CN1270740A - 用于在一个通信系统中发送信标信号的装置及其方法 - Google Patents

用于在一个通信系统中发送信标信号的装置及其方法 Download PDF

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Abstract

一个被控制来在合适的信标信号频率(F1-F3)上进行发送的一单个发送器(109)扫描每一个频率(F1-F3),以使一个移动台(101)能够决定何时需要进行到频率(F4-F6)的一个硬越区切换。这个信标信号发送器(109)被一个控制器(112)控制来发送信标信号,这些信标信号包括仅一个导频信道,导频/同步信道,对频率(F1-F3)中的每一个频率均相同的导频/寻呼/同步信道,或者对频率(F1-F3)中的每一个频率不同的导频/寻呼/同步信道。控制器(112)还提供了附加控制,以使当一个目的基站(106)的覆盖区域被分成扇区时,频率(F1-F3)中的每一个频率被进一步发送到不同的扇区(A1-A3)。

Description

用于在一个通信系统中 发送信标信号的装置及其方法
本发明一般涉及通信系统,更特别地,涉及在这样一个通信系统中发送信标信号。
在当前的码分多址(CDMA)通信系统中,将移动台的通信从一个频率越区切换到另一个频率的“硬越区切换”产生了一个问题。在一个CDMA硬越区切换中所产生的一个最大的问题是因为MAHO(移动辅助越区切换)。详细地,是指移动台很难判断在哪一个位置进行硬越区切换。解决CDMA中硬越区切换问题的一个方法是使用一个所谓“信标信号”来促使移动台产生软越区切换,来切换到使用不同伪噪声偏移来扩频的相同频率上(即,从使用一伪噪声(PN)偏移来扩频的一频率上进行越区切换)。典型地,源信道和目的信道被一个边界所分开,并且位于CDMA蜂窝无线电话系统中的不同区域,或者可以被两个独立的运营商操作。在经过这个边界发生软越区切换后,就可以在相同目标CDMA蜂窝无线电话系统中执行一个硬越区切换,如该领域中的技术人员众所周知的。
使用信标信号仍然存在问题。例如,对具有多频的CDMA通信系统来说,每一个由源CDMA通信系统提供的频率均需要一个相应的信标信号。当源CDMA和目的CDMA通信系统均被扇区化时,这个问题就变得更严重了。最后,因为每发送一个信标信号就需要一专用发送器,所以提供与源CDMA蜂窝无线电话系统的多频率相应的附加发送器的费用是昂贵的。
这样,需要一个装置和方法来解决现有技术的缺陷。
图1一般描述了有利地采用根据本发明的信标信号扫描的一个通信系统。
图2一般描述了用于有利地实现根据本发明的信标信号扫描的一个时序图。
图3一般描述了一个信标信号发送器,这个信标信号发送器能够根据本发明,产生仅带一导频信道的一个信标信号,或者产生在频率F1-F3中每一个频率上包括一个共同的导频/寻呼/同步信道的一个信标信号。
图4一般描述了一个信标信号发送器,这个信标信号发送器能够根据本发明,产生包括对频率F1-F3中每一个频率均不同的导频/寻呼/同步信道的一个信标信号。
图5一般描述了被构造成根据本发明,向一覆盖区域内的多个扇区提供多个信标信号的图3的信标信号发送器。
被控制来在合适的信标信号频率上进行发送的一单个发送器扫描每一个频率,以使一个移动台能够决定何时需要硬越区切换到不同的频率上。这个发送器被一个控制器控制来发送信标信号,这个信标信号包括仅一个导频信道,一个导频/同步信道,一个对每一个频率均相同的导频/寻呼/同步信道,或者对每一个频率均不同的导频/寻呼/同步信道。这个控制器还提供附加控制,以使当被一个目的基站所支持的覆盖区域被扇区化时,每一个频率被进一步发送到不同的扇区。
一般来说,根据本发明描述了用于在一个通信系统中发送多个信标信号的一个装置。多个信标信号具有多个相应的不同频率,并且主要被使用来激发一个移动台从第一频率越区切换到第二频率上。这个装置包括用于在相应的多个不同频率上发送信标信号的一个发送器,和用于控制这个发送器在多个相应不同频率上发送信标信号的时间的一个控制器。稍微换个角度来说,这个控制器还控制发送器在相互不同的时刻发送信标信号。这里也描述了根据本发明,由这个装置实现的一个相应的方法。
在优选实施方式中,这个通信系统进一步包括一个码分多址(CDMA)通信系统。控制器可以是与CDMA无线通信系统同步的,也可以是不与CDMA无线通信系统同步的。多个信标信号可以包括具有一导频信道的一个信号,具有一导频和同步信道的一个信号,具有对每一个信标信号均相同的、或者是对每一个信标信号均不同的导频、寻呼和同步信道的一个信号。这个装置进一步包括用于接受与对多个信标信号中的每一个信标信号不同的导频,寻呼和同步信道的分配相关的输入的一个装置。在一个替代实施方式中,这个装置被构造成:用于在多个相应的、不同的频率上发送信标信号的发送器被周期性地切换到一个覆盖区域中的不同扇区上。
这里根据本发明描述的还有用于将一个移动台从第一频率越区切换到第二频率上的一个通信系统,这个通信系统在一个目的覆盖区域中包括用于在多个相应的、不同的频率上发送多个信标信号的一个装置,和用于控制这个发送器在多个相应的、不同的频率上发送信标信号的时刻的一个装置。在一个移动台中,包括了一个装置,这个装置根据所接收的信标信号之一,来决定是否需要从第一频率越区切换到第二频率,并且用于激发这个越区切换。在一个控制器中,包括了一个装置,这个装置用于根据与越区切换的激发相关的信息,命令移动台从第一频率越区切换到第二频率。
这个通信系统是一个码分多址(CDMA)无线通信系统。在这个通信系统中,移动台经过具有多个不同频率中第一频率的一个通信信号,与一个源基站进行通信,并且这个移动台根据将具有多个不同频率中第一频率的通信信号与接收的、具有第一频率的一个信标信号进行比较的一个结果,来激发越区切换。特别地,这个移动台根据将具有多个不同频率中第一频率的通信信号与接收的、具有第一频率的一个信标信号进行比较的一个结果Ec/Io,来激发越区切换。
图1一般描述了有利地实现了本发明的一个CDMA通信系统。在这个优选实施方式中,这个CDMA通信系统是与针对数字蜂窝系统(DCS)的IS-95A,“双模宽带扩频蜂窝系统中移动台-基站兼容性标准”,和针对个人通信系统(PCS)的ANSI-J-STD-008兼容的一个CDMA蜂窝无线电话系统,IS-95A,“双模宽带扩频蜂窝系统中移动台-基站兼容性标准”被位于2001 Eye Street,N.W.,Washington,D.C.20006的Electronic Industries Assocation(EIA)所出版。如图1所显示的,一个移动台(MS)101被显示为与一个源基站103进行CDMA通信。在优选实施方式中,源基站103向MS101提供了全方向天线覆盖,但是该领域的技术人员将认识到源基站103可以向MS101提供均分的扇区天线覆盖。在这个图1的示例结构中,源基站103经过频率F1-F3向MS101提供CDMA通信,这样,在源基站103的覆盖区域中时,MS101仅能够通过频率F1,F2,或者F3上的一个业务信道(TCH)与源基站103进行通信。该领域的技术人员将进一步理解,可以实现任何数目的频率,这决定于CDMA通信系统的需求。
当MS101从源基站103的覆盖区域移动并且穿过边界进入到一个目的基站106的覆盖区域内时,MS101就需要进行硬越区切换。因为目的基站106仅支持频率F4-F6上的CDMA通信,而不支持频率F1-F3上的CDMA通信,所以这是正确的。是这个实际的情形促使在CDMA通信系统中进行硬越区切换时产生了如上所述的问题。
为了克服现有技术的缺陷,根据本发明提供了一个装置109,这个装置109用于在CDMA通信系统中发送多个信标信号。如图1所显示的装置109被显示为一般位于一目的覆盖区域内;在一个真实的系统实现中,装置109基本上与目的基站106处于同一位置。如图1所显示的,在优选实施方式中,一个发送器是一个线性功率放大器(LPA)115和一个信标信号产生器116,一个扫描控制器112控制这个发送器,以使LPA115扫描频率F1-F3中的每一个频率,其扫描时间足够地长,以能够允许MS101根据本发明决定是否需要一个越区切换。另一方面,这个扫描时间是如此地短,以使当其CDMA通信被衰弱以前,能够促使MS101根据本发明在跨越边界105时进行越区切换。一个全球定位系统(GPS)定时同步模块117也连接到信标信号产生器116(和在一个特定的实施方式中的扫描控制器112),以提供必要的定时信息。
图2一般描述了用于有利地实现根据本发明的信标信号扫描的一个示例性时序图。如图2所显示的,在这个优选实施方式中,LPA115大约每2秒就被脉冲开关一次。在当LPA115处于关闭的期间,一个虚电源负载(没有显示)就被切换为“开”状态,以减少被引入到LPA115的电源中的瞬时纹波的数量。从图2可以看出,对第一个2秒来说,LPA115在频率F1上进行发送;对下一个2秒来说,LPA115在频率F2上进行发送,等等。在6秒以后,LPA115再次在频率F1上进行发送,并且继续在频率F1-F3上继续发送的循环。使用这个方式,根据本发明的信标信号发送器109扫描频率F1-F3中的每一个频率,其扫描时间使MS101能够进行一个越区切换的决定。因为在这个示例中,信标信号发送器的数目减少了三分之二,所以对目的覆盖区域的干扰数量也相应地减少了三分之二。另外,减少三分之二的专用信标信号发送器相当于节约了三分之二的信标信号发送器的成本。
再参考图1,如果MS101在频率F1上与源基站103进行CDMA通信,当MS101决定需要进行越区切换时,就激发到在目的基站106所提供的频率F4,F5或者F6上的一个TCH的一个越区切换。在优选实施方式中,对这个示例来说,当信标信号发送器109在一特定2秒间隔内、在频率F1上的发送超过一个阈值时,MS101就判断出需要进行一个越区切换。在优选实施方式中,在与IS-95A和ANSI J-STD-008兼容的CDMA通信系统中,阈值是一个T COMP阈值。T_COMP阈值基本上是比由源基站103所发送的导频信道高2dB的一个阈值,并且在MS101看,它所采用的形式是众所周知的Ec/Io。一个基站控制器(BSC)118和121经过一个维护和交换中心(MSC)124在相互之间进行通信,以提供影响MS101的硬越区切换所必需的必要信令。上面提到的IS-95A和ANSI J-STD-008包括所有与经过BSC118和121和MSC124,从源基站103越区切换到目的基站106所需要的消息和参数相关的相关描述。
由信标信号发送器109所发送的信标信号可能包括仅一个导频信道,对频率F1-F3中每一个频率均相同的导频/同步信道,导频/寻呼/同步信道,或者包括对频率F1-F3中每一个频率均不同的导频/寻呼/同步信道。图3一般描述了能够产生一个信标信号的一个信标信号发送器109,根据本发明,这个信标信号包括仅一个导频信道,一个导频/同步信道,或者对频率F1-F3中每一个频率均相同的导频/寻呼/同步信道。如图3所显示的,扫描控制器112独立于与CDMA导频/寻呼/同步信道相关的定时。CDMA信道从GPS定时同步模块117接收GPS定时同步信息。因为在这个实施方式中,在频率F1-F3的信标信号或者包括仅一个导频信道,对扫描频率F1-F3中每一个频率均相同的一导频/同步信道或者导频/寻呼/同步信道,扫描控制器112与GPS定时同步模块117所提供的GPS定时无关,并且这样与CDMA通信系统的定时是不同步的。
值得注意的是,当移动台处于两个模式中的一个时,可以产生越区切换。在第一模式中,当MS101在频率F1-F3中一个频率上的一个业务信道(TCH)上进行CDMA通信时(通常称作“业务模式”),由根据本发明的信标信号发送器109发送的信标信号需要仅包括一个导频信道。在这个情形下,来自BSC121的信令将指示出,一个仅包括导频信道的信标信号被发送了。当MS101处于业务模式中时,当MS101判断需要一个越区切换时,它产生一个导频信号强度测量消息(PSMM)。PSMM向MSC124指示出,由根据本发明的信标信号发送器109所发送的、并且由MS101所接收的信标信号内的导频信道比由源基站103所发送的导频信道高2dB。对PSMM作出响应,MSC124产生一个扩展的越区切换消息,这个扩展的越区切换消息命令MS101切换到目的基站106所支持的频率F4,F5,或者F6中的一个频率。这个扩展的越区切换消息包括附加的信息,例如分配用于新频率F4,F5或者F6的一个沃尔什码或者TCH。
在第二模式中时,当MS101被加电并且已经登录到源基站103,但是没有在一个业务信道上时(通常称作“空闲模式”),在空闲模式下的MS101的越区切换需要由根据本发明的信标信号发送器109所发送的信标信号包括导频/寻呼/同步信道。另外,在这个情形下,当MS101处于一个空闲模式下并且这种导频/寻呼/同步信道需要发送时,经过来自BSC121的信令向信标信号产生器116发出指令。在一个空闲模式越区切换期间,不需要任何信令。MS101将再次判断由根据本发明的信标信号发送器109所发送的、并且由MS101所接收的信标信号内的导频信道比由源基站103所发送的导频信道高2dB,并且MS101将激发硬越区切换。MS101调谐到由根据本发明的信标信号发送器109所发送的、并且由MS101所接收的信标信号内的寻呼信道,并且接收其上的开销寻呼消息。包括在寻呼信道的开销消息中的频率信息促使MS101切换到目的基站106所支持的频率F4,F5,或者F6中的一个频率,这样完成空闲模式硬越区切换。值得注意的是,在任何一个模式(业务模式或者空闲模式)下的硬越区切换期间,扫描控制器112不需要连接到GPS定时同步模块117,来获得GPS定时,因为在这些情形下,不需要这种GPS定时,就能够完成根据本发明的信标信号扫描。
图3还显示,在扫描控制器112控制下的一个频率合成器306被控制,以经过根据本发明的频率F1-F3来进行工作。频率合成器306的输出在特定期间内(如图2所显示的)被输出到一个CDMA无线频率(RF)调制器309,这个调制器309调制MS101根据其操作模式(例如,或者业务模式,或者空闲模式)所需要的特定信标信号。调制器309的输出被输入到LPA115,LPA115被如图2所显示的脉冲进行开/关。使用这个方法,根据本发明的图3所显示的扫描操作一个信标信号,这个信标信号或者包括仅一个导频信道,或者包括用于频率F1-F3中的每一个频率的导频/同步信道或者导频/寻呼/同步信道。
图4一般描述了一个信标信号发送器109,信标信号发送器109能够产生包括对根据本发明的频率F1-F3中的每一个频率均不同的导频/寻呼/同步信道的一个信标信号。CDMA信道接收来自GPS定时同步模块117的GPS定时同步信息。如图4所显示的,扫描控制器112经过信号403接受来自模块117的时间和频率信息,并且这样被同步到GPS和从GPS定时同步模块117输出的寻呼/同步信道。因为在这个实施方式中,在频率F1-F3上的信标信号包括对扫描频率F1-F3中的每一个频率均不同的导频/寻呼/同步信道,所以扫描控制器112与模块117所提供的GPS定时无关,并且这样被同步到CDMA通信系统的定时。如上面所描述的各种情形,来自BSC121的信令向信标信号发送器109指示出,包括对频率F1-F3中每一个频率均不同的导频/寻呼/同步信道的一个信标信号需要被发送到MS101,以影响根据本发明的越区切换。
图5一般描述了被构造成向根据本发明的一个覆盖区域中各个扇区提供多个信标信号的、图3中的信标信号发送器109。如图5所显示的,一个天线开关503被增加,以允许在由目的基站106提供服务的一个覆盖区域中的扇区A1-A3之间进行多个信标信号的切换。为了控制每个扇区A1-A3的发送,包括一个附加的控制信号506来控制天线开关503。在优选实施方式中,在一特定的扇区A1-A3中扫描频率F1-F3中的每一个频率后,控制信号506控制天线开关503进行扇区到扇区的切换。换句话说,使用如图2所显示的示例定时,大约每隔6秒,控制信号506控制天线开关503进行扇区到扇区的切换。该领域的技术人员将理解,对进行扇区到扇区切换的控制是基于CDMA通信系统的特定实施方式所需要的其它参数。该领域的技术人员也将理解,联系图4所描述的信标信号发送器可以被修改成发送到扇区A1-A3(或者任何数目的扇区),而不会偏离本发明的精神和范围。
虽然已经参考一特定实施方式特别显示和描述了本发明,但是该领域的技术人员应理解,可以在形式和细节上进行很多修改,而不会偏离本发明的精神和范围。在下面权利要求书中所定义的相应结构,材料,行动,和所有装置或者步骤加功能部件的等效均用于包括用于与如详细权利要求书所定义的其它部件一起执行功能的任何结构,材料,或者行动。

Claims (22)

1.一个装置,用于在一个通信系统中发送多个信标信号,所述多个信标信号具有相应的不同的多个频率,信标信号主要用于激发一个移动台从一第一频率越区切换到一第二频率,这个装置包括:
一个发送器,用于在相应的不同的多个频率上发送信标信号;和
一个控制器,用于控制这个发送器在相应的不同的多个频率上发送信标信号的时间。
2.如权利要求1的这个装置,其中通信系统进一步包括一个码分多址(CDMA)无线通信系统。
3.如权利要求1的这个装置,其中控制器或者是与CDMA无线通信系统同步的,或者是与CDMA无线通信系统不同步的。
4.如权利要求1的这个装置,其中多个信标信号进一步包括具有一个导频信道的一个信号。
5.如权利要求1的这个装置,其中多个信标信号进一步包括具有一个导频和同步信道的一个信号。
6.如权利要求1的这个装置,其中多个信标信号进一步包括具有一个导频、寻呼和同步信道的一个信号。
7.如权利要求6的这个装置,其中多个信标信号具有共同的导频,寻呼和同步信道。
8.如权利要求6的这个装置,其中多个信标信号具有不同的导频,寻呼和同步信道。
9.如权利要求8的这个装置,进一步包括用于接受与对多个信标信号中每一个信标信号不同的导频,寻呼和同步信道的分配相关的输入的装置。
10.如权利要求1的这个装置,其中用于在相应的、不同的多个频率上发送信标信号的发送器被周期性地切换到一个覆盖区域的一不同扇区。
11.用于将移动台从第一频率越区切换到第二频率的通信系统,这个通信系统包括:
在一个目的覆盖区域:
用于在相应的、不同的多个频率上发送信标信号的装置;
用于控制这个发送器在相应的、不同的多个频率上发送信标信号的时间的装置;
在一个移动台:
根据所接收的信标信号中的一个信标信号,用于决定需要从第一频率越区切换到第二频率,和用于激发越区切换的装置。
在一个控制器:
用于根据与越区切换相关的信息,命令移动台从第一频率越区切换到第二频率的装置。
12.如权利要求11的通信系统,其中通信系统进一步包括一个码分多址(CDMA)无线通信系统。
13.如权利要求11的通信系统,其中移动台经过具有多个不同频率中第一频率的一个通信信号,与一个源基站进行通信。
14.如权利要求13的通信系统,其中移动台根据将具有多个不同频率中第一频率的通信信号与所接收的、具有第一频率的一个信标信号进行比较的结果,来激发越区切换。
15.如权利要求14的通信系统,其中移动台根据将具有多个不同频率中第一频率的通信信号与所接收的、具有第一频率的一个信标信号进行比较的结果Ec/Io,来激发越区切换。
16.用于在一个通信系统中发送多个信标信号的一个装置,所述多个信标信号具有相应的、不同的多个频率,信标信号基本上被用于激发一个移动台从一第一频率越区切换到一第二频率,这个装置包括:
一个发送器,用于发送具有相应的、不同的多个频率的信标信号;和
一个控制器,用于控制这个发送器在相互不同的时刻发送信标信号。
17.用于在一个通信系统中发送多个信标信号的一个方法,所述多个信标信号具有相应的、不同的多个频率,信标信号基本上被用于激发一个移动台从第一频率越区切换到第二频率,这个方法包括步骤:
在相应的、不同的多个频率上发送信标信号;和
控制这个发送器在相应的、不同的多个频率上发送信标信号的时间。
18.如权利要求17的这个方法,其中多个信标信号进一步包括具有一个导频信道的一个信号或者具有一个导频和同步信道的一个信号。
19.如权利要求17的这个方法,其中多个信标信号进一步包括具有一个导频,寻呼和同步信道的一个信号。
20.如权利要求19的这个方法,其中多个信标信号或者具有共同的导频,寻呼和同步信道,或者具有不同的导频,寻呼和同步信道。
21.如权利要求20的这个方法,进一步包括步骤:接受与对多个信标信号中每一个信标信号不同的导频,寻呼和同步信道的分配相关的输入。
22.如权利要求17的这个方法,其中在相应的、不同的多个频率上发送信标信号的发送步骤被控制成周期性地切换到一个覆盖区域中一不同扇区的发送。
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