CN1177509C - 通信终端设备、基站设备和通信方法 - Google Patents

Abstract

复相关部分(110)复乘基带信号以区别各个基站设备的信号、反扩频基带信号和获得幅值，该基带信号的获得是通过将发送自基站设备的已知信号按照已知模式变频至基带频率而获得，该基站设备是候选的通信方。期望信号功率测量部分(111)使用预定数目的码元对幅值取平均值，干扰信号功率测量部分(112)，该干扰信号功率测量部分(112)通过抑制干扰成分计算期望信号功率，通过从幅值中减去期望信号的功率值分离干扰成分。除法部分(113)用期望信号除以干扰信号，以计算CIR值并向发射部分(102-1至102-n)输出该CIR值。发射部分(102-1至102-n)为无线电波发射完成必要的处理，如：调制、编码和变频等。并通过天线(103)发送信号。

Description

通信终端设备、基站设备和通信方法

                        技术领域

本发明涉及一种通信终端设备，基站设备和通信方法，更具体地说，涉及一种适用于CDMA(码分多址)通信的通信终端设备，基站设备和通信方法。

                        背景技术

在传统的使用CDMA系统的移动通信系统中，FCS(快速蜂窝选择)是多种系统之一，在该通信系统中，通信终端设备从多个基站设备中选择一个基站设备来通信。根据FCS，通信终端设备比较发送自多个基站设备的已知信号的接收质量，并与一个基站设备通信，该基站设备发送最佳接收质量的已知信号。

例如，当通信终端设备通过测量已知信号的接收质量然后选择已发送最高质量的已知信号的基站设备，变换与该通信终端设备通信的基站设备时，通信终端设备通常向基站设备发送连接请求，该基站设备已经发送最佳质量的已知信号。

然后，基站设备按照已知信号的接收质量信息，该已知信号由通信终端设备发送，决定无线资源分配和通信方法，并加入与通信终端设备的通信。这里，通信方法指若干种调整由基站设备发送的信号的方式，如：要发送信号的调制方式、编码率、在CDMA通信系统中的扩频系数(spreading factor)或复码(multicode)。

然而，在传统设备的情况下，通信终端设备向基站设备发送已知信号的接收质量信息，该已知信号发送自作为通信对象的一方的该基站设备，但是，通信终端设备不向某些基站设备发送已知信号的接收质量信息，该基站设备与该通信终端设备没有通信，该已知信号由上述基站设备发送。然后，当通信终端设备变换与该通信终端设备通信的基站设备时，通信终端设备发送基站设备的已知信号的接收质量，该通信终端设备期望与该基站设备建立新的通信。

在传统的设备中，当在传播路径(propagation path)中由于快速衰减产生变化等时，尽管假如通信终端设备测量已知信号的接收质量信息并发送该信息，当基站设备使用该信息并且该基站设备基于接收质量信息决定无线资源的分配和通信方法时，传播路径中的情况仍可能发生剧烈的变化；并且可能无法设定充分的条件以完成通信，引起通信终端设备在发送之后无法立即地、正确地接收发送自基站设备的信号。

                            发明内容

本发明的目的是提供一种通信终端设备，基站设备和通信方法，该通信终端设备，基站设备和通信方法能够在基站设备和通信终端设备之间的通信中快速地决定适当的无线资源分配和通信方法。

该目的通过如下方式获得：通过通信终端设备不仅向正在与该通信终端设备通信的基站设备，而且向与该通信终端设备有可能通信的多个基站设备，发送已知信号的接收质量信息；通过基站设备存储通信终端设备的接收质量信息，该通信终端设备不是与该基站设备正在通信的通信终端设备，并且，该基站设备在接收来自通信终端的连接请求的时刻，按照所存储的接收质量信息，决定无线资源的分配和数据率；或者，通过通信终端设备存储已知信号的接收质量信息，该已知信号不仅来自与该通信终端设备通信的基站设备，而且来自与该通信终端设备有可能通信的多个基站设备，当通信终端设备变换与该通信终端设备通信的基站设备时，该通信终端设备向基站设备发送存储的接收质量信息，并且被请求连接的基站设备接收存储的接收质量信息并决定无线资源的分配和通信方法。

附图说明

图1是根据本发明的实施例1的通信终端设备的构造的方框图；

图2是根据上述实施例的基站设备的构造的方框图；

图3表示根据上述实施例，在基站设备和通信终端设备之间信号的交换；

图4表示在通信终端设备已经改变与该通信终端设备通信的基站设备之后，在通信终端设备和基站设备之间交换通信信号；

图5表示根据本发明的实施例2的通信终端设备的结构的方框图；

图6表示根据上述的实施例的基站设备和通信终端设备之间的通信信号交换；

图7表示在通信终端设备已经改变与该通信终端设备通信的基站设备之后，在通信终端设备和基站设备之间交换通信信号；

图8是根据本发明的实施例3的基站设备的构造的方框图；和

图9表示根据上述的实施例的通信终端设备的结构的方框图。

                        具体实施方式

参照附图，将在下面解释本发明的实施例。

(实施例1)

根据本发明的实施例1，通信终端设备接收从多个基站设备发送的已知信号(known sigal)，并向各自的基站设备发送已知信号的接收质量信息，同时基站设备存储并对该接收质量信息取平均值；并在接收到来自通信终端的连接请求后，决定将无线资源(如：时隙、频段、编码或发射功率)划分给通信终端，数据率(如：调制方式(modulation scheme)、编码率、扩频系数或复码)；并与通信终端建立通信。

然后，将解释根据本发明的实施例1的通信终端设备的构造。

图1是根据本发明的实施例1的通信终端设备的构造方框图。

在图1中，通信终端设备100主要由多个CIR计算部分101-1到101-n，多个发射部分102-1到102-n和天线103构成。CIR计算部分主要由复相关部分(complex correlation section)110，期望信号功率测量部)111，干扰信号功率测量部分112和除法部分(division section)113构成。

复相关部分110复乘基带信号以获得幅值并向期望信号功率测量部分111和干扰信号功率测量部分112输出该幅值；将发送自基站设备的已知信号通过已知模式(known pattern)转换成基带频率，可获得所述基带信号，以便区分来自不同基站设备的信号，该基站设备是候选的通信对象的一方。

期望信号功率测量部分111使用预定数目的码元(symbol)对幅值取平均值并计算期望信号功率值。然后，期望信号功率测量部分111向干扰信号功率测量部分112和除法部分113输出期望信号的功率值。

干扰信号功率测量部分112从所接收的幅值中减去从期望信号的功率值中所获得的幅值，以计算干扰信号的功率值；并向除法部分113输出该干扰信号的功率值。除法部分113用期望信号的功率值除以干扰信号的功率值，以计算CIR值并向发射部分102-1输出该CIR值。

这样，CIR计算部分101-1到101-n计算发送自不同的基站设备的已知信号的CIR值，并将该CIR值输出至发射部分102-1到102-n。发射部分102-1到102-n对CIR值信息执行发射无线电波的必要处理，如编码、调制和变频，并通过天线103发送结果信息。

然后，将解释根据本发明的实施例1的基站设备的构造。图2是根据本发明的实施例1的基站设备的构造的方框图。在图2中，基站设备200主要由天线201、接收部分202、CIR提取部分203、平均部分204、发射控制部分205和发射部分206构成。

接收部分202通过天线201接收发送自通信终端设备的无线信号，完成必要的处理以便得到数据，如：转换到基带的频率、解调和解码并将所获得的信号输出至CIR提取部分203。CIR提取部分203从接收的信号中提取符合已知信号的CIR信息，并向平均部分204输出提取的CIR信息；该已知信号发送自各自的基站。平均部分204按照预定的时间单元对CIR信息取平均值，并输出到发射控制部分205。

发射控制部分205根据经平均化的CIR信息，决定无线资源的分配和数据率(如：调制方式、编码率、扩频系数或复码)。发射部分206按照通信方法，通过天线201发送来自于发射控制部分205的输出。此外，发射部分206通过天线201发送已知信号。

然后，在基站设备和通信终端设备之间交换信号。图3表示根据本发明的实施例1，在基站设备和通信终端设备之间交换信号。通信终端设备300主要由上述通信终端设备100构成。另一方面，上述的基站设备200主要由基站设备320、330和340构成。

在图3中，通信终端设备300计算接收自基站设备320的已知信号PL321的信噪比(以下作为“CIR”)，该基站设备320是通信对象的一方的候选设备，并发送经计算的CIR 322到基站设备320。此外，通信终端设备300计算接收自基站设备330的已知信号PL331的CIR值，该基站设备330是通信对象的一方的候选设备，并发送经计算的CIR 332到基站设备330。此外，通信终端设备300计算接收自基站设备340的已知信号PL341的CIR值，该基站设备340是通信对象的一方的候选设备，并发送经计算的CIR 342到基站设备340。

当终端设备300开始与基站设备320通信时，通信终端设备300接收发送自基站设备320的已知信号PL321，该基站设备320被选择为通信的对象的一方，并向基站设备320发送CIR 322，该CIR 322是所接收的已知信号PL321的接收质量信息。基站设备320按照CIR 322决定将分给通信终端设备300的无线资源或发射信号的数据率，例如，调制方式、编码率、CDMA通信系统中的扩频因子或复码的数目，等。并向通信终端设备发送数据。

此外，当开始与基站设备320通信时，通信终端设备300接收来自基站设备330的已知信号PL331；通信终端设备300与该基站设备330还没有建立通信，并且通信终端设备300向基站设备330发送CIR 332，该CIR 332是已知信号PL331的接收质量信息。同样，通信终端设备300向基站设备340发送CIR 342，该CIR 342是已知信号PL341的接收质量信息。

当通信终端设备300变换通信对象的一方时，该通信对象的一方由基站设备320变成基站设备330，基站设备330接收来自通信终端设备300的通信请求；然后按照刚刚发送自通信终端设备300的CIR信息，决定给通信终端设备300分配的无线资源，或准备传输的信号的数据率，例如，调制方式、编码率、CDMA通信系统中的扩频因子或复码的数目，等。并向通信终端设备300发送数据。

图4表示在通信终端设备已经改变与该通信终端设备通信的基站设备之后，在通信终端设备和基站设备之间交换通信信号。在图4中，通信终端设备300开始与基站设备330通信；并且尽管在从基站设备330接收数据之后，通信终端设备300仍然继续发送接收质量信息CIR 322和CIR 342，该CIR322和CIR 342分别对应来自基站设备320和基站设备340的已知信号PL321和PL341。

这样，根据本实施例的通信终端设备和基站设备，通信终端设备接收发送自多个基站设备的已知信号；向各个发送已知信号的基站设备发送接收质量信息；并且当通信终端设备变换当前与该通信终端设备通信的基站设备时，基站设备按照已知信号的接收质量信息，该已知信号预先被发送，决定无线资源分配和数据率，因此该实施例可以快速地决定适当的无线资源分配和数据率，并进入基站设备和通信终端设备之间的通信。

(实施例2)

根据本发明的实施例2，通信终端设备测量已知信号的接收质量信息，该已知信号相应于多个基站设备；通信终端设备有可能与该多个基站设备通信，该多个基站设备通信不包括与通信终端设备实际上通信的基站设备；并且，当变换作为通信对象的一方的基站设备时，通信终端设备为该通信终端设备所期望建立通信的基站设备，提供在过去测量的接收质量信息；同时，基站设备从发送自通信终端设备的接收质量信息中，决定无线资源和数据率，并进入与通信终端设备的通信。

图5表示根据本发明的实施例2的通信终端设备的结构的方框图。然而，给与图1中相同的组成部分分配与图1相同的标号，并且由此将省略详细的解释。

图5中的通信终端设备500与按照实施例1的通信终端设备的不同之处在于：通信终端设备500带有取平均值部分501-1到501-n，基站设备选择部分502和发射部分503；并且通信终端设备500对已知信号的接收质量信息取平均值，选择已知信号的接收质量信息，该已知信号发送自该通信终端设备500期望与之通信的基站设备，并向基站设备发送接收质量信息。

CIR计算部分101-1至101-n计算发送自各个基站设备的已知信号的CIR值，该各个基站设备是通信对象的一方的获选设备；并向取平均值部分501-1至501-n和基站选择部分502输出CIR值。

取平均值部分501-1至501-n按照预定的时间单元对已知信号的CIR值取平均值，并向基站选择部分502输出平均的CIR值。基站选择部分502比较从CIR计算部分101-1至101-n输出的CIR值，选择带有最优的CIR值的基站设备，并向发射部分503输出信息和平均CIR值信息，该信息是要向被选择的基站设备发送的信息，该平均CIR值信息是相应于被选择的基站设备。

发射部分503完成为发射无线电波所必须的处理，如对发射信号的调制、编码和变频，该发射信号由所选择的CIR信息和与所选择的基站设备连接的请求组成，并且通过天线103发射信号。

然后，将解释基站设备和通信终端设备之间的信号交换。图6表示根据本发明的实施例2的基站设备和通信终端设备之间的通信信号交换。通信终端设备600主要由前面所述的通信终端设备500构成。另一方面，基站设备610、620和630按照发送自通信终端设备600的CIR值，决定化分给通信终端设备600的无线资源或发送信号的数据率，并向通信终端设备600发送数据。

在图6中，通信终端设备600计算已知信号PL611的CIR值并计算该CIR值的平均值，该已知信号PL611接收自基站设备610。此外，通信终端设备600计算已知信号PL621的CIR值并计算该CIR值的平均值，该已知信号PL621接收自基站设备620。此外，通信终端设备600计算已知信号PL631的CIR值并计算该CIR值的平均值，该已知信号PL631接收自基站设备630。

当通信终端设备600开始与基站设备610通信时，通信终端设备600发送CIR 612至基站设备610，该CIR 612是已知信号PL611的CIR的平均值。基站设备610按照CIR 612决定将分给通信终端设备600的无线资源或发送信号的数据率，例如，调制方式、编码率、CDMA通信系统中的扩频因子或复码的数目，等。并向通信终端设备发送数据。

此外，当开始与基站设备610通信时，通信终端设备600计算已知信号PL621的CIR值，该已知信号PL621接收自基站设备620，并计算该CIR值的平均值。此外，通信终端设备600计算已知信号PL631的CIR值，该已知信号PL631接收自基站设备630，并计算该CIR值的平均值。

当通信终端设备600变换通信对象的一方，从基站设备610变换至基站设备620时，通信终端设备600向基站设备620发送通信请求和CIR值。

在接收通信请求之后，基站设备620按照平均CIR信息，该CIR信息发送自通信终端设备600，决定将分给通信终端设备600的无线资源或发送信号的数据率，例如，调制方式、编码率、CDMA通信系统中的扩频因子或复码的数目，等。并向通信终端设备600发送数据。

图7表示在通信终端设备已经改变与该通信终端设备通信的基站设备之后，在通信终端设备和基站设备之间交换通信信号。在图7中，通信终端设备600向基站设备620发送CIR 622；并且基站设备620按照CIR622，决定无线资源的分配和通信方式，并且发送/接收数据向/自通信终端设备600。尽管已经与基站设备620通信，通信终端设备600仍然计算已知信号PL611和PL631的接收质量的平均值。

这样，根据本实施例的通信终端设备和基站设备，通信终端设备接收发送自多个基站设备的已知信号；计算接收质量信息的平均值；当变换实际上与该通信终端设备通信的基站设备时，向基站设备发送经计算的平均值；并且，基站设备可决定无线资源分配和发送系统；因此该实施例可以快速地决定适当的无线资源分配和发射系统，并加入基站设备和通信终端设备之间的通信。

此外，根据本实施例的通信终端设备和基站设备，通信终端设备计算接收质量信息的平均值，消除了需要基站设备来计算接收质量信息的平均值，因此可简化基站设备的构造。

另外，用来取平均值的方法不限于具体的一种，并且也可能使用一种取平均值的方法，该方法使用遗忘因子(forgetting factor)。

此外，本实施例对已知信号的接收质量信息取平均值；但是，也可能使用在取平均值方法以外的任何方法：存储并发送接收质量信息或使用已经存储的接收质量信息。

(实施例3)

根据本发明的实施例3，基站设备指定与接收质量信息的平均值有关的参数，该接收质量信息由通信终端设备计算(如：平均时间)；并且，通信终端设备事先也为多个基站设备，测量已知信号的接收质量信息，通信终端设备用可能与该多个基站设备通信；该通信终端设备根据来自于基站设备的指令计算接收质量信息的平均值；并且，当变换作为通信对象的一方的基站设备时，该通信终端设备向期望与之通信的基站设备提供经取平均值后的接收质量信息。

图8是根据本发明的实施例3的基站设备的构造的方框图。然而，给与图2中相同的组成部分分配与图2相同的标号，并且由此将省略详细的解释。图8中的基站设备800与按照实施例2的基站设备的不同之处在于：该基站设备800带有发射部分801并向通信终端设备发送平均化的接收质量信息的指令。

发射控制部分205按照从CIR提取部分203输出的CIR信息，决定无线资源的分配和数据率(例如，调制方式、编码率、扩频系数或复码的数目)。

发射部分801根据从发射控制部分205输出的通信方法，通过天线201，发射数据。此外，发射部分801通过天线201发射已知信号。此外，发射部分801在发送已知信号的平均化CIR值时，发送信息指令。

图9表示根据本发明的实施例3的通信终端设备的结构的方框图。然而，给与图1中相同的组成部分分配与图1相同的标号，并且由此将省略详细的解释。图9中的通信终端设备900与按照实施例2的通信终端设备的不同之处在于：通信终端设备900带有提取部分901-1到901-n和取平均值部分902-1到902-n，并且根据来自基站设备的平均化指令，对已知信号的接收质量信息取平均值。

提取部分901-1到901-n从基带信号中提取平均化指令，该基带信号是被变频至基带频率的接收信号，并且将该平均化指令输出至各自的取平均值部分902-1到902-n。此外，提取部分901-1到901-n向CIR计算部分101-1至101-n输出基带信号。

取平均值部分902-1到902-n按照从提取部分901-1到901-n输出指定的平均次数对已知信号的CIR值取平均值，并向基站选择部分502输出。

这样，根据本实施例的通信终端设备和基站设备，基站设备指定与接收质量信息的平均值有关的参数(如：平均时间)；并且，通信终端设备根据来自该基站设备的指令，计算接收质量信息的平均值；并且当通信终端设备可能与不同的传播环境中的多个基站设备通信时，本实施例可以根据传播环境对已知信号的接收质量信息取平均值，并快速地决定适当的无线资源分配和通信方法，以完成基站设备和通信终端设备之间的通信。

例如，当基站设备与不同移动速度的通信终端设备通信时，在对已知信号的接收质量信息取平均值的期间，用来决定适当的无线资源分配和通信方法的所必须的平均时间是不同的；但是，通过向每个通信终端设备发送适当的平均时间，有可能为每个通信终端设备设定对接收质量信息取平均值的时间。

本发明的通信终端设备测量已知信号的CIR值并向基站设备发送该经测量的CIR值，并且基站设备按照该CIR值决定无线资源的分配和通信方法；但是，不仅CIR值，而且任何信息，只要该信息至少表明已知信号的接收质量，都可以使用。例如，表示SIR值(信噪比)的信息或可传输的速率也可使用。

前面的实施例对CIR取平均值，但是本发明也可应用使用过去的CIR的方法，而非使用平均值。

此外，由基站设备按照已知信号的接收质量信息决定的无线资源的分配和通信方法不局限于要发送的信号的调制方式、编码率、CDMA通信系统中的扩频因子或复码的数目，也可以是由该基站设备决定的任何通信方法。

此外，本发明的基站设备也可从最后一次所接收的接收质量信息和倒数第二次所接受的接收质量信息之间的差别，预测移动台(mobile station)侧的接收质量的变化，并分配无线资源和数据率。此外，本发明的基站设备可通过使用多个接收质量信息片断预测接收质量信息的变化趋势，并分配无线资源和数据率。

另一方面，本发明的移动台设备存储接收信息，计算最后一次所接收的接收质量信息和倒数第二次所接受的接收质量信息之间的差别，并完成向基站设备发射。基站设备也可从发送自移动台的接收质量信息中的差别，预测接收质量的变化，并分配无线资源和数据率。基站设备也可通过使用多个接收质量信息预测接收质量的变化趋势，以预测移动台侧的接收质量，以便分配无线资源和数据率。

从上述的解释可清楚地看出，根据本发明的通信终端设备、基站设备和通信方法，通信终端设备接收发送自多个基站设备的已知信号，并向发送已知信号的各个基站设备发送该已知信号的接收质量信息；因此，当通信终端设备变换基站设备时，该基站设备成为实际上的通信方，本发明使基站设备快速地决定适当的无线资源分配和数据率，以与通信终端设备通信。

本申请基于在2000年12月27日申请的日本专利申请No.2000-399440，此处的参考清楚地纳入了该申请的全部内容。

                        工业应用性

本发明理想地应用于完成CDMA(码分多址)通信技术的通信终端设备和基站设备。

Claims (5)

1.一种用于无线通信系统中的通信基站设备，在该通信系统中，通信终端设备基于发送自多个基站设备的已知信号的接收质量来选择成为实际通信对象的基站设备，该多个基站设备成为通信对象的候选设备；而接收到来自所述通信终端设备的连接请求的基站设备基于所述接收质量的信息，来决定在与所述通信终端设备的通信中的无线资源分配和通信方法，包括：

发射部分，用来发射已知信号；

取平均值部分，用来对发送自通信终端设备的接收质量的信息取平均值，该接收质量的信息基于所述已知信号；以及

决定部分，用来当接收到来自所述通信终端设备的连接请求时，基于平均接收质量的信息，决定在与所述通信终端设备的通信中无线资源分配和通信方法。

2.一种通信终端设备，包括：

接收质量测量部分，用来测量已知信号的接收质量，该已知信号发送自如权利要求1所述的成为通信对象的候选设备的多个基站设备；

发射部分，用来向所述成为通信对象的候选设备的每个基站设备发射所述已知信号的接收质量的信息；以及

选择部分，用来基于所述接收质量选择成为通信对象的基站设备，并向其请求连接。

3.一种用于无线通信系统中的通信终端设备，在该通信系统中，通信终端设备基于发送自多个基站设备的已知信号的接收质量来选择成为实际通信对象的基站设备，该多个基站设备成为通信对象的候选设备；而接收到来自所述通信终端设备的连接请求的基站设备决定在与所述通信终端设备的通信中的无线资源分配和通信方法，包括：

接收质量测量部分，用来按每个候选设备分别测量已知信号的接收质量，该已知信号发送自成为通信对象的候选设备的多个基站设备；

取平均值部分，用来对每个所述接收质量的信息取平均值；

选择部分，用来选择成为通信对象基站设备，并向其请求连接；以及

发射部分，用来向所述被选择的基站设备发射所述被选择的基站设备的所述接收质量信息的平均值。

4.一种通信方法，其中通信终端设备侧包括下述步骤：

分别测量发送自成为通信对象的候选设备的多个基站设备的已知信号的接收质量；

基于所述接收质量，从所述多个基站设备中选择成为实际通信对象基站设备；

向所述被选择的基站设备请求连接；以及

向所述成为通信对象的候选设备的多个基站设备发送所述接收质量的信息；

而且其中基站设备侧包括下述步骤：

对发送自所述通信终端设备的所述接收质量的信息取平均值；以及

当接收到来自所述通信终端设备的连接请求时，基于平均接收质量的信息，决定在与所述通信终端设备的通信中的无线资源分配和通信方法。

5.一种通信方法，其中通信终端设备侧包括下述步骤：

分别测量发送自成为通信对象的候选设备的多个基站设备的已知信号的接收质量；

对各个所述接收质量的信息取平均值；

基于所述已知信号的接收质量选择成为通信对象基站设备；

向所述被选择的基站设备请求连接；以及

发送所述平均接收质量的信息；

而且其中接收到来自所述通信终端设备的连接请求的基站设备侧包括下述步骤：

基于平均接收质量的信息，决定在与所述通信终端设备的通信中的无线资源分配和通信方法。

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