CN1599296A - 在1.28McpsTDD移动通信系统中扩大检测窗口的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种在1.28Mcps TDD通信系统中扩大同步检测窗口的方法，解决了通信系统进行频率间和系统间的检测时检测窗口小，失误率高的问题。在本发明采用下行不连续发射技术来扩大检测窗口，用户设备检测到一个由系统发出的携带传输格式集合指示(TFCI)的脉冲后，将处于传输间歇的信道所占的那些时隙与相邻的那些空闲时隙组合起来，构成检测窗口。与已有技术相比，本发明的可用空闲时隙的数量显著提高，增加了1.28McpsTDD用户设备对邻近的其它通信系统进行系统间同步检测的成功率，且对系统没有负面影响。

Description

在1.28McpsTDD移动通信系统中扩大检测窗口的方法

(一)技术领域

本发明涉及一种时分多址(TDMA)移动通信系统的频率之间和系统之间的检测方法，用于使用户设备与另一通信系统同步。更具体地说，涉及一种1.28MepsTDD通信系统中扩大同步检测窗口的方法，在1.28McpsTDD的用户设备切换到另一通信系统之前，该用户设备检测邻近小区的系统基站(可属于相同的系统，也可以属于不同的系统)的同步信道。

(二)背景技术

目前广泛使用的移动通信系统是全球移动通信系统(GSM)，基站分布广，网络覆盖面大。随着第三代(3G)移动通信技术的兴起，频分双工FDD系统(WCDMA)，3.84McpsTDD(HCR)系统，1.28McpsTDD(TDSCDMA)系统，将设立基站建立各自的新网络，对公众提供电信服务。那时，不同系统的各网络彼此邻接，或重叠覆盖，用户从一地运动到另一地时，用户设备UE(例如移动电话)必须在不同的通信系统之间漫游(roaming)或切换(handover)。为使1.28McpsTDD用户设备(UE)在不同系统，例如在GSM和TDSCDMA系统中皆能正常工作，一种双模用户设备(dual mode UE)  已经开发出来。当这种用户设备检测到现有系统的信号逐渐衰弱而另一系统的信号越来越强，就要择机切换到后一系统中继续工作，在切换之前，用户设备要执行频率之间和系统之间的检测，检测到后一系统的同步信道的时隙位置(timing)，以便该用户设备调整到与后一系统同步并进行切换。

在TDMA通信系统，例如1.28McpsTDD系统中，传输是不连续的，于是，在上行和下行业务信道之间的那些没有业务的空闲时隙，理论上可以用来进行上述的频率之间和/或系统之间的检测。这种用于同步的频率之间和系统之间的监测，位于相邻的上、下行信道之间的那些没有业务的空闲时隙，称之为“检测窗口”。1.28McpsTDD系统中传输的每一帧包括两个子帧(奇子帧和偶子帧)。每个子帧为5毫秒，分为上行、下行共七个时隙TS0-TS6。对语音通信，上行和下行信道各占用一个时隙，一般情况下，相邻的上、下行信道之间的那些没有业务的空闲时隙只有2至3个。这种已知的对称时隙分配模式的检测窗口较短，没有足够的时间执行检测，因而1.28McpsTDD用户设备要达到与相邻系统同步需要较长的时间，严重情况下，1.28McpsTDD用户设备无法对其它系统进行检测。其结果，用户设备(手机)在越区时通话会出现中断。根据3GPP技术报告TR25.888(http:// www.3GPP.org提供浏览和下载)的仿真结果表明，如果1.28McpsTDD系统中采用传统的时隙分配模式，它的用户设备与GSM系统切换时，最大同步时间为896.5ms，检测失误的可能性高达41.9％；当该用户设备与FDD系统切换时，最大同步时间为748.6ms；当与3.84McpsTDD系统切换时，成功同步的可能性只有40-60％；与其它不同频率的1.28McpsTDD系统切换时，成功同步的可能性只有30-50％。这样的结果不能让人满意。

为解决此问题，3GPP技术报告TR25.888(http:// www.3GPP.org提供浏览和下载)中提出了两种改进的1.28Mcps TDD的频率间和系统间的检测量方法：非对称时隙分配模式和不同时隙分配组合模式，目的均在于扩大检测窗口的尺寸，为检测提供更多的时间，以减少检测失误率。这种改进在一定程度上缩短了达到同步所需的时间。以非对称时隙分配模式为例，当一个1.28Mcps TDD的用户设备想切换到FDD系统并与之同步时，该用户设备会检测FDD系统的第一同步信道(primary SCH)以得到其时隙位置(timing)，并检测FDD的第二同步信道(secondary SCH)以得到帧位置(frame timing)。图1表示已知的1.28Mcps TDD系统中对称与非对称时隙分配模式下检测窗口尺寸的比较，其中，上排表示对称时隙分配模式下1.28Mcps TDD的子帧中的检测窗口a，b；中排表示FDD系统中一个帧带有同步信道；下排表示1.28McpsTDD中”非对称时隙分配模式”下的检测窗口A，B。对FDD的第一同步信道而言，第一同步码(PSC)在系统中每个小区(cell)中的长度都是256个码片，并且在每个时隙(TS)中发射一次。第二同步信道包括一个由15个第二同步码(SSC)组成的序列，其中每个同步码在每个帧中的长度都是256个码片。如图1所示，已知的对称时隙分配模式下，每个检测窗口a，b很短，每个检测窗口最多只能得到两个相邻的第二同步信道，为得到足够的位置(timing)信息来与FDD同步，需要较长时间来完成检测，切换成功率较低。然而若1.28Mcps TDD用户设备采用“非对称时隙分配模式”，即，每一帧中含有一奇一偶两个子帧，偶子帧的下行信道分配在时隙TS0，上行信道分配在时隙TS1；奇子帧的下行信道分配在紧随第二切换点的时隙TS4，上行信道分配在第二切换点之前的时隙TS3。由此构成非对称时隙分配模式。这样，检测窗口A的长度大增，可以利用其中的所有空闲时隙进行同步检测。在Tdoc R1-02-1424 Comparisonof asymmetric pattern and conventional scheme used for differentmeasurement purpose-Rev.3(Revision of R1-02-1274)中记载的仿真结果表明，获得225个PSC或225个SSC达到对FDD的同步，对称时隙分配模式下最大同步时间为748.6ms，非对称时隙分配模式下最大同步时间仅为374.1ms。因此得出结论，1.28Mcps TDD的用户设备都能成功地对FDD进行检测并实现同步，但非对称时隙分配模式下完成切换的时间较短。

再以“不同时隙分配组合模式”为例，用于扩大1.28McpsTDD的检测窗口。“不同的时隙分配组合模式”是指业务信道被按预定的时隙分配布局逐帧再分配，并周期性循环，第一、三、五、…帧的时隙分配相同，第二、四、六、…帧的时隙分配相同，但与第一、三、五、…帧不同。当一个1.28Mcps TDD的用户设备准备切换到3.84McpsTDD系统时，应提前与之同步，为此，该用户设备会检测相邻小区的3.84Mcps TDD系统的第一同步信道(primary SCH)以得到其时隙位置(timing)，并监测其第二同步信道(secondary SCH)以得到帧位置(frame timing)。在3.84Mcps TDD中同步信道SCH和主公共控制物理信道P-CCPCH(primary common control physical channel)有两种分配方式：

第一种方式：SCH和P-CCPCH的分配在时隙TS #k，k＝0，1，…，14；

第二种方式：SCH分配在两个时隙(TS)中，TS #k和TS#k+8，k＝0，1，…，6，并且P-CCPCH分配在TS#k中。

图2表示在“不同时隙分配组合模式”下，1.28McpsTDD的用户设备检测邻近小区的3.84Mcps TDD系统的同步信道(SCH)和主公共控制物理信道(P-CCPCH)。其中，上排表示3.84Mcps TDD的两个帧，其同步信道(SCH)1和主公共控制物理信道(P-CCPCH)2处于上述第二种方式；中排表示对称时隙分配模式下1.28Mcps TDD的若干子帧；下排表示“不同时隙分配组合模式”下1.28Mcps TDD的若干子帧。如图所示，在对称时隙分配模式下，由于1,28McpsTDD的用户设备的下行信道对准同步信道1和主公共控制物理信道2，在各检测窗口中无法监测3.84McpsTDD的待测的同步信道。而在“不同时隙分配组合模式”下，第一帧的两个子帧中上行信道分配在时隙TS3，下行信道分配在时隙TS4，第三、五帧……亦同。第二帧的两个子帧中上行信道分配在时隙TS1，下行信道分配在时隙TS6，第四、六帧……亦同。这样，不同的时隙分配形式组合到一齐，信道之间的空闲时隙组成的检测窗口明显加长，可以解决1,28McpsTDD的用户设备对3.84McpsTDD的同步信道进行检测的难题，同步成功的可能性从40％-60％提升至97.5％以上。

然而，仿真结果也表明，“非对称时隙分配模式”和“不同时隙分配组合模式”都不能100％地保证对3.84McpsTDD的同步信道进行成功的检测。这两种模式的另一缺陷是需要信令支持，信令开销较大，对系统可能产生一些负面影响。

在1.28Mcps TDD的用户设备对GSM或其它1.28Mcps TDD系统为同步而进行监测时，也存在类似的局限。与GSM同步所需的最小检测窗为2*T+0.577ms(开关时间T，例如T＝0.5ms)。与其它1.28Mcps TDD同步所需的最小检测窗为2*T+0.075ms(开关时间T，例如T＝0.5ms)。在上述改进的监测方法中，同步检测窗口仍然不够大。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种在1.28McpsTDD通信系统中扩大检测窗口的方法，在1.28McpsTDD的用户设备与其它通信系统切换之前，用来对频率间或系统间进行同步检测，克服已有技术的方法的局限。

上述的发明目的是由本发明的以下方法实现的：一种在1.28McpsTDD通信系统中扩大检测窗口的方法，其特征在于：用户设备检测到一个子帧中出现一个由系统发出的、引发传输间歇的、携带传输格式集合指示(TFCI)的脉冲后，后续子帧中处于传输间歇的信道所占的那些时隙与相邻的空闲时隙组合起来，构成检测窗口，用于频率间或系统间的检测。

根据本发明方法的一个方面，上述后续子帧中处于传输间歇的是的上行和/或下行信道。

根据本发明方法的另一个方面，使用了不连续发射技术，指的是上行和/或下行不连续发射技术。

根据本发明方法的再一个方面，当传输间歇超过一个给定的帧数时，系统定期地向用户设备发出上述携带传输格式集合指示(TFCI)的脉冲。

根据本发明方法的又一个方面，上述系统之间的检测是FDD系统、GSM系统、3.84McpsTDD系统、1.28Mcps TDD系统中的一个与一个1.28Mcps TDD的用户设备，为达到同步而进行的检测。

根据本发明的方法，上述的用户设备例如是移动电话，个人数字助理(PDA)或具备移动电话功能的笔记本电脑或类似装置。

不连续发射技术(DTX)是指在1.28Mcps TDD系统中，当物理层不必传输任何数据，即更高层没有向物理层提供任何数据时，存在传输间歇，于是可以让物理层关闭数据发送。本发明利用这种技术，在传输间歇(transmission pause)时，令物理层完全关闭相应的数据发射，以便空出部分信道，扩大检测窗口。上述传输间歇的起始总是由系统所发射的一个特殊的、携带传输格式集合指示TFCI(transport formatcombination indicator)的脉冲(burst)来引发的。该TFCI脉冲很容易被1.28Mcps TDD用户设备检测到，因此可以通过检测该脉冲很容易地检测出所述的传输间歇即将到来。如果该传输间歇超过一给定帧数时，为维持上行同步并进行功率控制，需定期引发该TFCI脉冲。每次传输间歇都会传送到接收者(用户设备)，于是用户设备可以有效地利用上行和/或下行链路的发射间歇，在传输间歇期间检测邻近小区的其他通信系统的同步信道。

(四)附图说明

为更好地理解本发明，下面结合附图介绍本发明的一些实施例及其优点，这些描述不是限制性的。

图1表示现有1.28McpsTDD系统中对称与非对称时隙分配模式下检测窗口长度比较。

图2表示1.28Mcps TDD的用户设备利用已知的不同时隙分配组合模式监测3.84McpsTDD的同步信道的情形。

图3表示本发明方法的一个实施例，利用下行不连续发射技术扩大检测窗口，让1.28McpsTDD的用户设备监测相邻小区的3.84McpsTDD的第一种布局方式下的同步信道，并与已知的不同时隙分配组合模式相对比。

图4表示本发明方法的另一个实施例，利用下行不连续发射技术扩大检测窗口，让1.28McpsTDD的用户设备监测相邻小区的3.84McpsTDD的第二种布局方式下的同步信道。

(五)具体实施方式

根据本发明方法的一个实施例，在进行语音通话的场合，可以采用下行不连续发射技术扩大检测窗口，此时每个链路(上行链路和下行链路)都占据约50％的时间。

图3表示本发明采用下行不连续发射技术扩大检测窗口，1.28Mcps TDD用户设备对3.84McpsTDD的同步信道进行检测的情况，并与采用不同时隙分配组合模式进行检测的情况相对照。图中，上排表示3.84McpsTDD的两个帧，其同步信道1和主公共控制物理信道布局采用前文提到的第一种方式，中排表示前述不同时隙分配组合模式下1.28Mcps TDD的各帧中的检测窗口的情况；下排表示利用下行不连续发射技术分配1.28Mcps TDD的时隙的情形。上排中，对3.84Mcps TDD的同步信道的最小检测窗口C为2*T+0.067毫秒(T为开关时间，例如T＝0.5毫秒)。即使采用“不同时隙分配组合模式”，在中排情况下，由于对应的时隙处于占用状态，依然无法准确检测同步信道1。在本发明中，如下排所示，本发明采用不连续发射技术，在语音通信过程中对一个下行链路不连续地发射信号(DL-DTX)，NodeB在初始向用户设备发出一个携带传输格式集合指示(TFCI)的脉冲信号，告知用户设备随后会有一个传输间歇。当检测到这个脉冲后，用户设备就准备好应对该传输间歇，如图3下排所示，自左起第二个子帧始，下行数据传输关闭，见虚线箭头，出现传输间歇，原来被下行信道占用的时隙TS5与前后相邻的那些空闲时隙组合起来，原来被下行信道分隔开的两段空闲时隙，现在由于传输间歇连成一片，在两个上行信道之间构成一个具有6个时隙的检测窗口，并利用这段时间对相邻小区的3.84McpsTDD的同步信道进行扫描和/或检测，为切换作准备。尽管3.84McpsTDD同步时所需的最小检测窗口C为2*T+0.067ms(T为开关闭时间，T＝0.5ms)，但是从图3中可以清楚看到，有足够长的检测窗口与该同步信道1对应。因而基本消除了监测失误，同步成功率几乎保持在完美的水准。

图4表示本发明的另外一个实施例，也采用下行不连续发射技术扩大检测窗口，与上一实施例不同，相邻小区的3.84McpsTDD的同步信道1和主公共控制物理信道2布局采用前文所述的第二种方式，每帧中有两个时隙被同步信道占用。图中，上排表示3.84Mcps TDD的两个帧及其同步信道1和主公共控制物理信道2，中排表示传统的对称时隙分配模式下1.28Mcps TDD的各帧中的检测窗口的情况；下排表示本发明利用下行不连续发射技术分配1.28Mcps TDD的时隙的情形。上排中，对3.84Mcps TDD的同步检测的最小检测窗口C为2*T+0.067毫秒(T为开关时间，例如T＝0.5毫秒)。如果采用中排所示的对称时隙分配模式，由于与信道1和2对应的时隙都处于占用状态，故无法准确检测同步信道。在本实施例中，在语音通信过程中对一个下行链路不连续地发射信号(DL-DTX)，当用户设备检测到NodeB发出的携带TFCI的脉冲后，用户设备就准备好应对该传输间歇，自第二个子帧始，下行信道的数据传输关闭，出现传输间歇(以虚线箭头表示)，该下行信道所在的时隙TS5与前后相邻的那些空闲时隙组合起来，构成一个具有6个时隙的检测窗口，并利用这个窗口进行监测。从图中可以清楚看到，在1.28McpsTDD的传输间歇期间，在与同步信道1和主公共控制物理信道2的对应位置，都有足够数量的空闲时隙，以检测相邻小区的3.84McpsTDD系统的每一同步信道。

由此得出结论，不论3.84McpsTDD系统的同步信道如何分布，本发明的方法都能成功地对其进行检测，检测失误大大减少，同步成功率进一步提高。

在前述各实施例中，用户设备是指移动电话，但不限于移动电话。

前面以1.28McpsTDD用户设备与3.84McpsTDD之间的同步监测为例，说明了不连续发射技术在扩大1.28McpsTDD检测窗口尺度方面的使用。该检测窗口扩大后，1.28McpsTDD的用户设备在与FDD系统的同步检测中，可以缩短同步时间提高同步成功率。不同之处是，用户设备借助检测窗口扫描和检测的是FDD系统的第一和第二同步信道(PSCH和SSCH)。

基于同理，该检测窗口扩大后，1.28McpsTDD的用户设备在与GSM系统的同步检测中，可以缩短同步时间提高同步成功率。不同之处是，用户设备借助检测窗口要扫描和检测的是GSM系统的频率校正信道FCCH(frequency correction channel)和同步信道SCH。

同样，该检测窗口扩大后，也使1.28McpsTDD的用户设备在与其它频率的1.28McpsTDD系统的同步监测中，可以缩短同步时间提高同步成功率。不同之处是，此时，用户设备要扫描和监测的是该其它1.28McpsTDD系统的下行导频信道DwPCH(downlink pilot channel)。

本发明首次将不连续发射技术引入到不同通信系统之间的同步检测过程，与迄今为止已有技术方法相比，本发明方法所得到的可用于频率间和系统间检测的时段(gap)明显加大，可用的空闲时隙的数量显著提高，大大增加了1.28McpsTDD用户设备对邻近小区的其它通信系统进行频率间和系统间的检测的成功率，越区切换时通话亦不会中断，在不觉中已经完成切换。同时采用本发明的方法扩大检测窗口，对于TDMA系统没有任何负面影响。

Claims (7)

1，一种在1.28McpsTDD通信系统中扩大检测窗口的方法，其特征在于：用户设备检测到一个子帧中出现一个由系统发出的、引发传输间歇的、携带传输格式集合指示(TFCI)的脉冲后，后续子帧中处于传输间歇的信道所占的那些时隙与相邻的那些空闲时隙组合起来，构成检测窗口，用于频率间或系统间的检测。

2，如权利要求1所述的在1.28McpsTDD通信系统中扩大检测窗口的方法，其特征在于：上述后续子帧中处于传输间歇的是上行和/或下行信道。

3，如权利要求1所述的在1.28McpsTDD通信系统中扩大检测窗口的方法，其特征在于：使用不连续发射技术。

4，如权利要求3所述的在1.28McpsTDD通信系统中扩大检测窗口的方法，其特征在于：使用上行和/或下行不连续发射技术。

5，如权利要求4所述的在1.28McpsTDD通信系统中扩大检测窗口的方法，其特征在于：当传输间歇超过一个给定的帧数时，系统定期地向用户设备发出上述携带传输格式集合指示(TFCI)的脉冲。

6，如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于：上述系统间的检测是FDD系统、GSM系统、3.84McpsTDD系统、1.28McpsTDD系统中的一个与一个1.28McpsTDD的用户设备，为达到同步而进行的检测。

7，如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于：上述的用户设备是移动电话。

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