CN1254246A - 通用移动电话系统无线电话网中的传输方法 - Google Patents

Abstract

在向一个终端分配一个UMTS帧的时隙时,UMTS网络设置了一个持续的空闲时间间隔,它在一个UMTS帧内,持续时间至少等于5毫秒,它可以使终端接收机测量可能收到的GSM信号强度,并通过向临近的一个GSM小区做预同步来准备可能发生的切换。应用于UMTS无线电话网。

Description

通用移动电话系统 无线电话网中的传输方法

本发明涉及一种UMTS无线电话网络的传输方式，尤其是它以时分双工方式(TDD)工作的情况。UMTS系统是蜂窝式无线电话系统的第三代。GSM系统在相当的一段时间内还会存在。人们已经考虑实现可交替使用两种系统的匹配终端。因此，当这些终端在运动中，并处于通话状态时，应该能使这些终端从UMTS小区切换到GSM小区。准确判断小区切换的标准之一是可移动终端接收信号的强度。

为了使GSM终端在不中断通话的情况下从GSM小区切换到另一个小区，公知的方法是：

从每个基站向被称为信标信道或BCCCH的信道发射一个持续信号，该信道传输GSM小区专用的同步信号和频率校正信号；

在每个GSM移动终端内接收其所处的GSM小区临近的所有GSM小区内所发射的信标信道，测量可能接收到的GSM信号强度，并通过对临近的一个GSM小区作预同步来准备实现可能的切换。

每个GSM移动终端都能在继续在它所处的小区中建立的对话的同时进行强度测量。该测量是在上行短脉冲串和下行短脉冲串之间所预定的空闲时隙内进行的。GSM型系统采用120毫秒(ms)的复帧，每个复帧由持续时间一致的26帧组成。每帧自己有8个时隙。每帧内上行短脉冲串占用一定数量的时隙，下行短脉冲占用剩余的部分时隙。一般上行短脉冲串和下行短脉冲串之间的空闲间隔约占二个或四个时隙持续时间，有一个例外需要说明，在每个复帧的第26帧，空闲时间间隔相当于12个时隙的持续时间，即，6毫秒(ms)。这个6毫秒的空闲时间间隔允许每120毫秒执行一部分预同步。这个预同步是对频率校正信号和同步信号进行解码。这些频率校正信号和同步信号按第二类复帧分布、相当于51帧。因此，预同步的运作可以持续1.3秒，平均时间值约为0.6秒。

对于UMTS系统，目前采前的传输方式叫时分复用(TDM)。它使用持续时间一致的帧，每帧本身都由具有一定长度的时隙组成。在每一帧内，第一部分分配给一个上行短脉冲串，剩余的帧分配给一个下行短脉冲串，或反之亦然。分配给上行短脉冲串的最大时隙数量和分配给下行短脉冲串的最大时隙数量，对所有的终端，至少对于处在UMTS小区群内的终端来说，它们是固定的和一致的。两种数量比是根据预定的通信业务性质来确定的。如果预定的通信业务是对称的，这个比例一开始就是50％。如果预定的通信业务极不对称，那么这个比例就可能选定超过50％。

目前，在UMTS小区切换到GSM小区方面还没有任何规定。人们可以考虑在一个终端配备两个同时运作的接收机，一个UMTS接收机正在作UMTS通信，而另一个GSM接收机可准备向一个GSM小区切换。但是这种方案会增加UMTS终端的成本及尺寸。

本发明的目的是提供一种不需要两台接收机的解决方案。

根据本发明，UMTS无线电话网的传输方法可在一个UMTS小区内通话，而同时准备向一个GSM小区切换，它在于利用帧传输信息；每帧由许多时隙组成，而且每帧的时隙被分配给那些无线电话终端。该方法的特征还在于：对于一个指定终端来说，在一帧持续时间的整倍数的持续时间内，它不向有关的终端分配至少一个持续序列的时间间隔，其整个持续时间至少要与一个能接收到GSM基站信标信道的预定持续时间相等，并能和这个GSM基站预同步。

由于有如此设置的至少在某些UMTS帧内的空闲时间间隔，具有上述特征的传输方法可以只使用一个接收机就能实现UMTS通信，并几乎同时准备向一个GSM小区切换。

依照一种特殊的应用方式，本发明方法还在于减小传输数据的其它时隙的频谱展开，从而增加它们的传输能力。

具有上述特性的方法，甚至在终端用于高位速率通话业务，例如在接收视频信号或文件时，也可以只使用一个接收机，因为这种方式能提高有效分配的时间间隔的传输能力，因而能增加空闲时间间隔数量，直至获得一个足够持续时间的空闲时间间隔，以便测量可能接收的GSM信号强度，并通过对临近的一个GSM小区作预同步来准备可能的切换工作。

通过后面的叙述以及附图说明可对本发明及它的其它特征有更深刻的理解。图1和图2分别表示应用本发明方法的在低位速率和高位速率情况下的两个实例。

本发明方法适用于全部UMTS帧，或者说，它仅适用于由一定数量帧组成的UMTS复帧中的一个帧，该复帧持续时间要与GSM复帧的持续时间(120毫秒)相等。首先考虑本方法同样适用于全部帧的情况。

图1表示两个连续UMTS帧F1和F2，每帧的持续时间TF为10毫秒。每帧由N个持续时间为TS的时隙组成，例如，N为16，TS为0.625毫秒。

根据每个终端用户业务请求量的情况，UMTS网独立决定给每个移动终端分配帧时隙数量。一个只要求建立语音通话的终端只需要一个时隙用于上行链接，和一个时隙用于下行链接。在这个实例中，对所有的帧而言，分配给上行短脉冲串的最大时隙数量为6，分配给下行短脉冲串的最大时隙数量是10。在本实例中所涉及的终端只要求建立一次电话通信，因此是小流量业务。在F1帧内，网络在上行链接的UL1部分只分配时隙T3，网络只在下行链接的DL1部分分配时隙T12。在F2帧内，网络只在上行链接的UL2部分分配时隙T19，网络只在下行链接的DL2部分分配时隙T28。因此，每帧内只有两个时隙被占用。

在F1帧内，涉及的终端在下述情况时既不发射也不接收UMTS信号。

—从F1帧开始到T3时隙之时隙的d1·TS时间范围，

—在时隙T3和T12之间的A·TS时间范围，

—在时隙T12和F1帧结束之间的d2·TS时间范围。

在F2帧内，涉及的终端在下述情况时既不发射也不接收UMTS信号。

—从F2帧开始到时隙T19之间的d1·TS时间范围，

—在时隙T19和T28之间的A·TS时间范围，

—在时隙T28和帧F₂结束之间的d2·T_S时间范围。

在这个实施例中，两类范围可以用来接收GSM信号：

—A·TS＝N·TS-2TS-(d1+d2)Ts的时间范围

—B·T_S＝(d1+d2)·T_S的时间范围

为了能在GSM小区预同步，人们认为必须接收GSM信标信道一段持续时间，它至少等于GSM一帧的持续时间(4.7毫秒)再加上一小段接收机预置起动的时间，即每120毫秒大约5毫秒。根据发明，UMTS网络给有关终端分配各帧的时隙，使该终端在一个至少等于5毫秒的持续时间，周期为一帧持续时间的整数倍时，既不发射也不接收UMTS信号。

在这个例子里，人们可以列出下面表格来确定如何选择d1+d2，即在N＝16，T_S＝10毫秒时，如何向有关终端分配时隙。

d1+d2	A	B	结论
				≥8	＜5ms	≥5ms	在B范围内，可做GSM接收
7	4.37ms	4.37ms	没有至少等于5ms的时间范围，同步会延续很长时间
				≤6	≥5ms	＜5ms	在A范围内，可做GSM接收

TDD方式固有的技术原因较多的限制了向有关终端分配时隙的选择性：即在发射和接收UMTS信号之时隙需要一定的切换时间。分配给上行链接和下行链接的时隙不能紧接着，而应该它们之间由至少一个时隙隔开。这种局限性禁止了如下分配：d1+d2＝0，及d1+d2＝14。

在图1的实例中，d1+d2＝6，因此，A·TS＝8×0.625ms＝5ms。

所以空闲范围A适合接收GSM信号。

图2表示在一个通信业务流量较高的终端的情况下的两个连续帧F1′和F2′。为此，终端需要更多的时隙，与图1中的标记相似的标记被赋予。即在本实例中N＝16，TF＝10毫秒，如前所述。在F1′帧内网络给有关终端分配时隙T1′，T2′用于上行链接，分配时隙T13′、T14′、T15′用于下行链接。该网络还在F2′帧内向有关终端分配时隙T17′、T18′用于上行链接，时隙T29′、T30′和T31′用于下行链接。这样，有5个时隙被占用。

两类范围可用来接收GSM信号：

—A′·TS＝16TS-5TS-(d1′+d2′)·TS的时间范围

—B′·TS＝(d1′+d2′)·TS的时间范围

在图2实例中，选择d1′＝0以便减小B′的持续时间，这样A′＝(11-d2′)·TS。

d2′被选定为1用来减小B′，且并没有使UMTS的接收间隔和发射间隔紧接着。我们可以获得A′＝10T_S＝6.25毫秒，该数值大于要求的5毫秒。因此，可能测量有关终端或许接收到的GSM信号强度，并通过对临近的GSM小区作预同步来准备可能有的切换。

如果终端要以更高的信息流量发射和接收数据的话，分配给下行链接的时隙的数量首先要大于5，就不再可能留有10个空闲时隙，以便获得一个至少等于5毫秒的连续间隔。鉴于高信息流量终端比低信息流量终端造价更昂贵，可以考虑给它们配备第二台接收机。

另一种解决办法是在上行和下行方向发射数据时，减少频谱展开系数。这样可以在每个时隙里传输更多的数据。那么网络就分配给数据较少的时隙，并保留至少10个时隙空闲，从而具有一个空闲间隔为6.25毫秒。不仅如此，还需要增加发射强度，以便保持同样的信噪比。

本发明方法的作用并不局限在所有的UMTS帧内设置一个空闲时间间隔的情况。根据一种实施设计变型方案，UMTS帧组成复帧，比如，包括12个10毫秒的帧，以便获得与GSM复帧相同的时间段，每个复帧中的一帧都被设计成拥有一个至少5毫秒的空闲时间间隔。这种变型能获得和普通GSM终端一样的GSM小区切换程序功能。

上述解决方案的变型在于将每个复帧中的一帧全部留作空闲，比如，每个UMTS复帧中的第十二帧。这个帧还留有一个10毫秒时间段的空闲间隔，比5毫秒的最小时间段要大。通过减小频谱展开，使本应由这个帧传输的下行数据由同一复帧中的其它帧传输了，这样增加了传输能力。此外，还必须增强发射能力。

Claims (2)

1.一种在UMTS无线电话网中的传输方法，它能在一个UMTS小区通话时准备向GSM小区切换，它在于以(F1、F₂；F1′、F₂′)帧传输信息；每帧都由多个时隙组成；每帧的时隙(T3、T12、T19、T28)都分配给无线电话终端；

该方法的特征在于：对于一个指定的终端而言，在等于一个帧持续时间的整倍数的持续时间内，它不向有关的终端分配至少一个持续序列的时隙，其总持续时间至少等于一个能接收GSM基站信标信道的预定持续时间，并可与这个GSM基站进行预同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于它能减小传输数据的其它时隙(T1 ′……T₆′；T₈′)的频谱展开，从而增强了它们的传输能力。

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