專利名稱：多用戶系統(tǒng)的訓(xùn)練序列分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多用戶系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)上行同步過程中的多用戶訓(xùn)練序列分配方法，該方法能夠在多用戶上行同步過程中實(shí)現(xiàn)合理的訓(xùn)練序列分配以可靠的消除多用戶干擾失真。
背景技術(shù)：
多用戶系統(tǒng)中的上行鏈路的載波頻偏估計(jì)非常困難，尤其當(dāng)多用戶采用全復(fù)用傳輸方式的時(shí)候。這是因?yàn)樯闲袀鬏斨胁煌脩?移動(dòng)節(jié)點(diǎn))使用不同振蕩器，使得這些振蕩器的中心頻率有可能各不相同；同時(shí)，由于不同用戶的移動(dòng)速度不同，從而產(chǎn)生不同的多普勒頻移。以上兩種原因?qū)?dǎo)致不同用戶相對(duì)于同一個(gè)基站具有不同的載波頻偏。當(dāng)基站進(jìn)行上行同步時(shí)，不同用戶發(fā)送的不同訓(xùn)練序列之間的干擾失真有可能導(dǎo)致某些用戶同步的失效。
現(xiàn)存很多經(jīng)典的算法，用來進(jìn)行下行同步。這些算法分別在下述參考文獻(xiàn)[1]-[7]所提及[1]J.-J.van de Beek and M.Sandell，“ML estimation of time and frequencyoffset in OFDM systems，”IEEE Trans.Signal Processing.，vol.45，pp.1800-1805，July 1997；[2]H.Nogami and T.Nagashima，“A frequency and timing period acquisitiontechnique for OFDM system，”Personal，Indoor and Mobile Radio Commun.(PIMRC)，pp.1010-1015，September 27-29，1995；[3]M.Morelli and V.Mengali，″An improved frequency offset estimator forOFDM applications，″IEEE Commun.Lett.，vol.3，pp.75-77，March 1999；[4]T.Keller and L.Piazzo，“Orthogonal Frequency Division MultiplexSynchronization Techniques for Frequency-Selective Fading Channels，”IEEEJournal on Selected Areas in Communications，vol.19，No.6，pp.999-1008，June2001；[5]T.M.Schmidl and D.C.Cox，“Robust Frequency and TimingSynchronization for OFDM，”IEEE Trans.Comm.，vol.45，pp.1613-1621，December 1997；[6]P.H.Moose，“A technique for orthogonal frequency division multiplexingfrequency offset correction，”IEEE Trans.Comm.，vol.42，pp.2908-2914，October1994；[7]Z.Zhang and M.Zhao，″Frequency offset estimation with fast acquisitionin OFDM system，″IEEE Commun.Lett.，vol.8，pp.171-173，Mar.2004。
當(dāng)這些算法用于上行同步時(shí)，全復(fù)用的傳輸方式將導(dǎo)致某些同步算法的失效。
由于不同用戶發(fā)送的訓(xùn)練序列之間的干擾失真有可能導(dǎo)致某些用戶上行同步的失效，因而，在上行同步系統(tǒng)中，提供高性能的多用戶干擾失真消除技術(shù)是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決多用戶系統(tǒng)上行同步過程中由于多個(gè)用戶所發(fā)送的訓(xùn)練序列疊加在一起時(shí)相互之間的干擾失真造成的同步失效的問題，本發(fā)明提供一種新的訓(xùn)練序列分配方法以可靠的消除上行同步過程中的多用戶干擾失真。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種多用戶系統(tǒng)的訓(xùn)練序列分配方法，其用于基站為新接入的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分配訓(xùn)練序列以及為當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練序列的優(yōu)化再分配。該基站中設(shè)置有一CID表和AUR表，CID表用來存儲(chǔ)基站中所有可用的訓(xùn)練序列類型以及不同類型訓(xùn)練序列之間的CID，AUR表用來存儲(chǔ)當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息。
該方法包括以下步驟第一步驟，基站接收到一個(gè)新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的接入請(qǐng)求，并為其預(yù)先設(shè)置一個(gè)CID門限；第二步驟，查找CID表，基于分配給新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列對(duì)所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的干擾失真最小的原則，為該新接入節(jié)點(diǎn)預(yù)先分配一類訓(xùn)練序列，使其變成活躍節(jié)點(diǎn)；
第三步驟，接收到新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的預(yù)先分配的訓(xùn)練序列，進(jìn)行時(shí)間同步和載波頻偏估計(jì)；第四步驟，查找CID表和AUR表，基于分配給新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列對(duì)所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的干擾失真最小的原則，為該新接入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練序列的優(yōu)化再分配。
進(jìn)一步，上述第二步驟具體包括步驟將CID表中所有訓(xùn)練序列類型存儲(chǔ)到一個(gè)集合中，該集合中的所有訓(xùn)練序列類型均為新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的備選訓(xùn)練序列類型；借助于CID表，判斷該集合中的每個(gè)訓(xùn)練序列是否與所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)所使用的訓(xùn)練序列的CID值都小于新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的CID門限，并將不小于CID門限的訓(xùn)練序列從該集合中除去；判斷集合是否為空，如果為空，則結(jié)束分配，如果非空，則查找其中與所有活躍節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列的CID的均方根最小的訓(xùn)練序列；將查找到的訓(xùn)練序列分配給該新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，并刷新AUR表。
其中，AUR表用來存儲(chǔ)當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)已分配的訓(xùn)練序列以及時(shí)偏。并且，在第三步驟進(jìn)行時(shí)間同步和載波頻偏估計(jì)時(shí)，得到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的時(shí)偏和頻偏。
在上述第四步驟中，查找AUR表，檢索當(dāng)前所有活躍節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列以及時(shí)偏，判斷新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所分配的訓(xùn)練序列和其他的活躍節(jié)點(diǎn)所分配的訓(xùn)練序列的CID是否超過移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所預(yù)設(shè)的CID門限。如果不超過CID門限，繼續(xù)使用新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前分配的訓(xùn)練序列并刷新AUR表，結(jié)束分配。如果其中一個(gè)或多個(gè)活躍節(jié)點(diǎn)超過CID門限，則對(duì)該新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所使用的訓(xùn)練序列進(jìn)行更新優(yōu)化再分配。
所述的訓(xùn)練序列優(yōu)化再分配包括步驟(a)將CID表中的所有訓(xùn)練序列，除新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)使用的訓(xùn)練序列外，均存入一集合；(b)找出該集合中與所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列的CID的均方根最小的訓(xùn)練序列，并判斷該找出的訓(xùn)練序列和其他的活躍節(jié)點(diǎn)所分配的訓(xùn)練的CID是否超過移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所預(yù)設(shè)的CID門限。
如果不超過CID門限，則將找出的訓(xùn)練序列分配給新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)以取代原來分配的訓(xùn)練序列，并刷新AUR表，結(jié)束分配。
如果其中一個(gè)或多個(gè)活躍節(jié)點(diǎn)超過CID門限，則從該集合中刪除當(dāng)前找出的訓(xùn)練序列，并判斷集合是否為空。
如果集合為空，則原來分配給新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列不變，刷新AUR表，結(jié)束分配。
如果集合不為空，重新執(zhí)行步驟(b)以找出一個(gè)滿足該CID門限要求的訓(xùn)練序列。
本發(fā)明的有益效果是，該訓(xùn)練序列分配方法能保證每個(gè)新接入基站的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分配訓(xùn)練序列后對(duì)當(dāng)前所有的活躍節(jié)點(diǎn)的干擾失真有效的控制在一定范圍內(nèi)；同時(shí)在正常通信過程中，能夠?qū)γ總€(gè)活躍節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練序列優(yōu)化再分配，從而進(jìn)一步降低該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)其他活躍節(jié)點(diǎn)的干擾，從全局角度使得接入該基站的所有用戶的訓(xùn)練序列達(dá)到最優(yōu)化。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是上行同步過程中基站接收到的、由不同移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的訓(xùn)練序列之間相互干擾的示意圖。
圖2是本發(fā)明上行同步的流程圖，其包括一個(gè)新的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接入基站時(shí)的初始化過程，以及初始化結(jié)束該新接入的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)變成活躍節(jié)點(diǎn)后基站對(duì)其進(jìn)行的激活跟蹤過程。
圖3給出了一個(gè)新的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接入時(shí)基站進(jìn)行初始化以及訓(xùn)練序列的分配過程。
圖4表示兩個(gè)訓(xùn)練序列A和B的CID計(jì)算過程的流程圖。
圖5表示當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A變?yōu)榛钴S節(jié)點(diǎn)后，基站利用接收到的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A發(fā)送的訓(xùn)練序列進(jìn)行時(shí)間同步和載波頻偏估計(jì)以及對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的訓(xùn)練序列進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化再分配的過程。
圖6給出了本發(fā)明訓(xùn)練序列分配方案的性能仿真圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要致力于解決多用戶系統(tǒng)上行同步過程中由于多用戶發(fā)送的不同訓(xùn)練序列相互疊加相互干擾而造成同步以及載波頻偏估計(jì)失效的問題。本發(fā)明提供了一種上行同步過程中的多用戶訓(xùn)練序列之間的疊加干擾失真消除技術(shù)。
為了更清楚的理解本發(fā)明，這里將首先引入關(guān)鍵干擾距離(CriticalInterference Distance，CID)這個(gè)概念。由于在多用戶系統(tǒng)上行鏈路中，特別是在采用全復(fù)用傳輸方式的多用戶系統(tǒng)上行鏈路中，基站進(jìn)行上行同步時(shí)，不同用戶的訓(xùn)練序列可能發(fā)生如圖1所示的重疊，進(jìn)而產(chǎn)生干擾。
假設(shè)訓(xùn)練序列的長(zhǎng)度均為N，重疊部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，非重疊部分為(N-L)。通常，當(dāng)非重疊部分的長(zhǎng)度(N-L)大于或者等于某一數(shù)值時(shí)，由兩個(gè)不同用戶發(fā)至同一基站的訓(xùn)練序列可以分別由基站檢測(cè)出，并進(jìn)行各自的同步處理，此時(shí)，不同訓(xùn)練序列之間的干擾可以消除。然而，當(dāng)非重疊部分的長(zhǎng)度(N-L)小于上述某一數(shù)值時(shí)，由不同用戶發(fā)至同一基站的訓(xùn)練序列不能分別由該基站檢測(cè)出，因此，基站無法對(duì)其進(jìn)行同步處理，從而導(dǎo)致同步失效，造成時(shí)間同步和載波頻偏估計(jì)的錯(cuò)誤。
因此，為了簡(jiǎn)明的描述本發(fā)明，我們將上述的數(shù)值定義為關(guān)鍵干擾距離(或者臨界干擾距離)，即，可以消除不同訓(xùn)練序列由于重疊所引起干擾時(shí)的最小非重疊長(zhǎng)度(N-L)min，下文中將其稱為“CID”。
圖2是本發(fā)明上行同步的流程圖，其包括一個(gè)新的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接入基站時(shí)的初始化過程，以及初始化結(jié)束該新接入的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)變成活躍節(jié)點(diǎn)(ActiveUser)后基站對(duì)其進(jìn)行的激活跟蹤過程。
在初始化過程中，首先，基站接收到一個(gè)新的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的接入請(qǐng)求(步驟S201)，其后，基站開始對(duì)該新接入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化(步驟S202)。在步驟S202中，該初始化包括為該新接入節(jié)點(diǎn)預(yù)先分配一類訓(xùn)練序列。
一般而言，一個(gè)同步系統(tǒng)中可以使用一類或幾類訓(xùn)練序列。所有訓(xùn)練序列都視為零均值高斯隨機(jī)向量。屬于同一類的不同訓(xùn)練序列所包含的具體數(shù)據(jù)可以不同，但其結(jié)構(gòu)一定相同。也就是說，屬于同一類的不同訓(xùn)練序列具有相同的協(xié)方差/相關(guān)矩陣。不同類型的訓(xùn)練序列具有不同的結(jié)構(gòu)，即不同的協(xié)方差/相關(guān)矩陣。
例如，有3個(gè)訓(xùn)練序列，假設(shè)分別為S1＝[1-1-1-1 1-1-1-1]，S2＝[-1 1 11-1 1 1 1]，S3＝[1-1 1-1 1-1 1-1]，這三個(gè)訓(xùn)練序列互不相同。但訓(xùn)練序列S1和S2具有相同的結(jié)構(gòu)，即每個(gè)訓(xùn)練序列S1、S2都是由相同的前后兩部分組成(訓(xùn)練序列S1中包括兩個(gè)相同的部分[1-1-1-1]，訓(xùn)練序列S2中包括兩個(gè)相同的部分[-1 1 1 1])，因而具有相同的協(xié)方差/相關(guān)矩陣；訓(xùn)練序列S3的結(jié)構(gòu)除了具有相同的兩部分[1-1 1-1]外，如果再分，整個(gè)訓(xùn)練序列可以分成4個(gè)相同的部分[1-1]，因而其結(jié)構(gòu)與訓(xùn)練序列S1和S2不同。所以訓(xùn)練序列S1和S2屬于同一類型，訓(xùn)練序列S3屬于另一種類型。
在本發(fā)明中，所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在向基站發(fā)送接入請(qǐng)求以進(jìn)行初始化時(shí)，都使用一個(gè)公共控制信道(Common Control Channel，C-CH)進(jìn)行信令傳輸。該公共控制信道C-CH不同于數(shù)據(jù)信道(Data Channel，D-CH)。公共控制信道C-CH只用來進(jìn)行新節(jié)點(diǎn)接入請(qǐng)求、訓(xùn)練序列分配等信令的傳輸。所有數(shù)據(jù)符號(hào)以及通信過程中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)使用的訓(xùn)練序列均通過數(shù)據(jù)信道D-CH發(fā)送。
當(dāng)基站為一個(gè)新接入的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)預(yù)分配訓(xùn)練序列后，該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的初始化過程結(jié)束。該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)變成活躍節(jié)點(diǎn)(Active User)。
在該新接入的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)變成活躍節(jié)點(diǎn)(Active User)后，基站對(duì)其依次進(jìn)行時(shí)間同步和頻率同步(步驟S203)、以及訓(xùn)練序列優(yōu)化再分配(步驟S204)等處理。
請(qǐng)參考圖3，其進(jìn)一步揭示了一個(gè)新的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)接入時(shí)基站進(jìn)行初始化以及訓(xùn)練序列的分配過程。
首先，基站通過公共控制信道C-CH接收到新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的接入請(qǐng)求(步驟S301)。此時(shí)，基站為該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A預(yù)先設(shè)置一個(gè)關(guān)鍵干擾距離門限(Critical Interference Distance Threshold)，即CID門限，用CID_A表示(步驟S302)。CID_A的大小決定了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A在進(jìn)行訓(xùn)練序列的分配以及進(jìn)行上行同步過程中對(duì)其他用戶的干擾的承受能力。CID_A越小，滿足這一門限要求的可選擇的訓(xùn)練序列類型的數(shù)量越少(這與訓(xùn)練序列本身的抗干擾能力有關(guān))，當(dāng)然能夠滿足這一門限要求的訓(xùn)練序列在進(jìn)行上行同步的過程中越不容易受到其他用戶的訓(xùn)練序列的干擾，因而其性能就越穩(wěn)定。在實(shí)際系統(tǒng)中，基站可以給請(qǐng)求接入的所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)置相同的CID門限，當(dāng)然也可以針對(duì)不同用戶對(duì)通信質(zhì)量要求的不同而采取不同的設(shè)置。
在基站中，設(shè)置有兩個(gè)表，即可用訓(xùn)練序列的CID表(表1)和活躍節(jié)點(diǎn)資源(Active User Resource，AUR)表(表2)。CID表用來存儲(chǔ)基站中所有可用的訓(xùn)練序列類型以及不同類型訓(xùn)練序列之間的關(guān)鍵干擾距離；AUR表用來存儲(chǔ)當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息，如分配的訓(xùn)練序列、時(shí)偏等。借助于這兩個(gè)表，基站可以為接入的新節(jié)點(diǎn)分配合適的訓(xùn)練序列類型以及為當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練序列的優(yōu)化再分配。訓(xùn)練序列的分配原則是保證分配給新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列對(duì)所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的干擾失真最小。
表1

表2

在表1中，該基站能夠分配的所有類型的訓(xùn)練序列的CID都預(yù)先計(jì)算好并存儲(chǔ)在相應(yīng)的表項(xiàng)中。當(dāng)基站進(jìn)行訓(xùn)練序列分配時(shí)，只需直接查找CID表即可獲悉任意兩個(gè)類型的訓(xùn)練序列的CID值。
在表2中，已經(jīng)接入該基站的所有活躍節(jié)點(diǎn)的相關(guān)資源信息，如所分配的訓(xùn)練序列類型以及該節(jié)點(diǎn)的時(shí)偏，都存儲(chǔ)在相應(yīng)的表項(xiàng)中?；緦?duì)一個(gè)新接入的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A進(jìn)行訓(xùn)練序列的分配時(shí)，通過查找AUR表可以獲悉待分配的訓(xùn)練序列是否會(huì)與當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)所使用的訓(xùn)練序列之間存在著嚴(yán)重的干擾失真。
完成CID_A的設(shè)置之后，基站開始查找AUR表以檢索當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)分配的訓(xùn)練序列類型(步驟S303)。檢索查找結(jié)束后，基站開始初始化獲取(InitialAcquisition)過程。
移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的訓(xùn)練序列初始化分配過程如下基站將CID表中所有訓(xùn)練序列類型存儲(chǔ)到一個(gè)集合TS_A中，TS_A＝{TS1，TS2，…，TSn}(步驟S304)。TS_A中的所有的訓(xùn)練序列類型都是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的備選訓(xùn)練序列類型。新接入移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列的分配原則是要保證新分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的訓(xùn)練序列在進(jìn)行上行同步過程中對(duì)現(xiàn)存的活躍節(jié)點(diǎn)的干擾最小。在本發(fā)明中，我們用新分配的訓(xùn)練序列與所有活躍節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列的CID的均方根來衡量。
借助于CID表，判斷TS_A中的每個(gè)訓(xùn)練序列是否與所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)所使用的訓(xùn)練序列的CID值都小于CID_A，并將不滿足CID_A的訓(xùn)練序列從TS_A中除去(步驟S305)。
然后判斷TS_A是否為空(步驟S306)。如果為空，則不能為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A成功分配訓(xùn)練序列，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A此次接入失敗，結(jié)束分配過程；如果不為空，則轉(zhuǎn)入步驟S307，查找TS_A中與所有活躍節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列的CID的均方根最小的訓(xùn)練序列，如步驟S307、S308所示。找到這樣的訓(xùn)練序列類型后(用TS#A表示)，基站將TS#A分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A(步驟S309)，然后刷新AUR表，將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的信息加進(jìn)去(步驟S310)，分配過程結(jié)束。
圖4表示兩個(gè)訓(xùn)練序列A和B的CID計(jì)算過程的流程圖。在本發(fā)明中，我們假設(shè)所有的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)使用等長(zhǎng)的訓(xùn)練序列，設(shè)訓(xùn)練序列長(zhǎng)度為N。計(jì)算CID時(shí)，首先根據(jù)得訓(xùn)練序列A、B得到其對(duì)應(yīng)的協(xié)方差矩陣RA和RB(步驟S401)，分別表示為公式(1)和(2)RA＝E{AAH}(1)RB＝E{BBH}(2)其中，訓(xùn)練序列A和B可以屬于相同的類型，也可以屬于不同的類型。
得到協(xié)方差矩陣RA和RB后，設(shè)置參數(shù)d＝N-1(步驟S402)。
然后，將協(xié)方差矩陣RA和RB主對(duì)角線上的元素設(shè)置為0，并將RA前d行和前d列所有元素全部設(shè)置為0(步驟S403)。經(jīng)過以上操作后得到的RA和RB分別用RA|d和RB′表示。
接下來，計(jì)算RA|d和RB′這兩個(gè)矩陣乘積的跡，用Tr(RA|dRB′)表示，基于Tr(RA|dRB′)的值獲得A和B的CID值(步驟S404)。具體判斷過程如下當(dāng)Tr(RA|dRB′)＝0，則首先判斷d是否大于0。如果d大于0，則將d減1，然后返回繼續(xù)進(jìn)行步驟S403的操作，直到Tr(RA|dRB′)≠0或d減小到0為止；若d不大于0，則CID的計(jì)算結(jié)果為0，計(jì)算過程結(jié)束。如果在計(jì)算過程中某個(gè)步驟得到Tr(RA|dRB′)≠0，則此時(shí)的d值為CID的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算過程結(jié)束。也就是說，A和B的CID值就是滿足Tr(RA|dRB′)≠0的最大的d值。
以下，給出了一個(gè)CID計(jì)算的例子。該例子給出了兩個(gè)訓(xùn)練序列A和B，長(zhǎng)度均為8，其中，訓(xùn)練序列A為[x1，x2，x3，x4，x1，x2，x3，x4]，其包含2個(gè)相同的子序列[x1，x2，x3，x4]，而訓(xùn)練序列B為[x1，x2，x1，x2，x1，x2，x1，x2]，其包含4塊相同的子序列[x1，x2]。
從而，得到訓(xùn)練序列A和B的協(xié)方差矩陣RA和RB，其分別表示為RA=A11000A510000A22000A620000A33000A730000A44000A84A15000A550000A26000A660000A37000A770000A48000A88---(3)]]>RB=B110B310B510B7100B220B420B620B82B130B330B530B7300B240B440B640B84B150B350B550B7500B260B460B660B68B170B370B570B7700B280B480B680B88---(4)]]>其中，式(3)和(4)中Aij和Bij為非零元素，1＜j＜8并且1＜j＜8。
然后，先將兩個(gè)矩陣的主對(duì)角線的所有元素設(shè)為0，同時(shí)設(shè)置d＝7，再將RA的前7行和前7列所有元素設(shè)置為0，設(shè)置后的RA表示為RA|d，其表示為
RA|d=0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000=0---(5)]]>設(shè)置后的RB為RB′RB′=00B310B510B710000B420B620B82B13000B530B7300B24000B640B84B150B35000B7500B260B46000B68B170B370B570000B280B480B6800---(6)]]>以下，將通過計(jì)算判斷Tr(RA|dRB′)是否等于0。
通過計(jì)算得到Tr(RA|dRB′)＝0，則將d變?yōu)?d-1)，重新計(jì)算當(dāng)d＝{6，5，4}時(shí)Tr(RA|dRB′)的值。
本例中，以上步驟均得到Tr(RA|dRB′)＝0。直到當(dāng)d＝3時(shí)，RA|d為RA|d=0000000000000000000000000000000A84000000000000000000000000000A480000≠0---(7)]]>同時(shí)，通過計(jì)算得到Tr(RA|dRB′)≠0，因而得到A和B的CID值為3，CID計(jì)算過程結(jié)束。
圖5表示當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A變?yōu)榛钴S節(jié)點(diǎn)后，基站利用接收到的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A發(fā)送的訓(xùn)練序列進(jìn)行時(shí)間同步和載波頻偏估計(jì)以及對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的訓(xùn)練序列進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化再分配的過程。
首先，基站接收到來自移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A發(fā)送的訓(xùn)練序列TS#A(步驟S501)。
然后，利用該訓(xùn)練序列TS#A對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A進(jìn)行時(shí)間同步和頻率同步，得到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的時(shí)偏τA和頻偏(步驟S502)。
接下來，查找AUR表，檢索當(dāng)前所有活躍節(jié)點(diǎn)(假設(shè)為K個(gè))的訓(xùn)練序列以及時(shí)偏(步驟S503)，即TS#1、τ1，TS#2、τ2，…，TS#K、τK。
考慮到不同移動(dòng)節(jié)點(diǎn)時(shí)偏的情況下，判斷移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A所分配的訓(xùn)練序列TS#A和其他的活躍節(jié)點(diǎn)所分配的訓(xùn)練序列的CID是否超過移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A所預(yù)設(shè)的CID門限CID_A(步驟S504)。該判斷過程表示為|τA-τj|+CID_A＞D(TS#A，TS#j) (8)其中，1≤j≤K，j≠A。
如果對(duì)于所有的活躍節(jié)點(diǎn)，該門限均滿足，則移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A當(dāng)前分配的訓(xùn)練序列TS#A可以繼續(xù)使用，接下來基站刷新AUR表(步驟S505)，分配過程結(jié)束。
如果對(duì)于某一個(gè)或多個(gè)活躍節(jié)點(diǎn)，該門限不滿足，則需對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A所使用的訓(xùn)練序列進(jìn)行更新優(yōu)化再分配。訓(xùn)練序列再分配的過程如下首先將CID表中的所有訓(xùn)練序列，除當(dāng)前移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A所使用的訓(xùn)練序列TS#A外，均存入集合TS_A′，即TS_A′＝{TS#1，TS#2，…，TS#A-1，TS#A+1，…，TS#n}(步驟S506)。找出TS_A′中與所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列的CID的均方根最小的訓(xùn)練序列(步驟S507)。找到該訓(xùn)練序列后，用標(biāo)號(hào)TS#A′表示。在考慮到所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)時(shí)偏的前提下，利用式(9)判斷TS#A′和其他的活躍節(jié)點(diǎn)所分配的訓(xùn)練的CID是否超過移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A所預(yù)設(shè)的CID門限CID_A(步驟S508)。
|τA-τj|+CID_A＞D(TS#A′，TS#j) (9)其中，1≤j≤K，j≠A。
如果對(duì)于所有的活躍節(jié)點(diǎn)，該門限均滿足，則TS#A′可以分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A以取代原來分配的TS#A(步驟S509)，接下來基站刷新AUR表(步驟S505)，分配過程結(jié)束。
如果對(duì)于某一個(gè)或多個(gè)活躍節(jié)點(diǎn)，該門限不滿足，則需對(duì)TS_A′進(jìn)行重新搜索以找出一個(gè)滿足該門限要求的訓(xùn)練序列。重新搜索過程如下
首先將上一步選中的TS#A′從TS_A′中刪除(步驟S510)，然后判斷TS_A′是否為空(步驟S511)。如果TS_A′為空，則當(dāng)前分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的訓(xùn)練序列TS#A保持不變(步驟S512)，接下來基站刷新AUR表(步驟S505)，分配過程結(jié)束。如果TS_A′不為空，則轉(zhuǎn)入步驟S507繼續(xù)搜索，直到發(fā)現(xiàn)一個(gè)符合CID門限的訓(xùn)練序列，然后分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A，或TS_A′為空，分配過程結(jié)束。
為了更清楚的理解本發(fā)明，下面結(jié)合表3和表4舉例說明訓(xùn)練序列初始化分配過程以及訓(xùn)練序列優(yōu)化再分配過程。
表3

表4

訓(xùn)練序列初始化分配過程假設(shè)當(dāng)前接入基站的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#1、#2和#3，各自分配的訓(xùn)練序列分別為TS1、TS2和TS3。訓(xùn)練序列長(zhǎng)度假設(shè)為64。當(dāng)前的CID表和AUR表分別如表3和4所示。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A接入基站時(shí)，基站首先將CID表中所有訓(xùn)練序列存入集合TS_A＝{TS1，TS2，TS3，TS4，TS5}。然后進(jìn)行訓(xùn)練序列的初始化分配步驟一設(shè)置CID門限CID_A＝11；步驟二查找當(dāng)前CID表，看看TS_A中的每一個(gè)訓(xùn)練序列與{TS1，TS2，TS3}的CID值是否都小于CID_A。檢測(cè)結(jié)果表明TS1、TS2、TS3和TS4都不滿足該CID_A，只有TS5滿足。則將TS1、TS2、TS3和TS4從TS_A中除去，最后得到TS_A＝{TS5}。
步驟三將TS5分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A，訓(xùn)練序列初始化分配結(jié)束。
步驟四更新AUR表，加入移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的信息。
訓(xùn)練序列優(yōu)化再分配過程仍然使用表3和4進(jìn)行相應(yīng)說明。假設(shè)基站接收到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的訓(xùn)練序列TS5，借助于TS5進(jìn)行同步，得到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的歸一化時(shí)偏τA＝2抽樣。此時(shí)，基站發(fā)現(xiàn)由于不同移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的時(shí)偏不同導(dǎo)致移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間的干擾發(fā)生變化，需要對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A的訓(xùn)練序列進(jìn)行優(yōu)化再分配?；臼紫葘ID表中TS5以外的所有訓(xùn)練序列存入集合TS_A′＝{TS1，TS2，TS3，TS4}。然后進(jìn)行訓(xùn)練序列的優(yōu)化再分配步驟一結(jié)合各活躍節(jié)點(diǎn)的時(shí)偏，檢索CID表尋找與當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)CID均方根值最小的訓(xùn)練序列。查找結(jié)果為TS2，均方根值為 步驟二判斷TS2與當(dāng)前所有活躍節(jié)點(diǎn)的CID值是否滿足CID_A。判斷結(jié)果表明TS2與當(dāng)前所有活躍節(jié)點(diǎn)的CID均滿足CID_A，則將TS2分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)#A，取代訓(xùn)練序列初始化時(shí)分配的TS5。
步驟三更新AUR表，完成訓(xùn)練序列的優(yōu)化再分配。
以上訓(xùn)練序列再優(yōu)化分配過程針對(duì)新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行描述，但是，也可以針對(duì)除該新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)外的其他活躍節(jié)點(diǎn)采用上述的訓(xùn)練序列再優(yōu)化分配方式進(jìn)行訓(xùn)練序列的再優(yōu)化分配，以獲得最優(yōu)化的訓(xùn)練序列分配方案，減輕或者消除多用戶系統(tǒng)上行同步時(shí)不同訓(xùn)練序列之間的干擾失真。
圖6給出了本發(fā)明的性能仿真圖。仿真參數(shù)如下系統(tǒng)中有2個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，基站可分配的訓(xùn)練序列為參考文獻(xiàn)[3]和[5]的算法中介紹的訓(xùn)練序列。DFT長(zhǎng)度設(shè)為N＝128，CP長(zhǎng)度為16。這2個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率相同。
從圖6可以看出，使用本發(fā)明，無論在干擾嚴(yán)重還是輕微干擾的環(huán)境中都比隨機(jī)訓(xùn)練序列分配方案(不使用本發(fā)明)的載波頻偏估計(jì)誤差要小。
由上述可知，本發(fā)明能保證每個(gè)新接入基站的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分配訓(xùn)練序列后對(duì)當(dāng)前所有的活躍節(jié)點(diǎn)的干擾失真有效的控制在一定范圍內(nèi)；同時(shí)在正常通信過程中，基站能夠?qū)γ總€(gè)活躍節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練序列優(yōu)化再分配，從而進(jìn)一步降低該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)對(duì)其他活躍節(jié)點(diǎn)的干擾，從全局角度使得接入該基站的所有節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列達(dá)到最優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.一種多用戶系統(tǒng)的訓(xùn)練序列分配方法，其用于基站為新接入的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分配訓(xùn)練序列以及為當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練序列的優(yōu)化再分配，該基站中設(shè)置有一CID表和AUR表，CID表用來存儲(chǔ)基站中所有可用的訓(xùn)練序列類型以及不同類型訓(xùn)練序列之間的CID，AUR表用來存儲(chǔ)當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息，該方法包括以下步驟第一步驟，基站接收到一個(gè)新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的接入請(qǐng)求，并為其預(yù)先設(shè)置一個(gè)CID門限；第二步驟，查找CID表，基于分配給新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列對(duì)所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的干擾失真最小的原則，為該新接入節(jié)點(diǎn)預(yù)先分配一類訓(xùn)練序列，使其變成活躍節(jié)點(diǎn)；第三步驟，接收到新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的預(yù)先分配的訓(xùn)練序列，進(jìn)行時(shí)間同步以及載波頻偏估計(jì)；第四步驟，查找CID表和AUR表，基于分配給新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列對(duì)所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的干擾失真最小的原則，為該新接入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練序列的優(yōu)化再分配。
2.如權(quán)利要求1所述的訓(xùn)練序列分配方法，其特征在于，上述第二步驟包括將CID表中所有訓(xùn)練序列類型存儲(chǔ)到一個(gè)集合中，該集合中的所有訓(xùn)練序列類型均為新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的備選訓(xùn)練序列類型；借助于CID表，判斷該集合中的每個(gè)訓(xùn)練序列是否與所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)所使用的訓(xùn)練序列的CID值都小于新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的CID門限，并將不小于CID門限的訓(xùn)練序列從該集合中除去；判斷集合是否為空，如果為空，則結(jié)束分配，如果非空，則查找其中與所有活躍節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列的CID的均方根最小的訓(xùn)練序列；將查找到的訓(xùn)練序列分配給該新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，并刷新AUR表。
3.如權(quán)利要求2所述的訓(xùn)練序列分配方法，其特征在于，AUR表用來存儲(chǔ)當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)已分配的訓(xùn)練序列以及時(shí)偏。
4.如權(quán)利要求3所述的訓(xùn)練序列分配方法，其特征在于，在第三步驟進(jìn)行時(shí)間同步以及載波頻偏估計(jì)時(shí)，得到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的時(shí)偏和頻偏。
5.如權(quán)利要求4所述的訓(xùn)練序列分配方法，其特征在于，第四步驟為查找AUR表，檢索當(dāng)前所有活躍節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列以及時(shí)偏，判斷新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所分配的訓(xùn)練序列和其他的活躍節(jié)點(diǎn)所分配的訓(xùn)練序列的CID是否超過移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所預(yù)設(shè)的CID門限，如果不超過CID門限，繼續(xù)使用新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前分配的訓(xùn)練序列并刷新AUR表，結(jié)束分配，如果其中一個(gè)或多個(gè)活躍節(jié)點(diǎn)超過CID門限，則對(duì)該新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所使用的訓(xùn)練序列進(jìn)行更新優(yōu)化再分配。
6.如權(quán)利要求5所述的訓(xùn)練序列分配方法，其特征在于，當(dāng)其中一個(gè)或多個(gè)活躍節(jié)點(diǎn)超過CID門限時(shí)，所述的訓(xùn)練序列優(yōu)化再分配包括步驟(a)將CID表中的所有訓(xùn)練序列，除新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)使用的訓(xùn)練序列外，均存入一集合；(b)找出該集合中與所有當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列的CID的均方根最小的訓(xùn)練序列，并判斷該找出的訓(xùn)練序列和其他的活躍節(jié)點(diǎn)所分配的訓(xùn)練的CID是否超過移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所預(yù)設(shè)的CID門限，如果不超過CID門限，則將找出的訓(xùn)練序列分配給新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)以取代原來分配的訓(xùn)練序列，并刷新AUR表，結(jié)束分配，如果其中一個(gè)或多個(gè)活躍節(jié)點(diǎn)超過CID門限，則從該集合中刪除當(dāng)前找出的訓(xùn)練序列，并判斷集合是否為空，如果集合為空，則原來分配給新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的訓(xùn)練序列不變，刷新AUR表，結(jié)束分配，如果集合不為空，重新執(zhí)行步驟(b)以找出一個(gè)滿足該CID門限要求的訓(xùn)練序列。
全文摘要
一種多用戶系統(tǒng)的訓(xùn)練序列分配方法，其用于基站為新接入的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分配訓(xùn)練序列以及為當(dāng)前活躍節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練序列的優(yōu)化再分配，該基站中設(shè)置有一CID表和AUR表。其中，該方法包括以下步驟第一步驟，基站接收到一個(gè)新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的接入請(qǐng)求，并為其預(yù)先設(shè)置一個(gè)CID門限；第二步驟，查找CID表，為該新接入節(jié)點(diǎn)預(yù)先分配一類訓(xùn)練序列，使其變成活躍節(jié)點(diǎn)；第三步驟，接收到新移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的預(yù)先分配的訓(xùn)練序列，進(jìn)行時(shí)間同步以及載波頻偏估計(jì)；第四步驟，查找CID表和AUR表，為該新接入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訓(xùn)練序列的優(yōu)化再分配。該方法能夠在多用戶上行同步過程中實(shí)現(xiàn)合理的訓(xùn)練序列分配以可靠的消除多用戶干擾失真。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1829120SQ20051005150
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2005年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月1日
發(fā)明者張中山, 加山英俊 申請(qǐng)人:都科摩(北京)通信技術(shù)研究中心有限公司