专利名称：一种在时分组网系统中进行邻区搜索的方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信领域的时分组网技术，特别是涉及一种在时分组网系统中进行邻区搜索的方法。
背景技术：
无线通信是近年来发展最快的产业，从GSM(全球移动通信系统)、CDMA(码分多址接入)标准、3G标准一直到BWA(宽带无线接入)，充分体现出通信标准的巨大影响力。随着数据业务的日益增长，多媒体业务需求的逐渐显现，对无线接入技术，提出来更高的要求。新的宽带无线接入技术标准的制工作正在紧锣密鼓地进行。
IEEE 802.16系列标准定义了无线MAN(城域网)空中接口规范，它由MAC(媒体接入控制)层和多个物理层组成。这一无线宽带接入标准在无线城域网中提供“最后一英里”宽带连接服务。
IEEE 802.16系列标准为面向连接或无连接业务提供具有服务质量的多业务无线接入手段。IEEE 802.16系列标准中10～66GHz频段，主要用于大业务量的业务接入，由于其需要视距传输和高设备成本，标准的进展十分迟缓。为了在业已广泛使用的11GHz以下频段开发市场，IEEE推出了运行于2~11GHz的扩展版本标准，修改了MAC(媒体接入控制)的标准，并且物理层也增加了相应规范。当前的标准适用于特许频段和2.4G、5.8GHz等免特许频段。
无线宽带接入的设置类似于蜂窝系统，使用的是服务半径为数千米的基站。依靠802.16系列标准，企业和居民都有了一种可更快速地享受到宽带服务的新方法，通过使用可支持大面积城域网接入的802.16系列标准设备，无线服务的部署可快速完成。
为了支持大规模的组网，协议需要能够进行大运营商级部署，实现蜂窝组网。在802.16d系列协议中，以OFDM技术为物理层的系统仍然不能支持蜂窝组网，这限制了该标准技术的进一步应用。
对于该问题，在中国专利《蜂窝通信系统中用于频率重复使用的分时方法和设备中》(申请号96197163.0)，提出了一种时分组网方法，并给出了在寻呼系统中的应用。但该方法不能直接应用于蜂窝组网中，还需要解决终端对小区的搜索功能。因为不同扇区帧的起始定时是不同的，按照传统搜索方法，终端的搜索窗会很大，搜索的效率很低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种在时分组网系统中进行邻区搜索的方法，其可应用于蜂窝组网中且搜索效率高。
为了实现上述目的，本发明提供了一种在时分组网系统中进行邻区搜索的方法，在该时分组网系统中至少存在一个终端，该终端已接入该系统一个基站的一个扇区，并能够正常与该扇区进行通信，其中，包括如下步骤步骤一，该终端通过解调下行信号，获取该系统的帧长信息以及其它不同扇区的帧起始定时信息；步骤二，该终端搜索相邻小区的信号，并以不同扇区帧的起始时间为基准，只在不同区间内进行邻区搜索，以捕获不同扇区的数据帧；步骤三，如果成功搜索到信号，该终端将记录该信号帧的实际起始时间信息。
上述的邻区搜索的方法，其中，在步骤二中，该终端获取不同扇区的帧起始定时信息t1，t2，...，tN，并以该起始时间为基准，只在不同区间[t1-τ1，t1+τ2]，[t2-τ1，t2+τ2]，…，[tN-τ1，tN+τ2]内进行邻区搜索，以捕获不同扇区的数据帧，其中[τ1，τ2]是对每个帧起始时刻的搜索窗口大小，上述的不同区间不重叠，之间有间隔。
上述的邻区搜索的方法，其中，在该系统的任一个基站中，该基站不同扇区进行数据通信的帧长相同，不同扇区帧的起始时间不同。
上述的邻区搜索的方法，其特征在于，当每个基站有3个扇区时，3个扇区平均分配在每个扇区帧的数据传输时间，并且在同一个时间内只能有一个扇区进行数据传输。
上述的邻区搜索的方法，其中，在该系统中不同基站间具有相同的扇区区号的扇区同步发送和接收，并具有相同的帧起始点和传输数据长度。
上述的邻区搜索的方法，其中，在该系统中同一个基站不同扇区之间的帧结构是嵌套帧结构。
上述的邻区搜索的方法，其中，该系统为TDD系统或FDD系统。
上述的邻区搜索的方法，其中，在TDD系统中，数据帧为上行子帧和/或下行子帧。
上述的邻区搜索的方法，其中，在FDD系统中，数据帧为上行链路帧或下行链路帧。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为基于时分组网技术的终端通信示意图；图2为图1中不同扇区帧结构和定时方法的示意图；图3为基于时分组网技术的终端在不同基站间移动通信示意图；图4为基于时分组网的不同扇区之间的分配方法示意图；图5为本发明所揭示的一种在时分组网系统中进行邻区搜索方法的流程图。
具体实施例方式
参考图1-图4，本发明可以应用于基于IEEE802.16系列协议的系统组网，也可以用于其它的通信系统中。
如图1所示为基于前述时分组网方法的无线网络系统。B0...B6分别为无线网络中基站，共同组成蜂窝网络。为了简化叙述，在图1中，以每个基站具有3个扇区为例，按照顺序依次标记为S1，S2，S3。不同基站之间，如果扇区具有相同的编号，则扇区应该尽可能具有相同的方向，以避免干扰。基站进行数据通信的帧长为L。根据时分组网需要，在时域上把帧按照一定规则依次分为3份，每个扇区帧的起始时间依次记为t1，t2，t3，长度分别为L1，L2，L3。第i个扇区Si对应长度Li，第i个扇区只能在对应的时间Li内进行数据传输。为了简化，将3个扇区平均分配帧长，即L1=L2=L3=L3.]]>并且分配传输时间不随时间发生变化。
如图2所示为不同扇区帧结构和定时示意图，在帧划分中，不同扇区帧的起始时间是不同的，第i扇区(i＝1，2，3)的起始位置是从分配给该扇区的时间段Li的初始位置ti开始的，并且每个扇区帧的长度均为L。但第i扇区只能在分配的Li时间内进行数据传输，其他时间不得占用带宽。这样可以避免不同扇区之间的干扰。
对于多个基站组成的网络，不同基站将按照上述方法分别进行通信。不同基站间具有相同扇区号的扇区将严格同步发送和接收，具有相同的帧起始点和传输数据长度。
根据图2所知，不同扇区之间采用了帧嵌套的方法进行数据传输，即同一个基站不同扇区之间帧的起始时间是不同的，并且在某一时间，最多只能有一个扇区进行数据传输。如第1个扇区的第k帧是从tk，1到tk+1，1的时间，该时间包括了不同扇区之间的保护间隔。但第1扇区的第k帧中实际可用数据传输时间是从tk，1到tk，2时间L1，该时间包括了不同扇区之间的保护带的间隔时间，而在tk，2到tk+1，1时间内第1扇区不进行数据传输，以避免对其他小区(扇区)造成干扰。对于第1个扇区的第k+1帧，则是从tk+1，1到tk+2，1的时间，该时间包括了不同扇区之间的保护间隔。但第1扇区的第k+1帧中实际可用数据传输时间是从tk+1，1到tk1，2时间L1，该时间包括了不同扇区之间保护带的间隔时间。而在tk+1，2到tk+2，1时间内第1扇区不进行数据传输，以避免对其他小区(扇区)的干扰。
同理，第2个扇区的第k帧是从tk，2到tk+1，2的时间，该时间包括了不同扇区之间的保护间隔。但第2扇区的第k帧中实际可用数据传输时间是从tk，2到tk，3时间L2，该时间包括了不同扇区之间保护带的间隔时间，而在tk，3到tk+1，2时间内第2扇区不进行数据传输，以避免对其他小区(扇区)造成干扰。对于第2个扇区的第k+1帧，则是从tk+1，2到tk+2，2的时间，该时间包括了不同扇区之间的保护间隔。但第2扇区的第k+1帧中实际可用数据传输时间是从tk+1，2到tk+1，3时间L2，该时间包括了不同扇区之间保护带的间隔时间。而在tk+1，3到该帧结束的时间内第2扇区不进行数据传输，以避免对其他小区(扇区)的干扰。
同样的方法，可以实现第三个扇区的数据传输。
由上述可见，同一基站不同扇区之间数据帧是准确定时的，并且不同扇区数据帧的起始时间相差固定的时间间隔。在某一固定时间只能有一个扇区进行数据发送。上述同一个基站不同扇区之间的帧结构是嵌套帧结构。
为了实现多个基站的蜂窝组网，不同基站之间也要实现准确定时。即不同基站但具有相同扇区号的扇区之间要同步发送和接收。这样可以最大程度的避免干扰的发生。
在图5中，揭示了一种在时分组网系统中进行邻区搜索方法的流程。该方法包括如下步骤步骤100，该终端通过解调下行信号，获取该系统的帧长信息以及其它不同扇区的帧起始定时信息；步骤200，该终端搜索相邻小区的信号，并以不同扇区帧的起始时间为基准，只在不同区间内进行邻区搜索，以捕获不同扇区的数据帧；步骤300，如果成功搜索到信号，该终端将记录该信号帧的实际起始时间信息。
该方法适用于TDD或FDD的蜂窝组网。对TDD系统，上述方法中的数据帧包括上行子帧和下行子帧或者上述方法只是上行子帧或下行子帧；对于FDD系统，上述方法中的数据帧是指上行链路帧或下行链路帧。
图3是终端在时分组网蜂窝网络中在不同基站间的通信示意图，该网络由多个基站组成，每个基站有三个扇区，并采用前述的通信帧结构。一个终端已经接入了蜂窝网络，并通过BTS1的第1个扇区进行通信。如图中箭头所示，该终端在图中从右到左移动。在蜂窝网络中为了保证终端移动到其他小区(扇区)时不间断通信过程。要求终端在移动过程中能够搜索其他小区(扇区)的信号。如果条件满足，则需要实现小区(扇区)间的切换过程。
根据上述的时分组网方式，终端的搜索其他小区信号的方法如下。
设该终端正在和BTS1的第一个扇区(小区)进行通信，该终端通过解调BTS1的下行信号，获得帧长信息L以及不同扇区数据帧的起始定时信息t1，t2，t3。
为了保证在移动过程中的正常通信，终端需要搜索其他扇区(小区)的信号，确定其他扇区帧的起始位置。由上述可知不同扇区(小区)的信号定时关系由该定时序列t1，t2，t3决定。设终端的搜索窗口大小为[τ1，τ2]，为了捕获不同扇区帧的起始位置，在t1，t2，t3时刻的搜索窗口分别为[t1-τ1，t1+τ2]，[t2-τ1，t2+τ2]，[tN-τ1，tN+τ2]。该跳跃式的搜索方法，降低了搜索的区域，提高了信号搜索的效率。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种在时分组网系统中进行邻区搜索的方法，在该时分组网系统中至少存在一个终端，该终端已接入该系统一个基站的一个扇区，并能够正常与该扇区进行通信，其特征在于，该方法包括如下步骤步骤一，该终端通过解调下行信号，获取该系统的帧长信息以及其它不同扇区的帧起始定时信息；步骤二，该终端搜索相邻小区的信号，并以不同扇区帧的起始时间为基准，只在不同区间内进行邻区搜索，以捕获不同扇区的数据帧；步骤三，如果成功搜索到信号，该终端将记录该信号帧的实际起始时间信息。
2.根据权利要求1所述的邻区搜索的方法，其特征在于，在步骤二中，该终端获取不同扇区的帧起始定时信息t1，t2，...，tN，并以该起始时间为基准，只在不同区间[t1-τ1，t1+τ2]，[t2-τ1，t2+τ2]，…，[tN-τ1，tN+τ2]内进行邻区搜索，以捕获不同扇区的数据帧，其中[τ1，τ2]是对每个帧起始时刻的搜索窗口大小，所述的不同区间不重叠，之间有间隔。
3.根据权利要求1所述的邻区搜索的方法，其特征在于，在该系统的任一个基站中，该基站不同扇区进行数据通信的帧长相同，不同扇区帧的起始时间不同。。
4.根据权利要求3所述的邻区搜索的方法，其特征在于，当每个基站有3个扇区时，3个扇区平均分配在每个扇区帧的数据传输时间，并且在同一个时间内只能有一个扇区进行数据传输。
5.根据权利要求1所述的邻区搜索的方法，其特征在于，在该系统中不同基站间具有相同的扇区区号的扇区同步发送和接收，并具有相同的帧起始点和传输数据长度。
6.根据权利要求1或5所述的邻区搜索的方法，其特征在于，在该系统中同一个基站不同扇区之间的帧结构是嵌套帧结构。
7.根据权利要求6所述的邻区搜索的方法，其特征在于，该系统为TDD系统或FDD系统。
8.根据权利要求7所述的邻区搜索的方法，其特征在于，在TDD系统中，数据帧为上行子帧和/或下行子帧。
9.根据权利要求7所述的邻区搜索的方法，其特征在于，在FDD系统中，数据帧为上行链路帧或下行链路帧。
全文摘要
本发明涉及一种在时分组网系统中进行邻区搜索的方法，在该时分组网系统中至少存在一个终端，该终端已接入该系统一个基站的一个扇区，并能够正常与该扇区进行通信，其特征在于，包括如下步骤该终端通过解调下行信号，获取该系统的帧长信息以及其它不同扇区的帧起始定时信息；该终端搜索相邻小区的信号，并以不同扇区帧的起始时间为基准，只在不同区间内进行邻区搜索，以捕获不同扇区的数据帧；如果成功搜索到信号，该终端将记录该信号帧的实际起始时间信息，为以后的扇区间切换做准备。该方法可应用于蜂窝组网中且搜索效率高。
文档编号H04W48/16GK1753543SQ200410009590
公开日2006年3月29日 申请日期2004年9月21日 优先权日2004年9月21日
发明者高翔, 刘和兴, 吴岩巍, 刘颖, 王宁 申请人:中兴通讯股份有限公司