CN1719935A

CN1719935A - Td－scdma系统辅载频信号质量评估及载频选择方法

Info

Publication number: CN1719935A
Application number: CNA2004100624618A
Authority: CN
Inventors: 范伟飞; 马子江; 张银成
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2004-07-09
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2024-07-09
Also published as: CN100431380C

Abstract

本发明公开一种TD－SCDMA系统辅载频信号质量评估及载频选择方法，网络侧在各个辅载频上发射参照信道，并广播辅载频的频率、参照信道的参考功率和包含测量量为辅载频参照信道接收信号码功率的测量控制信息；移动终端根据系统广播信息或网络侧的测量控制命令启动测量过程，对需测量的辅载频参照信道的接收信号码功率进行测量，并将测量结果上报给网络侧；网络侧基于移动终端上报的所述信号质量评估结果，为移动终端选择合适的载频分配专用资源。本发明方法可以有效测量辅载频的信号质量，并基于辅载频的信号质量评估结果为移动终端选择最适宜的专用信道传输承载频率，并可保证切换后的载频信道质量，避免盲目切换。

Description

TD-SCDMA系统辅载频信号质量评估及载频选择方法

技术领域

本发明涉及时分同步码分多址(TD-SCDMA)移动通讯系统的信号质量评估和载频选择方法，尤其涉及在小区多载频覆盖模式下评估辅载频信号质量的方法和基于该评估结果的载频选择方法。

背景技术

TD-SCDMA系统中，在同一小区(包括全向小区和扇型小区)内进行多载频覆盖是增大系统容量的重要手段。目前的小区多载频覆盖模式具有以下特点：

A：针对每一小区，从分配到的几个频点中确定一个作为主载频，其余的频点作为辅载频，主载频和辅载频使用相同的扰码和基本中间码(midamble)。

B：在同一个小区，仅在主载频上发送下行导频信道(DwPTS)和系统广播信息(TS0)，多个频点使用一个共同的系统广播信息。

C：同一个小区的公共信道(DwPCH)、上行导频信道(UpPCH)、主公共控制物理信道(P-CCPCH)、辅公共控制物理信道(S-CCPCH)、寻呼指示信道(PICH)、物理随机接入信道(PRACH)、快速物理接入信道(FPACH)等也仅仅配置在主载频上。

在目前的小区多载频覆盖模式下，一个小区可能包含一个主载频和若干个辅载频。对于主载频，目前的标准中提供了P-CCPCH物理信道作为参照信道，并定义了P-CCPCH的接收信号码功率(RSCP)测量量，但是，对于辅载频，目前的标准没有提供相应的参照信道和测量量。

在多载频覆盖小区中，当移动终端(UE)发生向CELL_DCH状态(小区专用信道状态)转换时，或者需要进行小区内多个载频间的切换时，由于不能对辅载频的信号质量进行测量和评估，所以网络在给该UE选择载频分配专用资源时只能考虑负荷情况等因素。

而目前的小区多载频覆盖模式下小区间切换方法存在如下的缺点：由于当前模式下辅载频不存在用于信道估计的参照信道，UE没有办法在切换之前针对目标小区的目标辅载频进行有效的信道估计。这导致了小区间切换判决只能针对目标小区的主载频信道质量进行，而如果切换判决成功，UE将被分配在目标小区的主载频或某一辅载频上进行专用信道的传输。由于主载频与辅载频的信道质量不同，这种切换方法将可能导致一种盲目的切换行为，即UE被切换到一个很差的载频上进行专用信道的传输，这会使得UE的通话质量下降、增加网络负载，在极端情况下，还会导致UE掉话。

如果在辅载频上也定义一个参照信道及相应的测量量，那么，在无线资源管理过程中，就可以基于主载频和辅载频的参照信道和相关测量量，对小区内的所有载频和邻接小区中的所有载频进行信号质量评估，并根据评估结果来实现专用信道传输承载频率的选择、小区内部不同载频之间的异频切换和小区间的切换等功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种时分同步码分多址系统中辅载频信号质量的评估方法，可以实现对辅载频信号质量的有效测量和评估。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种时分同步码分多址系统辅载频信号质量的评估方法，包括以下步骤：

(a)网络侧在各个辅载频上发射参照信道，并广播辅载频的频率、辅载频参照信道的参考功率和包含测量量为辅载频参照信道接收信号码功率的测量控制信息；

(b)移动终端根据系统广播信息或者网络侧的测量控制命令，启动测量过程，对需测量的辅载频参照信道的接收信号码功率进行测量；

(c)移动终端将测得的辅载频参照信道的接收信号码功率作为辅载频信号质量评估结果上报给网络侧。

进一步地，上述辅载频信号质量的评估方法可具有以下特点：所述步骤(a)中网络侧在所分配无线帧的固定时隙和码道发射所述参照信道，且每个码道固定采用第一个和第二个基本中间码作为突发结构。为了减小相邻小区间的干扰，所述的参照信道的无线帧分配按小区进行配置，即一个小区中的所有辅载频的参照信道的帧分配相同，而在相邻小区间按照时分的原则进行分配。

进一步地，上述辅载频信号质量的评估方法可具有以下特点：所述步骤(a)中网络侧采用等于主公共控制物理信道发送功率的参考功率发射所述参照信道。

进一步地，上述辅载频信号质量的评估方法可具有以下特点：进一步地，上述辅载频信号质量的评估方法可具有以下特点：所述步骤(a)中网络侧采用全向天线发射所述参照信道。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种时分同步码分多址系统中基于载频信号质量的评估结果选择载频的方法，可以根据主载频和辅载频的信号质量的评估结果为移动终端选择最适宜的专用信道传输承载频率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种时分同步码分多址系统中基于载频信号质量的评估选择载频的方法，包括以下步骤：

(i)网络侧在各个辅载频上发射参照信道，并广播辅载频的频率、辅载频参照信道的参考功率和包含测量量为辅载频参照信道接收信号码功率的测量控制信息；

(j)移动终端根据系统广播信息或者网络侧的测量控制命令，启动测量过程，对需测量的主载频和辅载频的参照信道接收信号码功率进行测量，并将测量结果作为载频信号质量评估结果上报给网络侧。

(k)网络侧基于移动终端上报的所述载频信号质量评估结果，为移动终端选择合适的载频分配专用资源。

进一步地，上述基于载频信号质量的评估选择载频的方法可具有以下特点：所述步骤(j)中移动终端是驻留在本小区的主载频上，在完成对本小区主载频以及所有辅载频参照信道接收信号码功率的测量后，在发起业务接入请求或者响应网络侧发起的寻呼时将所述测量结果报告给网络侧，同时在所述步骤(k)中，网络侧是综合考虑负荷情况和所述载频的信号质量评估结果，选择最合适的载频并分配专用资源给该移动终端。

进一步地，上述基于载频信号质量的评估选择载频的方法可具有以下特点：所述步骤(j)进一步包括以下步骤：

(j1)移动终端驻留在本小区的某个载频上且该载频质量测量结果低于门限值并向网络侧报告该结果，网络侧触发小区内频间切换流程；

(j2)网络侧通过测量控制命令要求移动终端测量本小区可用的主载频和辅载频的参照信道接收信号码功率；

(j3)移动终端对所述本小区可用的主载频和辅载频参照信道的接收信号码功率进行测量并上报网络侧；

同时，所述步骤(k)进一步包括以下步骤：

(k1)网络侧根据移动终端报告的所述测量结果，结合网络侧的负荷情况，判断是否启动该移动终端在本小区的频间切换，如果是，执行步骤(k3)，否则，执行下一步；

(k2)移动终端仍驻留在原来的载频上并继续使用原来分配的专用资源，结束；

(k3)为该移动终端选择一个新的载频并分配新的专用资源，该载频可以是小区的主载频或某一辅载频，删除旧载频上分配给该移动终端的专用资源，并驻留在新的载频上，结束。

(j1)移动终端驻留在本小区的某个载频上，测量本载频信号质量并上报，网络侧判断并触发小区间的切换流程；

(j2)网络侧通过测量控制命令要求移动终端测量相邻小区可用的主载频和辅载频的参照信道接收信号码功率；

(j3)移动终端对所述相邻小区可用的主载频和辅载频的参照信道接收信号码功率进行测量，并上报网络侧；

同时，所述步骤(k)进一步包括以下步骤：

(k1)网络侧根据上报的相邻小区载频的信号质量测量结果，结合网络侧的负荷情况，判断是否启动小区间切换过程，如果是，执行步骤(k3)，否则，执行下一步；

(k3)为该移动终端在目标小区选择一个新的载频并分配专用资源，该载频可以是目标小区的主载频或某一辅载频，并在原载频上释放该移动终端的专用资源，结束。

进一步地，上述基于载频信号质量的评估选择载频的方法可具有以下特点：所述步骤(j1)中，因为所述移动终端载频的信号质量低于门限值且经过网络侧判断不满足启动小区内频间切换条件，如小区内的其它载频的信号质量低于门限值或者没有可分配资源，网络侧触发了小区间的切换流程。

进一步地，上述基于载频信号质量的评估选择载频的方法可具有以下特点：网络侧为该移动终端选择新的载频时，也是综合考虑信号质量和负荷情况，选择一个最合适的载频来分配。

由上可知，本发明通过在辅载频上建立参照信道，并在UE侧添加基于此参照信道的测量过程，使得UE侧可以检测本小区或相邻小区的1个或多个辅载频信号质量并将测量结果报告给网络侧。基于本发明的辅载频信号质量评估方法和目前标准中提供的主载频信号质量评估方法，网络侧可以根据测量报告来评估包括辅载频在内的各载频的信号质量，使得UE转换到CELL_DCH状态时的频率资源分配过程更加有效，并使得UE在小区内或跨小区的切换时可以直接获得目标载频的信号质量，从而保证切换后的载频信道质量，有效避免目前多载频覆盖模式下可能发生的盲目切换问题。

附图说明

图1是本发明辅载频信号质量评估方法实施例的流程图。

图2是图1的方法中采用的辅载频参照信道突发结构的示意图。

图3是采用本发明方法的小区间切换的系统示意图。

图4是采用本发明方法的小区内及小区间辅载频切换的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明通过辅载频参照信道对TD-SCDMA系统中辅载频信号质量进行评估的具体实施例包括以下步骤：

步骤110，网络侧在各个辅载频上发射参照信道，并在系统广播消息中增加对辅载频测量的控制信息；

步骤120，UE侧根据系统广播信息或者测量控制命令，启动测量过程，对需测量的辅载频参照信道的接收信号码功率(RSCP)进行测量；

步骤130，UE侧将辅载频参照信道的RSCP作为辅载频信号质量评估结果上报给网络侧。

上述步骤110中，所发射的辅载频参照信道具有以下物理特性，请参照图2，辅载频的参照信道固定在所分配无线帧的下行时隙TS0的第一、第二个码道，采用参考功率，以全向天线向全小区进行发射。为了减小相邻小区间的干扰，所述参照信道的无线帧分配按小区进行配置，即一个小区中的所有辅载频的参照信道的帧分配相同，而在相邻小区间按照时分的原则进行分配。

如图2所示，每个码道仅包含一个常规时隙的144码片(chips)长度的基本中间码序列和一个16chips长度的GP(上下行间保护时间间隔)。该基本中间码序列固定采用第一和第二个中间码m⁽¹⁾与m⁽²⁾作为突发结构的基本中间码，基本中间码以码片速率产生，不需要经过扩频和加扰。本实施例中，上述突发结构中剩余的704chips暂不使用。

广播的所述辅载频测量的控制信息包括各辅载频参照信道的参考功率、各辅频载的频率，以及包含测量量为各辅载频RSCP在内的测量控制信息。辅载频参照信道的参考功率等于主载频上的P-CCPCH发送功率，通过第5号或第6号系统信息块由广播信道(BCH)在主载频上广播。该参考功率指对应的分配到两个训练码的功率总和，如果参照信道不采用SCTD(空间码发射分集)，则所有参考功率被分配到第一个中间码m⁽¹⁾；如果参照信道采用SCTD，则参考功率被平均分配到m⁽¹⁾和m⁽²⁾。

上述步骤120中，UE须先添加基于此参照信道的测量量(即RSCP)和测量过程。测量控制命令消息中的配置信息包含待测的所有辅载频的频率信息。

基于上述对辅载频信号质量的评估方法，并结合目前标准中已提供的主载频信号质量评估方法，本发明在网络侧为UE选择合适载频分配专用资源时，在下面三种不同情况分别有三种测量、评估和载频选择的具体实施方法。所述的主载频信号质量评估方法采用目前标准中已提供的基于主载频主公共控制物理信道接收信号码功率的方法。

第一种，UE从非CELL_DCH状态转换到CELL_DCH状态，网络侧为UE选择专用信道传输载频的具体步骤包括：

步骤210，处于非CELL_DCH状态的UE驻留在本小区的主载频上；

步骤220，网络侧通过测量控制消息或者系统广播消息，命令UE对本小区内所有载频的参照信道的RSCP进行测量；

步骤230，UE进行主载频及所有辅载频的参照信道的RSCP测量，并根据报告准则报告测量结果；

步骤240，网络侧根据UE报告的测量结果，综合考虑负荷和信号质量因素选择本小区内最合适的载频，该载频可以是目前小区的主载频或某一辅载频，并分配专用资源给该UE；

步骤250，UE进入CELL_DCH状态，并驻留在该载频上，结束。

第二种，UE处于CELL_DCH状态时，小区内频间切换的具体步骤如下：

步骤310，处于CELL_DCH状态的UE驻留在本小区的某个载频上；

步骤320，网络侧通过测量控制消息，命令UE对本小区内可用的主载频和辅载频参照信道的RSCP进行测量；

步骤330，UE对所述可用载频参照信道的RSCP进行测量，并根据报告准则报告测量结果；步骤320中所分配载频

步骤340，网络侧根据UE报告的测量结果，根据本地配置的切换策略判断是否触发小区内频间切换，如果发生切换，执行步骤350，否则，执行步骤360；

步骤350，网络侧综合考虑负荷和信号质量，为该UE选择一个最合适的载频，该载频可以是目标小区的主载频或辅载频，在新的载频上为该UE分配新的专用资源，删除旧载频上分配给该UE的专用资源，并驻留在新的载频上，结束；

步骤360，UE仍驻留在原来的载频上并继续使用原来分配的专用资源，结束。

第三种，UE处于CELL_DCH状态时，小区间切换的具体步骤如下：

步骤410，处于CELL_DCH状态的UE驻留在本小区的某个载频上；

步骤420，网络侧通过测量控制消息，命令UE对相邻小区可用的主载频和辅载频参照信道的RSCP进行测量；

步骤430，UE进行所述相邻小区可用的主载频和辅载频的参照信道的RSCP测量，并根据报告准则报告测量结果；

步骤440，网络侧根据UE报告的测量结果，判断是否触发小区间切换，如果发生小区间切换，执行步骤450，否则，执行步骤460；

步骤450，网络侧综合考虑负荷和信号质量，在目标小区中为该UE选择一个最合适的载频，该载频可以是目标小区的主载频或辅载频，并在所选载频上为该UE分配新的专用资源，删除原小区中载频上分配给该UE的专用资源，并驻留在目标小区的该载频上，结束；

步骤460，UE仍驻留在原小区的载频上并继续使用原来分配的专用资源。

需要说明的是，本发明的辅载频信号质量的评估方法并不局限于在以上三种情况下应用。

下面以两种具体情况下的应用来进一步说明本发明实施方式的效果。

第一种情况：假定小区A采用一个主载频f0和4个辅载频f1、f2、f3、f4的多载频覆盖模式，UE处于CELL_IDLE状态，驻留在A小区的主载频f0上，则UE转换到CELL_DCH状态时的频率资源分配过程如下：

步骤510，在小区A的主载频的系统广播消息中，随机接入信道(RACH)测量量的定义中包含主载频f0和4个辅载频f1、f2、f3、f4的参照信道的RSCP；

步骤520，在CELL_IDLE状态，UE根据RACH测量量的定义进行测量；

步骤530，UE向网络发起业务接入请求，或者响应网络侧发起的寻呼，在RRC(无线资源控制)连接建立请求消息或者初始直传消息中，通过RACH测量报告信息单元将测量结果报告给网络侧；

假定测量的结果如表1所示，表中同时示出了网络侧根据主载频以及各个辅载频负荷情况对各个载频进行分配优先级排队的结果：

表1：

载频	主载频f0	辅载频f1	辅载频f2	辅载频f3	辅载频f4
载频	主载频f0	辅载频f1	辅载频f2	辅载频f3	辅载频f4	RSCP	强	弱	弱	强	强
负荷优先级(1为最高)	5	1	4	2	3	RSCP	强	弱	弱	强	强

步骤540，网络侧综合各载频的负荷情况和UE上报的信号质量测量结果，选择最合适的载频为f3，并分配专用资源，通过无线承载建立请求消息发送给UE；

该步骤选择载频时综合考虑了负荷情况和信号质量，选择了信号质量好的载频中优先级最高的。

步骤560，UE在给定的辅载频f3上建立专用信道，进入CELL_DCH状态。

从上面的例子可以看出，如果采用本发明的辅载频信号质量评估方法，UE转换到CELL_DCH状态时的频率资源分配过程将更加有效，可以避免网络侧没有辅载频信号质量的信息，辅载频的频率分配只能根据辅载频负荷状况进行时可能出现的“盲目”分配的缺陷。

第二种情况，请参照图3和图4，所采用的环境描述如下：UE可接入的相邻的小区一共有3个，分别是A、B、C，均采用一个相同的主载频f0和3个相同的辅载频f1、f2、f3的多载频覆盖模式。目前的UE为CELL_DCH状态，驻留在A小区，专用资源分配在辅载频f2上。

在这种情况下，采用本发明基于辅载频信号质量评估方法的小区内和小区间载频切换过程的具体流程如下：

步骤610，处于CELL_DCH状态的UE，驻留在A小区的辅载频f2上；

步骤620，当UE测量当前使用的辅载频f2的质量下降达到门限值，触发UE的测量上报过程，向网络报告辅载频f2质量下降；

步骤630，网络侧通过测量控制消息，命令UE进行本小区可用载频f0以及f3的测量；

步骤640，UE根据待测量频率列表(即f0和f3)，测量本小区主载频f0以及辅载频f3的参照信道的RSCP，并上报网络侧；

步骤650，网络侧根据UE报告的主载频f0以及辅载频f3的测量结果，并考虑到网络侧的负荷因素，根据切换控制算法，判断是否启动UE在本小区的频间切换过程；如果是，则执行步骤660，否则，说明本小区的其它载频都不符合小区内频间切换条件，如小区内的其它载频的信号质量低于门限值或者没有可分配资源，执行步骤670；

步骤660，网络侧选择最合适的载频(f0或f3)分配该UE的专用资源，并在原载频上释放该UE的专用资源，结束；

步骤670，网络侧通过测量控制消息命令UE测量相邻小区可用载频(如B小区f1和f2、C小区f0、f2和f3)的参照信道接收信号码功率；

步骤680，UE根据待测量载频的频率列表(即B小区f1和f2、C小区f0、f2和f3)，测量相邻小区可用载频参照信道的RSCP，并上报网络；

步骤690，网络侧根据UE报告的主载频(如C小区f0)以及辅载频(B小区f1和f2、C小区f2和f3)的测量结果，并考虑到网络侧的负荷因素，根据切换控制算法，判断是否启动UE的小区间切换过程，如果是，执行步骤700，否则，执行步骤710；

步骤700，网络侧选择最合适的目标小区的载频(如：B小区的f3)分配该UE的专用资源，并在原载频上释放该UE的专用资源，结束；

步骤710，相邻小区的辅载频都不符合小区间切换条件，不进行切换，切换流程结束。

从上面的例子可以看出，在跨小区切换过程中，基于本发明的辅载频信号质量评估方法和目前标准中提供的主载频信号质量评估方法，UE有能力在切换测量过程中针对包括辅载频在内的目标载频进行有效的质量评估，并使得切换可以直接针对目标小区的目标载频进行。因而本发明的辅载频质量评估方法可以保证切换后的载频信道质量，并提供有关目标载频质量的直接测量结果，可以有效避免目前多载频覆盖模式下跨小区切换有可能带来盲目切换的缺陷。在小区内的异频切换也可以同时考虑其它可用载频频率的信号质量，避免盲目的切换。

Claims

1、一种时分同步码分多址系统辅载频信号质量的评估方法，包括以下步骤：

2、如权利要求1所述的时分同步码分多址系统辅载频信号质量的评估方法，其中，所述步骤(a)中网络侧在固定时隙和码道发射所述参照信道，且每个码道固定采用第一个和第二个基本中间码作为突发结构。

3、如权利要求2所述的时分同步码分多址系统辅载频信号质量的评估方法，其中，所述的固定时隙是网络侧分配的无线帧内的固定时隙，所述的无线帧按小区进行配置，同一个小区中的所有辅载频的参照信道分配相同的无线帧，相邻小区间的辅载频参照信道按照时分的原则分配无线帧。

4、如权利要求1所述的时分同步码分多址系统辅载频信号质量的评估方法，其中，所述步骤(a)中网络侧采用等于主公共控制物理信道发送功率的参考功率发射所述参照信道。

5、如权利要求1所述的时分同步码分多址系统辅载频信号质量的评估方法，其中，所述步骤(a)中网络侧采用全向天线发射所述参照信道。

6、一种时分同步码分多址系统中基于载频信号质量的评估选择载频的方法，包括以下步骤：

(j)移动终端根据系统广播信息或者网络侧的测量控制命令，启动测量过程，对需测量的主载频和辅载频的参照信道接收信号码功率进行测量，并将测量结果作为载频信号质量评估结果上报给网络侧；

7、如权利要求6所述的选择载频的方法，其中，所述步骤(j)中移动终端是驻留在本小区的主载频上，在完成对本小区主载频及所有辅载频参照信道接收信号码功率的测量后，在发起业务接入请求或者响应网络侧发起的寻呼时将所述测量结果报告给网络侧，同时在所述步骤(k)中，网络侧是综合考虑负荷情况和所述载频的信号质量评估结果，选择最合适的载频并分配专用资源给该移动终端。

8、如权利要求6所述的选择载频的方法，其中，所述步骤(j)进一步包括以下步骤：

(j1)移动终端驻留在本小区的某个载频上，且该载频质量测量结果低于门限值并向网络侧报告该结果，网络侧触发小区内频间切换流程；

同时，所述步骤(k)进一步包括以下步骤：

(k3)为该移动终端选择一个新的载频并分配新的专用资源，删除旧载频上分配给该终动终端的专用资源，并驻留在新的载频上，结束。

9、如权利要求6所述的选择载频的方法，其中，所述步骤(j)进一步包括以下步骤：

(j1)移动终端驻留在本小区的某个载频上，测量该载频信号质量并上报，网络侧判断并触发小区间的切换流程；

同时，所述步骤(k)进一步包括以下步骤：

(k3)为该移动终端在目标小区选择一个新的载频并分配专用资源，并在原载频上释放该移动终端的专用资源，结束。

10、如权利要求9所述的选择载频的方法，其中，所述步骤(j1)中，是因为所述移动终端载频的信号质量低于门限值，且经过网络侧判断不满足启动小区内频间切换条件时，网络侧触发了小区间的切换流程。

11、如权利要求10所述的选择载频的方法，其中，所述不满足启动小区内频间切换条件指的是小区内的其它载频的信号质量低于门限值或者没有可分配资源。

12、如权利要求8或9所述的选择载频的方法，其中，网络侧为该移动终端选择新的载频时，也是综合考虑信号质量和负荷情况，选择一个最合适的载频来分配。