在支持P2P模式的通信体系中用于消除P2P干扰的方法和装置.pdf

一种由一个网络系统执行的用于消除P2P通信干扰的方法，包括步骤：根据欲建立P2P(点到点)链接的两个用户终端所驻留小区及其邻近小区的码组使用信息，确定冗余码组信息；检测两个用户终端与驻留小区及其邻近小区中的其他正处于通信状态的各个激活用户终端之间的相对位置；若根据该相对位置，两个用户终端中的至少一个用户终端与该至少一个激活用户终端之间会产生无线干扰，则进一步确定该用户终端与该激活用户终端是否分配在同一时隙；若该用户终端与该激活用户终端分配在同一时隙中，则从该冗余码组信息中选择一个扰码分配给该两个用户终端，以使得该两个用户终端使用该扰码对在这两个用户终端之间传送的P2P信号进行扰码处理。

1、  一种由一个网络系统执行的用于消除P2P通信干扰的方法，包括步骤：
(a)根据欲建立P2P(点到点)链接的两个用户终端所驻留小区及其邻近小区的码组使用信息，确定冗余码组信息；
(b)从该冗余码组信息中选择一个扰码分配给该两个用户终端，以使得该两个用户终端使用该扰码对在这两个用户终端之间传送的P2P信号进行扰码处理。

2、  如权利要求1所述的方法，还包括步骤：
(i)检测所述两个用户终端与所述驻留小区及其邻近小区中的其他正处于通信状态的各个激活用户终端之间的相对位置；
(ii)若根据该相对位置，所述两个用户终端中的至少一个用户终端与该至少一个激活用户终端之间会产生无线干扰，则进一步确定该用户终端与该激活用户终端是否分配在同一时隙；
其中，若该用户终端与该激活用户终端分配在同一时隙中，则执行所述步骤(b)。

3、  如权利要求2所述的方法，其中步骤(a)包括：
(a1)接收由所述两个用户终端发送的所述驻留小区及其邻近小区的码组使用信息；
(a2)根据所述码组使用信息，确定所述冗余码组信息。

4、  如权利要求2所述的方法，其中步骤(a)包括：
根据预先分配给所述驻留小区及其邻近小区的码组使用信息，确定冗余码组信息。

5、  如权利要求2所述的方法，其中步骤(i)包括：
检测所述两个用户终端是否位于所述各个激活用户终端的无线范围之内；
检测所述各个激活用户终端是否位于所述两个用户终端的无线范围之内。

6、  如权利要求2所述的方法，还包括步骤：
(c)当P2P通信结束时，回收所述扰码。

7、  一种由一个用户终端执行的用于消除P2P通信干扰的方法，包括步骤：
(A)通过小区搜索过程，得到该用户终端所驻留小区的码组使用信息；
(B)通过邻近小区搜索过程，读取邻近小区的码组使用信息；
(C)将该用户终端所驻留小区及其邻近小区的码组使用信息发送给网络系统。

8、  如权利要求7所述的方法，还包括步骤：
(D)接收所述网络系统分配的一个扰码，该扰码是所述网络系统根据所述码组使用信息、从该网络系统确定的冗余码组信息中选出而分配给该用户终端的。

9、  如权利要求8所述的方法，还包括步骤：
(E1)使用该扰码对该用户终端欲发送的P2P信号进行扰码处理；
(F1)向一个与该用户终端建立了P2P链接的另一用户终端，发送该经扰码处理后的P2P信号。

10、  如权利要求8或9所述的方法，包括步骤：
(E2)接收来自一个与该用户终端建立了P2P链接的另一用户终端发送的经过扰码处理的P2P信号，其中该经过扰码处理的P2P信号是该另一用户终端使用所述网络系统分配的一个扰码进行加扰的；
(F2)利用该用户终端分配到的所述扰码，对所收到的该经过扰码处理的P2P信号进行解扰，以获取来自所述另一用户终端的信息。

11、  一种能够消除P2P通信干扰的网络系统，包括：
一个第一确定单元，用于根据欲建立P2P(点到点)链接的两个用户终端所驻留小区及其邻近小区的码组使用信息，确定冗余码组信息；
一个选择单元，用于从该冗余码组信息中选择一个扰码分配给该两个用户终端，以使得该两个用户终端使用该扰码对在这两个用户终端之间传送的P2P信号进行扰码处理。

12、  如权利要求11所述的网络系统，还包括：
一个检测单元，用于检测所述两个用户终端与所述驻留小区及其邻近小区中的其他正处于通信状态的各个激活用户终端之间的相对位置；
一个第二确定单元，用于根据该相对位置，当所述两个用户终端中的至少一个用户终端与该至少一个激活用户终端之间会产生无线干扰时，进一步确定该用户终端与该激活用户终端是否分配在同一时隙；
所述选择单元，用于当该第二确定单元确定该用户终端与该激活用户终端分配在同一时隙中时，从该冗余码组信息中选择所述扰码。

13、  如权利要求12所述的网络系统，还包括：
一个接收单元，用于接收由所述两个用户终端发送的所述驻留小区及其邻近小区的码组使用信息；
所述第一确定单元，根据所述码组使用信息，确定所述冗余码组信息。

14、  如权利要求12所述的网络系统，其中所述第一确定单元，根据预先分配给所述驻留小区及其邻近小区的码组使用信息，确定冗余码组信息。

15、  如权利要求12所述的网络系统，其中所述检测单元，用于检测所述两个用户终端是否位于所述各个激活用户终端的无线范围之内，和检测所述各个激活用户终端是否位于所述两个用户终端的无线范围之内。

16、  一种用户终端，包括：
一个获取单元，用于通过小区搜索过程，得到该用户终端所驻留小区的码组使用信息；
一个读取单元，用于通过邻近小区搜索过程，读取邻近小区的码组使用信息；
一个发送单元，用于将该用户终端所驻留小区及其邻近小区的码组使用信息发送给网络系统。

17、  如权利要求16所述的用户终端，还包括：
一个接收单元，用于接收所述网络系统分配的一个扰码，该扰码是所述网络系统根据所述码组使用信息、从该网络系统确定的冗余码组信息中选出而分配给该用户终端的。

18、  如权利要求17所述的用户终端，还包括：
一个加扰单元，用于使用该扰码对该用户终端欲发送的P2P信号进行扰码处理；
所述发送单元，向一个与该用户终端建立了P2P链接的另一用户终端，发送该经扰码处理后的P2P信号。

19、  如权利要求17或18所述的用户终端，其中，所述接收单元，接收来自一个与该用户终端建立了P2P链接的另一用户终端发送的经过扰码处理的P2P信号，该经过扰码处理的P2P信号是该另一用户终端使用所述网络系统分配的一个扰码进行加扰的，该用户终端还包括：
一个解扰单元，用于利用该用户终端分配到的所述扰码，对所收到的该经过扰码处理的P2P信号进行解扰，以获取来自所述另一用户终端的信息。

在支持P2P模式的通信体系中 用于消除P2P干扰的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于TDD CDMA(时分双工码分多址)通信体系中的通信方法和装置，尤其涉及一种在支持P2P模式的通信体系中用于消除P2P干扰的方法和装置。
技术背景
在常规的蜂窝移动通信系统中，不管进行通信的两个用户终端之间的距离远近如何，用户终端必须通过基站的中继才能和另外一个用户终端进行通信。图1显示了这种常规的通信模式，用户终端UE1和UE2通过由基站收发信机(节点B)和无线网络控制器(RNC)构成的通用移动通信系统地面无线接入网(UTRAN)交互信息，这种通信模式也称为上行-基站-下行(UP-UTRAN-DOWN)模式。但是在某些情况下，当位于同一小区的两个用户相距很近时，它们进行直接通信而不用基站中继/转发应当是一种更合理的方法。这种方法就是所谓的点到点对等通信，简称P2P。
图2显示了一种P2P通信模式。如图2所示，虚线表示信令链接，实线表示数据链接，箭头表示信息流动的方向。在通用移动通信系统地面无线接入网(UTRAN)和用户终端(移动终端)之间只存在信令链接，而在两个正在通信的用户终端之间只存在数据链接。假设只需要资源来维持基本的通信，把一个直接链接作为一种无线资源单元(具有固定频率、时隙以及扩频码)，很容易推断出P2P通信模式仅需两个无线资源单元就能维持基本的通信。如果忽略一些额外的监控信令开销，与常规的通信模式相比，P2P通信能节省几乎50％的无线资源；同时，由于UTRAN仍然能够保持对P2P通信的控制，特别是保持对无线资源使用的控制，从而使得网络运营商，能够方便地对P2P通信所使用的无线资源进行计费。
时分双工(TDD)空中接口是在通信领域中被普遍认为能够比较灵活地适应上行和下行链路不同业务要求的一种通信标准。在采用TDD通信模式的第三代通信体系中，TD-SCDMA通信体系，由于在上行和下行链路通信中使用同样载频所带来的用户终端射频模块的简化，成为更适合将P2P通信与常规通信模式相结合的一种理想的通信体系。
在2003年3月7日递交的申请人为皇家飞利浦电子股份有限公司、申请号为03119892.9的题目为“无线通信网络中建立点到点对等通信的方法和装置”的专利申请文件中，提出了一种在无线通信网络中建立点到点对等通信的方法和装置，该方法和装置适用于包括TD-SCDMA系统在内的任何TDD CDMA通信系统，在此以插入的方式，加入该申请披露的内容。
在2003年3月7日递交的申请人为皇家飞利浦电子股份有限公司、申请号为03119895.3的题目为“无线通信网络中点到点对等通信无线链接建立和保持的方法与装置”的另一件专利申请文件中，提出了一种在无线通信网络中建立和保持点到点对等通信无线链接的方法和装置，该方法和装置适用于包括TD-SCDMA系统在内的任何无线通信系统，在此以插入的方式，加入该申请披露的内容。
当用户终端以与现有TD-SCDMA相同的随机接入过程，与UTRAN建立上行链路同步后，可以按照上述申请号为03119892.9的申请案中描述的方法和装置，在该用户终端与另一用户终端之间建立P2P的直接链接，即：对进行P2P通信的两个用户终端分配相应的专用资源；然后，按照上述申请号为03119895.3的申请中描述的方法和装置，可以建立和保持在这两个用户终端之间的P2P链接，以使两个用户终端能够在其分配的时隙中分别接收和发送P2P信号，从而实现在两个用户终端之间的P2P通信。
然而，由于P2P通信的引入，改变了常规TD-SCDMA通信体系中的UP-UTRAN-DOWN通信模式，因此，当常规链接与P2P链接共享相同的时隙时，常规上行链路和/或下行链路通信将会与P2P链路中的通信产生相互干扰，这将严重地降低采用P2P通信模式的TDDCDMA通信体系的性能。
图3示出了在TD-SCDMA体系中，由于引入P2P通信有可能带来的各种干扰。如图中所示，由于从用户终端A发送到用户终端B的信号S2与从用户终端C发送到基站B的信号S1共享相同的上行时隙，因此，若用户终端B位于用户终端C的无线范围之内，当用户终端B在该上行时隙中接收信号时，用户终端B不仅可以接收到来自用户终端A的P2P信号，而且还可以接收到来自用户终端C的无线信号，此时用户终端C发送的信号S1对于用户终端B而言就变成了干扰信号I1，用户终端A发送的信号S2对于基站而言就变成了干扰信号I2。同理，若用户终端C位于用户终端B的P2P无线范围之内，则当用户终端B发送到用户终端A的信号S4与从基站B发送到用户终端C的信号S3共享相同的下行时隙时，信号S4对于用户终端C而言变成了干扰信号I4，信号S3对于用户终端A而言变成了的干扰信号I3。此外，当进行P2P通信地用户终端A和/或用户终端B与另一对正在进行P2P通信的用户终端D和/或用户终端E之间由于共享同一时隙而产生相互无线干扰时，还存在着干扰信号I5和I6。
关于上述干扰信号I2，在2003年3月7日递交的申请人为皇家飞利浦电子股份有限公司、申请号为03119894.5的题目为“无线通信网络中点到点对等通信的上行链路同步保持的方法和装置”的专利申请中，以及2003年5月19日递交的申请人为皇家飞利浦电子股份有限公司、申请号为03123738.X的题目为“无线通信网络中点到点对等通信的上行链路同步保持的方法和装置”的另一份专利申请中，分别详细地描述了两种消除干扰信号I2的方法和装置，在此以插入的方式，加入这两份申请披露的内容。
关于上述干扰信号I3，在2003年4月11日递交的申请人为皇家飞利浦电子股份有限公司、申请号为03110415.0的题目为“在TDDCDMA通信体系中支持P2P通信的方法和装置”的另一件专利申请文件中，提出了一种消除干扰信号I3的方法和装置，在此以插入的方式，加入该申请披露的内容。
关于上述干扰信号I1、I4、I5和I6，在2003年5月19日递交的申请人为皇家飞利浦电子股份有限公司、申请号为03123740.1的题目为“在TDD CDMA通信体系中支持P2P通信的方法和装置”的另一件专利申请文件中，提出了一种消除干扰信号I1、I4、I5和I6的智能动态信道分配方法和装置，在此以插入的方式，加入该申请披露的内容。
这种智能动态信道分配方法的基本原理是：当经由P2P链路进行P2P通信的用户终端位于其它用户终端的无线范围内或其它用户终端位于经由P2P链路进行P2P通信的用户终端的无线范围内时，使用智能动态信道分配方法为这些用户终端分配不同的时隙，以避免由于共享同一时隙带来的上述干扰信号I1、I4、I5和I6。
然而，按照通信协议的规定，在一个TD-SCDMA子帧中只有7个时隙，而且这7个时隙中还有一个时隙必须用于下行链路公共控制信道，因此每个子帧实际可用的时隙只有6个。假设当两个用户终端进行P2P通信时，它们的P2P链路需要占用两个不同的时隙，则按照上述智能动态信道分配的方法，在进行P2P通信的两个用户终端的无线范围内，只能再有两对P2P用户终端建立两对P2P链路(使用4个不同的时隙)。在一些情况下，例如在热点地区(hot spots)，上述的智能动态信道分配方法，有可能不能满足实际的需求，尤其当P2P无线范围扩大时，采用上述智能动态信道分配方法还有可能使得P2P的应用受到一定的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种在支持P2P模式的通信体系中用于消除P2P干扰的方法和装置，利用该方法和装置可以有效地降低在TDDCDMA通信体系中引入P2P通信模式所带来的上述干扰信号I1、I4、I5和I6。
本发明的另一目的是提供一种在支持P2P模式的通信体系中用于消除P2P干扰的方法和装置，利用该方法和装置还可以有效地降低在TDD CDMA通信体系中引入P2P通信模式所带来的上述干扰信号I2和I3。
按照本发明的一种由一个网络系统执行的用于消除P2P通信干扰的方法，包括步骤：根据欲建立P2P(点到点)链接的两个用户终端所驻留小区及其邻近小区的码组使用信息，确定冗余码组信息；检测所述两个用户终端与所述驻留小区及其邻近小区中的其他正处于通信状态的各个激活用户终端之间的相对位置；若根据该相对位置，所述两个用户终端中的至少一个用户终端与该至少一个激活用户终端之间会产生无线干扰，则进一步确定该用户终端与该激活用户终端是否分配在同一时隙；若该用户终端与该激活用户终端分配在同一时隙中，则从该冗余码组信息中选择一个扰码分配给该两个用户终端，以使得该两个用户终端使用该扰码对在这两个用户终端之间传送的P2P信号进行扰码处理。
按照本发明的一种由一个用户终端执行的用于消除P2P通信干扰的方法，包括步骤：通过小区搜索过程，得到该用户终端所驻留小区的码组使用信息；通过邻近小区搜索过程，读取邻近小区的码组使用信息；将该用户终端所驻留小区及其邻近小区的码组使用信息发送给网络系统；接收所述网络系统分配的一个扰码，该扰码是所述网络系统根据所述码组使用信息、从该网络系统确定的冗余码组信息中选出而分配给该用户终端的；并利用该扰码对欲发送的P2P信号或接收的P2P信号进行扰码处理。

附图简述
图1是在常规通信模式中两个用户终端经由基站的中继进行通信的示意图；
图2是在两个用户终端之间采用P2P通信模式的示意图；
图3是在TD-SCDMA系统中，引入P2P通信模式带来的各种干扰信号的示意图；
图4是TD-SCDMA体系中码组分配的示意图；
图5是TD-SCDMA体系中扰码的自相关和互相关特性示意图；
图6是本发明的利用扰码消除P2P干扰的方法在两个用户终端UE1、UE2与UTRAN之间执行的示意图；
图7是本发明的利用扰码消除P2P干扰的用户终端UE1、UE2和UTRAN的硬件组成。
发明详述
本发明的用于消除P2P干扰的方法，利用了P2P用户终端驻留的小区及其邻近小区未使用的扰码(Scrambling Code)，对欲发送的P2P信号进行加扰，以通过扰码的良好的自相关特性(auto-correlation)和互相关特性(cross-correlation)，消除引入P2P通信所带来的干扰信号。
在下文中，将以TD-SCDMA系统为例，首先对本发明所采用的扰码及其自相关和互相关特性作一简单介绍。
扰码，是一组长度固定的数字序列(如TD-SCDMA系统中采用的长度为16的扰码序列)。对数据进行扰码处理，是在数据符号经过扩频处理之后，将扰码序列与扩频处理后的数据进行逐码片的乘法运算。与扩频处理不同的是，扩频处理(也作信道化操作)扩展了信号的带宽，用于区分不同的用户(码分信道)；而扰码处理不会影响信号的带宽，对数据进行扰码处理是为了标识信号的小区属性。
在TD-SCDMA系统中，共定义了128个扰码，这些扰码与32个SYNC-DL码(下行链路同步码)、256个SYNC-UL码(上行链路同步码)和128个Midamble码(训练序列码)一起，被分成32个码组，每个码组由1个SYNC-DL码、8个SYNC-UL码、4个Midamble码和4个扰码组成，如附图4所示。不同的邻近小区将使用不同的码组。对于一个用户终端来说，只要确定了小区使用的SYNC-DL码，也就知道了该小区使用哪些SYNC-UL码、Midamble码和扰码。
在TD-SCDMA系统中，用户终端是通过小区搜索过程得到小区的码组使用信息的。首先，用户终端利用匹配滤波器在DwPTS(下行导频时隙)时隙搜索下行同步码SYNC-DL；然后，根据SYNC-DL码，用户终端确定该小区使用的码组，即：该小区分配到的8个SYNC-UL码、4个Midamble码和4个扰码。
在小区搜索阶段，用户终端不仅可以通过上述方法获取该用户终端所驻留小区的码组使用信息，而且通过读取广播信道BCH上的系统信息广播，用户终端还可以得到邻近小区的码组使用信息。
由于每个小区中基站和用户终端的发射功率有限，所以驻留在一个小区中的用户终端最多只能收到所驻留小区和邻近小区中传送的无线信号，因此，若使用驻留小区及其邻近小区所分配的码组以外的冗余码组中的扰码，对用户终端欲发送的P2P信号进行扰码处理，则不会给驻留小区或邻近小区的通信带来太大影响。
本发明采用除了用户终端驻留小区及其邻近小区分配的码组以外的冗余码组中的扰码，对用户终端欲发送的P2P信号进行扰码处理，从而有效地消除上述的干扰信号I1、I4、I5和I6。
扰码之所以能够用于区分不同小区的信号，并用于本发明的识别用于终端所发送的P2P信号，缘于扰码良好的自相关和互相关特性。在附图5中，以TD-SCDMA体系中的扰码0(属于码组1)和扰码4(属于码组2)为例，示出了隶属不同码组的扰码的自相关和互相关特性。从图中可以看到，除了信道化码的扩频增益外，扰码在降低不期望信号的数值方面，也发挥着重要作用。
例如：以同步精度范围从-1码片到1码片、同步精度步长0.125码片为例，经过扰码处理的信号在用户终端的相关器中的自相关输出如表1所示。从该表1中可以看出，当期望信号与干扰信号完全同步到达用户终端时，该期望信号自相关输出的增益为16，而当期望信号与干扰信号到达用户终端的同步精度为1/4(0.25)码片时，该期望信号自相关输出的增益为10.75。
而经过扰码处理的信号在用户终端的相关器中的互相关输出如表2所示。从该表2中可以看出，当期望信号与干扰信号完全同步到达用户终端时，该干扰信号互相关输出的增益为0，而当期望信号与干扰信号到达用户终端的同步精度为1/4(0.25)码片时，该干扰信号互相关输出的增益为0.25-0.75。
表1：经过扰码处理的信号在相关器中的自相关输出