专利名称：码分多址系统的扰码分配方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及码分多址系统的扰码分配方法。
背景技术：
第3代移动通信系统广泛采用了以码分多址系统(CDMA)为基础的多址接入方式，其基本特征就是以不同的码字区别不同的用户，例如，小区之间采用扰码区分，小区内用户之间采用正交可变长扩频码(OVSF)区分。在实际移动通信系统中，为组成实际蜂窝网络的每个小区分配扰码是CDMA系统网络规划过程中的一个重要步骤。一个优化的扰码分配方法可以大幅度地减少异常掉话现象的发生以及不必要的信令交互控制过程，因而扰码分配效果的好坏直接影响无线网络的整体性能和无线网络基础设备的运行稳定性。
在3GPP规范的TD-SCDMA系统中，128个扰码分为32组，每组包含4个扰码，其基本分组如表1所示
表13GPP规范中TD-SCDMA扰码分组在表1中，每码组包含1个下行导频码(SYNC-DL ID)、8个上行导频码(SYNC-UL ID)、4个扰码(Scrambling Code ID)与4个基本中间码(BasicMidamble Code ID)，其基本对应关系为每个下行导频码与8个上行导频码组成的码组一一对应；每个下行导频码与4个扰码组成的码组一一对应；每个下行导频码与4个基本中间码组成的码组一一对应；扰码与基本中间码一一对应。
在表1所示的各种码字对应关系的约束条件下，扰码分配的实际要求就是保证相邻小区之间没有重复的扰码和下行导频码。为达到这一目的，一个简单的扰码分配方法如图1所示，在步骤S101中，为每个小区选择适合的下行导频码，进入步骤S102，在下行导频码对应的4个扰码和4个基本中间码中，为每个小区选择合适的扰码与基本中间码。这种方法虽然简单，但是，对于TD-SCDMA系统来说，由于采用了较短的扩频因子，系统所能使用的最大扩频因子仅为16个码片(Chip)，而每个扰码的长度也是16个码片，使用较小的扩频因子所存在的主要问题就是不足以使区分相邻小区不同用户的码道保证较小的互相关性，因而为系统的连续覆盖组网带来困难。
为此，申请号为“200410048703.8”和“200410048701.9”的中国专利申请根据扰码与扩频码形成复合码在高斯白噪声(AWGN)条件下的相关特性将128个扰码分成了12组，在规划扰码时，每组扰码中的所有扰码相关特性都是一致的，这样就降低了扰码规划时的复杂度。然而，上述两篇专利提供的方法是在假设各个小区之间干扰水平完全相同的前提下分配扰码的，但是在实际的通信系统中，可能会由于地形地貌等因素使得各个小区之间的相互干扰水平存在着差异，所以，上述方法不能有效地保证码分多址系统中同频组网时的系统内同频干扰最小，因而，上述两种扰码分配方法不是最优的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种扰码分配方法，以达到在考虑小区间干扰水平差异的基础上降低扰码分配过程的复杂度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种码分多址系统的扰码分配方法，包括为多个相互间干扰水平指标最大的小区分配扰码；通过判断是否为所述码分多址系统中所有的小区分配了扰码，决定是否继续为未被分配扰码的小区分配扰码，直至所有的小区被分配了扰码为止。
所述干扰水平指标可以为两个基站之间的路损值的倒数或两个基站最大发射功率的乘积与路损值的商。
为多个相互间干扰水平指标最大的小区分配扰码的过程包括从所有的小区中选取多个相互间干扰水平指标之和、积或平方和在任意相同数量小区的组合中最大、且每个干扰水平指标不小于第一列表门限的小区，其中，所述第一列表门限用于确定任意两个小区是否相邻；在保证所述被选取的小区之间的规划恶劣指标之和、积或平方和在任意相同数量小区的组合中最小的前提下，为所述被选取的小区分配不同的扰码，其中，所述规划恶劣指标为相关性水平指标或所述干扰水平指标与所述相关性水平的乘积，所述相关性水平指标为扰码相关最大值或任意两个扰码组成的扰码组的复合码相关最大值均值或所述扰码相关最大值与所述复合码相关最大值均值的积。
所述第一列表门限的取值范围不大于最大干扰水平指标，并且，当任意两个小区之间的干扰水平指标大于所述第一列表门限时，确定所述两个小区为相邻小区，否则，所述两个小区不相邻。
所述扰码相关最大值为任意一个扰码组所形成的所有的复合码在一个延迟范围内的最大值。
所述扰码组的复合码相关最大值均值为任意一个扰码组与扩频码组合形成的所有复合码的复合码相关最大值的均值，所述复合码相关最大值为两个复合码组成的复合码组在一个延迟范围内的所有相关值的最大值。
通过判断是否为所述码分多址系统中所有的小区分配了扰码、决定是否继续为未被分配扰码的小区分配扰码的过程包括A.如果所述码分多址系统中存在未被分配扰码的小区，从所有未被分配扰码的小区与所述已被分配扰码的小区之间的干扰水平指标之和、积或平方和中，选取最大值对应的未被分配扰码的小区；B.判断所述被选取的未被分配扰码的小区与所述每个已被分配扰码的小区之间的干扰水平指标是否全部小于第二列表门限，如果是，降低所述第二列表门限，进入步骤C，否则，直接进入步骤C，其中，所述第二列表门限用于确定所述被选取的未被分配扰码的小区与所述每个已被分配扰码的小区是否相邻；C.在保证所述被选取的未被分配扰码的小区与相邻的已被分配扰码的小区之间的规划恶劣指标之和、积或平方和在所有未被分配扰码的小区与所述相邻的已被分配扰码的小区的组合中最小的前提下，为所述被选取的未被分配扰码的小区分配扰码。其中，所述第二列表门限不小于所述第一列表门限。
本发明提供的方法还包括将所有的扰码划分为多个基扰码，并为所述码分多址系统中所有的小区分配基扰码。
本发明提供的方法首先是为相互间干扰水平指标最大的小区分配扰码，其实质就是从码分多址系统的所有小区中首先选取相互间干扰最强的小区组合，为小区组合中的小区分别分配不同的扰码，在实际的通信系统中，小区间的干扰水平存在着差异，如果能逐步的为干扰水平最强的小区组合分配扰码，则会使扰码的分配过程有序的进行，降低分配过程的复杂度。
由于本发明提供的方法考虑了实际存在的小区间干扰水平差异，所以本发明的方法在实际的通信系统中应用的效果会比现有的未考虑干扰水平差异的扰码分配方法更强。
本发明在为小区分配扰码时，可进一步考虑小区间的扰码规划恶劣程度，在保证扰码规划恶劣程度最小的情况下，可以实现更加优化的扰码分配。
本发明还可将扰码规划为多个基扰码，这样可以缩小小区可选扰码的集合，从而减小分配扰码的工作量。
图1为现有扰码分配方法的流程图；图2为本发明第一实施例的流程图；图3为实现图2中步骤S201的流程图；图4为实现图2中步骤S202的流程图；图5为本发明第二实施例的流程图。
具体实施例方式
下面我们将结合附图，对本发明的最佳实施方案进行详细描述。首先要指出的是，本发明中用到的术语、字词及权利要求的含义不能仅仅限于其字面和普通的含义去理解，还包括进而与本发明的技术相符的含义和概念，这是因为我们作为发明者，要适当地给出术语的定义，以便对我们的发明进行最恰当的描述。因此，本说明和附图中给出的配置，只是本发明的首选实施方案，而不是要列举本发明的所有技术特性。我们要认识到，还有各种各样的可以取代我们方案的同等方案或修改方案。
首先结合图2，对本发明第一实施例进行说明。
在步骤S201中，为多个相互间干扰水平指标最大的小区分配扰码。干扰水平指标可以为两个基站之间的路损值的倒数或两个基站最大发射功率的乘积与路损值的商。相互间干扰水平指标最大是指在选取的小区组合中，各个小区间干扰水平指标的和、积或平方和等是码分多址系统中所有小区中的最大值。
实现步骤S201的流程图如图3所示，在步骤S2011中，从所有的小区中选取多个相互间干扰水平指标之和、积或平方和在任意相同数量小区的组合中最大、且每个干扰水平指标不小于第一列表门限的小区，其中，第一列表门限用于确定任意两个小区是否相邻，第一列表门限的取值范围不大于最大干扰水平指标，当任意两个小区之间的干扰水平指标大于所述第一列表门限时，确定所述两个小区相邻，否则，所述两个小区不相邻。设置第一列表门限的目的是为了缩小可选小区的规模，或者说，只能从干扰水平指标大于第一列表门限的小区中作为选取对象。此外，在实际的通信系统中，地理位置相邻的小区之间相互干扰比较强，一般都不可忽略不计，但是，地理位置不相邻的小区之间的相互干扰也可能比较强，换句话说，地理位置不相邻的小区之间的干扰有时也不能忽略不计，所以，本发明设定了一个第一列表门限，用两个小区之间的干扰水平指标与第一列表门限进行比较来判断两个小区是否相邻，而不是片面的从地理位置角度判断，如果确定两个小区相邻，也说明两个小区之间的干扰非常强。当然，第一列表门限的取值范围不应大于最大干扰水平指标，否则，系统中所有的小区都不相邻，导致后续的步骤无法进行。需要说明的是，选取的小区组合中每个小区都应相邻，并且保证小区组合中所有的干扰水平指标之和、积或平方和在系统中所有相同数量小区的组合中最大。
完成步骤S2011后，进入步骤S2012，在保证所述被选取的小区之间的规划恶劣指标之和、积或平方和在任意相同数量小区的组合中最小的前提下，为所述被选取的小区分配不同的扰码，其中，所述规划恶劣指标为相关性水平指标或所述干扰水平指标与所述相关性水平的乘积，所述相关性水平指标为扰码相关最大值或任意两个扰码组成的扰码组的复合码相关最大值均值或扰码相关最大值与复合码相关最大值均值的积。在小区被分配扰码后，每个小区之间的规划恶劣程度也可能不同，本发明设定了一个规划恶劣指标来衡量规划恶劣程度，规划恶劣指标高，说明小区间规划恶劣程度高，进一步说，小区被分配的扰码并不是很合适，相反，规划恶劣指标低，说明小区间规划恶劣程度低，小区被分配的扰码相对是合适的，所以，本发明可以考虑保证所有待分配扰码的小区之间的规划恶劣指标之和、积或平方和在系统中所有相同数量小区的组合中最小的前提下，为待分配扰码的小区分配扰码，规划恶劣指标之和、积或平方和最小，说明为每个小区分配的扰码也是最合适的。
此外，所述扰码相关最大值为任意一个扰码组(s1，s2)所形成的所有的复合码在
码片延迟范围内的最大值，所述扰码组的复合码相关最大值均值是任意一组扰码组对(s1，s2)与扩频码组合所形成的所有复合码的复合码相关最大值的均值，所述复合码相关最大值为一组复合码对在一定相对延迟范围内的所有相关值的最大值。
请再参照图2，完成步骤S201后，进入步骤S202，通过判断是否为所述码分多址系统中所有的小区分配了扰码，决定是否继续为未被分配扰码的小区分配扰码，直至所有的小区被分配了扰码为止。这个步骤说明本发明的方法是先局部分配扰码，进而逐步的为未被分配扰码的小区分配扰码。
图4为实现图2中步骤S202的流程图。在步骤S2021中，如果所述码分多址系统中存在未被分配扰码的小区，从所有未被分配扰码的小区与所述已被分配扰码的小区之间的干扰水平指标之和、积或平方和中，选取最大值对应的未被分配扰码的小区。在通信系统中，第一批次小区被分配扰码后，可能还存在多个小区未被分配扰码的情况，这时，本发明的方法需要逐个为每个小区分配扰码。从多个未被分配扰码的小区中选取一个作为待分配扰码的小区的依据为，找出与所有已被分配扰码的小区之间的干扰水平指标之和、积或平方和最大的小区，干扰水平指标之和、积或平方和最大，说明选取的待分配扰码的小区与所有已被分配扰码的小区之间的相互干扰最强。
进入步骤S2022，判断所述被选取的未被分配扰码的小区与所述每个已被分配扰码的小区之间的干扰水平指标是否全部小于或等于第二列表门限，如果是，进入步骤S2023，否则，直接进入步骤S2024，其中，所述第二列表门限用于确定所述被选取的未被分配扰码的小区与所述每个已被分配扰码的小区是否相邻。设置第二列表门限的目的同设置第一列表门限的目的基本相同，也是为了进一步缩小选取的未被分配扰码的小区选择相邻的已分配扰码的小区的范围。由于第一列表门限的设置，导致选取的未被分配扰码的小区有多个相邻小区，所以为了缩小选择的范围，第二列表门限最好不小于第一列表门限，这样可以将原本与选取的未被分配扰码的小区相邻的已被分配扰码的小区划分到与选取的未被分配扰码的小区不相邻的小区行列中。如果选取的未被分配扰码的小区没有相邻的小区，可以采取降低第二列表门限的措施，直至选取的未被分配扰码的小区具有相邻的小区为止。
在步骤S2023中，降低所述第二列表门限，直至存在与所述被选取的未被分配扰码的小区之间的干扰水平指标之和大于第二列表门限且相邻的已被分配扰码的小区。
进入步骤S2023，在保证所述被选取的未被分配扰码的小区与相邻的已被分配扰码的小区之间的规划恶劣指标之和、积或平方和在所有未被分配扰码的小区与所述相邻的已被分配扰码的小区的组合中最小的前提下，为所述被选取的未被分配扰码的小区分配扰码。在为被选取的未被分配扰码的小区分配扰码时，也可基于其与相互干扰的已被分配扰码的小区之间的规划恶劣指标之和、积或平方和已被分配扰码的小区与所有未被分配扰码的小区的组合中最小的原则，从剩余的扰码中选择一个合适的扰码分配给被选取的未被分配扰码的小区。
需要说明的是，在本发明中，还可将所有的扰码划分为多个基扰码，例如，将128个扰码划分为12个基扰码，这样，为所述码分多址系统中所有的小区分配的就是基扰码。由于从128个扰码中为小区选择合适的扰码的工作量会很大，所以，如果将128个扰码划分为12个基扰码，即，只从12个基扰码中为小区选择合适的基扰码，分配扰码的工作量会缩减很多。
图2所示的各个步骤仅是实现本发明必不可少的步骤，现在结合本发明提供的第二实施例，对本发明的一种优选实施方式进行说明。本实施例假设码分多址系统中有A、B、C、D、E、F、G等7个小区。
如图5所示，在步骤S501中，设置干扰水平指标I、相关性水平指标R、规划恶劣指标W、第一列表门限Thr1及第二列表门限Thr2。其中，干扰水平指标I可以为实测路损值的倒数并且相对于最大值进行归一化，根据这种方法得到的所有小区间干扰水平指标I如表2所示。
表2所有小区间的干扰水平指标I根据表2所示的干扰水平指标I，设置第一列表门限Thr1＝0.7，第二列表门限Thr2＝0.8，相关性水平指标R为两个扰码之间的相关最大值均值，即R=μRs1,s2(0,15),]]>μRs1，s2(0，15)表示扰码s1和s2在延时区间
的相关最大值均值，规划恶劣指标W设置如下W=RI>Thr2R·II≤Thr2]]>由此可知，在这个实施例中，当两个小区间的干扰水平指标I大于第二列表门限Thr2时，这两个小区间的规划恶劣指标W就是相关性水平指标R，当两个小区间的干扰水平指标I不大于第二列表门限Thr2时，规划恶劣指标W就是相关性水平指标R与干扰水平指标I的积。
进入步骤S502，将128个扰码划分为12个基扰码。TD-SCDMA(时分双工码分多址)系统的128个扰码形成的合成码字组合可以等效为其中12个扰码形成的合成码字组合，从而128个扰码可等效为12个扰码的变化形式，在此称这12个扰码为基扰码。以序列1～12标识基扰码序号，以基扰码为基础对TD-SCDMA系统128个扰码重新分组，得到的分组关系如表3如下
表3基于基扰码的TD-SCDMA系统扰码分组完成步骤S502后，进入步骤S503，根据步骤S501中的干扰水平指标I及第一列表门限Thr1，得到如表4所示的所有小区的相邻小区列表信息。
表4所有小区的邻区列表信息在表4中，第A行第B列的数字表示小区B是否为小区A的邻区，1表示是，0表示否。
进入步骤S504，从所有的小区中选取3个相邻小区，所述3个相邻小区在所有的3个小区组合中干扰水平指标I之和最大。由表2可知，小区A、B、C组合中干扰水平指标I之和为1+0.8+0.97014＝2.77014，这个值是3个小区组合中干扰水平指标I之和的最大值，所以，这次选取的3个相邻小区依次为小区A、B、C。
进入步骤S505，在保证选取的3个相邻小区组合中的规划恶劣指标之和在所有3个相邻小区组合中最小的前提下，为小区A、B、C分配基扰码。根据步骤S501给出的计算规划恶劣指标W的公式，小区A与B及小区B与C之间的干扰水平指标都大于第二列表门限Thr2，所以小区A与B及小区B与C之间的规划恶劣指标W为相关性水平指标R，而小区A与C之间的干扰水平指标等于第二列表门限Thr2，所以小区A与C之间的规划恶劣指标W为相关性水平指标R与小区A与C之间的干扰水平指标I的积，这种情况下，小区A、B、C组合中的规划恶劣指标之和就应为小区A对应的相关性水平指标R、小区B对应的相关性水平指标R及小区C对应的相关性水平指标R与小区A与C之间的干扰水平指标I的积相加所得到的和。所有基扰码间的相关性水平指标R如表5所示。
表5基扰码间相关性水平指标信息经过对表5给出的数据进行计算后，我们发现基扰码1、6、9之间的相关性水平指标可以保证小区A、B、C组合中的规划恶劣指标之和最小。在这里，为小区A分配基扰码1，为小区B分配基扰码6，为小区C分配基扰码9。
进入步骤S506，判断系统中所有的小区是否都已被分配基扰码，如果是，进入步骤S512，结束基扰码分配过程，否则，进入步骤S507。
在步骤S507中，从所有未被分配基扰码的小区中选取与已被分配基扰码的小区之间的干扰水平指标之和最大的小区。小区A、B、C被分配基扰码后，还有小区D、E、F、G未被分配基扰码，计算小区D、E、F、G分别与小区A、B、C之间的干扰水平指标之和，计算结果如表6所示。
表6小区D、E、F、G分别与小区A、B、C之间的干扰水平指标信息由表6可知，小区E与小区A、B、C之间的干扰水平指标之和最大，所以选取小区E作为待分配基扰码的小区。
完成步骤S507后，进入步骤S508，判断待分配基扰码的小区与已分配基扰码的小区之间的干扰水平指标是否全部小于或等于第二列表门限，如果是，进入步骤S509，否则，进入步骤S510。由表6可知，小区E与小区A、B、C之间的干扰水平指标小于或等于第二列表门限，所以，进入步骤S509。
在步骤S509中，降低第二列表门限，直至存在至少一个大于第二列表门限的干扰水平指标。在本实施例中，将第二列表门限由0.8降至0.7，则小区E与小区B、小区E与小区C之间的干扰水平指标都大于第二列表门限，之后，进入步骤S510。
在步骤S510中，确定与待分配基扰码的小区相邻的已分配基扰码的小区。在本实施例中，大于第二列表门限对应的已分配基扰码的小区即为与待分配基扰码的小区相邻的小区。由步骤S509可知，与小区E相邻的已分配基扰码的小区为小区B、C。
进入步骤S511，在保证待分配基扰码的小区与相邻的已分配基扰码的小区之间的规划恶劣指标之和在所有未分配基扰码的小区与所述相邻的已分配基扰码的小区组合中最小的前提下，为小区E分配基扰码。在本实施例中，由于小区E与小区B、小区E与小区C之间的干扰水平指标都大于第二列表门限，所以，小区E与小区B、小区E与小区C之间的规划恶劣指标即为相关性水平指标。基扰码6、9与所有基扰码间的相关性水平指标已列在表5中。由表5可知，基扰码1与基扰码6、9之间的相关性水平指标之和是所有基扰码与基扰码6、9之间的相关性水平指标之和中最小的，所以，将基扰码1分配给小区E。完成步骤S511后，返回步骤S506。
需要说明的是，在本实施例中，步骤S502与步骤S503之间的执行顺序可以互换。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种码分多址系统的扰码分配方法，其特征在于包括为多个相互间干扰水平指标最大的小区分配扰码；通过判断是否为所述码分多址系统中所有的小区分配了扰码，决定是否继续为未被分配扰码的小区分配扰码，直至所有的小区被分配了扰码为止。
2.如权利要求1所述的码分多址系统的扰码分配方法，其特征在于所述干扰水平指标为两个基站之间的路损值的倒数或两个基站最大发射功率的乘积与路损值的商。
3.如权利要求1或2所述的码分多址系统的扰码分配方法，其特征在于为多个相互间干扰水平指标最大的小区分配扰码的过程包括从所有的小区中选取多个相互间干扰水平指标之和、积或平方和在任意相同数量小区的组合中最大、且每个干扰水平指标不小于第一列表门限的小区，其中，所述第一列表门限用于确定任意两个小区是否相邻；在保证所述被选取的小区之间的规划恶劣指标之和、积或平方和在任意相同数量小区的组合中最小的前提下，为所述被选取的小区分配不同的扰码，其中，所述规划恶劣指标为相关性水平指标或所述干扰水平指标与所述相关性水平的乘积，所述相关性水平指标为扰码相关最大值或任意两个扰码组成的扰码组的复合码相关最大值均值或所述扰码相关最大值与所述复合码相关最大值均值的积。
4.如权利要求3所述的码分多址系统的扰码分配方法，其特征在于所述第一列表门限的取值范围不大于最大干扰水平指标，并且，当任意两个小区之间的干扰水平指标大于所述第一列表门限时，确定所述两个小区为相邻小区，否则，所述两个小区不相邻。
5.如权利要求3所述的码分多址系统的扰码分配方法，其特征在于所述扰码相关最大值为任意一个扰码组所形成的所有的复合码在一个延迟范围内的最大值。
6.如权利要求3所述的码分多址系统的扰码分配方法，其特征在于所述扰码组的复合码相关最大值均值为任意一个扰码组与扩频码组合形成的所有复合码的复合码相关最大值的均值，所述复合码相关最大值为两个复合码组成的复合码组在一个延迟范围内的所有相关值的最大值。
7.如权利要求3所述的码分多址系统的扰码分配方法，其特征在于通过判断是否为所述码分多址系统中所有的小区分配了扰码、决定是否继续为未被分配扰码的小区分配扰码的过程包括A.如果所述码分多址系统中存在未被分配扰码的小区，从所有未被分配扰码的小区与所述已被分配扰码的小区之间的干扰水平指标之和、积或平方和中，选取最大值对应的未被分配扰码的小区；B.判断所述被选取的未被分配扰码的小区与所述每个已被分配扰码的小区之间的干扰水平指标是否全部小于第二列表门限，如果是，降低所述第二列表门限，进入步骤C，否则，直接进入步骤C，其中，所述第二列表门限用于确定所述被选取的未被分配扰码的小区与所述每个已被分配扰码的小区是否相邻；C.在保证所述被选取的未被分配扰码的小区与相邻的已被分配扰码的小区之间的规划恶劣指标之和、积或平方和在所有未被分配扰码的小区与所述相邻的已被分配扰码的小区的组合中最小的前提下，为所述被选取的未被分配扰码的小区分配扰码。
8.如权利要求7所述的码分多址系统的扰码分配方法，其特征在于所述第二列表门限不小于所述第一列表门限。
9.如权利要求1所述的码分多址系统的扰码分配方法，其特征在于还包括将所有的扰码划分为多个基扰码，并为所述码分多址系统中所有的小区分配基扰码。
全文摘要
本发明提供了一种码分多址系统的扰码分配方法，包括为多个相互间干扰水平指标最大的小区分配扰码；通过判断是否为码分多址系统中所有的小区分配了扰码，决定是否继续为未被分配扰码的小区分配扰码，直至所有的小区被分配了扰码为止。由于本发明提供的方法考虑了实际存在的小区间干扰水平差异，所以本发明的方法在实际的通信系统中应用的效果会比现有的未考虑干扰水平差异的扰码分配方法更强。
文档编号H04J13/00GK101064551SQ20061007757
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者翟海涛, 冯心睿 申请人:大唐移动通信设备有限公司