CN1304594A - 在带有短同步信道的移动通信系统中实现越区切换的装置和方法 - Google Patents

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CN1304594A CN00800886A CN00800886A CN1304594A CN 1304594 A CN1304594 A CN 1304594A CN 00800886 A CN00800886 A CN 00800886A CN 00800886 A CN00800886 A CN 00800886A CN 1304594 A CN1304594 A CN 1304594A
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Abstract

一种进行越区切换的方法,其中移动台从异步基站的当前小区漫游到同步基站的小区,该方法包括下列步骤:移动台在预定时间内从同步基站接收伪噪声(PN)偏移信号,该PN偏移信号指示同步基站的特定PN偏移值;移动台向异步基站报告PN偏移值;移动台从异步基站接收有关同步基站的系统信息;和移动台根据接收的系统信息进行到同步基站的小区的越区切换。

Description

在带有短同步信道的移动通信系统中 实现越区切换的装置和方法
发明背景
1．发明领域
本发明一般涉及在移动通信系统中实现越区切换的装置和方法，尤其涉及当移动台从异步移动通信系统的小区漫游到同步移动通信系统的小区时实现越区切换的新的装置和方法。
2．相关技术描述
异步移动通信系统可以是例如用作欧洲标准的UMTS(通用移动电信业务)，同步移动通信系统可以是用作美国标准的IMT-2000。这两个系统正逐步变得协调一致，因此，需要各种各样与这两个系统兼容的技术。这样的技术之一是可以发生在同步移动通信系统与异步移动通信系统之间的越区切换。
越区切换是一种在移动通信系统中，在呼叫服务期间，当移动台从当前小区漫游到相邻小区时，使用户能够继续接收呼叫服务的技术。越区切换分为软越区切换和硬越区切换。在软越区切换中，移动台利用由目标基站分配的信道和由服务中的当前基站分配的信道两者保持呼叫。最后，移动台放弃两个信道中其品质值低于导频信道的阈值的那一个。在硬越区切换中，由服务中的当前基站分配的信道首先被释放，然后，尝试与相邻信道的连接。
到目前为止，越区切换的发展已经集中在同步移动通信系统。但是，随着异步移动通信系统的出现，  已经着手对同步移动通信系统与异步移动通信系统之间越区切换的研究。
移动台通常获得有关相邻小区的信息和将当从相邻小区之一接收的导信号具有与阈值高的强度时或由基站请求的信息通知基站。发送到基站的信息用作有关在呼叫服务期间移动台从当前小区漫游到相邻小区时进行越区切换的信息。基站通过寻呼信道(用于同步通信系统)或广播信道(用于异步通信系统)发送有关越区切换的信息。硬越区切换通常发生在当移动台从异步通信系统的小区漫游到同步通信系统的小区的时候。对于硬越区切换，移动台在获得有关相邻小区的信息的同时中断来自异步移动通信系统的呼叫服务。
传统上，移动台必须进行如下过程以便中断有关同步移动通信系统的信息。首先，移动台中断存储在从同步移动通信系统的同步信道传送的同步信号帧中的同步信号消息。每同步信号帧的80ms帧的发送位是96位，包括移动台可以与同步移动通信系统通信的信息的同步信号消息具有221位的长度。因此，移动台至少需要240ms(80ms×3)用于解译该消息。上述技术规范包含在定义同步移动通信系统的TIA/EIA-IS-2000.5标准中。
下文中，同步移动通信系统的基站称为“同步基站”，异步移动通信系统的基站称为“异步基站”。
图3显示了与当前异步基站通信的移动台获取有关相邻同步基站的信息的过程。参照图3，在步骤301，移动台从异步基站接收有关与异步基站相邻的同步基站的信息搜索消息。然后，在步骤303，移动台着手检测有关相邻同步基站的信息，并在步骤305检测来自相邻同步基站的导频信号。移动台在步骤307检测是否检测到具有最高峰值的导频信号。一旦没有检测到这种最高峰值的导频信号，移动台返回到步骤305。如果检测到导频信号的最高峰值，进行到步骤309，移动台就从通过已经检测到具有峰值的导频信号的同步基站的前向同步信道接收同步帧。在这种情况下，移动台从同步基站至少接收三个同步帧，以便接收所有同步信号消息，例如，移动台至少花费240ms从具有图2结构的同步基站接收同步帧，并在帧接收时间内，中断与异步基站的通信。因此，花费很长时间进行图3的过程可能导致诸如丢失异步基站与同步基站之间通信的数据的不利效果。
传统上，同步基站的前向信道具有图2的结构。参照图2，前向信道包括产生导频信号的前向导频信道203，产生同步信号的前向同步信道204，产生专用信道控制消息的前向专用控制信道202，产生话音信号的前向专用基本信道207，和产生分组数据的前向专用辅助信道208。例如，本发明人以前申请的专利P1998-11381详细公开了各个信道的结构和操作。
图11显示了当移动台从异步基站的小区漫游到图2所示的同步基站的小区时根据现有技术的越区切换过程。
参照图11，在步骤1101，移动台B通过广播信道(在异步通信系统中)或寻呼信道(在同步通信系统中)从异步基站A接收包括有关与异步基站A相邻的另一个基站的信息的消息。在步骤1102，移动台测量从相邻基站传输的导频信号的接收强度，并通过反向专用信道发送包括导频信号的测量结果的消息到异步基站。然后，异步基站A分析反向专用信道上的消息以确定是否有目标异步基站。如果存在目标异步基站，异步基站A确认越区切换；否则，它设置参数T、T0和N来检测来自相邻同步基站的导频信号的接收强度，这里，T0是检测同步基站的导频信号的时间，T是检测同步基站的导频信号的时间间隔，和N是定义检测同步基站的导频信号的次数的参数。在步骤1103，移动台B接收在前向专用控制信道上的方向消息，以测量与异步基站A相邻的异步基站和同步基站的导频信号的接收强度，和包括各参数的消息。一旦接收到前向专用控制信道消息，移动台B就根据参数T、T0和N测量来自与异步基站A相邻的异步和同步基站的导频信号的接收强度。
在步骤1106，移动台B从与异步基站A相邻的各个同步基站接收的导频信号。这里，导频信号使移动台B能够估计信道，并迅速获得关于新的多条路径的初始同步。除了检测导频信号之外，移动台B在步骤1107分析通过前向同步信道从诸如同步基站C那样的同步基站接收的同步消息，以识别同步基站C，并获取有关同步基站C的系统消息。同步消息包括与同步基站C通信所需要的系统信息，例如，系统ID号，网络ID号，PN_OFFSET值，长码信息320 msdlgndml，和寻呼数据速率。例如，在IS-95系统中使用的同步信道帧长度为80ms，数据速率为96位并包括长度为短码的一个周期的三个子帧。这里，包括有关同步基站C的系统信息的同步消息具有大于200位的长度，包括消息长字段和CRC(循环冗余检验)。即使在消息长度小于96位时，80ms同步帧也有必要通过将多余位附加到消息中发送96位。因此，移动台B必须至少接收三个80ms同步帧以便接收包括系统信息的所有同步消息。如果在同步消息中没有错误，移动台B至少需要240ms识别同步基站C，并接收同步基站C的信息。
在步骤1104，移动台B通过反向专用信道向异步基站A发送从相邻基站接收的导频信号的接收强度的测量结果和有关同步消息的信息。然后，异步基站A分析在反向专用信道上的接收消息并将测量结果发送到上层网络。上层网络确定与测量结果有关的目标同步基站C并向异步基站A发送包括越区切换所需要的信息的越区切换指示消息。在步骤1105，移动台B通过来自异步基站A的前向专用信道，接收包括有关业务信道的信息的越区切换方向消息来与目标同步基站C进行通信。一旦接收到越区切换方向消息，移动台B根据包含在消息中的业务信道信息准备接收来自同步基站C的业务数据。在步骤1108，移动台B从同步基站C接收前向基本信道上的空业务数据等以确保信道的稳定。在步骤1109，移动台B在移动到目标同步基站C的小区的同时，从同步基站C接收在前向基本信道上的业务消息，从而使呼叫服务从异步基站A切换到同步基站C。此后，移动台B在步骤1110，发送在反向基本信道上的前置码以通知发送是成功的，并在步骤1111向同步基站C发送反向基本信道上的越区切换完成消息。
借助于传统同步移动通信系统的上述前向信道结构，移动台B必须至少接收在同步移动通信系统的前向同步信道上的三个同步帧。例如，具有图2所示的信道结构的同步移动通信系统具有240ms的最小接收时间。因此，移动台B在从异步基站A的小区移动到目标同步基站C的小区的同时，至少需要240ms获取与同步基站C通信的系统信息。在接收时间期间，移动台中断与异步基站A的通信。也就是说，花费长时间进行图3所示的过程导致诸如丢失异步基站与同步基站之间通信的数据的不利效果。
发明概述
因此，本发明的目的是提供一种在具有产生伪噪声偏移信号的前向短信道的同步移动通信系统中的基站通信装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在同步系统中产生伪噪声偏移信号的信道发送装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种当从异步移动通信系统的小区漫游到同步移动通信系统的小区时，在同步移动通信系统中利用产生伪噪声偏移信号的前向短信道的越区切换装置和方法。
本发明还有一个目的是提供一种降低当前与异步移动通信系统进行通信的移动台接收有关同步移动通信系统的信息所需要的时间的装置和方法。该装置和方法利用同步移动通信系统中产生PN_OFFSET信号的前向短同步信道。
为了达到上述目的，本发明提供了实现从异步基站的当前小区漫游到同步基站的小区的越区切换的方法。该方法包括下列步骤：移动台在预定时间内从同步基站接收伪噪声(PN)偏移信号、该PN偏移信号指示同步基站的特定PN偏移值；移动台向异步基站报告PN偏移值；移动台从异步基站接收有关同步基站的系统信息；和移动台根据接收的系统信息进行到同步基站的小区的越区切换。
附图简述
通过结合附图进行如下详细描述，本发明的上面和其它目的、特征和优点将更加明显，在附图中：
图1是显示根据本发明在具有短同步信道的同步移动通信系统中基站的结构的示意图；
图2是显示在传统同步移动通信系统中基站的结构的示意图；
图3是显示由当前与异步移动通信系统通信的移动台接收有关同步移动通信系统的信息的过程的示意图；
图4是显示图1所示的前向短同步信道发生器的详细结构的示意图；
图5是显示馈送到短同步信道发生器的短同步数据的结构的示意图；
图6是显示在前向短同步信道中在PN短码的一个循环内重复发送短同步帧的示意图；
图7是显示根据本发明用于异步基站的越区切换过程的示意图；
图8是显示根据本发明用于移动台的越区切换过程的示意图；
图9是显示根据本发明用于同步基站的越区切换过程的示意图；
图10是显示根据本发明在异步基站中使用的基站导频信号检测参数的示意图；
图11是显示根据现有技术在移动台从异步基站越区切换到同步基站的同时通信的消息的示意图；和
图12是显示根据本发明在具有短同步信道的同步移动通信系统中在移动台从异步基站越区切换到同步基站的同时通信的消息的示意图。
优选实施例详述
下面结合附图对本发明的优选实施例加以描述。在如下的描述中，那些众所周知的功能或结构将不作详细描述，因为这些不必要的细节会掩盖本发明的特征。在附图中，相同的标号表示相同的结构。
通过举例的方法，针对在各个信道上发送的帧长、编码速率、和从各个信道的块输出的数据和码元个数示例了本发明。本领域的普通技术人员应该明白，利用形式上和细节上的各种变化可以容易地实施本发明。
这里使用的术语“PN_OFFSET值”是指在同步基站的短同步信道上发送的消息和关于在同步移动通信系统中使用的伪噪声码的偏移值的在短同步信道上发送的消息。
图1显示了在移动台与基站之间通信的各个信道的示例性结构，和在码分多址(CDMA)通信系统中用于各个信道的信道通信设备，该码分多址通信系统是根据本发明实施例的同步移动通信系统之一。图1所示的各个信道是主要针对发送器示出的。
为了描述基站的信道结构，控制器101控制(允许/禁止)各个信道发生器的操作，处理在基站的物理层上发送和接收的消息并与上层通信消息。导频信道发生器103、同步信道发生器104、短同步信道发生器105和寻呼信道发生器106是产生一个小区或多个小区中的用户之间共享的公用信道信息的设备。专用控制信道发生器102、基本信道发生器107和辅助信道发生器108是用于产生不同地分配给用户的专用信道信息的设备。
专用控制信道发生器102处理在前向专用控制信道(DCCH)上接收的各控制消息并将它们发送到移动台。在前向专用控制信道上的消息包括在IS-95B中使用的无线链路协议(RLP)帧或各种控制消息(L3-信令消息)，和与分组数据服务控制有关的，即，分配或释放辅助信道的介质访问控制(MAC)消息。功率控制信号可以在专用控制信道上发送，而不是在基本信道上发送，在这种情况下，功率控制信号包含在控制消息中。在前向专用控制信道上，专用控制信道发生器102就将用于辅助信道的数据速率与基站进行协商，或如果正交码用于辅助信道，则给出改变正交码的方向。前向专用控制信道用没有分配给导频信道发生器103、同步信道发生器104、短同步信道发生器105或寻呼信道发生器106的那些正交码中一个未使用的正交码扩展。RLP帧提供成功发送八位位组流的服务。RLP可以分为透明RLP和不透明RLP。透明RLP不重新发送错误发送的帧，但通知上层错误发送帧的时间和位置。不透明RLP涉及纠错。
导频信道发生器103处理在前向导频信道上接收的信息，并向移动台发送接收的信息。前向导频信道总是发送全是0或1的逻辑信号。这里假定导频信道发送全是0的逻辑信号。导频信号使移动台能够迅速获得有关新的多条路径的初始同步并估计信道。导频信道用以前分配给它的一个特定正交码扩展。
同步信道发生器104处理在前向同步信道上接收的信息并向移动台发送接收的信息。在同步信道上的信息使小区中的每个移动台能够获得初始时间和帧同步。前向同步信道用以前分配给它的一个特定沃尔什(Walsh)码扩展。
短同步信道发生器105处理在短同步信道上接收的信息并向移动台发送接收的信息。在短同步信道上长度为K位的信息提供给移动台以便在短时间内搜索有关同步基站的信息。由该值表示的信息可以是同步基站的PN_OFFSET值和零填充位。由于移动台在短时间内获得信息，因此在一个PN短码的一个周期内发送信息预定次数N2。K和N2的示例表示在图5和图6中。与异步移动通信系统通信的移动台在一个PN短码的周期内接收信息并将它发送到异步基站。由此发送的信息使异步基站能够更新有关它相邻小区的信息。此信息也用于当移动台从异步移动通信系统的小区漫游到同步移动通信系统的小区时发生的越区切换。除了上面信息之外，在同步信道上发送的关于同步基站的信息由异步基站通过寻呼信道或广播信道发送到移动台。一旦接收到短同步信道上的信息，漫游到同步基站的小区的移动台就与同步基站进行通信，无需进行单独的同步处理，因为它已经含有有关同步基站的系统信息和知识。在短同步信道上的信息用在每个系统中同等使用的和以前分配给短同步信道的一个特定沃尔什码扩展。
寻呼信道发生器106处理在前向寻呼信道上接收的信息并向移动台发送接收的信息。在寻呼信道上的信息是在建立业务信道之前所需要的所有信息。前向寻呼信道用以前分配给它的正交码之一扩展。
基本信道发生器107处理在前向基本信道上接收的信息并向移动台发送接收的信息。在前向基本信道上的信息可以包括在IS-95B中使用的各种控制消息(L3信令)以及功率控制信号，但不包括话音信号。如果有必要，这样的信号可以包括RLP帧和MAC消息。基本信道具有9.6kps或14.4kps的数据速率，并根据情况，具有可变数据速率，例如，作为给定数据速率1/2的4.8kbps或7.2kbps；作为该数据速率1/4的2.4kbps或3.6kbps；或作为该数据速率1/8的1.2kbps或1.8kbps。这样的可变数据速率必须由接收单元来检测。前向基本信道用没有分配给导频信道发生器103、同步信道发生器104、短同步信道发生器105或寻呼信道发生器106的那些正交码扩展。
辅助信道发生器108处理在前向辅助信道上接收的信息并向移动台发送接收的信息。在前向辅助信道上的信息包括RLP帧和分组数据等。辅助信道发生器108具有大于9.6kbps的数据速率。辅助信道发生器108具有预定数据速率，即，基站通过专用控制信道以与移动台协商下确定的数据速率与移动台通信。前向辅助信道用没有分配给导频信道发生器103、同步信道发生器104、短同步信道发生器105或寻呼信道发生器106的一个正交码扩展。基本信道和辅助信道变成业务信道。
加法器109将来自专用控制信道发生器102、基本信道发生器107和辅助信道发生器108的在前向链路上的同相信道发送信号与来自导频信道发生器103、同步信道发生器104、短同步信道发生器105和寻呼信道发生器106的发送信号相加。加法器110将从专用控制信道发生器102、基本信道发生器107和辅助信道发生器108输出的正交相位信道发送信号相加在一起。扩展调制器111将来自加法器109和110的发送信号与扩展序列相乘并将提升频率转换成发送信号。接收器122基带频率转换在反向链路上的移动台的各个信道信号，然后，通过将转换的信号与扩展序列相乘解扩信号。图1省略了配置在基站中的反向链路信道接收器的结构。
现在描述移动台的信道结构，控制器113允许/禁止各个信道发生器的操作，处理由移动台通信的消息，和与上层通信消息。
专用控制信道发生器114处理在反向专用控制信道上接收的各种控制消息，并将它们发送到基站。在反向专用控制信道上的消息包括在IS-95B中使用的无线链路协议(RLP)帧或各种控制消息，和与分组数据服务控制有关的，即，分配或释放辅助信道的介质接入控制消息(MAC)。对于反向链路，功率控制信号不单独在专用控制信道上发送，因为它们插在导频信道中发送。在反向专用控制信道上，专用控制信道发生器114就要用于辅助信道的数据速率与基站协商。反向专用控制信道发生器114用以前分配给它的唯一正交码扩展各个信道以识别信道，并用唯一PN码扩展来自用户的信号以识别用户。因此，不同的正交码被分配给专用控制信道、导频信道、接入信道、基本信道和辅助信道，以便识别各个信道，和用于每个信道的各个正交码均由用户共享。例如，用于专用控制信道的正交码由所有用户共享以识别专用控制信道。
反向专用控制信道具有9.6kbps的固定数据速率，它防止在确定数据速率时任何性能降低并省去数据速率确定电路，降低了接收器的复杂性。此外，反向专用控制信道具有与话音信号的基本数据速率相同的数据速率，即，9.6kbps，从而保持了与基本话音服务相同的服务直径。
导频信道发生器115处理在反向导频信道上接收的信息并将接收的信息发送到基站。与前向导频信道一样，反向导频信道能够使新的多条路径的初始同步和信道估计迅速得到获取。反向导频信道还在确定的时间通过将功率控制信号与导频信号相加发送反向功率控制信息。
接入信道发生器116处理在反向接入信道上接收的信息并将接收的信息发送到基站。在接入信道上的信息包括控制消息和在建立业务信道之前基站所要求的有关移动台的所有信息。
基本信道发生器117处理在反向基本信道上接收的信息并将接收的信息发送到基站。在反向基本信道上的信息通常包括话音信号。这样的信息除了包括话音信号，还包括在IS-95B中使用的各种控制消息(L3信令)。如果有必要，该信息可以包括RLP帧和MAC消息。对于反向链路，功率控制信号不单独在接入信道上发送，因为它们插在导频信道中发送。基本信道具有9.6kps或14.4kps的固定数据速率，并根据情况，具有可变数据速率，例如，作为给定数据速率1/2的4.8kbps或7.2kbps；作为该数据速率1/4的2.4kbps或3.6kbps；或作为该数据速率1/8的1.2kbps或1.8kbps。这样的可变数据速率必须由接收单元来检测。反向基本信道发生器117用以前分配给它的唯一正交码扩展各个信道以识别信道，并用唯一PN码扩展来自用户的信号以识别用户。因此，不同的正交码被分配给导频信道、接入信道、基本信道和辅助信道，以便识别各个信道，和用于每个信道的各个正交码均由用户共享。例如，用于基本信道的正交码由所有用户共享以识别基本信道。
辅助信道发生器118处理在反向辅助信道上接收的信息并将接收的信息发送到基站。在反向辅助信道上的信息包括RLP帧和分组数据等。辅助信道发生器118具有大于9.6kbps的数据速率。辅助信道发生器118具有预定数据速率，即，基站通过专用控制信道以与移动台协商下确定的数据速率与移动台通信。反向辅助信道用以前分配给它的唯一正交码扩展各个信道以识别信道，并用唯一PN码扩展来自用户的信号以识别用户。基本信道和辅助信道将变成业务信道。
加法器119将从专用控制信道发生器114和导频信道发生器115接收的在反向链路上的发送信号相加在一起。加法器120将从接入信道发生器116、基本信道发生器117和辅助信道发生器118接收的在反向链路上的发送信号相加在一起。扩展调制器121将来自加法器119和120的发送信号与扩展序列相乘并将提升(ascent)频率转换成发送信号。接收器112基带频率转换在反向链路上的移动台的各个信道信号，然后，通过将转换的信号与扩展序列相乘解扩信号。图1省略了配置在基站中的反向链路信道接收器的结构。
在根据本发明实施例的CDMA通信系统中，如图1所示，基站包括控制器101、专用控制信道发生器102、导频信道发生器103、同步信道发生器104、短同步信道发生器105和寻呼信道发生器106、基本信道发生器107和辅助信道发生器108。移动台包括控制器111、专用控制信道发生器114、导频信道发生器115、接入信道发生器116、基本信道发生器117和辅助信道发生器118。对于基站中各个信道发生器的输出形式，来自专用控制信道发生器102、基本信道发生器107和辅助信道发生器108的信号是两个信道信号，即，同相信道分量和正交相位信道分量，而仅从导频信道发生器103、同步信道发生器104、短同步信道发生器105和寻呼信道发生器106产生一个信道分量。这里假家仅一个信道分量是同相信道分量。
与基站的信道发生器不同，移动台的那些信道发生器仅产生一个信道分量。因此，移动台专用控制信道发生器114和导频信道发生器115的输出相加后馈送到扩展调制器121作为同相信道，和其余信道发生器的输出相加后馈送到扩展调制器121作为正交相位信道。当使用接入信道时，导频信道发生器115的输出是同相信道输入和接入信道发生器116的输出是正交相位信道输入，因为接入信道发生器116在产生业务信道之前产生输出。
图1所示的除了短同步信道发生器之外的所有信道发生器的结构和操作详细描述在本发明人申请的韩国专利第98-11381号中。
下面首先对短同步信道发生器的详细结构加以描述，然后对进行从异步移动通信系统到同步移动通信系统的越区切换的过程进行描述。
图4是根据本发明实施例的短同步信道发生器短同步信道发生器105的详细显示。
参照图4，编码器401编码输入短同步信道数据并输出编码短同步信道数据。短同步信道数据可以是PN_OFFSET值，编码器401可以是传统编码器或涡式(turbo)编码器。在图4中假定使用具有1/2编码速率和9约束长度的传统编码器。交织器403交织从重发器402输出的码元发言人以便防止突发错误。交织器403可以是分组交织器或涡式交织器。信号转换器404转换从交织器403输出的短同步信道信号的电平。乘法器405将从信号转换器404输出的同步信道信号与正交码相乘。在乘法器405中使用的正交码是一个预定沃尔什码。应该注意到在乘法器405中使用的沃尔什码是在同步移动通信系统中用户共享的唯一一个指定沃尔什码。在乘法器405中使用的沃尔什码具有在同步移动通信系统中定义的长度。例如，沃尔什码在IMT-2000 SR2环境下具有128的长度，在IMT-2000 SR3环境下具有258的长度。编码器401、重发器402和交织器403并非非要不可，但可以作为选项给出，它们的类型也是可选的。输入到短同步信道发生器105的信息可以具有不同的形式。例如，短同步信道发生器105的输入可以是唯一的PN_OFFSET值，或者伴随CRC的PN_OFFSET值，或者单独编码的PN_OFFSET值。
图5显示了输入到短同步信道发生器105的信息的帧结构。参照图5，输入到短同步信道发生器105的信息501是同步基站的PN_OFFSET值。此处，K位表示PN_OFFSET值。在图5中，PN_OFFSET值和零填充位是K个位并在发送过程中伴随CRC(循环冗余校验)。当前同步移动通信系统应用了9的PN_OFFSET值。输入到短同步信道发生器105的信息帧的长度、数据速率和CRC长度随着沃尔什码的长度、重发次数和编码器的类型而改变。
图6显示了在一个PN短码周期(例如，26.6…ms)内发送的短同步信道帧的结构。参照图6，在一个PN短码的周期内发送短同步信道帧N2(N2≥1)次。也就是说，在一个PN短码的周期内可以发送PN_OFFSET值数次。因此，移动台可以在短时间内获得有关同步基站的信息。
关于短同步信道帧的发送次数N2根据下列方程计算，
[方程1]
N_chip={(K+CRC)×R×N1×W1}×N2
方程1使用的变量定义如下：
N_chip是在一个PN短码的周期内的码片数(例如，对于SR1为32768，对于SR3为98304)；
K是数据位(PN_OFFSET值+零填充位长度)；
CRC是在短同步信道中使用的CRC位；
R是在短同步信道发生器中使用的编码器的编码速率；
N1是码元重发数；
W1是沃尔什码的长度；和
N2是在一个PN短码的周期内PN_OFFSET帧的发送次数。
例如，假定在当前同步移动通信系统中，PN_OFFSET值=9位，N_chip=32768，R=2，N1=2和W1=128，方程1可以重写成64=(K+CRC)×N2，和短同步信道的位速率是2400bps。对于短同步信道帧的两次重发，K+CRC必须是32位。如果CRC具有20位，则可以确定K为10位，包括9位PN_OFFSET值加上1位零填充位。
在另一个例子中，假定在当前同步移动通信系统中，PN_OFFSET值=9位，N_chip=32768,R=2,N1=2和W1=128，方程1可以重写成64=(K+CRC)×N2，和短同步信道的位速率是2400bps。对于短同步信道帧的四次重发，K+CRC必须是16位。如果CRC具有4位，则可以确定K为12位，包括9位PN_OFFSET值加上3位零填充位。
现在对根据本发明实施例进行从异步移动通信系统到同步移动通信系统的越区切换的过程进行描述。
在如下的描述中，同步移动通信系统的基站被称为“同步基站”，异步移动通信系统的基站被叫作“异步基站”。图7至9中异步基站与同步基站之间的越区切换是软越区切换。并且，同步基站具有图1所示的信道结构。
图7显示了根据本发明实施例关于异步基站A的越区切换过程。
参照图7，在步骤701，异步基站A从移动台B接收相邻异步基站的导频信号的测量结果。为了搜索目标异步基站，移动台B测量从与异步基站A相邻的异步基站接收的导频信号的强度，并报告导频信号大于阈值的异步基站的信息，然后，在步骤702，异步基站A根据从移动台B接收的测量结果，确定是否存在关于越区切换异步基站的目标。如果确定这样的异步基站存在，则在步骤703，异步基站A向移动台B发送包括越区切换所需要的信息的越区切换方向消息。否则，异步基站A前进到步骤704设置参数T、T0和N，用于检测相邻同步基站的导频信号。这些参数T、T0和N显示在图10中，其中T0是检测同步基站的导频信号的时间，T是检测同步基站的导频信号的时间间隔，和N是定义检测同步基站的导频信号的次数的参数。
在步骤705，异步基站A向移动台B发送参数和方向消息，以测量异步基站A和与异步基站A相邻的同步基站的导频信号的强度。移动台B在时间间隔T0内检测相邻同步基站的导频信号。移动台B在时间间隔T-T0内保持与异步基站A通信的同时检测与异步基站A相邻的异步基站的导频信号。此后，在步骤706，异步基站A从移动台B接收导频信号的测量结果。导频信号的测量结果划分为四种类型：(1)关于成功检测另一个目标异步基站的信息，(2)关于成功检测目标同步基站的信息，(3)关于成功检测目标同步基站和另一个目标异步基站的信息和(4)关于检测目标基站失败的信息。关于成功检测同步基站的信息与同步基站C的系统信息一起发送。存在两种类型的同步基站C的系统信息：一个是图1所示的具有短同步信道的检测同步基站C的PN_OFFSET值；另一个是在同步信道上接收的检测同步基站(图2)的同步消息。
一旦从移动台B接收到导频信号的测量结果，则在步骤707，异步基站A确定是否存在越区切换的目标小区。如果不存在目标小区，异步基站A返回步骤701重复上述过程。否则，当检测到目标小区时，异步基站A在步骤708确定目标小区是同步基站还是异步基站，即，异步基站A必须在步骤708中确定所检测的目标小区是同步基站还是异步基站，因为移动台在步骤704测量了确定参数的、异步基站和同步基站两者的导频信道。一旦检测到同步基站和异步基站两者，异步基站A的系统参数用于确定哪个基站越区切换，和异步基站的系统信息用于确定哪个基站有高于另一基站的优先级。一旦在步骤708目标小区确定为异步基站，异步基站A就向移动台B发送越区切换到所确定异步基站所需要的越区切换方向消息。否则，当目标小区确定为同步基站时，异步基站A在步骤706向上层网络发送导频信号强度和PN_OFFSET值，或从移动台B接收的所确定异步基站的系统信息。
随后，在步骤710，异步基站A从上层网络接收越区切换请求消息，请求移动台越区切换到同步移动通信系统。对于到图1所示的同步移动通信系统的越区切换，异步基站A进一步接收有关同步基站的系统信息。在步骤710期间，上层网络将指示移动台将越区切换的信息发送到目标同步基站。接收这个信息的接收目标可以是同步基站或它的上层网络。一旦从上层网络接收到越区切换指示消息，异步基站A向移动台B发送包括越区切换到所确定同步基站所需要的信息的越区切换方向消息。
在另一个实施例中，同步基站A跳过步骤704，并刚好在移动台B漫游到异步基站A的小区之后执行步骤707。因此，这个实施例有利地缩短了异步基站引起移动台越区切换所需要的时间。
图8A和8B显示了根据本发明实施例正在与异步基站通信的移动台的越区切换过程，其中移动台以能够与异步基站和同步基站两者通信的双模式操作。
参照图8A，移动台B在步骤801测量接收导频信号的强度。并将测量结果发送到异步基站A。这里，一旦移动台发现另一个异步基站，它就发送已经发现另一个目标异步基站的消息；否则，它发送表示还没有发现另一个目标异步基站的消息。此后，移动台B在步骤802确定是否已经从异步基站A接收到请求消息，异步基站A请求测量与异步基站A相邻的基站的导频信号。一旦接收到(从图7所示的步骤703中的异步基站)响应于请求测量导频信号的消息的、到异步基站的目标小区的越区切换方向消息，移动台B就在步骤803执行到异步基站A的小区的越区切换，并在步骤804将在反向链路上的前置码信号发送到异步基站的目标小区。接着，在步骤805移动台B将越区切换完成消息发送到异步基站的目标小区。
同时，如果在步骤802的接收消息是请求测量导频信号的(图7所示的步骤705中发送的)消息，那么移动台B在步骤806中接收用于确定与异步基站A相邻的异步和同步基站的导频信号的参数。这些参数定义在图10中。应该注意到，在步骤806确定参数的过程中，检测目标同步基站的导频信号的过分长时间T0导致了与异步基站通信的不稳定；过分长时间间隔T使得难以检测同步基站的导频信号；和大参数N导致了需要极长时间检测目标基站(即，目标同步基站或目标异步基站，并使移动台损失了进行越区切换的时间，导致呼叫服务的中断。因此，确定参数必须考虑到这些方面。
对于时间段T0，移动台B从步骤807到步骤813的时间间隔T检测同步基站的导频信号强度N次。对于时间段T-T0，在步骤810，移动台B在保持与异步基站A通信的同时，检测与异步基站A相邻的异步基站的导频信号强度。异步基站的导频信号可以在步骤808中由两种方法检测。一种方法在时间段T0内直接检测同步信号。另一种方法涉及尽可能小地设置时间段T0值以便确保异步基站与移动台之间通信的稳定性，在缓冲器中存储从同步基站传输的信号，并在时间段T-T0内检测来自按离线方式存储在缓冲器中的信号的、同步基站的导频信号。一旦在步骤808检测到同步基站的导频信号，移动台B在步骤808中解译来自同步基站的同步信道或短同步信道的消息的、同步基站的系统信息。移动台在步骤809中解译来自同步基站的同步信道或短同步信道的消息的、同步基站的系统信息。如果在步骤809中第一方法用于在时间段T0内直接检测导频信号，移动台B必须保持与同步基站的信道长达足以获取同步基站的系统信息的时间段，并且不返回到与异步基站的信道。如果在步骤809中利用第二方法检测来自存储在缓冲器中的信号的、同步基站的导频信号，移动台必须保持与同步基站的信道长达足以在存储同步基站的导频信号的T0之后的第二时间段期间获取同步基站的系统信息的时间段。
同时，如果同步基站没有短同步信道，则在步骤809，移动台B必须在至少240ms内接收在同步基站的同步信道上传输的同步消息。因此，在不含短同步信道的移动通信系统中为了获得越区切换所需要的信息，在移动台与异步基站之间的通信的稳定性可能得不到保证。否则，如果像图1所示的同步移动通信系统中那样同步基站含有短同步信道时，则在步骤809，移动台B在26.6ms内接收在短同步信道上传输的同步基站的PN_OFFSET值。在步骤810，如果在时间T0内没有检测到导频信号，移动台B检测与异步基站A相邻的异步基站的导频信号强度并在时间段T-T0内保持与异步基站A的通信。移动台B在步骤811确定各个异步基站的导频信号的测量结果是否含有请求越区切换的值。如果检测到这样的导频信号，移动台B就前进到图8B中的步骤813。否则，移动台B就前进到步骤812。一旦在步骤808和810检测潜在同步基站的导频信号和潜在异步基站的导频信号两者失败，移动台B在步骤812确定重复次数是否超过N。如果重复次数不超过N，并且既没有检测到同步基站的导频信号，也没有检测到异步基站的导频信号，则移动台B返回到步骤807重复步骤808至810。如果在步骤812中重复次数超过N，移动台B向异步基站发送直到那个时间获得的测量结果。当在步骤808检测到导频信号其重复次数没有超过N时，移动台B在步骤809之后马上进入步骤813。当在步骤810检测到导频信号其重复次数没有超过N时，移动台B直接进入步骤813，并在步骤811确定检测的导频信号具有用于目标异步基站的足够强度。
在图8B所示的步骤813中发送导频信号的测量结果之后，移动台B在步骤814确定是否已经从异步基站接收到越区切换方向消息。如果已经接收到越区切换方向消息，移动台B返回到步骤802；否则，移动台B在步骤815确定越区切换方向消息是到目标同步基站的越区切换消息，还是到目标异步基站的越区切换消息。当在步骤814接收的越区切换方向消息是到目标异步基站的越区切换消息时，移动台B执行步骤819至821，它们与图8A的步骤803至805相似。
另一方面，当在步骤815越区切换方向消息被确定为到目标同步基站的越区切换消息时，移动台B进入步骤816，以利用包含在接收越区切换方向消息中的目标同步基站的系统信息进行越区切换。也就是说，在步骤817，移动台B移动到目标同步基站，以从同步基站接收在前向基本信道上的业务数据，并向同步基站发送在反向基本信道上的前置码。然后，在步骤818，移动台B通过反向基本信道向同步基站发送越区切换完成消息。
图9显示了根据本发明实施例用于目标同步基站的越区切换过程，其中假定同步基站具有与图1所示相同的信道结构。
参照图9，同步基站C在步骤901发送在导频信道上的导频信号和在短同步信道上的PN_OFFSET值。同步基站C的PN_OFFSET值可以在图5所示的短同步信道上发送，或以其它各种方式发送。短同步信道发生器可以具有图4所示的结构，其中编码器、交织器和重发器以可选项给出。每26.6ms发送短同步信道的信息N2次。同步基站C在步骤902从上层网络接收移动台到同步基站的越区切换消息。在步骤903，同步基站C向移动台B发送在前向基本信道上的空业务信道数据等。这个步骤903是作为可选项给出的。在步骤904，同步基站C在移动台B移动到同步基站C的小区之后立即向移动台B用前向基本信道发送业务信道。然后，在步骤905，同步基站C从移动台B接收越区切换完成消息，以结束该越区切换。
图12显示根据本发明实施例从异步基站A的小区到同步基站C的小区的越区切换过程。在如下描述中，假定同步基站具有与图1所示相同的信道结构。
参照图12，在步骤1201，移动台B通过广播信道或寻呼信道从异步基站A接收包括有关与异步基站A相邻的另一个基站的信息的消息。在步骤1202，移动台B测量从相邻基站传输的导频信号的接收强度，并通过反向专用信道发送包括导频信号的测量结果的消息到异步基站A。然后，异步基站A分析反向专用信道上的消息以确定是否有目标异步基站。如果存在目标异步基站，异步基站A确认越区切换；否则，它设置参数T、T0、T和N来检测来自相邻同步基站的导频信号的接收强度。在步骤1203，移动台B接收在前向专用控制信道上的方向消息，以测量与异步基站A相邻的异步基站和同步基站的导频信号的接收强度，和包括各参数的消息。这里，T0是检测同步基站的导频信号的时间，T是检测同步基站的导频信号的时间间隔，和N是定义检测同步基站的导频信号的次数的参数。一旦接收到前向专用控制信道上的消息，移动台B就根据参数T、T0和N测量来自与异步基站A相邻的异步和同步基站的导频信号的接收强度。
在步骤1206，移动台B检测具有最高峰值的同步基站C的导频信号。这里，导频信号使移动台B能够估计信道，并迅速获得关于新的多条路径的初始同步。
除了检测导频信号之外，在步骤1207，移动台B分析从同步基站C在前向短同步信道上接收的短同步帧，以获得同步基站C的PN_OFFSET值。然后，移动台B向异步基站A发送在反向专用控制信道上的消息，该消息包括在步骤1207获得的PN_OFFSET值和来自相邻基站的导频信号的接收强度的测量结果。然后，异步基站A向上层网络报告来自移动台B的在反向专用控制信道上接收的消息。上层网络根据报告确保目标同步基站C，并向异步基站A发送包括越区切换所需要的信息的越区切换指示消息。这里，越区切换指示消息包括目标同步基站C的系统信息和关于与目标同步基站C通信的业务信道的信息，因为移动台只有在短同步信道上接收的同步基站C的PN_OFFSET值。然后，如果异步基站A从上层网络接收到越区切换指示消息，则在步骤1205，异步基站A向移动台B发送包括越区切换所需要的信息的越区切换方向消息。
移动台B通过前向专用控制信道从异步基站A接收方向消息，该消息包括与目标同步基站C通信的业务信道的信息和同步基站C的系统信息。一旦接收到越区切换方向消息，移动台B按照包含在该消息中的业务信道信息和系统信息，准备从同步基站C接收业务数据。在步骤1208，移动台B从同步基站C接收前向基本信道上的空业务数据等以确保信道的稳定性。在步骤1209，移动台B在移动到目标同步基站C的小区的同时，从同步基站C接收在前向基本信道上的业务消息，从而使呼叫服务从异步基站A切换到同步基站C。此后，移动台B在步骤1210在反向基本信道上发送前置码以通知发送是成功的，并在步骤1211向同步基站C发送反向基本信道上的越区切换完成消息。
图11的相关技术方法与图12的本发明方法之间的差异在于移动台B获得同步基站C的系统信息的方式。
在相关技术方法中，移动台B在至少240ms内接收同步基站C的同步信号帧并解译包含在该同步信号帧中的同步信号消息。与此方法不同，在本发明的方法中，移动台B只获取短同步信道上同步基站C的PN_OFFSET值并向同步基站A报告接收的PN_OFFSET值，该同步基站A依次向移动台B发送存储在其中的或从上层网络接收的同步基站C的系统信息。本发明的这种方法缩短了移动台获取目标同步基站的系统同步信息所需要的时间，从而保证了与异步基站通信的稳定性。
因此，本发明使同步移动通信系统中的基站通过短同步信道将PN_OFFSET值发送到移动台，并使移动台能够在短时间内获取有关相邻小区的信息。此外，本发明使当前在异步移动通信系统中的移动台能够简单利用通过短同步信道获得的PN_OFFSET值进行到同步移动通信系统的越区切换。也就是说，使移动台能够在短时间内获得有关与异步移动通信系统相邻的小区的信息，从而缩短了异步移动通信系统与移动台之间的呼叫中断时间。
虽然通过参考本发明的某个优选实施例已经对本发明作了图示和描述，但本领域普通技术人员应该明白，可以对其进行形式上和细节上的各种修改而不偏离附权利要求书所限定的精神和范围。

Claims (14)

1．一种基站发送器，包括：
前向导频信道发生器，用于产生导频信号；
前向同步信道发生器，用于产生同步信号；
前向短同步信道发生器，用于产生包括基站的伪噪声(PN)偏移值的短同步信号；
前向专用控制信道发生器，用于产生专用信道的控制消息；
前向专用基本信道发生器，用于产生话音信号；和
前向专用辅助信道发生器，用于产生分组数据。
2．如权利要求1所述的基站发送器，其中短同步信道发生器包括：
编码器，用于编码PN偏移值；
重发器，用于重发来自编码器的码元达预定次数；
交织器，用于交织重发器的输出；
信号转换器，用于电平转换交织器的输出；和
乘法器，用于通过将信号转换器的输出与特定正交码相乘来正交扩展信号换器的输出。
3．如权利要求1所述的基站发送器，其中由短同步信道发生器产生的短同步信号在一个PN短码的周期内至少具有一次重复。
4．如权利要求2所述的基站发送器，其中编码器编码包括伴随着循环冗余校验(CRC)码的PN偏移值的数据。
5．一种当移动台从异步基站的当前小区漫游到同步基站的小区时，进行从异步基站越区切换到同步基站的方法，该方法包括下列步骤：
移动台在预定时间内从同步基站接收PN偏移信号和PN偏移信号指示分配给同步基站的特定PN偏移值；
向异步基站报告PN偏移值；
从异步基站接收有关同步基站的系统信息；和
根据接收的系统信息进行到同步基站的越区切换。
6．如权利要求5所述的方法，其中PN偏移信号是通过同步基站的前向短同步信道广播的。
7．如权利要求6所述的方法，其中PN偏移信号在一个PN短码的时段内至少发送一次。
8．一种当移动台从异步基站的当前小区漫游到同步基站的小区时，进行从异步基站越区切换到同步基站的方法，该方法包括步骤：
异步基站向移动台发送请求消息以搜索相邻同步基站；
从移动台接收分配给各个同步基站的特定PN偏移值，并向上层网络报告PN偏移值；
从上层网络接收有关目标同步基站的系统信息；和
向移动台发送包括接收的系统信息的越区切换方向消息。
9．如权利要求8所述的方法，其中向移动台发送请求消息的步骤包括：
设置关于搜索时间间隔的参数、移动台搜索相邻同步基站的搜索时间段和次数；和
向移动台发送包括参数的消息。
10．一种当移动台从异步基站的当前小区漫游到同步基站的小区时，进行从异步基站越区切换到同步基站的方法，该方法包括下列步骤：
移动台在给定时间段内周期性地检测与异步基站相邻的同步基站的导频信号；
从在定义的时间内检测到具有峰值的导频信号的同步基站接收短同步信道信号，该短同步信道信号指示分配给该同步基站的特定PN偏移值；
向异步基站报告PN偏移值；
从异步基站接收包括同步基站的系统信息的越区切换方向消息；和
根据接收的系统信息进行到同步基站的越区切换。
11．如权利要求10所述的方法，其中进行越区切换的步骤包括下列步骤：
根据包含在系统信息中的业务信道信息，通过业务信道从同步基站接收空业务数据；和
一旦确定成功接收空业务数据，通过反向基本信道向目标同步基站发送的前置码信号，然后发送越区切换完成消息。
12．如权利要求10所述的方法，其中移动台在给定时间段内暂时存储来自相邻同步基站的信号，并用存储的信号检测相邻同步基站的导频信号。
13．一种当移动台从异步基站的当前小区漫游到同步基站的小区时，进行从异步基站越区切换到同步基站的方法，该方法包括下列步骤：
异步基站向移动台发送请求消息以搜索相邻同步基站；
在异步基站的请求下，移动台在给定时间段内周期性地搜索相邻同步基站；
在搜索相邻同步基站的同时移动台从目标同步基站接收短同步信道信号，该短同步信道信号指示分配给同步基站的特定PN偏移值，并向异步基站报告该PN偏移值；
异步基站向上层网络报告PN偏移值，从该上层网络接收关于同步基站的系统信息，并向移动台发送包括系统信息的越区切换方向消息；和
移动台根据接收的系统信息进行到同步基站的越区切换。
14．如权利要求13所述的方法，其中请求消息包括关于搜索时间间隔的参数，关于移动台搜索相邻同步基站的搜索时间段和次数。
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