CN1801997A - Td－scdma移动通信系统中确定波束成形起始点的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在TD－SCDMA移动通信系统中确定波束成形的起始点的方法，用户设备向基站发送非语音通信信号，此类信号为跨小区移动请求信号或者分组数据通信信号，当基站处于专用信道并接收到非语音通信信号以后，计算信号的到达方向增益，并生成一个下行波束，用于传送相应于上述非语音通信信号的特殊形式的信号，使信号的到达方向增益保持不变，直到基站接收到一个新的切换接入信道信号；重复上述过程，直到数据块的循环校验得到通过，此时开启正常的波束成形过程。

Description

TD-SCDMA移动通信系统中确定波束成形起始点的方法

(一)技术领域

本发明涉及一种改善移动通信系统的通信质量的方法；更确切地说，涉及一种在TD-SCDMA移动通信系统中，采用智能天线技术时，对波束成形的起始点进行控制，以便改善通信质量的方法。

(二)背景技术

在TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiplex Access，时分同步码分多址)移动通信系统中，由于采用智能天线技术可以有效地改善信号的发射、传输和接收性能，因此智能天线技术已成为TD-SCDMA系统的一大特色。采用该技术时，通过其中的波束成形手段，每个用户都能得到自己“专用的”的波束。也就是说，基站可以根据每个用户的位置，生成专供与该用户通信的波束。

一种简单而有效的波束成形算法是所谓的波束格栅法(GOB)，该方法在用户信号到达方向(DOA)上从一系列预先选定的波束中选取一个最好的波束用于与用户进行通信。在操作中，先计算某个预定波束上的上行信号的增益，然后用所计算出的增益中的最大的那个增益来传输下行通信信号波束。

这种方法在大多数情况下，采用的是平均的GOB。该方法是先计算各个预先选定的波束的平均增益，然后再选取计算所得平均增益中的最大增益来传输下行通信信号。

在基站与用户设备之间建立连接的过程中，在大多数情况下，在用户设备开始向基站发送信号之前，基站已经开始对其专用信道(dedicated channel)进行接收。在这种情况下，基站在该信道只能接收到噪声，而不能得到正确的该专用信道信号增益的测量结果。

上述情况下所进行的测量显然会影响到平均到达方向增益的结果并影响到对波束的正确选择。如果所选择的波束完全错误，用户设备就无法从基站接收到信号。

因此，何时开始波束成形以及如何处理起始点对于提高波束成形的精度来说非常重要。

在现有技术中，确定起始点的方法是估计基站接收信号的信道冲激响应(CIR)。如果信道冲激响应的峰值大于一个门限，就可以认为用户设备已经开始向基站传送信号，此时基站就可以进行波束成形，并向用户设备发送信号。采用这种方法可以使基站摆脱错误测量的问题。此方法的检测速度为大约一个帧，由于此速度较快，当用户设备开始传送信号时不会将有用信息丢掉。不过，由于这种方法中所执行的判据非常简单，所带来的差错检测率(ErrorDetection Rate)较高。也就是说，它有时会将干扰当成有用的信号来处理。

已有技术的另一种方法是利用循环校验法(CRC)。在循环校验通过之前，波束成形的步骤不会被启动。这种方法的可靠性较前一种方法高得多。但是，这种方法的检测速度很慢。

通常，在循环校验通过后，可以将循环校验之前的那些帧的到达方向存储起来并多次使用。但是，在TD-SCDMA系统的一些特定的过程中，例如跨区切换过程(handover access)和分组数据业务接入进程(packed data access)中，当用户设备发射完信号以后，它只是在等待基站传来的数据，有时需要经过上千帧信号周期以后用户设备才能同基站成功地“握手”。在这些情况下，利用上述的现有技术，基站难以准时地用正确的波束向用户设备传送数据。

具体地说，在TD-SCDMA移动通信系统中，当用户设备请求基站进行语音通信时，只需在公共信道发送请求，占用两个扩频码，即可能得到基站的响应，从而建立起语音通信。但是有两类专用信号与语音通信信号不同。一类是当用户设备在跨区移动，另一类是当用户设备进行分组数据传输。在这两种情况下，用户设备在向基站发送握手信号时，不但要使用公共信道，还需要在专用信道中发送一些补充信息，才能完成握手过程。

这类不同于语音通信的特殊信号的共同特点是，所涉及的用户设备在与基站握手时没有循环校验步骤，同时握手时除使用公用信道外，还需在专用信道中发送握手的补充信息。

(三)发明内容

因此，本发明的目的在于，当用户设备向基站传送非语音信号的特殊格式的信号时，快速准确地确定基站下行信号进行的波束成形的起始点。

在TD-SCDMA移动通信系统中，目前这种有别于非语音信号的特殊格式信号只可以是跨区切换请求信号，或者是分组数据通信信号。

本发明公开了一种在TD-SCDMA移动通信系统中确定波束成形的起始点的方法，其中用户设备向基站发送非语音通信信号，包括：

(1)当基站处于专用信道信号接收状态时，基站等待用户设备发送非语音通信信号；

(2)基站接收到非语音通信信号以后，计算信号的到达方向增益，并生成一个下行波束，用于传送相应于上述非语音通信信号的特殊形式的信号；

(3)使信号的到达方向增益保持不变，直到基站接收到一个新的切换接入信道信号；

(4)重复(3)的过程，直到数据块的循环校验得到通过；

(4)当数据块的循环校验得以通过后，开启正常的波束成形过程。

具体地说，本发明的上述构思可以体现在下面的两种情况：

第一种情况下，在TD-SCDMA移动通信系统中，为确定用户设备在跨区切换过程中波束成形的起始点，所采用的步骤包括：

(1)当基站处于专用信道信号接收状态时，基站等待切换接入信道信号；

(2)基站接收到切换接入信道信号以后，计算信号的到达方向增益，并生成一个下行波束，用于传送帧数指示信道信号；

(3)使下行信号的到达方向增益保持不变，直到基站接收到一个新的切换接入信道信号；

(4)重复(3)的过程，直到数据块的循环校验得到通过；

(5)当数据块的循环校验得以通过后，开启正常的波束成形过程。

第二种情况下，在TD-SCDMA移动通信系统中，为确定用户设备在进行分组数据通信中波束成形的起始点，所采用的步骤包括：

(1)当基站处于专用信道信号接收状态时，基站等待分组接入信道信号；

(2)基站接收到分组接入信道信号以后，计算信号的到达方向增益，并生成一个下行波束，用于传送分组接入命令正确应答信号；

(3)使下行信号的到达方向增益保持不变，直到基站接收到一个新的分组接入信道信号

(4)重复(3)的过程，直到数据块的循环校验得以通过；

(5)当数据块的循环校验得以通过后，开启正常的波束成形过程。

根据本发明，在上述特殊的过程中，例如在进行跨区切换时，用户设备首先在专用信道发送一个切换接入信道(HOACH)信号。当基站接收到此信号以后，会发出一个帧数指示信道(FNICH)信号。具体地说，当基站检测到切换接入信道信号后，基站即进行波束成形，用切换接入信道的上行信号来生成一个下行波束。也就是说，帧数指示信道信号的波束是由切换接入信道信号产生的。在此之后，到达方向增益不会发生改变，直到基站接收到第二个切换接入信道信号，或者数据块的周期性冗余检验得以通过。也就是说，在此期间下行波束将保持不变。

本发明的特点在于，基站在特定的进程中对一些特殊的信道信号进行评价。当基站检测到这些特殊信道的信号时，它会计算信号的到达方向的增益并生成下行信号波束。

采用本发明的方法，可以较高的精度快速地(例如在几帧或几十帧内)确定波束成形的起始点，建立基站与用户设备之间正常的联系。

(四)具体实施方式

对本发明的方法进行模拟的结果显示，用户设备在采用本发明方法进行非语音通信时，通常可在几帧至几十帧的时段内，与基站建立通信联系，进行正常的数据传送。

Claims (2)

1，TD-SCDMA移动通信系统中确定波束成形起始点的方法，用于确定用户设备在跨区切换过程中下行信号所需的波束成形的起始点，包括：

(1)当基站处于专用信道信号接收状态时，基站等待切换接入信道信号；

(2)基站接收到切换接入信道信号以后，计算信号的到达方向增益，并生成一个下行波束，用于传送帧数指示信道信号；

(3)使下行信号的到达方向增益保持不变，直到基站接收到一个新的切换接入信道信号；

(4)重复(3)的过程，直到数据块的循环校验得到通过；

(5)当数据块的循环校验得以通过后，开启正常的波束成形过程。

2，TD-SCDMA移动通信系统中确定波束成形的起始点的方法，用于确定用户设备在进行分组数据通信中下行信号所需的波束成形的起始点，包括：

(1)当基站处于专用信道信号接收状态时，基站等待分组接入信道信号；

(2)基站接收到分组接入信道信号以后，计算信号的到达方向增益，并生成一个下行波束，用于传送分组接入命令正确应答信号；

(3)使下行信号的到达方向增益保持不变，直到基站接收到一个新的分组接入信道信号

(4)重复(3)的过程，直到数据块的循环校验得以通过；

(5)当数据块的循环校验得以通过后，开启正常的波束成形过程。