分配无线资源的方法 【技术领域】
本发明涉及在无线系统中分配无线资源的方法，特别涉及在使用具有无干扰窗口(IFW)特性的正交扩频码的无线系统中分配无线资源的方法和装置。
背景技术
在PCT申请PCT/CN00/00028中，由李道本，发明的“一种具有零相关窗口的扩频多址编码方法”，公开了一种称为LS码的编码方案，LS码具有一种特性，即当LS码的两个副本在n个码片窗口同步时，除了原点以外，LS码的自相关为零。另外，LS码具有另一个特性，即当两个码在同一个n个码片窗口同步时，两个不同地LS码的互相关为零。因此，正如在PCT/CN00/00028所述，存在大小为n个码片的零相关窗口。在此发明的上下文中，用术语无干扰窗口或IFW替代术语零相关窗口。
因此，当远程单元向基站传送经一组LS码调制的信号，这组LS码具有[-n，+n]的无干扰窗口，只要它们彼此在n个码片内到达接收基站，这些信号就彼此互不干扰，。这消除了来自同一远程单元的多径信号和来自不同远程单元的信号在无干扰窗口内到达时的符号间干扰和多址干扰。
在下文中，将使用LS码作正交扩频码的无线系统、信号、空中接口分别称为LS编码的无线系统、LS编码的信号和LS编码的空中接口。
在下文中，使用具有IFW特性的正交扩展码的无线系统、信号、空中接口分别称为IFW无线系统、IFW信号和IFW空中接口。
因为如PCT/CN00/00028所述的LS码IFW特性，到达接收机的任何LS编码的信号在特定的移动或固定发射机解相关后无干扰存在。这适合于从发射机反射的信号或来自另一个发射机的信号。这样，为了使多址干扰(MAI)和符号间干扰(ISI)最小，以及在LS编码的无线系统实现最佳的传输质量，必须满足两个条件：
1)发射信号的大部分能量必须落入预定的时间窗口。这表明最大延时扩展(或多径扩展)必须小于无干扰窗口。
2)使用LS码的两个移动终端的传输必须在IFW内彼此同步。
任何来自同一或不同移动终端的上行链路信号，如果基站没有在此窗口接收到，都会产生MAI和ISI，从而降低传输质量和系统容量。
尽我们所知，本发明包含第一种建议，适合使用无干扰窗口新概念的不同移动终端的无线传播条件。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种LS编码的空中接口可以适应不同移动终端的无线传播条件，特别是适应此环境的延时分布特性的方法。
本发明的另一个目的在于提供一种任何将不同的IFW分配给LS编码的无线系统小区内不同移动终端的方法。
本发明的另外的目的在于根据小区内每个移动终端最新的干扰特性自适应调整IFW的步骤和过程。
本发明涉及一种使IFW空中接口适应同一小区内不同移动终端的无线传播条件的方法。这首先利用LS编码的无线系统的特征来实现，其中给定大小的IFW与LS码有关。更大的IFW可以允许传输更大延时扩展的信号。但是，在IFW大小、可用的LS码数目，和最终系统容量之间有制约。IFW越大，可用的LS码的数目越小。因此将IFW限制到最小要求的值是有利的，这样可以更大数目的LS码用于传送用户业务。
在无线通信系统中，每个移动终端的无线传播条件随着它的位置和其它的因素改变而改变。这意味着能够实现可接受性能(例如误码率)的最小IFW随用户(或用户组)而改变。本发明提供了一种在LS编码的无线系统实现下面优点的方法和装置。
●支持同一小区的不同移动终端的不同IFW大小；
●根据用户经历的无线传播环境动态的选择移动终端的IFW；
●为每个移动终端提供选择和改变最佳IFW的过程。
此发明使不同的用户能够根据每个用户测量的无线传播特性来动态的适应IFW。从而使的系统容量更高，每个用户业务质量更好。
本发明是根据这样一种观点，即来自LS编码的无线系统的一个固定或移动发射机的传输信号可以由接收机用多个不同的方式与来自其它发射机的信号分离。例如分离可以这样实现：
-在时域，将发射机限制在特定的时隙发射；
-在空间域，利用自适应天线阵列以区分不同延时扩展区域；
-在频域，将不同的RF载波分配给具有不同延时特性的发射机；
-将不同的码分信道分配给属于不同延时扩展类型的移动设备。
根据本发明，该方法包括下面的步骤：
1.将空中接口划分为时域、空间域或频域的多个部分。每个部分支持不同的IFW。例如，在时域，可以通过将不同的IFW分配给不同的SF来实现。在空间域，可以通过将不同的IFW分配给不同方向的天线来实现。在频域，可以通过将不同的IFW分配给不同的载波来实现。
2.当移动终端请求无线信道资源时，IFW分配过程被执行，从而移动终端被分配无线资源，它支持最适于移动终端无线传播条件的IFW。
3.在移动终端的通信期间，网络一直估计移动终端的无线传播条件。如果无线传播环境发生改变，使得移动终端的干扰电平升高或降低，移动终端就被分配具有不同IFW的另一个无线资源。此过程称为IFW切换过程。
【附图说明】
此说明书的附图说明本发明的特定实施例，并和说明书一起用于解释，但不限制本发明的原理。
图1表示基于本发明优选实施例的LAS-2000帧结构，并说明此帧如何被分为子帧和时隙。
图2表示LS码生树并说明无干扰窗口和可用的LS码数目的关系。
图3表示将不同的IFW窗口分配给20ms的LAS-2000帧结构内不同的SF的一个例子，因此每个20ms子帧支持2个IFW。
图4表示将不同的IFW窗口分配给20ms的LAS-2000帧结构内不同的SF的一个例子，因此每个20ms子帧支持3个IFW。
图5表示当收到移动终端的信道资源请求时，执行IFW分配过程的步骤。
图6表示当在移动终端和网络之间建立话音呼叫或数据对话时，执行IFW切换的步骤。
【具体实施方式】
根据IFW无线系统的设计，系统可以配置成允许移动终端不同的干扰条件。在基于CDMA的蜂窝系统中，干扰可能源于多个方面。干扰的主要来源包括符号间干扰(ISI)、多址干扰(MAI)、邻小区干扰(ACI)和噪声。ISI是移动终端的同一传输的多条反射路径的存在而引起的。由于不同反射路径不等的时间扩散特性，同一传输的相邻符号彼此重叠并导致干扰。MAI是同一小区内不同移动终端的传输路径之间的干扰结果。已经知道难以设计能够同时很好克服ISI和MAI的编码。ACI是由于相邻信道或小区的移动终端的传输产生，而噪声是不属于所讨论的无线通信系统的来源产生的。
IFW无线系统具有一个特性在于如果属于相同或不同移动站的多条传输路径在给定n个码片的无干扰窗口内同步，则可以消除ISI和MAI。在本发明中，提供了一种使IFW适应移动终端ISI和MAI条件的方法，由此可以实现最佳的ISI和MAI特性，而不必的降低IFW无线系统的总容量。
图1描述了根据本发明优选实施例的LAS-2000(大区域同步)帧结构，并表示此帧如何进一步分为子帧和时隙。LAS-2000是与IS-2000兼容的IFW无线系统的一种工作模式。也存在其它的工作模式，例如与在UMTS标准定义的宽带CDMA兼容的宽带-LAS(W-LAS)。下面的说明书是基于LAS-2000表述的。但是，本发明的应用并不局限于LAS-2000。它可用于W-LAS和其它IFW无线系统工作模式。LAS-2000帧长20ms，并分为10个子帧(SF)。每个20ms帧包括24576个码片。第一个SF包括1545个码片并用于运载前向链路的广播和同步信道和反向链路的同步信道。剩余的9个SF，每个包括2559个码片，用于承载用户业务和其它的信令信道，例如公共控制信道和导频信道。
每个SF分成17个时隙(TSs)。TSO主要用于承载导频信道，它也可用于其它的目的。TS1到16用于运载用户业务以及信令信息。SF内TS具体的起始位置受所使用LA码的控制。
在发明人为李道本，发明名称为“一种扩频多址编码方法”的PCT申请PCT/CN98/00151中，公开了LA码。本发明利用PCT/CN98/00151所述的LA码，每个SF有一个(136，17，2259)LA码。此LA码包括具有2559码片周期的17个脉冲。每个LA脉冲相应于SF内的时隙。如前所述第一时隙可用作导频，剩余的16个时隙可用于运载用户数据或信令信息。每个TS运载一个LS码，LS码分成C和S两部分，每个64码片长。LS码内有两个4码片的空格，一个位于C成分之前，另一个位于C和S成分之间。
图2表示LS码产生树。可以看出在树的根部，有一对LS码，称为祖先。当树向下一层时，LS码的数目以及LS码的长度加倍。当根部的长度为2时，树的底层包含长度为128个码片(C和S成分一起)的128个LS码。树和子树的最小IFW依赖于在整个树内的选择。如果所有的LS码都可用于载波，IFW大小等于1个码片或[0，0]。当只使用128个LS码的一半，例如LS码1-64或LS码65-128时，IFW的最小长度增加到3个码片或[-1，+1]。类似的，如果只使用128个LS码的四分之一，LS码1-32、33-64、65-96或97-128，那么IFW的大小增加到7个码片或[-3，+3]。因此，在IFW之间和可用的LS码数目之间存在约束关系。
本发明提供了一种根据每个移动或固定发射机测量的延时扩展自适应的找到一组可用的LS码的方法。本发明依赖移动装置的多径传输特性分离它们。一种实现方式是在时域中首先将SF划分为两个组多组，其中每组与一个IFW有关，然后根据移动终端经历的无线传播条件将不同组的SF分配给不同的移动终端。正如以下优选实施例所述。
在本发明的一个优选实施例中，每个20ms帧运载每个LS码的两个话音信道。前四个SF用于运载一个话音信道，后四个SF用于承载另一个话音信道，SF9用于信令或其它的目的。然后有可能将不同的IFW分配给20ms帧的两个信道。在此情况下，SF1到4可以分配最大为128个LS码的1个码片的IFW，用于运载话音业务，SF5到8可以分配最大为64个LS码的3个码片的IFW，用于运载话音业务。如图3所示。
在图4所示的本发明的另一个实施例中，20ms的LAS-2000帧被分为3个数据帧(DF)，DF1、DF2和DF3。每个DF包括3个SF。在这种情况下，不同大小的IFW可以分配给不同的DF。例如，DF1可以分配1个码片的IFW，DF2可以分配3个码片的IFW，DF5可以分配7个码片的IFW。当分配信道资源时，移动终端根据无线传播条件分配DF。处于好的无线传播环境，即多条反射路径之间的延时扩展非常小的移动终端可以分配DF1。另一方面，在反射路径上经历高延时扩展的移动终端可以分配DF2或DF3。
注意IFW大小还受到其它设计参数的影响，例如LS码中C和S成分之间的空格。这里提到的IFW大小是给定可用LS码数目的最大可用大小。图3和4只表示了本发明的两个特定的实施例。其它的安排，例如将不同大小的IFW分配给每个SF或支持20ms帧内3个以上的IFW也是可能的，而且不包含在图3和4给出的例子中。
应当注意其它的方法可用于划分不同组的移动终端，这些移动终端显示不同的传播特性以便实现此专利覆盖的本发明。这种方法包括使用自适应天线阵列，利用测量的多径特性分离呈现不同多径特性的移动装置。因为来自发射机的信号可用这些天线分离，它们并不干扰属于不同多径特性的发射机组。具有一致延时特性的一组移动装置，根据这组发射机的延时扩展可使用最小的IFW。
其它的方法涉及动态分配给属于相似多路径特性组的不同的RF载波的应用，或使用正交码创建不同的发射机组，其可用最佳的IFW而不会有受到更宽延时扩展移动站干扰的风险。
使IFW适应每个移动终端的无线传播环境可通过两个其它的过程实现：IFW分配和IFW切换过程。在连接建立和资源分配期间执行IFW分配过程。估计移动终端最初的无线传播条件，然后移动装置被分配特定SF、发射机或载波(依赖特定的实施方式)的资源，它具有最适于移动终端传播条件的IFW。当移动终端的无线传播环境在通信对话期间发生改变时执行IFW切换过程。如果情况恶化而导致多径延时扩展增加，则移动终端可以切换到具有更大IFW的SF、发射机或载波。另一方面，如果条件改善使较小的IFW足以使移动终端干扰较低，则移动终端可以切换到具有更小IFW的SF、发射机或载波。通过这种方式，只在必要时才将更大的IFW分配给移动终端。这样就能更好的利用无线信道资源。下面更详细的描述IFW分配和IFW切换过程的优选实施例。
图5表示IFW分配过程的流程图。IFW分配过程包括三个步骤：资源请求、IFW决策、和资源分配。资源请求步骤从网络接收来自无线资源的移动终端的请求开始。它可以是用户发起呼叫时由移动装置产生的话音信道请求消息，或者是用户发起数据对话时移动终端产生的分组数据信道资源请求消息。另外，资源请求可由许多其它的原因发起，例如响应网络的轮询，这里不再详细描述了。
在IFW决策步骤期间，网络决定最适合移动终端当前无线传播环境的IFW。此步骤涉及用于估计移动终端信道传播条件的信道测量子步骤。IFW判定可以通过多种方式进行，包括，但不局限于(i)表查询过程，使信道条件与IFW值匹配，或(ii)最差情况分配过程，使移动装置总是分配最大可用的IFW。如果随后确定更小的IFW足可用于移动终端，则执行IFW切换过程以便再次为移动终端分配具有更小IFW的SF、发射机或载波。
一旦资源请求和IFW决策步骤完成则资源分配步骤开始。在此步骤，网络将信令消息发送给移动终端，指示分配给移动终端的资源。移动终端可以向网络发送确认并开始在分配的资源上传输。
精确的资源请求和资源分配过程依赖要使用的具体的无线通信标准。上述的说明书提供了对IFW分配过程如何在通用无线网中执行的一般观点。当新到资源已经被分配给移动终端并且移动终端开始利用分配的无线资源传输时执行IFW切换过程。图6表示IFW切换过程的流程图。此过程包括多个步骤：信道测量、IFW切换判决、IFW切换指示、和IFW切换执行。
信道测量步骤包括连续测量和信道条件的估计。对于前向链路，移动终端执行信道测量；然后测量结果发送给网络。对于反向链路，网络执行信道测量。
在每个测量周期后，网络进入IFW切换判决步骤。在此步骤，网络为移动终端确定正确的前向和反向链路IFW大小，并判断是否应当由移动终端执行IFW切换。注意根据网络，可以只为前向链路、反向链路或前向和反向链路执行IFW切换。另外，是否应当执行IFW切换依赖许多因素，包括，但不局限于，移动终端干扰情况的严重程度和信道的业务负荷。因此即使确定另一个不同的IFW更适合移动终端当前的干扰情况，也不能执行IFW切换。
如果需要IFW越区切换，网络进入IFW切换指示步骤。在此步骤，网络向移动终端指示应当执行IFW切换，并为移动终端提供所有相关的参数，例如新信道的标识、新发射机、或新载波，因此移动装置可以执行IFW切换。
最后一个步骤是当移动终端执行由网络指示的IFW越区切换时的IFW切换步骤。
显然，对本领域技术人员来说，对本发明可以进行各种修改用于小区选择方法，而不偏离本发明的范围和精神。本发明希望可覆盖落入权利要求及其等同范围内的本发明所提供系统和方法的修改与改变。此外，本发明覆盖此系统和方法的当前和新的应用。