CN1192843A

CN1192843A - 时分双工导频信号发生的方法和装置

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Publication number: CN1192843A
Application number: CN96196238A
Authority: CN
Inventors: 小林赛A·韦弗; 格韦恩·贝利; 小爱德华G·泰德曼; 克莱因S·吉尔豪森
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1996-08-07
Publication date: 1998-09-09
Anticipated expiration: 2016-08-07
Also published as: DE69633672D1; CA2228744A1; US5680395A; ATE280480T1; EP0845195A1; AU6721796A; KR19990036373A; EP0845195B1; DE69633672T2; CN1098611C; JP3129741B2; TW308763B; WO1997007646A1; ZA966506B; JPH11508429A; AU703396B2; MX9801174A; ES2230567T3; IL119057A0; HK1010964A1

Abstract

一种利用导频信号可靠地进行从码分多址(CDMA)系统到另一种接入技术系统的越区切换的方法和装置。给边界基站组(C2_A－C2_R)增加一种简单的导频盒电路(350)。边界基站是一些仅采用另一种接入技术工作的基站(C2_A－C2_R),其覆盖区与以CDMA工作的基站(C1_H－C1_S)的覆盖区邻接。移动单元(10)以它监视CDMA工作基站(C1_H－C1_S)导频信号的相同方式监视边界基站(C2_A－C2_R)的导频信号。当移动单元(10)探测到对应于一个边界基站(C2_A－C2_R)的导频信号时,按照标准工作方式,它会通知系统控制器(202)。系统控制器(202)知道导频信号对应于边界基站,因此,对其作出响应,触发向另一种接入技术系统的硬越区切换过程。边界基站(C2_A－C2_R)采用时分双工技术监视来自CDMA工作基站一个相邻基站的导频和同步序列,获得绝对系统时间的估算值。

Description

时分双工导频信号发生的方法和装置

发明领域

本发明涉及通信系统，尤其涉及从码分多址系统越区切换到另一种技术系统的方法和装置。

发明背景

在码分多址(CDMA)蜂窝式电话系统或个人通信系统中，采用共用频带与系统中所有基站进行通信。共用频带允许一个移动单元与一个以上基站之间同时进行通信。利用高速率伪噪声(PN)码，通过扩展频谱CDMA波形特性，在接收台对占据共用频带的信号进行鉴别。采用高速率PN码对基站和移动单元发射的信号进行调制。发射器台利用不同的PN码或在时间上存在偏移的PN码产生接收台能够单独接收的信号。高速率的PN调制还允许接收台接收信号已经在几个不同传播路径上传送的单个发射台的信号。

在例举的CDMA系统中，每个基站发射一个具有共用PN扩展码的导频信号，它与其它基站的导频信号在码相位上存在偏移。在系统工作期间，给移动单元提供一张对应于与之建立通信基站周围的相邻基站的码相位偏移表。给移动单元配备一个搜索接收器或元件，允许移动单元跟踪包括相邻基站在内的一群基站的导频信号的信号强度。

在公布日为1993年11月30日、题目为“在CDMA蜂窝式通信系统中移动台辅助软越区切换”、已转让给本发明受让人的美国第5267261号专利揭示了在切换过程期间通过一个以上基站提供与移动单元通信链路的方法和系统。利用这一系统，通过从原基站到下一个基站的最终越区切换，可以不中断移动单元与终端用户之间的通信。这种类型的越区切换可以称作“软”越区切换，在终止与原基站通信前就建立与下一个基站的通信。当移动单元处于与两个基站的通信之中时，由蜂窝式或个人通信系统控制器从每个基站的信号建立终端用户的单一信号。

移动单元辅助软越区切换是基于移动单元测量的几个基站组的导频信号强度而工作的。激活组是指通过其建立有效通信的基站组。邻近组是指包括导频信号强度到达足以建立通信水平的高可能性基站在内的工作基站周围的基站组。候补组是导频信号强度达到足以建立通信水平的基站组。

在开始建立通信时，移动单元通过第一个基站进行通信，激活组仅包含这第一个基站。移动单元监视激活组、候补组和邻近组的基站的导频信号强度。当邻近组中一个基站的导频信号超过预定的阈值水平时，这个基站被增加到候补组中，在移动单元将其从邻近组中去除。移动单元把识别一个新基站的消息传送给第一基站。蜂窝式或个人通信系统控制器决定是否在新基站与移动单元之间建立通信。如果蜂窝式或个人通信系统控制器决定建立通信，那么，蜂窝式或个人通信系统控制器把有关移动单元的识别信息的消息发送给新基站并发出一个建立通信的命令。消息还通过第一个基站发射到移动单元。该消息可识别一个包括第一基站和新基站的新激活组。移动单元对新基站发射的信息信号进行搜索，没有终止与第一基站的通信便建立与新基站的通信。这一过程可以与增加的基站继续进行。

当移动单元通过多个基站通信时，它继续监视激活组、候补组和邻近组的基站的信号强度。如果对应于激活组中一个基站的信号强度下降到预定阈值以下有一段预定时间，移动单元产生并发射一个消息，报告该事件。蜂窝式或个人通信系统控制器通过与之正在通信的至少一个基站接收这一消息。蜂窝式或个人通信系统控制器可以决定终止与导频信号强度弱的基站的通信。

蜂窝式或个人通信系统控制器决定终止与一个基站的通信后，产生一个识别新激活组基站的消息。新的激活组不包括被终止通信的这个基站。已建立与之通信的这个基站把消息发送给移动单元。蜂窝式或个人通信系统控制器还把终止与移动单元通信的信息传送给该基站。因此，仅通过新激活组中所识别的基站确定移动单元通信路由。

由于在整个软越区切换过程中，移动单元通过至少一个基站与终端用户正在通信，在移动单元与终端用户之间不会发生通信中断。软越区切换比其它蜂窝式通信系统所采用的传统“在作出切换前中断”技术提供了其固有的“在中断前作出切换”越区切换技术的好处。

新的CDMA系统开始通常被部署在现有FM或其它技术系统的地区。CDMA系统的初始部署可以逐步进行，仅覆盖原有系统所覆盖的一部分工作地区。在这种情况下，当以CDMA模式进行通信的移动单元从CDMA系统的覆盖区移动到不是CDMA覆盖区的一部分系统中时，为了便于继续通信需要从CDMA系统越区切换到原系统。在CDMA系统与原系统之间，上述的借助移动单元辅助软越区切换的过程是不可能的。必须按照“在作出切换前中断”硬越区切换进行从CDMA系统到原系统的越区切换。在进行硬越区切换时，保证越区切换成功是尤其重要的，因为失败的硬越区切换通常会导致漏失呼叫。

因此，本发明的目的是提供一种从CDMA系统越区切换到采用不同技术系统的方法和装置。

本发明的进一步目的是提供一种探测进入到另一系统覆盖区的廉价且可靠的装置。

发明概要

本发明定义一种利用导频信号从码分多址(CDMA)系统越区切换到第二个独立系统的方法和装置。一组基站形成CDMA工作与第二个系统工作之间的边界。边界基站本身仅以第二系统技术工作，不能接收和解调CDMA信号。导频信号是从边界基站组发射的。当一个以CDMA系统工作的移动单元接近一个边界基站时，它接收来自该边界基站的导频信号。恰好在该移动单元接收到与CDMA基站相对应的导频信号时，该移动单元通过当前正在与之通信的基站向系统控制器报告收到边界基站的导频信号。系统控制器知道，该导频信号对应于不能进行CDMA工作的基站。系统控制器能够与第二个系统的系统控制器通信并商议在第二个系统中该移动单元的获得资源。CDMA系统控制器能够把对应于第二个系统的资源信息送给该移动单元并指令移动单元越区切换到第二个系统。然后移动单元进行向第二系统的硬切换。

本系统中边界基站的导频信号是由一个能够方便和廉价地安装到现有基站中的简单导频盒产生的。导频盒仅用电力进行工作。导频盒还可以与系统控制器相连接，监测其工作、结构以及差错检测。导频盒还可以发射同步信号。导频盒利用来自周围基站的导频信号，以时分双工方式获得系统时间。

附图简述

参照附图，通过以下的详细描述，本发明的特征、目的和优点将变得更加清楚，在附图中，相同的参考字符含义相同，其中：

图1示出基站覆盖区结构的一个范例。

图2示出本发明的基站覆盖区结构的一个范例。

图3示出导频盒结构实施例的一个范例。

图4是表明时间捕获电路的方块图的一个范例。

图5是表明时间捕获电路和消息接收电路的方块图的一个范例。

较佳实施例的详细描述

图1示出基站覆盖区结构的一个范例。在这种例举的结构中，六角形的基站覆盖区以对称铺盖排列相互邻接。每个移动单元位于一个基站的覆盖区内。例如，移动单元10位于基站20的覆盖区内。在码分多址(CDMA)蜂窝式或个人通信电话系统中，采用共用频带与系统中的所有基站通信，允许一个移动单元与一个以上基站同时进行通信。移动单元10的位置非常靠近基站20，因此接收到的基站20的信号最强，而周围基站的信号相对较弱。然而，移动单元30位于基站40的覆盖区内，但是接近基站100和110的覆盖区。移动单元30接收到的基站40的信号相对较弱，基站100和110的信号具有相同的大小。如果每个基站40、100和110能够进行CDMA工作，那么移动单元30则处在与基站40、100和110的软越区切换中。

图1和图2所示的基站覆盖区结构的例子是高度理想化的。在实际的蜂窝式或个人通信环境中，基站覆盖区的大小和形状是不同的。基站覆盖区会与限定不同于理想六角形状的覆盖区形状的覆盖区边界重叠。此外，基站还可被划分成三个扇区，正如本领域所熟知的。然而，可以设想具有更少或更多扇区数目的基站。在CDMA系统中，每个基站或者被划分基站的每个扇区发射一识别导频信号。

图1中的基站60代表一个理想化的三扇区基站。基站60有三个扇区，每个扇区覆盖基站覆盖区中的120多度。扇区50具有连续直线55所表示的覆盖区，它与扇区70的覆盖区相重叠，扇区70具有粗短划线75所表示的覆盖区。扇区50也与扇区80重叠，扇区80具有细短划线85所表示的覆盖区。例如，由X表示的位置位于扇区50和扇区70的两个覆盖区内。

通常，为了降低来自和对于位于基站覆盖区内移动单元的总干扰功率同时增大能够与基站通信的移动单元的数目，对基站进行扇区划分。例如，扇区80不会向位置90处的移动单元发射信号，因此，扇区80中没有移动单元明显地受位置90处的移动单元与基站60的通信的干扰。对于位于位置90处的移动单元，总的干扰来自扇区50和70和基站20和120。位置90处的移动单元可以同时处在与基站20和120以及扇区50和70的软越区切换中。

在美国第5267261号专利中揭示了如上所述的在越区切换过程期间通过一个以上基站提供与移动单元通信的方法。这类越区切换可以被看作是在终止与原基站通信前建立与下一个基站通信的“软”越区切换。

新的CDMA系统通常开始部署在现有FM或其它技术系统的地区。CDMA系统的初始部署可以逐步进行，仅覆盖一部分原有系统所覆盖的工作区。例如，图2示出一个覆盖区C1_A-C1_S拥有能够进行CDMA操作的基站的系统。新的CDMA系统的典型部署地点是通信量大的地区，如城市的商业区，更高容量的CDMA能够覆盖区C1_A-C1_S。由原来的低容量系统能够支持的低通信量的地区，如许多郊区还不需要具有CDMA的能力。覆盖区C2_A-C2_R具有原始系统的基站，不能够进行CDMA通信信道的通信。

为了容纳CDMA系统，原系统所用的一部分频谱被保留给CDMA操作。保留一部分频谱意味着与覆盖区C1_A-C1_S对应的基站不采用利用原有技术通信的保留频谱。同样，由于与CDMA系统的相互干扰，对应于边界覆盖区C2_A-C2_R的基站不能采用利用原有技术通信的保留CDMA频谱。

在一种典型部署中，覆盖区C1_A-C1_S内的基站也能够利用原有技术通信。因此，当移动单元移动进覆盖区C1_A-C1_S中时，不用改变到CDMA操作方式，用在覆盖区C2_A-C2_R中已经建立的原有技术呼叫，它能够继续进行通信。在原有技术系统所采用标准越区切换程序后，覆盖区C1_A-C1_S内的基站像由原系统控制器200控制一样，能够支持原有技术的呼叫。(通常，对于系统内的所有越区切换，原有技术将采用硬越区切换技术)。然而，当移动单元，如图2中的移动单元100开始CDMA呼叫时以及在覆盖区C1_A-C1_S存在呼叫期间，需要用从CDMA系统到原有技术系统的硬越区切换来维持不间断的通信。

在CDMA系统与原有系统之间，上述的移动单元辅助软越区切换的过程是不可能的。必须按照一种“在作出切换前断开”硬越区切换进行从CDMA系统到原有系统的越区切换。在进行硬越区切换时，保证切换成功是尤为重要的，因为，失败的硬越区切换通常会导致漏失呼叫。

图2中以加重黑线表示的边界170代表对应于覆盖区C1_A-C1_S的具有CDMA能力的基站与对应于相邻覆盖区C2_A-C2_R的仅以原有系统操作的基站的边界。在图2中，移动单元100开始与覆盖区C1_A的基站120的CDMA呼叫，然后按箭头180表示的方向移动。移动单元100在基站120与覆盖区C1_F的基站150之间进行软越区切换，正如CDMA系统控制器202所指明的。当移动单元100进入覆盖区C1_P时，它很可能处在与基站150、覆盖区C1_P的基站160和覆盖区C1_Q的基站140的软越区切换中。当移动单元100跨过边界170，进入覆盖区C2_A时，完成到基站130和以原有技术操作的硬越区切换。本发明是一种保证在进行硬越区切换前移动单元100可靠地位于覆盖区C2_A内和基站130范围内的廉价且可靠的方法。

如上所述，参与激活CDMA呼叫的移动单元在对邻近基站发出的导频信号的搜索中连续地对入射的信号扫描。如果移动单元发现附近基站的导频信号到达认定的水平，该移动单元将消息发送给CDMA系统控制器202，表示探测到该信号。本发明利用这种现有过程，方便了向原系统的硬越区切换。

在本发明中，给位于边界覆盖区，如图2中邻接覆盖区C2_A-C2_R的仅用原有技术的基站增加一个简单的时分双工“导频盒”。该导频盒产生导频信号，在较佳实施例中它与具有CDMA能力的基站发射的导频信号相同，这里，每个基站在只有它才有的时间偏移时发射导频信号。

图3示出导频盒配置的一个较佳实施例。导频信道不含有数据，因此导频盒350的导频数据输入全部是零。导频信道的沃尔什(Walsh)函数是沃尔什零函数，它也全部是零。加法器310对两个零序列求和。(加法器310的功能并不重要，为了说明起见如图3所示。在实际实施中，可以不含加法器310，用简单的地电位或逻辑“0”电平可实现用沃尔什函数求和的导频信道序列)。加法器310的导频序列输出被输入到加法器336，把I信道短码发生器332的I信道短码伪噪声(PN)序列施加到该导频序列上。加法器310的导频序列输出还被输入到加法器338，把Q信道短码发生器334的Q信道短码伪噪声(PN)序列施加到该导频上。如上所述，在该较佳实施例中，对于系统中的每个基站，I和Q信道的短码是相同的，但是在时间上是相互偏移的。为了正确地对准时间偏移，导频盒需要获取如下所述的世界时输入。基带滤波器340和342分别对加法器336和338的输出进行滤波。基带滤波器340和342也可以设定信号路径的增益。在典型的实施方案中，发射的导频信号，其增益水平高于其它信号。

如下将作进一步详细说明的，加法器344使基带滤波器340的输出与其它任何任选的I信道信号相加。加法器344是任选的，如果未提供其它信号便不需要它。然后，由混频器320对加法器344的输出进行余弦波调制。如下将作进一步详细说明的，加法器346使基带滤波器342的输出与其它任何任选的Q信道信号相加。加法器346也是任选的，如果未提供其它信号便不需要它。然后，由混频器322对加法器346的输出进行正弦波调制。把加法器324的输出提供给上转换器和功率放大器326，这里，把信号上转换到载波频率并放大。上转换器和功率放大器326的输出就是导频盒350的输出，从按装导频盒350的基站的天线将其发射出去。

在CDMA系统工作期间，给移动单元提供一对应于与之建立通信基站周围相邻基站的短码相位偏移表。如果该移动单元非常接近以CDMA工作与仅以原有技术工作之间的边界，该表可以包括在边界覆盖区中基站导频信号的偏移。不管邻近组的某些成员可能是仅用原有技术的基站，移动单元中的搜索元件以上述的相同方式跟踪邻近组的导频信号的信号强度。

当邻近组中边界基站的导频信号超过认定的水平时，在移动单元把相应基站增加到候补组并从邻近组中去除。再参考图2，当移动单元100接近覆盖区C2A的边界时，它探测到基站130的导频信号。移动单元100通过该基站或正与之通信的基站(可能性最大的是基站140和160)把消息传送到CDMA系统控制器202，识别基站130。系统控制器202识别出基站130不具有CDMA能力，因此触发一个硬越区切换过程。

实际的硬越区切换能够由不同的刺激产生。换句话说，一旦系统控制器202接收到来自移动单元的消息，表示收到基站130的导频信号时，系统控制器202可以采用任何一种不同的方法进行选择何时以及是否越区切换到另一种系统。系统控制器202可以采用一种计时器的方法来确定何时越区切换。另一方面，系统控制器202可以根据信号强度的测量结果，或者利用定位技术进行越区切换。但是，在任何一种情况下，如果能够提供资源，原有系统的控制器200把越区切换所需的信息(例如，FM的信道信息和TDMA的时隙分配)提供给CDMA系统的控制器202。原有系统控制器200还通知基站130准备移动单元100的越区切换。CDMA系统控制器202通过移动单元100正在与之通信的每个基站把信道信息发送给移动单元100。移动单元100接收该消息并停止通过CDMA基站的通信，开始以原有系统模式与基站130的工作。通过硬越区切换不间断以原有系统技术继续通信。

如果位于边界覆盖区C2_A-C2_R的一个区中的移动单元开始接通电源，那么该移动单元首先寻找CDMA导频信号。移动单元找到导频盒信号，然后试图找到承载同步信道信号，即同步信号的系统信息。在该较佳实施例中，导频盒不发射同步信号，在不以原有系统模式工作一段时间后，移动单元不能探测该同步信号。

因此，图3的导频盒350也可以包含同步信号发生能力。在CDMA系统的较佳实施例中，同步信道的目的是允许相应基站覆盖区内的移动单元获取初始的时间同步和系统信息，如基站所服务的协议的修订。当首次给移动单元通电时，它首先寻找导频信号。在发现导频信号后，它寻找相应的同步信道。同步信号把表明基站所支持的最低协议修订级的信息提供给移动单元。只有具有最低协议修订级或者更高修订号数的移动单元可以接入系统。

在本发明的第二个实施例中，导频盒包括如图3中同步信道任选盒300所示的产生同步信道的电路。首先由卷积编码器302对同步信道位进行卷积编码，产生数据码元(symbol)。在码元重复304中重复这些数据码元。由码组(block)交织器306对被重复码元进行码组交织。由加法器308用沃尔什函数序列对交织的数据进行调制。在这个较佳实施例中，可提供64个沃尔什序列，用32个零(0)接着32个一(1)的沃尔什函数32对同步信道进行调制。加法器308的输出被输入到加法器312，把I信道短码发生器328的I信道短码施加到该导频序列上。加法器308的导频序列输出还被输入到加法器314，把Q信道短码发生器330的Q信道短码施加到该导频序列上。在该较佳实施例中，I和Q信道的短码与用于调制导频序列的序列是相同的。基带滤波器316和318分别对加法器312和314的输出进行滤波。基带滤波器316和318也可以设定信号路径的增益。基带滤波器316和318的输出分别被输入到加法器344和346，从这里起到发射天线，其路径与导频序列是相同的。

如果移动单元未能捕获同步信号，可以把同步信道任选盒300用于防止处于困境中的移动单元，它处于未自动地切换到原有系统操作的事件中。可以这样设定同步信道任选盒300中的同步信道位，把所支持的最低协议修订级设定为最大值，使每个移动单元具有低于所需最小值的修订数。因此，在包含同步信道任选导频盒的基站的覆盖区内，通电时，移动单元首先获取导频信号，然后获取同步信道并检查同步信道的信息，它表示移动单元不能与CDMA模式中的这个基站通信，这是因为其协议修订太老。然后，移动单元切换到原有技术的工作模式，能够以这种模式发出或接收呼叫。

在另一个实施例中，导频盒350可以包括或是与原有系统控制器200连接或是与CDMA系统控制器202连接(如图2中短划线所示)。连接是一种数据率最小的连接，它监测导频盒350的工作状况，可能允许在导频盒350中设定参数。这种连接的一个主要功能是监测导频盒350中的差错，以便于迅速探测和纠正可能出现的任何差错情况。

图2中的系统假设：对应于覆盖区C2_A-C2_R的边界基站是单个扇区的基站。在标准情况下，这种通则可能是真实的。边界基站通常位于很多郊区，这里，不需要对基站进行扇区分割以容纳预计的通信负载。然而，如图1所示，通常对系统内的一些基站进行扇区分割。在这种情况下，仅以原有技术工作的基站，其覆盖区与边界邻接的每个扇区输出导频信号。覆盖区不与边界邻接的边界基站的这些扇区不需要发射导频信号。在最基本的实施方案中，与边界邻接的每个边界基站的每个扇区具有自身的导频盒。然而，在另一个较佳实施例中，即使一个基站具有多个与边界邻接的扇区，但是给每个基站提供一个导频盒。在这种情况下，同一个基站的多个扇区发射相同的导频信号。当移动单元发射一个消息，表示收到公共导频信号时，系统必须采用其它方法来确定移动单元正在接近基站的哪个扇区。例如，系统知道移动单元目前正在与基站或基站扇区通信，因此知道该移动单元物理位置。

在又一个实施例中，为了实现超高可靠性的系统，在每个基站或扇区中可以安装两个独立的导频盒。每个导频盒在被分配到该扇区或基站的规定偏移时发射一导频信号。然而，一个导频盒的输出与另一个导频盒的输出延迟一固定时间。相对相邻基站之间的标准偏移而言，该固定时间量应当是较小的，以使系统把非延迟和延迟偏移映射到同一基站。该固定量应当足够大以防止由于系统多路径效应造成延迟和非延迟导频信号干扰。采用这一方法，如果一个导频盒失效，另一个会继续给移动单元探测提供导频信号，因此，增大了系统的可靠性。

从以上的讨论和图3中显而易见，导频盒需要世界时同步输入，以使I和Q信道短码发生器与合适的导频偏移相对准。由于在较佳实施例中每个基站以独特偏移发射相同导频序列，导频序列中的偏移被用于鉴别和识别基站的导频信号，导频发生过程并没有意义，除非相对系统中的其它基站对其进行时间对准。图3中的导频盒是一个廉价的产品。另一方面，用于产生世界时输入的电路可能是昂贵的，如果采用全球定位系统(GPS)，每个基站需要增加一个天线。

然而，注意：尽管导频序列必须相对系统中发射的其它导频信号进行时间对准，但是，导频信号以高精密度对准不是必不可少的。当导频信号从基站传送到移动单元时，陆上环境提供自然和未知的路径延迟。因此，移动单元在试图确定对应基站邻近组的导频信号的信号强度时，围绕规定的导频信号接收时间搜索时间偏移的窗口。因此，在移动单元搜索导频信号的时间窗口内，导频盒的导频信号必须被对准的精密度仅仅对应于保证导频信号到达移动单元所需的精密度。

导频信号无需以高精密度产生，基于这一点，寻找一种取消价格昂贵且笨重的GPS电路的方法变得很有好处的。这么做的一种方法是通过图4所示的时分双工时间跟踪电路来实现的。注意：正如当移动单元与基站之间的延迟变化时，在已经从基站捕获导频信号的移动单元能够跟踪该导频信号一样，基站能够跟踪相邻基站的导频信号。

例如，在图2中，注意：基站140发射供CDMA系统用的连续导频信号，它配备一个GPS接收器或者其它给基站140提供精确绝对时间的设备。基站145配备一个本发明的时分双工(TDD)导频盒。基站140与基站145之间的距离135和相应的延迟是可测量的量，能够在部署时在定标步骤中确定。

图4示出本发明的时分双工导频技术。如上所述，CDMA系统中的每个基站利用共用频带发射导频序列。因此，对于跟踪基站140导频序列的基站145，为了获取供产生其自身导频信号用的系统时间，基站145必须在相同频带中进行发射和接收。然而，构建这样一个能够在同一频带内以足够隔离同时进行接收和发射的设备是一项艰巨的任务。注意到系统工作的一些特征，能够简化产生导频信号的过程。

注意：当移动单元正在对基站邻近组成员的导频信号搜索时，移动单元顺次地通过一组相应的导频序列偏移进行搜索。如果未碰到给定偏移的导频序列，那么，相应的基站保持作为基站邻近组中的一员，在过一段时间后由移动单元进行相应偏移的另一次搜索。因此，如果基站是暂时终止其导频信号的发射，对于新接近该基站覆盖区的移动单元，一个延迟可导致感知该基站的导频信号。然而，当基站重新开始发射导频信号时，移动单元最终会捕获导频信号。

还要注意：如上所述，基站的导频信号不需要与系统时间精确对准。因此，由于陆上环境中的路径延迟，通过移动单元中用于跟踪导频信号变化的相同机制，可自然地跟踪基站导频信号中的小量时间偏移误差。

因此，本发明的导频发生方法和装置打算采用时分双工(TDD)方案，用这个方案，包含TDD导频发生盒的边界基站交替地进行长周期发射导频信号和短周期接收相邻基站的导频信号。图4示出依照本发明的方框图。天线400提供CDMA导频信号的发射和接收。利用TDD开关402，在发射期间把天线400连接到导频发生器414，在接收期间把天线400连接到搜索器和解调器404。搜索器和解调器404跟踪至少一个相邻基站的导频信号。如上所述，搜索器和解调器404需要对应于相邻基站的PN偏移，它需要知道地形延迟，从而能够对延迟进行调节。搜索器和解调器404把表示绝对时间的信号输出到比较器406。比较器406把测量的绝对时间与稳态振荡器412正在产生的时间同步输入进行比较。在TDD开关402连接到搜索器和解调器404和正在发生导频信号接收的期间，第二个TDD开关408把比较器406的误差信号输出连接到稳态振荡器412的控制输入端。在发射期间当第二TDD开关408打开时，电容器410保持该误差信号。稳态振荡器412的对准输出驱动导频发生器414的世界时输入端。导频发生器414通过TDD开关402把导频信号提供给天线400。

还要注意：通过跟踪多个基站的系统时间，基站145能够易于获得时间。例如，在理想的六角形构造中，基站145会收到基站140和基站155这两个基站大小相同的信号。基站145易于跟踪从基站155以及基站140接收的导频信号并与两个绝对时间指示一起滤波，产生比较器406的输入。如果将TDD导频盒构造得仅跟踪一个导频信号，它将会跟踪以最小延迟量接收的导频信号。

在有些系统配置中，TDD导频盒需要始发地或者连续地对相邻基站的同步信道进行解调，以获得绝对时间的指示。

还要注意：在多个扇区的基站中或者在分配两个CDMA频带的系统的基站中，仅有的一个扇区或一个频带需要被用于获取绝对时间，然后被用于驱动多个不同导频发生电路。在接收相邻基站导频信号的频率下正在发射的扇区需要在接收相邻导频信号期间停止发射。在仅有一个扇区接收相邻基站弱导频信号的情况中，这一技术可能是尤其有利的。

注意：发射导频信号所花费的时间与接收导频信号所花费的时间之比可能较高，如在50比1数量级上。注意：在开始部署时，为了一开始就获得导频信号，TDD导频盒需要以接收模式保留一段延长时间。然而，一旦获取到信号，可以采用TDD特征在稳定状态下跟踪导频信号。还要注意：为了避免移动单元中任何周期操作发生的拍频波形图，在时间上随机地或伪随机地颤动接收时间是有好处的。

能够使TDD边界与其它系统的工作边界相对准，以保存信号处理功率。例如，如果TDD边界与所发射信号内的帧边界对准，可以采用一个处理器中断。

在一些系统中，一些移动单元可能以分时段的模式工作，这里，移动单元间歇地提供与基站的通信。基站知道这种分时段模式操作，当移动单元正在监视消息时，在这些“工作时段”中，基站才试图与移动单元接触。如果以给移动单元分配一组工作时段相同的方式给TDD导频盒分配一组工作时段，该TDD导频盒能够监视这些时段中向其传来的消息。可以把工作时段对准TDD导频接收时间，因此，这些工作时段起两个用途的作用。TDD导频盒能够采用这些工作时段作为短消息业务机制，作为来自CDMA或原有系统控制器的前向消息，接收相邻基站的消息。图5示出包括解调和消息译码416在内的TDD导频盒，它监视来自提供导频信号的基站的消息。被发射给TDD导频盒的消息包括运行、管理和维护(OA&M)消息。在公布日为1995年2月21日、题目为“降低移动通信接收器中功耗的装置和方法”的美国第5293287号专利中可能发现有关分时段模式的进一步信息，该专利已转让给本发明的受让人，这里被引作参考。

在5293287专利中，给每个移动单元分配一个移动单元识别数。在系统中登记后，移动单元立即把包括该移动单元识别数的信息传送给系统控制器。从移动单元的识别数和日期时间，系统控制器和移动单元二者都能够独立地确定伪随机工作段时间的设置，在这期间，移动单元监视寻呼。在工作时段中，基站仅试图把消息发送给移动单元。在这种情况下，给TDD导频盒分配一个模拟移动识别数，根据这个识别数，系统控制器和TDD导频盒二者都能够利用散列函数确定一组有效的时间段。激活时段也被用作导频接收时段。

对于所给出的本发明可以作出许多明显的变化，包括简单的结构变化，如用一个简单的隔离电路取代TDD开关402。提供上面对较佳实施例的描述，能够使本领域的任何专业人员制造和使用本发明。对于这些专业人员而言，对这些实施例的不同改进将是显而易见的，这里所限定的一般原理可以被用于其它实施例，无需利用发明本领。因此，不希望将本发明限于这里所述的实施例，而是与这里所揭示的原理和新颖特征相一致的最宽的范围。

Claims

1.在提供与至少一个移动单元通信的系统中，一种提供从所述CDMA通信越区切换到另一种接入通信技术的方法，所述的系统包括第一组提供码分多址(CDMA)通信的多个基站，其特征在于：所述的第一组的多个基站在空间上聚集一起，所述的系统进一步包括第二组采用另一种接入技术提供通信的多个基站，这里，所述的第二组多个基站环绕所述的第一组多个基站，因此产生一个边界基站组，这里，所述的这个边界基站组是所述第二组多个基站中的一个子集，在所述边界组中每个基站有一个覆盖区，该覆盖区与对应于所述第一组多个基站中一个基站的覆盖区有相邻的边界；所述的方法包括下列步骤：

从所述第一组多个基站中的每个基站以第一频带发射识别导频信号和CDMA呼叫信号；

在所述边界基站组中每个基站间歇地接收由所述第一组多个基站中一个基站发射的识别导频信号；

根据接收的所述识别导频信号确定系统绝对时间的估算值；

由所述边界基站组中每个基站间歇地发射与所述绝对时间估算值对准的所述第一频带的识别导频信号和不同频带的另一种接入通信技术的呼叫信号，这里，仅在已经暂停发射所述识别导频信号的这段时间里，所述边界基站组中每个基站才接收所述识别导频信号；

第一移动单元测量对应于基站邻近组的所述每个识别导频信号的导频信号强度，这里，所述的基站邻近组包括其覆盖区处于所述第一移动单元附近的基站；

所述的第一移动单元接收对应于一个目标基站的第一导频信号，这里，所述的目标基站是所述边界基站组中的一员，所述的目标基站也是所述基站邻近组中的一员；

通过所述第一组多个基站中至少一个基站把消息从所述第一移动单元发射到CDMA系统控制器，这里，所述的消息表示接收到所述第一导频信号；以及

由所述的CDMA系统控制器与另一种接入技术系统控制器启动所述第一移动单元的越区切换程序。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：

把所述第一个移动单元以所述另一种接入通信技术工作的信息从所述的另一种接入技术系统控制器传送到所述的CDMA系统控制器；

通过所述第一组多个基站中至少一个基站把以所述另一种接入通信技术工作的所述信息传送给所述的第一移动单元。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：

以所述的第一频带从所述边界基站组中的每个基站发射同步信道信号。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的同步信道信号包括所述基站支持的最低修订级的指示，所述的指示表示修订级不与所述第一移动单元兼容。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述的第一组多个基站中每个基站包括多个扇区，从所述多个扇区的每个扇区发射不同的识别导频信息；在所述的边界基站组中每个基站包括多个扇区，从所述多个扇区的每个扇区发射相同的识别导频信息，扇区与对应于所述第一组多个基站中一个基站的覆盖区有邻接的覆盖区边界。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的边界基站组中每个基站包括多个扇区，扇区与对应于所述第一组多个基站中一个基站的覆盖区有邻接的覆盖区边界；所述边界基站组中的所述一个基站仅确定绝对系统时间的一个估算值。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的间歇地接收的步骤具有一幅随机图。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的间歇地接收的步骤具有一幅伪随机图。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的根据接收的所述识别导频信号确定绝对系统时间估算值的步骤包括下列步骤：

从对应于所述已接收识别导频信号的所述基站和所述的正在接收基站，接收发射时间延迟的地形时间延迟输入指示；

对所述的已接收的识别导频信号进行解调，确定绝对时间的当前估算值；

将所述的绝对时间估算值与所述的绝对时间当前估算值进行比较，产生一个误差信号；

根据所述的误差信号调节所述的已经接收识别导频信号。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：每个所述的识别导频信号包括一系列相同伪噪声子码；采用时间偏移来区分每个所述的识别导频信号；采用所述的绝对时间估算值，使所述边界基站组中所述每个基站发射的所述一系列相同伪噪声子码相对所述第一组基站发射的所述一系列相同伪噪声子码对准。

11.一种提供与至少一个移动单元通信的蜂窝式通信系统，其特征在于：所述的系统包括：

第一组在空间上围聚在一起的多个基站，提供码分多址(CDMA)通信信号，这里，所述第一组多个基站的每个基站发射一识别导频信号；以及

一个边界基站组，这里，所述的边界基站组是利用另一种接入通信技术提供通信的第二组多个基站中的一个子集，这里，所述的第二组的多个基站围绕所述的第一组多个基站，这里，所述边界组中的每个基站有一个覆盖区，其覆盖区与对应于所述第一组多个基站中的一个基站有邻接的边界，这里，所述边界组中的每个基站包括：

搜索器和解调器以及滤波器电路，间歇地对所述第一组多个基站中每个基站发射的至少一个所述识别导频信号进行解调和暂停，以获得世界时的指示；以及

导频发生器，在暂停所述的搜索器和解调器以及滤波器电路期间提供发射导频信号。

12.如权利要求11所述的蜂窝式通信系统，其特征在于：提供发射导频信号装置的所述导频发生器包括：

I信道短码发生器装置，接收所述的世界时并以时间偏移产生I信道扩展序列；

第一基带滤波器，接收所述的I信道扩展序列并提供经滤波的I信道扩展序列；

第一混频器，对所述的经滤波I信道扩展序列进行调制并产生经调制的I输出信号；

Q信道短码发生器装置，接收所述的世界时并以时间偏移产生Q信道扩展序列；

第二基带滤波器，接收所述的Q信道扩展序列并提供经滤波的Q信道扩展序列；

第二混频器，对所述的经滤波Q信道扩展序列进行调制并产生经调制的Q输出信号；

一个加法器，对所述的经调制I输出信号和所述的经调制Q输出信号进行求和，产生一个经求和和调制的信号；以及

上转换和放大装置，接收所述的经求和和调制的信号并产生所述的发射导频信号。

13.如权利要求11所述的蜂窝式通信系统，其特征在于：所述第一组多个基站中至少一个基站包括多个扇区；所述至少一个基站的每个扇区发射一个独特的所述识别导频信号；所述边界组中至少一个基站包括多个扇区；所述边界组中所述至少一个基站的每个扇区发射一个相同的所述识别导频信号。

14.如权利要求11所述的蜂窝式通信系统，其特征在于：所述边界组中至少一个基站包括第二导频发生器，提供从所述导频发生器的所述时间偏移平移一段时间偏移量的第二发射导频信号。

15.如权利要求11所述的蜂窝式通信系统，其特征在于：所述的搜索器和解调器以及滤波器电路进一步包括：

解调器，使定标延迟常数与当前导频信号偏移测量组合，产生一个绝对时间的当前指示；

比较器，使所述的绝对时间指示与所述的世界时进行比较，产生一个误差信号；以及

可变时间发生电路，根据所述的误差信号调节所述的世界时。

16.在提供与至少一个移动单元通信的系统中，一种提供从所述CDMA通信越区切换到另一种接入通信技术的方法，所述的系统包括第一组提供码分多址(CDMA)通信的多个基站，其特征在于：所述的第一组的多个基站在空间上聚集一起，所述的系统进一步包括第二组采用另一种接入通信技术提供通信的多个基站，这里，所述的第二组多个基站环绕所述的第一组多个基站，因此产生一个边界基站组，这里，所述的这个边界基站组是所述第二组多个基站中的一个子集，在所述边界组中每个基站有一个覆盖区，该覆盖区与对应于所述第一组多个基站中的一个基站的覆盖区有邻接的边界；所述的方法包括下列步骤：

根据接收的所述识别导频信号确定绝对系统时间的估算值；以及

由所述边界基站组中每个基站间歇地发射与所述绝对时间估算值对准的所述第一频带的识别导频信号和不同频带的另一种接入通信技术的呼叫信号，这里，仅在已经暂停发射所述识别导频信号的这段时间里，所述边界基站组中每个基站才接收所述识别导频信号。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述的边界基站组中每个基站包括多个扇区，其覆盖区与对应于所述第一组多个基站中一个基站的覆盖区有邻接的边界；所述边界基站组中的所述一个基站仅确定绝对系统时间的一个估算值。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述的间歇地接收的步骤具有一幅随机图。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述的间歇地接收的步骤具有一幅伪随机图。

20.如权利要求16所述的方法，其特征在于：根据接收的所述识别导频信号确定绝对系统时间估算值的步骤包括下列步骤：

对已接收的所述识别导频信号进行解调，确定绝对时间的当前估算值；

根据所述的误差信号调节所述的已经接收识别导频信号。

21.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述的间歇地接收的步骤具有一幅基于所述绝对时间估算值的判定图以及分配给所述边界基站组中每个基站的识别数。

22.如权利要求16所述的方法，其特征在于进一步包括步骤：

从所述边界基站组中至少一个基站接收由所述第一组多个基站中一个基站发射的消息信号同时接收由所述第一组多个基站中一个基站发射的所述识别导频信号。