CN1088312C - 用导频信道的传输衰减进行cdma通信系统小区选择的方法 - Google Patents

Abstract

一个CDMA移动通信系统的一个小区选择方法，该方法能减少干扰功率的大小(AMOUNT)并阻止系统容量的下降。在此方法中，各基站发送一个使用指配给各基站的扩频码进行扩展的导频信道。然后，一个移动台接收由多个基站发送的多个导频信道，计算所接收的各导频信道的传输衰减值，并根据所计算的这些多个导频信道的传输衰减值判定出一个定位小区。

Description

用导频信道的传输衰减进行CDMA通信系统小区选择的方法

本发明涉及一个CDMA(码分多址)移动通信系统的小区选择方法，其中，分别在多个小区中的多个基站发送通过使用指配给这些基站的互不相同的扩频码进行过扩展的导频信道，并且各移动台通过接收的导频信道判定一个定位小区。

作为一种示例情况，这里将使用目前正在日本提供移动通信服务的称为PDC(个人数字蜂窝)系统的常规数字移动通信系统来描述一种常规的小区选择方法。

在常规小区选择方法中，分别在多个小区中的多个基站中的每一个基站以固定的发送功率连续发送导频信道。此处，固定发送功率对于不同的基站可以各不相同。

然后，为实现一个定位小区判定，移动台测量由各基站发送的各导频信道的接收电平，并且判定发送具有最大接收电平的导频信道的基站小区的当前位置。

图1说明在一个移动台的位置和一个导频信道的接收电平之间的示例性关系。此处，假设移动台位于连接两个基站的一条直线上，并且在图1中，水平轴表示移动台在此两个基站之间的位置，垂直轴表示来自各基站的一个导频信道在各个位置的接收电平值。同样，图1说明了用于基站BS1和基站BS2的发送功率不同的示例性情况。

如图1所示，当移动台从基站移开时，导频信道接收电平按指数律降低。注意，实际上，由于存在除到基站的距离外的衰减因子，导频信道接收电平具有更复杂的瞬时(minute)变化，但为了简单，在此其它那些衰减因子被忽略。当移动台定位在位置X处，比如，来自基站BS2的导频信道接收电平比来自基站BS1的导频信道接收电平高，则移动台判定自己当前定位在基站BS2的小区内。

当此常规小区选择方法应用于CDMA移动通信系统时，系统容量的降低是由下述原因造成的，特别是当导频信道发送功率在不同的基站各不相同的时候，如图1说明的示范例情况。

图2说明在移动台的位置和传输衰减值之间的示例性关系。在图2中，水平轴表示在两个基站BS1和基站BS2之间的移动台的位置，而垂直轴表示传输衰减值。图2的关系不仅适用于导频信道，而且适用于在上行方向(从移动台到基站)和下行方向(从基站到移动台)两个方向上的通信信道。如图2所示，在移动台从当前的基站移开的情况下，传输衰减增加。传输衰减的值依赖于到基站的距离，而不管是哪个基站，从而基站BS1的传输衰减值与基站BS2的传输衰减值在基站BS1和基站BS2之间的中间点处相等。

当根据导频信道接收电平实现小区判定时，与常规小区选择方法相似，定位在某位置X的移动台将按上面的描述判定基站BS2的小区作为一个定位小区。然而，从图2上可以看出，位置X比较靠近基站BS1，从而基站BS1的传输衰减值比基站BS2的传输衰减值小。

目前，在CDMA移动通信系统中，系统容量是由干扰功率的大小决定的。为了防止系统容量的降低，有必要减少干扰功率的大小，而为了减少干扰功率的大小，有必要使得在发送端的发送功率尽可能的小，并在接收端维持在要求的接收质量的限制之内。接着，为了维持在接收端要求的接收质量的同时减少发送功率，对于移动台有必要实现与具有最小传输衰减值的一个基站通信。

关于这一点，根据常规小区选择方法，具有较大传输衰减值的某个基站的某个小区，与图1和图2在某位置X处的小区判定的情况一样，可能被判定作为一个定位小区。因此，当移动台与基站之间的通信在这样的一个小区中开始时，发送功率将增加，并因而系统容量的降低可导致问题的出现。

当导频信道发送功率在不同的基站各不相同时，上述问题愈明显。然而，在当前移动通信服务中，要求使用简单的基站，特别是在一个宏小区内提供微小区或支持一个室内通信的情况下，此种简单基站的使用由于基站装置的原因，产生一个对有效发送功率的限制。当考虑此种简单基站的存在时，碰到导频信道发送功率在不同的基站各不相同的情况相当频繁，以至于通过使用CDMA方法在实现当前移动通信服务的情况下，此问题变得更为严重。

本发明的目的是为一个CDMA移动通信系统提供一种小区选择方法，该方法能减少干扰功率的大小及阻止系统容量的降低。

在本发明中，根据导频信道传输衰减来完成小区判断，从而实现干扰功率大小的降低。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种在CDMA移动通信系统中小区选择的方法，其中，多个基站分别提供给各个小区，并把互不相同的扩频码指配给所述多个基站，该方法包括步骤：从各基站发送一个导频信道，该信道通过使用指配给各基站的扩频码进行扩展；在一个移动台接收从多个基站发送的多个导频信道，计算所接收的各导频信道的每个传输衰减值，并根据从所述多个导频信道计算出的传输衰减值判定定位小区。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一个用于CDMA移动通信系统中的基站装置，其中，多个基站分别提供给各个小区，并把互不相同的扩频码指配给所述多个基站，一个基站的基站装置包括：一个第一单元，该单元用以通过所述一个基站的导频信道发送一个导频信道信号，该信号用指配给所述一个基站的扩频码进行了扩展；以及一个第二单元，该单元用于向一个移动台通知所述一个基站的导频信道的导频信道发送功率信息，其中该导频信道发送功率信息和所述一个基站的导频信道在该移动台的接收电平表明所述一个基站的所述导频信道的传输衰减值。

根据本发明的再一个方面，本发明提供了一个用于CDMA移动通信系统中的移动台装置，其中，多个基站分别提供给各个小区，并把互不相同的扩频码指配给所述多个基站，移动台装置包括：一个第一单元，该单元用以接收由多个基站所发送的多个导频信道，各基站发送的导频信道通过使用指配给各基站的一个扩频码进行扩展；一个第二单元，该单元用以计算所接收的各导频信道的一个传输衰减值；以及一个第三单元，该单元根据计算出的所述多个导频信道的传输衰减值判定定位小区。

通过下面的描述及相应的图示将显示出本发明的其它特点和优点。

图1是一个曲线图，它说明了一个移动台位置与一个导频信道接收电平之间的示例性关系，用以解释常规小区选择的方法。

图2是一个曲线图，它说明了一个移动台位置与一个传输衰减值之间的示例性关系，用以解释常规小区选择的方法所带来的问题。

图3是一个方框图，它说明了一个根据本发明用以实现小区选择方法的一个实施例的基站装置的示例性结构。

图4是一个方框图，它说明了一个根据本发明用以实现小区选择方法的一个实施例的移动台装置的示例性结构。

现在参考图3及图4，根据本发明详细描述一个CDMA移动通信系统中一个小区选择方法的一个实施例。

图3说明了在此实施例中，用以实现小区选择方法的一个基站装置的示例性结构，该装置包括：一个用以实现基站总控制的控制单元15；一个把来自控制单元15的控制数据进行编码的编码单元10；一个用以调制由编码单元10获得的已编码信号的调制单元11；一个扩展由调制单元11获得的已调制信号的扩展单元12；一个发送单元13，该单元通过频率转换由扩展单元12获得的扩展信号产生RF信号，并放大所获得的RF信号，以便满足由控制单元15所指定的一个发送功率值；一个天线14，该天线发送由发送单元13所获得的放大的RF信号；以及一个用以存储该基站的导频信道功率信息的存储器16。

图4说明了在此实施例中，用以实现小区选择方法的一个移动台装置的示例性结构，该装置包括：一个天线30；一个接收单元31，该单元对天线30所接收的信号进行多种处理，比如放大，频率转换为IF信号，检波，频率转换为基带信号等等，并产生一个接收的数字信号；一个解扩展单元，该单元解扩展由接收单元31所获得的已接收的数字信号；一个调制解调单元33，该单元调制解调由解扩展单元32所获得的解扩展信号；一个译码单元34，该单元用以把调制解调单元33所获得的调制解调信号译码；一个控制单元35，该单元用以实现移动台的总控制；一个导频信道接收电平测量单元36，该单元用以测量导频信道的接收电平；一个传输衰减计算单元37，该单元用以从由导频信道接收电平测量单元37所获得的导频信道接收电平和由控制单元35通知的导频信道发送功率信息，计算导频信道的传输衰减值；一个定位小区判定单元38，该单元根据由传输衰减计算单元37所获得的导频信道衰减值进行一个定位小区的判定；一个扩频码存储器39，该存储器用以存储多个导频信道扩频码；以及一个计算结果存储器40，该存储器用以存储由传输衰减计算单元37所获得的多个导频信道传输衰减值的计算结果。

在图3的基站装置中，控制单元从存储器16中读出此基站的导频信道发送功率信息，并把此信息通知发送单元13。另外，控制单元15向编码单元10提供控制数据，此控制数据也包含此导频信道的发送功率信息。接着，编码单元把提供的控制数据进行编码，调制单元11调制已编码的信号，而扩展单元12扩展已调制的信号并把扩展信号提供给发送单元13。接着，发送单元13根据所提供的扩展信号实现频率转换以便产生RF信号，根据控制单元15所通知的导频信道发送功率信息放大所产生的RF信号，并通过天线14发送放大的RF信号作为导频信道。

在图4的移动台装置中，为多个接收的导频信道的每一个计算出导频信道传输衰减值。首先，描述针对一个导频信道计算导频信道传输衰减值的方法。

在移动台，所有预计用于小区判定的导频信道的扩频码均预先存储在扩频码存储器中。控制单元35从扩频码存储器39中读出一个导频信道扩频码，并把此读出的扩频码提供给解扩展单元32。另一方面，一个由天线30接收的信号在接收单元31被转换为一个数字信号，而把接收的数字信号提供给解扩展单元32。

解扩展单元32通过使用由控制单元35提供的扩频码，解扩展由接收单元31所提供的已接收数字信号，以便提取出(extract)一个导频信道信号。接着，已提取出的导频信道信号由调制解调单元33调制解调并由译码单元34译码，而已译码的信号被提供给控制单元35。接着，控制单元35取出包含在译码信号里的导频信道发送功率信息，并把此接收导频信道发送功率信息及一个导频信道扩频码识别码通知传输衰减计算单元37。

另外，在解扩展单元32中取出的导频信道信号还被提供给导频信道接收电平测量单元36。在导频信道接收电平测量单元36处，测量已接收的导频信道的接收电平，并把已测量的接收电平值提供给传输衰减计算单元37。

根据由控制单元35所提供的已测量的导频信道接收电平值和已接收的导频信道发送功率信息，传输衰减计算单元37计算导频信道传输衰减值。接着，传输衰减计算单元37把计算结果存储到具有相应的导频信道扩频码识别码的计算结果存储器49，并通知控制单元35导频信道传输衰减的计算已完成。

为下一个处理的导频信道，控制单元35接着读出另一个导频信道扩频码，并对此下一个导频信道重复上面所述的过程。针对所有已存储在扩频码存储器39中的导频信道扩频码，此过程被重复直到所有导频信道传输衰减值的计算结果全都存储在计算结果存储器40中为止。

在传输衰减计算单元37接收到最后一个导频信道的导频信道传输衰减计算结束后，控制单元35命令定位小区判定单元38进行定位小区的判定。

作为响应，定位小区判定单元38对计算结果存储器40进行访问，在存储于计算结果存储器40中的多个导频信道传输衰减值计算结果中选择一个具有最小值的导频信道传输衰减值计算结果，并读出相应于从计算结果存储器40所选择的导频信道传输衰减值计算结果的导频信道扩频码识别码。接着，定位小区判定单元38判定一个发送相应于此读出导频信道扩频码的识别码的基站的小区作为一个定位小区，并把此读出导频信道扩频码识别码通知给控制单元35作为一个判定结果。

通过把相应于所识别的导频信道扩频码识别码的导频信道的基站的小区作为定位小区，控制单元35接着进行基于该小区判定结果的后续控制。

在此实施例中，导频信道发送功率信息可用一根天线的有效全方位辐射功率(EIRP)值的形式给出。

在这种情况下，基站装置的存储器16存储从该基站发送的导频信道的EIRP值。接着，控制单元15从存储器16中读出EIRP值，并把读出的EIRP值提供给编码单元10和发送单元13。然后，发送单元13放大RF信号，以便天线14的EIRP值符合控制单元15提供的EIRP值。

同样，在移动台装置中，控制单元35把包含于译码单元34所得到的译码信号中的EIRP值提供给传输衰减计算单元37。接着，传输衰减计算单元37计算衰减值如下：

TAV＝EIRPV/PCRL其中，TA是传输衰减值，EIRPV是EIRP的值，而PCRL是导频信道接收电平，并把计算结果存储在计算结果存储器40中。

如上所述，根据本发明，移动台根据导频信道的传输衰减判定定位小区，从而在CDMA移动通信系统中，即使当导频信道发送功率在不同的基站互不相同时，移动台有可能根据导频信道传输衰减选择具有最小传输衰减值的基站实现小区判定。因此，移动台能够在上行方向和下行方向与具有最小传输衰减值的基站实现通讯，所以能够最小化发送功率，降低干扰功率的大小，并阻止系统容量的降低。

根据本发明在CDMA移动通信系统中，在导频信道发送功率在不同的基站互不相同的一个环境中，从一个系统容量的观点来看小区选择方法预计是必不可少的。这样一个环境在采用宏小区和微小区的覆盖结构时会碰到。换句话说，由于功率消耗和装置尺寸，一个微小区基站具有有效发送功率的限制，从而一个微小区基站的发送功率比一个宏小区基站的发送功率小得多。同样，在同时使用室内基站和室外基站的情况下，室内基站的发送功率比室外基站的发送功率小得多。

这种类型的环境连同当前移动通信服务的扩展预计会频繁碰到，而根据本发明的小区选择方法预计在将来移动通信系统中选用CDMA方法的情况下十分有效。

需要注意的是，在上面描述的实施例中导频信道发送功率信息是通过把导频信道发送功率信息包含在导频信道中而通知给移动台的，但实际上导频信道发送功率信息也可以通过把导频信道发送功率信息包含在除导频信道外的无线信道中而通知给移动台。

例如，正与移动台通信的基站能够通过一个通信用的无线信道把该基站自己的导频信道的导频信道发送功率信息以及相邻基站的导频信道的导频信道发送功率信息通知给移动台。每个基站也可以通过除导频信道外的控制信道把该基站自己的导频信道的导频信道发送功率信息以及相邻基站的导频信道的导频信道发送功率信息通知给移动台。在后一种情况下，每个基站可以通过该控制信道把该基站自己的导频信道的导频信道发送功率信息以及相邻基站的导频信道的导频信道发送功率信息通知给正位于该基站的小区中并在处于通信等待状态的同时而接收该控制无线信道的每个移动台。

还需注意，除前面已经描述的以外，上面实施例的多种修改和变化可在没有脱离本发明的本质和有利特点的条件下实现。因此，所有这种修改和变化都包含于所附的权利要求书的范围中。

Claims (8)

1、在CDMA移动通信系统中的小区选择方法，在这个CDMA系统中，多个基站分别提供给各个小区，并把互不相同的扩频码指配给所述多个基站，该方法包括步骤：

从各基站发送一个导频信道，该信道通过使用一个指配给各基站的扩频码进行扩展；

在一个移动台接收从多个基站发送的多个导频信道，计算所接收的各导频信道的一个传输衰减值，并根据从所述多个导频信道计算出的传输衰减值判定定位小区；以及

每个基站都给该移动台通知一个从每一基站发送的每个导频信道的导频信道发送功率信息；其中该移动台从每一所接收的导频信道的所通知的导频信道发送功率信息和每一所接收的导频信道的导频信道接收电平中计算出各导频信道传输衰减值。

2、如权利要求1所述的方法，移动台在所述多个导频信道中，判定发送了具有最小传输衰减值的一个导频信道的某个基站的小区作为定位小区。

3、如权利要求1或2所述的方法，导频信道发送功率信息是以一个天线的有效全向辐射功率(EIRP)值的形式给出的，而移动台计算传输衰减值的算式为：

TAV＝EIRPV/PCRL其中，TA是传输衰减值，EIRPV是EIRP的值，而PCRL是导频信道接收电平。

4、在一个CDMA移动通信系统中使用的一个基站装置，在这个CDMA系统中多个基站分别提供给各个小区，并把互不相同的扩频码指配给所述多个基站，一个基站的该基站装置包括：

一个发送单元，该单元用以通过所述一个基站的导频信道发送一个导频信道信号，该导频信道信号用分配给所述一个基站的扩频码进行了扩展；以及

一个控制单元，该单元用以给一个移动台通知一个所述一个基站的导频信道的导频信道功率发送信息，其中该导频信道发送功率信息和所述一个基站的导频信道在该移动台的导频信道接收电平表明所述一个基站的导频信道的传输衰减值。

5、如权利要求4所述的基站装置，导频信道发送功率信息以一个天线的有效全向辐射功率(EIRP)值的形式给出。

6、一个在CDMA移动通信系统中使用的移动台装置，在这个CDMA系统中，多个基站分别提供给各个小区，并把互不相同的扩频码指配给所述多个基站，移动台装置包括：

一个第一单元，该单元用以接收由多个基站所发送的多个导频信道，各基站发送的导频信道通过使用指配给各基站的扩频码进行扩展；

一个第二单元，该单元用以计算所接收的各导频信道的传输衰减值；以及

一个第三单元，该单元根据计算出的所述多个导频信道的传输衰减值判定出定位小区；

其中每一基站都通知每一基站所发送的导频信道的导频信道发送功率信息，并且第二单元从每一所接收的导频信道的所通知的导频信道发送功率信息及所接收的导频信道的导频信道接收电平，计算每一所接收的导频信道的传输衰减值。

7、如权利要求6所述的移动台装置，在所述多个导频信道中，第三单元判定发送具有最小传输衰减值的导频信道的某个基站的某个小区，该小区作为定位小区。

8、如权利要求6或7所述的移动台装置，导频信道发送功率信息是以一个天线的有效全向辐射功率值(EIRP)的形式给出的，而第二单元计算传输衰减值的算式为：

TAV＝EIRPV/PCRL其中，TA是传输衰减值，EIRPV是EIRP的值，而PCRL是导频信道接收电平。

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