CN1756402B - 在无线通信系统中执行诸如硬切换等切换的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种移动站(102)将包括有导频信道和至少一个信息信道的多个信道进行发送。在示范实施例中，基站(106)根据反向链路导频信号的已接收能量来确定合适的反向链路信号传输能量。在本发明中，当增加移动站所发送的至少一个其他信道的传输能量时，导频信道传输功率保持在其进行频率搜索偏移前的水平。另外，当移动站(102)不能增加所有信息信道的传输能量时，移动站(102)就生成不同信息信道的重要性排列，并有选择性地增加那些信道的传输功率。

Description

在无线通信系统中执行诸如硬切换等切换的方法和系统
本申请是申请日：2000.8.11，申请号为00811627.X(国际申请号为(PCT/US00/22244)，名称为“在无线通信系统中执行诸如硬切换等切换的方法和系统”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及无线通信系统，特别涉及一种用于在这种系统中的小区之间提供硬切换的方法和设备。
背景技术
在码分多址(CDMA)系统中，大多数的切换发生在同一CDMA信道上的小区之间，并且使用软切换方法。在某些情况下，移动站需要在不同的CDMA信道上的小区之间执行切换，这些信道处于不同的射频处(FR)，这通常称为频间(inter-frequency)硬切换。这种情况通常是，但并不受限于，在不同操作者之间的切换、在由于容量原因而分配的不同RF信道之间的切换或在不同信号调制技术之间的切换。
在实现频间硬切换之前，由基站先指导移动站调谐到新的目标频率，测量无线电环境(例如已接收信号的导频信号强度，等)，并将测量结果反馈给基站。这种方法在TIA/EIA-95-B中有说明，并且大大增强了频间切换的成功可能性。
测量目标频率的基本要求，通常称为“搜索偏移”(searchexcursion)，是将对始发频率上的当前业务的破坏最小化。在没有适当预先采样的情况下切换到第二频率会导致不良的信号性能。另一方面，长期采样会引起第一频率处的信号完全丢失。下述方法就允许移动站将搜索时间最小化并限制业务的破坏。
发明内容
移动站发送多个信道，这些信道包括一个导频信道和至少一个信息信道。在示范实施例中，基站根据反向链路导频信号接收到的能量来确定适当的反向链路信号发送能量。在本发明中，导频信道传输功率保持在进行频率搜索偏移之前的其功率电平，而增加至少另一个由移动站发送的信道的传输能量。另外，当移动站没有能力增加所有信息信道的传输能量时，该移动站就产生不同信息信道重要性的优序排列，并选择性增加那些信道的传输功率。
附图说明
在图例中，相同的参考号表示相同的元件。对于鉴别任何特定元件讨论中的情况，参考号中最高有效的数字所指的是第一次引入该元件的图标号(例如元件204是第一次在图2中引入并讨论)。
图1说明能使用本发明的典型无线通信系统。
图2是图1中能使用本发明的典型无线通信系统中找到的典型部件框图。
图3是频间搜索偏移的时序图。
图4是依据本发明实施例用于执行频率搜索偏移的方法的流程图。
图5是说明有关频间搜索偏移的前向链路功率电平连续性的功率与时间关系图。
图6是说明在搜索偏移期间反向链路功率增加的功率与时间关系图。
图7是根据本发明另一实施例，当最小化业务破坏时，用于执行频率搜索偏移的方法的流程图。
图8是说明本发明多信道远程站的图例；和
图9是说明本发明反向链路调制器的图例。
具体实施方式
下面将描述一种无线通信系统，特别是一种用于对目标频率搜索偏移时间和对始发频率上当前业务破坏进行最小化的方法和设备。在下面的描述中，提供了许多说明细节来给出对本发明的彻底理解。而相关领域的熟练技术人员可以很容易认识到本发明可以不依赖这些说明细节或用替代元件或步骤来实现。在其他实例中，为了避免和本发明混淆，并没有详细示出熟知的结构和方法。
图1说明使用多址技术，例如码分多址(CDMA)，在用户站(例如移动站)用户和小区站或基站之间进行通信的蜂窝用户通信系统100。在图1中，移动用户站102依靠一个或更多的基站106a、106b等与基站控制器104进行通信。同样，固定用户站108依靠一个或更多预定和最近的基站，例如基站106a和106b，与基站控制器104进行通信。
基站控制器104与基站106a和106b连接，并且通常包括接口和处理电路用于向基站106a和106b提供系统控制。基站控制器104也可以与其他基站甚至可能和其他基站控制器连接并进行通信。基站控制器104与移动交换中心110连接，该中心依次与原始位置寄存器112连接。如本领域所知，在每个呼叫开始时每个用户站注册期间，基站控制器104和移动交换中心110将从用户站接收的注册信号与在原始位置寄存器112中含有的数据进行比较。如本技术领域那些熟练技术人员所知，可以在基站控制器104和其他基站控制器之间，而且甚至在移动交换中心110和其他移动交换中心之间产生切换。
当系统100处理语音或数据通信呼叫时，而移动交换中心110建立、保持和终止与公共电话交换网(PSTN)的通信，基站控制器104就建立、保持和终止与移动站102和固定站108的无线链路。虽然，下面的讨论集中在基站106a和移动站102之间传输的信号，但本技术领域的熟练技术人员可以认识到该讨论对于其他基站和固定站108同样适用。术语“小区”和“基站”在此通常可交换使用。
参照图2，移动站102包括向基站106a发送信号并从其接收信号的天线202。双工器203提供了从基站106a到移动接收系统204的的前向链路信道或信号。接收系统204对所接收的信号进行下变频、解调并解码。随后，移动接收系统204向质量测量电路206提供预定参数或参数集。参数的实例包括测定的信噪比(SNR)，测定的所接收功率或解码器参数例如符号误码率、Yamamoto度量或奇偶位检验指示。可以包括存储缓冲器207用于在此所述的本发明使用。有关移动站102(和基站106a)操作的补充细节可以在例如美国专利号5,751,725名为“在可变速率通信系统中确定已接收数据速率的方法和设备”(METHODANDAPPARATUSFORDETERMININGTHERATE0FRECEIVEDDATAINAVARIABLERATECOMMUNICATIONSYSTEM)(已转让给本发明受让人，在此引入作为参考)中找到。
质量测量电路206从接收系统204接收参数，并确定质量测量信号或已接收信号的功率电平。质量测量电路206可以从每帧的部分或窗口中产生每位能量(Eb)或每符号能量(Es)测量值。如本领域所知，每位能量或每符号能量的测量值最好经归一化(例如Eb/No)，或经归一化并包括干扰因子(例如Eb/Nt)。依据这些测量值，质量测量电路206就产生功率电平信号。
功率控制处理器208从质量测量电路206接收功率电平信号，将信号与阀值比较，并依据比较产生功率控制消息。每个功率控制消息可以指示前向链路信号功率中的变化。或者，如本领域所知，功率控制处理器208产生代表已接收前向链路信号绝对功率的功率控制消息。功率控制处理器208在响应每帧几个功率电平信号时，最好产生几个(例如16个)功率控制消息。虽然，质量测量电路206和功率控制处理器208在此通常作为单独部件进行描述，但这样的部件可以单片集成或者由这样部件所执行的操作可以由单个微处理器执行。
移动发送系统210通过双工器203和天线202对功率控制消息进行编码、调制、放大和上变频。在说明实施例中，移动发送系统210在输出反向链路帧的预定位置提供了功率控制消息。
移动发送系统210也从移动站用户接收反向链路通信数据，例如语音或普通的计算机数据。移动发送系统210依据要发送的通信数据从基站请求特定服务(包括功率/速率)。特别地，移动发送系统210请求合适特定服务的带宽分配。随后，基站106a依据来自移动站102和其他用户的请求在系统的功率限制控制下对带宽(功率/速率)资源进行调度或分配来优化这种资源分配。这样，对系统中传输功率的有效管理将允许更有效率的带宽使用。
基站106a包括从移动站102接收反向链路帧的接收天线230。基站106a的接收系统232对反向链路通信进行下变频、放大、解调和解码。回程收发器233接收反向链路通信并提供给基站控制器104。接收系统232也将来自每个反向链路通信帧的功率控制消息分离，并向功率控制处理器234提供功率控制消息。
功率控制处理器234对功率控制消息进行监测，并产生给前向链路发送系统236的前向链路发送功率信号。前向链路发送系统236增加、保持或减少前向链路信号的功率作为对其的响应。随后，通过发送天线238将前向链路信号发送。另外，功率控制处理器234对来自移动站102的反向链路信号质量进行分析，并向前向链路发送系统236提供合适的反馈控制消息。前向链路发送系统236通过发送天线238在前向链路信道上向移动站102发送反馈控制消息作为对其的响应。发送系统236也通过回程收发器233接收来自基站控制器104的前向链路通信数据。前向链路发送系统236对前向链路通信数据进行编码、调制并通过天线238发送。
除非在此另外描述，图1和2中所示的各种模块和元件的构造和操作以及其他特征都是传统的设计和操作。因为这样的模块或元件已经为本领域的熟练技术人员所熟知，所以，就不需要再进一步对它们详细描述。为了简洁并且避免与本发明的详细描述混淆，就忽略任何的补充描述。对于相关领域的熟练技术人员依据所提供的详细描述可以很容易对图1和2通信系统100的模块或所示的其他系统做出所需的任何修改。
用于用户站的闭环功率控制系统，包括移动站102和基站106a，可以依据用户传播条件动态调节每个用户的发送功率来产生对于语音服务的每个用户都相同的帧误码率(FER)(例如1％FER)。如上所述，然而许多用户请求数据服务传输代替语音服务，例如传真、e-mail和普通的计算机数据，所有这些服务对延迟并不敏感，但要求较低的FER(或较低的位误码率(BER))。用户也可以请求视频服务，该服务不仅需要较低的帧误码率，而且对延迟也敏感。基站106a依据来自每个用户的请求，借助已知技术对传输率进行动态分配。
在一种CDMA标准中，电信工业协会的用于双重模式宽带扩频蜂窝系统的TIA/EIA-95-A移动站-基站兼容标准(TIA/EIA-95-AMobileStations-BaseStationCompatibilityStandardForDual-ModeWidebandSpreadSpectrumCellularSystem)中有描述，每个基站向其用户发送导频、同步、无线寻呼和前向通信信道。导频信道是由每个基站连续发送的未调制直序扩频信号。导频信道能使每个用户获得基站发送的信道时序，并提供了用于相干解调的相位基准。该导频信道也提供了一种用于基站之间信号强度比较的方法来确定何时在基站之间切换(例如当在小区间移动时)。近来已经提出使用专用时分多路复用(“DTMP”)导频符号的CDMA调制技术。依据DTMP方法，单独的导频符号在每个用户通信信道上进行时分多路复用。每个用户对导频符号(和信息符号)顺序进行去扩展。在某公共信道专用为传播导频信号时，也存在替代的公共代码多路复用导频(“CCMP”)方法。没有导频符号在专用信道上多路复用，并且所有用户对导频符号和经调制信息信号都并行地去扩展。这种系统在美国专利申请号09/144,402，1998.8.31申请(现已经在2001年10月30日公布成为美国专利号6,310,869，授予Holtzman等人)，名为“用于减少通信信号，例如使用插入导频符号的无线通信信号中振幅变化和干扰的方法和设备”(METHODANDAPPARATUSFORREDUCINGAMPLITUDEVARIATIONSANDINTERFERENCEINCOMMUNICATIONSIGNALS，SUCHASWIRELESSCOMMUNICATIONSIGNALSEMPLOYINGINSERTEDPILOTSYMBOLS)(已转让给本发明的同一受让人)中有更加详细的描述。
频间搜索
接着参照图3，示出执行搜索偏移所涉及的不同时序图。虽然图3对于相关领域的熟练技术人员来说是不言而喻的，但还是要提供简要的说明。参照符号tSEARCH对应于在频率f2上收集N个采样所需的时间。总的时间将是tSEARCH乘以在返回到始发频率f1之后其处理采样所花费的时间。时间tsynth和tsettle分别对应于转换和调整到新频率所需要的时间。NSxNC的时间周期代表N个采样的采样时间，并且tprocess代表处理采样的时间。
一种用于对另一频率的搜索时间最小化的方法可以如下所述：
首先，移动站正在解调原始或第一频率f1。例如当某些信号质量测量值(例如如上所述)下降到预定阀值下时，可能请求到目标频率f2的频间硬切换。当向基站106a报告这种质量下降时，移动站102就由基站引导(例如通过候选频率搜索请求/控制消息(“CFSCM”))来执行对目标频率f2的搜索偏移。
移动站调整到频率f2并收集N个码片样值(一个码片就是在正交编码符号的例如1024bps伪噪声的一位)。这些采样存储在存储缓冲区中；在频率f2时，移动站并不对频率f1执行导频搜索和导频强度测量。移动站返回到原始频率f1，恢复前向链路接收和反向链路的发送，并且同时处理在频率f2中收集的这N个采样。
移动站使用搜索器来处理在频率f2中收集的采样，该搜索器在同时处理原始频率f1上接收的信号时，处理所存储的采样。移动站向基站报告来自频率2的相应导频强度测量值。该技术的熟练技术人员将认识上述搜索器并具有必要的能力来提供或获得同样的搜索器。
前述的方法在图4中作为程序400进行说明，该程序从基站依据候选频率搜索请求/控制消息向移动站102发送频率改变命令的步骤410开始，该消息在引入参考的TIA/EIA-95-B标准中定义。移动站102在步骤420中调整到目标频率f2来响应该命令。
在步骤430中，移动站102在目标频率f2收集信号采样并将采样存储在本地存储缓冲区207中。在步骤440，移动站102调谐回到第一频率f1，并且在步骤450处理存储在存储缓冲区207中的信号采样。注意，步骤440和450可以同时执行。
在信号采样如上所述进行处理之后，在步骤460移动站102向基站106a发送信号采样处理结果。
将当前帧上搜索偏移的影响最小化
当移动站调整到另一频率f2来执行频间搜索时，在tsearch时间周期期间由基站发送的前向链路符号不能由移动站接收。同样，移动站在tsearch期间不能发送，并且在tsearch时间周期期间基站丢失了反向链路符号。为了将在当前前向和反向链路帧上的该丢失影响最小化，移动站和基站都增加了分配给受搜索偏移影响符号的前向纠错编码和交织帧的其他符号的功率量。为了帧能够正确解调，没有受搜索偏移影响的符号所需的附加功率量是搜索偏移时间tsearch的函数，如在此所述。
搜索访问期间的前向链路功率控制
为了克服tsearch时间周期期间的前向链路符号丢失，移动站给前向链路闭环快速功率控制目标Eb/No增加了ΔtargetdB。
该新目标Eb/No在搜索偏移之前设定K个功率控制组(PCG)。在搜索偏移之前所影响的先前PCG所需数量K和在目标Eb/No(Δtarget)中所需的增量是依据搜索偏移tsearch的持续时间；tsearch越长，K就越大。作为目标Eb/No增加的结果，前向链路功率将先于频间搜索而升高。
图5说明与频间搜索偏移有关的前向链路功率电平的连续性。虽然图5对于相关领域的熟练技术人员来说是不言而喻的，但还是要提供简要的说明。在搜索偏移之后，移动站102恢复当前帧前向链路符号解调。在这个阶段，移动站102知道在当前帧中所接收的总符号能量，并且能将其与每帧所需能量进行比较来完成目标帧误码率。移动站102可以使用该度量来增加或减少该帧剩余功率控制组的目标Eb/No。如果搜索偏移在帧边界上扩展，移动站102可以在下一帧期间增加其目标Eb/No来弥补在帧第一部分中的丢失符号。有关闭环功率控制的细节可以在例如美国专利申请号08/752,860和08/879,274名为“用于通过预期要执行的功率控制命令来调整已接收信号的阀值和测量值的方法和设备”以及“用于功率适应控制和闭环通信的方法和设备”分别在1996.11.20和1997.6.20申请(现已分别于2000年6月13日公布成为美国专利号6,075,974，授予Saints等人，和在1999年11月9日公布成为美国专利号5,982,760，授予TaoChen)(已转让给本发明受让人)中可以找到。
在搜索访问期间反向链路的功率控制
在目标频率f2上搜索时，基站106a与移动站102的通信将丢失，并且在tsearch时间周期期间不会接收到符号。为了克服那些符号丢失，移动站102可以将反向链路上的总传输功率增加ΔsearchdB量。Δsearch量依据搜索tsearch持续时间，并对应于帧剩余位上克服tsearch期间符号丢失并还允许基站106a对帧正确解调所需的额外符号能量。基站106a可以将控制移动站执行频间搜索的消息中(例如在“FCSM”中)的最大可容许增量ΔsearchdB告知移动站102。该值依据当前由基站106a确定的最大可容许干扰。
图6说明在搜索偏移期间反向链路功率增加的连续性。虽然图6对于相关领域的熟练技术人员来说是不言而喻的，但还是要提供简要的说明。在功率增加发送的频间搜索帧期间，基站106a将发送命令移动站102减少其功率的下降指令。如图6所示，移动站102简单地忽略这些下降命令，直到频间搜索帧结束。这些升高和下降命令在图6中分别用大的黑箭头602、604表示。如果搜索偏移在帧分界上扩展，移动站102可以在下一帧期间以类似于如上所述的方式增加其总发送功率来克服下一帧初始符号的丢失。如图6所示，在帧分界之后，恢复正常的功率控制。
这样，先前相对于图4所描述的方法可以修改来确保在搜索偏移期间不中断通信。图7示出经修改的方法的步骤，从基站106a向移动站102发送频率改变命令(FCSM)的步骤710开始。
在移动站102调整到目标频率之前，前向链路闭环快速功率控制的目标Eb/No如上所述从第一电平增加到第二电平。也如上所述并如步骤720中所说明，移动站102对反向链路上的总传输功率增加ΔsearchdB量。
随后，在步骤730-740，移动站调谐到目标频率并收集目标频率信号采样，例如码片样值数据，并将这些信号采样存储在存储器207中。
在步骤750中，当完成信号采样收集时，移动站102调谐回到第一频率。移动站102对存储缓冲区中的信号采样进行处理，并恢复与第一频率f1上的基站106a的通信。在恢复通信中，如步骤760中所示，移动站102对帧中剩余功率控制组的目标Eb/No进行调整，并随后将目标Eb/No减少Δtarget，并且反向链路总传输功率恢复到正常控制。
最终，在步骤770，将信号采样处理结果，例如导频强度测量值，发送给基站。
具有多信道反向链路的离线搜索方法
前述应用中可能遇到的问题是闭环功率控制的结果。在移动站增加其传输能量来补偿其离线时间周期的期间，接收基站将检测到已接收信号的能量会太高。基站将向移动站发送一连串下降命令作为响应，该命令可能引起反向链路传输增加能量减少到先前来完全补偿移动站执行离线搜索的时间周期。
在本示范实施例中，移动站850发送包括有一个导频信道和至少一个信息信道的多个信道。在示范实施例中，基站106a和106b根据反向链路导频信号已接收的能量来确定反向链路信号适当的传输能量。在示范实施例中，用导频信道能量来确定闭环功率控制命令的原因是导频信道能量并不随速率而定。这样，在本发明的较佳实施例中，当增加至少另一个由移动站发送的信道传输能量时，导频信道传输功率保持在进行频率搜索偏移前的其功率电平。
图8说明移动站850示范实施例的功能框图。应该理解如图8所示的各种功能框图可以不在本发明的其他实施例中出现。图8的功能框图对应于一个对根据TIA/EIA标准IS-95C进行操作很有用的实施例，也称为IS-2000。本发明的其他实施例对于其他标准也很有用，其他标准包括由标准机构ETSI和ARIB提出的宽带CDMA(WCDMA)标准。
对于本领域熟练技术人员来说，应该理解，由于在WCDMA标准中的反向链路调制和IS-95C标准中的反向链路调制之间广泛的类似性，本发明也可以很容易地实现向WCDMA标准的扩展。
在图8的示范实施例中，无线通信设备发送多个截然不同的信息信道，这些信道通过短正交扩展序列相互区别，如上述美国专利申请序列号08/886,604(现美国专利号为6,396,804在2002年5月28日出版，已转让给本发明受让人)中所述。无线通信设备发送了5个独立码信道：1)第一补充数据信道838，2)导频和功率控制符号的时间多路复用信道840，3)专用控制信道842，4)第二补充数据信道844和5)基础信道846。第一补充数据信道838和第二补充数据信道844承载超出基础信道846容量之外的数字数据例如传真、多媒体应用程序、视频、电子邮件消息或其他形式的数字数据。导频和功率控制符号多路复用信道840承载导频符号来允许基站对数据信道的相干解调，并且允许功率控制位来控制与移动站850通信的基站的发送能量。控制信道842承载给基站的控制信息例如无线通信设备850的工作模式、移动站850的容量和其他必需的信令信息。基础信道846是用于承载从移动站到基站的主要信息的信道。在语音传输的情况下，基础信道846承载语音数据。
补充数据信道838和844通过没有示出的装置进行编码和处理，并提供给调制器826。功率控制位提供给重复生成器822，该生成器在向多路复用器(MUX)824提供位之前先提供功率控制位的副本。在多路复用器824中，冗余功率控制位与导频符号进行时间多路复用，并从线840上提供给调制器826。
消息生成器812生成所需的控制信息消息，并把控制消息提供给CRC和尾位生成器814。CRC和尾位生成器814附加了一组循环冗余校验位，所述校验位是用于检验基站解码准确性的奇偶校验位，并且生成器814给控制消息附加了预定尾位组来清空基站接收器子系统的解码器的存储器。该消息随后提供给编码器816，该编码器根据控制消息提供了前向纠错编码。经编码的符号提供给了重复生成器820，该生成器重复经解码的符号来在传输中提供附加时间分集。在重复生成器之后，根据某些预定的穿孔模式由穿孔元件(PUNC)819插入某些符号来在帧内提供预定数量的符号。随后，这些符号提供给交织器818，该交织器根据预定的交织格式对符号重排序。经交织的符号从线842提供给调制器826。
可变速率数据源801生成可变速率数据。在示范实施例中，可变速率数据源801是可变速率语音编码器例如在上述美国专利号5,414,796中所述。由于可变速率语音编码器的使用可以增加无线通信设备电池寿命并能在对所感知语音质量产生最小影响的情况下，增加系统容量，所以，它在无线通信中很流行。电信工业协会已经将最流行的可变速率语音编码器编制成如临时标准IS-96和临时标准IS-733这样的标准。这些可变速率语音编码器根据语音活动水平以4种可能速率对语音信号进行编码，这4种速率称为全速、半速、1/4速或1/8速。速率指示了用于对一帧语音帧编码使用的位数，并且以逐帧为基础进行变化。全速使用预定的最大位数对帧进行编码，半速使用预定的最大位数的一半对帧进行编码，1/4速使用预定的最大位数的1/4对帧进行编码，1/8速使用预定的最大位数的1/8对帧进行编码。
可变速率数据源801向CRC和尾位生成器802提供经编码的语音帧。CRC和尾位生成器802附加了一组循环冗余校验位，所述校验位是用于检验基站解码准确性的奇偶校验位，并且生成器给控制消息附加了预定尾位组来清空基站解码器的存储器。该帧随后提供给编码器804，该编码器在语音帧上提供了前向纠错编码。经编码的符号提供给重复生成器808，该生成器提供了经编码符号的副本。在重复生成器之后，根据预定的穿孔模式由穿孔元件809插入某些符号来在帧内提供预定数量的符号。随后，这些符号提供给交织器806，该交织器根据预定的交织格式对符号重排序。经交织的符号从线846提供给调制器826。
在示范实施例中，调制器826根据码分多址调制格式对数据信道进行调制，并将经调制的信息提供给发送器(TMTR)828，该发送器对信号进行放大和滤波，并通过双工器830提供用于经天线832发送的信号。
在IS-95和cdma2000系统中，20ms的帧分为16个相同数量的符号组，称为功率控制组。功率控制的依据是基于接收该帧的基站对于每个功率控制组都发出功率控制命令来响应基站处已接收反向链路信号充足的确定的事实。
图9说明图8调制器826的示范实施例的功能框图。第一补充数据信道数据从线838提供给扩展元件952，该元件根据预定扩展序列来覆盖补充信道数据。在示范实施例中，扩展元件952用短Walsh序列(++--)对补充信道数据进行扩展。该扩展数据提供给相关增益元件954，该元件对涉及导频和功率控制符号能量的扩展补充信道数据增益进行调节。增益已调节补充信道数据提供给加法器956的第一加法输入。导频和功率控制多路复用符号从线840提供给加法元件956的第二加法输入。
控制信道数据从线842提供给扩展元件958，该元件根据预定扩展序列来覆盖补充信道数据。在示范实施例中，扩展元件958用短Walsh序列(++++++++--------)对补充信道数据进行扩展。该扩展数据提供给相关增益元件960，该元件对涉及导频和功率控制符号能量的扩展控制信道数据增益进行调节。增益已调节控制数据提供给加法器956的第三加法输入。
加法元件956将增益已调节控制数据、增益已调节补充信道数据和时间多路复用导频和功率控制符号相加，并将和提供给乘法器972的第一输入和乘法器978的第一输入。
第二补充信道从线844提供给扩展元件962，该元件根据预定扩展序列来覆盖补充信道数据。在示范实施例中，扩展元件962用短Walsh序列(+-)对补充信道数据进行扩展。该扩展数据提供给相关增益元件964，该元件对扩展补充信道数据增益进行调节。增益已调节补充信道数据提供给加法器966的第一加法输入。
基础信道数据从线846提供给扩展元件968，该元件根据预定扩展序列来覆盖补充信道数据。在示范实施例中，扩展元件968用短Walsh序列(++++----++++----)对补充信道数据进行扩展。该扩展数据提供给相关增益元件970，该元件对扩展基础信道数据增益进行调节。增益已调节基础信道数据提供给加法器966的第二加法输入。
加法元件966将增益已调节辅助补充信道数据符号和基础信道数据符号求和，并将和提供给乘法器974的第一输入和乘法器976的第一输入。
在示范实施例中，使用两个不同短PN序列(PNI和PNQ)的伪随机扩展被用于对数据进行扩展。在示范实施例中，短PN序列，PNI和PNQ，与长PN码进行相乘来提供附加保密。伪随机序列的生成在本领域中已熟知，并在上述美国专利号5,103,459中有详细描述。长PN序列提供给乘法器980和982的第一输入。短PN序列PNI提供给乘法器980的第二输入，并且短PN序列PNQ提供给乘法器982的第二输入。
来自乘法器980的结果PN序列提供给乘法器972和974各自的第二输入。来自乘法器982的结果PN序列提供给乘法器976和978各自的第二输入。来自乘法器972的积序列提供给减法器984的加法输入。来自乘法器974的积序列提供给加法器986的第一加法输入。来自乘法器976的积序列提供给减法器984的减法输入。来自乘法器978的积序列提供给加法器986的第二加法输入。
来自减法器984的差数序列提供给基带滤波器988。基带滤波器988对差数序列进行必要的滤波，并将经滤波的序列提供给增益元件992。增益元件992对信号增益进行调节，并将增益已调节信号提供给上变频器996。上变频器996根据四相移相键控QPSK调制格式对增益已调节信号进行上变频，并将经上变频的信号提供给加法器1000的第一输入。
来自加法器986的和序列提供给基带滤波器990。基带滤波器990对差数序列执行必要的滤波，并将经滤波的序列提供给增益元件994。增益元件994对信号的增益进行调节，并将增益已调节信号提供给上变频器998。上变频器998根据QPSK调制格式对增益已调节信号进行上变频，并将经上变频的信号提供给加法器1000的第二输入。加法器1000对两个QPSK已调制信号求和，并将结果提供给发送器828。
如上所述，当移动站850调整到另一频率f2来执行频间搜索时，基站在tsearch时间周期期间发送的前向链路符号就不能由移动站接收。同样，移动站850在tsearch期间也不能进行发送，并且基站在tsearch时间周期期间丢失了反向链路符号。
当搜索目标频率f2时，基站106a将丢失与移动站850的通信，并将在tsearch时间周期期间接收不到符号。为了克服那些符号丢失，移动站850增加信息信道的传输功率，所述信息信道包括第一补充数据信道838、第二补充数据信道844、控制信道842和基础信道846，而保持多路复用功率控制命令和导频符号信道840的传输功率在离线搜索前的功率水平。
Δsearch量依赖于搜索tsearch的持续时间，并且对应于该帧剩余部分上的用于克服能量在tsearch期间符号丢失并且还允许基站106a对该帧正确解调而额外所需的能量。基站106a可以在指导移动站执行频间搜索的消息(例如在(“FCSM”))中告知移动站850最大容许增量ΔsearchdB。该值可以依据由基站106a当前确定的最大容许干扰。
依据从离线搜索算法的返回结果，增益元件954、960、964和970随同增加那些信道增量ΔsearchdB的控制信号一起提供。而不会影响导频信道的传输能量。因为反向链路功率控制命令是根据反向链路导频信号的已接收能量生成，所以，闭环功率控制命令将不会对提供给补偿离线搜索的增量ΔsearchdB作出响应。
在较佳实施例中，移动站850可以对它不能将所有其发送的信息信道的传输功率增加ΔsearchdB的情况作出响应。移动站850可能由于其电源限制而不能增加信息信道的传输能量。在较佳实施例中，移动站850根据其反向链路传输不能中断的重要性来对其发送的信道进行排序。排序所要考虑的因素包括发送的数据类型、重复传输协议的有效性、所提供的前向纠错类型，等。随后，移动站850根据该顺序增加这些信道的传输功率。
可以配置基站106a和移动站102以及850来完成前述处理。本技术领域的熟练技术人员依据在此提供的详细描述可以很容易地生成用来完成前述处理的源码。
而本发明的较佳实施例已经在上面进行说明和描述，应该理解在不背离本发明精神和范畴的情况下，可以做出各种改变。例如，移动站102和850可以使用其长码屏蔽状态来选择帧中的开始位置来执行帧间搜索。移动站102和850可以选择随机化周期，这样，频间搜索通常就不会超出一帧。在不同的移动站之间对搜索偏移进行随机化将减少反向链路干扰，并降低前向链路的总功率需求。因此，本发明仅受限于其后的权利要求。
虽然，本发明的特定实施例和实例是为了说明目的在此进行描述，但在不背离本发明范畴的情况下，可以做出各种等价修改，这也将为相关领域的熟练技术人员所认可。例如，实施例通常以在软件中实现并在处理器中执行来示出和描述。这样的软件可以存储在任何合适的计算机可读媒体中，例如存储在半导体芯片、计算机可读盘中或从服务器下载并存储的宏代码。本发明可以在硬件中，例如由DSP或ASIC，同样完成。
本发明在此提供的示教可以应用于其他通信系统，并不是必须在上述通信系统中才能使用。例如，虽然本发明通常作为在CDMA通信系统100中使用来进行上面的描述，但是，本发明同样适用于其他数字或模拟蜂窝通信系统。本发明可以修改为使用上述所有引入作为参考的系统、电路和各种专利和标准的概念。
根据上面的详细描述可以对本发明做出这些和其他的改变。通常，在下述权利要求中，所述术语不应该分析为将本发明局限在说明书和权利要求所揭示的特定实施例中。因此，本发明并不局限于所揭示的内容，而是其范畴由下述权利要求来完全确定。

Claims (41)

1.在移动站，一种用于在频率搜索偏移期间保持反向链路信号的当前发送帧的帧误码率的方法，其特征在于，包括：
接收来自基站的搜索偏移指示；
将所述反向链路上的总传输功率增加预定量；
忽略来自基站的多个下降传输功率控制信号直到当前发送帧结束；以及
在指定的持续时间上执行所述频率搜索偏移。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定量是根据执行所述频率搜索偏移的指定时间周期来选择。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述频率搜索偏移之后，所述用于在所述频率搜索偏移期间保持反向链路信号的当前发送帧的帧误码率的方法进一步包括：
将所述反向链路上的总传输功率增加第二预定量；和
忽略来自基站的第二多个下降传输功率控制信号直到当前发送帧结束。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二预定量是根据执行所述频率搜索偏移的指定时间周期来选择的。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对多个信息信道的每个当前发送帧都执行所述方法。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据对每个信息信道所分配的排列对多个信息信道的每个当前发送帧都执行所述方法，其中，所分配的排列决定了所述多个信息信道中的每个信息信道传输功率电平所增加的预定量。
7.在移动站，一种用于在频率搜索偏移期间保持前向链路信号的帧误码率的方法，其特征在于，包括：
接收来自基站的搜索偏移指示；
将功率控制消息发送给基站，其中，所述功率控制消息用于将前向链路闭环快速功率控制的目标Eb/No增加预定量，该预定量取决于搜索偏移持续时间；和
在所述搜索偏移期间执行频率搜索偏移。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，如果所述搜索偏移持续时间在帧边界上扩展，所述方法进一步包括在执行完所述搜索偏移之后，将另一功率控制消息发送给基站，其中，所述功率控制消息是用于将前向链路闭环快速功率控制的目标Eb/No增加预定量，该预定量取决于搜索偏移持续时间。
9.在移动站，一种用于在频率搜索偏移期间保持反向链路信号的当前发送帧的帧误码率的设备，其特征在于，包括：
用于接收来自基站的搜索偏移指示的装置；
用于将所述反向链路上的总传输功率增加预定量的装置；
用于忽略来自基站的多个下降传输功率控制信号直到当前发送帧结束的装置；和
用于在指定的持续时间上执行频率搜索偏移的装置。
10.用于在具有与基站交换通信的用户站的无线通信系统中使频率搜索时间最小化的设备，其特征在于，该设备包括：
用于将用户站从始发频率调谐到目标频率，并收集和存储来自目标频率的信号采样的装置；
用于将用户站调谐到始发频率并处理已存储的采样的装置；
用于向基站发送采样处理结果的装置；和
用于增加受频率搜索偏移影响的信息信道上分配给其他帧码元的功率量，使得在频率搜索偏移期间将前向和反向链路符号的丢失影响减至最小的装置。
11.一种在用户站中用于执行越区切换的方法，其特征在于，包括：
接收来自基站的频率改变命令；
从始发频率调谐到目标频率；
收集并储存在搜索偏移期间在目标频率上所接收到的信号采样；
调谐到始发频率并处理信号采样；
将信号采样处理结果发送到基站；以及
在调谐到目标频率之前，将反向链路上的总传输功率增加ΔsearchdB量，所述ΔsearchdB依据搜索时段的持续时间，将前向链路闭环快速功率控制的目标Eb/No增加ΔtargetdB，所述ΔtargrtdB取决于搜索偏移持续时间。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
在调谐到目标频率之前，以偏移前传输功率发送一个导频信道以及至少一个信息信道。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：在搜索偏移周期以偏移后的传输功率发送至少一个信息信道。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
将导频信道传输功率保持在搜索偏移周期之前的其功率电平。
15.一种用于在具有与基站交换通信的用户站的无线通信系统中使频率搜索时间最小化的方法，其特征在于，该方法包括：
在用户站接收频率改变命令，从初始频率接收信号转换到以目标频率接收信号；
配置所述用户站以通过增加在用户站前向链路闭环快速功率控制上的目标Eb/No来克服在目标频率搜索偏移期间前向链路符号的丢失；
将所述用户站调谐到目标频率，并收集和存储来自目标频率的信号采样；
将用户站调谐到始发频率并处理已存储的采样；
向基站发送采样处理结果。
16.一种在具有所选择用户站和基站的无线通信系统中执行频率搜索偏移的方法，其特征在于，所述方法包括：
从基站发送通信，指定所选用户站执行到目标频率的频率搜索偏移；
在所选择用户站接收所述通信；
配置所述用户站以通过增加在用户站前向链路闭环快速功率控制上的目标Eb/No来克服在目标频率搜索偏移期间前向链路符号的丢失；
将所选择的用户站从初始频率的前向和反向通信调谐到目标频率；
在目标频率上收集信号采样数据，并将信号采样存储在所选择用户站的存储器中；
调谐所选择用户站，在始发频率上继续前向和反向通信；同时处理所述信号采样数据以确定导频强度检测值；
从所选择用户站将导频强度检测值发送给所述基站。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，从基站发送频率改变命令进一步包括向用户站发送反向链路总传输功率中最大可容忍的增量，并且将用户站从初始频率调谐到目标频率进一步包括确定搜索偏移时间的持续周期，确定功率控制组的所需数目以及受所述搜索偏移影响的前向和反向链路，将受影响的功率控制组中的前向链路闭环快速功率控制的目标Eb/No增加；并在搜索偏移之前在用户站将反向链路总传输功率增加到不大于最大可容忍增量的电平；并且将用户站从目标频率调谐到初始频率进一步包括对剩余功率控制组的前向链路闭环快速功率控制的目标Eb/No进行调整，并减少用户站的反向链路总传输功率电平。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，将用户站调谐到目标频率进一步包括将前向链路闭环快速功率控制的用户站目标Eb/No增加ΔtargetdB，所述ΔtargetdB是所述搜索偏移持续时间的函数，并增加用户站的反向链路总传输功率；并且将用户站调谐到初始频率进一步包括减少反向链路总传输功率，并将前向链路闭环快速功率控制的用户站目标Eb/No减小ΔtargetdB。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，将用户站从初始频率调谐到目标频率进一步包括将前向链路闭环快速功率控制的用户站目标Eb/No增加一定量，该量是在将用户站调谐到目标频率之前引起前向链路功率增加的搜索偏移时间的函数，以及将反向链路总传输功率增加一定电平，该电平由基站决定并通过频率改变命令传达；将用户站从目标频率调谐到初始频率进一步包括将所接收帧的剩余功率控制组的目标Eb/No减小ΔtargrtdB，所述ΔtargrtdB是所述搜索偏移持续时间的函数，并减少用户站的反向链路总传输功率。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，接收所述通信并调谐所选择用户站进一步包括将分配给受频率搜索偏移影响的帧中的其它符号的功率量增加，以使频率搜索偏移期间对前向和反向链路符号丢失的影响最小化。
21.一种用于在具有与基站交换通信的用户站的无线通信系统中使频率搜索时间最小化的设备，其特征在于，该设备包括：
用于在用户站接收频率改变命令以从初始频率接收信号转换到以目标频率接收信号的装置；
用于配置所述用户站以通过增加在用户站前向链路闭环快速功率控制上的目标Eb/No来克服在目标频率搜索偏移期间前向链路符号的丢失的装置；
用于将所述用户站调谐到目标频率，并收集和存储来自目标频率的信号采样的装置；
用于将用户站调谐到始发频率并处理已存储的采样的装置；以及
用于向基站发送采样处理结果的装置。
22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过将分配给受搜索偏移影响的帧中的其它符号的功率量增加，以使当前前向和反向链路帧的前向和反向符号丢失最小化，并根据搜索偏移时间对分配给未受搜索偏移影响的符号的功率量进行调整。
23.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过增加在用户站前向链路闭环快速功率控制上的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失。
24.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在搜索偏移之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失。
25.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在目标频率采样之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失，并且在目标频率采样之后，调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No。
26.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在搜索偏移之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失，并且在搜索偏移之后，通过将当前帧中接收的总符号能量与每帧实现目标帧误码率所需的能量进行比较来调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No。
27.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在目标频率采样之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失，并且在搜索偏移之后，通过将当前帧中接收的总符号能量与每帧实现目标帧误码率所需的能量进行比较来调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No；所述接收装置进一步配置用于在搜索偏移之前将反向链路上的总传输功率增加到最大可容忍电平，该电平由基站决定并作为采样命令的一部分传送给所述用户站，所述接收装置进一步配置用于在搜索偏移期间忽略来自基站的减少总传输功率的命令，并在最后帧边界之后继续正常的总传输功率控制。
28.一种用于在具有与基站通信的用户站的无线通信系统中硬频率切换的方法，其特征在于，所述方法包括：
从基站发送通信，指定用户站搜索目标频率；
在所述用户站接收来自基站进行目标频率搜索的所述通信；
根据搜索偏移时间对分配给未受目标频率搜索影响的帧符号的功率量进行调整，并通过增加用户站前向链路闭环快速功率控制上的目标Eb/No来增加分配给受目标频率搜索影响的其它帧符号的功率量；
搜索目标频率以进行信号采样，并将信号采样存储在站的存储器中；
继续在初始频率上通信，同时处理信号采样，并恢复正常的功率控制；以及
将信号采样的处理结果报告给基站。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，根据搜索偏移时间对分配给未受搜索影响的帧符号的功率量进行调整，并增加分配给受搜索影响的其它帧符号的功率量包括在搜索之前增加预定量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No，和在目标频率搜索之后，调整剩余功率控制组和帧的目标Eb/No。
30.如权利要求28所述的方法，其特征在于，根据搜索偏移时间对分配给未受搜索影响的帧符号的功率量进行调整，并增加分配给受搜索影响的其它帧符号的功率量包括将预定量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No增加ΔtargetdB，其中，所述Δtarget是所述搜索偏移时间的函数，并且恢复正常的功率控制进一步包括通过将当前帧中接收的总符号能量与每帧实现目标帧误码率所需的能量进行比较来调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No。
31.如权利要求28所述的方法，其特征在于，根据搜索偏移时间对分配给未受搜索影响的帧符号的功率量进行调整，并增加分配给受搜索影响的其它帧符号的功率量包括将预定量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No增加ΔtargetdB，其中，所述Δtarget是所述搜索偏移时间的函数，并且将反向链路上的总传输功率增加到最大可容忍电平，该电平由基站决定并传送给所述用户站；以及
其中恢复正常的功率控制进一步包括通过将当前帧中接收的总符号能量与每帧实现目标帧误码率所需的能量进行比较来调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No，并在最后帧边界之后继续正常的反向链路总传输功率控制。
32.如权利要求28所述的方法，其特征在于，处理信号采样包括确定导频信号的强度；而报告处理结果进一步包括将导频强度报告给基站。
33.一种用于使无线通信系统中频率搜索时间最小化的方法，其特征在于，包括：
在移动站接收频率改变命令，从初始频率接收信号转换到以目标频率接收信号；
将所述用户站调谐到目标频率，并收集和存储信号采样；
配置所述用户站以通过增加在用户站前向链路闭环快速功率控制上的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失；
将用户站调谐到始发频率并处理已存储的采样；
向基站发送处理结果。
34.一种在具有所选择用户站和基站的无线通信系统中执行频率搜索偏移的设备，其特征在于，所述设备包括：
用于配置基站发送通信，指定所选用户站执行到目标频率的频率搜索偏移的装置；
用于配置所选择用户站接收所述通信的装置；
用于配置所述用户站以通过增加在用户站前向链路功率控制上的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失的装置；
用于将所选择的用户站从初始频率的前向和反向通信调谐到目标频率的装置；
用于在目标频率上收集信号采样数据，并将信号采样数据存储在所选择用户站的存储器中的装置；
用于调谐所选择用户站，在始发频率上继续前向和反向通信，同时处理所述信号采样数据以确定导频强度检测值的装置；以及
用于配置所选择用户站将导频强度检测值发送给所述基站的装置。
35.如权利要求34所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过增加在用户站前向链路闭环快速功率控制上的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失。
36.如权利要求34所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在调谐到目标频率之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失。
37.如权利要求34所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在调谐到目标频率之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失，并且在从目标频率调谐回来之后，调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No。
38.如权利要求34所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在调谐到目标频率之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失，并且在从目标频率调谐回来之后，通过将当前帧中接收的总符号能量与每帧实现目标帧误码率所需的能量进行比较来调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No。
39.如权利要求34所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在调谐到目标频率之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失，并且在从目标频率调谐回来之后，通过将当前帧中接收的总符号能量与每帧实现目标帧误码率所需的能量进行比较来调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No；所述接收装置进一步配置用于增加反向链路上的总传输功率并采样目标频率。
40.如权利要求34所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在调谐到目标频率之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失，并且在从目标频率调谐回来之后，通过将当前帧中接收的总符号能量与每帧实现目标帧误码率所需的能量进行比较来调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No；所述接收装置进一步配置用于增加反向链路上的总传输功率并采样目标频率；所述接收装置进一步配置用于将反向链路上的总传输功率增加到最大可容忍电平，该电平由基站决定并作为采样命令的一部分传送给所述接收装置。
41.如权利要求34所述的设备，其特征在于，所述接收装置配置用于通过在调谐到目标频率之前增加预定数量前向链路闭环快速功率控制组的目标Eb/No来克服在搜索偏移期间前向链路符号的丢失，并且在从目标频率调谐回来之后，通过将当前帧中接收的总符号能量与每帧实现目标帧误码率所需的能量进行比较来调整这些帧中剩余功率控制组的目标Eb/No；所述接收装置进一步配置用于增加反向链路上的总传输功率并采样目标频率；所述接收装置进一步配置用于将反向链路上的总传输率增加到最大可容忍电平，该电平由基站决定并作为采样命令的一部分传送给所述信号采样收集装置；所述接收装置进一步配置用于在搜索偏移期间忽略来自基站的减少总传输功率的命令。
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