專利名稱：寬帶碼分多址系統中的下行主擾碼優化分配方法
技術領域：
本發明涉及寬帶碼分多址(WCDMA)移動通信技術，具體的說，涉及WCDMA系統下行主擾碼的分配方法。
背景技術：
Wideband-CDMA系統是一種基于CDMA技術的無線通訊系統。在WCDMA系統中，下行擾碼數量共有218-1＝262143個，其中被使用的下行擾碼共有24576個，編號k＝0，…，24575。這24576個擾碼分為三部分k＝0，1，2，…8191對應的是8192個普通擾碼，用于正常模式；k+8192，k＝0，1，2，…8191是在壓縮模式下當n＜SF/2時所使用的可替代擾碼，稱為左輔擾碼；k+16384，k＝0，1，2，…8191是在壓縮模式下當n≥SF/2時所使用的可替代擾碼，稱為右輔擾碼；其中n是信道化碼中所對應的n值。
前8192個擾碼分為512組，每組包括1個主擾碼和跟隨在主擾碼之后的15個輔助擾碼。
主擾碼序列號n＝16×i，i＝0，…，511；對應輔助擾碼序列號l6×i+k，k＝1，…，15。
512個主擾碼又分為64組，每組8個，編號與序號關系，J組K號主擾碼8×J×16+K×16，J＝0，…，63，K＝0，…，7。
網絡規劃時，在下行方向為每個小區分配一個下行主擾碼及其輔助擾碼組用于區分不同小區。當在同一個小區內存在多個扇區，或使用智能天線產生多個波束時，采用不同的輔助擾碼來區分不同的扇區和波束。
對于下行主擾碼的分配，應考慮下行主擾碼之間的互相關性，盡量保證每個小區與相鄰小區的互相關性最小。同時，相鄰小區間的擾碼所在的擾碼組應盡量不同，以減少UE在搜索小區擾碼組時受到的干擾。相鄰小區是指相互之間造成的干擾高于某門限值的兩小區，該門限值的理論值與距離、地形和傳播模型有關，并應在實際測量中進行修改。
Young-Ho Jung等(Scrambling code planning for 3GPP W-CDMA systems，Vehicular Technology Conference，2001.VTC 2001 Spring.IEEE VTS 53rd)所提出的擾碼分配方法考慮了下行主擾碼復用時的擾碼分配情況，可以充分利用512個主擾碼。但是沒有考慮相鄰小區擾碼組的分配情況當相鄰小區的擾碼處于同一擾碼組時，兩小區在輔同步信道中將使用相同的輔同步碼，這將增大小區間的干擾，使得UE在搜索小區的下行主擾碼時出現錯誤。。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，針對蜂窩式網絡結構的特點，提出一種在高效利用下行主擾碼的同時，給出了在擾碼組的復用條件下的下行主擾碼優化分配方法，充分利用下行擾碼及擾碼組資源，降低小區間干擾。
本發明的技術方案為，當任意一小區的相鄰小區數量均小于或等于可分配下行主擾碼數量時，進行下行主擾擾碼分配，分配規則為；對相鄰的小區，分配不同下行主擾碼組中的下行主擾碼或相同下行主擾碼組中的不同的下行主擾碼，對不相鄰的小區，分配相同的或不相同的下行主擾碼；當某一小區的相鄰小區數量大于可分配下行主擾碼數量時，對該小區不進行下行主擾碼分配。
在上述方案中，可以優先為相鄰小區分配處于不同下行主擾碼組的下行主擾碼。
本發明更具體的技術方案可以表述為以下步驟第一步，對任意一個待分配主擾碼的小區，分配的下行主擾碼與其相鄰小區的下行主擾碼在不同的下行主擾碼組中，且分配的下行主擾碼組是可以分配給該小區的下行主擾碼組集合中序號最小的，并將該下行主擾碼組中使用次數最少的下行主擾碼分配給該小區，如果分配成功，為下一待分配主擾碼的小區分配下行主擾碼，否則，將該下行主擾碼組進行標記，執行第二步；第二步，找出沒有標記的下行主擾碼組，為該小區分配使用次數最少的下行主擾碼組中下行主擾碼，如果分配成功，則繼續為下一待分配主擾碼的小區分配下行主擾碼，否則，將該使用次數最少下行主擾碼組進行標記，執行第三步；
第三步，重復執行第二步，如果分配成功，則為下一待分配主擾碼的小區分配下行主擾碼，同時刪除下行主擾碼組的標記；當所有下行主擾碼組均被標記時，該小區下行主擾碼分配失敗，刪除下行主擾碼組的標記。
本發明具有擾碼利用率高，相鄰小區間輔同步碼干擾小的優點。
圖1為本發明的一個具體實施方式
的流程圖；圖2為本發明的一個具體實施方式
的更具體的流程圖。
具體實施例方式
圖1為本發明的一個具體實施方式
的流程圖。
圖1中的內容已在技術方案中描述。其中所述擾碼復用規則為當任意一小區的相鄰小區數量均小于或等于可分配下行主擾碼數量時，進行下行主擾擾碼分配，對相鄰的小區，分配不同下行主擾碼組中的下行主擾碼或相同下行主擾碼組中的不同的下行主擾碼，對不相鄰的小區，分配相同的或不相同的下行主擾碼；當某一小區的相鄰小區數量大于可分配下行主擾碼數量時，對該小區不進行下行主擾碼分配。
下面介紹具體的操作方式。
假設服務區域內已經有N個分配好擾碼的小區存在，另有M個小區需要還需要進行下行主擾碼分配，并且它們都是同頻小區。建立待分配擾碼小區集合CELLS＝{N+1，N+2，N+33，…，N+M}，其中N+1～N+M分別為待分配擾碼小區集中各小區的序列號。建立可分配擾碼組集合和對應的可分配擾碼集合，并為其中的擾碼組和對應的擾碼組中的擾碼分配序列號。建立已分配下行主擾碼組集合C＝{ci}，i＝0，1，2，…，c，和已分配下行主擾碼集合S＝{sj}，j＝0，1，2，…，s，分別記錄已經分配的擾碼組和下行主擾碼在可分配下行主擾碼組集合以及可分配下行主擾碼集中的序號。這里c和s表示已分配的下行主擾碼組和下行主擾碼的個數。
建立大小為M×M的矩陣D＝{dij}，其中i，j＝1，2，3，…，M。dij的取值為0或1。當第i個小區和第j個小區不為相鄰小區時，dij＝0，反之dij＝1。對于每一個小區，標志符Iki＝1或0表示序列號為k的下行主擾碼分配給或未分配給第i個小區，標志符Egi＝1或0表示表示序列號為g的下行主擾碼組分配給或未分配給第i個小區。
在給定小區數目的情況下，最小化所需下行主擾碼組數量c，表示為Minimize c=maxg∈C,i∈X{g|Egi=1}]]>(公式1)在給定小區數目的情況下，最小化所需下行主擾碼數量s,表示為MinimizeS=maxk∈S,i∈X{k|Iki=1}]]>(公式2)其規則為∑k∈SIki＝1，其中i∈X (公式3)|g-f|≥dij其中g，f∈C，i，j∈X，Egi＝Efj＝1(公式4)|k-n|≥dij其中k，n∈S，i，j∈X，Iki＝Inj＝1(公式5)Egi＝0或1，Iki＝0或1 (公式6)公式(3)表明每個小區只能占用一個下行主擾碼，這也同時保證了一個小區只能占用一個下行主擾碼組。
公式(4)表明當dij＝0(滿足擾碼復用條件，不為相鄰小區)時，上式表示兩小區分配的下行主擾碼所在下行主擾碼組序號之差不小于0，即可以分配同一下行主擾碼組(擾碼組復用，此時分配的下行主擾碼必須同時滿足公式(5)，即進行擾碼組復用的兩小區的下行主擾碼序號之差不小于0)；當dij＝1(不滿足擾碼組復用條件，被視為相鄰小區)時，上式表示兩小區分配的下行主擾碼所在下行主擾碼組序號不小于1，即兩小區分配的下行主擾碼不可處于同一下行主擾碼組，不可進行擾碼組復用(此時，兩小區的擾碼處于不同的下行主擾碼組，則其下行主擾碼也一定不相同，此時自動滿足公式(5)，即不滿足復用條件的兩小區的下行主擾碼序號之差不小于1，兩小區分配到不同的下行主擾碼)。在進行下行主擾碼分配時，必須遵照以上規則。
下面結合圖2對本發明的具體實施作更進一步的詳細描述。
1)初始化定義已分配擾碼小區數目N和已分配擾碼小區集合；定義待分配擾碼小區數目M和待分配擾碼小區集合；定義可分配下行主擾碼集合和可分配下行主擾碼組集合；構建D＝{dij}，其中i，j＝1，2，3，…，M+N；定義已分配下行主擾碼集合S和已分配擾碼組集合C。
2)對待分配擾碼小區集合中的小區i，N+1≤i≤N+M，計算矩陣D的各行之和di′=Σj=1M+Ndij]]>dij反映了兩小區是否符合擾碼復用條件，因此上式反映了與第i個小區不滿足擾碼復用條件的小區數目。當d’i＝0時，表示第i個小區可以從給其他小區分配的擾碼中分配相同的擾碼(擾碼組)；當d’i＝M+N時，表示，第i個小區必須分配和其他所有小區都不同的下行主擾碼(擾碼組)。其值反映了為一個小區分配下行主擾碼的難易程度。
3)對待分配擾碼小區按照其d’i值由大到小排序，i＝N+1，N+2，…，N+M。序列號i＝1，2，3，…，N的小區為已分配擾碼小區集合中的小區。
4)為待分配擾碼小區集合中的各小區分配擾碼，分配方法如下(4.1)對第i個小區，N+1≤i≤N+M，將可分配擾碼組集合中擾碼組序號為g的擾碼分配給它。g滿足下面的條件g＝min{g‖g-gj|≥dij} 1≤j≤i-1其中gj是分配給第j個小區的下行主擾碼組在可分配下行主擾碼組集中的序列號。上式的含義是g是所有讓第i個小區的下行主擾碼組與所有已經分配了下行主擾碼的小區之間滿足公式(5)的下行主擾碼組中序號最小的那一個下行主擾碼組。執行(4.2)；(4.2)分配成功？是，則執行(4.3)。否，則執行(4.4)。
(4.3)在分配的第g組下行主擾碼中找到已分配次數最小的下行主擾碼，設其擾碼序號為k，將其分配給第i個小區。執行(4.5)；(4.4)在可分配擾碼集中，找到分配次數最少的下行主擾碼組g，令gmin＝g，執行(4.7)；(4.5)更新下行主擾碼和下行主擾碼組的使用次數，更新已分配下行主擾碼集合S和已分配下行主擾碼組集合C；執行(4.6)；(4.6)i＜M+N？是，則執行(4.12)。否，則下行主擾碼分配完畢。執行(4.13)；(4.7)對第i個小區，N+1≤i≤N+M，在序號為gmin的擾碼組中，將該組中序列號為k的下行主擾碼分配給它。k滿足下面的條件k＝min{k‖k-kj|≥dij} 1≤j≤i-1其中kj是分配給第j個小區的下行主擾碼在可分配下行主擾碼集中的序列號。上式的含義是k是在找到的使用次數最少的擾碼組中讓第i個小區的擾碼與所有已經分配了擾碼的小區之間滿足公式(6)的下行主擾碼中序號最小的那一個下行主擾碼。執行(4.8)；(4.8)分配成功？是，執行(4.5)；否，執行(4.9)；(4.9)在可分配擾碼組集合中，是否所有的下行主擾碼組都已標記為“已搜索過gmin”？是，執行(10)；否，執行(4.11)。
(4.10)記錄小區序號，將其小區擾碼分配狀態標記為失敗。執行(4.6)。
(4.11)在可分配擾碼組集中，找到未被標記“已搜索過gmin”的下行主擾碼組中分配次數最小的擾碼組g’，將序號為gmin的下行主擾碼組標記為“已搜索過gmin”，令gmin＝g’，執行(4.7)。
(4.12)i＝i+1；清除可分配下行主擾碼組集合中所有“已搜索過gmin”標記，執行(4.1)；(4.13)分配完畢，返回各小區擾碼分配結果。
權利要求
1.一種寬帶碼分多址系統中的下行主擾碼優化分配方法，當任意一小區的相鄰小區數量均小于或等于可分配下行主擾碼數量時，進行下行主擾擾碼分配，對相鄰的小區，分配不同下行主擾碼組中的下行主擾碼或相同下行主擾碼組中的不同的下行主擾碼，對不相鄰的小區，分配相同的或不相同的下行主擾碼；當某一小區的相鄰小區數量大于可分配下行主擾碼數量時，對該小區不進行下行主擾碼分配。
2.權利要求1所述的寬帶碼分多址系統中的下行主擾碼優化分配方法，其特征在于，優先為相鄰小區分配處于不同下行主擾碼組的下行主擾碼。
3.權利要求1或2所述的寬帶碼分多址系統中的下行主擾碼優化分配方法，其特征在于，按下列步驟分配第一步，對任意一個待分配主擾碼的小區，分配的下行主擾碼與其相鄰小區的下行主擾碼在不同的下行主擾碼組中，且分配的下行主擾碼組是可以分配給該小區的下行主擾碼組集合中序號最小的，并將該下行主擾碼組中使用次數最少的下行主擾碼分配給該小區，如果分配成功，為下一待分配主擾碼的小區分配下行主擾碼，否則，將該下行主擾碼組進行標記，執行第二步；第二步，找出沒有標記的下行主擾碼組，為該小區分配使用次數最少的下行主擾碼組中的下行主擾碼，如果分配成功，則清除所有下行主擾碼組的標記，繼續為下一待分配主擾碼的小區分配下行主擾碼，否則，將該使用次數最少下行主擾碼組進行標記，執行第三步；第三步，當所有下行主擾碼組均被標記時，該小區下行主擾碼分配失敗，清除所有下行主擾碼組的標記，為下一待分配主擾碼的小區分配下行主擾碼；否則，執行第二步。
4.權利要求3所述的寬帶碼分多址系統中的下行主擾碼優化分配方法，其特征在于，通過標記為“已搜索”對下行主擾碼組進行標記。
全文摘要
一種寬帶碼分多址系統中的下行主擾碼優化分配方法，當任意一小區的相鄰小區數量均小于或等于可分配下行主擾碼數量時，進行下行主擾擾碼分配，分配規則為；對相鄰的小區，分配不同下行主擾碼組中的下行主擾碼或相同下行主擾碼組中的不同的下行主擾碼，對不相鄰的小區，分配相同的或不相同的下行主擾碼；當某一小區的相鄰小區數量大于可分配下行主擾碼數量時，對該小區不進行下行主擾碼分配。本發明具有擾碼利用率高，相鄰小區間輔同步碼干擾小的優點。
文檔編號H04J13/00GK1925376SQ200510036988
公開日2007年3月7日 申請日期2005年8月29日 優先權日2005年8月29日
發明者黃河 申請人:中興通訊股份有限公司