專(zhuān)利名稱(chēng)：通用移動(dòng)電話系統(tǒng)無(wú)線電話網(wǎng)中的傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種UMTS無(wú)線電話網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式，尤其是它以時(shí)分雙工方式(TDD)工作的情況。UMTS系統(tǒng)是蜂窩式無(wú)線電話系統(tǒng)的第三代。GSM系統(tǒng)在相當(dāng)?shù)囊欢螘r(shí)間內(nèi)還會(huì)存在。人們已經(jīng)考慮實(shí)現(xiàn)可交替使用兩種系統(tǒng)的匹配終端。因此，當(dāng)這些終端在運(yùn)動(dòng)中，并處于通話狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該能使這些終端從UMTS小區(qū)切換到GSM小區(qū)。準(zhǔn)確判斷小區(qū)切換的標(biāo)準(zhǔn)之一是可移動(dòng)終端接收信號(hào)的強(qiáng)度。
為了使GSM終端在不中斷通話的情況下從GSM小區(qū)切換到另一個(gè)小區(qū)，公知的方法是從每個(gè)基站向被稱(chēng)為信標(biāo)信道或BCCCH的信道發(fā)射一個(gè)持續(xù)信號(hào)，該信道傳輸GSM小區(qū)專(zhuān)用的同步信號(hào)和頻率校正信號(hào)；在每個(gè)GSM移動(dòng)終端內(nèi)接收其所處的GSM小區(qū)臨近的所有GSM小區(qū)內(nèi)所發(fā)射的信標(biāo)信道，測(cè)量可能接收到的GSM信號(hào)強(qiáng)度，并通過(guò)對(duì)臨近的一個(gè)GSM小區(qū)作預(yù)同步來(lái)準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)可能的切換。
每個(gè)GSM移動(dòng)終端都能在繼續(xù)在它所處的小區(qū)中建立的對(duì)話的同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)量。該測(cè)量是在上行短脈沖串和下行短脈沖串之間所預(yù)定的空閑時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行的。GSM型系統(tǒng)采用120毫秒(ms)的復(fù)幀，每個(gè)復(fù)幀由持續(xù)時(shí)間一致的26幀組成。每幀自己有8個(gè)時(shí)隙。每幀內(nèi)上行短脈沖串占用一定數(shù)量的時(shí)隙，下行短脈沖占用剩余的部分時(shí)隙。一般上行短脈沖串和下行短脈沖串之間的空閑間隔約占二個(gè)或四個(gè)時(shí)隙持續(xù)時(shí)間，有一個(gè)例外需要說(shuō)明，在每個(gè)復(fù)幀的第26幀，空閑時(shí)間間隔相當(dāng)于12個(gè)時(shí)隙的持續(xù)時(shí)間，即，6毫秒(ms)。這個(gè)6毫秒的空閑時(shí)間間隔允許每120毫秒執(zhí)行一部分預(yù)同步。這個(gè)預(yù)同步是對(duì)頻率校正信號(hào)和同步信號(hào)進(jìn)行解碼。這些頻率校正信號(hào)和同步信號(hào)按第二類(lèi)復(fù)幀分布、相當(dāng)于51幀。因此，預(yù)同步的運(yùn)作可以持續(xù)1.3秒，平均時(shí)間值約為0.6秒。
對(duì)于UMTS系統(tǒng)，目前采前的傳輸方式叫時(shí)分復(fù)用(TDM)。它使用持續(xù)時(shí)間一致的幀，每幀本身都由具有一定長(zhǎng)度的時(shí)隙組成。在每一幀內(nèi)，第一部分分配給一個(gè)上行短脈沖串，剩余的幀分配給一個(gè)下行短脈沖串，或反之亦然。分配給上行短脈沖串的最大時(shí)隙數(shù)量和分配給下行短脈沖串的最大時(shí)隙數(shù)量，對(duì)所有的終端，至少對(duì)于處在UMTS小區(qū)群內(nèi)的終端來(lái)說(shuō)，它們是固定的和一致的。兩種數(shù)量比是根據(jù)預(yù)定的通信業(yè)務(wù)性質(zhì)來(lái)確定的。如果預(yù)定的通信業(yè)務(wù)是對(duì)稱(chēng)的，這個(gè)比例一開(kāi)始就是50％。如果預(yù)定的通信業(yè)務(wù)極不對(duì)稱(chēng)，那么這個(gè)比例就可能選定超過(guò)50％。
目前，在UMTS小區(qū)切換到GSM小區(qū)方面還沒(méi)有任何規(guī)定。人們可以考慮在一個(gè)終端配備兩個(gè)同時(shí)運(yùn)作的接收機(jī)，一個(gè)UMTS接收機(jī)正在作UMTS通信，而另一個(gè)GSM接收機(jī)可準(zhǔn)備向一個(gè)GSM小區(qū)切換。但是這種方案會(huì)增加UMTS終端的成本及尺寸。
本發(fā)明的目的是提供一種不需要兩臺(tái)接收機(jī)的解決方案。
根據(jù)本發(fā)明，UMTS無(wú)線電話網(wǎng)的傳輸方法可在一個(gè)UMTS小區(qū)內(nèi)通話，而同時(shí)準(zhǔn)備向一個(gè)GSM小區(qū)切換，它在于利用幀傳輸信息；每幀由許多時(shí)隙組成，而且每幀的時(shí)隙被分配給那些無(wú)線電話終端。該方法的特征還在于對(duì)于一個(gè)指定終端來(lái)說(shuō)，在一幀持續(xù)時(shí)間的整倍數(shù)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，它不向有關(guān)的終端分配至少一個(gè)持續(xù)序列的時(shí)間間隔，其整個(gè)持續(xù)時(shí)間至少要與一個(gè)能接收到GSM基站信標(biāo)信道的預(yù)定持續(xù)時(shí)間相等，并能和這個(gè)GSM基站預(yù)同步。
由于有如此設(shè)置的至少在某些UMTS幀內(nèi)的空閑時(shí)間間隔，具有上述特征的傳輸方法可以只使用一個(gè)接收機(jī)就能實(shí)現(xiàn)UMTS通信，并幾乎同時(shí)準(zhǔn)備向一個(gè)GSM小區(qū)切換。
依照一種特殊的應(yīng)用方式，本發(fā)明方法還在于減小傳輸數(shù)據(jù)的其它時(shí)隙的頻譜展開(kāi)，從而增加它們的傳輸能力。
具有上述特性的方法，甚至在終端用于高位速率通話業(yè)務(wù)，例如在接收視頻信號(hào)或文件時(shí)，也可以只使用一個(gè)接收機(jī)，因?yàn)檫@種方式能提高有效分配的時(shí)間間隔的傳輸能力，因而能增加空閑時(shí)間間隔數(shù)量，直至獲得一個(gè)足夠持續(xù)時(shí)間的空閑時(shí)間間隔，以便測(cè)量可能接收的GSM信號(hào)強(qiáng)度，并通過(guò)對(duì)臨近的一個(gè)GSM小區(qū)作預(yù)同步來(lái)準(zhǔn)備可能的切換工作。
通過(guò)后面的敘述以及


可對(duì)本發(fā)明及它的其它特征有更深刻的理解。圖1和圖2分別表示應(yīng)用本發(fā)明方法的在低位速率和高位速率情況下的兩個(gè)實(shí)例。
本發(fā)明方法適用于全部UMTS幀，或者說(shuō)，它僅適用于由一定數(shù)量幀組成的UMTS復(fù)幀中的一個(gè)幀，該復(fù)幀持續(xù)時(shí)間要與GSM復(fù)幀的持續(xù)時(shí)間(120毫秒)相等。首先考慮本方法同樣適用于全部幀的情況。
圖1表示兩個(gè)連續(xù)UMTS幀F(xiàn)1和F2，每幀的持續(xù)時(shí)間TF為10毫秒。每幀由N個(gè)持續(xù)時(shí)間為T(mén)S的時(shí)隙組成，例如，N為16，TS為0.625毫秒。
根據(jù)每個(gè)終端用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求量的情況，UMTS網(wǎng)獨(dú)立決定給每個(gè)移動(dòng)終端分配幀時(shí)隙數(shù)量。一個(gè)只要求建立語(yǔ)音通話的終端只需要一個(gè)時(shí)隙用于上行鏈接，和一個(gè)時(shí)隙用于下行鏈接。在這個(gè)實(shí)例中，對(duì)所有的幀而言，分配給上行短脈沖串的最大時(shí)隙數(shù)量為6，分配給下行短脈沖串的最大時(shí)隙數(shù)量是10。在本實(shí)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(yè)務(wù)。在F1幀內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)在上行鏈接的UL1部分只分配時(shí)隙T3，網(wǎng)絡(luò)只在下行鏈接的DL1部分分配時(shí)隙T12。在F2幀內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)只在上行鏈接的UL2部分分配時(shí)隙T19，網(wǎng)絡(luò)只在下行鏈接的DL2部分分配時(shí)隙T28。因此，每幀內(nèi)只有兩個(gè)時(shí)隙被占用。
在F1幀內(nèi)，涉及的終端在下述情況時(shí)既不發(fā)射也不接收UMTS信號(hào)。
—從F1幀開(kāi)始到T3時(shí)隙之時(shí)隙的d1·TS時(shí)間范圍，—在時(shí)隙T3和T12之間的A·TS時(shí)間范圍，—在時(shí)隙T12和F1幀結(jié)束之間的d2·TS時(shí)間范圍。
在F2幀內(nèi)，涉及的終端在下述情況時(shí)既不發(fā)射也不接收UMTS信號(hào)。
—從F2幀開(kāi)始到時(shí)隙T19之間的d1·TS時(shí)間范圍，—在時(shí)隙T19和T28之間的A·TS時(shí)間范圍，
—在時(shí)隙T28和幀F(xiàn)2結(jié)束之間的d2·TS時(shí)間范圍。
在這個(gè)實(shí)施例中，兩類(lèi)范圍可以用來(lái)接收GSM信號(hào)—A·TS＝N·TS-2TS-(d1+d2)Ts的時(shí)間范圍—B·TS＝(d1+d2)·TS的時(shí)間范圍為了能在GSM小區(qū)預(yù)同步，人們認(rèn)為必須接收GSM信標(biāo)信道一段持續(xù)時(shí)間，它至少等于GSM一幀的持續(xù)時(shí)間(4.7毫秒)再加上一小段接收機(jī)預(yù)置起動(dòng)的時(shí)間，即每120毫秒大約5毫秒。根據(jù)發(fā)明，UMTS網(wǎng)絡(luò)給有關(guān)終端分配各幀的時(shí)隙，使該終端在一個(gè)至少等于5毫秒的持續(xù)時(shí)間，周期為一幀持續(xù)時(shí)間的整數(shù)倍時(shí)，既不發(fā)射也不接收UMTS信號(hào)。
在這個(gè)例子里，人們可以列出下面表格來(lái)確定如何選擇d1+d2，即在N＝16，TS＝10毫秒時(shí)，如何向有關(guān)終端分配時(shí)隙。
TDD方式固有的技術(shù)原因較多的限制了向有關(guān)終端分配時(shí)隙的選擇性即在發(fā)射和接收UMTS信號(hào)之時(shí)隙需要一定的切換時(shí)間。分配給上行鏈接和下行鏈接的時(shí)隙不能緊接著，而應(yīng)該它們之間由至少一個(gè)時(shí)隙隔開(kāi)。這種局限性禁止了如下分配d1+d2＝0，及d1+d2＝14。
在圖1的實(shí)例中，d1+d2＝6，因此，A·TS＝8×0.625ms＝5ms。
所以空閑范圍A適合接收GSM信號(hào)。
圖2表示在一個(gè)通信業(yè)務(wù)流量較高的終端的情況下的兩個(gè)連續(xù)幀F(xiàn)1′和F2′。為此，終端需要更多的時(shí)隙，與圖1中的標(biāo)記相似的標(biāo)記被賦予。即在本實(shí)例中N＝16，TF＝10毫秒，如前所述。在F1′幀內(nèi)網(wǎng)絡(luò)給有關(guān)終端分配時(shí)隙T1′，T2′用于上行鏈接，分配時(shí)隙T13′、T14′、T15′用于下行鏈接。該網(wǎng)絡(luò)還在F2′幀內(nèi)向有關(guān)終端分配時(shí)隙T17′、T18′用于上行鏈接，時(shí)隙T29′、T30′和T31′用于下行鏈接。這樣，有5個(gè)時(shí)隙被占用。
兩類(lèi)范圍可用來(lái)接收GSM信號(hào)—A′·TS＝16TS-5TS-(d1′+d2′)·TS的時(shí)間范圍—B′·TS＝(d1′+d2′)·TS的時(shí)間范圍在圖2實(shí)例中，選擇d1′＝0以便減小B′的持續(xù)時(shí)間，這樣A′＝(11-d2′)·TS。
d2′被選定為1用來(lái)減小B′，且并沒(méi)有使UMTS的接收間隔和發(fā)射間隔緊接著。我們可以獲得A′＝10TS＝6.25毫秒，該數(shù)值大于要求的5毫秒。因此，可能測(cè)量有關(guān)終端或許接收到的GSM信號(hào)強(qiáng)度，并通過(guò)對(duì)臨近的GSM小區(qū)作預(yù)同步來(lái)準(zhǔn)備可能有的切換。
如果終端要以更高的信息流量發(fā)射和接收數(shù)據(jù)的話，分配給下行鏈接的時(shí)隙的數(shù)量首先要大于5，就不再可能留有10個(gè)空閑時(shí)隙，以便獲得一個(gè)至少等于5毫秒的連續(xù)間隔。鑒于高信息流量終端比低信息流量終端造價(jià)更昂貴，可以考慮給它們配備第二臺(tái)接收機(jī)。
另一種解決辦法是在上行和下行方向發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，減少頻譜展開(kāi)系數(shù)。這樣可以在每個(gè)時(shí)隙里傳輸更多的數(shù)據(jù)。那么網(wǎng)絡(luò)就分配給數(shù)據(jù)較少的時(shí)隙，并保留至少10個(gè)時(shí)隙空閑，從而具有一個(gè)空閑間隔為6.25毫秒。不僅如此，還需要增加發(fā)射強(qiáng)度，以便保持同樣的信噪比。
本發(fā)明方法的作用并不局限在所有的UMTS幀內(nèi)設(shè)置一個(gè)空閑時(shí)間間隔的情況。根據(jù)一種實(shí)施設(shè)計(jì)變型方案，UMTS幀組成復(fù)幀，比如，包括12個(gè)10毫秒的幀，以便獲得與GSM復(fù)幀相同的時(shí)間段，每個(gè)復(fù)幀中的一幀都被設(shè)計(jì)成擁有一個(gè)至少5毫秒的空閑時(shí)間間隔。這種變型能獲得和普通GSM終端一樣的GSM小區(qū)切換程序功能。
上述解決方案的變型在于將每個(gè)復(fù)幀中的一幀全部留作空閑，比如，每個(gè)UMTS復(fù)幀中的第十二幀。這個(gè)幀還留有一個(gè)10毫秒時(shí)間段的空閑間隔，比5毫秒的最小時(shí)間段要大。通過(guò)減小頻譜展開(kāi)，使本應(yīng)由這個(gè)幀傳輸?shù)南滦袛?shù)據(jù)由同一復(fù)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(qiáng)發(fā)射能力。
權(quán)利要求
1.一種在UMTS無(wú)線電話網(wǎng)中的傳輸方法，它能在一個(gè)UMTS小區(qū)通話時(shí)準(zhǔn)備向GSM小區(qū)切換，它在于以(F1、F2；F1′、F2′)幀傳輸信息；每幀都由多個(gè)時(shí)隙組成；每幀的時(shí)隙(T3、T12、T19、T28)都分配給無(wú)線電話終端；該方法的特征在于對(duì)于一個(gè)指定的終端而言，在等于一個(gè)幀持續(xù)時(shí)間的整倍數(shù)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，它不向有關(guān)的終端分配至少一個(gè)持續(xù)序列的時(shí)隙，其總持續(xù)時(shí)間至少等于一個(gè)能接收GSM基站信標(biāo)信道的預(yù)定持續(xù)時(shí)間，并可與這個(gè)GSM基站進(jìn)行預(yù)同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于它能減小傳輸數(shù)據(jù)的其它時(shí)隙(T1 ′……T6′；T8′)的頻譜展開(kāi)，從而增強(qiáng)了它們的傳輸能力。
全文摘要
在向一個(gè)終端分配一個(gè)UMTS幀的時(shí)隙時(shí),UMTS網(wǎng)絡(luò)設(shè)置了一個(gè)持續(xù)的空閑時(shí)間間隔,它在一個(gè)UMTS幀內(nèi),持續(xù)時(shí)間至少等于5毫秒,它可以使終端接收機(jī)測(cè)量可能收到的GSM信號(hào)強(qiáng)度,并通過(guò)向臨近的一個(gè)GSM小區(qū)做預(yù)同步來(lái)準(zhǔn)備可能發(fā)生的切換。應(yīng)用于UMTS無(wú)線電話網(wǎng)。
文檔編號(hào)H04B1/56GK1254246SQ9910518
公開(kāi)日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1999年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月28日
發(fā)明者弗雷德里克·古格, 法畢恩那·羅森 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司