CN100586049C - 在tdma移动通信系统中扩大测量窗口的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种在TDMA通信系统中扩大同步测量窗口的方法，解决通信系统进行频率间和系统间检测时检测窗口小，失误率高的问题。本发明采用不连续接收技术来扩大检测窗口，用户设备接收到一个交织帧的前三个子帧并成功解出信号后，对第四个子帧不作接收而作为接收间歇，接收间歇中的通信信道与相邻的那些空闲时隙组合起来，构成测量窗口。与已有技术方法相比，本发明所得到的可用于同步检测的空闲时隙的数量显著提高，大大增加了1.28Mcps TDD用户设备对邻近的其它通信系统检测的成功率，并且对系统没有负面影响。

Description

在TDMA移动通信系统中扩大测量窗口的方法

(一)技术领域

本发明涉及一种时分多址(TDMA)移动通信系统的频率之间和系统之间的测量方法，用于使用户设备与另一通信系统同步。更具体地说，涉及一种TDMA通信系统中扩大同步测量窗口的方法，在TDMA的用户设备切换到另一通信系统之前，该用户设备监测邻近小区的系统的基站(可属于相同的系统，也可以属于不同的系统)的同步信道。

(二)背景技术

目前广泛使用的移动通信系统是全球移动通信系统(GSM)，基站分布广，网络覆盖面大。随着第三代(3G)移动通信技术的兴起，频分双工FDD系统(WCDMA)，3.84McpsTDD(HCR)系统，1.28McpsTDD(TDSCDMA)系统，将设立基站建立各自的新网络，对公众提供电信服务。那时，不同系统的各网络彼此邻接，或重叠覆盖，用户从一地运动到另一地时，用户设备UE(例如移动电话)必须在不同的通信系统之间漫游(roaming)或切换(handover)。为使1.28McpsTDD用户设备(UE)在不同系统，例如在GSM和TDSCDMA系统中皆能正常工作，一种双模用户设备(dual mode UE)已经开发出来。当这种用户设备监测到现有系统的信号逐渐衰弱而另一系统的信号越来越强，就要择机切换到后一系统中继续工作，在切换之前，用户设备要执行频率之间和系统之间的监测，监测到后一系统的同步信道的时隙位置(timing)，以便该用户设备调整到与后一系统同步并进行切换。

在TDMA通信系统，例如1.28McpsTDD系统中，传输是不连续的，于是，在上行和下行业务信道之间的那些没有业务的空闲时隙，理论上可以用来进行上述的频率之间和/或系统之间的监测。这种用于同步的频率之间和系统之间的监测，在相邻的上、下行信道之间的那些没有业务的空闲时隙，称之为“测量窗口”。1.28McpsTDD系统中传输的每一帧包括两个子帧(奇子帧和偶子帧)，每个子帧为5毫秒，分为上行、下行共七个时隙TSO-TS6。对语音通信，上行和下行信道各占用一个时隙，一般情况下，相邻的上、下行通信信道之间的那些没有业务的空闲时隙只有2至3个。这种已知的对称时隙分配布局的测量窗口较短，没有足够的时间执行测量和监测，因而1.28McpsTDD用户设备达到与相邻系统同步需要较长的时间，严重情况下，1.28McpsTDD用户设备无法对其它系统进行测量。。根据3GPP技术报告TR25.888(http://www.3GPP.org提供浏览和下载)的仿真结果表明，如果1.28McpsTDD系统中采用传统的时隙分配模式，它的用户设备与GSM系统切换时，最大同步时间为896.5ms，监测失误的可能性高达41.9％；当该用户设备与FDD系统切换时，最大同步时间为748.6ms；当与3.84McpsTDD系统切换时，.成功同步的可能性只有40-60％；与其它不同频率的1.28McpsTDD系统切换时，成功同步的可能性只有30-50％。这样的结果不能让人满意。

为解决此问题，3GPP技术报告TR25.888(http://www.3GPP.org提供浏览和下载)中提出了两种改进的1.28Mcps TDD的测量方法：非对称时隙分配模式和不同时隙分配组合模式，目的均在于扩大测量窗口的尺寸，为监测提供更多的时间，以减少监测失误率。这种改进在一定程度上缩短了同步所需的时间，提高了监测的质量。

以非对称时隙分配模式为例，当一个1.28Mcps TDD的用户设备(UE)想切换到FDD系统并与之同步时，该用户设备会监测FDD系统的第一同步信道(primarySCH)以得到其时隙位置(timing)，并监测FDD的第二同步信道(secondary SCH)以得到帧位置(frame timing)。图1表示已知的1.28Mcps TDD系统中对称与非对称时隙分配模式下测量窗口尺寸的比较，其中，上排表示对称时隙分配模式下1.28McpsTDD的子帧中的测量窗口a，b；中排表示FDD系统中一个帧带有同步信道SCH；下排表示1.28Mcps TDD中”非对称时隙分配模式”下的测量窗口A，B。对FDD的第一同步信道而言，第一同步码(PSC)在系统中每个小区(cell)中的长度都是256个码片，并且在每个时隙(TS)中发射一次。第二同步信道包括一个由15个第二同步码(SSC)组成的序列，其中每个同步码在每个帧中的长度都是256个码片。如图1所示，已知的对称时隙分配模式下，每个测量窗口很短，每个测量窗口最多只能得到两个相邻的第二同步信道，因而可能得不到足够的位置(timing)信息来与FDD同步，切换成功率较低。然而若1.28Mcps TDD用户设备采用“非对称时隙分配模式”，即，每一帧中含有一奇一偶两个子帧，偶子帧的下行信道分配在时隙TS0，上行信道分配在时隙TS1；奇子帧的下行信道分配在紧随第二切换点的时隙TS4，上行信道分配在第二切换点之前的时隙TS3。由此构成非对称时隙分配模式。这样，测量窗口A的长度大增，可以利用其中的所有空闲时隙进行同步监测。在Tdoc R1-02-1424Comparison of asymmetric pattern and conventional scheme used for differentmeasurement purpose-Rev.3(Revision of R1-02-1274)中记载的仿真结果表明，获得225个PSC或225个SSC达到对FDD的同步，对称时隙分配模式下最大同步时间为748.6ms，非对称时隙分配模式下最大同步时间仅为374.1ms。因此得出结论，1.28Mcps TDD的用户设备能成功地对FDD进行监测并实现同步。

再以“不同时隙分配组合模式”为例，用于扩大1.28Mcps TDD的测量窗口。当一个1.28Mcps TDD的用户设备(UE)准备切换到3.84Mcps TDD系统时，应提前与之同步，为此，该用户设备会监测相邻的3.84Mcps TDD系统的第一同步信道(primary SCH)以得到其时隙位置(timing)，并监测其第二同步信道(secondary SCH)以得到帧位置(frame timing)。在3.84Mcps TDD中同步信道SCH和主公共控制物理信道P-CCPCH(primary common control physical channel)有两种分配方式：第一种方式：SCH和P-CCPCH的分配在时隙TS#k，k＝0，1，…，14；第二种方式：SCH分配在两个时隙(TS)中，TS#k和TS#k+8，k＝0，1，…，6，并且P-CCPCH分配在TS#k中。

图2表示在“不同时隙分配组合模式”下，1.28Mcps TDD的用户设备检测邻近的3.84Mcps TDD系统的同步信道(SCH)和主公共控制物理信道(P-CCPCH)。其中，上排表示3.84Mcps TDD的两个帧，其同步信道(SCH)1和主公共控制物理信道和(P-CCPCH)2处于上述第二种方式；中排表示对称时隙分配模式下1.28Mcps TDD的若干子帧；下排表示“不同时隙分配组合模式”下1.28Mcps TDD的若干子帧。如图所示，在对称时隙分配模式下，由于1，28McpsTDD的用户设备的下行信道对准同步信道，在各测量窗口中无法监测3.84McpsTDD的待测的同步信道。“不同的时隙分配组合模式”是指业务信道被按预定的时隙分配布局逐帧再分配，并周期性循环，第一、三、五、…帧的时隙分配相同，第二、四、六、…帧的时隙分配相同，但与第一、三、五、…帧不同。例如第一帧的两个子帧中上行信道分配在时隙TS3，下行信道分配在时隙TS4，第三、五帧……亦同。第二帧的两个子帧中上行信道分配在时隙TS1，下行信道分配在时隙TS6，第四、六帧……亦同。这样，不同的时隙分配形式组合到一齐，信道之间的空闲时隙组成的测量窗口明显加长，可以解决1，28McpsTDD的用户设备对3.84McpsTDD的同步信道进行监测的难题，同步成功的可能性从40％-60％提升至97.5％以上。

然而，仿真结果也表明，“非对称时隙分配模式”和“不同时隙分配组合模式”都不能100％地保证对3.84McpsTDD的SCH进行成功的检测。这两种模式的另一缺陷是需要信令支持，信令开销较大，对系统可能产生一些负面影响。

在1.28Mcps TDD的用户设备对GSM或其它1.28Mcps TDD系统为同步而进行监测时，也存在类似的局限。与GSM同步所需的最小测量窗为2*T+0.577ms(开关时间T，例如T＝0.5ms)。与其它1.28Mcps TDD同步所需的最小测量窗为2*T+0.075ms(开关时间T，例如T＝0.5ms)。在上述改进的监测方法中，同步测量窗口仍然不够大。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种改进的扩大测量窗口的方法，在TDMA的用户设备与其它通信系统切换之前，用来对频率间或系统间进行监测，克服已有技术的方法的局限。这一发明目的是由本发明的如下技术方案实现的：在TDMA通信系统中扩大测量窗口的方法，其特征在于：当TDMA的用户设备接收到一个交织帧的一部分并成功解出信号后，该用户设备不接收该交织帧的其余部分，该用户设备在不进行接收的全部或部分时隙里进行频率间或系统间的监测。

上述的TDMA系统是指1.28Mcps TDD，3.84Mcps TDD，7.68Mcps TDD，GSM以及其他TDMA系统中的任何一种。

根据本发明的一个方面，1.28Mcps TDD系统的用户设备接收到一个交织帧的前三个子帧(subframe)并成功解出信号后，对第四个子帧不作接收而作为接收间歇，将该帧中一个处于接收间歇的信道与相邻的那些空闲时隙组合起来，构成测量窗口，用于频率间或系统间的监测。

这里采用的是不连续接收技术DRX(discontinuous receiving)来扩大测量窗口。当语音通信中接收信号的信号/干扰(C/I)比值足够高(由UE接收性能决定)时，所述用户设备不需要接收一个交织帧的全部子帧。

根据本发明的另一方面，上述处于接收间歇的信道是下行信道。

根据本发明的再一方面，上述系统间的监测是指FDD系统、GSM系统、3.84Mcps TDD系统、1.28Mcps TDD系统中的一个与一个TDMA的用户设备之间为达到同步而进行的监测。

根据本发明的又一个方面，上述的用户设备例如是移动电话，个人数字助理装置(PDA)或带有移动电话功能的笔记本电脑等。

根据本发明的其它方面，提供一种移动通信用户设备，特别是移动电话，采用本发明的方法。

当上述用户设备收到的信号的C/I之比足够高，无需接收一个交织帧的所有帧或子帧，该用户设备就能够成功地解出信号。于是，在某个或某些帧或子帧中存在接收间歇。本发明的构思是让TDMA用户设备利用这个接收间歇来增加检测窗口的尺度，扫描和监测邻近的其它通信系统，例如3.84Mcps TDD系统的同步信道。TDMA的用户设备能够高效率地检测相邻小区的同步信道，以便在切换之前达到同步。

(四)附图说明

为更好地理解本发明，现结合附图讲述本发明的一些实施例。其中，

图1表示现有技术中1.28Mcps TDD的用户设备的对称与非对称时隙分配模式下，测量窗口长度的比较。

图2表示现有技术中1.28Mcps TDD的用户设备利用“不同时隙分配组合模式”监测3.84Mcps TDD的第二种同步信道分布方式。

图3表示本发明采用不连续接收技术(DRX)来扩大测量窗口，对3.84McpsTDD的第二种信道分布方式进行监测的情况。

(五)具体实施方式

根据本发明的一个实施例，在TDMA系统，例如1.28Mcps TDD通信系统中扩大测量窗口的方法，采用的是不连续接收技术DRX(discontinuous receiving)来扩大测量窗口。

图3表示本发明的一个实施例，采用不连续接收技术(DRX)来扩大测量窗口，对3.84McpsTDD的第二种信道分布方式进行监测的情况。图中，上排表示3.84McpsTDD的两个帧中同步信道(SCH)1的位置(timing)和主公共控制物理信道(P-CCPCH)2的位置；中排表示“对称时隙分配模式”下1.28McpsTDD的子帧的测量窗口；下排表示利用不连续接收技术分配1.28McpsTDD的信道和时隙。在已知的对称时隙分配模式中，与3.84McpsTDD的同步信道相对应处的信道处于占用状态，故无法检测3.84McpsTDD的同步信道和主公共控制物理信道。在本实施例中，本发明采用不连续接收技术(DRX)，当信号/干扰(C/I)比值足够高(该值因取决于用户设备的接收性能)时，1.28McpsTDD的用户设备接收一个交织帧的四个子帧中的前三个子帧的下行数据，并成功解出信号后，就没有必要对第四个子帧(从左起)进行接收，第四个子帧中虚线箭头所在的下行接收信道空出，用户设备就可以利用这个接收间隙进行对其它相邻通信系统的监测工作。在第四个子帧中，只有上行信道占用，下行信道空出，它与相邻的那些空闲时隙组合起来，扩大了测量窗口，用于频率间或系统间的监测。

如图3所示，尽管与3.84Mcps TDD同步时所需的最小测量窗口为2*T+0.067ms(T为关闭时间，例如T＝0.5ms)，该第四子帧具有一个相当大的测量窗口，至少有四个时隙，再加上紧接其后的子帧的前两个空闲时隙，来实施同步检测工作。这样，同步检测窗口增大，检测失误得以避免，在1.28McpsTDD的用户设备调整自己与相邻的3.84McpsTDD小区同步的过程中，同步成功率几乎保持在完美的水准。

前面以1.28McpsTDD与3.84McpsTDD间的同步监测为例，说明了不连续接收技术(DRX)在扩大1.28McpsTDD测量窗口尺度方面的使用，在本发明的另一实施例中，基于同理，DRX技术的引入，使1.28McpsTDD的用户设备在与FDD系统的同步监测中，表现同样出色。不同之处是，此时，用户设备要扫描和监测的是FDD系统的第一和第二同步信道(PSCH和SSCH)。

基于同理，在本发明的又一实施例中，不连续接收技术的引入扩大了测量窗口尺度，也使1.28McpsTDD的用户设备在与GSM系统的同步监测中，表现同样出色。不同之处是，此时，切换前，用户设备要扫描和监测的是GSM系统的频率校正信道FCCH(frequency correction channel)和同步信道SCH。

在本发明的再一实施例中，同样，不连续接收技术的引入扩大了测量窗口尺度，也使1.28McpsTDD的用户设备在与其它频率的1.28McpsTDD系统的同步监测中，表现同样出色。不同之处是，切换前，用户设备要扫描和监测的是该相邻1.28McpsTDD系统的下行导频信道DwPCH(downlink pilot channel)。

根据本发明的另一实施例，在另一种TDMA通信系统，即，3.84Mcps TDD通信系统中扩大测量窗口的方法，采用的是不连续接收技术DRX(discontinuous receiving)来扩大测量窗口。

3.84Mcps TDD的每帧为10毫秒，分为15个时隙(TSO到TS14)，一般情况下，上行和下行信道各占用一个时隙，相邻的上行和下行之间的那些空闲时隙可以用来执行测量。在本实施例中，本发明采用不连续接收技术(DRX)，当信/干(C/I)比值足够高(该值因取决于用户设备的接收性能)时，3.84Mcps TDD的用户设备接收一个交织帧的前几帧的下行数据，并成功解出信号后，就没有必要对后面的帧的下行数据进行接收，3.84Mcps TDD的用户设备就可以利用这个接收间隙进行对其它相邻通信系统的监测工作。在上述后面的帧中，只有上行信道占用，下行信道空出，它与相邻的那些空闲时隙组合起来，扩大了测量窗口，用于对相邻的其他通信系统执行频率间或系统间的监测。

对其他TDMA通信系统，如7.68Mcps TDD，GSM等依同理，均可以上述方法扩大测量窗口，不再赘述。

本发明首次将不连续接收技术引入到通信系统间的同步测量过程，与迄今为止所有的已有技术方法(包括“非对称时隙分配模式”和“不同时隙分配组合模式”)相比，本发明方法所得到的可用于频率间和系统间测试的时段明显加大，可用的空闲时隙的数量显著提高，借此扫描和检测其它通信系统的同步信道，大大增加了1.28McpsTDD用户设备对相邻的其它通信系统进行频率间和系统间的检测的成功率。同时采用不连续接收技术扩大测量窗口，特别指出的是，该发明的方法对于1.28McpsTDD系统没有任何负面影响。

Claims (7)

1，在TDMA通信系统中扩大测量窗口的方法，其特征在于：当TDMA系统的用户设备接收到一个交织帧的一部分并成功解出信号后，该用户设备将不接收该交织帧的其余部分，该用户设备在不进行接收的全部或部分时隙里进行频率间或系统间的监测；并且上述系统间的监测是指FDD系统、GSM系统、3.84Mcps TDD系统、1.28Mcps TDD系统中的一个与一个TDMA的用户设备之间为达到同步而进行的监测。

2，如权利要求1所述的方法，其中，上述的TDMA系统是指，1.28Mcps TDD，3.84Mcps TDD，7.68Mcps TDD，GSM之中的任何一种。

3，如权利要求2所述的方法，其中，当1.28Mcps TDD系统的用户设备接收到一个交织帧的前三个子帧并成功解出信号后，对第四个子帧不作接收而作为接收间歇，将该帧中一个处于接收间歇的信道与相邻的那些空闲时隙组合起来，构成测量窗口，用于频率间或系统间的监测。

4，如权利要求3所述的方法，其中，上述处于接收间歇的信道是下行信道。

5，如权利要求3所述的方法，其中，采用一种不连续接收技术。

6，如权利要求3所述的方法，其中，当信号的信号/干扰比值(C/I)足够高时，该用户设备不需要接收一个交织帧的全部子帧。

7，如权利要求1至6之一所述的方法，其中，上述的用户设备是移动电话。

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