CN1060005C - 移动通信中的无线链路交换方法 - Google Patents

Abstract

一种无线链路交换方案，其中根据按照帧给出的无线链路进行基站和移动台之间的通信，同时提供交换定时信息，交换定时信息由在无线链路的每帧中的1层比特数据提供，例如唯一字、特征位、辅助位以及帧数。然后，在基站和移动台之间需要交换无线链路时，在基站的无线链路的至少一帧内的交换定时信息被改变，以便表示无线链路的交换，并被传输到移动台。在基站，按照交换定时交换无线链路，其中的交换定时是在交换定时信息被改变的每帧之后的一段规定的时间间隔，而在移动台，无线链路在交换定时被交换，所述交换定时是在其中改变的交换定时信息被检测的每帧之后的一段预定时间间隔。

Description

移动通信中的无线链路交换方法

本发明涉及适合基站内无线链路交换的无线链路交换方案。

近年来，利用基站与移动台之间的无线链路实现通信的移动通信方式得到了广泛的应用。这种移动通信的服务区域由多个网孔(或区)构成，在每个网孔中设有一个基站。这样，在特定网孔中移动的移动台经常要通过一条规定的无线链路与设在该特定网孔中的基站进行通信。此处所用的无线链路不必是一条特定的链路，而是可以根据需要进行交换。

在移动通信中需要有两种类型的无线链路交换，这其中包括基站间的无线链路交换和基站内的无线链路交换。随着移动台从目前通信的基站的那个网孔移动到另一个基站的相邻网孔，在与移动台进行联系的基站发生改变时就要执行基站间的无线链路交换。另一方面，当无线链路的质量由于来自其他基站或移动台的交扰而出现劣化时，就要执行基站内的无线链路交换。以下说明这种基站内无线链路交换的一种惯用的方案。

在现行使用的数字移动电话系统中，在同一个基站内的基站内无线链路交换是采用与基站间无线链路交换相同的方案来处理的，图1中按顺序示出了这种方案的流程。

在基站与移动台使用基站的收发电路进行通信的同时，当收发电路检测到使用中的无线链路质量出现劣化时，就以链路交换请求的形式把情况报告给基站的控制电路(步骤S101)。作为响应，该控制电路选择空闲的有线链路，频率及时隙(步骤103)，并且把选定的有线链路报告给一个交换台。然后，交换台除了通过目前使用的有线链路之外还根据报告的有线链路进行信号传输(步骤S105)，同时，控制电路向连接到选定的有线链路上的收发电路报告选定的频率和时隙。

收发电路接收这一报告，随之按照报告的频率和时隙产生新的无线链路同步信号，并把由此产生的新无线链路同步信号发送给移动台(步骤S107)。此外，控制电路还通过旧的无线链路把新无线链路指定信号发送给移动台，向其报告新无线链路的频率和时隙(步骤S109)。

然后，移动台的控制电路把报告的新频率和时隙报告给移动台的收发电路，使这一收发电路把频率和时隙交换到报告的新频率和时隙(步骤S111)。然后，这一收发电路接收由基站收发电路发送的新无线链路同步信号，执行新无线链路的同步建立程序，由此在移动台一侧和基站一侧建立起新的无线链路同步(步骤S115和S117)。

在同步建成之时，基站停止对旧有线链路的信号传输，并且释放旧的有线和无线链路(步骤S119)。随后开始通过新建的无线链路进行通信。

在TDMA-FDMA系统中仅需改变由频率和时隙给定的无线部分参数，与这种系统的基站内无线链路交换方式相反，在移动通信系统中惯用的上述基站内无线链路交换在移动台一侧和基站一侧使用了两个收发电路，因此还需要改变连接到基站侧收发电路的有线链路，由于这一原因，交换的过程会变得更复杂。

为了消除改变有线链路的必要，需要在同一收发电路内部改变无线部分参数。这样，在改变同一收发电路内部的无线部分参数时，如果基站侧和移动台侧的交换定时不同，就很可能在完成一侧的交换与完成另一侧的交换之间在相当长的时间期间造成通信中断。出于这一原因，最好是按照相同的定时在基站侧和移动台侧双方执行无线链路交换。然而，在上述惯用的方案中，无法在基站和移动台之间报告交换定时，因而就很难在基站侧和移动台侧双方按照相同的定时执行无线链路交换。

更有甚者，即使按照采用两个收发电路的上述惯用方案是可行的，这里还有一个问题，那就是需要在一段时间内中断基站与移动台之间的通信，这种中断从移动台的收发电路把频率和时隙交换到由基站选定的新数值时开始，直至为新无线链路实现同步时为止。

本发明的目的之一就是要提供一种无线链路交换方案，以便能按照同一个定时在基站和移动台双方执行无线链路交换，无需进行与有线链路有关的处理，并且避免在无线链路交换时出现通信中断。

本发明的另一个目的是提供一种能够减少无线链路交换失败的可能性的无线链路交换方案，按照适当的定时执行无线链路交换，并且在移动台一侧不会对帧顺序控制造成麻烦。

按照本发明的一个方面，提供了一种在基站与移动台之间的移动通信无线链路的交换方法，该方法的步骤有：通过用帧的形式给定的无线链路在基站与移动台之间进行通信，同时在每帧无线链路中提供由一层1比特数据构成的交换定时信息；在基站中改变至少一个无线链路帧中的交换定时信息，以便在需要交换基站与移动台之间的无线链路时指示出无线链路的交换；从基站向移动台传输改变的交换定时信息；按照交换定时在基站把无线链路交换到一个新的无线链路，该交换定时是在改变步骤中被改变了交换定时信息的每个帧之后的一段规定的时间；在移动台检测由基站传输来的改变的交换定时信息；以及在移动台按照交换定时把无线链路交换到一个新的无线链路，该交换定时是在检测步骤中被检测出改变的交换定时信息的每个帧之后的一段预定时间。

按照本发明的另一方面，提供了一种包括基站和移动台的移动通信系统，其特征是：通过用帧的形式给定的无线链路在基站与移动台之间进行通信的装置，同时在每个无线链路帧中提供由一层1比特数据构成的交换定时信息；在基站中改变至少一个无线链路帧中的交换定时信息的装置，以便在需要交换基站与移动台之间的无线链路时指示出无线链路的交换；用于从基站向移动台传输改变的交换定时信息的装置；按照交换定时在基站把无线链路交换到一个新无线链路的装置，该交换定时是用改变装置改变了其交换定时信息的每个帧之后的一段规定的时间；在移动台用于检测由基站传输的改变的交换定时信息的装置；以及在移动台按照交换定时把无线链路交换到一个新无线链路的装置，该交换定时是由检测装置检测出其交换定时信息已被改变的每个帧之后的一段预定时间。

通过以下结合附图的说明可以进一步了解本发明的其他特征和优点。

图1是一种惯用的基站内无线链路交换方案的顺序流程图。

图2A是本发明的移动通信系统中一个基站的示意性框图。

图2B是图2A的基站中的一个收发装置的框图。

图3A是本发明的移动通信系统中一个移动台的框图。

图3B是图3A的移动台中的一个收发装置的框图。

图4是本发明的无线链路交换方案的第一实施例的流程图。

图5是图4的方案中所用的新扩展码指定信号的信号格式。

图6是图4的方案中的传输信号示意图，用于解释采用唯一字作为交换定时信息的第一种情况。

图7是图4方案中的传输信号示意图，用于解释采用唯一字作为交换定时信息的第一种情况的一种变更。

图8是图4方案中的传输信号示意图，用于解释在各帧中采用标志作为交换定时信息的第二种情况。

图9是图4方案中的传输信号示意图，用于说明在各帧中采用特征位作为交换定时信息的第二种情况的一种变更。

图10是图4方案中的传输信号示意图，用于说明在各帧中采用特征位作为交换定时信息的第二种情况的另一种变更。

图11是在采用特征位在各帧中作为交换定时信息的第二种情况下的传输信号的信号格式示意图。

图12是图4方案中的传输信号示意图，用于说明在辅助比特中采用特征位作为交换定时信息的第三种情况。

图13是图4方案中的传输信号示意图，用于说明图12的一种变更。

图14是图4方案中的传输信号示意图，用于说明图12的另一种变更。

图15是辅助比特中采用特征位作为变换定时信息的第三种情况下的信号格式示意图。

图16是图4方案中的传输信号示意图，用于解释帧的编码。

图17是图4方案中的传输信号示意图，用于说明采用帧编号作为交换定时信息的第四种情况。

图18是图4方案中的传输信号示意图，用于解释图17的一种变更。

图19是在采用帧编号作为交换定时信息的第四种情况下的传输信号的信号格式示意图。

图20是本发明第二实施例的无线链路交换方案的流程图。

图21示意性地说明了在图20的方案中使用的一个表。

图22是图20的方案中的传输信号示意图，用于解释交换定时报告帧与交换定时之间的一种可能的关系。

图23是图20的方案中的传输信号示意图，用于解释交换定时报告帧与交换定时之间的另一种可能的关系。

图24是图20的方案中的传输信号示意图，用于解释交换定时报告帧与交换定时之间的又一种可能的关系。

图25是本发明第二实施例的无线链路交换方案流程图的一种变更。

以下要说明在按照本发明的移动通信系统中的无线链路交换方案的实施例。

首先需要指出，在移动通信系统中有多个移动台与一个基站进行通信，因此要使用多址方案。此处的多址方案包括频分多址(FD-MA)方案，时分多址(TDMA)方案，以及码分多址(CDMA)方案，并且这些方案都可以单独使用或彼此组合。在本发明中可以采用其中任一方案，只要是无线链路具有能够包含一层1比特数据的帧结构，如下所述，这种1比特数据代表交换定时信息。由于多址方案的选择所带来的唯一区别是用于确定无线链路的参数，在FDMA中，该参数由频率给定，在TDMA中由时隙给定，而在CDMA中由扩展码来给定。在下文中的本发明实施例将以采用CDMA方案的情况为例来进行解释，本发明也可以等效地应用于FDMA方案或TDMA方案。

在这种情况下，能适用于本发明的无线链路交换方案的基站具有图2A所示的构造，而适用于本发明的无线链路交换方案的移动台具有图3A所示的构造。在图2A和3A中，实线表示通信线，而虚线表示控制线。

按照图2A的构造，基站包括用于向移动台发射无线电信号并从移动台接收无线电信号的无线11；用于放大发射信号和接收信号的共用放大器13；多个(N部)收发装置15(15₁，15₂，…，15_N)，用于对发射信号进行编码和调制，并对接收信号进行解码和解调；以及一个基站控制装置17，用于执行基站内的操作控制，并且为移动台产生控制信号。

每个收发装置15对应一条无线链路。如图2B所示，每个收发装置15包括一个交换定时建立装置15a，一个交换定时信息变换装置15b，一个扩展码交换装置15c，以及一个用于控制收发装置15内部操作的控制装置15d。此外，每个收发装置15连接到一条有线链路，用于传输来自连接到交换台的用户的话音或数据。

另一方面，在图3A的构造中，移动台包括向基站发射并从基站接收无线电信号的天线21；用于放大发射信号和接收信号的放大器23；收发装置25用于对发射信号编码和调制，并用于对接收信号的解码和解调；一个移动台控制装置27用于执行移动台的操作控制，并为移动台产生控制信号；一个由诸如拨号按钮等人机接口构成的操作装置；以及一个输入/输出电路31，用于执行话音或用户数据的输入和输出操作。

如图3B所示，收发装置25包括一个交换定时信息变换检测装置25a，交换定时建立装置25b，扩展码交换装置25c，以及一个用于控制收发装置25内部操作的控制装置25d。

接下来参照图4的流程图说明本发明无线链路交换方案的第一实施例。

在第一实施例中的无线链路交换方法是按照图4的流程顺序执行的。

最初，假定基站的收发装置15和移动台的收发装置25正在通过建成的某一条无线链路进行通信。

然后，当基站的收发装置15检测到这一特定无线链路的质量劣化时(步骤S1)，收发装置15就把质量劣化的情况报告给基站的控制装置17(步骤S3)。

作为响应，控制装置17为每个反向链路(移动台→基站)和正向链路(基站→移动台)选择交换目标的空闲扩展码(步骤S5)，并且使用交换前的无线链路把包含选定的扩展码的新扩展码指定信号传输给移动台(步骤S7)。这种新扩展码指定信号的实例如图5所示，它包括信号类型31，表示该信号是一个新扩展码指定信号，反向扩展码数32，指示出为反向链路选定的扩展码，以及正向扩展码数33，指示出为正向链路选定的扩展码。

然后，接收到这一新扩展码指定信号的那个移动台的控制装置27存储这些反向和正向扩展码数32和33，并且向基站汇报一个新扩展码指定确认信号作为应答(步骤S9)。

接着，从移动台的控制装置27接收到新扩展码指定确认信号的那个基站的控制装置17就把被采用的正向和反向链路的扩展码报告给收发装置15(步骤S11)。接收到这一报告的基站收发装置15存储被报知的反向和正向链路扩展码，并向控制装置17汇报新扩展码的确认(步骤S13)。

在基站的收发装置15中的交换定时建立装置15a随之建立一个合适的交换定时(步骤S15)，并且按照下文中将会详述的方法由交换定时信息变换装置15b来改变包含在一帧中的交换定时信息，上述的帧与交换定时建立装置15a中建立的交换定时具有预定的关系，并且把包含改变的交换定时信息的帧传输给移动台的收发装置25(步骤S17)。

接着，在移动台的收发装置25中，由交换定时信息改变检测装置25a核查包含在接收帧中的交换定时信息是否发生了改变，如果检测到了交换定时信息的改变(步骤S21)，就在交换定时建立装置25b中按照与被检测到的包含改变的交换定时信息的帧的一种预定关系建立交换定时(步骤S23)，使得在移动台中建成的交换定时与基站中建立的交换定时相同。

最后，基站收发装置15的扩展码交换装置15c按照在交换定时建立装置15a中建立的交换定时执行扩展码的交换，同时，移动台收发装置25的扩展码交换装置25c按照在交换定时建立装置25b中建立的交换定时执行扩展码的交换，从而在基站和移动台实现扩展码的同时交换(步骤S25)。在交换完成之后，基站收发装置15和移动台收发装置25向各自的控制装置17和27报告扩展码交换已经完成。

值得注意的是，在反向链路和正向链路的帧定时不一致时，只需在基站中已被改变的包含交换定时信息的帧之后就足以在基站和移动台双方按照规定的帧数执行正向链路的扩展码交换。对于反向链路来说，只需在与基站中已被改变的包含交换定时信息的那个正向链路帧最接近的一帧之后就足以在基站和移动台双方按照规定的帧数实现扩展码交换。

还有，在图4的程序中，在基站和移动台的扩展码交换过程中，在交换之前可以保持同步状态，并且即使在交换之后仍可按相同的同步状态进行信号传输。在基站内的无线链路交换过程中，基站与移动台间的距离在交换的前、后不会有多大变化，因此，同步定时也不会被改变。这样就能在交换的时候充分地维持同步定时。

在无线链路交换操作期间，在交换定时信息检测程序获得了满意的失步状态的情况下，无线链路交换操作就完成了，并且执行旧无线链路中的同步建立程序。然而，即使在无线链路交换操作期间未能在一个指定的帧中检测到交换定时信息，只要是在扩展码交换定时之前未得到满意的失步状态，就判定为没有失步，并且执行扩展码的交换。

这样，按照本发明的第一实施例，可以在基站的同一个收发装置15中完成无线链路交换，因此无需对连接到收发装置15的交换台一侧的有线链路进行交换。另外，由于在基站和移动台双方按照同样的定时执行交换，可以避免在一段时间内出现通信中断，并且进一步通过在交换时维持同步状态，还有可能省去新无线链路的同步建立程序，从而可以避免由于同步建立过程造成的通信中断。维持相同的同步状态是很容易做到的，因为在第一实施例的无线链路交换操作中仅涉及基站中的一个收发装置。

为了避免通信中断，还需要使无线链路交换所需的时间，也就是在收发装置内部改变无线链路参数所需的时间比信号传输速率足够地短。换句话说，信号传输速率的上限是由改变无线链路参数所需的时间来确定的。从这一点考虑，CDMA适合高速率的信号传输，因为CDMA中的无线链路参数改变是在相关器中建立的扩展码的改变，这种相关器很容易实现高速的要求。因此，在第一实施例中采用的CDMA具有其优越性。

在第一实施例中，设在上述程序中使用的各帧中的交换定时信息通常可以由一层1比特数据来给定，这层一比特数据可以有几种选择，包括以下几种情况。

第一种情况是，可用一种所谓的唯一字(UW)来给定交换定时信息，它在同步建立过程中被用于维持帧同步，并且包括两种类型的UW0和UW1。UW0和UW1彼此间具有足够的汉明距离，因此，两种类型出现干扰的可能性很小。

如图6所示，基站收发装置15在这种情况下通常用UW0作为正向链路的交换定时信息，如帧61中那样。然后，在图4的步骤S17中，收发装置15把交换定时信息改为UW1，如帧62中所示。此后，收发装置15在后续的帧63至66中再次使用UW0。

同样，移动台的收发装置25通常用UW0作为反向链路的交换定时信息，如帧71中那样。

同时，移动台的收发装置25经常地监视正向链路的交换定时信息，以检测出UW0是否正常。一旦测不到UW0，收发装置25就执行UW1的检测，并且收发装置25在检测到UW1时就认为开始了无线链路交换操作，收发装置25把正向链路的交换定时信息改变成UW1，如帧73中所示。从在正向链路的帧62中检测到UW1开始，帧73是在反向链路中的第一个可以改变交换定时信息的帧。收发装置25在此后连续使用UW1，直至达到扩展码交换定时为止，如帧74和75中所示。

另一方面，基站收发装置15经常地监视反向链路的交换定时信息，以检测UW0是否正常。然而，在反向链路中预期要使用UW1的帧73至75中，收发装置15对UW1进行检测，如果测不到UW1，收发装置15就检测UW0。如果连UW0都测不到，就判定对这一帧无法按照唯一字进行同步，因而能维持其同步状态，并且进而对下一帧执行相同的操作。

对正向链路来说，此后就在基站收发装置15和移动台收发装置25双方在帧62之后把交换定时设定为N个帧，其中，基站在帧62中使用的是UW1，而对反向链路来说，移动台预期应在帧73中首先使用UW1，在帧73之后，把交换定时设定为M帧。

基站收发装置15若在反向链路中预期要首先使用UW1的帧73与紧接在反向链路交换定时之前的帧75之间检测到至少一个UW1，就认为已向移动台成功地报告了交换定时。在这种情况下，就在图4的步骤S5按照各自的交换定时把正向和反向链路的扩展码交换到选定的码，如上所述。

反之，如果在反向链路中预期要首先使用UW1的帧73与紧接在反向链路交换定时之前的帧75之间检测到至少一个UW0，基站收发装置15就认为未能成功地向移动台报告交换定时，因为移动台收发装置25未能在正向链路中检测到UW1。在这种情况下，收发装置15在正向链路中再次用UW1重新开始无线链路交换操作。

另一方面，一旦在正向链路中检测到UW1，移动台收发装置25就按照上述方式在各自的交换定时时刻把反向和正向链路的扩展码交换到指定的码，这是在图4的步骤S7中执行的。

在交换了扩展码之后，基站收发装置15和移动台收发装置25就恢复通信，正常使用UW0。

还可以按下述方式简化这种用唯一码作为交换定时信息的第一种情况。如图7所示，可以使用五个不同的唯一码，即UW0，UW1，UW2，UW3和UW4。这种不同的唯一码彼此之间具有不同的汉明距离，因此，任意两种码之间出现干扰的可能性很小。

在这种情况下，如图7所示，基站收发装置15通常使用UW0作为正向链路的交换定时信息，如帧41中所示。然后，在图4的步骤S17中，收发装置15按顺序把交换定时信息变为帧42中的UW4，帧43中的UW3，帧44中的UW2及帧45中的UW1。此后，收发装置15在依次的帧46至49中再次使用UW0。

与此建议，移动台收发装置25通常使用UW0作为反向链路的交换定时信息，如帧51中所示。

同时，移动台收发装置25不断地监视正向链路中的交换定时信息，检测UW0是否正常。一旦测不到UW0，收发装置25就按顺序检测UW4至UW1，如果检测到UW4至UW1中的任何一个，收发装置25就认为无线链路交换操作开始了。作为响应，收发装置25确认无线链路交换操作的开始，按顺序改变反向链路中的交换定时信息，把帧53中改为UW4，帧54改为UW3，帧55改为UW2，而帧56改为UW1。这里，从在正向链路的帧42中检测到UW4时开始，帧53是反向链路中第一个可以改变交换定时信息的帧。此后，收发装置25连续使用UW1，如帧57和58中所示，直至达到扩展码交换定时。

移动台收发装置25在从测到任一UW4至UW1时开始直至达到扩展码交换定时的期间(即帧42至帧48之间的期间)顺序地检测预期形式的唯一字。因此，如果在帧42中测到了UW4，就在帧43，44和45中按顺序执行UW3，UW2和UW1的检测程序，并且在依次的帧46至48中执行UW0的检测程序。如果不能测到预期形式的唯一字，就判定在那一帧中不能用唯一字实现同步，因此可以维持同步状态，而程序就进而去执行对下一帧的相同操作。例如，若在帧43中未测到UW3，同步状态就可被维持，并且进而去执行帧44中的UW2的检测程序。

另一方面，基站收发装置15不断地监视反向链路中的交换定时信息，检测UW0是否正常。然而，在帧53至58中，与正向链路中使用的UW4至UW1相对应，在反向链路中预期应使用UW4至UW1，收发装置15按顺序执行UW4至UW1的检测。这样，在帧53，54和55中按顺序执行UW4，UW3和UW2的检测程序，而在依次的帧56至58中执行UW0的检测程序。如果在预期应使用UW4至UW2的帧中没有检测到预期形式的唯一字，就判定在这一帧中无法用唯一字实现同步，从而就可以维持同步状态，并进而执行对下一帧的相对操作。例如，若在帧54中测不到UW3，就维持同步状态，并进而执行在帧55中检测UW2的程序。同样，若在预期应使用UW1的帧中测不到UW1，收发装置15就检测UW0。如果连UW0都测不到，就判定在这一帧中无法用唯一字实现同步，那么就维持同步，并且进而对下一帧执行相同的操作。

然后，对正向链路来说，在基站收发装置15和移动台收发装置25双方，在帧45之后把交换定时设定为N帧其中基站在帧45中使用的是UW1，而对反向链路来说，在帧56之后把交换定时设定为M帧，其中移动台在帧56中预期要首先使用UW1。

如果在反向链路中预期应使用UW4的帧53与反向链路中紧接在交换定时之前的帧58之间的预期的帧中检测到UW4至UW1中的至少一个，基站收发装置15就判定已向移动台成功地报告了交换定时，这时，如上所述，就按照各自的交换定时在图4的步骤S5把反向和正向链路的扩展码交换成选定的码。

反之，若在反向链路中预期应使用UW4的帧53与反向链路中紧接在交换定时之前的帧58之间检测到至少一个UW0，基站收发装置就判定向移动台报告的交换定时没有成功。此时，收发装置15就在正向链路中再次使用UW4重新开始无线链路交换操作。

另一方面，移动台收发装置25一旦在正向链路中检测到UW4至UW1中的任意一个，就用如上所述的方式按照各自的交换定时在图4的步骤S7中把反向和正向链路的扩展码交换成指定的码。

在扩展码交换之后，基站收发装置15和移动台收发装置25就恢复通信，正常使用UW0。

在第一种情况的这种变更中，通过在正向链路中使用UW4至UW1的四个帧中检测任意一个UW4至UW1，可以使移动台收发装置25识别出扩展码交换操作的开始，并且识别出扩展码交换定时，由此，即使是由于无线电段的质量劣化而很难在正向链路中检测到交换定时信息的变化时，也可以使成功地完成无线链路交换操作的机会得以增加。

在无线电段的传输误码率很高的情况下，为了使从基站向移动台报告交换操作开始的成功机会增大，需要增加所用的唯一字的种类。然而，如果增加了所用的唯一字的种类，交换定时就要相应地延迟，这样会使服务质量下降，在无线部分质量劣化的状态下，质量劣化的时间段会变长，并且在完成交换之前发生链路中断的可能性会变大。此外，随着所用的唯一字种类的增加，更难在任意两种唯一字之间提供足够的汉明距离。因此，没有必要无限制地增加唯一字的种类，并且应该根据上述各个因素来确定所用的唯一字的适当种类。

在第一种情况下还应注意的是，在采用特定种类的唯一字的基准定时之后，不需要把扩展码交换定时设定到预定的帧数，而是可以根据需要设定为任意的所需定时。

同样值得注意的是，上述参照图6和图7说明的这种第一种情况的采用反向和正向链路的方式可以等效地应用于下述的第二、第三和第四种情况。

接下来，作为第二种情况，交换定时信息可以由各帧中的特征位来给定，这种特征位的状态是ON或OFF。

也就是说，如图8所示，在一个特定帧中可把特征位F设定为ON，并且在这一特征位为ON的帧之后把基站和移动台双方的同步无线链路交换定时设定为预定的时间段。在图8中，在特征位为ON的一个帧之后可以把交换定时设定为四个帧范围的定时。

在这种情况下，基站收发装置15正常时把各帧中的特征位设定为OFF，将其作为交换定时信息，在图4的步骤S17中，收发装置15把特征位设定为ON，由此来改变交换定时信息。然后，收发装置15在随后的帧中再次把各帧的特征位设定为OFF。

另一方面，移动台收发装置25不断地监视由基站传输来的帧中的特征位给定的交换定时信息，检查特征位是否为ON。然后，当检测到特征位为ON时，收发装置则识别无线链路交换操作的开始，并把交换定时设定为具有特征位ON的这帧之后一段预定时间间隔，例如具有特征位ON的这帧之后4帧的时间。

此处，对于具有特征位ON的帧，不如上所述不变地固定交换定时，也可以提供多值的特征位，其值表示直到交换定时的帧数，例如值5的特征位表示有5帧，值4表示有4帧等。

如图9所示使用特征位作为交换定时信息来修正这第二情况也是可能的，其中在以前的交换定时的规定的特征位数中使用不同的特征位数，以便防止在特征位的形式中交换定时信息的漏检。例如，在图9中在每帧内表示帧数的特征位有若干个，直到交换定时，使得随差交换定时的接近特征位数依次减少。在这种情况下，即使由于不良的通信状态使具有三个特征位F的第一帧被漏检或不能识别时，只要以后的具有减少的特征位F数的帧可以被检测到，就可以在只具有一个特征位F的最后帧之后，在规定的交换定时可靠地进行无线链路交换。

如图10所示，使用超级帧来利用特征位作为交换定时信息修正这第二种情况也是可能的。即在PDC(个人数字蜂窝)的情况下，借助于36帧的串来定义一个超级帧，并且在超级帧的每个帧中特征位F可被设为ON，如图10所示，而交换定时被设定为这一超级帧和下一超级帧之间的边界处。

在这第二种情况下，特征位F可以位于每帧中的图11所示的位置上，在唯一字UW和在前同步信号PR以及通信链路TCH之间提供的相关的控制链路ACCH之间。

接着，作为第三种情况，交换定时信息可在所谓的辅助位中用特征位输出，它可以是ON或OFF状态。

辅助位是一种在许多移动通信系统中使用的信息，例如当前使用的数字移动电话系统，用来在移动台和基站之间通知诸如接收功率大小或通信链路的错误率之类的数据，以便控制传输功率并检查通信站处的无线链路的质量劣化情况。这一辅助位通常包含在从传输帧中所选择的帧数中，并通过使用误差校正/检验码形成，以便保证这一辅助位的信号传输的高的可靠性。在这第三种情况下，在这高度可靠的辅助位中提供特征位，使得可以实现从基站到移动台的交换定时的高可靠的通知。

在这种情况下，如图12所示，可以在每一帧中提供辅助位，并且基站的收发装置15通常使用带有特征位OFF的辅助位RO作为交换定时信息。然后，在图4的步骤S17，收发装置15通过在辅助位ON(辅助位R1)中设定特征位来改变交换定时信息。然后，收发装置15为下一帧再次设定辅助位OFF(辅助位R0)的特征位。对基站和移动台同时发生的无线链路交换定时在具有特征位ON的辅助位R1之后被设定为一个规定的时间间隔。在图12中，例如，交换定时被设定为在含有带特征位ON的R1的辅助位的帧之后的4个帧的边界定时。

在另一方面，移动台的收发装置25定期地监测在由从基站发送的帧中的辅助位中的特征位给出的交换定时信息，以便检查特征位是否是ON。然后，当特征位被检测出为ON时，收发装置25就识别无线链路交换操作的开始，并把交换定时设定为这一带特征位ON的辅助位之后的一个规定的时间间隔，例如在含有带特征位ON的辅助位R1的帧之后的四个帧的边界定时。

此处，正如上述的第二种情况，代替不变地固定关于含有带特征位ON的辅助位R1的帧的交换定时，如上所述，也可以提供多值的特征位，其值指示直到交换定时的帧数，例如带有值5的特征位表明有5帧要发出，带有值4的特征位表示有4帧要发出等等。

如图13所示，也可以在选择的帧中定期地提供辅助位。在图13中，传输信号在由L帧形成的超帧单元中给出，其中只有超帧的第一帧含有辅助位。此处，如上述图12的情况，基站的收发装置15一般使用带特征位OFF的辅助位作为交换定时信息，并通过在接近超帧的第一帧的辅助位ON(辅助位R1)中设定特征位来改变交换定时信息。然后，收发装置15再次为后面的超帧设定辅助位OFF(辅助位R0)的特征位。为基站和移动台同时发生的无线链路交换定时，在带有特征位ON的辅助位R1之后被设定为一个规定的时间间隔。在图13中，例如把交换定时设定为含有辅助位R1的帧之后的4个帧的边界定时。

此处，正如上所述，代替不变地固定关于上述的含有带有特征位ON的辅助位R1的帧的交换定时，也可以提供多值特征位，其值表示直到交换定时的帧数。例如图14所示，具有值3的特征位的辅助位R1-3表示在交换定时之前，它是3个超级帧，具有值2的特征位的辅助位R1-2表示在交换定时之前是2个超级帧，具有值1的特征位的辅助位R1-1指示在交换定时之前它是1个超级帧。用这种方式，即使由于不良的通信状态使具有值3的辅助位R1-3的第一个超级帧被漏检或未被识别时，只要具有减少的值的后面的超级帧被检测到，就能够使移动台识别无线链路交换定时，从而使无线链路交换的成功率增加。

在这第三种情况中，辅助位R以图15所示的形式给出，它包括接收功率数据、接收位错误率(BE_R)数据以及特征位。此处特征位当其仅取ON、OFF两种状态时可由一位给出，或当其取多值时由几位给出。

接下来是第四种情况，交换定时信息可通过标记每帧的帧数给出。

在这种情况下，如图16所示，这些帧被分配给连续的帧号。然后，基站的收发装置15通常使用依次的帧号作为交换定时信息。然后，如图17所示，在图4中的步骤S17，收发装置15借助于改变适当帧的帧号，使其对于其先面帧和后面帧的帧号成为不连续的，来改变变换定时信息。在图17中，在帧号F7和帧号F9之间的帧的帧号应当是F8，它被改变为F50，从而使得帧号序列不连续。然后，对基站和移动台同时发生的无线链路交换定时被设定为具有改变过的帧号的这一帧之后的一个规定的时间间隔。在图17中，例如交换定时被设定为在具有改变过的帧号F50的帧之后的4个帧的边界定时。

在另一方面，移动台的收发装置25定期地监测由从基站发出的帧的帧号给出的交换定时信息，以便检查帧号是否是不连续的。然后，当检测出不连续时，收发装置25就识别为无线链路交换操作的开始，并把交换定时定为具有不连续帧号的这一帧之后的一个规定的时间间隔，例如在具有不连续帧号的这一帧的4个帧的边界定时。

此处，正如上述的第二和第三种情况所述，代替不变地固定关于具有改变的帧号的帧的交换定时，也可以把关于直到交换定时的帧号和改变过的帧号的意义连系起来，例如帧号50指示有5帧要发出，帧号40表示有4帧要发出，如此等等。任何其它不同于这些数字的符号也可以被用来连系改变的帧号的意义。

还可以如图18所示改变帧号，其中连续增加的帧号被改变，使得改变过的帧号指示直到交换定时的具有规定帧号的帧号。这样，在图18中，在帧号F7之后的三个帧的帧号按连续次序应为F8、F9和F10，被改变成F3，F2和F1，从而表示在交换定时之前它们分别为3，2和1帧。用这种方式，即使当具有改变过的帧号F3的第一帧被漏检时，或由于不良的通信状态被漏检时，只要具有相继减少的改变过的帧号的后面的帧可被检测到，就能够使移动台识别无线链路交换定时，从而增加无线链路交换的成功率。

此处要注意的是，在改变交换定时之前的几个帧的帧号的情况下，需要对要改变的帧号给予适当的考虑。就是说，在正常通信中，是预先假定按帧号顺序进行帧的传输的，因而帧号改变不大不会引起问题，但在大范围内改变帧号就会使得不可能进行帧发送和接收顺序控制。

在这第四种情况下，帧号FN在每帧中可位于图19所示的位置。即在前同步信号PR和通信链路TCH之间提供的唯一字UW和相关控制链路ACCH之间。

此处要注意的是，在上述第一至第四任一种情况下，本发明的交换定时信息一般可以在一帧或多帧中直接或间接地指示直到交换定时的时间。

在上述第一实施例中，在提出需要无线链路交换和交换定时之间的期间内，要提供被改变的交换定时信息的帧数的确定方式尚未说明。

在这方面，当含有被改变交换定时信息的帧数被固定于一个小的数时，在移动台帧接收故障率在无线链路质量相当差的情况下是高的，因而对于移动台通知改变的交换定时信息时出的故障的可能性也大，因而无线链路交换操作出故障的可能性变大。

在另一方面，当含有改变的交换定时信息的帧数固定为一个大数时，在无线链路交换请求和无线链路交换定时之间所需的时间间隔将相当长，因而难于以合适的定时进行无线链路交换。而且，当帧数被用作交换定时信息而含有改变的交换定时信息的帧数被固定于一个大数时，由帧数分配帧传输次序所用的时间间隔不能成为相当长的，因而在移动台更易于引起接收帧的顺序控制中的麻烦。

为了消除第一实施例中的这些潜在的问题，现在以本发明第二实施例详细说明确定帧数的最佳方式，在这些帧中，在提出需要无线链路交换和交换定时之间的时间间隔内，要提供改变的交换定时信息。

下面为了说明方便，第二实施例将作为一种示例情况来说明，其中使用帧数作为交换定时信息，如上述第一实施例的第四种情况那样，CDMA方案作为存取方案，如上述第一实施例中那样，并且用SIR(信号干扰比)指示信号无线电波接收电平和干扰无线电波接收电平的比作为无线链路的质量，虽然本第二实施例同样适用于交换定时信息的其它类型、存取方案的其它类型以及无线链路质量的其它类型。

在该第二实施例中，按照下述的图20所示的顺序图执行无线链路交换方案。

首先，步骤S1到S3以和上述第一实施例的图4中的这些步骤相同的方式执行。

然后，在步骤S13新的传播码证实从收发装置15返回控制装置17之后，控制装置17发送链路质量测试请求信号给收发装置15(步骤141)。收发装置15测试当前用于通信的无线链路的SIR(步骤143)，并响应表示测得的SIR值向控制装置17报告链路质量测试结果(步骤145)。

接下来控制装置17按照收发装置15报告的SIR值确定指示帧数的交换定时通知帧数，用于提供改变的交换定时信息(步骤S147)。此处，交换定时通知帧数按照规定的SIR值表和交换定时通知帧数被确定，如图21所示。例如，在测得的SIR值为3.5dB的情况下，按照图21的表，交换定时通知帧数选择为3。在图21的表中，对于较低的SIR值，交换定时通知帧数设得较大，而对较高的SIR值却设得较小。然后控制单元17借助于交换定时通知帧数指定信号把确定的交换定时通知帧数通知收发装置15(步骤149)。此后，步骤S15到S25和上述第一实施例相同。在这种情况下，收发装置15在步骤S15A按照指定的交换定时通知帧数，在交换定时设定单元15a中设定交换定时。例如，如图22所示，在指定的交换定时通知帧数为3的情况下，在步骤S149完成的同时，交换定时被设定为许多帧，作为被传输的帧结束之后的指定的交换定时通知帧数。然后，在步骤S17，交换定时通知帧的帧数被改变为F3、F2和F1，表示直到交换定时的帧数，如上述的第一实施例的第四种情况所述。

如上所述，在第二实施例中，当因无线链路质量例如SIR值变差而使得难于向移动台通知无线链路交换定时时，无线链路通知帧数就被增加，因而向移动台通知改变的交换定时信息出现故障的可能性被减小，并因而减小无线链路交换操作发生故障的可能性。在另一方面，当无线链路质量例如SIR值没有变差时，无线链路交换定时通知帧数被减小，因而可以防止由于不需要的交换定时的扩大而引起的无线链路交换定时不合适，并因而可以消除在移动台侧利用帧数进行传输次序控制中潜在的麻烦。

在注意的是，代替上面使用的SIR，无线链路质量可用任何可以估计无线链路的帧接收成功率的参数表示，例如绝对接收值、位误差率(BER)等。

此外，代替使用上述第一实施例第四种情况的帧数作为交换定时信息，可以使用上述第一实施例中的第一种情况的唯一字、第二种情况的特征位或第三种情况的辅助位中的特征位。

而且，代替如上所述的利用帧数直接地表示交换定时，交换定时可以按照规定的在交换定时信息和直到交换定时的时间之间的关系利用帧数间接地表示。

还要注意的是，用于确定无线链路交换定时通知帧数的图21的表的内容应该按照所要求的移动通信系统的通信性能确定，而不改变对于较低的无线链路质量增加交换定时通知帧数的基本原理。

此外，交换定时通知帧数和交换定时之间的关系可以和图22所示的不同。例如，如图23所示，交换定时可以设定为改变的交换定时信息的最后一个结束之后的一个预定的帧数(在图23中为2)。当移动台要求多于一帧的时间用于建立交换定时或新的无线链路参数时，图23的这种设置是有用的。

相反，如图24所示，交换定时可以设定为在改变的交换定时信息的第一个结束之后的一个预定的帧数(图24中为5)，而与交换定时通知帧数无关。在这种情况下，预定的帧数应该大于可以设置的最大的交换定时通知帧数，其理由是显而易见的。图24的这种设定对于无线链路交换定时的合适性不是那么重要而防止利用帧数进行传输顺序控制中出现的麻烦是重要的情况是合适的，虽然在移动台按照在基站确定的交换定时通知帧数难于控制交换定时。

还可以修正上述图20中的程序，如图25所示。在图25的程序中，在无线链路交换请求的时刻由测得的质量提供用于确定交换定进通知帧数的无线链路质量。在这种情况下，收发装置15在和移动台通信的期间内不断地测量当前的无线链路的SIR值，并在步骤S1A通过检查测得的SIR值低于一个规定的门限值来检查无线链路质量的变差。然后，包括最后一个测得的SIR值的质量变差通知信号在步骤S3A由收发装置15传送给控制单元17。

此后，在步骤S5选择传播的之后，在步147使用图21的表按照包含在质量变差通知信号中的最后一个SIR值确定交换定时通知帧数。被确定的交换定时通知帧数从控制装置17通知收发装置15，作为在步骤S11A传输的新的传播码指定信号的一部分，并且收发装置15存储指定的交换定时通知帧数和指定的传播码，在步骤S13A返回证实信号时用于反正链路。

然后，在步骤S15A，收发装置15在交换定时设定单元15a中按照指定的交换定时通知帧数设定交换定时，如上面图20的情况所述，以后的步骤S17到S25和上述第一实施例图4中的这些步骤相同。

此处要注意的还有，除去上面说明的之外，所述实施例可以作出各种修正和变化，而不脱离本发明的构思。所有这些修正和变化都被包括在所附权利要求中。

Claims (27)

1.一种在移动通信中用来在基站和移动台之间交换无线链路的方法，包括下列步骤：

在基站和移动台之间通知按照帧给定的无线链路进行通信，同时在无线链路的每帧中提供由一层1位数据形成的交换定时信息；

在基站的无线链路的至少一帧内改变交换定时信息，从而当在基站和移动台之间需要交换无线链路时指示无线链路的交换；

从基站向移动台传输改变过的交换定时信息；

在改变步骤中交换定时信息被改变的每一帧之后的规定的时间间隔，即交换定时在基站把无线链路交换为新的无线链路；

在移动台检测由基站传输的改变过的交换定时信息；

以及

在移动台在交换定时时把无线链路交换为新的无线链路，其中的交换定时是在所述检测步骤中检测改变过的交换定时信息的每一帧之后的一段规定的时间时隔。

2.如权利要求1的方法，其中交换定时信息由唯一字给出，以便保持帧同步。

3.如权利要求2的方法，其中唯一字一般被设定为1类并在改变步骤被改变为与所述一类不同的另一类。

4.如权利要求2的方法，其中唯一字一般被设定为一类并且在几个相继帧的每帧中，唯一字在改变步骤被按顺序地改变为与所述一类不同的其它类。

5.如权利要求1的方法，还包括下列步骤：

响应在检测步骤进行的改变过的交换定时信息的检测，在移动台的无线链路的至少一帧内改变交换定时信息；以及

从移动台向基站传输改变过的交换定时信息；

其中只有当来自移动台的改变过的交换定时信息在交换定时之前被收到时，基站才进行无线链路的交换，否则便重复由基站向移动台传输改变过的交换定时信息的步骤。

6.如权利要求1的方法，其中交换定时信息在改变步骤被这样改变，使得改变过的交换定时信息的值指示直到交换定时的时间。

7.如权利要求6的方法，其中交换定时信息在改变步骤中在几帧内被改变。

8.如权利要求1的方法，其中交换定时信息由在每帧中提供的特征位给出。

9.如权利要求8的方法，其中特征位在每帧的辅助位被提供，用来说明在基站和移动台之间无线链路的接收状态。

10.如权利要求8的方法，其中特征位一般被设定为一个值以便在改变步骤从所述的一个值改变为另一个不同的值。

11.如权利要求8的方法，其中特征位取多个值中的任何一个，并且在改变步骤被这样改变，使得在每帧中改变过的特征位的值代表从所述的每帧到交换定时的帧数。

12.如权利要求9的方法，其中特征位在改变步骤在几个相继的帧内按相继减少的特征位的值被改变。

13.如权利要求1的方法，其中交换定时信息由在每帧中提供的几个特征位给出，交换定时信息在改变步骤中在几个相继的帧内按相继减少的改变过的特征位的帧数被改变。

14.如权利要求1的方法，其中交换定时信息在改变步骤中在以帧形成的超级帧的单元中被改变。

15.如权利要求1的方法，其中交换定时信息由每帧指定的帧数给出。

16.如权利要求15的方法，其中一般按帧的传输顺序指定帧数，并且在改变步骤中被改变为相对于紧挨的前后帧的帧数不是连续的值。

17.如权利要求15的方法，其中在改变步骤中帧数被这样改变，使得在每帧中改变过的帧数的值代表从所述每帧到交换定时的帧数。

18.如权利要求17的方法，其中在改变步骤中在几个相继的帧内按顺序减少帧数的值来改变帧数。

19.如权利要求1的方法，其中基站和移动台在无线链路交换为同一个的前后保持同步状态。

20.如权利要求1的方法，其中在改变步骤中交换定时信息以可变的帧数被改变。

21.如权利要求20的方法，还包括下列步骤：

测量无线链路的质量；以及

按照在测量步骤中测得的质量控制在改变步骤中交换定时信息要被改变的可变的帧数。

22.如权利要求21的方法，其中在控制步骤，对于在测量步骤中测得的较低的质量值，可变帧数被增加，而对于在测量步骤中测得的较高的质量值，可变帧数减少。

23.如权利要求21的方法，其中在控制步骤，利用规定所需帧数的表控制可变帧数，在表中交换定时信息要相对于测量步骤测得的每个质量值被改变。

24.如权利要求21的方法，其中测量步骤在基站和移动台之间需要交换无线链路的时刻测量质量。

25.如权利要求21的方法，其中测量步骤在基站的交换定时信息改变之前的时刻测量质量。

26.如权利要求1的方法，其中交换定时从含有改变的交换定时信息的每帧开始时，作为规定的帧数据被提前规定。

27.如权利要求1的方法，其中交换定时从含有改变的交换定时信息的每帧结束时，作为规定的帧数被提前规定。

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