CN1120585C - 一种在码分多址移动通信系统中用于产生频率硬越区切换的空白频率的方法和设备 - Google Patents

一种在码分多址移动通信系统中用于产生频率硬越区切换的空白频率的方法和设备 Download PDF

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Abstract

一种产生诸空白频率的方法，当诸基站在频率设置上不同时，采用这种方法使频率硬越区切换平滑，以保证数字CDMA移动通信服务。利用服务频率的基本信号使诸空白频率中的每个频率的覆盖区域变成与该服务频率的覆盖区域相同。根据本发明，该服务频率的导频信道信号、同步信道信号、寻呼信道信号以及诸业务信道信号被直接置于诸空白频率的每一个中。因此，该空白频率的覆盖区域总是能够与按照基站的业务量变化的服务频率的覆盖区域相同，从而使移动站能够圆满地实施频率硬越区切换。此外，只提供一个功率合成器、一个功率放大器和一个功率分离器来处理所有这些空白频率。因此，空白频率产生电路能够变得结构简单、成本降低。而且，系统的可靠性增强了。

Description

一种在码分多址移动通信系统中用于产 生频率硬越区切换的空白频率的方法和设备
技术领域
本发明一般涉及一种产生空白频率(dummy frequency)的方法和设备，当诸基站在频率设置上不同时，利用这种方法和设备使频率硬越区切换平滑，来保证数字码分多址(CDMA)移动通信服务，特别是涉及这样一种产生空白频率的方法和设备：利用服务频率的诸基本信号使空白频率的覆盖区域与该服务频率的覆盖区域相同。
背景技术
在CDMA系统中，一个服务频率包括多条按照代码来标识的信道。从基站到移动站的前向链路由导频、同步、寻呼和业务信道构成。导频信道发射信息，该信息允许移动站接入系统并识别基站。根据导频信道的码片能量与干扰强度之比来确定基站的覆盖区域。这里，额外开销信号包含导频信道信号、同步信道信号和寻呼信道信号。
根据同步、寻呼和业务信道功率的总和以及移动站周围的噪声功率来确定干扰强度。由于这个原因，该基站的覆盖区域按照服务频率中诸信道的功率比以及业务负荷来变化。
在诸如蜂窝式个人通信、服务卫星移动通信以及未来公共陆地移动电信系统这些移动通信系统中，当某一移动站通过诸基站之间的边界时，必须实施越区切换以维持一个呼叫。具体来讲，在CDMA移动通信系统中，在两个基站的服务频率在数目和频率值都相同的情况下，能够通过软越区切换来连续保持呼叫，而不需要频率变换。但是，在两个基站的服务频率的数目不同的情况下，参与切换的基站可能不得不实施频率转换来维系该呼叫，这就是所谓的“频率硬越区切换”。
在越区切换目标基站的服务频率的数目小于相邻基站的服务频率的数目的情况下，越区切换目标基站利用诸空白频率或诸导频信标(pilot beacon)来增加服务频率，以使服务频率的数目与相邻基站的服务频率的数目相同。利用这种方式，一个使用除了越区切换目标基站的服务频率之外的频率的基站获取越区切换目标基站的信息，以实施频率硬越区切换。此刻，每个空白频率由导频信道信号、同步信道信号以及诸寻呼信道信号的一部分或者其全部来组成。这里，术语“空白频率”是指1)“导频信标或空白导频”及2)“空白频率”，其中1)所述“导频信标或空白导频”的每一个只传送导频信道信号，以及2)所述“空白频率”的每一个由导频信道信号、同步信道信号以及诸寻呼信道信号的一部分或者其全部来组成。
图1是一张方框图，它图解表示了一个用来实现常规空白频率产生方法的系统的结构。把带有诸业务信道的服务频率和不带有业务信道的诸空白频率提供给基站。服务频率包括导频信道信号A1、同步信道信号B1、寻呼信道信号C1和诸业务信道信号D1-DN。诸信道单元(channelelement)1-5完成数字信号处理，这些数字信号处理包括分别针对于导频信道信号A1、同步信道信号B1、寻呼信道信号C1和诸业务信道信号D1-DN的扩频。由功率合成器6来合成处理后的信号，并且由发射机/接收机单元7把它转换为射频信号F1。然后，由线性放大器8把该射频信号F1放大后提供给天线(图中未表示)。这里，由诸信道单元1-5在增益上对导频信道信号A1、同步信道信号B1、寻呼信道信号C1和诸业务信道信号D1-DN进行调整。导频信道信号A1、同步信道信号B1和寻呼信道信号C1通常维持在基站初始化时建立的增益。但是，为了根据业务量的变化保持呼叫质量，诸业务信道信号D1-DN在增益上是动态变化的。因此，基站的覆盖区域，或者说服务频率导频信道的码片能量与噪声强度的比率是变化的。
对于平滑频率硬越区切换，在相邻基站具有N个呼叫频率的情况下，一个越区切换目标基站除了具有一个服务频率以外，必须具有N-1个空白频率。每个空白频率除了没有业务信道信号以外，在结构上与服务频率是相同的。分别由信道单元9-11来处理第一个空白频率的导频、同步和寻呼信道信号。类似于服务频率中的那些信号，由合成器12来累加处理后的诸信号，并且由发射机/接收机单元13把处理后的诸信号变换为射频信号F2。然后，射频信号F2与服务频率的射频信号F1一起经线性放大器8放大后提供给天线。信道单元14-16对应于第N-1个空白频率。同样，分别由信道单元14-16来处理第N-1个空白频率的导频、同步和寻呼信道信号。由合成器17来累加处理后的诸信号，并且由发射机/接收机单元18把它们变换为射频信号FN。然后，射频信号FN与服务频率的射频信号F1以及第一空白频率的射频信号F2一起经线性放大器8放大后提供给天线。
在上述常规系统中，按照合成器6的输出中导频码片能量与噪声强度之比来确定服务频率F1的覆盖区域。根据来自信道单元2和3的同步和寻呼信道信号的功率与来自信道单元4，…，5的业务信道信号的功率之和来确定噪声强度。由于这个原因，服务频率F1的覆盖区域随着诸业务信道的负载量而变化。但是，诸空白频率F2，…，FN中每一个的覆盖区域取决于合成器12，…，17中相应一个的输出中导频码片能量与干扰强度之比。干扰强度取决于来自信道单元10和11，…，15和16中相应(诸)部件的同步和寻呼信道信号的功率。因此，空白频率的覆盖区域总是不变的，以致于它与服务频率的覆盖区域不一致。
换句话说，为了使频率硬越区切换平滑，诸空白频率中每一个的覆盖区域必须与呼叫频率的覆盖区域相同。但是，在越区切换目标基站的空白频率的覆盖区域大于该基站的服务频率的覆盖区域的情况下，一个执行越区切换的移动站在越区切换目标基站的空白频率覆盖区域的边界处接收越区切换目标基站的空白频率的信号，并且把接收到的空白频率转换为服务频率。在这种情况下，由于越区切换目标基站的服务频率的覆盖区域比较小，造成了呼叫中断。再者，因为越区切换目标基站的空白频率的覆盖区域非常大，所以增加了对邻近基站的干扰，造成了当邻近基站与越区切换目标基站的空白频率的覆盖区域具有相同值时，邻近基站的服务频率的覆盖区域的缩小。另一方面，在越区切换目标基站的空白频率的覆盖区域小于它的服务频率的覆盖区域的情况下，执行越区切换的移动站在相邻基站的服务频率覆盖区域的边界处不能获得越区切换目标基站的信息。这样就不能实施频率硬越区切换。
发明内容
因此，针对上述问题提出了本发明，本发明的目的是提供一种空白频率产生方法和设备，这种方法和设备是把某一服务频率的导频信道信号、同步信道信号、寻呼信道信号和诸业务信道信号直接置于每个空白频率上，使空白频率的覆盖区域总是与按照基站的业务量变化的服务频率的覆盖区域相同，从而使移动站能够圆满地实施频率硬越区切换。
根据本发明的一个方面，提出了一种在码分多址移动通信系统中产生用于频率硬越区切换的诸空白频率的方法，该方法包括以下步骤：第一步是，合成某一服务频率的导频信道信号、同步信道信号、寻呼信道信号以及部分或全部业务信道信号；第二步是，把在第一步中合成的信号功率分离为至少两部分；第三步是，采用在第二步中分离的诸信号之一作为服务频率的信号源；第四步是，采用在第二步中分离的诸信号的剩余部分作为诸空白频率的诸信号源。
根据本发明的另一个方面，提出了一种在码分多址移动通信系统中产生用于频率硬越区切换的诸空白频率的方法，该方法包括以下步骤：第一步是，把某一服务频率的导频信道信号、同步信道信号、寻呼信道信号以及部分或全部业务信道信号功率分离为至少两部分；第二步是，把在第一步中分离的诸信号功率合成为至少两个信号部分；第三步是，采用在第二步中合成的诸信号部分之一作为服务频率的信号源；第四步是，采用在第二步中合成的诸信号部分的剩余部分作为诸空白频率的诸信号源。
本发明提供一种在码分多址移动通信系统中用于产生频率硬越区切换的空白频率的方法，该方法包括以下步骤：(a)通过对一个与服务频率相关的额外开销信号和至少一个服务信道信号进行合成，生成第一信号；(b)将第一信号进行功率分离，生成多个第二信号；(c)将第二信号之一转换为服务频率信号；以及(d)将剩余的第二信号转换为空白频率信号。
本发明还提供一种在码分多址移动通信系统中用于产生频率硬越区切换的空白频率的方法，该方法包括以下步骤：(a)对一个与服务频率相关的额外开销信号和至少一个服务信道信号进行合成；(b)将合成后的信号功率分离为一个或多个信号；及(c)将至少一个功率分离后的信号转换为空白频率信号；
本发明还提供一种在码分多址移动通信系统中用于产生频率硬越区切换的空白频率的方法，该方法包括以下步骤：(a)将一个与服务频率相关的额外开销信号和至少一个服务信道信号分别功率分离为一组信号；(b)从信号组的每一个信号中选出功率分离后的信号，并将一组信号中选出的信号进行合成；及(c)将合成后的信号转换为空白频率信号。
本发明还提供一种用于在码分多址移动通信系统中产生频率硬越区切换的空白频率的设备，包括：用于将一个与服务频率相关的额外开销信号和至少一个服务信道信号进行合成的合成装置；用于将通过合成装置合成后的信号功率分离为一个或多个信号的功率分离装置；以及用于将至少一个通过功率分离装置进行功率分离后的信号转换为空白功率信号的第一频率转换装置。
附图说明
从下面带有一些附图的详细描述中，将会更清楚地理解本发明的以上及其它目的、特点和优点，这些附图中：
图1是图解表示实现常规空白频率产生方法的系统结构的方框图；并且
图2是图解表示根据本发明实现空白频率产生方法的系统结构的方框图。
具体实施方式
图2是一张方框图，它图解表示了根据本发明实现空白频率产生方法的系统结构。服务频率包括导频信道信号A1、同步信道信号B1、寻呼信道信号C1和诸业务信道信号D1-DN。诸信道单元1-5完成数字信号处理，这些数字信号处理包括分别针对于导频信道信号A1、同步信道信号B1、寻呼信道信号C1和诸业务信道信号D1-DN的扩频。由功率合成器6来合成处理后的诸信号，并且通过功率放大器21和功率分离器22把它们施加到发射机/接收机单元7。由发射机/接收机单元7把接收到的信号转换为射频信号F1，然后由线性功率放大器8对该射频信号F1进行放大并提供给天线(图中未表示)。
采用功率分离器22把来自功率合成器6的合成后的服务频率信号分离为N个信号，把分离后的N个信号作为诸输入信号提供给发射机/接收机单元7用于服务频率，提供给发射机/接收机单元13，…，18用于空白频率。采用功率放大器21把来自功率合成器6的合成后的服务频率信号放大N倍，从而使功率分离器22的诸输出信号能够与功率合成器6的输出信号处在同一电平。
来自功率分离器22的第一输出信号被提供给发射机/接收机单元7作为服务频率，并且来自功率分离器22的其余N-1个输出信号分别提供给发射机/接收机单元13，…，18作为空白频率。对应诸空白频率的发射机/接收机单元13，…，18中的每一个单元把接收到的信号变换为一个射频信号，然后由线性功率放大器8对该射频信号进行放大后，与服务频率的射频信号F1一起提供给天线。也就是说，由发射机/接收机单元13把来自功率分离器22的第二个输出信号变换为射频信号F2，然后把F2加给线性功率放大器8。再者，由发射机/接收机单元18把来自功率分离器22的第N个输出信号变换为射频信号FN，然后把FN加给线性功率放大器8。因此，从线性功率放大器获得的是相同功率比的射频信号F1，F2，…，FN，这些射频信号中的每一个都包含导频信道信号、同步信道信号、寻呼信道信号和诸呼叫信道信号。
尽管已经针对举例说明的目的揭示了空白频率的产生方法和设备，但是本发明不局限于此。例如，本发明可以应用于导频信标产生的方法和设备。
正如可以从上文的描述中明显地看到的那样，本发明提供了一种在码分多址移动通信系统中产生用于频率硬越区切换的诸空白频率的方法和设备。在常规的空白频率产生方法和设备中，这些空白频率仅用于发射基站信息，这些空白频率中的每一个都由导频信道信号、同步信道信号和寻呼信道信号中的一部分或者其全部组成。但是，在本发明的空白频率产生方法和设备中，该服务频率的导频信道信号、同步信道信号、寻呼信道信号和诸业务信道信号直接置于诸空白频率的每一个上。因此，该空白频率的覆盖区域总是能够与按照基站的业务量变化的服务频率的覆盖区域相同，从而使移动站能够圆满地实施频率硬越区切换。
此外，在常规的空白频率产生方法和设备中，提供了多个信道单元和功率合成器来处理每个空白频率的导频信道信号、同步信道信号和寻呼信道信号。但是，在本发明的空白频率产生方法和设备中，只提供了一个功率合成器、一个功率放大器和一个功率分离器来处理所有空白频率。因此，空白频率产生电路能够变得结构简单、成本降低。而且，系统的可靠性增强了。
尽管已经针对举例说明的目的揭示了本发明的最佳实施例，但是本领域的技术人员应该懂得，在不背离诸附带权利要求中所揭示的本发明的范围和主旨的条件下，可能作出各种修改、补充和替代。

Claims (17)

1.一种在码分多址移动通信系统中用于产生频率硬越区切换的空白频率的方法，该方法包括以下步骤：
(a)通过对一个与服务频率相关的额外开销信号和至少一个服务信道信号进行合成，生成第一信号；
(b)将第一信号进行功率分离，生成多个第二信号；
(c)将第二信号之一转换为服务频率信号；以及
(d)将剩余的第二信号转换为空白频率信号。
2.根据权利要求1所述的空白频率产生方法，其特征在于，所述步骤(a)包括了对第一信号进行功率放大的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的空白频率产生方法，其特征在于，所述步骤(a)包括了将第一信号转换为一个中频带信号的步骤。
4.根据权利要求1或2所述的空白频率产生方法，其特征在于，所述额外开销信号包含了一个导频信道信号、一个同步信道信号和一个寻呼信道信号。
5.一种在码分多址移动通信系统中用于产生频率硬越区切换的空白频率的方法，该方法包括以下步骤：
(a)对一个与服务频率相关的额外开销信号和至少一个服务信道信号进行合成；
(b)将合成后的信号功率分离为至少两个信号；及
(c)将至少一个功率分离后的信号转换为空白频率信号；
6.根据权利要求5所述的空白频率产生方法，其特征在于，所述步骤(a)包括了对合成后的信号进行功率放大的步骤。
7.根据权利要求5或6所述的空白频率产生方法，其特征在于，所述步骤(a)包括了将合成后的信号转换为一个中频带信号的步骤。
8.根据权利要求5或6所述的空白频率产生方法，其特征在于，所述额外开销信号包含了一个导频信道信号、一个同步信道信号和一个寻呼信道信号。
9.一种在码分多址移动通信系统中用于产生频率硬越区切换的空白频率的方法，该方法包括以下步骤：
(a)将一个与服务频率相关的额外开销信号和至少一个服务信道信号分别功率分离为一组信号；
(b)从信号组的每一个信号中选出功率分离后的信号，并将一组信号中选出的信号进行合成；及
(c)将合成后的信号转换为空白频率信号。
10.根据权利要求9所述的空白频率产生方法，其特征在于，步骤(b)包括了对合成后信号的功率放大步骤。
11.根据权利要求9或10所述的空白频率产生方法，其特征在于，所述步骤(b)包括了将合成后的信号转换为一个中频带信号的步骤。
12.根据权利要求9或10所述的空白频率产生方法，其特征在于，所述额外开销信号包含了一个导频信道信号、一个同步信道信号和一个寻呼信道信号。
13.一种用于在码分多址移动通信系统中产生频率硬越区切换的空白频率的设备，包括：
用于将一个与服务频率相关的额外开销信号和至少一个服务信道信号进行合成的合成装置；
用于将通过合成装置合成后的信号功率分离为至少两个信号的功率分离装置；以及
用于将至少一个通过功率分离装置进行功率分离后的信号转换为空白功率信号的第一频率转换装置；
14.根据权利要求13所述的空白频率产生设备，进一步包括第二频率转换装置，用于将通过功率分离装置进行功率分离后的信号之一转换为一个服务频率信号。
15.根据权利要求13或14所述的空白频率产生设备，进一步包括功率放大装置，用于将由合成装置合成后的信号进行功率放大。
16.根据权利要求13或14所述的空白频率产生设备，其特征在于，合成装置包括将合成的信号转换为一个中频带信号的装置。
17.根据权利要求13或14所述的空白频率产生设备，其特征在于，所述额外开销信号包含了一个导频信道信号、一个同步信道信号和一个寻呼信道信号。
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