码分多址系统下行链路中传输的时间排列的制作方法

专利名称：码分多址系统下行链路中传输的时间排列的制作方法
技术领域：
本发明涉及码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)通信技术在蜂房式无线电电话通信系统中的应用，更具体地说，涉及将直接序列码分多址(DS-CDMA)通信技术应用于在宏分集下行链路中从一个以上的基地台至同一个移动台的传输的一种方法。
背景技术：
CDMA或扩展频谱通信从第二次世界大战起就已经面世了。起初主要用于军事用途。但今天，在商业上应用扩展频谱系统的兴趣日益增加。这方面的一些例子有数字蜂房式无线电通信网、地面移动无线电通信网和户内外个人通信网等，这些通信网本文中总称为蜂房式系统。
目前，蜂房式系统中的信道联接通常采用频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)联接方法。在FDMA中，通信信道是信号的传输功率集中所在的单一射频带。对毗邻各信道的干扰是采用只让规定频带内的信号能量通过的带通滤波器加以限制的。这样，在各信道分派有不同频率的情况下，系统容量不仅受现有可利用频率的限制，而且也受信道重复使用的局限性的限制。
在TDMA系统中，信道由时隙组成，时隙是在同一频率下按一定周期出现的一系列时间间隔。时隙的每一周期叫做一帧。某给定信号的能量被限定在这些时隙其中一个中。毗邻信道的干扰是用只让在适当时间收到的信号通过的定时门或其它同步元件加以限制的。这样就减少了来自不同的相对信号强度电平的干扰问题。在FDMA或TDMA系统或者混合FDMA/TDMA系统的情况下，我们的目的是要确保两个可能会引起干扰的信号不致同时占用同一个频率。
TDMA系统中的容量是通过将传输信号压缩到较短的时隙中提高的。这样做的结果必然要用相应更快的短脉冲串速率来传输信息，从而相应增加了所占用的频谱量。
在现行的系统中，例如GSM(环球移动通信系统)，为确保基地台在所派定的TDMA时隙内收到来自移动台的信号，采用了在上行链路中排列移动台时间的方法。因例如传播迟延不同而与毗邻的时隙重叠时可能会干扰另一个移动台至基地台的链路。
与FDMA和TDMA比较起来，码分多址(CDMA)却容许信号在时间和频率上都重叠。在现时的系统中，CDMA信号共享同一个频谱。在频域或时域方面，多址联接信号看来彼此相互在对方的上方。
理论上讲，在CDMA系统中，待传输的信息数据流是附加在速率高得多、称为特征序列的数据流上的。一般说来，特征序列数据是二进制的，形成位流。产生这种特征序列的一个方法是用伪噪声(PN)法，这种方法看起来是无规则的，但还是可以由规定的收信机复制的。信息数据流和高位速率特征序列流的混合是通过将两个位流在一起放大进行的，假设两位流的二进制值用+1或-1表示。这种将位速率较高的信号与位速率较低的数据流进行混合的过程叫做信息数据流信号的编码或扩展。各信息数据流或信道都分派有独特的扩展码。
多个编了码的信息信号用例如四相移相键控(QPSK)调制射频载波，且作为复合信号在收信机处共同被接收下来。各编码信号在频率和时间上与所有其它编码信号及噪声相关信号相同。若收信机是法定的，则复合信号与其中一个独特码有相互关系，因而可以将相应的信息信号分隔开来并进行译码。
有一种CDMA技术叫做“直接扩展的传统CDMA”，采用特征序列来表示一个位的信息。收到所传输的序列或其互补序列(所传输的二进制序列值)表明信息位是“0”或“1”。特征序列通常由N个位组成，各位叫做“片”。整个N片序列或其互补序列叫做发送符号。收信机使所收到的信号与它自己的特征序列发生器的已知的特征序列有相关性，以产生从-1至+1的归一化值。得出的相关性大而正时，检测出的是“0”;得出的相关性大而负时，检测出的是“1”。
另一种CDMA技术叫做“直接扩展的增强CDMA”，容许各发送序列表示一位以上的信息。这种技术采用一组码字(通常是正交码字或双正交码字)将一组信息位编码成长得多的码序列或码符号。特征序列或加密掩码(scramble mask)是模-2码，在传输之前加到二进制码序列上。在收信机处，该已知的加密掩码用来对所收到的信号进行破密，然后使其与所有可能的码字联系起来。相关值最大的码字表示该码字同样发送出去的可能性最大，表明该信息位是最可能发送出去的信息位。常用的一个正交码是华尔士-哈达玛特(WH，Walsh-Hadamard)码。
在传统的和增强的CDMA(总称为直接序列码分多址联接(DS-CDMA))中，上述“信息位”也可以是编码位，其中使用的代码是分组码(block code)或卷积码(convolutional code)。一个或多个信息位可以形成一数据符号。此外，特征序列或加密掩码也可以比单一码序列长得多，在该情况下，码序列上加有特征序列或加密掩码的子序列。
在诸如AMPS(高级移动电话业务)的一般蜂房式通信系统中，若载频不变，则可以可靠地进行基地台之间的转移。蜂房现场处理呼叫的收信机检测出收自移动台的信号强度下降到预定的阈值时，就开始进行将呼叫联系从一个蜂房移交给另一个蜂房的传递过程。低信号强度的显示意味着移动台临近蜂房边界。信号电平下降到阈值以下时，基地台就查询系统控制器，要求确定毗邻的基地台是否收到信号强度大于现行基地台的移动电话信号。
系统控制器就根据基地台的这个查询给毗邻的基地台发送信息，提出传递请求。毗邻的基地台应用扫描收信机搜索该基地台在特定信道上的信号。若其中一个毗邻的基地台向系统控制器报告信号有足够的电平，则试图进行传递。
选自新基地台的信道是闲置着时，就开始进行传递。控制信息发送到移动台，指令它从现行信道转接到新的信道。与此同时，系统控制器将呼叫联系从第一基地台转到第二基地台。在某些系统中，例如美国专利5，101，501公开的系统中，来自第一基地台的呼叫联系在开始并第二基地台建立呼叫联系之后继续维持一段时间。这个过程叫做通过宏分集接收(macro-diversity)的软转移(soft handover)，它减少了实际转移过程中因丢失数据而感觉到的转移的感受。宏分集接收可以出于转移以外的其它原因进行，例如，在噪声多的环境为保证良好的信号质量就可以进行宏分集接收。
在CDMA系统中，由于移动台不断地发送信息，因而象TDMA系统那样的时隙重叠现象不是个问题，因而不需要与其它移动台同步化。但宏分集接收时若一个移动台与一个以上的基地台联系就需要使下行链路(也叫做正向链路)中的各基地台同步化。
CDMA中的宏分集接收可以用同步化了的基地台进行。这些基地台可与所有参照应用环球定位系统(GPS)时标的普通CDMA系统宽时标的基地台数字传输同步化，GPS时标起源于协调世界时(UTC)且与UTC同步。来自所有基地台的信号都在同一时刻传输。
图1示出了系统时间在CDMA系统各不同地点的关系。在发信和收信过程中各不同地点的系统时间是以基地台天线为基准、因传输的单程或来回程时延(视具体情况而定)而产生偏差的绝对时间。时间的测定是以基地台的发信和收信天线和移动台的射频连接器为基准的。
为了能够进行宏分集接收，基地台都可以如上所述那样通过公用基准时间GPS进行同步化。因此，各基地台发送的信号就按时进行同步化。然而，由于各链路中的传播迟延不同，信号到达移动台的时刻不同。通常CDMA系统中采用分离多径收信机(rake receiver)处理时间扩散问题，而从收信机的观点看，宏分集接收可以看成是时间扩散。分离多径收信机的原理是收集来自不同路径的能量，并在判定二进制位之前将这些能量混合起来。
在未经调整的环境(在该环境中，各话务员之间使用的频谱未经调整)中，要使各基地台的各不同的话务员之间同步化是有困难的。此外，为妥善工作而依赖公用基准时间的系统对基准时间系统的失灵是很敏感的。
在覆盖半径大的蜂房中，各基地台之间的传播迟延变大。这可能会增加移动台收信机的复杂程度，因为收到的信号需要缓冲一段时间，该时间至少为从基地台经第一路径、迟延时间最短的到达时间与从基地台经最后一道路径、迟延时间最长的到达时间之间的时差。信号能到达并被妥善接收的一段时间叫做分离多径窗口。信号若不能适应分离多径窗口，则只会增加干扰作用。GSM05·10中介绍了在GSM中将时间排列指令应用到同步TDMA短脉冲串的过程。
发明综述本发明解决了上述问题，而且在一个移动台与多个基地台联系时能在呼叫基地呼叫时在下行链路中使各基地台同步化。各基地台可以同步化也可以不同步化，但本发明只要求某特定的联络或通信下行链路同步化，该同步化考虑到通信路径传播上的迟延。
为使某特定联络的信号同步化，由移动台测定所联络的基地台的信号与可用以进行宏分集接收的基地台的信号之间的时差。接着将该测定结果发送到网络上。这些测定结果可用来借助于帧的交错排列进行同步化。
更具体地说，本发明按下述方式使从不同基地台传输到移动台的各业务信道之间达到同步化。移动台测定从周围的各基地台与从基准基地台接收的基准信道(例如帧无参差的公用控制信道)在时间迟延上的差值。来自不同基地台的信道可采用相同或不同的频率。这些值以测定报告的形式发送到网络上。若要运用宏分集接收，则要通知新基地台有关新建立的呼叫(或业务信道)联系应采用的时间偏差。业务信道可任意相对于控制信道和个别基地台的其它业务信道偏移。数据到达基地台时，按相对于控制信道各帧的规定时间偏差传送。新的信号路径由移动台接收在分离多径窗口中，从而避免引来不必要的干扰。当移动台偏离与其有呼叫联系的原基地台向新基地台移动时，定期更新业务信道的偏差。
本发明的好处包括各基地台可以不同步化，因为宏分集接收不需要基地台同步化(相反的情况是呼叫联系同步化)。有了时间排列指令，甚至对大蜂房在移动台中也可以进行同步收信，基地台同步化时就不能这样做了。此外还大大减小了宏分集结合之前需要对信号进行缓冲的程度，从而减小了移动台中收信机的复杂程度。
附图简介现在参照


本发明的内容。附图中图1示出了系统时间在CDMA系统各不同点的关系;
图2举例说明了蜂房式系统中的通信路径;
图3示出了本发明蜂房式系统中各种不同的时间迟延和偏差;
图4是本发明的流程图;
图5示出了保持移动台MS同步所需要的逻辑关系;
图6是本发明移动台各有关部分的方框图;
图7是本发明基地台各有关部分的方框图;
图8是本发明无线电网络控制器有关部分的方框图;
图9是包括分离多径收信机和相关器在内的控制信道收信机的一部分的方框图;
图10A和10B示出了DS-CDMA传输的正常状态和压缩状态。
最佳实施例的详细说明现在参照一个可能的实施例说明本发明的内容。本说明不应视为对本发明的限制，它仅仅是举例而已。这里对下行链路采用了下述定义。“活跃台群”是正在发信给移动台的基地台群，“活跃台群更新”ASU是该活跃台群经过调整时。从第一基地台BS1转移到第二基地台BS2，是说在转移之前，活跃台群只包括第一基地台BS1，而转移之后，在正常情况下只包括基地台BS2。宏分集是当一个以上的基地台是在活跃台群中时。宏分集可以包括以不同频率或相同频率发信的各基地台。两基地台之间的软转移是说无论采用什么样的组合方法，在转移期间都采用两基地台之间的宏分集。两基地台之间的硬转移是说转移期间在两基地台之间不采用宏分集。平稳转移(seamless handover)是说使用者觉察不到转移，转移可能是硬转移也可能是软转移。
图2示出了蜂房式系统中信号路径的大致情况，其中τ1是从第一基地台BS1至移动台MS的传播迟延，τ2是从第二基地台BS2至移动台MS的传播迟延。λ1是业务信道相对于第一基地台BS1上的控制信道的偏差，λ2是业务信道相对于第二基地台BS2上的控制信道的偏差。基地台BS1、BS2和BS3由一般现行系统中的陆线连接到无线电网络控制器RNC上。在实际系统中，基地台很多，移动台也很多。此外，网络还可能由陆线连接到其它网络。为重点突出本发明的情况，图2是经过简化了的。
在蜂房式系统中，第一基地台BS1可与移动台MS建立通信联系。处在活跃台群中的第一基地台BS1可通过许多通信信道发送和从各不同移动台接收通信信息。这些信道是按CDMA方法界定的。通信信道中包括可为所有移动台所接收的控制信道，广播的附加消息等即在其上传送。这种蜂房系统是为传送模拟信息(例如呈数字形式的语音)和纯数字信息而设计的。为便于说明本申请内容，这里对同一系统或不同系统中的移动台与基地台之间任何形式的通信信道都采用通信链路这一术语。
某一移动台MS发出呼叫时，它就收到来自毗邻各基地台的广播附加消息，于是它就确定哪一个基地台的信号最强，并确定从具有来自某广播附加消息的最强信号的基地台有什么信道可资利用。若有通信信道可资利用，移动台MS就与第一基地台BS1建立起通信链路。不然基地台也可以通过广播移动台MS的移动识别号(MIN)与移动台MS建立通信链路。通信链路一经建立起来，则最好使移动台MS与一个以上的基地台以宏分集的形式形成链路。第一基地台BS1向移动台MS发送和由其接收与第二基地台BS2向移动台发送和由其接收的基本上相同的信息。这些传输的信号由于干扰或其它因素不一定完全相同，但基本上相同。
移动台从一个至另一个基地台的传递过程中可以采用宏分集。这是在移动台在第一基地台BS1与移动台MS之间的通信联系变得薄弱时趋近蜂房边界时采用的。因此总希望最好通过例如Dahlin的美国专利5，042，082中公开的“移动辅助传递(MAHO)”方式与第二基地台BS2建立通信联系。但与传统的系统不同，本发明通过与一个以上的基地台(例如第一和第二基地台BS1和BS2)建立通信联系可使与移动台MS的通信链路的转移成为平稳的软转移。
移动台一经与第二基地台BS2建立起通信联系，就可以放弃原先与第一基地台BS1建立起的通信链路。除转移之外，出于其它原因，例如在充满噪声的环境中，也可以采用宏分集。
即使各基地台之间彼此同步，从各基地台收到的辐射在时间上也是不同的。这意味着必须扩大分离多径检测中的最长时间，这不仅是为处理时间扩散问题，而且也是为处理来自不同基地台的信号可以延长的迟延(例如数百微秒)。为了在移动台MS中不能利用宏分集时不采用宏分集，本发明测定了可能用宏分集的基地台BS2的信号与所连接的基地台BS1的信号之间的时差。这种测定可用来实现与帧交错排列装置的同步化。
由于只有一个信号来自移动台MS，和只有两个信号来自基地台(一个信号来自第一基地台BS1，另一个信号来自第二基地台BS2)，因而同步化只在下行链路中进行。在最佳实施例中，在分离多径收信机中不进行在上行链路中的宏分集，因为来自不同基地台的信号是在无线电网络控制器RNC中混合的。因此，本发明要求在移动台处于宏分集状态时，在每一次呼叫时，在下行链路中使各基地台同步化。各基地台可以同步化也可以不同步化，但本发明在提供传播迟延时无须使基地台同步化。
为使特定连接的信号同步化，所连接基地台BS1的信号与有可能宏分集的基地台BS2之间的时差由移动台MS测定。然后把此测量结果发送回网络。传播迟延的测定结果可用来交错排列各数据帧，从而使与宏分集通信链路中有关的两个基地台同步化。
基本程序如下(1)MS移动台测定从周围各基地台和从一个基准基地台接收控制信道(CCH)两者之间在时间上的差别(CDMA帧偏差)。CCH是始终由基地台传播的公用控制信道。
2.这些值以通常的测定报告的形式发送到无线电网络控制器(RNC)上。
3.若网络RNC判定应利用宏分集，则通知新的基地台BS2为业务信道连接应采用的时间偏差。业务信道相对于CCH和新基地台的其它业务信道可任意偏移。
4.当数据来自网络RNC时，基地台BS必须将其在下一个业务信道帧上传输。这样，数据受到缓冲，从而产生缓冲时延。
5.新的信号路径会在与旧信号大约同样的时刻在移动台MS中被接收下来。
6.当移动台MS从第一基地台BS1向新基地台BS2移动时，更新业务信道的偏差。
上述程序示于图4的流程图中。在步骤S1中，在第一基地台BS1与移动台MS之间建立了呼叫联系。当处在活跃状态时，移动台MS不断测定各毗邻基地台BS2、BS3等的信号强度，如步骤S2中所示。不然也可由毗邻的基地台BS2、BS3等测出移动台MS的信号强度，但通常最好采用移动辅助传递(MAHO)。然后将这些测定结果通过活跃台群中的基地台(在此为第一基地台BS1)在步骤S3中传输给无线电网络控制器。这之后，如步骤S4中所示，与至少一个毗邻的基地台BS2(最好是信号强度最强且有信道可资利用的基地台)建立呼叫联系。这时可以通过在与例如第一基地台BS1的呼叫联系同样的信道上广播而与同移动台MS形成通信链路的第二基地台建立呼叫联系。第一和第二基地台BS1和BS2可以在相同或不同的频率上传输，这视乎哪一种有利而定。如步骤S5中所示，移动台MS测定在无帧参差的情况下从周围的各基地台接收的信道(例如，公用控制信道)和从基准基地台接收的信道在时延上的差别。这些值以测定报告的形式发送到网络中。若要利用宏分集，新基地台B2会以带有新建立的业务信道连接应采用的时间偏差的业务信道去传输数据。当数据从网络RNC到达第二基地台BS2时，就根据相对于控制信道帧的规定的时间偏差传输数据。新信号路径会由移动台MS在分离多径收信机的分离多径窗口中接收，如1992年3月25日申请、1993年3月8日批准的美国专利申请07/857，433中所公开的那样。这样可以避免引入不必要的干扰。
当移动台MS偏离与其有呼叫联系的原基地台BS1向新的基地台BS2移动时，每隔一定的时间更新业务信道的偏差。在步骤S6中，可以将其中一个(来自第一基地台BS1或第二基地台BS2的)呼叫联系解除掉，这通常是在呼叫传递的过程中进行的。
为详细说明宏分集同步化的形成过程，参看图2和图3应用了下列符号Tf＝一个帧的持续时间，例如10毫秒，T1＝从无线电网络控制器至第一基地台BS1的传输迟延，T2＝从无线电网络控制器至第二基地台BS2的传输迟延，γ＝两基地台的最大无线电网络控制器/基地台的迟延差，τ1＝从第一基地台BS1至移动台MS的传播迟延，τ2＝从第二基地台BS2至移动台MS的传播迟延，τ＝两基地台的最大基地台/移动台迟延差，λ1＝业务信道相对于在第一基地台BS1的控制信道CCH偏差，
λ2＝业务信道相对于在第二基地台BS2的控制信道CCH的偏差，Tb1＝在第一基地台BS1中的缓冲迟延，Tb2＝在第二基地台BS2中的缓冲迟延，Tm＝测出的来自第二基地台BS2的控制信道相对于来自第一基地台BS1的控制信道的在移动台MS中的偏差值。
假设采用宏分集时无线电网络控制器RNC要给基地台BS1、BS2同时都发送数据帧。无线电网络控制器/基地台迟延T1和T2可以逐帧被调节。此外假设迟延差小于T(例如两三个毫秒)，即｜T1-T2｜＜T还假设传播迟延差受以下不等式的限制｜τ1-τ2｜＜τ此外还假设移动台MS聆听在第一业务信道TCH1上的第一基地台。第一业务信道在第一控制信道(CCH1)帧之后在第一基地台BS1处开始产生λ1。λ1由无线电网络控制器设定。得出的在发送之前用以缓冲第一基地台BS1中各帧的时间这时为Tb1，若T1可调，则缓冲时间Tb1也可调。
当发现第二基地台BS2强得足以进行宏分集时，MS测定第二基地台BS2的第一控制信道CCH1相对于第一基地台BS1的第一控制信道CCH1的时间迟延Tm。将Tm报道给无线电网络控制器RNC。
无线电控制器在第一基地台BS1获知λ1。准备用作第二业务信道TCH2相对于在第二基地台BS2的第二控制信道CCH2的偏差λ2应由无线电网络控制器确定。
第二基地台BS2用λ2值时，得出的用以缓冲来自无线电网络控制器的各帧的时间为Tb2。
无线电网络控制器按下列方式确定应采用怎样的λ2。一个帧从离开无线电网络控制器直到开始在移动台MS处被接收的时间对两条路径应相等T1+Tb1+τ1＝T2+Tb2+τ2(1)所报道的控制信道CCH1与CCH2之间的时间迟延为Tm＝(T2+Tb2-λ2+τ2)-(T1+Tb1-λ1+τ1) (2)从上述两式得出λ2＝λ1-Tm(3)这确定了第二业务信道TCH2各帧相对于在第二基地台BS2处的第二控制信道CCH2各帧的偏差。
在根据上述和根据(1)式得出的第二业务信道偏差λ2的情况下，在第二基地台BS2得出的缓冲时间为Tb2＝Tb1-(T2-T1)-(τ2-τ1) (4)鉴于第二基地台BS2在收到来自无线电网络控制器的帧之前不能发信，因而Tb2必然为正。因此要求Tb1＞T+τ (5)此外，Tb2必然小于Tf，因为要不然第二基地台BS2可能会提前至少一个帧传输数据。因此要求Tb1＜Tf-(T+τ) (6)只有下面的不等式成立，条件(5)和(6)才能满足T+τ＜Tf/2 (7)因此，第一基地台BS1需要通知无线电网络控制器RNC第一基地台缓冲迟延Tb1，使无线电网络控制器RNC可以在Tb1太低时增加λ1，在Tb1太高时减小λ1。此外，两基地台之间的无线电网络控制器/基地台接口上的最大迟延差值T必须满足上式(7)的要求。
若能估出T1和T2，则可以从无线电网络控制器RNC至基地台采用提前计时，从而减小得出的T值。
移动台MS移动时，τ1和τ2会慢慢变化。根据移动台MS关于Tm的报道，无线电网络控制器可以不断更新λ1和λ2，以维持移动台MS处信号的同步状态。检测器时间的长短和信道的迟延分布情况将确定业务信道偏差值所需的更新频度。
若一个新的(第三个)基地台BS3开始向移动台发信，则上述(5)式和(6)式需要满足第一和第二基地台BS1和BS2(用Tb2取代Tb1)中至少其中之一。因此必须监视Tb1或Tb2。必要时，使λ1和λ2增加/减少同样的量。当第一基地台BS1停止发信，只有第二基地台BS2仍在发信时，可以有两种选择。或者由T确定移动台MS移动所在的区域中所有基地台之间的最大迟延差。这时，(5)式和(6)式不需要满足第二基地台BS2的Tb2。一个基地台这样做一次就足够了，这样就会保证所有其它基地台有0＜Tb＜Tf。另一方面，若T只用于能在一起宏分集的那些基地台，则必须调整λ2，使得(5)式和(6)式在第一基地台BS1没有连接到网络上时能满足第二基地台BS2(Tb2)的要求。
当业务信道偏差λ增加时，基地台必须在所传输的两个符号之间加上一系列虚片(dummy chips)。若λ减小，一个符号在传输之前必须除去其一系列虚片。因此需要在发信机处有一个片缓冲器。接着移动台的相关器会寻找被替换的相关峰，但替换符号时出现符号差错的可能性会增加。λ的变化不应超过移动台相关器中检索窗口的大小。
图5总结了为保持在移动台MS处信号的同步化应在系统中互通什么测定结果和参数。
为测定移动台MS中的Tm，指定给移动台MS发信的诸基地台中的一个基地台BS1、BS2或BS3为基准基地台。相对于基准基地台的控制信道CCH的控制信道偏差Tm，必须连同发信给各基地台并毗邻于各基地台的导频强度(pilot strength)测定值一起报道。这就是说，只与导频码字联系起来是不够的。
上面假设无线电网络控制器/基地台迟延差(T1-T2)可限制在T的范围。
若无线电网络控制器/基地台迟延差不能加以限制(分组交换无线电网络控制器/基地台接口可能出现这种情况)，会有应该到达移动台MS的两个帧实际与一个帧的偏差一起到达的情况。
若迟延能增加到大多数迟延帧的迟延，预期会有两种可能的解决办法(1)给控制信道CCH上的各帧编号，迟延测定结果附有该编号(相对偏差可满足);
(2)从无线电网络控制器同步发出启动帧来进行初始的同步化，且在基地台收信时，控制信道CCH稍后直接开始。
后一种情况要求每当一个基地台(例如新基地台、经检修的基地台等)投入运行时必须使基地台重新同步化。
最好将来自不同基地台的信号控制得使其到达移动台MS时有一定的可加以控制的迟延。(在两基地台采用同样的码字时就可能会有这种情况。为识别各基地台，这个迟延必须大于所分布的迟延。)可采用上述同样的方法。
若分离多径检测器能有大的时间间隔(在毫秒的数量级)，可以说在MS处信号的同步化并不重要。但看来表示信号到达MS时的时差的另一个条件还必须满足(5)式和(6)式的要求。因此还须要满足(7)式的要求。
本发明可以使每一个移动台在某些情况下在一个射频下软转移时达到同步化。无线电网络控制器/基地台迟延差必须限制到小于CDMA帧持续时间的一半(两三毫秒)。对每一个移动台要识别其基准基地台。移动台MS须要测出所有受测定的各基地台相对于基地台的控制信道的偏差。各基地台须要在基地台发信之前将缓冲时间通知无线电网络控制器RNC。这时，若采用提前计时(业务信道偏差)法，分离多径检测器的时间间隔就无须对各传播迟延定出其大小。即使不难扩大分离多径检测器的时间间隔，仍然还要考虑在无线电网络控制器/基地台接口上迟延差的限制。
图6示出了移动台MS各有关部分的方框图。移动台MS有一个收信机60与一对解调器61A和61B连接，该对解调器分别用以对第一信道CCH1和第二信道CCH2上收到的信号进行解调。经解调的信号接着馈送到一对收信机62A和62B上，由该对收信机分别接收第一信道和第二信道经解调的信号。在该对收信机62A和62B之后，信号馈送到迟延测定单元63。迟延测定单元63测定符合上式的迟延，产生控制信道偏差T。接着控制信道偏差馈送到控制信道发生器64，由该发生器产生供在控制信道上传输的信号。此信号接着馈送到扩散器65，由此扩散器按DS-CDMA法将信号扩散开。扩散信号接着馈送到脉冲整形电路66，由发信机67发送出去。
图7示出了基地台的有关部分。图中的电路有一个收信机70与解调器71相连接，由该解调器接收例如来自移动台MS的控制信道信号。经解调的信号接着馈送到信道收信机72中，收信机72的输出为来自移动台MS的控制信道偏差TM。
在基地台BS的发信侧，业务信道发生器73接收信息和给扩散器74的输出信号。扩散器74按DS-CDMA法将较高速率码叠加到来自业务信道73的信息信号上。但编码信号在扩散器74中按上式由业务信道偏差λ1延迟一段时间。延迟的信号接着传送到脉冲整形器75上，由发信机76按普通方式发送出去。
图8示出了无线电网络控制器RNC的各有关部分。无线电网络控制器接收测出的第二基地台BS2的第二控制信道CCH2相对于第一基地台BS1的第一控制信道CCH1的移动台BS的偏差Tm。该测出的偏差输入到帧偏差控制器81中，由该控制器产生业务信道偏差λ1和λ2，这些偏差接着分别传送到第一基地台BS1和第二基地台BS2上。
图9示出了控制信道收信机的一部分，该收信机有一个装有分离多径缓冲器91的分离多径收信机。分离多径缓冲器91的输出都有相应的相对于输入信号的不同时移。各输出都加到三个相关器92a、92b和92c上。相关器92a、92b和92c的输出加到用以将输出混合的混合单元93上，相关信号则输出去，以便进一步处理。
作为一种选择方案，来自基地台的通信链路可按压缩方式发信，其中数据帧包括信息部分和空闲部分。这样可以使移动台在空闲时隙期间以压缩方式测定至少一个毗邻的基地台。
通常，在CDMA系统中，信息是以固定长度(例如5-20毫秒)的帧的结构形式发送的。准备在一个帧中发送的信息都在一起编码和扩散。通常采用最大容许扩散比，这样可以在整个帧中连续发信，例如图10A中所示的那样。这里全帧传输表示正常状态的传输。
为可靠评价和执行转移过程，将不连续传输与CDMA法配合使用。这是通过采用低扩散比实现的，从而使经扩散的信息只充满压缩状态下一帧中的信息部分，剩下的空闲部分闲置着，里面没有传输任何功率，如图10B中所示。
在所述的方法中，分段(slotted)码分多址联接通信技术将待传输的信息数据流加到更高速率的数据流上，以便产生特征序列。特征序列按照由许多帧组成、各帧的持续时间一定的帧结构在信道上发送。与前一项技术相比，特征序列是在压缩状态下间歇发送的，其中，帧包括含特征序列的信息部分和里面不传输特征部分的空闲部分。
帧的信息部分与帧持续时间之间的占空因数逐帧加以控制。因此，压缩状态包括一个以上的压缩状态帧结构，各不同压缩状态结构的占空因数不同。
为控制传输质量，在本发明的一个最佳实施例中令帧的信息部分上所用的功率随占空因数而变化。占空因数减小时，需要提高功率来维持传输质量。在帧的其余部分期间(即空闲部分)，关掉电源。
若移动台MS处于宏分集状态，所有连接的基地台BS1、BS2、BS3等须要对任何帧采用同样的传输方式。这个同步化可用任何适当的方式达到，在一个最佳实施例中，这是如上述那样通过连接着基地台BS1和BS2的网络RNC实现的。
其它为给转移决定打下基础的载频值的确定，不难在作出决定的基础上在从基地台至移动台的下行链路中采用压缩方式进行。其它载频的取值可按任何适当的方式进行，例如Wejke等人的美国专利5，175，867中所公开的方式。无论基地台或移动台都可以在上行链路或下行链路中进行取值，而在最佳实施例中，由移动台MS进行取值。移动台MS在压缩状态下的帧的空闲部分期间在其它载频下进行测定，因为在此期间无须聆听其目前联接的基地台。测定结果(通过目前所连接的一个基地台或多个基地台)传送给网络RNC，以提供移动辅助转移(MAHO)的方法。
压缩方式只间歇在网络RNC所确定的速率下采用。网络RNC根据各种因素(例如受天气影响的有关广播条件和其它干扰因素)确定使用压缩方式的频度，以及相对密度。在一般情况下，大部分帧仍然采用通用的传输方式。
改变从基地台传输的总功率可以通过在一定的时间间隔内将压缩状态的部署交错排列(在时间上分布)在一系列用户上使其平稳进行。由于在另一载频下测定信号强度可能只须用帧的一小部分，因而可以提高占空因数，从而减少电力传输中的变化。
在本发明的一个最佳实施例中，呼叫转移的执行是在压缩状态下进行的。决定转移到在另一载频广播的新基地台之后，就进入压缩状态。在帧的空闲部分期间建立新链路时，继续保持与旧基地台BS1的通信，于是得出与新基地台BS2完全同步的状态，建立起新的链路。转移是通过放弃旧链路并回到正常状态的传输而完成的。通过在新链路同步化之后保持旧的链路，可以同时与所有基地台通信(在一个或多个载频上进行宏分集)。这种平稳的频间转移方法既可用于上行链路，也可用于下行链路中。
占空因数可根据达到同步化的各项要求加以改变。但采用同时通信(宏分集)时，占空因数最好在50%左右。
本发明采用了正常和压缩状态的帧，因而可以在使用DS-CDMA时利用在体系的蜂房结构中分段发信/收信的好处。其它载频也可以测定，从而可靠作出转移的决定。此外，在各载频之间进行转移可以通过在放弃旧链路之前建立新链路使其平稳进行。这可以在无需两个收信机的情况下进行。除了呼叫转移之外，还有其它使用宏分集的原因，例如，当移动台在无线电干扰大的地区中移动时保持与移动台有优质的通信链路。这可以是例如第一基地台BS1为小蜂房的基地台、而第二基地台BS2为大蜂房或覆盖面包括小蜂房的覆盖区的伞形蜂房的情况。移动台MS通过大蜂房时，诸如建筑物之类的各种障碍物会干扰从第一基地台BS1发出的信号，因此，可从大蜂房BS2发送冗余信号以确保清晰良好的通信质量。然而，宏分集的主要目的是针对呼叫转移。
Willars等人于＿申请的美国专利申请＿号对压缩方式DS-CDMA提供了更详细的说明，这里把该专利申请包括进来以供参考。
以上就本发明的一些具体实施例进行了说明和图示，但应该理解，本发明并不限于这些实施例，本技术领域的行家是可以对它们进行种种修改的。本申请包括所有属于本发明实质和范围的修改方案。
权利要求
1.蜂房式通信系统的一种码分多址联接方法，其特征在于，它包括下列步骤在第一基地台与移动台之间建立通信链路；在移动台测定至少一个毗邻的基地台与所述第一基地台的通信信道的到达时间；将所述测定结果传送到互连着所述基地台的网络控制器；在至少一个毗邻基地台与所述移动台之间开始建立呼叫联系；延迟在所述第一基地台至少之一和所述至少一个毗邻基地台发送的通信信号，从而使所述移动台在预定的时段内接收从所述第一基地台和所述至少一个毗邻基地台发出的基本上相同的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括按一定的帧结构在通信信道上传输所述通信信号的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，它还包括从基地台以压缩方式传输所述通信信号的步骤，其中数据帧包括信息部分和空闲部分，从而使所述移动台可以在所述压缩状态的空闲部分期间测定所述至少一个毗邻基地台。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测定步骤还包括下列步骤在移动台中测定从所述至少一个毗邻基地台和从所述移动台当时所联接的基地台接收无时延信道上的信号之间在时间上的差值;将测出的测定值传送给网络控制器;通过基地台关于从所述毗邻的基地台发送信号的时间偏差，所述毗邻基地台即为在指定信道上建立通信链路的基地台;从所述毗邻基地台以所述时间偏差发送通信信号;和若移动台向所述毗邻的基地台移动，则更新所述时间偏差。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信信号以相对于一控制信号各帧的时间偏差发送。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通信链路以相对于所述无时延信道和毗邻各基地台的其它通信信道的任意偏差在下行链路中发信。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预定的时段相当于分离多径窗口。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个毗邻的基地台和所述第一基地台以不同的频率发信。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个毗邻的基地台和所述第一基地台以同样的频率发信。
10.一种能使蜂房式通信系统码分多址联接的系统，其特征在于，该系统包括至少两个基地台，各基地台有一个信号迟延装置和一个信号传输装置，前者用以使信号迟延某一偏差值，后者用以传送被所述迟延装置所迟延的信号，并用以传送无迟延的信号;至少一个移动台，包括一个收信机，用以接收来自所述至少两个基地台所发送的信息;一个迟延测定单元，用以测定从所述至少两个基地台接收的无迟延信号的迟延时间;和发送所述迟延测定值的装置;至少一个网络控制器，包括所述迟延测定值的接收装置;偏差值发生装置，用以根据所述迟延测定值产生所述偏差值;和偏差值发送装置，用以将所述偏差值发送给所述至少两个基地台。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述至少两个基地台的至少之一包括信号接收装置，用以接收包含来自所述至少一个移动台的迟延测定值的信号;和迟延测定值发送装置，用以将所述迟延测定值发送给所述网络控制器。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述网络控制器的所述发生装置包括偏差值发生装置，用以产生相对于所述无迟延信号的任意偏差值。
全文摘要
按一种叫做宏分集的程序可以使一个移动台与一个以上的基地台相连接。为使特定的蜂房式呼叫连接的各信号同步化，由移动台测定所连接的基地台的信号与可能进行宏分集接收的基地台的信号两者之间在时间上的差别，接着将此测定值发送到网络中。这些测定值可以通过帧的交错排列用来实现同步化。
文档编号H04J13/04GK1112385SQ94190488
公开日1995年11月22日 申请日期1994年6月14日 优先权日1993年6月14日
发明者P·泰德, H·A·佩森, L·G·拉森 申请人:艾利森电话股份有限公司