候，这尤其需要。由此可以得出，由于定时控制的步长增加，移动站应该能够利用扩频因子256来补偿基地收发信站信号的定时中的更大偏移。这种情况需要避免。

现在，业已提出一种在CDMA系统的从基地收发信站(BTS)到移动站(MS)的下行链路传输上，用于分配与软切换相关的代码的方法，该方法包括：

根据具体的代码树，在基地收发信站(BTS)中分配代码，在该代码树中，具体的第一扩频因子(SF_N)对应于每个代码，并且可以得出具有具体扩频因子的一个代码，具有另一个更高扩展因子(SF_N+1)的两个代码，其特征在于，该方法还包括：

使该基地收发信站在所有下行链路传输中将所述第一扩频因子(SF_N)用于代码分配；

当接收移动站同时仅与一个基地收发信站相连时，使基地收发信站在下行链路传输中将具有所述第二扩展因子(SF_N+1)的两个代码用于代码分配；

当接收移动站同时与至少两个基地收发信站(BS A,BS B)相连时，限制所述第二扩展因子(SF_N+1)用于下行链路传输中的代码分配，以便

使基地收发信站仅使用具有所述第二扩展因子(SF_N+1)的两个代码中的其中一个。

上文中，SF_N为256,SF_N+1为512。在这种情况下，移动站的定时控制是在所述第一扩频因子(例如在本实例中，扩频因子256)的基础上执行的。

本发明的优点如下：

●扩频因子512可被使用，并且在下行链路传输上，当业务在下行链路传输上仅需要低传送速率时，可以使用低速率信道。上行链路分组模式的业务应该被作为一种特殊情况，在这种情况下，功率控制以及其他控制信令在低速率的信道上被实现。

●当根据本发明利用对这些连接的限制时，信道化代码的数量从最大值256增加到512，为此需要使软切换成为可能，代码的数量很显然从256增长。

●移动站不必能够根据扩频因子512来补偿基地收发信站定时中的偏移，但是根据扩频因子256来操作是足够的。

●扩频因子512也可以用于下文的情况中，其中能够利用扩频因子256的移动站工作不需要改变。

●在性能容量的意义上，当由于较小的步长而使定时偏移保持较小时，闭环功率控制延迟较小，因而性能容量较高。

●在这种情况下，扩频因子256和512仅是一个实例，用以描述的上述第一和第二扩频因子，这种情况也用于实际中。

根据本发明的第二方面，基地收发信站被在CDMA系统中实现，其包括用于执行从基地收发信站到移动站(MS)的下行链路传输的发射机(8)，在用于分配与软切换相关的代码的方法中，基地收发信站包括：

根据具体的代码树来分配代码的分配装置(10)，在该代码树中，具体的第一扩频因子(N)对应于每个代码(例如C_2,1)，并且可以得出具有具体扩频因子的一个代码，具有更高的第二扩展因子(SF=4)的两个代码(C_4,1,C_4,2)，其特征在于，该基地收发信站还包括：

控制装置(10,19)，该装置使该基地收发信站在所有下行链路传输中将所述第一扩频因子(N)用于代码分配的，并且当接收移动站同时仅与一个基地收发信站相连时，使基地收发信站在下行链路传输中将具有所述第二扩展因子(SF=4)的两个代码用于代码分配；

限制装置(10,19)，该装置用于当接收移动站同时与至少两个基地收发信站(BS A,BS B)相连时，限制所述第二扩展因子(SF=4)用于下行链路传输中的代码分配，以便使所述分配装置(10)仅使用具有所述第二扩展因子(SF=4)的两个代码(C_4,1,C_4,2)中的其中一个(C_4,1,或者C_4,2)。

在下文中，本发明通过参照附图被更详细地描述，其中

图1示出了基地收发信站中的代码树；

图2示出了移动通信网络的结构；

图3示出了多代码模式(多个代码用于一个移动站)中的基地收发信站的传输；

图5以方框图形式示出了传输中的基地收发信站的操作；

图5示出了软切换中的移动站的定时控制。

图1示出了所谓的信道化代码，这些代码根据图1的代码树定义以达到所需要的长度。因而，到移动站的每个下行链路传输包含它自己的代码，在该代码的基础上，移动站接收属于它的正确消息(并且留下包含另一种代码的未被接收的消息)。根据图1,每个基地收发信站在存储器中具有一个代码树，其中具体的扩频因子对应于该树的每个代码层。将被得到得扩频因子SF，即信道化代码长度因而是1；2；4；8；等的2倍，最经常建议采用的扩频因子是256或者512的数量。从图1可以看出，可以得出具有具体扩频因子SF_N的一个代码，具有另一个更高扩展因子(SF_N+1)的两个代码。例如代码C_4,1和C_4,2(它们的SF=4)可以从代码_C2,1(它的SF=2)中得出。除了信道化代码，信号还被给定了一个特定于基站的代码，该代码对于整个代码树一般是相同的，如果码片速率为4,096Mcps，在该代码的长度通常大于10毫秒，即40960个码片。

信道化代码可以彼此正交，并且例如由于代码特性，仅存在长度256的256个正交代码。因为代码的数量有限，它们的有效分配就非常重要，并且操作模式通常是优选的，较高的扩频因子可以被使用，因为在这种情况下，最少的代码源被从基地收发信站中用尽。

图2示出了移动通信网络的结构和连接。移动站MS通过一个无线电路径与基地收发信站BTS连接。基地收发信站还与基站控制器BSC连接，该基站控制器控制并管理多个基地收发信站。由多个基地收发信站(一般有几十个基地收发信站)所形成的实体以及控制它们的单个基地收发信站被称为基站系统BSS。尤其是，基站控制器BSC管理无线电通信信道以及越区切换。另一方面，基站控制器BSC与移动业务交换中心(MSC)连接，该移动业务交换中心协调从移动站往复的连接的建立。通过MSC，还可以建立到外部移动通信网络的连接。

在下行链路传输中，当多个移动站与基地收发信站连接时，消息从移动交换中心MSC经过不同的信道到达基地收发信站，前述不同的信道取决于哪个消息将要到达哪个移动站。在给定信道化代码之后，并列代码信道被进一步引入“加扰”操作中，该操作利用特定于基地收发信站的代码来执行，以将不同的基地收发信站彼此分开。图3示出了代码发生器10，其中DPDCH₂……DPDCH_N表示分配给同一用户的并列信道，首先利用混合器M₁,M₂……M_N向这些信道给定信道化代码，并且利用混合器MBS给定特定于基地收发信站的代码。在图3中，代码发生器示出了将信号分成实信号和虚信号(即I和Q信号)，这两个信号被累加。在代码生成之后，信号还在调制器20中经历I/Q调制，在此之后，该信号经过无线电路径传送到移动站。如果根据该图，并列的信道被用于不同的用户，差别在于除了DPDCH，每个并列的信道具有自己的包含控制信息的DPCCH,DPCCH传递闭环功率控制命令。

UTRA系统中代码分配以及生成也被在附件S1.13中描述，它的标题为“3GPP FDD扩频以及调制”。

图4借助于实例以方框图的形式示出了基地收发信站的操作。语音编码器2实际上位于移动交换中心MSC中，并且在BTS的控制下对以PCM格式到达的MSC语音编码。语音编码器2编码的结果是得到260比特长的语音帧。下文讨论的比特数也是实例性的。

在语音编码2之后，信道编码3将以两个步骤执行，于是比特(260个比特)的第一部分(50个最重要的)利用分组码3a(=CRC,3比特)来保护，并且在此之后，这些比特以及次重要的比特(132个)还利用卷积码3b(编码比1/2)来保护((50+3+132+4)^*2=378)，并且部分比特没有被保护(78)。如图4所示，信令和逻辑消息直接从控制基地收信站块的控制单元到达分组编码块3a，因而很自然不会对这些数据消息执行语音编码。在分组编码块3a，一个比特字符串被连接到语音帧的末端，借助于该比特字符串可以表示接收时的传输错误。在卷积编码3b，语音帧的冗余位被增加。因而，总共每20ms456比特的语音帧被传送。

这些456个比特被交织4，并且交织4具有两个步骤。首先是4a，一帧的比特数量被混合，并且混合后的比特被分成相等大小的8个分组。这些分组还被分成多个连续帧，因此交织后的456比特在无线电路径的多个(例如8个)时隙上传送。交织的目的在于将传送差错更均匀地在将被传送的整个数据上扩散，这些传送错误通常以突发差错的形式发生，因此信道解码的操作更加有效。在去交织之后，突发差错将变成可以在信道解码中校正的各个错误比特。传输顺序中的第二步是代码生成10。

编码的信号被提供给调制器20，该调制器调制信号用于产传输。发射器8将调制后的信号从中频混频成射频(在UTRA系统中，近似2GHz)，并且通过天线将它传送到无线电路径上。

UTRA系统中的传送信道以物理信道在附件S1.11以及附件S1.01中描述，其题目分别是“UTRA FDD；传送信道以及物理信道”以及“物理层-通用说明”。UTRA系统中的复用、信道编码以及交织也在附件S1.12中描述，其题目是“3 GPP FDD复用、信道编码以及交织说明”。

当系统异步时，移动站可以一次与一个以上的基地收发信站连接。这种情况产生于所谓的软切换期间。结果，要求下行链路传输中的定时必须被正确地控制，以便移动站可以执行接收所需要的不同信号的组合，而不会使延迟太长。业已提出这一情况应该被实现，以便移动站测量出不同基地收发信机的时间偏移，并且接着基地收发信站利用最大扩频因子的分辨能力来控制到每个移动站的传输定时。图5示出了软切换中的移动站的定时控制，其中移动站MS与基地收发信站BSA以及基地收发信站BS B相连。移动站首先与基地收发信站BS A相连，以执行定时偏移T_offset的测量，该定时偏移通过基地收发信站报告给网络，基地收发信站BS B在该定时偏移的基础上控制下行链路传输的定时，以便基地收发信站BS A以及基地收发信站BS B与移动站MS同步。UTRA系统中的测量被在附件S1.15中描述，其题目是“测量(FDD)”。

一种在CDMA系统的从基地收发信站(BTS)到移动站(MS)的下行链路方向上，用于分配与软切换相关的代码的方法，该方法包括：

根据具体的代码树，在基地收发信站(BTS)中分配代码，在该代码树中，具体的第一扩频因子(例如256)对应于每个代码(例如C_256,1)，并且可以得出具有具体扩频因子的一个代码，具有另一个更高扩展因子(在该情况下为512)的两个代码(C_512,1,C_512,2)，其特征在于，该方法还包括：

使该基地收发信站在所有下行链路传输中将所述第一扩频因子(例如SF=256)用于代码分配；

当接收移动站同时仅与一个基地收发信站相连时，使基地收发信站在下行链路传输中将具有所述第二扩展因子(例如SF=512)的两个代码用于代码分配；

当接收移动站同时与至少两个基地收发信站(BS A,BS B)相连时，限制所述第二扩展因子(在本实例中为512)用于下行链路传输中的代码分配，以便

使基地收发信站仅使用具有所述第二扩展因子的两个代码(C_512,1和C_512,2)中的其中一个(C_512,1或者C_512,2)。

在这种情况下，移动站的定时控制是在所述第一扩频因子(例如在本实例中，扩频因子256)的基础上执行的。

代码生成是在图3和图4的方框10中执行。根据本发明的方法在代码产生器10以及被优选地编程的的控制单元19中实现，于是当利用本发明的方法编程时，基地收发信站的代码发生器10以及控制单元实现代码分配的限制。基地收发信站被来自移动站的、关于该移动站是否与某些其他基地收发信站同时通信的信令所通知。在此基础上，由控制单元19所控制的基地收发信站根据本方法，实现代码分配的允许以及限制。为了定时控制，基地收发信站利用所述的第二扩频因子SF_N+1作为分辨能力。基地收发信站在它从移动站接收到的定时偏移的基础上，执行定时的控制。

在本说明书以权利要求书中，除非上下文中指出，词“包括”及其变化应该被理解成包含所述的实体或步骤或者一组实体或步骤，并且不排除任何其他的实体或步骤或者一组实体或步骤。

本文借助于实例提出了本发明的实现方式以及实施例。对于本领域技术人员来说很显然的是，本发明并不限于上面提出的具体实施例，并且在不背离本发明的特点的前提下，本发明也可以用另一种形式实现。所提出的实施例应该被看成是示意性的，而不是限制性的。因而，实现并且利用本发明的可能性并不仅由所附的权利要求限制。相应地，如权利要求书所确定的实现本发明的各种可选方案包括等效的实现方式，它们都应属于本发明的范围。

Claims

1．一种在CDMA系统的从基地收发信站(BTS)到移动站(MS)的下行链路方向上，用于分配与软切换相关的代码的方法，该方法包括：

根据具体的代码树，在基地收发信站(BTS)中分配代码，在该代码树中，具体的第一扩频因子(SF=2)对应于每个代码(C_2,1)，并且可以得出具有具体扩频因子的一个代码，具有另一个更高扩展因子(SF=4)的两个代码(C_4,1,C_4,2)，其特征在于，该方法还包括：

使该基地收发信站在所有下行链路传输中将所述第一扩频因子(SF=2)用于代码分配；

当接收移动站同时仅与一个基地收发信站相连时，使基地收发信站在下行链路传输中将具有所述第二扩展因子(SF=4)的两个代码(C_4,1,C_4,2)用于代码分配；

当接收移动站同时与至少两个基地收发信站(BS A,BS B)相连时，限制所述第二扩展因子(SF=4)用于下行链路传输中的代码分配，以便使基地收发信站仅使用具有所述第二扩展因子(SF=4)的两个代码(C_4,1和C_4,2)中的其中一个(C_4,1或C_4,2)。

2．根据权利要求1的方法，其特征在于，对于软切换，该方法包括：

从移动站接收一个定时偏移(T_offset)；并且

在接收的定时偏移以及所述第一扩频因子(SF=2)的基础上，执行基地收发信站定时的控制。

3．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述第一扩频因子为256，所述第二扩频因子为512。

4．一种CDMA系统中的基地收发信站，其包括用于执行从基地收发信站到移动站(MS)的下行链路传输的发射机(8)，在用于分配与软切换相关的代码的方法中，基地收发信站包括：

限制装置(10,19)，该装置用于当接收移动站同时与至少两个基地收发信站(BS A,BS B)相连时，限制所述第二扩展因子(SF=4)用于下行链路传输中的代码分配，以便使所述分配装置(10)仅使用具有所述第二扩展因子(SF=4)的两个代码(C_4,1,C_4,2)中的其中一个(C_4,1，或者C_4,2)。

5．根据权利要求4的基地收发信站，其特征在于，对于软切换，还包括：

从移动站接收一个定时偏移(T_offset)的装置(8,10,19)；和

在接收的定时偏移以及所述第一扩频因子(SF=2)的基础上，执行基地收发信站定时的控制的装置(10,19)。

6．根据权利要求4或5的基地收发信站，其特征在于，所述第一扩频因子为256，所述第二扩频因子为512。