CN1157078C - 移动台设备及其信号接收方法 - Google Patents
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Abstract
基站设备将广播信道的一帧信息压缩成1/2帧或更小的块并在一帧的时间内发送该块。移动台设备以块或附加的块为单位对接收信号解码以进行监测。移动台设备在差错率超过阈值时接收并附加下一个块。移动台设备重复该处理直到差错率低于阈值。当差错率低于阈值时，移动台设备停止接收广播信道信号，并使用直到一帧时间过去的剩余部分来监测要切换的不同移动通信系统的载波信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用CDMA(码分多址)系统的移动台设备和基站设备。
背景技术
在基于CDMA(码分多址)的移动通信系统中，在移动台进行到使用不同系统(如FDMA系统、TDMA系统等)的移动通信系统业务(后称“不同移动通信系统”)的切换或到采用不同载波频率的同样的CDMA移动通信系统的切换情况下，移动台需要在进行切换之前监测切换目的地载波上的信息，以平滑地进行切换。
图1所示为解释切换情况的小区示意图。假设此时有3个小区。当连接到基站11的移动台12从小区13移动到为不同移动通信系统的小区的小区14时，移动台需要接收由作为目的地的小区14的基站15发送的控制信道信号，并监测基站15的控制信道。
在基于CDMA的移动通信中使用的信道主要有两种，即控制信道和通信信道。控制信道信号由基站发送到相同小区内的所有移动台。广播信道(BCCH)信号被映射(mapped)到控制信道信号中，并且广播信道信号主要包含与同步有关的信息、下行链路发送功率信息和上行链路干扰功率信息等。通信信道信号在基站和移动台之间进行发送和接收，通信信道是用于发送包括消息信号的数据的信道。
图2是表示传统基站设备发送的通信信道信号和控制信道信号的帧结构的示意图。通信信道信号被分割成例如10msec的帧，而这些帧又例如分成16个时隙。这种帧结构的通信信道信号用于数据通信。广播信道信号例如在10msec的通信信道信号的一个完整的帧上发送。
这种帧结构不能使移动台有富余的时间来监测不同移动通信系统的载波信息。因此，传统基站对要发送的通信信道信号采取如下措施。
图3A、图3B和图3C是传统基站设备的发送信号帧结构的示意图。图3A表示在正常通信期间通信信道信号的帧结构。
监测期间的帧结构将采用图3B和3C来解释。图3B表示的是在基站设备中当通过附加通信信道信号的一帧信息使用一帧的前半部分以两倍的发送速率发送数据时的帧结构。图3C表示的是在基站设备中当通过将一帧分成4部分使用该帧的前端和后端发送在图3B中附加的信息的帧结构。
在当基站将具有这种帧结构的通信信道信号发送到移动台的情况下，如图所示地在帧中产生空白时间区(后称“空闲间隔”)，并且处于接收端的移动台在该空闲间隔内没有要接收的数据。
因此，移动台可使用通信信道中的空闲间隔来监测不同移动通信系统的控制信道。
因此，移动台可在切换时根据在切换目的地接收到的不同移动通信系统的载波信息建立同步，使之能够进行平滑的切换。
但是，传统设备具有如下问题：亦即，传统基站将具有空闲间隔的帧结构的通信信道信号发送到移动台，从而在切换目的地为移动台提供空闲间隔来接收控制信道信号。因此，来自基站的发送信号具有空白时间，在该空白时间期间，不发送数据，从而引起无线电通信线路上的信号中断。
此外，传统移动台不能进行正确的接收或解码，除非被提前通知高发送速率的附加数据输入的定时，并且必须分配新的信道资源以将与定时有关的信息从基站发送到移动台。因此，在当没有足够的信道资源的情况下，移动台难以接收不同移动通信系统的载波信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种移动台设备和基站设备，可形成移动台设备的空白时间以在广播信道中接收不同移动通信系统的控制信道信号，从而不会在切换时引起无线电通信线路的信号中断，同时不需要分配另外的信道资源。
为了实现上述目的，本发明的基站设备在一帧时间期间将广播信道信号的一帧信息压缩到1/2帧或更小的块，并重复发送该块。另一方面，移动台设备以块或附加的块为单位对这些重复发送的各块进行解码，并进行检错，当差错率超过阈值时，接收下一个块并加上该块。移动台设备重复该操作，直至差错率低于该阈值。此外，当差错率低于该阈值时，移动台设备停止接收广播信道信号，并使用直到经历一帧的时间的剩余时间，以监测为切换所必需的不同移动通信系统的控制信道。
因此，本发明提供一种移动台设备，包括：接收装置，用于接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；检测装置，用于检测每一个所接收的各块的差错率；以及接收控制装置，用于当所检测到的差错率低于预定阈值时，通过停止在一帧中对广播信道的后续数据的数据接收而在该广播信道的该一帧中形成空白时间。
本发明还提供一种移动台设备，包括：接收装置，用于接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；附加装置，用于附加这些接收到的块；检测装置，用于检测每一个所附加的块的差错率；以及接收控制装置，用于当所检测到的差错率低于预定阈值时，通过停止在一帧中对广播信道的后续数据的数据接收而在该广播信道的该一帧中形成空白时间。
本发明还提供一种移动台设备信号接收方法，包括：接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；检测每一个所接收的块的差错率；以及当所检测到的差错率低于预定阈值时，通过停止在一帧中对广播信道的后续数据的数据接收而在该广播信道的该一帧中形成空白时间。
本发明还提供一种移动台设备信号接收方法，包括：接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；附加这些接收到的块；检测每一个所附加的块的差错率；以及当所检测到的差错率低于预定阈值时，通过停止在一帧中对广播信道的后续数据的数据接收而在该广播信道的该一帧中形成空白时间。
本发明还提供一种移动台设备的小区搜索方法，包括：接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；当广播信道的一帧的差错率低于预定阈值时，将进行通信的接收RF部分切换到另一个接收RF部分；以及将使用该广播信道的一帧中的空白时间监测越区切换候选者的基站设备的控制信道。
附图说明
参照附图以示例方式对一个例子的如下描述，本发明的上述和其他目的和特征将变得更加清楚，附图中：
图1是解释进行切换时的小区示意图；
图2是表示由传统基站设备发送的通信信道信号和控制信道信号的帧结构示意图；
图3A是表示在正常通信期间传统基站设备发送信号的帧结构示意图；
图3B是表示在监测期间传统基站设备发送信号的帧结构示意图；
图3C是表示在监测期间传统基站设备发送信号的帧结构示意图；
图4A是表示传统基站设备发送的广播信道信号的帧结构示意图；
图4B是表示本发明实施例的基站设备发送的广播信道信号的帧结构示意图；
图5是表示上述实施例的移动台设备主要部分的框图；
图6是表示上述实施例的基站设备的空闲间隔信息处理的流程图；
图7是表示上述实施例的移动台设备的主要部分的框图；
图8是表示上述实施例的移动台设备的主要部分的框图；及
图9是表示上述实施例的广播信道结构示例的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图来解释本发明的实施例。
图4B是表示本发明实施例的基站设备发送的通信信道信号帧结构和映射到本发明实施例的基站设备发送的控制信道信号的广播信道信号帧结构的示意图。图4A是表示用来与本实施例相比较的传统帧结构的示意图。
在传统设备中，广播信号在10msec的整个一帧上发送，而在本实施例中，广播信道信号的一帧信息在10msec期间以至少两倍的发送速率重复发送。本发明的基站设备形成用于至少以两倍的发送速率发送的每一帧信息的各块，并且移动台设备还以这种块为单位进行解码。
具体地讲，如图4B所示，例如，在10msec期间，以4倍的发送速率重复发送广播信道信号的一帧信息4次。本实施例的基站设备形成用于以该4倍的发送速率发送的每一个帧信息的各块，并且该移动台设备还以这种块为单位进行解码。图4B表示的是当以4倍的发送速率发送广播信道信号的情况，但本发明并不局限于这种情况，至少为两倍速率的控制信道信号的发送速率均可采用。
在本实施例中，在例如基站设备以两倍的发送速率发送一帧广播信道信息时，基站设备可发送一帧信息，即5msec的一个块。在10msec的一帧期间，基站设备连续发送该块两次。在例如基站设备以x16的发送速率发送一帧信息时，即当一块时间被设置成一帧时间的1/16时，基站设备在10msec的一帧期间将同样的块发送16次。
因此，基站设备使用以在一帧中重复发送相同的压缩信息的方式构成的广播信道信号的帧结构，从而，在从基站设备发送的信号中不出现空白时间，进而不会引起信号中断情况的出现。另外，由于移动台设备可以仅仅通过接收至少一个块来获得一帧信息，因此，可以将直到10msec的一帧时间过去的剩余时间作为空闲间隔，并监测作为切换目的地候选的基站设备的控制信道。
接下来，将参照图5和6来描述移动台设备如何形成空闲间隔。图5是本发明移动台设备的主要部分的框图，图6是表示本发明移动台设备的空闲间隔信息处理的流程图。
首先，使用图5来描述其结构。天线201接收RF(射频)信号，并将其通过RxRF切换部分202(如后所述)发送到RxRF部分203。RxRF部分203将所接收到的信号由载波频率变换到基带频率。然后，A/D转换器204将所接收到的信息转换成数字信号，解调部分205进行解调。
然后，进入到不同系统控制信道读取部分200的接收信号进入到块数据存储器206。有n个块数据存储器206，第一个各块数据存储器存储基站设备以至少两倍的发送速率重复发送的广播信道信号的开始块数据。n个块数据存储以块为单位顺序地存储一帧中的广播信道信号。n可任意设定。如后所述，n至少为一帧中的块的数目，n的最小值根据基站设备发送广播信道信号的发送速率的倍数来确定。块数据存储器存储控制部分207将每个块的数据存储在块数据存储器206中。
块解码器208对存储在块数据存储器206或块数据附加存储器212(如后所述)中的块数据进行解码。该解码是以块为单位或以附加的块为单位进行的。
检错部分209对解码数据进行检错，并将检错结果通知给块数据存储器存储控制部分207、附加控制部分210(如后所述)、帧内控制信道读取控制部分216和RxRF选择控制部分213。
有(n-1)个加法器211，它们对存储在块数据存储器206或块数据附加存储器212中的数据进行相加，并将所相加的数据存储在块数据附加存储器212中。附加控制部分211将所相加的并存储在块数据附加存储器212中的数据发送到块解码器208，并使解码器208对这些数据进行解码。为了减小设备尺寸，可将对应的块数据存储器206、加法器211、和块数据附加存储器212的数目定为1，在这种情况下，它们重复使用。
当RxRF选择控制部分213从检错部分209接收到差错率低于阈值的通知时，它切换RxRF切换部分202，并操作不同系统RxRF部分214。亦即，中止采用RxRF部分203接收广播信道信号的处理。在需要时，不同系统解调处理部分215对由不同系统RxRF部分214接收到的不同系统的控制信道信号进行A/D转换、解调处理和解码。
当帧内控制信道读取控制部分216从检错部分209接收到差错率低于阈值的通知时，它操作帧内控制信道读取部分217。帧内控制信道读取部分217读取不同系统解调处理部分215解调的切换目的地候选的控制信道信号。
然后，将参照图6来描述形成空闲间隔的处理。在ST301，天线201接收由基站设备至少以两倍的发送速率重复发送的广播信道信号。然后，在ST302，在块解码器208对存储在第一块数据存储器206中的开始块进行解码。
在ST303，检错部分209对解码的开始块进行检错。在差错率超过阈值时，该步骤进到ST304，而当低于阈值时，该步骤进到ST305。
在ST304，接收到差错率超过阈值的通知的块数据存储器存储控制部分207存储正由第二块数据存储器206的解调部分205解调的或已解调的第二块数据。然后，第一加法器210将存储在第一块数据存储器206中的数据和存储在第二块数据存储器206中的数据相加，并将相加结果存储在第一块数据附加存储器212中。附加控制部分211将存储在第一块数据附加存储器212中的相加结果发送到块解码器208中。
当在ST304中的这种处理完成之后，步骤返回到ST302，由块解码器208对存储在第一块数据附加存储器212中的数据进行解码，并且步骤进到ST303进行检错。在差错率超过阈值的情况下，处理步骤再次进到ST304，而当差错率低于阈值时，处理步骤进到ST305。
重复上述ST302至ST304，直到差错率低于阈值。在ST304中从第二次以后，块数据存储器存储控制部分207将正由解调部分205解调或已解调的下一个块(设为第x块)存储在第x块数据存储器206中。然后，第x加法器211将第(x-1)块数据附加存储器212和第(x+1)块数据存储器206的数据相加，并将得到的结果存储在第x块数据附加存储器212中。附加控制部分210将存储在第一块数据附加存储器212中的相加结果发送到块解码器208。
在ST305，确定已接收到所必需的广播信道信号的一帧数据，并且中止对其他广播信道信号的接收。亦即，从检错部分209接收到差错率低于阈值的通知的RxRF部分选择控制部分213切换RxRF切换部分202，并操作不同系统RxRF部分214。因此，将直到一帧时间过去的剩余时间作为空闲间隔，并且移动台设备进行小区搜索，并监测切换目的地候选的控制信道。
这里，例如在当移动台设备对开始块进行解码时差错率低于阈值的情况下，以及在切换RxRF部分的情况下，当检错部分209输出的结果为没有差错时，丢弃从接收到开始块之后到切换RxRF部分由RxRF部分203接收到的广播信道的数据。
从而，由于基站设备在一帧中重复发送压缩的一帧广播信道信息的块，因此，接收到该块的移动台设备能够通过仅接收至少一个块来获得一帧信息。当确定得到了广播信号的一帧信息时，移动台设备中止接收广播信号，因此移动台设备可将直到一帧时间过去的剩余时间作为空闲间隔。因此，当差错率低于阈值时，移动台设备一次对一个块进行检错，并中止接收，而当差错率超过阈值时，加上具有相同信息的下一个块，并且一个块接着一个块地相加，直到差错率低于阈值。
以这种方式，移动台设备在最可能短的时间内完成一帧信息的接收，并可将一帧中的剩余时间作为用于小区搜索的空闲间隔。
例如，在一帧为10msec、基站设备以4倍的发送速率重复发送广播信道信号(即以每个块2.5msec的速率发送4个块)、并且移动台设备接收无差错的开始块、并且从完成接收开始块之后到切换RxRF部分需要1msec的情况下，移动台设备可具有直到一帧时间过去的6.5msec作为空闲间隔。
以这种方式形成的空闲间隔的长度取决于以下因素：基站设备发送广播信道信号的发送速率的倍数、此时根据线路质量在移动台设备接收到无差错的广播信号时接收到的块的数目、及移动台设备进行检错和RxRF部分切换所需的处理时间。
另外，在经历一帧时间后，移动台设备再次接收广播信道信号。在下一个帧时间上和在这之后，同样形成空闲间隔。
接下来，将采用图7来描述在使用上述形成的空闲间隔进行到不同移动通信系统的切换时用于同步的本实施例的移动台设备的操作。图7是表示本实施例的移动台设备的主要部分的框图。与图5系统的结构部件采用相同标号。
从天线201到解调部分205的各部分已经做了描述，在此予以省略。当在不同系统控制信道读取部分200中确定差错率低于阈值并且已接收到广播信道的一帧数据时，RxRF部分选择控制部分213切换RxRF切换部分202，并操作不同系统RxRF部分214。
在不同系统控制信道读取部分200中，图5所示的帧内控制信道读取部分217在所形成的空闲间隔内读取不同系统的控制信道信号。所读出的不同系统的控制信道信息被发送到不同系统控制信道读取定时控制部分401，并将定时控制指令返回到不同系统控制信道读取部分200。不同系统控制信道读取部分200为不同系统同步部分402指示读取定时。
如上所述，通过接收不同系统的控制信道信号并使之同步，移动台设备可以建立与不同系统的通信线路。当切换目的地是相同的移动通信系统时，移动台设备仅需要在上述形成的空闲间隔内接收该系统的控制信道信号，很明显，这是有效的。
如前所述，这里所述及的移动通信系统可以是任意系统，不管它是FDMA系统还是TDMA系统，只要该系统是不同于CDMA系统的移动通信系统即可。
例如，当移动台设备进行到使用TDMA系统的PHS(个人手持电话系统)的切换时，基于TDMA系统的移动台设备在读取控制信道信号时必需读取特定频率的特定时隙。因此，不同控制信道读取定时控制部分401控制不同系统控制信道读取部分200，以便使移动台设备可读取特定频率的特定时隙。
接下来，将采用图8来描述不同移动通信系统中的天线分集，其中本实施例的移动台设备进行使用所形成的空闲间隔来进行到该不同移动通信系统的切换。图8表示的是本实施例的移动台设备主要部分的框图。与图5和7所示系统的结构部件采用相同标号。
有多个天线501(假设有n个天线)。由于前面已经描述了从RxRF切换部分202到解调部分205的各部分，这里省略对它们的再次描述。在不同系统控制信道读取部分200中，当确定差错率低于阈值并且已经接收到广播信道的一帧数据时，RxRF部分选择控制部分213切换RxRF切换部分202，操作不同系统RxRF部分214，并开始接收不同系统的控制信道信号。
不同系统控制信道接收强度存储器502对应于天线501的数目(此时为n)而设置，并存储所要切换到的不同系统的控制信道信号的各天线的接收电平，与此同时，移动台设备采用所形成的空闲间隔进行小区搜索。
不同系统接收强度比较部分503将存储在#1至#n不同系统控制信道接收强度存储器502中的各天线电平进行比较，并将比较结果输出到天线控制部分504。天线控制部分504指令天线选择部分505选择来自天线的具有最高接收电平的信号。
因此，当采用所形成的空闲间隔来进行小区搜索时，移动台设备可防止在通过天线分集切换到不同移动通信系统时线路质量的陡降。
另外，也可使用SIR(信号干扰比)来替代上述接收强度。即使切换目的地是相同的移动通信系统，但是，移动台设备只需在空闲间隔内接收系统的控制信道信号，很明显，这将是有效的。
上述所有描述采用了压缩广播信道信号的一帧信息的块的概念。下面将描述实际的时隙结构。
图9所示的时隙结构示例对应于基于CDMA/TDD系统的移动通信系统，此时一帧广播信道信息被压缩到一个时隙大小，并通过对每个子帧重复一次而发送，即每帧4次。
图9是表示当子帧数为4时对应于公共业务的广播信道信号的结构的示意图，每个基站设备仅以子帧的最后下行链路时隙来发送要发送的广播信道信息601，并以所有子帧的最后下行链路时隙重复发送相同的信息。该广播信道信息存储有每个通信终端设备BS#1至BS#4的从A至D的压缩信息，而该广播信道信息存储在最后下行链路时隙中。
在这种情况下，如已采用块的概念解释的，移动台设备也接收第一子帧的最后下行链路时隙的广播信道信息，对其解码并进行检错，而当差错率超过阈值时，可使用一帧中剩余的下行链路时隙来监测切换目的地候选的控制信道。
因此，基站设备在一帧时间期间以至少两倍的发送速率重复发送广播信道信号的一帧信息，因此在发送信号中不再需要空白时间，即消除了信号中断的可能，从而，不必为移动台设备分配信道资源以获得发送信号中被相加和以高发送速率发送的数据的定时。另一方面，移动台设备接收和附加该重复发送的一帧信息，直到不再检测到差错为止，并当无差错时中止接收。这样就可在中止接收后的直到经历一帧时间的剩余时间内监测不同移动通信系统的载波信息，并可进行伴随平稳切换的小区搜索。
如上所述，本发明消除了在进行切换时引起无线电通信线路中的信号中断的成因，并可形成移动台设备的空白时间，用以接收不同移动通信系统的控制信道，而不必分配另外的信道资源。
本发明不局限于上述实施例，在不背离本发明范围的情况下，可进行各种变化和修改。
本申请基于于1998年9月7日提交的日本专利申请第HEI10-252993号，在此引用以资参考。
Claims (7)
1.一种移动台设备，包括：
接收装置，用于接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；
检测装置，用于检测每一个所接收的各块的差错率；以及
接收控制装置，用于当所检测到的差错率低于预定阈值时，通过停止在一帧中对广播信道的后续数据的数据接收而在该广播信道的该一帧中形成空白时间。
2.一种移动台设备，包括：
接收装置，用于接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；
附加装置，用于附加这些接收到的块；
检测装置，用于检测每一个所附加的块的差错率；以及
接收控制装置，用于当所检测到的差错率低于预定阈值时，通过停止在一帧中对广播信道的后续数据的数据接收而在该广播信道的该一帧中形成空白时间。
3.如权利要求1或2所述的移动台设备，其中当所检错的差错率低于该预定阈值时，所述接收控制装置指令切换部分将操作从进行通信的接收RF部分切换到另一个接收RF部分。
4.如权利要求1或2所述的移动台设备，还包括：
由所述接收控制装置形成该空白时间，以监测越区切换候选者的基站设备的控制信道。
5.一种移动台设备信号接收方法，包括：
接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；
检测每一个所接收的块的差错率；以及
当所检测到的差错率低于预定阈值时，通过停止在一帧中对广播信道的后续数据的数据接收而在该广播信道的该一帧中形成空白时间。
6.一种移动台设备信号接收方法，包括：
接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；
附加这些接收到的块；
检测每一个所附加的块的差错率；以及
当所检测到的差错率低于预定阈值时，通过停止在一帧中对广播信道的后续数据的数据接收而在该广播信道的该一帧中形成空白时间。
7.一种移动台设备的小区搜索方法，包括：
接收广播信道信号，所述广播信道信号中要在一帧内发送的数据被压缩成小于半帧的各块，并且在一帧内重复发送所述各块；
当广播信道的一帧的差错率低于预定阈值时，将进行通信的接收RF部分切换到另一个接收RF部分；以及
通过使用该广播信道的一帧中的空白时间监测越区切换候选者的基站设备的控制信道。
Applications Claiming Priority (2)
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