通用行動電話系統無線電話網中的傳輸方法
2023-07-11 05:39:16 2
專利名稱：通用行動電話系統無線電話網中的傳輸方法
技術領域：
本發明涉及一種UMTS無線電話網絡的傳輸方式，尤其是它以時分雙工方式(TDD)工作的情況。UMTS系統是蜂窩式無線電話系統的第三代。GSM系統在相當的一段時間內還會存在。人們已經考慮實現可交替使用兩種系統的匹配終端。因此，當這些終端在運動中，並處於通話狀態時，應該能使這些終端從UMTS小區切換到GSM小區。準確判斷小區切換的標準之一是可移動終端接收信號的強度。
為了使GSM終端在不中斷通話的情況下從GSM小區切換到另一個小區，公知的方法是從每個基站向被稱為信標信道或BCCCH的信道發射一個持續信號，該信道傳輸GSM小區專用的同步信號和頻率校正信號；在每個GSM移動終端內接收其所處的GSM小區臨近的所有GSM小區內所發射的信標信道，測量可能接收到的GSM信號強度，並通過對臨近的一個GSM小區作預同步來準備實現可能的切換。
每個GSM移動終端都能在繼續在它所處的小區中建立的對話的同時進行強度測量。該測量是在上行短脈衝串和下行短脈衝串之間所預定的空閒時隙內進行的。GSM型系統採用120毫秒(ms)的復幀，每個復幀由持續時間一致的26幀組成。每幀自己有8個時隙。每幀內上行短脈衝串佔用一定數量的時隙，下行短脈衝佔用剩餘的部分時隙。一般上行短脈衝串和下行短脈衝串之間的空閒間隔約佔二個或四個時隙持續時間，有一個例外需要說明，在每個復幀的第26幀，空閒時間間隔相當於12個時隙的持續時間，即，6毫秒(ms)。這個6毫秒的空閒時間間隔允許每120毫秒執行一部分預同步。這個預同步是對頻率校正信號和同步信號進行解碼。這些頻率校正信號和同步信號按第二類復幀分布、相當於51幀。因此，預同步的運作可以持續1.3秒，平均時間值約為0.6秒。
對於UMTS系統，目前採前的傳輸方式叫時分復用(TDM)。它使用持續時間一致的幀，每幀本身都由具有一定長度的時隙組成。在每一幀內，第一部分分配給一個上行短脈衝串，剩餘的幀分配給一個下行短脈衝串，或反之亦然。分配給上行短脈衝串的最大時隙數量和分配給下行短脈衝串的最大時隙數量，對所有的終端，至少對於處在UMTS小區群內的終端來說，它們是固定的和一致的。兩種數量比是根據預定的通信業務性質來確定的。如果預定的通信業務是對稱的，這個比例一開始就是50％。如果預定的通信業務極不對稱，那麼這個比例就可能選定超過50％。
目前，在UMTS小區切換到GSM小區方面還沒有任何規定。人們可以考慮在一個終端配備兩個同時運作的接收機，一個UMTS接收機正在作UMTS通信，而另一個GSM接收機可準備向一個GSM小區切換。但是這種方案會增加UMTS終端的成本及尺寸。
本發明的目的是提供一種不需要兩臺接收機的解決方案。
根據本發明，UMTS無線電話網的傳輸方法可在一個UMTS小區內通話，而同時準備向一個GSM小區切換，它在於利用幀傳輸信息；每幀由許多時隙組成，而且每幀的時隙被分配給那些無線電話終端。該方法的特徵還在於對於一個指定終端來說，在一幀持續時間的整倍數的持續時間內，它不向有關的終端分配至少一個持續序列的時間間隔，其整個持續時間至少要與一個能接收到GSM基站信標信道的預定持續時間相等，並能和這個GSM基站預同步。
由於有如此設置的至少在某些UMTS幀內的空閒時間間隔，具有上述特徵的傳輸方法可以只使用一個接收機就能實現UMTS通信，並幾乎同時準備向一個GSM小區切換。
依照一種特殊的應用方式，本發明方法還在於減小傳輸數據的其它時隙的頻譜展開，從而增加它們的傳輸能力。
具有上述特性的方法，甚至在終端用於高位速率通話業務，例如在接收視頻信號或文件時，也可以只使用一個接收機，因為這種方式能提高有效分配的時間間隔的傳輸能力，因而能增加空閒時間間隔數量，直至獲得一個足夠持續時間的空閒時間間隔，以便測量可能接收的GSM信號強度，並通過對臨近的一個GSM小區作預同步來準備可能的切換工作。
通過後面的敘述以及
可對本發明及它的其它特徵有更深刻的理解。圖1和圖2分別表示應用本發明方法的在低位速率和高位速率情況下的兩個實例。
本發明方法適用於全部UMTS幀，或者說，它僅適用於由一定數量幀組成的UMTS復幀中的一個幀，該復幀持續時間要與GSM復幀的持續時間(120毫秒)相等。首先考慮本方法同樣適用於全部幀的情況。
圖1表示兩個連續UMTS幀F1和F2，每幀的持續時間TF為10毫秒。每幀由N個持續時間為TS的時隙組成，例如，N為16，TS為0.625毫秒。
根據每個終端用戶業務請求量的情況，UMTS網獨立決定給每個移動終端分配幀時隙數量。一個只要求建立語音通話的終端只需要一個時隙用於上行連結，和一個時隙用於下行連結。在這個實例中，對所有的幀而言，分配給上行短脈衝串的最大時隙數量為6，分配給下行短脈衝串的最大時隙數量是10。在本實例中所涉及的終端只要求建立一次電話通信，因此是小流量業務。在F1幀內，網絡在上行連結的UL1部分只分配時隙T3，網絡只在下行連結的DL1部分分配時隙T12。在F2幀內，網絡只在上行連結的UL2部分分配時隙T19，網絡只在下行連結的DL2部分分配時隙T28。因此，每幀內只有兩個時隙被佔用。
在F1幀內，涉及的終端在下述情況時既不發射也不接收UMTS信號。
—從F1幀開始到T3時隙之時隙的d1·TS時間範圍，—在時隙T3和T12之間的A·TS時間範圍，—在時隙T12和F1幀結束之間的d2·TS時間範圍。
在F2幀內，涉及的終端在下述情況時既不發射也不接收UMTS信號。
—從F2幀開始到時隙T19之間的d1·TS時間範圍，—在時隙T19和T28之間的A·TS時間範圍，
—在時隙T28和幀F2結束之間的d2·TS時間範圍。
在這個實施例中，兩類範圍可以用來接收GSM信號—A·TS＝N·TS-2TS-(d1+d2)Ts的時間範圍—B·TS＝(d1+d2)·TS的時間範圍為了能在GSM小區預同步，人們認為必須接收GSM信標信道一段持續時間，它至少等於GSM一幀的持續時間(4.7毫秒)再加上一小段接收機預置起動的時間，即每120毫秒大約5毫秒。根據發明，UMTS網絡給有關終端分配各幀的時隙，使該終端在一個至少等於5毫秒的持續時間，周期為一幀持續時間的整數倍時，既不發射也不接收UMTS信號。
在這個例子裡，人們可以列出下面表格來確定如何選擇d1+d2，即在N＝16，TS＝10毫秒時，如何向有關終端分配時隙。
TDD方式固有的技術原因較多的限制了向有關終端分配時隙的選擇性即在發射和接收UMTS信號之時隙需要一定的切換時間。分配給上行連結和下行連結的時隙不能緊接著，而應該它們之間由至少一個時隙隔開。這種局限性禁止了如下分配d1+d2＝0，及d1+d2＝14。
在圖1的實例中，d1+d2＝6，因此，A·TS＝8×0.625ms＝5ms。
所以空閒範圍A適合接收GSM信號。
圖2表示在一個通信業務流量較高的終端的情況下的兩個連續幀F1′和F2′。為此，終端需要更多的時隙，與圖1中的標記相似的標記被賦予。即在本實例中N＝16，TF＝10毫秒，如前所述。在F1′幀內網絡給有關終端分配時隙T1′，T2′用於上行連結，分配時隙T13′、T14′、T15′用於下行連結。該網絡還在F2′幀內向有關終端分配時隙T17′、T18′用於上行連結，時隙T29′、T30′和T31′用於下行連結。這樣，有5個時隙被佔用。
兩類範圍可用來接收GSM信號—A′·TS＝16TS-5TS-(d1′+d2′)·TS的時間範圍—B′·TS＝(d1′+d2′)·TS的時間範圍在圖2實例中，選擇d1′＝0以便減小B′的持續時間，這樣A′＝(11-d2′)·TS。
d2′被選定為1用來減小B′，且並沒有使UMTS的接收間隔和發射間隔緊接著。我們可以獲得A′＝10TS＝6.25毫秒，該數值大於要求的5毫秒。因此，可能測量有關終端或許接收到的GSM信號強度，並通過對臨近的GSM小區作預同步來準備可能有的切換。
如果終端要以更高的信息流量發射和接收數據的話，分配給下行連結的時隙的數量首先要大於5，就不再可能留有10個空閒時隙，以便獲得一個至少等於5毫秒的連續間隔。鑑於高信息流量終端比低信息流量終端造價更昂貴，可以考慮給它們配備第二臺接收機。
另一種解決辦法是在上行和下行方向發射數據時，減少頻譜展開係數。這樣可以在每個時隙裡傳輸更多的數據。那麼網絡就分配給數據較少的時隙，並保留至少10個時隙空閒，從而具有一個空閒間隔為6.25毫秒。不僅如此，還需要增加發射強度，以便保持同樣的信噪比。
本發明方法的作用並不局限在所有的UMTS幀內設置一個空閒時間間隔的情況。根據一種實施設計變型方案，UMTS幀組成復幀，比如，包括12個10毫秒的幀，以便獲得與GSM復幀相同的時間段，每個復幀中的一幀都被設計成擁有一個至少5毫秒的空閒時間間隔。這種變型能獲得和普通GSM終端一樣的GSM小區切換程序功能。
上述解決方案的變型在於將每個復幀中的一幀全部留作空閒，比如，每個UMTS復幀中的第十二幀。這個幀還留有一個10毫秒時間段的空閒間隔，比5毫秒的最小時間段要大。通過減小頻譜展開，使本應由這個幀傳輸的下行數據由同一復幀中的其它幀傳輸了，這樣增加了傳輸能力。此外，還必須增強發射能力。
權利要求
1.一種在UMTS無線電話網中的傳輸方法，它能在一個UMTS小區通話時準備向GSM小區切換，它在於以(F1、F2；F1′、F2′)幀傳輸信息；每幀都由多個時隙組成；每幀的時隙(T3、T12、T19、T28)都分配給無線電話終端；該方法的特徵在於對於一個指定的終端而言，在等於一個幀持續時間的整倍數的持續時間內，它不向有關的終端分配至少一個持續序列的時隙，其總持續時間至少等於一個能接收GSM基站信標信道的預定持續時間，並可與這個GSM基站進行預同步。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於它能減小傳輸數據的其它時隙(T1 ′……T6′；T8′)的頻譜展開，從而增強了它們的傳輸能力。
全文摘要
在向一個終端分配一個UMTS幀的時隙時,UMTS網絡設置了一個持續的空閒時間間隔,它在一個UMTS幀內,持續時間至少等於5毫秒,它可以使終端接收機測量可能收到的GSM信號強度,並通過向臨近的一個GSM小區做預同步來準備可能發生的切換。應用於UMTS無線電話網。
文檔編號H04B1/56GK1254246SQ9910518
公開日2000年5月24日 申請日期1999年4月27日 優先權日1998年4月28日
發明者弗雷德裡克·古格, 法畢恩那·羅森 申請人:阿爾卡達公司