CN100426699C

CN100426699C - 蜂窝通信网络中的同步方法,切换方法及相应的终端和基站

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Publication number: CN100426699C
Application number: CNB028261208A
Authority: CN
Inventors: 安托尼·索姆匹尔; 纳塔列·高达德
Original assignee: Wavecom SA
Current assignee: Sierra Wireless SA
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2002-11-28
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: KR20040058358A; CN1608355A; AU2002364408A1; DE60237303D1; WO2003047128A1; FR2832898B1; EP1449315A1; JP4829472B2; RU2004117793A; KR100952189B1; FR2832898A1; JP2005510943A; US7466683B2; ATE477625T1; EP1449315B1; US20050143074A1

Abstract

本发明涉及终端(123)在蜂窝通信系统中的同步，该蜂窝通信系统包括多个小区，其中一个第一小区(100、500)和一个第二小区(120、510)分别与一个第一基站(101、501)和一个第二(121、511)基站相联系，该第一和第二小区在一个公共地理区域(120、504)中部分重叠，并且同步，该同步包括：关于同步信号(400、600)的同步步骤，该同步信号由第一基站发送，被终端接收；关于预定信号(CPICH 406、611)的同步步骤，该同步信号专用于多径处理，由第二基站发送，被终端接收。

Description

蜂窝通信网络中的同步方法，切换方法及相应的终端和基站

本发明涉及蜂窝无线通信。更具体地，本发明涉及移动无线通信网络小区中的终端的同步。

在蜂窝网络中，例如一个UMTS(“通用移动通信系统”)或3GPP(“第三代伙伴计划”)蜂窝网络，在设备可以高速发送和/或接收数据之前，它必须在小区内同步。因此，为了优化发自或发向小区的信息传输，需要终端在网络中的小区内快速同步。

使用专用信道的同步技术是众所周知的，例如使用SCH(“同步信道”)信道。这种同步方法通常有较高的效率，但它的缺点是，在某些情况下比较慢，特别是当设备从一个小区移动到另一个小区并且改变频率时。

另外，考虑到在不打断进行中的通信的情况下的蜂窝网络中的设备的移动性，网络必须管理小区转换或“切换(hand-over)”以使设备可以非常快地从一个小区换到另一个小区。注意特别是当与固定基站(基站BS负责一个小区的管理)通信的终端需要改变与之相关的基站以继续通信时，使用“切换”。“切换”可以用于各种情况：无线链路质量的恶化，由过多通信引起的基站饱和，设备从第一基站向另一个基站移动，基站对终端所请求的业务的更加适配等。

由于向用户提供的业务的效率、质量和流动性，“切换”必须很快完成。

通常，使用一种较慢的频率间的“切换”过程(换句话说，在“切换”前后设备所属的小区的频率是不同的)，会产生干扰。

为了在使用基于CDMA(码分多址)信道接入技术的第三代无线通信系统中完成频率间“切换”，例如在UMTS或3GPP系统中，移动设备需要使用“压缩模式”下的空白周期来使它在不同小区中同步，以在这些小区内进行功率测量。为了同步，移动设备必须监听在其上进行功率测量的主SCH信道，然后是次SCH信道，再然后是CPICH信道。

根据现有技术的此项技术的缺点是同步阶段非常长，因为由压缩模式输出的空白周期的持续时间很短。

因此，UMTS和3GPP网络中这样定义，在开始通信之前，移动设备已经处于一个最优小区内，这避免了在通信的开始时对“切换”的需求。

本发明的各个部分的目的特别是要克服现有技术中的这些缺点。

更具体地，本发明的第一目标是当设备从一个小区向另一个小区移动时，使得可以快速同步。

本发明的另一个目标是特别在频率间“切换”过程的情况下，使得设备可以快速“切换”。

本发明的另一个目标是使得第三代移动通信网络设备的使用，不需要或仅对当前有效的标准，特别是由3GPP(“第三代伙伴计划”)委员会所定义和发布的UMTS FDD(频分双工)标准(特别是此标准的25系列)进行很少的修改。

为了实现这个目的，本发明提出了一种包括多个小区的蜂窝通信网络中的终端的同步方法，其中的多个小区包括分别与第一和第二基站相关的第一小区和第二小区，第一和第二小区在一个公共地理区域上至少是部分重叠的，并且同步，更值得注意的是本方法包括下列步骤，当终端出现在公共地理区域内时：

-一个关于同步信号(SCH)的第一同步步骤，该同步信号由第一基站发送，被终端接收；

-一个关于预定信号(CPICH)的第二同步步骤，该同步信号专用于多径处理，由第二基站发送，被终端接收。

在此情况下，第一和第二小区彼此是理想同步的，或者是伪同步的，换句话说，在某同步误差范围内的同步。

终端对于第一基站的第一同步是理想的或者准理想的，但它对于第二基站可以是粗略的。

另一方面，对于第二基站的第二终端同步是理想的或者准理想的。

根据一个特性，本同步方法值得注意是设备执行一个步骤以根据第二基站发送的预定信号来确定至少一个路径，该确定步骤服务于第二同步步骤，并且通过分析预定信号通过的多条路径来实现，该路径或者与预定信号相对应的路径中的一个被称为第一路径，被看作同步的基础。

这样，根据本发明第二基站上执行的同步相对比较简单，因为它使用的方法是已经被用来执行对影响预定信号(例如UMTS标准的CPICH信道)的多径的分析。

另外，本发明节省了传输频带，并且简化了第二基站上的实现，因为不需要一个特定的同步信道(例如UMTS标准的SCH信道)。

本同步方法的一个显著的特性在于第一同步步骤允许的与第二基站相关的同步误差的级别是5至50μS。

本同步方法的一个显著的特性在于第一同步步骤允许的与第二基站相关的同步误差的级别是5至30μS。

本同步方法的一个显著的特性在于第二同步步骤允许的与第二基站相关的同步误差的级别小于5μS。

这样，本发明实现了终端对第二基站的比较粗略的第一同步(达到30μS甚至50μS)，以及终端对相同基站的第二精确同步甚至理想同步。

本同步方法的一个显著的特性在于第一基站向第二基站发送同步信息，使得第二基站对第一基站同步。

本同步方法的一个显著的特性在于同步信息在有线链路上传输。

本同步方法的一个显著的特性在于同步信息是通过第一基站发送的同步信号来发送的。

本同步方法的一个显著的特性在于第三个设备将同步信息发送给第一基站和第二基站，使得第二基站对第一基站同步。

这样，在第一和第二基站之间实现同步是比较简单的。

更具体的，它的实现可以是：

-当第二基站接收这个由第一基站发送的信号时，通过一个现有同步信道(例如UMTS的SCH)；

-通过一个专用有线链路或者使用克服了无线信号的任何发送/接收问题的网络设施；或者

-使用向第一基站和第二基站输出同步信号的第三方设备，这使得专用于此目的的第三设备的精确同步控制成为可能，或者例如，连接于或组成第一和第二基站的控制设备。

根据本发明，同步误差的控制可以达到，终端在第一基站上的第一同步对于第二基站可以尽可能精确。特别是，可以考虑第一基站发送给第二基站的同步信号的传播时延。网络设备(第一基站或控制设备)也可以向终端通知两个基站间的同步时延以使得终端可以考虑它。

本发明还涉及一种终端在包括多个小区的通信网络中切换的方法，其中的多个小区包括分别与第一和第二基站相关的第一小区和第二小区，第一和第二小区在一个公共地理区域上至少是部分重叠的，并且同步，特别是当终端与一个远方的终端之间已建立起通信时，终端处于通信模式，而当终端没有处于通信模式但存在并可以在网络中的一个小区内通信时则处于待机模式，更值得注意的在于当与第一基站进行通信的终端从第一小区转移到第二小区时，本方法包括下列步骤，当终端出现在公共地理区域内时：

这样，本发明使得终端可以在两个小区之间转移(或者快速“切换”)，甚至第一和第二基站使用不同的频率。

小区到小区的转移方法的一个显著的特性是它使用与上述类似的同步方法。

小区到小区的转移方法的一个显著的特性是第一小区包围第二小区，并且第一基站管理出现在第一小区内的终端的待机模式，第二基站可以管理通信模式。

本切换方法的一个显著的特性是第一基站管理出现在第二小区中的终端的通信的开始，然后网络将通信的管理移交给第二基站。

本发明还涉及一种终端，在蜂窝通信网中该终端与至少一个与第一小区相关的第一基站协作，特别是当通信在该终端和一个远程终端之间建立时，与可能处于通信模式的终端协作，并且当该终端未处于通信模式但存在并可用于与网络中的一个小区通信时处于待机模式，并且值得注意的是包括：

-完成关于同步信号(SCH)的第一同步的装置，该同步信号由第一基站发送，被终端接收；

-完成关于预定信号(CPICH)的第二同步的装置，该同步信号专用于多径处理，由第二基站发送，被终端接收。

网络中一个第二小区与第二基站相联系；第一和第二小区至少部分重叠并且同步。

该终端的一个显著特性是同步装置包括分析预定信号通过的多条路径的装置，该装置能够根据由第二基站发送的预定信号确定至少一条路径，该路径或与预定信号相关的路径中的一条被称为第一路径，被看作同步的基础。

该终端的一个显著特性是第一同步允许的同步误差的级别是5至50μs。

该终端的一个显著特性是第一同步允许的同步误差的级别是5至30μs。

该终端的一个显著特性是第二同步允许的同步误差的级别小于5μs。

本发明还涉及一种被称为第二基站的基站，它与蜂窝通信网中的第二小区相对应，该网络包括多个小区，这些小区包括一个与一个第一基站相对应的第一小区和至少一个终端，第一和第二小区在公共地理区域上至少是部分重叠的，值得注意的是第二基站包括关于第一基站同步以使得至少一个终端可以执行下列步骤的装置：

该基站的一个显著的特性是包括管理终端通信模式的装置，以及它不包括管理终端待机模式的装置，特别是，当通信在终端和远程终端之间建立时，设备可能处于通信模式，当终端没有处于通信模式但是存在并且可以与网络中的一个小区通信时，设备可能处于待机模式。

另外，本发明涉及一种包括多个小区的蜂窝通信网，这些小区包括一个与第一基站相对应的第一小区和至少一个第二小区，第一小区和每一个第二小区在公共地理区域上至少是部分重叠的，并且是同步的，值得注意的是每一个第二小区都与至少一个上述第二基站相对应。

切换方法、网络中的终端、第二基站的优点与终端同步方法的优点相同，这将在下面进行详细描述。

在阅读下列参考附图对一个优选实施例的描述后，本发明的其它特性和优点将变得更清楚，该实施例是一个简单的示例而并不是任何限制，其中：

图1示出了一个根据本发明的特定实施例的网络的方框图；

图2说明了在终端和与微小区对应的基站建立通信后图1中的网络；

图3描述了在图1和图2中说明的网络中的“微小区”基站；

图4说明了一种不同网络单元之间的通信协议，它使得从图1所述的情况变化到图2中所述的情况成为可能；

图5示出了一个根据本发明的不同实施例的网络的方框图；

图6说明了在快速“切换”过程中图5中的不同网络单元之间的通信协议。

改变小区的问题涉及到在一个新小区中通信的终端必要的暂时再同步。

本发明的一般原理包括简化这个操作，特别是以下面内容为基础：

-相邻小区或者部分或全部重叠的小区(特别是一个大小区包围一个小的小区的情况)的同步或伪同步；

-小区内的终端与基站之间进行“切换”的距离足够小，以致认为终端不需要监听该基站的同步信道(SCH)。

注意根据本发明所使用的方法的小区间的同步不必非常精确，伪同步就足够了。此部分内容中的伪同步意味着精确度小于50μS的同步，最好是小于或等于30μS。

特别地，这一伪同步可以通过下列步骤获得：

-在两个基站之间使用一条有线链路，这两个基站中的每一个都与两个小区中的一个相关联，(该链路可以是专用于同步的链路，或者是用于传输数据的链路)；或者

-第一基站监视并处理由第二基站在一条同步信道上发送的同步信号。

注意用户终端特别包括移动或固定的无线设备(例如移动电话或包含无线通信系统的任何其他设备(例如便携式计算机))。

通过与第一小区相关的第一基站监听并处理由与第二小区相关的第二基站在同步信道(SCH)上发送的同步信号，并且考虑到存在非常小的参考基站的频偏，当小区可以伪同步时两个小区不需要频繁地彼此再同步。

另外，因为“切换”过程所使用的终端与基站之间的距离比较小，所以用于同步的时间不确定性比较短，因此“切换”过程中目的小区的同步阶段只通过监听CPICH(公共导频信道)信道而不是SCH信道就可以进行，这两个信道被与目的小区的基站相关联。

CPICH信道是根据UMTS标准而使用，以确定这个阶段并且搜索同步小区的不同回波。

在本发明的内容中，CPICH信道也用作同步信道。

注意用于搜索同步小区的不同回波的终端的电子部分可以用来在一个小区上同步，如果非同步不是很大的话。

UMTS终端被设计用来在已知回波附近的正负26μS左右搜索小区的不同回波，已知回波也就是理论上的直接路径，如果有的话。

因此，CPICH信道的使用提供了一种同步小区的途径，已知同步处于正或负26毫秒之内。

在本发明的内容中，这个26毫秒必须对应于两个小区(这两个小区可以如上所述是伪同步的)之间的同步误差，以及对应于与目的小区内的未知传播时间相关的不确定性。

因此，目的小区必须要小，例如，在半径为3km的小区内的传播时间在0μS(如果终端非常靠近基站)和大约10μS之间(如果终端处于小区边缘)。

必须注意本发明并不要求UMTS网络中的所有小区都被修改。同一网络中的一些小区可以使用本发明的机制来运行，而其它小区不是伪同步的。

我们将参考图1描述一种使用本发明的移动无线网络的框图。

例如，该网络可以与3GPP委员会定义的UMTS(通用移动通信系统)标准相兼容。

该网络包括一个由基站101(BS)管理的大的小区100(宏小区)。

小区100包围了两个比较小的小区110和120(“微小区”或“微微小区”)。

小区110和120中的每一个分别包括一个可以管理相应小区内部通信的基站111和121。

注意为了说明的方便，多个设备(UE)都出现在小区100内。这些设备中的一部分还出现在较小的小区110和120中的一个内。

这样，终端112处于小区110内部，从而可以从基站101和111接收或向基站101和111发送信号。

类似地，终端122和123处于小区120内部，从而可以从基站101和121接收或向基站101和121发送信号。

但是，终端102和103出现在小区100内，但并未出现在小区110和120中的一个内，它可以从基站101接收或向基站101发送信号，但是不能从或向基站111或112接收或发送信号。

在图1中，在给定例子中，小区100的不同单元之间的连接表示为：

-细虚线表示基站之间的连接；

-粗虚线表示基站101和待机状态的终端(根据图1中的例子是终端112、122、123和102)之间的连接；

-实线表示通信链路(终端103和基站101之间的链路)。

注意一些终端处于待机模式，换句话说处于这样一种模式：即终端并没有处于通信模式但是存在并且可以在小区100、110或120中的一个内用于通信。特别是，这些终端监听属于宏小区100的基站101发送的信号。这些信号在下列信道上发送：

-对应于通信协议的高层所提供的服务的公共传输信道，特别是BCH(广播信道)信道和PCH(寻呼信道)信道；

-对应于通信协议的物理层的公共传输信道，特别是CPICH(公共导频信道)信道。

还要注意在待机模式下，终端并不监听专用信道。

另一方面，终端103并不处于待机模式，因为它正在一个同时作为上下行信道的专用信道(DCH)上与基站101通信。

3GPP网络所使用的信道对移动网络领域技术人员是众所周知的，特别是在“第三代伙伴计划，无线分组接入网技术标准；物理信道及传输信道在物理信道上的映射(FDD)，1999年发布”的标准参考3GPP TS25.211中规定的，并且由3GPP出版社出版。因此，这里并不详细描述这些信道。

图2显示了经过一段时间，并且宏小区120内的终端123和基站121之间的通信已经建立后的网络。

注意根据图2，终端123直接通过一条上行或下行专用信道DCH连接到基站121，使得信道可以传输和/或交换数据。

图3以图表的形式说明了如图1和2所述的基站121。

基站121包括下列部分，通过一个地址和数据总线307将各部分相连：

-一个处理器304；

-一个RAM 306；

-一个非易失存储器305；

-一个连接到移动网络或其它网络的固定设施的有线网络接口300；

-一个无线接收接口301，用于特别在同步信道SCH(注意，现有UMTS标准不要求仅由用户设备监听而不由基站监听SCH信道)上接收由在专用上行信道上与基站121通信的终端发送的信号和由基站101发送的信号；

-一个无线发送接口302，用于在专用下行信道和在与物理层(而不是通信协议的高层)(特别是CPICH信道)对应的公共传输信道上发送信号；

-一个人/机接口303，使得可以在机器上启用一个对话框以进行控制和维护。

RAM 306存储数据、变量309和中间处理结果。

非易失存储器305将下列内容存入寄存器，为了方便将寄存器的名称给定为与存储在其中的数据相同，它们是：

-“程序”寄存器310中的处理器304的操作程序；

-基站121的配置参数311。

注意基站121的实现要比基站101更简单，特别是包括一个比基站101的操作程序更简单的操作程序，因为它并不包括基站121不需要管理的公共信道功能。

注意终端(未显示)包括下列部分，这些部分通过一个地址和数据总线彼此相连。

-一个处理器；

-一个RAM；

-一个非易失存储器；

-一个用于在待机模式下同步于由基站101发送的SCH类型的信号，且在通信模式下同步于由基站121发送的CPICH类型的信号的无线接收接口，一般它在专用下行信道上接收由基站101和121发送的信号；

-一个用于在专用上行信道和在通用上行传输信道上发送信号的无线发送接口；以及

-一个人/机接口，使得可以在机器上启用一个对话框，以进行控制和维护。

图4说明了当从参考图1所述的情况，其中终端123处于待机模式，改变到参考图2所述的情况时，其中终端123正与基站121进行通信，基站101和121与终端123之间的通信协议。

基站101在SCH下行信道向宏小区100中的基站和终端发送信号400，特别是从基站121和终端123发送。这样，基站121和终端123(根据图1处于待机模式)在基站101的SCH信道上同步了。

注意基站101有规律地发送这个SCH信号，一旦基站121的伪同步恶化到超过一个预定门限值，基站121就将它自己与基站101重新同步。

还要注意基站101和121是固定的，因此这两个基站之间的信号传播时间是已知的。这样，知道这个传播时间可以通过使用下列内容提高终端与基站121的同步。

-与基站101发送的这个SCH信号相关的基站121的同步延时，例如，这个延时等于基站101和121之间的SCH信号的传播时间；和/或

-一个发送给终端123并且传输指示同步位置信息的“切换”信号(信号405，后面将详细描述)。

基站101还在BCH信道上发送信号401。这个下行信号指示终端123应该监听哪一个PCH信道。这样，在接收到这个信号后，终端123监听信号401所指示的PCH信道。

然后基站101在信号401所指示的PCH信道上向终端123发送一个信号，这个信号用于检测呼入。

那么，假定终端123想要发起一次通信，它在RACH信道(“随机接入信道”，是一个对应于一项高层信道接入服务的公共信道)上发送信号403，这个信号403通知基站101终端103请求建立一次通信。

然后基站101在FACH信道(“快速接入信道”，它也是对应于高层服务的公共信道)上发送通信信道分配信号404。

这样通信就在终端123和基站101之间建立起来了。这样，一个或多个包括与一个设备应用相对应的数据的信号405，以及用于切换的控制数据，就在双向信道DPCH上进行了交换。

注意用于将通信从终端123带到基站121的切换是在遵循作为多种标准的函数的网络判决(特别是通过与基站101和121相连的RNC(无线网络控制器))下进行的，这些标准特别是吞吐量、通信质量和基站121的特性(特别是它可以很好地适应于管理高吞吐量通信)。

然后网络情况变成参考图2所述的那样。

然后终端123监听导频信道406CPICH，根据本发明CPICH用于提高终端123的同步。如果小区120很小，并且基站121与基站101伪同步(换句话说如果小区120和100之间的同步是粗略和不理想的，同步误差小于大约20或30μS，则它们自身已知的在同步网络中的同步误差小于5μS)，终端123和基站121之间的最终同步误差可以通过使用信号406来补偿。终端123包括利用影响基站所发送的信号的多径的装置(此多径现象是本领域技术人员所熟知的，它特别是信号在障碍物上的反射而在多个方向上传输的结果，来自相同发射信号但沿不同路径的不同接收信号，一般具有不同幅度，且相位不同)。特别注意“耙子(rake)”类型的接收机可以用于确定影响多径信号的不同时延。这样，如果延时不是很大(换句话说在3GPP标准的内容中小于20μS，)，终端123就能够使用CPICH信道将它自己与基站同步。

这样，假定一条第一路径被在一个与基站101的同步所确定的精确时刻定位，将它自己固定在这个假设路径上的终端123的接收机，使用同样用于在CPICH信道上发送的信号中确定多径的方法，搜索至少一条与基站的CPICH信道上发送的信号相对应的路径。这是可能的，因为终端123和基站101和121中的每一个的同步差都很小。然后该路径或确定出的路径中的一条被用作将终端123与基站121同步的基础(同步基)。

注意在3GPP标准的内容中，CPICH可以用于处理延时为20μS的多径，这提供了一种当较小的小区的半径小于或等于大约6km(也就是在被光速除的情况下，延时大约等于20μS)时补偿误差的一种方法。

还要注意当与基站121同步时，终端123通过基站121管理的CPICH信道在此同步上保持从属地位。

然后终端123和基站121通过多个信号407至409，其中只显示了一小部分，在专用信道DPCH上交换数据。

在通信结束时，终端123和/或基站121通过信号409指示通信已经结束。

根据一个未显示的变型，网络使基站在通信结束之前强行与基站101进行一次“切换”。注意因为终端与基站121是同步的，基站121本身与基站101是伪同步的，所以在基站101发送的CPICH信号上的同步使这个“切换”可以很快进行。

因此，终端123返回待机模式，然后情况恢复到参考图1所述的情况。

然后基站101分别在SCH、BCH和PCH信道上发送信号410、411和412，这些信号分别与上述信号400、401、402类似。

我们现在将使用本发明的一个不同实施例描述与图5相关的移动无线网的方框图。

例如，该网络与3GPP(第三代伙伴计划)委员会定义的UMTS(通用移动通信系统)标准兼容。

该网络包括覆盖一个公共地理区域504的两个小区500和510，小区510足够小以至于认为当终端503与基站501同步时，终端503不需要监听基站510的同步信道SCH来与此基站同步。

小区500和510中的每一个分别包括能够管理相应小区内的通信的基站501和511。

注意，为了说明，多项设备(UE)处于小区500和510中的至少一个内，终端503处于公共区域504中。

这样，终端503可以从基站501和511接收或向基站501和511发送信号。

在图5中，显示了在给定时刻，小区500的不同单元间的连接：

-细虚线显示的无线链路表示基站501和511与终端502、503或512之间的连接；

-基站501和502之间的实线显示有线链路520。

例如，有线链路520是连接两个基站501和511的专用线路，或者是能够传输同步信号并且可能是数据的部分固定网络。

这样，注意终端503处于待机模式，换句话说，它处于一种不在通信模式但是存在并且可以与小区500或501中的一个通信的模式。因此，终端503特别监听属于小区500的基站501所发送的信号。这些信号是在下列信道上发送：

还要注意在待机模式下，终端并不监听专用信道。

3GPP网络所使用的信道对移动网络领域技术人员是熟知的，特别是在“第三代伙伴计划，无线分组接入网技术标准；物理信道及传输信道在物理信道上的映射(FDD)，1999年发布”的标准参考3GPPTS25.211中规定的，并且由3GPP出版社出版。因此，这里并不详细描述这些信道。

另外，基站501和511与参考图3所述的基站121是非常类似的，有线网络接口实现了对其它基站(分别是511和501)和对移动网络或其它网络的固定结构的链路520。

注意在本发明的这个变型中使用的终端与上述本发明的第一实施例中所使用的类似。

因此，这里不详细描述基站或设备。

图6说明了在终端503从小区500到小区510的“切换”过程中基站501和511与终端503之间的通信协议。

根据如图5所述的本发明的实施例，基站511并不在基站501的SCH信道上同步。基站的无线接收接口提供了接收终端在专用上行信道与基站511通信所发送的信号，并且不接收基站501在无线介质上，特别是当基站501不处于公共区域504时在无线同步信道SCH上发送的信号的装置。

另一方面，基站511接收由基站501在有线链路520上发送的同步信号615。

同步信号615根据本领域技术人员周知的技术(例如根据一个给定速率或基站511将它自己的同步固定在其上的特定比特序列的脉冲)而使用。因此，这里不再详细描述这个同步信号。

但是注意，根据本发明，这个同步信号可以考虑到该信号的传播时间，以实现基站之间的最佳同步。

注意，终端位于一个地理受限区域504中的事实可以用于提高终端与基站511的同步。特别是，可以通过使用补偿装置，首先考虑终端503和基站501之间的传播时间的差，其次考虑终端503和基站511之间的传播时间的差，其中特别是：

-一个控制基站511的同步信号，基站511考虑这个差值；和/或

-一个发送到设备123并传输同步位置信息的“切换”信号(信号610，稍后描述)。

还要注意，基站501有规律地发送同步信号615，一旦基站511的伪同步恶化到一个预定门限之下，基站511从信号615将它自己重新与基站501同步。

基站501也在下行信道SCH上向处于小区500中的终端特别是终端503发送信号600。这样，终端503(支持待机模式)在基站501的SCH信道上同步了。

基站501还在BCH信道上发送信号601。此下行信号通知终端503它应该监听哪一个PCH信道。这样，在接收到这个信号之后，设备503监听由信号601指示的PCH信道。

然后基站501在信号601指示的PCH信道上向终端503发送信号，这个信号被用于检测呼入。

那么，假定终端503想要发起一次通信，它在RACH信道(“随机接入信道”，是一个对应于一项高层信道接入服务的公共信道)上发送信号603，这个信号603通知基站501终端103请求建立一次通信。

然后基站501在FACH信道(快速接入信道，也是与一个高层服务相对应的公共信道)上发送通信信道分配信号604。

这样通信就在终端503和基站501之间建立起来了。

这样，一个或多个包括与一个设备应用相对应的数据的信号605就在双向信道DPCH上进行了交换。

此时，终端503监听小区510的CPICH信道(由基站511发送的信号)以测量接收到的由基站511发送的信号的功率。

然后终端将此测量结果通过DPCH信号607发送给基站501。

然后在步骤608中，终端503再次监听小区510的CPICH信道，并重复功率测量。

然后网络(特别是连接至基站501和511的RNC(无线网络控制器))根据发送给基站501的测量结果，做出进行“切换”的判断。因此，基站501发送在DPCH信道上传输的信号610，该信号通知终端503它应该监听小区510中的某一DPCH信道。

因为终端503是在基站501发送的SCH信道上同步的，基站511是与基站501伪同步的，并且小区510很小，终端也与基站511是伪同步的，同步误差不超过下面各项之和：

-它自己与基站501的同步和基站511与基站501的同步之间的差；

-信号从基站511到终端503的传播时延。

注意，这个差值可以通过使用上述补偿装置来减小。

然后终端503监听导频信道611 CPICH，根据本发明CPICH用于提高终端503的同步。如果小区510很小，并且基站511与基站501伪同步(换句话说如果小区500和510之间的同步是粗略和不理想的，同步误差小于大约20或30μS，则它们本身已知的在同步网络中的同步误差小于1或2μS)，终端503和基站511之间的最终同步误差可以通过使用信号611来补偿。

注意这个使终端503与基站511的同步操作发生得非常快，即使在“切换”中需要频率变换。

还要注意当终端503与基站511同步时，终端503通过基站511管理的CPICH信道在此同步上保持从属地位。

终端503包括利用影响基站所发射的信号的多径的装置。特别注意“耙子(rake)”类型的接收机可以用于确定影响多径信号的不同时延。这样，如果延时不是很大(换句话说在3GPP标准的内容中小于20μS，)，终端503就能够将它自己同步在CPICH信道上。

注意在3GPP标准的内容中，CPICH可以用于处理延时为20μS的多径，这提供了一种当较小的小区的半径小于或等于大约6km(也就是在被光速除的情况下，延时等于20μS的数量级)时补偿误差的一种方法。

然后终端503和基站511通过多个信号611和612，其中只显示了一小部分，在专用信道DPCH上交换数据。

在通信结束时，终端503和/或基站511通过输出信号612以指示通信已经结束。

因此，终端503回到待机模式。

然后基站511在SCH、BCH和PCH信道上发送信号614，这些信号分别与上述信号600、601、602类似。

注意终端503仍然由小区510管理。

根据一个未显示的变型，当终端处于待机模式下并且处于公共区域504中时，它监听小区500的专用公共信道。

显然，本发明并不仅限于上述实施例。

特别是，本领域中的技术人员可以对两个小区伪同步的方法进行修改。这样，应该考虑，一个小区的基站接收另一个小区中的基站发送的同步信号，例如使用有线链路或无线链路(特别是SCH信道)。

本发明也不限于通过一个小区向另一个小区发送信号的方式来同步两个小区的情况，而是可以包括第三个设备(例如管理这两个基站的NCS或专用第三设备)向这两个基站发送同步信号的情况。

注意本发明并不限于UMTS或3GPP网络，能够用于任何蜂窝网络。

注意，本发明并不限于纯硬件装置，它还可以以计算机程序中的指令序列的形式或以包括硬件部分和软件部分的混合形式来实现。如果本发明部分或全部以软件形式实现，相应的指令序列可以被存储在一个可移动(例如软盘、CD-ROM或DVD-ROM)或不可移动的存储设备中，此存储设备部分或全部可以被计算机或微处理器读取。

Claims

1.一种在包括多个小区的蜂窝通信网络中同步一个终端(123)的方法，其中的多个小区包括分别与一个第一基站(101、501)和一个第二基站(121、511)相关的第一小区(100，500)和第二小区(120，510)，所述第一和第二小区在一个公共地理区域(120、504)上至少是部分重叠的，并且同步，

其特征在于包括下列步骤，当所述终端出现在所述公共地理区域内时：

-一个关于同步信号(SCH 400、600)的第一同步步骤，该同步信号由所述第一基站发送，被所述终端接收；以及

-一个关于预定信号(CPICH 406、611)的第二同步步骤，该预定信号专用于多径处理，由所述第二基站发送，被所述终端接收。

2.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于所述方法包括一个根据所述第二基站发送的所述预定信号确定一条路径的步骤，该路径被称为第一路径，所述第一路径被认为是所述第二同步步骤的基础，所述确定步骤为所述第二同步步骤提供服务，并由通过分析所述预定信号所遵循的多条路径来实现。

3.如权利要求1或2所述的同步方法，其特征在于所述第一同步步骤允许的相对于所述第二基站的同步误差的级别是5至50μS。

4.如权利要求3所述的同步方法，其特征在于所述第一同步步骤允许的相对于所述第二基站的同步误差的级别是5至30μS。

5.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于所述第二同步步骤允许的相对于所述第二基站的同步误差小于5μS。

6.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于所述第一基站向所述第二基站发送同步信息，使得所述第二基站可以与所述第一基站同步。

7.如权利要求6所述的同步方法，其特征在于所述同步信息在有线链路上发送。

8.如权利要求6所述的同步方法，其特征在于所述同步信息是通过由所述第一基站发送的所述同步信号来发送的。

9.如权利要求1所述的同步方法，其特征在于一个第三设备向所述第一基站和所述第二基站发送同步信息，使得所述第二基站可以与所述第一基站同步。

10.一种使一个被称为第一终端的终端(123)在包括多个小区的蜂窝通信网络中进行切换的方法，其中的多个小区包括分别与第一基站(101、501)和第二基站(121、511)相关的第一小区(100、500)和第二小区(120、510)，所述第一小区和第二小区在一个公共地理区域(120、504)上至少是部分重叠的，并且同步，

当通信在所述第一终端和一个被称为第二终端的远程终端之间建立时，所述第一终端处于通信模式，当所述第一终端未处于通信模式但存在并可以在网络中的一个小区通信时，处于待机模式，其特征在于当与所述第一基站进行通信的所述第一终端从所述第一小区转移到所述第二小区时，所述第一终端处于所述公共地理区域内，所述方法包括：

-一个关于同步信号(SCH 400，600)的第一同步步骤，该同步信号由第一基站发送，被第一终端接收；

-一个关于预定信号(CPICH 406，611)的第二同步步骤，该预定信号专用于多径处理，由第二基站发送，被所述第一终端接收。

11.如权利要求10所述的切换方法，其特征在于所述切换方法使用根据权利要求1所述的同步方法。

12.如权利要求10所述的切换方法，其特征在于所述第一小区包围所述第二小区，并且所述第一基站管理处于所述第一小区内的第一终端的所述待机模式，所述第二基站管理所述通信模式。

13.如权利要求12所述的切换方法，其特征在于当处于所述第二小区中的所述第一终端的通信开始时，所述第一基站管理该通信，然后所述网络将对该通信的管理移交给所述第二基站。

14.在蜂窝通信网络中与至少一个与第一小区相关的第一基站协作的终端，该终端被称为第一终端，当通信在所述第一终端和一个被称为第二终端的远程终端之间建立时，所述第一终端处于通信模式，并且当所述第一终端未处于通信模式但存在并在该网络中的一个小区通信时，处于待机模式，

其特征在于所述第一终端包括：

-完成关于同步信号(SCH)的第一同步的装置，该同步信号由所述第一基站发送，被所述第一终端接收；

-完成关于预定信号(CPICH)的第二同步的装置，该预定信号专用于多径处理，由一个第二基站发送，被所述第一终端接收；

所述网络中的一个第二小区与所述第二基站相关；并且所述第一和第二小区至少是部分重叠的，并且同步。

15.如权利要求14所述的终端，其特征在于所述完成第一同步和第二同步的装置包括分析由所述第二基站发送的所述预定信号所遵循的多条路径的装置，能够确定与所述预定信号相对应的一条路径，该路径被称为第一路径，所述第一路径被认为是所述第二同步的基础。

16.如权利要求14或15所述的终端，其特征在于所述第一同步允许的同步误差的级别是5至50μS。

17.如权利要求16所述的终端，其特征在于所述第一同步允许的同步误差的级别是5至30μS。

18.如权利要求16所述的终端，其特征在于所述第二同步允许的同步误差小于5μS。

19.如权利要求17所述的终端，其特征在于所述第二同步允许的同步误差小于5μS。

20.称为第二基站的基站，与蜂窝通信网络中的一个第二小区相联系，该网络包括多个小区，所述多个小区包括一个与一个第一基站和至少一个终端相关的第一小区，

所述第一和第二小区在一个公共地理区域上至少部分重叠，

其特征在于所述第二基站包括与所述第一基站同步以使得至少一个被称为第一终端的终端执行下列步骤的装置：

-一个关于同步信号(SCH)第一同步步骤，该同步信号由所述第一基站发送，被所述第一终端接收；

-一个关于预定信号(CPICH)的第二同步步骤，该预定信号专用于多径处理，由所述第二基站发送，被所述第一终端接收。

21.如权利要求20所述的基站，其特征在于该基站包括管理所述第一终端的通信模式的装置，当通信在所述第一终端和一个被称为第二终端的远程终端之间建立时，所述第一终端处于通信模式，当所述第一终端没有处于通信模式但是存在并且在网络中的一个小区中通信时，所述第一终端可能处于待机模式。

22.包括多个小区的蜂窝通信网，其中所述的多个小区包括一个与一个第一基站相关的第一小区和至少一个第二小区，所述第一小区和每一个第二小区在一个公共地理区域中至少部分重叠，并且同步，

其特征在于每一个所述第二小区都与至少一个根据权利要求20或21的第二基站相关。