在tdma移動通信系統中擴大測量窗口的方法
2023-09-27 05:28:15 2
專利名稱：在tdma移動通信系統中擴大測量窗口的方法
技術領域：
本發明涉及一種時分多址(TDMA)移動通信系統的頻率之間和系統之間的測量方法，用於使用戶設備與另一通信系統同步。更具體地說，涉及一種TDMA通信系統中擴大同步測量窗口的方法，在TDMA的用戶設備切換到另一通信系統之前，該用戶設備監測鄰近小區的系統的基站(可屬於相同的系統，也可以屬於不同的系統)的同步信道。
背景技術：
目前廣泛使用的移動通信系統是全球移動通信系統(GSM)，基站分布廣，網絡覆蓋面大。隨著第三代(3G)移動通信技術的興起，頻分雙工FDD系統(WCDMA)，3.84McpsTDD(HCR)系統，1.28McpsTDD(TDSCDMA)系統，將設立基站建立各自的新網絡，對公眾提供電信服務。那時，不同系統的各網絡彼此鄰接，或重疊覆蓋，用戶從一地運動到另一地時，用戶設備UE(例如行動電話)必須在不同的通信系統之間漫遊(roaming)或切換(handover)。為使1.28McpsTDD用戶設備(UE)在不同系統，例如在GSM和TDSCDMA系統中皆能正常工作，一種雙模用戶設備(dual mode UE)已經開發出來。當這種用戶設備監測到現有系統的信號逐漸衰弱而另一系統的信號越來越強，就要擇機切換到後一系統中繼續工作，在切換之前，用戶設備要執行頻率之間和系統之間的監測，監測到後一系統的同步信道的時隙位置(timing)，以便該用戶設備調整到與後一系統同步並進行切換。
在TDMA通信系統，例如1.28McpsTDD系統中，傳輸是不連續的，於是，在上行和下行業務信道之間的那些沒有業務的空閒時隙，理論上可以用來進行上述的頻率之間和/或系統之間的監測。這種用於同步的頻率之間和系統之間的監測，在相鄰的上、下行信道之間的那些沒有業務的空閒時隙，稱之為「測量窗口」。1.28McpsTDD系統中傳輸的每一幀包括兩個子幀(奇子幀和偶子幀)，每個子幀為5毫秒，分為上行、下行共七個時隙TS0-TS6。對語音通信，上行和下行信道各佔用一個時隙，一般情況下，相鄰的上、下行通信信道之間的那些沒有業務的空閒時隙只有2至3個。這種已知的對稱時隙分配布局的測量窗口較短，沒有足夠的時間執行測量和監測，因而1.28McpsTDD用戶設備達到與相鄰系統同步需要較長的時間，嚴重情況下，1.28McpsTDD用戶設備無法對其它系統進行測量。。根據3GPP技術報告TR25.888(http//www.3GPP.org提供瀏覽和下載)的仿真結果表明，如果1.28McpsTDD系統中採用傳統的時隙分配模式，它的用戶設備與GSM系統切換時，最大同步時間為896.5ms，監測失誤的可能性高達41.9％；當該用戶設備與FDD系統切換時，最大同步時間為748.6ms；當與3.84McpsTDD系統切換時，成功同步的可能性只有40-60％；與其它不同頻率的1.28McpsTDD系統切換時，成功同步的可能性只有30-50％。這樣的結果不能讓人滿意。
為解決此問題，3GPP技術報告TR25.888(http//www.3GPP.org提供瀏覽和下載)中提出了兩種改進的1.28Mcps TDD的測量方法非對稱時隙分配模式和不同時隙分配組合模式，目的均在於擴大測量窗口的尺寸，為監測提供更多的時間，以減少監測失誤率。這種改進在一定程度上縮短了同步所需的時間，提高了監測的質量。
以非對稱時隙分配模式為例，當一個1.28Mcps TDD的用戶設備(UE)想切換到FDD系統並與之同步時，該用戶設備會監測FDD系統的第一同步信道(primarySCH)以得到其時隙位置(timing)，並監測FDD的第二同步信道(secondary SCH)以得到幀位置(frame timing)。圖1表示已知的1.28Mcps TDD系統中對稱與非對稱時隙分配模式下測量窗口尺寸的比較，其中，上排表示對稱時隙分配模式下1.28McpsTDD的子幀中的測量窗口a，b；中排表示FDD系統中一個幀帶有同步信道SCH；下排表示1.28Mcps TDD中」非對稱時隙分配模式」下的測量窗口A，B。對FDD的第一同步信道而言，第一同步碼(PSC)在系統中每個小區(cell)中的長度都是256個碼片，並且在每個時隙(TS)中發射一次。第二同步信道包括一個由15個第二同步碼(SSC)組成的序列，其中每個同步碼在每個幀中的長度都是256個碼片。如圖1所示，已知的對稱時隙分配模式下，每個測量窗口很短，每個測量窗口最多只能得到兩個相鄰的第二同步信道，因而可能得不到足夠的位置(timing)信息來與FDD同步，切換成功率較低。然而若1.28Mcps TDD用戶設備採用「非對稱時隙分配模式」，即，每一幀中含有一奇一偶兩個子幀，偶子幀的下行信道分配在時隙TS0，上行信道分配在時隙TS1；奇子幀的下行信道分配在緊隨第二切換點的時隙TS4，上行信道分配在第二切換點之前的時隙TS3。由此構成非對稱時隙分配模式。這樣，測量窗口A的長度大增，可以利用其中的所有空閒時隙進行同步監測。在Tdoc R1-02-1424Comparison of asymmetric pattern and conventional scheme used for differentmeasurement purpose-Rev.3(Revision of R1-02-1274)中記載的仿真結果表明，獲得225個PSC或225個SSC達到對FDD的同步，對稱時隙分配模式下最大同步時間為748.6ms，非對稱時隙分配模式下最大同步時間僅為374.1ms。因此得出結論，1.28Mcps TDD的用戶設備能成功地對FDD進行監測並實現同步。
再以「不同時隙分配組合模式」為例，用於擴大1.28Mcps TDD的測量窗口。當一個1.28Mcps TDD的用戶設備(UE)準備切換到3.84Mcps TDD系統時，應提前與之同步，為此，該用戶設備會監測相鄰的3.84Mcps TDD系統的第一同步信道(primary SCH)以得到其時隙位置(timing)，並監測其第二同步信道(secondary SCH)以得到幀位置(frame timing)。在3.84Mcps TDD中同步信道SCH和主公共控制物理信道P-CCPCH(primary common control physical channel)有兩種分配方式第一種方式SCH和P-CCPCH的分配在時隙TS#k，k＝0，1，…，14；第二種方式SCH分配在兩個時隙(TS)中，TS#k和TS#k+8，k＝0，1，…，6，並且P-CCPCH分配在TS#k中。
圖2表示在「不同時隙分配組合模式」下，1.28Mcps TDD的用戶設備檢測鄰近的3.84Mcps TDD系統的同步信道(SCH)和主公共控制物理信道(P-CCPCH)。其中，上排表示3.84Mcps TDD的兩個幀，其同步信道(SCH)1和主公共控制物理信道和(P-CCPCH)2處於上述第二種方式；中排表示對稱時隙分配模式下1.28Mcps TDD的若干子幀；下排表示「不同時隙分配組合模式」下1.28Mcps TDD的若干子幀。如圖所示，在對稱時隙分配模式下，由於1,28McpsTDD的用戶設備的下行信道對準同步信道，在各測量窗口中無法監測3.84McpsTDD的待測的同步信道。「不同的時隙分配組合模式」是指業務信道被按預定的時隙分配布局逐幀再分配，並周期性循環，第一、三、五、…幀的時隙分配相同，第二、四、六、…幀的時隙分配相同，但與第一、三、五、…幀不同。例如第一幀的兩個子幀中上行信道分配在時隙TS3，下行信道分配在時隙TS4，第三、五幀……亦同。第二幀的兩個子幀中上行信道分配在時隙TS1，下行信道分配在時隙TS6，第四、六幀……亦同。這樣，不同的時隙分配形式組合到一齊，信道之間的空閒時隙組成的測量窗口明顯加長，可以解決1,28McpsTDD的用戶設備對3.84McpsTDD的同步信道進行監測的難題，同步成功的可能性從40％-60％提升至97.5％以上。
然而，仿真結果也表明，「非對稱時隙分配模式」和「不同時隙分配組合模式」都不能100％地保證對3.84McpsTDD的SCH進行成功的檢測。這兩種模式的另一缺陷是需要信令支持，信令開銷較大，對系統可能產生一些負面影響。
在1.28Mcps TDD的用戶設備對GSM或其它1.28Mcps TDD系統為同步而進行監測時，也存在類似的局限。與GSM同步所需的最小測量窗為2*T+0.577ms(開關時間T，例如T＝0.5ms)。與其它1.28Mcps TDD同步所需的最小測量窗為2*T+0.075ms(開關時間T，例如T＝0.5ms)。在上述改進的監測方法中，同步測量窗口仍然不夠大。
發明內容本發明的目的是提供一種改進的擴大測量窗口的方法，在TDMA的用戶設備與其它通信系統切換之前，用來對頻率間或系統間進行監測，克服已有技術的方法的局限。
這一發明目的是由本發明的如下技術方案實現的在TDMA通信系統中擴大測量窗口的方法，其特徵在於當TDMA的用戶設備接收到一個交織幀的一部分並成功解出信號後，該用戶設備不接收該交織幀的其餘部分，該用戶設備在不進行接收的全部或部分時隙裡進行頻率間或系統間的監測。
上述的TDMA系統是指1.28Mcps TDD，3.84Mcps TDD，7.68Mcps TDD，GSM以及其他TDMA系統中的任何一種。
根據本發明的一個方面，1.28Mcps TDD系統的用戶設備接收到一個交織幀的前三個子幀(subframe)並成功解出信號後，對第四個子幀不作接收而作為接收間歇，將該幀中一個處於接收間歇的信道與相鄰的那些空閒時隙組合起來，構成測量窗口，用於頻率間或系統間的監測。
這裡採用的是不連續接收技術DRX(discontinuous receiving)來擴大測量窗口。當語音通信中接收信號的信號/幹擾(C/I)比值足夠高(由UE接收性能決定)時，所述用戶設備不需要接收一個交織幀的全部子幀。
根據本發明的另一方面，上述處於接收間歇的信道是下行信道。
根據本發明的再一方面，上述系統間的監測是指FDD系統、GSM系統、3.84Mcps TDD系統、1.28Mcps TDD系統中的一個與一個TDMA的用戶設備之間為達到同步而進行的監測。
根據本發明的又一個方面，上述的用戶設備例如是行動電話，個人數字助理裝置(PDA)或帶有行動電話功能的筆記本電腦等。
根據本發明的其它方面，提供一種移動通信用戶設備，特別是行動電話，採用本發明的方法。
當上述用戶設備收到的信號的C/I之比足夠高，無需接收一個交織幀的所有幀或子幀，該用戶設備就能夠成功地解出信號。於是，在某個或某些幀或子幀中存在接收間歇。本發明的構思是讓TDMA用戶設備利用這個接收間歇來增加檢測窗口的尺度，掃描和監測鄰近的其它通信系統，例如3.84Mcps TDD系統的同步信道。TDMA的用戶設備能夠高效率地檢測相鄰小區的同步信道，以便在切換之前達到同步。
(四)
為更好地理解本發明，現結合附圖講述本發明的一些實施例。其中，圖1表示現有技術中1.28Mcps TDD的用戶設備的對稱與非對稱時隙分配模式下，測量窗口長度的比較。
圖2表示現有技術中1.28Mcps TDD的用戶設備利用「不同時隙分配組合模式」監測3.84Mcps TDD的第二種同步信道分布方式。
圖3表示本發明採用不連續接收技術(DRX)來擴大測量窗口，對3.84McpsTDD的第二種信道分布方式進行監測的情況。
具體實施方式
根據本發明的一個實施例，在TDMA系統，例如1.28Mcps TDD通信系統中擴大測量窗口的方法，採用的是不連續接收技術DRX(discontinuous receiving)來擴大測量窗口。
圖3表示本發明的一個實施例，採用不連續接收技術(DRX)來擴大測量窗口，對3.84McpsTDD的第二種信道分布方式進行監測的情況。圖中，上排表示3.84McpsTDD的兩個幀中同步信道(SCH)1的位置(timing)和主公共控制物理信道(P-CCPCH)2的位置；中排表示「對稱時隙分配模式」下1.28McpsTDD的子幀的測量窗口；下排表示利用不連續接收技術分配1.28McpsTDD的信道和時隙。在已知的對稱時隙分配模式中，與3.84McpsTDD的同步信道相對應處的信道處於佔用狀態，故無法檢測3.84 McpsTDD的同步信道和主公共控制物理信道。在本實施例中，本發明採用不連續接收技術(DRX)，當信號/幹擾(C/I)比值足夠高(該值因取決於用戶設備的接收性能)時，1.28McpsTDD的用戶設備接收一個交織幀的四個子幀中的前三個子幀的下行數據，並成功解出信號後，就沒有必要對第四個子幀(從左起)進行接收，第四個子幀中虛線箭頭所在的下行接收信道空出，用戶設備就可以利用這個接收間隙進行對其它相鄰通信系統的監測工作。在第四個子幀中，只有上行信道佔用，下行信道空出，它與相鄰的那些空閒時隙組合起來，擴大了測量窗口，用於頻率間或系統間的監測。
如圖3所示，儘管與3.84Mcps TDD同步時所需的最小測量窗口為2*T+0.067ms(T為關閉時間，例如T＝0.5ms)，該第四子幀具有一個相當大的測量窗口，至少有四個時隙，再加上緊接其後的子幀的前兩個空閒時隙，來實施同步檢測工作。這樣，同步檢測窗口增大，檢測失誤得以避免，在1.28McpsTDD的用戶設備調整自己與相鄰的3.84McpsTDD小區同步的過程中，同步成功率幾乎保持在完美的水準。
前面以1.28McpsTDD與3.84McpsTDD間的同步監測為例，說明了不連續接收技術(DRX)在擴大1.28McpsTDD測量窗口尺度方面的使用，在本發明的另一實施例中，基於同理，DRX技術的引入，使1.28McpsTDD的用戶設備在與FDD系統的同步監測中，表現同樣出色。不同之處是，此時，用戶設備要掃描和監測的是FDD系統的第一和第二同步信道(PSCH和SSCH)。
基於同理，在本發明的又一實施例中，不連續接收技術的引入擴大了測量窗口尺度，也使1.28McpsTDD的用戶設備在與GSM系統的同步監測中，表現同樣出色。不同之處是，此時，切換前，用戶設備要掃描和監測的是GSM系統的頻率校正信道FCCH(frequency correction channel)和同步信道SCH。
在本發明的再一實施例中，同樣，不連續接收技術的引入擴大了測量窗口尺度，也使1.28McpsTDD的用戶設備在與其它頻率的1.28McpsTDD系統的同步監測中，表現同樣出色。不同之處是，切換前，用戶設備要掃描和監測的是該相鄰1.28McpsTDD系統的下行導頻信道DwPCH(downlink pilot channel)。
根據本發明的另一實施例，在另一種TDMA通信系統，即，3.84Mcps TDD通信系統中擴大測量窗口的方法，採用的是不連續接收技術DRX(discontinuous receiving)來擴大測量窗口。
3.84Mcps TDD的每幀為10毫秒，分為15個時隙(TS0到TS14)，一般情況下，上行和下行信道各佔用一個時隙，相鄰的上行和下行之間的那些空閒時隙可以用來執行測量。在本實施例中，本發明採用不連續接收技術(DRX)，當信/幹(C/I)比值足夠高(該值因取決於用戶設備的接收性能)時，3.84Mcps TDD的用戶設備接收一個交織幀的前幾幀的下行數據，並成功解出信號後，就沒有必要對後面的幀的下行數據進行接收，3.84Mcps TDD的用戶設備就可以利用這個接收間隙進行對其它相鄰通信系統的監測工作。在上述後面的幀中，只有上行信道佔用，下行信道空出，它與相鄰的那些空閒時隙組合起來，擴大了測量窗口，用於對相鄰的其他通信系統執行頻率間或系統間的監測。
對其他TDMA通信系統，如7.68Mcps TDD，GSM等依同理，均可以上述方法擴大測量窗口，不再贅述。
本發明首次將不連續接收技術引入到通信系統間的同步測量過程，與迄今為止所有的已有技術方法(包括「非對稱時隙分配模式」和「不同時隙分配組合模式」)相比，本發明方法所得到的可用於頻率間和系統間測試的時段明顯加大，可用的空閒時隙的數量顯著提高，藉此掃描和檢測其它通信系統的同步信道，大大增加了1.28McpsTDD用戶設備對相鄰的其它通信系統進行頻率間和系統間的檢測的成功率。同時採用不連續接收技術擴大測量窗口，特別指出的是，該發明的方法對於1.28McpsTDD系統沒有任何負面影響。
權利要求
1，在TDMA通信系統中擴大測量窗口的方法，其特徵在於當TDMA系統的用戶設備接收到一個交織幀的一部分並成功解出信號後，該用戶設備將不接收該交織幀的其餘部分，該用戶設備在不進行接收的全部或部分時隙裡進行頻率間或系統間的監測。
2，如權利要求1所述的方法，其中，上述的TDMA系統是指，1.28Mcps TDD，3.84Mcps TDD，7.68Mcps TDD，GSM之中的任何一種。
3，如權利要求2所述的方法，其中，當1.28Mcps TDD系統的用戶設備接收到一個交織幀的前三個子幀(subframe)並成功解出信號後，對第四個子幀不作接收而作為接收間歇，將該幀中一個處於接收間歇的信道與相鄰的那些空閒時隙組合起來，構成測量窗口，用於頻率間或系統間的監測。
4，如權利要求3所述的方法，其中，上述處於接收間歇的信道是下行信道。
5，如權利要求3所述的方法，其中，採用一種不連續接收技術。
6，如權利要求3所述的方法，其中，當信號的信號/幹擾比值(C/I)足夠高時，該用戶設備不需要接收一個交織幀的全部子幀。
7，如權利要求1至6之一所述的方法，其中，上述系統間的監測是指FDD系統、GSM系統、3.84Mcps TDD系統、1.28Mcps TDD系統中的一個與一個TDMA的用戶設備之間為達到同步而進行的監測。
8，如權利要求1至6之一所述的方法，其中，上述的用戶設備是行動電話。
9，如權利要求7所述的方法，其中，上述的用戶設備是行動電話。
10，一種用戶設備，特別是行動電話，使用前述權利要求之一所述的方法。
全文摘要
本發明提出一種在TDMA通信系統中擴大同步測量窗口的方法，解決通信系統進行頻率間和系統間檢測時檢測窗口小，失誤率高的問題。本發明採用不連續接收技術來擴大檢測窗口，用戶設備接收到一個交織幀的前三個子幀並成功解出信號後，對第四個子幀不作接收而作為接收間歇，接收間歇中的通信信道與相鄰的那些空閒時隙組合起來，構成測量窗口。與已有技術方法相比，本發明所得到的可用於同步檢測的空閒時隙的數量顯著提高，大大增加了1.28 Mcps TDD用戶設備對鄰近的其它通信系統檢測的成功率，並且對系統沒有負面影響。
文檔編號H04W24/00GK1549468SQ0313113
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月13日 優先權日2003年5月13日
發明者陳棟, 白倫博, 棟 陳 申請人:西門子(中國)有限公司