CN1504060A - 区分无线通信系统的共用物理传输信道中的逻辑信道的方法 - Google Patents

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Abstract

用于在至少两个无线通信系统(TDSCDMA  GSM，TDSCDMA  UTRAN)的共用物理传输信道(P－CCPCH)中传输逻辑信道(BCH)的方法，其中，借助一种在所述逻辑信道(BCH)和一个其它传输信道(Pilot)之间的独有的相位关系来区分所述各自的逻辑信道(BCH)。

Description

区分无线通信系统的共用物理传输信道中的逻辑信道的方法
本发明涉及一种用于区分无线通信系统的共用物理传输信道中的逻辑信道的方法。
在无线通信系统中，譬如在第二代的欧洲移动无线系统GSM(全球移动通信系统)中，借助电磁波经过无线接口传输(诸如语音、图像信息或其它数据的)信息。所述的无线接口涉及在基站和用户台之间的通信连接，其中，所述的用户台譬如可以是移动台或地点固定的无线台。此时用位于为各自系统所安排的频带中的载频来进行电磁波的辐射。对于未来的无线通信系统，譬如UMTS(通用移动电信系统)或第三代的其它系统，安排了约2000MHz的频带中的频率。对于移动无线的第三代安排了两种模式，其中，一种模式称为FDD工作方式(频分双工)，而另一种模式称为TDD工作方式(时分双工)。这些模式在各自不同的频带中得到它们的应用。两种模式支持一种所谓的CDMA用户分离法(码分多址)。
一个对于按照1998年9月，CATT的″IMT-2000的TD-SCDMA无线传输技术″，草案V.0.4的第三代移动无线系统的建议，基于所述的具有CDMA用户分离法支持的TDD模式。通过采用CDMA用户分离法可以由一个基站并行处理由多个用户台在一个时隙中所发送的传输字组，这些传输字组一般由数据部分和已知的训练序列所组成。为此必须保证，传输字组和尤其是各自的训练序列在某个时间窗之内到达基站的地点，以便保障不同信号的可靠的检测和分离。在公知的基于CDMA的无线通信系统中，以相同的方式出现上行方向的信号传输同步的这种问题。此系统应在第一步骤中建立在公知的GSM移动无线系统的网络结构上，即应使用相同的网络组件。由于这个原因此系统也称为TDSCDMA@GSM。
并行于所述的TDSCDMA@GSM系统，在3GPP(第三代协作项目)的框架中标准化一个UMTS-TDD模式用的所谓的″低码片率(Chiprate)选项″，该低码片率选项具有1.28Mcps的降低的码片率。该系统的无线接口，即层1，将与TDSCDMA@GSM系统的无线接口在很大程度上是等同的，但是建立在UTRAN网络结构(通用地上无线接入网络)上。所以该系统称为TDSCDMA@UTRAN。从3GPP″UTRA TDD物理层的1.28Mcps功能性″，3G TR 25.928，V1.1.0，2000-07，TSG，RAN，中可以获悉所述系统的说明。
所述的TDSCDMA@GSM系统，以及TDSCDMA@UTRAN系统具有共用的物理传输信道，所谓的P-CCPCH(主公共控制物理信道)，在这些传输信道中譬如不仅将具有组织信息的一般的信令信道BCH(广播信道)，而且将所谓的寻呼信道PCH在时间上分开地作为逻辑信道来发送。在时帧(帧)和上级的所谓超帧中结构化的无线接口之内，附加地经越某个数量的时帧来交织所述的逻辑信道。以下对于一个逻辑信道用的所述数量的交织时帧也采用交织帧的概念。所述的交织深度对于所述的BCB和PCH譬如相当于四个时帧。
在系统建立的第一阶段中预计TDSCDMA@GSM系统将得到采用，这些TDSCDMA@GSM系统以后由TDSCDMA@UTRAN系统来补充或代替。因此在某个过渡时间中两个系统在一个共同频带中的共存也是可能的。由于这个原因在TDSCDMA@UTRAN系统中应该也可以使用在技术上为TDSCDMA@GSM系统设计的用户终端设备。
作为系统信息的载频的所述BCH是最重要公共信道中的一个(所谓的公共控制信道)，而正确信息的接收对于用户台具有重要的意义，因为该用户台从中获得关于其它控制信道的信息。但是两个TDSCDMA系统的BCH在所述系统消息方面和所述信息的编码方面具有由网络决定的巨大差别。此时，所述的TDSCDMA@UTRAN系统很强烈地依靠其它的UTRAN模式FDD和TDD。另一方面，已经建立的和由TDSCDMA@GSM系统所使用的信令的解决方案应保持不变。
此问题的一种解决方案譬如是使用由所述不同系统所使用的较大数量的物理信道。但是基于BCH使用比较高的发射功率来发射的这种事实，这些信道的并行传输会导至各自其它BCH和并行建立的通信连接的强烈干扰影响。
本发明的任务是说明一种实现将传输资源有效地用于发送信令的方法。通过按独立权利要求所述的方法和基站系统来解决此任务。从属权利要求说明了本发明的有利改进方案。
经过TDSCDMA系统的所说明的现有技术也可以将本发明有利地用于基于其它网络标准的TDSCDMA系统，诸如日本的PDC系统、或US美国的IS-95系统、或TDMA系统。
借助附图详述本发明的实施例。
图1展示无线通信系统的方框电路图。
图2展示使用TDSCDMA用户分离法的无线接口帧结构的示意图，以及
图3展示来自图3的帧结构的剖视图。
图1展示移动无线系统的一个部分作为无线通信系统结构的实例。移动无线系统分别由许多移动交换中心MSC和由各自一个或多个与这些移动交换中心MSC相连接的基站系统BSS(BSS-基站子系统)组成，这些移动交换中心属于一个交换网(SSS-交换子系统)，并且是相互间结网的，或建立通向固定网的通道。基站系统BSS又具有至少一个用于分配无线技术资源的设备RNC(RNC-无线网络控制器)，以及至少一个分别与其相连接的基站NB(NB-节点B)。
基站NB可以通过无线接口建立和维持通向用户台UE(UE-用户设备)的通信连接。通过每个基站NB形成至少一个无线小区Z。无线小区Z的大小通常由一般信令信道(BCH-广播信道)的作用范围所决定，该信令信道由基站NB用各自提高的和恒定的发送功率来发送。在一个物理传输信道P-CCPCH中可以时间上分开地与所述的信令信道BCH一起，发送诸如寻呼信道PCH(PCH-寻呼信道)、通知信道(NCH-通知信道)、或接入确认信道(AGCH-接入允许信道)那样的其它逻辑信令信道。此外，由所述的基站NB在导频信道Pilot中发送同步序列，该同步序列用来将用户台UE同步到基站NB的时基上。
在分区时，或在分级的小区结构中，每个基站NB也可以供应多个无线小区Z。这种结构的功能性可以套用到可以采用本发明的其它无线通信系统上。
图1的实例展示位于基站NB无线小区Z中的用户台UE。该用户台UE已建立通向基站NB的通信连接，在该基站NB上在上行方向UL和下行方向DL上实现所选择业务的信号传输。通过分配给所述用户台UE的一个或多个扩展码，从在所述无线小区Z中并行建立的通信连接中分离出所述的通信连接，其中，按公知的联合检测法，所述的用户台UE分别将一部分或全部当前在所述无线小区Z中所分配的扩展码用于接收自己通信连接的信号。
从图2中可以看到TDSCDMA移动无线系统的无线传输的帧结构。所述的无线接口是构成为一个宽带无线接口的，该无线接口具有B＝1.6MHz的频带(因此每5MHz三个频带)、具有5ms的时帧时延(因此每个UTRA时帧两个时帧fr)、具有业务信道用的各自长度为675μs的7个时隙ts，以及在使用16个不同扩展码c0至c15的条件下具有CDMA用户分离。
在所示出的TDD传输法中，上行方向UL的频带B相当于下行方向DL的频带B。对于其它的载频重复相同的内容。通过上行方向UL或下行方向DL时隙ts的可变化的分配，可以进行多种多样的不对称的资源分配。相应地将时隙td0...tdn的一部分用于下行方向DL(下行链路)的信号传输，而将其余的时隙tu0...tum用于上行方向UL(上行链路)的信号传输。所述的参数n，m和因而切换点SP是可以独有地与当前的需求适配的，其中，总是适用关系n+m+2＝7。在时间上紧随在下行方向DL的第一时隙td0之后，跟随着一个用于分离传输方向DL和UL的保护时间，该分离表示所述的切换点SP。
所述的保护时间由以下各部分组成：一个用于发送通过一组所谓黄金码来区别的同步序列的，具有75μs长度的下行导频时隙DwPTS(下行链路导频时隙)、一个在基站NB中在发送和接收之间的转接过程用的，具有75μs长度的保护时间GP(保护周期)、以及一个具有125μs长度的上行导频时隙UpPTS(上行链路导频时隙)，该上行导频时隙在由用户台UE以在自由选拨接入RACH信道上的随后的信令来进行建立通信连接的尝试时，用于发送同步序列。为了在该接入过程中区分多个用户台UE又采用一组黄金码。
在所述的时隙ts之内以无线字组(Funkblock)传输多个通信连接的信息。数据d是用一种精细结构，一个扩展码c0，c1...cn，通信连接独有地扩展的，使得在接收方面可以通过这些CDMA组分来分离譬如n个通信连接。数据d的各个符号的扩展促使，在符号时延Tsym之内传输时延Tc的Q个码片。此时，所述Q个码片形成通信连接独有的扩展码c。在所述无线字组中还埋入了接收方面信道评估用的信道测量序列tseq。总是用一个保护时间gp来结束一个无线字组。
所说明TD-SCDMA系统无线接口的所采用的参数有利地是：
码片率：        1.28M码片/s
帧时延：         5ms
时隙的数量：     7
时隙的时延：     675μs
扩展系数：       1至16
带宽：           1.6MHz
这些参数实现了与UTRA TDD模式和FDD模式(FDD频分双工)以及与公知的GSM移动无线系统的最好可能的调谐。
如果接收着所述逻辑信道的用户台UE不知道，所交织逻辑信道的哪个时帧它正好在接收，则从中产生以下的缺点。一方面所述的用户台必须应用一种用于确定交织帧开始的所谓的尝试和故障技术(Tryand Error-Technik)。如果此时在解调时所谓的CRC检验失败了，所述的用户台则必须从交织帧的另一个开始出发，或从交织帧的不良接收的开始出发。这不利地降低了检测逻辑信道的可靠性和速度。所述用户台还必须常常检测属于不完整交织帧的时帧，并随后又抛弃这些时帧。这不利地提高了能源消耗以及直至接收到完整的交织帧的时间。
为了避免所说明的缺点，从用户台角度以下各点是值得欢迎的：
-所述用户台可以检测交织帧的开始，
-所述用户台求出一个交织帧之内的当前所接收时帧的位置，和
-所述用户台可以检测一个超帧之内的所述交织帧的位置。
在所述的第二点中，在示范性地检测第二时帧时所述的用户台有可能不考虑进一步检测还缺少的时帧。
在所述的第三点中，所述的用户台可以譬如有针对性地检测某个逻辑信道。在所说明的TDSCDMA系统中一个超帧由48个时帧组成。在该超帧之内布置了譬如两个分别具有BCH的四个时帧的交织帧。对于所述的用户台只想检测所述BCH的情况，该用户台可以有针对性地禁止检测在其它时帧中所发送的PCH。
因此建议，基于下行导频时隙DwPTS中的导频信道Pilot相位的调制，发送一个交织帧之内的时帧的开始、一个交织帧之内的时帧的位置、和/或一个超帧之内的所述交织帧的位置的信令。为此按本发明譬如使用共用物理传输信道P-CCPCH的，也称为训练序列tseq的中间序列，作为用于确定相位差的基准值。
使用该信道作为基准值具有以下的优点，即在每个时帧fr中譬如用扩展码c0和c1发送该信道，并且所述的中间序列总是相当于在所述无线小区中所使用的中间序列基本代码的一次导数。该中间序列基本代码对于所述的用户台UE本身是已知的。此外象在图2和3中所示出的那样，总是在下行方向DL的最后的时隙td0中发送所述的P-CCPCH，使得在导频信道Pilot的中间序列tseq0的中心和同步序列sync的中心之间产生一个最小的间距a。在TD-SCDMA系统中，中间序列tseq0和同步序列sync之间的所述间距a譬如为393.75μs，或31.5个符号，并根据所采用的检测算法确定时间变化的和频移的效应。
可以直接发送不仅交织帧的开始的，而且一个超帧之内的该交织帧的位置的信令。因此譬如相位45°是为了标记交织帧的开始而保留的。对于所述交织帧的其它时帧仅将各自的相位135°、225°和315°用于确定所述超帧之内的位置。为了避免在45°符号和其它符号之间的检测错误，其它的相位四元组(Phasenquadrupel)具有尽可能多的225°符号。通过180°的相位差从中产生一种明确的分配。一个BCH交织帧靠得越近，则利用越多的225°符号。在下表1中示出了这些正象应该用于TDSCDMA@GSM系统那样的关系。
为了确定所述超帧之内的对于TDSCDMA@GSM系统重要的BCH的位置，所述的用户台UE分析处理一个交织帧的四个相位(相位四元组)。
相位四元组 数量225° 交织帧号码
 45，225，225，225  3  1(BCH)
 45，135，135，225  1  2
 45，135，225，315  1  3
 45，315，225，315  1  4
 45，225，135，315  1  5
 45，225，315，315  1  6
 45，225，225，135  2  7
 45，225，225，315  2  8
 45，135，225，225  2  9
 45，315，225，225  2  10
 45，225，135，225  2  11
 45，225，315，225  2  12
    其它的 -   出错
                     表1
在该实施方案中，用于求出交织帧之内位置的要检测时帧的最小数量为1至3。用于求出所述BCH和超帧的要检测时帧的最小数量为3至4。
除了以上方法的已述的优点之外，通过该方法有利地直接编码一个交织帧的开始。此外，仅在四个时帧中发送所述超帧的时间结构的信令。以此方式可以优化所述的阶数以及所采用的相位四元组，使得四个或五个递差的DwPTS的差值译码也能够实现在大的频移时的超帧之内位置的检测。在恶劣传输条件下检测时，该实施方案实现超帧可靠的检测。
与此相反地对于所述的TDSCDMA@UTRAN系统安排了，以相应的方式可以由所述的用户台UE求出系统帧号码SFN。这在表2中已示出。
相位四元组 数量225° (SFN/2)mod 8
 45，225，225，225  3  0(BCH)
 45，135，135，225  1  1
 45，135，225，315  1  2
 45，315，225，315  1  3
 45，225，135，315  1  4
 45，225，315，315  1  5
 45，225，225，135  2  6
 45，225，225，315  2  7
其它的  - 出错
                      表2
表1和2的比较表明了，在用户台UE方面不可能区分两种TDSCDMA系统的BCH，并因此可能不利地导至错误解释。
在下表3中示范性地示出了，该用户台如何按本发明解决此问题。
相位四元组 数量225° (SFN/2)mod 8
45，135，135，225  1  0(BCH TDSCDMA@UTRAN)
45，135，225，315  1  1(BCH TDSCDMA@UTRAN)
45，315，225，315  1  2(BCH TDSCDMA@UTRAN)
45，225，135，315  1  3(BCH TDSCDMA@UTRAN)
45，225，315，315  1  4(BCH TDSCDMA@UTRAN)
45，225，225，135  2  5(BCH TDSCDMA@UTRAN)
45，225，225，315  2  6(BCH TDSCDMA@UTRAN)
45，225，225，225  3  7(BCH TDSCDMA@GSM)
    其它的  - 出错
                   表3
基于TDSCDMA@GSM系统的BCH具有明显较低的信令负担的事实，在利用较少数量传输资源的条件下不经常的发送已经足够。给TDSCDMA@GSM系统的BCH排他性地分配了某个可能的相位四元组，譬如45，225，225，225，使得TDSCDMA@GSM用户台UE能够可靠地检测该逻辑信道。这对于TDSCDMA@UTRAN用户台UE可能是知道的，但是在不知道该事实的情况下在检测对它是重要的BCH时也仅产生微小的损害。在下表4中示范性地示出了由此所形成的多帧结构。如果在某个时间之后没有符合TDSCDMA@GSM系统的用户台再使用所述的系统，则也可以将所述的时帧用于TDSCDMA@UTRAN系统。
SFN  SIB
0 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
2 (BCH TDSCDMA@GSM)
4 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
6 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
8 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
10 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
12 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
14 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
16 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
18 (BCH TDSCDMA@GSM)
20 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
22 (BCH TDSCDMA@UTRAN)
         表4
在所述的TDSCDMA@UTRAN系统中可以将按表3的，具有相位四元组45，135，135，225的第一时帧用于传输所谓的MIB(主信息字组)，该主信息字组含有关于所谓SIB(系统信息字组)的时间结构信息。

Claims (13)

1.用于在一个由至少两个无线通信系统(TDSCDMA@GSM，TDSCDMA@UTRAN)共用的物理传输信道(P-CCPCH)中区分逻辑信道(BCH)的方法，其中，借助一种在所述逻辑信道(BCH)和一个其它传输信道(Pilot)之间的独有的相位关系来区分所述各自的逻辑信道(BCH)。
2.按权利要求1的方法，其中，由所述逻辑信道(BCH)的符号和所述其它传输信道(Pilot)的符号之间的相位差来发送所述逻辑信道(BCH)的信令。
3.按上一个权利要求的方法，其中，通过所述其它传输信道(Pilot)符号的相位调制发送所述逻辑信道(BCH)的信令。
4.按上一个权利要求的方法，其中，所述逻辑信道(BCH)的相位用作为用于确定所述相位差的基准。
5.按上一个权利要求的方法，其中，在所述的共用物理传输信道(P-CCPCH)之内经越多个时帧(fr)交织地传输所述的逻辑信道(BCH)。
6.按上一个权利要求的方法，其中，在所述的共用物理传输信道(P-CCPCH)中传输至少一个其它的逻辑信道(PCH)。
7.按上一个权利要求的方法，其中，在一个由多个时帧(fr)组成的超帧之内的多个时帧(fr)中发送所述的逻辑信道(BCH)。
8.按所述上一个权利要求的方法，其中，通过所述的相位关系来定义在所述逻辑信道(BCH)的交织时帧(fr)之内的所述各自时帧(fr)的位置。
9.按权利要求1至7之一的方法，其中，通过所述的相位关系来发送一个超帧之内的所述交织时帧(fr)的开始位置信令。
10.按所述上一个权利要求的方法，其中，通过差分的相位关系来定义在所述逻辑信道(BCH)的交织时帧(fr)之内的所述各自时帧(fr)的位置。
11.按权利要求1至7之一的方法，其中，通过多个相位关系的各自的构象来定义在所述逻辑信道(BCH)的交织时帧(fr)之内的所述各自时帧(fr)的位置，以及在一个超帧之内的所述交织时帧(fr)的开始位置。
12.按上一个权利要求的方法，其中，按一种时分双工法来组织无线通信系统的所述无线接口。
13.无线通信系统的基站系统(BSS)，用于执行按权利要求1所述的方法。
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