FR2865603A1 - Intercellular interference cancellation method for cellular telecommunication network, involves estimating contribution of synchronization channels in transmission by base station of overall signal received by terminal - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE REJECTION DES INTERFERENCES INTRACELLULAIRESMETHOD FOR REJECTING INTRACELLULAR INTERFERENCE
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
L'invention se situe dans le domaine des télécommunications et concerne plus spécifiquement un procédé de réjection des interférences intracellulaires générées par les canaux de synchronisation transmis par une station de base à un terminal mobile dans un réseau de télécommunication cellulaire. The invention is in the field of telecommunications and relates more specifically to a method of rejection of intracellular interference generated by the synchronization channels transmitted by a base station to a mobile terminal in a cellular telecommunications network.
L'invention concerne également un terminal mobile de communication avec une station de base dans un réseau de télécommunication cellulaire. The invention also relates to a mobile terminal for communication with a base station in a cellular telecommunications network.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans un réseau de télécommunication cellulaire basé sur la technologie d'accès CDMA, tel que le réseau UMTS par exemple, un terminal de communication mobile reçoit de la station de base de la cellule sur laquelle il est campé un code primaire et un code secondaire de synchronisation, respectivement via un canal primaire PSCH (pour Primary Synchronisation Channel) et un canal secondaire SSCH (pour Secondary Synchronisation Channel), et un canal balise appelé CPICH (pour Common Pilot Channel) pour estimer la réponse impulsionnelle du canal de propagation. Le code primaire est transmis sur des créneaux temporels (slot en anglais) et le code secondaire est transmis sur des trames temporelles. STATE OF THE PRIOR ART In a cellular telecommunications network based on CDMA access technology, such as the UMTS network, for example, a mobile communication terminal receives from the base station of the cell on which it is encamped a primary code. and a secondary synchronization code, respectively via a Primary Synchronization Channel (PSCH) primary channel and a Secondary Synchronization Channel (SSCH) secondary channel, and a common channel channel (CPICH) for estimating the impulse response of the channel. of propagation. The primary code is transmitted over time slots (slot in English) and the secondary code is transmitted on time frames.
Le canal CPICH (pour Common Pilot Channel) est composé d'une séquence prédéfinie de bit/symboles dits pilotes qui sont transmis en permanence sur la cellule. Le débit de ces bit/symboles est constant et égal à 30 Kbps (kilo bits par seconde), soit 15 ksps (kilo symboles par seconde). Le canal CPICH n'est associé à aucun canal de transport. Les codes primaire et secondaire sont utilisés par le terminal pour rechercher et identifier les cellules du réseau. The CPICH channel (for Common Pilot Channel) is composed of a predefined sequence of bits / symbols called pilots which are transmitted permanently on the cell. The bit rate of these bits / symbols is constant and equal to 30 Kbps (kilo bits per second), or 15 ksps (kilo symbols per second). The CPICH channel is not associated with any transport channel. The primary and secondary codes are used by the terminal to search and identify network cells.
La figure 1 illustre schématiquement la structure des canaux PSCH et SSCH émis par une station de base UMTS. Figure 1 schematically illustrates the structure of the PSCH and SSCH channels transmitted by a UMTS base station.
Le canal PSCH est constitué d'un code primaire cp de N chips, (N=256). Un chip étant une unité d'information représentant un symbole après application de la technique d'étalement de spectre. Le code cp se répète créneau par créneau et est identique pour toutes les cellules du réseau. Le canal PSCH est utilisé par le terminal mobile pour détecter le début d'un créneau. The PSCH consists of a primary code cp of N chips, (N = 256). A chip being an information unit representing a symbol after application of the spread spectrum technique. The code cp is repeated slot by slot and is identical for all the cells of the network. The PSCH is used by the mobile terminal to detect the beginning of a slot.
Le canal SSCH est constitué d'un code secondaire C t'k contenant 256 chips et où k= 0,1_14 et s ie{1,2,3,...16}. Ce canal permet à un terminal de détecter le début d'une trame dans les canaux physiques dédiés à un terminal mobile spécifique et dans les canaux physiques communs non dédiés à un terminal mobile spécifique, ainsi que le groupe auquel appartient le code d'embrouillage dans la cellule. The SSCH channel consists of a secondary code C t'k containing 256 chips and where k = 0.1_14 and s {1,2,3, ... 16}. This channel allows a terminal to detect the start of a frame in the physical channels dedicated to a specific mobile terminal and in the common physical channels not dedicated to a specific mobile terminal, as well as the group to which the scrambling code belongs in the cell.
A la différence du canal primaire PSCH, les codes utilisés dans le canal secondaire peuvent changer d'un créneau à l'autre suivant un motif préétabli choisi parmi 64 possibles. Unlike the PSCH primary channel, the codes used in the secondary channel can change from one slot to another according to a preset pattern chosen from 64 possible ones.
Les codes primaire et secondaire sont toujours connus par le mobile. Primary and secondary codes are still known by the mobile.
La démodulation par un mobile UMTS des canaux de la liaison descendante UMTS FDD est perturbée par l'interférence intracellulaire. Du point de vue du terminal mobile, l'interférence intracellulaire est constituée par tous les canaux émis par la station de base (canaux dédiés et canaux communs), autres que le canal à démoduler. UMTS mobile demodulation of the UMTS FDD downlink channels is disrupted by intracellular interference. From the point of view of the mobile terminal, the intracellular interference is constituted by all the channels transmitted by the base station (dedicated channels and common channels), other than the channel to be demodulated.
En particulier, les canaux de synchronisation PSCH et SSCH contribuent significativement à l'interférence intracellulaire, puisqu'ils représentent environ 10% de la puissance instantanée émise par chaque station. In particular, the PSCH and SSCH synchronization channels contribute significantly to the intracellular interference, since they represent approximately 10% of the instantaneous power emitted by each station.
L'invention a pour but d'atténuer l'interférence intracellulaire, et donc d'améliorer les performances en démodulation et le taux d'erreurs binaires. The object of the invention is to attenuate the intracellular interference, and thus to improve the performance in demodulation and the bit error rate.
EXPOSÉ DE L'INVENTION A cet effet, l'invention préconise un procédé de réjection des interférences intracellulaires générées par les canaux de synchronisation transmis par une station de base à un terminal mobile dans un réseau de télécommunication cellulaire. SUMMARY OF THE INVENTION To this end, the invention recommends a method of rejection of intracellular interference generated by the synchronization channels transmitted by a base station to a mobile terminal in a cellular telecommunications network.
Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes. The method according to the invention comprises the following steps.
- estimer les caractéristiques du canal de propagation d'un signal global reçu par le terminal, 15 - estimer la contribution des canaux de synchronisation transmis par la station de base au signal global reçu par ledit terminal, - soustraire ladite contribution estimée dudit signal global. estimating the characteristics of the propagation channel of a global signal received by the terminal; estimating the contribution of the synchronization channels transmitted by the base station to the overall signal received by said terminal; subtracting said estimated contribution from said global signal.
Lorsque le signal global est reçu par le terminal selon une pluralité de trajets de propagation, pour chaque trajet de propagation, le procédé comporte les étapes suivantes: - estimer les caractéristiques du canal de propagation d'un signal global reçu par le terminal pour chaque trajet de propagation, - estimer la contribution des canaux de synchronisation transmis par la station de base au signal global reçu par ledit terminal, - soustraire ladite contribution estimée dudit signal global pour chaque trajet de propagation. When the overall signal is received by the terminal according to a plurality of propagation paths, for each propagation path, the method comprises the following steps: - estimating the characteristics of the propagation channel of a global signal received by the terminal for each path propagation method, - estimating the contribution of the synchronization channels transmitted by the base station to the overall signal received by said terminal, - subtracting said estimated contribution from said global signal for each propagation path.
- combiner les signaux obtenus à l'étape précédente pour les différents trajets. - combine the signals obtained in the previous step for the different paths.
Le procédé selon l'invention s'applique, préférentiellement mais pas exclusivement, dans un réseau de télécommunication cellulaire comportant un réseau d'accès fondé sur la technologie CDMA. The method according to the invention applies, preferentially but not exclusively, in a cellular telecommunication network comprising an access network based on CDMA technology.
L'invention concerne également un terminal mobile communiquant avec une station de base dans un réseau de télécommunication cellulaire comportant: - des moyens pour estimer les caractéristiques du canal de propagation d'un signal global transmis audit terminal par une station de base d'un réseau de télécommunication cellulaire, - des moyens pour estimer la contribution des canaux de synchronisation au signal global reçu par le terminal, - des moyens pour soustraire ladite 5 contribution estimée dudit signal global. The invention also relates to a mobile terminal communicating with a base station in a cellular telecommunication network comprising: means for estimating the characteristics of the propagation channel of a global signal transmitted to said terminal by a base station of a network cellular telecommunications system; means for estimating the contribution of the synchronization channels to the overall signal received by the terminal; means for subtracting said estimated contribution from said overall signal.
Préférentiellement, ce terminal comporte un récepteur RAKE. Preferably, this terminal comprises a RAKE receiver.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 représente schématiquement la structure des canaux de synchronisation dans un réseau UMTS, - la figure 2 représente un organigramme général illustrant les du procédé selon l'invention. Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, taken by way of nonlimiting example, with reference to the appended figures in which: FIG. 1 schematically represents the structure of the synchronization channels in a network UMTS, FIG. 2 represents a general flowchart illustrating the methods of the invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La description qui suit concerne une application du procédé à un téléphone mobile, muni d'un récepteur RAKE, synchronisé sur une station de base dans un réseau UMTS. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS The following description relates to an application of the method to a mobile telephone, equipped with a RAKE receiver, synchronized on a base station in a UMTS network.
Rappelons que pour se synchroniser sur une station de base, un terminal mobile doit identifier la cellule par son code d'embrouillage spécifique. A cet effet, les spécifications du groupe 3GPP (pour Third Partnership Project) définissent une procédure de recherche de cellule Search Oeil en anglais) qui consiste à effectuer des mesures, notamment de puissance de réception, sur les cellules voisines de manière à commuter vers la cellule qui offre une qualité communication optimale. Cette procédure comporte trois étapes. Une première étape consistant à effectuer des corrélations du signal reçu par le terminal mobile avec le code primaire de synchronisation (PSCH) pour estimer l'instant de début de créneau, une deuxième étape consistant à effectuer des corrélations du signal reçu par le terminal mobile avec le code secondaire de synchronisation pour identifier le groupe de codes d'embrouillage (64 hypothèses possibles) auquel appartient la station de base et l'instant de synchronisation trame (15 hypothèses possibles). Et une troisième étape consistant à identifier le code d'embrouillage de la station de base (8 hypothèses possibles), à l'aide de corrélations effectuées sur le canal CPICH. Recall that to synchronize on a base station, a mobile terminal must identify the cell by its specific scrambling code. For this purpose, 3GPP group specifications (for Third Partnership Project) define a Search Eye cell search procedure in English) which consists of performing measurements, in particular of reception power, on neighboring cells so as to switch to cell that offers optimal communication quality. This procedure has three steps. A first step of correlating the signal received by the mobile terminal with the primary synchronization code (PSCH) to estimate the slot start time, a second step of performing correlations of the signal received by the mobile terminal with the secondary synchronization code to identify the group of scrambling codes (64 possible hypotheses) to which the base station belongs and the frame synchronization time (15 possible hypotheses). And a third step of identifying the scrambling code of the base station (8 possible hypotheses), using correlations performed on the CPICH channel.
Une fois le terminal synchronisé, il connaît le décalage temporel entre l'instant d'émission des canaux de synchronisation et l'instant d'émission de chaque canal émis par la station. Once the terminal has been synchronized, it knows the time difference between the instant of transmission of the synchronization channels and the instant of transmission of each channel transmitted by the station.
Comme cela est illustré par la figure 1, les canaux de synchronisation ne sont émis que sur les 256 premiers chips de chaque slot. Par conséquent, la contribution des canaux de synchronisation au signal reçu s'effectue sur les 256 premiers chips de chaque slot. As illustrated in FIG. 1, the synchronization channels are only transmitted on the first 256 chips of each slot. Therefore, the contribution of the synchronization channels to the received signal is made on the first 256 chips of each slot.
La figure 2 illustre schématiquement les étapes principales du procédé. Figure 2 schematically illustrates the main steps of the method.
L'étape 2 consiste à estimer le canal de propagation pour évaluer les dégradations que ce canal engendre sur le signal et choisir les techniques de traitement de signal appropriées qui seront mises en oeuvre dans la chaîne d'émission et de réception. Step 2 consists of estimating the propagation channel to evaluate the impairments that this channel generates on the signal and to choose the appropriate signal processing techniques that will be implemented in the transmission and reception chain.
L'étape 4 consiste à extraire les signaux de synchronisation du signal global reçu par le terminal. Step 4 consists of extracting the synchronization signals from the global signal received by the terminal.
Rappelons que dans un système d'accès radio fondé sur le CDMA, le signal peut emprunter plusieurs trajets distincts. Dans ce cas, les canaux de synchronisation affectent le signal dans chaque trajet, et pour un trajet de propagation donné, d'indice npath, le signal global reçu relatif au slot d'indice islot est de la forme: Remember that in a radio access system based on the CDMA, the signal can take several different paths. In this case, the synchronization channels affect the signal in each path, and for a given propagation path, index npath, the received global signal relative to the islot index slot is of the form:
NNOT
r(k)=a(npa,h)e'.9''Ph EAmsm(k)+a(cp(k)+cs,w10,(k))+I(k) + b(k) m k: indice du chip, k varie entre 1 et 256, a(npa,h)e'9" 'h: amplitude complexe du trajet d' indice npath, Nuser: nombre de canaux utilisateurs émis par la station de base, Am: amplitude du signal reçu associée à l'utilisateur d'indice m sm: signal associé à l'utilisateur d'indice 25 m, a: coefficient indiquant si la diversité à l'émission STTD (Space Time Transmit Diversity) est utilisée pour le canal P-CCPCH par la station de base, coefficient supposé connu par le mobile cp: code primaire de synchronisation cs,islot: code secondaire de synchronisation, associé au slot de numéro islot, connu par le mobile I: signal émis par la station excluant les canaux utilisateurs et les canaux de synchronisation, b: bruit thermique et interférences reçus des autres cellules. r (k) = a (npa, h) e.9''Ph EAmsm (k) + a (cp (k) + cs, w10, (k)) + I (k) + b (k) mk: index of the chip, k varies between 1 and 256, a (npa, h) e9 "h: complex amplitude of the path of npath index, Nuser: number of user channels transmitted by the base station, Am: amplitude of the received signal associated with the user of index m sm: signal associated with the user of index 25 m, a: coefficient indicating whether the diversity on transmission STTD (Space Time Transmit Diversity) is used for the channel P- CCPCH by the base station, supposed coefficient known by the mobile cp: primary synchronization code cs, islot: secondary synchronization code, associated with the slot of islot number, known by the mobile I: signal emitted by the station excluding the user channels and timing channels, b: thermal noise and interference received from other cells.
En phase de démodulation, le récepteur du mobile calcule une estimation de l'amplitude complexe de chaque trajet de propagation a(npath)e'w P ,h La méthode consiste, pour chaque trajet, à soustraire la contribution des canaux de synchronisation selon l'expression suivante: rpur (k) = r(k) â(npath)eiw' a(cp(k)+cs,islot (k)) â(npath)e: amplitude complexe estimée du trajet npath Une fois le signal purifié rpur obtenu pour chaque trajet, l'étape 6 consiste à appliquer le récepteur RAKE pour combiner les différents trajets et obtenir un signal global duquel ont été soustraits les canaux de synchronisation transmis dans chaque trajet. In the demodulation phase, the mobile receiver calculates an estimate of the complex amplitude of each propagation path a (npath) ew P, h The method consists, for each path, in subtracting the contribution of the synchronization channels according to the following expression: rpur (k) = r (k) â (npath) eiw 'a (cp (k) + cs, islot (k)) â (npath) e: estimated complex amplitude of the path npath Once the signal has been purified rpur obtained for each path, step 6 consists in applying the RAKE receiver to combine the different paths and obtain an overall signal from which the synchronization channels transmitted in each path have been subtracted.
L'interférence étant ainsi diminuée et les performances sont améliorées. The interference is thus reduced and the performances are improved.
L'invention s'applique à tout terminale mobile compatible du mode UMTS FDD, pendant son fonctionnement en mode UMTS FDD quel que soit le décalage temporel entre les canaux de synchronisation et le canal à démoduler, quel que soit l'emploi de la diversité STTD sur le canal P- CCPCH, quel que soit 10 SP 21620/HM l'état RRC du mobile (veille, Oeil DCH, Oeil FACH, Oeil PCH, URA PCH quel que soit le nombre de trajets de propagation. The invention applies to any compatible mobile terminal of the UMTS FDD mode, during its operation in UMTS FDD mode regardless of the time offset between the synchronization channels and the channel to be demodulated, regardless of the use of the STTD diversity. on the P-CCPCH, regardless of the status of the mobile RRC (Standby, Eye DCH, Eye FACH, Eye PCH, URA PCH regardless of the number of propagation paths.
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