专利名称：支持上行链路同步传输方案的无线电信系统切换方法
技术领域：
本发明涉及在一种无线电信系统中的切换(handover)方法，更特别地涉及在支持上行链路同步传输方案(uplink synchronous transmission scheme，USTS)的码分多址(code division multiple access，CDMA)无线电信系统中的切换方法。
背景技术：
在传统的码分多址(CDMA)系统中基站(BTS，也被称为“节点B”)和移动站(MS，也被称为“用户设备”)之间的业务信道包括一个前向信道(也被称为“下行链路信道”)和反向信道(也被称为“上行链路信道”)。此时，基站和位于一个基站的覆盖区域(小区)内的多个移动站之间的多个前向信道是基于定时信息彼此同步。因此，当解调信号时，前向信道之间的干扰通过使用彼此正交的正交码可相当大地减少。
但是，由于在反向信道中没有使用定时信息，反向信道不能同步。随着反向信道数量的增加，反向信道间的干扰增加了。因此，反向信道的容量受到限制。
为增加反向信道的容量，需要根据相同的定时信息使多个反向信道同步。反向信道被同步，同步的每个反向信道由正交码识别，则反向信道间的干扰可最小化。这一方法被称为“上行链路同步传输方案(USTS)”。USTS技术已在异步国际移动电信2000(IMT-2000)系统标准化的会议组中讨论了。
在使用USTS的系统中，小区内的反向信道被同步，且根据MS和BTS间的同步由正交码识别每个反向信道，从而引起严重问题，使用分集的软切换方法很难执行。因此，使用USTS的系统中的切换方法，需要其提供MS的移动性而未提供。
传统的切换方法将参考图1和2详细地描述。
图1是表示支持USTS的无线电信系统中传统的硬切换方法的流程图。
首先，无线电网络控制器(radio network controller，RNC)30在步骤101和102通过源收发信基站(source base transceiver station，BTS)21发送测量控制消息给移动站(mobile station，MS)10。MS 10测量新的目标BTS的导频信号的功率强度并且在步骤104和105通过源BTS 21通过发送测量报告信息来报告测量结果给RNC 30。
RNC 30在步骤106确定是否执行切换，分配用于USTS的扰频码和信道码，并在步骤107请求无线电链路建立到目标BTS 22。目标BTS 22在步骤108建立一个前向链路信道，且随后在步骤109发送无线电链路建立响应消息给RNC 30。RNC 30与目标BTS 22之间新的传输载体在步骤110被建立。
RNC 30在步骤111和112通过源BTS 21发送具有USTS的扰频码、信道码、用于目标BTS 22的初始同步信息的物理信道重新配置信息给MS 10，请求MS 10执行物理信道的重新配置。MS 10在步骤113基于USTS码建立新的无线电信道码，并随后在步骤114和115发送物理信道重新配置完成消息给RNC 30。如果物理信道的重新配置失败，源BTS 21在步骤116发送无线电链路建立失败消息给RNC 30。
如果物理信道的重新配置完成了，RNC 30在步骤117发送无线电链路释放请求消息给源BTS 21，且随后源BTS 21在步骤118释放与MS 10的无线电链路并发送无线电链路释放响应消息给RNC 30。
在上述硬切换方法中，RNC 30应存储将被切换的MS的平均往返路程延时值并通过BTS之间的码片电平知道准确的码片偏移。但是，由于进行切换时很难得到准确的定时同步，定时同步应通过定时跟踪补偿。因此，存在一个问题，模式转换到USTS模式在切换后一段时间很难执行。
图2是表示在一个传统的异步无线电信系统中的传统的软切换方法的流程图。
首先，无线电网络控制器(RNC)30在步骤201和202通过源收发信基站(BTS)21发送测量控制消息，且随后移动站(MS)在步骤203测量目标BTS 22的导频信号的功率强度并在步骤204和205通过源BTS 21发送测量报告信息，将测量结果报告给RNC 30。
RNC确定切换是否进行，换言之，在步骤206确定是否需要另外的链路。如果需要进行切换，RNC 30在步骤207请求目标BTS 22建立无线电链路，并且在步骤208和209，如果无线电链路由目标BTS 22建立且从目标BTS 22接收到无线电链路建立响应消息，则建立目标BTS 22的新的传输载体。如果RNC 30在步骤210发送下行链路(downlink，DL)同步信息给目标BTS，目标BTS 22在步骤211和212于测量到达时间(time of arrival，ToA)之后发送上行链路(uplink，UL)同步信息。
RNC 30在步骤213和214通过源BTS 21向MS 10发送有效集更新请求信息。MS更新有效集，且随后在步骤215和216通过目标BTS 22向RNC 30发送有效集更新完成信息。
RNC 30在步骤217请求源BTS 21释放无线电链路，且随后于释放与MS的无线电链路之后，在步骤218，源BTS向RNC 30发送无线电链路释放响应消息，从而在步骤219释放RNC 30和源BTS之间的传输载体。
在上述软切换方法中，MS根据分集接收并组合来自至少两个BTS的信号，如果信号之一变弱，则随后，发送弱信号的BTS的无线电源被释放。
为了应用软切换方法到移动站从支持USTS的小区移动到不支持USTS的小区的情况，应该识别MS。换言之，在通常的IMT-2000系统中，移动站由扰频码识别，但是，在支持USTS的移动站中，扰频码用于识别小区，即BTS。因此，如果多个移动站试图同时进行软切换，目标BTS识别来自多个移动站的所有信号作为来自一个移动站的信号，这样信号就不能被解码。如果移动站在支持USTS的小区之间移动，由于不同的扰频码用于每个BTS，移动站应具有两个或更多发射机。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种在支持USTS的CDMA电信系统中，向基于上行链路同步传输方案(USTS)模式和非USTS模式之间模式转换的移动站提供移动性的切换方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种在支持上行链路同步传输方案(USTS)模式的异步无线电信系统中进行移动站切换的方法，包括步骤a)在无线电网络控制器，根据来自移动站的第一信号测量结果执行从USTS模式到非USTS模式的移动站模式转换；及b)执行移动站的切换。该方法进一步包括步骤c)根据来自移动站的第二信号测量结果执行从非USTS模式到USTS模式的模式转换。
根据本发明的另一方面，提供了一种执行从不支持上行链路传输方案(USTS)模式的小区到支持USTS模式的小区的移动站切换的方法，该方法包括步骤a)执行移动站的切换；及b)根据来自移动站的信号测量结果执行从非USTS模式到USTS模式的移动站的模式转换。
根据本发明的又一方面，提供了一种存储用于执行一种方法的指令的计算机可读记录介质，该方法用于执行在支持上行链路同步传输方案(USTS)模式的异步无线电信系统中移动站的切换，该方法包括步骤a)在无线电网络控制器，根据来自移动站的第一信号测量结果执行从USTS模式到非USTS模式的移动站模式转换；及b)执行移动站的切换。该方法进一步包括步骤c)根据来自移动站的第二信号测量结果执行从非USTS模式到USTS模式的模式转换。
根据本发明的再一方面，提供了一种存储用于执行一种方法的指令的计算机可读记录介质，该方法用以执行从不支持上行链路同步传输方案(USTS)模式的小区到支持USTS模式的小区的移动站切换，该方法包括步骤a)执行移动站的切换；及b)根据来自移动站的信号测量结果执行从非USTS模式到USTS模式的移动站的模式转换。
本发明的其它目的和方面将参考附图从以下实施例描述中变得清楚，附图中图1是表示在支持USTS的异步无线电信系统中传统的硬切换方法的流程图；图2是表示在传统的异步无线电信系统中传统的软切换方法的流程图；图3是表示根据本发明在支持USTS的异步无线电信系统中初始同步捕获方法的流程图；图4A至4D是表示根据本发明在支持USTS的异步无线电信系统中软切换方法的流程图；图5A至5D是表示根据本发明在支持USTS的异步无线电信系统中硬切换方法的流程图；图6是表示为了适应USTS的同步定时而使传输开始时间提前的情况的定时图；图7是表示为了适应USTS的同步定时而使传输开始时间延迟的情况的定时图；图8是表示按照本发明为了适应USTS的同步定时而根据压缩模式使传输开始时间提前的情况的定时图；图9是表示按照本发明为了适应USTS的同步定时而根据压缩模式使传输开始时间延迟的情况的定时图；以及图10是表示从非USTS模式到USTS模式的模式转换过程的流程图，当执行切换时使用压缩模式。
具体实施例方式
首先，更详细地描述上行链路同步传输方案(USTS)技术。
在支持USTS的系统中，通过控制在反向信道中数据帧的传输时间，即，来自其小区内MS的数据帧的传输时间，BTS使反向信号使用正交码以同时到达BTS，并因此正交码的特性能被最大化，从而相当大地增加小区的传输容量。
换言之，USTS增加了反向信道的效率几乎等于前向信道。对于USTS，扰频码和正交信道码被用于识别小区和移动站的信道。BTS具有其小区的参考时间，并且在初始接入BTS之前MS不影响BTS的参考时间。
如果MS试图通过随机接入信道接入BTS，BTS通过获得接入信号的到达时间计算MS的往返路程延迟时间。如果来自MS的反向信号的到达时间比参考时间快，MS中的信息传输时间延迟了到达时间和参考时间之间的时间差。相反地，MS中的信息传输时间提前了该时间差。因此，根据在BTS的到达时间同步每个MS的反向信号。反向信号同步需要的初始同步信息被插入到前向信令消息，它响应于初始接入，且随后被传输给MS。
当MS尝试随机接入BTS并请求专用信道码时执行初始同步的过程。如果MS获得初始同步，则同步被应用于专用信道的传输。此后根据专用信令在专用信道的传输中保持定时同步。
定时同步使正交码被用于从MS发送的信号，每个MS使用相同的扰频码。正交码具有比数据传输率更快的码片率，因此，乘以正交码的传输数据带宽增加到1/码片率。正交码被称为“扩展码”。在前向信道中，正交码也被称为“信道化码”。因为正交码与相同码具有高相关性，正交码被正确解码。但是，正交码与其它码具有零(0)相关性。从多个移动站到基站的多个反向信道的每个信道乘以不同的正交码以识别信道且随后乘以相同的扰频码以同步多个反向信道。
USTS技术在一个小区内将相同的扰频码用于多个信道并将正交码用于MS的每个信道，能够改善系统性能，其中MS几乎不移动，换言之，不存在切换。
当在支持USTS的系统中执行切换时，存在一些问题，在一个新的小区中相同的信道码应分配给反向信道且不同扰频码间的定时应同步。分集不能用于支持USTS的无线电电信系统，其中在多个BTS接收到来自一个MS的信号并且该信号在网络中组合，从而在切换期间降低了系统性能。
为了执行MS的软切换，用于从BTS到MS传输数据的信道的频率应是相同的，并且对于MS应可能同时传输数据给两个BTS。但是，在支持USTS的MS的反向信道中，由于小区是基于扰频码识别的，MS不能同时传输数据给两个BTS。另外，由于具有相同扰频码的MS的每个信道由正交码所识别，当执行切换时相同的信道码很难再使用。因此，支持USTS的MS基于硬切换方法被切换并且应在新的小区中获得初始同步。
本发明中，为了解决上述问题，在切换之前，根据由MS报告的信号测量结果执行USTS模式和非USTS模式的模式转换。
当MS在非USTS模式操作时，扰频码和信道码象在通常的异步IMT-2000系统中分别用于识别每个MS和使用MS的每个信道。因此，非USTS模式的MS能够基于所有通常的IMT-2000系统中的切换方法进行切换。USTS模式具有在不执行切换的环境下的优点。因此，通过使用两种模式，能够在不降低性能的情况下执行切换。
下面，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
图3是表示根据本发明在支持USTS的异步无线电信系统中初始同步捕获方法的流程图。
一个移动站(MS)在步骤301通过随机接入信道(RACH)，通过发送代表USTS是否支持的USTS标识符给BTS来请求收发信基站(BTS)建立或者再建立无线电资源控制(radio resource control，RRC)的连接。BTS 20在步骤302测量用于初始RACH传输数据的往返路程延迟时间，并在步骤303通过帧协议RACH(FP-RACH)的数据帧发送USTS标识符和往返路程延迟时间给无线电网络控制器(RNC)。
RNC 30确定MS是否支持USTS。如果MS支持USTS，则RNC 30在步骤304根据信道分配模式分配用于USTS的扰频码和信道码，并根据小区的参考时间和参考时间与往返路程延迟时间之间的差计算初始同步定时信息。RNC 30在步骤305通过帧协议-前向随机信道(FP-FACH)的数据帧发送初始同步定时信息、USTS的扰频码和信道码给BTS，且随后在步骤306，BTS20通过发送初始同步定时信息、USTS的扰频码和信道码给MS 10来请求MS10建立或者再建立RRC连接。
MS 10在步骤307根据USTS的扰频码和信道码建立物理信道，并根据初始同步定时信息调整传输时间。当在步骤308分配MS 10的专用信道(dedicated channel，DCH)时，MS 10在步骤309通过DCH发送RRC连接建立完成消息给BTS，随后BTS 20在步骤310通过帧协议-专用信道(FP-DCH)的数据帧发送相应于RRC连接建立完成消息的信息给RNC。
如果在MS和BTS之间建立专用信道，数据通过专用信道传输，并且由于MS的移动而导致的参考时间与传输时间之间的差根据通过专用信道发送的控制信息调整。
图4A至4D是表示根据本发明在支持USTS的异步无线电信系统中软切换方法的流程图。
参照图4A至4D，根据本发明的软切换方法包括从USTS模式到非USTS模式的模式转换过程、切换过程以及从非USTS模式到USTS模式的模式转换过程。
本发明中，在移动站(MS)10的切换之前，根据信号测量结果执行从USTS模式到非USTS模式的模式转换。一个源无线电网络控制器(RNC)31在步骤401发送具有USTS模式转换条件的测量控制消息给MS 10。
在步骤402和403，MS 10测量当前服务小区及邻近小区的导频信号的功率强度，并通过发送具有用于模式转换和切换的信息的测量结果报告消息报告测量结果给源RNC 31。
源RNC 31在步骤404确定它们是否应该执行切换及从USTS模式到非USTS模式的模式转换。如果当前服务小区导频信号功率强度与邻近小区导频信号功率强度的比值小于一个较低门限，如-5dB，则执行到非USTS的模式转换。源RNC 31在步骤405请求源BTS 21执行无线电链路的重新配置。源RNC 31在步骤406接收来自源BTS 21的无线电链路重新配置准备消息，随后在步骤407命令源BTS 21执行无线电链路的重新配置并在步骤408请求MS 10执行物理信道的重新配置。
对于从USTS模式到非USTS模式的模式转换，扰频码和信道码被分配给源BTS 21和MS 10的物理层，在模式转换完成之后，MS 10在步骤409通知源RNC 31物理信道的建立已完成。从此时起，由于往返路程延迟的定时跟踪通过BTS的接收机执行。
对于切换，请求无线电链路建立到目标RNC 32和目标BTS 22。目标BTS分配物理信道并完成传输载体的建立。
当在源RNC 31和目标RNC 32之间建立无线电链路时，源RNC 31在步骤410发送具有USTS标识符的无线电链路额外请求消息给目标RNC 32。
目标RNC 32在步骤411决定分配物理信道和码以及在步骤412请求目标BTS 22建立无线电链路。目标BTS 22在步骤413建立物理信道，随后，发送无线电链路建立响应消息给目标RNC 32并开始接收信号。
目标RNC 32在步骤415发送无线电链路额外响应消息给源RNC 31，在步骤416和417建立与目标BTS 22的传输载体并执行同步以响应来自目标BTS 22的无线电同步捕获命令，随后开始发送/接收。本领域的技术人员懂得无线电同步捕获命令消息的传输是一个辅助过程。目标RNC 32在步骤418也建立与源BTS 22的传输载体并执行同步。
当无线电信道和传输载体的建立完成时，数据信号通过两个BTS同时发送，并且MS 10组合从两个BTS接收的数据信号以及解码数据信号。
当执行切换和更新有效集时，所有源RNC 31和源BTS 21的有线/无线传输载体被释放，并且目标RNC 32和目标BTS 22服务于MS。
源RNC 31在步骤419请求MS 10更新有效集，MS在步骤420更新有效集且随后发送有效集更新完成信息给目标RNC 32。
当源RNC 31在步骤421请求释放到源BTS 21的无线电链路时，源BTS21在步骤422释放无线电链路，发送无线电链路释放响应消息并停止发送/接收。随后，在步骤423释放在MS、源RNC 31和源BTS 21中的传输载体。
在切换之后，如果当前服务小区导频信号功率强度与一个相邻小区导频信号功率强度的比值大于较高门限，如5dB，则MS 10在步骤424发送具有模式转换信息的测量结果报告消息给目标RNC 32。
目标RNC 32接收来自MS 10的测量结果报告消息，分配与当前载体中相同的USTS的扰频码和信道码，在步骤425通过发送码片偏移测量请求指示符给目标BTS 22，请求无线电链路的重新配置以获得分配码和专用信道的初始同步。这里，为了测量目标RNC 32与目标BTS 22之间的码片偏移，能够额外使用测量控制消息和测量响应消息。
目标BTS 22在步骤426测量并发送码片偏移给目标RNC 32，且在步骤427准备无线电链路的重新配置。目标RNC 32在步骤428通知目标BTS 22该USTS模式的开始时间并命令执行无线电链路的重新配置，随后目标BTS22执行无线电链路的重新配置。
目标RNC 32在步骤429向MS发送具有需要用于模式转换到USTS模式的扰频码和信道码以及初始同步定时信息的物理信道重新配置请求信息，从而命令执行USTS操作。MS 10在步骤430根据接收到的参数执行物理信道的重新配置，从非USTS模式转换到USTS模式且随后通知目标BTS 32该物理信道的重新配置已完成。
本领域普通技术人员可以知道该实施例有多种改变和修正。
一个情况是从支持USTS的BTS到不支持USTS的BTS的切换，其中仅执行从USTS到非USTS的模式转换过程和切换过程。换言之，不执行从非USTS到USTS的模式转换过程。
另一个情况是从不支持USTS的BTS到支持USTS的BTS的切换，其中仅执行切换过程和从非USTS到USTS的模式转换过程。换言之，不执行从USTS到非USTS的模式转换过程。
图5A至5D是表示按照本发明在支持USTS的异步无线电信系统中硬切换方法的流程图。这一实施例中的硬切换方法相似于参照附图4A至4D描述的软切换方法，除了仅通过一条无线电链路发送数据。
参照图5A至5D，根据本发明的硬切换方法包括从USTS模式到非USTS模式的模式转换过程、切换过程和从非USTS模式到USTS模式的模式转换过程。
这一实施例中，在移动站(MS)10的切换之前，根据信号测量结果执行从USTS模式到非USTS模式的模式转换。源无线电网络控制器(RNC)31在步骤501发送具有USTS模式转换条件的测量控制消息给MS 10。
MS 10在步骤502和503测量当前服务小区与邻近小区的导频信号功率强度，并通过发送具有模式转换与切换信息的测量结果报告消息报告该测量结果给源RNC 31。
源RNC 31在步骤504确定是否执行切换和从USTS模式到非USTS模式的模式转换。如果当前服务小区导频信号功率强度与相邻小区导频信号功率强度的比值小于一个较低门限，如-5dB，则执行到非USTS的模式转换。源RNC 31在步骤505请求源BTS 21执行无线电链路的重新配置。源RNC 31在步骤506从源BTS 21接收无线电链路重新配置准备消息，随后在步骤507命令源BTS 21执行无线电链路重新配置并在步骤508请求MS 10执行物理信道的重新配置。
对于从USTS模式到非USTS模式的模式转换，扰频码和信道码被分配给源BTS 21和MS 10的物理层，在模式转换完成之后，MS 10在步骤509通知源RNC 31该物理信道的建立已完成。从此时起，通过BTS的接收机执行由于往返路程延迟的定时跟踪。
对于切换，请求建立到目标RNC 32和目标BTS 22的无线电链路。目标BTS分配物理信道及完成传输载体的建立。
当建立源RNC 31与目标RNC 32之间的无线电链路时，源RNC 31在步骤510发送具有USTS标识符的无线电链路建立请求消息给目标RNC 32。
目标RNC 32在步骤511决定分配物理信道并在步骤512请求目标BTS22建立无线电链路。目标BTS 22在步骤513建立物理信道，随后发送无线电链路建立响应消息给目标RNC 32并开始接收信号。
目标RNC 32在步骤515发送无线电链路建立响应消息给源RNC 31，在步骤516建立与目标BTS 22的传输载体并执行同步，随后开始发送/接收。目标RNC 32在步骤517也建立与源BTS 22的传输载体并执行同步。
目标RNC 32在步骤518发送具有USTS编码信息和初始同步定时信息的无线电链路重新配置请求信息给MS 10。
如果源BTS 21在步骤519通知源RNC 31该无线电链路无效，源RNC 31在步骤520请求源BTS 21释放无线电链路，源BTS 21在步骤522发送无线电链路释放响应消息给源RNC 31并停止发送/接收。然后，源RNC 31与源BTS 21之间的传输载体在步骤523被释放。
MS 10在步骤524发送无线电链路重新配置完成信息给目标RNC 32。
在切换之后，如果当前服务小区导频信号功率强度与一个相邻小区导频信号功率强度的比值大于一个较高门限，则MS 10在步骤525发送具有模式转换信息的测量结果报告消息给目标RNC 32。
目标RNC 32接收来自MS 10的测量结果报告消息，分配与在当前载体中相同的USTS的扰频码和信道码，在步骤526通过发送码片偏移测量请求向目标BTS 22请求无线电链路的重新配置以获得分配码和专用信道的初始同步。这里，为了测量目标RNC 32与目标BTS 22之间的码片偏移，能够额外使用测量控制消息和测量响应消息。
目标BTS 22在步骤527测量并发送码片偏移给目标RNC 32，且在步骤528准备无线电链路的重新配置。目标RNC 32在步骤530通知目标BTS 22该USTS模式的开始时间并命令执行无线电链路的重新配置，随后目标BTS22执行无线电链路的重新配置。
目标RNC 32在步骤529向MS 10发送具有需要用于到USTS的模式转换的扰频码和信道码以及初始同步定时信息的物理信道重新配置请求信息，从而命令执行USTS操作。MS 10在步骤531根据接收到的参数执行物理信道的重新配置，从非USTS模式转换到USTS模式且随后通知目标BTS 32该物理信道的重新配置已完成。
本领域普通技术人员可以知道该实施例存在多种改变和修正。
一个情况是从支持USTS的BTS到不支持USTS的BTS的切换，其中仅执行从USTS到非USTS的模式转换过程和切换过程。换言之，不执行从非USTS到USTS的模式转换过程。
另一个情况是从不支持USTS的BTS到支持USTS的BTS的切换，其中仅执行切换过程和从非USTS到USTS的模式转换过程。换言之，不执行从USTS到非USTS的模式转换过程。
在下文中，从非USTS到USTS模式的模式转换过程将参照附图6至10详细描述。
一般地，当切换被完成并且MS与USTS模式中的先前小区之间的链路被释放时，存在MS与在非USTS模式中通信的新的小区之间的无线电链路。
因此，从非USTS模式到USTS模式的MS的模式转换是必要的。对于模式转换，BTS与MS之间的定时适配应平滑地进行。
对于平滑的定时适配，RNC根据从BTS到MS发送的专用物理控制信道(dedicated physical control channel，DPCCH)的传输开始时间、DPCCH的往返路程延迟和参考时间T_ref计算参考时间与传输开始时间之间的时间差。该时间差值被发送给BTS和MS，且随后用于在BTS中调整DPCCH的传输开始时间以及用于在MS中调整专用物理信道(dedicated physical channel，DPCH)的传输开始时间。
根据参考时间需要用于USTS的传输时间的同步有两种情况。一种情况是传输时间被提前。另一种情况是传输时间被延迟。
为适应初始同步定时，DPCH的帧传输应由时间差T_differ调整。如果DPCH的帧传输应延迟时间差T_differ，则传输被中断了时间差T_differ。相反地，如果DPCH的帧传输应提前时间差T_differ，则DPCH帧重叠在USTS模式之前发送的DPCH帧，从而丢失重叠的数据帧。
因此，需要一种防止丢失数据帧的方法。在宽带CDMA(W-CDMA)系统中用于切换的压缩模式能够解决这个问题。
当计算用于从非USTS模式到USTS模式的模式转换的时间差时，BTS立刻增加数据传输率，数据传输时间减少，且随之另一操作如定时的同步能够在一段空闲时间进行，这称为“压缩模式”。
首先，定时同步的情况即定时的提前和延迟将参照图6和7描述。
图6是表示为适应USTS的同步定时而使传输开始时间提前的情况的定时图。图7是表示为适应USTS的同步定时而使传输开始时间延迟的情况的定时图。
参考图6和7，当系统工作在非USTS模式时，高位时隙代表移动电信系统的定时；而当系统工作在USTS模式时以低位时隙代表。
对于从非USTS模式到USTS模式的模式转换，无线电网络控制器(RNC)根据参考时间T_ref(即同步参考)、下行链路(DL)专用物理控制信道(DPCCH)帧的传输开始时间和上行(UL)链路专用物理信道(DPCH)帧的到达开始时间计算参考时间T_ref与数据帧传输开始时间之间的时间差。在这种情况下，可以根据上行链路DPCH的到达开始时间来选择两个参考时间。换言之，有第一参考时间和第二参考时间，它们是基于上行链路DPCH数据帧的到达开始时间在参考时间之前和之后不久。RNC能获得每个具有1和256码片之间值的第一和第二时间差T_differl和T_differ2。
如果在上行链路DPCH数据帧的到达开始时间之后不久的时间被选择为参考时间，计算初始时间差T_differ_init并与来自256码片的初始时间差T_differ_init的减去值作比较，随后较小的值被选择为时间差T_differ。如果初始时间差T_differ_init被设定为时间差，则数据帧的传输应延迟用于同步适配的时间差。如果减去值被设定为时间差，则传输应提前该时间差。
另一方面，如果在上行链路DPCH数据帧的到达开始时间之前不久的时间被选择为参考时间，计算初始时间差T_differ_init并与来自256码片的初始时间差T_differ_init的减去值作比较，且随后较小的值被选择为时间差T_differ。如果初始时间差T_differ_init被设定为时间差，则数据帧的传输应提前用于同步适配的时间差。如果减去值被设定为时间差，则传输应延迟该时间差。
为适应初始同步定时，DPCH帧的传输应由时间差T_differ调整。如果DPCH帧的传输延迟了时间差T_differ，则传输被中断了时间差T_differ。相反地，如果DPCH帧的传输应提前该时间差T_differ，则DPCH帧重叠在USTS模式之前传输的DPCH帧，从而丢失重叠的数据帧。
因此，需要一种防止丢失数据帧的方法。正如上面提到的，在宽带CDMA(W-CDMA)系统中用于切换的压缩模式能够解决这个问题。
用在W-CDMA系统中的压缩模式通过增加立刻发送的10ms数据帧数据率能够减少实质数据传输时间达5ms，因此，另一操作能够在其余的空闲时间由移动站执行。空闲时间的控制根据通过Iub接口的节点B应用协议(NBAP)和无线电资源控制(RRC)消息发送的信息一个时隙一个时隙地进行。压缩模式应用于连续的两个数据帧，且传输能被中断达10ms。
为了应用压缩模式以调整USTS的定时，仅需要使被发送的数据帧包括该数据帧的最后时隙#15或者第一时隙#1。
图8是表示按照本发明为了适应USTS的同步定时根据压缩模式传输开始时间提前的情况的定时图。图9是表示按照本发明为了适应USTS的同步定时根据压缩模式传输开始时间延迟的情况的定时图。
在未使用压缩模式的情况中，每个时隙的数据帧的传输率是相同的。但是，在压缩模式的情况下，时隙的数据传输率比未使用压缩模式的通常模式中的数据传输率要快。实质数据传输需要时间比10ms要短。
在压缩模式中，如果调整时隙中断的定时，定时同步能够在不丢失数据的情况下执行。换言之，为执行USTS模式，数据帧的第一或最后时隙由时间差调整，其中数据未发送。
为调整数据帧的定时，移动站和BTS应接收正确的定时，因此，定时信息需要加到RRC消息和NBAP消息。定时传输不仅能够加到第一时隙和最后时隙，而且加到在压缩模式中其传输被中断的另一时隙。在此情况下，应计算相应于时隙的正确定时。
当在压缩模式中根据传输被中断的时隙调整定时的时候，相应时隙的长度可增加或减少，其在执行压缩模式之前应通知给MS和BTS。因此，调整定时之后，该帧能够在USTS模式中发送。
图10是表示从非USTS模式到USTS模式的模式转换过程的流程图，当执行切换时使用了压缩模式。
参照图10，描述在切换过程完成之后的模式转换过程。
RNC在步骤1001确定USTS的扰频码和信道码以及需要用于USTS操作的模式转换定时。在确定对于使用压缩模式(传输中断部分包括最后时隙#15的情况)的数据帧或者对于使用压缩模式(传输中断部分包括第一时隙#1的情况)的数据帧是否执行模式转换之后，根据确定结果，选择应用压缩模式及模式转换的帧数目。
一般地，如果传输中断部分包括最后时隙#15，应用压缩模式的帧数目具有比应用模式转换的帧数目小一(1)的值，在下文中，在这一说明书中前者称为“压缩模式帧数目”，后者称为“模式转换帧数目”。如果传输中断部分包括第一时隙#1，压缩模式帧数目具有与模式转换帧数目相同的值。
为了确定如上所述的压缩模式帧数目和模式转换帧数目，RNC在步骤1002通过发送压缩模式准备消息给BTS来建立压缩模式操作的参数。BTS在步骤1003通过发送压缩模式准备消息给RNC来通知RNC压缩模式操作已准备好，随后RNC在步骤1004通过发送压缩模式委托消息给BTS来通知BTS将应用压缩模式的数据帧数目。
RNC计算BTS的参考时间与来自MS的数据到达时间之间的时间差T_differ，并在步骤1005通过无线电链路重新配置准备消息发送USTS的扰频码和信道码、时间差异T_differ(或者码片偏移)给BTS。
BTS 20在步骤1006和1007根据从RNC接收的信息准备模式转换到USTS模式，并通过发送无线电链路重新配置准备好消息，来通知RNC模式转换已经准备好。
RNC 30在步骤1008通过发给BTS 20的无线电链路重新配置委托消息向BTS 20发送模式转换帧数目。在模式转换到USTS模式之后，BTS 20通过由时间差异(或者码片偏移)提前或延迟传输来调整传输时间。
RNC 30在步骤1009通过BTS 20发送具有USTS的扰频码、信道码、时间差T_differ(或者码片偏移)、模式转换帧数目及用于压缩模式的信息的物理信道重新配置消息给MS 10。
当执行压缩模式时，BTS 20在步骤1010以该时间差调整用于模式转换的数据帧的码片偏移，并发送码片偏移被调整的数据帧。
此时，在步骤1011，在传输中断期间调整压缩模式下的传输时间。如果传输时间提前，由时间差T_differ中断的传输的数据帧的最后时隙被提前，随后发送该最后时隙。如果传输时间延迟了，由时间差T_differ中断的传输的数据帧的最后时隙被延迟，随后发送该最后时隙给MS。
同样地，在MS，在具有模式转换帧数目的数据帧发送给BTS之前，由时间差T_differ调整数据帧。换言之，在MS的上行链路DPCH的传输总是在下行链路DPCH的到达开始时间之后执行。
因此，完成了基于时间差T_differ的定时调整，MS在步骤1012通过BTS产生并发送物理信道重新配置完成消息给RNC，从而完成所有的切换过程。
使用本发明的模式转换，可在支持USTS的无线电信系统中提供切换，这样USTS技术能够被实现和广泛地使用。
当选择用于计算时间差的模式转换的参考时间时，通过使用压缩模式，BTS能够选择时间差接近从MS发送的数据帧的到达开始时间。换言之，数据传输率是基于压缩模式增加的，数据传输时间减少了，并且产生空闲时间。BTS执行模式转换与定时调整，从而防止了由于切换造成的通信质量的下降。
虽然为了说明的目的公开了本发明的优选实施例，但本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的范围与精神的情况下，可以对其做出各种修改、补充和替换。
权利要求
1.一种在支持上行链路同步传输方案(USTS)模式的异步无线电信系统中进行移动站切换的方法，包括步骤a)根据来自移动站的第一信号测量结果执行从USTS模式到非USTS模式的移动站的模式转换；以及b)执行移动站的切换。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括步骤c)根据来自移动站的第二信号测量结果执行从非USTS模式到USTS模式的模式转换。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述步骤a)包括步骤a1)根据第一信号测量结果确定当前小区导频信号功率强度与相邻小区导频信号功率强度的比值是否小于第一预定门限；以及a2)如果比值小于第一预定门限，则执行从USTS模式到非USTS模式的模式转换。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述步骤c)包括步骤c1)确定当前小区导频信号功率强度与相邻小区导频信号功率强度的比值是否大于第二预定门限；c2)如果比值大于第二预定门限，则执行从非USTS模式到USTS模式的模式转换。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述步骤c2)包括步骤c2-1)基于压缩模式调整数据帧的传输时间。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述步骤c2-1)包括步骤c2-1-1)为了提前数据帧的传输时间，减少数据帧最后时隙的传输中断时间。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述步骤c2-1)包括步骤c2-1-2)为了延迟数据帧的传输时间，增加数据帧最后时隙的传输中断时间。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，当对应用压缩模式的数据帧执行模式转换时，压缩模式帧数目设定为比模式转换帧数目小一(1)的值。
9.如权利要求6或7所述的方法，其中，当对应用压缩模式的数据帧执行模式转换时，压缩模式帧数目设定为与模式转换帧数目相同的值。
10.如权利要求5所述的方法，其中，所述切换为软切换。
11.如权利要求5所述的方法，其中，所述切换为硬切换。
12.如权利要求5所述的方法，其中，所述步骤a)进一步包括步骤a3)在源RNC，通过分配非USTS模式的扰频码和正交码建立与源收发信基站(BTS)的物理信道；以及a4)在源RNC，基于物理信道执行从USTS模式到非USTS模式的移动站的模式转换。
13.如权利要求4所述的方法，其中，所述步骤c)进一步包括步骤c3)在目标RNC，分配USTS模式的扰频码和信道码，通过与所分配的码一起发送码片偏移测量请求指示符来请求目标BTS执行无线电链路的重新配置；c4)在目标BTS，测量并发送码片偏移给目标RNC，并且根据USTS模式的开始时间和执行从目标RNC接收的无线电链路重新配置的命令，来执行无线电链路的重新配置；以及c5)在目标RNC，发送具有扰频码、信道码和初始同步定时信息的物理信道重新配置消息给移动站，从而执行由非USTS模式到USTS模式的移动站的模式转换。
14.如权利要求5所述的方法，其中，所述步骤c2-1)包括步骤c2-1-1)在目标RNC，为了减少数据帧的传输时间，请求目标BTS准备压缩模式；c2-1-2)计算目标BTS的参考时间与来自移动站的数据帧的到达时间之间的时间差；c2-1-3)发送USTS的扰频码、信道码和时间差给目标BTS；c2-1-4)如果基于USTS的扰频码、信道码和时间差已完成USTS模式的准备，则发送无线电链路重新配置准备好消息给目标RNC；c2-1-5)如果委托无线电链路重新配置，则执行从非USTS模式到USTS模式的模式转换以及由时间差调整数据帧的传输时间；c2-1-6)发送USTS的扰频码、信道码、模式转换帧数目和时间差给移动站；以及c2-1-7)由时间差调整具有模式转换帧数目的数据帧。
15.一种执行从不支持上行链路同步传输方案(USTS)模式的小区到支持USTS模式的小区的移动站切换的方法，该方法包括步骤a)执行移动站的切换；以及b)根据来自移动站的信号测量结果执行从非USTS模式到USTS模式的移动站模式转换。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述步骤b)包括步骤b1)确定当前小区导频信号功率强度与相邻小区导频信号功率强度的比值是否大于第二预定门限；b2)如果比值大于第二预定门限，则执行从非USTS模式到USTS模式的模式转换。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述步骤b2)包括步骤b2-1)基于压缩模式调整数据帧的传输时间。
18.如权利要求17所述的方法，其中，所述步骤b2-1)包括步骤b2-1-1)为了提前数据帧的传输时间，减少数据帧最后时隙的传输中断时间。
19.如权利要求17所述的方法，其中，所述步骤b2-1)包括步骤b2-1-2)为了延迟数据帧的传输时间，增加数据帧最后时隙的传输中断时间。
20.如权利要求18或19所述的方法，其中，当对应用压缩模式的数据帧执行模式转换时，压缩模式帧数目设定为比模式转换帧数目小一(1)的值。
21.如权利要求18或19所述的方法，其中，当对应用压缩模式的数据帧执行模式转换时，压缩模式帧数目设定为与模式转换帧数目相同的值。
22.如权利要求17所述的方法，其中，所述切换为软切换。
23.如权利要求17所述的方法，其中，所述切换为硬切换。
24.如权利要求16所述的方法，其中，所述步骤b)进一步包括步骤b3)在目标RNC，分配USTS模式的扰频码和信道码，通过与所分配的码一起发送码片偏移测量请求指示符来请求目标BTS执行无线电链路的重新配置；b4)在目标BTS，测量并发送码片偏移给目标RNC，且根据USTS模式的开始时间和执行从目标RNC接收的无线电链路重新配置的命令，来执行无线电链路的重新配置；以及b5)在目标RNC，发送具有扰频码、信道码和初始同步定时信息的物理信道重新配置消息给移动站，从而执行由非USTS模式到USTS模式的移动站的模式转换。
25.如权利要求17所述的方法，其中，所述步骤b2-1)包括步骤b2-1-1)在目标RNC，为了减少数据帧的传输时间，请求目标BTS准备压缩模式；b2-1-2)计算参考时间与来自移动站的数据帧的到达时间之间的时间差；b2-1-3)发送USTS的扰频码、信道码和时间差给目标BTS；b2-1-4)如果基于USTS的扰频码、信道码和时间差已完成USTS模式的准备，发送无线电链路重新配置准备好消息给目标RNC；b2-1-5)如果委托无线电链路重新配置，则执行从非USTS模式到USTS模式的模式转换以及由时间差调整数据帧的传输时间；b2-1-6)发送USTS的扰频码、信道码、模式转换帧数目和时间差给移动站；以及b2-1-7)由时间差调整具有模式转换帧数目的数据帧。
26.一种存储用于执行一种方法的指令的计算机可读记录介质，该方法用于执行在支持上行链路同步传输方案(USTS)模式的异步无线电信系统中的移动站切换，该方法包括步骤a)根据来自移动站的第一信号测量结果执行从USTS模式到非USTS模式的移动站的模式转换；以及b)执行移动站的切换。
27.如权利要求26所述的计算机可读记录介质，其中，所述方法进一步包括步骤根据来自移动站的第二信号测量结果执行从非USTS模式到USTS模式的模式转换。
28.一种存储用于执行一种方法的指令的计算机可读记录介质，该方法用于执行从不支持上行链路同步传输方案(USTS)模式的小区到支持USTS模式的小区的移动站切换，该方法包括步骤a)执行移动站的切换；以及b)根据来自移动站的信号测量结果执行从非USTS模式到USTS模式的移动站模式转换。
全文摘要
公开了一种在支持上行链路同步传输方案(USTS)的无线电信系统中的切换方法。该方法用于执行在支持USTS模式的异步无线电信系统中的移动站切换,包括步骤:a)根据来自移动站的第一信号测量结果执行从USTS模式到非USTS模式的移动站的模式转换;以及b)执行移动站的切换。在本发明的另一个实施例中,该方法进一步包括步骤c)根据来自移动站的第二信号测量结果执行从非USTS模式到USTS模式的模式转换。
文档编号H04J13/00GK1337800SQ01140749
公开日2002年2月27日 申请日期2001年8月9日 优先权日2000年8月9日
发明者朴圣水, 曹镇镐, 李仁弘, 李镇翊 申请人:Sk泰力康姆株式会社