CN1106730C - 无线电通信设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及CDMA/TDD系统中的无线电通信设备和系统，其中，移动电台在接收功率检测电路12处关注从周围基站接收到的数据的接收到的功率，以在移动电台移动时，切换用于通信的基站。当从当前通信的主基站以外的基站接收到的功率大于预定值时，移动电台使所述基站为次基站，发送与主基站相同的数据，并在相关器5和相关器6处同时接收来自主基站和次基站的数据。然后，当接收到的来自次基站功率大于接收到的来自主基站的功率时，移动电台切换主基站和次基站，并向新的主基站发送数据。

Description

无线电通信设备和方法

技术领域

本发明涉及用于汽车电活、便携式电话等中的无线电通信设备和方法。

背景技术

在作为传输信号的多址系统的汽车电话、便携式电话等的蜂窝式无线电通信系统(所述系统中多个电台在相同频带上同时进行通信)中，FDMA系统、TDMA系统等是周知的。近来，CDMA系统(码分多址系统)已被应用于使用较高频率的系统中，并提供给比诸如FDMA系统、TDMA系统等其他技术更多的系统用户。

此外，作为经蜂窝式系统的移动电台和基站间的前向链路和反向链路实现双向传输数据通信的传输系统还有FDD系统和TDD系统。FDD系统在前向和反向链路中采用不同的频带。TDD系统采用相同的频带并使用时隙发送前向链路信号和反向链路信号。因而，CDMA/TDD移动电台设备是一种使用CDMA系统作为多址系统而使用TDD系统作为鉴别前向链路和反向链路的系统的移动电台设备。

美国专利5,625,627、美国专利5,574,983、美国专利5,722,080以及美国专利5,483,668反映了现有的技术方案。

使用图1的方框图说明常规的CDMA/TDD移动电台设备的结构。

如图1所示，移动电台包括：天线101，用来与基站之间发送与接收数据；开关102，切换发送与接收的时间段；RF接收部分103，将通过开关的接收到的数据转换成基带信号；AD转换器104，将在RF接收部分103转换的数据转换为数字数据；相关器105，用扩展码对在AD转换器104处转换的数据去扩展；以及译码器106，对在相关器105处去扩展的数据译码。

移动电台还包括：同步电路107，根据AD转换器104的输出产生用在相关器105处去扩展用的同步信号，并根据经译码的数据产生帧同步信号；和定时发生电路108，根据从同步电路107输出的帧同步信号产生开关102的切换定时信号。

移动电台还包括：编码器111，对传输数据进行编码；扩展多路复用电路112，对在编码器111处编码的数据作频谱扩展以多路转接每一信道；DA转换器113，把在扩展多路复用电路112处扩展的数据转换成模拟数据；以及RF发射部分114，将在DA转换器113处转换的数据转换成RF数据。

此外，移动电台包括控制电路120，以控制整个设备，诸如传输功率、帧结构等。

如上所述构成的移动电台，对应于从定时发生电路108输出的控制信号，通过开关102选择接收或发送。在选择接收的情况下，它使用天线101、RF接收部分103、AD转换器104、相关器105和译码器106对从基站接收到的数据进行译码。另一方面，在选择发送的情况下，它使用编码器111、扩展多路复用电路112、DA转换器113、RF发射部分114和天线101把传输数据发送到基站。根据在同步电路107处发生的帧同步信号，由定时发生电路108提供开关102的切换定时。由控制电路120执行对移动电台中每一部分的控制。

在上述常规的CDMA/TDD系统移动电台中，当移动电台从当前通信的基站的一个蜂窝区移动到其后通信的另一个基站的另一个蜂窝区时，控制电路120执行发送和接收频率或扩展码的切换以与新通信的基站进行通信。

然而，存在问题是上述常规CDMA/TDD系统移动电台没有快速切换基站的有效的切换系统，因此为新通信需要时间与基站获得同步，而且当从当前通信的基站的一个蜂窝区移动到其后通信的另一个基站的另一个蜂窝区时，移动电台必须暂时中断通信。

发明内容

依照本发明的一个方面，提供了一种CDMA/TDD无线电移动站设备。所述设备包括：时间调准信息生成装置，它用与所述移动站进行当前通信的主基站发送的信号以及与所述移动站进行下一次通信的次基站发送的信号生成第一时间调准信息；发送装置，用于将所述第一时间调准信息发送给所述次基站；控制装置，当来自所述主基站的数据的接收功率大于来自所述次基站的数据的接收功率时，所述控制装置对所述主基站实行时间调准，并从所述主基站接收所述次基站的第二时间调准信息；切换控制装置，当来自次基站的数据的接收功率大于来自主基站的数据的接收功率时，所述切换控制装置根据所述第二时间调准信息对所述次基站实行时间调准，然后进行从所述主基站到所述次基站的切换。

依照本发明的另一方面，提供了一种CDMA/TDD切换方法。所述方法包括下述步骤：用与一移动站进行当前通信的主基站发送的信号以及与所述移动站进行下一次通信的次基站发送的信号生成第一时间调准信息；将所述第一时间调准信息从所述移动站发送给所述次基站；当在所述移动站处，来自所述主基站的数据的接收功率大于来自所述次基站的数据的接收功率时，对所述主基站实行时间调准，并从所述主基站接收所述次基站的第二时间调准信息；当来自次基站的数据的接收功率大于来自主基站的数据的接收功率时，根据所述第二时间调准信息对所述次基站实行时间调准，然后进行从所述主基站到次基站的切换。

附图说明

图1为说明常规CDMA/TDD系统移动电台的构成的方框图；

图2为说明按照本发明的实施例的CDMA/TDD系统移动电台的构成的方框图；

图3为说明按照上述实施例当移动电台移动时由基站执行切换操作的示意图；

图4至图6为说明按照上述实施例CDMA移动电台设备中控制电路的处理流程的流程图。

具体实施方式

使用附图详细说明本发明的实施例如下。此外，这一实施例说明有关用CDMA设备作为多址系统和TDD系统作为鉴别前向链路和反向链路的系统的情况。

图2为说明本发明实施例的CDMA/TDD系统移动电台的构成的方框图。

如图2所示，移动电台包括：天线1，用来与基站之间收发数据；开关2，切换发送与接收的时间段；RF接收部分3，将通过开关2的接收到的数据转换成基带信号；AD转换器4，将在RF接收部分3处转换的数据转换成数字数据；相关器5和相关器6，用扩展码对在AD转换器4处转换的数据去扩展，以及译码器7，对在相关器5和相关器6处去扩展的数据译码。

按照本发明实施例的移动电台还包括：同步电路8，使用从AD转换器4的输出以产生在相关器5处用于去扩展的同步信号，并用经译码的数据产生帧同步信号；以及定时发生电路10，根据从同步电路8输出的帧同步信号产生开关2的切换定时信号；扩展码选择电路11，产生在相关器5和相关器6处所用的选择扩展码的信号；以及接收功率检测电路12，检测从相位器5和相关器6输出的数据的接收到的功率值。

按照本发明实施例的移动电台还包括：编码器13，对传输数据进行编码；扩展多路复用电路14，对在编码器13处编码的数据作频谱扩展以多路转接各信道；DA转换器15，把在扩展多路复用电路14处扩展的数据转换成模拟数据；以及RF发射部分16，将在DA转换器15处转换的数据转换成RF数据。

此外，按照本发明实施例的移动电台还包括控制电路20，用以控制整个设备。

控制电路20根据在接收功率检测电路12处对接收到的功率的检测，关注从周围基站接收到的信号的功率，发送基站切换信息给各基站，同时选择当前通信中的基站和其后通信的基站的次基站。

此外，控制电路20把与次基站通信的控制信号、切换主基站和次基站的功能的控制信号、结束与被切换的次基站通信的控制信号以及控制数据传输的定时的控制信号发送至编码器13。至此，包含在从基站接收到的数据中的时间调准信息被用来控制数据传输的定时。

在与基站具有不同距离的移动电台中，时间调准是在每一移动电台一侧通过调整传输定时来校正传输脉冲串到达基站时间的差异。

此外，控制电路20发送控制信号给扩展码选择电路11，为相关器5和相关器6选择扩展码；发送控制信号给扩展多路复用电路14以选择扩展码；发送控制信号给译码器7，以指令在与次基站通信的情况下使用主基站和次基站的两种相关值数据来译码；以及发送控制信号给RF发射部分16，以控制传输功率。至此，包含在从基站接收到的数据中的控制信号被用来控制传输功率。

对于主基站执行传输功率控制和时间调准。然而，当主基站和次基站被切换时，在基站被切换之前接收次基站的传输功率和时间调准信息。利用这一信息使控制电路能快速地切换主基站和次基站。

下面说明如上述构成的CDMA/TDD系统中移动电台设备的接收操作。

首先，在开关2选择在接收的情况下，通过天线1接收的来自基站的接收数据在RF接收部分3处被转换成基带信号，并在AD转换器4处被量化。从AD转换器4输出的数字数据输入至相关器5、相关器6、同步电路8和同步电路9。

输入相关器5和相关器6的数据分别用在扩展码选择电路处11选出的相应的扩展码去扩展，然后输入至译码器7。至此，由同步电路8和9输出的同步信号获得同步。输入至译码器7的数据被译码后作为经译码的数据输出至移动电台的主体。

此外，经译码的数据还输出至控制电路20和同步电路8。在同步电路8处根据该经译码的数据产生帧同步信号，并输出至定时发生电路10，据此，在开关2处执行发射和接收的切换。

此外，接收功率检测电路12使用从相关器5和相关器6的输出来监示从移动电台周围的基站接收到的功率，并将指出接收到的功率值的数据输出至控制电路20。

下面说明CDMA/TDD系统中移动电台设备的发射操作。

首先，在编码器13处编码传输数据，然后与控制数据构成帧，输出至扩展多路复用电路14。此外，由来自控制电路20的用于时间调准的控制信号控制在编码器13处编码的数据的输出定时。

经编码的数据在扩展多路复用电路14处被扩展频谱，与待发送的每个信道多路复用，输出至DA转换器15。由来自控制电路20的控制信号选择用于扩展的扩展码。

经扩展频谱多路复用的数字数据在DA转换器15处转换成模拟信号，然后在RF发射部分16处转换成RF信号。当开关选择传输时RF信号从天线1输出。RF信号的传输功率在RF发射部分16处由来自控制电路20的传输功率控制信号加以控制。

下面，参照图3的示意图说明按照本发明实施例的CDMA移动电台中切换基站的操作。

如图3(a)所示，当移动电台位于基站A附近时，移动电台用扩展码A与基站A通信，同时在接收功率检测电路12处关注从基站A和基站B接收到的功率的值。移动电台使用从相关器5输出的相关值来检测在当前通信中从基站A接收到的功率，并用从相关器6输出的另一个相关值来检测从周围基站接收到的功率。这时，控制电路20对当前通信的基站A执行传输功率控制和时间调准控制。

当移动电台接近基站A和基站B之间的中间区，如图3(b)所示，同时逐渐移向基站B，于是在接收功率检测电路12处检测到从基站B接收到的功率大于预定的功率值时，移动电台处的控制电路20对编码器13发送与作为次基站的基站B通信的控制信号。

基站A从接收到的数据中接收控制信息并对基站B发送控制信息，使基站B作为移动电台的次基站工作。当基站B接收到这一控制信息，基站B使用不同于基站A的扩展码B对移动电台发送与基站相同的信息。

移动电台在相关器5处获得作为主基站的基站A的数据，同时在相关器6处获得作为次基站的基站B的数据，然后使用从相关器5和相关器6输出的数据获得经译码的数据。对要从移动电台发送的数据用基站A的扩展码A进行扩展。此外，响应于基站A还进行传输功率控制和时间对准。

如上所述，由于在移动电台与主基站通信的同时接收来自次基站的数据，随后在切换基站之前获得切换通信方所需的数据，因此能够实现快速切换通信方。

如图3(c)所示，当移动电台越过基站A与基站B之间的中间区，进一步移向基站B，检测到从基站B接收到的功率大于从基站A接收到的功率时，移动电台中的控制电路20对编码器13发送使基站A为次基站和使基站B为主基站的控制信号。

当基站A从接收到的数据中接收控制信息时，基站A作为移动电台的次基级工作并用扩展码A发送数据。当基站B从接收到的数据中接收控制息时，基站B使用扩展码B对移动电台发送与基站A相同的数据。

移动电台在相关器5处获得来自作为主基站的基站B的数据，同时在相关器6处获得来自作为次基站的基站A的数据，然后用从相关器5和相关器6输出的数据获得经译码的数据。对要从移动电台发送的数据用基站B的扩展码B进行扩展。此外，响应于基站B还进行传输功率控制和时间调准。

在按照本实施例切换基站的操作中，由于已由基站A和B获得同步，因此不需要获得同步，而且自从基站B是次基站以来，对传输功率和时间调准的控制信息已发送到移动电台。因此，能短时间内进行基站的切换。

当移动电台进一步移向基站B并位于基站B附近时，如图3(d)所示，移动电台的控制电路20对编码器13发送控制信号以结束与次基站A通信。基站B从接收到的数据中接收控制信息，并对基站A发送控制信息，以使基站A作为次基站工作。当基站A接收这一控制信息时，基站A就停止作为次基站的操作。

如上所述，在移动期间切换基站中，按照本实施例的移动电台在接收功率检测电路12处关注从周围基站接收到的数据的接收到的功率。当来自不是当前通信中的主基站的另一个基站的接收功率大于预定值时，移动电台对主基站发送数据，该数据包含控制信息，在它作为主基站的同时使另一个基站作为次基站发送数据，并且主基站将这一控制信息发送给次基站。此外，移动电台在相关器5和相关器6处同时接收来自主基站和次基站的数据。此后，当接收到的次基站的功率大于接收到的主基站的功率时，移动电台切换主基站和次基站，以向的新主基站发送数据。

下面用图4至图6的流程图说明按照本实施例的移动电台的控制电路20的处理流程。此外，在流程图中假设基站A为主基站。

首先将经译码的数据从译码器7输入至控制电路20(步骤S401)，然后从接收功率检测电路12输入来自每个基站的接收到的功率信息(步骤S402)。控制电路20比较接收到的基站A的功率值与接收到的基站B的功率值(步骤S403)。当接收到的基站B的功率值小于接收到的基站A的功率值时，控制电路20进而比较接收到的基站B的功率值与预定的阈值功率值(步骤S404)。

下面的说明是对这样的情况给出的：移动电台远离基站B，且接收到的基站B的功率值低于接收到的基站A的功率值、也低于预定阈值。

在这种情况中，移动电台只与基站A通信，而不与基站B通信。

在基站B作为次基站工作的情况下(步骤S405)，控制电路20对编码器13发送控制信号，以释放基站B作为次基站的状态(步骤S406)。

接着，控制电路20从经译码的数据提取释放基站B为次基站的定时信息，并提取基站A的时间调准信息和传输功率控制信号，从相应于控制信号的基站发送这些信息(步骤S407)。控制电路20进而根据该信息在次基站释放时刻对扩展码选择电路11发送控制信号，以释放基站B的扩展码(步骤S408)。此外，扩展码选择电路11对相关器6发送控制信号，使之不输出数据。

此外，在基站B不作为次基站工作的情况下(步骤S405)，控制电路20从经译码的数据提取基站A的时间调准信息和传输功率控制信息(步骤S409)。

接着，控制电路20对编码器13发送控制信号，以控制为对基站A时间调准而输出的数据的定时(步骤S410)，并对RF发射部分16发送控制信号，以控制传输功率(步骤S411)，然后结束处理(步骤S412)。此外，数据被发送到基站A。

下面的说明是对这样的情况给出的：接收到的基站B的功率值低于接收到的基站A的功率，但高于预定阈值。

当基站B不作为次基站工作时(步骤S501)，控制电路20对编码器13发送控制信号，以使基站B为次基站(步骤S502)。

控制电路20接着从经译码的数据提取开始与作为次基站的基站B通信的定时信息，并提取基站A的时间调准信息和传输功率控制信息，这些信息从对应于控制信号的基站被发送(步骤S503)。控制电路20进而根据该信息在与次基站通信的时刻对扩展码选择电路11发送控制信号，以选择基站B的扩展码(步骤S504)，并对译码器7发送控制信号，以使用相关器5和相关器6的输出来译码(步骤S505)。此外，扩展码选择电路11对相关器6发送控制信号，使之输出数据。

此外，当基站已作为次基站工作时(步骤S501)，控制电路20从经译码的数据提取基站A的时间调准信息和传输功率控制信息(步骤S506)。

接着，控制电路20对编码器13发送控制信号，以控制为对基站A的时间调准而输出的数据的定时(步骤S410)，并对RF发射部分16发送控制信号，以控制传输功率(步骤S411)，然后结束处理(步骤S412)。此外，数据被发送到基站A。

由于移动电台在切换基站之前得到从对于其后通信从基站通信必要的数据，因此能在短时间内完成诸如去扩展的同步获得传输功率控制和时间调准的处理，从而能减少切换所需的时间。

下面的说明是对这样的情况给出的：接收到的基站B的功率值大于接收到的基站A的功率值。

首先，控制电路对编码器13发送控制信号，使基站B为主基站和使基站A为次基站(步骤S601)。

接着，控制电路20从输入的经译码的数据提取切换主基站和次基站的定时信息，并提取基站B的时间调准信息和传输功率控制信息(步骤S602)。控制电路20进而在切换主基站和次基站的时刻对扩展多路复用电路14发送控制信号，用基站B的扩展码来扩展数据(步骤S603)，为基站B的时间调准对编码器13发送控制信号，以控制数据输出的定时(步骤S604)，对RF发射部分16发送控制信号，以控制传输功率(步骤S605)，以及对扩展码选择电路11发送控制信号，以切换基站A和基站B的扩展码。此外，扩展码选择电路11对相关器5发送控制信号，以输出采用基站B的扩展码的数据，并对相关器6发送控制信号，以输出采用基站A的扩展码的数据。

继而，控制电路20对译码器7发送控制信号，以使用来自相关器5和相关器6的输出(步骤S608)。此外，数据被发送至基站B。此后，主基站与次基站被切换。

在切换主基站与次基站的时刻，由于移动电台事先已经获得同步并能得到传输功率控制和时间调准信息，因此能在短时间内切换基站。进而在CDMA/TDD系统中接收到脉冲串时间的移动电台中能实现基站切换控制，从而有助于基站的切换。

依照上述处理，能在短时间内实现与移动电台通信的基站的切换，从而不必暂时中断通信。进而即使移动电台处在两个蜂窝区之间边界上，也可能抑止传输质量的下降。

本发明使得无线电通信设备和方法适用于在汽车电话、便携电话等设备中在短时间内实现与移动电台通信的基站的切换。

本发明不限于上述说明的实施例，且在不偏离本发明范围情况下能作各种改变和修正。

Claims (6)

1.一种CDMA/TDD无线电移动站设备，其特征在于，所述设备包括：

时间调准信息生成装置，它用与所述移动站进行当前通信的主基站发送的信号以及与所述移动站进行下一次通信的次基站发送的信号生成第一时间调准信息；

发送装置，用于将所述第一时间调准信息发送给所述次基站；

控制装置，当来自所述主基站的数据的接收功率大于来自所述次基站的数据的接收功率时，所述控制装置对所述主基站实行时间调准，并从所述主基站接收所述次基站的第二时间调准信息；

切换控制装置，当来自次基站的数据的接收功率大于来自主基站的数据的接收功率时，所述切换控制装置根据所述第二时间调准信息对所述次基站实行时间调准，然后进行从所述主基站到所述次基站的切换。

2.如权利要求1所述的CDMA/TDD无线电移动站设备，其特征在于，所述设备还包括向所述次基站发送指令信息的装置，以使所述次基站发送与主基站当前通信所传送的数据相同的数据。

3.如权利要求1所述的CDMA/TDD无线电移动站设备，其特征在于，所述设备包括当来自次基站的数据的接收功率大于来自主基站的数据的接收功率时，用于将所述次基站功能切换到主基站的装置。

4.一种CDMA/TDD切换方法，其特征在于，包括下述步骤：

用与一移动站进行当前通信的主基站发送的信号以及与所述移动站进行下一次通信的次基站发送的信号生成第一时间调准信息；

将所述第一时间调准信息从所述移动站发送给所述次基站；

当在所述移动站处，来自所述主基站的数据的接收功率大于来自所述次基站的数据的接收功率时，对所述主基站实行时间调准，并从所述主基站接收所述次基站的第二时间调准信息；

当来自次基站的数据的接收功率大于来自主基站的数据的接收功率时，根据所述第二时间调准信息对所述次基站实行时间调准，然后进行从所述主基站到次基站的切换。

5.如权利要求4所述的CDMA/TDD切换方法，其特征在于，还包括下述步骤：用所述主基站向所述次基站发送指令信息，用于命令与当前通信中发送给所述移动站的数据相同的数据；以及所述移动站将所述时间调准信息发送给所述次基站。

6.如权利要求5所述的CDMA/TDD切换方法，其特征在于，当根据所述指令信息在所述次基站进行时间调准时，将所述相同数据发送给所述移动站。

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