专利名称：时分双工系统中隐含扩频因子指配的扩频码字分配方法
技术领域：
本发明涉及时分双工通信系统中数据业务传输增强的方法，具体说来，本发明涉及一种时分双工通信系统中数据传输增强相关的隐含扩频因子指配的码字分配方法。
背景技术：
由于无线通信系统受到频率资源有限、相互干扰严重以及衰落信道的影响，如何提高系统的频谱效率一直是无线通信的重点。
目前在下行分组数据传输上，高速下行分组接入(HSDPA)技术已经被证明是很有效的一种通信方式。该方法的步骤如下●基站广播导频信号，提供用户设备进行信道估计；●用户设备将测量的结果上报给基站；●基站根据所有用户的信道情况执行调度，确定在下一个传输周期内接收数据的一个或多个用户；●基站通知这些需要接收数据的用户开始接收，必要时也会通知接收数据的速率及其他相关信息；●用户接收数据后执行处理，根据处理的结果反馈基站是否需要重传；●基站接收到重传要求时执行重传，否则结束本次数据传输。
从上述的描述中可以看出，要实现上述过程需要在用户设备和基站之间传输一些控制信令，来实现数据业务传输的快速调度和控制。其中，对于TDD系统的HSDPA技术中的下行信令中就包含有扩频码字的指配。由于在下行信道中只能采用扩频因子为1或16的扩频码，因此在该技术中并不需要指配扩频因子，而仅需要指配起始扩频码序号和终止扩频码序号即可，对于扩频因子为16的扩频码，要传输起始扩频码序号和终止扩频码序号共需要8个信息比特。
此外，目前正在进行的还有上行数据传输的增强技术研究。其中FDD系统的上行增强技术开展的比较早，从其调度实现的方式上看，目前主要有两种方案●基站(Node B)控制的速率调度方法(也即两个阈值方案)在此方案中，每个用户设备在专用传输信道的初始化过程中，基站控制器(RNC)给每个用户设备(UE)分配一个传输格式组合集合(简称TFCS)和两个TFC阈值。这个TFCS包含了多种传输速率。两个阈值中，一个是UE的阈值，另一个是Node B的阈值，UE的阈值不得大于Node B的阈值。在通信过程中，UE可以在RNC给定的TFCS中有限制地选择传输格式组合(TFC)，也就是说选择的TFC必须不得大于当前的UE阈值。如果UE使用的TFC等于当前的UE阈值，并且UE认为还具有以更高速率传输的能力(如当前发射功率远小于额定的最大发射功率)同时UE有提高传输速率的需求时，可以向Node B请求提高UE阈值，Node B根据当前的噪音情况决定是否允许UE提高UE的阈值。如果允许UE提高阈值，UE的阈值不可超过Node B的阈值。具体的过程如下 物理层的上行信令名为速率申请(简称RR)专门用于UE申请改变当前的UE阈值。当UE希望提高当前的UE阈值时，也就是UE希望以更高的速率发送数据，将RR的值设为“Up”，当UE不希望改变当前的UE阈值时，不发送RR。当UE选择用小的数据速率发送时，可以直接使用较小的TFC即可。
同时有物理层的下行信令称为速率应答(简称RG)专门用于对UE的速率申请进行应答。RG的值为“Up”时，说明Node B同意UE增加其UE阈值。当UE提出速率申请(即发送RR＝“Up”)，而Node B不应答(即不发送RG)时，说明Node B不同意UE增加UE阈值。当RG的值为“Down”时，说明Node B要求该UE降低它的UE阈值。
●基站(Node B)控制的速率和时间调度方法在此方案中，UE在进行数据传输之前，需要将一些信息发给Node B以进行数据传输的请求，Node B根据收到的信息，计算出UE的无线信道的好坏，并根据当前的噪音情况以及其他UE的请求的情况，对是否允许该UE进行传输，以多大的速率进行数据传输等进行统一调度和安排。具体的过程如下 UE在的上行调度信息控制信道中，发送数据传输的请求。发送的信息包括UE的数据缓存器的状态、UE的功率状态和UE的最大功率能力。
Node B监测各个UE报告的数据队列长度和发射功率的信息，在小区(Cell)噪声允许的条件下选出尽量少的UE甚至可以是一个UE在下一个调度周期的时间段内进行传输。Node B通过下行调度指定控制信道对选定的UE进行应答。所传输的信息包括允许传输时刻及时间段内，最大允许发射功率等其它的调度信息。UE的最大允许的速率是根据NodeB的噪声增加余量，UE的数据缓存器的状态，UE的功率状态和UE的最大功率能力等因素计算出的。
收到调度指令信息的UE在指定时刻及时间段内，按所指定的速率传输数据。
从上述的两种上行增强方案中可以看出，为了实现上行增强，也同样要传输一些物理层的控制信令，以实现快速调度，更好地适应信道变化。但是对于FDD系统来说，其上行依靠扰码区分不同用户，因此，不同用户可以使用相同的扩频码子，不需要在不同用户之间分配扩频码字。
对于TDD系统来说，它是一种正交码区分信道的系统，不同的用户依据正交可变扩频(OVSF)码来区分信道，因此要对其中不同用户数据传输的速率进行调度，不可避免的需要有相应的OVSF码的指配。
从现有技术的实现方案上看，对于FDD中的上行增强技术，由于FDD系统上行依据扰码区分，因此并不需要扩频码字的分配。但是对于TDD系统来讲，用户依据OVSF码进行区分，因此要对其上行数据传输的速率进行调度，除了要给出传输格式指配之外，还要给出可以使用的扩频码字，否则将导致用户间的干扰增大。因此要将FDD系统的上行增强技术引入到TDD系统中，还需要引入OVSF码的指配方法。
对于TDD的HSDPA技术，虽然有码字分配方法，但是由于TDD系统上下行可以采用的扩频因子的不同，即下行采用扩频因子为1或者16，因此并不需要有扩频因子的指配，而仅需要给出起始扩频码的序号和终止扩频码的序号。但是对于上行增强来说，由于上行传输可以采用的扩频因子可以为1，2，4，8和16，因此要对上行数据传输进行调度，除了要指配扩频码字的序号之外，还要指配可以采用的扩频因子。
下面对明确指示扩频因子和扩频码序号的扩频码指配方法所需的信令比特数进行分析，图1中给出了TDD系统上行可用的OVSF码。
依据图1，可以给出分配1个码字可能的状态数N1=C11+C21+C41+C81+C161=31]]>依据规范，一个用户设备要使用一个码字的前提是从这个码字到根码字路径上的码字没有被其他用户使用，并且这个码字的所有子码没有被其他用户使用。因此可以给出分配2个码字可能的状态数N2=C21·15+C41·21+C81·21+C161·15=522]]>另外依据规范，对于多码传输一个UE最多可以同时使用2个物理信道，这样所有可能扩频码发配的状态数为N＝N1+N2＝553＜210因此对于明确的码字分配，要想包含所有的可能的码字分配状态需要的信令比特数为10。
由于信令比特数越多，那么所需的传输功率越大，那么对于下行其他业务传输性能的影响也越大。因此如果要用10个比特的信令来实现扩频码字的分配，那么要获取快速调度增益，将会以牺牲很多的下行业务的性能为代价。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于时分双工通信系统中数据传输增强相关的隐含扩频因子指配的码字分配方法，用于数据业务传输的增强。为实现上述目的，一种时分双工通信系统中隐含扩频因子指配的扩频码字分配方法，包括步骤a.用户设备在发送数据传输请求之前，获取数据速率格式指示列表；b.用户设备向基站发送数据传输请求；c.基站依据现有的资源状况以及用户设备的信道条件，确定该用户设备可以发送的速率、相应可以采用的传输格式以及可以使用的扩频码字；d.基站向用户设备发送传输速率指示和扩频码字的序号；e.用户设备对调度指配信息进行处理，确定可以使用的传输格式以及扩频码；f.用户设备采用所确定的扩频码和所指配的传输格式向基站发送数据。
本发明用较小的信令负担实现扩频码字的指配，从而适应数据传输增强所需的速率调度，使系统资源可以得到更有效地利用，提高小区的吞吐量。
图1是TDD系统上行可用的OVSF码；图2是隐含扩频因子指配的码字分配方法相应的调度过程实现步骤。
具体实施例方式
本发明给出了一种时分双工通信系统中数据传输增强相关的隐含扩频因子指配的码字分配方法，该方法可以将扩频码字的扩频因子隐含在所分配的数据速率格式指示中传输，而在码字指配时仅需要传输扩频码字的序号，从而可以以较小的信令负担实现了数据传输增强中扩频码字的分配。
本发明中数据传输增强相关的隐含扩频因子指配的码字分配方法的基本原理是用户设备要使用的扩频因子与其要发送的传输格式即传输速率有关，而在数据传输增强中对用户设备进行速率调度时，需要对用户设备的传输格式进行调度，也就是要给用户设备发送传输速率指示。因此给用户设备发送扩频因子指示可以隐含在给用户设备发送的传输速率指示中，也就是说，每一个速率格式指示对应了一个扩频因子指示，这样用户设备在收到了传输速率指示的同时也收到了扩频因子指示。因此在给用户设备分配扩频码字的时候，只需要给用户设备发送扩频码的序号即可，相应的也就减小了扩频码字指示相应的信令负担，从而减小了对其他业务的影响。
本发明给出了一种TDD系统中数据传输增强相关的隐含扩频因子指配的码字分配方法。为了实现该方法，在本发明中首先，给出了隐含扩频因子指配的码字分配方法相应的调度过程实现步骤；其次，给出了用户设备在发送数据传输请求前要获取的传输速率指示列表内容；此外，还给出了相应于本发明方法的调度指配信息的内容。
下面对本发明的动作进行说明首先给出了本发明中给出的码字分配方法相应的调度过程实现步骤，如图2所示。
201，用户设备获取数据传输速率指示列表。传输速率指示列表中的每一个指示都会包含传输块大小指示信息和扩频因子组合指示信息，也就是说，每一个传输速率指示都对应着一个传输块大小指示和一个扩频因子组合指示。该传输速率指示列表可以事先约定，也可以通过高层信令传给用户设备，还可以以广播的形式通知用户设备；202，用户设备向基站发送数据传输请求；203，基站要对用户设备发送的数据传输请求进行处理，依据现有的资源状况以及用户设备的信道条件，确定该用户设备可以发送的速率，相应可以采用的传输格式以及可以使用的扩频码字；204，向用户设备发送传输速率指示和扩频码字的序号。由于用户设备在步骤201中所获取的传输速率指示列表中已经包含了传输速率指示所对应的扩频因子指示的信息，因此在给用户设备发送的调度指配中，并不需要有扩频因子的明确指配。
205，用户设备对调度指配信息进行处理确定可以使用的传输速率以及扩频码。用户设备将参照步骤201所获取的传输速率指示列表，依据所指配的传输速率指示确定所分配的可以使用的扩频因子或扩频因子的组合，然后再根据调度指配的扩频码序号，就可以确定所指配的扩频码。
206，用户设备采用步骤205所确定的扩频码和所指配的传输速率向基站发送数据。
其次，本发明中给出了用户设备在发送数据传输请求前要获取的传输速率指示列表内容，如表1所示。
表1用户设备需要预先获取的数据传输速率指示内容
表中，TBSIi为序号为i的传输块大小指示，SFCIi为序号为i的扩频因子指示。
从上表中可以看出，在用户设备获取了该列表之后，每得到一个数据传输速率的指示，就可以确定相应的传输块大小以及扩频因子，再加上扩频码序号的指示，就可以确定出所分配的数据传输速率和扩频码字。此外，本发明还给出了相应于本发明方法的调度指配信息的内容，其内容主要包含●传输速率指示在该信息中将指示用户设备可以采用的传输块大小，从而可以得到数据传输速率，并隐含指示出用户设备可以使用的扩频因子组合。
●扩频码字的序号指示在该信息中将给出扩频码字的序号，以结合传输速率指示所隐含指示的扩频因子指示，确定所分配的扩频码。
●其他其他的一些调度指配信息。
需要注意的是在本发明调度信息的内容中，并没有显式的扩频因子指示信息，因此相应地也节省了传输扩频因子指示的信息比特。
实施例本发明给出了一种TDD系统中的隐含扩频因子指配的上行信道码字分配方法，用于数据业务传输的增强。为了便于理解本发明，下面给出了一个LCR TDD系统中的用于上行增强的隐含扩频因子指配的码字分配方法的实施例。
对于LCR TDD系统，上行多码传输最多同时可以有两个码道。假定功率控制比特为2，同步偏移比特为2，那么依据LCR TDD的上行时隙格式，可以给出可能的传输速率指示集，如表3所示。
表2LCR TDD系统可能的传输速率指示集 注1在此表中，左起第3，4，7列是不包含在数据指配集中的内容，这些数值可以根据相应的数据指配推算出来。
注2在此表中，左起第5和第6列将有1列(即第5或第6列)或者全部2列(即第5，第6列)包含在数据传输指配集中，本发明适用于此处提到的任意一种方式。
用户设备在发送数据传输请求前，首先要获取上述传输速率指示列表。在获取了上述列表之后，当用户设备每接收到一个传输速率指示，也相应地就知道了所指配的传输块大小和扩频因子组合指示。
从表2中可以看出，基站在给用户设备分配了传输速率指示后，就不需要再有额外的信息比特来传输扩频因子指配信息了，而仅需要给其分配扩频码字的序号就可以实现码字的分配。相应的，码字分配所需的信息比特数也仅为码字序号所需的比特数。而码字序号指配所需的比特数与扩频因子组合有关，不同的扩频因子组合指示需要的码字序号指配信息比特数如表3所示。
表3不同的扩频因子组合所需的码字序号指配信息比特数
由于在本发明方法中，并不需要有明确的信息比特来指示扩频因子组合，因此码字序号指配信息比特数即为扩频码字分配所需的信息比特数。从表3中可以看出，本发明方法中码字分配所需的信息比特数随着扩频因子组合指配的不同，在0至8个比特范围内变化，这相对于固定为10个比特的明确扩频因子组合和扩频码字序号指配的码字分配方法，信令负担有了明显的降低。
权利要求
1.一种时分双工通信系统中隐含扩频因子指配的扩频码字分配方法，包括步骤a.用户设备在发送数据传输请求之前，获取数据传输速率指示列表；b.用户设备向基站发送数据传输请求；c.基站依据现有的资源状况以及用户设备的信道条件，确定该用户设备可以发送的速率、相应可以采用的传输速率以及可以使用的扩频码字；d.基站向用户设备发送传输速率指示和扩频码字的序号；e.用户设备对调度指配信息进行处理，确定可以使用的传输速率以及扩频码；f.用户设备采用所确定的扩频码和所指配的传输速率向基站发送数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤a)中，所述传输速率指示列表内含有传输速率指示序号与传输块大小指示信息与扩频因子组合指示信息的对应关系。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述传输速率指示列表可以事先约定，也可以通过高层信令传给用户设备，还可以以广播的形式通知用户设备。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤d)中，在给用户设备指配了数据传输速率指示之后，对于扩频码字的指配，只需要指示扩频码字的序号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤e)中，用户设备将参照步骤a)中所获取的传输速率指示列表，依据所指配的传输速率指示确定所分配的可以使用的扩频因子或扩频因子的组合，然后再根据调度指配的扩频码序号，就可以确定所指配的扩频码。
全文摘要
一种时分双工通信系统中隐含扩频因子指配的扩频码字分配方法，包括步骤用户设备在发送数据传输请求之前，获取数据传输速率指示列表；用户设备向基站发送数据传输请求；基站依据现有的资源状况以及用户设备的信道条件，确定该用户设备可以发送的速率、相应可以采用的传输速率以及可以使用的扩频码字；基站向用户设备发送传输速率指示和扩频码字的序号；用户设备对调度指配信息进行处理，确定可以使用的传输速率以及扩频码；用户设备采用所确定的扩频码和所指配的传输速率向基站发送数据。本发明用较小的信令负担实现扩频码字的指配，从而适应数据传输增强所需的速率调度，使系统资源可以得到更有效地利用，提高小区的吞吐量。
文档编号H04J13/02GK1819487SQ20051000801
公开日2006年8月16日 申请日期2005年2月7日 优先权日2005年2月7日
发明者孙程君, 周雷, 金成训 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社