專利名稱：Td－scdma系統(tǒng)小區(qū)碼字規(guī)劃方法及其搜索復(fù)合碼字組合方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碼分多址(CDMA)移動通信系統(tǒng)中碼字的分配方法，特別涉及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時一種時分-同步碼分多址(TD-SCDMA)系統(tǒng)小區(qū)碼字規(guī)劃方法及其搜索復(fù)合碼字組合方法。
背景技術(shù)：
第3代移動通信系統(tǒng)廣泛采用了以CDMA為基礎(chǔ)的多址接入方式，其基本特征就是以不同的碼字來區(qū)別不同的用戶。為了實現(xiàn)蜂窩組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，不同的CDMA系統(tǒng)都定義了各自不同的碼字使用和分配方案。
其中，TD-SCDMA系統(tǒng)所使用的碼按類型可以分為下行導(dǎo)頻碼、上行導(dǎo)頻碼、小區(qū)擾碼、訓(xùn)練序列(midamble碼)和擴頻碼。下行導(dǎo)頻碼、上行導(dǎo)頻碼、擾碼和基本midamble碼間的對應(yīng)關(guān)系參見表1。

表1如表1所示，下行導(dǎo)頻碼一共有32個，上行導(dǎo)頻碼一共有256個。上行導(dǎo)頻碼由用戶設(shè)備(UE)在隨機接入過程中使用，每個小區(qū)的上行導(dǎo)頻碼與小區(qū)所使用的下行導(dǎo)頻碼有一定的對應(yīng)關(guān)系，一個下行導(dǎo)頻碼對應(yīng)8個上行導(dǎo)頻碼。擾碼和基本midamble碼的數(shù)量都是128個，每個小區(qū)在下行導(dǎo)頻碼確定后，即可從每個下行導(dǎo)頻碼對應(yīng)的4個擾碼中選擇一個作為本小區(qū)的擾碼，同時這樣也就確定了相應(yīng)的基本midamble碼，小區(qū)中不同信道的midamble碼是由基本midamble碼按照一定的偏移產(chǎn)生的。擴頻碼用于區(qū)分同一小區(qū)內(nèi)不同的物理信道，midamble碼用于每個信道進行信道估計。
通常小區(qū)碼字的分配方法是先為小區(qū)分配下行導(dǎo)頻碼(SYNC-DL)，然后根據(jù)表1所示各種碼字間的關(guān)系確定上行導(dǎo)頻碼、擾碼和基本midamble碼。具體地說，對下行導(dǎo)頻碼(SYNC-DL)的分配可以按照一定的復(fù)用方式，如7個小區(qū)為一個簇或者19小區(qū)為一個簇的復(fù)用方式等進行碼字分配，在整個規(guī)劃區(qū)內(nèi)則按照這樣的小區(qū)復(fù)用簇進行拓展。例如，對于19小區(qū)為一個簇時，先按下行導(dǎo)頻的序號，順序分別給1-19小區(qū)分配下行導(dǎo)頻，在確定了小區(qū)的下行導(dǎo)頻碼之后，就可以根據(jù)表1所示各種碼字間的關(guān)系確定其余類型碼的ID。
現(xiàn)有技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時不對小區(qū)的擴頻碼進行規(guī)劃，而是在系統(tǒng)運行其間動態(tài)分配，分配的方式有多種，其中常用的一種是采用DCA算法進行分配。擴頻碼用于區(qū)分同一小區(qū)內(nèi)不同的信道，所以分配擴頻碼就是分配工作碼道。參見圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)DCA算法的流程示意圖，其主要包括以下三個步驟步驟101，對信道優(yōu)先級進行排隊，對同一信號源中可能選用的幾個碼道的干擾情況進行預(yù)測和估計，再根據(jù)估計結(jié)果對幾個碼道的干擾情況進行優(yōu)先級排隊。
步驟102，根據(jù)優(yōu)先級進行信道選擇，選擇適合的信道作為候選信道。
步驟103，信道調(diào)整，將選定的信道確定為工作碼道。
其中，對信道的干擾情況進行預(yù)測和估計，再根據(jù)估計結(jié)果對幾個碼道的干擾情況進行優(yōu)先級排隊的過程在具體實現(xiàn)時比較復(fù)雜，而且也比較消耗系統(tǒng)資源。
TD-SCDMA系統(tǒng)中，不同復(fù)合碼字間可能存在強相關(guān)性。若具有強相關(guān)性的兩個復(fù)合碼字工作于相鄰小區(qū)，如果到達接收機的不同小區(qū)的用戶信號強度比較接近，則這兩個用戶的信號將很難被區(qū)分，這樣就會造成相應(yīng)的碼道不能工作，從而造成容量的損失。盡管在實際中，由于擾碼之間的不同步和信道中的時延擴散以及到達接收機的不同用戶信號路徑損耗的差異，這種強干擾會被平均和弱化，但這種容量的損失總是客觀存在的。
總之，由于現(xiàn)有的小區(qū)碼字規(guī)劃方法沒有考慮由擾碼和擴頻碼組合而成的復(fù)合碼字間的強相關(guān)性問題，可能產(chǎn)生實際系統(tǒng)中相鄰小區(qū)工作碼道相互間的較大的干擾，導(dǎo)致鏈路性能惡化、系統(tǒng)容量降低，網(wǎng)絡(luò)配置未能達到最優(yōu)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種TD-SCDMA系統(tǒng)小區(qū)碼字規(guī)劃分配方法，避免TD-SCDMA系統(tǒng)同頻組網(wǎng)時可能出現(xiàn)的相鄰小區(qū)工作碼道相互間的強干擾，降低系統(tǒng)內(nèi)干擾。
本發(fā)明的另一個主要目的在于提供一種TD-SCDMA系統(tǒng)搜索復(fù)合碼組合的方法，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時搜索出各小區(qū)工作碼道的最優(yōu)復(fù)合碼字組合，降低網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中搜索最優(yōu)碼字組合的復(fù)雜度及降低在系統(tǒng)運行其間擴頻碼動態(tài)分配的復(fù)雜度。
為達到上述目的的一個方面，本發(fā)明提出了一種時分-同步碼分多址(TD-SCDMA)系統(tǒng)的小區(qū)碼字規(guī)劃方法，該方法預(yù)先將TD-SCDMA系統(tǒng)中的擾碼根據(jù)相互間是否存在強相關(guān)性進行分組，獲得TD-SCDMA系統(tǒng)的基擾碼及其對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組，在TD-SCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中完成小區(qū)基擾碼與擴頻碼字、下行導(dǎo)頻碼的分配，并進而完成小區(qū)擾碼與擴頻碼字的分配，其分配過程包括以下步驟1)設(shè)定每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍；2)根據(jù)設(shè)定的每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍，利用遺傳算法搜索出各小區(qū)最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼字組合；3)根據(jù)基擾碼與下行導(dǎo)頻碼組的對應(yīng)關(guān)系，確定各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼；4)根據(jù)步驟2)確定的基擾碼與步驟3)確定的下行導(dǎo)頻碼和TD-SCDMA系統(tǒng)中各擾碼的關(guān)系，確定各小區(qū)使用的擾碼；5)根據(jù)步驟2)搜索出的最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼字組合、步驟2)確定的各小區(qū)所使用的基擾碼的復(fù)合碼字和步驟4)確定的各小區(qū)所使用的擾碼的復(fù)合碼字相互間對應(yīng)關(guān)系，確定各小區(qū)使用的擴頻碼。
其中，該方法預(yù)先獲得基擾碼及其對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組的過程可以包括以下步驟步驟A對TD-SCDMA系統(tǒng)中每個擾碼和正交可變長擴頻碼分別組成復(fù)合碼，并對每個擾碼的復(fù)合碼與另一個擾碼的復(fù)合碼兩兩進行相關(guān)性計算；步驟B根據(jù)步驟A的相關(guān)性計算的計算結(jié)果判斷復(fù)合碼之間是否存在復(fù)合碼的互相關(guān)模值為16所表現(xiàn)的相關(guān)性表現(xiàn)形式，如果是，則將該復(fù)合碼所分別對應(yīng)的擾碼劃分在具有同一等效關(guān)系的擾碼分組內(nèi)，按照如上方式，將符合該判斷條件的擾碼劃分在不同的擾碼分組內(nèi)；步驟C利用步驟B得到的擾碼分組，以及TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范中碼組分組方案，對下行導(dǎo)頻碼進行重新分組，從而得到新的碼字劃分結(jié)果，該碼字劃分結(jié)果中，該擾碼分組中的每一組對應(yīng)一組下行導(dǎo)頻碼。
所述步驟C可以包括步驟C1從各個不同的具有同一等效關(guān)系的擾碼分組中選擇基擾碼，由選擇的基擾碼構(gòu)成擾碼基；步驟C2由所確定的擾碼基對下行導(dǎo)頻碼進行重新分組，從而得到新的碼字劃分結(jié)果，每一基擾碼對應(yīng)一組下行導(dǎo)頻碼。
步驟C1可以包括步驟C11以所述具有同一等效關(guān)系的一個擾碼分組作為第一組，從該第一組中選擇一個擾碼作為基擾碼；步驟C12以具有同一等效關(guān)系的另一個擾碼分組作為第二組，從該第二組中選擇另一個擾碼作為基擾碼，其中，該另一個擾碼不同于所述步驟C11中的該一個擾碼，并且與步驟C11中該一個擾碼分別屬于TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范中的不同的擾碼碼組；按照此步驟，從12個擾碼分組中分別選擇出一個基擾碼，組成擾碼基。
在步驟C1中，所述的擾碼基可以為多數(shù)個。
所述選擇一個擾碼作為基擾碼可以包括步驟C121從不同于己選擇過的碼組的一個碼組中選擇一個擾碼；步驟C122判斷該所選擇的擾碼與已經(jīng)選擇的擾碼是否為TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范分組方案中的同一擾碼碼組內(nèi)的兩個擾碼，如果是，則返回步驟C121，在步驟C121中當前所選擇的碼組中重新選擇一個新的擾碼，否則，執(zhí)行步驟C123；步驟C123以所選擇的擾碼作為所述基擾碼。
在步驟C12中，如果在該第二組中無法找到與步驟C11中所選擇的該一個擾碼分別屬于TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范的分組方案中的不同的擾碼碼組的擾碼，則該方法可以進一步包括返回步驟C11，在步驟C11中所述的第一組中選擇一個新的擾碼，然后再執(zhí)行步驟C12。
步驟C2可以包括步驟C21對步驟C1中所選擇的擾碼基中的各個基擾碼進行標識，各個基擾碼分別具有各自唯一的標識符；步驟C22以步驟C21中為各個基擾碼所確定的標識符，標識該各個基擾碼原先所屬于的擾碼分組，從而得到基于基擾碼的擾碼分組；步驟C23根據(jù)步驟C22基于基擾碼的擾碼分組，采用基擾碼標識符標識時分-同步碼分多址系統(tǒng)擾碼分組中的各個擾碼；步驟C24基于步驟C23中對擾碼的重新標識，分別查找各個基擾碼標識所對應(yīng)的所有下行導(dǎo)頻碼，然后，基于基擾碼進行分組，得到各個基擾碼對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼，從而實現(xiàn)得到新的碼字劃分結(jié)果。
步驟C可以包括分別標識步驟B中得到的擾碼分組中的各個組，各個組分別具有各自唯一的標識符，根據(jù)標識后的分組結(jié)果，并參照TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范中擾碼與下行導(dǎo)頻碼之間的對應(yīng)關(guān)系，確定得到各個標識符所標識的擾碼分組所對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼，從而得到新的碼字劃分結(jié)果。
步驟1)所述設(shè)定每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍的方法可以為通過業(yè)務(wù)預(yù)測設(shè)定每個小區(qū)的工作碼道數(shù)；然后，根據(jù)3GPP關(guān)于碼道選擇使用的準則，確定可選的碼道范圍。
所述步驟2)可以包括以下步驟21)根據(jù)設(shè)定的每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍配置擴頻碼，將基擾碼和擴頻碼的配置組合用二元基因代表的個體表征，并隨機產(chǎn)生部分組合作為初始群體的個體；22)對群體中每個個體進行針對干擾的適應(yīng)度評估；23)選擇參與遺傳的個體；24)對選擇參與遺傳的兩兩個體中的基擾碼基因進行個體交叉，生成新的個體；25)對選擇參與遺傳的個體中的擴頻碼基因進行個體變異，生成下一代群體；26)根據(jù)預(yù)定條件返回執(zhí)行步驟22)或終止遺傳迭代。
所述步驟21)進一步包括基因編碼方法，該方法可以為
采用數(shù)組序列表示基擾碼基因，數(shù)組的每個元素序號為小區(qū)序號，元素值為對應(yīng)小區(qū)所使用的基擾碼；采用二進制的矩陣表示擴頻碼基因，矩陣行數(shù)為總的小區(qū)數(shù)量，行序號與小區(qū)序號對應(yīng)；每行存儲16個二進制值，表示16個擴頻碼道的使用狀況。
所述步驟22)可以包括以下步驟211)計算個體懲罰值；懲罰值包括a、所有碼道所承受的干擾的總疊加，構(gòu)成懲罰值的第一部分；b、對超出干擾門限的碼道追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第二部分；c、設(shè)定每個小區(qū)允許出現(xiàn)的承受大干擾的碼道數(shù)量門限，對個體中超出該門限的小區(qū)追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第三部分；212)用如下公式計算個體適應(yīng)度fitness＝Penalty_Max-Penalty_indi+C其中，fitness為單個個體的適應(yīng)度；Penalty_indi為單個個體的懲罰值；Penalty_Max為一代群體中最大的個體懲罰值；C為常數(shù)，其選擇應(yīng)該保證所有個體都存在被選擇參與遺傳的幾率。
所述懲罰值還可以包括d、計算各碼道所承受干擾大小的標準偏差或方差，據(jù)此對個體追加懲罰，方差大的個體相應(yīng)追加懲罰大，構(gòu)成懲罰值的第四部分。
所述步驟212)可以進一步包括對初始的幾代群體個體適應(yīng)度作數(shù)學(xué)變換，使得個體適應(yīng)度差異減小；對最后的幾代群體的個體適應(yīng)度作數(shù)學(xué)變換，增大個體適應(yīng)度的差異。
步驟23)所述選擇參與遺傳的個體的方法可以包括以下步驟231)計算群體中所有個體適應(yīng)度的總和fitness_total＝∑fitness_i，其中fitness_i代表第i個個體的適應(yīng)度；232)計算群體中每個個體被選擇的概率概率P_i＝fitness_i/fitness_total，
其中P_i代表第i個個體的被選擇概率；233)根據(jù)個體的被選擇概率選擇個體參與遺傳操作。
步驟24)所述個體交叉的方法可以為采用單點、兩點或多點交叉完成基擾碼基因的交叉。
所述步驟24)可以進一步包括判斷所產(chǎn)生的新的個體是否違反預(yù)先設(shè)定的約束條件，如果違反約束條件，則給該小區(qū)重新分配基擾碼和選擇擴頻碼。
步驟25)所述個體變異的方法可以為以一定的概率P選擇個體中承受最大干擾的碼道，對該碼道實施變異操作；或者以概率1-P選擇個體中非承受最大干擾的碼道完成碼道變異。
步驟25)所述變異過程可以為將編碼中對應(yīng)擴頻碼基因做二進制值取反。
所述步驟26)可以為預(yù)定遺傳迭代的終止次數(shù)，如果遺傳迭代的次數(shù)達到終止次數(shù)則終止遺傳迭代，否則返回執(zhí)行步驟22)；或者，設(shè)置的控制迭代終止的命令或熱鍵，如果接收了該終止命令或熱鍵被按下，則終止遺傳迭代；否則返回執(zhí)行步驟22)。
步驟3)所述確定各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼的方法可以為先確定基擾碼，然后由基擾碼所對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組，確定各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼；對任一小區(qū)，所分配的下行導(dǎo)頻碼必須屬于其基擾碼所對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組；任意相鄰小區(qū)分配不同的基擾碼和下行導(dǎo)頻碼。
步驟5)所述確定小區(qū)使用的擴頻碼的方法可以包括以下步驟51)計算小區(qū)使用的基擾碼構(gòu)成的復(fù)合碼字群與步驟4)確定的擾碼構(gòu)成的復(fù)合碼字群之間的相關(guān)性；52)查找步驟51)相關(guān)性表格，得到與由步驟2)獲得的最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼字對應(yīng)的擴頻碼具有等價關(guān)系的擾碼的擴頻碼。
根據(jù)上述目的的另一個方面，本發(fā)明提供了一種TD-SCDMA系統(tǒng)搜索復(fù)合碼組合的方法，該包括以下步驟1)根據(jù)設(shè)定的每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍配置擴頻碼，將基擾碼和擴頻碼的配置組合用二元基因代表的個體表征，并隨機產(chǎn)生部分組合作為初始群體的個體；2)對群體中每個個體進行針對干擾的適應(yīng)度評估；3)選擇參與遺傳的個體；4)對選擇參與遺傳的兩兩個體中的基擾碼基因進行個體交叉，生成新的個體；5)對選擇參與遺傳的個體中的擴頻碼基因進行個體變異，生成下一代群體；6)根據(jù)預(yù)定條件返回執(zhí)行步驟2)或終止遺傳迭代。
所述步驟1)進一步包括基因編碼方法，該方法可以為采用數(shù)組序列表示基擾碼基因，數(shù)組的每個元素序號為小區(qū)序號，元素值為對應(yīng)小區(qū)所使用的基擾碼；采用二進制的矩陣表示擴頻碼基因，矩陣行數(shù)為總的小區(qū)數(shù)量，行序號與小區(qū)序號對應(yīng)；每行存儲16個二進制值，表示16個擴頻碼道的使用狀況。
所述步驟2)可以包括以下步驟21)計算個體懲罰值；懲罰值包括a、所有碼道所承受的干擾的總疊加，構(gòu)成懲罰值的第一部分；b、對超出干擾門限的碼道追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第二部分；c、設(shè)定每個小區(qū)允許出現(xiàn)的承受大干擾的碼道數(shù)量門限，對個體中超出該門限的小區(qū)追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第三部分；22)用如下公式計算個體適應(yīng)度fitness＝Penalty_Max-Penalty_indi+C其中，fitness為單個個體的適應(yīng)度；Penalty_indi為單個個體的懲罰值；Penalty_Max為一代群體中最大的個體懲罰值；C為常數(shù)，其選擇應(yīng)該保證所有個體都存在被選擇參與遺傳的幾率。
所述懲罰值還可以包括d、計算各碼道所承受干擾大小的標準偏差或方差，據(jù)此對個體追加懲罰，方差大的個體相應(yīng)追加懲罰大，構(gòu)成懲罰值的第四部分。
所述步驟22)可以進一步包括對初始的幾代群體個體適應(yīng)度作數(shù)學(xué)變換，使得個體適應(yīng)度差異減小；對最后的幾代群體的個體適應(yīng)度作數(shù)學(xué)變換，增大個體適應(yīng)度的差異。
步驟3)所述選擇參與遺傳的個體的方法可以包括以下步驟31)計算群體中所有個體適應(yīng)度的總和fitness_total＝∑fitness_i，其中fitness_i代表第i個個體的適應(yīng)度；32)計算群體中每個個體被選擇的概率概率P_i＝fitness_i/fitness_total，其中P_i代表第i個個體的被選擇概率；33)根據(jù)個體的被選擇概率選擇個體參與遺傳操作。
步驟4)所述個體交叉的方法可以為采用單點、兩點或多點交叉完成基擾碼基因的交叉。
所述步驟4)可以進一步包括判斷所產(chǎn)生的新的個體是否違反預(yù)先設(shè)定的約束條件，如果違反約束條件，則給該小區(qū)重新分配基擾碼和選擇擴頻碼。
步驟5)所述個體變異的方法可以為以一定的概率P選擇個體中承受最大干擾的碼道，對該碼道實施變異操作；或者以概率1-P選擇個體中非承受最大干擾的碼道完成碼道變異。
步驟5)所述變異過程可以為將編碼中對應(yīng)擴頻碼基因做二進制值取反。
所述步驟6)可以為預(yù)定遺傳迭代的終止次數(shù)，如果遺傳迭代的次數(shù)達到終止次數(shù)則終止遺傳迭代，否則返回執(zhí)行步驟2)；或者，設(shè)置控制迭代終止的命令或熱鍵，如果接收了該終止命令或熱鍵被按下，則終止遺傳迭代；否則返回執(zhí)行步驟2)。
由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明的這種TD-SCDMA系統(tǒng)的小區(qū)碼字規(guī)劃方法，預(yù)先將TD-SCDMA系統(tǒng)中的擾碼根據(jù)相互間是否存在強相關(guān)性進行分組，獲得TD-SCDMA系統(tǒng)的基擾碼及其對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組；在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，先設(shè)定每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍；再根據(jù)設(shè)定的每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍，利用遺傳算法搜索最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼字組合；本發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時不僅分配各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼、擾碼，并且分配各小區(qū)使用的擴頻碼。整個過程基于基擾碼實現(xiàn)，基擾碼根據(jù)相互間是否存在強相關(guān)性進行分組獲得，因此，本發(fā)明方法能夠避免TD-SCDMA系統(tǒng)同頻組網(wǎng)時可能出現(xiàn)的相鄰小區(qū)工作碼道相互間的強干擾，降低系統(tǒng)內(nèi)干擾。
本發(fā)明的這種TD-SCDMA系統(tǒng)搜索復(fù)合碼字組合的方法，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時根據(jù)基擾碼，利用遺傳算法搜索出各小區(qū)工作碼道的最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼字組合，供各小區(qū)運行使用；同時，這些最優(yōu)的復(fù)合碼字組合可以存儲起來，系統(tǒng)運行中擴頻碼的動態(tài)分配只需從中讀取適合的擴頻碼，降低在系統(tǒng)運行期間擴頻碼動態(tài)分配的復(fù)雜度。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)DCA算法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明小區(qū)碼字規(guī)劃方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明對擾碼進行分組的流程圖；圖4為實現(xiàn)圖3中步驟303的流程圖；圖5為3小區(qū)復(fù)用結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明搜索復(fù)合碼的方法一個較佳實施例的流程圖；圖7為應(yīng)用本發(fā)明的小區(qū)碼字規(guī)劃方法后，DCA算法的流程示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
本發(fā)明的這種TD-SCDMA系統(tǒng)的小區(qū)碼字規(guī)劃方法，預(yù)先將TD-SCDMA系統(tǒng)中的128個擾碼根據(jù)相互間是否存在強相關(guān)性進行分組，獲得TD-SCDMA系統(tǒng)的基擾碼及其對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組；在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時完成各小區(qū)下行導(dǎo)頻碼、擾碼與擴頻碼字的分配，參見圖2，圖2為本發(fā)明小區(qū)碼字規(guī)劃方法的流程示意圖。該分配流程包括以下步驟步驟201，設(shè)定每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍。確定每個小區(qū)的工作碼道數(shù)即通過業(yè)務(wù)預(yù)測確定小區(qū)的預(yù)期容量。此處預(yù)測工作碼道數(shù)是為在長的時間內(nèi)系統(tǒng)工作性能最優(yōu)。確定工作碼道數(shù)后，根據(jù)3GPP關(guān)于碼道選擇使用的準則，確定可選的碼道范圍。
步驟202，根據(jù)該工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍利用遺傳算法搜索出各個小區(qū)基于基擾碼的最優(yōu)的復(fù)合碼字組合，也就是對小區(qū)使用的擾碼和擴頻碼進行規(guī)劃，找出各小區(qū)的基擾碼和擴頻碼的配置組合。
這個步驟可以使用本發(fā)明提供的TD-SCDMA系統(tǒng)搜索復(fù)合碼的方法，并將基擾碼及其對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼的分組作為約束條件來實現(xiàn)。該方法是利用遺傳算法實現(xiàn)的，在以下具體說明步驟202時再對該方法進行詳細說明。
步驟203，根據(jù)基擾碼與下行導(dǎo)頻碼的對應(yīng)分組關(guān)系，確定各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼。
步驟204，根據(jù)步驟202確定的基擾碼及其下行導(dǎo)頻碼和TD-SCDMA系統(tǒng)中各碼字的關(guān)系，確定小區(qū)使用的擾碼；步驟205，根據(jù)步驟202搜索出的最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼對應(yīng)的擴頻碼、步驟202確定的基擾碼和步驟204確定的擾碼，確定小區(qū)使用的擴頻碼。
以下首先對擾碼根據(jù)相互間是否存在強相關(guān)性進行分組，獲得基擾碼及其對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組的方法進行詳細說明。
該方法是基于以下分析進行的TD-SCDMA系統(tǒng)的擾碼是128個，通過與16個SF＝16的擴頻碼組合，一共可以得到2048個復(fù)合碼。這些復(fù)合碼之間的互相關(guān)性各不相同，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，在完全同步且不考慮信道時延擴散的情況下，復(fù)合碼之間的互相關(guān)值(絕對值)共有0、4、8、16等四種情況，不同的擾碼同擴頻碼組成的復(fù)合碼字群之間的互相關(guān)特性的表現(xiàn)形式之一如表2所示。

表2在表2中，表格中橫向表示對應(yīng)一個擾碼的16個SF＝16的擴頻碼，縱向表示對應(yīng)另一個擾碼的16個SF＝16的擴頻碼，表格中的取值就是兩個擾碼分別與SF＝16的OVSF擴頻碼組成的復(fù)合碼字群的互相關(guān)值，計算方法是把16個chip內(nèi)分別得到的互相關(guān)值進行求和，因此最大值的絕對值是16。不同擾碼間的復(fù)合碼互相關(guān)值在表2中出現(xiàn)上述特征值的位置可以不同，所出現(xiàn)的位置并不影響該表2所體現(xiàn)的特征，表2所體現(xiàn)的特征可歸納為表中每一行或每一列中均存在一個互相關(guān)模值為16，其他15個互相關(guān)模值為0；出現(xiàn)互相關(guān)模值為16表示橫向擾碼與擴頻碼構(gòu)成的復(fù)合碼字與縱向擾碼與擴頻碼構(gòu)成的復(fù)合碼字間具有等效性特征；如果相鄰小區(qū)分別分配了具有表2所示互相關(guān)特性的擾碼，該擾碼與擴頻碼所復(fù)合而成的復(fù)合碼字群之間具有強的相關(guān)性，由于該強相關(guān)性，則一個小區(qū)中的每個信道碼都在相鄰小區(qū)中存在一個具有強相關(guān)性的信道化碼，造成系統(tǒng)容量的損失。
參見圖3，圖3為本發(fā)明對擾碼進行分組的流程圖。該流程包括以下步驟步驟301對TD-SCDMA系統(tǒng)中的擾碼均進行相關(guān)性計算，將各個擾碼按照其復(fù)合碼所具有的相關(guān)性關(guān)系劃分為不同的擾碼分組，本步驟中所得到的擾碼分組稱為具有同一等效關(guān)系的擾碼分組；步驟302根據(jù)在步驟301中所得到的具有同一等效關(guān)系的擾碼分組，從該碼組中選擇基擾碼，由選擇的基擾碼構(gòu)成擾碼基；步驟303由所確定的擾碼基對下行導(dǎo)頻碼進行重新分組，從而得到新的碼字分組結(jié)果。
本實施例中先獲得基擾碼，然后再根據(jù)擾碼與下行導(dǎo)頻碼的關(guān)系確定各個基擾碼對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼，從而得到新的碼字分組結(jié)果，利用該分組結(jié)果能夠簡化計算在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，利用該分組結(jié)果，只需要基于12個基擾碼進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃計算，而不用針對128個擾碼進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的計算。
可以理解，也可以直接利用步驟301中得到的擾碼分組，基于12個擾碼分組進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃計算，確定所使用的擾碼分組后再進行下行導(dǎo)頻碼的分配。這樣就不需要判斷基擾碼并得到擾碼基，直接根據(jù)本發(fā)明得到的具有同一等效關(guān)系的擾碼分組進行碼字分配。
下面對以上步驟的具體實現(xiàn)分別加以詳細描述一、步驟301的具體實現(xiàn)對TD-SCDMA系統(tǒng)中的擾碼均進行相關(guān)性計算后，可以得到滿足如上表2所表現(xiàn)的，復(fù)合碼互相關(guān)模值存在為16的情況的擾碼分組，該分組如表3所示


表3參見表3，該表中每一行內(nèi)的任意兩個擾碼構(gòu)成的復(fù)合碼字群之間的相關(guān)性表現(xiàn)形式與表2所示的表現(xiàn)形式等同，兩兩擾碼之間具有同一等效的關(guān)系；二、步驟302的具體實現(xiàn)參見表2和表3，表3內(nèi)每行的任意兩個擾碼對應(yīng)的復(fù)合碼字群間的相關(guān)性可等同于表2所示的相關(guān)性表現(xiàn)形式。研究表明，表3每行的任意兩個擾碼具有相互間等效表征的特性，基于此發(fā)現(xiàn)，選擇TD-SCDMA系統(tǒng)的一組擾碼作為TD-SCDMA系統(tǒng)的基擾碼，由基擾碼構(gòu)成TD-SCDMA系統(tǒng)的擾碼基，TD-SCDMA系統(tǒng)的擾碼均可由某個基擾碼等效表征，基擾碼的選擇準則如下(1)表3的每行有且只有一個擾碼作為基擾碼；制訂該準則的原因在于不至于出現(xiàn)所選擇的基擾碼相互之間具有等效關(guān)系，從而帶來相關(guān)性影響；(2)任意兩個基擾碼不能屬于表1所示分組方案的同一個擾碼碼組；制定該準則的原因在于該分組方案應(yīng)該保證在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中相鄰小區(qū)的DwPTS彼此不同；基于如上準則，實現(xiàn)步驟302具體包括以下步驟步驟3021以步驟301中所確定的具有同一等效關(guān)系的擾碼分組的一個組作為第一組，從該第一組中選擇一個擾碼a作為基擾碼；步驟3022以該具有同一等效關(guān)系的擾碼分組的不同于第一組的另一個碼組作為第二組，從該第二組中選擇另一個擾碼b，然后執(zhí)行判斷判斷該所選擇的另一擾碼b和步驟3021中所選擇的一個擾碼a是否屬于表1所示的同一擾碼碼組內(nèi)的兩個擾碼，如果是，則返回本步驟，在該第二組中重新選擇一個新的擾碼，直至在第二組中找到符合判斷條件的擾碼作為一個基擾碼；否則，按照此步驟，從12個擾碼分組中分別選擇出一個基擾碼，組成擾碼基。
其中，本步驟所進行的判斷為體現(xiàn)如上所述的基擾碼選擇準則所進行的步驟，如果在本步驟中，該第二組中的各個擾碼經(jīng)過如上所述的判斷之后，均沒有得到符合該準則的擾碼，則返回步驟3021，重新選擇一個擾碼，然后再執(zhí)行步驟3022及其后續(xù)步驟。
在本發(fā)明中，還可進一步重復(fù)執(zhí)行上述步驟302，從而選擇出至少兩個彼此不同的擾碼基。
下面以表3為例，以一個具體實施例具體說明步驟302的實現(xiàn)過程在該具體實施例中，實現(xiàn)步驟302需要以下步驟1、由表3的第一行選擇某擾碼a作為基擾碼；2、在表3的下一行選擇某擾碼b作為基擾碼，要求該基擾碼與已選擇的其他任一基擾碼均不從屬于3GPP規(guī)范分組方案中的同一組；3、若步驟2中未能找到符合條件的擾碼，返回上一行選擇新的擾碼作為基擾碼；否則執(zhí)行步驟4；4、執(zhí)行步驟2～3，直到找到符合基擾碼選擇準則的12個擾碼作為基擾碼，并以這12個基擾碼構(gòu)成擾碼基。
根據(jù)如上步驟，本實施例選擇出12個基擾碼，構(gòu)成如下所示的擾碼基{0，5，11，13，16，51，53，57，60，66，68，73}在本發(fā)明其它實施例中，還可根據(jù)如上步驟102選擇出其它的擾碼基，此處所示的擾碼基僅為描述性的，而不應(yīng)認為該擾碼基限定了本發(fā)明的保護范圍；三、步驟303的實現(xiàn)參見圖4，圖4為實現(xiàn)圖3中步驟303的流程圖。該流程包括以下步驟步驟3031，對步驟302中所選擇的擾碼基中的各個基擾碼進行標識，各個基擾碼分別具有各自唯一的標識符；參見表4，本發(fā)明實施例中，采用A～L對基擾碼進行標識，對應(yīng)關(guān)系參見表4所示

表4其中，在本發(fā)明其它實施例中，也可采用其它標識符進行上述標識，并不影響本發(fā)明的實現(xiàn)；步驟3032，以步驟3031中為各個基擾碼所確定的標識符，標識該各個基擾碼原先所屬于的擾碼碼組，從而得到基于基擾碼的擾碼分組；在本發(fā)明實施例中，該分組結(jié)果如表5所示；

表5步驟3033，根據(jù)步驟3032基于基擾碼的擾碼分組，采用基擾碼標識符標識TD-SCDMA系統(tǒng)32個擾碼分組中的各個擾碼；例如，擾碼組1中的擾碼0、1、2、3分別對應(yīng)表9中的基擾碼標識符A、B、C、C。在本發(fā)明實施例中，標識結(jié)果參見表6所示；


表6步驟3034，基于步驟3033中對擾碼的重新標識，分別查找各個基擾碼標識所對應(yīng)的所有下行導(dǎo)頻碼，然后，基于基擾碼進行分組，得到各個基擾碼對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼，從而實現(xiàn)得到新的碼字分組結(jié)果；具體而言，先找到表10中每一個基擾碼標識所在的擾碼，如A在擾碼1、2、7-11、13-15、22、23中。然后按照TD-SCDMA系統(tǒng)表1，將上述擾碼對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼分到該基擾碼標識的一組，如擾碼1、2、7-11、13-15、22、23對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼是0、1、6-10、12-14、21、22。在本發(fā)明實施例中，新的分組結(jié)果如表7所示；

表7在本發(fā)明其它實施例中，還可采用如下方式獲得表7在獲得表3所示的對128個擾碼進行區(qū)分的區(qū)分結(jié)果后，采用A～L分別標識擾碼區(qū)分結(jié)果中的各組，得到表9所示的分組結(jié)果，根據(jù)表9所示的進行標識后的分組結(jié)果，并參照表1所示TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范中擾碼與下行導(dǎo)頻碼之間的對應(yīng)關(guān)系，確定得到以A～L分別標識的各個擾碼分組所對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼，從而得到表11所示的新的分組結(jié)果。
然后，對圖2中本發(fā)明的步驟202進行詳細說明。
本發(fā)明的步驟202是根據(jù)設(shè)定的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍利用遺傳算法搜索出各個小區(qū)基于基擾碼的最優(yōu)的復(fù)合碼字組合。
以下先舉例說明為什么要搜索出各個小區(qū)基于基擾碼的最優(yōu)的復(fù)合碼字組合。
由基擾碼構(gòu)成的復(fù)合碼字間的相互干擾隨碼字組合變化而有所不同。將表5中兩行分別取一個基擾碼和擴頻碼的復(fù)合碼字群進行互相關(guān)計算，可以得到由TD-SCDMA系統(tǒng)基擾碼和擴頻碼復(fù)合而成的復(fù)合碼字群之間的相關(guān)性的兩種表現(xiàn)形式如表8表9所示。

表8


表9考察表8和表9可以發(fā)現(xiàn)，由基擾碼構(gòu)成的復(fù)合碼字間的相關(guān)性模值為8、4或0。相關(guān)性模值越大，相應(yīng)的碼字間的相互干擾越大。
例如，對圖5所示的3小區(qū)復(fù)用網(wǎng)絡(luò)，每小區(qū)均8碼道工作，并假設(shè)鄰小區(qū)各碼道到達本小區(qū)接收端的功率相等，對此網(wǎng)絡(luò)分配適當?shù)拇a字。
如果僅考察擾碼的規(guī)劃而忽略不同復(fù)合碼字間相互干擾的作用，選取小區(qū)配置方案1小區(qū)1基擾碼A，工作碼道{1，2，3，4，5，6，7，8}小區(qū)2基擾碼K，工作碼道{1，2，3，4，5，6，7，8}小區(qū)3基擾碼L，工作碼道{1，2，3，4，5，6，7，8}配置三個小區(qū)工作碼道使用的擴頻碼，可得到表10、表11，工作碼道承受鄰小區(qū)干擾表格

表10表10第一列為小區(qū)號，第二列為對每個小區(qū)的每工作碼道，與其相關(guān)模值為8的鄰小區(qū)碼道數(shù)量。

表11表11第一列為小區(qū)號，第二列為對每個小區(qū)的每工作碼道，與其相關(guān)模值為4的鄰小區(qū)碼道數(shù)量。
實際上，上述網(wǎng)絡(luò)配置并非最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)配置方案，選取如下網(wǎng)絡(luò)配置2小區(qū)1——基擾碼C，工作碼道擴頻碼{1，2，3，4，5，6，7，8}；小區(qū)2——基擾碼H，工作碼道擴頻碼{1，3，5，7，9，11，13，15}；小區(qū)3——基擾碼I，工作碼道擴頻碼{1，3，5，7，9，11，13，15}；可得到表12、表13，工作碼道承受鄰小區(qū)干擾表格

表12表12第一列為小區(qū)號，第二列為對每個小區(qū)的每工作碼道，與其相關(guān)模值為8的鄰小區(qū)碼道數(shù)量。

表13表13第一列為小區(qū)號，第二列為對每個小區(qū)的每工作碼道，與其相關(guān)模值為4的鄰小區(qū)碼道數(shù)量。
由表10、表11和表12、表13對比可見，網(wǎng)絡(luò)碼字配置方案2中，小區(qū)2和小區(qū)3的每工作碼道與其相關(guān)模值為4的鄰小區(qū)碼道數(shù)量比方案1少，承受的總的干擾較方案1小。顯然，配置方案2優(yōu)于配置方案1，配置方案2能降低來自鄰小區(qū)的干擾，有效提升鏈路性能和系統(tǒng)容量。本發(fā)明提出在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時搜索出各個小區(qū)基于基擾碼的最優(yōu)的復(fù)合碼字組合，在系統(tǒng)運行時根據(jù)搜索到的最優(yōu)的復(fù)合碼字組合，確定小區(qū)使用的擴頻碼。
圖2中本發(fā)明的步驟202使用了本發(fā)明提供的搜索復(fù)合碼字組合的方法，并將擾碼和下行導(dǎo)頻碼的分組作為約束條件來實現(xiàn)。
遺傳算法的基本步驟包括A、初始群體生成；
B、對群體中的每個個體進行適應(yīng)度評估；C、選擇參與遺傳的個體；D、個體交叉形成新的個體；E、新的個體變異生成下一代群體；F、判斷遺傳迭代是否終止，如果是則結(jié)束；否則返回執(zhí)行步驟B，對新一代群體中的每個個體進行適應(yīng)度評估。
本發(fā)明搜索復(fù)合碼的方法先對遺傳基因進行了設(shè)置以每工作碼道的復(fù)合碼字為基礎(chǔ)，結(jié)合TD-SCDMA系統(tǒng)每小區(qū)采用相同擾碼的特征，提出針對小區(qū)的二元基因方案所有小區(qū)使用的基擾碼構(gòu)成一元基因稱為基擾碼基因；小區(qū)使用的擴頻碼構(gòu)成一元基因稱為擴頻碼基因，基擾碼基因與擴頻碼基因的組合共同構(gòu)成碼規(guī)劃方案的個體基因，形成二元基因結(jié)構(gòu)。
基因編碼設(shè)計基擾碼基因采用數(shù)組序列表征，數(shù)組的每個元素序號代表小區(qū)序號，元素值代表對應(yīng)小區(qū)所使用的基擾碼。擴頻碼基因采用二進制的矩陣表征，矩陣行數(shù)即總的小區(qū)數(shù)量，行序號與小區(qū)序號對應(yīng)。每行存儲16個二進制值，代表16個擴頻碼道的使用狀況。二進制數(shù)值為0，表示在對應(yīng)小區(qū)內(nèi)未使用對應(yīng)序號的擴頻碼；二進制數(shù)值為1，表示相應(yīng)的擴頻碼道被使用。
例如，圖5所示網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)配置2所使用的擾碼與擴頻碼的基擾碼基因與擴頻碼基因表示如下基擾碼基因{C，H，I}擴頻碼基因

這種一種配置就是本發(fā)明使用的遺傳算法的一個個體。
參見圖6，圖6為本發(fā)明搜索復(fù)合碼字組合方法的一個較佳實施例的流程圖。該流程包括以下步驟
步驟601，隨機產(chǎn)生部分配置組合方案，以二元基因的形式表征，作為初始群體的個體。其中，擴頻碼要根據(jù)步驟201中每個小區(qū)設(shè)定的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍來配置。本步驟也就是遺傳算法中的初始群體生成的步驟。
步驟602，對群體中網(wǎng)絡(luò)基擾碼和擴頻碼每種配置方案進行評估，本步驟就是遺傳算法中的初始群體中的每個個體進行適應(yīng)度評估的步驟。
對個體適應(yīng)度進行評估包括兩個過程1、計算每個個體的懲罰值。通過一個懲罰函數(shù)來實現(xiàn)，懲罰函數(shù)基于工作碼道所承受的干擾大小設(shè)計，承受的干擾大，相應(yīng)的懲罰值大。計算獲得的懲罰值包括以下四個部分其中最重要的為a、b、c三個部分。
(a)所有碼道所承受的干擾的總疊加，構(gòu)成懲罰值的第一部分。例如，對圖6所示的兩種配置情況的干擾表格，在假定鄰小區(qū)各碼道到達本小區(qū)接收端的功率相等的條件下表11和表13就示出了三個小區(qū)各碼道所承受的干擾。
(b)對超出干擾門限的碼道追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第二部分；(c)設(shè)定每個小區(qū)允許出現(xiàn)的承受大干擾的碼道數(shù)量門限，對個體中超出該門限的小區(qū)追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第三部分；(d)計算各碼道所承受干擾大小的標準偏差或方差，據(jù)此對個體追加懲罰，方差大的個體相應(yīng)追加懲罰大，構(gòu)成懲罰值的第四部分。
2、計算每個個體適應(yīng)度本發(fā)明由以下的公式進行個體適應(yīng)度計算。
fitness＝Penalty_Max-Penalty_indi+C式中，fitness為單個個體的適應(yīng)度；Penalty_indi為單個個體的懲罰值；Penalty_Max為一代群體中最大的個體懲罰值；C為常數(shù)，其選擇應(yīng)該保證所有個體都存在被選擇參與遺傳的幾率。可見，個體懲罰值越大，個體的適應(yīng)度越低。
為保證一些好的基因模式不因為個體的弱適應(yīng)度而在初始階段過早被淘汰，可考慮對初始的幾代群體個體適應(yīng)度作某些變換，如開方等，使得個體適應(yīng)度差異減小。
為保證在循環(huán)迭代結(jié)束階段群體具有較好的收斂性，可考慮對最后的幾代群體的個體適應(yīng)度作某種變換，如平方等，增大個體適應(yīng)度的差異。
步驟603，選擇參與遺傳的個體。本步驟是基于個體適應(yīng)度來選擇參與遺傳的個體，基本方法包括以下三個過程1、計算群體中所有個體適應(yīng)度的總和fitness_total＝∑fitness_i，其中fitness_i代表第i個個體的適應(yīng)度；2、計算群體中每個個體被選擇的概率概率P_i＝fitness_i/fitness_total其中P_i代表第i個個體的被選擇概率；3、根據(jù)個體的被選擇概率選擇個體參與遺傳操作。
步驟604，對選擇參與遺傳的個體的基擾碼基因進行兩兩個體交叉，生成新的個體。本步驟選擇兩個個體后，可以采用某種交叉算法，例如單點、兩點或多點交叉完成基擾碼基因的交叉。對所產(chǎn)生的新的個體進行判斷，是否違反預(yù)先設(shè)定的約束條件，例如，根據(jù)本發(fā)明所述的分組，相鄰兩個小區(qū)不能使用相同的基擾碼等約束條件。如果違反約束條件，則給該小區(qū)重新分配基擾碼和選擇擴頻碼。
步驟605，對新的個體進行變異，生成下一代群體。變異操作操作對象為擴頻碼基因，基本方法如下以一定的概率P選擇個體中承受最大干擾的碼道，對該碼道實施變異操作；或者以概率1-P選擇個體中其他碼道完成碼道變異。變異過程體現(xiàn)為將編碼中對應(yīng)擴頻碼基因做二進制值取反在小區(qū)內(nèi)選擇一個新的擴頻碼道替代被選定的原擴頻碼道，兩個擴頻碼道對應(yīng)的基因位做二進制取反。
步驟606，判斷遺傳迭代是否終止，如果是則結(jié)束；否則返回步驟702對新一代群體中的每個個體進行適應(yīng)度評估。在應(yīng)用時，可以采用多種方式來結(jié)束遺傳迭代。例如預(yù)定遺傳迭代的終止次數(shù)，每迭代一次計數(shù)一次，當達到終止次數(shù)時，自動結(jié)束?；蛘?，設(shè)置一個控制迭代終止的命令或熱鍵，在收到該命令或該熱鍵被按下后，停止遺傳迭代。
遺傳算法結(jié)束后，獲得的一代群體所有個體可能相同，此個體即搜索到的最優(yōu)的復(fù)合碼字組合或者說基擾碼和擴頻碼的配置組合。如果最終獲得的一代群體個體不同，則需要用戶進一步從中選出一個最優(yōu)的復(fù)合碼字組合。
本實施例中，本發(fā)明預(yù)先對擾碼和下行導(dǎo)頻碼的分組僅作為約束條件，可以得到干擾最小的小區(qū)基擾碼和擴頻碼分配結(jié)果。當然，本發(fā)明提供的搜索復(fù)合碼字組合的方法不僅適用于該約束條件，對于其他分組方式，只需將相應(yīng)的分組作為約束條件也可實現(xiàn)。
然后，對圖2中本發(fā)明的步驟203進行詳細說明。
本發(fā)明的步驟203是根據(jù)基擾碼與下行導(dǎo)頻碼的對應(yīng)關(guān)系，確定各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼。根據(jù)小區(qū)使用的基擾碼，再根據(jù)表7，分配各小區(qū)所使用的下行導(dǎo)頻碼(DwPTS)。可以采用多種不同的方式來分配DwPTS，基本方法如下1、對任一小區(qū)，所分配的DwPTS必須屬于其基擾碼所對應(yīng)的行的DwPTS集合，例如設(shè)小區(qū)使用的基擾碼為F，則其DwPTS只能是{12 1425 31}；2、任意相鄰小區(qū)不能使用相同的DwPTS。
然后，對圖2中本發(fā)明的步驟204進行詳細說明。
本發(fā)明的步驟204是根據(jù)步驟202確定的基擾碼、步驟203確定的下行導(dǎo)頻碼和TD-SCDMA系統(tǒng)中各擾碼的關(guān)系，確定小區(qū)使用的擾碼。根據(jù)表6與表1，由小區(qū)使用的DwPTS與基擾碼，確定小區(qū)所使用的擾碼。如設(shè)小區(qū)使用的基擾碼為F，DwPTS為12，參照表1可知小區(qū)使用的擾碼為擾碼47；最后，對圖2中本發(fā)明的步驟205進行詳細說明。
本發(fā)明的步驟205是根據(jù)步驟202搜索出的最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼字對應(yīng)的擴頻碼、步驟202確定的基擾碼和步驟204確定的擾碼，確定小區(qū)使用的與擾碼對應(yīng)的擴頻碼。也就是根據(jù)基擾碼所構(gòu)成的復(fù)合碼字與擾碼所構(gòu)成的復(fù)合碼字之間的一一對應(yīng)關(guān)系，確定各小區(qū)所使用的擴頻碼?；痉椒ㄈ缦?1)計算小區(qū)使用的基擾碼構(gòu)成的復(fù)合碼字群與步驟204確定的擾碼構(gòu)成的復(fù)合碼字群之間的相關(guān)性模值，得到相關(guān)性模值表格的表現(xiàn)形式與表2相似；(2)由小區(qū)使用的基擾碼對應(yīng)的擴頻碼，得到小區(qū)使用的擾碼對應(yīng)的擴頻碼字，該擴頻碼字與基擾碼對應(yīng)的擴頻碼字等價。從步驟202最終獲得的小區(qū)基擾碼和擴頻碼分配結(jié)果，可知基擾碼對應(yīng)的擴頻碼字。查找步驟(1)相關(guān)性表格，對待考察擾碼的某個復(fù)合碼字i，若基擾碼的一個復(fù)合碼字j與其相關(guān)模值為16，則復(fù)合碼字i與復(fù)合碼字j之間具有等價關(guān)系。
本發(fā)明在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，還可以將多次搜索出各個小區(qū)基于該分組的多種最優(yōu)的復(fù)合碼字組合存儲下來，例如可以存儲到無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)的數(shù)據(jù)庫中。在系統(tǒng)運行時可根據(jù)這些最優(yōu)的復(fù)合碼字組合，根據(jù)本小區(qū)使用的擾碼，確定小區(qū)碼道的擴頻碼。這樣，就簡化了系統(tǒng)運行期間動態(tài)分配擴頻碼的過程。仍以DCA算法為例，參見圖7，圖7為應(yīng)用本發(fā)明的小區(qū)碼字規(guī)劃方法后，DCA算法的流程示意圖。該流程包括以下兩個步驟步驟701，當檢測到某些碼道承受較大的干擾導(dǎo)致鏈路性能下降時，根據(jù)RNC的數(shù)據(jù)庫中存儲的最優(yōu)的復(fù)合碼字組合，選擇目標碼道。
步驟702，進行信道調(diào)整。
與圖1所示現(xiàn)有技術(shù)DCA算法的流程相比，本流程不需要對同一小區(qū)內(nèi)可能選用的幾個碼道的干擾情況進行預(yù)測和估計，再根據(jù)估計結(jié)果對幾個碼道的干擾情況進行優(yōu)先級排隊。只需簡單地執(zhí)行數(shù)據(jù)庫查詢就可以選擇出目標碼道，顯然降低了實現(xiàn)的復(fù)雜度，能夠節(jié)省系統(tǒng)資源。
由上述的實施例可見，本發(fā)明的這種TD-SCDMA系統(tǒng)的小區(qū)碼字規(guī)劃方法，能夠避免TD-SCDMA系統(tǒng)同頻組網(wǎng)時可能出現(xiàn)的相鄰小區(qū)工作碼道相互間的強干擾，降低系統(tǒng)內(nèi)干擾。本發(fā)明的TD-SCDMA系統(tǒng)搜索復(fù)合碼字組合的方法，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時能夠搜索出各小區(qū)工作碼道的最優(yōu)復(fù)合碼字組合，而且能夠降低在系統(tǒng)運行其間擴頻碼動態(tài)分配的復(fù)雜度。
權(quán)利要求
1.一種時分-同步碼分多址TD-SCDMA系統(tǒng)的小區(qū)碼字規(guī)劃方法，其特征在于，該方法預(yù)先將TD-SCDMA系統(tǒng)中的擾碼根據(jù)相互間是否存在強相關(guān)性進行分組，獲得TD-SCDMA系統(tǒng)的基擾碼及其對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組，在TD-SCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中完成小區(qū)基擾碼與擴頻碼字、下行導(dǎo)頻碼的分配，并進而完成小區(qū)擾碼與擴頻碼字的分配，其分配過程包括以下步驟1)設(shè)定每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍；2)根據(jù)設(shè)定的每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍，利用遺傳算法搜索出各小區(qū)最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼字組合；3)根據(jù)基擾碼與下行導(dǎo)頻碼組的對應(yīng)關(guān)系，確定各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼；4)根據(jù)步驟2)確定的基擾碼與步驟3)確定的下行導(dǎo)頻碼和TD-SCDMA系統(tǒng)中各擾碼的關(guān)系，確定各小區(qū)使用的擾碼；5)根據(jù)步驟2)搜索出的最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼字組合、步驟2)確定的各小區(qū)所使用的基擾碼的復(fù)合碼字和步驟4)確定的各小區(qū)所使用的擾碼的復(fù)合碼字相互間對應(yīng)關(guān)系，確定各小區(qū)使用的擴頻碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法預(yù)先獲得基擾碼及其對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組的過程包括以下步驟步驟A對TD-SCDMA系統(tǒng)中每個擾碼和正交可變長擴頻碼分別組成復(fù)合碼，并對每個擾碼的復(fù)合碼與另一個擾碼的復(fù)合碼兩兩進行相關(guān)性計算；步驟B根據(jù)步驟A的相關(guān)性計算的計算結(jié)果判斷復(fù)合碼之間是否存在復(fù)合碼的互相關(guān)模值為16所表現(xiàn)的相關(guān)性表現(xiàn)形式，如果是，則將該復(fù)合碼所分別對應(yīng)的擾碼劃分在具有同一等效關(guān)系的擾碼分組內(nèi)，按照如上方式，將符合該判斷條件的擾碼劃分在不同的擾碼分組內(nèi)；步驟C利用步驟B得到的擾碼分組，以及TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范中碼組分組方案，對下行導(dǎo)頻碼進行重新分組，從而得到新的碼字劃分結(jié)果，該碼字劃分結(jié)果中，該擾碼分組中的每一組對應(yīng)一組下行導(dǎo)頻碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟C包括步驟C1從各個不同的具有同一等效關(guān)系的擾碼分組中選擇基擾碼，由選擇的基擾碼構(gòu)成擾碼基；步驟C2由所確定的擾碼基對下行導(dǎo)頻碼進行重新分組，從而得到新的碼字劃分結(jié)果，每一基擾碼對應(yīng)一組下行導(dǎo)頻碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟C1包括步驟C11以所述具有同一等效關(guān)系的一個擾碼分組作為第一組，從該第一組中選擇一個擾碼作為基擾碼；步驟C12以具有同一等效關(guān)系的另一個擾碼分組作為第二組，從該第二組中選擇另一個擾碼作為基擾碼，其中，該另一個擾碼不同于所述步驟C11中的該一個擾碼，并且與步驟C11中該一個擾碼分別屬于TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范中的不同的擾碼碼組；按照此步驟，從12個擾碼分組中分別選擇出一個基擾碼，組成擾碼基。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟C1中，所述的擾碼基為多數(shù)個。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟C12中，所述選擇一個擾碼作為基擾碼包括步驟C121從不同于已選擇過的碼組的一個碼組中選擇一個擾碼；步驟C122判斷該所選擇的擾碼與已經(jīng)選擇的擾碼是否為TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范分組方案中的同一擾碼碼組內(nèi)的兩個擾碼，如果是，則返回步驟C121，在步驟C121中當前所選擇的碼組中重新選擇一個新的擾碼，否則，執(zhí)行步驟C123；步驟C123以所選擇的擾碼作為所述基擾碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟C12中，如果在該第二組中無法找到與步驟C11中所選擇的該一個擾碼分別屬于TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范的分組方案中的不同的擾碼碼組的擾碼，則該方法進一步包括返回步驟C11，在步驟C11中所述的第一組中選擇一個新的擾碼，然后再執(zhí)行步驟C12。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟C2包括步驟C21對步驟C1中所選擇的擾碼基中的各個基擾碼進行標識，各個基擾碼分別具有各自唯一的標識符；步驟C22以步驟C21中為各個基擾碼所確定的標識符，標識該各個基擾碼原先所屬于的擾碼分組，從而得到基于基擾碼的擾碼分組；步驟C23根據(jù)步驟C22基于基擾碼的擾碼分組，采用基擾碼標識符標識時分-同步碼分多址系統(tǒng)擾碼分組中的各個擾碼；步驟C24基于步驟C23中對擾碼的重新標識，分別查找各個基擾碼標識所對應(yīng)的所有下行導(dǎo)頻碼，然后，基于基擾碼進行分組，得到各個基擾碼對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼，從而實現(xiàn)得到新的碼字劃分結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟C包括分別標識步驟B中得到的擾碼分組中的各個組，各個組分別具有各自唯一的標識符，根據(jù)標識后的分組結(jié)果，并參照TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)范中擾碼與下行導(dǎo)頻碼之間的對應(yīng)關(guān)系，確定得到各個標識符所標識的擾碼分組所對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼，從而得到新的碼字劃分結(jié)果。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)所述設(shè)定每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍的方法為通過業(yè)務(wù)預(yù)測設(shè)定每個小區(qū)的工作碼道數(shù)；然后，根據(jù)3GPP關(guān)于碼道選擇使用的準則，確定可選的碼道范圍。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)包括以下步驟21)根據(jù)設(shè)定的每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍配置擴頻碼，將基擾碼和擴頻碼的配置組合用二元基因代表的個體表征，并隨機產(chǎn)生部分組合作為初始群體的個體；22)對群體中每個個體進行針對干擾的適應(yīng)度評估；23)選擇參與遺傳的個體；24)對選擇參與遺傳的兩兩個體中的基擾碼基因進行個體交叉，生成新的個體；25)對選擇參與遺傳的個體中的擴頻碼基因進行個體變異，生成下一代群體；26)根據(jù)預(yù)定條件返回執(zhí)行步驟22)或終止遺傳迭代。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟21)進一步包括基因編碼方法為采用數(shù)組序列表示基擾碼基因，數(shù)組的每個元素序號為小區(qū)序號，元素值為對應(yīng)小區(qū)所使用的基擾碼；采用二進制的矩陣表示擴頻碼基因，矩陣行數(shù)為總的小區(qū)數(shù)量，行序號與小區(qū)序號對應(yīng)；每行存儲16個二進制值，表示16個擴頻碼道的使用狀況。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟22)包括以下步驟211)計算個體懲罰值；懲罰值包括a、所有碼道所承受的干擾的總疊加，構(gòu)成懲罰值的第一部分；b、對超出干擾門限的碼道追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第二部分；c、設(shè)定每個小區(qū)允許出現(xiàn)的承受大干擾的碼道數(shù)量門限，對個體中超出該門限的小區(qū)追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第三部分；212)用如下公式計算個體適應(yīng)度fitness＝Penalty_Max-Penalty_indi+C其中，fitness為單個個體的適應(yīng)度；Penalty_indi為單個個體的懲罰值；Penalty_Max為一代群體中最大的個體懲罰值；C為常數(shù)，其選擇應(yīng)該保證所有個體都存在被選擇參與遺傳的幾率。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述懲罰值還包括d、計算各碼道所承受干擾大小的標準偏差或方差，據(jù)此對個體追加懲罰，方差大的個體相應(yīng)追加懲罰大，構(gòu)成懲罰值的第四部分。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述步驟212)進一步包括對初始的幾代群體個體適應(yīng)度作數(shù)學(xué)變換，使得個體適應(yīng)度差異減?。粚ψ詈蟮膸状后w的個體適應(yīng)度作數(shù)學(xué)變換，增大個體適應(yīng)度的差異。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，步驟23)所述選擇參與遺傳的個體的方法包括以下步驟231)計算群體中所有個體適應(yīng)度的總和fitness_total＝∑fitness_i，其中fitness_i代表第i個個體的適應(yīng)度；232)計算群體中每個個體被選擇的概率概率P_i＝fitness_i/fitness_total，其中P_i代表第i個個體的被選擇概率；233)根據(jù)個體的被選擇概率選擇個體參與遺傳操作。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，步驟24)所述個體交叉的方法為采用單點、兩點或多點交叉完成基擾碼基因的交叉。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟24)進一步包括判斷所產(chǎn)生的新的個體是否違反預(yù)先設(shè)定的約束條件，如果違反約束條件，則給該小區(qū)重新分配基擾碼和選擇擴頻碼。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，步驟25)所述個體變異的方法為以一定的概率P選擇個體中承受最大干擾的碼道，對該碼道實施變異操作；或者以概率1-P選擇個體中非承受最大干擾的碼道完成碼道變異。
20.如權(quán)利要求19述的方法，其特征在于，步驟25)所述變異過程為將編碼中對應(yīng)擴頻碼基因做二進制值取反。
21.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述步驟26)為預(yù)定遺傳迭代的終止次數(shù)，如果遺傳迭代的次數(shù)達到終止次數(shù)則終止遺傳迭代，否則返回執(zhí)行步驟22)；或者，設(shè)置的控制迭代終止的命令或熱鍵，如果接收了該終止命令或熱鍵被按下，則終止遺傳迭代；否則返回執(zhí)行步驟22)。
22.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)所述確定各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼的方法為先確定基擾碼，然后由基擾碼所對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組，確定各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼；對任一小區(qū)，所分配的下行導(dǎo)頻碼必須屬于其基擾碼所對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組；任意相鄰小區(qū)分配不同的基擾碼和下行導(dǎo)頻碼。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟5)所述確定小區(qū)使用的擴頻碼的方法包括以下步驟51)計算小區(qū)使用的基擾碼構(gòu)成的復(fù)合碼字群與步驟4)確定的擾碼構(gòu)成的復(fù)合碼字群之間的相關(guān)性；52)查找步驟51)相關(guān)性表格，得到與由步驟2)獲得的最優(yōu)的基擾碼的復(fù)合碼字對應(yīng)的擴頻碼具有等價關(guān)系的擾碼的擴頻碼。
24.一種TD-SCDMA系統(tǒng)搜索復(fù)合碼組合的方法，其特征在于，該包括以下步驟1)根據(jù)設(shè)定的每個小區(qū)的工作碼道數(shù)和可選的碼道范圍配置擴頻碼，將基擾碼和擴頻碼的配置組合用二元基因代表的個體表征，并隨機產(chǎn)生部分組合作為初始群體的個體；2)對群體中每個個體進行針對干擾的適應(yīng)度評估；3)選擇參與遺傳的個體；4)對選擇參與遺傳的兩兩個體中的基擾碼基因進行個體交叉，生成新的個體；5)對選擇參與遺傳的個體中的擴頻碼基因進行個體變異，生成下一代群體；6)根據(jù)預(yù)定條件返回執(zhí)行步驟2)或終止遺傳迭代。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述步驟1)進一步包括基因編碼方法為采用數(shù)組序列表示基擾碼基因，數(shù)組的每個元素序號為小區(qū)序號，元素值為對應(yīng)小區(qū)所使用的基擾碼；采用二進制的矩陣表示擴頻碼基因，矩陣行數(shù)為總的小區(qū)數(shù)量，行序號與小區(qū)序號對應(yīng)；每行存儲16個二進制值，表示16個擴頻碼道的使用狀況。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述步驟2)包括以下步驟21)計算個體懲罰值；懲罰值包括a、所有碼道所承受的干擾的總疊加，構(gòu)成懲罰值的第一部分；b、對超出干擾門限的碼道追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第二部分；c、設(shè)定每個小區(qū)允許出現(xiàn)的承受大干擾的碼道數(shù)量門限，對個體中超出該門限的小區(qū)追加懲罰，構(gòu)成懲罰值的第三部分；22)用如下公式計算個體適應(yīng)度fitness＝Penalty_Max-Penalty_indi+C其中，fitness為單個個體的適應(yīng)度；Penalty_indi為單個個體的懲罰值；Penalty_Max為一代群體中最大的個體懲罰值；C為常數(shù)，其選擇應(yīng)該保證所有個體都存在被選擇參與遺傳的幾率。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述懲罰值還包括d、計算各碼道所承受干擾大小的標準偏差或方差，據(jù)此對個體追加懲罰，方差大的個體相應(yīng)追加懲罰大，構(gòu)成懲罰值的第四部分。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述步驟22)進一步包括對初始的幾代群體個體適應(yīng)度作數(shù)學(xué)變換，使得個體適應(yīng)度差異減??；對最后的幾代群體的個體適應(yīng)度作數(shù)學(xué)變換，增大個體適應(yīng)度的差異。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，步驟3)所述選擇參與遺傳的個體的方法包括以下步驟31)計算群體中所有個體適應(yīng)度的總和fitness_total＝∑fitness_i，其中fitness_i代表第i個個體的適應(yīng)度；32)計算群體中每個個體被選擇的概率概率P_i＝fitness_i/fitness_total，其中P_i代表第i個個體的被選擇概率；33)根據(jù)個體的被選擇概率選擇個體參與遺傳操作。
30.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，步驟4)所述個體交叉的方法為采用單點、兩點或多點交叉完成基擾碼基因的交叉。
31.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述步驟4)進一步包括判斷所產(chǎn)生的新的個體是否違反預(yù)先設(shè)定的約束條件，如果違反約束條件，則給該小區(qū)重新分配基擾碼和選擇擴頻碼。
32.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，步驟5)所述個體變異的方法為以一定的概率P選擇個體中承受最大干擾的碼道，對該碼道實施變異操作；或者以概率1-P選擇個體中非承受最大干擾的碼道完成碼道變異。
33.如權(quán)利要求24述的方法，其特征在于，步驟5)所述變異過程為將編碼中對應(yīng)擴頻碼基因做二進制值取反。
34.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述步驟6)為預(yù)定遺傳迭代的終止次數(shù)，如果遺傳迭代的次數(shù)達到終止次數(shù)則終止遺傳迭代，否則返回執(zhí)行步驟2)；或者，設(shè)置控制迭代終止的命令或熱鍵，如果接收了該終止命令或熱鍵被按下，則終止遺傳迭代；否則返回執(zhí)行步驟2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TD－SCDMA系統(tǒng)的小區(qū)碼字規(guī)劃方法，預(yù)先將TD－SCDMA系統(tǒng)中的擾碼根據(jù)相互間是否存在強相關(guān)性進行分組，獲得TD－SCDMA系統(tǒng)的基擾碼及其對應(yīng)的下行導(dǎo)頻碼組；在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，不僅分配各小區(qū)使用的下行導(dǎo)頻碼、擾碼，并且分配各小區(qū)使用的擴頻碼。該方法能避免TD－SCDMA系統(tǒng)同頻組網(wǎng)時可能出現(xiàn)的相鄰小區(qū)工作碼道相互間的強干擾，降低系統(tǒng)內(nèi)干擾。本發(fā)明還公開了一種TD－SCDMA系統(tǒng)搜索復(fù)合碼字組合的方法，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時根據(jù)基擾碼，利用遺傳算法搜索出基擾碼所對應(yīng)的復(fù)合碼字最優(yōu)組合，以便完成各小區(qū)使用的擾碼與擴頻碼道的分配。該方法能夠在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時搜索出各小區(qū)工作碼道的最優(yōu)復(fù)合碼字組合，同時降低在系統(tǒng)運行其間擴頻碼動態(tài)分配的復(fù)雜度。
文檔編號H04B7/26GK1707973SQ20041004870
公開日2005年12月14日 申請日期2004年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月10日
發(fā)明者張孟, 馮心睿 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司