CN1685757A - 系统间连接转接的准备 - Google Patents

Abstract

用于准备将一个与两个不同的无线通信系统兼容的用户终端设备从这些无线通信系统的第一无线通信系统的第一基站连接转接到这些无线通信系统的第二无线通信系统的第二基站的方法，其中，至少往返于第一基站在相继的、被划分成时隙的帧中传输数据，在该方法中，在一个帧期间停止往和/或返于用户终端设备的传输。

Description

系统间连接转接的准备

本发明涉及一种方法，用于准备将一个与不同的无线通信系统兼容的用户终端设备从这些无线通信系统中的第一无线通信系统的无线小区连接转接(切换(Handover))到第二无线通信系统的无线小区。无线通信系统可以属于相同的或不同的无线通信标准(例如GSM、UTRA-TDD、UTRA-FDD、...)，其中至少第一无线通信系统是TDMA系统(时分多址(Time Division Multiple Access))，也就是在相继的、被划分成时隙的帧中传输数据，其中一个帧之内的时隙分别被分配给单个用户终端设备。本发明尤其可用于在使用不同传输方法的第二和第三代数字移动无线系统之间的连接转接。

在无线通信系统中，借助电磁波通过发送方和接收方的无线电站、诸如针对移动无线系统的情况为基站或移动站之间的无线接口来传输诸如语音、图像信息或另外的数据的信息。在此，利用位于针对各自的系统所规定的频带中的载频，实现电磁波的辐射。在公知的GSM移动无线系统(全球移动通信系统(Global System for MobileCommunication System))中，载频位于900MHz、1800MHz和1900MHz的范围中。对于通过无线接口使用CDMA传输方法和TD/CDMA传输方法的未来的移动无线系统、诸如UMTS(通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunication))或第三代的另外的系统，载频被规定在大约2000MHz的范围中。

在第二代和第三代的不同的数字移动无线系统之间应使得毫无问题的连接转接成为可能，因为首先在第三代系统的扩建开始时，未装设完全的供应或覆盖。例如开始时只有人口或工业集中区应该装备第三代的系统，而农村地区继续仅仅用基于第二代移动无线系统的系统来供应。因此至少在该开始阶段存在着用户终端设备，这些用户终端设备既支持例如GSM的第二代的传输方法，又支持例如TDD(时分双工(Time Division Duplex))模式和/或FDD(频分双工(FrequencyDivision Duplex))模式的第三代的一种或多种传输方法。

如果这样的所谓的多模式用户终端设备通过第三代移动无线系统来运行通信连接，则必须具有测量并行存在的移动无线系统的传输特性的可能性，以便必要时可以执行通向这种移动无线系统的连接转接。

在例如GSM或UMTS(TDD模式)的TDMA(时分多址)通信系统中，时间被划分成帧，这些帧在它们这方面被划分成时隙。每个用户终端设备在由系统分配给它的一定时隙之内发送和接收。在两个相继的时隙之间，用户终端设备的接收机和发送机针对另外的目的可被采用，例如以便监听相邻的无线小区或基站，并因此创造了针对通向另一个无线小区的可能的连接转接的前提。在此，用户终端设备的接收机必须短期地被调谐到相邻无线小区的频率上，在这些相邻无线小区的无线信号上实施测量，并且然后重新回调(zurueckstimmen)。

在存在着与第一系统的传输连接期间，与两个不同的无线通信系统兼容的用户终端设备应该可以在第二系统的无线小区上执行测量，以便必要时可以将连接从第一系统转接到第二系统中。“不同的无线通信系统”在这里例如既被理解为不同网络运营商的按照相同标准工作的系统，又被理解为按照不同标准工作的系统。

为了可实施到第二系统中的转接，用户终端设备必须在真正测量之前接收第二系统的同步信息。这要求相对长的接收时间，使得在第一系统的分配给用户终端设备的两个时隙之间的时间间隔可能对此是不够的。此外，仅在一个帧之内的固定的时刻传输诸如帧号的该同步信息的部分。在两个无线通信系统的帧之间的不利的时间比例的情况下，有可能不能接收完整的信息。

从EP 1 005 246 A2中公知一种用于在基于TDMA的无绳通信系统中转交无线连接的方法，其中，移动站在与第一基站的无线连接期间，在一个时隙上尝试，在至少另一个时隙上建立与第二基站的无线连接。

从WO 96/05707 A1中公知一种用于在两个无线通信系统之间的连接转接的方法，其中，用户终端设备在一定时间间隔期间同时通过两个系统来进行通信。

最后从DE 100 08 058 C1中公知一种方法，其中，给用户终端设备分配了所谓的故障时隙，在这些故障时隙中可以接收其它无线通信系统的信号，用于准备连接转接，其中，当前供应的无线通信系统在该故障时隙期间不向用户终端设备传输数据。

在上述3GPP TDD标准的所谓1.28Mcps模式、也称为TDD低码片速率(LCR，Low Chiprate)模式或TDSCDMA的标准化的范围内，目前研究了用于准备一种系统间连接转接的所述测量的组织。在此，它应使得用户终端设备(UE-用户设备(User Equipment))可能测量和必要时分析处理具有相同或不同的传输标准的相邻无线小区的一定信号。在相邻的GSM无线小区的情况下，这样的信号可以例如是FCCH和SCH(同步信道(Synchronisation Channel))；而在相邻的FDD无线小区或HCR TDD无线小区(HCR-3.84Mcps TDD高码片速率模式(High Chiprate Modus))的情况下，这样的信号可以例如是主SCH和从SCH。

在向用户终端设备的连接分配上行方向(UL-上行链路(Uplink))和下行方向(DL-下行链路(Downlink))的时隙的一定配置中，对于该用户终端设备有可能不能测量相邻无线小区的信号，因为供使用的测量时间太短，和/或转接时间、也就是向另一频率的转换太长。廉价的用户终端设备、所谓的低成本UE的转接时间典型地位于0.8ms。这样的短的测量时间不利地导致，要么不能接收相邻无线小区的相关信号，要么该用户终端设备要求很长的时间间隔，在该时间间隔之内必要时可能已经出现连接中断。

借助图2示范性地来说明该问题。示出了一个具有长度分别为5ms的两个所谓子帧(Sub-Frame)的序列。该帧结构对应于所述TDD LCR模式的结构。在每一个子帧中，在时隙(ts0...ts6-Timeslot)中不仅沿上行方向、而且沿下行方向往返于用户终端设备发送信号。在一个子帧之内的传输方向之间，规定了地点固定的和可以灵活定位的转接点(SP-转接点(Switching Point))。在图2的实例中观察一个用户终端设备，给该用户终端设备不仅沿上行方向而且沿下行方向已分配了用于传输数据或其它信令信息的无线资源。这在时隙ts1中通过针对上行方向的向上指的箭头来表征，或在时隙ts4中通过针对下行方向的向下指的箭头来表征。在子帧的其它的时隙中未给用户终端设备分配无线资源，但是这些无线资源必要时被用于往返于其它用户终端设备的数据传输。在所分配的时隙ts0和ts4之间的时间间隔MTA、MTB(测量时间(Measurement Time))中，因此可以由用户终端设备接收相邻无线小区的信号，以便必要时启动通向这些相邻无线小区中的一个的连接转接。

在图2的实例中出发点在于，用户终端设备在该时间间隔期间接收支持FDD模式的相邻基站的信号(MTA，MTB)。示范性地在所述的子帧之下示出了FDD相邻无线小区的帧结构。通过相邻无线系统通常是不同步的事实，一般在帧的各自的开始时刻之间出现某种时间错位，正如也示范性地说明的那样。FDD相邻无线小区的基站以该帧之内的规则的间隔来发送由所观察的用户终端设备接收的同步信道SCH的信号。如从图2中可以看出的那样，各自的时间间隔(MTA，MTB)太小，以便接收足够数量的同步信道的相继的信号来用于识别无线小区。从接收了至少三个相继的同步序列、所谓的从SCH代码(SSC，Seeondary SCH Code)开始，才确保了识别。

为了确保用于接收相邻无线小区的信号的足够长的时间间隔，现在建议，借助动态信道分配(DCA，Dynamic Channel Allocation)偶尔给用户终端设备分配用于信号传输的不同的时隙，以便生成用于观察相邻无线小区的尽可能长的时间间隔。这可以例如像图3中示出的那样，通过沿下行方向的信号传输从图2的最初分配的时隙ts4时间有限地重新分配到时隙ts3上来实现。时间间隔MTB通过该重新分配延长了一个时隙，并因此实现了接收三个相继的同步序列SCH。

此外，在标准化文件3GPP 3G TR 25.888，V0.2.0(2002-8)，“Improvement of inter-frequency and inter-system Measurementfor 1.28Mcps TDD(1.28Mcps TDD的频率间和系统间的测量的改进)”(版本6)中建议，执行既沿上行方向又沿下行方向传输的时间上协调的重新分配，正如这在图4中示范性地示出的那样。

可是重新分配的前述的方法全都不利地导致基于新分配资源的所需要信令的大的信令工作量，导致在用于提供空闲资源的DCA算法中的高的数理逻辑工作量，以及必要时导致在控制上行方向的发射功率、自适应性天线和同步中的问题。

本发明所基于的任务在于，说明一种回避公知方法的所述缺点的方法。该任务通过根据独立权利要求1的所述特征的方法来解决。由从属权利要求中可获知本发明的扩展方案。

本发明有利地利用了以下的事实，即在两个相继的子帧中分别传输相同连接的信号。这既适用于上行方向又适用于下行方向。此外有利地充分利用了，实现具有某种冗余的数据传输，也就是基于所谓的故障保护在接收方的基站或用户终端设备中也可以重建没有完全接收的数据。

借助图示来详述本发明的方法。在此

图1示出两个无线通信系统、尤其是移动无线系统的方框电路图，

图2示出按照现有技术的子帧的第一示范性的配置，

图3示出按照现有技术的子帧的第二示范性的配置，

图4示出按照现有技术的子帧的第三示范性的配置，

图5示出根据本发明的子帧的第三示范性的配置，以及

图6a和6b示出按照现有技术和根据本发明的嵌套帧之内的示范性的配置。

图1中作为公知的无线通信系统的实例来示出的移动无线系统分别由多个网络元件、尤其是多个移动交换中心MSC(MobileSwitching Center)、无线网控制器RNC(Radio Network Controller)和基站NB(节点(Node)B)组成，其中，仅分别示出了一个基站NB-TDD或NB-FDD。第一系统例如支持TDD-LCR模式，而第二系统支持UMTS系统的FDD模式。

每个系统分别包括多个移动交换中心，该移动交换中心分别在一个系统之内彼此联网，并建立了通向固定网PSTN(公共交换电话网，Public Switched Telephone Network)的通道。此外，这些移动交换中心与用于分配无线技术的资源的无线网控制器相连接。这些无线网控制器中的每一个再次使得通向基站的连接成为可能。基站NB可通过无线接口建立和触发通向用户终端设备UE、例如移动的或固定的用户终端设备的连接。为了简单起见，图1示出一个唯一的用户终端设备UE，该用户终端设备UE能够选择性地既与第一系统TDD，又与第二系统FDD进行通信。在用户终端设备UE和第一系统的基站NB-TDD之间存在着激活的传输连接、例如通话连接。

通过每个基站NB-TDD、NB-FDD形成了至少一个无线小区Z-TDD或Z-FDD。在分区时、或在无线小区的等级结构中，每个基站也被供应多个无线小区。不同系统的无线小区可以在地理上任意交叉。

各自的操作和维护中心(OMC-Operation and Maintenance)(未示出)实现了移动无线系统或部分移动无线系统的控制和维护功能。可以将该结构的功能性借用到另外的无线通信系统、尤其是具有无线的用户接线的用户接入网上。

以下示范性借助图5来阐述本发明的方法。在此有利地利用了以下的事实，即在两个子帧#i和#i+1中总是对称地分配一个物理的传输信道，也就是资源单元的分配适用于两个子帧。按照图2中的实例，针对沿上行方向的数据传输在时隙ts1中给用户终端设备分配资源单元，其中，该分配既适用于第一子帧，又适用于第二子帧。同样的适用于由基站使用于沿下行方向的数据传输的资源单元。

此外有利地利用了以下的事实，即在通过无线接口的传输之前，给数据配备故障保护。这一般也称为FEC(前向纠错(Forward ErrorCorrection))。典型地以1/2的编码速率来编码诸如语音数据传输的业务的数据，也就是将消息的最初的数据加倍，因此从一个比特变成两个被编码的比特。随后将所生成的编码的比特同样地划分到两个子帧上，使得每个子帧含有完整的消息。附加的信息是纯冗余，这些信息在接收方实现了重建由于传输干扰而有差错地接收的消息。为了进一步提高故障安全性，还在四个子帧(相当于20ms)上实现了消息的嵌套，也就是四个相继的子帧含有一个被编码的数据信号的部分。这在以下对图6来详细阐述。

如在图5中示范性地示出的那样，根据本发明在两个子帧中的一个子帧(#i+1)中中断往返于用户终端设备的信号传输。由此明显延长了用于观察和识别相邻FDD无线小区的SCH的时间间隔MTB。为了尽管由此出现的未接收消息的冗余部分而仍然确保可靠地接收消息的被传输的部分，既沿上行方向、又沿下行方向在继续用于传输的另外的子帧(#i)中以提高的发射功率来传输。通过提高的发射功率可以有利地补偿由中断引起的较小的FEC(实际上不再存在冗余)。也可以在多个相继的子帧对中如此长地执行该中断，直至用户终端设备已成功地结束了相邻无线小区的识别时为止。此外，也可以通过多个跟随在被中断的子帧之前和/或之后的子帧来实现发射功率的提高。例如这可以依赖于所述嵌套系数来控制。

根据目前针对TDD LCR模式标准化的用于调节发射功率的方法，用户终端设备不能执行发射功率的自主提高，而是在有关于此的方面按基站的信令被指示。此外不允许用户终端设备，当满足了目标信号与干涉的比例(目标SIR)时，借助所谓的TPC命令(传输功率控制(Transmit Power Control))在基站处请求更高的发射功率。

根据第一本发明的方法，与上述标准化的方法相反地，用户终端设备请求提高基站的发射功率，并且同样自主提高一定数量的、跟随在一个或多个被中断的子帧之前和/或之后的子帧的发射功率。在成功地测量和识别相邻无线小区之后，可再度有利地由用户终端设备请求降低基站的发射功率，和/或自主地控制自己的发射功率的降低。在此，例如通过用于控制发射功率的已知的信令来实现改变基站发射功率的信令。

按照替代或补充的第二本发明方法，用户终端设备向基站发送信号表示，在下一个随后的子帧中沿上行方向不发送数据，或它采用一个用于观察相邻无线小区的子帧。例如借助同步序列的一个或多个按照目前的标准未被使用的比特来实现该信令，这些同步序列沿上行方向从用户终端设备发送到所谓的UpPTS(上行链路导频时隙(UplinkPilot Timeslot))中。通过采用例如两个比特可以在此发送信号表示，用户终端设备应使用四个配套的、嵌套的子帧中的哪一个来观察相邻无线小区。基站通过该信令认知未使用的子帧，并且相应地知道，它不能或不必在该子帧中接收用户终端设备的数据。基站可以同样的方式在该子帧中停止自己的向用户终端设备的发送，以便例如有利地在该子帧中减少并行传输的干涉影响。

替代于第一本发明方法，作为用于观察相邻无线小区的即将来临的子帧的该认知的结论，基站可以自主提高自己的发射功率，而不要求用户终端设备的附加的信令。此外替代于此地，基站可以自主提高它的发射功率，以及通过TPC命令来指示用户终端设备同样提高发射功率，其中，尤其对于嵌套帧的所有其它的子帧有利地来实现这一点。

根据第三替代的方法，用户终端设备将用于观察相邻无线小区的时间间隔的需要发信号给基站。于是，基站确定适合的子帧，并且借助合适的公知的信令机制将该子帧发信号给用户终端设备。按照上述的方法，在以前的和/或随后的子帧中，或在嵌套帧的其它的子帧中，提高各自的发射功率。这又可以在用户终端设备方面自主地、或通过基站的指示来实现。在这种情况下，可有利地将必要时存在的基站关于相邻无线小区或无线系统的相对的时间结构的认知用于定义用于观察的最佳合适的时间间隔。

以下借助图6a和6b示范性地阐述第一本发明方法。在图6a和6b中说明了例如在图1中示出的配置中的、在用户终端设备和基站之间的数据传输。对于通向基站的沿上行方向的传输，给用户终端设备在时隙ts1中分配了一个或多个资源单元、例如CDMA代码。以同样的方式对于沿下行方向的传输分配一个或多个资源单元。将消息、即一定的待传输的数据量通过四个子帧嵌套地传输给所谓的嵌套帧或TTI(传输时间间隔，Transmission Time Interval)。在沿上行方向和下行方向的各自发送之间的时间间隔MTA和MTB中，用户终端设备可以执行相邻无线小区的观察。可是如在图6a中示出的那样，这些时间间隔却不够长，以便确保可靠地接收相邻的FDD基站的至少三个相继的同步序列。

基于该问题，用户终端设备中断向当前被供应的基站发送信号，和接收针对一个子帧的该基站的信号，正如在图6b中所示出的那样。在由此而形成的很长的时间间隔MTB中，用户终端设备可以接收相邻的FDD基站的同步信道的足够数量的同步序列，并可以识别该同步信道。为了尽管中断往返于当前被供应的基站的发送和接收仍确保数据信号的可靠的接收，用户终端设备通过向基站发信号表示相应的TPC命令来要求将基站的发射功率提高了例如2dB，或将目标信号与噪声比(目标SIR)的值提高了2dB，并且将该目标信号与噪声比发信号给基站。在嵌套帧中的其它的子帧期间，用户终端设备同样以提高了2dB的发射功率来沿上行方向发送数据信号，以便使得基站没有中断传输的认知也实现了足够的检测和误差校正，因为剩下的数据信号由此具有更高的检测安全性。

Claims (7)

1.用于准备将一个与两个不同的无线通信系统(TDD，FDD)兼容的用户终端设备(UE)从该无线通信系统的第一无线通信系统(TDD)的第一基站(NB-TDD)连接转接到该无线通信系统的第二无线通信系统(FDD)的第二基站(NB-FDD)的方法，其中，至少往返于该第一基站(NB-TDD)在相继的、被划分成时隙(ts)的帧(子帧)中传输数据，在该方法中，在一个帧(子帧)期间停止往和/或返于该用户终端设备(UE)的传输。

2.按权利要求1的方法，其中，在分别在没有传输的一个帧之前和/或之后的至少该帧中以提高的发射功率来传输数据。

3.按权利要求2的方法，其中，由所述用户终端设备(UE)请求提高所述第一基站(NB-TDD)的发射功率。

4.按权利要求2或3的方法，其中，所述用户终端设备(UE)自主地控制自己的发射功率的提高。

5.按权利要求2或3的方法，其中，由所述第一基站(NB-TDD)控制所述用户终端设备(UE)的发射功率的提高。

6.按权利要求1或2的方法，其中，第一无线通信系统(TDD)和第二无线通信系统(FDD)支持不同的传输标准。

7.用于执行根据权利要求1的方法的无线通信系统。

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