宽带码分多址系统下行共享信道的信道码映射的方法 【技术领域】
本发明涉及码分多址系统中码字映射的方法，特别涉及一种下行信道地信道码映射方法。
背景技术
第三代移动通信系统基于码分多址(Code Division Multiple Access，简称“CDMA”)技术，在物理信道上，需要对数据进行扩频处理。宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)是第三代移动通信(the 3rd Generation，简称“3G”)三种主流标准的一种，它继承了现有的全球移动通信系统(Global Systems for Mobilecommunications，简称“GSM”)标准化程度高和开放性好的特点，与GSM网络有良好的兼容性和互操作性，是未来移动通信的发展趋势之一。
在WCDMA系统中，数据在发送前需要进行信道化操作，即通过与信道码相乘将每一个数据符号转换为若干码片，因此增加了信号的带宽，即扩展了信号的频谱。信道码是正交可变扩频因子(Orthogonal Variable SpreadingFactor，简称“OVSF”)码，用于保持用户不同信道之间的正交性。每一个数据符号转换的码片数称为扩频因子(Spreading Factor，简称“SF”)，即信道码的长度用SF来表示。SF的大小范围从4到512，但必须是2的整数幂。SF越小，每个数据符号转换的码片数越小，对应的带宽越大。
上述作为信道码的OVSF码可用如图1所示的码树定义。信道码定义为C(SF，k)，其中SF是扩频因子，k是码的序号，0≤k≤SF-1。码树的每一级定义长度为SF的信道码，每一个信道码字的最左边的值对应于最早发射的码片。
在WCDMA移动通信系统中，有一种信道可以被小区内的多个用户所共享，即所谓的下行共享信道(Downlink Shared Channel，简称“DSCH”)。该信道只在下行链路中才有，通过多个用户的共享，达到系统中码字复用、提高系统吞吐率的目的。
除了功率资源以外，使用共享信道的用户，实际上共享的是系统内分配给共享信道使用的信道码资源。分配给共享信道的信道码资源根据系统设计需求不同而不同，但只能小于系统中总的信道码资源。在一定的调度算法的控制下，使用共享信道的用户以时分、码分，或者时分结合码分的方式动态获得对某个信道码的使用权，然后利用获得的信道码进行数据传输。
调度算法决定了每一个使用共享信道的用户什么时候以多大的速率来传输数据。根据调度算法的调度结果，用户在不同时刻可以传输的数据是可变的，最快可以以10毫秒为单位进行变化。因此，调度算法对用户的速率调度，也就是把共享信道使用的信道码资源以动态的方式分配给使用共享信道的用户中的一部分或全部。其中，每个用户的传输格式组合集(TransportFormat Combination Set，简称“TFCS”)中保存该用户对应的传输格式组合(Transport Format Combination，简称“TFC”)信息，由这些信息可以确定用户所需要的带宽进而确定扩频因子SF的大小。最小扩频因子是对应用户每个TFC的所有扩频因子中的最小值，对应该最小扩频因子的TFC称为最大TFC。
对于一个使用共享信道的用户来说，在通信过程中使用的信道码是动态变化的，为了在接收端能够对信号进行正确接收，必须通过一定的方式来把不同速率和信道码之间的对应关系提前通知给接收方，在WCDMA系统中，这样的对应关系称为码字映射关系(code mapping)。
信道码映射是实现下行共享信道的一个关键技术。调度算法在进行数据调度时，除了每个用户的数据量、优先级以外，还需要考虑预先配置的信道码映射关系。因此，配置的信道码映射关系的好坏，在很大程度上影响了调度算法的性能，从而影响到系统的最大吞吐率，以及用户之间的公平性。
依据WCDMA协议规范中信道码映射的表示方法，根据不同的原则可以灵活的实现信道码映射。
在实际应用中，上述方案存在以下问题：在现有WCDMA协议规范中，只规定了信道码映射的表示方法，但并没有规定信道码映射的具体实现方法。由于对于WCDMA系统的信道码映射的实现大多还处于研发阶段，因此目前还没有一个实现码字映射的方法在公开的论文或期刊上发表。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种宽带码分多址系统下行共享信道的信道码映射的方法，使得在WCDMA系统中能够实现下行共享信道的信道码映射，在充分利用信道码资源的同时保证不同用户之间的公平性，实现系统的最大吞吐率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种宽带码分多址系统下行共享信道的信道码映射的方法，包含以下步骤：
A计算用户传输格式组合集中每个传输格式组合所需要的扩频因子的大小；
B根据所述计算的结果，获得所述用户所需要的最小扩频因子；
C根据所述最小扩频因子，在分配给所述共享信道的码树中选择根节点复用程度最低的分支；
D在所述被选择的分支中，将所述用户的每一个传输格式组合映射到合适的信道码。
其中，利用信道码复用系数表示信道码的复用程度；
当一个传输格式组合映射到一个信道码或者映射到该信道码的父码时，该信道码的复用系数提高1个单位。
所述步骤C包含以下几个子步骤：
C1获得新用户接入系统前所述码树中各信道码的复用系数；
C2在所述码树中，选择所有扩频因子等于所述最小扩频因子的信道码作为侯选信道码；
C3在所述侯选信道码中，选择具有最小复用系数的信道码；
C4将被选择的信道码所在的分支作为所述用户对应的分支，将该分支的根节点映射给所述用户的最大传输格式组合。
所述步骤D进一步包含以下子步骤：
D1将需要映射的所有传输格式组合按照扩频因子从小到大的顺序排序；
D2依次获取一个所述传输格式组合，判断该传输格式组合的扩频因子大小，如果较小则将该传输格式组合映射到所述用户对应分支上的一个信道码，以该信道码确定一个更小的分支，如果较大则将该传输格式组合映射到所述更小分支上的特定信道码。
所述步骤D2还进一步包含一下子步骤：
为传输格式组合选择所映射的信道码时，在所有可选的信道码中选择复用程度最低的一个信道码。
用直接映射到信道码上的传输格式组合的个数表示信道码的复用程度。
在所述步骤D中，尽可能地把一个用户的所有传输格式组合都映射到一个信道码分支上。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，本发明提出了信道码的最小复用原则，根据最小复用原则，尽量将一个用户的所有传输格式组合都映射到一个信道码分支上，由此在WCDMA系统中实现下行共享信道的信道码映射。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即首先，本发明方案尽量将一个用户的所有传输格式组合都映射到一个信道码分支上，因此更大限度地提高了分配给共享信道的信道码的利用效率；其次，对于每个用户，本发明方案均把复用系数最小的信道码映射给该用户，能够有效保持用户之间在使用信道码资源方面的公平性；第三，由于本发明提高了信道码的利用效率，因此为系统提供了更高的吞吐率和容量。
【附图说明】
图1为作为信道码的正交可变扩频因子码的码树定义；
图2为根据本发明的一个较佳实施例的在WCDMA系统中实现下行共享信道的信道码映射方法中信道码映射的示意图；
图3为根据本发明的一个较佳实施例的在WCDMA系统中实现下行共享信道的信道码映射方法的流程图；
图4为根据本发明的一个较佳实施例的利用最小复用原则确定用户在码树中对应的分支的子流程示意图。
【具体实施方式】
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明在WCDMA系统中实现下行共享信道的信道码映射方法基于最小信道码复用原则，在充分利用信道码资源的同时保证不同用户之间的公平性，实现系统的最大吞吐率。本发明的基本思路是，以信道码复用系数来描述用户对信道码的复用程度，在把一个TFC映射到码树中具有一定大小扩频因子的扩频码时，从侯选的码字中选择具有最小复用程度的码字。本发明采用信道码复用系数来表示用户对每个信道码的复用程度。
在本发明的一个较佳实施例中，信道码复用系数是指一个特定的码字被重复使用的次数，当一个TFC映射到该码字或者映射到该码字的父码时，该码字的复用系数都提高″1″个单位。
在本发明的另一个实施例中，信道码复用系数也可以定义为直接映射到一个特定的码字上面的TFC的个数。
下面结合本发明的一个较佳实施例来说明本发明方案。
在本发明的一个较佳实施例中，信道码映射的示意图如图2所示。
在某个时刻，小区内来自相同或不同用户的TFC1～TFC5分别映射到信道码1～5。对于信道码1来说，只有TFC1才会用到它；对于信道码2来说，虽然只有TFC2映射到它，但是因为信道码1是信道码2的父码，所以当TFC1在使用信道码1的时候信道码2也不能被其它用户使用。依次类推，得到不同信道码的复用系数如下表所示。 信道 码 TFC1 TFC2 TFC3 TFC4 TFC5 TFC6 信道码 复用系 数 1 √ 1 2 √ √ 2 3 √ √ √ 3 4 √ √ √ √ 4 5 √ 1 6 √ 1 7 √ √ 2
本发明所基于的最小复用原则，就是在侯选的信道码中选择一个具有最小复用系数的信道码。
在本发明的一个较佳实施例中，在WCDMA系统中实现下行共享信道的信道码映射方法的流程如图3所示。
首先进入步骤100，根据用户TFCS中的TFC信息，计算并获得每个TFC所需要的信道码的长度，即扩频因子的大小。其中，计算的方法依据WCDMA协议中关于传输信道复用和编码的相关内容来进行。
接着进入步骤200，在此步骤中，根据步骤100的计算结果获得该用户所需要的最小扩频因子。如背景技术中所述，最小扩频因子对应用户每个TFC的所有扩频因子中的最小值，对应最小扩频因子的TFC称为最大TFC。其中，如果有多个TFC都需要最小扩频因子，这几个TFC都可以看作是最大TFC。接着进入步骤300。
在步骤300中，根据用户需要的最小扩频因子，利用最小复用原则确定该用户在码树中对应的分支。更具体的说，步骤300还可以分为以下几个子步骤，在本发明的一个较佳实施例中，利用最小复用原则确定该用户在码树中对应的分支的流程图如图4所示。
首先进入步骤310，获得新用户接入系统前码树中各信道码的复用系数；接着进入步骤320，在分配给共享信道的码树中，把扩频因子等于最小扩频因子的信道码都作为侯选的信道码；接着进入步骤330，在侯选的信道码中，选择一个具有最小复用系数的信道码；接着进入步骤340，将被选择的信道码所在的分支作为该用户对应的分支，将该分支中扩频因子最小的信道码，即分支的根映射给该用户的最大TFC。
完成上述步骤300后，接着进入步骤400，根据最小复用原则，选择合适的信道码映射给用户的其它TFC。熟悉本领域的技术人员可以理解，为了提高信道码的利用效率，应该尽可能的把一个用户的所有TFC都映射到一个分支上。在本发明的一个较佳实施例中，采用一种简单的方法来实现步骤400，按照TFC对应的扩频因子的大小，先把对应小的扩频因子的TFC映射到该用户对应分支上的某个信道码，这个信道码就确定了一个更小的分支，然后把对应大的扩频因子的TFC映射到这个更小分支上的特定信道码。重复这样的步骤，直到把用户的所有TFC都映射到特定的码字。
通过上述步骤，在WCDMA系统中实现下行共享信道的信道码映射。
熟悉本领域的技术人员可以理解，如果有多个TFC都需要最小扩频因子，即有多个最大TFC，对于每个最大TFC，在步骤300中，根据用户需要的最小扩频因子，利用最小复用原则确定每个最大TFC在码树中对应的分支。这些分支的组合作为用户在码树中对应的分支，不影响本发明的实现。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。