CN1575016A - 正交频分多址蜂窝式系统的切换方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种OFDMA移动通信系统中执行切换的方法和设备。在发送呼叫信道给新的目标小区之前，用户终端发送包含预定码元间隔和功率增加/降低水平的前同步信号给目标小区。目标小区中的基站接收前同步信号，根据所接收的值来确定终端的发送定时控制值和发送功率水平控制值，并且发送确定结果给用户终端。用户终端按照发送定时控制值和发送功率水平控制值来控制呼叫信道发送，因此，在切换时，在基站中在防护间隔内接收分配给用户的副载波。

Description

正交频分多址蜂窝式系统的切换方法和设备

技术领域

本发明涉及一种在OFDMA(正交频分多址，orthogonal frequency divisionmultiple access)系统中的切换方法和设备。更具体地说，本发明涉及一种OFDMA系统中用于获得切换期间从移动终端到达小区的副载频之间正交性的设备和方法。

背景技术

OFDM(正交频分复用，orthogonal frequency division multiplexing)是一种在多路径和移动接收环境方面具有出色性能的多载波调制方法。

OFDM调制方法对数据流执行串并行转换，在以预定频率间隔设置的多个副载波上加载并行数据，并且发送它们。因此，由于发送信号被分成多个信道，码元周期变得比相同数据速率的单载波方法的码元周期更长，因此具有较好的多径特性。此外，由于副载波具有正交性，可防止每个副载波引用除该副载波的频率之外的信道频率，因此，有可能在频谱中叠加副载波。

但是，在多径环境中，码元的发送可以被延迟，因此会被下一个码元干扰。为了防止码元间干扰，被发送的码元间隔包含有效码元间隔(valid symbolinterval)和有效码元间隔之前的防护间隔(guard interval)。因此，当码元传输的延迟短于防护间隔的延迟时，不会出现码元间干扰，并且确保了副载波之间的正交性。

由于这个优点，OFDM调制技术用于除广播技术之外的移动通信。基于OFDM的OFDMA系统是一种多用户接入方法，其中相邻的小区使用相同的频带，并且副载波被分配给各个用户。为了保持通信质量和确保移动性，OFDMA系统支持选呼切换功能(intercall handover function)。

图1示出在移动通信系统中的切换过程。

切换是改变小区和呼叫路径的过程，以便在移动终端10从终端10当前所属于的起始位置小区20移动到相邻的目标小区30时保持呼叫路径。

在CDMA系统中，传统的切换方法采用先通后断(make-before-break)方法，用于在建立与新的小区的呼叫信道之后，中断与起始位置小区的呼叫信道。在无线LAN系统中，传统的切换方法还采用先断后通(break-before-make)方法，用于在切换到新的小区之后，建立新的呼叫信道。

但是，当在OFDMA蜂窝式系统中按照应用于传统CDMA系统的切换过程执行切换时，在从移动终端到小区的上行链路中确保用户之间的正交性却成为问题。如上所述，将在防护间隔内接收副载波，以便确保OFDMA系统中接收副载波的正交性，其中防护间隔表示预定的时间延迟。因此，需要控制从终端到小区的传输定时。

但是，在现有技术中，处于切换状态的移动终端通过在起始位置小区中由随机选取施加的控制信道来控制传输定时，但是，切换过程之后的目标小区却缺少有关移动终端的信息，因此，在初期会产生适当的传输定时控制和初始功率设置方面的困难。

因此，将传统的CDMA蜂窝式系统的切换方法应用到OFDMA蜂窝式系统的切换方法不能保证载波间正交性，并且会消耗过多的切换处理时间。

发明内容

本发明的优点是提供一种用于控制定时的切换设备和方法，以便当应用OFDMA的蜂窝式系统中发生切换时，能够确保用户之间的上行链路正交性，并且建立适当的初始发送功率。

在本发明的一个方面中，一种移动通信系统中用于将用户终端从起始位置小区切换到目标小区的方法包括：切换控制器命令执行切换；用户终端发送具有预定码元间隔和功率增加/降低水平的前同步信号(preamble)给目标小区；目标小区按照接收的前同步信号确定上行链路发送定时控制值和发送功率控制值；目标小区发送包含发送定时控制值和发送功率控制值的无线电链路控制命令给用户终端；以及用户终端发送呼叫信道给目标小区，呼叫信道是通过发送定时控制值和发送功率控制值进行控制的。

前同步信号的预定码元间隔和功率增加/降低水平是由用户终端和目标小区共享的。

确定发送定时控制值和发送功率控制值，使得目标小区能够在预定的时间范围内接收用户终端的呼叫信道和另一个用户的呼叫信道。

在本发明的另一个方面中，一种支持切换的移动通信终端包括：前同步信号产生器，用于产生具有预定码元间隔和功率增加/降低水平的前同步信号；发送机，用于在建立到目标小区的呼叫信道之前，发送前同步信号给目标小区；接收机，用于按照前同步信号接收结果，从目标小区接收无线电链路控制命令；和终端控制器，用于按照接收的无线电链路控制命令来控制呼叫信道的发送定时和发送功率。

在本发明的另一个方面中，一种支持切换的移动通信基站设备包括：接收机，用于在命令执行切换之后，在建立信道呼叫之前，从用户终端接收前同步信号；基站控制器，用于根据前同步信号的测量结果确定用户终端的上行链路发送定时控制值和功率控制值；和发送机，用于发送包含上行链路发送定时控制值和功率控制值的无线电链路控制命令给用户终端。

附图说明

附图包含在并且构成说明书的一部分，用于说明本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理：

图1示出在移动通信系统中的切换过程；

图2示出按照本发明的优选实施例的切换方法的流程图；

图3示出用于按照本发明的优选实施例的切换方法的发送信号；

图4示出按照本发明的优选实施例的终端、目标小区、起始位置小区和切换控制器之间信号流的流程图；和

图5A和5B示出用于按照本发明的优选实施例的切换方法的终端和基站的结构方框图。

具体实施方式

在下面的详细说明中，简单地通过说明由本发明人所预期的实现本发明的最佳方式，仅仅示出和描述了本发明的优选实施例。正如将实现的，能够在完全不脱离本发明的情况下，对本发明进行各种显而易见的修改。因此，附图和说明书实际上被认为是说明性的，而不是限制性的。

现在将参考附图描述按照本发明的优选实施例的切换设备和方法。

图2示出用于按照本发明优选实施例的切换方法的简要流程图。

当移动终端从起始位置小区移动到目标小区时，在步骤S10中，在满足切换条件时，MSC(移动交换中心，mobile switching center)或者MTSO(移动电话交换局，mobile telephone switching office)中提供的切换控制器命令执行切换。

当切换控制器经由目标小区发送切换命令给移动终端时，在步骤S20中，移动终端按照预定码元间隔和功率增加/降低水平，通过上行链路数据帧的公共时隙发送前同步信号。

基于从处于切换状态的移动终端接收到的切换前同步信号，在步骤S30中，目标小区确定用于移动终端的发送定时控制值和适当的初始发送功率值，并且使用下行链路信道发送控制命令，以便设置移动终端的发送定时和初始发送功率的无线电链路。

在接收到响应于切换前同步信号的无线电链路控制命令时，在步骤S40中，移动终端在无线电链路控制命令之内提取定时控制值和功率控制值，并且控制发送定时和发送功率。

在步骤S40结束之后，在步骤S50中，移动终端经由目标小区给切换控制器发送切换完成报告。

当在上行链路中的发送定时和初始功率被控制以及切换结束时，在步骤S60中，移动终端经由目标小区和新的呼叫信道执行通信。

按照上述方法，在切换结束之前，移动终端使用前同步信号给基站提供用于确定上行链路的发送定时和初始功率的信息。

图3示出用于按照本发明的优选实施例的切换方法的前同步信号。

在接收到切换命令时，移动终端100在发送呼叫信息之前，使用公共时隙300发送具有预定功率水平的前同步信号310给目标小区的基站200。由于前同步信号的定时信息和功率水平信息是由基站200和移动终端100共享的，基站200比较实际接收的前同步信号的定时信息和功率水平信息与预定的定时信息和功率水平信息，以产生定时控制值和功率控制值。根据对应于前同步信号信息的查找表预先存储值确定定时控制值和功率控制值，或者利用通过比较实际接收的值和存储的值而预定的方程式来计算。可以利用通过比较预置的前同步信号信息与实际接收的值来确定定时控制值和功率控制值的任何一种方法来获得这些值。

当定时控制值和功率控制值被确定时，将无线电链路信息400经由下行链路控制信道发送给移动终端100。

图4示出按照本发明的优选实施例的终端、目标小区、起始位置小区和切换控制器之间信号流的流程图。

用于执行切换的移动通信系统包括用户终端、起始位置小区、目标小区和切换控制器。

当用户终端位于起始位置小区时，在步骤S100中，设置到起始位置小区的呼叫信道进行呼叫，并且在步骤S110中，经由广播信道从切换控制器接收相邻小区的切换阈值信息。

在步骤S120中，基于经由广播信道接收的与切换相关的信息，每个用户终端报告相邻小区和起始位置小区的下行链路信道质量给起始位置小区，起始位置小区发送下行链路信道质量给切换控制器。

在步骤S130中，切换控制器使用由用户终端报告的起始位置小区和相邻小区的下行链路信道质量信息来执行切换设置，并且为用户终端选择最好的小区。

在步骤S131中，切换控制器向选择作为最好的小区的目标小区请求用于切换的无线电资源分配，并且在步骤S132中，当完成无线电资源分配时，目标小区报告处于切换状态的用户终端给切换控制器。

当从目标小区接收到用于切换的无线电资源分配完成响应时，在步骤S140中，切换控制器命令起始位置小区、目标小区和用户终端执行切换。在步骤S150中，用户终端接收切换命令，并且在上行链路中发送切换前同步信号，以及在步骤S160中，目标小区从处于切换状态的用户终端接收切换前同步信号，发送用于建立无线电链路的控制信息，诸如用户终端的发送定时和初始发送功率。

在步骤S170中，当经由下行链路信道接收到对于正在建立的无线电链路的控制信息时，用户终端经由目标小区报告切换完成给切换控制器，并且在步骤S181中，切换控制器向呼叫用户终端的起始位置小区请求无线电资源取消。在步骤S182中，起始位置小区根据切换控制器中断处于切换状态的用户终端的无线电资源，并且报告中断状态给切换控制器。在步骤S190中，用户终端对目标小区进行呼叫，停止对起始位置小区的呼叫，并且呼叫目标小区。

图5A和5B示出用于按照本发明的优选实施例的切换方法的终端和基站的结构方框图。

图5A中示出的终端100包括终端控制器110、数字信号发送机和接收机120以及模拟信号发送机和接收机130。终端控制器110包括发送定时控制器111和发送功率控制器112，数字信号发送机和接收机120包括具有切换前同步信号产生器122的发送机和接收机123。

图5B中示出的基站200包括基站控制器210、数字信号发送机和接收机220以及模拟信号发送机和接收机230。基站控制器210包括发送定时确定器211和发送功率确定器212。

现在将基于上述的切换方法描述终端100和基站200的操作。

当图5A的终端从切换设备接收到切换命令时，数字信号发送机121中的切换前同步信号产生器122按照预定码元间隔和功率增加/降低水平，通过使用数字信号发送机和接收机120以及模拟信号发送机和接收机130发送前同步信号给基站。

前同步信号经由基站的模拟信号发送机和接收机230以及数字信号发送机和接收机220被发送给基站控制器210。当基站控制器210接收并且分析前同步信号时，发送定时控制器211和发送功率控制器212确定上行链路的发送定时控制值和初始功率控制值，通过使用数字信号发送机和接收机220以及模拟信号发送机和接收机230，经由控制信道发送无线电链路控制命令格式的值给用户终端。

用户终端100从无线电链路控制命令中提取发送定时控制值和初始功率控制值，并且将它们提供给发送定时控制器111和发送功率控制器112，终端控制器110按照发送定时控制值和初始功率控制值控制数字信号发送机121。

通过控制数字信号发送机121，发送定时值和初始功率值被控制，用户终端形成到基站的上行链路信道。

因此，当在切换之后建立到目标小区的初始呼叫路径时，由于考虑到用户终端的当前环境来控制上行链路发送定时和发送功率，可以在防护间隔内接收副载波，并且确保载波间正交性。

如上所述，目标小区在OFDMA通信系统进行切换时获得用户终端信息，并且确保目标小区中的用户之间的正交性。

虽然已经结合目前认为是最实用的和优选的实施例描述了本发明，应理解，本发明不局限于所公开的实施例，而是相反地，预期覆盖包含在所附的权利要求的实质和范围之内的各种的修改和等效方案。

Claims (9)

1.一种移动通信系统中用于将用户终端从起始位置小区切换到目标小区的方法，包括：

切换控制器命令执行切换；

用户终端发送具有预定码元间隔和功率增加/降低水平的前同步信号给目标小区；

所述目标小区按照所接收的前同步信号来确定上行链路发送定时控制值和发送功率控制值；

所述目标小区发送包含所述发送定时控制值和所述发送功率控制值的无线电链路控制命令给所述用户终端；和

所述用户终端发送呼叫信道给所述目标小区，所述呼叫信道是由所述发送定时控制值和所述发送功率控制值控制的。

2.根据权利要求1的方法，其中所述前同步信号的预定码元间隔和功率增加/降低水平是由所述用户终端和所述目标小区共享的。

3.根据权利要求1的方法，其中所述发送定时控制值和所述发送功率控制值被确定，以便在所述目标小区中在预定的时间范围内接收所述用户终端的呼叫信道和另一个用户的呼叫信道。

4.根据权利要求3的方法，其中所述前同步信号是使用所分配的公共时隙被发送给上行链路数据帧的。

5.根据权利要求3的方法，其中所述无线电链路控制命令是使用下行链路控制信道发送的。

6.一种支持切换的移动通信终端，包括：

前同步信号产生器，用于产生具有预定码元间隔和功率增加/降低水平的前同步信号；

发送机，用于在建立到目标小区的呼叫信道之前发送所述前同步信号给目标小区；

接收机，用于按照前同步信号接收结果从所述目标小区接收无线电链路控制命令；和

终端控制器，用于按照所接收的无线电链路控制命令来控制所述呼叫信道的发送定时和发送功率。

7.根据权利要求6的终端，其中所述无线电链路控制命令包含所述终端的上行链路发送定时控制值和功率控制值。

8.一种支持切换的移动通信基站设备，包括：

接收机，用于在命令执行切换之后，在建立呼叫信道之前，从用户终端接收前同步信号；

基站控制器，用于根据所述前同步信号的测量结果来确定时速用户终端的上行链路发送定时控制值和功率控制值；和

发送机，用于发送包含所述上行链路发送定时控制值和所述功率控制值的无线电链路控制命令给所述用户终端。

9.根据权利要求8的设备，其中所述无线电链路控制命令是使用下行链线路控制信道发送的。

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