CN1391741A

CN1391741A - 异频测量

Info

Publication number: CN1391741A
Application number: CN00815967A
Authority: CN
Inventors: K·伊萨基拉; B·卡迪夫
Original assignee: Nokia Mobile Phones Ltd
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2003-01-15
Also published as: JP2003510955A; GB2354671B; AU7521600A; GB2354671A; WO2001024417A1; EP1224758A1; GB9922737D0

Abstract

一种具有公共信道的扩频通信网，所述信道包括用于容纳要传递到多个无线电话的接入信道数据和寻呼信道数据的多个帧，所述扩频通信网包括控制器，该控制器被配置成从公共信道的预定帧中省去接入信道数据，从而使无线电话能在该预定帧期间执行异频测量。

Description

异频测量

本发明涉及用于在扩频通信系统中传递数据、以便允许异频测量的装置和方法。

多址通信系统允许大量用户在相对有限的频谱上建立无线通信信道。一种变得越来越重要的多址通信系统是扩频多址电信系统，又称为码分多址(CDMA)。

CDMA系统中的多址是通过为系统中的各个用户分配伪随机码来实现的，其中，所分配的伪随机码具有良好的自相关和互相关特性。在使用中，以用户比特率信号对所分配的伪随机码进行调制。结合了伪随机码的调制信号的带宽比用户比特率信号的带宽大得多，从而把用户相对的窄带信号扩展为宽带扩频信号。

一旦指定的接收机收到所述宽带信号，则利用原始的伪随机码对该信号“去扩频”，从而把该信号又转换成窄带信号。

因此，在CDMA通信系统中，可以把单宽带射频分配给构成通信系统的各个蜂窝区，其中，多个独特频谱的扩频码被分配给各个区。这样，可以多路复用在一起的用户数目主要受到传输所产生的干扰大小、而不是可用的射频信道的限制。

但是，有时，CDMA蜂窝系统中需要一个以上的宽带无线信道。例如，不同运营商可能分配不同的频带，或者某个运营商可能有多个不同频率的宽带无线信道，以便支持不同区域的不同业务量。城市中心的用户数目很可能大于郊区。为了容纳这种更大的数目，可以分配一个以上的宽带CDMA频率，其中每个CDMA频率具有其自己的独特码组。图1表示四个无线区域a到d，其中，区域a由两个频率支持，区域b由三个频率支持，区域c由两个频率支持，区域d由一个频率支持。所分配的频率数目取决于该区域的业务量。

因此，在CDMA通信系统中，如果已经在某个特定频率上建立了通信链路的无线电话从一个区移动到另一个区，则可能需要为该无线电话重新分配某个新的频率。

图2中示出分层小区的另一个实例，它包括含有微小区18的宏小区16，宏小区16具有工作在一个频率上的基站17，微小区18具有工作在不同于基站17的频率的另一个频率上的基站19。微小区可以是例如办公室CDMA通信网。在此实例中，如果无线电话20已经建立与基站17之间的通信链路，无线电话20可能需要执行异频测量(即，测量在不同频率上发射的信号的强度)，以便确定是否应该执行到基站19的切换。

一旦CDMA系统中在无线电话与基站之间已经建立通信链路，则常常会有从基站到无线电话的连续下行链路。因此，如果无线电话要执行异频测量，则无线电话接收机需要被调到另一频率上，这可能导致数据丢失。这可能是用户不可接受的。克服这种问题的一种方法是使用双接收机，其中一个接收机用来执行异频测量，而另一个接收机用来从建立的通信链路接收数据。但是，无线电话可能没有两个或两个以上的接收机，或者，无线电话可能仅仅能够使用第二个接收机进行接收机天线分集测量。

期望能改进这种情况。

按照本发明的第一方面，提供一种扩频通信网，它具有公共信道，该信道包含多个帧，用于容纳要传递到多个无线电话的接入信道数据和寻呼信道数据，扩频通信网包括控制器，该控制器被配置成从公共信道的预定帧中省去接入信道数据，以便使无线电话能在预定帧期间执行异频测量。

通过从公共信道的预定帧中省去接入信道数据，这具有以下优点：使已进入需要连续接收接入信道数据的模式的无线电话能在预定帧期间执行异频测量、而不丢失任何接入信道数据。

最好把用于无线电话的寻呼信道数据结合到预定帧中，其中控制器对进入预定模式的无线电话作出响应，从预定帧中省去用于该无线电话的接入信道数据。

这具有如下优点：使已进入需要连续接收接入信道数据、从而不接收寻呼消息的模式的无线电话能在无线电话的指定寻呼帧内执行异频测量，而不丢失任何接入信道数据。

所述预定模式最好是连续前向接入信道模式。

按照本发明的第二方面，提供一种用于在具有公共信道的扩频通信网中工作的扩频无线电话，所述信道包括多个帧，用于容纳要传递到多个无线电话的接入信道数据和寻呼信道数据，其中，从预定帧中省去接入信道数据，该无线电话包括控制器，安排该控制器在预定帧期间进行异频测量。

按照本发明的第三方面，提供一种在扩频通信网中传递数据、从而允许异频测量的方法，该方法包括：向多个无线电话传递公共信道，所述公共信道具有多个帧，用于容纳接入信道数据和寻呼信道数据；安排从预定帧中省去接入信道数据，从而使无线电话能在预定帧期间执行异频测量。

为了更好地理解本发明和理解如何实现本发明，仅以举例的方式参考以下附图，其中：

图1是扩频通信系统的区域结构图；

图2说明宏/微小区分层的扩频通信系统；

图3是根据本发明的CDMA通信系统的示意图；

图4说明CDMA物理信道的帧结构。

以下实施例是参考“第三代CDMA伙伴项目(the 3^th GenerationCDMA Partnership Project)”标准描述的，但是本发明也可以应用于其他CDMA标准。

宽带CDMA(WCDMA)通信系统包括WCDMA网络和相关的无线电话，在两者之间建立通信信道。图3表示具有单个无线电话1和具备两个基站8、12的CDMA网络的CDMA通信系统。一般，WCDMA通信系统具有多个无线电话，但是为了描述本发明，本实施例仅参考单个无线电话来描述。

基站8具有天线11、收发信机10和控制器9。天线与收发信机10的输入端和输出端耦合。收发信机10耦合到控制器9。收发信机10把基带数据转变成经天线11发送的射频(RF)信号，并且把经天线11接收的RF信号转变成基带数据。控制器9处理接收和发送的数据并且控制基站8的操作，包括传输控制数据。

基站12的结构与基站8类似，而基站12具有天线15、收发信机14和处理器13。

无线电话1具有天线7、收发信机6、控制器5、传声器3、小键盘2以及扬声器4。天线7与收发信机6的输入端和输出端耦合。收发信机6连接到控制器5。控制器5连接到传声器3、小键盘2和扬声器4。

收发信机6包括发射机6a、接收机6b以及信号测量装置6c。收发信机6把基带数据通过发射机6a转变成RF信号，以便经天线7发送，并且把经天线7接收的RF信号通过接收机6b转变成基带数据。安排信号测量装置6c测量所接收的RF信号的信号功率。

控制器5处理接收和发送的基带数据。控制器5控制收发信机6的时序，并且在传声器3与收发信机6之间以及在收发信机6与扬声器4之间为数据指定路由。小键盘2提供用户与控制器5之间的接口，以便使无线电话的用户能发出和接收呼叫。

经CDMA物理信道在无线电话1和基站8、12之间建立通信链路。物理信道是具有独特频率和扩频码的通信信道，传送信道映射于其上。

物理信道由三层结构组成，即超帧21、帧22和时隙23，如图4所示。超帧21具有720毫秒的持续时间并且由72个帧22组成。帧22具有10毫秒的持续时间，并且由16个时隙23组成。时隙23包含信息符号，其中每时隙的符号数目取决于物理信道。

物理信道分成专用上行信道、公共上行物理信道、专用下行物理信道以及公共下行物理信道。

公共下行物理信道包括主要公共控制物理信道(PCCPCH)、辅助公共控制物理信道(SCCPCH)以及同步信道(SCH)。

公共上行物理信道包括物理随机接入信道(PRACH)。

如“第三代伙伴项目”标准TS 25.211中所描述的，在物理信道上映射了各种传送信道。这些传送信道容纳用来在系统中各用户之间传递的数据。传送信道被分类为两组，即公共信道和专用信道。公共传送信道被映射到公共物理信道上，其中公共传送信道在为特定无线电话定址时使用带内识别。专用传送信道被映射到专用物理信道上，其中，用物理信道、即代码和频率来识别接收无线电话1。

在PCCPCH上已映射了广播控制传送信道(BCCH)。BCCH是指向多点信道的下行链路，包含广播系统和小区指定信息(例如，PRACH码)。

在SCCPCH上已映射了前向接入信道(FACH)和寻呼信道(PCH)。FACH是下行信道，用于当网络知道无线电话的位置小区时、向无线电话运送控制信息。FACH还可以容纳数据包，并且当接收无线电话处于连续FACH模式时，FACH可用于数据传送。在连续FACH模式中，无线电话1连续监测FACH信道，以便发现基站8、12间歇发送的分组数据。

PCH是下行信道，用于向无线电话1运送表示某个呼叫正在等待无线电话1的控制信息。为了提高识别呼叫所等待的无线电话1的效率，在网络中登记过的无线电话被放入寻呼组中。为每个寻呼组分配一个特定帧(即寻呼帧)，其中可以为多个寻呼组分配相同的特定帧。寻呼帧包含用于分配到指定寻呼组的无线电话的寻呼信息。

基站控制器9、13被配置成为连续FACH数据和PCH数据的传输安排时间，确保从特定的无线电话的寻呼帧中省去用于该指定无线电话的连续FACH数据。这为无线电话提供了10ms的时段，在该时段中，当无线电话1处于连续FACH模式时，执行异频测量而没有丢失FACH数据的风险。

或者，基站控制器9、13被配置成为连续FACH数据和PCH数据的传输安排时间，确保从指定帧(例如帧1)中省去连续FACH数据。这种备选实施例也为无线电话提供了10ms时段，在该时段中，当无线电话1处于连续FACH模式时，执行异频测量而没有丢失FACH数据的风险。

SCH是下行信道，包含使无线电话1能与网络同步的网络同步数据。因此，基站8、12会不断地发送同步数据。

上行链路PRACH上映射了随机接入信道(RACH)。RACH是上行信道，用于承载从无线电话1到基站8、12的控制信息。

当无线电话1首先开机时，它初始化并且用SCH在网络中登记，以便与最强的基站8、12取得同步。一旦同步出现，无线电话1就检测PCCPCH，读取该系统和小区特定的BCCH信息。从BCCH中，无线电话1获得PRACH码，这允许无线电话1向基站8、12发出请求，请求允许无线电话发出呼叫。无线电话1还由BCCH确定它已被分配到哪个寻呼组，从而确定哪个帧会包含用于无线电话1的寻呼信息。

在这个实施例中，基站8支持区域b，而基站12支持区域c，如图1所示。最初，无线电话1在区域b中开机而向基站8登记，如上所述，并且被分配在信道频率3上工作。

无线电话1需要确定发射机6a的发射功率。无线电话1实现这一点是通过从所接收的基站功率的测量结果中估算上行链路的路径损耗，并且使用此路径损耗估算值、连同上行链路接收干扰水平和接收信号对干扰比的目标来决定所述发射功率。

如果例如用户想发出呼叫，这需要无线电话1进入连续FACH模式，则无线电话1在PRACH上向基站8发送随机接入消息。

一旦收到随机接入消息，基站8在FACH上用接入允许消息作出响应。

一旦收到接入允许消息，无线电话1就进入连续FACH模式，扫描SCCPCH以发现数据。一旦基站8接收到来自网络另一方(未示出)的针对无线电话1的分组数据，基站8就在FACH信道上发送数据，利用带内信令将数据交给无线电话1。

基站控制器9安排在SCCPCH帧中发射所接收的数据，确保不包含寻呼帧中针对无线电话1的数据。因此，无线电话1具有每个超帧21中的SCCPCH中的预定帧(即保证有10ms的时段)，其中无线电话1可以调到另一频率上执行异频测量，而没有丢失要交给无线电话1的FACH数据的风险。

或者，电信网络可用连续FACH模式来向无线电话指明何时何地发送分组数据(即提供信道标识和发射周期)。例如，接入信道数据可以指明：在不同的公共信道上发送分组数据；或者建立专用信道。在此实施例中，指明何时何地发送分组数据的接入信道数据未被结合在各个寻呼帧中。

如上所述，在已建立无线电话1与基站8之间连接的情况下，例如，若无线电话1开始离开区域b，则可能需要执行到另一个基站的切换。如果无线电话1移动到区域c，就需要执行到基站12的切换，因为来自基站8的信号会变得太弱而无法维持连接。但是，由于基站12并非工作在与基站8的信道3相同的频率上，因此，在无线电话1维持与基站8的连接的同时，无线电话1有必要执行异频测量，从而确定基站12发出的信号的强度。

为了确定连接是否应该切换到另一区域，无线电话1的收发信机6中的信号测量装置6c测量与基站8之间的现有连接的信号强度。然后，需要测量其他区的信号强度以便确定是否可以收到更强的信号。

为了执行异频测量，在预定帧(即寻呼帧或指定帧)期间，无线电话控制器5指示收发信机6调到另一CDMA信道的频率上。在此实例中，无线电话1在区域c中调到信道2上。

信号测量装置6c在10ms的预定帧周期中测量信道2的信号强度。在接收到新帧之前，无线电话控制器5指示收发信机6调到初始信道3，以避免FACH数据丢失。

根据测量的信号测量结果，控制器5确定是否切换到另一信道。

本领域的技术人员应该理解，本发明还适用于向无线电话1发出呼叫。

本发明可包括这里明确地或隐含地公开的任何新颖特征或特征的组合、或者其任何广义化，而不论它是否涉及所要求的这个发明或者是否减轻所述问题中的任何一个或全部问题。鉴于上述描述，对本领域的技术人员来说，显然可以在本发明的范围内作出各种修改。例如，具有不同频率的无线信道可以在不同的通信网中。

Claims

1.一种扩频通信网，它具有公共信道，所述信道包括用于容纳要传递到多个无线电话的接入信道数据和寻呼信道数据的多个帧，所述扩频通信网包括控制器，该控制器被配置成从所述公共信道的预定帧中省去接入信道数据，以便使无线电话能在所述预定帧期间执行异频测量。

2.一种扩频通信网，它具有公共信道，所述信道包括用于容纳要传递到多个无线电话的接入信道数据和寻呼信道数据的多个帧，所述用于无线电话的寻呼信道数据被结合到预定帧中，所述扩频通信网包括控制器，该控制器对进入预定模式的无线电话作出响应，从所述预定帧中省去用于该无线电话的接入信道数据，从而使所述无线电话能在所述预定帧期间执行异频测量。

3.如权利要求2所述的扩频通信网，其特征在于：所述预定模式是连续前向接入信道模式。

4.如权利要求2或3所述的扩频通信网，其特征在于：所述多个无线电话被安排到各寻呼组中，用于寻呼组的所述寻呼信道数据被结合到预定帧中。

5.如权利要求2到4中任何一个所述的扩频通信网，其特征在于：所述接入信道数据和寻呼信道数据结合带内标识信息，以便识别接收无线电话。

6.一种实质上如以上参考附随说明的各图所描述的扩频通信网。

7.一种用于在具有公共信道的扩频通信网中工作的扩频无线电话，所述信道包括用于容纳要传递到多个无线电话的接入信道数据和寻呼信道数据的多个帧，其中，从预定帧中省去接入信道数据，所述无线电话包括控制器，该控制器被配置成在所述预定帧期间进行异频测量。

8.一种实质上如以上参考附随说明的各图所描述的扩频无线电话。

9.一种在扩频通信网中传递数据以允许异频测量的方法，该方法包括：向多个无线电话传递公共信道，所述公共信道具有用于容纳接入信道数据和寻呼信道数据的多个帧；安排从预定帧中省去接入信道数据，从而使无线电话能在所述预定帧期间执行异频测量。

10.一种在扩频通信网中传递数据以允许异频测量的方法，该方法包括：向多个无线电话传递公共信道，所述公共信道具有用于容纳接入信道数据和寻呼信道数据的多个帧，其中用于无线电话的寻呼信道数据被结合到预定帧中；安排对进入预定模式的无线电话作出响应，从所述预定帧中省去用于该无线电话的接入信道数据，从而使所述无线电话能在所述预定帧期间执行异频测量。

11.一种实质上如以上参考附随说明的各图所描述的方法。