用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法
2023-11-05 08:07:52
專利名稱：用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法
技術領域：
本發明涉及時分多路復用通信，更具體地指用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法。
在時分雙工(TDD)模式中，上行發射經常要佔用一個公用的分時導頻信道，使基站能夠在這個時段中搜索到所有準備接入的用戶設備(UE)。事實上，這個上行的公用導頻在接入過程中類似於頻分雙工模式中(FDD)的前同步碼序列(preamble)，基站用匹配技術搜索最大的相關峰，以發現當前試圖接入的用戶設備，並且在這個期間進行多徑搜索、信道估計，從而解調後面相關的物理接入信道，得到待接入用戶設備的信息。
目前第三代移動通信中主要有兩種時分雙工(TDD)模式，分別是西門子提出的寬帶的時分雙工(TDD)模式和中國提出的窄帶碼分多址(TD-SCDMA)模式。這兩種模式都可以達到國際電信聯盟(ITU)提出的第三代移動通信的標準(M.1225)的要求。
無論在寬帶、還是窄帶的時分雙工(TDD)模式進行導頻的方式中，都是用已知的Gold序列集作為上行的導頻信道，基站通過匹配濾波器識別用戶設備發出的Gold序列，從而得到當前試圖接入基站的用戶設備。
這種利用Gold序列進行上行的導頻，雖然Gold序列自相關性比較好，但卻存在如下缺點a，當多個用戶設備同時發送上行導頻(UpPTS)時，相互間由於Gold序列存在偏移時的互相關性，會導致存在較大的幹擾。
b，由於都卜勒頻移和移動臺(用戶設備)發射和基站接收間存在的晶振頻偏，導致信道相移的存在，也會加互相關值。
上述問題的存在最終都降低基站接收用戶設備隨機接入的質量。
另外，時分雙工(TDD)模式的上行導頻的時間較短，而短Gold序列數量少，導致導頻序列的可用數量不夠也是使用Gold序列存在的缺點。
同時，如果用m序列作為上行導頻序列也存在互相關性差、序列個數少的缺點。
為此，本發明的目的是針對上述利用m或Gold序列在時分雙工中進行導頻方法中存在的缺點，提出一種用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法。
為了實現上述目的，本發明反嚮導頻序列產生方法包括以下步驟A，將Walsh序列經過重複的方式進行延長後得到序列r；B，用m或Gold序列產生序列k；C，將步驟A得到的序列r與步驟B得到的序列r相乘，得到碼字序列h，碼字序列h就作為反嚮導頻序列。
由於本發明採用將Walsh序列重複延長後的序列r與m或Gold序列產生的序列k相乘，從而得到了反嚮導頻序列。因此，用本發明的反嚮導頻序列的產生方法與用於時分雙工的m或Gold序列相比，具有以下優點1、在沒有相位旋轉時，該導頻序列具有較低的互相關，其平均互相關比自相關小30db以上，特別是在偏移一個碼片以內，其互相關比原來的Gold序列降低4db以上。
2、基站可以用各種靈活的檢測方法，例如相干累加，非相干累加，差分檢測等方法的使用都不會增加互相關值。
3、可以組合出較多的相互正交的導頻序列，用本發明的產生方法在導頻序列較短特別有效；4、提高了基站接收用戶設備隨機接入的質量和基站的檢測性能。
下面結合附圖和實施例，對本發明作進一步地詳細說明
圖1為本發明的產生方法示意圖。
圖2為TD-SCDMA的幀結構示意圖。
圖3-圖5為用Gold序列作為反嚮導頻時，用戶設備和基站存在不同頻偏時的互相關變化示意圖。
圖6-圖8為用本發明產生的h序列作為反嚮導頻時，用戶設備和基站存在不同頻偏時的互相關變化示意圖。
請參閱圖1所示，由於Walsh序列具有良好互相關性質和m或Gold序列具有自相關性質，本發明的方法是利用上述兩者的性質，先將Walsh序列經過重複的方式進行延長後得到序列，重複是將Walsh序列延長，即如果輸入是x，重複次數為4，則輸出為x,x,x,x。Walsh序列經過重複產生與m或Gold序列相等長度的序列r。同時用m或Gold序列產生序列k；再將序列r與得到的序列k相乘，從而得到碼字序列h，碼字序列h就作為反嚮導頻序列。在本發明中，也可以對m或Gold序列進行隔2抽樣，隔2抽樣是將序列中的元素每隔兩個提取一個，並將得到的序列輸出。
此後，再對m或Gold序列隔2抽樣輸出的序列進行正負擴頻(圖1中用「+-」表示)，即，將隔2抽樣後輸出序列中的每一個元素分別乘以+1和-1，得到兩個元素，並將這兩個元素放回原來元素的位置上，因而得到一個長度是原來序列兩倍的新序列k。
最後將經正負擴頻後的序列h與序列r相乘，則同樣得到碼字序列h，碼字序列h就作為反嚮導頻序列。
一般來說，Walsh序列的長度可以取16,32,64,128,256等，根據所需的導頻序列長度的不同，則可以取不同的長度的m或Gold序列。要產生長度為64的導頻序列，可以用長度為16的Walsh序列重複四次，得到r序列，Gold序列用特徵多項式為1+x+x^6和1+x+x^3+x^4+x^6的兩個小m序列構造而成的64個Gold序列集合中選擇一個，經過如圖1所示的過程就可以產生相應的導頻序列。
也可以將隔2抽樣和正負擴頻同時省略，直接用Walsh序列進行重複後的序列r直接與m或Gold序列相乘，得到碼字序列h，碼字序列h就作為反嚮導頻序列(該實施例的方法請仍參看圖1)。
請參閱圖2所示，在TD-SCDMA中規定了圖中的結構，用本發明產生的方法可以用於TD-SCDMA這種時分雙工(TDD)的協議中，圖2中的DwPTS為前嚮導頻序列，GP為上行和下行發射中間的切換保護時隙，而UpPTS為反嚮導頻序列，其中反嚮導頻序列的長度為64個碼片。二級小區配置中，需要19個前嚮導頻序列和19×8=152個反嚮導頻序列。
我們用上述的兩個m序列構造了64個Gold序列，可以求出所有64個Gold序列的無相移時的相互平均規一化互相關為偏移為0時為0，偏移為1個碼片以內(一個碼片的採樣為8)時為0.0228，偏移為2個碼片以內時為0.0287，偏移為3個碼片以內時為0.0307。
以二級小區為例，我們選擇了19個互相關較小的Gold序列(序列號為4,5,9,13,14,15,17,28,29,30,32,36,48,52,55,57,58,62,63)作為前嚮導頻序列。同時我們用長度為16的Walsh序列，從中選取8個Walsh(序列號為1,2,4,7,8,11,13,14)，我們計算了這19×8=152個反嚮導頻序列之間的互相關，當沒有相移時，這些反嚮導頻序列的互相關平均值為偏移為0時為0，偏移為1個碼以內(一個碼片的採樣為8)時為0.0144，偏移為2個碼片以內時為0.0271，偏移為3個碼片以內時0.0300。
可以發現在三個碼片以內，建議導頻序列的互相關值都小於Gold序列的互相關值，特別是一個碼片以內時，建議的序列互相關平均值比Gold序列的互相關值小4dB，因而這種特性的導頻序列特別適於同步的碼分多址(CDMA)系統。
請參閱圖3-5所示，從圖3-5可以看出，當用戶設備(UE)，也即移動臺和基站間的頻偏逐漸增大時，表示了8個序列號為1,9,17,25,33,41,49,57的Gold序列互相能量的變化，在400hz、800hz、1200hz的情況下，互相關能量也逐漸增大。
請再繼續參閱圖6-圖8所示，從這三幅圖可以看出，利用本發明的方法產生的反嚮導頻序列隨著頻偏變化時，互相關能量變化，當頻偏為400hz、800hz、1200時，相關能量的輸出基本上都保持了很小的值。
從上述的圖和比較可以看出，即使碼片相位完全對齊，當存在較大的頻差時，我們採用相干累加的方法檢測上行導頻序列，原來的Gold序列的平均互相關值會隨頻差的變動而顯著增加，而本發明的方法的導頻序列在頻偏變化的情況下始終能夠保持比較理想的相關值。因而，多個用戶設備(UE)在用不同的導頻序列同時接入時，相互間的影響很小，有利於基站的接收。
權利要求
1.一種用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法，其特徵在於該方法包括以下步驟A，將Walsh序列經過重複的方式進行延長後得到序列r；B，用m或Gold序列產生序列k；C，將步驟A得到的序列r與步驟B得到的序列r相乘，得到碼字序列h，碼字序列h就作為反嚮導頻序列。
2.如權利要求1所述的用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法，其特徵在於所述的序列k的產生是通過以下方式進行，先對m或Gold序列進行隔2抽樣後輸出；再對m或Gold序列隔2抽樣輸出的序列進行正負擴頻；
3.如權利要求1所述的用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法，其特徵在於所述的步驟A中的重複的方式是將Walsh序列延長為與m或Gold序列相等長度的序列。
4.如權利要求2所述的用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法，其特徵在於所述的對m或Gold序列進行隔2抽樣是將m或Gold序列中的元素每隔兩個提取一個。
5.如權利要求2所述的用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法，其特徵在於所述的正負擴頻是將隔2抽樣後的輸出序列中的每個元素分別乘以+1和-1得到兩個元素，並將這兩個元素放回原來的元素的位置上，得到一個長度為原來輸出序列兩倍的序列k.。
6.如權利要求1所述的用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法，其特徵在於直接用重複後的序列r與m或Gold序列相乘，則也可以得到碼字序列h，碼字序列h就作為反嚮導頻序列。
全文摘要
本發明公開了一種用於時分雙工中的反嚮導頻序列產生方法,該方法採用將Walsh序列重複後再與m或Gold序列分別經隔2抽樣、正負擴頻後的序列相乘,從而得到了反嚮導頻序列。與用於時分雙工的m或Gold序列相比,具有較低的互相關性、可以組合出較多的相互正交的導頻序列等優點,同時提高了基站接收用戶設備隨機接入的質量和基站的檢測性能。
文檔編號H04J11/00GK1289193SQ9911688
公開日2001年3月28日 申請日期1999年9月16日 優先權日1999年9月16日
發明者吳更石 申請人:深圳市華為技術有限公司