CN101572901B - 通信模式监视及信号测量的方法、基站及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供通信模式监视及信号测量的方法、基站及终端，用于长期演进时分双工系统，方法包括：在下行控制信道向终端发出对预定通信模式进行监视和信号测量的任务；在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，转入所述预定通信模式，并使所述终端在所述测量时隙进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果；在上行控制信道接收所述终端报告的所述监视和测量结果。本发明实施例可以在不影响现有功能的基础上方便的实现LTE系统切换时的监视和测量能力，强化了LTE TDD系统的互连互通和无缝漫游能力。
Description
技术领域
本发明涉及无线通讯领域的3GPP(第三代合作伙伴项目)的LTE(LongTerm Evolution，长期演进)技术，特别是涉及通信模式监视及信号测量的方法、基站及终端。
背景技术
2007年12月，3GPP正式通过了由中国提起的LTE TDD(时分双工)帧结构，从而成功进行了LTE TDD与LTE FDD(频分双工)系统的融合，开启了LTE TDD的发展之路，同时，也给中国TD-SCDMA(时分同步码分多址)系统的后续演进打开了新的希望之门。国内外主要通信企业或运营商都正在发起针对LTE TDD的研究和产业化活动。
3GPP同意的LTE TDD帧结构如图1a、1b所示，帧长10ms，由2个5ms的半帧构成。一个半帧由4个1ms长的子帧和一个特殊域构成。其中，特殊域包括DwPTS(下行同步)时隙、GP(保护)时隙和UpPTS(上行随机接入)时隙。在UpPTS时隙，UE(用户)在此信道内发送上行同步码。考虑到时延等问题，协议要求UE发送同步码时有一个提前量，但由于环境的复杂性，不能够保证UpPCH(上行同步)信道所承载的信息能恰好落到UpPTS时隙内，所以Node B(基站)在由GP和UpPTS共同组成的时间窗内搜索UE发送的上行同步码。GP作为上下行转换保护时隙，既有防止下行同步信道因时延等原因干扰上行接入信道的作用，又有拓展UpPTS时隙以使UE更容易接入的作用。其次，LTE TDD系统采用时分双工模式，不同基站之间保持同步。一个基站所发射的下行信息可能会因传播时延的原因在另一个基站的上行接收时隙到达，从而影响另一个基站对上行信息的接收。尤其DwPTS这种全向发射的时隙，则会造成更严重的干扰。
在实现本发明技术方案的过程中，发现现有技术至少存在以下两个缺陷：
一、帧的问题：根据设计，DwPTS和UpPTS最短各为1个OFDM(正交频分复用)符号，因此，GP的最长时间将有12个OFDM时间(5ms转换帧)或13个OFDM符号时间(10ms转换帧)，约860us或930us时间长。因此，保护时间占用了太长的时间(TD-SCDMA系统下，0.675ms时隙下GP为75us)，从而降低了频谱效率，这种结构设计是为了兼容UTE FDD系统所作的妥协结果。
二、切换问题。移动终端多模融合已经成为移动通信终端发展的趋势，多种无线技术共存将是必定的事实。在LTE的系统需求中，有一点就是“互连互通”，ITE系统必须能与存在的UTRAN(通用移动通信系统无线接入网)/GERAN(GSM(GPRS)/EDGE无线接入网络)、以及非3GPP系统的互联互通。多模终端应支持UTRAN/GERAN的切换。切换中断时间的要求为：实时服务小于300ms；非实时服务小于500ms。为了保证系统之间的平滑切换，需要事先对目标系统信号的监视和测量，切换之前，UE需要向NodeB(基站)上报目标无线网络系统的频率、与当前系统的时间差以及信号强度等信息。但是，ITE系统的标准制定工作正在进行，还没有充分考虑到系统之间的切换问题。
发明内容
本发明的目的是提供通信模式监视及信号测量的方法、基站及终端，解决现有技术没有充分考虑到系统之间的切换，不能缩短切换时间或实现无缝平滑切换的技术问题。
为了实现上述目的，一方面，提供了一种通信模式监视及信号测量的方法，用于长期演进时分双工系统，包括：
在下行控制信道向终端发出对预定通信模式进行监视和信号测量的任务；
在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，转入所述预定通信模式，并使所述终端在所述测量时隙进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果；
在上行控制信道接收所述终端报告的所述监视和测量结果。
一方面，又提供了一种通信模式监视及信号测量的方法，用于长期演进时分双工系统，包括：
向基站发送要进行对预定通信模式的监视和信号测量的任务的报告；
在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，转入所述预定通信模式，并在所述测量时隙进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果；
在上行控制信道向所述基站报告所述监视和测量结果。
优选地，所述的方法，其中，在所述获得监视和测量结果的步骤之后，还包括：
在所述测量时隙结束时，进入保护时隙，通知所述基站开始搜索上行同步码信号；
在所述保护时隙结束时，进入上行随机接入时隙，发送所述上行同步码信号。
优选地，所述的方法，其中，所述测量时隙位于所述长期演进时分双工系统的帧结构的第一半帧和第二半帧的特殊域中，在所述帧结构的切换周期为半个帧长的条件下，所述测量时隙位于所述下行同步时隙和所述保护时隙之间。
优选地，所述的方法，其中，所述测量时隙位于所述长期演进时分双工系统的帧结构的第一半帧和第二半帧的特殊域中，在所述帧结构的切换周期为一个帧长的条件下，所述第一半帧中的所述测量时隙位于所述下行同步时隙和所述保护时隙之间，所述第二半帧中的所述测量时隙占用所述特殊域中的所述下行同步时隙之后的时长。
再一个方面，提供一种通信模式监视及信号测量的基站，用于长期演进时分双工系统，包括：基站侧任务收发模块，在下行控制信道向终端发送对预定通信模式进行监视和信号测量的任务，或者接收所述终端发出的要进行所述任务的报告；基站侧测量模块，用于：在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，转入所述预定通信模式，并使所述终端在所述测量时隙的时间范围内进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果；报告接收模块，用于：在上行控制信道接收所述终端报告的所述监视和测量结果。
另一个方面，提供一种通信模式监视及信号测量的终端，用于长期演进时分双工系统，包括：终端侧任务收发模块，用于在下行控制信道接收基站发出的对预定通信模式进行监视和信号测量的任务，或者向所述基站发送要进行所述任务的报告；终端侧测量模块，用于在获得所述任务后，在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，使所述终端转入所述预定通信模式，并在所述测量时隙进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果；报告模块，用于在上行控制信道向所述基站报告所述监视和测量结果。
优选地，所述的终端，其中，所述测量时隙位于所述长期演进时分双工系统的帧结构的第一半帧和第二半帧的特殊域中，在所述帧结构的切换周期为半个帧长的条件下，所述测量时隙位于所述下行同步时隙和保护时隙之间。
优选地，所述的终端，其中，所述测量时隙位于所述长期演进时分双工系统的帧结构的第一半帧和第二半帧的特殊域中，在所述帧结构的切换周期为一个帧长的条件下，所述第一半帧中的所述测量时隙位于所述下行同步时隙和保护时隙之间，所述第二半帧中的所述测量时隙占用所述特殊域中的所述下行同步时隙之后的时长。
优选地，所述的终端，其中，所述预定通信模式为所述终端要切换进入的通信模式。
本发明实施例的技术效果在于：
本发明实施例利用现有LTE TDD帧结构GP过长的特点，将NDM时隙设置在DwPTS时隙之后，可以占用部分过长的GP时隙，在切换时可以用作监视和测量，为实现LTE系统的互连互通预留了工作时间，在不切换时，NDM时隙也可充当GP时隙的作用，不影响现有帧结构已有的所有功能。因此，本发明实施例可以在不影响现有功能的基础上方便的实现LTE系统切换时的监视和测量能力，强化了LTE TDD系统的互连互通和无缝漫游能力。
利用本发明实施例提供的以上帧结构，在需要进行网络切换之前，在NDM时隙进行监视和测量，目标网络的监视工作不需要中断正在进行的业务，由此缩短切换时间或实现无缝平滑切换。
附图说明
图1a为现有技术10ms转换周期帧结构；
图1b为现有技术5ms转换周期帧结构；
图2a为本发明实施例10ms转换周期帧结构；
图2b为本发明实施例5ms转换周期帧结构；
图3为本发明实施例提供的方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。
LTE系统要求无线网络之间的平滑切换。如果要在保障不中断现有通信业务的情况下实现网络切换所需信息的上报，必须在通信过程中，调度出一个专用时间段，允许UE事先进行这样的切换准备工作。切换的目标通讯模式例如：WCDMA系统的压缩模式、GSM系统的半速率通信模式等。
为了更好地支持系统间无缝平滑切换，本发明实施例提出了“一种新的支持系统无缝切换操作的LTE TDD帧结构”，如图2a、2b所示，新的帧结构在特殊域增加了“其它无线网络信号监视与测量时隙”(NDM)，此时隙专门用于支持LTE TDD系统的无缝切换。因此，基于这种新的LTE TDD帧结构，本发明实施例还提出了一种从LTE TDD系统的其它通信模式监视和信号测量方法。
如图2a和图2b所示，本发明实施例提出的LTE TDD帧结构在每个半帧的特殊域，增加一个时隙，即图中的目标网络监视和信号测量时隙(NDM时隙，图中斜线填充部分)，这个时隙用作UE进行切换目标系统的监视、参数测量等。在没有切换需求的情况下，NDM时隙不进行任何其它任务，也起到保护时隙的作用，从而退化为原有帧结构。
如图2b所示，在5ms切换周期的情况下：10ms帧分为2个5ms长的半帧，每个半帧包含一个1ms的特殊域，特殊域包含4个特殊时隙，首先是DwPTS时隙，紧接着是NDM(网络检测和信号测量)时隙，然后是GP时隙和UpPTS时隙。系统工作的时候，NDM时隙用于UE进行切换目标网络的检测和信号测量，DwPTS等其它时隙的功能不变。若NodeB配置DwPTS和UpPTS时隙为最短一个OFDM符号，那么，NDM时隙与GP时隙最长为12个OFDM符号(短CP情况)或10个OFDM符号(扩展CP情况)，即860us或834us。如果配置GP长度为250us(TD-SCDMA系统0.675ms时隙帧结构中GP为75us)，那么，NDM时隙最长将有610us或584us，即UE将有这么长时间进行目标网络检测和信号测量。
如图2a所示，在10ms切换周期的情况下：由于UpPTS时隙只存在于第一个半帧中，因此，本发明实施例提出的帧结构的第一个半帧中，特殊域的设计与5ms切换周期帧结构的特殊域设计相同，第二个半帧的特殊域设计如图2a所示，由DwPTS时隙和NDM时隙构成。这样，NDM时隙同时也起到保护时隙的作用。如果NB(基站)配置DwPTS为1个OFDM符号，那么NDM时隙最长为13个OFDM符号(短CP)或11个OFDM符号(扩展CP)，即930us或917us。
在NodeB或UE发起网络切换之后，在NDM时隙到来时，UE进行其它无线网络的监视和信号测量，直到NDM时隙结束返回。在没有网络切换需求的情况下，NDM时隙可以用作保护时隙(GP时隙)或用作发送数据(例如在10ms转换周期情况下的第二个半帧的NDM时隙)等。
采用以上帧结构的优势是：本发明实施例利用现有LTE TDD帧结构GP过长的特点，将NDM时隙设置在DwPTS时隙之后，可以占用部分过长的GP时隙，在切换时可以用作测量，为实现LTE系统的互连互通预留了工作时间，在不切换时，NDM时隙也可充当GP时隙的作用，不影响现有帧结构已有的所有功能。因此，本发明实施例可以在不影响现有功能的基础上方便的实现LTE系统的切换时的测量能力，强化了LTE TDD系统的互连互通和无缝漫游能力。
利用本发明实施例提供的以上帧结构，本发明实施例提供了一种通信模式监视及信号测量的方法，包括：NodeB或UE发起其它通信模式监视和信号测量任务后，UE在DwPTS时隙后就进入NDM时隙，转而进行其它通信模式监视和信号测量，当NDM时隙结束后，UE进入GP时隙，以及UpPTS时隙。根据帧结构可知，用于其它通信模式监视与信号测量的最大时间长度，即NDM时隙的最长时间间隔是610us(短CP)或930us(扩展CP)，这足够进行预定的模式监视和信号测量任务。
图3为本发明实施例提供的通信模式监视及信号测量的方法的工作流程图，如图所示，具体步骤包括：
1)当NodeB或UE决定要进行网络切换的时候，NodeB要在下行控制信道向UE发出其它通信模式监视和信号测量的命令，或者UE向NodeB报告要进行其它网络监视和信号测量任务，并指明持续时间。
2)当UE确认这个任务后，当NDM时隙到达时，UE转入预定的其它通信模式监视，并进行信号测量；
3)当NDM时隙结束之后，UE进入保护时隙，而NodeB开始搜索UpPTS信号；
4)UE发射UpPTS信号，NodeB继续搜索UpPTS信号；
5)然后，UE转入上行数据时隙；UE在上行控制信道向NodeB报告监视和测量结果，等待切换命令或下一次监视与信号测量指示。
采用本发明实施例提供的方法的优势是：发明实施例的方法利用本发明实施例提供的以上帧结构，在需要进行网络切换之前，在NDM时隙进行监视和测量，目标网络的监视工作不需要中断正在进行的业务，由此缩短切换时间或实现无缝平滑切换。
对应以上方法，本发明实施例还提供了一种通信模式监视及信号测量的基站，用于长期演进时分双工系统，包括：
基站侧任务收发模块，在下行控制信道向终端发送对预定通信模式进行监视和信号测量的任务，或者接收所述终端发出的要进行所述任务的报告；
基站侧测量模块，用于：在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，转入所述预定通信模式，并使所述终端在所述测量时隙的时间范围内进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果；
报告接收模块，用于：在上行控制信道接收所述终端报告的所述监视和测量结果。
对应以上方法，本发明实施例还提供了一种通信模式监视及信号测量的终端，用于长期演进时分双工系统，包括：
终端侧任务收发模块，用于在下行控制信道接收基站发出的对预定通信模式进行监视和信号测量的任务，或者向所述基站发送要进行所述任务的报告；
终端侧测量模块，用于在获得所述任务后，在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，使所述终端转入所述预定通信模式，并在所述测量时隙进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果；
报告模块，用于在上行控制信道向所述基站报告所述监视和测量结果。
对应于上述基站和终端，所述测量时隙位于所述长期演进时分双工系统的帧结构的第一半帧和第二半帧的特殊域中，在所述帧结构为切换周期为半个帧长(如：5ms切换周期)的条件下，所述测量时隙位于所述下行同步时隙和所述保护时隙之间；在所述帧结构为切换周期为一个帧长(如：10ms切换周期)的条件下，所述第一半帧中的所述测量时隙位于所述下行同步时隙和所述保护时隙之间，所述第二半帧中的所述测量时隙占用所述特殊域中的所述下行同步时隙之后的时长。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种通信模式监视及信号测量的方法，用于长期演进时分双工系统，其特征在于，包括：
在下行控制信道向终端发出对预定通信模式进行监视和信号测量的任务；
在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，转入所述预定通信模式，并使所述终端在所述测量时隙进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果，所述测量时隙位于长期演进时分双工系统的帧结构的第一半帧和第二半帧的特殊域中，在所述帧结构的切换周期为半个帧长的条件下，所述测量时隙位于下行同步时隙和保护时隙之间，占用部分过长的保护时隙，在所述帧结构的切换周期为一个帧长的条件下，所述第一半帧中的所述测量时隙位于下行同步时隙和保护时隙之间，占用部分过长的保护时隙，所述第二半帧中的所述测量时隙占用所述特殊域中的下行同步时隙之后的时长；
在上行控制信道接收所述终端报告的所述监视和测量结果。
2.一种通信模式监视及信号测量的方法，用于长期演进时分双工系统，其特征在于，包括：
向基站发送要进行对预定通信模式的监视和信号测量的任务的报告；
在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，转入所述预定通信模式，并在所述测量时隙进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果，所述测量时隙位于长期演进时分双工系统的帧结构的第一半帧和第二半帧的特殊域中，在所述帧结构的切换周期为半个帧长的条件下，所述测量时隙位于下行同步时隙和保护时隙之间，占用部分过长的保护时隙，在所述帧结构的切换周期为一个帧长的条件下，所述第一半帧中的所述测量时隙位于下行同步时隙和保护时隙之间，占用部分过长的保护时隙，所述第二半帧中的所述测量时隙占用所述特殊域中的下行同步时隙之后的时长；
在上行控制信道向所述基站报告所述监视和测量结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述获得监视和测量结果的步骤之后，还包括：
在所述测量时隙结束时，进入保护时隙，通知所述基站开始搜索上行同步码信号；
在所述保护时隙结束时，进入上行随机接入时隙，发送所述上行同步码信号。
4.一种通信模式监视及信号测量的基站，用于长期演进时分双工系统，其特征在于，包括：
基站侧任务收发模块，在下行控制信道向终端发送对预定通信模式进行监视和信号测量的任务，或者接收所述终端发出的要进行所述任务的报告；
基站侧测量模块，用于：在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，转入所述预定通信模式，并使所述终端在所述测量时隙的时间范围内进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果，所述测量时隙位于长期演进时分双工系统的帧结构的第一半帧和第二半帧的特殊域中，在所述帧结构的切换周期为半个帧长的条件下，所述测量时隙位于下行同步时隙和保护时隙之间，占用部分过长的保护时隙，在所述帧结构的切换周期为一个帧长的条件下，所述第一半帧中的所述测量时隙位于下行同步时隙和保护时隙之间，占用部分过长的保护时隙，所述第二半帧中的所述测量时隙占用所述特殊域中的下行同步时隙之后的时长；
报告接收模块，用于：在上行控制信道接收所述终端报告的所述监视和测量结果。
5.一种通信模式监视及信号测量的终端，用于长期演进时分双工系统，其特征在于，包括：
终端侧任务收发模块，用于在下行控制信道接收基站发出的对预定通信模式进行监视和信号测量的任务，或者向所述基站发送要进行所述任务的报告；
终端侧测量模块，用于在获得所述任务后，在设置于下行同步时隙之后的测量时隙到达时，使所述终端转入所述预定通信模式，并在所述测量时隙进行对所述预定通信模式的监视和信号测量，获得监视和测量结果，所述测量时隙位于长期演进时分双工系统的帧结构的第一半帧和第二半帧的特殊域中，在所述帧结构的切换周期为半个帧长的条件下，所述测量时隙位于下行同步时隙和保护时隙之间，占用部分过长的保护时隙，在所述帧结构的切换周期为一个帧长的条件下，所述第一半帧中的所述测量时隙位于下行同步时隙和保护时隙之间，占用部分过长的保护时隙，所述第二半帧中的所述测量时隙占用所述特殊域中的下行同步时隙之后的时长；
报告模块，用于在上行控制信道向所述基站报告所述监视和测量结果。
6.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述预定通信模式为所述终端要切换进入的通信模式。
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