專利名稱：Scdma無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在SCDMA無線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋的方法。
背景技術(shù)：
在廣大農(nóng)村、交通沿線、海島等地形開闊、人口密度相對(duì)較低的地區(qū)，由于話務(wù)量相對(duì)較低，有必要增大單個(gè)無線基站的覆蓋范圍，降低SCDMA無線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本。例如，對(duì)于“村村通”的400MHzSCDMA系統(tǒng)，就提出了55km覆蓋半徑的指標(biāo)。但是，依靠現(xiàn)有覆蓋方法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋存在一些問題。
首先，從時(shí)間角度看，SCDMA系統(tǒng)是時(shí)分雙工(TDD)的無線通信系統(tǒng)，其覆蓋距離主要受限于上下行幀之間保護(hù)時(shí)隙的大小，即覆蓋距離＝保護(hù)時(shí)隙×電磁波傳播速度。SCDMA系統(tǒng)的上下行幀之間共有390.625微秒的保護(hù)時(shí)間，對(duì)應(yīng)傳播距離約為117km，由于SCDMA終端發(fā)射信號(hào)的時(shí)間點(diǎn)是以收到的基站下行同步頭同步信號(hào)1(SYNC1)為基準(zhǔn)計(jì)算的，因此，這個(gè)距離對(duì)應(yīng)上、下行信號(hào)延遲時(shí)間之和，忽略終端射頻收、發(fā)開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)間，理論上覆蓋半徑最大為58.5km。
由于終端接收完空中信號(hào)后，還需要完成解調(diào)、計(jì)算接收信噪比、待發(fā)射信號(hào)的調(diào)制、各處理模塊間通信等處理，因此，在終端接收完成和打開發(fā)射之間，必須留有時(shí)間余量。僅以每次接收完最后一個(gè)符號(hào)后的解調(diào)和信噪比計(jì)算為例，就需要執(zhí)行6000條以上指令。如果以目前SCDMA主流終端工作頻率114.68MHz計(jì)算，則處理時(shí)間至少需要58微秒(對(duì)應(yīng)8.7km覆蓋半徑)以上?？紤]到這些時(shí)間開銷，SCDMA終端要想達(dá)到55km覆蓋半徑的范圍，必須使用新的方法。
其次，從SCDMA無線基站的角度看，SWAP信令中表示終端上發(fā)同步頭時(shí)間偏移的變量SS用11個(gè)比特(bit)表示，其中1bit是符號(hào)位，因此SS的范圍是[-1024，1023]，SS的精度是1/16碼片(chip)，因此SS可以表示的范圍是4個(gè)符號(hào)(symbol)，折合46.8km，顯然也不能達(dá)到55km的范圍。為了兼容舊的終端，信令幀結(jié)構(gòu)不能更改，SS的精度也無法更改，從這個(gè)角度看，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的覆蓋，必須提出新的方法。
第三，從幀結(jié)構(gòu)看，參照附圖3可以知道，SCDMA終端在接入碼道需要上發(fā)SYNC1，在業(yè)務(wù)碼道需要上發(fā)同步信號(hào)2(SYNC2)?；臼盏?km處終端上發(fā)SYNC1(在圖3中用SYNC1(0km)表示)對(duì)齊基站同步搜索范圍最左側(cè)，則該終端在55km遠(yuǎn)處上發(fā)的同步頭已經(jīng)超出同步搜索窗，干擾了其后的SYNC2。由此，為了不干擾SYNC2，終端只能在23.4km內(nèi)發(fā)射。從這個(gè)角度看，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的覆蓋，也必須提出新的方法。
應(yīng)當(dāng)注意的是，基站目前的軟件支持兩個(gè)符號(hào)的同步搜索范圍，為了本技術(shù)的實(shí)施，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，基站軟件應(yīng)升級(jí)到支持3個(gè)符號(hào)以上的同步頭搜索范圍，即SS從[-512，511]升級(jí)到[-1024，511]以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種將基站覆蓋范圍分為遠(yuǎn)區(qū)和近區(qū)，通過升級(jí)SCDMA終端軟件，使得終端通過在兩個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)同步頭，嘗試出自己距離基站的遠(yuǎn)近范圍，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋的方法。
本方法主要包括以下幾個(gè)步驟(1)終端根據(jù)基站搜索同步窗口的大小，兼顧基站保護(hù)時(shí)隙大小及終端自身的處理能力進(jìn)行距離分區(qū)，確定距離模式。
將基站覆蓋范圍分為兩個(gè)區(qū)域，距基站較近的區(qū)域?yàn)榻鼌^(qū)A而距基站較遠(yuǎn)的區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)區(qū)B，該近區(qū)A和遠(yuǎn)區(qū)B的劃分標(biāo)準(zhǔn)為0＜A＜X，PT1-PT22×C<B<PT1-PT22×C+X,]]>PT1-PT22×C≤X,]]>其中，X是基站同步搜索窗口對(duì)應(yīng)的傳輸距離，C為電磁波傳播速度，定義PT時(shí)間為終端接收完成到開始發(fā)射之間的等待及處理時(shí)間，PT1為終端處于近區(qū)時(shí)的PT時(shí)間，PT2為終端處于遠(yuǎn)區(qū)時(shí)的PT時(shí)間。當(dāng)PT1-PT22×C=X]]>時(shí)，覆蓋范圍達(dá)到2X。
(2)終端判斷自己所處的位置，查找距離模式，終端選擇與實(shí)際距離模式相對(duì)應(yīng)的等待時(shí)間PT進(jìn)行發(fā)射，其中PT為終端接收完成到開始發(fā)射之間的等待及處理時(shí)間。
在開機(jī)后，終端需要通過嘗試判斷自己距離基站的遠(yuǎn)近，以確定自己處于基站的哪個(gè)距離范圍內(nèi)，并從而確定在哪個(gè)PT發(fā)射前等待時(shí)間后發(fā)射。終端查找距離的方法是采用由遠(yuǎn)及近的嘗試方法。具體方法如下終端首先假設(shè)自己位于基站遠(yuǎn)區(qū)，在PT2發(fā)射前等待時(shí)間發(fā)射SYNC1，如果能被基站搜索窗內(nèi)檢測，則實(shí)際位于遠(yuǎn)區(qū)，每次接收完畢后固定等待PT2時(shí)間后發(fā)射，否則終端再假設(shè)自己位于近區(qū)，即在PT1等待時(shí)間發(fā)射SYNC1，如果能被基站搜索窗內(nèi)檢測，則實(shí)際位于近區(qū)，每次接收完畢后，固定等待PT1時(shí)間后發(fā)射，否則，進(jìn)行超出服務(wù)區(qū)的處理。
如果終端假設(shè)自己位于遠(yuǎn)區(qū)而又確實(shí)位于基站的遠(yuǎn)區(qū)內(nèi)，則SYNC1經(jīng)過上行時(shí)延后會(huì)落在基站同步搜索窗內(nèi)，基站可以檢測到終端的嘗試。如果終端實(shí)際位于近區(qū)，則PT2時(shí)間不夠，SYNC1會(huì)在基站同步搜索窗之前到達(dá)，導(dǎo)致基站無法檢測到終端嘗試。
如果終端先假設(shè)自己位于近區(qū)而實(shí)際位于遠(yuǎn)區(qū)，則按PT1發(fā)射前等待時(shí)間上發(fā)的SYNC1會(huì)延時(shí)很大才到達(dá)基站，結(jié)果是SYNC1在基站同步搜索窗之后到達(dá)，這就干擾了SYNC2及其后的幀結(jié)構(gòu)，影響其他終端上行通話質(zhì)量。
終端一旦在假設(shè)的距離模式下將SYNC1成功上發(fā)到基站搜索窗內(nèi)，基站可以識(shí)別終端，則認(rèn)為終端找到了距離模式，從而確認(rèn)自己當(dāng)前位于基站的哪個(gè)分區(qū)內(nèi)。
(3)在步驟(2)所確定的距離模式下，終端判斷自己能否與基站正常通信，即終端能否檢測到基站對(duì)其上發(fā)同步頭的應(yīng)答，如果終端能與基站進(jìn)行正常通信則執(zhí)行步驟(4)，如果終端不能與基站進(jìn)行正常通信則重復(fù)執(zhí)行步驟(2)，直到終端找到可以保證其與基站間正常通信的距離模式為止。
(4)終端保持該距離模式，與基站進(jìn)行通信。
終端選擇與實(shí)際距離模式相對(duì)應(yīng)的等待時(shí)間PT進(jìn)行發(fā)射，即在近區(qū)時(shí)等待PT1時(shí)長，在遠(yuǎn)區(qū)等待PT2時(shí)長，遠(yuǎn)區(qū)等待時(shí)間比近區(qū)等待時(shí)間短T，使得分別位于近區(qū)和遠(yuǎn)區(qū)的、相距為R的兩個(gè)終端的上行接入信號(hào)在同一時(shí)間到達(dá)基站，其中R＝T×C，R越大覆蓋范圍越大。
由于終端移動(dòng)過程中，可能移出已經(jīng)確認(rèn)的距離模式，這樣，原來的等待時(shí)間不再合適，如果不及時(shí)更改，則終端將與基站失去聯(lián)絡(luò)。為了解決這個(gè)問題，本方法進(jìn)而還包括對(duì)終端丟失距離模式后的處理方法終端采用與基站信號(hào)同步的方式保持聯(lián)系，如果終端移出已經(jīng)確認(rèn)的距離模式，則其上發(fā)的同步頭無法被基站檢測到，當(dāng)這種情況持續(xù)超過一定的時(shí)間，則終端重新查找距離模式，具體方法與前面敘述的終端查找距離方法相同。
通過上述步驟，本方法在不調(diào)整幀結(jié)構(gòu)及保護(hù)時(shí)隙大小的情況下，可以將原有系統(tǒng)的覆蓋距離擴(kuò)大，滿足遠(yuǎn)距離覆蓋的要求。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋方法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的方法中判斷終端所處位置，查找并確定距離模式的流程圖；圖3是基站距離分區(qū)對(duì)基站覆蓋范圍影響的示意圖；圖4是基站覆蓋范圍內(nèi)不同距離終端登陸位置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，說明在SCDMA系統(tǒng)中，通過本方法實(shí)現(xiàn)SCDMA基站遠(yuǎn)距離覆蓋的方案。
參照附圖1，終端首先根據(jù)基站搜索同步窗口的大小，兼顧基站保護(hù)時(shí)隙大小及終端自身的處理能力進(jìn)行距離分區(qū)，確定距離模式。在本例中，將基站覆蓋范圍分為兩個(gè)區(qū)域，距基站較近的區(qū)域?yàn)榻鼌^(qū)A而距基站較遠(yuǎn)的區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)區(qū)B，該近區(qū)A和遠(yuǎn)區(qū)B的劃分標(biāo)準(zhǔn)為0＜A＜X，PT1-PT22×C<B<PT1-PT22×C+X,]]>PT1-PT22×C≤X,]]>其中，X是基站同步搜索窗口對(duì)應(yīng)的傳輸距離，C為電磁波傳播速度，定義PT時(shí)間為終端接收完成到開始發(fā)射之間的等待及處理時(shí)間，PT1為終端處于近區(qū)時(shí)的PT時(shí)間，PT2為終端處于遠(yuǎn)區(qū)時(shí)的PT時(shí)間。
接下來，終端判斷自己所處的位置，查找距離模式。參照附圖2，在開機(jī)后，終端需要通過嘗試判斷自己距離基站的遠(yuǎn)近，以確定自己處于基站的哪個(gè)距離范圍內(nèi)，并從而確定在哪個(gè)PT發(fā)射前等待時(shí)間后發(fā)射。終端查找距離的方法是采用由遠(yuǎn)及近的嘗試方法。具體方法如下終端首先假設(shè)自己位于基站遠(yuǎn)區(qū)，在PT2發(fā)射前等待時(shí)間發(fā)射SYNC1，如果能被基站搜索窗內(nèi)檢測，則實(shí)際位于遠(yuǎn)區(qū)，每次接收完畢后固定等待PT2時(shí)間后發(fā)射，否則終端再假設(shè)自己位于近區(qū)，即在PT1等待時(shí)間發(fā)射SYNC1，如果能被基站搜索窗內(nèi)檢測，則實(shí)際位于近區(qū)，每次接收完畢后，固定等待PT1時(shí)間后發(fā)射，否則，進(jìn)行超出服務(wù)區(qū)的處理。
如果終端假設(shè)自己位于遠(yuǎn)區(qū)而又確實(shí)位于基站的遠(yuǎn)區(qū)內(nèi)，則SYNC1經(jīng)過上行時(shí)延后會(huì)落在基站同步搜索窗內(nèi)，基站可以檢測到終端的嘗試。如果終端實(shí)際位于近區(qū)，則PT2時(shí)間不夠，SYNC1會(huì)在基站同步搜索窗之前到達(dá)，導(dǎo)致基站無法檢測到終端嘗試。
如果終端先假設(shè)自己位于近區(qū)而實(shí)際位于遠(yuǎn)區(qū)，則按PT1發(fā)射前等待時(shí)間上發(fā)的SYNC1會(huì)延時(shí)很大才到達(dá)基站，結(jié)果是SYNC1在基站同步搜索窗之后到達(dá)，這就干擾了SYNC2及其后的幀結(jié)構(gòu)，影響其他終端上行通話質(zhì)量。
終端一旦在假設(shè)的距離模式下將SYNC1成功上發(fā)到基站搜索窗內(nèi)，基站可以識(shí)別終端，則認(rèn)為終端找到了距離模式，從而確認(rèn)自己當(dāng)前位于基站的哪個(gè)分區(qū)內(nèi)。
參照附圖1，在查找到自己的距離模式后，終端判斷自己能否與基站正常通信，即終端能否檢測到基站對(duì)其上發(fā)同步頭的應(yīng)答，如果終端能與基站進(jìn)行正常通信則保持該距離模式與基站進(jìn)行通信，如果終端不能與基站進(jìn)行正常通信則重復(fù)查找距離模式，直到終端找到可以保證其與基站間正常通信的距離模式為止。
由于終端移動(dòng)過程中，可能移出已經(jīng)確認(rèn)的距離模式，這樣，原來的等待時(shí)間不再合適，如果不及時(shí)更改，則終端將與基站失去聯(lián)絡(luò)。為了解決這個(gè)問題，優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)而還包括對(duì)終端丟失距離模式后的處理方法終端采用與基站信號(hào)同步的方式保持聯(lián)系，如果終端移出已經(jīng)確認(rèn)的距離模式，則其上發(fā)的同步頭無法被基站檢測到，當(dāng)這種情況持續(xù)超過一定的時(shí)間，則終端采用圖2所示的查找距離方法重新查找距離模式。
現(xiàn)在參照附圖4，從圖中可以看出。55km的基站覆蓋范圍被分為兩個(gè)區(qū)域小于24km(近區(qū))和大于24km(遠(yuǎn)區(qū))。終端有兩個(gè)發(fā)SYNC1的默認(rèn)時(shí)間點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)24km內(nèi)與24km外。兩個(gè)默認(rèn)時(shí)間點(diǎn)相差24km范圍，合160us，即PT2比PT1提前160us。對(duì)24km以外的用戶，在PT2時(shí)刻發(fā)SYNC1；而24km內(nèi)的用戶，在PT1時(shí)刻發(fā)SYNC1。這樣，對(duì)于55km的終端，發(fā)給基站的SYNC1等效于31km處終端的SYNC1的位置。
實(shí)際上，在55km處，終端上發(fā)的SYNC1對(duì)于SYNC2還是有部分干擾的。這是因?yàn)镾YNC1已經(jīng)延時(shí)到了SYNC2的第一個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)。但是，考慮到SYNC1只是用于與基站進(jìn)行第一次聯(lián)絡(luò)時(shí)有用，發(fā)射次數(shù)非常有限，而且處于如此遠(yuǎn)距離的用戶數(shù)量所占比例也很小，故可以忽略其對(duì)SYNC2的干擾。
24km大約為2.048個(gè)Symbol對(duì)應(yīng)的范圍，這樣基站如果同步搜索范圍增大到3個(gè)Symbol，可以覆蓋35.1km的范圍，SS表示范圍為(-2～+1個(gè)Symbol)。因此，該方案在不調(diào)整幀結(jié)構(gòu)及保護(hù)時(shí)隙大小的情況下，將原有系統(tǒng)的覆蓋距離擴(kuò)大到55km。
權(quán)利要求
1.一種SCDMA無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋的方法，其特征在于，該方法主要包括以下幾個(gè)步驟(1)終端進(jìn)行距離分區(qū)，確定距離模式；(2)終端判斷自己所處的位置，查找距離模式，終端選擇與實(shí)際距離模式相對(duì)應(yīng)的等待時(shí)間PT進(jìn)行發(fā)射，其中PT為終端接收完成到開始發(fā)射之間的等待及處理時(shí)間；(3)在該距離模式下，終端判斷自己能否與基站正常通信，如果終端能與基站進(jìn)行正常通信則執(zhí)行步驟(4)，如果終端不能與基站進(jìn)行正常通信則重復(fù)執(zhí)行步驟(2)，直到終端找到可以保證其與基站間正常通信的距離模式為止；(4)終端保持該距離模式，與基站進(jìn)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)距離覆蓋方法，其特征在于，在確定終端距離模式之后，終端采用與基站信號(hào)同步的方式保持聯(lián)系，如果終端移出已經(jīng)確認(rèn)的距離模式，其上發(fā)的同步頭無法被基站檢測到，終端不能與基站進(jìn)行正常通信，則終端進(jìn)行丟失距離模式后的處理，即當(dāng)這種情況持續(xù)超過一定的時(shí)間，終端重新查找距離模式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)距離覆蓋方法，其特征在于，步驟(1)中所述的距離分區(qū)是終端根據(jù)基站搜索同步窗口的大小，兼顧基站保護(hù)時(shí)隙大小及終端自身的處理能力將基站覆蓋范圍分為兩個(gè)區(qū)域距基站較近的區(qū)域?yàn)榻鼌^(qū)A而距基站較遠(yuǎn)的區(qū)域?yàn)檫h(yuǎn)區(qū)B，該近區(qū)A和遠(yuǎn)區(qū)B的劃分標(biāo)準(zhǔn)為0＜A＜X，PT1-PT22×C<B<PT1-PT22×C+X,]]>PT1-PT22×C≤X,]]>其中，X是基站同步搜索窗口對(duì)應(yīng)的傳輸距離，C為電磁波傳播速度，PT1為終端處于近區(qū)時(shí)的PT時(shí)間，PT2為終端處于遠(yuǎn)區(qū)時(shí)的PT時(shí)間；當(dāng)PT1-PT22×C=X]]>時(shí)覆蓋范圍達(dá)到2X。
4.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)距離覆蓋方法，其特征在于，所述的基站同步搜索窗口對(duì)應(yīng)的傳輸距離X可以為35.1km。
5.如權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)距離覆蓋方法，其特征在于，終端查找距離模式的方法是采用由遠(yuǎn)及近的嘗試方法。
6.如權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)距離覆蓋方法，其特征在于，終端查找距離模式進(jìn)而包括以下步驟終端首先假設(shè)自己位于基站遠(yuǎn)區(qū)，在PT2等待時(shí)間發(fā)射同步信號(hào)1，如果能被基站搜索窗內(nèi)檢測，則實(shí)際位于遠(yuǎn)區(qū)，每次接收完畢后固定等待PT2時(shí)間后發(fā)射；否則終端再假設(shè)自己位于近區(qū)，在接收完畢后等待PT1時(shí)間后發(fā)射同步信號(hào)1，如果能被基站搜索窗內(nèi)檢測，則實(shí)際位于近區(qū)，每次接收完畢后固定等待PT1時(shí)間后發(fā)射，否則，進(jìn)行終端超出服務(wù)區(qū)的處理。
7.如權(quán)利要求6所述的遠(yuǎn)距離覆蓋方法，其特征在于，所述的基站搜索窗至少為3個(gè)符號(hào)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的遠(yuǎn)距離覆蓋方法，其特征在于，步驟(4)中所述的終端選擇與實(shí)際距離模式相對(duì)應(yīng)的等待時(shí)間PT進(jìn)行發(fā)射，即在近區(qū)時(shí)等待PT1時(shí)長，在遠(yuǎn)區(qū)等待PT2時(shí)長，遠(yuǎn)區(qū)等待時(shí)間比近區(qū)等待時(shí)間短T，使得分別位于近區(qū)和遠(yuǎn)區(qū)的、相距為R的兩個(gè)終端的上行接入信號(hào)在同一時(shí)間到達(dá)基站。
全文摘要
本發(fā)明提供一種SCDMA無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋的方法，該方法將基站覆蓋范圍分為遠(yuǎn)區(qū)和近區(qū)，通過升級(jí)SCDMA終端軟件，使得終端通過在兩個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)上發(fā)同步頭，嘗試出自己距離基站的遠(yuǎn)近范圍，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋，本方法在不調(diào)整幀結(jié)構(gòu)及保護(hù)時(shí)隙大小的情況下，可以將原有系統(tǒng)的覆蓋距離擴(kuò)大，滿足遠(yuǎn)距離覆蓋的要求。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1874186SQ200510073340
公開日2006年12月6日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者蔣伯峰, 岳彥生, 梁敏, 謝海燕, 李天新, 蘇宏宇 申請人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司