專利名稱：碼分多路通信蜂窩電話系統(tǒng)中的軟切換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩(單元式)電話系統(tǒng)，尤其涉及一種在基站(cell-site station)與碼分多路通信(CDMA)蜂窩電話系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)通信中控制切換(handoff)的新的改進(jìn)的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
碼分多路通信調(diào)制技術(shù)的使用。只是簡化多系統(tǒng)用戶通信的幾種技術(shù)之一。雖然已知有其它技術(shù)如時(shí)分多路通信(TDMA)、頻分多路通信(FDMA)和如幅度縮擴(kuò)單邊帶(ACSSB)的AM調(diào)制技術(shù)，但CDMA具有超過這些調(diào)制技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)。在1986年10月17日申請的美國專利申請?zhí)枮?6/921, 26且，題名為″應(yīng)用衛(wèi)星式地面中繼站的擴(kuò)展頻譜多路連接通信系統(tǒng)″現(xiàn)在美國專利號(hào)為4,901,307中已經(jīng)揭示了在多路連接通信系統(tǒng)中使用CDMA技術(shù)，該專利已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，揭示在此作為參考。
就在上述專利中，揭示了一種多路通信技術(shù)，其中，多個(gè)各自具有無線電收發(fā)機(jī)的移動(dòng)電話系統(tǒng)用戶通過使用碼分多路通信(CDMA)擴(kuò)展頻譜通信信號(hào)的衛(wèi)星中繼站或地面站(也稱作基站)通信。在使用CDMA的通信中，頻譜能被多次重復(fù)使用，因此，能使系統(tǒng)用戶容量增加。使用CDMA技術(shù)使頻譜效率大大高于其它多路通信技術(shù)。
在傳統(tǒng)的蜂窩電話系統(tǒng)中，現(xiàn)有的頻帶一般分成30KHZ帶寬的信道，使用模擬FM調(diào)制技術(shù)。系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域被分成大小不同的區(qū)域性單元?，F(xiàn)有頻率信道被分成幾組，每組通常包含相等數(shù)量的信道。用某種方法把頻率組分配到各單元，使共同信道干擾的可能最小。例如，考慮有七個(gè)頻率組和單元為等邊六角形的系統(tǒng)。在某個(gè)單元中用過的頻率組就不在最近的六個(gè)單元或周圍鄰近的單元中使用。而且，其個(gè)單元的頻率組也不在次最近的十二個(gè)鄰近單元中使用。
在傳統(tǒng)的蜂窩電話系統(tǒng)中，所執(zhí)行的切換方式的用意是，在移動(dòng)電話跨越兩個(gè)單元之間邊界時(shí)使通話延續(xù)。當(dāng)控制通話的基站接收機(jī)發(fā)現(xiàn)從移動(dòng)電話來的接收信號(hào)強(qiáng)度下降到低于預(yù)定閥值時(shí)，進(jìn)行從一個(gè)單元到另一個(gè)單元的切換。信號(hào)強(qiáng)度低意味著移動(dòng)電話一定是在單元邊緣附近。當(dāng)信號(hào)電平下降到低于預(yù)定閥值時(shí)，基站要求系統(tǒng)控制器確定鄰近的基站是否比當(dāng)前的基站接收到更強(qiáng)的移動(dòng)電話信號(hào)。
應(yīng)當(dāng)前基站的詢問，系統(tǒng)控制器向鄰近基站發(fā)出切換請求的信息。與當(dāng)前基站鄰近的基站使用專門的掃描接收機(jī)，在指定的信道上搜尋從移動(dòng)臺(tái)來的信號(hào)。一個(gè)鄰近的基站如果向系統(tǒng)控制器報(bào)告收到足夠的信號(hào)，那么嘗試切換。
然后，在新的基站信道組內(nèi)選擇一個(gè)空閑信道，進(jìn)行切換。把控制信息傳送到移動(dòng)電話，命令它從當(dāng)前信道轉(zhuǎn)換到新的信道。同時(shí)，系統(tǒng)控制器把通話從第一基站轉(zhuǎn)換到第二基站。
在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，如果切換到新的基站不成功，通話將不能繼續(xù)。有許多原因會(huì)導(dǎo)致切換失敗。如果在鄰近單元沒有空閑的通話信道，切換將失敗。如果另一個(gè)基站報(bào)告收到上述移動(dòng)電話，實(shí)際上該單元收到的是在完全不同的單元中使用相同信道的不同移動(dòng)臺(tái)，切換也將失敗。這種報(bào)告錯(cuò)誤將導(dǎo)致通話被轉(zhuǎn)換到錯(cuò)誤的單元，一般情況是信號(hào)強(qiáng)度不足以維持通信的單元。而且，如果移動(dòng)電話未收到轉(zhuǎn)換信道的命令，切換將失敗。實(shí)際工作情況表明，切換失敗經(jīng)常發(fā)生，系統(tǒng)可靠性值得懷疑。
在傳統(tǒng)的電話系統(tǒng)中當(dāng)移動(dòng)電話在兩個(gè)單元間邊界附近時(shí)將發(fā)生另一個(gè)共同的問題。在這種情況，信號(hào)電平往往在兩個(gè)基站上擺動(dòng)。這種信號(hào)電平的擺動(dòng)將導(dǎo)致往復(fù)轉(zhuǎn)換工作，重復(fù)發(fā)出請求，通話在兩個(gè)基站之間來回轉(zhuǎn)換。這種額外的不需要的轉(zhuǎn)換請求增加了移動(dòng)臺(tái)接收到錯(cuò)誤的信道轉(zhuǎn)換命令或者根據(jù)收不到命令的可能性。而且，往復(fù)轉(zhuǎn)換將提高這種可能性，即，如果通話被不必要地轉(zhuǎn)換到所有信道當(dāng)前均在使用因而不能允許轉(zhuǎn)換的單元，通話將不能繼續(xù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于在蜂窩電話系統(tǒng)中在基站之間進(jìn)行通話切換的改進(jìn)，并提供高的服務(wù)可靠性。
在CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中，在所有的單元中使用相同的頻帶。提供調(diào)整增益的CDMA波形特性也被用來判別占用同樣頻帶的兩信號(hào)。因此，當(dāng)通話從一個(gè)基站切換到另一個(gè)基站時(shí)，移動(dòng)電話或臺(tái)并不需要轉(zhuǎn)換頻率。而且，由于收到錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)換命令而使通話不能繼續(xù)的概率將顯著地減小。
在CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中，每個(gè)基站具有多個(gè)調(diào)制-解調(diào)器單元或擴(kuò)展頻譜調(diào)制-解調(diào)器。每個(gè)調(diào)制-解調(diào)器由一個(gè)數(shù)字?jǐn)U展頻譜發(fā)射調(diào)制器，至少一個(gè)數(shù)字?jǐn)U展頻譜數(shù)據(jù)接收器和一個(gè)搜索接收器組成。每個(gè)調(diào)制-解調(diào)器被指定到一個(gè)移動(dòng)臺(tái)，按照需要可以簡便地與該規(guī)定的移動(dòng)臺(tái)通信。因此，在許多情況下，很多調(diào)制-解調(diào)器在使用時(shí)，而另一些調(diào)制-解調(diào)器可以保持著與各自的移動(dòng)臺(tái)的有效聯(lián)系。
在本發(fā)明中，使用切換方案的CDMA蜂窩電話系統(tǒng)是處于這樣一種狀態(tài)，即一個(gè)新的基站調(diào)制-解調(diào)器被分配給一個(gè)移動(dòng)臺(tái)時(shí)，而原來的基站調(diào)制-解調(diào)器被分配給一個(gè)移動(dòng)臺(tái)時(shí)，而原來的基站在繼續(xù)提供通話服務(wù)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)位于兩個(gè)基站之間的交界區(qū)域時(shí)，受信號(hào)強(qiáng)度支配，通話能在基站之間來回轉(zhuǎn)換。由于移動(dòng)臺(tái)總是至少通過一個(gè)基站進(jìn)行通信。因此不會(huì)發(fā)生移動(dòng)臺(tái)的中斷效果或服務(wù)中斷。
當(dāng)移動(dòng)臺(tái)通信使用新基站穩(wěn)定地建立起來，即移動(dòng)臺(tái)正好在新單元內(nèi)時(shí)，原來的基站便中止通話服務(wù)。剛才描述的切換技術(shù)，能被看作在基站之間與移動(dòng)臺(tái)通信的一種″軟″切換。軟切換實(shí)質(zhì)上是在斷開前進(jìn)行轉(zhuǎn)換的功能。比較起來，認(rèn)為傳統(tǒng)的蜂窩電話系統(tǒng)提供的是斷開后進(jìn)行轉(zhuǎn)換的功能。
在本發(fā)明的CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中，執(zhí)行軟切換技術(shù)，也允許由移動(dòng)臺(tái)發(fā)動(dòng)。允許移動(dòng)臺(tái)決定把通信從原來的基站轉(zhuǎn)換到最好的新的基站。
雖然，移動(dòng)臺(tái)發(fā)出切換請求并確定新的基站是較佳的，但正如傳統(tǒng)蜂窩電話系統(tǒng)一樣，也可以采用切換過程判定方式。如前面討論過的有關(guān)傳統(tǒng)的系統(tǒng)，當(dāng)切換可能合適時(shí)，基站通過系統(tǒng)控制器決定請求鄰近單元搜索移動(dòng)臺(tái)信號(hào)。然后由系統(tǒng)控制器確定的接收最強(qiáng)的信號(hào)的基站接受切換。
在CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中，每個(gè)基站發(fā)射一個(gè)″導(dǎo)頻載波″信號(hào)。該導(dǎo)頻信號(hào)被移動(dòng)臺(tái)用來使初始的系統(tǒng)同步并提供對(duì)基站發(fā)射信號(hào)進(jìn)行可靠的時(shí)間、頻率和相位的跟蹤。
每個(gè)基站還發(fā)射一包括擴(kuò)展頻譜調(diào)制信息如基站標(biāo)志、系統(tǒng)定時(shí)、移動(dòng)播叫信息和其它各種控制信號(hào)的″準(zhǔn)備″(setup)信道。每個(gè)基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)具有相同的擴(kuò)展碼，但碼相移不同。相移能使導(dǎo)頻信號(hào)彼此相區(qū)別，結(jié)果也區(qū)別出了發(fā)出導(dǎo)頻信號(hào)的兩基站。使用相同的導(dǎo)頻信號(hào)碼可使移動(dòng)臺(tái)通過一次性搜索所有的導(dǎo)頻信號(hào)碼相位找到系統(tǒng)定時(shí)同步。正如根據(jù)對(duì)各碼相位所做的一種相應(yīng)處理決定的那樣最強(qiáng)的導(dǎo)頻信號(hào)可以很容易地識(shí)別出來。被辯定的導(dǎo)頻信號(hào)表示最近的基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)。
最強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)找到后，即移動(dòng)臺(tái)與最強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)取得初始同步，移動(dòng)臺(tái)便搜索那基站的合適的準(zhǔn)備信道。該準(zhǔn)備信道是由該基站使用多個(gè)不同預(yù)定擴(kuò)展頻譜碼之一發(fā)射的。在本發(fā)明典型的實(shí)施例中，使用二十一個(gè)不同的碼。然而，應(yīng)當(dāng)理解，如由系統(tǒng)參數(shù)確定的那樣，準(zhǔn)備信道中也可使用更多或更少的碼。然后，移動(dòng)臺(tái)開始搜索用在準(zhǔn)備信道內(nèi)的所有不同的碼。
當(dāng)移動(dòng)臺(tái)確定了為該基站適用的準(zhǔn)備碼時(shí)，便接收系統(tǒng)信息，并進(jìn)行處理。移動(dòng)臺(tái)進(jìn)一步監(jiān)測準(zhǔn)備信道中的控制信息。一種這樣的控制信息會(huì)表示，有一個(gè)呼叫正等待著傳送到該移動(dòng)臺(tái)。
移動(dòng)臺(tái)繼續(xù)對(duì)應(yīng)于鄰近基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)檢查接收到的導(dǎo)領(lǐng)載波信號(hào)碼的碼相移。這種檢查是為了確定從鄰近單元發(fā)射出的導(dǎo)頻信號(hào)是否比第一次確定為最強(qiáng)的導(dǎo)頻信號(hào)更強(qiáng)。如果，當(dāng)通話靜止時(shí)，鄰近的基站導(dǎo)頻信號(hào)變得比初始基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)更強(qiáng)，那么，移動(dòng)臺(tái)將獲得該更強(qiáng)的導(dǎo)頻信號(hào)和相應(yīng)的新基站的準(zhǔn)備信道。
當(dāng)通話開始時(shí)，確定在該通話期間使用的偽噪聲(PN)碼地址。碼地址可以或由基站確定或根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的標(biāo)志預(yù)先確定。通話開始以后，移動(dòng)臺(tái)繼續(xù)檢查位于鄰近單元的基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)。繼續(xù)進(jìn)行導(dǎo)頻信號(hào)檢查是為了確定鄰近基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)中是否有比移動(dòng)臺(tái)正與之通信的基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)。當(dāng)在鄰近單元內(nèi)的基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)變得比當(dāng)前單元內(nèi)的基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)時(shí)，這表示移動(dòng)單元已經(jīng)進(jìn)入新的單元，應(yīng)當(dāng)開始切換。對(duì)應(yīng)于該導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度的確定，移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生并發(fā)射一個(gè)控制信息到當(dāng)前為通話服務(wù)的基站。表示新的基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)現(xiàn)在比當(dāng)前基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)的該控制信號(hào)被提供給系統(tǒng)控制器。控制信息還包含確定新基站和PN碼的信息。隨著該控制信號(hào)被傳送到系統(tǒng)控制器，即解釋為移動(dòng)單元的通信向確定的新的基站的切換將開始。
現(xiàn)在系統(tǒng)控制器開始切換步驟。應(yīng)當(dāng)理解，在切換期間，經(jīng)受切換步驟的該特定移動(dòng)臺(tái)的PN碼地址不需娶改變。系統(tǒng)控制器開始切換，把位于新基站的調(diào)制-解調(diào)器分配給通話。供給該調(diào)制-解調(diào)器與移動(dòng)臺(tái)和當(dāng)前基站調(diào)制-解調(diào)器之間的通信中的通話相關(guān)的PN地址。確定為通話服務(wù)的新基站調(diào)制-解調(diào)器，搜索并找到移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)。基站調(diào)制-解調(diào)器還向移動(dòng)臺(tái)開始發(fā)射輸出信號(hào)、移動(dòng)臺(tái)根據(jù)新的基站提供的信號(hào)和準(zhǔn)備信道信息搜索輸出信號(hào)。
當(dāng)獲得新基站調(diào)制-解調(diào)器發(fā)射的信號(hào)時(shí)，移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)換成收聽該信號(hào)。然后，移動(dòng)臺(tái)發(fā)射表示切換完成的控制信號(hào)。由原來的和新的基站調(diào)制-解調(diào)器之一或兩者把控制信息提供給系統(tǒng)控制器。根據(jù)控制信號(hào)，系統(tǒng)控制器單獨(dú)把通話轉(zhuǎn)換到新的基站，而中斷通過原來的基站調(diào)制-解調(diào)器的通話。然后，原來的基站調(diào)制-解調(diào)器成為能再分配的空閑調(diào)制-解調(diào)器。
另外的改進(jìn)有，切換步驟能引入第二工作狀態(tài)。在此地，該第二狀態(tài)被喚作基站分集狀態(tài)。關(guān)于基站分集狀態(tài)的論述在1989年11月7日申請的共同待批的美國專利申請，題名為″在CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中的分集接收機(jī)″，流水號(hào)為07/432,552中，該發(fā)明人作了進(jìn)一步揭示，該申請已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
在基站分集狀態(tài)中；如上參照兩個(gè)基站所處理的通話所述的，允許通話在中間狀態(tài)拖延。在按照本發(fā)明的移動(dòng)電話描述在此的典型的實(shí)施例中。使用了總數(shù)為三個(gè)的解調(diào)處理器或接收機(jī)。一個(gè)接收機(jī)用于掃描功能，其它兩個(gè)接收機(jī)用作兩個(gè)信道分集接收機(jī)。在單個(gè)單元中工作期間，掃描接收機(jī)尋找該基站發(fā)射的沿多路徑傳播到移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)。這些多路徑傳播信號(hào)一般是由地面建筑物和其它信號(hào)障礙物反射信號(hào)引起的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)或更多的這種反射時(shí)，兩個(gè)接收機(jī)被分配到兩個(gè)、最強(qiáng)的信道。掃描接收機(jī)繼續(xù)測算多路徑；當(dāng)路徑情況改變時(shí)，使兩個(gè)一接收機(jī)與兩個(gè)最強(qiáng)路徑上的信號(hào)保持同步。
在基站分集狀態(tài)中，從每個(gè)基站來的最強(qiáng)的兩個(gè)路徑，由搜索接收機(jī)確定。選定兩個(gè)接收機(jī)解調(diào)從原來的基站和新的基站來的四個(gè)可能的路徑中的最強(qiáng)兩個(gè)路徑上的信號(hào)。在一種分集組合操作中，數(shù)據(jù)解調(diào)過程使用從這兩個(gè)接收機(jī)來的信息。這種分集組合操作的結(jié)果是，大大阻止了在多路單元式電話場合可能發(fā)生的有害的衰減。
雖然在該技術(shù)領(lǐng)域中不同的分集組合技術(shù)類型是眾所周知的，但本發(fā)明使用分集組合大大地提高了在移動(dòng)蜂窩電話系統(tǒng)中通信的質(zhì)量和可靠性。在本發(fā)明中，應(yīng)用了最大的比率組合形式。根據(jù)兩個(gè)路徑。結(jié)合從相應(yīng)加權(quán)的這兩個(gè)路徑來的貢獻(xiàn)，確定信噪比。由于解調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)可確定每個(gè)一路徑的相位，所以組合是相關(guān)的。
在從移動(dòng)臺(tái)到兩個(gè)基站的路往中，通過兩個(gè)基站解調(diào)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，也可獲得路徑分集接收。兩個(gè)基站把它們解調(diào)的數(shù)據(jù)信號(hào)和表示基站接收機(jī)信號(hào)質(zhì)量的數(shù)據(jù)一起送到系統(tǒng)控制器。然后，系統(tǒng)控制器組合移動(dòng)臺(tái)信號(hào)的兩種改形，并選擇最好質(zhì)量的信號(hào)。應(yīng)當(dāng)理解，把未解碼或甚至未解調(diào)的信號(hào)傳送到系統(tǒng)控制器來使更好的分集組合方法被利用是可能的。
如前面所討論的，在單元分集狀態(tài)中開始切換步驟。移動(dòng)臺(tái)確定鄰近基站發(fā)射的信號(hào)對(duì)獲得好的信號(hào)解調(diào)質(zhì)量是足夠強(qiáng)。移動(dòng)臺(tái)發(fā)出一個(gè)控制信息到當(dāng)前基站，指示新的基站的標(biāo)志，并發(fā)出一個(gè)單元分集狀態(tài)的請求。然后單元臺(tái)把基站標(biāo)志和請求轉(zhuǎn)送到系統(tǒng)控制器。
系統(tǒng)控制器通過把通話連接到新的基站的調(diào)制-解調(diào)器作為響應(yīng)。然后，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)把從兩個(gè)基站接收到的信號(hào)進(jìn)行分集組合的同時(shí)，系統(tǒng)控制器也把從這兩個(gè)基站接收到的信號(hào)進(jìn)行組合。只要從兩個(gè)基站，接收到的信號(hào)電平足以使解調(diào)質(zhì)量良好，單元分集狀態(tài)將繼續(xù)。
移動(dòng)臺(tái)繼續(xù)搜索從其它基站發(fā)射出的信號(hào)。如果第三個(gè)基站發(fā)射的信號(hào)變得比原來兩個(gè)基站信號(hào)中的一個(gè)強(qiáng)，那么移動(dòng)臺(tái)至少通過一個(gè)當(dāng)前基站，把控制信息傳輸?shù)较到y(tǒng)控制器?？刂菩畔⒅甘驹摶镜臉?biāo)志和請求切換。然后，系統(tǒng)控制器在通過兩個(gè)最強(qiáng)基站提供通話的同時(shí)，中止通過三個(gè)基站中最弱信號(hào)的通話。如果移動(dòng)臺(tái)裝備有額外接收機(jī)，如三個(gè)接收機(jī)，可以進(jìn)行三重基站分集狀態(tài)。
當(dāng)移動(dòng)臺(tái)確定只有一個(gè)基站正在提供對(duì)于解調(diào)質(zhì)量來說足夠強(qiáng)的信號(hào)時(shí)，中止基站分集狀態(tài)。然后移動(dòng)臺(tái)發(fā)出一個(gè)控制信息表示基站在中止了基站分集狀態(tài)后仍在通信。如果因調(diào)制-解調(diào)器的數(shù)量不足以支持移動(dòng)臺(tái)對(duì)基站分集狀態(tài)工作的所有請求，而使系統(tǒng)變得過載時(shí)，系統(tǒng)控制器也中止基站分集狀態(tài)。如所討論的?；痉旨癄顟B(tài)是由移動(dòng)臺(tái)做出需要在基站分集狀態(tài)中工作的判定來實(shí)現(xiàn)的。然而，應(yīng)當(dāng)理解，基站分集狀態(tài)也能由系統(tǒng)控制器作出要在這種狀態(tài)工作的判定來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明在移動(dòng)臺(tái)切換方面，對(duì)目前的蜂窩電話系統(tǒng)作了實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)。本發(fā)明的斷開前切換原理對(duì)系統(tǒng)總可靠性做出顯著改進(jìn)，降低了服務(wù)故障。通過在通信中提供額外的系統(tǒng)可靠性和質(zhì)量，基站分集狀態(tài)的執(zhí)行進(jìn)一步改進(jìn)了傳統(tǒng)蜂窩電話系統(tǒng)。


本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合下面附圖的詳細(xì)描述將會(huì)更明顯。
其中圖1是本發(fā)明的典型的CDMA蜂窩電話系統(tǒng)的示意圖；圖2是CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中CDMA通信的移動(dòng)單元電話的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中基站設(shè)備的框圖；圖4是移動(dòng)電話轉(zhuǎn)換局設(shè)備的框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的典型的電話系統(tǒng)。圖1所示的系統(tǒng)在系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)或移動(dòng)電話和基站之間的通信中使用了CDMA調(diào)制技術(shù)。在大城市中的蜂窩系統(tǒng)具有上百個(gè)基站為幾十萬移動(dòng)電話服務(wù)。與傳統(tǒng)的FM調(diào)制蜂窩系統(tǒng)相比使用CDMA技術(shù)大大地增加了同樣大河小的系統(tǒng)的用戶容量。
圖1中，系統(tǒng)控制和轉(zhuǎn)換器10，也稱之為移動(dòng)電話轉(zhuǎn)換局(MTSO)，一般包括對(duì)基站進(jìn)行系統(tǒng)控制的接口和處理電路?？刂破?0也為傳輸?shù)胶线m的移動(dòng)臺(tái)，控制從公共交換電話網(wǎng)(PSTN)到合適的基站的通話通路?？刂破?0也控制從移動(dòng)臺(tái)至少通過一個(gè)基站到PSTN的通話的通路。由于一般這種移動(dòng)臺(tái)合不能直接與另一個(gè)進(jìn)行通信，所以控制器10也可以控制移動(dòng)用戶之間通過適當(dāng)?shù)幕具M(jìn)行通信。
控制器10可以通過各種裝置如專用的電話線，光纖線路或通過微波通信線路聯(lián)接到基站。圖1中，圖示了三個(gè)這種典型的基站12，14和16以及典型的包括蜂窩電話的移動(dòng)臺(tái)18。箭頭線20a-20b規(guī)定了基站12和移動(dòng)臺(tái)18之間可能的通信線路。箭頭線22a-22b規(guī)定了基站14和移動(dòng)臺(tái)18之間可能的通信線路。類似地，箭頭線24a-24b規(guī)定了基站16和移動(dòng)合18之間可能的通信線路。
基站服務(wù)區(qū)域或單元按照地理形狀設(shè)計(jì)，使移動(dòng)臺(tái)通常與一個(gè)基站最近。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)空閑時(shí)即不在進(jìn)行通話，移動(dòng)合一直監(jiān)視每個(gè)附近基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)。如圖1所示，分別通過通信線路20b、22b和24b，基站12、14和16分別把導(dǎo)頻信號(hào)傳輸?shù)揭苿?dòng)臺(tái)18。然后，移動(dòng)臺(tái)通過比較這些特定基站發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度確定它處于那個(gè)單元中。
在圖1所示的例子中，移動(dòng)臺(tái)18可以認(rèn)為與基站16最近。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)18開始通話時(shí)，把控制信息傳送到最近的基站即基站16。基站16接收到通話請求信息后向系統(tǒng)控制器10發(fā)出信號(hào)并傳送電話號(hào)。然后，系統(tǒng)控制器10把通話通過PSTN連接到所希望的接收器。
通話如果在PSTN內(nèi)進(jìn)行，控制器10把通話信息發(fā)射到該區(qū)域內(nèi)的所有基站。作為答復(fù)，基站把播叫信息發(fā)射到所希望的移動(dòng)臺(tái)接收器。當(dāng)移動(dòng)會(huì)收到播叫信息。它發(fā)射一個(gè)控制信息到最近的基站作為回答。該控制信息通知系統(tǒng)控制器該特定的基站與移動(dòng)臺(tái)要通信。然后控制器10確定通過該基站到移動(dòng)臺(tái)的通活路線。
如果移動(dòng)會(huì)18移出了原來的基站即基站16的有效區(qū)域，通過確定經(jīng)過另一基站的通話路線便通話繼續(xù)。在切換過程中，有兩種進(jìn)行通話切換即確定通過另一基站路線的方法。
第一種方法叫做基站起動(dòng)切換，與用于目前使用的原始第一代模擬星蜂窩電話系統(tǒng)中的切換方法類似。在基站起動(dòng)切換的方法中，原始基站即基站16注意到移動(dòng)臺(tái)18發(fā)射的信號(hào)下降到低于某一閥值。然后。基站16向系統(tǒng)控制器10發(fā)出切換請求?？刂破?0把這個(gè)請求轉(zhuǎn)發(fā)到基站16附近的所有基站14、12。控制器發(fā)射的請求包括與信道有關(guān)的含移動(dòng)臺(tái)18使用的PN碼順序的信息。基站12和14調(diào)整接收機(jī)的頻率到移動(dòng)臺(tái)使用的信道，并測量信號(hào)強(qiáng)度，通常采用數(shù)字技術(shù)。如果基站12和14的接收機(jī)有一個(gè)報(bào)告的信號(hào)強(qiáng)度大于原來的基站報(bào)告的信號(hào)強(qiáng)度，那么就切換到該基站。
起動(dòng)切換的第二種方法叫做移動(dòng)起動(dòng)切換。移動(dòng)臺(tái)裝配有搜索接收機(jī)，用于掃描鄰近基站12和14發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)和完成其它功能。如果發(fā)現(xiàn)基站12和14導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度大于基站16的導(dǎo)頻信會(huì)的強(qiáng)度，移動(dòng)臺(tái)18就發(fā)射一個(gè)控制信息到當(dāng)前基站即基站16。該控制信號(hào)包含有確定信號(hào)較強(qiáng)的基站的信息和請求切換到該基站的信息?；?6把該控制信息轉(zhuǎn)送到控制器1。
移動(dòng)起動(dòng)切換方法比起基站起動(dòng)切換方法具有各種優(yōu)點(diǎn)。移動(dòng)臺(tái)比基站能更早并更容易發(fā)現(xiàn)它自己和各種鄰近基站之間路徑的變化。然而，要進(jìn)行移動(dòng)起動(dòng)切換，每個(gè)移動(dòng)臺(tái)就必須要裝配有執(zhí)行掃描功能的搜索接收機(jī)?？墒?，在這里描述的具有移動(dòng)臺(tái)CDMA通信能力的典型的實(shí)施例中，搜索接收機(jī)具有另外的需要它完成的功能。
圖2示出了典型的移動(dòng)臺(tái)蜂窩電話的框圖。移動(dòng)臺(tái)包括通過雙工器32聯(lián)接到模擬接收機(jī)34和發(fā)射功率放大器36的一架天線30。天線30和雙工器32屬于標(biāo)準(zhǔn)類型，能通過單個(gè)天線同時(shí)發(fā)射和接收。天線30接收發(fā)射信號(hào)，并通過雙工器32把它們提供給模擬接收機(jī)34。接收機(jī)34接收雙工器32來的RF信號(hào)，雙工器32一般在850MHz頻帶內(nèi)以便放大并變頻到IF頻率。使用一個(gè)能使接收機(jī)調(diào)整到所有蜂窩電話頻帶的接收頻帶內(nèi)的任何頻率的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格頻率合成器實(shí)現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換。
然后把IF信號(hào)通過聲表面波(SAM)帶通濾波器，在最佳實(shí)施例中該濾波器帶寬約為1.26MHZ。選擇SAM濾波器的特性，與使具有以預(yù)定頻率計(jì)時(shí)的PN順序調(diào)制的定向順序擴(kuò)展頻譜的基站發(fā)射的信號(hào)波形相符，在最佳實(shí)施例中，預(yù)定頻率為1.25MHZ。時(shí)鐘頻率選擇為若干共同數(shù)據(jù)速率如16Kbps、9Kbps和4.8Kbps的整數(shù)倍。
接收機(jī)34也完成功率控制功能，調(diào)節(jié)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率。接收機(jī)34產(chǎn)生一個(gè)模擬功率控制信號(hào)提供給發(fā)射功率控制電路38。對(duì)移動(dòng)單元功率控制特性的控制及執(zhí)行已揭示在1989年11月7日申請并同時(shí)待批的流水號(hào)為07/433,031題名為″CDMA蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)中控制發(fā)射功率的方法和裝置″的美國專利中，該申請已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
接收機(jī)34還具有一模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器(未畫出)，以9.216MHz的時(shí)鐘頻率把IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，在最佳實(shí)施例中，該頻率正好是PN片(ChiP)頻率的8倍。經(jīng)數(shù)字化的信號(hào)被送到兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)處理器或數(shù)據(jù)接收機(jī)中的每一個(gè)，其中一個(gè)是搜索接收機(jī)，其余為數(shù)據(jù)接收機(jī)。
在圖2中，從接收機(jī)34輸出的數(shù)字信號(hào)被送到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)40和42以及搜索接收機(jī)44。應(yīng)當(dāng)理解，廉價(jià)的低性能的移動(dòng)臺(tái)可以只有單個(gè)數(shù)據(jù)接收機(jī)，而高性能的移動(dòng)臺(tái)可以有兩個(gè)或更多，能分集接收。
經(jīng)數(shù)字化的IF信號(hào)在包含有當(dāng)前和所有鄰近基站發(fā)射的導(dǎo)頻載波的同時(shí)還含有許多正在通話的信號(hào)。接收機(jī)40和42的功能是使IF樣本與合適的PN順序關(guān)聯(lián)起來。該關(guān)聯(lián)過程提供一個(gè)該技術(shù)領(lǐng)域眾所周知的特性，稱為″處理增益″，它將提高匹配合適PN順序的信號(hào)的信號(hào)/干擾比而不提高其它信號(hào)。然后使用從最近的基站來的導(dǎo)頻載波作為載波相位參考值同步檢測相關(guān)輸出。該檢測的結(jié)果是編碼的數(shù)據(jù)符號(hào)。
如在本發(fā)明的PN順序的特性是，對(duì)多路信號(hào)加以排斥。當(dāng)經(jīng)過多于一個(gè)路徑后的信號(hào)到達(dá)移動(dòng)接收機(jī)時(shí)，存在信號(hào)接收時(shí)間差。該接收時(shí)間差相當(dāng)于光速除以距離差。如果該時(shí)間差超過一微秒，那么相關(guān)過程將排斥掉一個(gè)通路。接收機(jī)會(huì)選擇跟蹤并接收較早的或較近的通路。如果有兩個(gè)接收機(jī)，如接收機(jī)40和42，那么兩個(gè)獨(dú)立的信道被跟蹤并并存。
搜索接收機(jī)44由控制處理器46控制，目的是在基站接收的導(dǎo)頻信號(hào)極短的時(shí)間附近連續(xù)掃描時(shí)間范疇，接收從同一基站來的其它多路經(jīng)各頻信號(hào)和其它單地告發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)。在除該極短時(shí)間的其它時(shí)間，接收機(jī)44測量所希望的波形的任何接收強(qiáng)度。接收機(jī)44比較各接收到的信號(hào)的強(qiáng)度。接收機(jī)44向表示最強(qiáng)信號(hào)的控制處理器提供一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)處理器46把信號(hào)提供給數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)40和42，每個(gè)對(duì)最強(qiáng)信號(hào)中的各別信號(hào)進(jìn)行處理。有時(shí)，另一個(gè)基站發(fā)射的導(dǎo)頻信號(hào)強(qiáng)度大于當(dāng)前基站的信號(hào)強(qiáng)度。那么，控制處理器46將產(chǎn)生一個(gè)控制信息通過當(dāng)前基站送到系統(tǒng)控制器，把該基站換成對(duì)應(yīng)于最強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)的基站。因此接收機(jī)40和42可以通過兩個(gè)不同的基站管理通話。
接收機(jī)40和42的輸出提供給分集組合器和解碼電路48。包含在電路48內(nèi)的分集組合電路簡單地兩股接收到的信號(hào)的時(shí)限調(diào)準(zhǔn)并把它們加在一起。通過將兩流信號(hào)乘以對(duì)應(yīng)于兩個(gè)流的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的數(shù)，進(jìn)行該相加過程。這種操作可以認(rèn)為是最大比率的分集組合。然后用也包含在電路件內(nèi)的正向流錯(cuò)誤檢測解碼器對(duì)產(chǎn)生的組合信號(hào)流進(jìn)行解碼。
在典型的實(shí)施例中，使用了卷積編碼。卷積編碼的約束長度為9，碼速為1/3，即。傳輸每位信息位要產(chǎn)生和傳輸三個(gè)編碼符號(hào)。這種類型碼的最佳譯碼器屬于軟判斷Viterbi算法譯碼器設(shè)計(jì)。產(chǎn)生的譯碼信息位送到用戶數(shù)字基帶電路50。
基帶電路50一般包括數(shù)字聲碼器(未畫出)?；鶐щ娐?0還起到與聽筒或其它類型的外圍設(shè)備接口的作用?；鶐щ娐?0適合各種不同的聲碼器。按照電路48來的信息，基帶電路50將輸出信息信號(hào)送到用戶。
通常提供給聽筒的用戶模擬語音信號(hào)提供給基帶電路50作為其輸入。基帶電路50包括一個(gè)把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的模效(A/D)轉(zhuǎn)換器(未畫出)。數(shù)字信號(hào)送到數(shù)字聲碼器，在那里進(jìn)行編碼。聲碼器輸出被送到正向誤差校正編碼電路(未畫出)進(jìn)行錯(cuò)誤校正。該語音數(shù)字化編碼信號(hào)從基帶電路50輸出對(duì)發(fā)射調(diào)制器52。
發(fā)射調(diào)制器52將該編碼信號(hào)調(diào)制在PN載波信號(hào)上，PN載波信號(hào)的PN順序根據(jù)對(duì)通話確定的地址函數(shù)進(jìn)行選擇。控制處理器46根據(jù)由基站和譯碼接收機(jī)40和42發(fā)射的通話準(zhǔn)備信息確定PN順序。另外，控制處理器46也可以通過預(yù)先布置根據(jù)基站決定PN順序?？刂铺幚砥?6把PN順序信號(hào)傳送到發(fā)射調(diào)制器52和接收機(jī)40和42進(jìn)行通話譯碼。
發(fā)射調(diào)制器52的輸出供給發(fā)射功率控制電路38。信號(hào)發(fā)射功率由接收機(jī)34提供的模擬功率控制信號(hào)來控制。而且，控制位由基站以功率調(diào)整命令的形式發(fā)射，計(jì)經(jīng)過數(shù)據(jù)接收機(jī)40和42處理。功率調(diào)整命令用于控制處理器，建立移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率級(jí)。根據(jù)功率調(diào)整命令，控制處理46產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字功率控制信號(hào)并送到電路38。另外，接收機(jī)40和42控制處理器46和發(fā)射功率控制電路38的相互關(guān)系信息。也在上述共同待批專利申請中進(jìn)一步作了描述。
發(fā)射功率控制電路38，輸出功率控制調(diào)制信號(hào)到發(fā)射功率放大器電路36。電路36放大IF信號(hào)并通過與把信號(hào)調(diào)到合適的輸出頻率的頻率合成器輸出信號(hào)相混合，把IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF頻率。電路36包括一個(gè)把功率放大到末級(jí)輸出電平的放大器，預(yù)計(jì)的發(fā)射信號(hào)從電路36輸出到雙工器32。雙工器32把信號(hào)聯(lián)接到天線30以發(fā)射到基站。
控制處理器46也能產(chǎn)生控制信息如單元分集狀態(tài)請求和基站通信中止命令。把這些命令送到發(fā)射調(diào)制器52以便發(fā)射?？刂铺幚砥?6根據(jù)從數(shù)據(jù)接收機(jī)40、42和搜索接收機(jī)44收到的數(shù)據(jù)作出切換和分集組合的決定。
圖3以框圖形式示出了基站設(shè)備的典型實(shí)施例。在基站上，使用了兩個(gè)接收系統(tǒng)，每個(gè)具有獨(dú)立的天線和模擬接收機(jī)用以空間全集接收，在每個(gè)接收系統(tǒng)中，在信號(hào)經(jīng)受分集組合處理前，信號(hào)內(nèi)經(jīng)過同樣的處理、虛線內(nèi)的單元表示對(duì)應(yīng)于基站和一個(gè)移動(dòng)臺(tái)之間通信的單元。模擬接收機(jī)的輸出還提供給與其它移動(dòng)臺(tái)通信中使用的其它單元。
在圖3中，第一接收系統(tǒng)包含天線60、模擬接收機(jī)62、搜索接收機(jī)64和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)66。該接收系統(tǒng)還可包括可選擇的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)68。第二接收系統(tǒng)包括天線70、模擬接收機(jī)72、搜索接收機(jī)64和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)66。在切換和分集的信號(hào)處理和控制中，還使用基站控制處理器78。兩個(gè)接收系統(tǒng)均與分集組合和譯碼電路80聯(lián)接。在控制處理器78的控制下，在與基站發(fā)射調(diào)制器84和電路80的通信中，進(jìn)出MTSO(圖4)的信號(hào)使用數(shù)字連接器82。
天線60上接收到的信號(hào)傳送到模擬接收機(jī)62。在接收機(jī)62內(nèi)的放大器放大的接收到的信號(hào)，通過與頻率合成器輸出信號(hào)混合，轉(zhuǎn)換成IF頻率。該IF信號(hào)以關(guān)于移動(dòng)臺(tái)模擬接收機(jī)所描述的相同的過程，進(jìn)行帶通濾波及數(shù)字化。經(jīng)數(shù)字化后的IF信號(hào)，送到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)66、選擇性數(shù)字接收機(jī)68和搜索接收機(jī)64，并以類似于參照圖2中的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)和搜索接收機(jī)所描述的方法分別進(jìn)行處理。然而，由數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)和搜索接收機(jī)所做的處理，在從移動(dòng)臺(tái)到基站的線路中，在幾個(gè)方面與從基站到移動(dòng)臺(tái)的線路不同。
在返回線路即移動(dòng)臺(tái)到基站的線路中，移動(dòng)臺(tái)不發(fā)射一個(gè)能用作基站信號(hào)處理的相關(guān)參考作用的導(dǎo)頻信號(hào)。因此，移動(dòng)臺(tái)到基站的線路采取使用64-陣列(ary)正交信號(hào)傳輸?shù)姆窍嚓P(guān)調(diào)制和解調(diào)方案。
搜索接收機(jī)64也被用來對(duì)接收機(jī)信號(hào)掃描時(shí)間范疇，確保相連的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)64和數(shù)據(jù)接收機(jī)68(如果使用的話)跟蹤并處理得到的最強(qiáng)的時(shí)間范疇信號(hào)。這種跟蹤處理與就移動(dòng)臺(tái)所描述的處理相同。搜索接收機(jī)64向基站控制處理器78提供一個(gè)信號(hào)，處理器78向數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)66和68提供控制信號(hào)，以選擇合適的接收信號(hào)進(jìn)行處理。
在64一陣列正交信號(hào)傳輸過程，移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的符號(hào)有64種不同的可能。一個(gè)6位的符號(hào)能被編碼成26即64種不同的二進(jìn)制序列中的一種。挑選的該組序列稱為Waish函數(shù)。Waish函數(shù)中最佳的接受函數(shù)是快速阿達(dá)瑪變換(FTH)。在搜索接收機(jī)64和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)66和68中，如關(guān)于移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)所討論的一樣，使輸入信號(hào)與饋送至FTH處理器的相關(guān)器輸出關(guān)聯(lián)起來。FTH處理器對(duì)每6個(gè)符號(hào)產(chǎn)生一級(jí)64個(gè)系數(shù)。然后，64個(gè)符號(hào)乘以接收機(jī)中產(chǎn)生的加權(quán)函數(shù)。將加權(quán)函數(shù)與測量到的信號(hào)強(qiáng)度聯(lián)系起來。然后，把經(jīng)加權(quán)的數(shù)據(jù)作為輸出進(jìn)到分集組合和譯碼電路50。
第二個(gè)接收系統(tǒng)以與關(guān)于圖3中的第一個(gè)接收系統(tǒng)所討論的相類似的方法，處理接收多到的信號(hào)。來自接收機(jī)66和76的經(jīng)加權(quán)的64個(gè)符號(hào)輸出被送到分集組合和譯碼電路80。電路80包含一個(gè)加法器，加法器把從接收機(jī)66來的經(jīng)加權(quán)的64的符號(hào)與從接收機(jī)76來的經(jīng)加權(quán)的64個(gè)符號(hào)相加。產(chǎn)生的64個(gè)系數(shù)相互比較確定最大的系數(shù)。比較結(jié)果的量級(jí)與結(jié)果本身，即64個(gè)系數(shù)中最大者一起用來確定一組譯碼加權(quán)值和符號(hào)，用于電路80的Viterbi正交譯碼器。
Viterbi譯碼器的約束長度最好為9，碼速率為1/2。Viterbi譯碼器用來確定最可能的信息位順序。對(duì)于每個(gè)聲碼器數(shù)據(jù)塊，標(biāo)稱是15毫秒長的數(shù)據(jù)，獲得一個(gè)信號(hào)質(zhì)量估計(jì)值，并把它作為移動(dòng)臺(tái)功率調(diào)整命令，與數(shù)據(jù)一起傳送到移動(dòng)臺(tái)。關(guān)于該質(zhì)量估計(jì)值的產(chǎn)生的其他情況已在上述的共同待批申請中作進(jìn)一步詳細(xì)的討論。該質(zhì)量估計(jì)值是15毫秒(mste)間隔的信噪比平均值。
圖3中，為改進(jìn)系統(tǒng)的性能，可以包括選擇性數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)68。該附加的數(shù)據(jù)接收視本身或者與另外的接收機(jī)組合，可以跟蹤并接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)的其它可能延遲路程。該接收機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作，與關(guān)于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)66和76所描述的相似。接收機(jī)68用來獲得額外的分集狀態(tài)。提供額外的分集狀態(tài)的可選擇性額外數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)在那些處于很可能產(chǎn)生多路信號(hào)的擁擠的城市的基站，是非常有用的。
從MTSO來的信號(hào)在控制處理器78控制下，通過數(shù)字連接器82連接到合適的發(fā)射調(diào)制器。發(fā)射調(diào)制器84擴(kuò)展頻譜，如控制處理器78指定的那樣，根據(jù)預(yù)定的擴(kuò)展函數(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，以發(fā)射到所希望的接收移動(dòng)臺(tái)。發(fā)射調(diào)制器84的輸出送到發(fā)射功率控制電路86。在那里，在控制處理器78的控制下，控制其發(fā)射功率。電路86的輸出送到發(fā)射功率放大器電路88。
電路88包括一個(gè)可把發(fā)射調(diào)制器84的輸出和基站內(nèi)的其它發(fā)射調(diào)制器的輸出相加的加法器。電路88還包括一個(gè)能把導(dǎo)頻信號(hào)發(fā)生器90輸出的導(dǎo)頻信號(hào)與已經(jīng)相加的發(fā)射調(diào)制器輸出信號(hào)相加的加法器。電路88也包括一數(shù)模轉(zhuǎn)換器、一上變頻電路和一放大器，分別把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)、把發(fā)射調(diào)制器輸出的IF頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF頻率和放大RF信號(hào)。電路88的輸出送到天線92，并被發(fā)射到該單元站服務(wù)區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)。
基站控制處理器78承擔(dān)著把數(shù)據(jù)接收機(jī)和調(diào)制器分配給個(gè)別通話的任務(wù)?？刂铺幚砥?8也監(jiān)測通話進(jìn)程、信號(hào)質(zhì)量并發(fā)起抵制信號(hào)損失。單元站通過連接器82與MTSO通信，連接器82用標(biāo)準(zhǔn)電話線、光纖或微波線路連接MTSO。
圖4以框圖的形式示出了用在MTSO中使用的設(shè)備。MTSO一般包括系統(tǒng)控制器即系統(tǒng)控制處理器100、數(shù)字開關(guān)102、分集組合器104、數(shù)字聲碼器106和數(shù)字開關(guān)108。另外的分集組合器和數(shù)字聲碼器連接在數(shù)字開關(guān)102和108之間，但沒有畫出。
當(dāng)單元分集狀態(tài)有效即MTSO處于兩個(gè)基站所處置的有關(guān)該通話的切換過程時(shí)，信號(hào)將從多于一個(gè)的基站標(biāo)稱以相同信息到達(dá)MTSO。然而，因?yàn)樵趶囊苿?dòng)臺(tái)到基站的返回路上受到衰減和干擾，從一個(gè)單元站來的信號(hào)可能比從另一個(gè)單元站來的信號(hào)質(zhì)量更好。
數(shù)字開關(guān)102如從系統(tǒng)控制處理器100來的信號(hào)決定的那樣用于接通從一個(gè)或更多個(gè)基站到分集組合器104或者有關(guān)的分集組合器的對(duì)應(yīng)于一給定移動(dòng)的信息源。當(dāng)系統(tǒng)不處于單元分集狀態(tài)時(shí)，分集組合器104不是被旁路，就是在每個(gè)輸入端饋送相同的信息。
有多組串聯(lián)的分集組合器和聲碼器，提供并聯(lián)，要處理的每路通話使用一組。分集組合器104比較伴隨從兩個(gè)或更多基站信號(hào)來的信息位的信號(hào)質(zhì)量指示器。分集組合器104按逐個(gè)幀的信息挑選相應(yīng)于質(zhì)量最好的基站信號(hào)的位，輸出到聲碼器106。
聲碼器106把經(jīng)數(shù)字化的聲音信號(hào)的格式轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)61Kbps PCN電話格式、模擬量或任何其它的標(biāo)準(zhǔn)格式。產(chǎn)生的信號(hào)從聲碼器106傳輸?shù)綌?shù)字開關(guān)108。在系統(tǒng)控制處理器100控制下，把通話路線接到PSTN。
準(zhǔn)備用于移動(dòng)臺(tái)的來自PSTN的聲音信號(hào)在系統(tǒng)控制處理器100控制下經(jīng)數(shù)字開關(guān)108送到合適的數(shù)字聲碼器如聲碼器106。聲碼器106對(duì)輸入的經(jīng)數(shù)字化的聲音信號(hào)進(jìn)行編碼并把產(chǎn)生的信息位流直接送到數(shù)字開關(guān)102。數(shù)字開關(guān)102在系統(tǒng)控制處理器控制下把經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)送到正與移動(dòng)會(huì)通信的基站。如果移動(dòng)臺(tái)正處于與多個(gè)基站通信的切換狀態(tài)或處于基站分集狀態(tài)，數(shù)字開關(guān)102把通話發(fā)送到合適的基站，以通過合適的基站的發(fā)射器發(fā)射到希望的接收移動(dòng)臺(tái)。然而，如果移動(dòng)臺(tái)正在僅與一個(gè)基站通信或不處于單元分集狀態(tài)，信號(hào)便送到一個(gè)基站。
系統(tǒng)控制處理器控制數(shù)字開關(guān)102和108，把數(shù)據(jù)發(fā)送至MTSO和取自MTSO。系統(tǒng)控制處理器100也確定把通話分配到基站和MTSO上的聲碼器。而且，系統(tǒng)控制處理器100與每個(gè)基站控制處理器進(jìn)行通信，分配MTSO和基站之間的個(gè)別的通話用的PN碼。還應(yīng)當(dāng)理解，如圖4所示，數(shù)字開關(guān)102和108畫成兩個(gè)分開的開關(guān)，然而，該功能也可由單結(jié)構(gòu)的開關(guān)單元完成。
上述的對(duì)最佳實(shí)施例的描述使該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能制作和使用本發(fā)明。熟悉本技術(shù)的人員顯然可以很快地對(duì)這些實(shí)施例作出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其它實(shí)施例而不必經(jīng)過發(fā)明創(chuàng)造。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，而根據(jù)揭示在此的作為新型的特征的原理，將給本發(fā)明以最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于控制移動(dòng)單元通信在蜂窩多址通信系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換的裝置，其特征在于，包含多個(gè)相鄰的小區(qū)，形成蜂窩多址通信系統(tǒng)，每個(gè)小區(qū)包括一基站，利用與每個(gè)其它基站相同的頻帶進(jìn)行多址通信，每個(gè)基站包括傳送裝置，以便以該頻帶傳送碼分多址(CDMA)通信信號(hào)，CDMA通信信號(hào)包括識(shí)別基站的各個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)；多個(gè)移動(dòng)通信單元，第一移動(dòng)通信單元包括建立與第一基站的CDMA通信的裝置；與基站進(jìn)行CDMA通信的裝置；從基站接收CDMA通信信號(hào)的裝置，以及當(dāng)?shù)谝灰苿?dòng)通信單元移入到多個(gè)相鄰小區(qū)中時(shí)，檢測識(shí)別第二基站的導(dǎo)頻信號(hào)的裝置；響應(yīng)于檢測到識(shí)別第二基站的導(dǎo)頻信號(hào)，產(chǎn)生指示該導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的強(qiáng)度信號(hào)的裝置；以及把該強(qiáng)度信號(hào)傳送給第一基站的裝置；以及，耦接到多個(gè)小區(qū)中的基站的控制裝置，用于響應(yīng)于強(qiáng)度信號(hào)在第二基站與第一移動(dòng)通信單元之間建立CDMA通信。
2.如權(quán)利要求1所述的切換裝置，其特征在于，進(jìn)行通信的裝置還用于通過與第一基站的CDMA通信與系統(tǒng)用戶進(jìn)行用戶信息的通信。
3.如權(quán)利要求2所述的切換裝置，其特征在于，進(jìn)行通信的裝置還用于通過與第二基站的CDMA通信與系統(tǒng)用戶進(jìn)行用戶信息的通信。
4.如權(quán)利要求3所述的切換裝置，其特征在于，進(jìn)行通信的裝置通過與第一基站的CDMA通信以及與第二基站的CDMA通信與系統(tǒng)用戶進(jìn)行用戶信息的通信。
5.如權(quán)利要求3所述的切換裝置，其特征在于，控制裝置用于接收第一移動(dòng)通信單元與第一基站之間的CDMA通信和第一移動(dòng)通信單元與第二基站之間的CDMA通信，控制裝置還包括一裝置，該裝置用于接收第一小區(qū)與第一移動(dòng)通信單元之間的第一CDMA通信中的用戶信息以及第二小區(qū)與第一移動(dòng)通信單元之間的第二CDMA通信中的用戶信息，并逐個(gè)幀地選擇所述第一和第二CDMA通信中的信息位并將所選擇的信息位提供給用戶。
6.如權(quán)利要求5所述的切換裝置，其特征在于，第一CDMA通信包括包含多個(gè)數(shù)據(jù)幀的用戶數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)幀包括信息位；第二CDMA通信包括包含多個(gè)數(shù)據(jù)幀的用戶數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)幀包括信息位；組合裝置還包括分集組合裝置，用于逐個(gè)數(shù)據(jù)幀地從第一和第二CDMA通信中選擇信息位，并把所選擇的信息位作為組合用戶信息信號(hào)來提供。
7.一種移動(dòng)單元接收機(jī)，用于多址蜂窩通信系統(tǒng)中，包括在單個(gè)頻帶上從多個(gè)發(fā)出CDMA通信信號(hào)的基站接收CDMA通信信號(hào)的裝置；檢測多個(gè)CDMA通信信號(hào)中的多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的裝置，每個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)識(shí)別發(fā)出CDMA通信信號(hào)的基站；測量多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)中的導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的裝置；以及基于所測得的導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度來請求切換的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的移動(dòng)單元接收機(jī)，其特征在于，檢測多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的裝置包括掃描多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的接收機(jī)。
9.如權(quán)利要求7所述的移動(dòng)單元接收機(jī)，其特征在于，接收機(jī)在預(yù)定的信號(hào)域中掃描。
10.如權(quán)利要求9所述的移動(dòng)單元接收機(jī)，其特征在于，信號(hào)域?yàn)闀r(shí)間域。
11.如權(quán)利要求10所述的移動(dòng)單元接收機(jī)，其特征在于，多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)的每個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)包括擴(kuò)展碼，其與每個(gè)其它導(dǎo)頻信號(hào)的擴(kuò)展碼相同，但包括各自的碼相位偏移，該碼相位偏移與每個(gè)其它導(dǎo)頻信號(hào)中的碼相位偏移不同。
12.一種控制蜂窩多址通信系統(tǒng)中移動(dòng)單元通信的轉(zhuǎn)換的切換方法，該通信系統(tǒng)包括多個(gè)形成蜂窩多址通信系統(tǒng)的相鄰小區(qū)，每個(gè)小區(qū)包括一基站，所述基站利用與每個(gè)其它基站相同的頻帶進(jìn)行多址通信，每個(gè)基站傳送碼分多址(CDMA)通信信號(hào)；多個(gè)移動(dòng)通信單元，每個(gè)移動(dòng)通信單元包括與基站建立CDMA通信的裝置，與基站進(jìn)行CDMA通信的裝置，以及檢測CDMA通信信號(hào)中的導(dǎo)頻信號(hào)的裝置；以及控制裝置，耦接到多個(gè)小區(qū)的基站上，以控制基站與移動(dòng)通信單元之間的CDMA通信；所述切換方法包含下列步驟在每個(gè)基站，以該頻帶發(fā)射CDMA通信信號(hào)，CDMA通信信號(hào)包括各自的導(dǎo)頻信號(hào)，以識(shí)別基站；在第一移動(dòng)通信單元與第一基站之間建立CDMA通信；當(dāng)?shù)谝灰苿?dòng)通信單元移入到多個(gè)相鄰小區(qū)時(shí)，在第一移動(dòng)通信單元中檢測識(shí)別第二基站的導(dǎo)頻信號(hào)；在第一移動(dòng)通信單元中，根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)產(chǎn)生指示識(shí)別具有更強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度的第二基站的控制信息；把控制信息從第一移動(dòng)通信單元傳送給第一基站；以及控制裝置響應(yīng)于控制信息，在第二基站與第一移動(dòng)通信單元之間建立CDMA通信。
13.如權(quán)利要求12所述的切換方法，其特征在于，還包括在第一移動(dòng)通信單元與系統(tǒng)用戶之間通過第一基站與第一移動(dòng)通信單元之間的第一CDMA通信進(jìn)行用戶信息的通信的步驟。
14.如權(quán)利要求13所述的切換方法，其特征在于，還包括在第一移動(dòng)通信單元與系統(tǒng)用戶之間通過第二基站與第一移動(dòng)通信單元之間的第二CDMA通信進(jìn)行用戶信息的通信的步驟。
15.如權(quán)利要求14所述的切換方法，其特征在于，權(quán)利要求13與14的步驟基本上同時(shí)進(jìn)行。
16.如權(quán)利要求15所述的切換方法，其特征在于，還包括在控制裝置中，接收第一CDMA通信中的用戶信息以及第二CDMA通信中的用戶信息，以逐個(gè)幀地選擇所述第一和第二CDMA通信中的信息位并將所選擇的信息位提供給用戶。
17.如權(quán)利要求16所述的切換方法，其特征在于，第一CDMA通信包括用戶數(shù)據(jù)，其包含多個(gè)數(shù)據(jù)幀，每個(gè)數(shù)據(jù)幀包括信息位；第二CDMA通信包括用戶數(shù)據(jù)，其包含多個(gè)數(shù)據(jù)幀，每個(gè)數(shù)據(jù)幀包括信息位；所述切換方法進(jìn)一步包含下列步驟控制裝置從第一和第二CDMA通信中逐個(gè)數(shù)據(jù)幀地選擇信息位；以及控制裝置把所選擇的信息位作為組合用戶信息信號(hào)來提供。
18.在一種包括多個(gè)相鄰小區(qū)的多址蜂窩通信系統(tǒng)中，每個(gè)移動(dòng)通信單元包括多個(gè)移動(dòng)通信單元和移動(dòng)單元接收機(jī)，每個(gè)小區(qū)包括發(fā)射碼分多址(CDMA)通信信號(hào)的基站，所有基站都在一單個(gè)頻帶上發(fā)射CDMA通信信號(hào)，一種操作移動(dòng)單元接收機(jī)的方法包括如下步驟移動(dòng)單元接收機(jī)在該單個(gè)頻帶上從多個(gè)基站接收多個(gè)CDMA通信信號(hào)；檢測CDMA通信信號(hào)中的多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，每個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)識(shí)別多個(gè)相鄰小區(qū)中各個(gè)小區(qū)；測量多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)中的導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度；以及基于所測得的導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度來請求切換。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，檢測步驟包括掃描多個(gè)片碼信號(hào)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，掃描步驟包括在預(yù)定信號(hào)域中掃描。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，信號(hào)域?yàn)闀r(shí)間域。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)中的每個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)包括與每個(gè)其它導(dǎo)頻信號(hào)相同的擴(kuò)展碼，但包括各自的碼相位偏移，其與每個(gè)其它導(dǎo)頻信號(hào)的碼相位偏移不同。
全文摘要
在蜂窩(單元式)電話系統(tǒng)中，當(dāng)移動(dòng)用戶18轉(zhuǎn)變基站服務(wù)區(qū)域時(shí)，有一系統(tǒng)控制移動(dòng)用戶18和基站12，14，16之間的通信。移動(dòng)用戶18包括裝置40，46，當(dāng)通過一個(gè)基站與另一系統(tǒng)用戶通信時(shí)，決定將移動(dòng)用戶18從該基站服務(wù)區(qū)域向另一基站服務(wù)區(qū)域的轉(zhuǎn)移。該系統(tǒng)包括當(dāng)移動(dòng)用戶仍通過第一基站與系統(tǒng)用戶進(jìn)行通信時(shí)，可根據(jù)標(biāo)志接通綜由新基站在移動(dòng)用戶和其它系統(tǒng)用戶之間的通信的電路78。
文檔編號(hào)H04J13/02GK101031142SQ20061015629
公開日2007年9月5日 申請日期1990年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月7日
發(fā)明者吉洛豪森·克萊因S, 帕多瓦尼·羅伯托, 惠特利·Ⅲ·查爾斯E 申請人:高通股份有限公司