CN1372776A - 在启动码分多址通信中越区切换时高效搜索候选频率的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种方法和设备,用于在码分多址通信系统中启动越区切换的同时进行有效的候选频率搜索。所述方法包括当功率控制到目标接收电平的移动站发送导频信号时增加相对于导频信道的话务信道功率电平,以改进接收机性能。一个改进的特征是在基站处接收的接收导频保持相同,而同时接收机接收在所接收的冗余话务码元中的额外能量,以提高对所接收帧的正确解码的概率。基站从感兴趣的频率检测移动站发送信号的丢失。如果基站知道丢失的开始时间和持续期,则它可以在这个预定时间周期期间集中它的检测。如果使信号的丢失跨越帧边界处的两个帧而扩展,则可以改进性能。
Description
发明领域
本发明涉及数字无线通信系统。尤其,本发明涉及一种新颖的和改进的方法,用于对在码分多址(CDMA)通信系统中的其它-频率导频信号进行扫描。
背景技术
在无线通信领域中,存在数种基于技术的标准,用于控制在诸如蜂窝电话、个人通信系统(PCS)手机,和其它远程用户通信装置之类的移动站和无线基站之间的通信。这些包括基于数字和基于模拟的两种标准。例如,在基于数字的蜂窝标准中是题为“用于双模式宽带扩频蜂窝系统的移动站-基准兼容性标准”的电信行业协会/电子行业协会(TIA/EIA)暂定标准IS-95系列,包括IS-95A和IS-95B。相似地,在基于数字的PCS标准中是题为“用于1.8到2.0GHz码分多址(CDMA)个人通信系统的个人站-基准兼容性要求”的美国国家标准研究所(ANSI)J-STD-008系列。其它基于非-CDMA的数字标准包括用于移动通信的基于时分多址(TDMA)的全球系统,以及美国TDMA标准TIA/EIA IS-54系列。
CDMA的扩频调制技术比多址通信系统的其它调制技术具有明显的优点。在题为“使用卫星或地面中继器的扩频多址通信系统”的美国专利第4,901,307号中揭示了CDMA技术在多址通信系统中的应用,该专利已转让给本发明的受让人,并在此引用它所揭示的内容作为参考。
通过提供多个信号路径而得到空间或路径分集,所述多个信号路径是经过从移动用户到两个或多个小区现场的同时链路的。此外,通过分别接收和处理以不同传播延迟到达的信号来开发多路径环境而得到路径分集。在1992你月31日发表的,题为“在CDMA蜂窝电话系统中的软越区切换”的美国专利第5,101,501号,和在1992年4月28日发表的,题为“在CDMA蜂窝电话系统中的分集接收机”的美国专利第5,109,390号中揭示了路径分集的例子,两个专利都已转让给本发明的受让人,并在此引用作为参考。
通过控制发射机功率可以进一步控制在CDMA系统中的有害衰减效应到某种程度。在1991年10月8日发表的,题为“在CDMA蜂窝移动电话系统中控制发射功率的方法和设备”的美国专利第5,056,109号,1989年11月7日提出的,第07/433,031号揭示了用于小区现场和移动单元功率控制的系统,也已转让给本发明的受让人。在在1992年4月7日发表的,题为“在CDMA蜂窝电话系统中产生信号波形的系统和方法”的美国专利第5,103,459号中进一步揭示了CDMA技术在多址通信系统中的应用,该专利已转让给本发明的受让人,并在此引用它所揭示的内容作为参考。
上述专利都描述在CDMA无线通信系统中用于捕获的导频信号的应用。当诸如蜂窝或PCS电话之类的无线通信装置通电时的各个时刻,它进行一个捕获过程,其中,所述过程包括搜索和捕获在无线通信系统中来自基站的导频信道信号。例如,在题为“在CDMA通信系统中这些搜索捕获的方法和设备”的美国专利第08/509,721号中描述了在CDMA系统暂定导频信道的解调和捕获,该专利已转让给本发明的受让人,并在此引用作为参考。当无线通信装置可以捕获一个以上的导频信道时,它选择具有最强信号的导频信道。在捕获导频信道时,无线通信装置呈现能够捕获从要求通信的基站来的另外的信道。在上述美国专利第5,103,459号中更详细地描述这些其它信道的结构和功能,这里不再详细描述。
其中,上述标准和专利描述当移动站在它们相应的地理覆盖区中运动时,移动站在邻近基站之间执行“越区切换”的方法。例如,在基于CDMA的标准IS-95和J-STD-008中,基站把列出它的邻近基站的许多系统参数的消息发送到移动站,所述消息包括将辅助移动站执行在基站之间的“自动”越区切换的这种信息。自动越区切换是不由基站启动或引导的,而是由移动站本身启动的一种越区切换。
这种邻近清单消息的一个例子是J-STD-008的“扩展的邻近清单消息”。当基站把扩展的邻近清单消息发送到移动站时,它使用表I的格式。
表I
字段 | 长度(位) |
MSG_TYPE(‘00001110’) | 8 |
PILOT_PN | 9 |
CONFIG_MSG_SEQ | 6 |
PILOT_INC | 4 |
下列记录的零或更多的出现率:
NGHBR_CONFIG | 3 |
NGHBR_PN | 9 |
SEARCH_PRIORITY | 2 |
PREQ_INCL | 1 |
NGHBR_BAND | 0或5 |
NGHBR_FREQ | 0或11 |
RESERVED | 0-7(按需要) |
从J-STD-008的3.7.2.3.2.14.部分取得上表,并致使在示例扩展的邻近清单消息中发送的各种字段。以本发明特别有关的是下列字段:
NGHBR_PN:基站把这个字段设置成这个邻近站的导频PN序列偏移,以64个PN码片为单位;以及
NGHBR_FREQ:基站把这个字段设置成CDMA信道号,所述CDMA信道号相应于对于包含移动站要搜索的寻呼信道的CDMA信道的CDMA频率分配。
因此,根据J-STD-008,把每个邻近基站的频率和PN偏移给予移动站。这给予移动站足够的信息以对邻近导频进行更集中的搜索,而不是必须搜索在所有可能的CDMA频率分配上的所有可能的PN偏移。例如,移动站可以保留所有邻近站的表,所述所有邻近站的表是在邻近清单消息或扩展的邻近清单消息中传递给它的。这种表可能与下述表II相似。
表II
PN偏移(码片) | 频率 |
12 | f(1) |
24 | f(1) |
48 | f(1) |
12 | f(2) |
相应于“相同频率邻近站”,即,频率为f(1)的那些邻近站,CDMA调制方案的特别特性允许诸如在上述美国专利5,109,390中描述的具有分集接收机的移动站搜索有相同频率分配但是具有不同PN偏移的其它导频信号,同时对已经监测的任何信道继续进行解调。换言之,CDMA移动站一般能够搜索相同频率分配的其它基站而无需中断与它的原始基站的数据发送或接收。
然而,仍存在一个重要的问题,是与捕获“其它频率邻近站”,即,频率f(2)的那些站有关的。即,如果邻近基站的导频具有不同的频率分配,则需要把移动站的合成器重新调谐到那其它频率,以便对其它频率邻近站的导频信道进行接收和解调。在移动站进行重新调谐、捕获和确定其它频率邻近站是否是越区切换的优良候选者时,移动站不能够以它的原始频率分配进行接收或发送。清楚地,这将导致不希望的问题,诸如在丢失在原始频率上的信息
例如,在原始基站正在发送寻址到该移动站的输入寻呼的时间期间,假定移动站已经调谐它的合成器来搜索特定的其它频率邻近站的导频信号。在这种情况下,移动站将丢失寻呼,因此不能完成输入呼叫。此外,移动站的用户不能检测到这个情况,他将永远也不会知道因为移动站曾临时重新调谐到其它频率而已经丢失输入呼叫。
所需要的是对其它频率邻近站进行扫描的一种方法和设备,它避免丢失来自原始基站的输入消息。
发明内容
本发明是一种新颖的和改进的方法和设备,用于在监测第一频率的同时检测第二频率上的信号。把功率控制到目标接收电平的移动站发送导频信号,相对于导频信道增加话务信道功率电平以改进接收机性能。改进的特征是当接收机接收额外能量时在基站处接收到的电平保持相同,所述额外能量是在话务信道中接收来增强接收帧的正确解码的概率的。基站从感兴趣的频率中检测到缺少发送信号的移动站。如果基站知道缺少的开始时间和持续期,则它可以在这个预定的时间周期中集中它的检测。如果跨越两个帧的帧边界扩散缺少信号,则可以改善性能。
方法和设备包括控制发射功率的步骤和手段,用于在候选频率搜索同时进行在小区之间的越区切换的期间,通过形成一个信号而保证足够的发射功率来改进接收机性能,在第一组功率电平的第一频率上把所述信号与经交错的冗余信息(话音或数据)从第一外部站发送到移动站;当在把移动站调谐到第二频率之前调谐到第一频率时,在大于第一组功率电平的第二功率电平的第一频率上把所述信号从第一外部站发送到移动站。另外包括移动站已经从第一频率调谐到第二频率,在第二频率上把信息从第二外部基站发送到移动站。
本发明的装置可以用于无线通信接收机,在第一实施例中称为移动站并且也可以用于基站。
附图简述
图1示出无线电电话通信系统,本发明的较佳实施例在其中驻留和操作;
图2a示出本发明的实施例的收发机方框图;
图2b示出本发明的一个实施例的时间线形式;
图3a示出本发明的一个较佳实施例的操作方法的流程图;
图3b示出本发明的一个较佳实施例的操作方法的流程图;
图4示出跨越两个帧的帧边界扩散缺少信号的改进性能的模拟结果
较佳实施例的描述
参考图1,系统控制器和交换机110(也称之为移动电话交换中心(MTSO))一般包括接口和处理电路,用于把系统控制提供给小区现场。控制器110还控制从公用电话交换网(PTSN)到合适的小区现场的电话呼叫的路由,用于发送到合适的移动或收费用户单元。控制器110还使用至少一个小区现场控制从移动或远程收费用户单元到PTSN的呼叫路由。由于收费用户一般不是相互直接通信的,可以把控制器110连接或链接使用合适基站的收费用户之间的呼叫。
可以通过诸如专用电话线路、光纤链路或微波通信链路等各种手段把控制器110耦合到小区现场。在图1中,示出与移动单元116和118一起的两个如此的小区现场112和114,其中每个移动单元包括一个蜂窝电话。认为如这里所讨论的和如在图中示出的示例小区现场112和114把服务提供给整个小区。然而,应该理解,可以把小区分割成地理扇区,每个扇区把服务提供给不同的覆盖区。相应地,一般在小区内的扇区之间需要越区切换,而同时也可以得到扇区之间的分集,如在小区之间所进行的那样。
在图1中,与它们相应的箭头一起相应于信号发送,它分别包括在各种话务信道上、在小区现场122和移动单元116和118之间的数据发送。相似地,线路124a-124b和126a-126b分别表示小区现场114和移动单元118和116之间的通信。一般,小区现场112和114使用相等的功率发送。
以地理形状设计或规划小区现场服务区或小区的覆盖,致使移动单元一般与一个小区现场最接近,而且如果把小区分割成扇区,则仅在一个扇区内。当移动单元空闲时,即,不在进行呼叫,移动单元不断监测从每个接近的小区现场来的导频信号发送,以及如果可应用的话,如果小区是分成扇区的,则监测来自单个小区现场的导频信号发送。通过比较从小区现场112和114发送的导频信号的信号强度,移动单元116可以确定它在哪个小区中。
在图1中示出的例子中,可以认为移动单元116最接近小区现场112。当移动单元116开始呼叫时,把控制消息发送到最接近的小区现场,这里是小区现场112。在小区现场112接收到呼叫请求消息时,把被呼叫的号码传递到系统控制器110。然后系统控制器110通过PTSN把呼叫连接到指定的接收方。
如果在PTSN内开始一个呼叫,则控制器110把呼叫信息发送到区域中的所有小区现场。小区现场在每个为被呼叫的接收方移动用户指定的相应的覆盖区内发送返回寻呼消息。当指定的接收方移动单元“听到”或接收到寻呼消息时,它用发送到最接近的小区现场的控制消息作为响应。该控制信号向系统控制器发出信号,这个特定小区现场正在与被寻呼的移动单元进行通信。然后,控制器110使呼叫由通过这个小区现场的选择路由传递到移动单元。如果移动单元116移动而离开初始小区现场112的覆盖区,则试图由通过其它小区现场的选择路由继续传递呼叫。
在图1的示例系统中,把正交沃尔什函数分配给在小区-到-收费用户链路上的用户信道。在话音信道的情况下,把每个话音信号的数字码元流乘以分配给它的沃尔什序列。然后把每个话音信道的经沃尔什编码的码元流乘以经外部PN编码的波形。然后把所产生的扩散码元流加在一起,以形成一个组合波形。本发明的另一个实施例包括在收费用户-到小区链路上分配正交沃尔什函数。
然后把所产生的组合波形调制在正弦载波上,进行带通滤波、解译到所要求的工作频率、放大,并通过天线系统发射。本发明的另一个实施例可以互换某些操作的次序,所述操作是刚才对形成小区现场发送信号所描述的。例如,最好可以把每个话音信道乘以外部PN编码的波形,并在总加待通过天线发射的所有的信道信号之前执行滤波操作。在本技术领域中众知,可以互换线性操作的次序以得到各种实施优点和不同的设计。
用于蜂窝服务的较佳实施例的波形设计使用小区-到-收费用户链路的导频载波方法,如在美国专利第4,901,307中所描述。所有小区使用相同的32,768长度序列来发送导频载波,但是具有不同的时序偏移,以防止相互干扰。
如下更详细的描述,在第一异或OR操作中把特定蜂窝用户的码元流与分配给该用户的沃尔什序列进行组合。一般,以1.2288MHz、3.6864MHz或4.096MHz的速率作为沃尔什函数的时钟,而在一个包括话音、传真(FAX)以及高/低速数据信道的可变数据速率系统中,信息码元速率约可以从75Hz变化到76,800Hz。在第二异或OR操作中把所产生的经编码的波形与二进制PN序列进行组合,所述二进制PN序列的时钟也是1.2288MHz。本发明的另外的实施例包括范围为3-5MHz或以上的时钟序列。特别,一个较佳实施例包括3.6864MHz和4.096MHz的速率。使用一个相同的二进制PN序列对在蜂窝系统的覆盖区的特定扇区中的每个收费用户信道进行编码。作为沃尔什编码序列的正交性的结果,可以使用每个序列来处理在与这种扇区相关联的单个RF信道上的用户数据而不对扇区中的用户之间引入干扰。
在应用沃尔什编码之前,还可以对每个信道携带的信号进行卷积编码或turbo编码,带有重复和交错,以便提供差错检测和校正函数,所述函数允许系统在更低的信号-对噪声和干扰比下进行操作。在本技术领域中众知卷积编码或turbo编码,重复和交错的技术。然后,一般把所产生的信号调制到RF载波上,并与导频和建立载波,与其它话音载波一起总加。可以在乘以与特定小区中的信道相关联的PN序列之前或之后,可以在处理中的数个不同点(诸如IF(中频)频率或基带频率)上完成总加。
每个话音/数据载波还可以乘以一个值,所述值相对于其它话音载波的功率设置它的发射功率。这个功率控制特征允许把功率分配给由于指定接收方在相当不利的位置上而需要较高功率的那些链路。提供收费用户报告他们接收的到的信号-对-噪声比的一种手段,以允许把功率设置在提供适当性能但是不浪费功率的一个电平上。如果保持时间对准,则对于不同话音载波使用不同功率不会扰乱沃尔什函数的正交特性。
本发明的一个较佳实施例包括前向和反向链路两者的相干解调和快速功率控制。任选地,较佳实施例可以,但是不是必须,与有关标准的IS-95系列逆向兼容。
现在回到图2a,图中示出在本发明的实施例中的收发机。收发机可以是一个移动站或一个重要的固定外部(基)站。一般输入数据包括声码编码的话音或数据信号。然后,在编码器206中使信号进行卷积编码,在那里加入前向差错校正的冗余信息位。然后,把所产生的数据信号预定的交错器208,然后在那里使信号进行通过时间分集的交错,以在可能的接收机处降低信号上的快速衰减效应。在混合器212中把经交错的信号与用户屏蔽210在一个频率处进行组合,所述频率是感兴趣的,取十分之一的较低频率,为了识别的目的,一般是19.2kbps。在一个较佳实施例中,从在1MHz和5MHz之间的频率范围(虽然不限于)选择感兴趣的频率,但是最好是1.2288MHz、3.6864MHz或4.096MHz。
在发送到混合器218之前,在mux 216中使从混合器212输出的信号与穿插到信号中的功率控制信号214任选地组合。使信号在混合器218中与来自控制器220的信号在上述感兴趣的频率(在本发明的较佳实施例中是相同频率,虽然不是必须的)处组合。控制器220包括在感兴趣的频率处操作的沃尔什产生器。
把所产生的信号传送到放大器226,借助于功率控制信号输入224,放大器226的功率输出电平受到控制器228的控制。下面将参考图3a和3b更详细地描述控制器228的操作。
扩展器220可以与如在IS-95中所描述的前向和反向链路中找到的扩展器相似。特别,前向链路还有反向链路可以使用正交沃尔什码来分离不同的用户信道,或另一方面,分离相同用户的不同信道。本发明的一个实施例使用正交沃尔什码来分离不同的用户信道以代替使用沃尔什编码来降低码元间干扰。此外,在外部基站处反向(移动站-到-基站)链路任选地使用相干解调。
此外,由于在本发明的实施例中的反向和前向两个链路使用相干解调,可以使收发机200置于移动站和/或外部基站内。
在接收机230处,输入信号231到达下变频器混合器234,它在那里与可变本地振荡器232进行组合。为了简单起见,在单级中示出多级下变频设备和过程。把经下变频的信号传递到用于各种接收到的多径信号的相干解调的梳状接收机236。然后把接收到信号传递到组合器238,在传递到去交错器240之前,信号在那里同相相加。然后把信号传送到解码器242,并从接收机230传递最终输出信号244。控制器228包括控制接收机230和发射机202两者所需要的所有功能。
现在参考图2b,在进入时间帧边界250之前进行在反向链路上的正规功率控制操作。在帧边界250处,移动站使它的发射功率增加预定量Δsearch dB。功率增加克服了在时间周期tsearch期间的冗余码元的丢失。在这个帧期间,移动站忽略来自基站的有关功率控制向下命令258。在时间252处,移动站调谐到另一个频率经历预定周期tsearch,以搜索在另外小区中的其它可能的越区切换频率。此时,丢失了反向链路。在时间254处,移动站从搜索其它潜在的频率返回。在帧边界256处,恢复正规的功率控制操作。
现在参考图3a和3b,一般描述在候选搜索期间带有单个射频收发机前端的移动站的操作。根据控制器的指示,前端可以调谐到多个候选频率中的一个频率。确定可能的频率间越区切换的目标频率和时序。与移动站进行通信的基站不必须事前从服务频率知道丢失的确切时序。
为了改进接收机性能和/或降低功率消耗或容量,可以使用几个不同的技术来确定在所要求频率处的信号丢失。外部基站可以检测信号是否不存在。然后基站可以设置相应的码元作为擦除记录(erasure),所述擦除记录指示根据在解码器处的接收待废弃的信息。基站也可以改变移动站的前向链路话务信道增益,以致在丢失期间发送有限的能量,当在所要求的频率出现信号时发送额外的能量。
当把功率控制到目标接收电平的移动站发送导频信号时,在部分帧期间移动站正在服务频率上发送以改进接收机性能时,话务信道功率电平相对于导频信道而增加。一个改进的特征是在接收机接收在话务码元知道额外能量的同时,在基站处接收到的导频保持相同,所述话务码元是接收来提高接收的帧的正确解调的概率的。
基站从感兴趣的频率检测移动站发送信号的丢失。如果基站知道可能的丢失开始时间和持续期,则它可以在这个预定时间周期中集中它的检测。如果不知道时间和持续期,则不断地进行监测。根据本发明的数个实施例,以许多方法来进行检测。一个实施例包括通过组合在梳状接收机处接收到的多径信号而测量在话务信道和/或功率控制子信道中的能量。另一个方法包括在相干地组合多径信号之后测量在导频信道中的能量。再有第三个实施例包括使用上述技术的两个或多个输出的加权总和。
一旦已经得到能量测量值,就根据下列之一把它与固定的预定门限值进行比较:话务、功率控制和导频信道的目标接收电平;这些已知能量或估计能量的信道的过去测量值;或上述两种技术的输出的加权总和。
本发明的其它实施例包括一种方法和设备,用于供移动站在不同频率上开始候选搜索之前向基站发出信号。这是通过在特定时间处在导频信道上设置一个标志而实现的。所述时间包括进行候选搜索的帧之前的帧中的一个帧。也可以在部分丢失帧期间或之后进行传送。
当基站事先知道帧的部分(在其中移动站发送的帧可能不出现)时,基站用所有出现的码元进行解码。如果需要,基站任选地设置在帧的丢失部分中的码元以擦除余留的帧并对其进行解码以改进帧检测。
在本发明的另一个实施例中,如果所有码元出现时第一解码失败,则把解码器设置成试图再次对相同的帧进行解码而无需在已经已知的可能搜索时间期间接收到码元。
此外,对于在一个帧或少于一个帧的任何时间周期,或在两个和三个帧之间,丢失信号,则可以把丢失设置成跨越两个(或多个)帧的跨距,以减少每帧的影响。在一个较佳实施例中,丢失的中心在帧边界上。如果在宽度为一个和两个帧之间,或三个和四个帧之间丢失,则丢失的中心在帧的中间。
对传统的前向链路功率控制,在开始频率间搜索之前,移动站使它的前向链路目标Eb/No增加Δtarget dB达数个功率控制组。在根据tsearch进行搜索之前,正确的Δtarget Eb/No增加,而且影响在帧中的功率控制组的数目。在丢失期间的前向链路码元的丢失与深度衰减相似。在前向链路上接收到的附加功率允许克服在调谐到不同频率tsearch的时间期间的码元丢失。在搜索期间,基站仍解译有效的前向链路功率控制命令。因此,在周期tsearch之后,功率控制状态是不可预测的。此外,限制核准的增加Δtarget,而且不可以超过包含频率间搜索的帧。
对传统的反向链路功率控制,移动站使发射功率增加Δsearch dB,以补偿在tsearch期间的反向链路码元的丢失。移动站忽略功率控制向下命令,因此功率增加Δsearch与频率间搜索的速度有关,并进行限制以降低反向干扰。
通过使用用户长码的当前状态使在帧中的频率间搜索的开始位置随机化。错开的搜索偏移使反向链路干扰最小,同时使前向链路功率直线上升。当搜索偏移在帧边界上扩展时,在反向链路上的移动站使接着帧的发射功率增加小于ΔsearchdB的量,以补偿帧的第一码元的丢失。在前向链路上,移动站使目标Eb/No增加小于Δtarget的量,以补偿该帧的第一码元的丢失。
如果保持tsearch(调谐到另一个频率的总时间)较小,则在移动站执行频率间搜索时仍可以正确地对帧进行解调。影响tsearch的不同参数在实施上是独立的。门限值相应于tsearch的最大值,在该处移动站仍可以恢复前向链路和反向链路帧而无需引入过度的干扰。
特别,在标有开始的310项中开始候选频率搜索过程。控制传递到315项,其中,发射机形成从基站发送到移动站的话音或数据信号。在发生通信的第一频率处发送,并通过在一个较佳实施例中的IS-95的反向链路功率控制过程设置成预定的功率电平。在第二实施例中,以前使用的反向链路功率控制过程与前向链路功率控制过程相似。在步骤320中,通过对由根据时分方式的编码器引入的冗余信息进行交错而修改信号。在把信号调谐到第一频率的时间周期中使信号的功率提升,并进行与移动站的话音或数据呼叫。使所发送数据的功率提升以改进信噪比,因此增加对所发送信息进行正确接收和解码的概率。
在步骤330中,在移动站发送之前,它在帧中的一个帧中任选地设置一个标志,以把移动站约要在越区切换开始之前开始它的候选频率搜索通知基站。在越区切换频率的搜索中,在移动站从它的原始频率调谐之前,在帧或许多帧中的导频信道中设置标志。基站还可以通过平均地错开在帧边界处跨越多个帧的发送而任选地增加发送到移动站的能量。因此每帧的能量平均地分布在每帧上,导致在单个帧中的差错概率较低。
在步骤335中开始,基站测量出现在信号上的能量电平,所述信号是从移动站发送并通过基站接收的。把在话务或导频信道上接收到的能量电平与以前测量的或估计的能量电平进行比较。移动站接收在闭环反向功率控制机构上的反馈,并当比较值超过预定电平时降低它的发射能量。
在步骤340中,第二基站在它调谐到第二频率之后把信息发送到移动站,以搜索在越区切换之前在该第二频率处操作的新基站。第一基站已知该第二频率,它是对每个系统分别地配置的。在移动站调谐到第二频率之前,第一基站在额外开销信息或话务信道中把数字信息发送到移动站。
然后把控制传递到步骤350,然后是步骤355,在那里分别根据接收的功率、功率控制和导频电平以及以前接收的功率、功率控制和导频电平设置门限值目标。
在本发明的一个较佳实施例中,有数种方法来测量在基站处接收到的能量电平。在步骤360中,相干地组合接收的信号以导出第一接收功率电平。还非相干地任意接收所述信号,以形成第二接收功率电平。然后使用加权的平均组合第一和第二电平,然后与预定门限值进行比较。
在步骤365中,然后在把移动站调谐到第一频率的时间期间,在大于第一功率电平的功率电平处在第一频率上把信号从第一站发送到移动站。在把移动站调谐到第二频率的时间间隔期间接收不到发送,基站则任选地停止在该时间周期的发送,以节约功率和降低总的系统干扰,导致系统容量的增加。然后在步骤370处把控制传递到STOP,并重复所述过程。
应该注意,本发明的一个实施例包括在增加总的发射能量的同时保持导频信号能量恒定的特征。此外,另一个实施例包括根据正常方法进行解码的特征和能力,并当原始解码失败时任选地除去一个信号和重新—解码。
现在参考图4,当信号跨越两个帧的帧边界扩展时,使信号的衰减粗略地减少一半。对于在9600bps处的各种路径,改进范围从在具有3ms帧边界的120km/hr处的.3dB到具有5ms帧中心的1.15dB增益。对于3km/hr,改进范围从具有3ms帧边界的.28dB到具有5ms帧中心的1.35dB。对于30km/hr,改进范围从具有3ms帧边界的.28dB到具有5ms帧中心的.9dB。
提供较佳实施例的上述描述,以使熟悉本领域技术的任何人员可以制造或使用本发明。熟悉本领域技术的人员将不费力地明了这些实施例的各种修改,可以把这里所定义的一般原理应用到其它的实施例而不需要用发明创造。因此,不打算把本发明限于这里所示出的实施例,而是和这里所揭示的原理和新颍特征符合的最宽广的范围相一致。
Claims (26)
1.一种在包括利用冗余数据发送的移动站和第一和第二外部基站的无线电电话系统中控制发射功率的方法,用于通过在候选频率搜索并同时进行小区之间的越区切换期间保证足够的发射功率来改进接收机性能,其特征在于所述方法包括下列步骤:
a)形成与经交错的冗余信息(话音或数据)一起以第一组功率电平的第一频率从所述第一外部站发送到移动站的信号;
b)在移动站调谐到第二频率之前的调谐到第一频率的预定时间期间内以大于第一组功率电平一个预定量的第二功率电平的第一频率从所述第一外部站向移动站发送信号;
c)以第二频率从所述第二外部基站向移动站发送信息,移动站已经从第一频率调谐到第二频率。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
在调谐到第二频率之前,由所述第一外部站发送带有冗余交错信息的在一预定时间内增大发送功率的信号,时间周期与至少一部分冗余发送信息重叠。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
测量从移动站发送的信号中的当前能量电平;
把在从移动站发送的信号中的能量电平与以前测量并存储的能量电平进行比较;
当当前能量电平和所存储的能量电平的差超过预定门限值时,增加来自外部站的发射功率。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述第一外部站处接收的来自移动站的信号包括话务信道。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述第一外部站处接收的来自移动站的信号包括导频信道。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
通过相干组合单独接收的码元以构成第一电平来测量所述第一外部站接收的来自移动站的信号中的能量电平;
通过非相干组合单独接收的码元以形成第二电平来测量被发送信号中的能量电平;
利用第一和第二电平的加权平均值以与所述预定门限值进行比较。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于进一步包括根据接收功率电平、功率控制和导频电平的目标来确定门限值的步骤。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于进一步包括根据先前接收的导频电平、功率控制和话务信道的目标接收电平来确定门限值的步骤。
9.如权利要求2所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
在移动站从第一频率调谐到第二频率之前接收移动站发送的导频信道中其中一帧内的标志设定;
在接收所述标志之后,在预定时间周期内增加从外部站发射的功率。
10.如权利要求2所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
通过把移动站调谐的时间分解到跨越帧边界的第二频率而增加所述第一外部站发送的每帧能量。
11.一种在包括使用冗余数据发送的移动站和多个外部基站的无线电电话系统中控制发射功率的方法,用于通过在候选频率搜索并同时进行小区之间的越区切换的期间保证足够的发射功率以改进接收机性能,其特征在于所述方法包括下列步骤:
a)在所述移动站处以第一频率接收来自外部站的信息;
b)从第一频率到第二频率调谐感兴趣的移动站频率;
c)在预定时间周期内搜索潜在导频信道的第二频率;
d)为了提高接收信息的正确接收机率,在移动站调谐到第一频率期间从外部站接收带有交错冗余信息(话音或数据)的功率增加一预定量的信号。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
在调谐到第一频率的同时,在调谐至第二频率之前的预定时间周期内,在所述移动站接收从第一外部站发送的发送功率增加的信号。
13.如权利要求11所述的方法,其特征在于包括下列步骤:
以第一频率从所述移动站发送导频信道;
接收功率控制信息,所述功率控制信息用于对相应于外部站目标接收电平的移动站导频信道发送电平进行功率控制;
根据导频信道发送电平调节移动站发送的话务信道功率。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
忽略所述预定时间周期内从外部站发送的移动站中接收到功率控制命令。
15.如权利要求11所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
在调谐到第二频率之前,在移动站接收带有冗余交错信息的一预定时间周期内发送功率增加的信号,所述时间周期与至少一部分冗余发送的信息重叠。
16.如权利要求12所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
根据外部比较能量电平在所述移动站处接收增加功率的信号;
测量从移动站发送的信号中的当前能量电平;
将从移动站发送的信号中的能量电平与以前测量并存储的能量电平进行比较;
当当前能量电平和所存储的能量电平的差超过预定门限值时,增加来自外部站的发射功率。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于,从移动站发送的信号包括话务信道。
18.如权利要求16所述的方法,其特征在于,从移动站发送的信号包括导频信道。
19.如权利要求16所述的方法,其特征在于,进一步包括下列步骤:
通过相干组合单独接收的码元以构成第一电平来测量所述第一外部站接收的来自移动站的信号中的能量电平;
通过非相干组合单独接收的码元以形成第二电平来测量被发送信号中的能量电平;
利用第一和第二电平的加权平均值以与所述预定门限值进行比较。
20.如权利要求19所述的方法,其特征在于进一步包括根据接收功率电平、功率控制和导频电平的目标来确定门限值的步骤。
21.如权利要求19所述的方法,其特征在于进一步包括先前接收的导频电平、功率控制和话务信道来确定门限值的步骤。
22.如权利要求11所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
在移动站从第一频率调谐到第二频率之前发送由移动站发送的导频信道中其中一帧内的标志设定以在发送标志之后指令在预定周期内增加外部站的发送功率。
23.如权利要求11所述的方法,其特征在于进一步包括下列步骤:
通过把所述移动站调谐的时间分解到跨越帧边界的第二频率而增加从第一外部站接收的每帧能量。
24.一种无线电话系统移动站,用于通过在候选频率搜索并同时启动包括发射机的小区之间的越区切换的期间保证足够的发射功率而改进接收机性能,其特征在于包括:
编码器,用于对来自第一源的信息冗余地编码;
可操作地连接到所述编码器的交错器,用于间隔供信号分集的冗余编码信息;
可操作地连接到所述交错器和第二信号源的组合器,用于把第二信号加入经编码的信息;
可操作地连接到第三信号源的第二组合器,用于在发送之前把扩展信号加入经编码的信息;
可操作地连接到所述第二组合器的放大器,用于选择地放大经编码的信息;
控制器,用于确定增加发射功率的时序和持续期并把功率信号增加传递到所述放大器。
25.如权利要求24所述的无线电话系统移动站,其特征在于进一步包括接收机,它包括:
可操作地连接到本地振荡器的下变频器,用于最终把所接收信号转换成基带信号;
梳状接收机,用于对基带信号进行解调;
可操作地连接到所述梳状接收机的组合器,用于使基带信号的所接收多径形式进行相加;
可操作地连接到所述组合器的去交错器,用于组合所发送的交错信号;以及
解码器,用于对所接收的基带信号最优化地解码成最合适的接收信号。
26.一种无线电话系统基站,用于通过在候选频率搜索并同时启动包括发射机的小区之间的越区切换的期间保证足够的发射功率而改进接收机性能,其特征在于包括:
控制器;
接收机,用于接收来自移动站的信号;
发射机,用于以第一组功率电平的第一频率从所述第一外部站向移动站发送带有交错冗余信息(话音或数据)的信号;以及随后在移动站调谐到第二频率之前的调谐到第一频率的预定时间期间内以大于第一组功率电平一个预定量的第二功率电平的第一频率从所述第一外部站向移动站发送信号。
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