专利名称：无线cdma系统中的分时隙模式的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线蜂窝或个人通信业务(PCS)码分多址(CDMA)系统中的时隙模式，其中空闲时隙看起来就象夹在一个工作帧的引导帧部分和尾帧部分之间，或者是夹在部分帧之间，并且在该时隙期间由移动站在一个候选工作频率测量信号的质量，比如导频信号的强度，该候选工作频率不同于当前或服务频率。特别的，本发明涉及相对引导帧和尾帧部分的通信进行发送参数的调节，以及减轻通信的恶化和/或掉话。
在EIA/TIA IS 2000.5第2.6.6.2.8.3.3部分详细说明了在候选频率进行一次或多次访问时，移动站在一个候选频率搜索集中测量所有导频强度，该测量将进行以下操作停止在服务频率上的各项操作，从服务频率转到候选频率，在候选频率上测量平均输入功率，返回到服务频率并重新开始各项操作。这些频率间测量被发送到网络基础结构，并在那儿它们用于进行切换的决定。
在无线蜂窝和个人通信系统中，利用切换以允许移动站从一个基站覆盖的范围漫游到另一个基站覆盖的范围，包括保证通话的连续性的能力。通常应用切换使移动站从当前基站转换到新基站时，也可能从一组前向和反向链路切换与移动站的通信到另一个相同的基站。
在CDMA系统中，移动站在基站之间的切换即可以是软切换也可以是硬切换，软切换时，在转变期间移动站同时保持与当前基站和新基站的前向和反向链路，通常是在同一个频率，并通过两个基站接收相同的数据；硬切换时，移动站通常在一个新频率和/或者一个新网络从当前链路切换到新链路，而没有当前的和新的前向及反向链路同时存在的转变期间。
已知的时隙模式被用来提供空闲时隙，在该时隙期间由移动站进行频率间测量。空闲时隙的通常但并不是必须等于一帧的持续时间，并且它的前后紧接帧部分或部分帧，这些帧部分或部分帧一般持续半帧的时间。为了解释的简单起见，每一个引导帧部分，时隙和尾帧部分的组合被称为一个“时隙帧”，这些时隙帧散布在称为“正常”帧的普通帧中。这些帧部分或者半帧中，瞬时符号率INFO和瞬时扩展因子SF＝RCHIP/RINFO保持与在普通帧中的相同，其中，RCHEP是伪噪声(PN)扩展码的恒定码片(chip)率。然而，在时隙期间为了有助于利用维特比译码器恢复由于缺少输出而导致的符号丢失，这些部分中的发射功率电平及符号能量信噪比相应地增加。
但是，发射功率电平并不总是能得到足够的提高，比如当移动站的功率电平已经达到或接近它的最大辐射功率时，就会导致误码率(BER)上升。在这种情况下，时隙模式就可能产生掉话，从而给呼叫用户带来麻烦和不便。
本发明的目的是减少在CDMA无线蜂窝和个人通信系统中分时隙模式的掉话的发生率。利用一种替换或另外使用的方法在时隙前后的帧部分期间提高功率电平。
本发明是基于这样一种观点，在分时隙模式期间或之后充分的消除高掉话率的危险，在这些帧部分期间通过充分提高来和去移动站的扩展因子的措施可以减少BER的增加。
因此，根据在无线CDMA通信系统中采用的本发明的分时隙模式方法，分时隙模式方法包括散布于普通帧中的分时隙帧，每个分时隙帧包含一个时隙，在该时隙期间由移动站在不同于服务频率的侯选工作频率测量发射信号的质量，该时隙的前面是引导帧部分，而改时隙的后面是尾帧部分，其特征在于在扩展因子发送分时隙帧的引导帧和尾帧部分中的数据，该扩展因子大于最好是两倍于普通帧中数据的扩展因子。
在分时隙帧的工作帧部分期间，这样的提高扩展因子可作为增加发射功率的替换或补充。
在结合附图熟读下面的详细描述之后，本发明的其它目的，特点和优点将会变得一目了然。
图1表示一个移动站和一对无线蜂窝网络。
图2是图1中移动站的一般示意图。
图3A，3B和3C分别是在本发明中一个分时隙帧的时隙长度内，工作频率—时间图，发送功率—时间图和扩展因子—时间图。
首先参看图1，表示一个移动站10，包括在呼叫时也能够从直接序列码分多址(DS-CDMA)网络20的第一个基站22的无线覆盖区域漫游到第二个基站32的无线覆盖区域，第二个基站可以是相同的网络，也可以是所示的另一个不同的DS-CDMA网络30，因此，可要求“频率间”切换。这就意味着移动站10同网络20中工作频率为F1的基站22相连接的一组前向和反向链路L1被转换或转移到了移动站10同网络30中工作频率F2的基站32相连接的一组前向和反向链路L2。命令切换决定由网络20进行，并且首先由移动站10测量邻近基站信号质量，该结果由移动站发送给网络20。这种信号质量测量包括频率间测量，其中包含对来自基站32的导频的测量，该测量是在分时隙模式提供的空闲时隙期间完成的。
在图1所示的详细程度上，网络20和30都是传统网络。为了说明，网络20表示为包含两个基站22，24，控制多个基站22，24的一个基站控制器26，控制网络20的一个网络控制器28。类似地，网络30也图示为包含两个基站32，34，控制多个基站32，34的一个基站控制器36，控制网络20的一个网络控制器38。两个网络控制器用一条通信链路40相连，并且每一个网络控制器也和公共电话交换网(PSTN)42相连。
移动站10如图2所示，在该图的详细程度上，它也是传统的移动站。图中，移动站可视为包含RF部分50，基带部分60和用户接口部分70。RF部分50包括一个天线52，它耦合到双工器53，接收来自功率放大器54由天线52发射一个RF扩频通信信号，并且将由天线52接收到的RF扩频通信信号提供给低噪声放大器55的输入。调制器56最好具有零IF结构(图中未示出)，它接收来自编码器62的基带部分60的基带扩频通信信号和来自压控振荡器或频率合成器58的RF载波信号，并将RF扩频通信信号提供给功率放大器54的输入。类似地，解调器57最好也具有零IF结构(图中未示出)，它接收来自低噪声放大器55输出的RF扩频通信信号和来自振荡器或合成器的RF载波信号，并将基带扩频通信信号提供给基带部分60的解码器63。通常，至少编码器62和解码器63是用数字信号处理器(图中未示出)实现。除了编码和解码之外，编码器62和解码器63还以已知的方式分别进行频谱扩展和解扩，该方式在相关相位上应用相关PN码序列。基带部分60还包括一个微处理器64，它可以控制振荡器或合成器58的频率，控制编码器62和一个解码器63，并且存取易失随机存取存储单元65和非易失只读存储单元66，至少一部分是可编程的，比如EEPROM(图中未示出)，它包含构成由微处理器64使用的指令的固件，以控制在移动站侧的呼叫建立和切换有关的各种事件，包括在不同的候选工作频率的邻近基站比如基站32的导频信号质量测量。
基带部分60还包括一个模数(A/D)转换器67和一个数模转换器68。数模转换器馈送给编码器62，并由用户接口部分76的麦克风72馈给，数模转换器68由解码器63馈给并且馈送用户接口部分70的扬声器74。
在CDMA无线蜂窝系统中，特别根据为第三代(3G)系统发展的标准，从当前基站22到移动站10的下行或前向链路以及从移动站10到当前基站22的上行或反向链路的各种传输参数可适应在一帧一帧的基础上在移动站和当前基站之间的通信。这些参数包括功率电平和扩展因子。扩展因子为RCHIP/INFO，其中RCHIP是伪噪声(PN)扩展码的码片(chip)率，RINFO是符号率。为了保持信号的质量，功率电平通常适应于功率控制环路中，该环路是由当前基站和移动站之间的相互作用而形成的。发射功率也可适应符号率，在多速率业务中扩展因子是可变的，因为为了提高CDMA系统的能力，由于符号率降低，发射功率可随着扩展因子增大而降低。
正如前面所提及的一样，根据本发明，在分时隙帧有效部分的帧部分期间，BER基本上是从在CDMA系统时隙模式期间通过增加去到和来自移动站的传输的瞬时扩展因子而增加。瞬时扩展因子的增加同时伴随或使用瞬时发射功率电平的增加。
分时隙帧都是周期地以一个比率散布在非分时隙帧或普通帧中，以便使每个分时隙帧有多个普通帧。图3A-3C中，说明了两个普通帧NFR、一个分时隙帧SFR和另外两个分时隙帧SFR的序列，分时隙帧SFR起始于时间t1并终止于时间t4，跨越t1和t2之间间隔的有效引导帧部分或半帧LHF，跨越t2和t3之间间隔的空闲时隙SLT，跨越t3和t4之间间隔的有效尾帧部分或半帧THF。图3A进一步表示在由空闲时隙SLT跨越的时间间隔的移动站10的工作频率是服务频率F1，在此期间，移动站同当前基站22通信。在空闲时隙SLT期间，移动站10的工作频率被切换到候选频率F2，以使他从基站32调谐到候选频率F2上，并在该频率上测量导频功率电平，从而指示其信号质量。
另外，如图3B所示的，在普通帧NFR中功率电平保持在电平P1。但是表示在空闲时隙SLT前面的引导帧LHF和后面的尾帧THF期间的两个替代方案。一个由实线表示，在这些帧部分期间功率电平保持在P1，在这种情况下，整个BER减轻效果必须通过增加扩展因子来产生，而另一个由虚线表示，瞬时功率电平上升到电平P2，这样部分BER减轻效果是由于这个增加。
根据本发明，代替或另外在帧部分LHF和THF期间增加功率电平，在这些间隔中扩展因子SF从SF1增加到SF2。SF2和SF1之间比率已由普通技术人员选择以防止BER增加，考虑是否会伴随着功率电平的增加，如果是，则还应该考虑P2和P1的比率。在使用增加扩展因子的环境下，SF2至少是SF1的两倍。比如，SF1为32，SF2为64。
可以认为本发明的目的已经达到。虽然对本发明特别详细地描述了，还应该明白，在本发明的精神和范围内可能进行很多的改进。在对权利要求的解释中，需要懂得a)词“包含”不排除存在权利要求中所列的其他单元(element)或步骤；b)在一个单元前的词“一个”时不排除存在多个这样的单元；c)权利要求中的任何标号不限制其范围；和d)几个“装置”(means)可以用同样的硬件元件(item)或软件实现的结构或功能表示。
权利要求
1.一种无线CDMA通信系统(20)中的分时隙模式方法，其中当一个移动站(10)正以服务频率和第一个基站(22)通信时，使用了分时隙通信模式，该模式包含分时隙帧(SFR)，这些分时隙帧散布于普通帧(NFR)中间，普通帧包含具有第一个扩展因子和第一种功率电平的数据，每一个分时隙帧都包含有一个时隙(SLT)，在该时隙期间由移动站(10)在一个不同的候选工作频率测量发送信号的质量，该时隙(SLT)前面是引导帧部分(LHF)，该时隙后面是尾帧部分(THF)，引导帧部分和尾帧部分两个帧部分包含具有第二个扩展因子和第二功率电平的数据，其特征在于第二个扩展因子大于第一个扩展因子。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于第二功率电平等于或大于第一功率电平。
3.如权利要求1-2中之一所述的方法，其特征在于第二个扩展因子至少是第一个扩展因子的两倍。
4.存储在存储器(66)中的一个程序，它使移动站(10)中的处理器(64)控制移动站(10)终止在无线CDMA通信系统(20)中的分时隙模式方法，其中当一个移动站(10)正以服务工作频率和第一个基站(22)通信时，使用了分时隙通信模式，该模式包含分时隙帧(SFR)，这些分时隙帧散布于普通帧(NFR)中间，普通帧包含具有第一个扩展因子和第一功率电平的数据，每一个分时隙帧都包含有一个时隙，在该时隙期间由移动站在不同的候选频率测量发送信号的质量，时隙SLT前面是引导帧部分(LHF)，该时隙后面是尾帧部分(THF)，引导帧部分和尾帧部分两个帧部分包含具有第二个扩展因子和第二功率电平的数据，其特征在于第二个扩展因子大于第一个扩展因子。
5.一个移动站(10)，该移动站包含存储在存储器(66)中的程序，它使移动站中的处理器(64)控制移动站(10)终止在无线CDMA通信系统(20)中的分时隙模式方法，其中当一个移动站(10)正以服务工作频率和第一个基站(22)通信时，使用了分时隙通信模式，该模式包含分时隙帧(SFR)，这些分时隙帧散布于普通帧(NFR)中，普通帧具有第一个扩展因子和第一功率电平的数据，每一个分时隙帧都包含一个时隙，在该时隙期间由移动站在不同的候选频率测量发送信号的质量，时隙SLT前面是引导帧部分(LHF)，该时隙后面是尾帧部分(THF)，引导帧部分和尾帧部分两个帧部分包含具有第二个扩展因子和第二功率电平的数据，其特征在于第二个扩展因子大于第一个扩展因子。
6.如权利要求5所述的移动站，其特征在于第二功率电平等于或大于第一功率电平。
7.如权利要求5-6之一所述的移动站，其特征在于第二个扩展因子至少是第一个扩展因子的两倍。
8.一个分时隙通信模式信号，当一个移动站(10)正以服务工作频率和第一个基站(22)通信时，该信号被用于一种无线CDMA通信系统(20)，所述分时隙通信模式信号包含分时隙帧(SFR)，这些分时隙帧散布于普通帧(NFR)中，普通帧包含具有第一个扩展因子和第一功率电平的数据，每一个分时隙帧都包含一个时隙，在该时隙期间由移动站(10)在一个不同的候选工作频率测量发送信号的质量，时隙(SLT)前面的引导帧部分(LHF)，该时隙后面是尾帧部分(THF)，引导帧部分和尾帧部分两个帧部分包含具有第二个扩展因子和第二功率电平的数据，其特征在于第二个扩展因子大于第一个扩展因子。
9.如权利要求8所述的信号，其特征在于第二种功率电平等于或大于第一种功率电平。
10.如权利要求8-9之一所述的信号，其特征在于第二个扩展因子至少是第一个扩展因子的两倍。
全文摘要
无线码分多址(CDMA)通信系统中使用的分时隙通信模式包括时隙帧,它散布于普通帧中。每一个时隙帧都包含一个时隙,一个引导帧部分和一个尾帧部分。在一个时隙期间,移动站在不同的候选工作频率测量发送信号的质量。作为时隙模式使用的结果,为了减少误码率(BER)的增加,引导帧部分和尾帧部分中数据的扩展因子(SF)设置得比在普通帧中数据的扩展因子大,这些帧部分中数据扩展因子的增加可伴随相应功率电平的增加,作为又一个BER减少的因素。
文档编号H04B7/005GK1341303SQ00804058
公开日2002年3月20日 申请日期2000年12月7日 优先权日1999年12月22日
发明者A·赫农 申请人:皇家菲利浦电子有限公司